DE60313360T2 - Hybridantriebseinrichtung für ein fahrzeug, insbesondere einen scooter - Google Patents

Hybridantriebseinrichtung für ein fahrzeug, insbesondere einen scooter Download PDF

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Luigi Arnone
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Giovanni Riggio
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Universita di Pisa
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Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Hybridantriebsanordnung für ein Straßenfahrzeug, insbesondere einen Scooter bzw. Roller.
  • STAND DER TECHNIK
  • Wie bekannt ist, erproben zahlreiche Straßenfahrzeughersteller, vor allem Autohersteller, momentan Hybridantriebsfahrzeuge, wovon einige unlängst auf den Markt gekommen sind. Obwohl sich "Hybridantrieb" normalerweise auf die Verwendung von zwei oder mehr verschiedenen Antriebsystemen bezieht, sind die bisher vorgeschlagenen Lösungen gewöhnlich eine Kombination aus einer Brennkraftmaschine (im Folgenden einfach als "Verbrennungsmaschine" bezeichnet) und einem Elektromotor, um die jeweiligen Vorteile zu nutzen und die jeweiligen Nachteile zu kompensieren.
  • Genauer sind der Hauptvorteil einer Verbrennungsmaschine und der Grund, weshalb sie nahezu ausschließlich bei Straßenfahrzeugen verwendet wird, die dank der hohen Energiekonzentration des verwendeten Kraftstoffs (im Wesentlichen Kohlenwasserstoffe) erzielbare Kraftstoffreichweite. Zum anderen erzeugt eine Verbrennungsmaschine schädliche Emissionen, kann nur innerhalb eines gegebenen Drehzahlbereichs arbeiten, weshalb die Verwendung zusätzlicher Komponenten (Getriebe und Kupplung) erforderlich ist, und weist einen relativ hohen Geräuschpegel auf.
  • Außerdem ist der Wirkungsgrad einer Verbrennungsmaschine auch innerhalb des Betriebsbereichs ziemlich niedrig (etwa 20–30 %), wobei Schwankungen im stationären Betrieb der Maschine die Schadstoffemissionen beträchtlich erhöhen.
  • Ein Elektromotor erzeugt keine "lokale" Umweltverschmutzung, ist ruhig, hocheffizient (etwa 80 %) und fähig, mit dem Starten ein Drehmoment zu erzeugen. Eine Anwendung in Straßenfahrzeugen jedoch ist bis jetzt durch den begrenzten Bereich der gegenwärtig verfügbaren elektrischen Batterien, zumindest jener mit einer Größe, einem Gewicht und Kosten, die für Bodenfahrzeuge machbar sind, beeinträchtigt gewesen.
  • Um die mit der Verwendung eines Maschine/Motor-Typs verbundenen Nachteile zu beseitigen oder zu vermindern, sind Hybridlösungen vorgeschlagen worden, die eine abwechselnde oder kombinierte Verwendung beider Antriebssysteme ermöglichen.
  • Genauer dient bei einer ersten bekannten sogenannten "Reihenhybrid"-Kombination die Verbrennungsmaschine lediglich zum Antreiben eines Generators für elektrischen Strom, der die Batterien, die den Elektromotor speisen, auflädt; für den Antrieb ist daher ausschließlich der Elektromotor maßgebend. Diese Lösung sorgt für eine wesentliche Verringerung des Verbrauchs, weil die Verbrennungsmaschine nur angefordert wird, um eine mittlere Leistung zuzuführen, und so unter optimalen konstanten Bedingungen arbeitet.
  • Bei der "Parallelhybrid"-Konfiguration sind sowohl die Verbrennungsmaschine als auch der Elektromotor durch geeignete Kraftübertragungsmechanismen mit den Antriebsrädern verbunden.
  • Herkömmliche Hybridantriebsanordnungen des oben kurz beschriebenen Typs sind komplex, teuer und voluminös, was nach Kenntnis des Anmelders der Grund dafür ist, dass sie nie für kompakte, kostengünstige Fahrzeuge wie etwa Roller vermarktet worden sind.
