WO2024067904A1 - Elektrisch betreibbarer achsantriebsstrang, verfahren zur steuerung eines achsantriebsstrangs, computerprogrammprodukt und steuereinheit zur steuerung eines achsantriebsstrangs - Google Patents

Elektrisch betreibbarer achsantriebsstrang, verfahren zur steuerung eines achsantriebsstrangs, computerprogrammprodukt und steuereinheit zur steuerung eines achsantriebsstrangs Download PDF

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clutch
braking device
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Simon Ortmann
Benedikt Grubauer
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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Definitions

  • axle drive train Electrically operable axle drive train, method for controlling an axle drive train, computer program product and control unit for controlling an axle drive train
  • the present invention relates to an electrically operable axle drive train of a motor vehicle, comprising an electric machine which can be coupled to transmit torque with at least one vehicle wheel of the motor vehicle, and a transmission arrangement arranged in the torque flow between the vehicle wheel and the electric machine, and a braking device by means of which the vehicle wheel can be braked is.
  • the invention further relates to a method for controlling an axle drive train, a computer program product and a control unit for controlling an axle drive train.
  • Electric motors are increasingly being used to power motor vehicles in order to create alternatives to combustion engines that require fossil fuels.
  • Considerable efforts have already been made to improve the suitability of electric drives for everyday use and to offer users the same driving comfort they are used to.
  • This article describes a drive unit for an axle of a vehicle, which includes an electric motor that is arranged concentrically and coaxially to a bevel gear differential, with a switchable 2-speed planetary gear set arranged in the power train between the electric motor and the bevel gear differential, which is also positioned coaxially to the electric motor or the bevel gear differential or spur gear differential.
  • the drive unit is very compact and, thanks to the switchable 2-speed planetary gear set, allows a good compromise between climbing ability, acceleration and energy consumption.
  • Such drive units are also referred to as e-axles or electrically operated drive trains.
  • Such electrified vehicles already have a good level of efficiency compared to traditional "combustion vehicles" and the constantly evolving technology in this area enables further reduced energy consumption. However, it is not just the technology used that is responsible for energy savings in autonomous and/or manually controlled vehicles. The driving style also has a strong influence on the consumption of such vehicles.
  • a method for controlling a sailing operation of a vehicle with an automated clutch in which the clutch is opened to separate an internal combustion engine from the drive train to enter the sailing operation when the gear is engaged and the clutch is closed to exit the sailing operation becomes.
  • the sailing operation is automatically adjusted, the entry into or exit from the sailing operation is automatically determined depending on driver behavior.
  • a method for controlling a coasting operation of a vehicle with an automatic clutch in which a vehicle-specific parameter is determined, which is compared with a threshold. Activation or deactivation of the overrun operation is determined based on the comparison with the threshold.
  • a vehicle-specific parameter is selected for the comparison, which is partially influenced by the actuation state of at least one accelerator pedal.
  • an electrically operable axle drive train of a motor vehicle comprising an electric machine, which can be coupled to transmit torque with at least one vehicle wheel of the motor vehicle, and a transmission arrangement arranged in the torque flow between the vehicle wheel and the electric machine, and a braking device by means of which the vehicle wheel can be braked, wherein a) a first clutch device is arranged in the torque flow between the electric machine and the braking device, by means of which the braking device can be coupled into and out of the torque flow, and a second clutch device is arranged in the torque flow between the electric machine and the transmission arrangement, by means of which the transmission arrangement can be coupled in and out of the torque flow, or b) a first coupling device is arranged in the torque flow between the electric machine and the braking device, by means of which the braking device can be coupled in and out of the torque flow, and in the torque flow between the braking device and the transmission arrangement has a second clutch device arranged by means of which the gear arrangement can be coupled in and out of the torque flow.
  • the advantage of the embodiment variant designated a) is that the rotatable part of the braking device can be shut down during ferry operation, so that it does not generate any drag torque, so that a particularly efficient ferry operation can be realized.
  • a fully integrated variant is implemented, which also has switchable clutch devices.
  • the arrangement of the coupling devices implemented in variant b) makes it possible, for example, to completely decouple the engine from the drive train when simply braking the vehicle wheel with the braking device.
  • An electrically operable drive train comprises an electric machine and preferably a transmission arrangement coupled to the electric machine.
  • the gear arrangement and the electrical machine in particular form a structural unit. This can be formed, for example, by means of a drive train housing in which the transmission arrangement and the electric machine are accommodated together.
  • This structural unit is sometimes also referred to as an e-axle.
  • the electrical machine is used to convert electrical energy into mechanical energy and/or vice versa, and it generally comprises a stationary part known as a stator, stand or armature and a part known as a rotor or runner which is arranged so as to be movable, in particular rotatable, relative to the stationary part.
  • the electrical machine can be configured as a radial flux or axial flux machine.
  • the electric machine is dimensioned such that vehicle speeds of more than 50 km/h, preferably more than 80 km/h and in particular more than 100 km/h can be achieved.
  • the electric motor particularly preferably has an output of more than 30 kW, preferably more than 50 kW and in particular more than 70 kW. It is further preferred that the electric machine provides speeds of more than 5,000 rpm, particularly preferably more than 10,000 rpm, very particularly preferably more than 12,500 rpm.
  • motor vehicles are land vehicles that are moved by mechanical power without being tied to railway tracks.
  • a motor vehicle can, for example, be selected from the group of passenger cars (passenger cars), trucks (lorries), mopeds, light vehicles, motorcycles, motor buses (KOM) or tractors.
  • the drive train can also have a control unit.
  • a control unit as used in the present invention serves in particular for the electronic control and/or regulation of one or more technical systems of the drive train, in particular the electric machine and/or the clutch and/or braking devices.
  • a control unit has in particular a wired or wireless signal input for receiving in particular electrical signals, such as sensor signals. Furthermore, a control unit also preferably has a wired or wireless signal output for transmitting in particular electrical signals, for example to electrical actuators or electrical consumers of the electrically operated axle drive train or of the motor vehicle.
  • Control operations and/or regulation operations can be carried out within the control unit. It is particularly preferred that the control unit comprises hardware that is designed to execute software.
  • the control unit preferably comprises at least one electronic processor for executing program sequences defined in software.
  • the control unit can also have one or more electronic memories in which the data contained in the signals transmitted to the control unit can be stored and read out again.
  • the control unit can also have one or more electronic memories in which data can be stored in a changeable and/or unchangeable manner.
  • a control unit can comprise a plurality of control devices, which are arranged in particular spatially separated from one another in the motor vehicle.
  • Control devices are also referred to as Electronic Control Unit (ECU) or Electronic Control Module (ECM) and preferably have electronic microcontrollers for carrying out computing operations for processing data, particularly preferably using software.
  • the control devices can preferably be networked with one another, so that a wired and/or wireless data exchange between control devices is possible.
  • control unit has at least one processor and at least one memory, which in particular contains a computer program code, the memory and the computer program code being configured with the processor to cause the control unit to execute the computer program code.
  • the control unit can particularly preferably comprise a power electronics module for energizing the electrical machine.
  • a power electronics module is preferably a combination of various components that control or regulate a current to the electrical machine, preferably including the peripheral components required for this, such as cooling elements or power supplies.
  • the power electronics module contains power electronics or one or more power electronic components which are set up to control or regulate a current. This is particularly preferably one or more power switches, for example power transistors.
  • the power electronics particularly preferably have more than two, particularly preferably three, of each other separate phases or current paths, each with at least one power electronic component.
  • the power electronics are preferably designed to control or regulate a power per phase with a peak power, preferably continuous power, of at least 100 W, preferably at least 1000 W, particularly preferably at least 10,000 W.
  • a clutch device can be a manual, semi-automatic or automatic clutch device.
  • a clutch device can preferably be a separating clutch.
  • the clutch device can be an e-clutch.
  • An e-clutch is an automated clutch device that is electrically controlled and actuated.
  • the clutch device can also be a double clutch or a multi-plate clutch.
  • the clutch device can be actuated by means of a hydraulic release system.
  • a hydraulic release system usually has a master cylinder that transmits the pressure generated on the master cylinder via a hydraulic pressure line to the slave cylinder, preferably a central slave cylinder.
  • the hydraulic pressure can also be achieved in particular by means of a so-called Power packs are provided, which consist of a hydraulic pump and a hydraulic pressure accumulator that can be acted upon by the hydraulic pump.
  • a pressure chamber of the slave cylinder can then also be pressurized hydraulically, for example by a master cylinder, which is controlled by a control unit by means of an electric motor, or by a hydraulic pump, possibly with the cooperation of a pressure accumulator.
  • a so-called power pack can advantageously be used, which switches several pressure circuits via a particularly central hydraulic pump and corresponding valves.
  • the slave cylinder which in the present case is designed in particular as a central release cylinder, transmits the hydraulic pressure to a clutch device in the hydraulic release system, preferably by means of an axially displaceable piston, for example in order to form a frictional connection and to close the friction clutch or to open it when the frictional connection is released.
  • the hydraulic clutch release system therefore particularly preferably actuates a clutch device hydraulically by applying pressure to the master cylinder. As explained, this can be done either by means of an actuator controlled by a control unit or by manual actuation by the driver.
  • the braking device can be encapsulated in a housing.
  • the advantage of this embodiment is that abrasion of the braking device cannot enter the environment through the encapsulated housing, which means that environmental and health impacts caused by brake abrasion during operation of the axle drive train can be avoided.
