DE102016221881B4

DE102016221881B4 - Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, entsprechendes Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung

Info

Publication number: DE102016221881B4
Application number: DE102016221881.6A
Authority: DE
Inventors: Thierry Caramigeas; Alfred Rehr; Stefan Breuer; Andreas Ickert
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2016-11-08
Filing date: 2016-11-08
Publication date: 2023-08-10
Anticipated expiration: 2036-11-09
Also published as: DE102016221881A1; WO2018086925A1

Abstract

Antriebseinrichtung (12) für ein Kraftfahrzeug (1) mit einem ersten Antriebsaggregat (13), einem zweiten Antriebsaggregat (14) sowie einer mit einer ersten Radantriebswelle (8) des Kraftfahrzeugs (1) koppelbaren oder gekoppelten ersten Abtriebswelle (15) und einer mit einer zweiten Radantriebswelle (10) des Kraftfahrzeugs (1) koppelbaren oder gekoppelten zweiten Abtriebswelle (17), wobei das erste Antriebsaggregat (13) und das zweite Antriebsaggregat (14) gemeinsam sowohl mit der ersten Abtriebswelle (15) als auch der zweiten Abtriebswelle (17) koppelbar sind, wobei das erste Antriebsaggregat (13) separat mit der ersten Abtriebswelle (15) koppelbar oder gekoppelt ist und mittels einer ersten Schaltkupplung (22) mit einer Übertragungswelle (21) koppelbar ist, die über eine zweite Schaltkupplung (23) mit der zweiten Abtriebswelle (17) koppelbar ist, wobei das zweite Antriebsaggregat (14) mit der Übertragungswelle (21) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Antriebsaggregat (14) auf eine niedrigere Maximaldrehzahl ausgelegt ist als das erste Antriebsaggregat (13) und in einem Kupplungsgehäuse (25) der ersten Schaltkupplung (22) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem ersten Antriebsaggregat, einem zweiten Antriebsaggregat sowie einer mit einer ersten Radantriebswelle des Kraftfahrzeugs koppelbaren oder gekoppelten ersten Abtriebswelle und einer mit einer zweiten Radantriebswelle des Kraftfahrzeugs koppelbaren oder gekoppelten zweiten Abtriebswelle, wobei das erste Antriebsaggregat und das zweite Antriebsaggregat gemeinsam sowohl mit der ersten Abtriebswelle als auch der zweiten Abtriebswelle koppelbar sind, wobei das erste Antriebsaggregat separat mit der ersten Abtriebswelle koppelbar oder gekoppelt ist und mittels einer ersten Schaltkupplung mit einer Übertragungswelle koppelbar ist, die über eine zweite Schaltkupplung mit der zweiten Abtriebswelle koppelbar ist, wobei das zweite Antriebsaggregat mit der Übertragungswelle gekoppelt ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung.
Die Antriebseinrichtung dient dem Antreiben des Kraftfahrzeugs, insoweit also dem Bereitstellen eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Drehmoments. Die Antriebseinrichtung verfügt über das erste Antriebsaggregat und das zweite Antriebsaggregat. Die beiden Antriebsaggregate, also das erste Antriebsaggregat und das zweite Antriebsaggregat, können grundsätzlich identischen oder unterschiedlichen Typs sein. In letzterem Fall liegt die Antriebseinrichtung beispielsweise als Hybridantriebseinrichtung vor. Es kann vorgesehen sein, dass das erste Antriebsaggregat als Brennkraftmaschine und das zweite Antriebsaggregat als elektrische Maschine ausgestaltet ist.
Die Antriebseinrichtung verfügt über mehrere Abtriebswellen, nämlich zumindest die erste Abtriebswelle und die zweite Abtriebswelle. Die beiden Abtriebswellen sind mit Radantriebswellen des Kraftfahrzeugs koppelbar oder gekoppelt, in letzterem Fall vorzugsweise starr und/oder permanent. Die Radantriebswellen, also die erste Radantriebswelle und die zweite Radantriebswelle, können unterschiedlichen Radachsen des Kraftfahrzeugs oder derselben Radachse des Kraftfahrzeugs zugeordnet sein. Über jede der Radantriebswellen kann wenigstens ein Rad des Kraftfahrzeugs beziehungsweise der jeweiligen Radachse mittels der Antriebseinrichtung angetrieben werden. Beispielsweise ist hierbei das jeweilige Rad starr und/oder permanent mit der entsprechenden Radantriebswelle gekoppelt.
Selbstverständlich kann es auch vorgesehen sein, dass über wenigstens eine der Radantriebswellen oder über beide der Radantriebswellen jeweils mehrere Räder des Kraftfahrzeugs, insbesondere mehrere Räder derselben Radachse, antreibbar sind. In letzterem Fall ist beispielsweise nicht nur die erste Radantriebswelle mit der ersten Abtriebswelle gekoppelt oder koppelbar, sondern vielmehr zusätzlich eine weitere erste Radantriebswelle. Bevorzugt sind in diesem Fall die erste Radantriebswelle und die weitere Radantriebswelle über ein Differentialgetriebe mit der ersten Abtriebswelle gekoppelt. Die erste Radantriebswelle und die weitere erste Radantriebswelle sind dabei bevorzugt derselben Radachse des Kraftfahrzeugs zugeordnet, also mit unterschiedlichen Rädern dieser Radachse gekoppelt. Für die zweite Abtriebswelle und die zweite Radantriebswelle gilt entsprechendes. Auch hier kann eine weitere Radantriebswelle vorgesehen sein.