  • EP-A-0 908 343 offenbart eine Hybridantriebsanordnung, die eine Brennkraftmaschine mit einer Antriebswelle, eine Elektromaschine mit einem Rotor, der mit einer Getriebeeingangswelle, die auf die Motorantriebswelle ausgerichtet ist, verbunden ist, eine Kupplung, die zwischen der Motorantriebswelle und dem Elektromaschinenrotor angeordnet ist, und eine Kraftübertragungseinheit, die ein stufenlos verstellbares Getriebe (CVT) umfasst, das zwischen der Getriebeeingangswelle und Radachse angeordnet ist, umfasst.
  • Außer dass sie wesentlich komplex und somit nicht für die Verwendung in kleinen Straßenfahrzeugen wie etwa Rollern geeignet ist, besitzt die Hybridantriebsanordnung, auf die oben verwiesen worden ist, insofern einen Nachteil, als sich die Elektromaschine in Flussrichtung vor der Kraftübertragungseinheit und vor allem dem CVT befindet, so dass dann, wenn die Elektromaschine als Generator (regenerative Bremse) arbeitet, der Wirkungsgrad der Energiewiedergewinnung reduziert ist.
  • EP-A-0 445 873 offenbart ein Hybridantriebssystem für Fahrzeuge, das eine erste Antriebseinheit des Brennkrafttyps und eine zweite Antriebseinheit des elektrischen Typs umfasst. Bei diesem herkömmlichen System überträgt die elektrische Antriebseinheit die Bewegung über eine Reihe von Wellen und Zahnrädern auf das Fahrzeugrad, und schafft somit kein wirklich kompaktes Hybridantriebssystem.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine äußerst unkomplizierte, kostengünstige, kompakte Hybridantriebsanordnung zu schaffen, die auch bei kleinen, preiswerten Straßenfahrzeugen wie etwa Rollern verwendet werden kann, jedoch auch die Auswahl von mehreren Betriebsarten auf der Grundlage von verschiedenen Betriebsanforderungen oder Straßenzuständen ermöglicht.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Hybridantriebsanordnung für ein Fahrzeug mit mindestens einem Antriebsrad geschaffen, wobei die Antriebsanordnung umfasst: eine Brennkraftmaschine mit einer Antriebswelle; eine Triebwelle, die unter einem Winkel mit dem Antriebsrad verbunden ist; ein CVT-Getriebe, das zwischen der Antriebswelle und der Triebwelle (6) angeordnet ist und eine Antriebsriemenscheibe (10), die unter einem Winkel mit der Antriebswelle verbunden ist, und eine angetriebene Riemenscheibe aufweist, die mit der Triebwelle verbindbar ist; eine Fliehkraftkupplung, die zwischen der angetriebenen Riemenscheibe und der Triebwelle angeordnet ist und ein Antriebselement, das mit der angetriebenen Riemenscheibe verbindbar ist, und ein angetriebenes Element in der Form einer Glocke, die einstückig mit der Triebwelle ist, aufweist; eine Elektromaschine, die anstelle von oder in Kombination mit der Brennkraftmaschine betriebene werden kann. Diese Hybridantriebsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine einen Rotor außen koaxial und integral mit der Kupplungsglocken-Seitenwand und eine Kupplung umfasst, die zwischen der angetriebenen Riemenscheibe und dem Antriebselement der Kupplung angeordnet ist, um das Antriebselement selektiv mit der angetriebenen Riemenscheibe zu verbinden.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Fahrzeug, insbesondere einen Roller, das eine solche Hybridantriebsanordnung enthält.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Zwei bevorzugte, nicht einschränkende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun beispielhalber mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, worin:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Hybridantriebsanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 2 eine schematische Darstellung eines Steuersystems zum Steuern der Antriebsanordnung von 1 zeigt;
  • 3 eine teilweise schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • BESTE ART ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
  • Das Bezugszeichen 1 in 1 gibt als Ganzes eine Hybridantriebsanordnung für einen Roller mit einem hinteren Antriebsrad 2 mit der Achse A an.
