DE102019102437A1 - Drive train for a motor vehicle and motor vehicle with such a drive train - Google Patents
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Abstract
Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem stufenlosen Getriebe (3), welches eine Eingangswelle (12), über die ein Antriebsdrehmoment in dieses Getriebe (3) einleitbar ist, und eine Ausgangswelle (13), über welche ein Abtriebsdrehmoment aus diesem Getriebe (3) ausleitbar ist, aufweist,wobei der Antriebsstrang weiter wenigstens eine Verbrennungskraftmaschine (1) aufweist, welche eine Verbrennungskraftmaschinenantriebswelle (14) aufweist, über die von der Verbrennungskraftmaschine (1) ein erstes Antriebsdrehmoment zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellbar ist,und wenigstens eine elektrische Antriebsmaschine (2), welche eine E-Maschinenantriebswelle (16) aufweist, über die von der elektrischen Antriebsmaschine (2) ein zweites Antriebsdrehmoment zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellbar ist,und einem Ausgangsritzel (15), mit welchem das Abtriebsdrehmoment aus dem stufenlosen Getriebe (3) in Richtung zu wenigstens einer antreibbaren Kraftfahrzeugachse (4) mit wenigstens einem antreibbaren Rad (5) übertragbar ist,wobei dieser Antriebsstrang eine erste Trennkupplung (9) aufweist, welche bezogen auf die Drehmomentübertragung zwischen der Verbrennungskraftmaschinenantriebswelle (14) und der Ausgangswelle (13) angeordnet ist undwobei der Antriebsstrang eine zweite Trennkupplung (10) aufweist, welche bezogen auf die Drehmomentübertragung zwischen der Ausgangswelle (13) und dem Ausgangsritzel (15) angeordnet ist,dadurch gekennzeichnet, dassdie E-Maschinenantriebswelle (16) zur Drehmomentübertragung dauerhaft mit der Eingangswelle (12) oder der Ausgangswelle (13) des stufenlosen Getriebes (3) verbunden ist.Drive train for a motor vehicle, with at least one continuously variable transmission (3) which has an input shaft (12) via which a drive torque can be introduced into this transmission (3), and an output shaft (13) via which an output torque from this transmission (3 ) can be diverted, the drive train further having at least one internal combustion engine (1) which has an internal combustion engine drive shaft (14) via which a first drive torque can be provided by the internal combustion engine (1) for driving the motor vehicle, and at least one electric drive machine ( 2), which has an electric machine drive shaft (16) via which a second drive torque can be provided by the electric drive machine (2) for driving the motor vehicle, and an output pinion (15) with which the output torque from the continuously variable transmission (3) in the direction of at least one drivable motor vehicle axle (4) with whom At least one drivable wheel (5) can be transmitted, this drive train having a first separating clutch (9) which, in relation to the torque transmission, is arranged between the internal combustion engine drive shaft (14) and the output shaft (13) and the drive train having a second separating clutch (10) , which is arranged in relation to the torque transmission between the output shaft (13) and the output pinion (15), characterized in that the electric machine drive shaft (16) for torque transmission is permanently connected to the input shaft (12) or the output shaft (13) of the continuously variable transmission ( 3) is connected.
Description
Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 16.The invention relates to a drive train for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle, according to the preamble of
Die
Der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Antriebsstrang und ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders vorteilhafte Fahrbereitschaft des Kraftfahrzeugs realisiert werden kann. Diese Aufgabe wird durch einen Antriebsstrang gemäß Patentanspruch 1 beziehungsweise durch ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Antriebsstrang gemäß Patentanspruch 14 gelöst, zu bevorzugende Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The object of the present invention is to further develop a drive train and a motor vehicle of the type mentioned at the outset in such a way that the motor vehicle can be particularly advantageously ready to drive. This object is achieved by a drive train according to
Unter einem Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug im Sinn der Erfindung ist ein Antriebssystem zum Bereitstellen von Antriebsleistung zum Überwinden von Fahrwiderständen, insbesondere Rollwiderstand, Luftwidersand und Steigungswiderstand, eines Kraftfahrzeugs, insbesondere also eines Personenkraftwagens zu verstehen. Dieser Antriebsstrang weist wenigstens ein stufenlosverstellbares Getriebe, also ein stufenloses Getriebe auf.A drive train for a motor vehicle in the sense of the invention is to be understood as a drive system for providing drive power for overcoming driving resistance, in particular rolling resistance, air resistance and gradient resistance, of a motor vehicle, in particular thus a passenger car. This drive train has at least one continuously variable transmission, that is to say a continuously variable transmission.
