DE19920122A1

DE19920122A1 - Regler für eine hybride Kraftübertragung

Info

Publication number: DE19920122A1
Application number: DE19920122A
Authority: DE
Inventors: Miroslava Jankovic; Barry Kay Powell
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 1998-06-10
Filing date: 1999-05-03
Publication date: 1999-12-23
Anticipated expiration: 2019-05-04
Also published as: US6164400A; DE19920122B4; GB2338939A; GB9912592D0; GB2338939B

Abstract

Bei einer hybriden Kraftübertragung für ein Fahrzeug ist eine parallele Anordnung einer Dieselmaschine (10) und eines Elektromotors (22) vorgesehen, wobei ein Mehrganggetriebe (12) an der Drehmoment-Ausgangsseite der Dieselmaschine angeordnet ist. Ein Hinterradgetriebe (16) verbindet die Antriebsräder (18, 20) des Fahrzeugs antreibbar mit der Abtriebswelle (14) des Getriebes. Weiterhin ist das Hinterradgetriebe antreibbar an den Elektromotor gekoppelt. Ein Regler (24) der Kraftübertragung teilt den an die Dieselmaschine abgegebenen Kraftstoff zu und veranlaßt eine Aufteilung der gesamten verfügbaren Leistung, wobei ein Teil der Leistung von der Dieselmaschine (10) und der Rest der Leistung vom Motor (22) geliefert wird. Ein Schaltplan für das Mehrgangsgetriebe ermöglicht es, eine Proportionalität zwischen der Bewegung des Gaspedals und dem an den Rädern gewünschten Drehmoment zu erreichen. Eine der Kraftübertragung zugeordnete Steuerstrategie bewirkt Fahreigenschaften des Fahrzeugs, welche den Fahreigenschaften der Kraftübertragung eines herkömmlichen Fahrzeugs im Vergasermotor ähneln, wobei gleichzeitig eine verbesserte Kraftstoffeffizienz und niedrigere Abgasemissionen erzielt werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Regelung einer Dieselma schine und eines Elektromotors, welche in einem Automobil in einer parallelen hybriden, dem Getriebe nachgeschalteten Konfiguration angeordnet sind.

Aufgrund eines gestiegenen Interesses an einer Verminderung des Kraftstoffverbrauches und der Umweltbelastung durch Ab gase bei gleichzeitiger Befriedigung der Kundenwünsche nach einer verbesserten Funktionalität hat das Interesse der Au tomobilindustrie an der Erforschung und Entwicklung hybrider elektrischer Fahrzeuge zugenommen. Die Kraftübertragungen für derartige Fahrzeuge haben gegenüber den herkömmlichen, von einer Brennkraftmaschine angetriebenen Kraftübertragun gen Vorteile wie z. B. einen verminderten Kraftstoffverbrauch und verminderte Abgasemissionen unter Beibehaltung der glei chen Reichweite des Fahrzeuges (welche in diesem Falle nicht wie bei reinen Elektrofahrzeugen durch Batterien begrenzt ist).

Die Idee hybrider Kraftübertragung ist nicht neu. Der kon zeptionelle Hintergrund ist in mehreren Patentschriften do kumentiert. Zu den neueren hiervon gehören die US 56 56 921 von 1997 und die US 53 43 970 von 1994.

In der US 53 43 970 ist ein ausführlicher Überblick über verschiedene hybride Konfigurationen zu finden. Ferner wer den eine spezielle Konfiguration vorgeschlagen und spezielle Gründe dafür angegeben, warum diese im Vergleich zu allen anderen hybriden Fahrzeugkonfigurationen vorteilhaft sei. Das betrachtete parallele Hybridfahrzeug hat kein Mehrgang getriebe. Statt dessen wird eine regelbare Drehmoment- Übertragungseinheit mit festem Gangverhältnis verwendet. Auf derselben Seite der Drehmoment-Übertragungseinheit befinden sich sowohl ein Vergasermotor (Ottomotor) als auch ein Elek tromotor.

Weiterhin werden die Betriebsarten des hybriden Fahrzeuges beschrieben, das heißt:

(i) alleiniger Betrieb des elektrischen Motors bei geringen Geschwindigkeiten oder im Verkehr unter Ausnutzung der in Batterien gespeicherten Energie;
(ii) sowohl die Maschine als auch der Motor geben bei großem Leistungsbedarf an die Räder Drehmoment ab; und
(iii) Betriebsweise im Dauerzustand, in dem die Brennkraft maschine allein das Fahrzeug antreibt.

Auch in der US 56 56 921 wird ein paralleler hybrider An trieb mit beiden Kraftquellen auf derselben Seite des Ge triebes betrachtet. Die Einträge in eine Tabelle, welche die Leistungsaufteilung zwischen dem Vergasermotor und dem Elek tromotor bestimmt, werden mit Hilfe von Regeln aus der Fuz zylogik angepaßt. Das zur Anpassung dieser Einträge verwen dete Leistungskriterium wird durch das gewichtete Verhältnis zwischen dem Batteriestrom und der Flußrate des Kraftstoffes bestimmt.

Bei dem vorstehend zitierten Stand der Technik wird (impli zit) von der Annahme ausgegangen, daß die Kraftübertragung einen Vergasermotor (mit Funkenzündung) enthält, welcher bei einem festen Verhältnis von Luft zu Kraftstoff arbeitet. Ei ne Regelung des Vergasermotors erfolgt über eine Regelung des Luftstromes über die Drosselklappe. Im größten Teil des Arbeitsbereiches wird für eine gegebene Öffnungsweite der Drosselklappe ein konstanter Kraftstofffluß in die Maschine eingespritzt, welcher dem konstanten Luftstrom (in g/s) über die Drosselklappe entspricht. Im Gegensatz hierzu kann der Kraftstoff einer Dieselmaschine direkt geregelt werden, so daß die Probleme bei der Regelung einer Dieselmaschine unab hängig von den Problemen der Luftkontrolle bei Vergasermoto ren sind.