  • the braking device, the transmission arrangement, the electric machine, the first clutch device and the second clutch device form a structural unit. This makes it possible to provide a prefabricated functional module which can then be integrated into a vehicle with comparatively little assembly effort.
  • the axle drive train has a control unit which is connected to the braking device, the first coupling device and the second coupling device and is configured such that the control unit can place the axle drive train in a plurality of different operating states by coupling and uncoupling the coupling devices and by releasing and actuating the braking device.
  • the advantageous effect of this design is based on the fact that the various operating modes that the axle drive train allows due to its architecture can be provided by the electronic control.
  • control unit is configured in such a way that for the alternative embodiment a( of the axle drive train it puts it into a first operating state, in which the first clutch device and the second clutch device are in one in a disengaged state and the braking device is released, and/or ii. placed in a second operating state, in which the first clutch device is in a disengaged state and the second clutch device is in an engaged state and the braking device is released, and/or iii. in a third operating state, in which the first clutch device and the second clutch device are in a coupled state and the braking device is actuated, and / or iv.
  • the control unit is configured in such a way that it i. placed in a first operating state, in which the first clutch device and the second clutch device are in a disengaged state and the braking device is released, and / or ii. placed in a second operating state, in which the first coupling device and the second coupling device are in a coupled state and the braking device is released, and / or iii. placed in a third operating state, in which the first clutch device and the second clutch device are in a coupled state and the braking device is actuated, and / or iv.
  • a coasting process of the vehicle means a driving state of the vehicle, in particular a coasting, in which a vehicle wheel is at least decoupled from the electric machine of the drive train by opening the corresponding coupling device or coupling devices, whereby in particular the lost torque of the electric machine and possibly the braking device are decoupled from the vehicle wheel and the energy efficiency of the motor vehicle can thus be increased and energy consumption reduced.
  • the electric machine can be switched off or in operation.
  • a coasting process can thus, for example, cause a reduction in the speed of the motor vehicle without actively braking a vehicle wheel, for example through the air and rolling resistance of the motor vehicle.
  • a “standard” driving mode can be set in which the electric machine drives the vehicle wheel in engine mode and/or brakes it in generator mode (recuperation).
  • the braking device is coupled to the vehicle wheel, so that “mechanical” braking of the vehicle wheel is realized.
  • the electrical machine can be put into generator operation and thus support the braking effect of the mechanical braking device.
  • the electric machine can also be put into motor operation, for example in order to implement a thermal heating and/or cooling circuit in the vehicle, in particular for air conditioning of the passenger compartment, in ferry operation via increased frictional heat of the braking device.
  • a parking heater function can be implemented in which the electric machine drives the braking device in engine mode, generating corresponding frictional heat. This frictional heat can then be dissipated, for example, via a thermal heating and/or cooling circuit in the vehicle, in particular for air conditioning the passenger compartment.
  • axle drive train can be placed in one and/or more of these operating states.
  • the invention can also be further developed in such a way that in the third operating state of the axle drive train, the electric machine is in a torque-generating operating state in order to implement some of the above operating modes, such as an auxiliary heating function when the vehicle is at a standstill.
  • the braking device is connected to a fluid circuit, by means of which heat generated by the braking device during operation of the axle drive train can be dissipated. This makes it possible to simplify the thermal management system within the vehicle, for example by eliminating a PTC heating element.
  • the object of the invention is further achieved by a method for controlling an axle drive train of a motor vehicle, comprising an electric machine which can be coupled to at least one vehicle wheel of the motor vehicle in a torque-transmitting manner, and a transmission arrangement arranged in the torque flow between the vehicle wheel and the electric machine, as well as a braking device by means of which the vehicle wheel can be braked, wherein a) a first coupling device is arranged in the torque flow between the electric machine and the braking device, by means of which the braking device can be coupled into and out of the torque flow, and a second coupling device is arranged in the torque flow between the electric machine and the transmission arrangement, by means of which the transmission arrangement can be coupled into and out of the torque flow, or b) a first clutch device is arranged in the torque flow between the electric machine and the braking device, by means of which the braking device can be coupled into and out of the torque flow, and a second clutch device is arranged in the torque flow between the braking device and the transmission arrangement, by means of which the
  • control unit is configured such that for embodiment alternative b of the axle drive train it ii. puts this into a first operating state in which the first clutch device and the second clutch device are in a disengaged state and the braking device is released, and/or iii. put into a second operating state in which the first clutch device and the second clutch device are in a coupled state and the braking device is released, and/or iv. put into a third operating state in which the first clutch device and the second clutch device are in a coupled state and the braking device is actuated, and/or v. placed in a fourth operating state in which the first clutch device is in a disengaged state and the second clutch device is in a coupled state and the braking device is actuated, and/or vi.
  • the object of the invention can also be achieved by a computer program product stored on a machine-readable carrier or computer data signal embodied by an electromagnetic wave, with a computer program code suitable for carrying out a method according to claim 8.
  • control unit for controlling an axle drive train of a motor vehicle
  • control unit comprises a processor and a memory which contains a computer program code, wherein the memory and the computer program code are configured, with the processor, to cause the control unit to carry out a method according to claim 8.
  • Figure 1 shows a first embodiment of an axle drive train in a first operating state in a schematic block diagram
  • FIG. 2 shows a first embodiment of an axle drive train in a second operating state in a schematic block diagram
  • Figure 3 shows a first embodiment of an axle drive train in a third operating state in a schematic block diagram
  • FIG. 4 shows a first embodiment of an axle drive train in a fourth operating state in a schematic block diagram
  • 5 shows a second embodiment of an axle drive train in a first operating state in a schematic block diagram
  • 6 shows a second embodiment of an axle drive train in a second operating state in a schematic block diagram
  • FIG. 7 shows a second embodiment of an axle drive train in a third operating state in a schematic block diagram
  • FIG. 8 shows a second embodiment of an axle drive train in a fourth operating state in a schematic block diagram
  • Figure 9 shows a second embodiment of an axle drive train in a fifth operating state in a schematic block diagram
  • Figures 1-9 show an electrically operable axle drive train 1 of a motor vehicle, comprising an electric machine 3, which can be coupled to transmit torque with at least one vehicle wheel 4 of the motor vehicle, and a transmission arrangement 5 arranged in the torque flow between the vehicle wheel 4 and the electric machine 3, as well a braking device 6, by means of which the vehicle wheel 4 can be braked.
  • a first clutch device 7 is arranged in the torque flow between the electric machine 3 and the braking device 6, by means of which the braking device 6 in the torque flow can be coupled in and out.
  • a second clutch device 8 is also arranged in the torque flow between the electric machine 3 and the transmission arrangement 5, by means of which the transmission arrangement 5 can be coupled into and out of the torque flow.
  • a first coupling device 7 is arranged in the torque flow between the electric machine 3 and the braking device 6, by means of which the braking device 6 can be coupled into and out of the torque flow, and furthermore in the Torque flow between the braking device 6 and the gear arrangement 5, a second coupling device 8 is arranged, by means of which the gear arrangement 5 can be coupled into and out of the torque flow.
  • the braking device 6 is encapsulated in a housing 9 in both embodiments.
  • the braking device 6 is accommodated in a separate housing 9 assigned to the braking device 6, which can be connected, for example, to the motor housing 12 of the electric machine 3.
  • the housing 9 encloses the electrical machine 3, the gear arrangement 5 and the braking device 6. It is understood that the braking device 6 can also have a separate housing for encapsulation in this embodiment, but this is in is not shown to the characters.
  • the braking device 6, the transmission arrangement 5, the electric machine 3, the first clutch device 7 and the second clutch device 8 form a structural unit 10 and can thus be supplied as a module and mounted on the vehicle.
  • the braking device 6 is connected to a fluid circuit 22, by means of which heat generated by the braking device 6 during operation of the axle drive train 1 can be dissipated, for example in order to cool the braking device 6 and/or to use the dissipated heat for air conditioning the passenger compartment of the vehicle.
  • the axle drive train 1 has a control unit 11, which is connected to the braking device 6, the first coupling device 7 and the second coupling device 8 and is configured such that the control unit 11 can place the axle drive train 1 in a plurality of different operating states by coupling and decoupling the coupling devices 7, 8 and by releasing and actuating the braking device 6.
  • the control unit 11 comprises a processor 23 and a memory 24, which has a Contains computer program code, wherein the memory 24 and the computer program code are configured, with the processor 23, to cause the control unit 11 to carry out a method that sets the various operating states described below.
  • Figure 1 shows a first operating state 13 into which the control unit 11 has placed the axle drive train 1 for the embodiment alternative a).
  • first operating state 13 the first coupling device 7 and the second coupling device 8 are in a decoupled state.
  • the braking device 6 is released so that a sailing operation of the axle drive train 1 can be implemented.
  • the axle drive train known from FIG a regular ferry operation or regenerative braking can be effected, depending on whether the electric machine 3 is in a motor or generator operating state.
  • a third operating state 15 which is shown in Figure 3, the first clutch device 7 and the second clutch device 8 are in a coupled state. Furthermore, the braking device 6 is actuated, so that the braking device 6 is coupled to the vehicle wheel 4 and a "mechanical" braking of the vehicle wheel is realized.
  • the electric machine 3 can be put into generator mode and thus support the braking effect of the mechanical braking device 6.
