DE102012204717A1

DE102012204717A1 - Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102012204717A1
Application number: DE201210204717
Authority: DE
Inventors: Uwe Griesmeier; Johannes Kaltenbach
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2012-03-23
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2013-09-26

Abstract

Elektromotorische Antriebseinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug mit einer ersten elektrischen Maschine (EM1), einer zweiten elektrischen Maschine (EM2) und einer Getriebeeinrichtung mit einem Planetenradsatz (P), einem Stirnradgetriebe und einem Abtrieb (AW), dadurch gekennzeichnet, dass das Stirnradgetriebe einen ersten Radsatz (R1) mit einer ersten Übersetzung, einen zweiten Radsatz (R2) mit einer zweiten Übersetzung und eine Schalteinrichtung (SE) aufweist, das in eine erste Schaltstellung (A) oder in eine zweite Schaltstellung (B) schaltbar ist, um die Antriebseinrichtung (1) baulich und/oder funktional weiter zu verbessern.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromotorische Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer ersten elektrischen Maschine, einer zweiten elektrischen Maschine und einer Getriebeeinrichtung mit einem Planetenradsatz, einem Stirnradgetriebe und einem Abtrieb.
Aus der WO 2010/063735 A2 ist eine Hybrid-Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug bekannt umfassend eine elektrische Antriebsmaschine, eine verbrennungsmotorische Antriebsmaschine und eine kombinierte, als schaltbares Mehrganggetriebe fungierende Kupplungs- und Getriebebaugruppe, die einen ersten Gang und einen zweiten Gang zur Verfügung stellt, bei der die elektromotorische Antriebsleistung und die verbrennungsmotorische Antriebsleistung im ersten Gang und im zweiten Gang in das gleiche Eingangsglied der Getriebebaugruppe eingeleitet werden, um eine Hybrid-Antriebseinheit zur Verfügung stellen, die das effiziente Zusammenwirken der einzelnen Antriebe und der Antriebsstrangkomponenten (E-Maschine, Generator, Verbrennungsmotor, Übersetzungsgetriebe) ermöglicht, um hinsichtlich Reichweite, CO2-Ausstoß und Fahrzeuggewicht Verbesserungen gegenüber bekannten Systemen zu erzielen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine eingangs genannte Antriebseinrichtung baulich und/oder funktional weiter zu verbessern.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einer elektromotorische Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer ersten elektrischen Maschine, einer zweiten elektrischen Maschine und einer Getriebeeinrichtung mit einem Planetenradsatz, einem Stirnradgetriebe und einem Abtrieb, bei der das Stirnradgetriebe einen ersten Radsatz mit einer ersten Übersetzung, einen zweiten Radsatz mit einer zweiten Übersetzung und eine Schalteinrichtung aufweist, das in eine erste Schaltstellung oder in eine zweite Schaltstellung schaltbar ist.
Eine elektrische Maschine kann einen Stator aufweisen. Die Antriebseinrichtung kann ein Gehäuse aufweisen. Der Stator kann gehäusefest angeordnet sein. Eine elektrische Maschine kann einen Rotor aufweisen. Der Rotor kann mit dem Planetenradsatz verbunden sein. Der Rotor kann mit dem Stirnradgetriebe verbunden sein. Eine elektrische Maschine kann eine Synchronmaschine sein. Eine elektrische Maschine kann wenigstens eine Wicklung aufweisen. Eine elektrische Maschine kann als Motor betreibbar sein. Eine elektrische Maschine kann als Generator betreibbar sein. Zur Ansteuerung einer elektrischen Maschine kann eine elektronische Steuereinrichtung vorgesehen sein. Die Steuereinrichtung kann eine Leistungselektronik aufweisen. Die Steuereinrichtung kann einen Wechselrichter aufweisen. Der Wechselrichter kann ein elektrisches Schaltelement aufweisen.