Weder in der US 53 43 970 noch in der US 56 56 921 wird das Problem eines als konsistent empfundenen Pedalverhaltens in parallelen hybriden Fahrzeugen angesprochen, noch werden Mittel beschrieben, ein solches zu erzielen. In diesen Schriften werden Vergasermotoren und nicht Dieselmaschinen mit direkter Einspritzung beschrieben. Es wird von einer Drosselklappe als Mittel zur Regelung der Luftzufuhr ausge gangen. Schließlich handelt es sich auch um eine andere Kon figuration einer parallelen Hybridanordnung ohne Betrachtun gen zum Wechsel von Gängen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine spezielle Konfiguration eines hybriden Automobils. Diese besteht aus einer Dieselma schine, welche über ein Mehrgang-Automatikgetriebe Drehmo ment an die Räder zur Verfügung stellt, sowie einem Elektro motor, welcher radseitig in bezug auf das Getriebe angeord net ist. Die Konfiguration wird "parallel" genannt, da jede der beiden Antriebsquellen das Fahrzeug bewegen kann. Sie wird "dem Getriebe nachgeschaltet" genannt, da die Brenn kraftmaschine am Eingang, der Elektromotor jedoch am Ausgang des Getriebes angeordnet ist. Ausgehend von dieser speziel len Konfiguration besteht die Aufgabe darin, in allen Be triebsarten des hybriden Fahrzeuges eine konsistente Reakti on auf eine Betätigung des Pedals zu erreichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine spezi elle Form der Kurven in den Kraftstoff-Einspritz-Diagrammen der Dieselmaschine mit direkter Einspritzung vor. Diese Form ist im allgemeinen verschieden von der der Kurven herkömmli cher Dieselmaschinen mit direkter Einspritzung. Weiterhin erfolgt eine konsistente Interpretation des Pedalstellung signals in Hinblick auf das Drehmoment der Räder und die Leistung unabhängig davon, ob die Zugkraft von der Dieselma schine, dem Elektromotor oder beiden kommt. Schließlich wur de auch der Gangschaltplan, welcher in dem Hybrid nur die dem Getriebe nachgeschaltete Dieselmaschine betrifft, in Übereinstimmung mit der erfindungsgemäßen Leistungsauftei lung verändert.

Der Elektromotor wird vorzugsweise nur für geringe Lei stungsniveaus eingesetzt, während die Dieselmaschine ober halb einer bestimmten Leistungsschwelle zum Einsatz kommt. Ferner wird der Elektromotor auch für eine Leistungssteige rung während der Beschleunigung und während Bergfahrten ein gesetzt.

Durch die Erfindung wird ein konsistentes Empfinden für das Verhalten des Gaspedals unabhängig von der eingesetzten Kraftquelle (Dieselmaschine, Elektromotor oder beide) mög lich. Dieser Aspekt des Fahrverhaltens ist verknüpft mit - aber verschieden von - der Frage eines glatten Überganges zwischen den beiden Kraftquellen. Um ein konsistentes Pedal gefühl zu erzielen, werden spezielle Formen der Kurven in den Kraftstoff-Einspritz-Diagrammen der Dieselmaschine mit direkter Einspritzung verwendet. Eine Anregung hierfür kam aus der Beobachtung, daß in Vergasermotoren unter der Annah me, daß die Leistungsfähigkeit über den ganzen Drehzahl- bzw. Geschwindigkeitsbereich der Maschine konstant sei, eine konstante Anforderung vom Pedal einer konstanten Leistungs abgabe von der Maschine entspricht. Die Erfindung stellt ei ne derartige Versorgung des Diesels mit Kraftstoff zur Ver fügung, daß ein ähnliches Fahrverhalten erzielt wird.

Der Regler der Kraftübertragung teilt der Dieselmaschine den Kraftstoff zu. Die Pedalsteuerung für die Dieselmaschine wird so kalibriert, daß die Pedalstellung proportional zur Leistung an den Rädern ist. Die Leistung an den Rädern ent spricht näherungsweise der Summe der von jeder der beiden Kraftquellen abgegebenen Leistungen. Die gewünschte Leistung an den Rädern entspricht der Summe der gewünschten Maschi nenleistung und der gewünschten Leistung des Elektromotors.

Da die Drehzahl bzw. Geschwindigkeit der Maschine gemessen werden kann, entspricht das gewünschte Drehmoment der Ma schine dem Quotienten aus der Leistung und der Drehzahl der Maschine. In ähnlicher Weise entspricht das gewünschte Drehmoment des Elektromotors dem Quotienten aus der ge wünschten Leistung und der Drehzahl des Elektromotors. Die Drehzahl des Elektromotors läßt sich bestimmen, da die Fahr zeuggeschwindigkeit bekannt ist und das Übersetzungsverhält nis des Hinterradgetriebes feststeht. Die Drehzahl des Elek tromotors kann daher leicht berechnet werden.

Diese Strategie erfordert mindestens zwei Diagramme, welche die funktionalen Zusammenhänge zwischen den benötigten Va riablen enthalten. Das erste Diagramm bestimmt die Beziehung zwischen der Bewegung des Fußpedals und der Leistung an den Rädern. Das zweite Diagramm bestimmt die Beziehung zwischen der gewünschten Maschinenleistung und der Kraftstoffzutei lung, wobei eine konstante Pedalstellung einer konstanten von der Maschine geforderten Leistung entspricht. Letzteres ist das sogenannte Kraftstoff-Zuteilungsdiagramm.

Zu der in den Diagrammen über die funktionalen Beziehungen enthaltenen Information gehört eine Kurve, welche das maxi male von der Maschine verfügbare Drehmoment repräsentiert. Wenn der Regler Leistung nur durch ein Herunterschalten des Getriebes erhalten kann, löst die Ausgangstreiberstufe des Reglers solch ein Herunterschalten als Reaktion auf ein Vor anschreiten der Gaspedalstellung aus. Die der Pedalstellung entsprechende angeforderte Leistung wird erreicht durch Her unterschalten bis der Betriebspunkt in die vom maximalen Drehmoment eingehüllte Fläche fällt. Wenn nach einem ersten Herunterschalten der Betriebspunkt noch außerhalb der vom maximalen Drehmoment der Dieselmaschine eingehüllten Fläche liegt, löst der Regler ein zweites Herunterschalten aus.

Wenn das maximale Drehmoment nicht durch die Maschine allein erreicht werden kann und der Betriebspunkt außerhalb des Be reiches maximalen Drehmomentes fällt, fügt der Elektromotor dem nach dem Herunterschalten erreichten letzten Gang Lei stung hinzu.

