DE102009034509A1 - Axle drive for vehicles - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung beschreibt ein Achsgetriebe für Fahrzeuge, umfassend eine linke und eine rechte Abtriebswelle (111a, 111b), eine erste elektrische Antriebsmaschine (105a), welche mit der linken Abtriebswelle (111a) in Wirkverbindung steht, und eine zweite elektrische Antriebsmaschine (105b), welche mit der rechten Abtriebswelle (111b) in Wirkverbindung steht. Die erste und die zweite elektrische Antriebsmaschine (105a, 105b) sind jeweils als Drehstromgenerator ausgebildet und dazu vorgesehen, in einem oder mehreren vorbestimmten Betriebszuständen ein Drehmoment zu erzeugen, welches ein Differenzmoment zwischen der linken und der rechten Abtriebswelle (111a, 111b) erzeugt, so dass die beiden Abtriebswellen (111a, 111b) unterschiedlich große Drehmomente übertragen können.The invention describes an axle drive for vehicles, comprising a left and a right output shaft (111a, 111b), a first electrical drive machine (105a) which is in operative connection with the left output shaft (111a), and a second electrical drive machine (105b), which is in operative connection with the right output shaft (111b). The first and second electric drive machines (105a, 105b) are each designed as a three-phase generator and are intended to generate a torque in one or more predetermined operating states that generates a differential torque between the left and right output shafts (111a, 111b), see above that the two output shafts (111a, 111b) can transmit torques of different sizes.
Description
Die Erfindung betrifft ein Achsgetriebe für Fahrzeuge. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Achsgetriebe zum Verteilen eines Antriebsmoments auf wenigstens zwei Abtriebswellen einer Hinterachse eines Fahrzeugs.The The invention relates to a transaxle for vehicles. The The invention particularly relates to a transaxle for distributing a Drive torque on at least two output shafts of a rear axle of a vehicle.
Bei
Fahrzeugen wird ein von einer Antriebsmaschine erzeugtes Antriebsmoment
bedarfsgerecht über ein Getriebe zu den Antriebsrädern
geleitet. Zur Leistungsverteilung werden Ausgleichsgetriebe eingesetzt,
wobei als Ausgleichsgetriebe sog. Querdifferentiale in Bezug auf
die Fahrtrichtung eines Fahrzeugs zur Querverteilung der Antriebsleistung
auf die Antriebsräder einer Fahrzeugachse verwendet werden.
Für die Quermomentverteilung an der Hinterachse von Fahrzeugen
sind verschiedene Arten von Ausgleichsgetrieben bekannt, die auch
als sog. Torque-Vectoring-Systeme bezeichnet werden. Hierbei wird
zwischen kupplungsbasierten und kupplungslosen Systemen unterschieden.
Ein kupplungsloses Torque-Vectoring-System mit einer elektromotorischen
Aktuierung ist beispielsweise aus der
Daneben
können auch direktmotorische, kupplungslose Systeme (kupplungsloses
Momentenverteilungssystem KMV) zu einer Quermomentverteilung an
einer Antriebsachse eines Fahrzeugs eingesetzt werden. Eine schematische
Darstellung eines derartigen Systems ist beispielhaft in
Das
Bremsmoment kann durch elektromotorisches Bremsen unter Energiezufuhr
aus einem Bordnetz des Fahrzeugs oder durch generatorisches Bremens
unter Energiezufuhr aus dem Antriebsstrang erzeugt werden. Ferner
ist die zusätzliche Einspeisung eines elektromotorischen
Antriebsmoments über eine der beiden elektrischen Antriebsmaschinen
Eine entscheidende Rolle zur Gewährleistung der beschriebenen Funktion kommt hierbei den verwendeten elektrischen Antriebsmaschinen zu. Bestehende kupplungslose Torque-Vectoring-Systeme sehen als Antriebsmaschinen permanentmagnetisch erregte, elektrisch kommutierte (EC)-Maschinen vor. Beispielsweise werden permanentmagnetisch erregte Synchronmaschinen oder Transversalflussmaschinen eingesetzt. Der Vorteil dieser Antriebsmaschinen besteht darin, dass diese verschleißfrei arbeiten und gleichzeitig eine hohe Leistungsdichte aufweisen. Der Einsatz permanentmagnetisch erregter EC-Maschinen in einem Achsgetriebe der beschriebenen Art bringt jedoch folgende Nachteile mit sich.
