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Die Erfindung betrifft eine elektromotorisch angetriebene Antriebseinheit, insbesondere Heckantriebseinheit, beispielsweise für einen Allradantrieb eines Kraftfahrzeuges, mit zwei Antriebswellen, von denen eine Antriebswelle zum Antreiben des einen Rades und die andere Antriebswelle zum Antreiben des anderen Rades eines Kraftfahrzeuges, insbesondere einer gemeinsamen Achsbaugruppe eines Kraftfahrzeuges, dienen.
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Derartige Antriebseinheiten weisen üblicherweise zwei Elektromotoren auf, von denen ein Elektromotor zum Antreiben der einen Antriebswelle und der andere Elektromotor zum Antreiben der anderen Antriebswelle einer gemeinsamen Achsbaugruppe dienen. Jeder der Elektromotoren ist mit einer elektronischen Regeleinheit gekoppelt, mittels welcher eine Leistungsregelung des jeweiligen Elektromotors durchgeführt wird, beispielsweise um ein sogenanntes Torque – Vectoring an den Antriebswellen der Antriebseinheit zu erzeugen. Diese zur Regelung der Elektromotoren dienende Leistungsregelung ist jedoch technisch relativ aufwändig und teuer.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektromotorisch angetriebene Antriebseinheit bereit zu stellen, welche mit geringem technischem Aufwand und damit relativ kostengünstig zu realisieren ist. Ferner soll ein Kraftfahrzeug bereit gestellt werden, welches für den Einsatz einer solchen Antriebseinheit geeignet ist.
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Die Aufgabe wird mit einer elektromotorisch angetriebenen Antriebseinheit gelöst, welche die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Ferner wird zur Lösung der Aufgabe ein Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruches 7 vorgeschlagen. Darüber hinaus ist zur Lösung der Aufgabe ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruches 11 vorgesehen.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.
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Eine erfindungsgemäße elektromotorisch angetriebene Antriebseinheit, insbesondere Heckantriebseinheit, beispielsweise für einen Allradantrieb eines Kraftfahrzeuges, hat zwei Antriebswellen, von denen eine Antriebswelle zum Antreiben des einen Rades und die andere Antriebswelle zum Antreiben des anderen Rades eines Kraftfahrzeuges, insbesondere einer gemeinsamen Achseinheit oder Achsbaugruppe eines Kraftfahrzeuges, wie beispielsweise der Vorderachse oder der Hinterachse, dienen. Dazu ist bevorzugt eine der Antriebswellen mit dem einen Rad und die andere Antriebswelle mit dem anderen Rad drehfest verbindbar bzw. drehfest verbunden.
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Die Antriebseinheit ist für den Einsatz in einem elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug geeignet. Die Antriebseinheit kann einen elektrischen Antrieb eines Automobiles, insbesondere Personenkraftwagens oder Lastkraftwagens, bilden. Die Antriebseinheit ist bevorzugt als Heckantriebseinheit ausgebildet und dient bevorzugt als Zweitantrieb.
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Ergänzend oder alternativ kann die Antriebseinheit als Frontantriebseinheit eines Kraftfahrzeuges ausgebildet sein. Denkbar ist es ferner, dass die Antriebseinheit den Hauptantrieb oder einen Hauptantrieb eines Kraftfahrzeuges bildet.
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Die Antriebseinheit kann Bestandteil eines Allradantriebes eines Automobiles, insbesondere Personenkraftwagens oder Lastkraftwagens, sein. Der Allradantrieb kann zumindest durch die erfindungsgemäße Antriebseinheit als elektrischer Allradantrieb ausgebildet sein.
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Nach der Erfindung hat die Antriebseinheit einen, eine Abtriebswelle aufweisenden Elektromotor, welcher über die Abtriebswelle mit den Antriebswellen wirkverbunden ist. Ferner hat die Antriebseinheit wenigstens zwei Kupplungen, von denen jeweils wenigstens eine Kupplung auf den Kraftfluss zwischen der Abtriebswelle und jeweiliger Antriebswelle wirkt, wobei die jeweilige Kupplung durch ein elektrisch betätigbares Stellglied ansteuerbar ist.
