DE102014205886A1 - Electric drive unit, in particular for a hybrid electric motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Eine Elektroantriebseinheit, insbesondere für ein Hybrid-Elektrokraftfahrzeug, weist einen Elektromotor (4) auf, wobei der Elektromotor (4) einen Stator (6) und einen Rotor (8) umfasst. Des Weiteren weist die Elektroantriebseinheit eine Trennkupplung (10) auf, wobei die Trennkupplung (10) zum Herstellen und zum Unterbrechen eines Kraftschlusses zwischen dem Elektromotor (4) und einem Antriebsabtrieb (24) der Elektroantriebseinheit dient. Die Trennkupplung (10) ist innerhalb des Rotors (8) des Elektromotors (4) angeordnet.An electric drive unit, in particular for a hybrid electric motor vehicle, has an electric motor (4), wherein the electric motor (4) comprises a stator (6) and a rotor (8). Furthermore, the electric drive unit has a separating clutch (10), wherein the separating clutch (10) serves for producing and interrupting a frictional connection between the electric motor (4) and a drive output (24) of the electric drive unit. The separating clutch (10) is arranged inside the rotor (8) of the electric motor (4).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektroantriebseinheit, insbesondere für ein Hybrid-Elektrokraftfahrzeug, mit einem Elektromotor, wobei der Elektromotor einen Stator und einen Rotor umfasst, und mit einer Trennkupplung, wobei die Trennkupplung zum Herstellen und zum Unterbrechen eines Kraftschlusses zwischen dem Elektromotor und einem Antriebsabtrieb der Elektroantriebseinheit dient. The present invention relates to an electric drive unit, in particular for a hybrid electric motor vehicle, with an electric motor, wherein the electric motor comprises a stator and a rotor, and with a disconnect clutch, wherein the disconnect clutch for establishing and interrupting a frictional connection between the electric motor and a drive output of Electric drive unit is used.

Nach allgemeiner Definition ist ein Hybrid-Elektrokraftfahrzeug (englisch: Hybrid Electric Vehicle, HEV) ein Kraftfahrzeug, das von mindestens einem Elektromotor und einem weiteren Energiewandler angetrieben wird und das Energie aus einem Betriebskraftstofftank und einer Speichereinrichtung für elektrische Energie bezieht, die im Fahrzeug eingebaut ist. Gegenwärtig werden Verbrennungsmotoren mit Elektromotoren und Akkumulatoren kombiniert, es lassen sich aber beispielsweise auch Brennstoffzellen beziehungsweise Doppelschicht-Kondensatoren einsetzen. In diesem Antriebkonzept, im Folgenden als Hybridantrieb bezeichnet, ergänzen sich die Leistungskennlinien eines Elektromotors mit seinem hohen Drehmoment im unteren Drehzahlbereich und eines Verbrennungsmotors, dessen Stärken im oberen Drehzahlbereich liegen. Mit einem Hybridantrieb als Antriebskonzept lässt sich gegenüber dem herkömmlichen Antrieb mit einem Verbrennungsmotors die Effizienz zu verbessern, der fossile Kraftstoffverbrauch verringern oder die Leistung im niedrigen Drehzahlbereich steigern. Zusätzlich kann durch eine Nutzbremse ein Teil der Bremsenergie zurückgewonnen werden. By general definition, a hybrid electric vehicle (HEV) is a motor vehicle powered by at least one electric motor and another energy converter that draws energy from an operating fuel tank and an electrical energy storage device installed in the vehicle , At present, combustion engines are combined with electric motors and accumulators, but it is also possible, for example, to use fuel cells or double-layer capacitors. In this drive concept, hereinafter referred to as hybrid drive, complement the performance characteristics of an electric motor with its high torque in the lower speed range and an internal combustion engine whose strengths are in the upper speed range. With a hybrid drive as a drive concept can be compared to the conventional drive with an internal combustion engine to improve efficiency, reduce fossil fuel consumption or increase the performance in the low speed range. In addition, a portion of the braking energy can be recovered by a regenerative brake.

Grundsätzlich lässt sich ein Hybridantrieb als serieller oder paralleler Hybridantrieb aufbauen. Während beim seriellen Hybridantrieb der zweite Energiewandler keinerlei mechanische Verbindung mehr zur eigentlichen Antriebsachse hat, treiben beim parallelen Hybridantrieb die beiden Antriebsmodule die Antriebachse an. Des Weiteren kommen Mischhybridantriebe zum Einsatz. Mischhybride kombinieren, oft auch variabel, den seriellen und den parallelen Hybridantrieb während der Fahrt entsprechend den Fahrzuständen. Ein besonderes Beispiel eines Mischhybridantriebs stellt der leistungsverzweigte Hybridantrieb dar. Dabei wird ein Teil der Leistung des Verbrennungsmotors mechanisch, ein weiterer Teil über die als elektrisches Getriebe (serieller Hybridantrieb) arbeitende Motor-Generator-Kombination auf die Räder übertragen. In principle, a hybrid drive can be set up as a serial or parallel hybrid drive. While in the serial hybrid drive, the second energy converter has no mechanical connection to the actual drive axle, the two drive modules drive the drive axle in parallel hybrid drive. Furthermore mixed hybrid drives are used. Mixed hybrids combine, often variable, the serial and the parallel hybrid drive while driving according to the driving conditions. A particular example of a hybrid hybrid drive is the power-split hybrid drive. In this case, part of the power of the internal combustion engine is transmitted mechanically, while another part is transmitted to the wheels via the motor-generator combination operating as an electric transmission (serial hybrid drive).