- 1. Im inaktiven Betrieb des Achsgetriebes entstehen hohe Schleppverluste. Aufgrund der sich zeitlich bzw. rotatorisch ändernden permanentmagnetisch erregten Luftspaltfelder der EC-Maschinen treten im inaktiven Betriebszustand des Achsgetriebes, d. h. bei einer ungebremsten Geradeausfahrt des Fahrzeugs, magnetische Verluste auf. Da sich die magnetischen Schleppverluste mit mechanischen Schleppverlusten summieren, werden Kraftstoffverbrauch und CO2-Emissionen erhöht.
- 2. Im Fehlerfall des Achsgetriebes muss ein sofortiger Wechsel
des aktuellen Betriebszustands in einen vollständigen Leerlauf
erfolgen. Vollständiger Leerlauf bedeutet, dass von den
Antriebsmaschinen keinerlei Momente auf die Abtriebswellen aufgebracht
werden. Fällt beispielsweise bei dem in
2 beschriebenen Achsgetriebe eine der beidenAntriebsmaschinen 105a ,105b aus, so muss gewährleistet sein, dass die noch arbeitende, zweite Antriebsmaschine unverzüglich in den Leerlauf überführt wird. Ohne diese Funktion besteht die Gefahr, dass das Fahrzeug aufgrund des fehlerhaften, einseitigen Betriebs und des daraus hervorgehenden Giermoments einen sicherheitskritischen Zustand einnehmen kann. Aufgrund der bereits erwähnten magnetischen Schleppverluste ist eine derartige Sicherheitsfunktion mit EC-Maschinen nur mit sehr hohem Aufwand realisierbar. Der Wechsel des Betriebszustands in den vollständigen Leerlauf kann nur durch eine Regelung realisiert werden, die das Antriebsmoment der jeweiligen Antriebsmaschinen aktiv zu Null regelt. Eine zuverlässige Ausführung der derartigen Sicherheitsfunktion ist nur sehr aufwändig realisierbar. - 3. Ein weiterer Nachteil ist die thermische Belastung der Leistungselektronik im Rekuperationsbetrieb. Die im Rekuperationsbetrieb generierte elektrische Leistung hängt funktionsbedingt von der Drehzahl der elektrischen Antriebsmaschinen bzw. der Fahrzeuggeschwindigkeit ab. Die Regelung einer konstanten Ladespannung einer Batterie erfordert, überschüssig generierte elektrische Leistung abzuleiten. Die dabei entstehende Wärme muss durch eine geeignete Kühlung der Leistungselektronik abgeführt werden, welche wiederum zusätzliche Kosten verursacht.
- 4. Die elektrischen Antriebsmaschinen derzeitiger Achsgetriebe sind hinsichtlich kostenökonomischer und fertigungstechnischer Aspekte nur bedingt in Serienfahrzeugen einsetzbar, da permanentmagnetisch erregte EC-Maschinen sehr teuer sind.
- 1. In inactive operation of the transaxle, high drag losses occur. Due to the temporally or rotationally changing permanent magnetically excited air gap fields of the EC machines, magnetic losses occur in the inactive operating state of the axle drive, ie during unrestrained straight-ahead driving of the vehicle. As magnetic drag losses add up to mechanical drag losses, fuel consumption and CO 2 emissions are increased.
- 2. In the event of a fault in the final drive, an immediate change of the current operating state to a complete idle must occur. Full idling means that no torque is applied to the output shafts by the prime movers. Falls for example in the in
2 described axle drive one of the twoprime movers 105a .105b from, it must be ensured that the still working, second drive machine is immediately transferred to idle. Without this function, there is a risk that the vehicle may assume a safety-critical state due to the faulty, unilateral operation and the resulting yaw moment. Due to the magnetic drag losses already mentioned, such a safety function can only be realized with EC machines with very high outlay. The change of the operating state in the full permanent idling can only be realized by a control that actively controls the drive torque of the respective drive machines to zero. A reliable execution of such a safety function is very complex feasible. - 3. Another disadvantage is the thermal load on the power electronics in Rekuperationsbetrieb. The electrical power generated in the recuperation operation depends on the function of the speed of the electric drive machines or the vehicle speed. The regulation of a constant charging voltage of a battery requires to dissipate excessively generated electric power. The resulting heat must be dissipated by a suitable cooling of the power electronics, which in turn causes additional costs.