  • Die Antriebsanordnung 1 umfasst eine Verbrennungsmaschine 3 mit einer Antriebswelle 4 mit der zur Achse A parallelen Achse B und eine Kraftübertragungseinheit 5, die zwischen der Antriebswelle 4 und einer Triebwelle 6 mit der zur den Achsen A und B parallelen Achse C angeordnet und unter einem Winkel mit dem Antriebsrad 2 verbunden ist.
  • Genauer umfasst die Kraftübertragungseinheit 5 ein stufenlos verstellbares Getriebe oder CVT 7 (im Folgenden einfach als "CVT 7" bezeichnet) und eine Fliehkraftkupplung 8, die hintereinander geschaltet sind.
  • Das CVT 7 umfasst eine an der Antriebswelle 4 angebrachte Antriebsriemenscheibe 10, eine zu der Triebwelle 6 koaxiale und in einer im Winkel freien Weise an dieser angebrachte angetriebene Riemenscheibe 11 und einen um die Riemenscheiben 10, 11 geschlungenen V-Riemen 12. Die Riemenscheiben 10, 11 weisen entsprechende V-Nuten 13, 14 für den Riemen 12 auf und sind durch zwei Halbriemenscheiben 10a, 10b bzw. 11a, 11b definiert, die axial in Bezug zueinander beweglich sind, um die Breite der Rille 13, 14 und daher den Wicklungsdurchmesser des Riemens 12 zu verändern.
  • Die Veränderung der relativen axialen Position der Halbriemenscheiben 10a, 10b der Antriebsriemenscheibe 10 wird durch eine nicht gezeigte herkömmliche Fliehkraftvorrichtung gesteuert; außerdem sind die Halbriemenscheiben 11a, 11b der angetriebenen Riemenscheibe 11 durch eine Feder 15 axial zueinander belastet, um den Wicklungsdurchmesser des Riemens 12 invers zu jenem der Antriebsriemenscheibe 10 automatisch anzupassen.
  • Genauer ist die angetriebene Riemenscheibe 11 durch die Fliehkraftkupplung 8, die eine Nabe 20, die zur Drehung an der angetriebenen Riemenscheibe 11 angebracht ist, eine Anzahl von durch die Nabe 20 getragenen und durch eine Feder 22 in einer radial zurückgezogenen Ruheposition gehaltenen Fliehgewichten 21 und eine mit der Triebwelle 6 in einem Stück ausgebildete angetriebene Glocke 26 umfasst, wahlweise mit der Triebwelle 6 verbindbar.
  • In Reaktion auf eine Drehung der Nabe 20 bei einer Winkelgeschwindigkeit, die ausreicht, um die Gegenwirkung von Federn 22 zu überwinden, bewegen sich die Fliehgewichte 21. radial nach außen, um reibungsschlüssig mit einer im Wesentlichen zylindrischen Seitenwand 25 der Glocke 26 zusammenzuwirken.
  • Die Feder 15 der angetriebenen Riemenscheibe ist zwischen der Nabe 20 der Fliehkraftkupplung 8 und der beweglichen Halbriemenscheibe 11b axial zusammengedrückt, um so die Halbriemenscheibe 11b axial in Richtung der festen Halbriemenscheibe 11a zu belasten.
  • Die Triebwelle 6 ist durch ein herkömmliches Untersetzungsgetriebe 28, das in 1 nur schematisch gezeigt ist und die Triebwelle 6 als Eingangselement und eine Welle 29 mit der Achse A, an der das Antriebsrad 2 bei Gebrauch starr befestigt ist, als Ausgangselement besitzt, mit dem Antriebsrad 2 verbunden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Antriebsanordnung 1 außerdem eine mit der Fliehkraftkupplung 8 koaxiale Elektromaschine 32, die einen Stator 33, der in einem festen Gehäuse 34 der Antriebsanordnung 1 aufgenommen ist, und einen Rotor 35, der außen koaxial mit der Seitenwand 25 der Glocke 26 der Fliehkraftkupplung 8 ist und in einem Stück mit der Glocke 26 und daher mit der Triebwelle 6 ausgebildet ist, besitzt.
