CN112572140A - 驱动系 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种驱动系(1)，所述驱动系具有驱动单元(2)，所述驱动单元具有至少一个电机和传动装置(3)，所述传动装置具有两个子传动装置，所述子传动装置分别具有至少一个挡级并且分别具有离合器(7、8)，所述离合器布置在所述至少一个电机的转子和所述子传动装置的相应传动装置输入轴(4、5)之间。为了尤其在紧急运行中能够安全且故障保险地运行所述驱动系(1)，两个离合器中的第一离合器(7)构造成在非操纵状态下闭合，并且另外的第二离合器(8)构造成在非操纵状态下打开。

Description

驱动系
技术领域
本发明涉及一种驱动系，该驱动系具有至少一个电机和传动装置，该传动装置具有两个子传动装置，所述子传动装置分别具有至少一个挡级并且分别具有离合器，所述离合器布置在所述至少一个电机的转子和所述子传动装置的相应传动装置输入轴之间。
背景技术
由文献DE 10 2018 120 176 A1已知一种具有电机和传动装置的驱动系，该传动装置具有两个传动装置输入轴和共同的传动装置输出轴，其中，在电机和传动装置之间设置有双离合器，其中，在电机和传动装置输入轴之间分别设置有离合器。
发明内容
本发明的任务是进一步改进这类驱动系。尤其地，本发明的任务是提出一种具有电运行的车轴的驱动系，该驱动系在紧急运行的情况下能够以有缺陷的操纵系统安全且故障保险地运行。
该任务通过根据本发明的驱动系解决。在说明书中给出根据本发明的有利实施方式。
所提出的驱动系用于使借助于驱动单元运行的机动车运行，该驱动单元由至少一个电机构成地纯电动式地工作或者由内燃机和电机构成地混合动力式地工作。应理解，所述驱动单元能够包含另外的电机，和/或在传动装置侧(例如在至少一个传动装置输入轴上和/或在一个和/或两个传动装置输出轴上)能够设置有至少一个电机。
为了使驱动单元的转速适配于机动车的驱动轮的轮转速，设置有传动装置，该传动装置由两个子传动装置形成，所述子传动装置分别具有至少一个挡级并且分别具有离合器，所述离合器布置在至少一个电机的转子和子传动装置的相应传动装置输入轴之间。这些子传动装置能够分别由传动装置输入轴和传动装置输出轴形成，在该传动装置输入轴和该传动装置输出轴之间例如布置有彼此啮合的正齿轮，用于形成相应或者唯一的挡级。在此，这些传动装置输出轴在传动装置的输出端处、例如在差速器处彼此连接。替代地，能够设置唯一的传动装置输出轴，在该传动装置输出轴和两个传动装置输入轴之间布置有正齿轮对，该正齿轮对构造唯一的或者多个挡级。
为了能够安全地(即在用于操纵离合器的元件可能发生故障的情况下无失真和类似情况地)且故障保险地(即以足够的功率且以超越纯跋行运行(Limp-Home-Betrieb)的方式)运行驱动系，第一离合器构造成在非操纵状态下闭合，并且另外的第二离合器构造成在非操纵状态下打开。这意味着，在操纵离合器的操纵系统发生故障时，第一离合器保持闭合或者被闭合，并且第二离合器保持打开或者被打开。因此，通过具有第一离合器的子传动装置，机动车能够利用所提出的驱动系继续运行。第一离合器的起动离合器功能在操纵系统受干扰的情况下不是必需的，因为能够借助于至少一个电机从等于零的转速开始进行起动。
子传动装置能够分别具有唯一的挡级或者多个挡级。在此，传动装置以如下方式切换，即，至少在具有第一离合器的子传动装置中，在摩擦离合器的操纵发生故障或者干扰的情况下，具有小传动比的挡级保持被挂入或者被挂入，从而在离合器的操纵发生故障的情况下保持或者降低驱动单元的转速。“小传动比”在此应理解为变慢的传动比、“较大的