- 4. The electric drive machines of current axle gearboxes can only be used to a limited extent with regard to cost-economic and production-related aspects in production vehicles, since permanently magnetically excited EC machines are very expensive.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Achsgetriebe anzugeben, welches die eingangs beschriebene Funktion auf einfachere und kostengünstigere Weise bereitstellt.It is therefore an object of the present invention to provide an axle drive, which the function described above to simpler and cheaper Way.
Diese Aufgabe wird durch ein Achsgetriebe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.These The object is achieved by a axle drive with the features of claim 1 solved. Advantageous embodiments emerge the dependent claims.
Die Erfindung schafft ein Achsgetriebe für Fahrzeuge, das eine linke und eine rechte Abtriebswelle, eine erste elektrische Antriebsmaschine, welche mit der linken Abtriebswelle in Wirkverbindung steht, und eine zweite elektrische Antriebsmaschine, welche mit der rechten Abtriebswelle in Wirkverbindung steht, umfasst. Hierbei sind die erste und die zweite elektrische Antriebsmaschine jeweils als Drehstromgenerator ausgebildet und dazu vorgesehen, in einem oder mehreren vorbestimmten Betriebszuständen ein Drehmoment zu erzeugen, welches ein Differenzmoment zwischen der linken und der rechten Abtriebswelle erzeugt, so dass die beiden Abtriebswellen unterschiedlich große Drehmomente übertragen können.The Invention provides an axle for vehicles, the one left and right output shafts, a first electric drive machine, which is in operative connection with the left output shaft, and a second electric drive machine, which with the right Output shaft is operatively connected includes. Here are the first and the second electric drive machine each as a three-phase generator designed and provided in one or more predetermined Operating conditions to generate a torque which a Differential torque between the left and right output shaft generated so that the two output shafts of different sizes Can transmit torques.
Im Vergleich zu einer permanentmagnetisch erregten EC-Maschine sind der Wirkungsgrad sowie die Leistungsdichte geringer. Darüber hinaus sind Drehstromgeneratoren typischerweise größer als die für ein Achsgetriebe vorgeschlagenen EC-Maschinen. Normalerweise wird ein Drehstromgenerator ausschließlich als Generator, z. B. als Lichtmaschine in einem Fahrzeug, eingesetzt. Trotz dieser Nachteile ist die Verwendung von Drehstromgeneratoren in einem, auf einem direktmotorischen, kupplungslosen KMV-System basierenden Achsgetriebe vorteilhaft. Der Vorteil eines Drehstromgenerators in einem erfindungsgemäßen Achsgetriebe besteht darin, dass diese Großserienbauteile darstellen und somit kostengünstig zur Verfügung stehen. Durch den Einsatz von feldorientierten Ansteuerungen ist eine Reduktion des Kraftstoffverbrauchs und der CO2-Emissionswerte realisierbar. Darüber hinaus weist die Verwendung von Drehstromgeneratoren sicherheitstechnische Vorteile im Falle eines Fehlers eines der beiden Antriebsmaschinen auf.Compared to a permanently magnetically excited EC machine, the efficiency and power density are lower. In addition, three-phase generators are typically larger than the EC machines proposed for a final drive. Normally, a three-phase generator is used exclusively as a generator, for. B. used as an alternator in a vehicle. Despite these disadvantages, the use of three-phase generators in one axle drive based on a direct-motor, clutch-free KMV system is advantageous. The advantage of a three-phase generator in a axle drive according to the invention is that these represent high-volume components and thus are available at low cost. Through the use of field-oriented controls, a reduction in fuel consumption and CO 2 emission values can be achieved. In addition, the use of three-phase generators safety advantages in case of failure of one of the two drive machines.