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WO2010028904A1 - Vorrichtung und verfahren zum betrieb eines antriebes mit einer elektrisch antreibbaren achse - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum betrieb eines antriebes mit einer elektrisch antreibbaren achse Download PDF

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WO2010028904A1
WO2010028904A1 PCT/EP2009/059642 EP2009059642W WO2010028904A1 WO 2010028904 A1 WO2010028904 A1 WO 2010028904A1 EP 2009059642 W EP2009059642 W EP 2009059642W WO 2010028904 A1 WO2010028904 A1 WO 2010028904A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electric machine
axle
vehicle
switchable freewheel
driven
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2009/059642
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Uwe Tellermann
Kaspar Schmoll Genannt Eisenwerth
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of WO2010028904A1 publication Critical patent/WO2010028904A1/de
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Ceased legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to a device and a method for operating a drive with an electrically driven axle, for example in a hybrid vehicle.
  • Vehicles with a hybrid drive structure have at least two
  • the device according to the invention for a vehicle which has an electric machine and an axle which can be driven by this electric machine is characterized in that the separable mechanical coupling between the drivable axle and the electric machine is designed as a simple, robust mechanical component.
  • This separable mechanical coupling is designed as a switchable freewheel.
  • the technical background of this embodiment is that the electric machine depends on the drivable axle. can be separated. The separation of the electric machine from the driven axle by means of the switchable freewheel. Either this is in neutral position, so that neither torque from the drive shaft to the electric machine or vice versa can be transmitted. Or it is located in one of the two transfer positions, in which a torque is transmitted from the drivable axle to the electric machine or vice versa.
  • the driven and driven shafts are automatically disconnected once the driven shaft has a higher speed than the driving shaft. Any necessary synchronizations when changing the transfer positions are carried out by means of the electric machine.
  • Advantage of this embodiment is that a robust, maintenance and wear-free and inexpensive design is used as a coupling. In different driving situations of a hybrid vehicle, it is advantageous to separate the electric machine from the rear axle. For example, an electric machine at high speeds no appreciable
  • the separation of the electric machine from the drivable axle by means of a switchable freewheel is controlled.
  • a freewheel is capable of giving the momentum flow in one direction and blocking it in the opposite direction.
  • the reverse direction can be controlled and thus changed as desired.
  • the technical background of this embodiment is that during acceleration processes of the vehicle, the freewheel is switched so that a torque flow from the electric machine to the axle is possible. If, as the speed increases, the electric machine is no longer able to deliver more torque than is necessary for its own acceleration, then it would be accelerated via the rotating drive axle. In At this moment, the freewheel releases and decouples the electric machine, so that no drive torque is transmitted from the rotating drive axle to the electric machine.
  • the electric machine can be braked.
  • its rotational energy can be recuperated.
  • the freewheel is switched so that a moment can flow from the rotating drive axle in the direction of the electric machine.
  • the electric machine In order to be able to perform this switching operation without jerking, the electric machine must be accelerated to a speed equal to or slightly above the speed of the drivable axle in order to engage the freewheel.
  • An advantage of this design is that a robust maintenance and wear-free and inexpensive machine element is used as a coupling. The control is limited to the controllable switching of the freewheeling direction. A complex torque control of a clutch is eliminated thereby.
  • the method according to the invention for a vehicle which has an electric machine and an axle which can be driven by this electric machine, wherein a separable mechanical coupling between the drivable axle and the electric machine is provided, is characterized in that the mechanical coupling is designed as a switchable freewheel is formed, and the switchable freewheel is controlled in dependence on the operating state of the vehicle. This is advantageously avoided a constant running the electric machine.
  • the acceleration process is supported by the electric machine, especially at lower speeds of the driven axle.
  • the electric machine is also coupled to the drivable axle, but in this case a torque of the rotating axle is transmitted to the electric machine, which can thus recuperate kinetic energy of the vehicle. that the electric machine efficiently supports the vehicle during the operating state "acceleration” and during the operating state of the vehicle Vehicle “Rekuper Schl” kinetic energy of the vehicle is converted by the electric machine into electrical energy.
  • Rotation energy of the electric machine braked.
  • the technical background and advantage of this embodiment of the invention is that the kinetic energy of the outgoing electrical machine is converted into electrical energy and is not lost.
