DE102013203851A1 - Electromechanical wheel drive system for a motor vehicle - Google Patents

Electromechanical wheel drive system for a motor vehicle Download PDF

Info

Publication number
DE102013203851A1
DE102013203851A1 DE102013203851.8A DE102013203851A DE102013203851A1 DE 102013203851 A1 DE102013203851 A1 DE 102013203851A1 DE 102013203851 A DE102013203851 A DE 102013203851A DE 102013203851 A1 DE102013203851 A1 DE 102013203851A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wheel drive
electric motor
drive system
rotor
switching device
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102013203851.8A
Other languages
German (de)
Inventor
Michael Metz
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.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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 Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority to DE102013203851.8A priority Critical patent/DE102013203851A1/en
Priority to CN201410080804.7A priority patent/CN104029592B/en
Publication of DE102013203851A1 publication Critical patent/DE102013203851A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K6/387—Actuated clutches, i.e. clutches engaged or disengaged by electric, hydraulic or mechanical actuating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/02—Arrangement or mounting of electrical propulsion units comprising more than one electric motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/36—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
    • B60K6/365—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2054—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed by controlling transmissions or clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/16—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/61—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries by batteries charged by engine-driven generators, e.g. series hybrid electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
    • B60L2240/12—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/421—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/423—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/48—Drive Train control parameters related to transmissions
    • B60L2240/486—Operating parameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/20—Drive modes; Transition between modes
    • B60L2260/28—Four wheel or all wheel drive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/40—Actuators for moving a controlled member
    • B60Y2400/405—Electric motors actuators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/42—Clutches or brakes
    • B60Y2400/421—Dog type clutches or brakes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Radantriebssystem für ein Kraftfahrzeug. Das erfindungsgemäße Radantriebssystem umfasst eine Eingangswelle, eine Radantriebswelle, eine Schalteinrichtung zur selektiven Koppelung der Eingangswelle mit der Radantriebswelle, einen ersten Elektromotor mit einem ersten Läufer zur temporären Einbringung eines ersten Radantriebsbeitrags in die Radantriebswelle, und einen zweiten Elektromotor mit einem zweiten Läufer zur temporären Einbringung eines zweiten Radantriebsbeitrags ebenfalls in die Radantriebswelle. Erfindungsgemäß ist die Schalteinrichtung derart ausgebildet, dass der Schaltzustand der Schalteinrichtung nach Maßgabe einer Relativdrehung zwischen dem Läufer des ersten Elektromotors und dem Läufer des zweiten Elektromotors einstellbar ist.The invention relates to a wheel drive system for a motor vehicle. The wheel drive system according to the invention comprises an input shaft, a wheel drive shaft, a switching device for selective coupling of the input shaft to the wheel drive shaft, a first electric motor with a first rotor for the temporary introduction of a first wheel drive contribution into the wheel drive shaft, and a second electric motor with a second rotor for the temporary introduction of a second wheel drive contribution also in the wheel drive shaft. According to the invention, the switching device is designed such that the switching state of the switching device can be set in accordance with a relative rotation between the rotor of the first electric motor and the rotor of the second electric motor.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromechanisches Radantriebssystem für ein Kraftfahrzeug das als solches dazu dient, ein mit einer Hauptantriebseinrichtung, beispielsweise einer Brennkraftmaschine ausgestattetes Kraftfahrzeug im unteren Geschwindigkeitsbereich temporär elektromotorisch zu betreiben.The invention relates to an electromechanical wheel drive system for a motor vehicle which serves as such to temporarily operate a motor vehicle equipped with a main drive device, for example an internal combustion engine, in the lower speed range.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektromechanisches Radantriebssystem der eingangs genannten Art zu schaffen, das sich durch eine hohe Funktionszuverlässigkeit und ein vorteilhaftes mechanisches Betriebsverhalten auszeichnet.The invention has for its object to provide an electromechanical wheel drive system of the type mentioned, which is characterized by a high functional reliability and an advantageous mechanical performance.

Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Radantriebssystem für ein Kraftfahrzeug, mit:

  • – einer Eingangswelle,
  • – einer Radantriebswelle,
  • – einer Schalteinrichtung zur selektiven Koppelung der Eingangswelle mit der Radantriebswelle,
  • – einem ersten Elektromotor mit einem ersten Läufer zur temporären Einbringung eines ersten Radantriebsbeitrags in die Radantriebswelle, und
  • – einem zweiten Elektromotor mit einem zweiten Läufer zur temporären Einbringung eines zweiten Radantriebsbeitrags ebenfalls in die Radantriebswelle,
  • – wobei die Schalteinrichtung derart ausgebildet ist, dass der Schaltzustand der Schalteinrichtung nach Maßgabe einer Relativdrehung zwischen dem Läufer des ersten Elektromotors und dem Läufer des zweiten Elektromotors einstellbar ist.
The aforementioned object is achieved by a wheel drive system for a motor vehicle, with:
  • An input shaft,
  • A wheel drive shaft,
  • A switching device for selectively coupling the input shaft to the wheel drive shaft,
  • A first electric motor having a first rotor for temporary introduction of a first wheel drive contribution into the wheel drive shaft, and
  • A second electric motor with a second rotor for the temporary introduction of a second wheel drive contribution also into the wheel drive shaft,
  • - Wherein the switching device is designed such that the switching state of the switching device is adjustable in accordance with a relative rotation between the rotor of the first electric motor and the rotor of the second electric motor.

Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, das zur Bewerkstelligung des elektrischen Radantriebs erforderliche Drehmoment durch zwei kinematisch parallel geschaltete Motoren zu generieren und durch eine steuerungstechnisch vorteilhaft aktiv einstellbare Drehwinkeldifferenz zwischen den beiden umlaufenden Rotoren ein Koppelglied zu betätigen das eine selektive Auftrennung bzw. Schließung des die Eingangswelle und die Radantriebswelle umfassenden Radantriebsstranges ermöglicht. Die Erfindung findet Anwendung bei Kraftfahrzeugen und ermöglicht einen elektrischen Zusatzantrieb insbesondere für den unteren Geschwindigkeitsbereich. Während des elektrischen Fahrens wird über das Koppelglied der verbrennungsmotorische Antriebsstrang relativ nahe am Rad abgekoppelt. Durch dieses Konzept werden während der Phase des elektromotorischen Antriebs die hierbei anfallenden Systemreibungsverluste gegenüber herkömmlichen Konzepten bei welchen der Radantriebsstrang geschleppt wird, reduziert.This makes it possible in an advantageous manner, to generate the required for the achievement of the electric wheel drive torque by two kinematic parallel motors and actuate a control element advantageously actively adjustable rotation angle difference between the two rotating rotors a coupling member to a selective separation or closure of the Input shaft and the wheel drive shaft comprehensive Radantriebsstranges allows. The invention finds application in motor vehicles and allows an electric auxiliary drive, in particular for the lower speed range. During electric driving, the internal combustion engine drive train is decoupled relatively close to the wheel via the coupling member. As a result of this concept, the system friction losses occurring during the phase of the electromotive drive are reduced compared to conventional concepts in which the wheel drive train is towed.

