Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Fahrzeug mit elektrischen Einzelradantrieben, insbesondere ein mehrachsgetriebenes Nutzfahrzeug.

Ein derartiger Antriebsstrang umfasst mindestens ein linkes und ein rechtes Antriebsrad, denen jeweils ein Antrieb mit mindestens einem elektrischen Antriebsmotor zugeordnet ist, wobei der Antriebsmotor achsparallel zum jeweiligen Antriebsrad angeordnet ist und zur trieblichen Verbindung eines linken Antriebsmotors mit dem linken Antriebsrad ein linkes Verbindungsgetriebe und zur trieblichen Verbindung eines rechten Antriebsmotors mit dem rechten Antriebsrad ein rechtes Verbindungsgetriebe vorgesehen ist.

Die EP 1551658 A1 offenbart einen derartigen Antriebsstrang, wobei eine schaltbare Kupplung vorgesehen ist, mit der das linke Antriebsrad und das rechte Antriebsrad wahlweise trieblich miteinander koppelbar sind. Durch diese Ausführung wird erreicht, dass auch bei Ausfall eines Antriebsmotors das Fahrzeug gelandegängig bleibt.

Aus der DE 10 2017 129 739 A1 ist ein weiterer Antriebsstrang mit zwei Antriebsmotoren bekannt. Hier lag die technische Problemstellung zugrunde, einen elektromotorischen Antriebsstrang vorzuschlagen, mittels dem eine Überlagerung der Antriebsleitungen und eine geregelte Drehmomentverteilung zwischen den Abtriebswellen bzw. Seitenwellen einer Fahrzeugachse zu realisieren sind. Weiterhin soll beim Ausfall eines Elektromotors die Fahrzeugstabilität nicht beeinträchtigt werden. Zur Lösung dieser Aufgaben wird vorgeschlagen, dass die Planetensätze zwischen dem jeweiligen Elektromotor und den Antriebsrad ein gemeinsames Hohlrad aufweisen, wobei eine Bremse vorgesehen ist, mittels der das Hohlrad wahlweise festsetzbar ist. Bekannte Antriebsstränge haben allerdings das Problem, dass diese keine Dauerbremsfähigkeit aufweisen. Diese Dauerbremsfähigkeit muss auch dann zuverlässig funktionieren, wenn die Antriebsbatterie keine weitere Energie aufnehmen kann und die Betriebsbremsen, z.B. die Scheibenbremsen am Antriebsrad bei langen Bergabfahrten, das geforderte Bremsmoment nicht mehr bereitstellen können.

DE 10 2017 005 470 offenbart einen Antriebsstrang mit einem ersten Antrieb und einem zweiten Antrieb. Zwischen den Antrieben ist ein Retarder angeordnet. Zur Koppelung der Antriebe mit dem Retarder ist eine Koppelvorrichtung vorgesehen, mittels der die E-Maschinen bzw. deren Rotoren drehfest miteinander koppelbar sind. Im Entkoppelzustand kann jede Antriebsseite unabhängig bewegt werden. Im Koppelzustand sind jedoch beide Antriebsseiten drehfest miteinander gekoppelt. Diese Koppelung bewirkt, dass im Bremsbetrieb des Retarders keine Relativdrehung der beiden Antriebsseiten möglich ist. Die Kopplung hat somit die Funktion einer Differentialsperre.

Eine der Aufgaben der Erfindung ist es, einen Antriebsstrang mit einzeln antreibbaren Antriebsrädern vorzuschlagen, der eine Dauerbremsfähigkeit aufweist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Antriebsstrang entsprechend Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale der erfindungsgemäßen Ausführung finden sich in den Unteransprüchen.

Bei der Ausführung des Antriebsstrangs zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs ist ein erster Antrieb, umfassend einen ersten Elektromotor zum Antrieb eines ersten Antriebsrades, und ein zweiter Antrieb, umfassend einen zweiten Elektromotor zum Antrieb eines zweiten Antriebsrades, vorgesehen.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass zwischen dem ersten und zweiten Antrieb ein Retarder angeordnet ist, wobei der Retarder über eine erste und/oder zweite Welle von dem jeweils zugeordneten Antrieb antreibbar ist. Die Antriebe können vorzugsweise jeweils ein Getriebe umfassen, über das auch die jeweils zugeordnete Welle antreibbar ist. Dieses Getriebe kann ein Stirnradgetriebe, ein Planetengetriebe oder ein schaltbares Getriebe sein. Ein Getriebeausgang ist die Welle, über die der Retarder antreibbar ist. In welcher Stufe des Getriebes die Welle oder Getriebeausgangswelle angeordnet ist, ist im Wesentlichen davon abhängig, mit welcher Drehzahl der Retarder angetrieben werden muss um ein gewünschtes Bremsmoment bereitstellen zu können.

In einer Ausführung des Antriebsstrangs kann der Antriebsstrang eine Zwischenwelle zum Antrieb des Retarders umfassen, wobei die Zwischenwelle mittels dem ersten und/oder zweiten Antrieb antreibbar ist, und wobei ein Rotor des Retarders in Triebverbindung mit der Zwischenwelle steht.

Durch die Anordnung des Retarders zwischen den Antrieben, oder besser, so dass der Retarder über zumindest einen Antrieb antreibbar ist, kann über den einen Retarder im Antriebsstrang ein Bremsmoment auf zumindest das Antriebsrad wirken, welches gerade eine größere Drehzahl aufweist.

Weiterhin kann vorgesehen werden, dass zwischen dem ersten Antrieb und der Zwischenwelle ein erster Freilauf und zwischen dem zweiten Antrieb und der Zwischenwelle ein zweiter Freilauf angeordnet ist. Freiläufe bieten den Vorteil, dass sie in einer vorgebbaren Drehrichtung automatisch eine drehfeste Verbindung hersteilen. Weiterhin ist durch die Freiläufe sichergestellt, dass es nicht zu einer Verspannung der Antriebe kommt.

An Stelle der Freiläufe kann auch eine andere Lösung vorgesehen sein, bei der zwischen dem ersten Antrieb und der Zwischenwelle eine erste Kupplung und zwischen dem zweiten Antrieb und der Zwischenwelle eine zweite Kupplung angeordnet ist. Der Antrieb der Zwischenwelle über Kupplungen bietet den Vorteil, dass die Kupplungen nach Bedarf schaltbar sind, so dass der Rotor des Retarders nur dann angetrieben wird, wenn ein Bremsmoment vom Retarder erforderlich ist. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn die Batterie des Antriebes keine weitere Energie aufnehmen kann.

Je nach Ausführung des Antriebes können unterschiedliche Retarder zum Einsatz kommen. Einmal die Ausführung mit einem Rotor und einem Stator oder alternativ die Ausführung als Gegenlaufretarder mit einem Rotor und einem Gegenlaufrotor, der entgegen der Drehrichtung des Rotors antreibbar ist.

Bei Verwendung der Ausführung mit Rotor und Stator kann der Rotor drehfest auf der Zwischenwelle angeordnet sein oder über einen Hochtrieb von der Zwischenwelle aus antreibbar sein.

Bei einer Ausführung als Gegenlaufretarder kann der Antrieb des Rotors und des Gegenlaufrotors über die Zwischenwelle erfolgt, wobei zur Umkehrung der Drehrichtung zwischen Zwischenwelle und Gegenlaufrotor ein Zwischenrad vorgesehen ist.

Die Antriebe können auch in der Radnabe des Antriebsrades, sogenannte Radnarbenantriebe, angeordnet sein.

Alle Ausführung haben gemeinsam, dass der Retarder über eine entsprechende Befüllvorrichtung, wie sie aus dem StdT hinreichend bekannt ist, mit einem Arbeitsmedium befüllbar ist, so dass mit steigendem Befüllungsgrad ein Bremsmoment auf die Zwischenwelle wirkt und von dort über den Antrieb, bzw. das Getriebe, und die Antriebswellen auf die Antriebsräder übertragen wird.

Anhand von Ausführungsbeispielen werden weitere vorteilhafte Ausprägungen der Erfindung erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen: Fig. 1 einen Antriebsstrang mit Retarder

Fig. 2 eine alternative Retarderanordnung mit Hochtrieb

Fig. 3 Retarder als Gegenlaufretarder ausgeführt

Fig. 4 eine Antriebsstrang mit Radnabenmotoren und einem

Gegenlaufretarder

Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang mit zwei separat antreibbaren Antriebsrädern 3a, b. Der Antriebsstrang besteht aus zwei Antrieben 1a, b mit jeweils einem elektrischen Antriebsmotor 2a, b zum Antrieb des zugeordneten Antriebsrades 3a, b, wobei zwischen Antriebsmotor 2a, b und Antriebsrad 3a, b jeweils ein Verbindungsgetriebe 5a, b vorgesehen ist. Das hier dargestellte Verbindungsgetriebe 5a, b ist ein einfaches Stirnradgetriebe, wobei hier auch andere Getriebe eingesetzt werden können wie beispielsweise Planetengetriebe oder schaltbare Getriebe, mittels denen eine Übersetzungsänderung ermöglicht wird.

Zwischen den Antrieben 1a, b des Antriebsstrangs ist ein Retarder 10 angeordnet. Der Retarder umfasst einen Rotor 7 und einen Stator 8, die miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum 9 bilden, der für den Bremsbetrieb mit einem Arbeitsmedium befüllbar ist und für den Nicht-Bremsbetrieb des Retarders 10 wieder entleerbar ist.

Der Antrieb des Rotors 7 kann über den ersten und/oder den zweiten Antrieb 1a, b erfolgen. In der dargestellten Ausführung ist der Rotor 7 auf einer Zwischenwelle 14 angeordnet, die über die Freiläufe 6a, b mit Getriebewellen 17a, b der Antriebe 1a, b drehfest koppelbar ist. Der Antrieb des Rotors 7 erfolgt somit immer durch den Antrieb 1a oder 1b, der gerade die größere Drehzahl aufweist. Das bedeutet, dass der Rotor 7 bei einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs immer von dem Antrieb 1a, b angetrieben wird, dessen Antriebsrad gerade schneller dreht, wobei bei der Geradeausfahrt der Antrieb des Rotors 7 durch beide Antriebe 1a, b erfolgt.

Im Bremsbetrieb, für den der Arbeitsraum 9 des Retarders 10 mit einem Arbeitsmedium befüllt wird, wirkt jeweils auf das Antriebrad 3a, b welches gerade schneller dreht, ein Bremsmoment. Bei der Geradeausfahrt wirkt das Bremsmoment auf beide Antriebsräder 3a, b gleichzeitig.

Figur 2 zeigt eine alternative Retarderanordnung mit einem Flochtrieb 11. Hier wurde die Antriebskoppelung des Retarders 10 in die Ebene der Antriebswellen 4a, b gelegt. Wobei natürlich auch eine Anordnung in jeder anderen Ebene des Getriebes 5a, b denkbar ist. Das für den Antrieb des Retarders 10 vorgesehene Hochtriebsrad 15 ist bei dieser Ausführung drehfest gekoppelt auf der Zwischenwelle 14 angeordnet. Die wesentliche Funktion der Freiläufe 6a, b bleibt wie bereits unter Figur 1 beschrieben erhalten.

Figur 3 zeigt eine Ausführung des Retarders als Gegenlaufretarder 16. Der Gegenlaufretarder 16 umfasst einen Rotor 7, der direkt durch die Zwischenwelle 14 angetrieben wird, und einen Gegenlaufrotor 12, der indirekt durch die Zwischenwelle 14 in der Art angetrieben wird, dass der Gegenlaufrotor 12 in die entgegengesetzte Richtung dreht. Die Drehrichtungsumkehr wird erreicht, indem zwischen Zwischenwelle 14 und Gegenlaufrotor 12 ein Zwischenrad 13 eingefügt ist.

Figur 4 zeigt einen weiteren alternativen Antriebsstrang, bei dem die Antriebe 1a, b Radnabenmotoren 18a, b umfassen. Der Retarder 16 ist auch hier als Gegenlaufretarder ausgeführt, wobei der Rotor 7 vom ersten Antrieb 1a und der Gegenlaufrotor vom zweiten Antrieb 1b über ein Zwischenrad 13 angetrieben werden.

In weiteren alternativen Ausführungen, die hier nicht mehr dargestellt wurden, kann auch vorgesehen sein, dass die Koppelung der Zwischenwelle 14 mit dem Antrieb 1a und/oder dem Antrieb 1b über eine Kupplung erfolgt. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass immer die Kupplung geschlossen wird, die dem Antrieb zugeordnet ist, der gerade eine höhere Drehzahl aufweist. Die Ausführung mit Kupplungen hätte den Vorteil, dass der Retarder im Nicht-Bremsbetrieb vom Antriebsstrang vollständig entkoppelbar ist, so dass kein Schleppmoment auftritt.

Bezugszeichenliste

1a, b Antrieb 2a, b Elektromotor 3a, b Antriebsrad

4a, b Antriebswelle 5a, b Getriebe 6a, b Freilauf 7 Rotor 8 Stator

9 Arbeitsraum

10 Retarder 11 Hochtrieb 12 Gegenlaufrotor 13 Zwischenrad

14 Zwischenwelle

15 Hochtriebsrad

16 Gegenlaufretarder

17a, b Welle 18a, b Radnarbenmotor