  • the electrical energy can be supplied to a battery or other consumers via the supply network of the vehicle.
  • a further development of the invention provides that during the operating state of the vehicle "recuperation", the reverse direction of the switchable freewheel is controlled such that a transmission of a torque from the drivable axle to the electric machine is possible in that the kinetic energy of the vehicle is converted into electrical energy during the operating state of the vehicle "recuperation” by means of the switchable freewheel through the electric machine and is not lost.
  • the electrical energy can be supplied to a battery or other consumers via the supply network of the vehicle.
  • a further embodiment of the invention provides that the control of the reverse direction of the switchable freewheel is performed such that the loading Influence of the rotational speed of the driven axle is minimal.
  • the technical background of this embodiment is that the mechanical coupling during the activation of the switchable freewheel is not excessively stressed mechanically.
  • Advantage of this embodiment is that the ride comfort is not affected during the activation of the switchable freewheel.
  • the electric machine is accelerated a little below, at or slightly above the speed of the drivable axle before the control of the reverse direction of the switchable freewheel.
  • the technical background of this embodiment is that thereby a smooth engagement of the switchable freewheel is made possible.
  • either the electric machine is accelerated to a speed which is slightly above the speed of the driven axle or which is slightly below the speed of the driven axle. Subsequently, the speed of the electric machine is further approximated to the speed of the drivable axle.
  • the technical background of this embodiment is that, during the operating state of the vehicle "recuperation", an excessive braking torque, which is caused in particular by the electric machine, leads to slip on the drive wheels of the drivable axle Skidding) of the vehicle. He Bremsmoment can be caused for example by a fault in the electric drive, in particular by short-circuiting of the electric machine. During this situation, a high torque is transmitted via the freewheel and switching from "recuperation" to "acceleration" or neutral position is therefore not possible. To enable the switching operation, the torque to be transmitted via the freewheel must be minimized or its direction changed. For this purpose, the drivable axle, for example by means of the brakes mounted on the drivable axle drive wheels, braked short and strong. At this moment, the switchable freewheel is controlled and the faulty braking torque of the drivable
  • Axis decoupled The drive wheels then accelerate over the driveway.
  • the short deceleration of the drivable axle occurs in response to the presence of an event signal.
  • the event signal is emitted by a control unit when a fault in the electric drive (in particular a high braking torque on the driven axle, which is not caused by the brakes of the drive wheels) diagnoses, the electric machine has a high braking torque, and / or before the electrical Machine is shorted.
  • Advantage of this embodiment is that thereby safe operation of the vehicle is ensured even at high braking torque of the electric machine.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of a drive with an electrically driven axle.
  • FIG. 2 shows a method for operating an electrically driven axle.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a drive with an electrically driven axle 100, which has an electric machine 103 and an electrically driven axle 101 with the drive wheels 104 and a differential 105.
  • the mechanical coupling between the electric machine 103 and the electrically driven axle 101 is realized by means of a switchable freewheel 102. If the switchable freewheel 102 is in one of the transfer positions, torque can be transmitted from the drivable axle 101 to the electric machine 103 or vice versa. When the switchable one-way clutch 102 is in the neutral position, no torque can be transmitted from the electric machine 103 to the drivable axle 101 or vice versa.
  • FIG. 2 shows a method for operating an electrically driven axle 200.
  • step 201 the method is started.
  • step 202 the method is started.
  • the system can recognize the operating states "recuperation” and "acceleration". If the "accelerate” operating state is currently detected in step 202, the method branches to step 205 in which the reverse direction of the switchable freewheel 102 is controlled such that a transmission of torque from the electric machine 103 to the drivable axle 101 is possible If the "recuperation" operating state is currently detected in step 202, the method branches to step 204, in which the reverse direction of the switchable freewheel 102 is controlled in such a way that transmission of torque from the drivable axle 101 to the electric machine 101 is triggered. ne 103 is possible. If neither the operating state "acceleration" nor “recuperation” is currently detected in step 202, the method branches to step 205 in which the reverse direction of the switchable freewheel 102 is controlled such that a transmission of torque from the electric machine 103 to the electric machine 101 is possible. ne 103 is possible. If neither the operating state "acceleration” nor “recuperation” is currently detected in step
  • step 206 the method ends with step 206. During operation of the vehicle, this method is always repeated.