Diese erfindungsgemäße Strategie wird allen Anforderungen des Fahrers auf der Basis nur einer einzigen Eingabe vom Fahrer, nämlich der Pedalstellung, gerecht. Die vorkali brierten und in einem Speicher abgelegten Leistungsdiagramme erlauben der Maschine einen Betrieb in einem Bereich der Leistungskurve, in welchem das Drehmoment und die Drehzahl der Maschine in eine Zone minimalen speziellen Kraftstoff verbrauches fallen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen bei spielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der gesamten Transmis sion und des Transmissionsreglers;

Fig. 2 ein Leistungsdiagramm, das für einen selbstansaugen den Vergasermotor die Beziehung zwischen Druck im Ansaug rohr, Luftflußrate, Stellung der Drosselklappe, Drehzahl der Maschine und Leistung zeigt;

Fig. 3 ein Leistungsdiagramm, welches für eine Dieselma schine die Beziehung zwischen der Drehzahl bzw. Geschwindig keit der Maschine und der Kraftstoffabgabe pro Takt des Ein spritzers bei verschiedenen Stellungen des Gaspedals zeigt;

Fig. 4 das Kraftstoff-Zuteilungsdiagramm für eine Dieselma schine in einer hybriden Fahrzeugtransmission, die einen Elektromotor enthält;

Fig. 4a die Darstellung des Drehmomentes in Abhängigkeit von der Drehzahl für einen elektrischen Induktionsmotor;

Fig. 5 ein Leistungsdiagramm, welches für eine Dieselma schine in einer hybriden Fahrzeugtransmission, die einen Elektromotor einschließt, die Zone des höchsten Kraftstoff- Wirkungsgrades und die Charakteristika der Kraftstoff- Zuteilung darstellt;

Fig. 6a und 6b ein Flußdiagramm, welches die Regelungs strategie für die hybride Kraftübertragung eines Fahrzeugs veranschaulicht;

Fig. 7 ein erstes Leistungsdiagramm, welches in den ROM-Abschnitten des in Fig. 1 schematisch dargestellten Reglers gespeichert wird und welches die Beziehung zwischen der ge wünschten an die Antriebsräder abzugebenden Gesamtleistung und der Position des Gaspedals darstellt;

Fig. 8 ein zweites Leistungsdiagramm der Dieselmaschine, welches die Beziehung zwischen der Pedalposition, der Kraft stoffrate und der Drehzahl der Maschine darstellt;

Fig. 9 einen Hochschalt-Plan für das Automatikgetriebe, welcher die Schaltpunkte in Abhängigkeit von der Pedalstel lung und der Fahrzeuggeschwindigkeit zeigt, und

Fig. 10 das gesamte der Transmission von der Maschine und dem Elektromotor zur Verfügung gestellte Drehmoment sowie die Drehzahl bzw. Geschwindigkeit der Maschine bei Einsatz einer Regelungsstrategie gemäß Fig. 6.

In Fig. 1 ist mit der Ziffer 10 eine in der Transmission eines Fahrzeuges zu verwendende Dieselmaschine bezeichnet. Unter der Bezugsziffer 12 ist schematisch ein Mehrgangge triebe angedeutet. Die Antriebsseite des Getriebes 12 ist mit der Kurbelwelle der Dieselmaschine 10 verbunden.

Die Abtriebswelle 14 des Getriebes 12 ist drehbar mit dem Hinterradgetriebe 16 verbunden, welches das Drehmoment von der Welle 14 an jedes der beiden Antriebsräder 18 und 20 ab gibt.

Ferner ist ein Elektromotor 22 dargestellt, welcher vorzugs weise ein Hochkapazitäts-Induktionsmotor ist. Dieser hat ei nen Motoranker, welcher drehbar mit dem Hinterradgetriebe 16 verbunden ist. Ein elektronischer Regler 24 überwacht die gesamte Transmission. Dieser Regler enthält einen ROM-Speicher 26, einen RAM-Speicher 28, eine zentrale Datenver arbeitungseinheit (central processor unit CPU) 30 sowie ei nen Programmschrittzähler (program counter PC) 32. Ein Ab schnitt 34 des Reglers 24 mit Schaltungen zur Verarbeitung von Eingangssignalen erhält vom Gaspedal-Wandler 36 Ein gangsinformationen. Dieses Eingangssignal vom Gaspedal zeigt die Stellung der Drosselklappe der Dieselmaschine an.

Die Dieselmaschine 10 enthält einen Drehzahlsensor, welcher über die Leitung 38 ein Drehzahlsignal an die Eingangsschal tungen 34 sendet. Über die Signalleitung 40 wird Information über das Übersetzungsverhältnis des Getriebes an die Ein gangsschaltungen übermittelt.

Die Informationen an der Eingangsseite des Reglers werden von den Registern im RAM erhalten. Die zentrale Datenverar beitungseinheit (CPU) adressiert unter Kontrolle des Pro grammschrittzählers 32 selektiv die Register im RAM. Die von der CPU geholten Informationen werden in Berechnungen ver wendet, welche die im ROM gespeicherten Leistungsdiagramme involvieren. Das Ergebnis dieser Berechnungen wird an die Ausgangstreiberstufe in Form von Informationen über die Ma schinendrehzahl, die Motordrehzahl, die Kraftstoffzuteilung und das Übersetzungsverhältnis des Getriebes verteilt.

Fig. 2 zeigt ein Leistungsdiagramm für einen herkömmlichen Vergasermotor. Dieses Diagramm wird beschrieben, um die Un terschiede zwischen der bei der vorliegenden Erfindung ver wendeten Dieselmaschine und einem herkömmlichen Vergasermo tor zu erklären, welcher in hybriden Fahrzeugantrieben nach dem oben geschilderten Stand der Technik eingesetzt wird.

Fig. 2 zeigt die Veränderung der Luftflußrate durch eine Drosselklappe als Funktion des Drosseleinstellwinkels, der Maschinendrehzahl und des Druckes im Ansaugrohr. Da bei ei nem selbstansaugenden Vergasermotor das Gaspedal mechanisch mit der Drosselklappe verbunden ist, wird im folgenden er klärt, warum die Luftflußrate die vom Fahrer angeforderte Leistung repräsentiert.