  • the electric machine 3 can also be put into motor mode, for example in order to realize a thermal heating and/or cooling circuit (fluid circuit 22) in the vehicle, in particular for air conditioning the passenger compartment, via increased frictional heat of the braking device 6 during ferry operation.
  • the axle drive train 1 is placed in a fourth operating state 16, in which the first clutch device 7 is in a disengaged state and the second clutch device 8 is in a coupled state and the brake device 6 is actuated.
  • a fourth operating state 16 of the first embodiment for example, when the vehicle is at a standstill, an auxiliary heating function can be implemented in which the electric machine 3 drives the brake device 6 in engine mode, generating corresponding frictional heat.
  • This frictional heat can then be used, for example, via a thermal heating and/or cooling circuit (fluid circuit 22) in the vehicle, in particular for air conditioning the passenger compartment.
  • Figure 5 shows a first operating state 17 into which the control unit 11 has placed the axle drive train 1 for alternative embodiment b).
  • first operating state 17 the first clutch device 7 and the second clutch device 8 are in a disengaged state and the braking device 6 is released. This results in coasting operation of the axle drive train 1.
  • axle drive train from Figure 5 is placed in a second operating state 18, in which the first clutch device 7 and the second clutch device 8 are in a coupled state and the braking device 6 is released.
  • This allows regular ferry operation or regenerative braking to be effected, depending on whether the electric machine 3 is in a motor or generator operating state.
  • a third operating state 19 which is shown in Figure 7, the first coupling device 7 and the second coupling device 8 are in a coupled state and the braking device 6 is actuated, so that the braking device 6 is coupled to the vehicle wheel 4 and a " “mechanical” braking of the vehicle wheel 4 is realized.
  • the electrical machine 3 can be put into generator operation and thus support the braking effect of the mechanical braking device 6.
  • the electric machine 3 can be put into motor operation, for example in order to implement a thermal heating and/or cooling circuit (fluid circuit 22) in the vehicle, in particular for air conditioning of the passenger compartment, in ferry operation via increased frictional heat of the braking device 6 .
  • the axle drive train 1 has been placed in a fourth operating state 20, in which the first clutch device 7 is in a disengaged state and the second clutch device 8 is in an engaged state and the braking device 6 is actuated, so that the vehicle wheel 4 alone the braking device 6 can be braked without the braking device 6 being additionally subjected to a drag torque from the electric machine 3.
  • the second embodiment variant of the axle drive train 1 can also be placed in a fifth operating state 21, which is shown in FIG. 9 and in which the first clutch device 7 is in a coupled state and the second clutch device 8 is in a disengaged state and the braking device 6 is actuated is.
  • a fifth operating state 21 of the second embodiment variant for example, when the vehicle is at a standstill, an auxiliary heating function can be implemented, in which the electric machine 3 drives the braking device 6 while the engine is operating, generating corresponding frictional heat. This frictional heat can then be used, for example, via a thermal heating and/or cooling circuit (fluid circuit 22) in the vehicle, in particular for air conditioning of the passenger compartment.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrang (1 ) eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine elektrische Maschine (3), welche drehmomentübertragend mit wenigstens einem Fahrzeugrad (4) des Kraftfahrzeugs koppelbar ist, und einem im Drehmomentfluss zwischen dem Fahrzeugrad (4) und der elektrischen Maschine (3) angeordneten Getriebeanordnung (5), sowie einer Bremsvorrichtung (6), mittels derer das Fahrzeugrad (4) abbremsbar ist, wobei im Drehmomentfluss zwischen der elektrischen Maschine (3) und der Bremsvorrichtung (6) eine erste Kupplungsvorrichtung (7) angeordnet ist, mittels derer die Bremsvorrichtung (6) in den Drehmomentfluss ein- und auskoppelbar ist, und im Drehmomentfluss zwischen der elektrischen Maschine (3) und der Getriebeanordnung (5) eine zweite Kupplungsvorrichtung (8) angeordnet ist, mittels derer die Getriebeanordnung (5) in den Drehmomentfluss ein- und auskoppelbar ist, oder im Drehmomentfluss zwischen der elektrischen Maschine (3) und der Bremsvorrichtung (6) eine erste Kupplungsvorrichtung (7) angeordnet ist, mittels derer die Bremsvorrichtung (6) in den Drehmomentfluss ein- und auskoppelbar ist, und im Drehmomentfluss zwischen der Bremsvorrichtung (6) und der Getriebeanordnung (5) eine zweite Kupplungsvorrichtung (8) angeordnet ist, mittels derer die Getriebeanordnung (5) in den Drehmomentfluss ein- und auskoppelbar ist.

Description

Elektrisch betreibbarer Achsantriebsstranq, Verfahren zur Steuerung eines Achsantriebsstrangs, Computerprogrammprodukt und Steuereinheit zur Steuerung eines Achsantriebsstrangs
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine elektrische Maschine, welche drehmomentübertragend mit wenigstens einem Fahrzeugrad des Kraftfahrzeugs koppelbar ist, und einem im Drehmomentfluss zwischen dem Fahrzeugrad und der elektrischen Maschine angeordneten Getriebeanordnung, sowie einer Bremsvorrichtung, mittels derer das Fahrzeugrad abbremsbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Steuerung eines Achsantriebsstrangs, ein Computerprogrammprodukt und eine Steuereinheit zur Steuerung eines Achsantriebsstrangs.
Bei Kraftfahrzeugen werden für den Antrieb verstärkt Elektromotoren eingesetzt, um Alternativen zu Verbrennungsmotoren zu schaffen, die fossile Brennstoffe benötigen. Um die Alltagstauglichkeit der Elektroantriebe zu verbessern und zudem den Benutzern den gewohnten Fahrkomfort bieten zu können, sind bereits erhebliche Anstrengungen unternommen worden.
Eine ausführliche Darstellung zu einem Elektroantrieb ergibt sich aus einem Artikel der Zeitschrift ATZ 113. Jahrgang, 05/2011 , Seiten 360-365 von Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski und Jens Liebold mit dem Titel: Hochintegrativ und Flexibel Elektrische Antriebseinheit für E-Fahrzeuge. In diesem Artikel wird eine Antriebseinheit für eine Achse eines Fahrzeugs beschrieben, welche einen E-Motor umfasst, der konzentrisch und koaxial zu einem Kegelraddifferenzial angeordnet ist, wobei in dem Leistungsstrang zwischen Elektromotor und Kegelraddifferenzial ein schaltbarer 2-Gang-Planetenradsatz angeordnet ist, der ebenfalls koaxial zu dem E-Motor bzw. dem Kegel-raddifferenzial oder Stirnraddifferential positioniert ist. Die Antriebseinheit ist sehr kompakt aufgebaut und erlaubt aufgrund des schaltbaren 2- Gang-Planetenradsatzes einen guten Kompromiss zwischen Steigfähigkeit, Beschleunigung und Energieverbrauch. Derartige Antriebseinheiten werden auch als E-Achsen oder elektrisch betreibbarer Antriebsstrang bezeichnet. Derartige elektrifizierte Fahrzeuge besitzen bereits im Vergleich zu traditionellen „Verbrennerfahrzeugen“ einen guten Wirkungsgrad und die sich ständig weiter entwickelnde Technik in diesem Bereich ermöglicht weiter reduzierte Energieverbräuche. Doch nicht allein die verwendete Technologie ist für eine Energieeinsparung bei autonomen und/oder manuell gesteuerten Kraftfahrzeugen verantwortlich. Auch die Fahrweise beeinflusst den Verbrauch derartiger Kraftfahrzeuge stark.
Es ist bereits bekannt, dass ein sogenannter „Segelbetrieb“ eines Kraftfahrzeugs den Energieverbrauch weiter senken kann. Es gibt Studien, die zeigen, dass durch den „Segelbetrieb“ bei einem elektrisch betriebenen Kraftfahrzeug bis zu 25% Energie eingespart werden können. Bei einem „Segelbetrieb“ wird die kinetische Energie des Fahrzeuges genutzt, um eine bestimmte Strecke ohne aktiven Antrieb zurückzulegen.
Aus DE 10 2017 100 988 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung eines Segelbetriebes eines Fahrzeuges mit automatisierter Kupplung bekannt, bei welchem zum Eintritt in den Segelbetrieb bei eingelegtem Gang die Kupplung zur Trennung eines Verbrennungsmotors von dem Antriebsstrang geöffnet und zum Austritt aus dem Segelbetrieb die Kupplung geschlossen wird. Bei einem Verfahren, bei welchem der Segelbetrieb automatisch angepasst wird, wird der Eintritt in oder der Austritt aus dem Segelbetrieb in Abhängigkeit von einem Fahrerverhalten automatisch bestimmt.
Aus DE 10 2016 209 230 A1 ist ein Verfahren zum Steuern eines Ausrollbetriebs eines Fahrzeugs mit einer automatischen Kupplung bekannt, bei dem ein fahrzeugspezifischer Parameter bestimmt wird, der mit einer Schwelle verglichen wird. Eine Aktivierung oder Deaktivierung des Schubbetriebs wird auf der Basis des Vergleichs mit der Schwelle bestimmt. Bei dem Verfahren, bei dem die Entscheidung zum Aktivieren oder Deaktivieren des Ausrollbetriebs nur unter technischen Gesichtspunkten getroffen wird, wird ein fahrzeugspezifischer Parameter für den Vergleich ausgewählt, der teilweise durch den Betätigungszustand mindestens eines Gaspedals beeinflusst wird. Es gibt bei derartigen Achsantriebssträngen ein anhaltendes Bedürfnis, eine Vielzahl von verschiedenen Betriebsmodi für den Fahrer oder eine Fahrzeugsteuerung bereitzustellen um ein höchstmaß an energetischer Effizienz, Komfort und Sicherheit bereitzustellen.
Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, einen elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, der bei einem möglichst einfachen und kostengünstigen Aufbau eine Vielzahl von verschiedenen auswählbaren Betriebsmodi realisiert. Es ist ferner die Aufgabe der Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Steuerung eines Achsantriebsstrangs, ein optimiertes Computerprogrammprodukt zur Steuerung eines Achsantriebsstrangs und eine verbesserte Steuereinheit zur Steuerung eines Achsantriebsstrangs bereit zu stellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine elektrische Maschine, welche drehmomentübertragend mit wenigstens einem Fahrzeugrad des Kraftfahrzeugs koppelbar ist, und einem im Drehmomentfluss zwischen dem Fahrzeugrad und der elektrischen Maschine angeordneten Getriebeanordnung, sowie einer Bremsvorrichtung, mittels derer das Fahrzeugrad abbremsbar ist, wobei a) im Drehmomentfluss zwischen der elektrischen Maschine und der Bremsvorrichtung eine erste Kupplungsvorrichtung angeordnet ist, mittels derer die Bremsvorrichtung in den Drehmomentfluss ein- und auskoppelbar ist, und im Drehmomentfluss zwischen der elektrischen Maschine und der Getriebeanordnung eine zweite Kupplungsvorrichtung angeordnet ist, mittels derer die Getriebeanordnung in den Drehmomentfluss ein- und auskoppelbar ist, oder b) im Drehmomentfluss zwischen der elektrischen Maschine und der Bremsvorrichtung eine erste Kupplungsvorrichtung angeordnet ist, mittels derer die Bremsvorrichtung in den Drehmomentfluss ein- und auskoppelbar ist, und im Drehmomentfluss zwischen der Bremsvorrichtung und der Getriebeanordnung eine zweite Kupplungsvorrichtung angeordnet ist, mittels derer die Getriebeanordnung in den Drehmomentfluss ein- und auskoppelbar ist.
Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass eine Vielzahl von verschiedenen Betriebsmodi realisiert werden können, was nachfolgend noch näher erläutert wird.
Vorteilhaft bei der mit a) bezeichneten Ausführungsvariante ist, dass im Fährbetrieb der drehbare Teil der Bremsvorrichtung stillgelegt werden kann, so dass diese kein Schleppmoment erzeugt, so dass ein besonders effizienter Fährbetrieb realisiert werden kann.
In der mit b) bezeichneten Ausführungsalternative des Achsantriebsstrangs ist eine vollintegrierte Variante realisiert, die ebenfalls über schaltbare Kupplungsvorrichtungen verfügt. Durch die in der Variante b) realisierten Anordnung der Kupplungsvorrichtungen ist es beispielsweise möglich, beim reinen Bremsen des Fahrzeugrads mit der Bremsvorrichtung den Motor vollständig aus dem Antriebsstrang auszukoppeln.
Ein elektrisch betreibbarer Antriebsstrang umfasst eine elektrische Maschine und bevorzugt eine mit der elektrischen Maschine gekoppelte Getriebeanordnung. Die Getriebeanordnung und die elektrische Maschine bilden insbesondere eine bauliche Einheit. Diese kann beispielsweise mittels eines Antriebsstranggehäuses gebildet sein, in welchem die Getriebeanordnung und die elektrische Maschine gemeinsam aufgenommen sind. Diese bauliche Einheit wird gelegentlich auch als E-Achse bezeichnet.
Die elektrische Maschine dient zur Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie und/oder umgekehrt, und sie umfasst in der Regel einen als Stator, Ständer oder Anker bezeichneten ortsfesten Teil sowie einen als Rotor oder Läufer bezeichneten und gegenüber dem ortsfesten Teil beweglich, insbesondere drehbar, angeordneten Teil. Die elektrische Maschine kann als Radialfluss- oder Axialflussmaschine konfiguriert sein. Insbesondere ist die elektrische Maschine so dimensioniert, dass Fahrzeuggeschwindigkeiten größer als 50 km/h, vorzugsweise größer als 80 km/h und insbesondere größer als 100 km/h erreicht werden können. Besonders bevorzugt weist der Elektromotor eine Leistung größer als 30 kW, vorzugsweise größer als 50 kW und insbesondere größer als 70 kW auf. Es ist des Weiteren bevorzugt, dass die elektrische Maschine Drehzahlen größer als 5.000 U/rnin, besonders bevorzugt größer als 10.000 U/rnin, ganz besonders bevorzugt größer als 12.500 U/rnin bereitstellt.
Als Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Anmeldung gelten Landfahrzeuge, die durch Maschinenkraft bewegt werden, ohne an Bahngleise gebunden zu sein. Ein Kraftfahrzeug kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der Personenkraftwagen (PKW), Lastkraftwagen (LKW), Kleinkrafträder, Leichtkraftfahrzeuge, Krafträder, Kraftomnibusse (KOM) oder Zugmaschinen.
Der Antriebsstrang kann ferner eine Steuereinheit aufweisen. Eine Steuereinheit, wie sie in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, dient insbesondere der elektronischen Steuerung und/oder Reglung eines oder mehrerer technischer Systeme des Antriebsstrangs, insbesondere der elektrischen Maschine und/oder der Kupplungs- und/oder Bremsvorrichtungen.
Eine Steuereinheit weist insbesondere einen kabelgebundenen oder kabellosen Signaleingang zum Empfang von insbesondere elektrischen Signalen, wie beispielsweise Sensorsignalen, auf. Ferner besitzt eine Steuereinheit ebenfalls bevorzugt einen kabelgebundenen oder kabellosen Signalausgang zur Übermittlung von insbesondere elektrischen Signalen, beispielsweise an elektrische Aktuatoren oder elektrische Verbraucher des elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrangs oder des Kraftfahrzeugs.
Innerhalb der Steuereinheit können Steuerungsoperationen und/oder Reglungsoperationen durchgeführt werden. Ganz besonders bevorzugt ist es, dass die Steuereinheit eine Hardware umfasst, die ausgebildet ist, eine Software auszuführen. Bevorzugt umfasst die Steuereinheit wenigstens einen elektronischen Prozessor zur Ausführung von in einer Software definierten Programmabläufen. Die Steuereinheit kann ferner einen oder mehrere elektronische Speicher aufweisen, in denen die in den an die Steuereinheit übermittelten Signalen enthaltenen Daten gespeichert und wieder ausgelesen werden können. Ferner kann die Steuereinheit einen oder mehrere elektronische Speicher aufweisen, in denen Daten veränderbar und/oder unveränderbar gespeichert werden können.
Eine Steuereinheit kann eine Mehrzahl von Steuergeräten umfassen, welche insbesondere räumlich getrennt voneinander im Kraftfahrzeug angeordnet sind. Steuergeräte werden auch als Electronic Control Unit (ECU) oder Electronic Control Module (ECM) bezeichnet und besitzen bevorzugt elektronische Mikrocontroller zur Durchführung von Rechenoperationen zur Verarbeitung von Daten, besonders bevorzugt mittels einer Software. Die Steuergeräte können bevorzugt miteinander vernetzt sein, so dass ein kabelgebundener und/oder kabelloser Datenaustausch zwischen Steuergeräten ermöglicht ist. Insbesondere ist es auch möglich, die Steuergeräte über im Kraftfahrzeug vorhandene Bus-Systeme, wie beispielsweise CAN-Bus oder LIN-Bus, miteinander zu vernetzen.
Ganz besonders bevorzugt besitzt die Steuereinheit wenigstens einen Prozessor und wenigstens einen Speicher, der insbesondere einen Computerprogrammcode enthält, wobei der Speicher und der Computerprogrammcode konfiguriert sind, mit dem Prozessor, die Steuereinheit zur Ausführung des Computerprogrammcodes zu veranlassen.
Die Steuereinheit kann besonders bevorzugt ein Leistungselektronikmodul zur Bestromung der elektrischen Maschine umfassen. Ein Leistungselektronikmodul ist bevorzugt ein Verbund verschiedener Komponenten, welche einen Strom an die elektrische Maschine steuern oder regeln, bevorzugt inklusive hierzu benötigter peripherer Bauteile wie Kühlelemente oder Netzteile. Insbesondere enthält das Leistungselektronikmodul Leistungselektronik bzw. ein oder mehrere Leistungselektronikbauteile, welche zur Steuerung oder Regelung eines Stroms eingerichtet sind. Dabei handelt es sich besonders bevorzugt um einen oder mehrere Leistungsschalter, z.B. Leistungstransistoren. Besonders bevorzugt weist die Leistungselektronik mehr als zwei, besonders bevorzugt drei voneinander getrennte Phasen bzw. Strompfade mit mindestens je einem eigenen Leistungselektronikbauteil auf. Die Leistungselektronik ist bevorzugt ausgelegt, pro Phase eine Leistung mit einer Spitzenleistung, bevorzugt Dauerleistung, von mindestens 100 W, bevorzugt mindestens 1000 W besonders bevorzugt mindestens 10000 W zu steuern oder regeln.