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Abstract

Vorrichtung und Verfahren für ein Fahrzeug, welches eine elektrische Maschine (103), und eine, von dieser elektrischen Maschine (103), antreibbare Achse (101) aufweist. Zwischen der antreibbaren Achse (101) ist eine trennbare mechanische Kopplung vorgesehen. Diese Kopplung ist als schaltbarer Freilauf (102) ausgebildet.

Description

Beschreibung
Titel
Vorrichtung und Verfahren zum Betrieb eines Antriebes mit einer elektrisch antreibbaren Achse.
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebes mit einer elektrisch antreibbaren Achse, beispielsweise in einem Hybrid- fahrzeug. Fahrzeuge mit einer hybriden Antriebsstruktur weisen mindestens zwei
Antriebsaggregate auf. Meist sind dies ein Verbrennungsmotor und mindestens ein Elektromotor. Aber auch der Einsatz anderer Antriebsaggregate, wie beispielweise Hydraulikmotoren, ist möglich. So kann das Antriebsmoment während des Fahrbetriebes des Hybridfahrzeuges von beiden Antriebsaggregaten oder auch nur von einem einzelnen aufgebracht werden. Aus der EP 0 224 144 Al ist ein Fahrzeug bekannt, welches eine herkömmliche, durch ein Verbrennungsmotor antreibbare, Hauptantriebsachse aufweist. Bei erhöhtem Schlupf der Räder der Hauptantriebsachse können die Räder einer zuschaltbaren Antriebsachse mittels eines gesonderten Zusatzantriebaggregates, insbesondere eines Elekt- romotors, automatisch angetrieben werden.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung für ein Fahrzeug welches eine elektrische Maschine und eine, von dieser elektrischen Maschine antreibbare Achse aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass die trennbare mechanische Kopplung zwischen der antreibbaren Achse und der elektrischen Maschine als einfaches robustes mechanisches Bauteil ausgeführt ist. Diese trennbare mechanische Kopplung ist als schaltbarer Freilauf ausgeführt. Technischer Hintergrund dieser Ausgestaltung ist, dass die elektrische Maschine von der antreibbaren Achse ab- getrennt werden kann. Die Trennung der elektrischen Maschine von der antreibbaren Achse erfolgt mittels des schaltbaren Freilaufs. Entweder ist dieser in Neutral Position, so dass weder ein Drehmoment von der antreibaren Achse auf die elektrische Maschine oder umgekehrt übertragen werden kann. Oder er be- findet sich in einer der beiden Übertragungspositionen, in der ein Drehmoment von der antreibbaren Achse auf die elektrische Maschine oder umgekehrt übertragen wird. In diesem Fall werden die antreibende und die angetriebene Welle automatisch voneinander getrennt, sobald die angetriebene Welle eine höhere Drehzahl als die antreibende Welle aufweist. Eventuell notwendige Synchronisa- tionen beim Wechseln der Übertragungspositionen werden mittels der elektrischen Maschine durchgeführt. Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass eine robuste, wartungs- und verschleißfreie und preisgünstige Bauart als Kupplung einsetzbar wird. In verschiedenen Fahrsituationen eines Hybridfahrzeugs ist es vorteilhaft, die elektrische Maschine von der Hinterachse zu trennen. Beispielsweise kann eine elektrische Maschine bei hohen Drehzahlen kein nennenswertes
Drehmoment abgeben. Wenn zwischen elektrischer Maschine und der antreibbaren Achse kein Getriebe angeordnet ist, beispielweise aus Platz- oder Kostengründen, so ist es energetisch vorteilhaft, die elektrische Maschine bei hohen Drehzahlen der Antriebsachse abzukoppeln, um ein verlustbehaftetes Mitdrehen der elektrischen Maschine zu vermeiden. Aus dem gleichen Grund ist es vorteilhaft, beim freien Rollen des Fahrzeugs, die elektrische Maschine von der angetriebenen Achse zu trennen. Das freie Rollen des Fahrzeugs wird auch als Segeln bezeichnet.
In einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Trennung der elektrischen Maschine von der antreibbaren Achse mittels eines schaltbaren Freilaufes, dessen Sperrichtung ansteuerbar ist. Ein Freilauf ist dazu in der Lage, den Momen- tenfluss in eine Richtung zu gewähren und in entgegengesetzter Richtung zu sperren. Bei einem schaltbaren Freilauf lässt sich die Sperrrichtung ansteuern und damit beliebig wechseln. Technischer Hintergrund dieser Ausgestaltung ist, dass bei Beschleunigungsvorgängen des Fahrzeugs der Freilauf so geschaltet ist, dass ein Momentenfluss von der elektrischen Maschine auf die Achse möglich ist. Ist die elektrische Maschine bei steigender Drehzahl nicht mehr in der Lage, mehr Moment abzugeben, als für ihre eigene Beschleunigung notwendig ist, so würde sie über die sich drehende Antriebsachse beschleunigt werden. In diesem Moment löst der Freilauf und koppelt die elektrische Maschine ab, so- dass kein Antriebsmoment von der sich drehenden Antriebsachse auf die elektrische Maschine übertragen wird. In diesem Fall kann die elektrische Maschine abgebremst werden. Insbesondere kann während des Abbremsvorganges deren Rotationsenergie rekuperiert werden. Bei Rekuperationsvorgängen des Fahrzeugs ist der Freilauf so geschaltet, dass ein Moment von der sich drehenden Antriebsachse in Richtung elektrische Maschine fließen kann. Um diesen Schaltvorgang ruckfrei vornehmen zu können, muss die elektrische Maschine auf eine Drehzahl gleich oder geringfügig über der Drehzahl der antreibbaren Achse be- schleunigt werden, um den Freilauf einzuspuren. Vorteilhaft an dieser Ausgestaltung ist, dass ein robustes wartungs- und verschleißfreies und preisgünstiges Maschinenelement als Kupplung einsetzbar wird. Die Ansteuerung beschränkt sich auf das steuerbare Umschalten der Freilaufrichtung. Eine aufwendige Momentenregelung einer Kupplung entfällt dadurch.
Das erfindungsgemäße Verfahren für ein Fahrzeug, welches eine elektrische Maschine und eine von dieser elektrischen Maschine antreibbare Achse aufweist, wobei eine trennbare mechanische Kopplung zwischen der antreibbaren Achse und der elektrischen Maschine vorgesehen ist, ist dadurch gekennzeich- net, dass die mechanische Kopplung als schaltbarer Freilauf ausgebildet ist, und der schaltbare Freilauf in Abhängigkeit des Betriebszustandes des Fahrzeuges angesteuert wird. Damit wird vorteilhaft ein ständiges Mitlaufen der elektrischen Maschine vermieden.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens die Be- triebszustände des Fahrzeugs „Beschleunigen" und „Rekuperieren" erkannt werden. Technischer Hintergrund dieser Ausgestaltung ist, dass der Beschleunigungsvorgang mittels der elektrischen Maschine unterstützt wird, insbesondere bei niedrigeren Drehzahlen der angetriebenen Achse. Während des Betriebszu- Standes „Rekuperieren", wird ebenfalls die elektrische Maschine an die antreibbare Achse angekoppelt. Jedoch wird in diesem Fall ein Drehmoment der sich drehenden Achse auf die elektrische Maschine übertragen, welche somit Bewegungsenergie des Fahrzeugs rekuperieren kann. Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass die elektrische Maschine das Fahrzeug während des Betriebszustandes „Beschleunigen" effizient unterstützt und während des Betriebszustandes des Fahrzeuges „Rekuperieren" kinetische Energie des Fahrzeugs mittels der elektrischen Maschine in elektrische Energie umgewandelt wird.
In einer weiteren Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass während des Betriebszustandes des Fahrzeugs „Beschleunigen", die Sperrrichtung des schaltbaren Freilaufs derart angesteuert wird, dass eine Übertragung eines Drehmomentes von der elektrischen Maschine auf die antreibbare Achse möglich ist. Technischer Hintergrund dieser Ausgestaltung ist, dass der Beschleunigungsvorgang mittels der elektrischen Maschine unterstützt wird, insbesondere bei niedrigen Drehzahlen der angetriebenen Achse. Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass die elektrische Maschine das Fahrzeug während des Betriebszustandes „Beschleunigen" effizient unterstützt.