  • Die Elektromaschine 32 ist zweckmäßigerweise vom umkehrbaren Typ und mit der Fahrzeugbatterie 36 (2) verbunden, um bei gegebenen Betriebsbedingungen als Generator zum Aufladen der Batterie verwendet zu werden. Die Antriebsanordnung 1 umfasst außerdem einen Elektroge nerator 37, der in herkömmlicher Weise durch die Verbrennungsmaschine 3 angetrieben und mit der Batterie 36 verbunden ist.
  • Die Antriebsanordnung 1 wird durch eine Steuereinheit 38, die die Elektromaschine 32 steuert, und ein Stellglied 39 zum Einstellen der Position einer Ventilklappe 40 der Verbrennungsmaschine 3 in Reaktion auf eine Anzahl von Eingangssignalen, die die Betriebbedingungen der Antriebsanordnung angeben und die ein Signal Sa, das die Position eines Gasgriffs 44 angibt, und Signale Sf, die eine Betätigung der Bremshebel 45 durch den Benutzer angeben, umfassen, gesteuert.
  • Die Steuereinheit 38 empfängt außerdem Eingangssignale Ss von einer Auswahlvorrichtung 46, die zum Auswählen der Betriebsart der Antriebsanordnung 1 am Armaturenbrett des Fahrzeugs angeordnet ist. Die Auswahlvorrichtung 46 kann beispielsweise mehrere Knöpfe T, E, P, S umfassen, um jeweils die folgenden Betriebsarten auszuwählen:
    • "Verbrennung" (T), bei der der Antrieb ausschließlich von der Verbrennungsmaschine 3 besorgt wird;
    • "elektrisch" (E), bei der der Antrieb ausschließlich von der Elektromaschine 32, die als Elektromotor arbeitet, besorgt wird;
    • "parallelhybrid" (P), bei der sowohl die Verbrennungsmaschine 3 als auch die Elektromaschine 32 Antriebsleistung verschaffen, und
    • "reihenhybrid" (S), bei der die Verbrennungsmaschine 3 lediglich dazu verwendet wird, den Elektrogenerator 37 zu speisen, um die Batterie 36 aufzuladen, während das Drehmoment an dem Antriebsrad ausschließlich durch die Elektromaschine 32 beschafft wird.
  • Mit Bezug auf die oben angeführten Betriebsarten wird nun die Arbeitsweise der Antriebsanordnung 1 beschrieben.
  • In der "Verbrennungs"-Betriebsart wird die Elektromaschine 32 nicht gespeist, so dass, abgesehen von der leichten Zunahme des Trägheitsmoments der Glocke 26 der Fliehkraftkupplung 8, die Antriebsanordnung 1 in genau der gleichen Weise wie eine herkömmliche, rein mechanische Anordnung, als ob die Elektromaschine 32 nicht vorhanden wäre, arbeitet. Genauer hält das CVT 7 bei der Leerlaufdrehzahl der Verbrennungsmaschine 3 ein "kurzes" Verhältnis aufrecht, das durch den minimalen Wicklungsdurchmesser des Riemens 12 an der Antriebsriemenscheibe 10 und durch den maximalen Wicklungsdurchmesser des Riemens 12 an der angetriebenen Riemenscheibe 11 definiert ist. In diesem Zustand ist die Fliehkraftkupplung 8 geöffnet, so dass die Triebwelle 6 von dem CVT 7 getrennt ist und kein Drehmoment an das Antriebsrad 2 überträgt.
  • Wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit der Antriebswelle 4 zunimmt, wird die Fliehkraftkupplung 8 durch die Bewegung der Fliehgewichte 21, die die Glocke 26 und daher die Triebwelle 6 mit der angetriebenen Riemenscheibe 11 des CVT 7 rotatorisch verbinden, geschlossen, so dass das Fahrzeug mit einem "kurzen" Übersetzungsverhältnis gestartet wird.
  • Wenn die Drehzahl der Antriebswelle 4 weiter zunimmt, schaltet das CVT 7 allmählich und automatisch in der nicht näher beschriebenen herkömmlichen Weise von dem "kurzen" Verhältnis zu einem "langen" Verhältnis, das durch den maximalen Wicklungsdurchmesser des Riemens 12 an der Antriebsriemenscheibe 10 und durch den minimalen Wicklungsdurchmesser des Riemens 12 an der angetriebenen Riemenscheibe 11 definiert ist, um.