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Die Erfindung beruht somit auf dem Gedanken, zur Leistungsregelung der Antriebseinheit zwei Kupplungen vorzusehen, welche durch vorzugsweise jeweils ein elektrisch betätigbares Stellglied ansteuerbar sind. Hierdurch kann eine die Kupplungen steuernde Leistungselektronik genutzt werden, welche technisch einfacher und kostengünstiger ist als eine Leistungsregelung für den Elektromotor. Dies ist unter anderem darauf zurückzuführen, dass zum Betätigen der Kupplungen eine geringere Leistung benötigt wird, als zum Regeln des Elektromotors. Zur Betätigung der Kupplungen braucht die Leistungsregelung nur für relativ kleine elektrische Ströme und Spannungen ausgelegt sein. Die Leistungsregelung ist dadurch mit relativ geringem technischem Aufwand und kostengünstig zu realisieren.
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Durch die wenigstens zwei Kupplungen ist es möglich, die jeweilige Antriebswelle aus dem Kraftfluss zum Elektromotor abzukuppeln oder zumindest teilweise abzukuppeln, so dass die mit den Rädern des Kraftfahrzeuges mitdrehenden Bauteile der Antriebseinheit reduziert ist und folglich Kraftstoff eingespart werden kann. Zur Kraftstoffeinsparung kommt es insbesondere dann, wenn die Antriebseinheit eine Heckantriebseinheit ist und das Kraftfahrzeug als Hauptantrieb beispielsweise einen Verbrennungsmotor aufweist, welcher beispielsweise durch die Vorderradeinheit das Kraftfahrzeug antreibt. Es ist in diesem Fall besonders von Vorteil, wenn die Heckantriebseinheit im deaktivierten Zustand möglichst wenige mit den Hinterrädern mitdrehenden Massen aufweist.
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Bevorzugt sind die Kupplungen jeweils oder zumindest einzelne von ihnen als Reibschlusskupplung ausgebildet. Ergänzend oder alternativ können die Kupplungen jeweils oder zumindest einzelne von ihnen als Formschlusskupplung ausgebildet sein.
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Durch die wenigstens zwei Kupplungen kann die erfindungsgemäße Antriebseinheit auf lediglich einen einzigen Elektromotor beschränkt sein. Denkbar ist es selbstverständlich auch, dass wenigstens einer, vorzugsweise mehrere Elektromotoren vorgesehen sind, welche über ihre jeweilige Abtriebswelle oder über eine gemeinsame Abtriebswelle auf die Antriebswellen der Antriebseinheit wirken.
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Sofern die Antriebswellen der Antriebseinheit von einem einzigen Elektromotor angetrieben werden, ist durch die beiden Kupplungen erreicht, dass die vollständige Antriebskraft des Elektromotors auf eine Antriebswelle gebracht werden kann, sofern der Kraftfluss zu der anderen Antriebswelle vollständig unterbrochen ist. Sofern zwei Elektromotoren vorgesehen wären, von denen jeweils ein Elektromotor eine der Antriebswellen antreibt, könnte gegenüber der Variante mit einem einzigen Elektromotor lediglich die halbe Leistung als maximale Antriebsleistung auf eine Antriebswelle gebracht werden, sofern der Kraftfluss auf die andere Antriebswelle durch die Kupplung geöffnet wäre. Insofern ergibt sich dahingehend ein Anwendungsvorteil bezüglich des Einsatzes eines einzigen Elektromotors gegenüber dem Einsatz von zwei oder mehreren Elektromotoren.