Im Sinn der Erfindung ist unter einem stufenlosverstellbaren Getriebe, beziehungsweise einem stufenlosen Getriebe, ein Getriebe zu verstehen, bei welchem Antriebsleistung von einer Eingangswelle auf eine Ausgangswelle mit einer vorgebbaren Übersetzung übertragbar ist, wobei diese Übersetzung, wenigstens in einem bestimmten Bereich, kontinuierlich, beziehungsweise stufenlos, veränderbar ist. Weiter vorzugsweise weist ein derartiges Getriebe also die Eingangswelle, Mittel zum kontinuierlichen Verändern des Übersetzungsverhältnisses und die Ausgangswelle auf, wobei Mittels der Eingangswelle dem stufenlosen Getriebe Antriebsleistung zuführbar ist, insbesondere von der Verbrennungskraftmaschine. Diese Eingangswelle ist also auf einer Antriebsseite des stufenlosen Getriebes angeordnet, insbesondere ist die Eingangswelle also, bezogen auf die Drehmomentübertragung von der Eingangswelle auf die Ausgangswelle, vor den Mitteln zum Bereitstellen der stufenlosen Übersetzung angeordnet und ist vorzugsweise mit diesen selektiv verbindbar oder bevorzugt dauerhaft mit diesen verbunden.In the sense of the invention, a continuously variable transmission, or a continuously variable transmission, is to be understood as a transmission in which drive power can be transmitted from an input shaft to an output shaft with a predefinable ratio, this ratio, at least in a certain range, continuously or continuously , is changeable. Further preferably, such a transmission thus has the input shaft, means for continuously changing the transmission ratio and the output shaft, drive power being able to be supplied to the continuously variable transmission, in particular from the internal combustion engine, by means of the input shaft. This input shaft is thus arranged on a drive side of the continuously variable transmission, in particular the input shaft is therefore, in relation to the torque transmission from the input shaft to the output shaft, arranged in front of the means for providing the continuously variable transmission and is preferably selectively connectable or preferably permanently with these connected.
Mittels der Ausgangswelle ist demnach die Antriebsleistung beim Antrieb des Kraftfahrzeugs aus dem stufenlosen Getriebe abgebbar und die Ausgangswelle ist damit also auf einer Abtriebsseite des stufenlosen Getriebes angeordnet, insbesondere also, bezogen auf die Drehmomentübertragung von der Eingangswelle auf die Ausgangswelle, nach den Mitteln zum Bereitstellen der stufenlosen Übersetzung. Vorzugsweise ist die abtriebsseitig angeordnete Ausgangswelle mit den Mitteln zum Bereitstellen der stufenlosen Übersetzung selektiv verbindbar oder ist bevorzugt dauerhaft mit diesen verbunden.By means of the output shaft, the drive power when driving the motor vehicle can thus be output from the continuously variable transmission and the output shaft is thus arranged on an output side of the continuously variable transmission, in particular, based on the torque transmission from the input shaft to the output shaft, according to the means for providing the stepless translation. Preferably, the output shaft arranged on the output side can be selectively connected to the means for providing the continuously variable transmission or is preferably permanently connected to these.
Zur Drehmomentübertragung beim Bereitstellen von Antriebsleistung und zum Verändern der Übersetzung des Getriebes sind zwischen diesen Wellen (Eingangswelle, Ausgangswelle) somit die Mittel zum kontinuierlichen Verändern des Übersetzungsverhältnisses vorgesehen, wobei diese Mittel vorzugsweise als sogenannter Kettenvariator ausgebildet sind. Derartige stufenlose Getriebe sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Bauformen als sogenannte CVT-Getriebe (continously variable transmissons) bekannt.The means for continuously changing the gear ratio are thus provided between these shafts (input shaft, output shaft) for torque transmission when providing drive power and for changing the transmission ratio, these means preferably being designed as a so-called chain variator. Such continuously variable transmissions are known from the prior art in various designs as so-called CVT transmissions (continuously variable transmissons).
Zum Bereitstellen von Antriebsleistung weist dieser Antriebsstrang wenigstens eine Verbrennungskraftmaschine, mit einer Verbrennungskraftmaschinenantriebswelle zum Abgeben der Antriebsleistung (Drehzahl, Drehmoment), auf. Im Sinn der Erfindung ist unter einer Verbrennungskraftmaschine eine thermische Kraftmaschine mit innerer Verbrennung zum Umwandeln von, insbesondere chemisch gebundener, Energie in mechanische Antriebsleistung (Drehzahl / Drehmoment) zu verstehen. Derartige Verbrennungskraftmaschinen sind in unterschiedlichen Bauformen, beispielsweise als Hubkolbenmotor, welcher vorzugsweise nach dem Ottoprinzip oder nach dem Dieselprinzip betreibbar ist, bekannt. Im Sinne der Erfindung ist die Verbrennungskraftmaschinenantriebswelle als rotierbare Welle der Verbrennungskraftmaschine zu verstehen, mit welcher von dieser Antriebsleistung in Form von Drehzahl und Drehmoment abgebbar ist, eine derartige Verbrennungskraftmaschinenantriebswelle kann als sogenannte Kurbelwelle ausgebildet sein und insbesondere zur Abgabe eines ersten Antriebsdrehmoments eingerichtet.To provide drive power, this drive train has at least one internal combustion engine, with an internal combustion engine drive shaft for delivering the drive power (speed, torque). In the sense of the invention, an internal combustion engine is to be understood as a thermal internal combustion engine for converting, in particular chemically bound, energy into mechanical drive power (speed / torque). Internal combustion engines of this type are known in different designs, for example as a reciprocating piston engine, which can preferably be operated according to the gasoline principle or the diesel principle. In the sense of the invention, the internal combustion engine drive shaft is to be understood as a rotatable shaft of the internal combustion engine, with which this drive power can be output in the form of speed and torque Internal combustion engine drive shaft can be designed as a so-called crankshaft and in particular can be set up to deliver a first drive torque.