In einer weiteren Weiterbildung der Erfindung wird, nach erfolgter Beschleuni- gung der antreibbaren Achse, die elektrische Maschine, durch Rekuperation der
Rotationsenergie der elektrischen Maschine, abgebremst. Technischer Hintergrund und Vorteil dieser Ausgestaltung der Erfindung ist, dass die kinetische E- nergie der auslaufenden elektrischen Maschine in elektrische Energie umgewandelt wird und nicht verloren geht. Die elektrische Energie kann einer Batterie oder anderen Verbrauchern über das Versorgungsnetz des Fahrzeugs zugeführt werden.
Eine weitere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass während des Betriebszustandes des Fahrzeugs „Rekuperieren", die Sperrrichtung des schaltbaren Freilaufs derart angesteuert wird, dass eine Übertragung eines Drehmomentes von der antreibbaren Achse auf die elektrische Maschine möglich ist. Technischer Hintergrund und Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass die kinetische Energie des Fahrzeugs während des Betriebszustandes des Fahrzeugs „Rekuperieren" mittels des schaltbaren Freilaufs durch die elektrische Maschine in elektri- sehe Energie umgewandelt wird und nicht verloren geht. Die elektrische Energie kann einer Batterie oder anderen Verbrauchern über das Versorgungsnetz des Fahrzeugs zugeführt werden.
Eine weitere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Ansteuerung der Sperrrichtung des schaltbaren Freilaufes derart vorgenommen wird, dass die Be- einflussung der Drehzahl der antreibbaren Achse minimal ist. Technischer Hintergrund dieser Ausgestaltung ist, dass die mechanische Kopplung während der Ansteuerung des schaltbaren Freilaufs nicht übermäßig stark mechanisch beansprucht wird. Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass der Fahrkomfort während der Ansteuerung des schaltbaren Freilaufs nicht beeinflusst wird.
In einer weiteren Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die elektrische Maschine vor der Ansteuerung der Sperrrichtung des schaltbaren Freilaufes ein wenig unter, auf oder ein wenig über die Geschwindigkeit der antreibbaren Achse beschleunigt wird. Technischer Hintergrund dieser Ausgestaltung ist, dass dadurch ein sanftes Einkuppeln des schaltbaren Freilaufs ermöglicht wird. Dabei wird entweder die elektrische Maschine auf eine Geschwindigkeit beschleunigt, die ein wenig über der Geschwindigkeit der antreibbaren Achse liegt oder die ein wenig unter der Geschwindigkeit der antreibbaren Achse liegt. Anschließend wird die Geschwindigkeit der elektrischen Maschine der Geschwindigkeit der antreibbaren Achse weiter angenähert. Bei der Ansteuerung der Sperrrichtung des schaltbaren Freilaufs für den Betriebszustand des Fahrzeugs „Beschleunigen" wird zunächst die elektrische Maschine auf eine Geschwindigkeit beschleunigt, die ein wenig unter der Geschwindigkeit der antreibbaren Achse liegt. Bei der Ansteuerung der Sperrrichtung des schaltbaren Freilaufs für den Betriebszustand des Fahrzeugs „Rekuperieren" wird zunächst die elektrische Maschine auf eine Geschwindigkeit beschleunigt, die ein wenig über der Geschwindigkeit der antreibbaren Achse liegt. Vorteil dieser Ausgestaltung sind eine geringe mechanische Belastung des schaltbaren Freilaufs sowie ein erhöhter Komfort während der Ansteuerung des schaltbaren Freilaufs.
In einer weiteren Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verfahren während des Betriebszustandes des Fahrzeugs „Rekuperieren" und bei Vorliegen eines Ereignissignals ein Bremsmoment an der antreibbaren Achse er- zeugt wird, und die Sperrrichtung des schaltbaren Freilaufes angesteuert wird.
Technischer Hintergrund dieser Ausgestaltung ist, dass während des Betriebszustandes des Fahrzeugs „Rekuperieren" ein zu hohes Bremsmoment, welches insbesondere durch die elektrische Maschine verursacht wird, zu Schlupf an den Antriebsrädern der antreibbaren Achse führt. Dies kann zu einem instabilen fahr- dynamischen Fahrverhalten (z.B. Schleudern) des Fahrzeugs führen. Das zu ho- he Bremsmoment kann beispielsweise durch einen Fehler im elektrischen Antrieb, insbesondere durch Kurzschliessen der elektrischen Maschine, verursacht sein. Während dieser Situation wird ein hohes Drehmoment über den Freilauf übertragen und ein Umschaltvorgang von „Rekuperieren" auf „Beschleunigen" oder in Neutral Position ist daher nicht möglich. Um den Umschaltvorgang zu ermöglichen muss das über den Freilauf zu übertragende Drehmoment minimiert oder dessen Richtung geändert werden. Dazu wird die antreibbare Achse, beispielweise mittels der Bremsen der an der antreibbaren Achse angebrachten Antriebsräder, kurz und stark abgebremst. In diesem Moment wird der schaltbare Freilauf angesteuert und das fehlerhafte Bremsmoment von der antreibbaren
Achse entkoppelt. Die Antriebsräder beschleunigen anschließend über die Fahrstraße. Mittels der wieder vorhandenen Haftreibungskraft ist ein fahrdynamisch sicherer Betrieb möglich. Die kurze Abbremsung der antreibbaren Achse erfolgt als Reaktion auf das Vorliegen eines Ereignissignals. Das Ereignissignal wird von einem Steuergerät abgegeben, wenn ein Fehler im elektrischen Antrieb( insbesondere ein hohes Bremsmoment an der antreibbaren Achse, welches nicht durch die Bremsen der Antriebsräder verursacht ist) diagnostiziert, die elektrische Maschine ein hohes Bremsmoment aufweist, und/oder bevor die elektrische Maschine kurzgeschlossen wird. Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass dadurch ein sicherer Betrieb des Fahrzeugs auch bei hohem Bremsmoment der elektrischen Maschine gewährleistet wird.
In einer weiteren Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass während der Betriebszustände des Fahrzeuges, während der die elektrische Maschine weder Energie an die antreibbare Achse abgeben noch von der antreibbaren Achse aufnehmen soll, die Sperrrichtung des schaltbaren Freilaufs derart angesteuert wird, dass keine Übertragung eines Drehmomentes von der elektrischen Maschine auf die antreibbare Achse und umgekehrt möglich ist . Wie oben beschrieben, befindet sich dann der Freilauf in Neutral Position. Technischer Hintergrund die- ser Ausgestaltung ist, dass die elektrische Maschine von der antreibbaren Achse abkoppelbar ist und damit vorteilhafter Weise die träge Masse nicht in jeder Fahrsituation mitgeschleppt oder beschleunigt werden muss. Insbesondere sind das die Betriebszustände des Fahrzeugs, während der die elektrische Maschine weder Energie an die Achse abgeben noch von der antreibbaren Achse aufneh- men soll. Ausführungsbeispiele der Erfindung
Es zeigt Figur 1 eine Prinzipdarstellung eines Antriebes mit einer elektrisch antreibbaren Achse.
Figur 2 ein Verfahren zum Betrieb einer elektrisch antreibbaren Achse.
Ausführungsformen der Erfindung
Figur 1 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Antriebes mit einer elektrisch antreibbaren Achse 100, welche eine elektrische Maschine 103 sowie eine elektrisch antreibbare Achse 101 mit den Antriebsrädern 104 sowie einem Differenzial 105 aufweist. Die mechanische Kopplung zwischen der elektrischen Maschine 103 sowie der elektrisch antreibbaren Achse 101 wird mittels eines schaltbaren Freilaufs 102 realisiert. Befindet sich der schaltbare Freilauf 102 in einer der Übertragungspositionen, so kann ein Drehmoment von der antreibbaren Achse 101 auf die elektrische Maschine 103 oder umgekehrt übertragen werden. Wenn sich der schaltbare Freilauf 102 in der Neutral Position befindet, kann kein Drehmoment von der elektrischen Maschine 103 auf die antreibbare Achse 101 oder umgekehrt übertragen werden.