Bei hohen Drucken im Ansaugrohr wird die Massen-Flußrate der Luft in Abhängigkeit von dem Verhältnis der Drucke über die Drosselklappe hinweg durch die folgende Gleichung beschrie ben:

Wenn das Verhältnis der Drucke unter einem kritischen Wert liegt, wird die Massen-Flußrate beschrieben durch:

worin
C_p eine Konstante,
A_th die Fläche des Halses der Drosselklappe,
p₁ der Druck stromabwärts der Drosselklappe,
R eine Konstante,
T₀ die Temperatur stromabwärts der Drosselklappe,
p₀ der Umgebungsdruck und
γ die spezifische Wärme ist.

Aus Gleichung 2 ist ersichtlich, daß bei einer gegebenen konstanten Stellung der Drosselklappe die Luftflußrate unab hängig vom Druck im Ansaugrohr und der Maschinendrehzahl ist. Da ein Vergasermotor bei einem festen stöchiometrischen Verhältnis von Luft zu Kraftstoff arbeitet, entspricht die konstante Stellung der Drosselklappe einem konstant einge spritzten Kraftstoff, welcher proportional zur von der Ma schine erzeugten Energie ist. Die Rate, mit welcher Kraft stoff verbrannt wird (Kilogramm pro Stunde), ist daher pro portional zur von der Maschine erzeugten Leistung. Unter der Annahme, daß die Maschine mit konstantem Wirkungsgrad (d. h. thermischem Wirkungsgrad plus Reibung und Pumpwirkungsgrad) arbeitet, und daß der Druck im Ansaugrohr geringer als der kritische Wert ist, entspricht eine konstante Stellung des Gaspedals einer konstanten Maschinenleistung.

Aus Fig. 2 ist außerdem ersichtlich, daß bei geringen bis mittleren Maschinendrehzahlen eine erhebliche Vergrößerung der Öffnung der Drosselklappe, die aus einem deutlichen Nie derdrücken des Gaspedals resultiert, nur geringe Änderungen im Luftfluß und dem Drehmoment der Maschine bewirkt. Dies gilt unter der Annahme, daß ein stöchiometrisches Verhältnis von Luft zu Kraftstoff aufrecht erhalten wird. Bei 1500 U/min bewirkt z. B. eine Vergrößerung der Öffnung der Dros selklappe von 36° zu einer vollständigen Öffnung eine Zunah me des Luftflusses von weniger als 6%. In einem Fahrzeug mit Automatikgetriebe könnte diese Pedalzone geringer Sensitivi tät als natürliches Signal dafür ausgenutzt werden, ein Her unterschalten auszulösen und damit der Anforderung des Fah rers nach einer Erhöhung der Maschinenleistung zu genügen.

In Fig. 3 ist die Charakteristik einer typischen Dieselma schine dargestellt. Bei einer Dieselmaschine wird die Anfor derung von Leistung durch eine direkte Veränderung der Kraftstoffrate bewirkt. Bei einem dieselangetriebenen Fahr zeug ist daher die Beziehung zwischen der Stellung des Gas pedals und dem Kraftstoff nicht wie bei einem Vergasermotor durch eine stöchiometrische Regelung eingeschränkt. Die Kraftstoffrate wird elektronisch geregelt. In dem Beispiel gemäß Fig. 3 zeigt das Kraftstoff-Zuteilungsdiagramm die Beziehung zwischen der prozentualen Stellung des Gaspedals und dem pro Takt angeforderten Kraftstoff in Milligramm als Funktion der Drehzahl bzw. Geschwindigkeit.

Die graphische Darstellung in Fig. 3 ist ein Beispiel für eine typische Kraftstoff-Zuteilung, welche für eine Diesel maschine mit Handschaltgetriebe charakteristisch ist. Bei einem zu einem hohen Prozentsatz niedergedrückten Pedal und für Drehzahlen im Bereich von ca. 2500 U/min bis 4200 U/min entspricht eine konstante Pedalstellung einem konstanten Wert für den pro Takt eingespritzten Kraftstoff (in Milli gramm). Die Beziehung zwischen der Kraftstoffmenge (in Mil ligramm) pro Takt und dem Drehmoment wird wie folgt ausge drückt:

Wenn Gleichung (3) nach Milligramm pro Takt aufgelöst wird, läßt sich die Kraftstoffrate wie folgt ausdrücken:

Mit konstanter Rate in Milligramm pro Takt eingespritzter Kraftstoff entspricht einer konstanten Abgabe von Drehmo ment. Wenn die Kraftstoffrate in Milligramm pro Takt als X bezeichnet wird, kann der entsprechende Wert Y in Kilogramm pro Stunde mit Hilfe der folgenden Umrechnung erhalten wer den:

X[mg/Takt] = Y = 1.20.10^-4.N.X[kg/h] (5)

Wenn der Kraftstoff mit einer konstanten Rate in Kilogramm pro Stunde eingespritzt wird, nimmt der zugehörige Wert in Milligramm pro Takt mit zunehmender Drehzahl der Maschine ab und ist daher proportional zum Drehmoment der Maschine.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, entspricht bei kleinen Werten für die Pedalstellung eine konstante Pedalstellung abfallen den Kurvenverläufen für den in Milligramm pro Takt gemesse nen Kraftstoff, was wiederum einer konstanten von der Ma schine entwickelten Kraft entspricht.

Fig. 3 zeigt ferner das Problem, welches mit der Verwendung einer Kraftstoff-Zuteilung gemäß Fig. 3 bei einem Automa tikgetriebe verbunden ist. Bei einem herkömmlichen Fahrzeug mit einem Handschaltgetriebe hat der Fahrer zwei primäre Einflußmöglichkeiten, um das Drehmoment der Transmission zu regulieren. Diese Einflußmöglichkeiten sind die Stellung des Pedals und der eingelegte Gang. Falls ein Druck auf das Gas pedal nicht eine zufriedenstellende Reaktion hervorruft, kann der Fahrer zur Erhöhung der Leistung an den Rädern her unterschalten. Die Kraftstoff-Zuteilung gemäß Fig. 3 hat keine Zone geringer Pedal-Sensitivität, welche als Signal für ein Herunterschalten bei einem Fahrzeug mit Automatikge triebe dienen könnte. In dieser Hinsicht unterscheidet sich das Verhalten einer Dieselmaschine gemäß Fig. 3 vom Verhal ten eines Vergasermotors gemäß Fig. 2.