Bei parallelen oder leistungsverzweigten Hybridantrieben kann die Auslegung und Dimensionierung so erfolgen, dass der Verbrennungsmotor eine höhere Endgeschwindigkeit erreicht als der Elektromotor. Beispielsweise unterstützt der Elektromotor die Verbrennungsmaschine bis zu einer Geschwindigkeit von 100 km/h und erreicht dann ihre Grenzdrehzahl. Um in der Endgeschwindigkeit nicht durch den Elektromotor limitiert zu sein, wird diese bei höheren Geschwindigkeiten – gemäß obigem Beispiel oberhalb von 100 km/h – vom Antriebsstrang entkoppelt, so dass bei dann stehendem Elektromotor auch höhere Geschwindigkeiten gefahren werden können. In parallel or power-split hybrid drives, the design and dimensioning can be done so that the internal combustion engine reaches a higher end speed than the electric motor. For example, the electric motor supports the internal combustion engine up to a speed of 100 km / h and then reaches its limit speed. In order not to be limited by the electric motor in the final speed, this is decoupled at higher speeds - according to the example above above 100 km / h - from the drive train, so that when the electric motor then higher speeds can be driven.

Zur Entkopplung des Elektromotors vom Antriebsstrang wird in der Regel eine Trennkupplung eingesetzt, die beispielsweise als Zahnkupplung, Klauenkupplung oder Lamellenkupplung ausgestaltet sein kann. Die Betätigung der Trennkupplung kann elektrisch, mechanisch, hydraulisch oder elektromagnetisch erfolgen. For decoupling the electric motor from the drive train, a separating clutch is usually used, which can be configured for example as a toothed clutch, dog clutch or multi-plate clutch. The actuation of the separating clutch can be done electrically, mechanically, hydraulically or electromagnetically.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die eingangs genannte Elektroantriebseinheit derart auszubilden, dass sie nur ein geringes Bauvolumen benötigt. The object of the present invention is to form the aforementioned electric drive unit such that it requires only a small volume of construction.

Die Aufgabe wird durch eine Elektroantriebseinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Elektroantriebseinheit sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche 2 bis 16. The object is achieved by an electric drive unit having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments of the electric drive unit according to the invention are the subject of the dependent claims 2 to 16.

Erfindungsgemäß umfasst die Elektroantriebseinheit einen Elektromotor, wobei der Elektromotor einen Stator und einen Rotor umfasst, und eine Trennkupplung, wobei die Trennkupplung zum Herstellen und zum Unterbrechen eines Kraftschlusses zwischen dem Elektromotor und einem Antriebsabtrieb der Elektroantriebseinheit dient. Weiterhin ist die Trennkupplung innerhalb des Rotors des Elektromotors angeordnet. According to the invention, the electric drive unit comprises an electric motor, the electric motor comprising a stator and a rotor, and a disconnect clutch, wherein the disconnect clutch is used to establish and interrupt a frictional connection between the electric motor and a drive output of the electric drive unit. Furthermore, the separating clutch is arranged within the rotor of the electric motor.

Basierend auf umfangreichen Untersuchungen an verschiedenen der eingangs genannten Elektroantriebseinheiten wurde überraschenderweise festgestellt, dass sich sowohl die mechanischen als auch die thermischen Anforderungen an die Elektroantriebseinheit auch dann noch erfüllen lassen, wenn die Trennkupplung innerhalb des Rotors des Elektromotors angeordnet ist. Based on extensive research on various of the above-mentioned electric drive units, it has surprisingly been found that both the mechanical and the thermal requirements of the electric drive unit can be fulfilled even when the separating clutch is arranged inside the rotor of the electric motor.

Durch die Anordnung in dem Rotor wird für die Trennkupplung kein eigenes Gehäuse mehr benötigt und es ergibt sich ein besonders platzsparender und auch robuster Aufbau der Elektroantriebseinheit, der zudem gegenüber herkömmlichen Elektroantriebseinheiten gewichtssparender ausgeführt werden kann. Dies ist von besonderem Vorteil bei der Verwendung in Fahrzeugen, insbesondere in Hybrid-Elektrofahrzeugen. Due to the arrangement in the rotor no separate housing is required for the clutch and it results in a particularly space-saving and robust construction of the electric drive unit, which can also be performed weight-saving compared to conventional electric drive units. This is of particular advantage for use in vehicles, especially in hybrid electric vehicles.