Weiter weist der Antriebsstrang wenigstens eine elektrische Antriebsmaschine auf, welche im Sinn der Erfindung als elektromechanischer Energiewandler, vorzugsweise also als Elektromotor oder als Elektromotor/Generator verstanden werden kann. Eine solche elektrische Antriebsmaschine weist zum Abgeben von mechanischer Antriebsleistung (Drehzahl, Drehmoment) eine E-Maschinenantriebswelle auf, über die von der elektrischen Antriebsmaschine ein zweites Antriebsdrehmoment zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellbar ist.Furthermore, the drive train has at least one electric drive machine, which in the sense of the invention can be understood as an electromechanical energy converter, preferably as an electric motor or as an electric motor / generator. Such an electric drive machine has an electric machine drive shaft for delivering mechanical drive power (speed, torque), via which an electric drive machine can provide a second drive torque for driving the motor vehicle.
Im Sinne der Erfindung ist unter der Ausgangswelle des stufenlosen Getriebes eine Getriebewelle zu verstehen, auf welche die Antriebsleistung von der Verbrennungskraftmaschine und von der elektrischen Antriebsmaschine übertragbar ist und welche in Drehmomentübertragungsrichtung von der Verbrennungskraftmaschine auf eine antreibbare Kraftfahrzeugachse nach den Mitteln zum Bereitstellen der stufenlosen Übersetzung und vor einem sogenannten Ausgangsritzel, beziehungsweise vor einer sogenannten Kraftfahrzeugwelle, angeordnet ist. Insbesondere im Fall eines Kettenwandlergetriebes wird die stufenlose Übersetzung durch zwei Paare verstellbarer Kegelscheiben und ein um diese beiden Paare umlaufendes Zugmittel bereitgestellt. Die Ausgangswelle ist in einer solchen Ausführungsform demnach mit dem am Ausgang des stufenlosverstellbaren Kettenwandlergetriebes angeordneten Paar von Kegelscheiben dauerhaft verbunden oder ist vorzugsweise selektiv mit diesem Paar verbindbar und weiter vorzugsweise ist die Ausgangswelle konzentrisch zu diesem Paar von Kegelscheiben angeordnet.In the sense of the invention, the output shaft of the continuously variable transmission is to be understood as a transmission shaft to which the drive power can be transferred from the internal combustion engine and from the electric drive machine and which in the torque transmission direction from the internal combustion engine to a drivable motor vehicle axle according to the means for providing the continuously variable transmission and is arranged in front of a so-called output pinion, or in front of a so-called motor vehicle shaft. In the case of a chain converter transmission in particular, the stepless transmission is provided by two pairs of adjustable conical disks and a traction device rotating around these two pairs. In such an embodiment, the output shaft is accordingly permanently connected to the pair of conical disks arranged at the output of the continuously variable chain converter transmission or is preferably selectively connectable to this pair, and further preferably the output shaft is arranged concentrically with this pair of conical disks.
Weiter weist der Antriebsstrang das oben genannte Ausgangsritzel auf, wobei dieses Ausgangsritzel als Bauteil ausgebildet ist, mit welchem das Abtriebsdrehmoment aus, beziehungsweise von, dem stufenlosen Getriebe kommend, in Richtung zu der wenigstens einen antreibbaren Kraftfahrzeugachse mit wenigstens einem antreibbaren Rad übertragbar ist. Vorzugsweise ist das Ausgangsritzel einstückig ausgebildet und bevorzugt ist das Ausgangsritzel als mehrteiliges Bauteil ausgebildet. Weiter ist das Ausgangsritzel in Drehmomentübertragungsrichtung von dem stufenlos Getriebe zur antreibbaren Kraftfahrzeugachse nach der Ausgangswelle und vor dem Achsdifferential angeordnet und insbesondere ist das Ausgangsritzel selektiv mit der Ausgangswelle koppelbar.Furthermore, the drive train has the above-mentioned output pinion, this output pinion being designed as a component with which the output torque, or coming from the continuously variable transmission, can be transmitted in the direction of the at least one drivable motor vehicle axle with at least one drivable wheel. The output pinion is preferably formed in one piece and the output pinion is preferably designed as a multi-part component. Furthermore, the output pinion is arranged in the torque transmission direction from the continuously variable transmission to the drivable motor vehicle axle after the output shaft and in front of the axle differential, and in particular the output pinion can be selectively coupled to the output shaft.