  • Beim Verzögern oder Bremsen werden die oben genannten Betriebsschritte in umgekehrter Folge wiederholt. Außerdem wird der Rotor 35 der Elektromaschine 32, der in einem Stück mit der Glocke 26 der Fliehkraftkupplung ausgebildet ist, durch das Antriebsrad 2 angetrieben, so dass die Elektromaschine 32 als Generator für elektrischen Strom wirkt, der mechanische Leistung entnimmt (und somit als elektrodynamische Bremse wirkt) und elektrische Leistung erzeugt.
  • In der "elektrischen" Betriebsart wird die Verbrennungsmaschine 3 nicht betrieben, so dass die Antriebswelle 4 und das CVT 7 stationär bzw. unbeweglich sind und die Fliehkraftkupplung 8 geöffnet ist, weil die Fliehgewichte 21 lediglich der durch die Federn 22 ausgeübten Rückstellkraft unterworfen sind. Alles was in Flussrichtung vor der Glocke 26 liegt einschließlich der Verbrennungsmaschine 3 und des CVT 7 ist daher vollständig von dem Antriebsrad 2 getrennt.
  • Das Antriebsdrehmoment der Elektromaschine 32, deren Rotor 35 in einem Stück mit der Glocke 26 ausgebildet ist, wird durch die Glocke direkt auf die Triebwelle 6 und über das Untersetzungsgetriebe 28 auf das Antriebsrad 2 übertragen.
  • In dieser Betriebsart wird beim Verzögern oder Bremsen, ohne dass von der Elektromaschine 32 Leistung erzeugt wird, ebenfalls der Rotor 35 angetrieben, wobei die Elektromaschine 32 mechanische Leistung entzieht und elektrische Leistung zum Aufladen der Batterie 36 erzeugt.
  • In der "Parallelhybrid"-Betriebsart arbeiten die Verbrennungsmaschine 3 und die Elektromaschine 32, wobei die Letztere, wie bei der "elektrischen" Betriebsart beschrieben worden ist, als Motor arbeitet, gleichzeitig, wobei das Drehmoment und die Leistung, die durch beide erzeugt werden, zusammen kommen und sich an der Triebwelle 6 addieren, womit die Leistung stark verbessert wird. Außerdem kann eine Leistungsanforderung vom Benutzer zwischen der Verbrennungsmaschine 3 und der Elektromaschine 32 so aufgeteilt werden, dass sich der Verbrauch und/oder die Emissionen verringern.
  • In der "Reihenhybrid"-Betriebsart dient die Verbrennungsmaschine 3 lediglich zum Antreiben des Elektrogenerators 37, wobei der Antrieb ausschließlich von der Elektromaschine 32 besorgt wird. Mit der in 1 gezeigten Architektur der Anordnung 1, muss die Motordrehzahl, damit die Verbrennungsmaschine 3 von dem Antriebsrad 2 getrennt wird, so niedrig sein, dass sie die Fliehkraftkupplung 8 nicht schließt. Im Fall, dass dies einen nicht ganz optimalen Betriebzustand der Verbrennungsmaschine 3 hinsichtlich des Wirkungsgrads und der Emissionen mit sich bringt, ist die Architektur der Anordnung 1, wie in 3 gezeigt ist, geeignet modifiziert, wobei die angetriebene Riemenscheibe 11 und die Nabe 20 der Fliehkraftkupplung, anstatt ständig verbunden zu sein, durch eine Kupplung 51, z. B. eine elektromagnetische sogenannte "Gravina-Kupplung", die durch die Einheit 38 gesteuert wird, wahlweise verbindbar sind.