Vorzugsweise umfasst die Trennkupplung eine kreisringförmige Schaltmuffe, die zum Herstellen und Unterbrechen des Kraftschlusses zwischen einer ersten und einer zweiten Position axial verschiebbar gelagert ist, wobei die Schaltmuffe in der ersten axialen Position den Kraftschluss herstellt und in der zweiten axialen Position den Kraftschluss unterbricht. Diese Ausgestaltung der Trennkupplung ermöglicht es, den im Rotor vorhandenen Bauraum bei nur unwesentlich vergrößerter Baulänge des Rotors zu nutzen. Preferably, the separating clutch comprises an annular sliding sleeve, which is for producing and interrupting the frictional connection between a first and a second position axially is slidably mounted, wherein the shift sleeve in the first axial position produces the frictional connection and interrupts the frictional connection in the second axial position. This embodiment of the separating clutch makes it possible to use the available space in the rotor space with only slightly larger overall length of the rotor.

Vorzugsweise weist die Schaltmuffe eine Innenverzahnung auf, die zum Eingriff in eine Außenverzahnung eines ersten und eines zweiten Zahnkranzes ausgebildet ist, wobei der erste Zahnkranz mit dem Elektromotor verbunden ist und der zweite Zahnkranz mit dem Antriebsabtrieb verbunden ist. Die Verwendung von in Eingriff stehenden Zahnrädern bei der Trennkupplung erlaubt die Übertragung von hohen Drehmomenten. Preferably, the shift sleeve has an internal toothing, which is designed to engage in an external toothing of a first and a second ring gear, wherein the first ring gear is connected to the electric motor and the second ring gear is connected to the drive output. The use of meshing gears in the disconnect clutch allows the transmission of high torques.

Besonders vorteilhaft ist die Trennkupplung hydraulisch betätigbar ausgebildet. Damit ist ein besonders störunanfälliger Betrieb der Trennkupplung in der Elektroantriebseinheit möglich, da sie ohne elektrische Bauteile aufgebaut werden kann. Zudem können mit der Hydraulik energiesparend hohe Schaltkräfte realisiert werden. Ein schneller und sicherer Kupplungsvorgang kann so realisiert werden. Particularly advantageously, the separating clutch is formed hydraulically actuated. For a particularly störunanfälliger operation of the clutch in the electric drive unit is possible, since it can be constructed without electrical components. In addition, energy-saving high switching forces can be realized with the hydraulics. A fast and reliable coupling process can be realized in this way.

Vorzugsweise steht die Trennkupplung mit Hydraulikkanälen in Verbindung, wobei der dafür notwendige Hydraulikdruck über die Hydraulikkanäle einem für die Elektroantriebseinheit ohnehin vorgesehenen Schmiermittelsystem entnommen werden kann. Es ergibt sich damit eine Verringerung der Bauteile in der Trennkupplung durch Synergie. The separating clutch is preferably in communication with hydraulic passages, wherein the hydraulic pressure required for this purpose can be withdrawn via the hydraulic passages to a lubricant system provided in any case for the electric drive unit. This results in a reduction of the components in the clutch through synergy.

Die zur Betätigung der Trennkupplung einzusetzende Energiemenge ist bei dieser Ausgestaltung nur gering. Dadurch ist es möglich, dass ein Hydraulikarbeitsdruck in den Hydraulikkanälen zwischen (nur) 2 bar und 4 bar liegt. The amount of energy to be used for actuating the separating clutch is only slight in this embodiment. This makes it possible for a hydraulic working pressure in the hydraulic channels to be between (only) 2 bar and 4 bar.

Die vorstehend beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen in schematischer Darstellung: The above-described characteristics, features and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the exemplary embodiments, which will be described in more detail in conjunction with the drawings. Here are shown in a schematic representation:

1 in einer Schnittdarstellung eine Elektroantriebseinheit mit einer innerhalb des Rotors angeordneten Trennkupplung und 1 in a sectional view of an electric drive unit with an arranged inside the rotor separating clutch and

2 in einer Explosionsdarstellung Details einer Getriebe-Differential-Trennkupplungs-Baugruppe zum Einbau in den Rotor der Elektroantriebseinheit. 2 in an exploded view details of a transmission differential disconnect assembly for installation in the rotor of the electric drive unit.