Im Sinne der Erfindung ist unter der antreibbaren Kraftfahrzeugachse eine Einrichtung zu verstehen, mit welcher die Antriebsleistung aus dem stufenlosen Getriebe auf eine Fahrbahnoberfläche übertragbar ist. Weiter ist das Ausgangsritzel, bezogen auf die Drehmomentübertragung von der Verbrennungskraftmaschine oder von der elektrischen Antriebsmaschine auf die Kraftfahrzeugachse, also unmittelbar nach der Ausgangswelle angeordnet und ist selektiv und vorzugsweise drehfest mit dieser verbindbar. In einem Betriebszustand des Antriebsstrangs, in welchem sowohl die Verbrennungskraftmaschine, wie auch die elektrische Antriebsmaschine Antriebsleistung bereitstellen, werden diese beiden Antriebsleistungen, abzüglich unvermeidbarer Verluste, als Summenleistung von dem Ausgangsritzel übertragen.In the sense of the invention, the drivable motor vehicle axle is to be understood as a device with which the drive power can be transferred from the continuously variable transmission to a road surface. Furthermore, the output pinion, based on the torque transmission from the internal combustion engine or from the electric drive machine to the motor vehicle axis, is arranged directly after the output shaft and is selectively and preferably non-rotatably connectable to it. In an operating state of the drive train in which both the internal combustion engine and the electric drive machine provide drive power, these two drive powers, minus unavoidable losses, are transmitted as total power from the output pinion.
Zum Steuern und Bereitstellen unterschiedlicher Betriebsmodi weist der Antriebsstrang eine erste Trennkupplung und eine zweite Trennkupplung auf. Im Sinn der Erfindung ist unter einer Trennkupplung eine Einrichtung zum selektiven Herstellen und Unterbrechen einer drehmomentleitenden Verbindung zwischen zwei Bauteilen, insbesondere zwischen zwei Wellen, zu verstehen. Weiter vorzugsweise ist die erste Trennkupplung, bezogen auf die Drehmomentübertragung, zwischen der Verbrennungskraftmaschinenantriebswelle und der Eingangswelle des stufenlosen Getriebes angeordnet, so dass die Verbrennungskraftmaschine von der antreibbaren Kraftfahrzeugachse selektiv abkoppelbar ist. Vorzugsweise ist die erste Trennkupplung, bezogen auf die Drehmomentübertragung, wenigstens zwischen der Verbrennungskraftmaschinenantriebswelle und dem Ausgangsritzel angeordnet und weiter vorzugsweise ist diese Trennkupplung auch nach der Eingangswelle und besonders bevorzugt vor der zweiten Trennkupplung, bezogen auf die Drehmomentübertragung von der Verbrennungskraftmaschine zur antreibbaren Kraftfahrzeugachse, angeordnet. Die zweite Trennkupplung hingegen ist, bezogen auf die Drehmomentübertragung, zwischen der Ausgangswelle und dem Ausgangsritzel angeordnet, so dass bei geöffneter zweiter Trennkupplung Antriebsleistung weder von der elektrischen Antriebsmaschine noch von der Verbrennungskraftmaschine auf die antreibbare Kraftfahrzeugachse übertragbar sind.To control and provide different operating modes, the drive train has a first clutch and a second clutch. In the sense of the invention, a separating clutch is to be understood as a device for selectively establishing and interrupting a torque-conducting connection between two components, in particular between two shafts. Further preferably, the first separating clutch, based on the torque transmission, is arranged between the internal combustion engine drive shaft and the input shaft of the continuously variable transmission, so that the internal combustion engine can be selectively decoupled from the drivable motor vehicle axis. The first separating clutch, based on the torque transmission, is preferably arranged at least between the internal combustion engine drive shaft and the output pinion, and further preferably this separating clutch is also arranged after the input shaft and particularly preferably before the second separating clutch, based on the torque transmission from the internal combustion engine to the drivable motor vehicle axle. The second separating clutch, on the other hand, is arranged between the output shaft and the output pinion, based on the torque transmission, so that when the second separating clutch is open, drive power can be transmitted neither from the electric drive machine nor from the internal combustion engine to the drivable motor vehicle axle.
Die E-Maschinenantriebswelle, also die Welle der elektrischen Antriebsmaschine zum Abgeben von Antriebsleistung (Drehzahl, Drehmoment), ist dauerhaft und damit nicht selektiv mit der Eingangswelle oder der Ausgangswelle des stufenlosen Getriebes verbunden. Insbesondere durch einen solchen Aufbau sind ein besonders platzsparender Aufbau des Antriebsstrangs und eine einfache Steuerbarkeit dieses Antriebsstrangs erreichbar.The electric machine drive shaft, i.e. the shaft of the electric drive machine for delivering drive power (speed, torque), is permanent and therefore not selectively connected to the input shaft or the output shaft of the continuously variable transmission. In particular, such a design enables a particularly space-saving design of the drive train and simple controllability of this drive train to be achieved.
In einer bevorzugt Ausführungsform der Erfindung ist das Ausgangsritzel wenigstens abschnittsweise oder vorzugsweise vollständig, als Hohlwelle ausgebildet. Weiter vorzugsweise ist das Ausgangsritzel konzentrisch zur Ausgangswelle angeordnet, so dass sich diese, wenigstens abschnittsweise, in einer Längsrichtung überdecken und sich so ein geschachtelter Aufbau bezüglich dieser beiden Bauteile (Ausgangsritzel, Ausgangswelle) ergibt. Weiter vorzugsweise ist das Ausgangsritzel gegenüber, beziehungsweise auf, der Ausgangswelle drehbar gelagert. Insbesondere durch diese Gestaltung des Ausgangsritzels ist ein platzsparender Aufbau erreichbar.In a preferred embodiment of the invention, the output pinion is at least partially or preferably completely as Hollow shaft trained. More preferably, the output pinion is arranged concentrically with the output shaft, so that these overlap, at least in sections, in a longitudinal direction and thus result in a nested structure with respect to these two components (output pinion, output shaft). More preferably, the output pinion is rotatably mounted opposite, or on, the output shaft. A space-saving construction can be achieved in particular through this design of the output pinion.