Sofern die Antriebseinrichtung noch nicht in dem Kraftfahrzeug montiert ist, also separat von diesem vorliegt, gilt für die beiden Radantriebswellen vorzugsweise, dass diese mit der jeweiligen Radantriebswelle koppelbar sind. Nach der Montage der Antriebseinrichtung in dem Kraftfahrzeug sind bevorzugt die Abtriebswellen jeweils mit der entsprechenden Radantriebswelle gekoppelt. Ist eine Einrichtung mit einer anderen koppelbar, so ist darunter zu verstehen, dass die Wirkverbindung zwischen ihnen lediglich zeitweise vorliegt, insbesondere wahlweise hergestellt oder unterbrochen ist. Ist dagegen die Einrichtung mit der anderen gekoppelt, so ist darunter bevorzugt eine permanente und/oder starre Kopplung zu verstehen.
Aus dem Stand der Technik sind beispielsweise die Druckschriften US 2015 / 0 053 046 A1 und US 2014 / 0 135 168 A1 bekannt. Diese beschreiben jeweils einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug.
Weiterhin sind aus dem Stand der Technik die Druckschriften DE 10 2013 205 080 A1 , WO 2009/ 021 574 A1 und WO 2014/ 037 491 A1 bekannt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, welche gegenüber bekannten Antriebseinrichtungen Vorteile aufweist, insbesondere ein energiesparendes Antreiben des Kraftfahrzeugs über zahlreiche Betriebszustände, insbesondere sowohl bei der Realisierung eines Einachsbetriebs als auch bei der Realisierung eines Mehrachsbetriebs, ermöglicht.
Dies wird erfindungsgemäß mit einer Antriebseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass das zweite Antriebsaggregat auf eine niedrigere Maximaldrehzahl ausgelegt ist als das erste Antriebsaggregat und in einem Kupplungsgehäuse der ersten Schaltkupplung angeordnet ist.
Im Rahmen der hier beschriebenen Antriebseinrichtung sind das erste Antriebsaggregat und das zweite Antriebsaggregat gemeinsam mit der ersten Abtriebswelle und der zweiten Abtriebswelle koppelbar. Das bedeutet, dass in wenigstens einer Betriebsart der Antriebseinrichtung beide Antriebsaggregate gemeinsam mit der ersten Abtriebswelle, der zweiten Abtriebswelle oder beiden gekoppelt sind. Weiterhin ist es vorgesehen, dass das erste Antriebsaggregat separat von dem zweiten Antriebsaggregat mit der ersten Abtriebswelle koppelbar oder gekoppelt ist. Das erste Antriebsaggregat kann entsprechend mit der ersten Abtriebswelle gekoppelt werden, während gleichzeitig das zweite Antriebsaggregat von der ersten Abtriebswelle entkoppelt ist.
Zudem ist das erste Antriebsaggregat mittels der ersten Schaltkupplung mit der Übertragungswelle koppelbar, sodass also in einer ersten Schaltstellung der ersten Schaltkupplung die Wirkverbindung zwischen dem ersten Antriebsaggregat und der ersten Abtriebswelle unterbrochen und in einer zweiten Schaltstellung zumindest teilweise, vorzugsweise jedoch starr, hergestellt ist. Die Übertragungswelle wiederum ist über die zweite Schaltkupplung mit der zweiten Abtriebswelle koppelbar, sodass in einer ersten Schaltstellung der zweiten Schaltkupplung die Wirkverbindung zwischen der Übertragungswelle und der zweiten Abtriebswelle unterbrochen und in einer zweiten Schaltstellung hergestellt ist, wiederum zumindest teilweise, vorzugsweise starr.
Die Übertragungswelle liegt beispielsweise in Form einer Gelenkwelle, beispielsweise einer Kardanwelle, vor. Insoweit ist die erste Radantriebswelle, welche nicht über die Übertragungswelle, sondern vielmehr unter Umgehung derselben an das erste Antriebsaggregat ankoppelbar beziehungsweise angekoppelt ist, vorzugsweise einer ersten Radachse des Kraftfahrzeugs und die zweite Abtriebswelle einer zweiten Radachse zugeordnet, welche von der ersten Radachse verschieden ist. Beispielsweise liegt die erste Radachse in Form einer Vorderachse des Kraftfahrzeugs und die zweite Radachse in Form einer Hinterachse des Kraftfahrzeugs oder umgekehrt vor.
Mithilfe der beiden Schaltkupplungen, also der ersten Schaltkupplung und der zweiten Schaltkupplung, ist die Übertragungswelle sowohl von dem ersten Antriebsaggregat als auch von der zweiten Abtriebswelle vollständig entkoppelbar. Entsprechend kann es vorgesehen sein, die Übertragungswelle stillzulegen, sofern und/oder während die zweite Abtriebswelle nicht mittels des ersten Antriebsaggregats angetrieben werden soll. So kann die ansonsten für das Aufrechterhalten der Drehbewegung der Übertragungswelle notwendige Antriebsleistung eingespart werden, welche ansonsten von dem ersten Antriebsaggregat und/oder über die zweite Antriebswelle bereitgestellt werden müsste. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht insoweit bereits eine gewisse Energieeinsparung, weil nicht nur die zweite Abtriebswelle von dem ersten Antriebsaggregat entkoppelbar ist, sondern zudem auch die Übertragungswelle.