Die Getriebeeinrichtung kann einen Antrieb aufweisen. Der Antrieb kann eine erste Antriebswelle aufweisen. Die erste Antriebswelle kann der ersten elektrischen Maschine zugeordnet sein. Die erste Antriebswelle kann mit dem Rotor der ersten elektrischen Maschine verbunden sein. Der Antrieb kann eine zweite Antriebswelle aufweisen. Die zweite Antriebswelle kann der zweiten elektrischen Maschine zugeordnet sein. Die zweite Antriebswelle kann mit dem Rotor der zweiten elektrischen Maschine verbunden sein. Die erste Antriebswelle und die zweite Antriebswelle können koaxial angeordnet sein. Die erste Antriebswelle und die zweite Antriebswelle können auf einer Achse aufeinanderfolgend angeordnet sein. Die Getriebeeinrichtung kann eine Getriebehauptachse aufweisen. Die erste Antriebswelle und die zweite Antriebswelle können koaxial zur Getriebehauptachse angeordnet sein. Der Abtrieb kann eine Abtriebswelle aufweisen. Die Abtriebswelle kann eine Abtriebswellenachse aufweisen. Die Getriebehauptachse und die Abtriebswellenachse können parallel angeordnet sein. Die Getriebehauptachse und die Abtriebswellenachse können voneinander beabstandet angeordnet sein.
Der erste Radsatz kann ein erstes Zahnrad und ein zweites Zahnrad aufweisen. Der zweite Radsatz kann ein erstes Zahnrad und ein zweites Zahnrad aufweisen. Die ersten Zahnräder können auf der ersten Antriebswelle angeordnet sein. Die ersten Zahnräder können mit der ersten Antriebswelle verbindbar sein. Die ersten Zahnräder können Losräder sein. Die zweiten Antriebsräder können auf der Abtriebswelle angeordnet sein. Die zweiten Antriebsräder können mit der Abtriebswelle verbunden sein. Die zweiten Zahnräder können Festräder sein. Auf der Abtriebswelle kann ein Abtriebszahnrad angeordnet sein. Das Abtriebszahnrad kann mit der Abtriebswelle verbunden sein. Das Abtriebszahnrad kann ein Festrad sein. Das Abtriebszahnrad kann zwischen den zweiten Zahnrädern angeordnet sein.
Die Schalteinrichtung kann ein Doppelschaltelement aufweisen. Die Schalteinrichtung kann ein erstes Schaltelement und ein zweites Schaltelement aufweisen. Ein Schaltelement kann eine Kupplung sein. Ein Schaltelement kann eine formschlüssige Kupplung sein. Ein Schaltelement kann eine schaltbare Klauenkupplung sein. Ein Schaltelement kann eine Schiebemuffe aufweisen. Die Schalteinrichtung kann zwischen den ersten Zahnrädern angeordnet sein. Die erste Übersetzung kann größer als die zweite Übersetzung sein. Die erste Übersetzung kann kleiner als die zweite Übersetzung sein.
Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung weist reduzierte Schleppmomente auf. Eine Verlustleistung ist reduziert. Ein Wirkungsgrad ist verbessert. Eine Reichweite des Kraftfahrzeugs ist erhöht. Ein Lastschaltelement kann entfallen. Es ist ein elektromotorischer Fahrbetrieb mit zwei festen Übersetzungsstufen ermöglicht. Eine Momentaufteilung auf die elektrischen Maschinen ist jeweils frei wählbar. Bei niedrigen Drehzahlen der elektrischen Maschinen sind elektrische Ströme reduziert. Eine Erwärmung der elektrischen Maschinen und/oder einer Steuereinrichtung ist reduziert. Ein wärmebedingtes Abregeln ist verhindert. Damit sind ein Anfahren aus dem Stillstand und ein langsames Fahren verbessert. Ein Betrieb der elektrischen Maschinen ist optimierbar. Eine vorgegebene Abtriebsdrehzahl und/oder eine vorgegebene Abtriebsleistung ist in der ersten Übersetzung, in der zweiten Übersetzung oder in einem Überlagerungsbetrieb darstellbar. Bei einem Wechsel zwischen den Übersetzungen ist ein Antrieb des Abtriebs mittels der elektrischen Maschinen ermöglicht. Ein Fahrkomfort ist verbessert. Ein Gewicht kann reduziert sein.