Die in 1 im Schnitt in einer schematischen Darstellung gezeigte Elektroantriebseinheit zeichnet sich dadurch aus, dass alle wesentlichen Komponenten in einem einzigen Gehäuse 2 angeordnet sind. Zu den wesentlichen Komponenten sollen hier ein Elektromotor 4 mit seinem Stator 6 und seinem Rotor 8 und eine Trennkupplung 10 gehören. Weitere Komponenten des Elektromotors 4, wie beispielsweise elektrische Anschlüsse, weitere notwendige elektrische Komponenten, Kühleinrichtungen, Temperatur- und Messfühler zur Erfassung von Betriebszuständen, usw. können ebenfalls innerhalb des Gehäuses angeordnet sein. Sie sind hier jedoch aus Übersichtlichkeitsgründen nicht gezeigt. In the 1 in section in a schematic representation shown electric drive unit is characterized in that all the essential components in a single housing 2 are arranged. The main components here are an electric motor 4 with his stator 6 and his rotor 8th and a disconnect clutch 10 belong. Other components of the electric motor 4 , such as electrical connections, other necessary electrical components, cooling devices, temperature and sensor for detecting operating conditions, etc. may also be disposed within the housing. However, they are not shown here for reasons of clarity.

Des Weiteren kann innerhalb des Rotors 8 platzsparend ein Getriebe 12 angeordnet sein, das an einem Ende des Rotors 8 an diesen angekoppelt. Beispielsweise kann das Getriebe 12 als ein- oder auch mehrstufiges Planetengetriebe ausgebildet sein. Gemäß 1 ist das Getriebe 12 am rechten Ende des Rotors 8 mit dem Rotor 8 verbunden. Das vom Rotor 8 aufgebrachte Drehmoment wird somit an diesem Ende in das Getriebe 12 geleitet. Furthermore, inside the rotor 8th Space saving a gearbox 12 be arranged at one end of the rotor 8th attached to this. For example, the transmission 12 be designed as a single or multi-stage planetary gear. According to 1 is the transmission 12 at the right end of the rotor 8th with the rotor 8th connected. That of the rotor 8th Applied torque is thus at this end in the transmission 12 directed.

Des Weiteren kann gemäß 1 innerhalb des Rotors 8 in axialer Richtung gegenüber dem Getriebe 12 versetzt ein Differential 14 angeordnet sein. Das Differential 14 ist mit dem Getriebe 12 über die Trennkupplung 10 verbunden. Furthermore, according to 1 inside the rotor 8th in the axial direction relative to the gearbox 12 puts a differential 14 be arranged. The differential 14 is with the gearbox 12 over the separating clutch 10 connected.

Die Trennkupplung 10 umfasst eine kreisringförmige Schaltmuffe 16, die zum Herstellen und Unterbrechen eines Kraftschlusses zwischen dem Getriebe 12 und dem Differential 14 zwischen einer ersten und einer zweiten Position axial verschiebbar gelagert ist. Die axiale Verschiebung der Schaltmuffe 16 erfolgt über einen Schaltkolben 18, der einerseits über einen Hydraulikkanal 20 mit einem Hydrauliksystem und andererseits mit einem Federpaket 22 in Wirkverbindung steht. The separating clutch 10 includes an annular shift sleeve 16 which is used to establish and interrupt a frictional connection between the transmission 12 and the differential 14 is mounted axially displaceable between a first and a second position. The axial displacement of the sliding sleeve 16 via a control piston 18 , on the one hand via a hydraulic channel 20 with a hydraulic system and on the other hand with a spring package 22 is in active connection.

In der ersten Position der Schaltmuffe 16 ist der Kraftschluss hergestellt. In der zweiten Position der Schaltmuffe 16 ist der Kraftschluss unterbrochen. Die axiale Verschiebung der Schaltmuffe 16 aus ihrer ersten Position in ihre zweite Position, also das Auskuppeln, erfolgt durch Aufbauen eines Hydraulikdrucks. Dabei sind der Schaltkolben 18 und der Hydraulikkanal 20 so dimensioniert, dass ein Hydraulikarbeitsdruck von 2 bar bis 4 bar ausreicht, um die Schaltmuffe 16 gegen eine Federkraft des Federpakets 22 sicher in die zweite Position zu verschieben. Der Hydraulikarbeitsdruck kann beispielsweise bei ca. 3 bar liegen. Wird der Hydraulikdruck wieder abgebaut, verschiebt die Federkraft des Federpakets 22 die Schaltmuffe 16 sicher zurück in ihre erste Position, es wird also wieder eingekuppelt. Diese Kupplungsweise wird im Englischen als „normally closed“ bezeichnet. Die Trennkupplung 10 ist im Grundzustand also geschlossen. In the first position of the sliding sleeve 16 the frictional connection is made. In the second position of the shift sleeve 16 the adhesion is interrupted. The axial displacement of the sliding sleeve 16 from its first position to its second position, ie the disengagement, takes place by building up a hydraulic pressure. Here are the control piston 18 and the hydraulic channel 20 dimensioned so that a hydraulic working pressure of 2 bar to 4 bar is sufficient to the shift sleeve 16 against a spring force of the spring assembly 22 safely move to the second position. The hydraulic working pressure may be, for example, about 3 bar. If the hydraulic pressure is reduced again, the spring force of the spring assembly shifts 22 the shift sleeve 16 safely back to their first position, so it is engaged again. This type of coupling is called "normally closed" in English. designated. The separating clutch 10 is closed in the ground state.