Die beiden Elektromotoren sind vorzugsweise konzentrisch um die Eingangswelle des Radantriebsstranges herum angeordnet. Die beiden Elektromotoren können dabei radial ineinander geschachtelt oder alternativ hierzu auch axial in Reihe angeordnet werden. Die beiden Elektromotoren sind vorzugsweise als sog. Drehfeldmotoren ausgebildet deren Rotoren schlupffrei dem statorseitig generierten Drehfeld folgen. Die Rotoren können hierbei mit Permanentmagneten bestückt sein. Alternativ kann das erfindungsgemäße Konzept jedoch auch mit hiervon abweichenden Motorbauformen umgesetzt werden.The two electric motors are preferably arranged concentrically around the input shaft of the wheel drive train. The two electric motors can be nested radially in one another or alternatively arranged axially in series. The two electric motors are preferably designed as so-called. Rotary field motors whose rotors slip-free follow the stator generated rotation field. The rotors can be equipped with permanent magnets. Alternatively, however, the concept according to the invention can also be implemented with deviating engine designs.

Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die beiden Elektromotoren derart ausgelegt, dass diese bei entsprechender Ansteuerung in etwa gleiche Leistungsbeiträge leisten können. Vorzugsweise sind die beiden Elektromotoren so verbaut, dass deren Statoren gehäuseseitig festgelegt sind.According to a particular aspect of the present invention, the two electric motors are designed such that they can make approximately the same power contributions with appropriate control. Preferably, the two electric motors are installed so that their stators are fixed on the housing side.

Die Antriebseinrichtung kann gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform so ausgebildet sein, dass das Gehäuse derselben auf der Eingangswelle und der mit dieser achsgleichen Radantriebswelle sitzt und eine Drehmomentenabstützung an einer benachbarten Komponente, z.B. an einem benachbarten Getriebe oder der Karosserie oder am Radträger erhält. Diese Drehmomentenabstützung kann insbesondere über Hebel- oder Armelemente erfolgen die derart gelenkig mit der Radaufhängung oder der Karosserie gekoppelt sind, dass das Gehäuse der Antriebseinrichtung neben der Drehmomentenabstützung eine hinreichende Bewegungsfreiheit erlangt. Die entsprechenden Gelenkstellen können insbesondere Kugelgelenke oder elastische Gelenkbuchsen umfassen. Das Gehäuse selbst wird vorzugsweise als Leichtbauteil, vorzugsweise aus einem Aluminiumwerkstoff gefertigt, so dass die Antriebseinrichtung selbst ein möglichst geringes Eigengewicht erhält. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Antriebseinrichtung so aufgebaut werden, dass der Rotor des ersten Elektromotors im Gehäuse, insbesondere im ersten Stator gelagert ist. Der zweite Rotor wird dann vorzugsweise im ersten Rotor gelagert. Da die beiden Rotoren im Regelbetrieb letztlich synchron laufen und damit die entsprechende Lagerung nur die im Rahmen des Stellvorganges zwischen den Rotoren auftretenden Relativdrehzahlen ertragen muss führt dieser Ansatz zu einer signifikanten Reduktion der Lagerbelastung.According to a particularly preferred embodiment, the drive device can be designed such that the housing thereof is seated on the input shaft and the wheel drive shaft which is the same axis, and a torque support is provided on an adjacent component, e.g. receives on a neighboring transmission or the body or on the wheel. This torque support can be carried out in particular via lever or arm elements which are coupled so articulated to the suspension or the body, that the housing of the drive device in addition to the torque support obtains sufficient freedom of movement. The corresponding hinge points may in particular comprise ball joints or elastic joint bushes. The housing itself is preferably made as a lightweight component, preferably made of an aluminum material, so that the drive device itself receives the lowest possible weight. According to a further aspect of the present invention, the drive device can be constructed such that the rotor of the first electric motor is mounted in the housing, in particular in the first stator. The second rotor is then preferably stored in the first rotor. Since the two rotors ultimately run synchronously during normal operation and thus the corresponding bearing only has to endure the relative rotational speeds occurring between the rotors as part of the positioning process, this approach leads to a significant reduction of the bearing load.

Das bereits genannte, zur Koppelung der Leistungsbeiträge der beiden Elektromotoren vorgesehene Summiergetriebe, ist vorzugsweise als Planetengetriebe ausgeführt, um die beiden Rotoren zu koppeln. Dabei kann beispielsweise der Rotor des ersten Motors ein Sonnenrad des Summiergetriebes und der Rotor des zweiten Elektromotors das Hohlrad des Summiergetriebes antreiben.The already mentioned, provided for coupling the power contributions of the two electric motors summing gear is preferably designed as a planetary gear to couple the two rotors. In this case, for example, the rotor of the first motor, a sun gear of the summation and the rotor of the second electric motor drive the ring gear of the summation.

Die Antriebseinrichtung kann gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung so ausgebildet sein, dass der Planetenträger des Summiergetriebes mit dem Leistungseingang eines folgenden Übersetzungsgetriebes gekoppelt ist. Das Übersetzungsgetriebe kann dabei als Umlaufrädergetriebe ausgeführt sein. Alternativ hierzu sind auch andere, vorzugsweise hoch übersetzende Getriebe (z.B. Harmonic Drive-Getriebe, oder anderweitige Exzentergetriebe „Intermeshing Planetary Gears“) einsetzbar. The drive device can be designed according to a particularly preferred embodiment of the invention so that the planet carrier of the summing gear is coupled to the power input of a following transmission gear. The transmission gear can be designed as a planetary gear. Alternatively, other, preferably high-ratio transmission (eg Harmonic Drive gearbox, or other eccentric "Intermeshing Planetary Gears") can be used.

Die kinematische Einbindung der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung in das Antriebssystem des Kraftfahrzeuges erfolgt vorzugsweise indem ein Koppelelement der Schalteinrichtung den Ausgang des Übersetzungsgetriebes selektiv mit dem Antriebsstrang koppelt und zugleich die Auftrennung oder Schließung des Antriebsstranges bewirkt. Das Koppelelement dient damit sowohl der selektiven Verbindung oder Abkoppelung des elektrischen Antriebssystems vom radseitigen Antriebsstrangabschnitt als auch der Auftrennung des Hauptantriebsstranges.The kinematic integration of the drive device according to the invention in the drive system of the motor vehicle is preferably carried out by a coupling element of the switching device selectively couples the output of the transmission with the drive train and at the same time causes the separation or closure of the drive train. The coupling element thus serves both the selective connection or decoupling of the electric drive system from the wheel-side drive train section and the separation of the main drive train.

Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung kann so ausgelegt sein, dass die E-Motoren selektiv mit der Antriebswelle bzw. dem Rad koppelbar sind. Das Koppelelement ist dabei vorzugsweise in die folgenden drei funktional unterschiedliche Schaltstellungen verbringbar: 1. Koppelung der Eingangswelle mit der Radantriebswelle wobei der E-Antrieb entkoppelt ist, 2. Koppelung der Eingangswelle mit der Radantriebswelle sowie Koppelung von E-Antrieb mit der Radantriebswelle, 3. Koppelung Elektromotoren mit der Radantriebswelle wobei die Eingangswelle entkoppelt ist.The drive device according to the invention can be designed so that the electric motors can be selectively coupled to the drive shaft or the wheel. The coupling element is preferably brought into the following three functionally different switching positions: 1. Coupling of the input shaft with the wheel drive shaft wherein the electric drive is decoupled, 2. Coupling of the input shaft with the wheel drive shaft and coupling of electric drive with the wheel drive shaft, 3rd Coupling electric motors with the wheel drive shaft with the input shaft is decoupled.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Koppelelement als Schiebemuffe ausgeführt. Alternativ hierzu ist es auch möglich, das Koppelelement als Teil einer Klauenkupplung zu fertigen. Bei einer Ausführung des Koppelelements als Schiebemuffe kann diese so ausgebildet sein, dass die Verzahnungen an der Schiebemuffe axial durch Umfangsnuten gegliedert ist. Hierdurch wird es möglich eine Mechanik zu schaffen, bei welcher der zur Erreichung der einzelnen Schaltstellungen erforderliche Verschiebeweg verkürzt wird.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the coupling element is designed as a sliding sleeve. Alternatively, it is also possible to manufacture the coupling element as part of a dog clutch. In one embodiment of the coupling element as a sliding sleeve, this can be designed so that the teeth on the sliding sleeve is divided axially by circumferential grooves. This makes it possible to provide a mechanism in which the required to achieve the individual switching positions displacement is shortened.