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Drehstromgeneratoren Klauenpol-Drehstromgeneratoren sind. Ebenso können schleifringlose Leitstückläufer-Drehstromgeneratoren eingesetzt werden. Die Drehstromgeneratoren des erfindungsgemäßen Achsgetriebes können ferner als Doppelgenerator ausgebildet sein, mit dem in einem Rekuperationsbetrieb die Versorgung eines Zweispannungsbordnetzes vornehmbar ist. Die zuletzt genannte Variante ist auch dann von Vorteil, wenn die Anforderung einer höheren Leistung besteht. Diese genannten Typen von Drehstromgeneratoren werden in einer großen Stückzahl in Kraftfahrzeugen typischerweise als Lichtmaschinen eingesetzt. Aufgrund der großen Stückzahlen können diese einfach und kostengünstig hergestellt werden. Somit werden die Nachteile der hohen Kosten und der unzureichenden Industrialisierbarkeit derzeit verwendeter bzw. angedachter EC-Maschinen umgangen.Especially It is envisaged that the three-phase generators are claw-pole alternators. Similarly, slip-ringless Leitstückläufer three-phase generators be used. The three-phase generators of the axle transmission according to the invention can also be designed as a double generator, with in a Rekuperationsbetrieb the supply of a two-voltage on-board network is vornehmbar. The latter variant is also of Advantage if the demand for higher performance exists. These mentioned types of three-phase generators are in large numbers used in motor vehicles typically as alternators. Due to the large quantities can These are easily and inexpensively manufactured. Consequently become the disadvantages of high costs and insufficient industrializability currently used or planned EC machines bypassed.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die erste und zweite elektrische Antriebsmaschine jeweils über ein Planetengetriebe mit dem Achsgetriebe in Wirkverbindung stehen, wobei eine jeweilige Antriebsmaschine eine Drehkomponente, insbesondere ein Ritzel eines Planetenträgers, antreibt.In an expedient embodiment is provided that the first and second electric drive machine in each case via a planetary gear are in operative connection with the axle drive, wherein a respective drive machine is a rotary component, in particular a pinion of a planet carrier, drives.
Eine wichtige Rolle bei der Aktuierung der elektrischen Antriebsmaschinen des erfindungsgemäßen Achsgetriebes kommt der Gestaltung der Leistungselektronik zu. Da Drehstromgeneratoren im Betrieb nicht nur generatorisch, sondern auch motorisch arbeiten, kann die üblich eingesetzte Leistungselektronik der Lichtmaschinen nicht verwendet werden. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist jeder der Antriebsmaschinen eine Steuereinheit zur Ansteuerung einer Steuerschaltung zugeordnet, wobei der Steuereinheit als Steuergrößen zumindest ein Soll-Drehmoment und eine Soll-Spannung zuführbar sind. Es wird somit eine Ansteuerung verwendet, wie sie zur Ansteuerung elektronisch kommutierter Maschinen zum Einsatz kommt. Hiermit wird eine feldorientierte Regelung ermöglicht.A important role in the actuation of electric drive machines the axle transmission according to the invention comes Design of power electronics too. Because three-phase generators in operation not only regenerative, but also motor work, the usual used power electronics of the alternators not used become. According to another embodiment Each of the drive machines, a control unit for controlling a Assigned control circuit, wherein the control unit as control variables at least one desired torque and a desired voltage can be fed. It is thus used a control, as to control electronically commutated machines is used. Hereby becomes a field-oriented regulation allows.
Insbesondere ist der Steuereinheit als weitere Steuergröße zumindest eine den Betriebszustand der elektrischen Antriebsmaschine charakterisierende Messgröße, insbesondere ein mechanischer Winkel und eine Winkelgeschwindigkeit, zuführbar.In particular, the control unit is at least one the operating state as a further control variable the electrical drive machine characterizing measured variable, in particular a mechanical angle and an angular velocity, fed.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Steuerschaltung eine pulsweitenmodulierbare B6-Brückenschaltung.According to one In another embodiment, the control circuit comprises a pulse width modulatable B6 bridge circuit.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist durch die Steuereinheit mittels eines Schaltelements, insbesondere ein Halbleiterschaltelement, der Strom durch eine Erregerwicklung der elektrischen Antriebsmaschine einstellbar. Hierdurch wird das feldorientierte Regelungsverfahren ermöglicht, das eine einfache Ansteuerung sowie sicherheitstechnische Vorteile bietet.According to one Another embodiment is by the control unit by means of a Switching element, in particular a semiconductor switching element, the current through an exciter winding of the electric drive machine adjustable. This enables the field-oriented regulatory procedure, the simple control and safety advantages offers.
