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DE102011084858A1 - Parallel hybrid drive for motor car, has control unit that performs driving condition dependent control of drive shafts through drive shafts, so that driving torque is produced in consideration of torque generated by engine - Google Patents

Parallel hybrid drive for motor car, has control unit that performs driving condition dependent control of drive shafts through drive shafts, so that driving torque is produced in consideration of torque generated by engine Download PDF

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Publication number
DE102011084858A1
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Authority
DE
Germany
Prior art keywords
drive
combustion engine
parallel hybrid
internal combustion
torque
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102011084858A
Other languages
German (de)
Inventor
Thorsten Schubert
Christian Witt
Thomas Mehlis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority to DE102011084858A priority Critical patent/DE102011084858A1/en
Publication of DE102011084858A1 publication Critical patent/DE102011084858A1/en
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Abstract

The drive comprises electric motors (1,4) having drive shafts (2,5) for driving a left drive wheel (3) and a right driven wheel (6) respectively. Union coupling of internal combustion engine (7) with drive shafts is carried out with clutch unit (9). The driving condition dependent control of drive shafts is carried out through drive shafts by control unit (8), so that driving torque is produced in consideration of torque generated by the engine.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für ein Kraftfahrzeug mit zwei Elektromotoren, die einen radselektiven Antrieb ermöglichen.The invention relates to a drive for a motor vehicle with two electric motors, which enable a wheel-selective drive.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Elektrische Antriebskonzepte, die einen radselektiven Antrieb ermöglichen, sind hinlänglich bekannt. Derartige Antriebskonzepte ermöglichen eine individuelle Drehmoment- / bzw. Drehzahlentwicklung am linken und rechten angetriebenen Rad eines Fahrzeugs, wodurch sich die Fahrstabilität in verschiedenen Fahrsituationen, insbesondere bei Kurvenfahrten, deutlich erhöhen lässt. Electric drive concepts that enable a wheel-selective drive are well known. Such drive concepts allow for an individual torque / rotational speed development on the left and right driven wheels of a vehicle, as a result of which the driving stability can be significantly increased in different driving situations, in particular when cornering.

Ein derartiger Antrieb ist beispielsweise aus EP 1 551 658 B1 bekannt. Hier wird ein Fahrzeug mit elektrischen Einzelradantrieben vorgeschlagen, bei dem einem linken und einem rechten Antriebsrad jeweils ein elektrischer Antriebsmotor zugeordnet ist. Jeder Antriebsmotor ist über ein Verbindungsgetriebe mit dem ihm zugeordneten Antriebsrad trieblich verbunden. Der hier offenbarte Antrieb umfasst ferner eine schaltbare Kupplung, mit der die Antriebsräder wahlweise trieblich miteinander gekoppelt werden können.Such a drive is for example off EP 1 551 658 B1 known. Here, a vehicle is proposed with electric Einzelradantrieben in which a left and a right drive wheel is associated with an electric drive motor. Each drive motor is drivingly connected via a connecting gear with its associated drive wheel. The drive disclosed here further comprises a switchable clutch, with which the drive wheels can optionally be coupled to one another in terms of drive.

Aus DE 10 2009 002 805 A1 ist ein Parallelhybridantrieb für Kraftfahrzeuge mit einer im Zugbetrieb einkuppelnden Freilaufkupplung und einer dazu parallelen Reibungskupplung bekannt. Die Freilaufkupplung ermöglicht eine hohe Drehmomentübertragung durch den von ihr herbeigeführten Kraftschluss.Out DE 10 2009 002 805 A1 is a parallel hybrid drive for motor vehicles with an engaging in train freewheel clutch and a parallel friction clutch known. The one-way clutch allows a high torque transmission through the induced traction.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kompaktes Antriebssystem für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug mit erhöhter Reichweite und guten fahrdynamischen Eigenschaften bereitzustellen.The invention has for its object to provide a compact drive system for an electrically driven vehicle with increased range and good driving dynamics properties.

Lösung der AufgabeSolution of the task

Diese Aufgabe wird durch einen Parallelhybridantrieb mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Ein derartiger Parallelantrieb umfasst

  • • einen ersten Elektromotor mit einer ersten Antriebswelle zum Antrieb eines linken Antriebsrades,
  • • einen zweitem Elektromotor mit einer zweiten Antriebswelle zum Antrieb eines rechten Antriebsrades,
  • • einem Verbrennungsmotor,
  • • mindestens eine erste Freilaufeinheit zur trieblichen Kopplung des Verbrennungsmotors mit der ersten und zweiten Antriebswelle und
  • • eine Regelungseinheit zur individuellen, fahrsituationsabhängigen Regelung der von dem ersten und dem zweiten Elektromotor erzeugten Antriebsmomente unter Berücksichtigung des vom Verbrennungsmotor erzeugten Drehmomentes.
This object is achieved by a parallel hybrid drive with the features according to claim 1. Such a parallel drive comprises
  • A first electric motor having a first drive shaft for driving a left drive wheel,
  • A second electric motor with a second drive shaft for driving a right drive wheel,
  • An internal combustion engine,
  • • At least one first freewheel unit for drivingly coupling the internal combustion engine with the first and second drive shaft and
  • • A control unit for individual, driving situation-dependent control of the drive torque generated by the first and the second electric motor, taking into account the torque generated by the engine.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.Advantageous embodiments of the invention can be found in the dependent claims.

Der Erfindung ermöglicht einen radselektiven und damit hochdynamischen Betrieb des Fahrzeugs trotz Verwendung nur eines mit beiden Antriebsrädern koppelbaren Verbrennungsmotors zur Reichweitenverlängerung. Der Parallelhybridantrieb zeichnet sich im Vergleich zu einem Serienhybrid durch eine besonders kompakte Bauform aus, da auf einen zusätzlichen Generator zur Stromerzeugung verzichtet werden kann. Dennoch bleibt die Möglichkeit des radselektiven Antriebs bei dem erfindungsgemäßen Parallelhybrid trotz dessen Kopplung mit beiden Antriebswellen erhalten. Der Verbrennungsmotor ist ferner in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung als Range Extender ausgebildet und kann daher vergleichsweise klein dimensioniert werden, da die beiden Elektromotoren allein eine ausreichende Antriebsleistung bei geladener Batterie zur Verfügung stellen können.The invention enables a radselektiven and thus highly dynamic operation of the vehicle despite the use of only one coupled with two drive wheels combustion engine for range extension. The parallel hybrid drive is characterized in comparison to a series hybrid by a particularly compact design, since it can be dispensed with an additional generator for power generation. Nevertheless, the possibility of the wheel-selective drive in the parallel hybrid according to the invention remains despite its coupling with both drive shafts. The internal combustion engine is further formed in an advantageous embodiment of the invention as a range extender and can therefore be relatively small dimensions, since the two electric motors alone can provide sufficient drive power when the battery is charged.

Die mindestens eine Freilaufeinheit koppelt auf sehr einfache Weise den Verbrennungsmotor mit der ersten und zweiten Antriebswelle der beiden Elektromotoren. Im Vergleich zu schaltbaren Kupplungen entfallen Aktuatorik und Steuereinheit, wodurch Bauraum, Gewicht und Kosten in erheblichem Maße eingespart werden können. Die Aktivierung der Kraftübertragung geschieht vielmehr allein durch die Differenz der Drehmomente und Drehzahlen, die vom Verbrennungsmotor und den Elektromotoren bereitgestellt werden.The at least one freewheel unit coupled in a very simple manner, the internal combustion engine with the first and second drive shaft of the two electric motors. Compared to switchable couplings, the actuator and control unit are eliminated, which means that space, weight and costs can be significantly reduced. The activation of the power transmission is done solely by the difference of the torques and speeds provided by the engine and the electric motors.