Figure BDA0002693908050000021
”(例如较长的
Figure BDA0002693908050000022
)挡级、向超速传动(Overdrive)方向发展的挡位传动比或者类似的表述。例如，在必要时共同地切换离合器和换挡离合器时出现故障时，具有第一传动比的子传动装置的多个挡级能够借助于换挡离合器的切换设置成使得，例如通过换挡离合器的相应轴向预紧使具有最小传动比的挡级被挂入或者保持被挂入，同时设计有一个或者多个其他的档位传动比。在具有每个子传动装置的相应变速传动比的传动装置中，带有第一离合器的子传动装置以优选的方式具有比带有第二离合器的子传动装置的挡级更小的传动比。
根据一种有利的实施方式，除了具有干式运行的摩擦离合器的替代实施方式之外(该摩擦离合器具有离合器盘的对压板、可轴向移动的压紧板和可轴向地被夹在其中的摩擦衬片)，离合器也湿式地运行。离合器能够构造为双离合器，该双离合器将两个离合器接收在壳体内。双离合器以优选的方式具有唯一的输入部件、例如输入轴，该输入轴借助于两个离合器被分成两个输出部件，所述输出部件例如分别与传动装置的一子传动装置的传动装置输入轴旋转锁合地连接。
湿式运行的离合器能够构造为片式离合器，所述片式离合器分别具有由交替层叠的输入侧和输出侧的片构成的片组，操纵元件的分离元件使这些片轴向地负载。
第一片式离合器的片组在此借助于轴向作用的弹簧元件、尤其盘簧抵靠轴向固定布置的端部片预紧。在此，操纵元件在弹簧元件处轴向地推或拉并且取消该弹簧元件相对于片组的预紧，使得第一片式离合器被打开。
在第二片式离合器中，操纵系统的相应操纵元件将该操纵系统的片组抵靠轴向固定的端部止挡预紧，使得第二片式离合器随着预紧的增加闭合。
操纵第一片式离合器的操纵元件能够关于所述第一片式离合器的片组布置在弹簧元件的背离侧上，其中，操纵元件具有轴向加宽的、在周缘上分布地布置的指状件，所述指状件轴向地穿过片组并且取消弹簧元件的预紧，用于操纵片式离合器。例如，片组的被弹簧元件预紧的第一片能够抵抗弹簧元件的作用轴向移动。
离合器被操纵系统加载，该操纵系统例如借助于电动机被机电式驱动，该电动机在中间连接有致动器传动装置的情况下轴向地使机械操纵元件移动并且被控制器控制。例如能够设置所谓的杠杆致动器。替代地，离合器能够被操纵系统(例如液压地或静液压地)操纵，其中，压力供应装置(例如被电动机驱动的主动缸或者被内燃机或电动机驱动的泵)对压力介质加载以压力，该压力介质经由压力管路对从动缸加载，该从动缸的压力活塞或压力罐轴向地沿着操纵行程操纵相应的离合器。
为了构造液压式作用的操纵系统，例如对于每个片式离合器，可被压力供应装置加载以压力的压力罐能够连同第一片式离合器的片组环绕地布置，所述第一片式离合器布置成可围绕一旋转轴线扭转。在此，在压力供应装置和压力罐之间设置有相应的旋转穿引部。例如，压力管路能够从压力供应装置经由相应的切换阀借助于压力穿引部来引导，所述压力穿引部具有进入被钻空的轴区段的压力引入部和从该轴区段进入片式离合器的活塞/缸单元的压力引入部。活塞/缸单元分别包含对片组加载的压力罐，该压力罐作为活塞/缸单元的活塞根据施加的操纵压力来操纵相应的片式离合器。为了补偿压力介质的保持在活塞/缸单元的压力腔中的体积，能够设置有压力补偿腔。
为了构造静液压的操纵系统，可被压力供应装置(例如静液压致动器)加载的从动缸能够布置成相对壳体固定。在中间连接有用于旋转补偿的操纵轴承的情况下对围绕旋转轴线旋转的离合器(例如片式离合器)进行轴向加载，所述操纵轴承在第一摩擦离合器中是分离轴承并且在第二离合器中是接合轴承。