Zweckmäßigerweise ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, das Schaltelement im inaktiven Betrieb des Achsgetriebes geöffnet zu schalten. Der inaktive Betrieb des Achsgetriebes ist dadurch gekennzeichnet, dass ein gleiches Drehmoment an beiden Abtriebswellen anliegt, d. h. keine positive oder negative Momentenbeaufschlagung durch eine der elektrischen Antriebsmaschinen erfolgt.Conveniently, the control unit is adapted to the switching element in inactive operation of the axle drive to be opened. The inactive operation of the transaxle is characterized in that an identical Torque is applied to both output shafts, d. H. no positive or negative torque application by one of the electrical Drive machines done.
Es ist ferner zweckmäßig, wenn die Steuereinheit weiter dazu ausgebildet ist, das Schaltelement in einem Störfall geöffnet zu schalten. Bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Achsgetriebe mit EC-Maschinen ist die Gewährleistung eines vollständigen Leerlaufs in einem Störfall, bei dem von den Antriebsmaschinen keinerlei Drehmomente an die Abtriebswellen abgegeben werden dürfen, nicht oder nur sehr aufwändig realisierbar. Beim Einsatz des Achsgetriebes in einem Torque-Vectoring-System ist die Gewährleistung eines vollständigen Leerlaufs im Störfall jedoch von hoher Relevanz. Durch das erfindungsgemäße Achsgetriebe kann der Leerlauf im Störfall durch einfaches Unterbrechen der Stromzufuhr zu den Erregerwicklungen des betreffenden Drehstromgenerators, durch entsprechende Ansteuerung des Halbleiterschaltelements, realisiert werden.It is also useful if the control unit is further adapted to the switching element in an accident to open. In the from the prior art known axle drive with EC machines is the warranty a complete idling in an accident, in which of the prime movers no torques to the output shafts may be delivered, not or only very expensive realizable. When using the axle drive in a torque vectoring system is the guarantee of a complete idling but in case of failure of high relevance. By the invention Achsgetriebe, the idle in the event of a fault by simple Interrupting the power supply to the excitation windings of that concerned Three-phase generator, by appropriate control of the semiconductor switching element, will be realized.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Steuereinheit derart ausgebildet ist, das Schaltelement im Rekuperationsbetrieb der elektrischen Antriebsmaschine zur Regelung einer Ladespannung anzusteuern. Die Steuereinheit in Verbindung mit der Steuerschaltung erlaubt es, die Rekuperation nach dem Funktionsprinzip einer konventionellen Lichtmaschine vorzunehmen. Da das Erregerfeld des Drehstromgenerators frei variierbar ist, kann eine konstante, von der Drehzahl unabhängige Spannung zur Aufladung der Batterie effizient und einfach realisiert werden. Hierbei wird gegenüber bekannten Systemen im Rekuperationsbetrieb keine überschüssige Energie gewandelt, die anschließend wiederum mit hohem Aufwand in Form von Wärme abgeführt werden muss.It is also advantageous if the control unit is designed in this way is, the switching element in the recuperation of the electrical Drive machine to control a charging voltage to control. The Control unit in conjunction with the control circuit allows Recuperation according to the functional principle of a conventional Make alternator. As the exciter field of the alternator is freely variable, can be a constant, independent of the speed Voltage to charge the battery efficiently and easily realized become. This is compared to known systems in recuperation no excess energy was converted, which subsequently again with great effort in the form of heat dissipated must become.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung ist zusätzlich eine gemeinsame Ansteuerung für die erste und die zweite elektrische Antriebsmaschine vorgesehen, welche dazu ausgebildet ist, die Antriebsmaschinen selektiv als Generator oder Motor zu betreiben. Hierdurch kann die zur Aufbringung eines Bremsmoments notwendige Energie nicht nur durch elektromotorisches Bremsen unter Energiezufuhr aus dem Bordnetz oder durch generatorisches Bremsen unter Energiezufuhr aus dem Antriebsstrang erfolgen, sondern auch die Einspeisung von elektrischer Energie aus derjenigen elektrischen Antriebsmaschine, welche nicht zur Aufbringung des Bremsmoments verwendet wird und sich demgemäß im Rekuperationsbetrieb befindet.According to one further expedient embodiment is additional a common control for the first and the second provided electric drive machine, which is designed to is, the drive machines selectively as a generator or engine too operate. This allows the application of a braking torque necessary energy not only by electric motor braking with energy supply from the electrical system or by regenerative braking with energy supply taken from the drive train, but also the feed of electrical energy from the electric drive machine, which is not used to apply the braking torque and Accordingly, it is in recuperation.