Eine Kupplungsvorrichtung kann eine manuelle, halbautomatische oder automatische Kupplungsvorrichtung sein. Bevorzugt kann eine Kupplungsvorrichtung eine Trennkupplung sein. Die Kupplungsvorrichtung kann eine E-Clutch sein. Eine E-Clutch ist eine automatisierte Kupplungsvorrichtung, die elektrisch gesteuert und betätigbar ist. Die Kupplungsvorrichtung kann auch eine Doppelkupplung oder eine Lamellenkupplung sein. Ferner ist es möglich, die Kupplungsvorrichtung reibschlüssig und/oder formschlüssig auszuführen. Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass die Kupplungsvorrichtung mittels eines hydraulischen Ausrücksystems aktuierbar ist. Ein hydraulisches Ausrücksystem verfügt in der Regel über einen Geberzylinder, der den am Geberzylinder erzeugten Druck über eine hydraulische Druckleitung an den Nehmerzylinder, bevorzugt einen Zentralausrücker, überträgt. Der hydraulische Druck kann insbesondere auch mittels eines sogg. Powerpacks bereitgestellt werden, welches aus einer Hydraulikpumpe und einem von der Hydraulikpumpe beaufschlagbaren hydraulischen Druckspeicher besteht. Hierbei kann dann eine Druckkammer des Nehmerzylinders beispielsweise auch von einem Geberzylinder, der mittels eines Elektromotors von einem Steuergerät gesteuert wird, oder von einer Hydraulikpumpe, gegebenenfalls unter Mitwirkung eines Druckspeichers, hydraulisch druckbeaufschlagt sein. In vorteilhafter Weise kann ein sogenanntes Powerpack eingesetzt werden, das über eine insbesondere zentrale Hydraulikpumpe und entsprechenden Ventilen mehrere Druckkreisläufe schaltet.
Der im vorliegenden Fall insbesondere als Zentralausrücker ausgebildete Nehmerzylinder überträgt in dem hydraulischen Ausrücksystem bevorzugt mittels eines axial verlagerbaren Kolbens den hydraulischen Druck auf eine Kupplungsvorrichtung, beispielsweise um einen Reibschluss zu bilden und die Reibungskupplung zu schließen oder bei Aufhebung des Reibschlusses öffnen. Das hydraulische Kupplungsausrücksystem betätigt somit besonders bevorzugt eine Kupplungsvorrichtung hydraulisch durch Beaufschlagung des Geberzylinders. Dies kann - wie erläutert - entweder mittels eines Aktors, der von einer Steuereinheit gesteuert wird, erfolgen oder durch eine manuelle Betätigung durch den Fahrer.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Bremsvorrichtung in einem Gehäuse gekapselt ist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass Abrieb der Bremsvorrichtung durch das gekapselte Gehäuse nicht in die Umwelt gelangen kann, wodurch Umwelt- und Gesundheitsbelastungen durch Bremsabrieb im Betrieb des Achsantriebsstrangs vermieden werden können
Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass die Bremsvorrichtung, die Getriebeanordnung, die elektrische Maschine, die erste Kupplungsvorrichtung und die zweite Kupplungsvorrichtung eine bauliche Einheit bilden. Es kann hierdurch ein vorkonfektioniertes Funktionsmodul bereitgestellt werden, welches sich dann mit vergleichsweise geringem Montageaufwand in ein Fahrzeug integrieren lässt.
Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass der Achsantriebsstrang eine Steuereinheit aufweist, welche mit der Bremsvorrichtung, der ersten Kupplungsvorrichtung und der zweiten Kupplungsvorrichtung verbunden und derart konfiguriert ist, dass die Steuereinheit den Achsantriebsstrang durch Ein- und Auskoppeln der Kupplungsvorrichtungen, und durch Lösen und Betätigen der Bremsvorrichtung in eine Mehrzahl von verschiedenen Betriebszuständen versetzen kann. Die vorteilhafte Wirkung dieser Ausgestaltung ist darin begründet, dass die verschiedenen Betriebsmodi, die der Achsantriebsstrang aufgrund seiner Architektur erlaubt, durch die elektronische Steuerung bereitgestellt werden kann.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Steuereinheit derart konfiguriert ist, dass sie für die Ausführungsalternative a( des Achsantriebsstrangs diesen i. in einen ersten Betriebszustand versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung und die zweite Kupplungsvorrichtung in einem ausgekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung gelöst ist, und/oder ii. in einen zweiten Betriebszustand versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung in einem ausgekoppelten und die zweite Kupplungsvorrichtung in einem eingekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung gelöst ist, und/oder iii. in einen dritten Betriebszustand versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung und die zweite Kupplungsvorrichtung in einem eingekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung betätigt ist, und/oder iv. in einen vierten Betriebszustand versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung in einem ausgekoppelten Zustand und die zweite Kupplungsvorrichtung in einem eingekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung betätigt ist, oder die Steuereinheit derart konfiguriert ist, dass sie für die Ausführungsalternative b) des Achsantriebsstrangs diesen i. in einen ersten Betriebszustand versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung und die zweite Kupplungsvorrichtung in einem ausgekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung gelöst ist, und/oder ii. in einen zweiten Betriebszustand versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung und die zweite Kupplungsvorrichtung in einem eingekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung gelöst ist, und/oder iii. in einen dritten Betriebszustand versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung und die zweite Kupplungsvorrichtung in einem eingekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung betätigt ist, und/oder iv. in einen vierten Betriebszustand versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung in einem ausgekoppelten Zustand und die zweite Kupplungsvorrichtung in einem eingekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung betätigt ist, und/oder v. in einen fünften Betriebszustand versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung in einem eingekoppelten Zustand und die zweite Kupplungsvorrichtung in einem ausgekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung betätigt ist.
In den ersten Betriebszuständen (i) der Ausführungsalternativen a) und b) wird der Achsantriebsstrang in einen sogg. Segelbetrieb versetzt, bei dem die elektrische Maschine von dem Fahrzeugrad entkoppelt wird, um entsprechende durch die elektrische Maschine erzeugten Widerstände zu vermeiden. Ein Segelvorgang des Fahrzeugs bedeutet dabei einen Fahrzustand des Fahrzeugs, insbesondere ein Ausrollen, bei dem ein Fahrzeugrad wenigstens von der elektrischen Maschine des Antriebsstrangs abgekoppelt wird, indem die entsprechende Kupplungsvorrichtung bzw. Kupplungsvorrichtungen geöffnet wird/werden, wodurch insbesondere Verlustmoment, der elektrischen Maschine und ggf. der Bremsvorrichtung von dem Fahrzeugrad entkoppelt werden und dadurch die Energieeffizienz des Kraftfahrzeugs gesteigert und der Energieverbrauch verringert werden kann. Während des Segelvorgangs kann die elektrische Maschine abgeschaltet oder in Betrieb sein. Ein Segelvorgang kann somit beispielsweise eine Geschwindigkeitsreduzierung des Kraftfahrzeugs ohne aktives Bremsen eines Fahrzeugrades, beispielsweise durch den Luft- und Rollwiederstand des Kraftfahrzeugs, bewirken.
Bei dem zweiten Betriebszustand (ii) der ersten Ausführungsalternative a) und der zweiten Ausführungsvariante b) kann ein „Standard“-Fahrbetriebsmodus eingestellt werden, bei dem die elektrische Maschine im Motorbetrieb das Fahrzeugrad antreibt und/oder in einem Generatorbetrieb abbremst (Rekuperation).
Bei dem dritten Betriebszustand (iii) der ersten Ausführungsvariante a) und der zweiten Ausführungsvariante b) wird die Bremsvorrichtung mit dem Fahrzeugrad gekoppelt, so dass ein „mechanisches“ Bremsen des Fahrzeugrads realisiert ist. Die elektrische Maschine kann hierbei in einen Generatorbetrieb versetzt werden und so die Bremswirkung der mechanischen Bremsvorrichtung zu unterstützen. Auch kann in diesem dritten Betriebszustand die elektrische Maschine in einen motorischen Betrieb versetzt werden, beispielsweise um im Fährbetrieb über eine erhöhte Reibungswärme der Bremsvorrichtung einen thermischen Heiz- und/oder Kühlkreislauf in dem Fahrzeug, insbesondere zur Klimatisierung der Fahrgastzelle zu realisieren.
In dem vierten Betriebszustand (iv) der ersten Ausführungsvariante a) und der zweiten Ausführungsvariante kann beispielsweise beim Stillstand des Fahrzeugs eine Standheizfunktion realisiert sein, bei der die elektrische Maschine im Motorbetrieb die Bremsvorrichtung unter Erzeugung von entsprechender Reibungswärme antreibt. Diese Reibungswärme kann dann beispielsweise über einen thermischen Heiz- und/oder Kühlkreislauf in dem Fahrzeug, insbesondere zur Klimatisierung der Fahrgastzelle genutzt werden.
Es versteht sich, dass der Achsantriebsstrang in einen und/oder mehrere dieser Betriebszustände versetzbar ist.
Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass sich in dem dritten Betriebszustand, des Achsantriebsstrangs die elektrische Maschine in einem drehmomenterzeugenden Betriebszustand befindet, um einige der voranstehenden Betriebsmodi zu realisieren, wie beispielsweise eine Standheizungsfunktion beim Stillstand des Fahrzeugs.