Die Betätigung des Koppelelementes erfolgt wie bereits ausgeführt durch Herbeiführen einer Drehwinkeldifferenz zwischen den Rotoren der beiden Elektromotoren. Die Betätigungsmechanik kann dabei konstruktiv so ausgeführt sein, dass die Planeten des Summiergetriebes eine Spindel besitzen, über die ein Stellglied axial verschiebbar ist. Nach Maßgabe der Drehwinkeldifferenz zwischen den beiden Rotoren der beiden Elektromotoren wird das Stellglied axial verschoben. Das Stellglied betätigt dann das Koppelelement und bringt dieses in die gewünschten Wirkstellungen.The actuation of the coupling element is carried out as already stated by inducing a rotational angle difference between the rotors of the two electric motors. The actuating mechanism can be constructively designed so that the planet of the summing have a spindle through which an actuator is axially displaceable. In accordance with the rotational angle difference between the two rotors of the two electric motors, the actuator is displaced axially. The actuator then actuates the coupling element and brings this into the desired action positions.

Die erfindungsgemäße Antriebseinheit kann an der Vorder- oder der Hinterachse eingesetzt werden. Der Hauptantrieb des Kraftfahrzeuges kann über einen Verbrennungsmotor erfolgen. Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung kann weiterhin auch an der nicht über den Hauptantriebsstrang angetriebenen Fahrzeugachse sitzen und damit einen Zusatzantrieb für ansonsten nicht angetriebene Räder bilden. Über die erfindungsgemäße Mechanik können dann selektiv die Elektromotoren zugeschaltet oder vom zugeordneten Rad entkoppelt werden.The drive unit according to the invention can be used on the front or the rear axle. The main drive of the motor vehicle can take place via an internal combustion engine. The drive device according to the invention can furthermore also be seated on the vehicle axle which is not driven via the main drive train and thus form an additional drive for otherwise non-driven wheels. By means of the mechanism according to the invention, the electric motors can then be selectively switched on or decoupled from the assigned wheel.

Durch die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung ist es gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung möglich ein „Allrad-Kraftfahrzeug“ zu schaffen, bei welchem im unteren Geschwindigkeitsbereich temporär alle Fahrzeugachsen angetrieben werden. Der Antrieb einer Fahrzeugachse (z.B. der Vorderachse) erfolgt dann über den beispielsweise verbrennungsmotorisch angetriebenen Hauptantriebsstrang und der Antrieb der weiteren Fahrzeugachse erfolgt dann über die erfindungsgemäße, selektiv abkoppelbare elektromechanische Antriebseinrichtung. Die elektromechanische Antriebseinrichtung wird dann vorzugsweise bei Erreichen einer bestimmten Geschwindigkeit, oder z.B. beim Wechsel aus dem ersten Gang deaktiviert und abgekoppelt.By means of the drive device according to the invention, according to a further aspect of the present invention, it is possible to create an "all-wheel drive motor vehicle" in which all vehicle axles are temporarily driven in the lower speed range. The drive of a vehicle axle (for example the front axle) then takes place via the main drive train driven by an internal combustion engine, for example, and the drive of the further vehicle axle then takes place via the electromechanical drive device according to the invention which can be selectively disconnected. The electromechanical drive device is then preferably at a certain speed, or e.g. deactivated and disconnected when changing from first gear.

Die Schalteinrichtung kann weiterhin so aufgebaut werden, dass diese bei Eintritt eines Schubbetriebs, oder bei Erreichen eines bestimmten Schubmomentes selbsttätig öffnet und dabei den elektromotorischen Antrieb vom Radantriebsstrang trennt. Dies kann erreicht werden, indem die Koppelungseinrichtung so ausgebildet wird, dass diese auch die Funktion einer Überlastkupplung bietet. In einer weiteren Ausführungsform wird im Schubbetrieb auf das selbsttätige Öffnen verzichtet und stattdessen die Elektromotoren im Rekuperationsmodus betrieben.The switching device can also be constructed so that it automatically opens when a pushing operation, or upon reaching a certain thrust torque and thereby separates the electric motor drive from the wheel drive train. This can be achieved by designing the coupling device such that it also provides the function of an overload clutch. In a further embodiment, the automatic opening is dispensed with in overrun mode and instead the electric motors are operated in the recuperation mode.

Die Positionierung des Koppelelements der Koppelungseinrichtung wird vorzugsweise durch Rast- oder Schnappmechaniken derart unterstützt, dass eine eingestellte Schaltstellung präzise eingehalten und erst nach Überwindung von Mindeststellkräften verändert wird. Durch dieses Konzept wird es möglich unvorhergesehene Schaltzustandsänderungen zu vermeiden.The positioning of the coupling element of the coupling device is preferably supported by latching or snap mechanisms such that a set switching position is precisely maintained and changed only after overcoming minimum forces. This concept makes it possible to avoid unforeseen switching state changes.

Das Einrücken des Koppelglieds kann unter signaltechnischer Überwachung der Relativdrehzahlen der zu koppelnden Antriebsstrangabschnitte erfolgen, so dass ein Einrücken erst oder nur dann veranlasst wird, wenn ein hinreichender Gleichlauf gegeben ist. Durch entsprechende Ansteuerung der Elektromotoren ist es auch möglich einen Gleichlaufzustand herbeizuführen der einen im wesentlichen lastfreien Schaltzustandswechsel ermöglicht.The engagement of the coupling member can be carried out under signal technical monitoring of the relative speeds of the drive train sections to be coupled, so that an engagement is only or only then initiated when a sufficient synchronization given is. By appropriate control of the electric motors, it is also possible to bring about a synchronizing state which allows a substantially load-free switching state change.

Die Elektromotoreneinheit kann grundsätzlich an der Vorder- oder Hinterachse eingebaut werden. Die Erfindung ist auch nicht beschränkt auf die verbrennungsmotorisch angetriebene Achse, sondern kann auch an der nicht angetriebenen Achse eingebaut werden. Für diesen Fall entfällt die Abkoppelung des Antriebsstrangs im elektromotorischen Betrieb. Die Einheit muss auch nicht mehr um die Eingangswelle herum angeordnet werden, sondern ist anstatt dieser eingebaut.The electric motor unit can basically be installed on the front or rear axle. The invention is not limited to the internal combustion engine driven axle, but can also be installed on the non-driven axle. In this case, the decoupling of the drive train in electromotive operation is eliminated. The unit no longer has to be arranged around the input shaft, but is installed instead.

