WO2010057782A1 - Mehrachsiges hybrid - antriebssystem für ein fahrzeug - Google Patents

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Abstract

Es wird ein mehrachsiges Hybrid - Antriebssystem für ein Fahrzeug vorgeschlagen, welches eine erste Einheit (4), umfassend einen Verbrennungsmotor (5), eine Trennkupplung und ein automatisiertes Schaltgetriebe (6), die einer ersten, mechanisch angetriebenen Achse (7) des Fahrzeugs zugeordnet ist und zumindest eine weitere Einheit (10), umfassend Radnabenmotoren (8) oder einen konventionellen elektrischen Achsantrieb in Verbindung mit einer elektrischen Maschine aufweist, wobei eine Einheit (10) jeweils einer elektrisch angetriebenen Achse (9) des Fahrzeugs (1) zugeordnet ist, und das Fahrzeug (1) während eines Gangwechsels von der der elektrisch angetriebenen Achse (9) zugeordneten Einheit (10) derart antreibbar ist, dass die Zugkraftunterbrechung im automatisierten Schaltgetriebe (6) während des Gangwechsels kompensiert wird.

Description

Mehrachsiαes Hybrid - Antriebssystem für ein Fahrzeug
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein mehrachsiges Hybrid Antriebssystem für ein
Aus dem Stand der Technik sind Hybridfahrzeuge umfassend ein Hyb-
zumindest einen in der Rege! über ein als Planetengetriebe ausgeführtes Ge-
Maschine, welche je nach Betriebszustand motorisch oder generatorisch be-
seπellen Hybπdfahrzeugen wird ein motor angetrieben, wobei der Generator den die Räder antreibenden Elektromotor mit elektrischer Energie versorgt. Hierbei sind in der Rege! keine Gangstufen erforderiich, da die eingesetzten Elektromotoren über einen ausreichend großen Drehzahlbereich und über genügend Anfahrmoment verfügen, um das sei reϊn mechar
Möglichkeit zur mechanischen Kopplung des Verbrennungsmotors an äert Antriebsstrang gibt, was darin resultiert, dass die Antriebsenergie über den gegenüber einer mechanischen Übertragung mit größeren Verlusten behafteten elektrischen Pfad übertragen wird. Andererseits kann bei Verwendung von Radnabenmotoren bei Gelenkbussen ein mehrachsiger Antrieb realisiert werden, bei dem eine vorteilhafte Verteilung und Anhänger gewährleistet ist, Addition der Drehmomente des Verbrennungsmotors und zumindest einer mit dem Verbrennungsmotor verbindbareπ elektrischen Maschine vorzugsweise mittels eines Summierungsgetriβbes, beispielsweise mittels eines Planetengetriebes erfolgt. Hierbei ist die zumindest eine elektrische Maschine mit dem
vom Verbrennungsmotor und/oder von der zumindest einen > schine erzeugten Drehmomente werden über ein nachgeschaltetes Getriebe
Beispielsweise beschreibt die DE 103 46640 A1 der Anmefderin einen
triebstechnisch mit einer Trennkuppluπg verbunden ist, deren Ausgangsseite mit einer Getriebeeingangswelie in Verbindung steht, welche mit einem Ein-
ist die Getriebeeingangswelle auch n zu
eine pπmarseitig ange-
triebe ausgeführt ist, kann während eines Gangwechsels weiter rekuperiert, d.h. elektrische Energie aus mechanischer Energie rückgewonπen werden. E Verwendung eines automatisierten Handschaltgetriebes als Basisgetriebe muss das Getriebe für einen Gaπgwechsel iastios geschaltet werden, was in dem Nachteil resuitiert, dass die Rekuperation mit der elektrischen Maschine
eingesetzt, die neben dem höheren Komfort und der höheren Fahrieistung Einsparpotential im Vergleich zu automatisierten Schaltungen mit Zugkraftun- terbrechung bieten, da die in den Primärrπasseπ gespeicherte Rotationsenergie während einer Lastschaltung dem Antriebsstrang als dynamischer Anteil des Antriebsmomentes zugeführt wird. In nachteiliger Weise weisen Lastschaltgetriebe einen geringeren Wirkungsgrad als ein automatisiertes Handschartgetriebe auf und sind teurer bezüglich Herstellung und Wartung.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein rπehrachsi- ges Hybrid - Antriebssystem für ein Fahrzeug, insbesondere für einen Gelenkbus anzugeben, welches ein kostengünstiges automatisiertes Handschaltge-
licht.
Zudem soll während eines Gangwechsels die durch das automatisierte Handschaltgetriebe bedingte Zugkraftunterbrechung für den Fahrer möglichst nicht wahrnehmbar sein. Des weiteren soll ein rein mechanischer, ein rein elektrischer und ein kombinierter Betrieb aus Verbrennungsmotor und elektrischer Maschine ermöglicht werden.
Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
tfird eir erste Einheit, umfassend einen Verbrennungsmotor, eine Trennkupplung und ein automatisiertes Schaltgetriebe aufweist, die einer ersten, mechanisch ange triebenen Achse des Fahrzeugs zugeordnet ist. Ferner umfasst das erfindungsgemäße Antriebssystem eine weitere, zweite Einheit, umfassend Radna-
Achse des Fahrzeugs zugeordnet ist. Gemäß der Erfindung wird das Fahrzeug von der der elektrisch angetriebenen Achse zugeordneten Einheit während des Gangwechsels derart angetrieben, dass feierten Schaltgetriebe während des
Gemäß der Erfindung können weitere Einheiten umfassend Radnabenmotoren oder einen konventionellen elektrischen Achsantrieb in Verbindung mit einer elektrischen Maschine vorgesehen risch angetriebenen Achse des
Hierbei kann die erste Einheit eine primärseitig angeordnete elektrische Maschine aufweisen, deren Energiespeicher mit der zweiten Einheit verbunden sein kann; hierbei entfällt gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Notwendigkeit einer elektrischen Maschine in der zweiten Einheit, für den Fall,
Ilen el
märseitig angeordneten elektrischen werden kann.
Für den Fall, dass die zweite Einheit Radnabenmotoren aufweist, entfall
sehen Maschine verbunden sein können.
Durch die erfindungsgemäße estaltung des Antriebssystems wird nechanischer, ein rein ein kombinierter Betrieb durch das gleichzeitige Antreiben der unά der zumindest einen elektrisch angel
ch angetriebene Achse einer Achse des Hl zum Des weiteren kann während eines Gangwechsels im automatisierten Schaltgetriebe mittels der elektrischen Maschine der ersten bzw. der zweiten Einheit rekuperiert werden.
spi
Figur 1 : Eine schematische Darsteüung eines Gelenkbusses umfassend ein gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ausgeführtes Hybrid - Antriebssystem; und
Figur 2: Eine schematische Darstellung eines Gelenkbusses umfassend ein gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung aus¬
in Figuren 1 und 2 ist ein Geienkbus 1 mit einem Vorderwagen 2 und einem Hinterwagen 3 dargestellt. Bei der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Antriebssystem eine erste Einheit 4, mit einem Verbrennungsmotor 5, einer Trennkupplung und einem automatisierten Schaltgetriebe 6, die der mechanisch angetriebenen Achse 7 des Hinterwagens 3 des Gelenkbusses 1 zugeordnet ist. Bei der gezeigten Ausführungsform umfasst die erste Einheit 4 eine primärseitige elektrische Maschine 11 , deren Energiespeicher mit 12 bezeichnet ist, so dass diese Einheit als Paraltelhybrid dient.
Eine zweite Einheit 10 des Antriebssystems, umfassend Radnabenmoto- ren 8 ist einer elektrisch angetriebenen Achse 9 des Vorderwageπs 2 zugeordnet, wobei die Radnabenmotoren 8 mit dem Energiespeicher 12 der ersten Einheit 4 verbunden sind. Die Ausgestaltung der zweiten Einheit entspricht Durch diese Ausgestaltung des Aπtriebssystems kann der Gelenkbus 1 von der der elektrisch angetriebenen Achse 9 zugeordneten Einheit 10 während des Gaπgwechsels angetrieben werden, wodurch sich die Zugkraftuπter-
Figure imgf000008_0001
sels, d.h. wenn das Getriebe 6 lastlos geschaltet ist, möglich, welche von der zweiten Einheit 9 durchgeführt wird.
Die in Figur 2 gezeigte Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der in Figur 1 gezeigten dadurch, dass die erste Einheit 4 keine elektrische Maschine aufweist und» dass die zweite Einheit 10 einen Energiespei- cher 12 umfassf, der die Radnabenmotoren mit Energie versorgt und perationsenergie speichert,
gemäß weiterer sgestaltungen der Erfindung auch in.
Selbstverständlich fällt auch jede konstruktive Ausbildung, insbesondere räumliche Anordnung an sich sowie zueinander und soweit technisch sinnvoll unter den
Systems, wie sie in den Ansprüchen angegeben ist, zu beeinflussen, auch wenn diese Ausbildungen nicht explizit in den Figuren oder in der Beschreibung .Bezugszeichen
Hi
Verbrennungsmotor
zweite Esr elektrische Maschine
3iespeicher

