CN111216547A - 用于机动车的机电的驱动装置 - Google Patents

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CN111216547A CN201911037121.2A CN201911037121A CN111216547A CN 111216547 A CN111216547 A CN 111216547A CN 201911037121 A CN201911037121 A CN 201911037121A CN 111216547 A CN111216547 A CN 111216547A
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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的机电的驱动装置，具有：电动机，具有定子和转子；减速器，构成为圆柱齿轮变速器并且具有第一传动比的第一圆柱齿轮级和第二传动比的第二圆柱齿轮级，第一圆柱齿轮级具有第一驱动圆柱齿轮和从动圆柱齿轮，第一驱动圆柱齿轮安置在输入轴上并且接合到第一从动圆柱齿轮中，第一从动圆柱齿轮安置在输出轴上，第二圆柱齿轮级具有第二驱动圆柱齿轮、中间轮和第二从动圆柱齿轮，第二驱动圆柱齿轮安置在输入轴上并且在此接合到中间轮中，中间轮接合到第二从动圆柱齿轮中，第二从动圆柱齿轮安置在输出轴上，在第一圆柱齿轮级中设有第一自由轮机构，在第二圆柱齿轮级中设有第二自由轮机构。

Description

用于机动车的机电的驱动装置
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的机电的驱动装置，具有：电动机；减速 器，所述减速器构成为圆柱齿轮变速器；和车轴差速器，用于将经由减速 器引导的驱动功率分支到第一和第二车轮驱动轴上。
背景技术
从DE 10 2015 110 839 A1中已知这种驱动装置。圆柱齿轮变速器在 那里构成为可两级切换的变速器。圆柱齿轮变速器具有输入轴和输出轴。 在输入轴上安置两个驱动圆柱齿轮，在输出轴上安置两个被驱动的圆柱齿 轮以及设为用于继续引导功率的从动齿轮。安置在输入轴上的第一驱动圆 柱齿轮和输出轴的与其接合的被驱动的第一圆柱齿轮实现第一传动比。在 输入轴上安置的第二驱动圆柱齿轮和输出轴的与其接合的第二圆柱齿轮实现第二传动比。第二驱动圆柱齿轮能够与输入轴经由离合器装置可切换 地耦联。两个在输出轴上安置的并且在此被驱动的车轮经由自由轮机构与 输出轴耦联，使得输出轴可以超过相应的非最后引导的、然而沿相同的方 向带动的被驱动的车轮。自由轮机构中的一个自由轮机构在此能够可切换 地被跨接。
在流行的具有圆柱齿轮级的变速器设计中，将要切换的挡位如在上文 中已经描述的那样借助于离合器和同步切换。为了可以在行驶期间挂挡， 首先通过踩住离合器将发动机与变速器的输入轴运动学地分离。随后，将 输入轴的转速在考虑目标传动比的条件下同步到所选择的从动轮的转速 上。然后才引起输入轴与期望的挡位的车轮的形状配合的连接。所述过程 在自动变速器设计中在如下情况下是临界的：在换挡过程中将内燃机与变速器分离。与此相应地，暂时没有功率流过变速器。出现所谓的牵引力中 断，所述牵引力中断可由驾驶员作为影响舒适性的纵向动态振动感受到。 在手动换挡的变速器中，所述过程是不那么临界的，因为驾驶员自身推动 换挡过程并且牵引力扰动作为换挡过程的预期效果被感受到。在自动变速 器设计中，驾驶员或多或少地通过换挡造成的纵向动态振动感到惊讶。在 双离合变速器中，所述问题可以通过闭合和断开离合器的平滑转换来避 免。所述平滑转换也能够在负载下进行，使得不出现牵引力中断。
发明内容
本发明基于如下目的，实现可暂时在能量回收模式中运行的机电的驱 动装置，其特征在于鲁棒的和可低成本地实现的构造以及有利的机械运行 性能。
所述目的根据本发明通过一种用于机动车的机电的驱动装置来实现， 所述机电的驱动装置具有：
-电动机，所述电动机具有定子和转子；
-减速器，所述减速器构成为圆柱齿轮变速器并且具有输入轴和输出轴， 其中