Der Aufbau und weitere Funktionsdetails der Trennkupplung 10 werden nachstehend anhand von 2 noch genauer beschrieben. The structure and further functional details of the separating clutch 10 will be described below on the basis of 2 described in more detail.

Weiterhin ist das Differential 14 mit zwei Abtriebswellen 24 verbunden, die an gegenüberliegenden Stirnseiten 26 des Gehäuses 2 austreten. Diese beiden Abtriebswellen 24 bilden einen Antriebsabtrieb der Elektroantriebseinheit. Die Drehachsen der Abtriebswellen 24, des Differentials 14 und des Rotors 8 sowie zumindest einige Drehachsen des Getriebes 12 decken sich räumlich und bilden eine Hauptdrehachse 28 der Elektroantriebseinheit. Furthermore, the differential 14 with two output shafts 24 connected to the opposite ends 26 of the housing 2 escape. These two output shafts 24 form a drive output of the electric drive unit. The axes of rotation of the output shafts 24 , the differential 14 and the rotor 8th and at least some axes of rotation of the transmission 12 coincide spatially and form a main axis of rotation 28 the electric drive unit.

2 zeigt in einer Explosionsdarstellung Details einer Getriebe-Differential-Trennkupplungs-Baugruppe, wie sie in den Rotor 8 der Elektroantriebseinheit angeordnet werden kann. Im Folgenden wird die Getriebe-Differential-Trennkupplungs-Baugruppe kurz als GDT-Baugruppe bezeichnet. 2 shows in an exploded view details of a transmission-differential disconnect clutch assembly, as in the rotor 8th the electric drive unit can be arranged. Hereinafter, the transmission differential disconnect assembly will be referred to as the GDT assembly for short.

Ein Anschlussstück 30 weist innere und äußere Oberflächen auf, die rotationssymmetrisch ausgebildet sind. Für eine drehfeste Verbindung der Trennkupplung 10 mit dem Gehäuse 2 ist das Anschlussstück 30 mit entsprechend ausgebildeten Verbindungselementen versehen, die mit einem ersten Ende 32 des Anschlussstücks 30 verbunden sind. Beispielsweise kann die Verbindung formschlüssig erfolgen. Die Verbindungselemente selbst werden hier nicht weiter beschrieben, sie können auf verschiedene Arten ausgeführt sein. Das andere äußere Ende des Anschlussstücks 30 weist eine zylinderförmige Kolbenführung 34 auf, die durch eine kreisringförmige Stirnfläche 36 am Anschlussstück 30 begrenzt ist. In die Stirnfläche 36 mündet der Hydraulikkanal 20. Die kreisringförmige Stirnfläche 36 wird in Richtung des ersten Endes 32 auf der Außenoberfläche des Anschlussstücks 30 zylindermantelförmig fortgeführt und bildet ein Tragstück 38. Das Tragstück 38 trägt im zusammengebauten Zustand ein rohrförmiges Außengehäuse 40, welches die GDT-Baugruppe nach außen abschließt. Das Außengehäuse 40 lehnt sich dann in axialer Richtung an einen umlaufenden Anschlag 42 am Anschlussstück 30 an. Der Zusammenbauvorgang des Außengehäuses mit dem Anschlussstück soll durch gestrichelte Linien 43 angedeutet werden. A connector 30 has inner and outer surfaces which are rotationally symmetrical. For a non-rotatable connection of the separating clutch 10 with the housing 2 is the connector 30 provided with correspondingly shaped connecting elements, which with a first end 32 of the connector 30 are connected. For example, the connection can be made in a form-fitting manner. The connecting elements themselves are not further described here, they can be carried out in various ways. The other outer end of the fitting 30 has a cylindrical piston guide 34 on, by an annular end face 36 at the connection piece 30 is limited. In the face 36 opens the hydraulic channel 20 , The annular end face 36 will be in the direction of the first end 32 on the outer surface of the fitting 30 continued cylinder-shaped and forms a support piece 38 , The support piece 38 carries in the assembled state, a tubular outer housing 40 which terminates the GDT assembly to the outside. The outer housing 40 then leans in the axial direction of a rotating stop 42 at the connection piece 30 at. The assembly process of the outer housing with the connector is intended by dashed lines 43 be indicated.

Auf der Kolbenführung 34 ist im zusammengebauten Zustand axial verschiebbar der Schaltkolben 18 angeordnet, wobei der Schaltkolben 18 jeweils an seiner Innen- und Außenseite eine Dichtung 44 aufweist. Mit den Dichtungen 44 ist der Schaltkolben 18 abgedichtet in einer Hydraulikringkammer gelagert, die von der Kolbenführung 34, der Stirnfläche 36, einer inneren Oberfläche des Außengehäuses 40 und dem beweglichen Schaltkolben 18 begrenzt ist. On the piston guide 34 is in the assembled state axially displaceable, the control piston 18 arranged, wherein the switching piston 18 each on its inside and outside a seal 44 having. With the seals 44 is the control piston 18 sealed in a hydraulic ring chamber mounted by the piston guide 34 , the frontal area 36 , an inner surface of the outer case 40 and the movable control piston 18 is limited.