In einer bevorzugt Ausführungsform der Erfindung ist das stufenlose Getriebe als Zugmittelgetriebe ausgebildet, vorzugsweise als Kettenwandlergetriebe mit einer Zugglieder- oder Schubgliederkette mit zwei Paaren kegeliger Scheiben, um welche das Zugmittel zur Leistungsübertragung umläuft. Insbesondere derartige Kettenwandlergetriebe sind als besonders betriebssicherer Getriebe bekannt und somit ist ein Antriebsstrang mit hoher Betriebssicherheit darstellbar.In a preferred embodiment of the invention, the continuously variable transmission is designed as a traction mechanism transmission, preferably as a chain converter transmission with a traction link or push link chain with two pairs of conical disks, around which the traction mechanism rotates for power transmission. In particular, chain converter transmissions of this type are known as particularly reliable transmissions, and thus a drive train with high operational reliability can be represented.
In einer bevorzugt Ausführungsform der Erfindung ist in Drehmomentübertragungsrichtung zwischen der E-Maschinenantriebswelle und der Welle des stufenlosen Getriebes, mit welcher diese zur Drehmomentübertragung verbunden ist, also der Eingangswelle oder der Ausgangswelle des stufenlosen Getriebes, ein Planetengetriebe angeordnet, so dass die E-Maschinenantriebswelle und damit die elektrische Antriebsmaschine durch dieses Planetengetriebe mit der jeweiligen Welle des stufenlosen Getriebes dauerhaft verbunden ist. Weiter vorzugsweise ist es auch ermöglicht, an Stelle des Planentengetriebes ein Zugmittelgetriebe oder vorzugsweise ein Stirnradgetriebe einzusetzen.In a preferred embodiment of the invention, a planetary gear is arranged in the torque transmission direction between the electric machine drive shaft and the shaft of the continuously variable transmission with which it is connected for torque transmission, i.e. the input shaft or the output shaft of the continuously variable transmission, so that the electric machine drive shaft and so that the electric drive machine is permanently connected to the respective shaft of the continuously variable transmission by this planetary gear. Further preferably, it is also possible to use a traction mechanism or preferably a spur gear instead of the planetary gear.
In einer bevorzugt Ausführungsform der Erfindung ist die erste Trennkupplung bezogen auf die Drehmomentübertragung zwischen der Verbrennungskraftmaschinenantriebswelle und der Eingangswelle des stufenlosen Getriebes angeordnet. Insbesondere durch diese Anordnung der ersten Trennkupplung ist die Drehmomentübertragung zwischen der Eingangswelle und der Verbrennungskraftmaschinenantriebswelle selektiv unterbrechbar und somit wird das stufenlose Getriebe bei geöffneter erster Trennkupplung nicht von der Verbrennungskraftmaschine mitgeschleppt und es ergeben sich so keine Schleppverluste und es ist ein Antriebsstrang mit hoher Effizienz darstellbar.In a preferred embodiment of the invention, the first separating clutch is arranged in relation to the torque transmission between the internal combustion engine drive shaft and the input shaft of the continuously variable transmission. In particular, this arrangement of the first separating clutch allows the torque transmission between the input shaft and the internal combustion engine drive shaft to be selectively interrupted, and thus the continuously variable transmission is not dragged along by the internal combustion engine when the first separating clutch is open, so there are no drag losses and a drive train can be represented with high efficiency.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die erste Trennkupplung, bezogen auf die Drehmomentübertragung, zwischen der Ausgangswelle des stufenlosen Getriebes, beziehungsweise zwischen der mit der Ausgangswelle dauerhaft verbundenen E-Maschinenantriebswelle, und der Verbrennungskraftmaschinenantriebswelle aber nach der Eingangswelle angeordnet. Insbesondere ist die erste Trennkupplung in dieser Ausführungsform, bezogen auf die Drehmomentübertragung ausgehend von der Verbrennungskraftmaschine, nach den Mitteln zum Bereitstellen der stufenlosen Übersetzung angeordnet. Insbesondere durch diese Anordnung der ersten Trennkupplung, ist die Drehmomentübertragung zwischen den Mitteln zum Bereitstellen der stufenlosen Übersetzung und dem Ausgangsritzel selektiv unterbrechbar und somit ist das stufenlose Getriebe bei geöffneter erster Trennkupplung von der angetriebenen Kraftfahrzeugachse trennbar und wird, insbesondere im Schubbetrieb oder bei Antrieb des Kraftfahrzeugs ausschließlich über die elektrische Antriebsmaschine, insbesondere also bei abgestellter Verbrennungskraftmaschine, nicht mitgeschleppt und verursacht so keine Schleppverlust. Insbesondere durch die Verringerung oder Vermeidung von Schleppverlusten ist ein effizienter Antriebsstrang darstellbar.In a further preferred embodiment of the invention, the first separating clutch, based on