In einem Fahrzeug mit Automatikgetriebe wird der Wunsch des Fahrers nach einem erhöhten Drehmoment allein aus dem Nie derdrücken des Pedals abgelesen. Ein vollständig niederge drücktes Pedal zeigt an, daß der Fahrer maximale Leistung von der Maschine fordert, daß die Kraftstoffversorgung al lein jedoch nicht zu dieser Erhöhung der Leistung in der La ge ist. (Bei 1500 U/min oder 2000 U/min kann die maximale Leistung der Maschine nicht allein über die Kraftstoffver sorgung der Maschine erreicht werden). Bei geringen Drehzah len der Maschine wird daher jedes Automatikgetriebe diese Anforderung des Fahrers als Kommando für ein Herunterschal ten interpretieren. Aus diesem Grunde wird die obere linke Ecke des Leistungsdiagrammes in Fig. 3 niemals verwendet.

Bei dem verbesserten Regelungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dein das hybride elektrische Fahrzeug sowohl von einem Elektromotor als auch einer Dieselmaschine mit ei nem Automatikgetriebe angetrieben wird, wird die von diesen beiden Leistungsquellen verfügbare Kraft ausgenutzt. Der Elektromotor kann für geringe Leistungsniveaus eingesetzt werden, während die Dieselmaschine oberhalb einer bestimmten Leistungsschwelle eingesetzt werden kann. Die Strategie der Erfindung setzt dieses Konzept der Leistungsaufteilung um, indem bestimmt wird, wie der Kraftstoff zur Erzielung der Leistungsaufteilung zuzuteilen ist und wie zur Erzeugung von mehr Drehmoment zwischen den Alternativen des Herunterschal tens und dem Einsatz des Elektromotors zu entscheiden ist.

Diese beiden Aufgaben werden vereinfacht, wenn das Pedal derart kalibriert wird, daß die Pedalstellung proportional zur Kraft an den Rädern ist. Dies erfordert lediglich die folgende grundlegende Beziehung zwischen der Pedalstellung und der Leistung an den Rädern:

Pedal = const..P wheels|desired (6)

wobei P wheels|desired die an den Rädern gewünschte Leistung und "Pedal" die Position des Fußpedals in Prozent des gesamten Pedalwe ges ist.

Die Leistung an den Rädern entspricht näherungsweise der Summe der von beiden Leistungsquellen abgegebenen Leistun gen. Gemäß der oben genannten Strategie wird daher die ge wünschte Leistung in zwei Teile aufgeteilt, deren Größe je weils proportional der von jeder Leistungsquelle gewünschten Leistung ist:

P wheels|desired = P engine|desired + P em|desired (7)

Der Betrag des von jeder Leistungsquelle verfügbaren Drehmo ments wird aus der obigen Berechnung der Leistung an den Rä dern bestimmt. Er wird von der folgenden Gleichung wiederge geben:

T engine|desired = P engine|desired/N_engine (8)

Die entsprechende Gleichung für den Elektromotor lautet wie folgt:

T em|desired = P em|desired/N_em (9)

T em|desired, P em|desired, T engine|desired, P engine|desired bedeuten in den vorangegangenen Gleichun gen die gewünschten Werte für Drehmoment und Leistung vom Elektromotor und von der Dieselmaschine.

Im Hinblick auf die oben genannten Anforderungen werden die folgenden Diagramme bestimmt und im ROM gespeichert, wo die Information jeden Diagramms zugänglich ist.

Das erste Diagramm ist in Fig. 7 gezeigt. Dieses Diagramm bestimmt die Beziehung zwischen der Bewegung des Fußpedals und der Leistung an den Rädern, welche die grundlegende Kon trollvariable ist, auf welche der Fahrer Einfluß hat. Dieses Diagramm kann kalibriert werden (d. h., daß es auf das beste Empfinden eingestellt werden kann).

Das zweite Diagramm ist in Fig. 8 gezeigt. Dieses Diagramm bestimmt das Verhältnis zwischen P engine|desired und der Kraftstoffra te, wobei eine konstante Pedalstellung eine konstante von der Dieselmaschine gewünschte Leistung repräsentiert. Hier bei handelt es sich um das sogenannte Kraftstoff- Zuteilungsdiagramm.

Fig. 4 zeigt eine Überlagerung der Kurve, die das maximale von der Maschine verfügbare Drehmoment darstellt, mit dem Kraftstoff-Zuteilungsdiagramm. Das maximale von der Maschine verfügbare Drehmoment wird von der Kurve 36 dargestellt, wo bei die zu konstanten Pedalstellungen gehörenden Linien durch die Kurvenschar 38 dargestellt sind.

Während des Heraufschaltens kann ein standardmäßiger Schalt plan beibehalten werden, wie er z. B. in Fig. 9 dargestellt ist. Der in Fig. 9 gezeigte Plan ist ein typischer Schalt plan für ein Automatikgetriebe mit einem Vergasermotor. Die ser Schaltplan ist einfach verfügbar und wird im allgemeinen als optimaler Schaltplan für ein herkömmliches Fahrzeug mit Automatikgetriebe ohne Hybridisierung angesehen.

Beim Herunterschalten muß darauf geachtet werden, daß eine Verlagerung des Betriebspunktes 40 aus dem gemäß Fig. 4 vom maximalen Drehmoment 36 eingehüllten Bereich heraus vermie den wird. Beispielsweise sei der Fall betrachtet, daß die Maschine bei 1200 U/min und 20% Pedalöffnung betrieben wer de. Weiterhin sei angenommen, daß bei einem Wunsch des Fah rers nach mehr Leistung das Pedal in eine fortgeschrittene Stellung (z. B. 70%) bewegt wird (vgl. Fig. 10). Ziel des Planungssystems ist es, die gewünschte Leistung durch Herun terschalten zu erreichen und sich dabei entlang der 70%- Leistungskurve zu bewegen, bis der Betriebspunkt in das vom maximalen Drehmoment eingehüllte Gebiet fällt. Falls dies nicht möglich sein sollte, fügt der Regler des hybriden Fahrzeuges Leistung vom Elektromotor hinzu.

Mit der Strategie der Erfindung ist die obere linke Hälfte des Kraftstoff-Zuteilungsplanes zugänglich. Ein hybrides Fahrzeug mit der verbesserten erfindungsgemäßen Strategie bietet dem Fahrer daher eine Empfindung, die ähnlich der bei einem Fahrzeug mit Vergasermotor ist.