Der Schaltkolben 18 umfasst weiterhin eine Gabel 46, die aus Gründen einer einfachen Montage nur als Kreisringsegment, hier ein halbes Kreisringsegment, ausgebildet sein kann. The control piston 18 also includes a fork 46 , which for reasons of ease of assembly only as a circular ring segment, here half a circular segment, may be formed.

Die Gabel 46 greift im zusammengebauten Zustand in eine umlaufende Nut 48 an der äußeren Oberfläche der Schaltmuffe 16 ein. Über die Gabel 46 wird die axiale Bewegung des Schaltkolbens 18 zum Auskuppeln auf die Schaltmuffe 16 übertragen. The fork 46 engages in the assembled state in a circumferential groove 48 on the outer surface of the sliding sleeve 16 one. About the fork 46 becomes the axial movement of the control piston 18 for disengaging on the sliding sleeve 16 transfer.

Die Rückstellkraft zum Einkuppeln wird von dem Federpaket 22 aufgebracht, welches zwischen einem umlaufenden Stützwulst 50 auf der Schaltmuffe 16 und einer Stützwand 52 an einem Getriebeteil 54 des Getriebes 12 eingespannt ist. The restoring force for engaging is provided by the spring assembly 22 applied, which between a circumferential Stützwulst 50 on the shift sleeve 16 and a supporting wall 52 on a transmission part 54 of the transmission 12 is clamped.

Die Schaltmuffe 16 weist eine Innenverzahnung 56 auf, die im zusammengebauten Zustand sowohl in der eingekuppelten als auch in der ausgekuppelten Position in formschlüssigem Eingriff mit einer an dem Getriebeteil 54 angebrachten Außenverzahnung 59 steht. The sliding sleeve 16 has an internal toothing 56 in the assembled state both in the engaged and in the disengaged position in positive engagement with one on the transmission part 54 attached external toothing 59 stands.

Ein Zahnkranz 60 mit einer Außenverzahnung 59 ist im zusammenbauten Zustand fest verschweißt auf einer Passfläche 62 des Differentials 14 aufgebracht. Der Zahnkranz 60 ist in axialer Richtung derart bemessen, dass die Innenverzahnung 56 der Schaltmuffe 16 mit der Außenverzahnung 59 des Zahnkranzes 60 nur in der eingekuppelten Position in Eingriff steht. Zur Erleichterung des Kupplungs- oder Schaltvorgangs weist der Zahnkranz 60 an seiner der Schaltmuffe 16 zugewandten Seite angespitzte Zähne auf. A sprocket 60 with an external toothing 59 is welded together when assembled on a mating surface 62 of the differential 14 applied. The sprocket 60 is dimensioned in the axial direction such that the internal toothing 56 the shift sleeve 16 with the external teeth 59 of the sprocket 60 engaged only in the engaged position. To facilitate the coupling or switching operation, the sprocket 60 at its the sliding sleeve 16 facing side pointed teeth.

Das Differential 14 ist über Lager (in 2 nicht dargestellt) einerseits im Anschlussstück 30 und andererseits in einem Getriebeteil 54 gelagert. The differential 14 is about warehouse (in 2 not shown) on the one hand in the connection piece 30 and on the other hand in a transmission part 54 stored.

Im Folgenden wird nochmals auf die 1 eingegangen. Die Steuerung der Trennkupplung 10 erfolgt mit einem elektrischen Signal 66. The following is again on the 1 received. The control of the separating clutch 10 done with an electrical signal 66 ,

Das elektrische Signal 66 steuert ein Hydraulikventil 68, das eingangsseitig mit einer Schmiermittel-Druckpumpe 70 verbunden ist. Die Schmiermittel-Druckpumpe 70 ist Bestandteil einer für das Getriebe 12 vorgesehenen Schmiermittelversorgung. Alternativ zu einem Hydraulikventil 68 könnte das elektrische Signal 66 auch mehrere Hydraulikventile 68 steuern. Mit den Hydraulikventilen 68 wird der zur Betätigung der Trennkupplung 10 benötigte Hydraulikdruck in der Hydraulikringkammer über den damit verbundenen Hydraulikkanal 20 entsprechend auf- oder abgebaut. The electrical signal 66 controls a hydraulic valve 68 , the input side with a lubricant pressure pump 70 connected is. The lubricant pressure pump 70 is part of one for the transmission 12 provided lubricant supply. Alternative to a hydraulic valve 68 could be the electrical signal 66 also several hydraulic valves 68 Taxes. With the hydraulic valves 68 is the for actuating the clutch 10 required hydraulic pressure in the hydraulic ring chamber via the associated hydraulic channel 20 built up or dismantled accordingly.