Das erfindungsgemäße Achsgetriebe ermöglicht eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der CO2-Emissionswerte gegenüber dem eingangs beschriebenen System.The axle drive according to the invention makes it possible to reduce the fuel consumption and the CO 2 emission values compared with the system described in the introduction.
Dies resultiert daraus, dass bei dem erfindungsgemäßen Achsgetriebe das für die generatorische und motorische Funktion der Antriebsmaschine notwendige Erregerfeld der elektrischen Antriebsmaschinen ohne die Verwendung von Permanentmagneten erzeugt wird. Daher treten im inaktiven Zustand, z. B. bei ungebremster Geradeausfahrt des Fahrzeugs, weder Ummagnetisierungsverluste noch Verluste durch magnetische Induktion auf. Darüber hinaus können die hohen Schleppverluste bekannter, direktmotorischer kupplungsloser Systeme und die daraus resultierenden Erhöhungen von Kraftstoffverbrauch und CO2-Emissionen deutlich reduziert werden.This results from the fact that in the axle drive according to the invention the excitation field of the electric drive machines necessary for the regenerative and motor function of the drive machine is generated without the use of permanent magnets. Therefore, in the inactive state, e.g. As in unchecked straight ahead of the vehicle, neither Ummagnetisierungsverluste nor losses due to magnetic induction. In addition, the high towing losses of known, direct-motor clutchless systems and the resulting increases in fuel consumption and CO 2 emissions can be significantly reduced.
Die in einem erfindungsgemäßen Achsgetriebe einsetzbaren Drehstromgeneratoren werden in großen Stückzahlen als Lichtmaschinen in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Diese können daher kostengünstig produziert werden. Damit kann die Verwendung teurer Spezialmotoren, wie z. B. permanentmagnetisch erregte Synchronmaschinen, bürstenlose Gleichstrommaschinen oder Transversalflussmaschinen, welche in bekannten Achsgetrieben vorgeschlagen wurden, vermieden werden.The can be used in a axle drive according to the invention Three-phase generators are in large numbers used as alternators in motor vehicles. these can therefore be produced inexpensively. This can make the use more expensive Special motors, such. B. permanent magnetically excited synchronous machines, brushless DC machines or transversal flux machines, which have been proposed in known axle transmissions avoided become.