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Sofern die erfindungsgemäße Antriebseinheit Bestandteil eines elektrischen Allradantriebes ist, bei dem beispielsweise ein Verbrennungsmotor als Hauptantrieb zum Einsatz kommt und beispielsweise die erfindungsgemäße Antriebseinheit als Heckantriebseinheit genutzt wird, kann durch die Kupplungen das Kraftfahrzeug durch den Verbrennungsmotor auf eine Höchstgeschwindigkeit gebracht werden, welche durch den wenigstens einen Elektromotor der erfindungsgemäßen Antriebseinheit nicht mehr erreicht wird. Durch die Kupplung ist es nämlich dann möglich, die erfindungsgemäße Antriebseinheit abzukuppeln, wenn der wenigstens eine Elektromotor seine Maximalleistung erreicht hat, so dass dann eine weitere Geschwindigkeitssteigerung durch den Verbrennungsmotor ohne weiteres stattfinden kann.
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Nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung hat die Antriebseinheit wenigstens zwei untersetzende Getriebe, insbesondere mechanische Getriebe, von denen jeweils ein Getriebe im Kraftfluss zwischen der Abtriebswelle und jeweiliger Antriebswelle wirkt. Mittels der untersetzenden Getrieben, welche als sogenannte Untersetzungsgetriebe bezeichnet werden, ist das Übersetzungsverhältnis größer als 1, so dass die Antriebsdrehzahl des jeweiligen Getriebes größer ist als deren Abtriebsdrehzahl. Durch die Getriebe kann auf einen höher drehenden Elektromotor zurückgegriffen werden, ohne dass es dadurch zu einer Veränderung an der Drehzahl an den Antriebswellen der Antriebseinheit kommt, da die höhere Drehzahl des Elektromotors durch die gewählte Untersetzung kompensiert ist. Durch die Getriebe ist letztendlich ein Elektromotor einsetzbar, welcher höhere Drehzahlen aufweist und damit verbunden in seiner Baugröße kompakter als ein Elektromotor ist, welcher ohne die Getriebe zum Einsatz kommen würde.
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Denkbar ist es selbstverständlich auch, dass wenigstens zwei übersetzende Getriebe, insbesondere mechanische Getriebe, vorgesehen sind, von denen jeweils ein Getriebe im Kraftfluss zwischen der Abtriebswelle und jeweiliger Antriebswelle wirkt.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die wenigstens zwei Getriebe derart angeordnet sind, dass jeweils ein Getriebe im Kraftfluss zwischen der Abtriebswelle und jeweiliger Kupplung wirkt.
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Ergänzend oder alternativ können nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wenigstens zwei untersetzende Getriebe, insbesondere mechanische Getriebe, vorgesehen sein, von denen jeweils ein Getriebe im Kraftfluss zwischen der Abtriebswelle und jeweiliger Kupplung wirkt.
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Indem jeweils ein Getriebe im Kraftfluss zwischen der Abtriebswelle und der jeweiligen Kupplung wirkt, dreht das jeweilige Getriebe im endkuppelten Zustand nicht mit den Rädern des Kraftfahrzeuges mit. Mit anderen Worten sind durch diese Maßnahme mit den Rädern des Kraftfahrzeuges mitdrehende Massen reduziert, so dass eine Einsparung von Kraftstoff erreicht wird, wenn sich die Kupplung im ausgekuppelten Zustand oder zumindest im teilweise ausgekuppelten Zustand befindet.
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Es bietet sich an, dass die Getriebe durch jeweils ein Umlaufrädergetriebe oder Planetenrädergetriebe gebildet sind. Derartige Getriebe sind besonders kompakt bauend, wobei zugleich die Antriebswellen und Abtriebswellen des Getriebes zueinander fluchten.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Abtriebswelle des Elektromotors mit ihrer Drehachse im Wesentlichen parallel zu einer gedachten, die Antriebswellen verbindenden Geraden angeordnet ist. Dadurch ist der Elektromotor besonders kompakt in die Antriebseinheit integriert, indem seine Abtriebswelle mit ihrer Längserstreckung im Wesentlichen in Längsrichtung der Antriebswellen liegt. Mit anderen Worten ist der Elektromotor mit seiner Abtriebswelle in Fahrzeugquerrichtung angeordnet, so dass eine in Fahrzeuglängsrichtung besonders kompakte Antriebseinheit realisiert ist.