Eine Verwendung der erfindungsgemäßen Elektroantriebseinheit ist wegen ihres robusten und kompakten Aufbaus besonders vorteilhaft bei parallelen oder leistungsverzweigten Hybridantrieben gegeben. Dabei werden in der Regel ein Verbrennungsmotor und ein Elektromotor als Antriebsmodule eingesetzt. Die Auslegung und Dimensionierung kann dabei so erfolgen, dass mit dem Verbrennungsmotor eine höhere Endgeschwindigkeit des Fahrzeugs erreicht werden kann als mit dem Elektromotor. Durch Verwendung einer erfindungsgemäßen Trennkupplung wird der Elektromotor nach Erreichen seiner Grenzgeschwindigkeit vom Antriebsstrang getrennt. Bei stehendem Elektromotor kann sodann die höhere Endgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors gefahren werden. A use of the electric drive unit according to the invention is given due to their robust and compact design particularly advantageous in parallel or power split hybrid drives. As a rule, an internal combustion engine and an electric motor are used as drive modules. The design and dimensioning can be done so that a higher end speed of the vehicle can be achieved with the internal combustion engine than with the electric motor. By using a separating clutch according to the invention, the electric motor is separated from the drive train after reaching its limit speed. When the electric motor is stationary, the higher end speed of the internal combustion engine can then be driven.

Zusammengefasst betrifft die vorliegende Erfindung also eine Elektroantriebseinheit, insbesondere für ein Hybrid-Elektrokraftfahrzeug, die einen Elektromotor 4 aufweist, wobei der Elektromotor 4 einen Stator 6 und einen Rotor 8 umfasst. Des Weiteren weist die Elektroantriebseinheit eine Trennkupplung 10 auf, wobei die Trennkupplung 10 zum Herstellen und zum Unterbrechen eines Kraftschlusses zwischen dem Elektromotor 4 und einem Antriebsabtrieb 24 der Elektroantriebseinheit dient. Die Trennkupplung 10 ist innerhalb des Rotors 8 des Elektromotors 4 angeordnet und wird hydraulisch mit dem Schmiermitteldruck der Elektroantriebseinheit, insbesondere des Getriebes 12 betätigt. In summary, the present invention thus relates to an electric drive unit, in particular for a hybrid electric motor vehicle, which has an electric motor 4 having, wherein the electric motor 4 a stator 6 and a rotor 8th includes. Furthermore, the electric drive unit has a separating clutch 10 on, with the separating clutch 10 for producing and interrupting a frictional connection between the electric motor 4 and a drive output 24 the electric drive unit is used. The separating clutch 10 is inside the rotor 8th of the electric motor 4 arranged and is hydraulically with the lubricant pressure of the electric drive unit, in particular the transmission 12 actuated.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Claims (16)