Wenn die vom Verbrennungsmotor an der mindestens einen Freilaufeinheit bereitgestellte Drehzahl höher als die von dem oder den Elektromotoren bereitgestellte Drehzahl ist, wird der Verbrennungsmotor automatisch eingekuppelt und damit trieblich mit den Antriebsrädern gekoppelt. Dennoch ist auch in einem solchen Betriebsfall ein radselektiver Betrieb möglich. Dies geschieht erfindungsgemäß mittels der Regelungseinheit, die die Elektromotoren derart ansteuert, dass das am jeweiligen Antriebsrad erzeugte Drehmoment, welches sich aus einer Überlagerung des vom Verbrennungsmotor und vom jeweiligen Elektromotor erzeugten Drehmoment ergibt, einem der Fahrsituation gerecht werdenden Solldrehmoment entspricht. When the speed provided by the engine at the at least one freewheel unit is higher than the speed provided by the one or more motors, the engine is automatically engaged and thus drivably coupled to the drive wheels. Nevertheless, even in such an operating case, a wheel-selective operation is possible. This is done according to the invention by means of the control unit that controls the electric motors such that the torque generated at the respective drive wheel, which results from a superposition of the torque generated by the engine and the respective electric motor corresponds to a driving situation fair expectant target torque.

Die erfindungsgemäße Berücksichtung des vom Verbrennungsmotor erzeugten Drehmomentes kann hierbei auf verschiedene Arten durch die Regelungseinheit erfolgen. Beispielsweise ist es möglich, dass der Parallelhybridantrieb Mittel zur Messung des vom Verbrennungsmotor erzeugten Drehmomentes aufweist. Das gemessene Drehmoment kann der Regelungseinheit insbesondere als Eingangsgröße in Form einer Vorsteuergröße verfügbar sein, so dass eine hochdynamische Regelung erfolgen kann. Hierbei kann sogar eine Ausregelung des beim Einkuppeln des Verbrennungsmotors in den Antriebsstrang erzeugten Ruckmomentes erfolgen, so dass dieses durch entsprechende Gegensteuerung der Elektromotoren für den Fahrer nicht oder zumindest deutlich abgeschwächt spürbar ist. The consideration according to the invention of the torque generated by the internal combustion engine can in this case take place in various ways by the control unit. For example, it is possible for the parallel hybrid drive to have means for measuring the torque generated by the internal combustion engine. The measured torque may be available to the control unit in particular as an input variable in the form of a pilot control variable, so that a highly dynamic control can take place. This can even be done a balancing of the jerk moment generated when engaging the engine in the drive train, so that this is not noticeable or at least significantly mitigated by appropriate counter-control of the electric motors for the driver.

Es ist aber auch möglich und von der Erfindung umfasst, dass eine das linke und/oder rechte an den Antriebsrädern angreifende Antriebsdrehmoment repräsentierende Messgröße – also die systemrelevante Ausgangsgröße – erfasst wird, in die das vom Verbrennungsmotor erzeugte Antriebsdrehmoment mit einfliest, sofern dieser eingekuppelt ist. However, it is also possible and encompassed by the invention that a measurement variable representing the left and / or right drive torque acting on the drive wheels-that is, the system-relevant output variable-is detected, into which the drive torque generated by the internal combustion engine also feeds, if it is engaged.

Sofern das Drehmoment des Verbrennungsmotors nur einseitig von einer Kurbellwelle des Verbrennungsmotors abgegriffen wird, ist zur trieblichen Kopplung des Verbrennungsmotors mit der ersten und zweiten Antriebswelle ein Verteilergetriebe notwendig. Dieses ist antriebsseitig mit der Kurbelwelle verbunden und abtriebsseitig mit der ersten und zweiten Antriebswelle, wobei das Getriebe derart gestaltet ist, dass das Moment des Verbrennungsmotors richtungsgleich auf die erste und die zweite Antriebswelle wirkt. Eine individuelle Regelung der an den Antriebsräder angreifenden Antriebsdrehmomente beispielsweise zur Gierwinkelbeschleunigung geschieht durch die Elektromotoren. Ungleiche Drehzahlen beispielsweise bei Kurvenfahrten können hierbei in vorteilhafter Weiterbildung des Parallelhybridantriebs dadurch ermöglicht werden, dass das Getriebe ein Differenzial umfasst.If the torque of the internal combustion engine is tapped only on one side by a crankshaft of the internal combustion engine, a transfer case is necessary for driving coupling of the internal combustion engine with the first and second drive shaft. This is the drive side connected to the crankshaft and the output side with the first and second drive shaft, wherein the transmission is designed such that the torque of the internal combustion engine acts directionally equal to the first and the second drive shaft. An individual control of the drive torques acting on the drive wheels, for example for yaw angular acceleration, is done by the electric motors. Uneven speeds, for example when cornering, can be made possible in this case in an advantageous development of the parallel hybrid drive in that the transmission comprises a differential.

Alternativ oder auch zusätzlich werden ungleiche Drehzahlen an linker und rechter Antriebsseite in vorteilhafter Ausgestaltung des Parallelhybridantriebes dadurch ermöglicht, dass die erste Antriebswelle über die erste Freilaufeinheit mit dem Verbrennungsmotor trieblich gekoppelt ist und die zweite Antriebswelle über eine zweite Freilaufeinheit mit dem Verbrennungsmotor trieblich gekoppelt ist. Dadurch, dass hierbei jede Antriebswelle individuell mit dem Verbrennungsmotor über eine eigene Freilaufeinheit gekoppelt ist, wird ermöglicht, dass beispielsweise die erste Antriebswelle des ersten Elektromotors an der Freilaufeinheit eine höhere Drehzahl als der Verbrennungsmotor liefert, so dass hier der Verbrennungsmotor ausgekuppelt ist, und gleichzeitig das von der zweiten Antriebswelle am Freilauf bereitgestellte Drehmoment unter dem des Verbrennungsmotor liegt, so dass hier der Verbrennungsmotor eingekuppelt ist und entsprechend das rechte Antriebsrad antreibt. Mithin ergäbe sich in diesem Szenario eine höhere Drehzahl am linken Antriebsrad.Alternatively or additionally, unequal rotational speeds on the left and right drive side in an advantageous embodiment of the parallel hybrid drive are made possible by the fact that the first drive shaft is drivingly coupled to the engine via the first freewheel unit and the second drive shaft is drivingly coupled to the engine via a second freewheel unit. The fact that in this case each drive shaft is individually coupled to the internal combustion engine via its own freewheel unit, allows, for example, the first drive shaft of the first electric motor to the freewheeling unit at a higher speed than the internal combustion engine, so that here the engine is disengaged, and at the same time provided by the second drive shaft at the freewheel torque is below that of the internal combustion engine, so that here the engine is engaged and accordingly drives the right drive wheel. Thus, in this scenario, a higher speed would result on the left drive wheel.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass der Verbrennungsmotor eine an dessen Gehäuse beidseitig herausragende Kurbelwelle aufweist, an deren einem Ende die erste Freilaufeinheit montiert ist und an deren zweitem Ende die zweite Freilaufeinheit montiert ist. Hierdurch kann auf ein Verteilergetriebe verzichtet werden. Idealerweise sind hierbei Kurbellwelle und erste und zweite Antriebswelle parallel angeordnet, so dass auch auf zusätzliche Getriebeelemente zur Kraftübertragung zwischen Kurbelwelle und Antriebswellen weitgehend verzichtet werden kann.A particularly advantageous embodiment of the invention is characterized in that the internal combustion engine has a crankshaft protruding on both sides of the housing, at one end of which the first freewheel unit is mounted and at the second end of which the second freewheel unit is mounted. This can be dispensed with a transfer case. Ideally, crankshaft and first and second drive shaft are arranged in parallel, so that can be largely dispensed with additional transmission elements for power transmission between the crankshaft and drive shafts.

In bestimmten Fahrsituation kann auch der Fall eintreten, dass das auf einer Achsseite an dem entsprechenden Antriebsrad gewünschte Drehmoment geringer als das allein vom Verbrennungsmotor erzeugte Drehmoment ist. Zur Reduktion des Momentes des Verbrennungsmotors wird in einem solchen Betriebsfall die Regelungseinheit den der betroffenen Antriebsseite zugeordneten Elektromotor kurzfristig in den Generatorbetrieb schalten, so dass sich die Antriebsleistung des Verbrennungsmotors einseitig aufteilt in eine am betroffenen Antriebsrad abgegeben Leistung und eine den Elektromotor generatorisch antreibende Leistung.In certain driving situations, it may also be the case that the torque desired on an axle side on the corresponding drive wheel is less than the torque generated solely by the internal combustion engine. To reduce the torque of the internal combustion engine, the control unit will temporarily switch the electric motor associated with the affected drive side into generator operation so that the drive power of the internal combustion engine is unilaterally divided into a power output at the affected drive wheel and a power driving the electric motor as a generator.

Im Gegensatz zu einer Serienhybridanordnung, bei der der Verbrennungsmotor zum Antrieb eines Generators dient, der selbst nicht zur Erzeugen eines Antriebsdrehmomentes vorgesehen ist, kann der hier vorgeschlagene Parallelhybridantrieb kompakter und kostengünstiger realisiert werden, da eben der besagte zusätzliche Generator entfällt.In contrast to a series hybrid arrangement, in which the internal combustion engine is used to drive a generator which itself is not provided for generating a drive torque, the parallel hybrid drive proposed here can be realized in a more compact and cost-effective manner, since the said additional generator is omitted.

Oben beschriebene individuelle Regelung der Antriebsdrehmomente gelingt in vorteilhafter Ausgestaltung dadurch, dass der Parallelhybridantrieb

  • • einen ersten Vierquadrantensteller, über den der erste Elektromotor aus einer Batterie mit Strom versorgt werden kann, und
  • • einen zweiten Vierquadrantensteller, über den der zweite Elektromotor aus der Batterie mit Strom versorgt werden kann,
umfasst, wobei die Regelungseinheit zur Vorgabe individueller Maschinenströme in Abhängigkeit der gewünschten individuellen Antriebsdrehmomente ausgebildet ist.The above-described individual control of the drive torques succeeds in an advantageous embodiment in that the parallel hybrid drive
  • • a first four-quadrant drive that powers the first electric motor from a battery, and
  • • a second four-quadrant controller, which can supply power to the second electric motor from the battery,
includes, wherein the control unit is designed to specify individual machine currents in dependence of the desired individual driving torques.

Vorteilhafterweise sind die Elektromotoren als Drehstrommotoren ausgebildet, beispielsweise als permanent- oder fremderregte Synchronmaschine oder als Asynchronmaschine. Bei diesen Maschinentypen ist eine Ausbildung des Vierquadrantenstellers in Gestalt einer dreifachen H-Brücke mit schaltenden Halbleiterbauelementen zweckmäßig. Eine derartige Schaltungskonfiguration ermöglicht den bidirektionalen Leistungstransport bei wechselnder Polarität, der einen Vierquadrantenbetrieb charakterisiert. Als schaltende Halbleiterbauelemente können beispielsweise IGBTs oder Leistungs-MOSFETs mit antiparalleler Freilaufdiode eingesetzt werden. Besonders kompakt gestaltet sich eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, bei der ein besagte Halbleiter, deren Treiber sowie Kühlkörper umfassender Vierquadrantensteller unmittelbar am jeweiligen Elektromotorengehäuse angebracht oder in diesem integriert ist.Advantageously, the electric motors are designed as three-phase motors, for example as a permanent or third-excited synchronous machine or as an asynchronous machine. In these types of machines, an embodiment of the four-quadrant actuator in the form of a triple H-bridge with switching semiconductor components is expedient. Such a circuit configuration allows bidirectional power transfer at alternating polarity, which characterizes a four-quadrant operation. As a switching semiconductor devices, for example, IGBTs or power MOSFETs can be used with antiparallel freewheeling diode. Particularly compact designed an advantageous embodiment of the invention, in which a said semiconductor whose driver and heat sink comprehensive four-quadrant adjuster is mounted directly on the respective electric motor housing or integrated in this.

Der erfindungsgemäße Parallelhybridantrieb ist vorteilhafterweise als Plug-in Hybrid ausgestaltet, so dass ein Kraftfahrzeug, das mit besagtem Antrieb, den Antriebsrädern, einer Batterie sowie einer Ladevorrichtung zum Laden der Batterie aus einem elektrischen Versorgungsnetz ausgestattet ist, vollelektrisch betrieben werden kann und den Verbrennungsmotor lediglich bedarfsweise zur Reichweitenverlängerung benötigt.The parallel hybrid drive according to the invention is advantageously designed as a plug-in hybrid, so that a motor vehicle which is equipped with said drive, the drive wheels, a battery and a charging device for charging the battery from an electrical supply network, can be operated fully electrically and the internal combustion engine only as needed required for range extension.

Der elektrische Antriebsteil des Parallelhybridantriebes kann auf Grund des über einen weiten Drehzahlbereich konstant verfügbaren hohen Drehmomentes elektrischer Maschinen getriebelos und damit als Direktantrieb ausgebildet werden. Eine alternative vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist hingegen gekennzeichnet durch

  • • ein erstes Verbindungsgetriebe zur trieblichen Verbindung der ersten Antriebswelle mit dem linken Antriebsrad und
  • • ein zweites Verbindungsgetriebe zur trieblichen Verbindung der zweiten Antriebswelle mit dem rechten Antriebsrad.
The electric drive part of the parallel hybrid drive can be gearless and thus formed as a direct drive due to the over a wide speed range constantly available high torque electrical machines. An alternative advantageous embodiment of the invention, however, is characterized by
  • • A first connecting gear for driving connection of the first drive shaft with the left drive wheel and
  • • A second connecting gear for driving connection of the second drive shaft with the right drive wheel.

Hierbei kann es sich um eine schaltbares oder auch nicht schaltbares Getriebe handeln. Durch eine einfache Stirnradkette kann beispielsweise eine Verlagerung der elektrischen Antriebsmotoren in Richtung der Fahrzeuglängsachse weg von der anzutreibenden Radachse erfolgen. Mithin wird die Flexibilität bei der Wahl des Einbauortes durch die Verwendung der Verbindungsgetriebe erhöht.This may be a switchable or non-shiftable transmission. By a simple spur gear chain, for example, a displacement of the electric drive motors in the direction of the vehicle longitudinal axis away from the driven axle to be driven. Thus, the flexibility in choosing the installation location is increased by the use of the linkage.

Ferner können die Achshöhe der Elektromotoren und damit der benötigte Bauraum reduziert werden, wenn das Verbindungsgetriebe eine geeignete Übersetzung > 1 aufweist. Hoch drehende Elektromotoren erfordern bei gleicher Leistung einen geringeren Maschinendurchmesser als niedrig drehende Motoren. Das eingesparte Bauvolumen wird zwar zumindest teilweise durch die verwendeten Getriebe kompensiert. Jedoch erhält der Konstrukteur eine höheres Maß an Gestaltungsspielraum bei der Auslegung des Fahrzeugs.Furthermore, the shaft height of the electric motors and thus the required installation space can be reduced if the connecting gear has a suitable gear ratio> 1. High-speed electric motors require less machine diameter than low-speed motors for the same performance. The saved construction volume is indeed at least partially compensated by the gear used. However, the designer gets a higher degree of design freedom in the design of the vehicle.

Eine besonders kompakte Bauweise des elektrischen Antriebssystems gestaltet sich in vorteilhafter Ausbildung dadurch, dass das erste und das zweite Verbindungsgetriebe in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind und der erste Elektromotor an der dem linken Antriebsrad zugewandten Seite an das Gehäuse angebracht ist und der zweite Elektromotor an der dem rechten Antriebsrad zugewandten Seite an das Gehäuse angebracht ist. Demnach ergibt sich in Fahrzeugquerrichtung betrachtet ein zentral angeordnetes elektrisches Antriebsmodul.A particularly compact construction of the electric drive system is formed in an advantageous embodiment in that the first and the second connecting gear are arranged in a common housing and the first electric motor is mounted on the left drive wheel side facing the housing and the second electric motor on the Right drive wheel facing side is attached to the housing. Accordingly, viewed in the vehicle transverse direction results in a centrally disposed electric drive module.

Insbesondere besagtes zentral angeordnetes Antriebsmodul lässt sich konstruktiv einfach mit dem Verbrennungsmotor koppeln, wenn in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Parallelhybridantriebs Wellenenden der ersten und zweiten Antriebswelle an beiden Stirnseiten der Elektromotoren aus deren Gehäuse hinausragen und jeweils ein erstes Wellenende jeder Antriebswelle mit dem zugehörigen Verbindungsgetriebe gekoppelt ist und das andere, zweite Wellenende der ersten Antriebswelle mit der ersten Freilaufeinheit und das andere, zweite Wellenende der zweiten Antriebswelle mit der zweiten Freilaufeinheit gekoppelt ist. Die Kopplung des jeweiligen ersten Wellenendes mit dem zugehörigen Verbindungsgetriebe kann starr sein aber auch mittels Kupplung lösbar, um bedarfsabhängig die Antriebsräder mechanisch von der Rotorwelle der Elektromotoren lösen zu können. Dies kann beispielsweise bei permanenterregten Maschinen zweckmäßig sein, um bei einem Wicklungskurzschluss im Ständer ein von der Maschine erzeugtes Bremsmoment von den Rädern zu entkoppeln. In particular, said centrally arranged drive module can be structurally simple to couple with the internal combustion engine, if in a further advantageous embodiment of the parallel hybrid drive shaft ends of the first and second drive shaft protrude at both ends of the electric motors from the housing and in each case a first shaft end of each drive shaft is coupled to the associated connection gear and the other, second shaft end of the first drive shaft is coupled to the first freewheel unit and the other, second shaft end of the second drive shaft is coupled to the second freewheel unit. The coupling of the respective first shaft end with the associated connection gear can be rigid but also detachable by means of a clutch in order to be able to mechanically separate the drive wheels from the rotor shaft of the electric motors as required. This can be expedient, for example, in permanently excited machines in order to decouple a braking torque generated by the machine from the wheels during a winding short circuit in the stator.

Die Freilaufeinheit bzw. die Freilaufeinheiten zeichnen sich durch eine formschlüssige und damit sehr effektive Kraftübertragung aus. Ferner ist eine Freilaufkupplung im Vergleich zur Reibschlusskupplung deutlich verschleißärmer. Insbesondere um bei einer solchen Kupplung den Fahrkomfort zu steigern, ist in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung die Regelungseinheit dazu ausgebildet, durch die erste und, falls vorhanden, zweite Freilaufeinheit erzeugte Drehmomentspitzen durch eine entsprechende Drehmomentsollwertvorgabe für die Elektromotoren zu glätten.The freewheel unit or the freewheel units are characterized by a positive and thus very effective power transmission. Furthermore, an overrunning clutch is significantly lower wear compared to the friction clutch. In particular, to increase the ride comfort in such a clutch, in a further advantageous embodiment of the invention, the control unit is adapted to smooth by the first and, if present, second freewheel unit generated torque peaks by a corresponding torque setpoint specification for the electric motors.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Im folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.In the following the invention with reference to the embodiments illustrated in the figures will be described and explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

1 eine elektrisch direkt angetriebene Ausführungsform des Parallelhybridantriebes mit zwei Freilaufeinheiten und beidseitiger Ausleitung des vom Verbrennungsmotor erzeugten Drehmomentes, 1 an electrically directly driven embodiment of the parallel hybrid drive with two freewheel units and discharge on both sides of the torque generated by the internal combustion engine,

2 eine elektrisch direkt angetriebene Ausführungsform des Parallelhybridantriebes mit einseitiger Ausleitung des vom Verbrennungsmotor erzeugten Drehmomentes, 2 an electrically directly driven embodiment of the parallel hybrid drive with unilateral discharge of the torque generated by the internal combustion engine,

3 eine elektrisch direkt angetriebene Ausführungsform des Parallelhybridantriebes mit nur einer Freilaufeinheit und 3 an electrically directly driven embodiment of the parallel hybrid drive with only one freewheel unit and

4 eine Ausführungsform des Parallelhybridantriebes mit an den Elektromotoren angeflanschten Verbindungsgetrieben. 4 An embodiment of the parallel hybrid drive with flanged to the electric motors connection gears.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

1 zeigt eine elektrisch direkt angetriebene erste Ausführungsform des Parallelhybridantriebes mit zwei Freilaufeinheiten 9, 10 und beidseitiger Ausleitung des vom Verbrennungsmotor 7 erzeugten Drehmomentes. Der Parallelhybridantrieb umfasst einen ersten Elektromotor 1 der über eine erste Antriebswelle 2 mit einem linken Antriebsrad 3 eines Kraftfahrzeugs antriebsfest gekoppelt ist. Ferner umfasst der Parallelhybrid einen zweiten Elektromotor 4, der über eine zweite Antriebswelle 5 mit einem rechten Antriebsrad 6 antriebsfest gekoppelt ist. Die beiden Elektromotoren 1, 4 übertragen das von ihnen erzeugte Drehmoment getriebelos auf die Antriebsräder 3, 6. Es handelt sich um eine sogenannte elektrische Achse, bei der die Elektromotoren 1, 4 koaxial mit einer Antriebsachse des Kraftfahrzeuges angeordnet sind. Die Elektromotoren 1, 4 sind als permanenterregte Synchronmaschinen ausgeführt, die über einen nicht dargestellten Wechselrichter aus einer ebenfalls nicht dargestellten Batterie gespeist werden. 1 shows an electrically directly driven first embodiment of the parallel hybrid drive with two freewheel units 9 . 10 and bilateral discharge of the combustion engine 7 generated torque. The parallel hybrid drive comprises a first electric motor 1 the over a first drive shaft 2 with a left drive wheel 3 a motor vehicle is drivingly coupled. Furthermore, the parallel hybrid comprises a second electric motor 4 that has a second drive shaft 5 with a right drive wheel 6 drive-proof is coupled. The two electric motors 1 . 4 transmit the torque generated by them gearless on the drive wheels 3 . 6 , It is a so-called electrical axis, in which the electric motors 1 . 4 are arranged coaxially with a drive axle of the motor vehicle. The electric motors 1 . 4 are designed as permanent magnet synchronous machines, which are fed via an inverter, not shown, from a battery, also not shown.

In 1 ist ferner eine Koppelbarkeit der Elektromotoren 1, 4 mit einem als Range Extender ausgebildeten Verbrennungsmotor 7 skizziert. Dieser Range Extender ist mit einer durchgehenden Kurbelwelle 11 ausgeführt. Demnach ragt die Kurbelwelle 11 an zwei stirnseitigen Enden des Verbrennungsmotors 7 aus dessen Gehäuse heraus, so dass an den beiden gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses jeweils das vom Range Extender erzeugte Drehmoment abgreifbar ist. Hierzu ist zunächst ein dem linken Antriebsrad 3 zugewandtes Ende der Kurbelwelle 11 mit einer ersten Freilaufeinheit 9 verbunden, die wiederum mit der ersten Antriebswelle 2 gekoppelt ist. Ferner ist ein dem rechten Antriebsrad 6 zugewandtes Ende der Kurbelwelle 12 mit einer zweiten Freilaufeinheit 10 trieblich verbunden, wobei die zweite Freilaufeinheit 10 wiederum mit der zweiten Antriebswelle 5 des zweiten Elektromotors 4 gekoppelt ist.In 1 is also a coupling ability of the electric motors 1 . 4 with a combustion engine designed as a range extender 7 outlined. This range extender comes with a continuous crankshaft 11 executed. Accordingly, the crankshaft protrudes 11 at two front ends of the internal combustion engine 7 out of the housing, so that in each case the torque generated by the range extender can be tapped off on the two opposite sides of the housing. For this purpose, first a left drive wheel 3 facing end of the crankshaft 11 with a first freewheel unit 9 connected, in turn, with the first drive shaft 2 is coupled. Further, a right drive wheel 6 facing end of the crankshaft 12 with a second freewheel unit 10 drivingly connected, wherein the second freewheeling unit 10 again with the second drive shaft 5 of the second electric motor 4 is coupled.

Um die Reichweite des Kraftfahrzeugs zu erhöhen, kann nun der Range Extender bei der Erzeugung eines Drehmomentes an den Antriebsränder 3, 6 die Elektromotoren 1, 4 unterstützen. Solange die Kurbelwelle 11 des Verbrennungsmotors 7 am Freilauf stillsteht oder eine niedrigere Drehzahl als die erste und zweite Antriebswelle 2, 5 aufweist, ist der Verbrennungsmotor 7 von den Antriebsrädern 3, 6 entkoppelt und trägt somit nichts zur Kraftübertragung auf die Fahrbahn bei. Der Range Extender ist in solchen Betriebszuständen typischerweise abgeschaltet oder dreht im Leerlaufbetrieb.In order to increase the range of the motor vehicle, the range extender can now generate torque to the drive edges 3 . 6 the electric motors 1 . 4 support. As long as the crankshaft 11 of the internal combustion engine 7 at the freewheel or a lower rotational speed than the first and second drive shaft 2 . 5 has, is the internal combustion engine 7 from the drive wheels 3 . 6 decoupled and thus contributes nothing to the transmission of power on the road. The range extender is typically turned off in such operating conditions or is in idle mode.

Um den Range Extender auf die Antriebsräder 3, 6 aufzuschalten, d.h. die Kurbelwelle 11 einzukuppeln, wird die Kurbellwellendrehzahl erhöht und erreicht schließlich die Drehzahl der ersten und/oder zweiten Antriebswelle 2, 5. Von da an kuppelt der Verbrennungsmotor 7 automatisch ein, so dass sich auf der oder den eingekuppelten Seiten des Antriebs das vom Range Extender aufgebrachte Drehmoment zu dem Moment addiert, dass von dem ersten bzw. zweiten Elektromotor 1, 4 erzeugt wird. Hierbei ist auch denkbar, dass das Drehmoment des Verbrennungsmotors 7 entgegengesetzt zu dem Drehmoment des ersten und/oder zweiten Elektromotors 1, 4 gerichtet ist. Hierbei würde der erste und/oder zweite Elektromotor 1, 4 durch den Verbrennungsmotor angetrieben, so dass besagter Elektromotor 1, 4 als Generator arbeiten würde und eine Batterie des Fahrzeugs laden könnte.To the range extender on the drive wheels 3 . 6 aufzuschalten, ie the crankshaft 11 To engage, the Kurbelellwellenendrehzahl is increased and finally reaches the speed of the first and / or second drive shaft 2 . 5 , From then on, the internal combustion engine engages 7 automatically, so that on the or the coupled sides of the drive, the torque applied by the range extender adds to the moment that of the first and second electric motor 1 . 4 is produced. It is also conceivable that the torque of the internal combustion engine 7 opposite to the torque of the first and / or second electric motor 1 . 4 is directed. This would be the first and / or second electric motor 1 . 4 driven by the internal combustion engine, so that said electric motor 1 . 4 would work as a generator and charge a battery of the vehicle.

Eine Besonderheit des in 1 dargestellten Hybridantriebes liegt nun darin, dass selbst bei eingekuppeltem Verbrennungsmotor 7 ein radselektiver Antrieb des Kraftfahrzeugs möglich ist und somit beispielsweise sogenanntes Torque Vectoring betrieben werden kann. Denn für jedes Antriebsrad 3, 6 ergibt sich das resultierende Drehmoment aus der Summe des vom Verbrennungsmotor 7 erzeugten Antriebsdrehmomentes und des vom zugehörigen Elektromotor 3, 6 erzeugten Antriebsdrehmomentes. Somit kann auf jeder Antriebsseite durch den Elektromotor 3, 6 das vom Verbrennungsmotor erzeugte Moment individuell verstärkt werden oder aber auch geschwächt werden, indem der zuständige Elektromotor 3, 6 als Generator betrieben wird. A peculiarity of in 1 shown hybrid drive is now that even with engaged combustion engine 7 a wheel-selective drive of the motor vehicle is possible and thus, for example, so-called torque vectoring can be operated. Because for every drive wheel 3 . 6 The resulting torque is the sum of the engine 7 generated driving torque and the associated electric motor 3 . 6 generated drive torque. Thus, on each drive side by the electric motor 3 . 6 the torque generated by the internal combustion engine be strengthened individually or weakened by the responsible electric motor 3 . 6 operated as a generator.

Eine individuelle und fahrsituationsabhängige Bestromung der Elektromotoren gelingt mit einer Regelungseinheit 8. Diese erhält als Eingangssignale von einer Reihe von Sensoren 14 ermittelte Messwerte, aus denen sich die aktuelle Fahrsituation ableiten lässt. Die Sensoren 14 sind hierbei dazu ausgebildet, neben physikalischen Zuständen wie der aktuellen Geschwindigkeit, Beschleunigung, Querkräften etc. auch vom Fahrer vorgegebene Kommandos wie Brems- oder Beschleunigungskommandos und Lenkbewegungen an die Regelungseinheit 17 zu melden. In Abhängigkeit der so ermittelten Betriebsparameter wird von der Regelungseinheit 17 eine individuelle Sollwertvorgabe für das von den Elektromotoren 1, 4 erzeugte Antriebsdrehmoment generiert.An individual and driving situation-dependent energization of the electric motors succeeds with a control unit 8th , This receives as input signals from a number of sensors 14 Determined measured values from which the current driving situation can be derived. The sensors 14 are hereby designed, in addition to physical conditions such as the current speed, acceleration, lateral forces, etc. also prescribed by the driver commands such as Brake or acceleration commands and steering movements to the control unit 17 Report to. Depending on the operating parameters determined in this way, the control unit issues 17 an individual setpoint specification for that of the electric motors 1 . 4 generated drive torque generated.

Die Verbindung der Antriebsräder 3, 6 mit den zugehörigen Elektromotoren 1, 4 kann mittels einer nicht dargestellten Kupplung trennbar ausgebildet sein.The connection of the drive wheels 3 . 6 with the associated electric motors 1 . 4 can be designed separable by means of a coupling, not shown.

2 zeigt eine elektrisch direkt angetriebene Ausführungsform des Parallelhybridantriebes mit einseitiger Ausleitung des vom Verbrennungsmotor erzeugten Drehmomentes. Elemente, die mit denen in 1 grundsätzlich funktionell gleich sind, sind hier so wie in den weiteren Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. 2 shows an electrically directly driven embodiment of the parallel hybrid drive with one-sided discharge of the torque generated by the engine. Elements with those in 1 are basically functionally the same, are here as in the other figures provided with the same reference numerals.

Im Unterschied zu 1 wird in der hier dargestellten Ausführungsform ein Range Extender mit einer Kurbelwelle 12 vorgesehen, die orthogonal statt parallel zu der ersten und zweiten Antriebswelle 2, 5 orientiert ist und nur einseitig aus dem Gehäuse des Verbrennungsmotors 7 herausragt. Diese Kurbellwelle 12 ist über ein Verteilergetriebe 13 mit zwei Abtriebswellen 25 antriebsfest verbunden. Diese beiden Abtriebswellen 25 ermöglichen eine Kupplung über die Freilaufeinheiten 9, 10 mit den Antriebswellen 2, 5 in analoger Weise, wie sie bereits unter 1 für die durchgehende Kurbelwelle 11 beschrieben wurde. In contrast to 1 In the embodiment shown here, a range extender with a crankshaft 12 provided orthogonal instead of parallel to the first and second drive shaft 2 . 5 is oriented and only one side of the housing of the internal combustion engine 7 protrudes. This crankshaft 12 is via a transfer case 13 with two output shafts 25 drive connected. These two output shafts 25 allow a clutch via the freewheel units 9 . 10 with the drive shafts 2 . 5 in an analogous way, as they are already under 1 for the continuous crankshaft 11 has been described.

Das Verteilergetriebe 13 ist lediglich schematisch dargestellt und kann beispielweise auch ein Differential aufweisen, um unterschiedliche Drehzahlen schon an den beiden Abtriebswellen 25 zu ermöglichen.The transfer case 13 is shown only schematically and may for example also have a differential to different speeds already at the two output shafts 25 to enable.

3 zeigt eine elektrisch direkt angetriebene Ausführungsform des Parallelhybridantriebes mit nur einer Freilaufeinheit 9. Die Anordnung entspricht im Wesentlichen der gemäß 2, wobei die beiden Abtriebswellen 25 des Verteilergetriebes 13 nun nicht mittels Freilaufkupplungen mit der ersten und zweiten Antriebswelle 2, 5 verbunden sind, sondern durch nicht dargestellte Übertragungselemente wie Riemen, Kette, Gelenkwellen oder ähnliches. Die in 3 gezeigte Ausführungsform benötigt nur eine Freilaufeinheit 9, über die Verbindung zwischen der Kurbelwelle 12 des Verbrennungsmotors 7 und dem Verteilergetriebe 13 hergestellt wird. Diese Anordnung spart eine Freilaufeinheit 9, 10 im Vergleich zu den in 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen und ermöglicht dennoch, dass der Verbrennungsmotor 7 erst dann drehmomentbildend in den Antriebsstrang eingekoppelt wird, wenn seine Drehzahl die der Elektromotoren 1, 4 übersteigt. Hierbei ist jedoch zwingend eine Differenzialfunktion im Verteilergetriebe vorzusehen, sofern linkes und rechtes Antriebsrad 3, 6 mit unterschiedlichen Drehzahlen betreibbar sein sollen. 3 shows an electrically directly driven embodiment of the parallel hybrid drive with only one freewheel unit 9 , The arrangement essentially corresponds to that according to FIG 2 , where the two output shafts 25 of the transfer case 13 now not by means of one-way clutches with the first and second drive shaft 2 . 5 are connected, but by not shown transmission elements such as belts, chain, propeller shafts or the like. In the 3 shown embodiment requires only one freewheel unit 9 , about the connection between the crankshaft 12 of the internal combustion engine 7 and the transfer case 13 will be produced. This arrangement saves a freewheel unit 9 . 10 compared to the in 1 and 2 shown embodiments and still allows the internal combustion engine 7 only then torque-forming coupled into the drive train, when its speed that of the electric motors 1 . 4 exceeds. However, it is imperative to provide a differential function in the transfer case, provided the left and right drive wheel 3 . 6 should be operable at different speeds.

4 zeigt eine Ausführungsform des Parallelhybridantriebes mit an den Elektromotoren 1, 4 angeflanschten Verbindungsgetrieben 15, 16. 4 shows an embodiment of the parallel hybrid drive with the electric motors 1 . 4 flanged connection gears 15 . 16 ,

Im Unterschied zu den in 1, 2 und 3 gezeigten Ausführungsformen umfasst der hier dargestellte Parallelhybridantrieb ein erstes Verbindungsgetriebe 15 und ein zweites Verbindungsgetriebe 16. Die beiden Verbindungsgetriebe 15, 16 sind als Stirnradkette ausgebildet und haben ein Übersetzungsverhältnis größer eins, so dass die Elektromotoren 1, 4 im Vergleich zu den in 1 gezeigten Direktantrieben mit reduzierter Achshöhe ausgeführt werden können.Unlike the in 1 . 2 and 3 In the embodiment shown, the parallel hybrid drive shown here comprises a first connecting gear 15 and a second linkage 16 , The two connecting gears 15 . 16 are designed as a spur gear and have a gear ratio greater than one, so that the electric motors 1 . 4 compared to the in 1 shown direct drives with reduced shaft height can be performed.

Wie in 4 schematisch dargestellt ist das erste Verbindungsgetriebe 10 mit einem ersten Wellenende 20 der Rotorwelle des ersten Elektromotors 1 verbunden. Entsprechend ist das zweite Verbindungsgetriebe 16 mit einem ersten Wellenende 21 der Rotorwelle des zweiten Elektromotors 4 verbunden. As in 4 shown schematically is the first connecting gear 10 with a first shaft end 20 the rotor shaft of the first electric motor 1 connected. Accordingly, the second connecting gear 16 with a first shaft end 21 the rotor shaft of the second electric motor 4 connected.

Die beiden Verbindungsgetriebe 15, 16 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 19 angeordnet, welches zentral zwischen den beiden Elektromotoren 1, 4 positioniert ist. Das jeweilige nicht mit einem Verbindungsgetriebe 15, 16 gekoppelte zweite Wellenende 22, 23 ist mit der ersten bzw. zweiten Freilaufeinheit 9, 10 verbunden. Die Kurbellewelle 11 des als Range Extender ausgebildeten Verbrennungsmotors 7 ragt wie bei der Ausführungsform nach 1 beidseitig aus dem Motorengehäuse heraus und ist an ihren beiden Enden jeweils mit einer Freilaufeinheit 9, 10 verbunden. Auch hier geschieht die Einkupplung des vom Range Extender erzeugten Drehmomentes in den Antriebsstrang automatisch in Abhängigkeit der Kurbelwellendrehzahl und der Drehzahlen der ersten und zweiten Antriebswelle 2, 5.The two connecting gears 15 . 16 are in a common housing 19 arranged, which centrally between the two electric motors 1 . 4 is positioned. The respective not with a connecting gear 15 . 16 coupled second shaft end 22 . 23 is with the first and second freewheel unit 9 . 10 connected. The crankshaft 11 designed as a range extender engine 7 protrudes as in the embodiment 1 on both sides of the motor housing and is at its two ends each with a freewheel unit 9 . 10 connected. Again, the coupling of the torque generated by the range extender in the drive train is done automatically as a function of the crankshaft speed and the rotational speeds of the first and second drive shaft 2 . 5 ,

Der Verbrennungsmotor 7 wird in einem für ihn optimalen Drehzahlbereich in den Antriebsstrang eingekuppelt. D.h., sobald die Elektromotoren 1, 4 die Antriebswellen 2, 5 auf eine dieser optimalen Drehzahl entsprechenden Wellendrehzahl beschleunigt haben, wird dies beispielsweise via CAN-Bus an eine in 4 nicht dargestellte Motorsteuereinheit des Range Extenders gemeldet, so dass dieser hochgefahren wird und bei Erreichen der Antriebswellendrehzahl über den oder die Freilaufeinheiten 9, 10 automatisch einkuppelt.The internal combustion engine 7 is engaged in an optimal speed range for him in the drive train. That is, as soon as the electric motors 1 . 4 the drive shafts 2 . 5 accelerated to one of these optimum speed corresponding shaft speed, this is for example via CAN bus to an in 4 Not shown engine control unit of the range extender reported so that it is raised and upon reaching the drive shaft speed on the one or more freewheel units 9 . 10 automatically engages.

Die Momenteneinbringung durch den Verbrennungsmotor 7 in den Antriebsstrang geschieht durch die Freilaufeinheiten schlagartig, was insbesondere im Vergleich zu reibschlüssigen Einkupplungen zu Drehmomentspitzen führen kann. Diese Drehmomentspitzen können jedoch dadurch ausgeregelt werden, dass mittels der Elektromotoren 1, 4 im Moment des Einkuppelns derart gegengesteuert wird, dass besagte Drehmomentspitzen geglättet werden und somit das Fahrverhalten nicht spürbar beeinflussen. Eine solche Ausregelung gelingt mit besonderer Dynamik und Stabilität, wenn ein durch den einkuppelnden Verbrennungsmotor 7 erzeugtes Drehmoment unmittelbar messtechnisch erfasst und in einem auf der Regelungseinheit 8 implementierten Regelkreis als Vorsteuersignal verwendet wird.The torque input by the internal combustion engine 7 in the drive train happens by the freewheel units abruptly, which can lead to torque peaks in particular compared to frictional couplings. These However, torque peaks can be compensated by means of the electric motors 1 . 4 is counteracted in the moment of engagement so that said torque peaks are smoothed and thus not affect the driving behavior noticeably. Such a compensation succeeds with particular dynamics and stability, if one through the engaging combustion engine 7 generated torque detected directly by measurement and in one on the control unit 8th Implemented control loop is used as a pilot signal.

4 zeigt weiterhin eine Batterie 18. Diese ist elektrisch mit einem ersten und einem zweiten Vierquadrantensteller 17, 24 verbunden. Diese Stromrichterschaltungen sind direkt im Klemmkasten der zugehörigen Elektromotoren 1, 4 integriert. Somit ergibt sich eine besonders kompakte Bauform. Darüber hinaus können die Elektromotoren 1, 4 mit den zugehörigen Umrichtern über ein gemeinsames Kühlsystem, beispielsweise einen Flüssigkeitskühlkreislauf, gekühlt werden. 4 also shows a battery 18 , This is electrically with a first and a second four-quadrant 17 . 24 connected. These converter circuits are directly in the terminal box of the associated electric motors 1 . 4 integrated. This results in a particularly compact design. In addition, the electric motors 1 . 4 be cooled with the associated converters via a common cooling system, such as a liquid cooling circuit.

Die Vierquadrantensteller 17, 24 ermöglichen einen Betrieb der Elektromotoren 1, 4 in allen vier Quadranten. Demnach können die Elektromotoren 1, 4 unabhängig von der Polarität der angelegten Spannung sowohl motorisch als auch generatorisch betrieben werden. Im generatorischen Betrieb wird die elektrische Leistung von den Elektromotoren 1, 4 in die Batterie 18 zurückgespeist, die dabei entsprechend geladen wird.The four-quadrant plates 17 . 24 allow operation of the electric motors 1 . 4 in all four quadrants. Accordingly, the electric motors 1 . 4 regardless of the polarity of the applied voltage both motor and generator operated. In regenerative operation, the electrical power from the electric motors 1 . 4 in the battery 18 fed back, which is loaded accordingly.

In Abhängigkeit der aktuellen Fahrsituation und somit der von den Sensoren 14 gemeldeten Betriebsparameter ermittelt die Regelungseinheit 8 oder eine nicht dargestellte übergeordnete Verarbeitungseinheit für jede Antriebsseite ein individuelles Antriebsdrehmoment. Bei eingekuppeltem Verbrennungsmotor 7 resultiert dieses Antriebsdrehmoment aus der Summe des vom Verbrennungsmotor 7 erzeugten Antriebsdrehmomentes und dem Moment des jeweiligen Elektromotors 1, 4, wobei selbstverständlich getriebliche Übersetzungsstufen zu berücksichtigen sind. In einem kaskadierten Regelkreis wird aus dem jeweiligen Drehmomentsollwert, das die Elektromotoren 1, 4 erzeugen sollen, ein entsprechender Stromsollwertvektor ermittelt, der mittels der Vierquadrantensteller 17, 24 in das Wicklungssystem der Elektromotoren 1, 4 eingeprägt wird und von einer unterlagerten Regelschleife geregelt wird. Depending on the current driving situation and thus of the sensors 14 Reported operating parameters determined by the control unit 8th or an unrepresented higher-level processing unit for each drive side an individual drive torque. When the internal combustion engine is engaged 7 This drive torque results from the sum of the engine 7 generated driving torque and the moment of the respective electric motor 1 . 4 , of course, geared translation stages are taken into account. In a cascaded control loop is from the respective torque setpoint that the electric motors 1 . 4 generate, a corresponding current setpoint vector determined by means of four-quadrant 17 . 24 in the winding system of the electric motors 1 . 4 is impressed and regulated by a subordinate control loop.

Die von den Elektromotoren 1, 4 erzeugten Antriebsdrehmomente können hierbei wie im rein elektrischen Betrieb unterschiedlich voneinander sein und sogar verschiedene Vorzeichen aufweisen, so dass einer der Elektromotoren 1, 4 im Motorbetrieb arbeitet, während der andere Elektromotor 1, 4 als Generator betrieben wird.The of the electric motors 1 . 4 generated driving torque can be different from each other and even have different signs, so that one of the electric motors 1 . 4 operates in engine operation, while the other electric motor 1 . 4 operated as a generator.

Auch die Verbindung der Antriebsräder 3, 6 mit den zugehörigen Elektromotoren 1, 4 kann mittels einer nicht dargestellten Kupplung trennbar ausgebildet sein. Eine derartige Kupplung kann sich für jede Antriebsseite zum Beispiel zwischen dem Ausgang des Verbindungsgetriebes 15, 16 und den Antriebsrädern 3, 6 oder auch im Bereich der ersten Wellenenden 20, 21 befinden.Also the connection of the drive wheels 3 . 6 with the associated electric motors 1 . 4 can be designed separable by means of a coupling, not shown. Such a coupling may be for each drive side, for example, between the output of the linkage 15 . 16 and the drive wheels 3 . 6 or also in the area of the first shaft ends 20 . 21 are located.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
erster Elektromotor first electric motor
22
erste Antriebswelle  first drive shaft
33
linkes Antriebsrad left drive wheel
44
zweiter Elektromotor second electric motor
55
zweite Antriebswelle second drive shaft
66
rechtes Antriebsrad right drive wheel
77
Verbrennungsmotor internal combustion engine
88th
Regelungseinheit control unit
99
erste Freilaufeinheit first freewheel unit
10 10
zweite Feilaufeinheitsecond filing unit
1111
beidseitig herausragende Kurbellwelle outstanding crankshaft on both sides
1212
einseitig herausragende Kurbellwelle one-sided outstanding crankshaft
1313
Verteilergetriebe Transfer Case
1414
Sensoren sensors
1515
erstes Verbindungsgetriebe first linkage
1616
zweites Verbindungsgetriebe second linkage
1717
erster Vierquadrantensteller first four-quadrant
1818
Batterie battery
1919
Gehäuse casing
20, 2120, 21
erste Wellenenden first shaft ends
22, 2322, 23
zweite Wellenenden second shaft ends
2424
zweiter Vierquadrantensteller  second four-quadrant
2525
Abtriebswellen output shafts

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (10)

Parallelhybridantrieb mit • einem ersten Elektromotor (1) mit einer ersten Antriebswelle (2) zum Antrieb eines linken Antriebsrades (3), • einem zweitem Elektromotor (4) mit einer zweiten Antriebswelle (5) zum Antrieb eines rechten Antriebsrades (6), • einem Verbrennungsmotor (7), • mindestens einer ersten Freilaufeinheit (9) zur trieblichen Kopplung des Verbrennungsmotors (7) mit der ersten und zweiten Antriebswelle (2, 5) und • einer Regelungseinheit (8) zur individuellen, fahrsituationsabhängigen Regelung der von dem ersten und dem zweiten Elektromotor (2, 5) erzeugten Antriebsmomente unter Berücksichtigung des vom Verbrennungsmotor (7) erzeugten Drehmomentes.Parallel hybrid drive with • a first electric motor ( 1 ) with a first drive shaft ( 2 ) for driving a left drive wheel ( 3 ), • a second electric motor ( 4 ) with a second drive shaft ( 5 ) for driving a right drive wheel ( 6 ), • an internal combustion engine ( 7 ), At least one first freewheel unit ( 9 ) for motive coupling of the internal combustion engine ( 7 ) with the first and second drive shaft ( 2 . 5 ) and • a control unit ( 8th ) for the individual, situation-dependent regulation of the first and the second electric motor ( 2 . 5 ) generated driving torque taking into account the of the internal combustion engine ( 7 ) generated torque. Parallelhybridantrieb nach Anspruch 1, wobei der Verbrennungsmotor (7) als Range Extender ausgebildet ist.Parallel hybrid drive according to claim 1, wherein the internal combustion engine ( 7 ) is designed as a range extender. Parallelhybridantrieb nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Antriebswelle (2) über die erste Freilaufeinheit (9) mit dem Verbrennungsmotor (7) trieblich gekoppelt ist und die zweite Antriebswelle (5) über eine zweite Freilaufeinheit (10) mit dem Verbrennungsmotor (7) trieblich gekoppelt ist.Parallel hybrid drive according to claim 1 or 2, wherein the first drive shaft ( 2 ) via the first freewheel unit ( 9 ) with the internal combustion engine ( 7 ) is drivingly coupled and the second drive shaft ( 5 ) via a second freewheel unit ( 10 ) with the internal combustion engine ( 7 ) is drivingly coupled. Parallelhybridantrieb nach Anspruch 3, wobei der Verbrennungsmotor (7) eine an dessen Gehäuse beidseitig herausragende Kurbelwelle (11) aufweist, an deren einem Ende die erste Freilaufeinheit (9) montiert ist und an deren zweitem Ende die zweite Freilaufeinheit (10) montiert ist.Parallel hybrid drive according to claim 3, wherein the internal combustion engine ( 7 ) on its housing on both sides outstanding crankshaft ( 11 ), at one end of which the first freewheel unit ( 9 ) is mounted and at the second end of the second freewheel unit ( 10 ) is mounted. Parallelhybridantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit • einem ersten Verbindungsgetriebe (15) zur trieblichen Verbindung der ersten Antriebswelle (2) mit dem linken Antriebsrad (3) und • einem zweiten Verbindungsgetriebe (16) zur trieblichen Verbindung der zweiten Antriebswelle (4) mit dem rechten Antriebsrad (6).Parallel hybrid drive according to one of the preceding claims, having a first connecting gear ( 15 ) to the drive connection of the first drive shaft ( 2 ) with the left drive wheel ( 3 ) and a second connecting gear ( 16 ) to the drive connection of the second drive shaft ( 4 ) with the right drive wheel ( 6 ). Parallelhybridantrieb nach Anspruch 5, wobei das erste und das zweite Verbindungsgetriebe (15, 16) in einem gemeinsamen Gehäuse (19) angeordnet sind und der erste Elektromotor (1) an der dem linken Antriebsrad (3) zugewandten Seite an das Gehäuse (12) angebracht ist und der zweite Elektromotor (4) an der dem rechten Antriebsrad (6) zugewandten Seite an das Gehäuse (19) angebracht ist.Parallel hybrid drive according to claim 5, wherein the first and the second connecting gear ( 15 . 16 ) in a common housing ( 19 ) are arranged and the first electric motor ( 1 ) on the left drive wheel ( 3 ) facing side of the housing ( 12 ) and the second electric motor ( 4 ) on the right drive wheel ( 6 ) facing side of the housing ( 19 ) is attached. Parallelhybridantrieb nach Anspruch 5 oder 6 und einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei Wellenenden (20, 21, 22, 23) der ersten und zweiten Antriebswellen (2, 5) an beiden Stirnseiten der Elektromotoren (1, 4) aus deren Gehäuse hinausragen und wobei jeweils ein erstes Wellenende (20, 21) jeder Antriebswelle (2, 5) mit dem zugehörigen Verbindungsgetriebe (15, 16) gekoppelt ist und das andere, zweite Wellenende (22) der ersten Antriebswelle (2) mit der ersten Freilaufeinheit (9) und das andere, zweite Wellenende (23 der zweiten Antriebswelle (5) mit der zweiten Freilaufeinheit (10) gekoppelt ist.Parallel hybrid drive according to claim 5 or 6 and one of claims 3 or 4, wherein shaft ends ( 20 . 21 . 22 . 23 ) of the first and second drive shafts ( 2 . 5 ) on both end faces of the electric motors ( 1 . 4 ) protrude from the housing and wherein in each case a first shaft end ( 20 . 21 ) each drive shaft ( 2 . 5 ) with the associated connecting gear ( 15 . 16 ) and the other, second shaft end ( 22 ) of the first drive shaft ( 2 ) with the first freewheel unit ( 9 ) and the other, second shaft end ( 23 the second drive shaft ( 5 ) with the second freewheel unit ( 10 ) is coupled. Parallelhybridantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit • einem ersten Vierquadrantensteller (17), über den der erste Elektromotor (1) aus einer Batterie (18) mit Strom versorgt werden kann, und • einem zweiten Vierquadrantensteller (24), über den der zweite Elektromotor (4) aus der Batterie (18) mit Strom versorgt werden kann, wobei die Regelungseinheit (8) zur Vorgabe individueller Maschinenströme in Abhängigkeit der gewünschten individuellen Antriebsmomente ausgebildet ist.Parallel hybrid drive according to one of the preceding claims, having • a first four-quadrant actuator ( 17 ), over which the first electric motor ( 1 ) from a battery ( 18 ), and • a second four-quadrant controller ( 24 ), over which the second electric motor ( 4 ) from the battery ( 18 ), the control unit ( 8th ) is designed to specify individual machine flows as a function of the desired individual drive torques. Parallelhybridantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Regelungseinheit (8) dazu ausgebildet ist, durch die erste und, falls vorhanden, zweite Freilaufeinheit (9, 10) erzeugte Drehmomentspitzen durch eine entsprechende Drehmomentsollwertvorgabe für die Elektromotoren (1, 4) zu glätten. Parallel hybrid drive according to one of the preceding claims, wherein the control unit ( 8th ) is configured to pass through the first and, if present, second freewheel unit ( 9 . 10 ) generated torque peaks by a corresponding torque setpoint specification for the electric motors ( 1 . 4 ) to smooth. Kraftfahrzeug mit einem Hybridantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche und besagtem linken und rechten Antriebsrad (3, 6) sowie einer Batterie (19) zur Speisung der Elektromotoren (2, 5).Motor vehicle with a hybrid drive according to one of the preceding claims and said left and right driving wheels ( 3 . 6 ) and a battery ( 19 ) for feeding the electric motors ( 2 . 5 ).
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