DE4005623A1 - Antriebsvorrichtung fuer ein hybridfahrzeug - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug,
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Bekannt sind Hybridfahrzeuge, bei denen die Vorderachse mittels eines
Antriebsaggregates aus Brennkraftmaschine, Geschwindigkeits-Wechselge
triebe und einem Differential angetrieben ist, während die zweite An
triebsquelle, insbesondere ein Elektromotor, auf die Hinterachse wirkt.
Der Vorteil einer solchen Antriebsvorrichtung ist darin zu sehen, daß
das Antriebsaggregat für die Vorderachse unverändert von einem herkömm
lichen Kraftfahrzeug übernommen werden kann, während auf eine gegebe
nenfalls ebenfalls vorhandene, herkömmliche angetriebene Hinterachse
der Elektromotor wirkt. Diese Antriebsvorrichtung bedingt jedoch zwei
Differentiale und ist deshalb herstellungstechnisch aufwendig. Zudem
muß bei jeder gewählten Antriebsart das Differential der anderen Achse
mitgetrieben werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Antriebsvorrichtung der gattungsge
mäßen Art zu schaffen, die hinsichtlich des Teileaufwandes günstiger
ist und geringere Antriebsverluste aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen
des Patentanspruches 1 gelöst. Besonders vorteilhafte und zweckmäßige
Weiterbildungen der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen ent
nehmbar.
Erfindungsgemäß wirkt die zweite Antriebsquelle, die ein Schwungrad
speicher oder bevorzugt ein Elektromotor sein kann, auf das gleiche
Differential wie die Brennkraftmaschine, wobei die das Differential an
treibende Getriebe-Abtriebswelle über zumindest eine Kupplung entweder
mit dem Wechselgetriebe oder mit der zweiten Antriebsquelle oder mit
beiden kuppelbar ist. Somit wirken zwar beide Antriebsquellen, die
Brennkraftmaschine und bevorzugt ein Elektromotor, auf das gleiche Dif
ferential, wobei die an der Abtriebswelle vorgesehene Kupplung ein Ab
kuppeln des jeweils nicht antreibenden Antriebsstranges ermöglicht. Es
treibt somit entweder die Brennkraftmaschine über das Geschwindigkeits-
Wechselgetriebe das Differential an, oder aber es werden Brennkraftma
schine und Wechselgetriebe abgekoppelt und der Elektromotor treibt das
Differential an. Selbstverständlich kann es über die Kupplung auch mög
lich sein, beide Antriebsquellen an die Abtriebswelle anzukuppeln und
somit das Differential antreiben zu lassen.
Die vorgeschlagene Antriebsanordnung setzt sich aus wenigeren Bauteilen
zusammen und ermöglicht jeweils direkte Antriebszüge, bei denen unter
Vermeidung entsprechender Antriebsverluste nicht treibende Teile im
Antriebsstrang stillgesetzt sind.
Besonders vorteilhaft kann gemäß Patentanspruch 2 die Abtriebswelle des
Wechselgetriebes eine Hohlwelle sein, durch die hindurch über eine wei
tere Welle das Differential entweder über die Hohlwelle (bei Antrieb
durch die Brennkraftmaschine) oder über den Elektromotor direkt an
treibbär ist. Bei Antrieb über den Elektromotor befinden sich dabei die
Brennkraftmaschine und das Geschwindigkeits-Wechselgetriebe mit sämtli
chen Wellen und Zahnrädern im Stillstand. Ferner ist eine besonders
kompakte Antriebsvorrichtung geschaffen, die zudem robust ist und bei
jeder Antriebsart ein möglichst geringes Massenträgheitsmoment auf
weist.
In besonders zweckmäßiger Weise kann die Kupplung mit zumindest der Ab
triebswelle in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein, wobei bei
einer Ausführung gemäß Patentanspruch 2 dieses Gehäuse zugleich das Ge
häuse des Geschwindigkeits-Wechselgetriebes sein kann. Die Kupplung
kann in bekannter Weise eine Zahnkupplung oder eine hydraulisch betä
tigte Lamellenkupplung sein. Während eine Zahnkupplung nur im Still
stand schaltbar ist, kann mittels der hydraulisch betätigten Lamellen
kupplung ein Umschalten von der einen Antriebsquelle auf die andere
oder kurzzeitig das Zuschalten beider Antriebsquellen im Fahrbetrieb
erfolgen.