In der ersten Schaltstellung kann der erste Radsatz mit der ersten Antriebswelle verbunden sein. In der ersten Schaltstellung kann das erste Zahnrad des ersten Radsatzes mit der ersten Antriebswelle verbunden sein. In der ersten Schaltstellung kann der Abtrieb mittels der ersten elektrischen Maschine über die erste Übersetzung und mittels der zweiten elektrischen Maschine über eine weitere Übersetzung antreibbar sein. Eine Momentaufteilung zwischen der ersten elektrischen Maschine und der zweiten elektrischen Maschine ist frei wählbar. Der Planetenradsatz kann in der ersten Schaltstellung indirekt überbrückt sein. Die weitere Übersetzung kann durch ein Verhältnis der ersten Übersetzung zu der zweiten Übersetzung und eine Standgetriebeübersetzung des Planetenradsatzes bestimmt sein. In der zweiten Schaltstellung kann der zweite Radsatz mit der ersten Antriebswelle verbunden sein. In der zweiten Schaltstellung kann das erste Zahnrad des zweiten Radsatzes mit der ersten Antriebswelle verbunden sein. In der zweiten Schaltstellung kann der Abtrieb mittels der ersten elektrischen Maschine und mittels der zweiten elektrischen Maschine mit gleicher Drehzahl über die erste Übersetzung antreibbar sein. Eine Momentaufteilung zwischen der ersten elektrischen Maschine und der zweiten elektrischen Maschine ist frei wählbar. Der Planetenradsatz kann in der zweiten Schaltstellung direkt überbrückt sein. Der Planetenradsatz kann in der zweiten Schaltstellung blockiert umlaufen.
Die Schalteinrichtung kann in eine zwischen der ersten Schaltstellung und der zweiten Schaltstellung liegende Neutralstellung schaltbar sein. In der Neutralstellung können der erste Radsatz und der zweite Radsatz von der ersten Antriebswelle gelöst sein. In der Neutralstellung können das erste Zahnrad des ersten Radsatzes und das erste Zahnrad des zweiten Radsatzes von der ersten Antriebswelle gelöst sein. In der Neutralstellung kann der Abtrieb mittels der ersten elektrischen Maschine und mittels der zweiten elektrischen Maschine mit jeweils anpassbarer Drehzahl antreibbar sein. In der Neutralstellung können eine Leistung der ersten elektrischen Maschine und eine Leistung der zweiten elektrischen Maschine überlagert sein.
Die erste Schaltstellung und die zweite Schaltstellung können mit zumindest reduzierter Zugkraftunterbrechung wechselbar sein. Die erste Schaltstellung und die zweite Schaltstellung können mit reduzierter Zugkraftunterbrechung wechselbar sein. Die erste Schaltstellung und die zweite Schaltstellung können ohne Zugkraftunterbrechung wechselbar sein. Die Schalteinrichtung kann für einen Wechsel von der ersten Schaltstellung oder von der zweiten Schaltstellung in die Neutralstellung durch die erste elektrische Maschine und/oder die zweite elektrische Maschine zumindest annähernd lastfreistellbar sein. Eine Lastfreistellung kann durch eine Momentanpassung der ersten elektrischen Maschine und/oder der zweiten elektrischen Maschine erfolgen. Die Momentanpassung kann unter Berücksichtigung eines vorgegebenen Abtriebsmoments erfolgen. Die Schalteinrichtung kann für einen Wechsel von der Neutralstellung in die erste Schaltstellung oder in die zweite Schaltstellung durch die erste elektrische Maschine und/oder die zweite elektrische Maschine zumindest annähernd drehzahlsynchronisierbar sein. Eine Drehzahlsynchronisierung kann durch eine Drehzahlanpassung der ersten elektrischen Maschine und/ oder der zweiten elektrischen Maschine erfolgen.