Das erfindungsgemäße Konzept besteht im Kern in einer elektromechanischen Antriebseinheit die bei welcher in einem Gehäuse derselben zwei separat ansteuerbare Elektromotoren aufgenommen sind, wobei durch Herbeiführung einer Drehwinkeldifferenz zwischen den Rotoren der beiden Elektromotoren eine Kopplungsmechanik betätigt werden kann. Diese Kopplungsmechanik kann so ausgelegt sein, dass diese eine selektive Auftrennung eines Hautpantriebsstranges und die Ankoppelung der Elektromotoreneinheit an den radseitigen Antriebsstrangabschnitt bewerkstelligt. Die Koppelungsmechanik kann auch so ausgelegt sein, dass diese lediglich eine selektive An- oder Abkoppelung der Elektromotoreneinheit an eine zu Rad führende Radantriebswelle bewirkt. Dieser spezielle Ansatz ermöglicht es, bei einem Fahrzeug mit einer über eine Brennkraftmaschine angetriebenen Fahrzeugachse eine weitere Achse „rein elektrisch“ anzutreiben, wobei der Elektroantrieb durch Ansteuerung seiner Antriebsmotoren an- oder abgekoppelt werden kann.The concept according to the invention consists essentially in an electromechanical drive unit which is accommodated in a housing of the same two separately controllable electric motors, wherein a coupling mechanism can be actuated by inducing a rotational angle difference between the rotors of the two electric motors. This coupling mechanism can be designed so that it accomplishes a selective separation of a Hautpantriebtriebsstranges and the coupling of the electric motor unit to the wheel-side drive train section. The coupling mechanism can also be designed so that it causes only a selective connection or disconnection of the electric motor unit to a leading wheel to wheel drive shaft. This special approach makes it possible to drive a further axis "purely electrically" in a vehicle having a vehicle axle driven via an internal combustion engine, wherein the electric drive can be connected or disconnected by driving its drive motors.

Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung ist vorzugsweise so ausgebildet, dass diese derart schwenkbar in das Fahrzeug eingebunden ist, dass diese der Schwenkbewegung der Radantriebswelle folgen kann und lediglich eine zur Aufbringung des Antriebsmomentes erforderliche Drehmomentenabstützung erhält.The drive device according to the invention is preferably designed so that it is so pivotally integrated into the vehicle that it can follow the pivoting movement of the wheel drive shaft and receives only one required for applying the drive torque torque support.

Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung kann insbesondere bei einem Fahrzeug mit einer über ein Hinterachsdifferential angetriebenen Hinterachse kinematisch auch zwischen jenem Hinterachsdifferential und dem Fahrzeuggetriebe sitzen. Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung ermöglicht dann auch eine Auftrennung des Hauptantriebsstranges und nutzt dann jedoch weiterhin das Hinterachsdifferential zu Leistungsverzweigung. Der elektrischen Antrieb beider Hinterräder erfordert dann lediglich eine erfindungsgemäße Antriebseinheit.The drive device according to the invention can, in particular in a vehicle with a rear axle driven via a rear axle kinematically, also sit between that rear axle differential and the vehicle transmission. The drive device according to the invention then also allows a separation of the main drive train and then still uses the rear differential to power split. The electric drive of both rear wheels then only requires a drive unit according to the invention.

Ansonsten kann bei einem hinterachsgetriebenen Fahrzeug das erfindungsgemäße Antriebskonzept umgesetzt werden, indem im Leistungsfluss nach dem Hinterachsdifferential liegenden Bereich zwei erfindungsgemäße Antriebseinheiten verbaut werden die als solche eine selektive Auftrennung der zwischen dem Differential und den beiden Fahrzeugrädern liegenden Wellensysteme ermöglichen- und dann eben eine elektrische Einleitung jeweils eines Antriebsmomentes in die jeweilige Radantriebswelle ermöglichen.Otherwise, in a rear axle-driven vehicle, the drive concept according to the invention can be implemented by two drive units according to the invention are installed in the power flow to the rear axle differential which allow as such a selective separation of lying between the differential and the two vehicle wheels shaft systems - and then just an electrical introduction each allow a drive torque in the respective wheel drive shaft.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:Further details and features of the invention will become apparent from the following description taken in conjunction with the drawings. It shows:

1 eine Schemadarstellung zur Erläuterung des Aufbaus einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung mit einer durch Relativdrehung des Rotorpaars ansteuerbaren Wellenkupplung; 1 a schematic representation for explaining the structure of a first embodiment of a drive device according to the invention with a controllable by relative rotation of the rotor pair shaft coupling;

2 eine Schemadarstellung zur Erläuterung des Aufbaus einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung ebenfalls mit einer durch Relativdrehung des Rotorpaars ansteuerbaren Wellenkupplung. 2 a schematic representation for explaining the structure of a second embodiment of a drive device according to the invention also with a controllable by relative rotation of the rotor pair shaft coupling.

In 1 ist eine erfindungsgemäße elektromechanische Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug dargestellt. Um die Eingangswelle 12a herum werden koaxial zwei Elektromotoren EM1, EM2 angeordnet. Die Elektromotoren EM1, EM2 können hierbei entweder radial ineinander geschachtelt, oder axial in Reihe angeordnet sein. Die Statoren 1, 2 der beiden Elektromotoren EM1, EM2 sind gehäusefest angebracht. Das Gehäuse 9 wiederum wird gegen Verdrehen entweder an der Karosserie, oder dem Radträger abgestützt. Die beiden Rotoren 3, 4 werden vorzugsweise über eine Planetengetriebeeinrichtung G1 gekoppelt, indem der Rotor 3 die Sonne 21 antreibt und der Rotor 4 das Hohlrad 22. Am Planetenrad ist 5 vorzugsweise eine Spindel S1 angebracht über die ein Stellglied 6 betätigt wird. Die Planetengetriebeeinrichtung G1 fungiert als Summiergetriebe. Der Planetenträger 7 des Summiergetriebes dient als Eingang für ein nachfolgendes Getriebe G2. Über das Getriebe G2 wird das relativ niedrige Summenmoment der Elektromotoren EM1, EM2 übersetzt, so dass am Ausgang das für den Radantrieb erforderliche Drehmoment vorliegt. Am Ausgang des Getriebes G2 sitzt eine Kupplungsstruktur 10, in welche über das Stellglied 6 das Kupplungselement 11 ausgerückt bzw. eingerückt werden kann und damit die Verbindung mit dem Rad aufgehoben oder herstellt werden kann.In 1 an electromechanical drive device according to the invention for a motor vehicle is shown. To the input shaft 12a around two electric motors EM1, EM2 are arranged coaxially. The electric motors EM1, EM2 can either be nested radially in one another here, or arranged axially in series. The stators 1 . 2 the two electric motors EM1, EM2 are fixed to the housing. The housing 9 in turn is supported against rotation either on the body, or the wheel. The two rotors 3 . 4 are preferably coupled via a planetary gear device G1, by the rotor 3 the sun 21 drives and the rotor 4 the ring gear 22 , At the planet wheel is 5 preferably a spindle S1 mounted via an actuator 6 is pressed. The planetary gear device G1 functions as a summing gear. The planet carrier 7 of the summing gear serves as an input for a subsequent transmission G2. The relatively low summation torque of the electric motors EM1, EM2 is translated via the transmission G2, so that the torque required for the wheel drive is present at the output. At the output of the transmission G2 sits a coupling structure 10 into which via the actuator 6 the coupling element 11 can be disengaged or engaged and thus the connection with the wheel can be canceled or produced.