the torque transmission, is arranged between the output shaft of the continuously variable transmission, or between the electric machine drive shaft permanently connected to the output shaft, and the internal combustion engine drive shaft after the input shaft. In particular, the first separating clutch in this embodiment, based on the torque transmission from the internal combustion engine, is arranged after the means for providing the continuously variable transmission ratio. In particular through this arrangement of the first separating clutch, the torque transmission between the means for providing the continuously variable transmission and the output pinion can be selectively interrupted and thus the continuously variable transmission can be separated from the driven motor vehicle axle when the first separating clutch is open, and becomes, in particular, in overrun mode or when the motor vehicle is driven only dragged along via the electric drive machine, in particular when the internal combustion engine is switched off, and thus causes no drag loss. An efficient drive train can be represented, in particular, by reducing or avoiding drag losses.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste beziehungsweise die zweite Trennkupplung als formschlüssige Kupplung ausgebildet, bevorzugt ist die erste Trennkupplung als reibschlüssige Kupplung ausgebildet. Insbesondere mittels einer formschlüssigen Kupplung ist auf einem bestimmten Bauraum ein hohes Drehmoment, verglichen mit einer reibschlüssigen Kupplung, übertragbar und somit ist ein kompakter Antriebsstrang darstellbar. In einer weiter bevorzugt Ausführungsform ist die erste Trennkupplung als eine reibschlüssige Kupplung ausgebildet. Insbesondere mittels einer reibschlüssigen Kupplung ist ein einfaches Öffnen (kein Drehmoment übertragbar) und Schließen (Drehmoment übertragbar) der Kupplung ermöglicht, da eine reibschlüssige Trennkupplung auch bei einer Drehzahldifferenz der beiden miteinander zu koppelnden Bauteil schließbar ist und somit ist ein einfach zu steuernder Antriebsstrang darstellbar.In a preferred embodiment, the first or the second separating clutch is designed as a positive coupling, the first separating clutch is preferably designed as a frictional coupling. In particular, by means of a positive clutch, a high torque can be transmitted in a certain installation space compared to a friction clutch, and thus a compact drive train can be represented. In a further preferred embodiment, the first clutch is designed as a friction clutch. In particular, by means of a frictional clutch, simple opening (no torque transferable) and closing (torque transferable) of the clutch is made possible, since a frictional clutch can be closed even when there is a speed difference between the two components to be coupled, and thus an easily controllable drive train can be represented.
In einer bevorzugt Ausführungsform der Erfindung ist, bezogen auf die Drehmomentübertragung zwischen der Verbrennungskraftmaschinenantriebswelle und der Eingangswelle ein Anpassgetriebe angeordnet. Insbesondere mittels eines Anpassgetriebes ist die von der Verbrennungskraftmaschine abgegebene Drehzahl, beziehungsweise das von dieser bereitstellbare Drehmoment, an die Last- beziehungsweise Drehzahlanforderung des Kraftfahrzeugs anpassbar. Insbesondere mittels eines Anpassgetriebes ist der Betrieb der Verbrennungskraftmaschine in einem für diese günstigen Betriebsbereich ermöglicht und somit ist ein Antriebsstrang mit hoher Effizienz darstellbar. Weiter vorteilhaft ist in einer solchen Ausführungsform die Breite des Antriebsstrangs, gegenüber einer Ausführungsform ohne Anpassgetriebe, verringert, sogenanntes Y-Maß, da das stufenlose Getriebe, wenigstens teilweise oder vorzugsweise vollständig, neben der Verbrennungskraftmaschine anordenbar ist, beziehungsweise geometrisch zwischen der Verbrennungskraftmaschine und der antreibbaren Kraftfahrzeugachse angeordnet werden kann.In a preferred embodiment of the invention, based on the torque transmission between the internal combustion engine drive shaft and the input shaft, an adapter gear is arranged. In particular by means of an adaptation gear, the speed of the internal combustion engine, or the torque that can be provided by it, can be adapted to the load or speed requirement of the motor vehicle. The internal combustion engine can be operated in an operating range that is favorable for this purpose, in particular by means of a matching gearbox, and thus a drive train can be represented with high efficiency. In such an embodiment, the width of the drive train is furthermore advantageous, compared to an embodiment without a matching gear, so-called Y dimension, since the continuously variable gear, at least partially or preferably completely, in addition to the Internal combustion engine can be arranged, or can be arranged geometrically between the internal combustion engine and the drivable motor vehicle axis.