Elektroantriebseinheit, insbesondere für ein Hybrid-Elektrokraftfahrzeug, mit einem Elektromotor (4), wobei der Elektromotor (4) einen Stator (6) und einen Rotor (8) umfasst, und mit einer Trennkupplung (10), wobei die Trennkupplung (10) zum Herstellen und zum Unterbrechen eines Kraftschlusses zwischen dem Elektromotor (4) und einem Antriebsabtrieb (24) der Elektroantriebseinheit dient, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkupplung (10) innerhalb des Rotors (8) des Elektromotors (4) angeordnet ist. Electric drive unit, in particular for a hybrid electric motor vehicle, having an electric motor ( 4 ), wherein the electric motor ( 4 ) a stator ( 6 ) and a rotor ( 8th ), and with a separating coupling ( 10 ), wherein the separating clutch ( 10 ) for establishing and interrupting a frictional connection between the electric motor ( 4 ) and a drive output ( 24 ) of the electric drive unit, characterized in that the separating clutch ( 10 ) within the rotor ( 8th ) of the electric motor ( 4 ) is arranged. Elektroantriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkupplung (10) eine kreisringförmige Schaltmuffe (16) umfasst, die zum Herstellen und Unterbrechen des Kraftschlusses zwischen einer ersten und einer zweiten Position axial verschiebbar gelagert ist, wobei die Schaltmuffe (16) in der ersten axialen Position den Kraftschluss herstellt und in der zweiten axialen Position den Kraftschluss unterbricht. Electric drive unit according to claim 1, characterized in that the separating clutch ( 10 ) an annular sliding sleeve ( 16 ) which is axially displaceably mounted between a first and a second position for producing and interrupting the frictional connection, wherein the sliding sleeve ( 16 ) establishes the adhesion in the first axial position and interrupts the frictional connection in the second axial position. Elektroantriebseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmuffe (16) eine Innenverzahnung (56) aufweist, die zum Eingriff in eine Außenverzahnung (59) eines ersten und eines zweiten Zahnkranzes (58 bzw. 60) ausgebildet ist, dass der erste Zahnkranz (58) mit dem Elektromotor (4) verbunden ist und dass der zweite Zahnkranz (60) mit dem Antriebsabtrieb (24) verbunden ist. Electric drive unit according to claim 2, characterized in that the sliding sleeve ( 16 ) an internal toothing ( 56 ), which engage in external teeth ( 59 ) of a first and a second sprocket ( 58 respectively. 60 ) is formed, that the first sprocket ( 58 ) with the electric motor ( 4 ) and that the second sprocket ( 60 ) with the drive output ( 24 ) connected is. Elektroantriebseinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmuffe (16) mit dem ersten Zahnkranz (58) in der ersten und in der zweiten Position in Eingriff steht und dass die Schaltmuffe (16) mit dem zweiten Zahnkranz (60) in der ersten Position im Eingriff und in der zweiten Position nicht im Eingriff steht. Electric drive unit according to claim 2 or 3, characterized in that the sliding sleeve ( 16 ) with the first sprocket ( 58 ) is engaged in the first and in the second position and that the shift sleeve ( 16 ) with the second sprocket ( 60 ) is engaged in the first position and disengaged in the second position. Elektroantriebseinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmuffe (16) an ihrer äußeren Manteloberfläche eine umlaufende Nut (48) aufweist und dass eine Gabel (46) eines Schaltkolbens (18) in die Nut (48) eingreift. Electric drive unit according to one of claims 2 to 4, characterized in that the sliding sleeve ( 16 ) on its outer circumferential surface a circumferential groove ( 48 ) and that a fork ( 46 ) of a control piston ( 18 ) into the groove ( 48 ) intervenes. Elektroantriebseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltkolben (18) kreisringförmig ausgebildet ist und dass die Gabel (46) an einer Stirnseite des Schaltkolbens (28) kreisringsegmentförmig ausgebildet ist. Electric drive unit according to claim 5, characterized in that the control piston ( 18 ) is annular and that the fork ( 46 ) on an end face of the control piston ( 28 ) is formed circular ring segment. Elektroantriebseinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Federbaugruppe (22) zwischen einem an der Schaltmuffe (16) an ihrer äußeren Manteloberfläche umlaufenden Steg (48) und dem Elektromotorabtrieb angeordnet ist. Electric drive unit according to one of claims 2 to 6, characterized in that a spring assembly ( 22 ) between one on the sliding sleeve ( 16 ) on its outer circumferential surface circumferential web ( 48 ) and the electric motor output is arranged. Elektroantriebseinheit nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkupplung (10) hydraulisch betätigbar ausgebildet ist. Electric drive unit according to one of the above claims, characterized in that the separating clutch ( 10 ) is formed hydraulically actuated. Elektroantriebseinheit nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkupplung (10) mit Hydraulikkanälen (20) in Verbindung steht. Electric drive unit according to one of the above claims, characterized in that the separating clutch ( 10 ) with hydraulic channels ( 20 ). Elektroantriebseinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hydraulikarbeitsdruck in den Hydraulikkanälen (20) zwischen 2 bar und 4 bar liegt. Electric drive unit according to claim 9, characterized in that a hydraulic working pressure in the hydraulic channels ( 20 ) is between 2 bar and 4 bar. Elektroantriebseinheit nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kraftschlussweg zwischen dem Rotor (8) und dem Antriebsabtrieb (24) ein Getriebe (12) angeordnet ist. Electric drive unit according to one of the preceding claims, characterized in that in the traction path between the rotor ( 8th ) and the drive output ( 24 ) a gearbox ( 12 ) is arranged. Elektroantriebseinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (12) innerhalb des Rotors (8) des Elektromotors (4) angeordnet ist. Electric drive unit according to claim 11, characterized in that the transmission ( 12 ) within the rotor ( 8th ) of the electric motor ( 4 ) is arranged. Elektroantriebseinheit nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (12) eine Schmiermittelversorgung umfasst. Electric drive unit according to claim 11 or 12, characterized in that the transmission ( 12 ) comprises a lubricant supply. Elektroantriebseinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelversorgung eine Schmiermittel-Druckpumpe (70) umfasst, deren Druckseite mit Hydraulikkanälen (20) der Trennkupplung (10) verbunden ist. Electric drive unit according to claim 13, characterized in that the lubricant supply is a lubricant pressure pump ( 70 ) whose pressure side with hydraulic channels ( 20 ) of the separating clutch ( 10 ) connected is. Elektroantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass im dem Kraftschlussweg zwischen dem Rotor und dem Antriebsabtrieb (24) ein Differential (14) angeordnet ist. Electric drive unit according to one of claims 1 to 12, characterized in that in the traction path between the rotor and the drive output ( 24 ) a differential ( 14 ) is arranged. Elektroantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Differential (14) zwischen der Trennkupplung (10) und dem Antriebsabtrieb (24) angeordnet ist, wobei das Differential (14) ebenfalls innerhalb des Rotors (8) des Elektromotors (4) angeordnet ist. Electric drive unit according to one of claims 1 to 15, characterized in that the differential ( 14 ) between the separating clutch ( 10 ) and the drive output ( 24 ), wherein the differential ( 14 ) also within the rotor ( 8th ) of the electric motor ( 4 ) is arranged.
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