Das Gehäuse 9 der Elektromotoreneinheit ist hier über Lager L1, L2 auf der Eingangswelle 12a bzw. der Radantriebswelle 12b gelagert und folgt dementsprechend den Bewegungen dieser Antriebswellen 12a, 12b. Die Masse dieses Elektroantriebssystems muss aufgrund dieser Anordnung sowohl an der Karosserie als auch am Radträger abgestützt werden. Es wirkt also nicht die komplette Masse der Elektromotoren-Einheit als ungefederte Masse auf das Rad, sondern abhängig von der gewählten Schwerpunktlage nur ein Teil. Das Drehmoment, das von den Elektromotoren EM1, EM2 auf die Antriebswelle abgegeben wird, wird über das Gehäuse 9 abgestützt. Hierzu ist das Moment entweder karosserieseitig (z.B. am Getriebe) oder am Radträger abzustützen. Die Abstützung darf die Bewegung der Antriebswellen 12a, 12b aufgrund von Einfederung und Lenkbewegungen nicht einschränken. The housing 9 the electric motor unit is here via bearings L1, L2 on the input shaft 12a or the wheel drive shaft 12b stored and accordingly follows the movements of these drive shafts 12a . 12b , The mass of this Electric drive system must be supported due to this arrangement both on the body and on the wheel. It does not affect the entire mass of the electric motor unit as unsprung mass on the wheel, but depending on the selected center of gravity only a part. The torque, which is output by the electric motors EM1, EM2 on the drive shaft, is transmitted through the housing 9 supported. To do this, the moment should either be supported on the body side (eg on the gearbox) or on the wheel carrier. The support allows the movement of the drive shafts 12a . 12b due to spring deflection and steering movements.

Der Rotor 3 des ersten Elektromotors EM1 ist an dem Stator 2 des zweiten Elektromotors EM2 über Lager L3, L4 gelagert, der wiederum gehäusefest ist. Der zweite Rotor 4 wird zweckmäßigerweise am ersten Rotor 3 über Lager L5, L6 gelagert. Dieser Aufbau bietet den Vorteil, dass die Anforderungen an die Lagerung minimiert werden. Da nur während der Bewegung des Stellglieds 6 eine Relativbewegung zwischen den beiden Rotoren 3, 4 auftritt, werden diese Lager nur mit geringer Differenzdrehzahl und nur selten belastet.The rotor 3 of the first electric motor EM1 is on the stator 2 of the second electric motor EM2 via bearings L3, L4, which in turn is fixed to the housing. The second rotor 4 is expediently on the first rotor 3 stored above bearings L5, L6. This structure offers the advantage that the requirements for storage are minimized. Because only during the movement of the actuator 6 a relative movement between the two rotors 3 . 4 occurs, these bearings are loaded only with low differential speed and only rarely.

Das Summiergetriebe G1 für die beiden Elektromotoren EM1, EM2 ist vorzugsweise ein Umlaufgetriebe, wobei die beiden Rotoren 3, 4 die Sonne 21 bzw. das Hohlrad 22 antreiben. Der Abtrieb erfolgt über die Planeten 5 bzw. den Planetenträger 7 auf das sich anschließende Übersetzungsgetriebe G2. Als Übersetzungsgetriebe G2 wird vorzugsweise ein mehrstufiges Planetengetriebe verwendet, es sind aber auch andere Bauformen des Übersetzungsgetriebes möglich.The summation G1 for the two electric motors EM1, EM2 is preferably a planetary gear, wherein the two rotors 3 . 4 the sun 21 or the ring gear 22 drive. The downforce takes place over the planets 5 or the planet carrier 7 on the subsequent transmission gear G2. As a transmission G2 preferably a multi-stage planetary gear is used, but there are other types of transmission gear possible.

Das Summiergetriebe G1 besitzt noch eine weitere Funktion. Es übernimmt die Aufgabe des Antriebs des Stellgliedes 6 welches das Kupplungselement 11 betätigt. Über den Planeten 5 wird die Spindel S1 angetrieben. In einem Ringabschnitt 6a des Stellglieds 6, der als solcher die Antriebswelle 12 umgreift sind Spindelmuttergewinde für die einzelnen Spindeln S1 ausgebildet. Durch diese Anordnung wirkt der Ringabschnitt letztlich wie ein Planetenträger der nur mit diesem rotieren kann, jedoch durch Rotation der Spindeln S1/Planeten 5 um deren eigene Achsen XP axial verschiebbar ist. Der Ringabschnitt 6a des Stellgliedes 6 ist mit dem Kopplungselement 11 über ein Lager 13 verbunden, so dass es dieses betätigen, d.h. axial verlagern kann. Bei gleicher Drehzahl der beiden Elektromotoren EM1, EM2 rotiert das Stellglied 6 nur um die Antriebsachse X. Eine Axialbewegung findet nicht statt. Kommt es jedoch zu einer Differenzdrehzahl, dann rotieren die Planeten 5 um ihre Drehachsen XP. Diese Drehung bewirkt eine Axialbewegung des Stellgliedes 6 und damit eine Betätigung des Koppelelementes 11. Die Axialbewegung ist hierbei der Drehbewegung um die Antriebsachse X überlagert. Es ist möglich die beiden Elektromotoren EM1, EM2 zu entgegen gesetzten Drehrichtungen anzusteuern und damit ausschließlich eine Axialbewegung und keine Rotation und somit auch keine Abtriebsdrehzahl zu erhalten.The summing G1 has another function. It takes on the task of driving the actuator 6 which the coupling element 11 actuated. About the planet 5 the spindle S1 is driven. In a ring section 6a of the actuator 6 , as such, the drive shaft 12 surrounds spindle nut thread for the individual spindles S1 are formed. By this arrangement, the ring section ultimately acts like a planet carrier that can only rotate with it, but by rotation of the spindles S1 / planet 5 around whose own axes XP is axially displaceable. The ring section 6a of the actuator 6 is with the coupling element 11 about a camp 13 connected, so that it can actuate this, ie shift axially. At the same speed of the two electric motors EM1, EM2, the actuator rotates 6 only about the drive axis X. An axial movement does not take place. However, if it comes to a differential speed, then the planets rotate 5 about their axes of rotation XP. This rotation causes an axial movement of the actuator 6 and thus an actuation of the coupling element 11 , The axial movement is in this case superimposed on the rotational movement about the drive axis X. It is possible to control the two electric motors EM1, EM2 to opposite directions of rotation and thus exclusively to obtain axial movement and no rotation and thus no output speed.