In einer bevorzugt Ausführungsform der Erfindung ist das Anpassgetriebe als ein Zugmittelgetriebe ausgebildet oder das Anpassgetriebe weist bevorzugt zur Leistungsübertragung von der Verbrennungskraftmaschine auf das stufenlose Getriebe zu mindestens ein Zugmittelgetriebe auf. Weiter vorzugsweise ist die Verbrennungskraftmaschinenantriebswelle achsparallel und radial beabstandet zur Eingangswelle des stufenlosen Getriebes angeordnet. Zur Leistungsübertragung von der Verbrennungskraftmaschinenantriebswelle auf die Eingangswelle ist bei einer solchen Ausführungsform demnach ein radialer Abstand zu überbrücken. Vorzugsweise ist für diese Überbrückung das Anpassgetriebe vorgesehen und besonders bevorzugt ist dieses als Zugmittelgetriebe ausgebildet. Vorzugsweise ist das Zugmittelgetriebe als Kettengetriebe oder als Zahnriemengetriebe ausgebildet, bevorzugt weist das Zugmittelgetriebe ein Zugmittel zur formschlüssigen Übertragung der Antriebskräfte auf. Insbesondere Zugmittelgetriebe weisen einen kleinen Bauraumbedarf zum Überbrücken eines radialen Abstandes auf und so ist ein kompakter Antriebsstrang darstellbar.In a preferred embodiment of the invention, the adaptation gear is designed as a traction mechanism transmission or the adaptation transmission preferably has at least one traction mechanism transmission for power transmission from the internal combustion engine to the continuously variable transmission. The internal combustion engine drive shaft is further preferably arranged axially parallel and radially spaced from the input shaft of the continuously variable transmission. In such an embodiment, a radial distance must therefore be bridged for power transmission from the internal combustion engine drive shaft to the input shaft. The adapter gear is preferably provided for this bridging and particularly preferably it is designed as a traction mechanism gear. The traction mechanism transmission is preferably designed as a chain transmission or as a toothed belt transmission; the traction mechanism transmission preferably has a traction mechanism for the positive transmission of the drive forces. Traction mechanism transmissions in particular have a small space requirement for bridging a radial distance, and thus a compact drive train can be represented.
In einer bevorzugt Ausführungsform der Erfindung ist das Anpassgetriebe als ein Stirnradgetriebe ausgebildet oder bevorzugt weist das Anpassgetriebe zur Leistungsübertragung von der Verbrennungskraftmaschine auf das stufenlose Getriebe zu mindestens ein Stirnradgetriebe auf. Insbesondere mit einem Zugmittelgetriebe sind hohe Antriebsleistungen mit hohem Wirkungsgrad übertragbar.In a preferred embodiment of the invention, the adaptation gear is designed as a spur gear or, preferably, the adaptation gear has power transmission from the internal combustion engine to the continuously variable transmission to at least one spur gear. With a traction mechanism transmission in particular, high drive powers can be transmitted with high efficiency.
In einer bevorzugt Ausführungsform der Erfindung weist die antreibbare Kraftfahrzeugachse zwei antreibbare Räder zum Übertragen von Antriebsleistung auf eine Fahrbahnoberfläche auf und ist damit insbesondere als eine angetriebene Vorder- oder Hinterachse eines Kraftfahrzeugs ausgebildet. Weiter vorzugsweise sind diese beiden antreibbaren Räder mit einem Achsdifferential kinematisch miteinander gekoppelt, insbesondere um einen Drehzahlausgleich der beiden antreibbaren Räder bei einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs zu ermöglichen. Vorzugsweise ist das Achsdifferential als ein Stirnraddifferential und bevorzugt als ein Kegelraddifferential ausgebildet. Weiter ist der Antriebsstrang vorzugsweise derart ausgebildet, dass von dem Ausgangsritzel Antriebsleistung, welche von der Verbrennungskraftmaschine oder von der elektrischen Antriebsmaschine oder von beiden bereitgestellt ist, auf das Achsdifferential übertragbar und von diesem ausgehend, auf die beiden antreibbaren Räder verteilbar ist.In a preferred embodiment of the invention, the drivable motor vehicle axle has two drivable wheels for transmitting drive power to a road surface and is thus in particular designed as a driven front or rear axle of a motor vehicle. More preferably, these two drivable wheels are kinematically coupled to one another with an axle differential, in particular in order to enable the two drivable wheels to be compensated for when the motor vehicle is cornering. The axle differential is preferably designed as a spur gear differential and preferably as a bevel gear differential. Furthermore, the drive train is preferably designed such that drive power, which is provided by the internal combustion engine or by the electric drive machine or by both, can be transmitted from the output pinion to the axle differential and, starting from this, can be distributed to the two drivable wheels.