Die erste elektrische Maschine kann eine höhere Nennleistung als die zweite elektrische Maschine aufweisen. Bei entsprechender Wahl einer Anbindung der ersten elektrischen Maschine und der zweiten elektrischen Maschine kann damit während einer Lastschaltung die Zugkraft dennoch zumindest annähernd vollständig aufrecht erhalten werden.
Der Planetenradsatz kann ein Sonnenrad aufweisen. Der Planetenradsatz kann einen Planetenträger aufweisen. An dem Planetenträger können Planetenräder angeordnet sein. Der Planetenradsatz kann ein Hohlrad aufweisen. Der Planetenradsatz kann eine erste Welle aufweisen, die mit dem Sonnenrad fest verbunden ist. Der Planetenradsatz kann eine zweite Welle aufweisen, die mit dem Planetenträger fest verbunden ist. Der Planetenradsatz kann eine dritte Welle aufweisen, die mit dem Hohlrad fest verbunden ist. Die erste Welle, die zweite Welle und die dritte Welle können jeweils eine Drehachse aufweisen. Die erste Welle, die zweite Welle und die dritte Welle können koaxial angeordnet sein. Die erste Welle, die zweite Welle und die dritte Welle können koaxial zur Getriebehauptachse angeordnet sein. Eine Welle des Planetenradsatzes kann eine Vollwelle sein. Eine Welle des Planetenradsatzes kann eine Hohlwelle sein. Der Planetenradsatz kann eine Eingangswelle aufweisen. Der Planetenradsatz kann eine Ausgangswelle aufweisen.
Der Planetenradsatz kann ein Plus-Planetenradsatz sein. Der Planetenradsatz kann eine positive Standübersetzung aufweisen. Die Eingangswelle und die Ausgangswelle des Planetenradsatzes können gleichsinnig drehen. Der Planetenradsatz kann ein Minus-Planetenradsatz sein. Der Planetenradsatz kann eine negative Standübersetzung aufweisen. Die Eingangswelle und die Ausgangswelle des Planetenradsatzes können gegensinnig drehen. Eine Standübersetzung kann sich bei blockiertem Planetenträger ergeben. Dabei können alle Wellen raumfest sein.
Die erste elektrische Maschine kann mit dem Sonnenrad verbunden sein. Die erste elektrische Maschine kann mit der ersten Welle verbunden sein. Die zweite elektrische Maschine kann mit dem Hohlrad verbunden sein. Die zweite elektrische Maschine kann mit der dritten Welle verbunden sein. Die erste elektrische Maschine kann mit dem Hohlrad verbunden sein. Die erste elektrische Maschine kann mit der dritten Welle verbunden sein. Die zweite elektrische Maschine kann mit dem Sonnenrad verbunden sein. Die zweite elektrische Maschine kann mit der ersten Welle verbunden sein.
Der zweite Radsatz kann mit dem Planetensatz verbunden sein. Das erste Zahnrad des zweiten Radsatzes kann mit dem Planetensatz verbunden sein. Der zweite Radsatz kann mit dem Planetenträger verbunden sein. Das erste Zahnrad des zweiten Radsatzes kann mit dem Planetenträger verbunden sein. Der zweite Radsatz kann mit der zweiten Welle verbunden sein. Das erste Zahnrad des zweiten Radsatzes kann mit der zweiten Welle verbunden sein. Der zweite Radsatz kann mit dem Sonnenrad verbunden sein. Das erste Zahnrad des zweiten Radsatzes kann mit dem Sonnenrad verbunden sein. Der zweite Radsatz kann mit der ersten Welle verbunden sein. Das erste Zahnrad des zweiten Radsatzes kann mit der ersten Welle verbunden sein. Der zweite Radsatz kann mit dem Hohlrad verbunden sein. Das erste Zahnrad des zweiten Radsatzes kann mit dem Hohlrad verbunden sein. Der zweite Radsatz kann mit der dritten Welle verbunden sein. Das erste Zahnrad des zweiten Radsatzes kann mit der dritten Welle verbunden sein.