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Es bietet sich an, dass die beiden Wellenenden der Abtriebswelle des Elektromotors zum Antreiben der Antriebswellen dienen, indem eines der Wellenenden auf die eine Antriebswelle und das andere der Wellenenden auf die andere Antriebswelle wirkt. Dadurch ist die Antriebseinheit in technisch einfacher Weise und kompakt bauend realisiert, da die beiden Antriebswellen jeweils direkt auf eines der Enden der Abtriebswelle wirken.
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Insbesondere ist die Antriebseinheit kompakt bauend und technisch einfach zu realisieren, wenn die Abtriebswelle des Elektromotors mit ihrer Drehachse im Wesentlichen parallel zu einer gedachten, die Antriebswellen verbindenden Geraden angeordnet ist und zugleich die beiden Wellenenden der Abtriebswelle des Elektromotors zum Antreiben der Antriebswellen dienen, indem eines der Wellenenden auf die eine Antriebswelle und das andere der Wellenenden auf die andere Antriebswelle wirkt.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Kupplungen mit ihrer Mittelachse koaxial bezüglich der Abtriebswelle des Elektromotors angeordnet sind. Hierdurch lässt sich die Antriebseinheit in technisch einfacher Weise realisieren. Auch zielt diese Maßnahme darauf, eine kompakt bauende Antriebseinheit auszubilden.
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In die gleiche Richtung zielt die Maßnahme, dass nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Kupplungen und die Getriebe mit ihrer jeweiligen Mittelachse koaxial bezüglich der Abtriebswelle angeordnet sind.
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Besonders kompakt bauend ist die Antriebseinheit dann, wenn nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Abtriebswellen, die Kupplungen und die Getriebe auf einer gemeinsamen Mittelachse angeordnet sind.
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Die Erfindung umfasst nach einem weiteren Aspekt ein Antriebssystem, insbesondere Heckantriebssystem, beispielsweise für einen Allradantrieb eines Kraftfahrzeuges, mit einer elektromotorisch angetriebenen Antriebseinheit der vorstehend beschriebenen Art.
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Nach der Erfindung weist das Antriebssystem bevorzugt wenigstens zwei elektrisch betätigbare Stellglieder auf, von denen jeweils ein Stellglied mit jeweils einer der Kupplungen der Antriebseinheit wirkverbunden ist. Dadurch lassen sich die Kupplungen getrennt voneinander stellen.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist eine mit den Stellgliedern wirkverbundene elektrische Steuereinheit vorgesehen. Durch die Steuereinheit werden die Stellglieder einzeln oder getrennt voneinander nach vorgegebenen Regeln in Abhängigkeit von vorgegebenen Parametern, wie beispielsweise der Drehzahl wenigstens eines Rades, der Fahrgeschwindigkeit, des Radschlupfes, der Giergeschwindgkeit und/oder des Lenkeinschlages des Kraftfahrzeuges und/oder der Außentemperatur, geregelt oder gesteuert.
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Beispielsweise ist es mittels der elektrischen Steuereinheit möglich, die Stellglieder derart anzusteuern, dass die Antriebseinheit ein Torque Vectoring erzeugt, um auf diese Weise über die erfindungsgemäße Antriebseinheit eine zusätzliche Lenkwirkung auf das Kraftfahrzeug auszuüben.
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Es bietet sich an, dass das Antriebssystem von wenigstens einem den Elektromotor mit elektrischer Energie versorgenden Akkumulator oder Akkumaltoreinheit betrieben wird.
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Das Antriebssystem ermöglicht ein Rückspeisen von Energie. Es ist damit gemeint, dass im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges die Antriebswellen durch die Räder des Kraftfahrzeuges angetrieben werden und folglich im eingekuppelten Zustand wenigstens einer der Kupplungen zugleich die Abtriebswelle des Elektromotors angetrieben wird. Der Elektromotor dient dann als Generator, durch welchen der Akkumulator oder die Akkumulatoreinheit aufgeladen wird. Insofern wirkt das Antriebssystem vom Kraftfluss her in beide Richtungen.
