WO2014111217A1 - Hybridantriebsystem für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2014111217A1
WO2014111217A1 PCT/EP2013/076828 EP2013076828W WO2014111217A1 WO 2014111217 A1 WO2014111217 A1 WO 2014111217A1 EP 2013076828 W EP2013076828 W EP 2013076828W WO 2014111217 A1 WO2014111217 A1 WO 2014111217A1
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motor vehicle
transmission
gear
electric machine
drive system
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PCT/EP2013/076828
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Uwe Griesmeier
Michael Roske
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Zf Friedrichshafen Ag
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Definitions

  • the invention relates to a hybrid drive system for a motor vehicle, comprising an internal combustion engine, a continuously variable or shiftable transmission and at least one electric machine, wherein by the internal combustion engine via the transmission and a differential gear, a first axis of the motor vehicle and arranged parallel to the internal combustion engine at least one electric machine the first axis and / or a second axis of the motor vehicle can be driven.
  • such a hybrid drive system which has an internal combustion engine, a transmission and at least one electric machine, wherein at least one electric machine in the direction of force flow is arranged according to the drive gear, the electric machine via a transmission to the drive train coupled, and the transmission is designed as a planetary gear set with three shafts.
  • the first shaft is rotatably connected to the transmission output, the second shaft to the rotor of the electric machine and the third shaft to the output of the drive train.
  • a switching element is present, which is preferably designed as a dog clutch, and releasably connects the rotor of the electric machine with the transmission output.
  • the hybrid functions boost and recuperate can be performed. Furthermore, a traction interruption can be at least partially compensated for during engine operation of the electric machine during a shifting process in the transmission. In addition, a purely electric drive with closed switching element in the neutral position of the transmission is possible.
  • a multi-axis hybrid drive system for a motor vehicle is known from DE 10 2008 043 849 A1.
  • This multi-axis hybrid propulsion system has a first unit that includes an internal combustion engine, a disconnect clutch, and an automated manual transmission associated with a first, mechanically driven axle of the vehicle.
  • at least one further unit is present, which has electric wheel hub motors or a conventional electric final drive in conjunction with an electric machine, wherein one respective further unit is assigned in each case an electrically driven axle of the vehicle.
  • this hybrid drive system it is provided that during a gear change the vehicle is drivable by the unit associated with the electrically driven axle in such a way that the traction interruption in the automated manual transmission is compensated during the gear change.
  • an automated gearbox and a power shift transmission can be provided.
  • a purely electric drive in the neutral position of the transmission and / or open disconnect between the engine and the transmission leads to quite high drag torque in the transmission, which lead to increased consumption of electrical energy and thus to a reduction in range at a given battery capacity. Furthermore, the operation in the neutral position of the transmission can cause impermissibly high internal transmission speeds.
  • the present invention seeks to propose a hybrid drive system for a motor vehicle, which can be avoided with the drag torque of the transmission and inadmissible high internal transmission speeds.
  • the invention is based on the finding that impermissibly high transmission speeds and transmission drag torques can be avoided in a purely electric drive of the motor vehicle when not only the internal combustion engine but also the transmission is completely separated from the electrically driven parts of the vehicle drive.
  • the invention is therefore based on a hybrid drive system for a motor vehicle, comprising an internal combustion engine, a continuously variable or shiftable transmission and at least one electric machine, wherein by the internal combustion engine via the transmission and a differential gear, a first axis of the motor vehicle and arranged parallel to the engine at least an electrical machine, the first axis and / or a second axis of the motor vehicle are driven.
  • at least one decoupling device is arranged at least between the first axis of the motor vehicle and the transmission.
  • the decoupling device is arranged between the differential and the transmission. This arrangement is easily possible both in a front-wheel drive arrangement and in a rear-wheel drive arrangement of the motor vehicle, when the decoupling device is arranged on the output shaft of the transmission or on the input shaft of the differential gear.
  • the Abkoppel shark hip joint can advantageously be arranged on a gear of the spur gear set, preferably on a gear on an intermediate shaft of the spur gear set.
  • the at least one electric machine can structurally arrange in a common housing with the transmission and the differential gear, so that the at least one electric machine on the spur gear to drive the differential gear driving can.
  • the transmission, the at least one electric machine and the differential gear that is, regardless of whether it is a motor vehicle with front-wheel drive, rear-wheel drive or four-wheel drive, the at least one decoupling device between a wheel arranged drive shaft and an associated gear of the differential gear and connected thereto.