Am Ausgang des Übersetzungsgetriebes G2 befindet sich die Kupplungsstruktur 10. Aufgabe dieser Kupplungsstruktur 10 ist die Übertragung des am Ausgang des Getriebes G2 anliegenden Drehmomentes auf das hier als Schiebemuffe ausgeführte Koppelungselement 11 und damit auf die Antriebswelle 12b bzw. das Rad. Hierzu ist das Kupplungselement 11 vorzugsweise so ausgeführt, dass es 3 Schaltstellungen annehmen kann. In Schaltstellung ist der Elektromotor abgekoppelt. Antriebswelle 12a und Radantriebswelle 12b sind über die Schiebemuffe 11 gekoppelt. Wird die Schiebemuffe 11 durch das Stellglied 6 eine Stufe nach rechts bewegt (Schaltstellung 2), dann bleibt der Koppelungszustand der Antriebswellen 12a, 12b erhalten und zusätzlich wird das Übersetzungsgetriebe G2 angekoppelt. In Schaltstellung 3 (Schiebemuffe ganz rechts) bleibt der elektromotorische Antrieb an die Radantriebswelle 12b angekoppelt, die Eingangswelle 12a wird jedoch abgekoppelt. Aufgrund dieser Maßnahme lässt sich ein rein elektrischer Betrieb realisieren, bei dem der nicht benötigte Abschnitt des Fahrzeugantriebsstranges abgekoppelt ist. Die Schleppverluste werden damit signifikant reduziert. At the output of the transmission G2 is the coupling structure 10 , Task of this coupling structure 10 is the transmission of the torque applied to the output of the transmission G2 on the here acting as a sliding sleeve coupling element 11 and thus on the drive shaft 12b or the wheel. For this purpose, the coupling element 11 preferably designed so that it 3 Can assume switching positions. In switching position, the electric motor is decoupled. drive shaft 12a and wheel drive shaft 12b are over the sliding sleeve 11 coupled. Will the sliding sleeve 11 through the actuator 6 one step to the right (switch position 2 ), then the coupling state of the drive shafts remains 12a . 12b obtained and in addition the transmission gear G2 is coupled. In switch position 3 (Sliding sleeve rightmost) remains the electric motor drive to the wheel drive shaft 12b coupled, the input shaft 12a but disconnected. Due to this measure, a purely electrical operation can be realized in which the unneeded portion of the vehicle drive train is decoupled. The drag losses are thus significantly reduced.

In der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform gibt es keine Nullstellung bei der weder der verbrennungsmotorische Antriebsstrang noch der Elektromotorische Antriebsstrang mit der Radantriebswelle 12b gekoppelt sind. In Schaltstellung 2 sind zur unterbrechungsfreien Momentenübertragung sowohl Verbrenner als auch E-Motoren angekoppelt. In einer weiteren Ausführung ist es auch möglich, aus Schaltstellung 2 eine Nullstellung zu machen und dabei weder Verbrennungsmotor noch E-Motoren mit der Radantriebswelle zu koppeln.In the described preferred embodiment, there is no zero position in neither the internal combustion engine powertrain nor the electric motor powertrain with the wheel drive shaft 12b are coupled. In switch position 2 are coupled for uninterrupted torque transmission both burners and electric motors. In a further embodiment, it is also possible to switch position 2 to make a zero position and to couple neither internal combustion engine nor electric motors with the wheel drive shaft.

In 2 ist eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung dargestellt. Bei dieser Variante sind die beiden Elektromotoren nur bezüglich ihrer Rotoren 3, 4 dargestellt. Die Skizze beginnt auf der linken Seite mit dem Summiergetriebe G1. Als Übersetzungsgetriebe G2 ist anstelle des bei der Variante nach 1 vorgesehenen Planetengetriebes ein Harmonic Drive Getriebe skizziert. Dabei ist der Planetenträger 16 des Summiergetriebes G1 am Außendurchmesser elliptisch, so dass er gleichzeitig als Eingangselement des Harmonic-Drive Getriebes G2 dient. Die verformbare Stahlbüchse 7a („Flexspline-Buchse“) bildet den Ausgang des Übersetzungsgetriebes G2 und besitzt am anderen Ende eine Innenverzahnung 17. Diese Innenverzahnung 17 ist durch Umfangsnuten 17a unterbrochen und greift in eine Außenverzahnung 18a an einer Schiebemuffe 18 ein. Die Schiebemuffe 18 bildet das Koppelungselement und wird wie in Variante von einem Stellglied 6 über ein Lager L7 betätigt. Am Innendurchmesser der Schiebemuffe 18 befindet sich eine weitere Verzahnung 18b, 18c, über die das Ausgangsmoment des Übersetzungsgetriebes G2 auf die Antriebswelle 12a bzw. die Radantriebswelle 12b übertragen wird. Auch diese Verzahnung besitzt Nuten 18d in Umfangsrichtung. Die Nutung ermöglicht, dass bei verschiedenen Axialpositionen der Schiebemuffe 18 unterschiedliche Verzahnungen im Eingriff sein können. Auch hier sind 3 Schaltstellungen möglich. Befindet sich die Schiebemuffe in Schaltstellung 1 (nach links verschoben), dann ist die Verzahnung am Außendurchmesser der Schiebemuffe nicht im Eingriff und somit sind die Elektromotoren abgekoppelt während die Verzahnung am Innendurchmesser mit der Antriebswelle bzw. dem Verbrennungsmotor gekoppelt ist. In 2 a further variant of a drive device according to the invention is shown. In this variant, the two electric motors are only with respect to their rotors 3 . 4 shown. The sketch starts on the left side with the G1 summing gear. As a transmission G2 is instead of the variant according to 1 provided planetary gear outlined a harmonic drive gearbox. Here is the planet carrier 16 of the summing gear G1 elliptical on the outer diameter, so that it also serves as an input element of the harmonic drive gear G2. The deformable steel box 7a ("Flexspline socket") forms the output of the transmission gear G2 and has at the other end an internal toothing 17 , This internal toothing 17 is by circumferential grooves 17a interrupted and engages in an external toothing 18a on a sliding sleeve 18 one. The sliding sleeve 18 forms the coupling element and is as in variant of an actuator 6 operated via a bearing L7. At the inner diameter of the sliding sleeve 18 there is another gearing 18b . 18c , via which the output torque of the transmission gear G2 to the drive shaft 12a or the wheel drive shaft 12b is transmitted. These teeth also have grooves 18d in the circumferential direction. Grooving allows the sliding sleeve to be used in different axial positions 18 different gears can be engaged. Again, here are 3 Switch positions possible. Is the sliding sleeve in switch position 1 (shifted to the left), then the teeth on the outer diameter of the sliding sleeve is not engaged and thus the electric motors are decoupled while the teeth are coupled to the inner diameter of the drive shaft and the internal combustion engine.

In der in 2 gezeichneten Schaltstellung 2 sind sowohl die Verzahnungen am 17a, 18a als auch 18b und 18c mit den wellenseitigen Verzahnungen 12ac, 12bc im Eingriff und damit sowohl der Verbrennungsmotor als auch die beiden EM mit dem Rad gekoppelt. Wird die Schiebemuffe in Schaltstellung 3 nach rechts verschoben, dann ist die Verzahnung am 17a, 18a gekoppelt und die Verzahnungen 18b, 12ac zum Verbrennungsmotor hin entkoppelt. Dies ist der Zustand für das rein elektrische Fahren, in dem der komplette zur Brennkraftmaschine führende an der Welle 12a hängende Antriebsstrangabschnitt abgekoppelt ist.In the in 2 drawn switching position 2 are both the gears on 17a . 18a as well as 18b and 18c with the shaft-side gears 12ac . 12bc engaged and thus both the combustion engine and the two EM coupled to the wheel. If the sliding sleeve in switching position 3 shifted to the right, then the gearing is on 17a . 18a coupled and the gears 18b . 12ac decoupled towards the combustion engine. This is the state for purely electric driving in which the complete leading to the engine on the shaft 12a hanging drive train section is disconnected.

Bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen erfolgte die Betätigung der Kupplungseinrichtung unter Einsatz einer zwischen den beiden Rotoren wirksamen Getriebeeinrichtung die an sich mehrere Umdrehungen, oder zumindest relativ große Drehwinkel der beiden Rotoren zueinander zulässt. Mit diesem Ansatz kann die Kupplungseinrichtung mit sehr hohen Stellkräften betätigt werden. Es sind auch Bauweisen möglich, bei welchen die Betätigung der Kupplungseinrichtung nur relativ geringe Differenzwinkel, z.B. von lediglich 45° erfordert. Insbesondere bei derartigen Bauformen kann es für die Betätigung der Kupplungseinrichtung ausreichen, dass an einem der beiden Rotoren ein Schubmoment anliegt das eben eine Betätigung der Kupplungseinrichtung bewirkt. Eine präzise Einstellung einer Drehwinkeldifferenz ist dann nicht erforderlich. Die zur Betätigung der Kupplungseinrichtung vorgesehene Stellmechanik kann ab einem vorgegebenen Differenzdrehwinkel in eine Anschlagstellung gelangen in welcher sich der Leistungsbeitrag beider Elektromotoren zum Antriebsmoment summiert, ohne dass hierbei eine übermäßige Stellkrafterhöhung erfolgt. Es ist auch möglich, in der Antriebseinrichtung schaltbar ansteuerbare, insbesondere elektromagnetisch ansteuerbare Rast- oder Sperrmittel vorzusehen die es ermöglichen, einen eingestellten Kupplungszustand auch unabhängig von den durch die Elektromotoren generierten Antriebs- oder Bremsmomente beizubehalten. In the embodiments described above, the actuation of the coupling device was carried out using an effective between the two rotors gear means per se several revolutions, or at least relatively large rotation angle of the two rotors to each other. With this approach, the coupling device can be operated with very high actuating forces. Structures are also possible in which the operation of the coupling device only involves relatively small differential angles, e.g. requires only 45 °. In particular, in such designs, it may be sufficient for the actuation of the coupling device that a thrust torque is applied to one of the two rotors which just causes an actuation of the coupling device. A precise adjustment of a rotational angle difference is then not required. The actuating mechanism provided for actuating the clutch device can reach a stop position starting from a predetermined differential rotational angle, in which the power contribution of both electric motors totals to the drive torque, without an excessive increase in the actuating force occurring in this case. It is also possible, in the drive device switchable controllable, in particular electromagnetically controllable locking or locking means provide which make it possible to maintain a set clutch state regardless of the generated by the electric motors drive or braking torques.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
erster Stator first stator
22
zweiter Stator second stator
33
erster Läufer first runner
44
zweiter Läufer second runner
55
Planetenrad planet
66
Stellglied actuator
6a6a
Ringabschnitt ring section
77
Planetenträger planet carrier
7a7a
Stahlbüchse steel bushing
99
Gehäuse casing
10 10
Kupplungsstrukturcoupling structure
1111
Kupplungselement od. Schiebemuffe Coupling element or sliding sleeve
12a12a
Eingangswelle  input shaft
12b 12b
Radantriebswellewheel drive shaft
12ac12ac
Verzahnung gearing
12bc12bc
Verzahnung gearing
1313
Lager camp
1616
Planetenträger planet carrier
17 17
Innenverzahnunginternal gearing
17a17a
Umfangsnuten circumferential grooves
1818
Schiebemuffe sliding sleeve
18a18a
Verzahnung gearing
18b18b
Verzahnung gearing
18c18c
Verzahnung gearing
18d18d
Umfangsnuten circumferential grooves
2121
Sonne Sun
2222
Hohlrad ring gear
G1G1
Getriebe transmission
G2G2
Getriebe transmission
EM1 EM1
Elektromotorelectric motor
EM2EM2
Elektromotor electric motor
L1L1
Lager camp
L2L2
Lager camp
L3L3
Lager camp
L4L4
Lager camp
L5L5
Lager camp
L6L6
Lager camp
L7L7
Lager camp
S1S1
Spindel spindle
XPXP
Achsen der Planeten Axes of the planets

Claims (10)

Radantriebssystem für ein Kraftfahrzeug, mit: – einer Eingangswelle (12a), – einer Radantriebswelle (12b), – einer Schalteinrichtung zur selektiven Koppelung der Eingangswelle (12a) mit der Radantriebswelle (12b), – einem ersten Elektromotor (EM1) mit einem ersten Läufer (3) zur temporären Einbringung eines ersten Radantriebsbeitrags in die Radantriebswelle (12b), und – einem zweiten Elektromotor (EM2) mit einem zweiten Läufer (4) zur temporären Einbringung eines zweiten Radantriebsbeitrags ebenfalls in die Radantriebswelle (12b), – wobei die Schalteinrichtung derart ausgebildet ist, dass der Schaltzustand der Schalteinrichtung nach Maßgabe einer Relativdrehung zwischen dem Läufer (3) des ersten Elektromotors (EM1) und dem Läufer (4) des zweiten Elektromotors (EM2) einstellbar ist.Wheel drive system for a motor vehicle, comprising: - an input shaft ( 12a ), - a wheel drive shaft ( 12b ), - a switching device for selective coupling of the input shaft ( 12a ) with the wheel drive shaft ( 12b ), - a first electric motor (EM1) with a first rotor ( 3 ) for temporary introduction of a first Radantriebsbeitrags in the wheel drive shaft ( 12b ), and A second electric motor (EM2) with a second rotor ( 4 ) for temporary introduction of a second Radantriebsbeitrags also in the Radantriebswelle ( 12b ), - wherein the switching device is designed such that the switching state of the switching device in accordance with a relative rotation between the rotor ( 3 ) of the first electric motor (EM1) and the rotor ( 4 ) of the second electric motor (EM2) is adjustable. Radantriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung eine Koppelmechanik umfasst, welche die beiden Rotoren (3, 4) kinematisch koppelt, wobei die Koppelmechanik derart ausgebildet ist, dass diese ein Summiergetriebe (G1) darstellt.Wheel drive system according to claim 1, characterized in that the switching device comprises a coupling mechanism, which the two rotors ( 3 . 4 Kinematically coupled, wherein the coupling mechanism is designed such that it is a summation (G1). Radantriebssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung ein Koppelelement (11) umfasst, das in drei Schaltstellungen verbringbar ist.Wheel drive system according to claim 1 or 2, characterized in that the switching device is a coupling element ( 11 ), which can be brought in three switch positions. Radantriebssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung eine Stellmechanik umfasst, zur Verbringung des Koppelelements (11) in jene drei Schaltstellungen.Wheel drive system according to claim 3, characterized in that the switching device comprises an actuating mechanism for the movement of the coupling element ( 11 ) in those three switch positions. Radantriebssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jene Stellmechanik wenigstens ein Spindelelement (S1) aufweist, das nach Maßgabe einer Relativdrehung der beiden Läufer (3, 4) in Drehung versetzbar ist.Wheel drive system according to claim 4, characterized in that that adjusting mechanism comprises at least one spindle element (S1) which, in accordance with a relative rotation of the two rotors ( 3 . 4 ) is set in rotation. Radantriebssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb des Spindelelementes (S1) über das Summiergetriebe (G1) erfolgt, wobei dieses Summiergetriebe (G1) einen ersten Eingang aufweist der mit dem ersten Läufer (3) gekoppelt ist und einen zweiten Eingang aufweist, der mit dem zweiten Läufer (4) gekoppelt ist.Wheel drive system according to claim 5, characterized in that the drive of the spindle element (S1) via the summation (G1) takes place, said summing gear (G1) having a first input of the first runner ( 3 ) and having a second input connected to the second runner ( 4 ) is coupled. Radantriebssystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsleistung der beiden Elektromotoren (EM1, EM2) summiert an den Eingang eines Übersetzungsgetriebes (G2) angelegt wird.Wheel drive system according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the drive power of the two electric motors (EM1, EM2) summed to the input of a transmission gear (G2) is applied. Radantriebssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (11) den Ausgang des Übersetzungsgetriebes (G2) mit der Radantriebswelle (12b) schaltbar verbindet.Wheel drive system according to claim 7, characterized in that the coupling element ( 11 ) the output of the transmission (G2) with the Radantriebswelle ( 12b ) connects switchable. Radantriebssystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Übersetzungsgetriebe (G2) als Planetengetriebe oder als Exzentergetriebe ausgeführt ist.Wheel drive system according to claim 7 or 8, characterized in that the transmission gear (G2) is designed as a planetary gear or as an eccentric gear. Radantriebssystem für ein Kraftfahrzeug, mit: – einem ersten Elektromotor (EM1) mit einem ersten Läufer (3) zur temporären Einbringung eines ersten Radantriebsbeitrags in eine Radantriebswelle (12b), – einem zweiten Elektromotor (EM2) mit einem zweiten Läufer (4) zur temporären Einbringung eines zweiten Radantriebsbeitrags ebenfalls in die Radantriebswelle (12b), – einer Getriebeeinrichtung (G2) zur Übersetzung des Antriebsbeitrags der beiden Elektromotoren (EM1, EM2), und – einer Schalteinrichtung zur selektiven An- oder Abkoppelung des Ausgangs der Getriebeeinrichtung (G2) an die Radantriebswelle (12b), – wobei die Schalteinrichtung über eine Koppelmechanik mit dem der ersten und der zweiten Elektromotor (EM1, EM2) gekoppelt ist und der Schaltzustand der Schalteinrichtung nach Maßgabe einer Relativdrehung zwischen dem ersten und dem zweiten Elektromotor (EM1, EM2) einstellbar ist.Wheel drive system for a motor vehicle, comprising: - a first electric motor (EM1) with a first rotor ( 3 ) for temporary introduction of a first Radantriebsbeitrags in a wheel drive shaft ( 12b ), - a second electric motor (EM2) with a second rotor ( 4 ) for temporary introduction of a second Radantriebsbeitrags also in the Radantriebswelle ( 12b ), - a transmission device (G2) for the translation of the drive contribution of the two electric motors (EM1, EM2), and - a switching device for selectively connecting or disconnecting the output of the transmission device (G2) to the wheel drive shaft ( 12b ), - wherein the switching device via a coupling mechanism with the first and the second electric motor (EM1, EM2) is coupled and the switching state of the switching device in accordance with a relative rotation between the first and the second electric motor (EM1, EM2) is adjustable.
DE102013203851.8A 2013-03-07 2013-03-07 Electromechanical wheel drive system for a motor vehicle Withdrawn DE102013203851A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013203851.8A DE102013203851A1 (en) 2013-03-07 2013-03-07 Electromechanical wheel drive system for a motor vehicle
CN201410080804.7A CN104029592B (en) 2013-03-07 2014-03-06 Electromechanical wheel drive system for motor vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013203851.8A DE102013203851A1 (en) 2013-03-07 2013-03-07 Electromechanical wheel drive system for a motor vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102013203851A1 true DE102013203851A1 (en) 2014-09-11