-减速器具有带有第一传动比的第一圆柱齿轮级和带有第二传动比的第 二圆柱齿轮级，
-第一圆柱齿轮级具有第一驱动圆柱齿轮和第一从动圆柱齿轮，
-第一驱动圆柱齿轮安置在输入轴上并且接合到第一从动圆柱齿轮中，所 述第一从动圆柱齿轮安置在输出轴上，
-第二圆柱齿轮级具有第二驱动圆柱齿轮、中间轮和第二从动圆柱齿轮，
-第二驱动圆柱齿轮安置在输入轴上并且在此接合到中间轮中，
-中间轮接合到第二从动圆柱齿轮中，所述第二从动圆柱齿轮安置在输出 轴上，
-在第一圆柱齿轮级中设有第一自由轮机构，
-在第二圆柱齿轮级中设有第二自由轮机构，
-第一自由轮机构在转子沿第一转动方向转动时进入耦联状态中并且在 此第一圆柱齿轮级驱动输出轴，
-第二自由轮机构在转子沿与第一转动方向相反的第二转动方向转动时 进入耦联状态并且在此第二圆柱齿轮级驱动输出轴，
-自由轮机构中的一个自由轮机构设置在输入轴上并且将与其相关联的 驱动圆柱齿轮与输入轴耦联，
-另一自由轮机构设置在输出轴上并且将与其相关联的从动轮与输出轴 耦联，并且
-设有跨接离合器，用于跨接第一和/或第二自由轮机构，使得在机动车的 惯性滑行期间经由第一或第二变速器级可实现从输出轴到输入轴中的功 率传递。
由此以有利的方式变得可能的是，实现一种驱动装置，其中能够在具 有高的动力学和没有由电动机的方向变换引起明显牵引力中断的情况下， 使传动比匹配于车辆速度和当前的驱动扭矩要求，并且所述驱动装置此外 能够实现，在车辆惯性滑行期间经由电动机回收能量或者也提供电动倒 挡。驱动装置可以设计成，使得所述驱动装置将变速级之一设置成用于首 先使用的标准运行的变速级。那么，通过倒转电动机转动方向可激活的另一变速级可以是用于非常高的车辆速度或用于非常高的车轮驱动扭矩的 级。
跨接离合器可以构成为形状配合地耦联的离合器，所述离合器可经由 执行器装置切换。引起耦联状态可以在暂时主动同步电动机和在惯性滑行 时带动的变速器部段的条件下通过如下方式得到支持：电动机在引起耦联 状态期间暂时主动地置于相应的转速、尤其简单地置于负载上。那么，在 当前的转动方向下引导负载的自由轮机构接合，该时刻可通过发动机的简 单的电流升高感觉到，并且在此刻，跨接离合器可以接入完全同步的状态。 否则，同步状态也可以从其他信号主动地引起，所述其他信号例如通过传 感器生成。在接入跨接离合器之后，回收功率可以通过操控定子场来设定。 回收功率在此例如可以首先设定成相对小的值并且当驾驶员将脚完全提 起并且操纵制动器时才提高。随后，根据制动踏板操纵力和/或制动踏板 压下程度首先回收功率提高，并且在最大回收功率才不再覆盖要求的制动 功率的状态下，制动系统才继续有效。对此，首先又可以使用初级驱动器 的制动功率，并且随后真正的车轮制动系统相应地变得有效。选择相应的 传动比可以相应地涉及附加信息，使得例如在开动离开处于上升的车道处 的位置时，首先通过电子控制装置选择具有较高速比的级，由此在具有尽 可能无负载的惯性滑行阶段中那么为了另外的驱动选择如下发动机转动 方向，其中用于高的车辆速度的变速级承担功率传递。变速级的转变可以 在尽可能无负载的车辆运行阶段期间进行，并且不必规定成特定的电动机 转速或车辆速度。例如可以提出用于在用于相对宽的速度范围的传动比之 间换挡的准则，并且如果在该区域中暂时出现仅小的负载要求，那么可以 进行换挡，其中所述负载要求在混合车辆中也通过相应地操控初级变速器 主动地引起。通过根据本发明的构思可能的是，车辆在电动机的转子没有 被带动的情况下具有滚动状态，其中那么与车辆速度相关地，在存在负载 要求时通过控制装置决定，应以哪个传动比对应于负载要求，并且通过设 定生成所述传动比的发动机转动方向来选择期望的传动比。转子在根据本 发明的驱动装置中不强制性地一起拖曳，并且在通过初级驱动器驱动车辆 时，可以超过输出轮中的一个的输出轴。此外可能的是，与在车辆侧进行 的设定相关地选择传动比。因此可能的是，为驾驶员在操纵环境的区域中 提供输入装置，通过所述输入装置，驾驶员例如可以选择特定的“挡位”进而发动机的特定的转动方向。此外，驾驶员也可以选择特定的运行模式， 例如运动运行模式，其中得出为速度优化的换挡特性，或者选择节能模式， 在所述节能模式中电动机在关于效率有利的转速范围中有效。