Zur Veranschaulichung der Ausführung des Algorithmus sei das folgende Beispiel betrachtet:

- N downshift|max bezeichnet die maximale Drehzahl, welche die Ma schine im Betrieb nicht überschreiten soll (z. B. N_max = 4400 U/min). Ferner sei die anfängliche Pedalstellung zum Zeitpunkt t = t₀ mit Pedal⁰ bezeichnet (z. B. Pedal⁰ = 30%), die entsprechende Leistung sei P₀ = 30% P_max und die Maschinendrehzahl N (z. B. N₀ = 1500 U/min). Das an fängliche Übersetzungsverhältnis sei g°, z. B. im vierten Gang: g⁰ = g₄. Wenn zum Zeitpunkt t = t₁ die Pedalstellung verändert wird, z. B. zu Pedal¹ = 60%, dann ist dies äqui valent zu dem Kommando, zu einer anderen Leistungskurve P₁ = 60% P_max in dem Kraftstoff-Zuteilungsdiagramm zu ge hen (Fig. 3). Der neue Betriebspunkt kann innerhalb oder außerhalb der vom maximalen Drehmoment der Maschine eingehüllten Fläche liegen. Man berechne das Drehmoment der Maschine T eng|1 = P₁/N₁, und unterscheide drei Fälle:
- Fall 1: T eng|1 < T engine|max (N₁) - Der neue Betriebspunkt liegt in nerhalb der eingehüllten Fläche. Daher verbleibe man im selben Gang und berechne den Kraftstoff aus dem Kraft stoff-Zuteilungsdiagramm (man beachte, daß die Maschine im Bereich hoher Kraftstoff-Effizienz arbeitet).
- Fall 2: T eng|1 < T engine|max (N₁) - Der neue Betriebspunkt liegt außer halb der vom maximalen Drehmoment der Maschine einge hüllten Fläche. Daher ziehe man ein Herunterschalten in Betracht (um das Drehmoment an den Rädern zu erhöhen). Man berechne das Drehmoment der Maschine T eng|2 und die Ma schinendrehzahl N₂ nach einem angenommenen Herunterschal ten in den dritten Gang (Übersetzungsverhältnis g₃): N₂ = N₁ g₄/g₃ und T eng|2 = P₁/N₂. Man unterscheide dann die drei folgenden Fälle:
- Fall 2.1.: N₂ < N_max - Der neue Betriebspunkt läge jen seits des Punktes, bis zu dem man ein Herunterschalten veranlassen würde. Deshalb verbleibe man im selben Gang. Man steuere die Maschine zu T eng|2 < T engine|max (N₁) und ersetze die Differenz durch den Elektromotor mit dem Befehl
- Fall 2.2.: T eng|2 < T engine|max (N₂), N₂ < N_max - Der neue Be triebspunkt ist nach einem einzigen Herunterschalten in nerhalb der umhüllten Fläche. Man veranlasse das Herun terschalten, setze das Übersetzungsverhältnis auf g₃ und steuere den Kraftstoff gemäß dem Kraftstoff- Zuteilungsdiagramm.
- Fall 2.3.: T eng|2 < T engine|max (N₂), N₂ < N_max - der neue Be triebspunkt liegt außerhalb der vom maximalen Drehmoment der Maschine umhüllten Fläche. Man ziehe daher zweifa ches Herunterschalten in Betracht (z. B. vom vierten zum zweiten Gang). Man berechne das Drehmoment der Maschine T eng|3 im zweiten Gang (Übersetzungsverhältnis g₂): N₃ = N₁ g₄/g₃ und T eng|3 = P₁/N₃. Man betrachte dann die fol genden drei Fälle:
- Fall 3.1.: N₃ < N_max - Der neue Betriebspunkt läge jen seits des Punktes, bis zu dem man ein Herunterschalten veranlassen würde. Man veranlasse ein einfaches Herun terschalten (Übersetzungsverhältnis g₃), stelle die Ma schine auf T eng|3 = T engine|max (N₂) ein und ersetze die Differenz durch den Elektromotor gemäß:
- Fall 3.2.: T eng|3 < T engine|max (N₃), N₃ < N_max - Der neue Be triebspunkt liegt nach zweifachem Herunterschalten in nerhalb der umhüllten Fläche. Man veranlasse zweifaches Herunterschalten (vom vierten zum zweiten Gang, Überset zungsverhältnis g₂), und steuere den Kraftstoff gemäß dem Kraftstoff-Zuteilungsdiagramm.
- Fall 3.3.: T eng|3 < T engine|max (N₃), N₃ < N_max - Der neue Be triebspunkt liegt außerhalb der umhüllten Fläche. In der Regel wird man kein dreifaches Herunterschalten wün schen. Man veranlasse daher zweifaches Herunterschalten, stelle die Maschine auf T eng|3 = T engine|max (N₂) ein und lasse den Elektromotor die Differenz aufbringen gemäß:

Der Plan zum Heraufschalten kann "optimiert" sein in bezug auf bestmögliche Kraftstoffausnutzung/Fahreigenschaften mit der Einschränkung, daß ein Heraufschalten verboten werden muß, welches den Betriebspunkt aus der vom maximalen Drehmo ment eingehüllten Fläche heraus führen würde. Diese Bedin gung ist günstigerweise leicht zu detektieren.

Die Fig. 6a und 6b zeigen ein Flußdiagramm mit den ein zelnen Schritten der Kontrollstrategie. Der Fahrer erfährt zwischen den Schaltstufen einen Wechsel in der Leistung über das Drehmoment der Maschine und die abgegebene Leistung.

In den Flußdiagrammen der Fig. 6a und 6b liest der Regler 24 des Fahrzeugsystems während jeder Regelungsschleife eine neue Pedalstellung ein (Block 50). Die Maschinendrehzahl Ne wird (aus dem gemessenen Signal) bestimmt, ebenso die Mo tordrehzahl N_m (Block 52). Im nächsten Schritt wird die ge wünschte Leistung an den Rädern berechnet. Dies kann auf der Basis des funktionellen Zusammenhanges zwischen der Pedal stellung und der Leistung oder mit Hilfe des Pedal-Leistung- Diagrammes geschehen. Dieses Verhältnis bzw. dieses Diagramm ist kalibrierbar, wobei die einzige Einschränkung darin be steht, daß für die Eingabe einer feststehenden Pedalstellung ein feststehendes Leistungsniveau als Ausgang resultieren muß (Block 53).