Die zweite Antriebsquelle, insbesondere ein Elektromotor, kann direkt
an das Geschwindigkeits-Wechselgetriebe angeflanscht werden. Bevorzugt
wird jedoch eine Verbindung zwischen der Kupplung und der Antriebs
quelle mittels einer Kardanwelle vorgeschlagen, weil dadurch eine
günstige Gewichtsverteilung des Hybridfahrzeuges und gegebenenfalls
eine bauraumgünstige Anordnung erzielbar ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren
Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt in
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Antriebsvorrichtung in einem
Hybridfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine als erste An
triebsquelle und einem Elektromotor als zweite Antriebs
quelle;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Antriebsvorrichtung nach Fig. 1 mit
schematischer Darstellung der Bauteile.
Das dargestellte Hybridfahrzeug 10 weist als erste Antriebsquelle eine
Hubkolben-Brennkraftmaschine 12 auf, an die ein Geschwindigkeits-Wech
selgetriebe 14 mit integriertem Differentialgetriebe 16 angeflanscht
ist. Das Differentialgetriebe 16 treibt über Antriebswellen 18, 20 die
Vorderräder 22 des Hybridfahrzeuges an. Ferner ist ein Elektromotor 24
vorgesehen, der über eine Karadanwelle 26 in noch zu beschreibender
Weise mit dem Wechselgetriebe 14 trieblich verbunden ist. Die beschrie
bene Antriebsvorrichtung ist über nicht dargestellte Triebwerkslager
mit der Aufbaustruktur des Hybridfahrzeuges verbunden.
Das Wechselgetriebe 14 und das Differential 16 sind in einem Gehäuse
48 angeordnet (vgl. Fig. 2), in dem auch eine Zahnkupplung 28 zum Um
schalten auf die eine oder andere Antriebsquelle angeordnet ist. Das
Wechselgetriebe 14 weist eine Antriebswelle 30 und eine Hohlwelle 32
auf, die jeweils miteinander in Eingriff befindliche Zahnräder zur
Schaltung verschiedener Geschwindigkeits-Übersetzungsstufen tragen.
Durch die Hohlwelle 32 hindurch verläuft eine Welle 34, die einerseits
das Antriebsritzel 36 für das Differential 16 und andererseits ein
außenverzahntes Schaltzahnrad 38 aufweist. Auch die Hohlwelle 32 trägt
an ihrem abtriebsseitigen Ende ein außenverzahntes Schaltzahnrad 40;
ein weiteres Schaltzahnrad 42 befindet sich auf einer Welle 44, die aus
dem Gehäuse 48 des Wechselgetriebes 14 herausgeführt ist und an die die
Kardanwelle 26 angeschlossen ist. Das Wechselgetriebe 14 und das Dif
ferential 16 sind - soweit nicht beschrieben - herkömmlicher Bauart und
Funktion. Es versteht sich ferner, daß die beschriebenen Wellen in ge
eigneter Weise in dem Gehäuse 48 entsprechend drehbar gelagert sind.
Auf den Schaltzahnrädern 38, 40, 42 ist verschiebbar eine innenverzahnte
Kupplungsmuffe 46 angeordnet, die über eine nicht dargestellte Schalt
gabel und eine entsprechende Kupplungsbetätigung auf den Schaltzahn
rädern 38, 40, 42 verschiebbar ist, wobei über die Kupplungsmuffe 46 ent
weder die Schaltzahnräder 38, 42 oder die Schaltzahnräder 38, 40 form
schlüssig miteinander kuppelbar sind. Dabei erfolgt in ersterem Falle
ein Antrieb über den Elektromotor 24, die Kardanwelle 26, die Welle 44,
die Kupplungsmuffe 46 und die Antriebswelle 34 auf das Differential 16
oder aber ein Antrieb über die Brennkraftmaschine 12, die Antriebswelle
30 des Wechselgetriebes 14, über die entsprechende Übersetzungsstufe
auf die Hohlwelle 32 und schließlich wiederum über die Abtriebswelle 34
auf das Differential 16. In beiden Fällen ist jeweils der nicht antrei
bende Antriebszug vom antreibenden Antriebszug abgekuppelt.