  • Mit dieser Kraftübertragungsanordnung wird dann, wenn die Reihen-hybrid"-Betriebsart ausgewählt ist, die Kupplung 51 in die "geöffnete" Position versetzt, so dass die Verbrennungsmaschine 3 mit einer konstanten Drehzahl arbeiten kann, die so gewählt ist, dass ungeachtet der Eingriffs-Schwellendrehzahl der Fliehkraftkupplung 8 der Wirkungsgrad optimiert und die Emissionen minimiert sind. Die Steuereinheit 38 kann geeignet programmiert sein, so dass die Verbrennungsmaschine 3 in Abhängigkeit von der durch den Benutzer und/oder die Straßenzustände geforderten mittleren Leistung bei zwei oder mehr verschiedenen Leistungspegeln (jedoch stets mit konstanter Drehzahl bei jedem Leistungspegel) arbeitet.
  • Außerdem ermöglicht die Kupplung 51 ein Umschalten von einer Betriebsart zu einer anderen, ohne das Fahrzeug zu stoppen.
  • Beim Bremsen oder Verzögern in den Hybridbetriebsarten wirkt die Elektromaschine 32 ebenfalls anstatt als Motor als Generator und daher als regenerative Bremse.
  • Die Vorteile der Antriebsanordnung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung werden aus der vorangegangenen Beschreibung deutlich.
  • Insbesondere sorgt die Kraftübertragungsarchitektur für eine äußerst unkomplizierte, kostengünstige, kompakte Hybridantriebsanordnung, die auch bei kleinen, preiswerten Straßenfahrzeugen wie etwa Roller verwendet werden kann und die in mehreren Betriebsarten, die auf der Grundlage von verschiedenen Betriebsanforderungen und Straßenzuständen auswählbar sind, arbeiten kann.
  • Außerdem ermöglichen die verschiedenen Betriebsarten auf Grund dessen, dass die Elektromaschine 32 als regenerative Bremse arbeitet, das Sparen von Energie.
  • Schließlich verschafft die Kraftübertragungsarchitektur in jeder Betriebsart einen optimalen Gesamtwirkungsgrad, indem eine unerwünschte Wechselwirkung zwischen den zwei Antriebssystemen, wenn sie einzeln betrieben werden, begrenzt wird und in den Hybridbetriebsarten das Potential von beiden synergetisch genutzt wird. Tatsächlich arbeitet die Anordnung 1 in der "Verbrennungs"-Betriebsart, als ob die Elektromaschine 32 nicht vorhanden wäre; in der "elektrischen" Betriebsart sind die Verbrennungsmaschine 3 und das CVT 7 von dem Antriebsrad 2 getrennt und beeinträchtigen in keiner Weise den Wirkungsgrad; in der "Parallelhybrid"-Betriebsart kann die Gesamtleistung beider Antriebssysteme genutzt werden und die Leistungsanforderung zwischen den zwei Antriebssystemen so aufgeteilt werden, dass der Verbrauch und/oder die Emissionen verringert werden; und in der "Reihenhybrid"-Betriebsart wird ein wesentliches Sparen von Energie erreicht, indem die Verbrennungsmaschine unter optimalen konstanten Bedingungen hinsichtlich des Wirkungsgrads betrieben wird.
  • Natürlich können an der Antriebsanordnung 1 und an deren Steuerung, wie sie hier beschrieben worden sind, Änderungen vorgenommen werden, ohne jedoch vom Umfang der begleitenden Ansprüche abzuweichen.
  • Insbesondere kann das CVT 7 durch einen anderen Kraftübertragungstyp, z. B. einen Zahnriementrieb, ersetzt sein; die Fliehkraftkupplung 8 kann durch eine gesteuerte Kupplung ersetzt sein; und die Elektromaschine 32 kann unter der Voraussetzung, dass der Rotor 35 in Flussrichtung hinter der Kupplung 8 ständig verbunden ist, d. h. ständig mit dem Antriebsrad 2 verbunden ist, anders angeordnet sein.