Im nächsten Schritt (Block 54) wird überprüft, ob es wün schenswert ist, in den Nur-Motor-Modus einzutreten. Diese Entscheidung hängt von der eingeschlagenen Energie- Management-Strategie ab.

Wenn die Strategie einen Nur-Motor-Modus anfordert, sendet der Regler ein Drehmomentkommando (Block 73) an den Elektro motor.

Wenn die Strategie keinen Nur-Motor-Modus anfordert (negati ver Zweig von Block 54), kann das Fahrzeug jeden der beiden folgenden Modi eines hybriden Betriebs annehmen: (i) Nur- Maschine-Modus oder (ii) Boost-Modus, in welchem der Elek tromotor zusätzliche Leistung an die Welle abgibt, um den Anforderungen des Fahrers zu genügen. Der Algorithmus be rechnet das von der Maschine verlangte gewünschte Drehmoment (Block 55).

Dieses Drehmoment wird dann mit dem maximalen Drehmoment (T max|e (N_e)) verglichen (in Block 55a), welches die Maschine bei dieser Maschinendrehzahl zur Verfügung stellen kann.

Falls das bei dieser Maschinendrehzahl von der Maschine ver langte Drehmoment kleiner ist als das maximale Drehmoment der Maschine (das von der Maschine gewünschte Drehmoment liegt innerhalb der vom maximalen Drehmoment der Maschine eingehüllten Fläche), wird der Nur-Maschine-Modus begonnen (Block 55b); es wird ein Motordrehmoment von Null verlangt, und die Kraftstoffmenge wird aus dem Dieselkraftstoff- Versorgungsdiagramm bestimmt (Fig. 4).

Falls die Maschine das gewünschte Drehmoment nicht liefern kann (d. h., daß das maximale, von der Maschine verfügbare Drehmoment T max|e (N_e) kleiner als das gewünschte Drehmoment ist), kann der Wunsch des Fahrers nach erhöhter Leistung auf zwei Arten erfüllt werden: Falls möglich durch Veranlassung von Herunterschalt-Vorgängen (um in das Gebiet höherer Ma schinendrehzahl/höherer verfügbarer Leistung zu gelangen), oder durch Veranlassung des Extraschubes (Boost) vom Elek tromotor (um die Differenz zwischen verfügbarem und verlang tem Drehmoment zu liefern).

In Block 56 wird überprüft, ob ein einfaches Herunterschal ten möglich ist. Ein Herunterschalten ist nicht möglich, wenn das Getriebe bereits im ersten Gang ist, oder wenn es im zweiten Gang ist und es aus Gründen der Fahreigenschaften nicht wünschenswert ist, in den ersten Gang zu schalten. Weiterhin wird kein Herunterschalten veranlaßt, wenn die Drehzahl nach dem Herunterschalten höher wäre als die maxi male Maschinendrehzahl. Der Mehrfachzähler für das Herunter schalten wird auf Null gesetzt (i = 0 für die Unmöglichkeit des Herunterschaltens).

Als nächstes muß die Batterie überprüft werden (Block 67), um für den Fall, daß die Batterie leer ist, die Veranlassung des Extraschubes zu verhindern.

Falls die Batterie leer ist, geht die Routine in den Modus "Nur-Maschine" über und verlangt ein Drehmoment von Null vom Elektromotor (Block 69).

Falls die Batterie nicht leer ist, wird der Modus mit Extra schub begonnen und es werden das maximale von der Maschine verfügbare Drehmoment und zusätzliches Drehmoment vom Elek tromotor angefordert (Block 68).

In beiden Fällen wird kein Herunterschalten veranlaßt (der Zähler i in Block 71 ist Null), und die Kraftstoffrate wird aus dem Kraftstoffdiagramm gemäß Fig. 4 gesteuert (Block 72).

Falls die Veranlassung eines Herunterschaltens möglich ist (positiver Zweig in Block 56), wird der Mehrfachzähler für das Herunterschalten auf 1 gesetzt (i = 1 für die Möglich keit eines einfachen Herunterschaltens). Die Maschinendreh zahl nach einem einfachen Herunterschalten wird berechnet (Block 58), und das gewünschte Maschinendrehmoment bei der neuen Maschinendrehzahl wird ausgerechnet (Block 59). Dieses Drehmoment wird dann mit dem bei dieser Drehzahl verfügbaren maximalen Drehmoment verglichen (Block 60).

Falls die Maschine das gewünschte Drehmoment nach einem ein zigen Herunterschalten zur Verfügung stellen kann (positiver Zweig von Block 60), wird der Nur-Maschine-Modus begonnen und kein Drehmoment vom Motor angefordert (Block 70). Es wird ein einfaches Herunterschalten veranlaßt (der Wert des Zählers i für das Herunterschalten in Block 71 ist 1), und die Maschine wird gemäß Diagramm mit Kraftstoff versorgt (Block 72).

Falls die Maschine das gewünschte Drehmoment nicht zur Ver fügung stellen kann (negativer Zweig von Block 60), wird ein zweifaches Herunterschalten in Betracht gezogen (Block 62).

Falls der Gang nicht zu niedrig ist (im ersten oder zweiten Gang besteht keine Möglichkeit zum Herunterschalten) und die Drehzahl nach einem zweifachen Herunterschalten nicht höher als die maximale Betriebsdrehzahl der Maschine ist, wird der Mehrfachzähler für das Herunterschalten auf 2 gesetzt (i = 2 für zweifaches Herunterschalten möglich), und die neue Ma schinendrehzahl nach dem zweifachen Herunterschalten wird berechnet (Block 64). Es wird ein neues gewünschtes Drehmo ment berechnet (Block 65), und dieser Wert wird mit dem bei der neuen Drehzahl maximal von der Maschine verfügbaren Drehmoment verglichen.

Falls die Maschine das gewünschte Drehmoment nach dem zwei fachen Herunterschalten zur Verfügung stellen kann, wird der Nur-Maschine-Modus begonnen, ein Drehmoment von Null vom Mo tor verlangt und ein zweifaches Herunterschalten veranlaßt (Block 71 mit i = 2). Der Kraftstoff wird aus dem Kraft stoffdiagramm (Fig. 4) bestimmt.