Bei bekannten Antriebseinrichtungen ist es beispielsweise vorgesehen, dass das erste Antriebsaggregat über eine Trennkupplung mit dem zweiten Antriebsaggregat und über dieses mit einer der Radantriebswellen oder mehreren beziehungsweise allen der Radantriebswellen koppelbar ist. Dabei kann es vorgesehen sein, dass in der Wirkverbindung zwischen dem zweiten Antriebsaggregat und der wenigstens einen Radantriebswelle ein Gangwechselgetriebe vorgesehen ist, mittels welchem ein aus mehreren Fahrgängen ausgewählter Fahrgang, entsprechend einer bestimmten Übersetzung, eingestellt werden kann. Insoweit ist das zweite Antriebsaggregat stets mit der Abtriebswelle gekoppelt, während das erste Antriebsaggregat mittels der Trennkupplung wahlweise zugeschaltet werden kann.
Das bedeutet jedoch auch, dass das zweite Antriebsaggregat stets mitgeschleppt wird, auch wenn es zum Bereitstellen des Antriebsdrehmoments für das Kraftfahrzeug nicht benötigt wird. Hierzu ist es insbesondere notwendig, das zweite Antriebsaggregat derart auszulegen, dass es für alle mittels des ersten Antriebsaggregats realisierbaren Drehzahlen ausgelegt ist, was eine vergleichsweise große Ausführungsform des zweiten Antriebsaggregats zur Folge haben kann. Aus diesem Grund ist es nun vorgesehen, das zweite Antriebsaggregat mit der Übertragungswelle zu koppeln, welche ihrerseits mittels der ersten Schaltkupplung von dem ersten Antriebsaggregat und mittels der zweiten Schaltkupplung von der zweiten Abtriebswelle entkoppelbar beziehungsweise - umgekehrt - mit ihnen koppelbar ist.
Das bedeutet, dass das zweite Antriebsaggregat lediglich dann mit einer der Abtriebswellen gekoppelt ist beziehungsweise gekoppelt wird, wenn entweder die zweite Abtriebswelle allein mittels des zweiten Antriebsaggregats angetrieben wird oder ein Mehrachsbetrieb der Antriebseinrichtung vorgesehen ist, bei welchem an beiden Abtriebswellen ein Antriebsdrehmoment bereitgestellt wird, nämlich mittels des ersten Antriebsaggregats und des zweiten Antriebsaggregats. In letzterem Fall sind vorzugsweise sowohl das erste Antriebsaggregat als auch das zweite Antriebsaggregat jeweils sowohl mit der ersten Abtriebswelle als auch der zweiten Abtriebswelle gekoppelt. Es kann auch vorgesehen sein, dass die erste Schaltkupplung geöffnet ist, sodass die erste Abtriebswelle mittels des ersten Antriebsaggregats und die zweite Abtriebswelle mittels des zweiten Antriebsaggregats angetrieben wird.
Soll dagegen kein Mehrachsbetrieb vorgenommen werden, sondern vielmehr beispielsweise ein Einachsbetrieb, so kann das zweite Antriebsaggregat durch Öffnen der ersten Schaltkupplung und der zweiten Schaltkupplung vollständig von dem ersten Antriebsaggregat und der zweiten Abtriebswelle entkoppelt werden, sodass das zweite Antriebsaggregat nicht mitgeschleppt wird. Entsprechend kann das zweite Antriebsaggregat vollständig deaktiviert werden, sodass seine Drehzahl gemeinsam mit der Drehzahl der Übertragungswelle über der Zeit abnimmt, bis sowohl das zweite Antriebsaggregat als auch die Übertragungswelle stillstehen. Selbstverständlich kann es auch vorgesehen sein, die Übertragungswelle mittels des zweiten Antriebsaggregats aktiv zu bremsen, also durch entsprechendes Betreiben des zweiten Antriebsaggregats, wenn die Übertragungswelle sowohl von dem ersten Antriebsaggregat und/oder der ersten Radantriebswelle einerseits als auch von der zweiten Radantriebswelle andererseits entkoppelt ist.
Entsprechend kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass das zweite Antriebsaggregat lediglich auf einen Drehzahl- und/oder Fahrgeschwindigkeitsbereich des Kraftfahrzeugs ausgelegt ist, welcher im Rahmen des Mehrachsbetriebs anfällt. Beispielsweise ist es so möglich, das zweite Antriebsaggregat auf eine niedrigere Maximaldrehzahl auszulegen als das erste Antriebsaggregat, sodass das zweite Antriebsaggregat deutlich kleiner bauen kann als bei bekannten Ausgestaltungen. Bei der Ermittlung der Maximaldrehzahl ist das Getriebe beziehungsweise Gangwechselgetriebe zu berücksichtigen, falls dieses zwischen dem ersten Antriebsaggregat und dem zweiten Antriebsaggregat vorliegt. Es kann vorgesehen sein, dass die Übertragungswelle mittels der ersten Schaltkupplung und der zweiten Schaltkupplung vollständig von dem ersten Antriebsaggregat und der zweiten Abtriebswelle entkoppelbar ist, nämlich durch Öffnen der beiden Schaltkupplungen.
Das zweite Antriebsaggregat ist bevorzugt koaxial mit der Übertragungswelle angeordnet. Auch eine Anordnung neben der Übertragungswelle, insbesondere eine achsparallele Anordnung zu der Übertragungswelle, kann jedoch vorgesehen sein.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die erste Schaltkupplung eine kraftschlüssige Mehrachskupplung und/oder die zweite Schaltkupplung eine formschlüssige Achskupplung ist. Unter der Mehrachskupplung ist dabei eine Kupplung zu verstehen, mittels welcher ein Mehrachsbetrieb des Kraftfahrzeugs wahlweise aktiviert oder deaktiviert werden kann. Bei geöffneter Mehrachskupplung ist die Übertragungswelle von dem ersten Antriebsaggregat entkoppelt, sodass dieses nicht zum Antreiben der zweiten Abtriebswelle dienen kann. Entsprechend liegt beispielsweise ein Einachsbetrieb des Kraftfahrzeugs vor.