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Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass ein Anschluss vorgesehen ist, mittels welchem die elektrischen Stellglieder und die damit zusammenwirkenden elektrischen Steuerungskomponenten des Antriebssystemes, wie beispielsweise die elektrische Steuereinheit, an die Bordspannungseinrichtung eines Kraftfahrzeuges anbindbar sind. Dadurch kann zur Energieversorgung des erfindungsgemäßen Antriebssystems auf die bereits am Kraftfahrzeug vorhandene Energieversorgung zurückgegriffen werden. Es wird lediglich die für die elektrischen Komponenten notwendige Gleichspannung im Niedervoltbereich genutzt, welche durch die Bordspannungseinrichtung zur Verfügung gestellt ist.
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Nach einem weiteren Aspekt umfasst die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer elektromotorisch angetriebenen Antriebseinheit der vorstehend beschriebenen Art, insbesondere mit einem elektrischen Antriebssystem der vorstehend beschriebenen Art.
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Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung.
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Es zeigen:
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1 eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebssystems für ein Kraftfahrzeug in schematischer Darstellung und
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2 eine weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebssystems für ein Kraftfahrzeug in schematischer Darstellung und
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1 zeigt ein Antriebssystem 100 für ein Kraftfahrzeug, welches ein Heckantriebssystem sein kann, beispielsweise um in einem Allradantrieb eines Kraftfahrzeuges wirken zu können.
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Das Antriebssystem 100 hat eine elektromotorisch angetriebene Antriebseinheit 1 mit zwei Antriebswellen 2 und 3, von denen eine Antriebswelle 2 zum Antreiben des einen Rades 200 und die andere Antriebswelle 3 zum Antreiben des anderen Rades 300 eines Kraftfahrzeuges, insbesondere einer gemeinsamen Achsbaugruppe oder Achseinheit des Kraftfahrzeuges, dienen.
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Die Antriebseinheit 1 hat einen die Antriebswellen 2, 3 antreibenden Elektromotor 4, insbesondere einen einzigen Elektromotor, dessen Abtriebswelle mit den Antriebswellen 2, 3 wirkverbunden sind.
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Die Antriebseinheit 1 weist weiterhin zwei Kupplungen 5 und 6 auf, von denen jeweils eine Kupplung 5 bzw. 6 auf den Kraftfluss zwischen der Abtriebswelle des Elektromotors 4 und jeweiliger Antriebswelle 2 bzw. 3 wirkt. Der Elektromotor 4 ist bevorzugt in Fahrzeugquerrichtung angeordnet. Mit anderen Worten ist die Abtriebswelle des Elektromotors 4 mit ihrer Drehachse 9 im Wesentlichen parallel zu einer gedachten, die Antriebswellen 2 und 3 verbindenden Geraden angeordnet. Die gedachte Gerade ist in der 1 durch die gestrichelte Linie 10 gekennzeichnet. Die Drehachse 9 der Abtriebswelle des Elektromotors 4 ist ferner in der 1 durch die durchgezogene und mit dem Bezugszeichen 9 versehene Linie schematisch angedeutet.
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Bei dieser querliegenden Anordnung des Elektromotors 4 wirken bevorzugt die Antriebswellen 2 und 3 auf das jeweilige Wellenende der Abtriebswelle des Elektromotors 4. Zwischen dem jeweiligen Wellenende der Abtriebswelle des Elektromotors 4 und der jeweiligen Antriebswelle 2 bzw. 3 ist bevorzugt die jeweilige Kupplung 5 bzw. 6 angeordnet.
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Bevorzugt sind die Kupplungen 5 und 6 in ihrer jeweiligen Mittelachse koaxial bezüglich der Abtriebswelle des Elektromotors 4 angeordnet.
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Wie ferner aus der 1 ersichtlich ist, weist das Antriebssystem 100 zwei elektrisch betätigbare Stellglieder 110 und 120 auf, von denen jeweils ein Stellglied 110 bzw. 120 mit jeweils einer der Kupplungen 5 und 6 der Antriebseinheit 1 wirkverbunden ist.