Figur 2 zeigt ein Verfahren zum Betrieb einer elektrisch antreibbaren Achse 200. In Schritt 201 wird das Verfahren gestartet. Anschließend wird in Schritt 202 der
Betriebszustand des Fahrzeugs abgefragt. In diesem Ausführungsbeispiel kann das System die Betriebszustände „Rekuperieren" und „Beschleunigen" erkennen. Wird in Schritt 202 der Betriebszustand „Beschleunigen" aktuell erkannt, so verzweigt das Verfahren zu Schritt 205 in welchem die Sperrrichtung des schaltba- ren Freilaufs 102 derart angesteuert wird, dass eine Übertragung eines Drehmomentes von der elektrischen Maschine 103 auf die antreibbare Achse 101 möglich ist. Wird in Schritt 202 der Betriebszustand „Rekuperieren" aktuell erkannt, so verzweigt das Verfahren zu Schritt 204 in welchem die Sperrrichtung des schaltbaren Freilaufs 102 derart angesteuert wird, dass eine Übertragung ei- nes Drehmomentes von der antreibbaren Achse 101 auf die elektrische Maschi- ne 103 möglich ist. Wird in Schritt 202 weder der Betriebszustand „Beschleunigen" noch „Rekuperieren" aktuell erkannt, so verzweigt das Verfahren zu Schritt
203 in welchem die Sperrrichtung des schaltbaren Freilaufs 102 derart angesteuert wird, dass keine Übertragung eines Drehmomentes von der elektrischen Maschine 103 auf die antreibbare Achse 101 und umgekehrt möglich ist.
Nach der Ansteuerung des schaltbaren Freilaufs in den Verfahrensschritten 203,
204 oder 205 endet das Verfahren mit dem Schritt 206. Während des Betriebes des Fahrzeugs wird dieses Verfahren stets wiederholt.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung für ein Fahrzeug, welches eine elektrische Maschine (103), und eine, von dieser elektrischen Maschine (103) , antreibbare Achse
(101) aufweist, wobei eine trennbare mechanische Kopplung zwischen der antreibbaren Achse (101) und der elektrischen Maschine (103) vorge- sehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Kopplung als schaltbarer Freilauf (102) ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrrichtung des schaltbaren Freilaufes (102) steuerbar ist.
3. Verfahren für ein Fahrzeug, welches eine elektrische Maschine (103), und eine, von dieser elektrischen Maschine (103) , antreibbare Achse (101) aufweist, wobei eine trennbare mechanische Kopplung zwischen der antreibbaren Achse (101) und der elektrischen Maschine (103) vorgese- hen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Kopplung als schaltbarer Freilauf (102) ausgebildet ist, und der schaltbare Freilauf
(102) in Abhängigkeit des Betriebszustandes (202) des Fahrzeugs angesteuert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrrichtung des schaltbaren Freilaufes ansteuerbar ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Betriebszustände (202) des Fahrzeugs „Beschleunigen" und „Rekupe- rieren" erkannt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass während des Betriebszustandes (202) des Fahrzeugs „Beschleunigen", die Sperrrichtung des schaltbaren Freilaufs (102) derart angesteuert wird, dass eine Übertragung eines Drehmomentes von der elektrischen Maschine (103) auf die antreibbare Achse (101) möglich ist (205).
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach erfolgter Beschleunigung der antreibbaren Achse (101), die elektrische Maschine (103) abgebremst wird durch Rekuperation der Rotationsenergie der e- lektrischen Maschine (103) .
8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass während des Betriebszustandes (202) des Fahrzeugs „Rekuperieren", die Sperrrichtung des schaltbaren Freilaufs (102) derart angesteuert wird, dass eine Übertragung eines Drehmomentes von der antreibbaren Achse (101) auf die elektrische Maschine (103) möglich ist (204).
9. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der Sperrrichtung des schaltbaren Freilaufes (102) derart vorge- nommen wird, dass die Beeinflussung der Drehzahl der antreibbaren
Achse (101) minimal ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (103) vor der Ansteuerung der Sperrrichtung des schalt- baren Freilaufes (102) ein wenig unter, auf oder ein wenig über die Geschwindigkeit der antreibbaren Achse (101) beschleunigt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass während des Betriebszustandes (202) des Fahrzeugs „Rekuperieren" und bei Vorliegen eines Ereignissignals, ein Bremsmoment an der antreibbaren Achse (101) erzeugt wird und die Sperrrichtung des schaltbaren Freilaufes (102) angesteuert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass während der Betriebszustände (202) des Fahrzeugs, während der die elektrische Maschine (103) weder Energie an die antreibbare Achse (101) abgeben oder von der antreibbaren Achse (101) aufnehmen soll, die Sperrrichtung des schaltbaren Freilaufs (102) derart angesteuert wird, dass keine Übertragung eines Drehmomentes von der elektrischen Maschine (103) auf die antreibbare Achse (101) und umgekehrt möglich ist (203).
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