跨接离合器也可以构成为摩擦配合地耦联的离合器。在该情况下，耦 联状态的引起在没有主动同步的情况下实现。根据本发明的驱动设备可以 有利地形成用于机动车的次级驱动器，同时在机动车的另一车轴处安置例 如为内燃机或另一电机的形式的初级驱动器。通过初级驱动器例如承担并 行的功能，如在倒挡中驾驶和能量回收。此外，以此外有利的方式，初级 驱动器可以将可能的换挡间歇(在电机换极的情况下)和在次级驱动器的换挡过程中的牵引力中断“平滑转换”。次级驱动器或可选地还有具有次 级驱动器的整个车轴优选地能够选择地切断(AWD-切断，挂式离合器 (Hang-On-Kupplung))。次级驱动器也可以对初级驱动器的具有不利废气 成分的运行状态、尤其初级驱动器的加速阶段进行减荷。
根据本发明的驱动装置优选构成为，使得第一自由轮机构设置在第一 从动齿轮中。第二自由轮机构那么优选地设置在第二驱动齿轮中。自由轮 机构可以构成为形状配合地和/或摩擦配合地耦联的自由轮机构或超越离 合器。所述自由轮机构因此可以构成为，使得耦联状态的引起也在齿反作 用力的作用和例如伴随于此的有斜齿的驱动轮的至少小的轴向移位的条 件下得到支持。
驱动装置此外优选地构成为，使得经由第一圆柱齿轮级实现第一传动 比，所述第一传动比的绝对值大于经由第二圆柱齿轮实现的第二传动比的 绝对值。在该情况下，那么第一驱动齿轮具有比第二驱动齿轮更小的齿顶 圆直径。然而也可能的是，两个传动比协调成，使得第一传动比在绝对值 方面小于第二传动比。在该情况下，那么第二驱动齿轮具有较小的齿顶圆 直径，并且驱动轴和输出轴的间距的跨接通过如下齿轮组进行，所述齿轮组通过中间轮和第二从动齿轮形成。
根据本发明的另一优选的实施方式，输入轴与转子轴线同轴地定向， 或者直接通过转子轴驱动，或者通过转子轴形成。
对在上文中提出的变型形式替选地，也可能的是，驱动装置构成为， 使得在输入轴上安置前置级轮，并且那么所述前置级轮通过驱动小齿轮驱 动，所述驱动小齿轮安置在电动机的转子轴上。在输入轴和转子之间也可 以安置以其他方式构造的前置级变速器，所述前置级变速器例如构成为行 星齿轮变速器。
在车轴差速器直接集成到驱动装置中时，第一或第二从动圆柱齿轮可 以直接地经由相应的自由轮机构安置在环绕壳体上，即车轴差速器的罩 上，或者侧向地安置在其上。尤其在两个从动圆柱齿轮设置在环绕壳体侧 向的情况下，从动齿轮可以安置在环绕壳体的栓部段上，并且与输出轴相 关联的那个自由轮机构可以通过从动圆柱齿轮和环绕壳体的结构以及轴 向地位于其之间的耦联元件或摩擦衬片结构实现。输入轴和输出轴优选地 彼此平行地定向并且车轴差速器可以直接容纳在驱动装置的变速器壳体 中。
驱动装置优选设计用于，在机动车中的装入状态中设置成，使得输入 轴水平地并且横向于车辆纵向方向定向。驱动装置在此优选地形成车轴驱 动模块，所述车轴驱动模块设置在左边的车辆车轮和右边的车辆车轮之间 的中间区域中。只要驱动装置用作为次级驱动器，那么所述驱动装置在此 优选地安置在后桥区域中。可能的是，驱动装置的壳体部段用作为用于车 轮悬挂机构的联接部位。驱动装置的壳体在此可以用作为后桥承载件，并且例如提供用于三角形悬挂臂架或横向导臂、以及也用于弹簧机构、尤其 弹簧腿或扭转弹簧的支承部位。
在根据本发明的驱动装置中，构成具有自由轮机构的两个变速器级， 其中所述自由轮机构之一运动学地在输入轴和在其上安置的驱动轮之间 起作用，并且另一自由轮机构在输出轴和驱动该输出轴的从动圆柱齿轮之 间的另一变速器级中起作用。根据电机的转动方向，力流经由第一挡位或 经由第二挡位并且在此经由中间轴朝向输出轴实现。通过倒转电机转动方 向，因此可以在两个速比之间换挡。
根据本发明的驱动装置的变速器包括驱动轴、中间轴、输出轴和两个 相应取向的单向引导扭矩的自由轮机构或超越离合器作为优选被动的换 挡元件，其中在输入轴上设有自由轮机构之一并且在输出轴上设有另一自 由轮机构并且可以选择性地锁止或跨接自由轮机构之一。