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Die Stellglieder 110 und 120 wiederum sind mit einer elektrischen Steuereinheit 130 wirkverbunden. Die elektrische Steuereinheit 130 ist bevorzugt in der Weise ausgebildet, dass die Stellglieder 110 und 120 derart angesteuert werden können, dass die Antriebseinheit 1 ein Torque Vectoring erzeugt und/oder zur Traktion dient.
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Die Stellglieder 110 und 120 können getrennt voneinander angeordnet sein.
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Nach einer alternativen Ausgestaltung ist es möglich, dass die Stellglieder 110 und 120 in einer gemeinsamen Baueinheit integriert sind. Ferner ist es möglich, dass die elektrische Steuereinheit 130 mit wenigstens einem der Stellglieder 110 oder 120 oder mit beiden Stellgliedern 110 und 120 zusammen in einer gemeinsamen Baueinheit untergebracht sind und somit eine gemeinsame Steuereinheit bilden.
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Zur elektrischen Energieversorgung zumindest der elektrischen Steuereinheit 130, insbesondere sämtlicher elektronischer Einrichtungen des Antriebssystems 100, wie beispielsweise auch den Stellgliedern 110 und 120, ist das Antriebssystem 100 an eine elektrische Energieversorgungseinrichtung 150, insbesondere eine Gleichspannungsversorgung im Niedervoltbereich angeschlossen, wie beispielsweise einem 12 Volt-Akkumulator oder 6 Volt-Akkumulator. Bevorzugt weist das Antriebssystem 100 einen Anschluss auf, mittels welchem das Antriebssystem 100 an das Bordspannungssystem eines Kraftfahrzeuges anbindbar ist, so dass die elektrische Energieversorgung für die elektronischen Einrichtungen des Antriebssystems 100 durch das Bordsystem des Kraftfahrzeuges gespeist wird.
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Das Antriebssystem 100 weist ferner wenigstens einen Akkumulator 140 oder eine Akkumulatoreinheit auf, mittels welcher der Elektromotor 4 in elektrische Energie versorgt wird. Der Akkumulator 140 stellt zum Betreiben des Elektromotors 4 bevorzugt eine Spannung im Bereich der Hochspannung zur Verfügung. Zwischen dem Akkumulator 140 und dem Elektromotor 4 ist eine Leistungsregelungseinrichtung 160 vorgesehen, mittels welcher der Elektromotor 4 angesteuert wird und somit eine Leistungsregelung des Elektromotors 4 stattfindet.
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Wie aus der 1 ersichtlich ist, kann die elektrische Steuereinheit 130 zum Ansteuern der Kupplungen 5 und 6 mittels der Stellglieder 110 und 120 zusätzlich mit der Leistungsregelungseinrichtung 160 für den Elektromotor 4 wirkverbunden sein, so dass mittels der elektrischen Steuereinheit 130 auf die Leistungsregelung des Elektromotors 4 Einfluss genommen werden kann und/oder die Leistungsregelung für den Elektromotor 4 bei der Ansteuerung der Kupplungen 5, 6 berücksichtigt werden kann.
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2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Antriebssystems 100' für ein Kraftfahrzeug, welches beispielsweise ein Heckantriebssystem für das Kraftfahrzeug sein kann.
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Bauteile und Funktionseinheiten des Antriebssystems 100' gemäß der 2, welche mit Bauteilen oder Funktionseinheiten des Antriebssystems 100 gemäß der 1 identisch oder funktionsgleich sind, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen; insofern wird auf die Beschreibung zu dem Antriebssystem 100 gemäß der 1 verwiesen.
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Das Antriebssystem 100' gemäß der 2 hat eine Antriebseinheit 1', welche sich gegenüber der Antriebseinheit 1 des Antriebssystems 100 gemäß der 1 unter anderem dadurch unterscheidet, dass zusätzlich zwei Getriebe 7, 8, insbesondere untersetzende Getriebe, wie beispielsweise Planetenradgetriebe, vorgesehen sind.
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Die Getriebe 7 und 8 sind vorzugsweise mechanische Getriebe, wobei jeweils ein Getriebe 7 bzw. 8 im Kraftfluss zwischen der Abtriebswelle und jeweiliger Antriebswelle 2 bzw. 3 wirkt.