Mit „kann“ sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es jeweils ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweist.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben. Aus dieser Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile. Konkrete Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Mit anderen Merkmalen verbundene Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können auch einzelne Merkmale der Erfindung darstellen.
Es zeigen schematisch und beispielhaft:
1 eine elektromotorische Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer ersten elektrischen Maschine, einer zweiten elektrischen Maschine und einem Planetensatz mit Sonnenrad und Hohlrad, bei die erste elektrische Maschine mit dem Sonnenrad und die zweite elektrische Maschine mit dem Hohlrad verbunden ist und
2 eine elektromotorische Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer ersten elektrischen Maschine, einer zweiten elektrischen Maschine und einem Planetensatz mit Hohlrad und Sonnenrad, bei die erste elektrische Maschine mit dem Hohlrad und die zweite elektrische Maschine mit dem Sonnenrad verbunden ist.
1 zeigt eine elektromotorische Antriebseinrichtung 1 für ein ansonsten nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug. Die Antriebseinrichtung 1 weist eine erste elektrische Maschine EM1 auf. Die erste elektrische Maschine EM1 weist einen Stator und einen Rotor auf. Die Antriebseinrichtung 1 weist eine zweite elektrische Maschine EM2 auf. Die zweite elektrische Maschine EM1 weist einen Stator und einen Rotor auf. Die erste elektrische Maschine EM1 weist eine höhere Nennleistung als die zweite elektrische Maschine EM2 auf.
Die Antriebseinrichtung 1 weist eine Getriebeeinrichtung auf. Die Getriebeeinrichtung weist einen Planetensatz P auf. Der Planetensatz P weist ein Sonnenrad PA auf. Der Planetensatz P weist Planetenräder auf. Die Planetenräder sind mittels eines Planetenträgers PB miteinander verbunden. Der Planetensatz P weist ein Hohlrad PC auf. Der Planetensatz P weist beispielsweise eine Standübersetzung i₀ von i₀ = –2 auf. Die Standübersetzung i₀ des Planetensatzes P kann um bis zu ca. ±30% variiert sein.
Die Getriebeeinrichtung weist eine erste Eingangswelle EW1 auf. Die Getriebeeinrichtung weist eine zweite Eingangswelle EW2 auf. Die erste Eingangswelle EW1 und die zweite Eingangswelle EW2 bilden einen Antrieb der Getriebeeinrichtung. Die erste Eingangswelle EW1 und die zweite Eingangswelle EW2 sind koaxial auf einer Getriebehauptachse aneinander anschließend angeordnet. Die erste Eingangswelle EW1 ist mit dem Rotor der ersten elektrischen Maschine EM1 verbunden. Die zweite Eingangswelle EW2 ist mit dem Rotor der zweiten elektrischen Maschine EM2 verbunden. Die erste Eingangswelle EW1 ist mit dem Sonnenrad PA verbunden. Die zweite Eingangswelle EW2 ist mit dem Hohlrad PC verbunden.
Die Getriebeeinrichtung weist ein Stirnradgetriebe auf. Das Stirnradgetriebe weist einen ersten Radsatz R1 und einen zweiten Radsatz R2 auf. Der erste Radsatz R1 weist ein erstes Zahnrad Z1 und ein zweites Zahnrad Z2 auf. Der zweite Radsatz R2 weist ein erstes Zahnrad Z3 und ein zweites Zahnrad Z4 auf. Der erste Radsatz R1 weist beispielsweis eine Übersetzung i_R1 von i_R1 = –1 auf. Der zweite Radsatz R2 weist beispielsweis eine Übersetzung i_R2 von i_R2 = –2 auf. Die Übersetzungen i_R1 und i_R2 können jeweils um bis zu ca. ±30% variiert sein. Die ersten Zahnräder Z1, Z3 sind auf der erste Eingangswelle EW1 angeordnet. Die ersten Zahnräder Z1, Z3 sind Losräder. Das erste Zahnrad Z3 ist mit dem Planetenträger PB verbunden. Die Getriebeeinrichtung weist eine Abtriebswelle AW auf. Die Abtriebswelle AW bildet einen Abtrieb der Getriebeeinrichtung. Die Abtriebswelle AW ist zur Getriebehauptachse parallel und von der Getriebehauptachse beabstandet angeordnet. Die zweiten Zahnräder Z2, Z4 sind auf der Abtriebswelle AW angeordnet. Die zweiten Zahnräder Z2, Z4 sind Festräder.