Ist dagegen die erste Schaltkupplung geschlossen, so wird zumindest die Übertragungswelle von dem ersten Antriebsaggregat angetrieben. Ist zudem die zweite Schaltkupplung geschlossen, so liegt der Mehrachsbetrieb des Kraftfahrzeugs vor. Die Mehrachskupplung ist als kraftschlüssige Kupplung ausgeführt, beispielsweise als Lamellenkupplung. Zusätzlich oder alternativ ist die zweite Schaltkupplung, welche auch als Achskupplung bezeichnet werden kann, als formschlüssige Kupplung ausgestaltet. Mithilfe der Achskupplung kann die zweite Abtriebswelle von der Übertragungswelle entkoppelt werden. Die formschlüssige Kupplung liegt beispielsweise in Form einer Klauenkupplung vor.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Übertragungswelle als Gelenkwelle vorliegt oder einen Bestandteil der Gelenkwelle bildet. Mithilfe der Gelenkwelle kann das von dem ersten Antriebsaggregat und/oder dem zweiten Antriebsaggregat bereitgestellte Antriebsdrehmoment auf die zweite Abtriebswelle übertragen werden. Die Übertragungswelle liegt entweder selbst als Gelenkwelle vor oder bildet einen Bestandteil einer solchen. In ersterem Fall umfasst die Gelenkwelle neben der eigentlichen Welle beispielsweise wenigstens eine Gelenkkupplung, beispielsweise ein Kreuzgelenk beziehungsweise Kardangelenk. In letzterem Fall ist das Gelenk zusätzlich zu der Gelenkwelle vorgesehen und ausdrücklich nicht Bestandteil der Übertragungswelle, jedoch mit dieser koppelbar. Die Gelenkwelle ermöglicht den Ausgleich eines Versatzes in einem bestimmten Ausmaß, beispielsweise eines Versatzes in lateraler Richtung und/oder eines Winkelversatzes.
Schließlich sieht die Erfindung vor, dass das zweite Antriebsaggregat in einem Kupplungsgehäuse der ersten Schaltkupplung angeordnet ist. Das zweite Antriebsaggregat ist also mit der ersten Schaltkupplung integriert ausgestaltet, nämlich durch Anordnung in dem Kupplungsgehäuse. Hierbei ist beispielsweise ein Stator des zweiten Antriebsaggregats starr mit dem Kupplungsgehäuse verbunden, während ein Rotor auf der Übertragungswelle sitzt, insbesondere starr mit dieser gekoppelt ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung ist das zweite Antriebsaggregat vorzugsweise koaxial mit der Übertragungswelle angeordnet.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug mit einer Antriebseinrichtung, insbesondere einer Antriebseinrichtung gemäß den vorstehenden Ausführungen, wobei die Antriebseinrichtung über ein erstes Antriebsaggregat, ein zweites Antriebsaggregat sowie eine mit einer ersten Radantriebswelle des Kraftfahrzeugs gekoppelte erste Abtriebswelle und eine mit einer zweiten Radantriebswelle des Kraftfahrzeugs gekoppelte zweite Abtriebswelle aufweist, wobei das erste Antriebsaggregat und das zweite Antriebsaggregat gemeinsam sowohl mit der ersten Abtriebswelle als auch der zweiten Abtriebswelle koppelbar sind, wobei das erste Antriebsaggregat separat mit der ersten Abtriebswelle koppelbar oder gekoppelt ist und mittels einer ersten Schaltkupplung mit einer Übertragungswelle koppelbar ist, die über eine zweite Schaltkupplung mit der zweiten Abtriebswelle koppelbar ist, wobei das zweite Antriebsaggregat mit der Übertragungswelle gekoppelt ist. Dabei ist vorgesehen, dass das zweite Antriebsaggregat auf eine niedrigere Maximaldrehzahl ausgelegt ist als das erste Antriebsaggregat und in einem Kupplungsgehäuse der ersten Schaltkupplung angeordnet ist.
Auf den Vorteil einer derartigen Ausgestaltung des Kraftfahrzeugs beziehungsweise der Antriebseinrichtung wurde bereits hingewiesen. Sowohl das Kraftfahrzeug als auch die Antriebseinrichtung können gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung, insbesondere einer Antriebseinrichtung gemäß den vorstehenden Ausführungen, wobei die Antriebseinrichtung über ein erstes Antriebsaggregat, ein zweites Antriebsaggregat sowie eine mit einer ersten Radantriebswelle des Kraftfahrzeugs koppelbare oder gekoppelte erste Abtriebswelle und eine mit einer zweiten Radantriebswelle des Kraftfahrzeugs koppelbare oder gekoppelte zweite Abtriebswelle aufweist, wobei das erste Antriebsaggregat und das zweite Antriebsaggregat gemeinsam sowohl mit der ersten Abtriebswelle als auch der zweiten Abtriebswelle gekoppelt werden können, wobei das erste Antriebsaggregat separat mit der ersten Abtriebswelle gekoppelt werden kann oder gekoppelt ist und mittels einer ersten Schaltkupplung mit einer Übertragungswelle gekoppelt werden kann, die über eine zweite Schaltkupplung mit der zweiten Abtriebswelle gekoppelt werden kann, wobei das zweite Antriebsaggregat mit der Übertragungswelle gekoppelt ist. Dabei ist vorgesehen, dass das zweite Antriebsaggregat auf eine niedrigere Maximaldrehzahl ausgelegt ist als das erste Antriebsaggregat und in einem Kupplungsgehäuse der ersten Schaltkupplung angeordnet ist.
Erneut wird auf die vorstehenden Ausführungen hinsichtlich der Vorteile einer derartigen Ausgestaltung beziehungsweise einer derartigen Vorgehensweise sowie hinsichtlich möglicher Weiterbildungen hingewiesen.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass in einer ersten Betriebsart die erste Schaltkupplung und die zweite Schaltkupplung geöffnet sind, sodass die Übertragungswelle von dem ersten Antriebsaggregat, der ersten Abtriebswelle und der zweiten Abtriebswelle entkoppelt ist, und dass in einer zweiten Betriebsart die erste Schaltkupplung und die zweite Schaltkupplung geschlossen sind, sodass die Übertragungswelle mit dem ersten Antriebsaggregat oder einer Getriebeausgangswelle eines mit dem ersten Antriebsaggregat gekoppelten Getriebes einerseits und der zweiten Abtriebswelle andererseits gekoppelt ist. In der ersten Betriebsart liegt insoweit beispielsweise der Einachsbetrieb des Kraftfahrzeugs vor, während in der zweiten Betriebsart der Mehrachsbetrieb realisiert ist.
In der ersten Betriebsart sollen die Übertragungswelle und mithin das zweite Antriebsaggregat vollständig von weiteren Bereichen der Antriebseinrichtung entkoppelt sein, nämlich insbesondere von dem ersten Antriebsaggregat, der ersten Abtriebswelle und der zweiten Abtriebswelle. In der ersten Betriebsart können entsprechend die Übertragungswelle und das zweite Antriebsaggregat im Stillstand vorliegen. In der zweiten Betriebsart sollen dagegen die beiden Schaltkupplungen geschlossen sein, sodass über die Übertragungswelle ein Antriebsdrehmoment an der zweiten Abtriebswelle mittels des ersten Antriebsaggregats bereitstellbar ist. Hierzu ist die Übertragungswelle einerseits mit dem ersten Antriebsaggregat oder der Getriebeausgangswelle des Getriebes gekoppelt. Auf ihrer dem ersten Antriebsaggregat beziehungsweise dem Getriebe abgewandten Seite ist die Übertragungswelle mit der zweiten Abtriebswelle gekoppelt, jeweils vorzugsweise starr. Unter dem Getriebe ist vorzugsweise das eingangs bereits erwähnte Gangwechselgetriebe zu verstehen.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass bei einem Umschalten von der ersten Betriebsart auf die zweite Betriebsart zunächst mittels des zweiten Antriebsaggregats eine Drehzahlsynchronisierung der Übertragungswelle mit der zweiten Abtriebswelle durchgeführt, anschließend die zweite Schaltkupplung geschlossen und bei geschlossener zweiter Schaltkupplung die erste Schaltkupplung geschlossen wird. Üblicherweise werden sich in der ersten Betriebsart die Drehzahl der Übertragungswelle und der zweiten Abtriebswelle unterscheiden. Entsprechend müssen die Drehzahlen zunächst aneinander angeglichen werden, insbesondere die Drehzahl der Übertragungswelle an die Drehzahl der zweiten Abtriebswelle.
Hierzu wird das zweite Antriebsaggregat entsprechend betrieben, sodass die Übertragungswelle vorzugsweise ausschließlich mittels des zweiten Antriebsaggregats angetrieben wird, nämlich derart, dass sich seine Drehzahl in Richtung der Drehzahl der zweiten Abtriebswelle verändert. Nach erfolgter Drehzahlsynchronisierung, wenn also die Drehzahl der Übertragungswelle der Drehzahl der zweiten Abtriebswelle entspricht oder zumindest nahezu entspricht, wird die zweite Schaltkupplung geschlossen, vorzugsweise vollständig. Somit sind die Übertragungswelle und die zweite Abtriebswelle starr miteinander gekoppelt. Anschließend, also bei geschlossener zweiter Schaltkupplung, wird die erste Schaltkupplung geschlossen.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in einer dritten Betriebsart die erste Schaltkupplung geschlossen und die zweite Schaltkupplung geöffnet, und/oder dass in einer vierten Betriebsart die erste Schaltkupplung geöffnet und die zweite Schaltkupplung geschlossen ist. Neben den vorstehend bereits erwähnten Betriebsarten können die dritte Betriebsart und/oder die vierte Betriebsart vorgesehen sein. In der vierten Betriebsart kann es vorgesehen sein, dass die erste Schaltkupplung geschlossen und die zweite Schaltkupplung geöffnet ist. In diesem Fall kann das zweite Antriebsaggregat von dem ersten Antriebsaggregat angetrieben werden, ohne dass auch ein Antreiben der zweiten Abtriebswelle erfolgt. Beispielsweise kann in dieser Betriebsart das zweite Antriebsaggregat als Generator betrieben werden, um die von dem ersten Antriebsaggregat bereitgestellte mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln, welche nachfolgend vorzugsweise in einem Energiespeicher zwischengespeichert wird.
In der dritten Betriebsart wird dagegen beispielsweise die zweite Abtriebswelle allein mittels des zweiten Antriebsaggregats angetrieben. Hierbei kann das erste Antriebsaggregat von der ersten Abtriebswelle entkoppelt sein, sodass das Kraftfahrzeug ausschließlich über die zweite Abtriebswelle von dem zweiten Antriebsaggregat angetrieben wird. Selbstverständlich kann auch einerseits die erste Abtriebswelle mittels des ersten Antriebsaggregats und andererseits die zweite Abtriebswelle mittels des zweiten Antriebsaggregats angetrieben werden, während gleichzeitig die erste Schaltkupplung zumindest teilweise, insbesondere vollständig geöffnet ist.
Schließlich kann im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass die erste Schaltkupplung und die zweite Schaltkupplung geöffnet oder offengehalten werden, wenn eine Drehzahl des ersten Antriebsaggregats oder der Getriebeausgangswelle und/oder eine Drehzahl der zweiten Abtriebswelle eine Maximaldrehzahl überschreiten/überschreitet. Es kann also vorgesehen sein, bis zum Erreichen der Maximaldrehzahl einen Mehrachsbetrieb des Kraftfahrzeugs durchzuführen. Überschreitet die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs eine bestimmte Maximalfahrgeschwindigkeit und entsprechend auch die Drehzahl beziehungsweise eine der genannten Drehzahlen die Maximaldrehzahl, so soll zur Schonung des zweiten Antriebsaggregats von dem Mehrachsbetrieb in den Einachsbetrieb umgeschaltet werden, nämlich durch Öffnen der beiden Schaltkupplungen. Unterschreitet nachfolgend die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs die Maximalfahrgeschwindigkeit und mithin die Drehzahl die Maximaldrehzahl, so werden die beiden Schaltkupplungen zum Durchführen des Mehrachsbetriebs wieder geschlossen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Antriebseinrichtung in einer ersten Ausführungsform, sowie
2 das Kraftfahrzeug in einer schematischen Darstellung mit einer zweiten Ausführungsform der Antriebseinrichtung.

Die 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 1 mit zwei Radachsen 2 und 3, wobei jeder Radachse 2 und 3 jeweils zwei Räder 4 und 5 beziehungsweise 6 und 7 zugeordnet sind, welche jeweils mit einer Radantriebswelle 8, 9, 10 beziehungsweise 11 gekoppelt sind, insbesondere starr. Das Kraftfahrzeug 1 verfügt über eine Antriebseinrichtung 12, welche ein erstes Antriebsaggregat 13 und ein zweites Antriebsaggregat 14 aufweist. Weiterhin verfügt die Antriebseinrichtung 12 über eine erste Abtriebswelle 15 und eine weitere erste Abtriebswelle 16 sowie über eine zweite Abtriebswelle 17 und eine weitere zweite Abtriebswelle 18. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die erste Abtriebswelle 15 mit der Radantriebswelle 8, die weitere erste Abtriebswelle 16 mit der Radantriebswelle 9, die zweite Abtriebswelle 17 mit der Radantriebswelle 10 und die weitere zweite Abtriebswelle 18 mit der Radantriebswelle 11 gekoppelt, insbesondere starr.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Abtriebswellen 15, 16, 17 und 18 Bestandteil der Antriebseinrichtung 12 sind, während die Radantriebswellen 8, 9, 10 und 11 einem nicht weiter dargestellten Fahrwerk des Kraftfahrzeugs 1 zugeordnet und mithin nicht Bestandteil der Antriebseinrichtung 12 sind. Bei einer Montage der Antriebseinrichtung 12 an dem Kraftfahrzeug 1 werden jedoch die Abtriebswellen 15, 16, 17 und 18 an die Radantriebswellen 8, 9, 10 und 11 angeschlossen beziehungsweise mit ihnen gekoppelt.
Das erste Antriebsaggregat 13 ist mit einem Getriebe 19, beispielsweise einem Gangwechselgetriebe, gekoppelt. Auf seiner dem ersten Antriebsaggregat 13 abgewandten Seite verfügt das Getriebe 19 über eine Getriebeausgangswelle 20. Die Getriebeausgangswelle 20 ist vorzugsweise starr und permanent mit den Abtriebswellen 15 und 16 gekoppelt. Zwischen dem ersten Antriebsaggregat 13 und dem Getriebe 19 kann dagegen eine Kupplung, insbesondere eine Anfahrkupplung, vorgesehen sein. Entsprechend ist das erste Antriebsaggregat 13 mit den ersten Abtriebswellen 15 und 16 koppelbar, nämlich über das Getriebe 19 und die üblicherweise vorgesehene Anfahrkupplung. Die Anfahrkupplung liegt insbesondere dann vor, wenn das erste Antriebsaggregat 13 als Brennkraftmaschine ausgestaltet ist. Bei einer Ausgestaltung als elektrische Maschine oder dergleichen ist dagegen nicht notwendigerweise eine solche Anfahrkupplung vorhanden.
Die Antriebseinrichtung 12 verfügt weiterhin über eine Übertragungswelle 21, welche vorzugsweise mit dem zweiten Antriebsaggregat 14 gekoppelt ist, insbesondere starr und/oder permanent. Die Übertragungswelle 21 ist einerseits mittels einer ersten Schaltkupplung 22, welche als Lamellenkupplung ausgestaltet sein kann, mit dem ersten Antriebsaggregat 13 oder zumindest der Getriebeausgangswelle 20 koppelbar. Auf der der ersten Schaltkupplung 22 abgewandten Seite der Übertragungswelle 21 ist diese über eine zweite Schaltkupplung 23 mit der zweiten Abtriebswelle 17 koppelbar. Die zweite Schaltkupplung 23 kann als Klauenkupplung oder ebenfalls als Lamellenkupplung vorliegen. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Übertragungswelle 21 über ein Differentialgetriebe 24, insbesondere ein Achsdifferentialgetriebe, mit den zweiten Abtriebswellen 17 und 18 gekoppelt beziehungsweise koppelbar. Die Übertragungswelle 21 ist insoweit als Differentialgetriebeeingangswelle ausgestaltet.
Eine Differentialgetriebeausgangswelle des Differentialgetriebes 24 ist über die zweite Schaltkupplung 23 mit der zweiten Abtriebswelle 17 koppelbar, während eine weitere Differentialgetriebeausgangswelle mit der weiteren zweiten Abtriebswelle 18 vorzugsweise starr und permanent gekoppelt ist. Bei geöffneter zweiter Schaltkupplung 23 ist insoweit - zumindest bei idealer reibungsfreier Betrachtung - die Übertragungswelle 21 von den zweiten Abtriebswellen 17 und 18, zumindest jedoch von der zweiten Abtriebswelle 17, entkoppelt.
Es wird deutlich, dass bei geschlossenen Schaltkupplungen 22 und 23 die beiden Antriebsaggregate 13 und 14 gemeinsam sowohl mit der ersten Abtriebswelle 15 als auch der zweiten Abtriebswelle 16 gekoppelt sind. Zusätzlich ist das erste Antriebsaggregat 13 einzeln beziehungsweise separat, nämlich separat von dem zweiten Antriebsaggregat 14, mit der ersten Abtriebswelle 15 koppelbar oder gekoppelt. Das bedeutet, dass das zweite Antriebsaggregat 14 von der ersten Abtriebswelle 15 durch Öffnen der ersten Schaltkupplung 22 entkoppelt ist. Das erste Antriebsaggregat 13 oder zumindest die Getriebeausgangswelle 20 ist mittels der ersten Schaltkupplung 22 mit der Übertragungswelle 21 koppelbar. Diese wiederum ist über die zweite Schaltkupplung 23 mit der zweiten Abtriebswelle 17 koppelbar.
Mit der hier dargestellten Antriebseinrichtung 12 kann insoweit ein Mehrachsbetrieb, nämlich genauer ein Zweiachsbetrieb, des Kraftfahrzeugs 1 unter Verwendung des ersten Antriebsaggregats 13 bei vollständig entkoppeltem zweiten Antriebsaggregat 14 durchgeführt werden. Für die Realisierung des Mehrachsbetriebs dagegen werden beide Antriebsaggregate 13 und 14 mit den Abtriebswellen 15, 16, 17 und 18 gekoppelt. In der hier dargestellten Ausführungsform ist die elektrische Maschine beziehungsweise das zweite Antriebsaggregat 14 in ein Kupplungsgehäuse 25 der ersten Schaltkupplung 22 integriert angeordnet. Dabei ist beispielsweise ein Stator des zweiten Antriebsaggregats 14 starr mit dem Kupplungsgehäuse 25 verbunden.
Die 2 zeigt eine weitere schematische Darstellung des Kraftfahrzeugs 1, wobei die Antriebseinrichtung 12 in einer zweiten Ausführungsform vorliegt. Diese ähnelt grundsätzlich der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, sodass auf die entsprechenden Ausführungen hingewiesen und nachfolgend lediglich auf die Unterschiede hingewiesen wird. Diese liegen im Wesentlichen darin, dass das zweite Antriebsaggregat 14 beabstandet von der ersten Schaltkupplung 22 und deren Kupplungsgehäuse 25 angeordnet ist.
Die zweite Schaltkupplung 23 ist nunmehr mit dem Getriebe 19 oder einem Differentialgetriebe 26 integriert angeordnet. Über das Differentialgetriebe 26, welches hier als Achsdifferentialgetriebe vorliegt, ist die Getriebeausgangswelle 20 mit den Abtriebswellen 15 und 16 gekoppelt, insbesondere permanent. Es ist nun vorgesehen, dass die erste Schaltkupplung 22 als Muffenkupplung vorliegt, während die zweite Schaltkupplung 23 als Lamellenkupplung vorliegt.
Mit der hier beschriebenen Ausgestaltung der Antriebseinrichtung 12 kann das zweite Antriebsaggregat 14 während eines Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs 1 vollständig entkoppelt werden, nämlich sowohl von dem ersten Antriebsaggregat 13 als auch von der zweiten Abtriebswelle 17 beziehungsweise den zweiten Abtriebswellen 17 und 18. Entsprechend kann das Kraftfahrzeug 1 ohne an dem zweiten Antriebsaggregat 14 anfallende Verluste betrieben werden.

Claims

Antriebseinrichtung (12) für ein Kraftfahrzeug (1) mit einem ersten Antriebsaggregat (13), einem zweiten Antriebsaggregat (14) sowie einer mit einer ersten Radantriebswelle (8) des Kraftfahrzeugs (1) koppelbaren oder gekoppelten ersten Abtriebswelle (15) und einer mit einer zweiten Radantriebswelle (10) des Kraftfahrzeugs (1) koppelbaren oder gekoppelten zweiten Abtriebswelle (17), wobei das erste Antriebsaggregat (13) und das zweite Antriebsaggregat (14) gemeinsam sowohl mit der ersten Abtriebswelle (15) als auch der zweiten Abtriebswelle (17) koppelbar sind, wobei das erste Antriebsaggregat (13) separat mit der ersten Abtriebswelle (15) koppelbar oder gekoppelt ist und mittels einer ersten Schaltkupplung (22) mit einer Übertragungswelle (21) koppelbar ist, die über eine zweite Schaltkupplung (23) mit der zweiten Abtriebswelle (17) koppelbar ist, wobei das zweite Antriebsaggregat (14) mit der Übertragungswelle (21) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Antriebsaggregat (14) auf eine niedrigere Maximaldrehzahl ausgelegt ist als das erste Antriebsaggregat (13) und in einem Kupplungsgehäuse (25) der ersten Schaltkupplung (22) angeordnet ist.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaltkupplung (22) eine kraftschlüssige Mehrachskupplung und/oder die zweite Schaltkupplung (23) eine formschlüssige Achskupplung ist.
Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungswelle (21) als Gelenkwelle vorliegt oder einen Bestandteil der Gelenkwelle bildet.
Kraftfahrzeug (1) mit einer Antriebseinrichtung (12), die über ein erstes Antriebsaggregat (13), ein zweites Antriebsaggregat (14) sowie eine mit einer ersten Radantriebswelle (8) des Kraftfahrzeugs (1) gekoppelte erste Abtriebswelle (15) und eine mit einer zweiten Radantriebswelle (10) des Kraftfahrzeugs (1) gekoppelte zweite Abtriebswelle (17) aufweist, wobei das erste Antriebsaggregat (13) und das zweite Antriebsaggregat (14) gemeinsam sowohl mit der ersten Abtriebswelle (15) als auch der zweiten Abtriebswelle (17) koppelbar sind, wobei das erste Antriebsaggregat (13) separat mit der ersten Abtriebswelle (15) koppelbar oder gekoppelt ist und mittels einer ersten Schaltkupplung (22) mit einer Übertragungswelle (21) koppelbar ist, die über eine zweite Schaltkupplung (23) mit der zweiten Abtriebswelle (17) koppelbar ist, wobei das zweite Antriebsaggregat (14) mit der Übertragungswelle (21) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Antriebsaggregat (14) auf eine niedrigere Maximaldrehzahl ausgelegt ist als das erste Antriebsaggregat (13) und in einem Kupplungsgehäuse (25) der ersten Schaltkupplung (22) angeordnet ist.
Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung (12), die über ein erstes Antriebsaggregat (13), ein zweites Antriebsaggregat (14) sowie eine mit einer ersten Radantriebswelle (8) des Kraftfahrzeugs (1) koppelbare oder gekoppelte erste Abtriebswelle (15) und eine mit einer zweiten Radantriebswelle (10) des Kraftfahrzeugs (1) koppelbare oder gekoppelte zweite Abtriebswelle (17) aufweist, wobei das erste Antriebsaggregat (13) und das zweite Antriebsaggregat (14) gemeinsam sowohl mit der ersten Abtriebswelle (15) als auch der zweiten Abtriebswelle (17) gekoppelt werden können, wobei das erste Antriebsaggregat (13) separat mit der ersten Abtriebswelle (15) gekoppelt werden kann oder gekoppelt ist und mittels einer ersten Schaltkupplung (22) mit einer Übertragungswelle (21) gekoppelt werden kann, die über eine zweite Schaltkupplung (23) mit der zweiten Abtriebswelle (17) gekoppelt werden kann, wobei das zweite Antriebsaggregat (14) mit der Übertragungswelle (21) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Antriebsaggregat (14) auf eine niedrigere Maximaldrehzahl ausgelegt ist als das erste Antriebsaggregat (13) und in einem Kupplungsgehäuse (25) der ersten Schaltkupplung (22) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Betriebsart die erste Schaltkupplung (22) und die zweite Schaltkupplung (23) geöffnet sind, sodass die Übertragungswelle (21) von dem ersten Antriebsaggregat (13), der ersten Abtriebswelle (15) und der zweiten Abtriebswelle (17) entkoppelt ist, und dass in einer zweiten Betriebsart die erste Schaltkupplung (22) und die zweite Schaltkupplung (23) geschlossen sind, sodass die Übertragungswelle (21) mit dem ersten Antriebsaggregat (13) oder einer Getriebeausgangswelle (20) eines mit dem ersten Antriebsaggregat (13) gekoppelten Getriebes (19) einerseits und der zweiten Abtriebswelle (17) andererseits gekoppelt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Umschalten von der ersten Betriebsart auf die zweite Betriebsart zunächst mittels des zweiten Antriebsaggregats (14) eine Drehzahlsynchronisierung der Übertragungswelle (21) mit der zweiten Abtriebswelle (17) durchgeführt, anschließend die zweite Schaltkupplung (23) geschlossen und bei geschlossener zweiter Schaltkupplung (23) die erste Schaltkupplung (22) geschlossen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer dritten Betriebsart die erste Schaltkupplung (22) geschlossen und die zweite Schaltkupplung (23) geöffnet, und/oder dass in einer vierten Betriebsart die erste Schaltkupplung (22) geöffnet und die zweite Schaltkupplung (23) geschlossen ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaltkupplung (22) und die zweite Schaltkupplung (23) geöffnet oder offengehalten werden, wenn eine Drehzahl des ersten Antriebsaggregats (13) oder der Getriebeausgangswelle (20) oder eine Drehzahl der zweiten Abtriebswelle (17) eine Maximaldrehzahl überschreiten/überschreitet.