  • the Abkoppel beautiful may be formed in a known manner as a dog clutch with or without synchronizer, or as a friction clutch.
  • the actuation of the Abkoppel prepared can be done in a known manner by a seated in the shaft, radially acting actuator, or it can be arranged coaxially to the Abkoppel observed the actuator, wherein the actuator can be actuated hydraulically, pneumatically or electrically by guided through the shaft power supply lines.
  • FIG. 1 shows a hybrid drive system for a motor vehicle, in which the internal combustion engine and the transmission are installed in a front-transverse arrangement in the motor vehicle and at least one electric motor drives effectively acts on the drive for the differential,
  • Fig. 2 is a schematic view of a motor vehicle with a two-axle drive, in which the internal combustion engine and the transmission are installed in front-transverse arrangement in the motor vehicle and drive a first axis of the motor vehicle, while at least one electric motor driven by a second axis of the motor vehicle is 3 shows a detailed representation of the drive system of the first axle of the vehicle according to FIG. 2 with arrangement of the decoupling device on a gear of a front wheel set between the transmission and the differential, and
  • Fig. 4 is a detailed illustration of the drive system for the first axis of the motor vehicle according to FIG. 2 with arrangement of the decoupling device on the differential.
  • a hybrid drive system for a motor vehicle is shown schematically, which acts via a front-axle differential 10 on a first axis 2, which is designed here as a front axle of the motor vehicle 1 and a right front wheel 3 and a left front wheel 4 has.
  • the hybrid drive system initially has an internal combustion engine 8 and a transmission 9, wherein the latter can be designed as a continuously variable or shiftable transmission. If this transmission 9 is a multi-step transmission, it may be formed in a known manner as a manual transmission or as an automatic transmission with power shift elements.
  • the drive of the front-axle differential 10 takes place on the one hand by the internal combustion engine 8 via a starting element 17, which may be formed as a conventional friction clutch, as a conventional torque converter or as an electric machine, the gear 9 and a spur gear set.
  • This Stirniereradsatz consists in this embodiment of a rotatably connected to a transmission output shaft 32 first gear 18, a rotatably connected to an intermediate shaft 20 first intermediate gear 19, designed as a loose wheel and rotatably mounted on the intermediate shaft 20 second intermediate gear 21, and one with the housing
  • the idle gear formed second intermediate gear 21 can be coupled by means of a Abkoppel worn 23 to the intermediate shaft 20 or decouple from this.
  • front-axle differential 10 In the front-axle differential 10 are connected to a Radantriebswelle 1 1 for the right front wheel 3 first bevel gear 24, one with a Radantriebswel- le 12 for the left front wheel 4 connected bevel gear 25 and a first and a second bevel gear 26, 27 are arranged.
  • the attached to the housing of the differential gear 10 gear 22 also meshes with a fifth gear 28 which is rotatably connected to the drive shaft 29 of an electric machine 30.
  • the internal combustion engine 8 can drive the axle 2 with the front wheels 3, 4, whereas with the uncoupling device 23 open, this is not possible.
  • the decoupling device 23 is open, therefore, a drive of the first axle 2 with the front wheels 3, 4 can take place only by means of the electric machine 30.
  • the transmission 9, the front-axle differential 10, the electric machine 30 and the said gears 18, 19, 21, 22 and 28 can, as shown in FIG. 1, be arranged in a common housing 31, resulting in a compact design.
  • the hybrid drive system shown in Fig. 1, as shown in Fig. 2 may be arranged in a motor vehicle 1, which has two driven axles 2, 5.
  • the first driven axle 2 represents the front axle of the motor vehicle 1
  • the internal combustion engine 8 and the gearbox 9 with the front axle differential 10 are installed in front-transverse arrangement in the motor vehicle 1.
  • the second axis 5, which forms the rear axle of the motor vehicle 1, is drivable by means of an electric machine 13, which via a rear differential gear 14 on a left rear wheel 6 leading left wheel drive shaft 15 and on the right rear wheel 7 leading right wheel drive shaft 1 6th acts.
  • the second axle 5 of the motor vehicle 1 is a front axle and the first axle 2 as a rear axle of the motor vehicle 1, when the motor vehicle 1 is, for example, a bus with a rear engine.