Die ersten Zahnräder Z1, Z3 sind mittels einer Schalteinrichtung SE mit der ersten Eingangswelle EW1 verbindbar. Die Schalteinrichtung SE weist ein erstes Schaltelement S1 und ein zweites Schaltelement S2 auf. Das erste Zahnrad Z1 ist mittels des Schaltelements S1 mit der ersten Eingangswelle EW1 verbindbar. Das erste Zahnrad Z3 ist mittels des Schaltelements S2 mit der Eingangswelle EW1 verbindbar. Die Schalteinrichtung SE ist auf der ersten Eingangswelle EW1 zwischen den ersten Zahnrädern Z1, Z3 angeordnet. Die Schalteinrichtung SE weist ein mit der ersten Eingangswelle EW1 verbundenes Koppelrad und eine Schiebemuffe auf. Die Schalteinrichtung SE ist als schaltbare Klauenkupplung ausgeführt.
Auf der Abtriebswelle AW ist ein Abtriebszahnrad Z5 angeordnet. Das Abtriebszahnrad Z5 ist mit der Abtriebswelle AW fest verbunden. Das Abtriebszahnrad Z5 ist ein Festrad. Das Abtriebszahnrad Z5 ist zwischen den zweiten Zahnrädern Z2, Z4 angeordnet. Das Abtriebszahnrad Z5 korrespondiert mit einem Ausgleichsgetriebe 2. Das Ausgleichsgetriebe 2 ist mit zwei Ausgangswellen 3, 4 verbunden. Ausgleichsgetriebe 2 ist ein Diffentialgetriebe. Die Ausgangswellen 3, 4 sind mit antreibbaren Rädern 5, 6 des Kraftfahrzeugs verbunden.
Die Schalteinrichtung SE ist zwischen einer ersten Schaltstellung A, einer Neutralstellung N und einer zweiten Schaltstellung B schaltbar. Die Neutralstellung N liegt zwischen der ersten Schaltstellung A und der zweiten Schaltstellung B. In der ersten Schaltstellung A ist das Schaltelement S1 geschlossen und das Schaltelement S2 geöffnet. In der ersten Schaltstellung A ist das erste Zahnrad Z1 mit der ersten Eingangswelle EW1 verbunden und das erste Zahnrad Z3 ist von der ersten Eingangswelle EW1 getrennt. In der Neutralstellung N sind das erste Zahnrad Z1 und das erste Zahnrad Z3 von der ersten Eingangswelle EW1 getrennt. In der zweiten Schaltstellung B ist das Schaltelement S1 geöffnet und das Schaltelement S2 geschlossen. In der zweiten Schaltstellung B ist das erste Zahnrad Z1 von der ersten Eingangswelle EW1 getrennt und das erste Zahnrad Z3 ist mit der ersten Eingangswelle EW1 verbunden.