在根据本发明的驱动装置中，在驱动轴上设有两个齿轮，其中所述齿 轮中的一个齿轮固定地与驱动轴连接，并且另一个单向引导扭矩地经由自 由轮机构或超越离合器安置在驱动轴上。齿轮中的在输出轴上的车轮与所 述输出轴固定地耦联，另一齿轮经由另一自由轮机构以单向地引导扭矩的 方式与输出轴连接。挡位对的自由轮机构在此关于其传递效果彼此协调， 使得根据转子的转动方向仅自由轮机构之一引导负载。由于在第二变速器 级中的转动方向反向，驱动轮相反地旋转，只要功率传递经由刚性地安置 在输入轴上的驱动圆柱齿轮进行。如果功率传递经由安置在输入轴上的自 由轮机构进行，那么输入轴的两个驱动轮沿相同的转动方向旋转，然而经 由(在该模式中断开的)自由轮机构安置在输出轴上的从动轮无负载地沿 相反方向旋转。因此始终仅自由轮机构之一是引导扭矩的。
在第一圆柱齿轮级中，力流直接从驱动轮进行至第一从动轮并且随后 到输出轴上。在第二变速器级中，力流从驱动轮经由中间轮进行至第二从 动轮并且从那里到输出轴。中间轮补偿电机的转动方向倒转并且第二从动 轮因此又以正确的转动方向被驱动。通过两个安置在输入轴和输出轴上的 单向耦联的自由轮机构，在电机的转动方向倒转中的挡位变换是可行的。
第一圆柱齿轮对通过安置在驱动轴或中间轴上的第一齿轮模块与输 出轴上的第一从动轮啮合地形成。第二圆柱齿轮对通过在驱动轴/中间轴 上的第二齿轮模块与反向轮啮合地形成。第三圆柱齿轮对通过反向轮与输 出轴上的第二从动轮的啮合形成。相应的驱动输出轴的圆柱齿轮模块由齿 轮和自由轮机构构成。两个自由轮机构沿输出轴的相同的转动方向锁止， 然而自由轮机构中的一个自由轮机构直接驱动输出轴，而另一个自由轮机构安置在输入轴上。滚动轴承优选地位于自由轮机构旁边。输出轴优选地 同时是设为用于功率分支的差速器的罩、连接片或环绕壳体。所述差速器 可以以尤其有利的方式构成为圆柱齿轮差速器。
两个级的传动比可以协调成，使得通过其也可以尤其有利地对应特定 的使用场景。因此，高变速级可以针对在城市内运行的效率优化、例如针 对在车辆速度直至60km/h情况下的运行设计，并且低变速级针对在封闭 居民点之外的运行设计。优选地，包括中间轮的那个级考虑用于统计学更 少出现的应用情况，使得与经由驱动齿轮直接接合到输出轴的从动齿轮中 的级相比，经由中间轮附加地啮合到从动齿轮中的功率引导更少地进行。
附图说明
本发明的其他细节和特征从下面结合附图的描述中得出。附图示出：
图1a示出用于图解说明根据本发明的第一实施方式的根据本发明的 机电的驱动装置的构造的示意图，所述机电的驱动装置具有设置在第一变 速器级中的跨接离合器；
图1b示出用于图解说明类似于根据图1a的变型形式的根据本发明的 机电的驱动装置的构造的示意图，所述机电的驱动装置具有根据本发明的 第二实施方式的设置在第二变速器级中的跨接离合器；
图2示出用于图解说明根据本发明的第三实施方式的根据本发明的 机电的驱动装置的构造的示意图，所述机电的驱动装置具有集成到输出轴 中的车轴差速器以及用于选择性地跨接第一或第二变速器级的两个跨接 离合器；
图3示出用于图解说明根据本发明的第四实施方式的根据本发明的 机电的驱动装置的构造的示意图，所述电机驱动器同样具有集成到输出轴 中的车轴差速器、以及此外具有在电动机和输入轴之间设置的前置级变速 器和摩擦配合地耦联的跨接离合器，所述跨接离合器在此例如能够实现跨 接第一变速器级的自由轮机构。
具体实施方式
根据图1a的视图示出根据本发明的用于机动车的机电的驱动装置的 第一优选的实施方式。驱动装置包括：电动机E，所述电动机具有定子S 和转子R；以及减速器G，所述减速器构成为圆柱齿轮变速器并且所述减 速器具有输入轴EW以及输出轴AW。
减速器G包括具有第一传动比i1的第一圆柱齿轮级GS1和具有第二 传动比i2的第二圆柱齿轮级GS2。第一圆柱齿轮级GS1具有第一驱动圆 柱齿轮S1A和第一从动圆柱齿轮S1B。第一驱动圆柱齿轮S1A安置在输 入轴EW上并且接合到第一从动圆柱齿轮S1B中，所述第一从动圆柱齿 轮安置在输出轴AW上。
第二圆柱齿轮级GS2具有第二驱动圆柱齿轮S2A、中间轮S2Z和第 二从动圆柱齿轮S2B。第二驱动圆柱齿轮S2A安置在输入轴EW上并且 在此接合到中间轮S2Z中。中间轮S2Z径向地从外部接合到第二从动圆 柱齿轮S2B中，所述第二从动圆柱齿轮安置在输出轴AW上。
在根据本发明的驱动装置中，在输出轴AW和第一从动圆柱齿轮S1B 之间设有第一自由轮机构FR1。此外，在输入轴EW和第二驱动圆柱齿轮 S2A之间设有第二自由轮机构FR2。第一自由轮机构FR1在转子R的第 一转动方向上进入耦联状态，并且第二自由轮机构FR2在转子R沿与第 一转动方向相反的转动方向转动时进入耦联状态。此外，跨接离合器UK 设为用于跨接第一自由轮机构FR1，使得在机动车的惯性滑行期间可实现 从输出轴AW到第二从动圆柱齿轮S2B中的功率传递。
跨接离合器UK在此构成为形状配合地耦联的爪式离合器，并且在接 入状态中将第一从动圆柱齿轮S1A扭转刚性地与输出轴AW耦联。跨接 离合器UK经由执行器装置OP置于要求的换挡状态中。执行器装置OP 经由控制装置C操控，所述控制装置也操控电动机E并且考虑输入轴EW 和输出轴AW的转速。
第一自由轮机构FR1设置在第一从动圆柱齿轮S1B中。第二自由轮 机构FR2设置在第二驱动齿轮S2A中。经由第一圆柱齿轮级GS1实现第 一传动比i1，所述第一传动比的绝对值在该实施例中大于经由第二圆柱齿 轮级GS2实现的第二传动比i2的绝对值。
在该实施例中，输入轴EW与电动机E的转子轴线X同轴地定向， 并且输入轴EW在此直接通过转子轴RW驱动或者也直接地通过转子轴 RW形成。
根据图1b的视图示出根据本发明的用于机动车的机电的驱动装置的 第二优选实施方式。驱动装置包括：电动机E，所述电动机具有定子S和 转子R；以及减速器G，所述减速器构成为圆柱齿轮变速器；和输入轴 EW以及输出轴AW。
减速器G包括具有第一传动比i1的第一圆柱齿轮级GS1和具有第二 传动比i2的第二圆柱齿轮级GS2。第一圆柱齿轮级GS1具有第一驱动圆 柱齿轮S1A和第一从动圆柱齿轮S1B。第一驱动圆柱齿轮S1A安置在输 入轴EW上并且接合到第一从动圆柱齿轮S1B中，所述第一从动圆柱齿 轮安置在输出轴AW上。
第二圆柱齿轮级GS2具有第二驱动圆柱齿轮S2A、中间轮S2Z和第 二从动圆柱齿轮S2B。第二驱动圆柱齿轮S2A安置在输入轴EW上并且 在此接合到中间轮S2Z中。中间轮S2Z径向地从外部接合到第二从动圆 柱齿轮S2B中，所述第二从动圆柱齿轮安置在输出轴AW上。
在根据本发明的驱动装置中，在输入轴EW和第一驱动圆柱齿轮S1A 之间设有第一自由轮机构FR1。此外，在输出轴AW和第二从动圆柱齿轮 S2B之间设有第二自由轮机构FR2。两个自由轮机构或超越离合器FR1、 FR2彼此协调地取向，使得第一自由轮机构FR1在转子R的第一转动方 向上进入耦联状态，并且第二自由轮机构FR2在转子R沿与第一转动方 向相反的转动方向转动时进入耦联状态。此外，设有跨接离合器UK，用 于跨接第二自由轮机构FR2，使得在机动车的惯性滑行期间可实现从输出 轴AW到第二从动圆柱齿轮S2B中的功率传递。
第一自由轮机构FR1设置在第一驱动齿轮S1A中。第二自由轮机构 FR2设置在第二从动圆柱齿轮S2B中。经由第一圆柱齿轮级GS1实现第 一传动比i1，所述第一传动比的绝对值在该实施例中大于经由第二圆柱齿 轮级GS2实现的第二传动比i2的绝对值。
在该实施例中，跨接离合器UK又构成为形状配合地耦联的爪式离合 器，并且在接入状态中将第二从动圆柱齿轮S2B扭转刚性地与输出轴AW 耦联。跨接离合器UK经由执行器装置OP置于要求的换挡状态。执行器 装置OP经由在此未示出的控制装置操控，所述控制装置也操控电动机E 并且考虑输入轴EW和输出轴AW的转速。
在该实施例中，输入轴EW与电动机E的转子轴线X同轴地定向， 并且输入轴EW在此直接通过转子轴RW驱动或者也直接地通过转子轴 RW形成。
根据图2的视图示出根据本发明的用于机动车的机电的驱动装置的 另一实施例，所述机电的驱动装置优选可以作为后桥驱动单元接合到机动 车中。
所述驱动装置再次包括：电动机E，所述电动机具有定子S和转子R； 以及减速器G，所述减速器构成为圆柱齿轮变速器；和输入轴EW以及输 出轴AW。减速器G在此也包括具有第一传动比的第一圆柱齿轮级GS1 和具有第二传动比的第二圆柱齿轮级GS2。第一圆柱齿轮级GS1具有第 一驱动圆柱齿轮S1A和第一从动圆柱齿轮S1B。第一驱动圆柱齿轮S1A 安置在输入轴EW上并且接合到第一从动圆柱齿轮S1B中，所述第一从 动圆柱齿轮安置在输出轴AW上。
第二圆柱齿轮级GS2具有第二驱动圆柱齿轮S2A、中间轮S2Z和第 二从动圆柱齿轮S2B。第二驱动圆柱齿轮S2A安置在输入轴EW上并且 在此接合到中间轮S2Z中。中间轮S2Z径向地从外部接合到第二从动圆 柱齿轮S2B中，所述第二从动圆柱齿轮安置在输出轴AW上。
在根据本发明的驱动装置中，在输出轴AW和第一从动圆柱齿轮S1B 之间设有第一自由轮机构FR1。此外，在输入轴EW和第二驱动圆柱齿轮 S2A之间设有第二自由轮机构FR2。第一自由轮机构FR1在转子轴的第一 转动方向上进入耦联状态，并且第二自由轮机构FR2在与转子轴RW的 第一转动方向相反的转动方向上进入耦联状态。
驱动装置包括第一跨接离合器UK，用于跨接第一自由轮机构FR1， 使得在机动车的惯性滑行期间可实现从输出轴AW到第一从动圆柱齿轮 S1B中的功率传递。此外驱动装置包括第二跨接离合器UK1，用于跨接第 二自由轮机构FR2，使得在机动车的惯性滑行期间经由第二驱动圆柱齿轮 S2A可实现从输出轴AW到输入轴中的功率传递。
第一跨接离合器UK和第二跨接离合器UK1在此又例如构成为形状 配合地耦联的爪式离合器，并且在接入状态中将与其相关联的第一或第二 圆柱齿轮S1B、S2A扭转刚性地与输出轴AW或相应地与输入轴EW耦联。 第一跨接离合器UK和第二跨接离合器UK1分别经由执行器装置OP置于 要求的换挡状态。执行器装置OP经由在此未示出的控制装置操控，所述控制装置也操控电动机E并且考虑输入轴EW和输出轴AW的转速。
第一自由轮机构FR1设置在第一从动齿轮S1B中。第二自由轮机构 FR2设置在第二驱动齿轮S2A中。经由第一圆柱齿轮级GS1实现第一传 动比，所述第一传动比的绝对值在该实施例中大于经由第二圆柱齿轮级 GS2实现的第二传动比的绝对值。
在该实施例中，输入轴EW也与电动机E的转子轴线X同轴地定向。 输入轴EW在此直接通过转子轴RW驱动或者也直接地通过转子轴RW形 成。
不同于根据图1a和1b的变型形式，现在用于将驱动功率分支到左边 的车轮驱动轴和右边的车轮驱动轴WSL、WSR上的车轴差速器AD结合 到驱动装置中，使得其环绕壳体ADH用作为输出轴AW和两个从动齿轮 S1B、S2B以及自由轮机构FR1的承载件。车轴差速器AD优选地构成为 圆柱齿轮差速器。
输入轴EW和输出轴AW彼此平行地定向。驱动装置在机动车中的安 装状态下设置成，使得输入轴EW横向于车辆纵向方向定向。在此，驱动 装置可以形成车轴驱动模块，所述车轴驱动模块设置在左边的和右边的车 辆车轮LW、RW之间的中间区域中。
根据图3的视图示出根据本发明的用于机动车的机电的驱动装置的 第三实施例，所述机电的驱动装置又优选可以作为后桥驱动单元装入到机 动车中，并且可能可以具有初级驱动器并且其中根据本发明的驱动装置用 作为次级驱动器。
所述驱动装置再次包括：电动机E，所述电动机具有定子S和转子R； 以及减速器G，所述减速器构成为圆柱齿轮变速器；和输入轴EW以及输 出轴AW。减速器G在此也包括具有第一传动比的第一圆柱齿轮级GS1 和具有第二传动比的第二圆柱齿轮级GS2。第一圆柱齿轮级GS1具有第 一驱动圆柱齿轮S1A和第一从动圆柱齿轮S1B。第一驱动圆柱齿轮S1A 安置在输入轴EW上并且接合到第一从动圆柱齿轮S1B中，所述第一从 动圆柱齿轮安置在输出轴AW上。
第二圆柱齿轮级GS2具有第二驱动圆柱齿轮S2A、中间轮S2Z和第 二从动圆柱齿轮S2B。第二驱动圆柱齿轮S2A安置在输入轴EW上并且 在此接合到中间轮S2Z中。中间轮S2Z径向地从外部接合到第二从动圆 柱齿轮S2B中，所述第二从动圆柱齿轮安置在输出轴AW上。
在根据本发明的驱动装置中，在输出轴AW和第一从动圆柱齿轮S1B 之间设有第一自由轮机构FR1。此外，在输入轴EW和第二驱动圆柱齿轮 S2A之间设有第二自由轮机构FR2。第一自由轮机构FR1在输入轴沿第一 转动方向转动时引导负载，并且第二自由轮机构FR2在输入轴沿与输入轴 EW的第一转动方向相反的转动方向转动时引导负载。
此外，驱动装置包括跨接离合器UK，用于跨接第一自由轮机构FR1， 使得在机动车的惯性滑行期间可实现从输出轴AW到第一从动圆柱齿轮 S1B的功率传递。