  • the motor vehicle 1 may also be an articulated bus, as shown and described in DE 10 2008 043 849 A1, wherein the first axle 2 then forms the last axle of a rear carriage of the articulated bus, while the second axle 5 forms the rear axle of the front end.
  • a corresponding arrangement is also possible in connection with a more than two-axle motor vehicle without joint.
  • the hybrid drive system shown in FIG. 1 can also operate without an electrically driven second axle 5 of the motor vehicle 1, while the hybrid drive system according to FIG. 3 consists of an internal combustion engine drive for the first axle 2 of the motor vehicle 1 and the second motor 5 driven by the motor vehicle 1 according to FIG. 2.
  • the electric machine 30 with its drive shaft 29 and the fourth gear 28 omitted, but still the uncoupler 23 is present. Therefore, the motor vehicle 1 either on the first axis 2 alone by means of the internal combustion engine 8, solely by means of the electric machine 13 on the second axis 5 or additive combustion engine and electrically drive.
  • the front-axle differential 10 is formed in a known manner as a bevel gear with the first bevel gear 24 and a second bevel gear 25 and a first bevel gear 26 and a second bevel gear 27, which are arranged in a common housing. It is also possible to design the differential gear 10, as well as the differential gear 14 shown in FIG. 2 on the second axis 5 in a known manner as Stirnradaus Dermats.
  • the electric machine 30 is shown acting on the front-axle differential 10 and the electric machine 13 acting on the rear-axle differential 14. It is also possible, in each case an electric machine on each wheel 3, 4, 6, 7 acting to provide, in which case the rear axle differential gear 14 on the second axis 5 of FIG. 2 can be omitted.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug (1), aufweisend eine Brennkraftmaschine (8), ein stufenloses oder schaltbares Getriebe (9) und zumindest eine elektrische Maschine (13, 30), wobei durch die Brennkraftmaschine (8) über das Getriebe (9) und ein Ausgleichsgetriebe (10) eine erste Achse (2) des Kraftfahrzeugs (1) sowie durch die parallel zur Brennkraftmaschine (1) angeordnete zumindest eine elektrische Maschine (13, 30) die erste Achse (2) und/oder eine zweite Achse (5) des Kraftfahrzeugs (1) antreibbar sind. Hierbei ist zumindest zwischen der ersten Achse (2) des Kraftfahrzeugs (1) und dem Getriebe (9) wenigstens eine Abkoppeleinrichtung (23) angeordnet.

Description

Hybridantriebsvstem für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine Brennkraftmaschine, ein stufenloses oder schaltbares Getriebe und zumindest eine elektrische Maschine, wobei durch die Brennkraftmaschine über das Getriebe und ein Ausgleichsgetriebe eine erste Achse des Kraftfahrzeugs sowie durch die parallel zur Brennkraftmaschine angeordnete zumindest eine elektrische Maschine die erste Achse und/oder eine zweite Achse des Kraftfahrzeugs antreibbar sind.
Aus der DE 10 2008 044 038 A1 ist ein derartiges Hybridantriebssystem bekannt, das einen Verbrennungsmotor, ein Getriebe und zumindest eine elektrische Maschine aufweist, wobei zumindest eine elektrische Maschine in Kraftflussrichtung antriebstechnisch nach dem Getriebe angeordnet ist, die elektrische Maschine über ein Getriebe an den Antriebsstrang gekoppelt ist, und das Getriebe als Planetensatz mit drei Wellen ausgeführt ist. Bei diesem Planetensatz ist die erste Welle mit dem Getriebeausgang, die zweite Welle mit dem Rotor der elektrischen Maschine und die dritte Welle mit dem Abtrieb des Antriebsstrangs drehfest verbunden. Weiterhin ist ein Schaltelement vorhanden, das vorzugsweise als Klauenkupplung ausgeführt ist, und das den Rotor der elektrischen Maschine mit dem Getriebeausgang lösbar verbindet. Bei geschlossenem Schaltelement und eingelegtem Gang im Getriebe lassen sich die Hybridfunktionen Boosten und Rekuperieren durchführen. Des Weiteren lässt sich bei motorischem Betrieb der elektrischen Maschine während eines Schaltvorgangs im Getriebe eine Zugkraftunterbrechung zumindest teilweise kompensieren. Außerdem ist eine rein elektrische Fahrt bei geschlossenem Schaltelement in der Neutralstellung des Getriebes möglich.
Ein mehrachsiges Hybrid-Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug ist aus der DE 10 2008 043 849 A1 bekannt. Dieses mehrachsige Hybrid-Antriebssystem weist eine erste Einheit auf, die einen Verbrennungsmotor, eine Trennkupplung und ein automatisiertes Schaltgetriebe umfasst, welche einer ersten, mechanisch angetriebenen Achse des Fahrzeugs zugeordnet ist. Des Weiteren ist zumindest eine weitere Einheit vorhanden, die elektrische Radnabenmotoren oder einen konventionellen elektrischen Achsantrieb in Verbindung mit einer elektrischen Maschine aufweist, wobei jeweils eine weitere Einheit jeweils einer elektrisch angetriebenen Achse des Fahrzeugs zugeordnet ist. Bei diesem Hybrid-Antriebssystem ist vorgesehen, dass das Fahrzeug während eines Gangwechsels von der der elektrisch angetriebenen Achse zugeordneten Einheit derart antreibbar ist, dass die Zugkraftunterbrechung im automatisierten Schaltgetriebe während des Gangwechseins kompensiert wird. Anstelle eines automatisierten Schaltgetriebes kann auch ein Lastschaltautomatgetriebe vorgesehen sein. Mit diesem mehrachsigen Hybrid-Antriebssystem wird ein rein mechanischer, ein rein elektrischer und ein kombinierter Betrieb durch das gleichzeitige Antreiben der mechanisch und der zumindest einen elektrisch angetriebenen Achse ermöglicht, wobei sich im rein elektrischen Betrieb das automatisierte Schaltgetriebe oder das Lastschaltautomatgetriebe in seiner Neutralstellung befinden muss, oder die Trennkupplung zwischen der Brennkraftmaschine und dem Getriebe geöffnet sein muss.
Eine rein elektrische Fahrt in der Neutralstellung des Getriebes und/oder bei geöffneter Trennkupplung zwischen der Brennkraftmaschine und dem Getriebe führt zu recht hohen Schleppmomenten im Getriebe, die zu einem erhöhten Verbrauch an elektrischer Energie und damit zu einer Verminderung der Reichweite bei einer vorgegebenen Batteriekapazität führen. Des Weiteren kann der Betrieb in der Neutralstellung des Getriebes unzulässig hohe innere Getriebedrehzahlen hervorrufen.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, mit dem sich die Schleppmomente des Getriebes sowie unzulässig hohe, innere Getriebedrehzahlen vermeiden lassen.
Diese Aufgabe ist durch ein Hybridantriebssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich bei einem rein elektrischen Antrieb des Kraftfahrzeugs unzulässig hohe Getriebedrehzahlen und Getriebeschleppmomente vermeiden lassen, wenn nicht nur die Brennkraftmaschine sondern auch das Getriebe vollständig von den elektrisch angetriebenen Teilen des Fahrzeugantriebs getrennt ist. Die Erfindung geht daher aus von einem Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine Brennkraftmaschine, ein stufenloses oder schaltbares Getriebe und zumindest eine elektrische Maschine, wobei durch die Brennkraftmaschine über das Getriebe und ein Ausgleichsgetriebe eine erste Achse des Kraftfahrzeugs sowie durch die parallel zur Brennkraftmaschine angeordnete zumindest eine elektrische Maschine die erste Achse und/oder eine zweite Achse des Kraftfahrzeugs antreibbar sind. Die gestellte Aufgabe ist dadurch gelöst, dass zumindest zwischen der ersten Achse des Kraftfahrzeugs und dem Getriebe wenigstens eine Abkoppeleinrichtung angeordnet ist.
Vorzugsweise ist die Abkoppeleinrichtung zwischen dem Ausgleichsgetriebe und dem Getriebe angeordnet. Diese Anordnung ist sowohl bei einer Frontantriebsanordnung als auch bei einer Heckantriebsanordnung des Kraftfahrzeugs problemlos möglich, wenn die Abkoppeleinrichtung an der Ausgangswelle des Getriebes oder an der Eingangswelle des Ausgleichsgetriebes angeordnet wird.
Wenn die Brennkraftmaschine und das Getriebe für deren Einbau in Front-Quer- Anordnung in das Kraftfahrzeug ausgebildet und zusammengebaut sind sowie die Kraftübertragung vom Getriebe zum Ausgleichsgetriebe über einen Stirnradsatz erfolgt, dann kann die Abkoppeleinrichtung vorteilhafterweise an einem Zahnrad des Stirn rad- satzes angeordnet sein, vorzugsweise an einem Zahnrad auf einer Zwischenwelle des Stirnradsatzes.
Bei einer Anordnung der Brennkraftmaschine und des Getriebes im Fahrzeug in Front-Quer-Bauweise lässt sich die zumindest eine elektrische Maschine baulich in einem gemeinsamen Gehäuse mit dem Getriebe und dem Ausgleichsgetriebe anordnen, so dass die zumindest eine elektrische Maschine an dem Stirnradsatz zum Ausgleichsgetriebe antreibend angreifen kann.
Unabhängig von der Anordnung der Brennkraftmaschine, des Getriebes, der zumindest einen elektrischen Maschine und des Ausgleichsgetriebes, das heißt, unabhängig davon, ob es sich um ein Kraftfahrzeug mit Frontantrieb, Heckantrieb oder Allradantrieb handelt, kann die wenigstens eine Abkoppeleinrichtung zwischen einer Rad- antriebswelle und einem zugehörigen Zahnrad des Ausgleichsgetriebes angeordnet und mit diesen verbunden sein. Bei geöffneter Abkoppeleinrichtung ist die Verbindung zwischen dem Ausgleichsgetriebe und der einen Radwelle getrennt, so dass bei einem elektrischen Antrieb des Fahrzeugs die drehbaren Bauteile des mit dem Ausgleichsgetriebe in Antriebsverbindung stehenden Getriebes stillstehen, auch wenn sich die Achswellen mit den Rädern des Kraftfahrzeugs drehen.
Bei nur einer Abkoppeleinrichtung zwischen einer Radantriebswelle und einem zugehörigen Zahnrad im Ausgleichsgetriebe drehen sich die Zahnräder im Ausgleichsgetriebe und erzeugen ein geringfügiges Schleppmoment. Dieses Schleppmoment lässt sich ganz vermeiden, wenn je eine Abkoppeleinrichtung zwischen je einer Radantriebswelle und je einem zugehörigen Zahnrad im Ausgleichsgetriebe angeordnet wird.
Die Abkoppeleinrichtung kann in bekannter Weise als Klauenkupplung mit oder ohne Synchronisiereinrichtung, oder als Reibungskupplung ausgebildet sein. Die Betätigung der Abkoppeleinrichtung kann in bekannter Weise durch einen in der Welle sitzenden, radial wirkenden Aktuator erfolgen, oder es kann der Aktuator koaxial zur Abkoppeleinrichtung angeordnet sein, wobei sich der Aktuator hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch mittels durch die Welle geführte Energiezufuhrleitungen betätigen lässt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer in einer Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele weiter erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 ein Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug, bei dem die Brennkraftmaschine und das Getriebe in Front-Quer-Anordnung in das Kraftfahrzeug eingebaut sind und zumindest eine elektrische Maschine antriebswirksam am Antrieb für das Ausgleichsgetriebe angreift,
Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs mit einem Zweiachsantrieb, bei dem die Brennkraftmaschine und das Getriebe in Front-Quer-Anordnung in das Kraftfahrzeug eingebaut sind und eine erste Achse des Kraftfahrzeugs antreiben, während mittels wenigstens einer elektrischen Maschine eine zweite Achse des Kraftfahrzeugs antreibbar ist, Fig. 3 eine detaillierte Darstellung des Antriebssystems der ersten Achse des Fahrzeugs gemäß Fig. 2 mit Anordnung der Abkoppeleinrichtung an einem Zahnrad eines Stirn radsatzes zwischen dem Getriebe sowie dem Ausgleichsgetriebe, und
Fig. 4 eine detaillierte Darstellung des Antriebssystems für die erste Achse des Kraftfahrzeugs gemäß Fig. 2 mit Anordnung der Abkoppeleinrichtung am Ausgleichsgetriebe.
In Fig. 1 ist schematisch ein Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug dargestellt, das über ein Vorderachs-Ausgleichsgetriebe 10 auf eine erste Achse 2 wirkt, die hier als Vorderachse des Kraftfahrzeugs 1 ausgebildet ist und ein rechtes Vorderrad 3 sowie ein linkes Vorderrad 4 aufweist. Das Hybridantriebssystem weist zunächst eine Brennkraftmaschine 8 und ein Getriebe 9 auf, wobei letzteres als ein stufenloses oder schaltbares Getriebe ausgebildet sein kann. Wenn dieses Getriebe 9 ein Stufenschaltgetriebe ist, kann es in bekannter Weise als Handschaltgetriebe oder als Automatgetriebe mit Lastschaltelementen ausgebildet sein.
Der Antrieb des Vorderachs-Ausgleichsgetriebes 10 erfolgt einerseits durch die Brennkraftmaschine 8 über ein Anfahrelement 17, das als herkömmliche Reibungskupplung, als herkömmlicher Drehmomentwandler oder als eine elektrische Maschine ausgebildet sein kann, das Getriebe 9 und einen Stirnzahnradsatz. Dieser Stirnzahnradsatz besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einem mit einer Getriebeausgangswelle 32 drehfest verbundenen ersten Zahnrad 18, einem mit einer Zwischenwelle 20 dreh fest verbundenen ersten Zwischenzahnrad 19, einem als Losrad ausgebildeten und auf der Zwischenwelle 20 drehbar angeordneten zweiten Zwischenzahnrad 21 , sowie einem mit dem Gehäuse des Vorderachs-Ausgleichsgetriebes 10 drehfest verbundenen vierten Zahnrad 22. Das als Losrad ausgebildete zweite Zwischenzahnrad 21 lässt sich mittels einer Abkoppeleinrichtung 23 an die Zwischenwelle 20 ankuppeln oder von dieser abkuppeln.
Im Vorderachs-Ausgleichsgetriebe 10 sind ein mit einer Radantriebswelle 1 1 für das rechte Vorderrad 3 verbundenes erstes Kegelrad 24, ein mit einer Radantriebswel- le 12 für das linke Vorderrad 4 verbundenes Kegelrad 25 sowie ein erstes und ein zweites Umlaufkegelrad 26, 27 angeordnet. Das am Gehäuse des Ausgleichsgetriebes 10 befestigte Zahnrad 22 kämmt außerdem mit einem fünften Zahnrad 28, welches drehfest mit der Antriebswelle 29 einer elektrischen Maschine 30 verbunden ist.
Im geschlossenen Zustand der Abkoppeleinrichtung 23 kann die Brennkraftmaschine 8 die Achse 2 mit den Vorderrädern 3, 4 antreiben, während bei geöffneter Abkoppeleinrichtung 23 dies nicht möglich ist. Bei geöffneter Abkoppeleinrichtung 23 kann ein Antrieb der ersten Achse 2 mit den Vorderrädern 3, 4 daher nur mittels der elektrischen Maschine 30 erfolgen. In diesem Zustand besteht ein geringfügiges Schleppmoment nur noch durch das mit dem Zahnrad 22 am Gehäuse des Vorderachs-Aus- gleichsgetriebes 10 im Eingriff stehenden zweiten Zwischenzahnrad 21 , während das erste Zahnrad 18, das erste Zwischenzahnrad 19 und alle drehbaren Bauteile des Getriebes 9 still stehen und demnach keine Schleppmomente erzeugen.
Das Getriebe 9, das Vorderachs-Ausgleichsgetriebe 10, die elektrische Maschine 30 und die genannten Zahnräder 18, 19, 21 , 22 und 28 können, wie Fig. 1 zeigt, in einem gemeinsamen Gehäuse 31 angeordnet sein, was zu einer kompakten Bauweise führt.
Das in Fig. 1 dargestellte Hybridantriebssystem kann wie in Fig. 2 dargestellt in einem Kraftfahrzeug 1 angeordnet sein, welches zwei angetriebenen Achsen 2, 5 aufweist. Die erste angetriebene Achse 2 stellt die Vorderachse des Kraftfahrzeug 1 dar, und die Brennkraftmaschine 8 sowie das Getriebe 9 mit dem Vorderachs-Ausgleichsgetriebe 10 sind in Front-Quer-Anordnung in das Kraftfahrzeug 1 eingebaut. Die zweite Achse 5, welche die Hinterachse des Kraftfahrzeugs 1 bildet, ist mittels einer elektrischen Maschine 13 antreibbar, welche über ein Hinterachs-Ausgleichsgetriebe 14 auf eine zum linken Hinterrad 6 führende linke Radantriebswelle 15 und auf eine zum rechten Hinterrad 7 führende rechte Radantriebswelle 1 6 wirkt.
Es ist auch möglich, die zweite Achse 5 des Kraftfahrzeugs 1 als Vorderachse und die erste Achse 2 als Hinterachse des Kraftfahrzeugs 1 auszubilden, wenn es sich bei dem Kraftfahrzeug 1 beispielsweise um einen Autobus mit Heckmotor handelt. Des Weiteren kann es sich bei dem Kraftfahrzeug 1 auch um einen Gelenkbus, wie er in der DE 10 2008 043 849 A1 dargestellt und beschrieben ist, handeln, wobei die erste Achse 2 dann die letzte Achse eines Hinterwagens des Gelenkbus bildet, während die zweite Achse 5 die Hinterachse des Vorderwagens bildet. Eine entsprechende Anordnung ist auch in Verbindung mit einem mehr als zweiachsigen Kraftfahrzeug ohne Gelenk möglich.
Das in Fig. 1 dargestellte Hybridantriebssystem kann auch ohne eine elektrisch angetriebene zweite Achse 5 des Kraftfahrzeugs 1 auskommen, während das Hybridantriebssystem gemäß Fig. 3 aus einem verbrennungsmotorischen Antrieb für die erste Achse 2 des Kraftfahrzeugs 1 und der elektromotorisch angetriebenen zweiten Achse 5 des Kraftfahrzeugs 1 gemäß Fig. 2 besteht. In diesem Fall ist, wie aus Fig. 3 ersichtlich, die elektrische Maschine 30 mit ihrer Antriebswelle 29 und dem vierten Zahnrad 28 entfallen, jedoch weiterhin die Abkoppeleinrichtung 23 vorhanden. Daher lässt sich das Kraftfahrzeug 1 entweder über die erste Achse 2 allein mittels der Brennkraftmaschine 8, allein mittels der elektrischen Maschine 13 an der zweiten Achse 5 oder additiv verbrennungsmotorisch und elektrisch antreiben.
Beim Antrieb der ersten Achse 2 durch die Brennkraftmaschine 8 allein oder zusammen mittels der elektrischen Maschine 13 an der zweiten Achse 5 ist die Abkoppeleinrichtung 23 geschlossen, während die Abkoppeleinrichtung 23 beim Antrieb des Kraftfahrzeugs 1 ausschließlich durch die elektrische Maschine 13 geöffnet ist. Somit entstehen bei einem Antrieb ausschließlich mittels der elektrischen Maschine 13 praktisch keine Schleppmomente im Getriebe.
Das gleiche gilt für die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform, bei der die Abkoppeleinrichtung 23 zwischen einem ersten Kegelrad 24 des Vorderachs-Ausgleichs- getriebes 10 und der zum rechten Vorderrad 3 führenden Radantriebswelle 1 1 angeordnet ist. Eine zweite, hier nicht dargestellte Abkoppeleinrichtung, kann zwischen dem zweiten Kegelrad 25 des Vorderachs-Ausgleichsgetriebes 10 und der zum linken Vorderrad 4 führenden Radantriebswelle 12 angeordnet sein. Das Vorderachs-Ausgleichsgetriebe 10 ist in bekannter Weise als Kegelradausgleichsgetriebe mit den einem ersten Kegelrad 24 und einem zweiten Kegelrad 25 sowie einem ersten Umlaufkegelrad 26 und einem zweiten Umlaufkegelrad 27 ausgebildet, die in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. Ebenso ist es möglich, das Ausgleichsgetriebe 10, genauso wie das in Fig. 2 dargestellte Ausgleichsgetriebe 14 an der zweiten Achse 5 in bekannter Weise als Stirnradausgleichsgetriebe auszubilden.
Da sich die Figuren 1 , 2, 3 und 4 nur hinsichtlich der Anordnung der Abkoppeleinrichtung 23 und der elektrischen Maschine 13, 30 unterscheiden, sind die übereinstimmenden Elemente des Hybridantriebssystems mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
Die elektrische Maschine 30 ist auf das Vorderachs-Ausgleichsgetriebe 10 und die elektrische Maschine 13 auf das Hinterachs-Ausgleichsgetriebe 14 wirkend dargestellt. Ebenso ist es möglich, jeweils eine elektrische Maschine auf je ein Rad 3, 4, 6, 7 wirkend vorzusehen, in welchem Fall das Hinterachs-Ausgleichsgetriebe 14 an der zweiten Achse 5 der Fig. 2 entfallen kann.