In einer bevorzugt Ausführungsform der Erfindung weist der Antriebsstrang eine weitere elektrische Antriebsmaschine auf, mit welcher ein drittes Antriebsdrehmoment zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellbar. Dabei ist diese weitere elektrische Antriebsmaschine, bezogen auf die Drehmomentübertragung von der zuvor genannten elektrischen Antriebsmaschine auf das Achsdifferential, nach, beziehungsweise hinter, dem Ausgangsritzel und weiter vorzugsweise hinter dem Achsdifferential oder bevorzugt vor dem Achsdifferential angeordnet. Insbesondere durch eine solche Anordnung der beiden elektrischen Antriebsmaschinen ist es ermöglicht, dass diese beiden elektrischen Antriebsmaschinen (elektrische Antriebsmaschine, weitere elektrische Antriebsmaschine) unabhängig voneinander Antriebsleistung an die antreibbare Kraftfahrzeugachse abgeben. Weiter vorzugsweise weisen die beiden elektrischen Antriebsmaschinen jeweils einen Leistungsübertragungspfad an das Achsdifferential auf, so dass jeder dieser Leistungsübertragungspfade eine an die jeweilige elektrische Antriebsmaschine angepasste Übersetzung zur Übertragung der Antriebsleistung aufweisen kann.In a preferred embodiment of the invention, the drive train has a further electric drive machine with which a third drive torque can be provided for driving the motor vehicle. This further electric drive machine, based on the torque transmission from the aforementioned electric drive machine to the axle differential, is arranged behind or behind the output pinion and further preferably behind the axle differential or preferably in front of the axle differential. In particular, such an arrangement of the two electric drive machines makes it possible for these two electric drive machines (electric drive machine, further electric drive machine) to deliver drive power to the drivable motor vehicle axle independently of one another. Further preferably, the two electric drive machines each have a power transmission path to the axle differential, so that each of these power transmission paths can have a gear ratio adapted to the respective electric drive machine for transmitting the drive power.
Weiter ist ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebstrang der zuvor beschriebenen Bauart vorgesehen.Furthermore, a motor vehicle with a drive train of the type described above is provided.
Nachfolgend sind einzelne Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert, dabei zeigt:
-
1 : eine schematisiert dargestellte erste Ausführungsform des Antriebsstrangs, -
2 : eine schematisiert dargestellte zweite Ausführungsform des Antriebsstrangs, -
3 : eine schematisiert dargestellte dritte Ausführungsform des Antriebsstrangs, -
4 : eine schematisiert dargestellte vierte Ausführungsform des Antriebsstrangs, -
5 : eine schematisiert dargestellte fünfte Ausführungsform des Antriebsstrangs.
-
1 1 shows a schematically illustrated first embodiment of the drive train, -
2nd : a schematically illustrated second embodiment of the drive train, -
3rd : a schematically illustrated third embodiment of the drive train, -
4th : a schematically illustrated fourth embodiment of the drive train, -
5 : a schematically illustrated fifth embodiment of the drive train.
Den im Folgenden dargestellten Ausführungsformen des Antriebsstrangs ist es gemein, dass dieser jeweils mit einer zweiten elektrischen Antriebsmaschine dargestellt sind, dieses Merkmal ist optional und daher entsprechend dargestellt, gestrichelte Umrisslinie.It is common to the embodiments of the drive train shown below that they are each shown with a second electric drive machine, this feature is optional and therefore shown accordingly, dashed outline.
Die symbolhaft dargestellte erste Trennkupplung zum selektiven Verbinden der Verbrennungskraftmaschine mit dem Antriebsstrang kann als reibschlüssige oder formschlüssige Kupplung ausgeführt sein, ebenso die zweite Trennkupplung.The symbolically illustrated first clutch for selectively connecting the internal combustion engine to the drive train can be designed as a frictional or positive clutch, as can the second clutch.
In der in
Konzentrisch zur Ausgangswelle
Von dem Ausgangsritzel
Optional ist eine weitere elektrische Antriebmaschine
In der in
Konzentrisch zur Ausgangswelle
Von dem Ausgangsritzel
Optional ist eine weitere elektrische Antriebmaschine
In der in
Konzentrisch zur Eingangswelle
Zur Drehzahl-/Drehmomentanpassung ist die E-Maschinenantriebswelle
Von dem Ausgangsritzel
Optional ist eine weitere elektrische Antriebmaschine
In der in
Die elektrische Antriebsmaschine
Von dem Ausgangsritzel
Optional ist eine weitere elektrische Antriebmaschine
In
Die erste Trennkupplung
Bei abgekoppelter Verbrennungskraftmaschine
Die zweite Trennkupplung
BezugszeichenlisteReference list
- 11
- VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
- 22nd
- Elektrische AntriebsmaschineElectric prime mover
- 33rd
- Stufenloses GetriebeContinuously variable transmission
- 44th
- antreibbare Kraftfahrzeugachsedrivable motor vehicle axle
- 55
- antreibbares Raddrivable wheel
- 66
- AchsdifferentialAxle differential
- 77
- Weitere elektrische AntriebsmaschineAnother electric drive machine
- 88th
- StirnradgetriebeHelical gear
- 99
- erste Trennkupplungfirst clutch
- 1010th
- zweite Trennkupplungsecond clutch
- 1111
- PlanetengetriebePlanetary gear
- 1212th
- EingangswelleInput shaft
- 1313
- AusgangswelleOutput shaft
- 1414
- VerbrennungskraftmaschinenantriebswelleInternal combustion engine drive shaft
- 1515
- AusgangsritzelOutput sprocket
- 1616
- E-MaschinenantriebswelleE-machine drive shaft
- 1717th
- AnpassgetriebeAdapter gear
- 1818th
- DrehschwingungsdämpferTorsional vibration damper
- 1919th
- Abtriebsseite des stufenlosen GetriebesOutput side of the continuously variable transmission
- 2020
- Antriebsseite des stufenlosen GetriebesDrive side of the continuously variable transmission
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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-
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