跨接离合器UK在此构成为摩擦配合地耦联的离合器，尤其多片式离 合器，并且在接入状态中将第一从动圆柱齿轮S1B扭转刚性地与输出轴 AW耦联。跨接离合器UK经由在此未进一步示出的执行器装置置于要求 的换挡状态。执行器装置如关于图1b已经描述的那样经由控制装置操控， 所述控制装置也操控电动机E并且考虑输入轴EW和输出轴AW的转速。
与根据图1a、1b和图2的实施例不同地，在该实施例中，输入轴EW 与电动机E的转子轴线X不同轴地定向，而是与此平行地错开。输入轴 EW间接地在装入前置级GS3的条件下驱动。前置级GS3包括圆柱齿轮 S3A，所述圆柱齿轮直接通过转子轴RW驱动，并且此外具有圆柱齿轮 S3B，所述圆柱齿轮安置在输入轴EW上并且与圆柱齿轮S3A接合。
与根据图1a和1b的变型形式不同地并且以与根据图2的变型形式相 同的方式，现在用于将驱动功率分支到左边的车轮驱动轴和右边的车轮驱 动轴WSL、WSR上的车轴差速器AD结合到驱动装置中，使得其环绕壳 体ADH用作为输出轴AW和两个从动齿轮S1B、S2B的承载件和第一自 由轮机构FR1的承载件。车轴差速器AD又优选地——尽管不同地作为锥齿轮差速器示出——构成为圆柱齿轮差速器。
输入轴EW和输出轴AW彼此平行地定向。驱动装置设计用于，在机 动车中的安装状态下设置成，使得输入轴EW横向于车辆纵向方向定向。 在此，驱动装置可以形成车轴驱动模块，所述车轴驱动模块设置在左边的 和右边的车辆车轮LW、RW之间的中间区域中。
彼此协调地取向的自由轮机构FR1、FR2根据电动机E的转子R的 转动方向到达耦联位置或空转位置中。自由轮机构FR1、FR2可以构成为 摩擦配合地和/或形状配合地耦联的自由轮机构。可能的是，自由轮机构 FR1、FR2也与圆柱齿轮的轴向可移位性协作地实现，因此例如自由轮机 构可以构成为，使得其首先作为摩擦配合地耦联的结构带动与其相关联的 齿轮，其中那么由于齿轮反作用力，即相应地设计的斜齿部的轴向力，齿 轮轴向地移位并且随后也仍具有与其驱动轴的形状配合的耦联状态。由 此，得到尤其高的扭矩传输能力和自由轮机构的减荷。单向锁止的自由轮 机构FR1、FR2也可以设置在相应的圆柱齿轮的侧向区域中，并且在此引 起在圆柱齿轮和承载其的轴EW、AW或车轴差速器AD的环绕壳体的侧 向相邻的法兰部段之间的扭矩传输。跨接离合器UK也可以与相应的从动 齿轮S2B或驱动圆柱齿轮S2A和第二自由轮机构FR2协作地实现，其方 式尤其为：所述齿轮的侧向区域或其毂区域用于形成耦联结构，并且齿轮 对此可能也用作为可轴向地在输出轴上移位的换挡元件。
也可能的是，弃用第一自由轮机构FR1并且第一从动齿轮S1B到输 出轴AW上的耦联和脱耦仅通过操控第一跨接离合器UK来实现。
根据本发明的第二方面，也以有利的方式可能的是，两个圆柱齿轮级 GS1、GS2设计成，使得中间轮S2Z的轴线X2也位于通过输入轴EW和 输出轴EW的中线XEW、XAW限定的轴平面中。所述措施尤其对于实现 在此未示出的呈盆构造方式的变速器壳体是尤其有利的。
只要变速器壳体以罐结构方式实现，那么中间轮S2Z的轴线X2也与 上述平面平行地错开。输入轴EW和输出轴AW，尤其当其承载车轴差速 器AD时，优选地从彼此相对置的侧部插入到变速器壳体中。变速器壳体 在电动机E的侧部上的封闭可以通过电动机的封闭法兰实现或者也可通 过壳体部段实现，所述壳体部段承载前置级变速器GS3本身。所述前置级变速器GS3也可以构造上不同地构成，尤其构成为行星齿轮变速器或 者构成为如下变速器，在所述变速器中小齿轮S3A直接接合到输入轴EW 的驱动轮S1A、S2A中的一个中。
在广义上，本发明在于用于机动车的机电的驱动装置，所述机电的驱 动装置具有：两个圆柱齿轮级，所述圆柱齿轮级形成具有不同的传动比的 平行的功率传递路径，其中所述圆柱齿轮级提供相反的变速并且在装入彼 此协调地取向和安置在输入和输出轴上的自由轮机构的条件下与相应的 轴单向地运动学地耦联。
由此，通过选择电动机的转动方向可以为至变速器输出端的功率传 递、尤其至集成的车轴差速器的功率传递选择不同的级速比。此外可以选 择性地通过跨接离合器跨接至少一个自由轮机构。

Claims (11)

1.一种用于机动车的机电的驱动装置，具有：
-电动机(E)，所述电动机具有定子(S)和转子(R)；