Bei einer entsprechenden Ausbildung der Schaltmuffe 46 kann diese auch
so geschaltet werden, daß sie in einer Kupplungsstellung alle drei
Schaltzahnräder 38, 40, 42 drehmomentübertragend verbindet, wodurch beide
Antriebsquellen 12, 24 antriebsmäßig zusammengeschaltet sind.
Anstelle der gezeigten Ausführungsform kann der Elektromotor 24 mit
oder ohne Kardanwelle 26 über die Kupplung 28 auf eine Abtriebswelle 34
wirken, die parallel zum Wechselgetriebe 14 angeordnet ist und keine
Schaltzahnräder für Geschwindigkeits-Übersetzungsstufen aufweist. Dies
kann beispielsweise der Fall sein bei Verwendung eines automatischen
Getriebes mit mehreren hintereinander geschalteten Planetenradsätzen.
In diesem Falle sind bei Antrieb über den Elektromotor 24 die Planeten
radsätze und bei Antrieb über das Wechselgetriebe der Elektromotor ent
sprechend abzukuppeln. Dabei kann es gegebenenfalls angezeigt sein,
zwei einfach wirkende Zahnkupplungen zu verwenden.
Ferner kann anstelle der rein mechanisch wirkenden Zahnkupplung 28 auch
eine hydraulische doppelt wirkende Lamellenkupplung in für sich be
kannter Bauart verwendet sein. Eine derartige Kupplung hat den Vorteil,
daß sie ohne Unterbrechung der Zugkraft schaltbar ist, so daß gegebe
nenfalls dynamisch von Brennkraftmaschinenantrieb auf Elektroantrieb
und umgekehrt umschaltbar ist. Ferner kann während des Fahrbetriebs
beispielsweise zur kurzzeitigen Erhöhung der Antriebsleistung der Elek
tromotor 24 zusätzlich zugeschaltet werden.
Claims (7)
1. Antriebsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug, mit einer Brennkraftma
schine, einem daran angeflanschten Wechselgetriebe mit integriertem
Differential, welches von einer Abtriebswelle im Wechselgetriebe
angetrieben ist und die Räder einer Achse des Hybridfahrzeuges an
treibt, und mit einer zweiten Antriebsquelle, die ebenfalls über
ein Differential eine Achse des Hybridfahrzeuges antreibt, dadurch
gekennzeichnet, daß
- a) die zweite Antriebsquelle (24) auf das gleiche Differential (16) wie die Brennkraftmaschine (12) wirkt und
- b) die Abtriebswelle über zumindest eine Kupplung (28) entweder mit dem Wechselgetriebe (14) oder mit der zweiten Antriebs quelle (24) oder mit beiden kuppelbar ist.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Abtriebswelle des Wechselgetriebes (14) eine Hohlwelle (32)
ist, durch die hindurch über eine Welle (34) das Differential (16)
getrieben ist.
3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupplung (28) und die Welle (34) in einem gemeinsamen Ge
häuse (48) angeordnet sind.
4. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Kupplung (28) eine Zahnkupplung ist.
5. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Kupplung eine hydraulisch betätigte Lamellen
kupplung ist.
6. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die zweite Antriebsquelle (24) über eine Kardanwelle
(26) mit der Kupplung (28) trieblich verbunden ist.
7. Antriebsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Antriebsquelle ein
Elektromotor (24) ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4005623A DE4005623A1 (de) | 1990-02-22 | 1990-02-22 | Antriebsvorrichtung fuer ein hybridfahrzeug |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4005623A DE4005623A1 (de) | 1990-02-22 | 1990-02-22 | Antriebsvorrichtung fuer ein hybridfahrzeug |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4005623A1 true DE4005623A1 (de) | 1991-08-29 |
Family
ID=6400756
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4005623A Withdrawn DE4005623A1 (de) | 1990-02-22 | 1990-02-22 | Antriebsvorrichtung fuer ein hybridfahrzeug |
Country Status (1)
Country | Link |
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