In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Bremsvorrichtung an einen Fluidkreislauf angebunden ist, mittels dessen von der Bremsvorrichtung im Betrieb des Achsantriebsstrangs erzeugte Wärme abführbar ist. Hierdurch kann eine Vereinfachung des Thermomanagementsystems innerhalb des Fahrzeugs ermöglicht werden, beispielsweise durch den Wegfall eines PTC-Heizungselements.
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung eines Achsantriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine elektrische Maschine, welche drehmomentübertragend mit wenigstens einem Fahrzeugrad des Kraftfahrzeugs koppelbar ist, und einem im Drehmomentfluss zwischen dem Fahrzeugrad und der elektrischen Maschine angeordneten Getriebeanordnung, sowie einer Bremsvorrichtung, mittels derer das Fahrzeugrad abbremsbar ist, wobei a) im Drehmomentfluss zwischen der elektrischen Maschine und der Bremsvorrichtung eine erste Kupplungsvorrichtung angeordnet ist, mittels derer die Bremsvorrichtung in den Drehmomentfluss ein- und auskoppelbar ist, und im Drehmomentfluss zwischen der elektrischen Maschine und der Getriebeanordnung eine zweite Kupplungsvorrichtung angeordnet ist, mittels derer die Getriebeanordnung in den Drehmomentfluss ein- und auskoppelbar ist, oder b) im Drehmomentfluss zwischen der elektrischen Maschine und der Bremsvorrichtung eine erste Kupplungsvorrichtung angeordnet ist, mittels derer die Bremsvorrichtung in den Drehmomentfluss ein- und auskoppelbar ist, und im Drehmomentfluss zwischen der Bremsvorrichtung und der Getriebeanordnung eine zweite Kupplungsvorrichtung angeordnet ist, mittels derer die Getriebeanordnung in den Drehmomentfluss ein- und auskoppelbar ist, wobei der Achsantriebsstrang eine Steuereinheit aufweist, welche mit der Bremsvorrichtung, der ersten Kupplungsvorrichtung und der zweiten Kupplungsvorrichtung verbunden und derart konfiguriert ist, dass die Steuereinheit den Achsantriebsstrang durch Ein- und Auskoppeln der Kupplungsvorrichtungen, und durch Lösen und Betätigen der Bremsvorrichtung in eine Mehrzahl von verschiedenen Betriebszuständen versetzen kann, wobei die Steuereinheit derart konfiguriert ist, dass sie für die Ausführungsalternative a des Achsantriebsstrangs diesen i. in einen ersten Betriebszustand versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung und die zweite Kupplungsvorrichtung in einem ausgekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung gelöst ist, und/oder ii. in einen zweiten Betriebszustand versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung in einem ausgekoppelten und die zweite Kupplungsvorrichtung in einem eingekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung gelöst ist, und/oder iii. in einen dritten Betriebszustand versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung und die zweite Kupplungsvorrichtung in einem eingekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung betätigt ist, und/oder iv. in einen vierten Betriebszustand versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung in einem ausgekoppelten Zustand und die zweite Kupplungsvorrichtung in einem eingekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung betätigt ist, oder i. die Steuereinheit derart konfiguriert ist, dass sie für die Ausführungsalternative b des Achsantriebsstrangs diesen ii. in einen ersten Betriebszustand versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung und die zweite Kupplungsvorrichtung in einem ausgekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung gelöst ist, und/oder iii. in einen zweiten Betriebszustand versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung und die zweite Kupplungsvorrichtung in einem eingekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung gelöst ist, und/oder iv. in einen dritten Betriebszustand versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung und die zweite Kupplungsvorrichtung in einem eingekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung betätigt ist, und/oder v. in einen vierten Betriebszustand versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung in einem ausgekoppelten Zustand und die zweite Kupplungsvorrichtung in einem eingekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung betätigt ist, und/oder vi. in einen fünften Betriebszustand versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung in einem eingekoppelten Zustand und die zweite Kupplungsvorrichtung in einem ausgekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung betätigt ist. Die Aufgabe der Erfindung kann auch gelöst werden durch ein Computerprogrammprodukt, das auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, oder Computer-Datensignal, verkörpert durch eine elektromagnetische Welle, mit einem Computerprogrammcode, der geeignet ist zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 8.
Schließlich kann die Aufgabe der Erfindung auch gelöst sein durch eine Steuereinheit zur Steuerung eines Achsantriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, wobei die Steuereinheit einen Prozessor und einen Speicher umfasst, der einen Computerprogrammcode enthält, wobei der Speicher und der Computerprogrammcode konfiguriert sind, mit dem Prozessor, die Steuereinheit zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 8 zu veranlassen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.
Es zeigt:
Figur 1 eine erste Ausführungsform eines Achsantriebsstrangs in einem ersten Betriebszustand in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
Figur 2 eine erste Ausführungsform eines Achsantriebsstrangs in einem zweiten Betriebszustand in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
Figur 3 eine erste Ausführungsform eines Achsantriebsstrangs in einem dritten Betriebszustand in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
Figur 4 eine erste Ausführungsform eines Achsantriebsstrangs in einem vierten Betriebszustand in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
Figur 5 eine zweite Ausführungsform eines Achsantriebsstrangs in einem ersten Betriebszustand in einer schematischen Blockschaltdarstellung, Figur 6 eine zweite Ausführungsform eines Achsantriebsstrangs in einem zweiten Betriebszustand in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
Figur 7 eine zweite Ausführungsform eines Achsantriebsstrangs in einem dritten Betriebszustand in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
Figur 8 eine zweite Ausführungsform eines Achsantriebsstrangs in einem vierten Betriebszustand in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
Figur 9 eine zweite Ausführungsform eines Achsantriebsstrangs in einem fünften Betriebszustand in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
Die Figuren 1-9 zeigen einen elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrang 1 eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine elektrische Maschine 3, welche drehmomentübertragend mit wenigstens einem Fahrzeugrad 4 des Kraftfahrzeugs koppelbar ist, und einem im Drehmomentfluss zwischen dem Fahrzeugrad 4 und der elektrischen Maschine 3 angeordneten Getriebeanordnung 5, sowie einer Bremsvorrichtung 6, mittels derer das Fahrzeugrad 4 abbremsbar ist.
In der ersten Ausführungsform des Achsantriebsstrangs 1 (Ausführungsalternative a)), die in verschiedenen Betriebszuständen in den Figuren 1 -4 gezeigt wird, ist im Drehmomentfluss zwischen der elektrischen Maschine 3 und der Bremsvorrichtung 6 eine erste Kupplungsvorrichtung 7 angeordnet, mittels derer die Bremsvorrichtung 6 in den Drehmomentfluss ein- und auskoppelbar ist. Zusätzlich ist auch im Drehmomentfluss zwischen der elektrischen Maschine 3 und der Getriebeanordnung 5 eine zweite Kupplungsvorrichtung 8 angeordnet, mittels derer die Getriebeanordnung 5 in den Drehmomentfluss ein- und auskoppelbar ist.
In der zweiten Ausführungsform des Achsantriebsstrangs 1 (Ausführungsalternative b)), die in verschiedenen Betriebszuständen in den Figuren 5-9 gezeigt wird, ist im Drehmomentfluss zwischen der elektrischen Maschine 3 und der Bremsvorrichtung 6 eine erste Kupplungsvorrichtung 7 angeordnet, mittels derer die Bremsvorrichtung 6 in den Drehmomentfluss ein- und auskoppelbar ist, und des Weiteren im Drehmomentfluss zwischen der Bremsvorrichtung 6 und der Getriebeanordnung 5 eine zweite Kupplungsvorrichtung 8 angeordnet ist, mittels derer die Getriebeanordnung 5 in den Drehmomentfluss ein- und auskoppelbar ist.
Aus den Figuren 1 -9 wird auch ersichtlich, dass die Bremsvorrichtung 6 in beiden Ausführungsformen in einem Gehäuse 9 gekapselt ist. In der ersten Ausführungsform der Figuren 1 -4, ist die Bremsvorrichtung 6 in einem separaten der Bremsvorrichtung 6 zugeordneten Gehäuse 9 aufgenommen, dass beispielsweise mit dem Motorgehäuse 12 der elektrischen Maschine 3 verbunden sein kann. In den zweiten Ausführungsvariante der Figuren 5-9 umschließt das Gehäuse 9 die elektrische Maschine 3, die Getriebeanordnung 5 sowie die Bremsvorrichtung 6. Es versteht sich, dass die Bremsvorrichtung 6 auch in dieser Ausführungsform nochmal zu Kapselung ein separates Gehäuse aufweisen kann, was aber in den Figuren nicht gezeigt wird.
In den gezeigten Ausführungsformen der Figuren 1 -9 bilden die Bremsvorrichtung 6, die Getriebeanordnung 5, die elektrische Maschine 3, die erste Kupplungsvorrichtung 7 und die zweite Kupplungsvorrichtung 8 eine bauliche Einheit 10 und können so als ein Modul geliefert und an das Fahrzeug montiert werden.
Die Bremsvorrichtung 6 ist in den gezeigten Ausführungsformen an einen Fluidkreislauf 22 angebunden, mittels dessen von der Bremsvorrichtung 6 im Betrieb des Achsantriebsstrangs 1 erzeugte Wärme abführbar ist, beispielsweise um die Bremsvorrichtung 6 zu kühlen und/oder die abgeführte Wärme zur Klimatisierung der Fahrgastzelle des Fahrzeugs zu nutzen.