根据所提出的驱动系的一种有利的实施方式，离合器构造成可沿同一轴向方向操纵。由此，例如能够以有利的方式为每个离合器统一地设置关于操纵系统的操纵力、安装空间、作用方式和/或诸如此类的设计。
为了节省轴向安装空间，离合器能够径向相叠地布置。在此能够设置，离合器的摩擦面基本上同样大。例如在具有片式离合器的实施方式中，片的数量、摩擦横截面和/或诸如此类能够相应地设计。例如，为了尤其在设计具有片式离合器的双离合器时有利地构造安装空间并且避免操纵系统的操纵元件的大范围重叠，第一离合器能够布置在径向外部。
在所提出的驱动系的一种优选的实施方式中，弹簧元件沿着操纵行程的特性曲线能够构造成在克服弹簧元件的最大预紧力之后渐减，使得离合器的保持在打开状态下相对不太费力或者说较少地消耗能量，从而在第一离合器打开的情况下能够在经济上有利地行驶更长的时间。基于渐减的特性曲线，在第一离合器分离时的分离力小于弹簧元件在第一离合器接合时的最大预紧力。在此，在经济上特别有利的是，驱动系在第一离合器闭合且因此以长传动挡级行驶的情况下运行，因为操纵系统在第一离合器闭合且第二离合器打开时不消耗能量。
借助于操纵系统根据可经由相应离合器传递的力矩的存储在控制器中的关于操纵行程的特性曲线来控制离合器。在此，离合器的特性曲线持续地适配于长期变化(例如磨损)和短期变化(例如温度变化)，其方式是，例如持续地求取特性曲线的采样点(Tastpunkt)和斜率。或者借助于所述操纵行程的行程传感器或者借助于与该操纵行程运动学相关的参量(例如在已知用于操纵元件的传动比的情况下电动机的旋转特征值)来检测操纵行程。为了节省行程传感器并且因此节省用于该行程传感器的安装空间，相关的压力管路的压力例如能够借助于压力传感器来检测并且与操纵行程相关联。
附图说明
根据在图1和2中示出的实施例详细阐述本发明。附图示出：
图1以剖视图示出部分示出的、围绕旋转轴线布置的驱动系的上部；以及
图2图1的驱动系的第一离合器的特性曲线。
具体实施方式
图1以剖视图示出围绕旋转轴线d布置的驱动系1的上部，其具有：仅示意性地示出的纯电动式或混合动力式构造的驱动单元2，该驱动单元具有电机且必要时具有内燃机；同样仅示意性地示出的传动装置3，该传动装置具有两个子传动装置，其中，仅示出了传动装置输入轴4、5并且以剖视图示出了布置在驱动单元2和传动装置3之间的双离合器6。双离合器6包含两个径向相叠布置的离合器7、8，所述离合器构造为湿式运行的片式离合器9、10。片式离合器9在此构造为强制式打开的(即在无压力状态下闭合且借助于由操纵系统11提供的操纵压力而打开的)离合器7。片式离合器10构造为强制式闭合的(即在无压力状态下打开且借助于由操纵系统11提供的操纵压力而闭合的)离合器8。
借助于部分示意性示出的操纵系统11来进行离合器7、8的操纵，该操纵系统借助于未示出的(优选电运行的泵的形式的)压力供应装置来产生压力介质的操纵压力。通过管路块12和旋转穿引部13、14，经由附接的压力管路15、16和连接的压力腔17、18，将压力介质馈送给活塞/缸单元19、20，使得所期望的操纵压力根据压力供应装置的控制或者说中间连接的用于操纵离合器7、8的旁通阀施加在这些活塞/缸单元上。在旋转引入部13、14之间布置有用于输送具有正常压力的压力介质的旋转引入部46，例如用于冷却、供应补偿腔23、24并且用于分离两个必要时引导更高操纵压力的旋转引入部13、14。通过所施加的、经由旋转引入部13、14被馈送到压力腔17、18中的操纵压力来使活塞/缸单元19、20的用作操纵活塞的压力罐21、22轴向地移动。为了补偿围绕旋转轴线d旋转的压力腔17、18的压力介质体积的离心力影响，补偿压力的、设有正常压力的补偿腔23、24相对于压力腔17、18反向切换(gegengeschaltet)，使得在压力罐21、22上仅施加有操纵压力。