Bezuqzeichenliste
Kraftfahrzeug
Erste Achse, Vorderachse
Rechtes Vorderrad
Linkes Vorderrad
Zweite Achse, Hinterachse
Linkes Hinterrad
Rechtes Hinterrad
Brennkraftmaschine
Getriebe
Vorderachs-Ausgleichsgetriebe
Radantriebswelle zum rechten Vorderrad 3
Radantriebswelle zum linken Vorderrad 4
Elektrische Maschine
Hinterachs-Ausgleichsgetriebe
Radantriebswelle zum linken Hinterrad 6
Radantriebswelle zum rechten Hinterrad 7
Anfahrelement
Erstes Zahnrad
Erstes Zwischenzahnrad (zweites Zahnrad)
Zwischenwelle
Zweites Zwischenzahnrad (drittes Zahnrad)
Zahnrad am Ausgleichsgetriebe 10 (viertes Zahnrad)
Abkoppeleinrichtung
Erstes, mit der Radantriebswelle 1 1 verbundenes Kegelrad
Zweites, mit der Radantriebswelle 12 verbundenes Kegelrad
Erstes Umlaufkegelrad
Zweites Umlaufkegelrad
Zahnrad an Antriebswelle 29 (fünftes Zahnrad)
Antriebswelle
Elektrische Maschine
Gemeinsames Gehäuse Getriebeausgangswelle

Claims

Patentansprüche
1 . Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug (1 ), aufweisend eine Brenn kraft- maschine (8), ein stufenloses oder schaltbares Getriebe (9) und zumindest eine elektrische Maschine (13, 30), wobei durch die Brennkraftmaschine (8) über das Getriebe (9) und ein Ausgleichsgetriebe (10) eine erste Achse (2) des Kraftfahrzeugs (1 ) sowie durch die parallel zur Brennkraftmaschine (1 ) angeordnete zumindest eine elektrische Maschine (13, 30) die erste Achse (2) und/oder eine zweite Achse (5) des Kraftfahrzeugs (1 ) antreibbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwischen der ersten Achse (2) des Kraftfahrzeugs (1 ) und dem Getriebe (9) wenigstens eine Abkoppeleinrichtung (23) angeordnet ist.
2. Hybridantriebssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abkoppeleinrichtung (23) zwischen dem Ausgleichsgetriebe (10) und dem Getriebe (9) angeordnet ist.
3. Hybridantriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (8) und das Getriebe (9) für deren Einbau in Front-Quer-Anordnung in das Kraftfahrzeug (1 ) ausgebildet und zusammengebaut sind, dass die Kraftübertragung vom Getriebe (9) zum Ausgleichsgetriebe (10) über einen Stirn radsatz (18, 19, 21 , 22) erfolgt, und dass die Abkoppeleinrichtung (23) an einem Zahnrad (21 ) des Stirn rad- satzes (18, 19, 21 , 22) angeordnet ist.
4. Hybridantriebssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragung vom Getriebe (9) zum Ausgleichsgetriebe (10) über einen zweistufigen Stirn radsatz (18, 19, 21 , 22) erfolgt, und dass die Abkoppeleinrichtung (23) an einem Zahnrad (21 ) auf einer Zwischenwelle (20) angeordnet ist.
5. Hybridantriebssystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine elektrische Maschine (30) in einem gemeinsamen Gehäuse (31 ) mit dem Getriebe (9) und dem Ausgleichsgetriebe (10) angeordnet ist, und dass der Stirnradsatz (18, 19, 21 , 22) von der zumindest einen elektrische Maschine (30) antreibbar ist.
6. Hybridantriebssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Abkoppeleinrichtung (23) zwischen einer Radantriebswelle (1 1 ) und einem zugehörigen Zahnrad (24) des Ausgleichsgetriebes (10) angeordnet sowie mit diesen verbunden ist.
7. Hybridantriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der wenigstens einen elektrischen Maschine (13) die zweite Achse (5) des Kraftfahrzeugs (1 ) antreibbar ist.
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