Falls die Maschine nach einem zweifachen Herunterschalten das gewünschte Drehmoment nicht zur Verfügung stellen kann, wird ein Extraschub mit dem Elektromotor in Betracht gezo gen. Die Entscheidung wird auf der Basis des Zustandes der Batterie getroffen (Blöcke 67, 68 und 69, wie oben erläu tert). In jedem Falle wird ein zweifaches Herunterschalten veranlaßt (Block 71 mit i = 2), und die Kraftstoffrate wird auf der Basis des Kraftstoffdiagramms (Fig. 4) bestimmt.

Claims

1. Hybride Kraftübertragung für ein Automobil, enthaltend eine Dieselmaschine (10), ein Mehrganggetriebe (12) und einen Elektromotor (22), wobei

- das Getriebe (12) einen Drehmomenteingang hat, der mit der Dieselmaschine verbunden ist, und einen Drehmo mentausgang (14), der mit dem Elektromotor verbunden ist;
- die Dieselmaschine ein Gaspedal und Mittel zur Kraft stoffzuteilung aufweist, mit denen die Kraftstoffabga be als Reaktion auf die Bewegung des Gaspedals gesteu ert werden kann;
- ein elektronischer Regler (24) mit Speicherregi stern (26, 28) vorhanden ist, wobei in den Speicherre gistern gespeichert ist:
- (i) eine erste funktionale Beziehung zwischen der gewünschten Leistung und der Bewegung des Gaspe dals,
- (ii) eine zweite funktionale Beziehung zwischen der Drehzahl bzw. Geschwindigkeit der Dieselmaschine und der Rate der Kraftstoffabgabe durch die ge nannten Mittel zur Kraftstoffzuteilung für jede Position aus einer Schar von Gaspedalstellungen, sowie
- (iii) eine dritte funktionale Beziehung zwischen der Drehzahl des Elektromotors und dem Strom des Elektromotors;
- der Regler eine Ausgangstreiberstufe enthält, die mit den Mitteln zur Kraftstoffzuteilung für die Dieselma schine und mit dem Elektromotor verbunden ist, und welche auf eine Bewegung des Gaspedals und auf von der Dieselmaschine rückgekoppelte Drehzahlinformation rea giert, wobei die Mittel zur Kraftstoffzuteilung und der Elektromotor insgesamt für jede Stellung des Gas pedals ein Verhältnis zwischen Leistung und Drehzahl der Dieselmaschine bewirken, welches durch einen opti malen spezifischen Kraftstoffverbrauch gekennzeichnet ist.

2. Hybride Kraftübertragung nach Anspruch 1, wobei

- die Dieselmaschine (10) durch eine Beziehung zwischen Drehmoment und Drehzahl der Maschine gekennzeichnet ist, welche für jede Maschinendrehzahl innerhalb eines gegebenen Arbeitsbereiches der Maschinendrehzahl eine vom maximalen Maschinendrehmoment (36) umhüllte Fläche aufweist;
- der elektronische Regler (24) Mittel enthält, mit de nen festgestellt werden kann, ob das bei einer gegebe nen Drehzahl der Dieselmaschine gewünschte totale Drehmoment innerhalb der genannten umhüllten Fläche liegt,
wodurch die Anforderung von Drehmoment, welches das bei einer gegebenen Drehzahl der Dieselmaschine vor handene Drehmoment der Dieselmaschine übersteigt, da durch befriedigt wird, daß bei dieser Drehzahl zum ma ximal verfügbaren Drehmoment der Dieselmaschine ein Drehmoment des Elektromotors hinzugefügt wird, so daß auf diese Weise eine Aufspaltung des totalen aufge brachten Drehmomentes erreicht wird.

3. Hybride Kraftübertragung für ein Automobil, enthaltend eine Dieselmaschine (10), ein Mehrganggetriebe (12) und einen Elektromotor (22), wobei

- das Getriebe einen Drehmomenteingang hat, der mit der Dieselmaschine verbunden ist, und einen Drehmoment ausgang (14), der mit dem Elektromotor verbunden ist;
- die Dieselmaschine ein Gaspedal und Mittel zur Kraft stoffzuteilung aufweist, mit denen die Kraftstoffabga be als Reaktion auf die Bewegung des Gaspedals gesteu ert werden kann;
- ein elektronischer Regler (24) mit Speicherregi stern (26, 28) vorhanden ist, wobei in den Speicherre gistern gespeichert ist:
- (i) eine erste funktionale Beziehung zwischen der gewünschten Leistung und der Bewegung des Gaspe dals, und
- (ii) eine zweite funktionale Beziehung zwischen der Drehzahl der Dieselmaschine und der Rate der Kraftstoffabgabe durch die genannten Mittel zur Kraftstoffzuteilung für jede Position aus einer Schar von Gaspedalstellungen;
- der Regler eine Ausgangstreiberstufe enthält, die mit den Mitteln zur Kraftstoffzuteilung für die Dieselma schine und mit dem Elektromotor verbunden ist, und welche auf eine Bewegung des Gaspedals und auf von der Dieselmaschine rückgekoppelte Drehzahlinformation rea giert, wobei die Mittel zur Kraftstoffzuteilung und der Elektromotor insgesamt für jede Stellung des Gas pedals ein Verhältnis zwischen Leistung und Drehzahl der Dieselmaschine bewirken, welches durch einen opti malen spezifischen Kraftstoffverbrauch gekennzeichnet ist;
- das Getriebe ein auf Bewegungen des Gaspedals reagie rendes Kontrollsystem für den Wechsel der Gänge ent hält, wobei das Kontrollsystem auf die Anforderung ei nes totalen Drehmomentes, welches die bei einer gege benen Drehzahl der Dieselmaschine verfügbare Summe aus den Drehmomenten der Dieselmaschine und des Elektromo tors übersteigt, reagiert, indem es das Getriebe von einem eingelegten Untersetzungsverhältnis zu einem niedrigeren Untersetzungsverhältnis herunterschaltet, wodurch es den Betriebspunkt der Dieselmaschine in ei ner Region geringer Drehzahl/hohen Drehmoments hält.

4. Hybride Kraftübertragung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, enthaltend ein Hinterradgetriebe (16), welches mit den Antriebsrädern (18, 20) des Fahrzeuges verbundene Wellen zur Drehmomentabgabe und zwei Eingangswellen für den Hinterradantrieb aufweist, wobei eine Drehmoment-Eingangswelle (14) für den Hinter radantrieb mit den Drehmoment-Abtriebselementen des Ge triebes (12) und die andere Drehmoment-Eingangswelle für den Hinterradantrieb mit dem Elektromotor (22) verbunden ist.