In beiden Ausführungsvarianten weist der Achsantriebsstrang 1 eine Steuereinheit 11 auf, welche mit der Bremsvorrichtung 6, der ersten Kupplungsvorrichtung 7 und der zweiten Kupplungsvorrichtung 8 verbunden und derart konfiguriert ist, dass die Steuereinheit 11 den Achsantriebsstrang 1 durch Ein- und Auskoppeln der Kupplungsvorrichtungen 7,8 und durch Lösen und Betätigen der Bremsvorrichtung 6 in eine Mehrzahl von verschiedenen Betriebszuständen versetzen kann. Die Steuereinheit 11 umfasst einen Prozessor 23 und einen Speicher 24, der einen Computerprogrammcode enthält, wobei der Speicher 24 und der Computerprogrammcode konfiguriert sind, mit dem Prozessor 23, die Steuereinheit 11 zur Durchführung eines Verfahrens zu veranlassen, dass die verschiedenen, nachfolgen beschriebenen Betriebszustände einstellt.
Die Figur 1 zeigt einen ersten Betriebszustand 13, in welchen die Steuereinheit 11 den Achsantriebsstrangs 1 für die Ausführungsalternative a) versetzt hat. In diesen ersten Betriebszustand 13 befinden sich die erste Kupplungsvorrichtung 7 und die zweite Kupplungsvorrichtung 8 in einem ausgekoppelten Zustand. Dabei ist die Bremsvorrichtung 6 gelöst, sodass sich ein Segelbetrieb des Achsantriebsstrangs 1 realisieren lässt.
In der Figur 2 ist der aus der Figur 1 bekannte Achsantriebsstrang in einen zweiten Betriebszustand 14 versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung 7 in einem ausgekoppelten und die zweite Kupplungsvorrichtung 8 in einem eingekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung 6 weiterhin gelöst ist, so dass sich ein regulärer Fährbetrieb oder ein rekuperatives Bremsen bewirken lässt, je nachdem ob sich die elektrische Maschine 3 in einem motorisch oder generatorischen Betriebszustand befindet.
In einen dritten Betriebszustand 15, der in der Figur 3 gezeigt ist, befinden sich die erste Kupplungsvorrichtung 7 und die zweite Kupplungsvorrichtung 8 in einem eingekoppelten Zustand. Ferner ist die Bremsvorrichtung 6 betätigt, so dass die Bremsvorrichtung 6 mit dem Fahrzeugrad 4 gekoppelt ist und ein „mechanisches“ Bremsen des Fahrzeugrads realisiert ist. Die elektrische Maschine 3 kann hierbei in einen Generatorbetrieb versetzt werden und so die Bremswirkung der mechanischen Bremsvorrichtung 6 unterstützen. Auch kann in diesem dritten Betriebszustand 15 die elektrische Maschine 3 in einen motorischen Betrieb versetzt werden, beispielsweise um im Fährbetrieb über eine erhöhte Reibungswärme der Bremsvorrichtung 6 einen thermischen Heiz- und/oder Kühlkreislauf (Fluidkreislauf 22) in dem Fahrzeug, insbesondere zur Klimatisierung der Fahrgastzelle, zu realisieren. In der Figur 4 ist der Achsantriebsstrang 1 in einen vierten Betriebszustand 16 versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung 7 in einem ausgekoppelten Zustand und die zweite Kupplungsvorrichtung 8 in einem eingekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung 6 betätigt ist. In dem vierten Betriebszustand 16 der ersten Ausführungsvariante kann beispielsweise beim Stillstand des Fahrzeugs eine Standheizfunktion realisiert sein, bei der die elektrische Maschine 3 im Motorbetrieb die Bremsvorrichtung 6 unter Erzeugung von entsprechender Reibungswärme antreibt. Diese Reibungswärme kann dann beispielsweise über einen thermischen Heiz- und/oder Kühlkreislauf (Fluidkreislauf 22) in dem Fahrzeug, insbesondere zur Klimatisierung der Fahrgastzelle, genutzt werden.
Die Figur 5 zeigt einen ersten Betriebszustand 17, in welchen die Steuereinheit 11 den Achsantriebsstrangs 1 für die Ausführungsalternative b) versetzt hat. In diesem ersten Betriebszustand 17 befinden sich die erste Kupplungsvorrichtung 7 und die zweite Kupplungsvorrichtung 8 in einem ausgekoppelten Zustand und die Bremsvorrichtung 6 ist gelöst. Hierdurch ist ein Segelbetrieb des Achsantriebsstrangs 1 realisiert.
In der Figur 6 ist der Achsantriebsstrang aus der Figur 5 in einen zweiten Betriebszustand 18 versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung 7 und die zweite Kupplungsvorrichtung 8 in einem eingekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung 6 gelöst ist. Hierdurch lässt sich ein regulärer Fährbetrieb oder ein rekuperatives Bremsen bewirken, je nachdem ob sich die elektrische Maschine 3 in einem motorisch oder generatorischen Betriebszustand befindet.
In einem dritten Betriebszustand 19, welcher in der Figur 7 wiedergegeben ist, befinden sich die erste Kupplungsvorrichtung 7 und die zweite Kupplungsvorrichtung 8 in einem eingekoppelten Zustand und die Bremsvorrichtung 6 ist betätigt, so dass die Bremsvorrichtung 6 mit dem Fahrzeugrad 4 gekoppelt ist und ein „mechanisches“ Bremsen des Fahrzeugrads 4 realisiert ist. Die elektrische Maschine 3 kann hierbei in einen Generatorbetrieb versetzt werden und so die Bremswirkung der mechanischen Bremsvorrichtung 6 unterstützen. Auch kann in diesem dritten Betriebszustand 15 die elektrische Maschine 3 in einen motorischen Betrieb versetzt werden, beispielsweise um im Fährbetrieb über eine erhöhte Reibungswärme der Bremsvorrichtung 6 einen thermischen Heiz- und/oder Kühlkreislauf (Fluidkreislauf 22) in dem Fahrzeug, insbesondere zur Klimatisierung der Fahrgastzelle, zu realisieren.
In der Figur 8 wurde der Achsantriebsstrang 1 in einen vierten Betriebszustand 20 versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung 7 in einem ausgekoppelten Zustand und die zweite Kupplungsvorrichtung 8 in einem eingekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung 6 betätigt ist, so dass das Fahrzeugrad 4 alleinig durch die Bremsvorrichtung 6 abgebremst werden kann, ohne dass die Bremsvorrichtung 6 zusätzlich von einem Schleppmoment der elektrischen Maschine 3 beaufschlagt wird.
Die zweite Ausführungsvariante des Achsantriebsstrangs 1 kann auch in einen fünften Betriebszustand 21 versetzt werden, welcher in der Figur 9 gezeigt ist und bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung 7 in einem eingekoppelten Zustand und die zweite Kupplungsvorrichtung 8 in einem ausgekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung 6 betätigt ist. In dem fünften Betriebszustand 21 der zweiten Ausführungsvariante kann beispielsweise beim Stillstand des Fahrzeugs eine Standheizfunktion realisiert sein, bei der die elektrische Maschine 3 im Motorbetrieb die Bremsvorrichtung 6 unter Erzeugung von entsprechender Reibungswärme antreibt. Diese Reibungswärme kann dann beispielsweise über einen thermischen Heiz- und/oder Kühlkreislauf (Fluidkreislauf 22) in dem Fahrzeug, insbesondere zur Klimatisierung der Fahrgastzelle, genutzt werden.
Die in dieser Anmeldung benutzten Begriffe „radial“, „axial“, „tangential“ und „Umfangsrichtung“ beziehen sich immer auf die Rotationsachse eines Rotors der elektrischen Maschine. Die Begriffe „links“, „rechts“, „oben“, „unten“, „oberhalb“ und „unterhalb“ dienen hier nur dazu, um zu verdeutlichen, welche Bereiche der Abbildungen gerade im Text beschrieben werden. Die spätere Ausführung der Erfindung kann auch anders angeordnet werden. Die Erfindung ist ferner nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung 'erste' und 'zweite' Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
Bezuqszeichenliste
1 Achsantriebsstrang
3 elektrische Maschine
4 Fahrzeugrad
5 Getriebeanordnung
6 Bremsvorrichtung
7 Kupplungsvorrichtung
8 Kupplungsvorrichtung
9 Gehäuse
10 Einheit
11 Steuereinheit
12 Motorgehäuse
13 Betriebszustand
14 Betriebszustand
15 Betriebszustand
16 Betriebszustand
17 Betriebszustand
18 Betriebszustand
19 Betriebszustand
20 Betriebszustand
21 Betriebszustand
22 Fluidkreislauf
23 Prozessor
24 Speicher

Claims

Ansprüche
1 . Elektrisch betreibbarer Achsantriebsstrang (1 ) eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine elektrische Maschine (3), welche drehmomentübertragend mit wenigstens einem Fahrzeugrad (4) des Kraftfahrzeugs koppelbar ist, und einem im Drehmomentfluss zwischen dem Fahrzeugrad (4) und der elektrischen Maschine (3) angeordneten Getriebeanordnung (5), sowie einer Bremsvorrichtung (6), mittels derer das Fahrzeugrad (4) abbremsbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass a) im Drehmomentfluss zwischen der elektrischen Maschine (3) und der Bremsvorrichtung (6) eine erste Kupplungsvorrichtung (7) angeordnet ist, mittels derer die Bremsvorrichtung (6) in den Drehmomentfluss ein- und auskoppelbar ist, und im Drehmomentfluss zwischen der elektrischen Maschine (3) und der Getriebeanordnung (5) eine zweite Kupplungsvorrichtung (8) angeordnet ist, mittels derer die Getriebeanordnung (5) in den Drehmomentfluss ein- und auskoppelbar ist, oder b) im Drehmomentfluss zwischen der elektrischen Maschine (3) und der Bremsvorrichtung (6) eine erste Kupplungsvorrichtung (7) angeordnet ist, mittels derer die Bremsvorrichtung (6) in den Drehmomentfluss ein- und auskoppelbar ist, und im Drehmomentfluss zwischen der Bremsvorrichtung (6) und der Getriebeanordnung (5) eine zweite Kupplungsvorrichtung (8) angeordnet ist, mittels derer die Getriebeanordnung (5) in den Drehmomentfluss ein- und auskoppelbar ist.
2. Achsantriebsstrang (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung (6) in einem Gehäuse (9) gekapselt ist. Achsantriebsstrang (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung (6), die Getriebeanordnung (5), die elektrische Maschine (3), die erste Kupplungsvorrichtung (7) und die zweite Kupplungsvorrichtung (8) eine bauliche Einheit (10) bilden. Achsantriebsstrang (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Achsantriebsstrang (1 ) eine Steuereinheit (11 ) aufweist, welche mit der Bremsvorrichtung (6), der ersten Kupplungsvorrichtung (7) und der zweiten Kupplungsvorrichtung (8) verbunden und derart konfiguriert ist, dass die Steuereinheit (11 ) den Achsantriebsstrang (1 ) durch Ein- und Auskoppeln der Kupplungsvorrichtungen (7,8) und durch Lösen und Betätigen der Bremsvorrichtung (6) in eine Mehrzahl von verschiedenen Betriebszuständen versetzen kann. Achsantriebsstrang (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (11 ) derart konfiguriert ist, dass sie für die Ausführungsalternative a) des Achsantriebsstrangs (1 ) diesen i. in einen ersten Betriebszustand (13) versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung (7) und die zweite Kupplungsvorrichtung (8) in einem ausgekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung (6) gelöst ist, und/oder ii. in einen zweiten Betriebszustand (14) versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung (7) in einem ausgekoppelten und die zweite Kupplungsvorrichtung (8) in einem eingekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung (6) gelöst ist, und/oder iii. in einen dritten Betriebszustand (15) versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung (7) und die zweite Kupplungsvorrichtung (8) in einem eingekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung (6) betätigt ist, und/oder iv. in einen vierten Betriebszustand (16) versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung (7) in einem ausgekoppelten Zustand und die zweite Kupplungsvorrichtung (8) in einem eingekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung (6) betätigt ist, oder die Steuereinheit (11 ) derart konfiguriert ist, dass sie für die
Ausführungsalternative b) des Achsantriebsstrangs (1 ) diesen i. in einen ersten Betriebszustand (17) versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung (7) und die zweite Kupplungsvorrichtung (8) in einem ausgekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung (6) gelöst ist, und/oder ii. in einen zweiten Betriebszustand (18) versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung (7) und die zweite Kupplungsvorrichtung (8) in einem eingekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung (6) gelöst ist, und/oder iii. in einen dritten Betriebszustand (19) versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung (7) und die zweite Kupplungsvorrichtung (8) in einem eingekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung (6) betätigt ist, und/oder iv. in einen vierten Betriebszustand (20) versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung (7) in einem ausgekoppelten Zustand und die zweite Kupplungsvorrichtung (8) in einem eingekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung (6) betätigt ist, und/oder v. in einen fünften Betriebszustand (21 ) versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung (7) in einem eingekoppelten Zustand und die zweite Kupplungsvorrichtung (8) in einem ausgekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung (6) betätigt ist. Achsantriebsstrang (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich in dem dritten Betriebszustand (15,19) des Achsantriebsstrangs (1 ) die elektrische Maschine (3) in einem drehmomenterzeugenden Betriebszustand befindet. Achsantriebsstrang (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung (6) an einen Fluidkreislauf (22) angebunden ist, mittels dessen von der Bremsvorrichtung (6) im Betrieb des Achsantriebsstrangs (1 ) erzeugte Wärme abführbar ist. Verfahren zur Steuerung eines Achsantriebsstrangs (1 ) eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine elektrische Maschine (3), welche drehmomentübertragend mit wenigstens einem Fahrzeugrad (4) des Kraftfahrzeugs koppelbar ist, und einem im Drehmomentfluss zwischen dem Fahrzeugrad (4) und der elektrischen Maschine (3) angeordneten Getriebeanordnung (5), sowie einer Bremsvorrichtung (6), mittels derer das Fahrzeugrad (4) abbremsbar ist, wobei a) im Drehmomentfluss zwischen der elektrischen Maschine (3) und der Bremsvorrichtung (6) eine erste Kupplungsvorrichtung (7) angeordnet ist, mittels derer die Bremsvorrichtung (6) in den Drehmomentfluss ein- und auskoppelbar ist, und im Drehmomentfluss zwischen der elektrischen Maschine (3) und der Getriebeanordnung (5) eine zweite Kupplungsvorrichtung (8) angeordnet ist, mittels derer die Getriebeanordnung (5) in den Drehmomentfluss ein- und auskoppelbar ist, oder b) im Drehmomentfluss zwischen der elektrischen Maschine (3) und der Bremsvorrichtung (6) eine erste Kupplungsvorrichtung (7) angeordnet ist, mittels derer die Bremsvorrichtung (6) in den Drehmomentfluss ein- und auskoppelbar ist, und im Drehmomentfluss zwischen der Bremsvorrichtung (6) und der Getriebeanordnung (5) eine zweite Kupplungsvorrichtung (8) angeordnet ist, mittels derer die Getriebeanordnung (5) in den Drehmomentfluss ein- und auskoppelbar ist, wobei der Achsantriebsstrang (1 ) eine Steuereinheit (11) aufweist, welche mit der Bremsvorrichtung (6), der ersten Kupplungsvorrichtung (7) und der zweiten Kupplungsvorrichtung (8) verbunden und derart konfiguriert ist, dass die Steuereinheit (11 ) den Achsantriebsstrang (1 ) durch Ein- und Auskoppeln der Kupplungsvorrichtungen (7,8) und durch Lösen und Betätigen der Bremsvorrichtung (6) in eine Mehrzahl von verschiedenen Betriebszuständen versetzen kann, wobei die Steuereinheit (11 ) derart konfiguriert ist, dass sie für die Ausführungsalternative a) des Achsantriebsstrangs (1 ) diesen i. in einen ersten Betriebszustand (13) versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung (7) und die zweite Kupplungsvorrichtung (8) in einem ausgekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung (6) gelöst ist, und/oder ii. in einen zweiten Betriebszustand (14) versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung (7) in einem ausgekoppelten und die zweite Kupplungsvorrichtung (8) in einem eingekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung (6) gelöst ist, und/oder iii. in einen dritten Betriebszustand (15) versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung (7) und die zweite Kupplungsvorrichtung (8) in einem eingekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung (6) betätigt ist, und/oder iv. in einen vierten Betriebszustand (16) versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung (7) in einem ausgekoppelten Zustand und die zweite Kupplungsvorrichtung (8) in einem eingekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung (6) betätigt ist, oder die Steuereinheit (11 ) derart konfiguriert ist, dass sie für die
Ausführungsalternative b) des Achsantriebsstrangs (1 ) diesen i. in einen ersten Betriebszustand (17) versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung (7) und die zweite Kupplungsvorrichtung (8) in einem ausgekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung (6) gelöst ist, und/oder ii. in einen zweiten Betriebszustand (18) versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung (7) und die zweite Kupplungsvorrichtung (8) in einem eingekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung (6) gelöst ist, und/oder iii. in einen dritten Betriebszustand (19) versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung (7) und die zweite Kupplungsvorrichtung (8) in einem eingekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung (6) betätigt ist, und/oder iv. in einen vierten Betriebszustand (20) versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung (7) in einem ausgekoppelten Zustand und die zweite Kupplungsvorrichtung (8) in einem eingekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung (6) betätigt ist, und/oder v. in einen fünften Betriebszustand (21 ) versetzt, bei welchem sich die erste Kupplungsvorrichtung (7) in einem eingekoppelten Zustand und die zweite Kupplungsvorrichtung (8) in einem ausgekoppelten Zustand befinden sowie die Bremsvorrichtung (6) betätigt ist. 9. Computerprogrammprodukt, das auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, oder Computer-Datensignal, verkörpert durch eine elektromagnetische Welle, mit einem Computerprogrammcode, der geeignet ist zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 8. 10. Steuereinheit (11 ) zur Steuerung eines Achsantriebsstrangs (1 ) eines
Kraftfahrzeugs, wobei die Steuereinheit (11 ) einen Prozessor (23) und einen Speicher (24) umfasst, der einen Computerprogrammcode enthält, wobei der Speicher (24) und der Computerprogrammcode konfiguriert sind, mit dem Prozessor (23), die Steuereinheit (11 ) zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 8 zu veranlassen.
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