In der ersten Schaltstellung A kann die Abtriebswelle AW mittels der ersten elektrischen Maschine EW1 über den ersten Radsatz R1 und mittels der zweiten elektrischen Maschine EM2 über eine weitere Übersetzung, die durch ein Verhältnis der ersten Übersetzung i_R1 zu der zweiten Übersetzung i_R2 und einer Standgetriebeübersetzung i₀ des Planetenradsatzes P bestimmt ist, angetrieben werden. In der ersten Schaltstellung A ist eine Momentaufteilung auf die beiden elektrischen Maschinen EM1 und EM2 frei wählbar. In der Neutralstellung N kann die Abtriebswelle AW mittels der ersten elektrischen Maschine EM1 und mittels der zweiten elektrischen Maschine EM2 mit jeweils anpassbarer Drehzahl angetrieben werden. In der Neutralstellung N können die beiden elektrischen Maschinen EM1 und EM2 ihre Leistung überlagern. In der Neutralstellung N kann ein Anfahren oder ein langsames Fahren erfolgen, wobei ein überhitzungsbedingtes Abregeln der elektrischen Maschinen EM1 und EM2 vermieden ist. In der zweiten Schaltstellung B kann die Abtriebswelle AW mittels der ersten elektrischen Maschine EM1 und mittels der zweiten elektrischen Maschine EM2 mit gleicher Drehzahl über den zweiten Radsatz R2 angetrieben werden. In der zweiten Schaltstellung B ist eine Momentaufteilung auf die beiden elektrischen Maschinen EM1 und EM2 frei wählbar.
Zum Schalten der Schalteinrichtung SE von der ersten Schaltstellung A oder von der zweiten Schaltstellung B in die Neutralstellung N werden die Momente der ersten elektrischen Maschine EM1 und der zweiten elektrischen Maschine EM2 derart gesteuert, dass sich ein gewünschtes Abtriebsmoment ergibt und das eingelegte Schaltelement S1 oder S2 lastfrei wird. Das ist dann der Fall, wenn das Momentverhältnis zwischen der ersten elektrischen Maschine EM1 und der zweiten elektrischen Maschine EM2 der Standgetriebeübersetzung i₀ entspricht. Sobald das eingelegte Schaltelement S1 oder S2 lastfrei ist, kann es ausgelegt werden. Es liegt die Neutralstellung N vor. Zum Schalten der Schalteinrichtung SE von der Neutralstellung N in die erste Schaltstellung A oder in die zweite Schaltstellung B wird das einzulegende Schaltelement S1 oder S2 durch Drehzahlanpassung der ersten elektrischen Maschine EM1 und der zweiten elektrischen Maschine EM2 synchronisiert. Sobald das einzulegende Schaltelement S1 oder S2 synchronisiert ist, kann es eingelegt werden. Es liegt die Schaltstellung A oder B vor.
Während einem Schalten der Schalteinrichtung SE zwischen der ersten Schaltstellung A und der zweiten Schaltstellung B tragen beide elektrische Maschinen EM1 und EM2 über den Planetensatz P zur Antriebsleistung bei. Damit ist ein zugkraftunterbrechungsfreies Schalten ermöglicht.
2 zeigt eine elektromotorische Antriebseinrichtung 7 für ein ansonsten nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug. In den Figuren sind jeweils gleiche Bauteile oder Baugruppen mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Bei der Antriebseinrichtung 7 ist die erste Eingangswelle EW1 mit dem Hohlrad PC verbunden. Die zweite Eingangswelle EW2 ist mit dem Sonnenrad PA verbunden. Gegenüber der Antriebseinrichtung 1 gemäß 1 ist somit die Anbindung der ersten elektrischen Maschine EM1 und der zweiten elektrischen Maschine EM2 an dem Hohlrad PC bzw. an dem Sonnenrad PA vertauscht. Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf 1 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.