Die Erfindung wird nachfolgend näher anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:The The invention will be described in more detail below with reference to the figures. Show it:
Der
Aufbau des erfindungsgemäßen Achsgetriebes wurde
eingangs bereits im Zusammenhang mit
Eine
wichtige Rolle bei der Aktuierung der Drehstromgeneratoren kommt
hierbei der Gestaltung der Ansteuerung der Drehstromgeneratoren
zu. Da die Drehstromgeneratoren im Betrieb nicht nur generatorisch,
sondern auch motorisch arbeiten, kann die üblich eingesetzte
Ansteuerung, wie diese für Lichtmaschinen vorgesehen ist,
nicht verwendet werden. Die Erfindung schlägt deshalb die
Verwendung einer Ansteuerung vor, wie diese zur Ansteuerung elektronisch
kommutierter elektrischer Antriebsmaschinen verwendet wird. Eine
mögliche Ausführung der Ansteuerung eines Drehstromgenerators
in einem Achsgetriebe gemäß
Mit
dem Bezugszeichen
Die
Ansteuerung der Schaltelemente
Durch
entsprechende Taktung des Schaltelements
Durch die Verwendung eines Drehstromgenerators in einem direktmotorischen, kupplungslosen Achsgetriebe und die beschriebene feldorientierte Regelung bzw. Ansteuerung kann eine Reduktion des Kraftstoffverbrauchs und der CO2-Emissionswerte in einem Fahrzeug erzielt werden. Darüber hinaus ergeben sich sicherheitstechnische Vorteile, da ein sofortiger Wechsel in einen vollständigen Leerlauf der Antriebsmaschine möglich ist. Im Rekuperationsbetrieb wird keine überschüssige Energie gewandelt, wodurch sich wiederum energetische Vorteile ergeben. Die eingesetzten Komponenten sind mit geringen Stückkosten verfügbar, da diese bereits in hoher Stückzahl im Automobilbereich eingesetzt werden.By using an alternator in a direct-drive clutchless axle drive and the described field-oriented control, a reduction in fuel consumption and CO 2 emission levels in a vehicle can be achieved. In addition, there are safety advantages, since an immediate change to a complete idle the drive machine is possible. In recuperation operation, no excess energy is converted, which in turn results in energetic benefits. The components used are available with low unit costs, since these are already used in large quantities in the automotive sector.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- DrehstromgeneratorAlternator
- 22
- Wechselrichter (B6-Brückenschaltung)inverter (B6 bridge circuit)
- 2-12-1
- Schaltelement mit Freilaufdiodeswitching element with freewheeling diode
- 2-22-2
- Schaltelement mit Freilaufdiodeswitching element with freewheeling diode
- 2-32-3
- Schaltelement mit Freilaufdiodeswitching element with freewheeling diode
- 2-42-4
- Schaltelement mit Freilaufdiodeswitching element with freewheeling diode
- 2-52-5
- Schaltelement mit Freilaufdiodeswitching element with freewheeling diode
- 2-62-6
- Schaltelement mit Freilaufdiodeswitching element with freewheeling diode
- 33
- Erregerwicklungexcitation winding
- 44
- Schaltelementswitching element
- 55
- Batteriebattery
- 66
- Spannungsmesservoltmeter
- 77
- Winkelsensorangle sensor
- 88th
- Steuereinheitcontrol unit
- 99
- Steuerschaltungcontrol circuit
- 1010
- Kondensatorcapacitor
- 100100
- Antriebswelledrive shaft
- 101101
- Ritzelpinion
- 102102
- Tellerradcrown
- 103103
- Kegelraddifferentialbevel gear
- 104104
- Herr Aßfalg: bitte ergänzen.Sir Aßfalg: please complete.
- 105a105a
- erste elektrische Antriebsmaschinefirst electric drive machine
- 105b105b
- zweite elektrische Antriebsmaschinesecond electric drive machine
- 106106
- Ritzelpinion
- 107107
- Planetenträgerplanet carrier
- 108108
- Herr Aßfalg: bitte ergänzen.Sir Aßfalg: please complete.
- 109109
- ÜberlagerungsgetriebestufeSuperposition gear stage
- 110110
- Herr Aßfalg: bitte ergänzen.Sir Aßfalg: please complete.
- 111a111
- erste Abtriebswellefirst output shaft
- 111b111b
- zweite Abtriebswellesecond output shaft
- MSollMSoll
- Soll-DrehmomentDesired torque
- USollUcomm
- Soll-SpannungTarget voltage
- γSollγSoll
- mechanischer Soll-Drehwinkelmechanical Target rotation angle
- ωSollωSoll
- Soll-WinkelgeschwindigkeitTarget angular velocity
- UU
- gemessene Spannungmeasured tension
- γγ
- gemessener Drehwinkelmeasured angle of rotation
- I1I1
- gemessener Strommeasured electricity
- I2I2
- gemessener Strommeasured electricity
- I3I3
- gemessener Strommeasured electricity
- I4I4
- gemessener Strommeasured electricity
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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