  • Es können eine oder mehrere "automatische Steuerungsbetriebsarten vorgesehen sein, bei denen die Steuereinheit, anstatt die oben angeführten Betriebsarten ("Verbrennung", "elektrisch", "parallelhybrid" und "reihenhybrid"), wie sie von dem Benutzer ausgewählt werden, zu aktivieren, auf der Grundlage der programmierten Steuerlogik, um z. B. die Leistung zu optimieren, den Verbrauch oder die Emissionen zu minimieren, oder unter bestimmten Betriebsbedingungen automatisch von der einen zur anderen umschalten kann. Beispielsweise kann im Fall, dass die Ladung der Bat terie 36 unter einen vorgegebenen Schwellenwert fällt, ein automatisches Umschalten von der "elektrischen" Betriebsart in die "Verbrennungs"-Betriebsart oder die "Reihenhybrid"-Betriebsart erfolgen.

Claims (10)

  1. Hybridantriebsanordnung (1) für ein Fahrzeug mit mindestens einem Antriebsrad (2) wobei die Antriebsanordnung umfasst: – eine Brennkraftmaschine (3) mit einer Antriebswelle (4); – eine Triebwelle (6), die unter einem Winkel mit dem Antriebsrad (2) verbunden ist; – ein CVT-Getriebe (7), das zwischen der Antriebswelle (4) und der Triebwelle (6) angeordnet ist und eine Antriebsriemenscheibe (10), die unter einem Winkel mit der Antriebswelle (4) verbunden ist, und eine angetriebene Riemenscheibe (11) aufweist, die mit der Triebwelle (6) verbindbar ist; – eine Fliehkraftkupplung (8), die zwischen der angetriebenen Riemenscheibe (11) und der Triebwelle (6) angeordnet ist und ein Antriebselement (20), das mit der angetriebenen Riemenscheibe (11) verbindbar ist, und ein angetriebenes Element (26) in der Form einer Glocke, die einstückig mit der Triebwelle (6) ist, aufweist; und – eine Elektromaschine (32), die anstelle von oder in Kombination mit der Brennkraftmaschine (3) betrieben werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine (32) einen Rotor (35) außen koaxial und integral mit der Seitenwand (25) der Glocke (26) der Kupplung (8) und eine Kupplung (51) umfasst, die zwischen der angetriebenen Riemenscheibe (11) und dem Antriebselement (20) der Kupplung (8) angeordnet ist, um das Antriebselement (20) selektiv mit der angetriebenen Riemenscheibe (11) zu verbinden.
  2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine (32) umkehrbar ist.
  3. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (51) elektromagnetisch gesteuert ist.
  4. Antriebsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Elektrogenerator (37) umfasst, der durch die Brennkraftmaschine (3) angetrieben ist.
  5. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Steuereinheit (38) zum Steuern der Brennkraftmaschine (3) und der Elektromaschine (32) in Ansprechen auf eine Anzahl von Eingangssignalen (Sa, Sf, Ss) in einer Anzahl von Betriebsarten umfasst, die mindestens eine Verbrennungsbetriebsart, in der nur die Brennkraftmaschine (3) aktiviert ist, eine elektrische Betriebsart, in der die Elektromaschine (32) als ein Motor arbeitet und die Brennkraftmaschine (3) gesperrt ist, eine Parallel-Hybridbetriebsart, in der die Brennkraftmaschine (3) und die Elektromaschine (32) beide aktiviert und mit dem Antriebsrad (2) verbunden sind, und eine Reihen-Hybridbetriebsart umfassen, in der die Brennkraftmaschine von dem Antriebsrad (2) getrennt ist und den Elektrogenerator (37) antreibt.
  6. Antriebsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Auswahlmittel (46) umfasst, um die Betriebsarten der Antriebsanordnung (1) auszuwählen; wobei die Eingangssignale (Sa, Sf, Ss) mindestens eine Anzahl von Eingangssignalen (Ss) umfassen, die von dem Auswahlmittel (46) erzeugt werden.
  7. Antriebsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangssignale (Sa, Sf, Ss) ein Signal (Sa) umfassen, das die Position eines Gasgabeelements (44) angibt.
  8. Antriebsanordnung nach einem Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangssignale (Sa, Sf, Ss) ein Signal umfassen, das Handlungen an einem Bremsensteuerelement (45) des Fahrzeugs angibt.
  9. Fahrzeug mit mindestens einem Antriebsrad (2), dadurch gekennzeichnet, dass es eine Hybridantriebsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.
  10. Fahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Roller ist.
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