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Bevorzugt ist jeweils eines der Getriebe 7 und 8, im Kraftfluss zwischen der Abtriebswelle und jeweiliger Kupplung 5 bzw. 6 zwischengeschaltet.
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Die Getriebe 7 und 8 weisen bevorzugt eine zueinander gleiche Untersetzung auf. Die Untersetzung ist bevorzugt in der Weise gewählt, dass ein höher drehender Elektromotor 4' zum Einsatz kommen kann, so dass sich an den Antriebswellen 2 und 3 trotz des höher drehenden Elektromotors 4' die gleiche Drehzahl wie bei dem Antriebssystem 100 gemäß der 1 ergibt. Durch den höher drehenden Elektromotor 4' nimmt der Elektromotor 4' selbst geringere Abmessungen ein als beispielsweise der Elektromotor 4 gemäß der 1, insbesondere ist der Elektromotor 4' in seinem Außendurchmesser kleiner dimensioniert.
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Bevorzugt sind die Getriebe 7 und 8 jeweils an einem der Wellenenden der Abtriebswelle des Elektromotors 4' angeordnet bzw. wirken an jeweils einem Wellenende der Abtriebswelle des Elektromotors 4'. Hieran schließt sich beidseitig jeweils nach außen hin eine der Kupplungen 5 und 6 des Antriebssystems 100'. Die Abtriebsseite der jeweiligen Kupplung 5 bzw. 6 wiederum ist mit der jeweiligen Antriebswelle 2 bzw. 3 wirkverbunden, so dass im vollständig ausgekuppelten Zustand der Elektromotor 4' und die Getriebe 7 und 8 von der jeweiligen zugehörigen Antriebswelle 2 und 3 mechanisch getrennt ist und damit eine Entkopplung der mitdrehenden Massen erreicht ist.
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Durch die Erfindung ist ein kostengünstiges und kompaktes Antriebssystem, insbesondere Antriebsstrang realisiert, welcher für den Einbau in den engen Bauraum des Hinterwagens eines Kleinfahrzeuges geeignet ist. Durch die Erfindung ist lediglich ein einziger Elektromotor notwendig, wobei die Ansteuerung des Antriebssystems über die Betätigung der vorhandenen beiden Kupplungen stattfindet, so dass die Steuereinheiten des Antriebssystems nur für kleine elektrische Ströme und einer geringen Spannung ausgelegt sein brauchen und folglich kostengünstig sind. Durch die Kupplungen können darüber hinaus die im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges mitdrehenden Massen reduziert werden, so dass sich ein geringerer Kraftstoffverbrauch für den Hauptantrieb ergibt.
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Durch die erfindungsgemäß vorgesehenen beiden Kupplungen wird eine aufwändige und teure Leistungsregelung über den Elektromotor vermieden. Zur Ansteuerung der Kupplungen kann auf bereits an oder in den Fahrzeugen vorhandene Steuereinheiten und deren Hardware zurückgegriffen werden. Darüber hinaus können in der Zentraleinheit des Kraftfahrzeuges vorhandene Regelungsroutinen oder dergleichen Softwareelemente genutzt werden. Auch ist durch die beiden Kupplungen nahtlos ineinander übergehend eine Torque Vectoring-Funktion an den Rädern und zugleich eine Traktionswirkung zu realisieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebseinheit
- 1'
- Antriebseinheit
- 2
- Antriebswelle
- 3
- Antriebswelle
- 4
- Elektromotor
- 4'
- Elektromotor
- 5
- Kupplung
- 6
- Kupplung
- 7
- Getriebe
- 8
- Getriebe
- 9
- Drehachse
- 10
- Gerade (gestrichelte Linie)
- 100
- Antriebssystem
- 100'
- Antriebssystem
- 110
- Stellglied
- 120
- Stellglied
- 130
- elektrische Steuereinheit
- 140
- Akkumulator
- 150
- elektrische Energieversorgungseinrichtung
- 160
- Leistungsregelungseinrichtung
- 200
- Rad
- 300
- Rad