Claims

erste Einheit (4), umfassend einen Verbrennungsmotor (5), eine Trennkuppiun und ein automatisiertes Schaltgetriebe (6), die einer ersten, mechanisch aπge-
Einheit (10), umfassend Radπabenmotoren (8) oder einen konventionellen elektrischen Achsaπtrieb in Verbindung mit einer elektrischen Maschine auf-
des Fahrzeugs (1 ) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zeug (1 ) während eines Gangwechsels von der der elektrisch angetriebenen
terbrechung im automatisierten Schaltgetriebe (6) während des Gangwechsels
2. Mehrachsiges Hybrid - Antriebssystem für ein Fahrzeug, 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Einheit (4) als
3. Mehrachsiges spruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (12) der ersten (4) mit der zumindest
Einheit (10) einen konventionelien elektrischen Achsantrieb in Verbindung mit
heit (10) sowie die Rekuperatson von der primärseitig angeordneten elektrischen Maschine (11 ) der ersten Einheit (4) übernommen wird,
5. Mehrachsiges Hybrid - Aπtriebssystem für ein Fahrzeug, nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Gelenkbus (1 ) die mechanisch angetriebene Achse (7) einer Achse des Hinterwagens (3) entspricht, wobei die zumindest eine elektrisch angetriebene Achse (9 eine Achse des Vordeswagens (2) ist.
6. Mehrachsiges Hybrid - Antriebssystem für ein Fahrzeug, nach einem
Gangwechsels eine Rekuperation mittels der der elektrisch angetriebenen
IS!
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