-减速器(G)，所述减速器构成为圆柱齿轮变速器并且具有输入轴(EW)以及输出轴(AW)，其中
-所述减速器(G)具有带有第一传动比的第一圆柱齿轮级(GS1)和带有第二传动比的第二圆柱齿轮级(GS2)，
-所述第一圆柱齿轮级(GS1)具有第一驱动圆柱齿轮(S1A)和第一从动圆柱齿轮(S1B)，
-所述第一驱动圆柱齿轮(S1A)安置在所述输入轴(EW)上并且接合到所述第一从动圆柱齿轮(S1B)中，所述第一从动圆柱齿轮安置在所述输出轴(AW)上，
-所述第二圆柱齿轮级(GS2)具有第二驱动圆柱齿轮(S2A)、中间轮(S2Z)和第二从动圆柱齿轮(S2B)，
-所述第二驱动圆柱齿轮(S2A)安置在所述输入轴(EW)上并且在此接合到所述中间轮(S2Z)中，
-所述中间轮(S2Z)接合到所述第二从动圆柱齿轮(S2B)中，所述第二从动圆柱齿轮安置在所述输出轴(AW)上，
-在所述第一圆柱齿轮级(GS1)中设有第一自由轮机构(FR1)，
-在所述第二圆柱齿轮级(GS2)中设有第二自由轮机构(FR2)，
-所述第一自由轮机构(FR1)在所述转子(R)沿第一转动方向转动时进入耦联状态中，并且在此所述第一圆柱齿轮级(GS1)驱动所述输出轴(AW)，
-所述第二自由轮机构(FR2)在所述转子(R)沿与所述第一转动方向相反的第二转动方向转动时进入耦联状态中，并且在此所述第二圆柱齿轮级(GS2)驱动所述输出轴(AW)，并且
-设有跨接离合器(UK)，用于跨接所述第一或第二自由轮机构(FR1，FR2)，使得在机动车的惯性滑行期间可实现从所述输出轴(AW)到所述输入轴(EW)中的功率传递。
2.根据权利要求1所述的机电的驱动装置，
其特征在于，
所述跨接离合器(UK)构成为形状配合地耦联的离合器，并且设有执行器装置(OP)，用于设定所述跨接离合器(UK)的切换状态。
3.根据权利要求1或2所述的机电的驱动装置，
其特征在于，
在暂时主动同步所述电动机(E)和在惯性滑行时带动的变速器部段的条件下，支持对所述跨接离合器(UK)的耦联状态的设定，其方式为：将所述电动机(E)在引起耦联状态期间暂时主动地置于相应的转速或轻负载上。
4.根据权利要求1或3所述的机电的驱动装置，
其特征在于，
所述跨接离合器(UK)构成为摩擦配合地耦联的离合器。
5.根据权利要求1至4中至少一项所述的机电的驱动装置，
其特征在于，
所述第一自由轮机构(FR1)设置在所述第一从动圆柱齿轮(S1B)中，并且所述第二自由轮机构(FR2)设置在所述第二驱动齿轮(S2A)中。
6.根据权利要求1至5中至少一项所述的机电的驱动装置，
其特征在于，
当要借助于所述跨接离合器(UK)耦联的系统部段充分同步运转时，引起跨接状态。
7.根据权利要求1至6中至少一项所述的机电的驱动装置，
其特征在于，
设有两个跨接离合器(UK，UK2)，使得为能量回收运行提供两个不同的传动比。
8.根据权利要求1至7中至少一项所述的机电的驱动装置，
其特征在于，
所述机电的驱动装置包括车轴差速器(AD)，用于将经由减速器(G)引导的驱动功率分支到第一车轮驱动轴和第二车轮驱动轴(WSL，WSR)上，并且所述车轴差速器(AD)与所述输出轴(AW)同轴地设置，其中所述车轴差速器(AD)包括环绕壳体(ADH)，并且所述环绕壳体(ADH)形成所述输出轴(AW)的一部分，并且在此，所述环绕壳体在装入自由轮机构(FR1；FR2)和所述跨接离合器(UK)的至少一个部件时，承载所述第一从动齿轮(S1B)和/或所述第二从动齿轮(S2B)。
9.根据权利要求1至8中至少一项所述的机电的驱动装置，
其特征在于，
所述输入轴(EW)与所述转子轴线(X)同轴地定向。
10.根据权利要求1至9中至少一项所述的机电的驱动装置，
其特征在于，
所述输入轴(EW)直接通过所述转子轴(RW)驱动或者通过所述转子轴(RW)形成。
11.根据权利要求1至10中至少一项所述的机电的驱动装置，
其特征在于，
在所述输入轴(EW)上安置前置级轮(S3B)，并且所述前置级轮(S3B)通过驱动小齿轮(S3A)驱动，所述驱动小齿轮安置在所述转子轴(RW)上。
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