在构造为强制式打开的片式离合器9中，由输入侧和输出侧的片25、26形成的片组27借助于轴向作用的弹簧元件28、例如盘簧轴向地抵靠支架部件29预紧。片式离合器9的操纵(即打开过程)通过以下方式进行：压力罐21借助于其轴向加宽且穿过片组27的指状件30使端部片31借助于由压力供应装置提供的操纵压力而抵抗弹簧元件28的作用沿着轴向操纵行程移动。指状件30仅在端部片31中固定。这具有的优点是：在操纵端部片31并且由此产生指状件30相对于其他片25、26的相对运动的情况下不会产生附加的摩擦力，所述其他片由于其滞后可能会负面地影响离合器7的调节行为。此外确保了指状件30在高转速下不会在离心力的作用下弯曲。
弹簧元件28的压紧力在此不是线性的并且具有最大值，该最大值提供相对于片组27的最大压紧力。因此，为了将片式离合器9分离，仅短暂地施加至少相应于克服该最大值的操纵压力，随后，片式离合器9在经济上有利地以远小于操纵压力的操纵力被保持打开。
离合器8构造为强制式闭合的片式离合器10，该片式离合器通过由于压力罐22的移动而施加在压力腔18中的操纵压力被闭合。在此，压力罐22根据操纵压力使片组35的交替层叠的输入侧和输出侧的片32、33抵靠轴向固定布置的端部片34预紧。
抗扭转地接收输入侧片25、32的片支架36、37与支架部件29抗扭转地连接。支架部件29与双离合器6的共同的输入部件38连接、例如焊接。构造为轴部件且包含旋转穿引部13、14的输入部件38与驱动单元2连接。
抗扭转地接收片26、33的输出侧片支架39、40分别与具有至少一个传动比的子传动装置的传动装置输入轴4、5抗扭转地连接。紧接着，在至少一个子传动装置和/或多个子传动装置中能够设置有至少一个另外的电机。子传动装置的传动装置输出轴借助于差速器与机动车的驱动轮连接。
出于安装空间的原因，轴向地沿同一方向进行离合器7、8的操纵。双离合器6本身是力平衡的并且借助于所设置的支承部45轴向固定地且可扭转地以相对壳体固定的方式被接收。
在操纵系统11出现故障或错误的情况下，该操纵系统无压力地被切换，使得离合器7闭合或者保持闭合并且离合器8打开或者保持打开。以优选的方式，配属于离合器7的子传动装置具有相对于另一子传动装置的所设定的固定设定或者当前所切换的传动比更小的(例如更长的)固定传动比或者在多个挡级的情况下被切换到这种传动比，使得在操纵系统11出现故障的情况下，离合器7、8的转速或者说具有子传动装置的传动装置3的转速不会提高。能够利用配属于离合器7的子传动装置、必要时也利用从该状态下的起动来实现机动车的紧急运行，因为驱动单元2包含电机。由于该驱动单元的特性，在无转速补偿的情况下能够借助于该驱动单元从机动车的该状态下起动。
图2参考图1的驱动系1示出线图41，该线图在操纵行程s上示出弹簧元件28的压紧力F或者说用于打开离合器7的操纵压力p。特性曲线42具有最大压紧力Fmax。离合器7的运行范围设置在行程点s＝0和smax之间。为了操纵离合器7，使用相应于最大压紧力Fmax的最大操纵压力pmax。在操纵行程增加时，弹簧元件28的压紧力F减小，并且在曲线43中示出的、所需的操纵压力p在操纵行程上朝箭头44的方向变小，使得离合器7能够在小的操纵压力p下保持打开。
附图标记列表
1 驱动系
2 驱动单元
3 传动装置
4 传动装置输入轴
5 传动装置输入轴
6 双离合器
7 离合器
8 离合器
9 片式离合器
10 片式离合器
11 操纵系统
12 轴承块
13 旋转穿引部
14 旋转穿引部
15 压力管路
16 压力管路
17 压力腔
18 压力腔
19 活塞/缸单元
20 活塞/缸单元
21 压力罐
22 压力罐
23 补偿腔
24 补偿腔
25 片
26 片
27 片组
28 弹簧元件
29 支架部件
30 指状件
31 端部片
32 片
33 片
34 端部片
35 片组
36 片支架
37 片支架
38 输入部件
39 片支架
40 片支架
41 线图
42 特性曲线
43 曲线
44 箭头
45 支承部
46 穿引部
d 旋转轴线
F 压紧力
Fmax 最大压紧力
p 操纵压力
pmax 最大操纵压力
s 操纵行程
smax 最大操纵行程

Claims (10)

1.一种驱动系(1)，所述驱动系具有驱动单元(2)，所述驱动单元具有至少一个电机和传动装置(3)，所述传动装置具有两个子传动装置，所述子传动装置分别具有至少一个挡级并且分别具有离合器(7、8)，所述离合器布置在所述至少一个电机的转子和所述子传动装置的相应传动装置输入轴(4、5)之间，其特征在于，第一离合器(7)构造成在非操纵状态下闭合，并且另外的第二离合器(8)构造成在非操纵状态下打开。
2.根据权利要求1所述的驱动系(1)，其特征在于，所述子传动装置优选分别具有唯一的挡级，其中，带有所述第一离合器(7)的子传动装置具有比带有所述第二离合器(8)的子传动装置的挡级更小的传动比。
3.根据权利要求1或2所述的驱动系(1)，其特征在于，所述离合器(7、8)构造为片式离合器(9、10)，并且由第一片式离合器(9)的交替层叠的输入侧和输出侧的片(25、26)构成的片组(27)借助于轴向作用的弹簧元件(28)、尤其盘簧抵靠支架部件(29)轴向固定地预紧。
4.根据权利要求3所述的驱动系(1)，其特征在于，所述片式离合器(9)的操纵元件布置在所述弹簧元件(28)的背离侧上，并且借助于轴向加宽的指状件(30)轴向地穿过所述片组(27)，并且取消所述弹簧元件(28)的预紧，用于操纵所述片式离合器(9)。
5.根据权利要求3或4所述的驱动系(1)，其特征在于，能够被压力供应装置加载以压力的压力罐(21、22)连同所述片式离合器(9、10)围绕一旋转轴线(d)环绕地布置，并且在所述压力供应装置和所述压力罐(21)之间设置有旋转穿引部(13、14)。
6.根据权利要求3所述的驱动系，其特征在于，能够被压力供应装置加载的从动缸布置成相对壳体固定并且在中间连接有分离轴承的情况下取消所述弹簧元件的预紧，用于操纵所述第一片式离合器。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的驱动系(1)，其特征在于，所述离合器(7、8)构造成能够沿同一轴向方向操纵。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的驱动系(1)，其特征在于，所述离合器(7、8)径向相叠地布置。
9.根据权利要求6所述的驱动系(1)，其特征在于，所述第一离合器(7)布置在径向外部。
10.根据权利要求3至9中任一项所述的驱动系(1)，其特征在于，在第一离合器(7)分离时的分离力小于所述弹簧元件(28)在第一离合器(7)接合时的最大压紧力(Fmax)。
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