Bezugszeichenliste

1: Antriebseinrichtung
2: Ausgleichsgetriebe
3: Ausgangswelle
4: Ausgangswelle
5: Rad
6: Rad
7: Antriebseinrichtung
EM1: erste elektrische Maschine
EM2: zweite elektrische Maschine
P: Planetensatz
PA: Sonnenrad
PB: Planetenträger
PC: Hohlrad
EW1: erste Eingangswelle
EW2: zweite Eingangswelle
AW: Abtriebswelle
R1: erster Radsatz
R2: zweiter Radsatz
Z1: erstes Zahnrad
Z2: zweite Zahnrad
Z3: erstes Zahnrad
Z4: zweites Zahnrad
Z5: Abtriebszahnrad
SE: Schalteinrichtung
S1: erstes Schaltelement
S2: zweites Schaltelement
A: erste Schaltstellung
N: Neutralstellung
B: zweite Schaltstellung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2010/063735 A2 [0002]

Claims

Elektromotorische Antriebseinrichtung (1, 7) für ein Kraftfahrzeug mit einer ersten elektrischen Maschine (EM1), einer zweiten elektrischen Maschine (EM2) und einer Getriebeeinrichtung mit einem Planetenradsatz (P), einem Stirnradgetriebe und einem Abtrieb (AW), dadurch gekennzeichnet, dass das Stirnradgetriebe einen ersten Radsatz (R1) mit einer ersten Übersetzung, einen zweiten Radsatz (R2) mit einer zweiten Übersetzung und eine Schalteinrichtung (SE) aufweist, das in eine erste Schaltstellung (A) oder in eine zweite Schaltstellung (B) schaltbar ist.
Antriebseinrichtung (1, 7) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Schaltstellung (A) der Abtrieb (AW) mittels der ersten elektrischen Maschine (EM1) über die erste Übersetzung und mittels der zweiten elektrischen Maschine (EM2) über eine weitere Übersetzung antreibbar ist.
Antriebseinrichtung (1, 7) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Übersetzung durch ein Verhältnis der ersten Übersetzung zu der zweiten Übersetzung und eine Standgetriebeübersetzung des Planetenradsatzes (P) bestimmt ist.
Antriebseinrichtung (1, 7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Schaltstellung (B) der Abtrieb (AW) mittels der ersten elektrischen Maschine (EM1) und mittels der zweiten elektrischen Maschine (EM2) mit gleicher Drehzahl über die zweite Übersetzung antreibbar ist.
Antriebseinrichtung (1, 7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaltstellung (A) und die zweite Schaltstellung (B) mit zumindest reduzierter Zugkraftunterbrechung wechselbar sind.
Antriebseinrichtung (1, 7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (SE) in eine zwischen der ersten Schaltstellung (A) und der zweiten Schaltstellung (B) liegende Neutralstellung (N) schaltbar ist.
Antriebseinrichtung (1, 7) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Neutralstellung (N) der Abtrieb (AW) mittels der ersten elektrischen Maschine (EM1) und mittels der zweiten elektrischen Maschine (EM2) mit jeweils anpassbarer Drehzahl antreibbar ist.
Antriebseinrichtung (1, 7) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (SE) für einen Wechsel von der ersten Schaltstellung (A) oder von der zweiten Schaltstellung (B) in die Neutralstellung (N) durch die erste elektrische Maschine (EM1) und/ oder die zweite elektrische Maschine (EM2) zumindest annähernd lastfreistellbar ist.
Antriebseinrichtung (1, 7) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (SE) für einen Wechsel von der Neutralstellung (N) in die erste Schaltstellung (A) oder in die zweite Schaltstellung (B) durch die erste elektrische Maschine (EM1) und/oder die zweite elektrische Maschine (EM2) zumindest annähernd drehzahlsynchronisierbar ist.
Antriebseinrichtung (1, 7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrische Maschine (EM1) eine höhere Nennleistung als die zweite elektrische Maschine (EM2) aufweist.
Antriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenradsatz (P) ein Sonnenrad (PA) und ein Hohlrad (PC) aufweist, die erste elektrische Maschine (EM1) mit dem Sonnenrad (PA) und die zweite elektrische Maschine (EM2) mit dem Hohlrad (PC) verbunden ist.
Antriebseinrichtung (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenradsatz (P) ein Hohlrad (PC) und ein Sonnenrad (PA) aufweist, die erste elektrische Maschine (EM1) mit dem Hohlrad (PA) und die zweite elektrische Maschine (EM2) mit dem Sonnenrad (PA) verbunden ist.
Antriebseinrichtung (1, 7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenradsatz (P) einen Planetenträger (PB) aufweist und der zweite Radsatz (R2) mit dem Planetenträger (PB) verbunden ist.