Family

ID=51385516

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102013203851.8A Withdrawn DE102013203851A1 (en) 2013-03-07 2013-03-07 Electromechanical wheel drive system for a motor vehicle

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN104029592B (en)
DE (1) DE102013203851A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016102575A1 (en) 2016-02-15 2017-08-17 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft drive arrangement
DE102018131105A1 (en) * 2018-12-06 2020-06-10 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Bearing arrangement and vehicle transmission with the bearing arrangement
WO2024110283A1 (en) * 2022-11-23 2024-05-30 Robert Bosch Gmbh Method for operating a vehicle having at least two drive units

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017200724B4 (en) * 2017-01-18 2020-02-20 Magna powertrain gmbh & co kg Gear arrangement for the controllable distribution of a drive torque from an input element to at least one output element in an all-wheel drive train of an all-wheel drive motor vehicle

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008001033A1 (en) * 2007-04-13 2008-10-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi Control device for a hybrid vehicle propulsion device
US20100048353A1 (en) * 2005-10-26 2010-02-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Starting control system for engines
US20120143421A1 (en) * 2010-12-03 2012-06-07 Kia Motors Corporation Shifting control for a hybrid vehicle

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100494745C (en) * 2004-05-10 2009-06-03 薛忠和 Electromechanic stepless speed variator
JP4265570B2 (en) * 2005-05-10 2009-05-20 トヨタ自動車株式会社 Power output device, automobile equipped with the same, drive device, and control method for power output device
CN101373006B (en) * 2007-08-21 2010-09-29 比亚迪股份有限公司 Drive method of hybrid power drive system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100048353A1 (en) * 2005-10-26 2010-02-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Starting control system for engines
DE102008001033A1 (en) * 2007-04-13 2008-10-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi Control device for a hybrid vehicle propulsion device
US20120143421A1 (en) * 2010-12-03 2012-06-07 Kia Motors Corporation Shifting control for a hybrid vehicle

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016102575A1 (en) 2016-02-15 2017-08-17 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft drive arrangement
DE102018131105A1 (en) * 2018-12-06 2020-06-10 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Bearing arrangement and vehicle transmission with the bearing arrangement
WO2024110283A1 (en) * 2022-11-23 2024-05-30 Robert Bosch Gmbh Method for operating a vehicle having at least two drive units

Also Published As

Publication number Publication date
CN104029592A (en) 2014-09-10
CN104029592B (en) 2018-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012212268B4 (en) Drive system for an electric axle with two-speed gearbox
DE102011088647B4 (en) Electromechanical drive device for a motor vehicle
DE102011079975A1 (en) Drive device for a motor vehicle
DE102012100865B4 (en) Drive arrangement with electric machine and motor vehicle with such a drive arrangement
EP2608977B1 (en) Hybrid drive system for a motor vehicle
EP1020008B1 (en) Electric motor
WO2006117099A1 (en) Transmission having an idler shaft which can be decoupled in the direct gear
DE102015101367A1 (en) Electric drive arrangement
EP1199468A2 (en) Vehicle
WO2021093930A1 (en) Transmission arrangement for hybrid drive, and method for controlling a hybrid drive
WO2018091036A1 (en) Cvt drive train
WO2017207061A1 (en) Electric drive arrangement, and drive train having an electric drive arrangement of this type
EP3558737B1 (en) Drive arrangement and motor vehicle
DE102013203851A1 (en) Electromechanical wheel drive system for a motor vehicle
EP3681747A1 (en) Clutch device, hybrid module and drive train
DE102022000462B3 (en) Electric drive unit for a motor vehicle with a selectable boost or torque vectoring function
DE102022000463B3 (en) Electric drive unit for a motor vehicle with a selectable boost or torque vectoring function
DE102022000466A1 (en) Electric drive unit for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle
WO2018114228A1 (en) Transmission for a motor vehicle
WO2014029395A1 (en) Differential gearing
EP3073149B1 (en) Freewheel mechanism
DE102019130357B4 (en) Actuator arrangement and transmission arrangement with such an actuator arrangement
EP4251452A1 (en) Hybrid drive unit
WO2021052557A1 (en) Hybrid drive arrangement with shift transmission, drivetrain arrangement and method for controlling same
DE102010048857A1 (en) Gear box for car, has electro-dynamic device provided with rotation direction thrust reverser, where drive pinion of electro-dynamic device meshes with differential toothed ring or with torque-proof driven shaft gear wheel

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE

Effective date: 20150408

Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE

Effective date: 20140217

R012 Request for examination validly filed
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee