DE102017202160A1 - Drive arrangement for a hybrid vehicle and method for its operation - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein Hybridfahrzeug, umfassend- eine Eingangswelle (1), die mit einer Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine koppelbar ist,- eine Ausgangswelle (2, 2'), die mit einer angetriebenen Achse des Hybridfahrzeugs koppelbar ist,- eine erste und eine zweite elektrische Maschine (10, 20) und- einen ersten und einen zweiten Planetensatz (100, 200)wobei- der erste Rotor (12) mit der ersten Sonne (110) verbunden und mittels einer ersten Kupplung (31) schaltbar mit der zweiten Sonne (210) gekoppelt ist,- der erste Steg (130) fest mit der Eingangswelle (1) verbunden ist,- eines der beiden zweiten Planetensatz-Elemente aus der Gruppe von zweitem Hohlrad (220) und zweitem Steg (230) fest mit der Eingangswelle (1) verbunden ist und das andere der der beiden zweiten Planetensatz-Elemente aus der Gruppe von zweitem Hohlrad (220) und zweitem Steg (230) mittels einer ersten Bremse (41) am Gehäuse festlegbar ist,- das erste Hohlrad (120) und der zweite Rotor (22) mit der Ausgangswelle (2, 2') gekoppelt sind und- die zweite Sonne (210) mittels einer zweiten Bremse (42) am Gehäuse festlegbar ist.Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass keines der zweiten Planetensatz-Elemente (210; 220; 230) über eine Kupplung an einem der jeweils beiden anderen zweiten Planetensatz-Elemente (220, 230; 210, 230; 210, 220) festlegbar ist.Die Erfindung bezieht sich zudem auf ein Verfahren zum Betrieb eines Hybridfahrzeug mit einer derartigen Antriebsanordnung.The invention relates to a drive arrangement for a hybrid vehicle, comprising - an input shaft (1) which can be coupled to a crankshaft of an internal combustion engine, - an output shaft (2, 2 ') which can be coupled to a driven axle of the hybrid vehicle, - a first and a second electric machine (10, 20) and a first and a second planetary gear set (100, 200) wherein the first rotor (12) is connected to the first sun (110) and switchable to the second one by means of a first clutch (31) Sun (210) is coupled, - the first web (130) is fixedly connected to the input shaft (1), - one of the two second planetary gear elements from the group of second ring gear (220) and second web (230) fixed to the Input shaft (1) is connected and the other of the two second planetary gear set elements from the group of second ring gear (220) and second web (230) by means of a first brake (41) can be fixed to the housing, - the first ring gear (120) and the second Rotor (22) are coupled to the output shaft (2, 2 ') and the second sun (210) by means of a second brake (42) can be fixed to the housing. The invention is characterized in that none of the second planetary gear elements ( 210; 220; 230) is fixable via a coupling on one of the respective other two second planetary gear set elements (220, 230, 210, 230, 210, 220). The invention also relates to a method for operating a hybrid vehicle with such a drive arrangement.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsanordnung für ein Hybridfahrzeug, umfassend
- - eine drehbar in einem Gehäuse gelagerte Eingangswelle, die mit einer Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine koppelbar ist,
- - eine drehbar in dem Gehäuse gelagerte Ausgangswelle, die mit einer angetriebenen Achse des Hybridfahrzeugs koppelbar ist,
- - eine erste elektrische Maschine mit einem gehäusefesten ersten Stator und einem drehbar dazu gelagerten ersten Rotor,
- - eine zweite elektrische Maschine mit einem gehäusefesten zweiten Stator und einem drehbar dazu gelagerten zweiten Rotor,
- - einen ersten Planetensatz mit drei ersten Planetensatz-Elementen, nämlich einer ersten Sonne, einem ersten Hohlrad und einem ersten Steg, auf welch letzterem ein Satz erster Planetenräder, die einerseits mit der ersten Sonne und andererseits mit dem ersten Hohlrad kämmen, drehbar gelagert sind, und
- - einen zweiten Planetensatz mit drei zweiten Planetensatz-Elementen, nämlich einer zweiten Sonne, einem zweiten Hohlrad und einem zweiten Steg, auf welche letzterem ein Satz zweiter Planetenräder, die einerseits mit der zweiten Sonne und andererseits mit dem zweiten Hohlrad kämmen, drehbar gelagert sind, wobei
- - der erste Rotor mit der ersten Sonne verbunden und mittels einer ersten Kupplung schaltbar mit der zweiten Sonne gekoppelt ist,
- - der erste Steg fest mit der Eingangswelle verbunden ist,
- - eines der beiden zweiten Planetensatz-Elemente aus der Gruppe von zweitem Hohlrad und zweitem Steg fest mit der Eingangswelle verbunden ist und das andere der der beiden zweiten Planetensatz-Elemente aus der Gruppe von zweitem Hohlrad und zweitem Steg mittels einer ersten Bremse am Gehäuse festlegbar ist,
- - das erste Hohlrad und der zweite Rotor mit der Ausgangswelle gekoppelt sind und
- - die zweite Sonne mittels einer zweiten Bremse am Gehäuse festlegbar ist.
- a rotatably mounted in a housing input shaft which is coupled to a crankshaft of an internal combustion engine,
- a rotatably mounted in the housing output shaft which is coupled to a driven axle of the hybrid vehicle,
- a first electric machine having a first stator fixed to the housing and a first rotor rotatably mounted thereon,
- a second electric machine having a second stator fixed to the housing and a second rotor rotatably mounted thereon,
- a first planetary gearset having three first planetary gearset elements, namely a first sun, a first ring gear and a first land on which the latter a set of first planet gears, which mesh on the one hand with the first sun and on the other hand with the first ring gear, are rotatably mounted, and
- a second planetary gearset having three second planetary gearset elements, namely a second sun, a second ring gear and a second land on which the latter a set of second planetary gears, which mesh on the one hand with the second sun and on the other with the second ring gear, are rotatably mounted, in which
- the first rotor is connected to the first sun and is switchably coupled to the second sun by means of a first clutch,
- the first web is firmly connected to the input shaft,
- - One of the two second planetary gear set elements from the group of second ring gear and second land is fixedly connected to the input shaft and the other of the two second planetary gear set elements from the group of second ring gear and second land by means of a first brake on the housing can be fixed .
- - The first ring gear and the second rotor are coupled to the output shaft and
- - The second sun is fixed by means of a second brake on the housing.
Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Verfahren zum Betrieb eines Hybridfahrzeugs mit einer derartigen Antriebsanordnung.The invention further relates to a method for operating a hybrid vehicle with such a drive arrangement.
Die zum Prioritätstag der vorliegenden Anmeldung noch unveröffentlichte deutsche Patentanmeldung
Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird der Begriff „verbunden“ im Sinne einer drehzahlkonstanten Verbindung, beispielsweise über eine Festverbindung oder eine unveränderliche Übersetzungsstufe, benutzt. Im Gegensatz dazu umfasst der Begriff „gekoppelt“ sowohl derartige, drehzahlkonstante, als auch schalt- oder variierbare Verbindungen. Ist konkret der letztere Fall gemeint, wird in der Regel das entsprechende Schaltelement, insbesondere eine Bremse oder eine Kupplung, explizit angegeben. Ist hingegen konkret der erstere Fall gemeint, wird in der Regel auf die Verwendung des Begriffs „gekoppelt“ zugunsten des konkreten Begriffs „verbunden“ verzichtet. Die Verwendung des Begriffs „gekoppelt“ ohne Angabe eines konkreten Schaltelementes deutet somit in der Regel auf den beabsichtigten Einschluss beider Fälle hin. Diese Unterscheidung erfolgt allein zugunsten der besseren Verständlichkeit und insbesondere zur Verdeutlichung, wo das Vorsehen einer schalt- oder variierbaren Verbindung anstelle einer in der Regel leichter realisierbaren, drehzahlkonstanten Verbindung zwingend erforderlich ist. Die obige Definition des Begriffs „verbunden“ ist daher keinesfalls so eng auszulegen, dass willkürlich zu Umgehungszwecken eingefügte Schaltelemente aus seinem Wortsinn ausführen.In the context of the present description, the term "connected" is used in the sense of a constant-speed connection, for example via a fixed connection or a fixed transmission stage. In contrast, the term "coupled" includes both such speed constant, as well as switchable or variable connections. Concretely, if the latter case is meant, the corresponding switching element, in particular a brake or a clutch, is usually stated explicitly. Conversely, if the former case is meant, the use of the term "coupled" in favor of the concrete term "connected" is generally dispensed with. The use of the term "coupled" without specifying a specific switching element thus usually indicates the intended inclusion of both cases. This distinction is made solely in favor of better understanding and in particular for clarification, where the provision of a switchable or variable connection is mandatory instead of a usually easier to realize, speed constant connection. The above definition of the term "connected" is therefore by no means to be interpreted so narrowly that arbitrarily inserted for circumvention purposes inserted switching elements in its literal sense.
Als „Bremse“ werden allgemein Schalelemente bezeichnet, mit denen ein drehbares Element wenigstens unidirektional am Gehäuse festlegbar ist. Mit „Kupplung“ werden hingegen Schaltelemente bezeichnet, mittels derer zwei relativ zum Gehäuse drehbare Wellen in schaltbarer Weise verbindbar sind.As a "brake" are generally called scarf elements with which a rotatable element is at least unidirectionally fixed to the housing. By contrast, "coupling" refers to switching elements by means of which two rotatable shafts relative to the housing can be connected in a switchable manner.
Mit der Antriebsanordnung der o.g. gattungsbildenden Patentanmeldung sollte u.a. ein rein elektrischer Betriebsmodus, in dem beide elektrische Maschinen zum Antrieb bzw. zur Rekuperation beitragen konnten, realisierbar sein. Hierbei war es zur Momentenabstützung notwendig, den ersten Steg festzuhalten. Dies erfolgte indirekt über eine Blockierung des zweiten Planetensatzes. Daher umfasste die gattungsgemäße Antriebsanordnung außer den oben explizit genannten Schaltelementen auch eine zweite Kupplung, mittels derer zwei Planetensatz-Elemente des zweiten Planetensatzes miteinander gekoppelt waren. Zur Blockierung des zweiten Planetensatzes wurden zwei seiner Wellen durch Schließen der zweiten Kupplung miteinander drehfest verbunden. Dies entsprach einer sog. Verblockung des zweiten Planetensatzes, der in der Folge nur noch ohne innere Relativrotationen als Block umlaufen konnte. Eine zusätzliche Festlegung seines zweiten Stegs am Gehäuse mittels der zweiten Bremse erzeugte dann die angestrebte Blockierung des zweiten Planetensatzes als Ganzes.With the drive arrangement of the above-mentioned generic patent application, among other things, a purely electrical operating mode in which both electrical machines could contribute to the drive or for recuperation should be feasible. It was necessary for moment support to hold the first bridge. This was done indirectly via a blockage of the second planetary gear set. Therefore, the generic drive arrangement included in addition to the above explicitly mentioned switching elements and a second clutch, by means of which two planetary gearset elements of the second planetary gear set were coupled together. To block the second planetary gear set, two of its shafts were connected to each other in a rotationally fixed manner by closing the second clutch. This corresponded to a so-called blocking of the second one Planet set, which could circulate in the episode only as a block without inner relative rotations. An additional determination of its second web on the housing by means of the second brake then generated the desired blockage of the second planetary gear set as a whole.
Die bei der gattungsgemäßen Antriebsanordnung bereits realisierte zweite Bremse war in diesem Kontext nicht erforderlich; ihr war eine ganz andere Aufgabe zugedacht. Als optionales Merkmal einer besonderen Ausführungsform diente sie der Schaffung eines zusätzlichen Festgangs, zu dessen Aktivierung im Rahmen eines entsprechenden Betriebsverfahrens sie ausschließlich genutzt, d.h. geschlossen wurde. An der Realisierung des rein elektrischen Betriebsmodus mit zwei aktiven elektrischen Maschinen war sie nicht beteiligt.The already realized in the generic drive assembly second brake was not required in this context; She was assigned a completely different task. As an optional feature of a particular embodiment, it served to provide an additional event, the activation of which, in the context of a corresponding method of operation, was used exclusively, i. has been closed. She was not involved in the realization of the purely electrical operating mode with two active electrical machines.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, unter Einsparung eines Schaltelements eine im Hinblick auf die Ansteuerung der beteiligten Schaltelemente vorteilhafte Alternative zur Verfügung zu stellen, um die zum rein elektrischen Betrieb mit zwei aktiven elektrischen Maschinen erforderliche Blockierung des zweiten Planetensatzes zu realisieren.It is the object of the present invention, while saving a switching element to provide an advantageous alternative with regard to the control of the switching elements involved in order to realize the required for purely electrical operation with two active electrical machines blocking the second planetary gear set.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass keines der zweiten Planetensatz-Elemente über eine Kupplung an einem der jeweils beiden anderen zweiten Planetensatz-Elemente festlegbar ist.This object is achieved in conjunction with the features of the preamble of
Eine ebenfalls erfindungsgemäße Nutzung einer solchen Antriebsanordnung besteht im Betrieb eines Hybridfahrzeugs gemäß einem Verfahren nach Anspruch 9, d.h. einem Verfahren zum Betrieb eines Hybridfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung, deren Eingangswelle mit einer Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine gekoppelt ist und deren Ausgangswelle mit einer angetriebenen Achse des Hybridfahrzeugs gekoppelt ist, wobei der zweite Planetensatz mittels der geschlossenen ersten und zweiten Bremsen blockiert gehalten wird, während bei geöffneter erster Kupplung (positives oder negatives) Drehmoment von jeder der beiden elektrischen Maschinen an die Ausgangswelle geliefert wird.A likewise use according to the invention of such a drive arrangement consists in the operation of a hybrid vehicle according to a method according to claim 9, i. a method for operating a hybrid vehicle having a drive assembly according to the invention, the input shaft is coupled to a crankshaft of an internal combustion engine and the output shaft is coupled to a driven axle of the hybrid vehicle, wherein the second planetary gear set is kept blocked by the first and second brakes closed, while when open first clutch (positive or negative) torque is supplied from each of the two electric machines to the output shaft.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.Preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Kerngedanke der Erfindung ist es, auf die in der o.g. Patentanmeldung als erfindungszentral angesehene zweite Kupplung zu verzichten und die von dieser in Zusammenwirkung mit der ersten Bremse ermöglichte Blockierung des zweiten Planetensatzes nun durch Zusammenwirkung der ersten und der zweiten Bremse zu ermöglichen.The core idea of the invention is to refer to the o.g. To waive patent application as erfindungszentral considered second clutch and allow this of this in cooperation with the first brake enabled blocking of the second planetary gear set now by the interaction of the first and the second brake.
Wie eingangs erläutert wurden zur Blockierung des zweiten Planetensatzes bislang zwei seiner Wellen durch Schließen der zweiten Kupplung miteinander drehfest verbunden. Bei der vorliegenden Erfindung erfolgt jedoch keine solche Verblockung des zweiten Planetensatzes. Vielmehr werden hier zwei seiner zweiten Planetensatz-Elemente, nämlich die zweite Sonne und der zweite Steg, mittels der ersten und der zweiten Bremse unabhängig voneinander am Gehäuse festgelegt. Durch diese Festlegung zweier seiner Elemente wird der zweite Planetensatz im Ergebnis ebenfalls als Ganzes blockiert, sodass sich insgesamt ein im Wesentlichen identischer Betriebsmodus ergibt, in dem das Hybridfahrzeug rein elektrisch betrieben wird, wobei beide elektrischen Maschinen Drehmoment zu seinem Antrieb beisteuern. Der Fachmann wird erkennen, dass analoges auch im Rekuperationsfall zutrifft, in dem eine oder beide elektrischen Maschinen generatorisch betrieben werden.As explained above, to block the second planetary gear set, two of its shafts have so far been connected to each other in a rotationally fixed manner by closing the second clutch. In the present invention, however, no such blocking of the second planetary gear set takes place. Rather, two of its second planetary gearset elements, namely the second sun and the second land, are independently fixed to the housing by means of the first and the second brake. As a result of this definition of two of its elements, the second planetary gearset is also blocked as a whole, so that the overall result is an essentially identical operating mode in which the hybrid vehicle is operated purely electrically, with both electric machines contributing torque to its drive. The person skilled in the art will recognize that analogous also applies in the case of recuperation in which one or both electric machines are operated in a regenerative manner.
Durch die Erfindung wird gegenüber einer Anordnung mit zwei Bremsen und zwei Kupplungen ein Schaltelement, nämlich die zweite Kupplung eingespart. Gegenüber einer Anordnung mit nur einer Bremse und zwei Kupplungen, gegenüber welcher also eine Kupplung durch eine Bremse „ersetzt“ wird, ergibt sich ein Vorteil im Hinblick auf die Ansteuerung der Schaltelemente, da das Öffnen und Schließen einer Bremse unter regelungstechnischen Aspekten typischerweise deutlich einfacher ist als das einer Kupplung.With the invention, a switching element, namely the second clutch is saved compared to an arrangement with two brakes and two clutches. Compared to an arrangement with only one brake and two clutches, compared to which a clutch is "replaced" by a brake, there is an advantage with regard to the control of the switching elements, since the opening and closing of a brake is typically much easier under control aspects as that of a clutch.
Der zweite Planetensatz kann dabei als einfacher Planetensatz (Minus-Getriebe) oder als Doppelplanetensatz (Plus-Getriebe) ausgebildet sein. Beim einfachen Planetensatz ist nur ein Satz von zweiten Planetenräder auf dem zweiten Steg gelagert, die jeweils sowohl mit der zweiten Sonne als auch mit dem zweiten Hohlrad kämmen. Beim Doppelplanetensatz sind auf dem zweiten Steg zwei Sätze von zweiten Planetenrädern gelagert, von denen ein erster mit dem ersten Hohlrad und dem zweiten Satz zweiter Planetenräder kämmt, während der zweite Satz zweiter Planetenräder mit der zweiten Sonne sowie dem ersten Satz zweiter Planetenräder kämmt. Bei der Ausführungsform mit einfachem Planetensatz ist das zweite Hohlrad fest mit der Eingangswelle verbunden, während der zweite Steg mittels der ersten Bremse am Gehäuse festlegbar ist. Bei der Ausführungsform mit Doppelplanetensatz ist der zweite Steg fest mit der Eingangswelle verbunden, während das zweite Hohlrad mittels der ersten Bremse am Gehäuse festlegbar ist. Hinsichtlich der erzielbaren Betriebsmodi und deren Ansteuerung unterscheiden sich beide Varianten nicht. Mit einem Wechsel zwischen der Einfach- und der Doppelplaneten-Variante lassen sich jedoch im Einzelfall konstruktive Auslegungs- und Abstimmungsbeschränkungen umgehen.The second planetary gear set can be designed as a simple planetary gearset (negative gearbox) or as a double planetary gearset (plus gearbox). In the simple planetary gear set, only one set of second planet gears is supported on the second land, each meshing with both the second sun and the second ring gear. In the double planetary gear set, two sets of second planet gears are supported on the second land, one of which meshes with the first ring gear and the second set of second planet gears, while the second set of second planet gears mesh with the second sun and the first set of second planet gears. In the simple planetary gearset embodiment, the second ring gear is fixedly connected to the input shaft, while the second bridge is fixed to the housing by means of the first brake. In the embodiment with double planetary set, the second web is fixedly connected to the input shaft, while the second ring gear can be fixed by means of the first brake on the housing. With regard to the achievable operating modes and their activation, both variants do not differ. With a change between the single and the double planetary Variant, however, can be avoided in individual cases constructive interpretation and voting restrictions.
In der Basisausführung der Erfindung verfügt die Antriebsanordnung nur über die drei in Anspruch 1 explizit genannten Schaltelemente, nämlich die erste Kupplung, die den ersten Rotor mit der zweiten Sonne koppelt, die erste Bremse, die den zweiten Steg mit dem Gehäuse koppelt und die zweite Bremse, die die zweite Sonne mit dem Gehäuse koppelt.In the basic embodiment of the invention, the drive assembly has only the three explicitly mentioned in
Die nachfolgende Schalttabelle (Tabelle 1) gibt einen Überblick über die realisierbaren Betriebsmodi.
Tabelle 1
Dabei bedeuten B1 erste Bremse, B2 zweite Bremse, K1 erste Kupplung, O Schaltelement offen, X Schaltelement geschlossen, ELVA einfache Leistungsverzweigung mit ausgangsgekoppelter elektrischer Maschine, PAR parallel hybrider Modus, 1MS elektrischer Modus mit einer aktiven und einer geschleppten elektrischen Maschine und 2MM elektrischer Modus mit zwei (potentiell) aktiven elektrischen Maschinen (Momentenaddition). Zur detaillierten Erläuterung der einzelnen Betriebsmodi wird auf den speziellen Teil der Beschreibung verwiesen, wo insbesondere der jeweilige Momentenfluss unter rein beispielhafter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen diskutiert wird. Die mit „*“ bzw. „**“ gekennzeichneten Modi sind im Hinblick auf die Übersetzung den gleich bezeichneten Modi ohne „*“ gleichwertig. Unterschiede im Einzelnen sollen ebenfalls weiter unten im Kontext der speziellen Ausführungsbeispiele erläutert werden.B1 means first brake, B2 second brake, K1 first clutch, O shift element open, X shift element closed, ELVA simple power split with output coupled electric machine, PAR parallel hybrid mode, 1MS electrical mode with one active and one towed electric machine and 2MM electrical mode with two (potentially) active electrical machines (torque addition). For a detailed explanation of the individual operating modes, reference is made to the specific part of the description, where in particular the respective torque flow is discussed with purely exemplary reference to preferred embodiments. The modes marked "*" or "**" are equivalent in terms of translation to the same designated modes without "*". Differences in detail will also be explained below in the context of the specific embodiments.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Hohlrad über eine zweite Kupplung schaltbar mit der Ausgangswelle gekoppelt ist. Dadurch kann der abtriebseitige Teil der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung mit der zweiten elektrischen Maschine mechanisch vollständig vom eingangsseitigen Teil mit der ersten elektrischen Maschine und den beiden Planetensätzen abgetrennt werden. Es ergeben sich zwei seriellhybride Betriebsmodi, die insbesondere für die Rückwärtsfahrt vorteilhaft sind. Einerseits werden die Vorteile des elektrischen Rückwärtsfahrens, nämlich das fehlende Erfordernis einer Richtungsumkehrstufe, genutzt; andererseits erschöpft das Rückwärtsfahren die elektrischen Energiespeicher nicht bzw. bleibt auch bei leeren Elektrischen Energiespeichern möglich. Die nachfolgende Schalttabelle (Tabelle 2) gibt einen Überblick über die realisierbaren Betriebsmodi.
Tabelle 2
Dabei bedeutet 1M elektrischer Modus mit einer aktiven und einer stehenden elektrischen Maschine.1M means electrical mode with one active and one standing electric machine.
Wie aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Ausgangswelle als eine Vorgelegewelle mit ein oder zwei Eingangsrädern ausgebildet ist, die mit dem außenverzahnten ersten Hohlrad und einem mit dem zweiten Rotor verbundenen Koppelrad kämmen. Im o.g. Fall einer zweiten Kupplung tritt an die Stelle des außenverzahnten ersten Hohlrades ein über die zweite Kupplung mit dem ersten Hohlrad gekoppelten Zwischenrad. Das Ausgangsrad der Vorgelegewelle kämmt mit einem Rad des weiteren Antriebs, insbesondere mit der Außenverzahnung eines Differenzialkorbs. Die Variante, bei der die Vorgelegewelle nur ein Eingangsrad aufweist ist bauraum- und gewichtsgünstiger; die Variante mit zwei Eingangsrädern der Vorgelegewelle (je eines in Zahneingriff mit dem außenverzahnten ersten Hohlrad und dem Koppelrad) ermöglicht eine variablere Übersetzungsabstimmung. Die Ausgestaltung der Ausgangswelle als Vorgelegewelle ist für Antriebsanordnungen besonders günstig, die für den Quereinbau im Kraftfahrzeug vorgesehen sind.As is basically known from the prior art, it is particularly advantageous if the output shaft is designed as a countershaft with one or two input wheels, which mesh with the externally toothed first ring gear and a coupling wheel connected to the second rotor. In the o.g. Case of a second clutch occurs in place of the externally toothed first ring gear via the second clutch coupled to the first ring gear idler. The output gear of the countershaft meshes with a wheel of the further drive, in particular with the external toothing of a differential cage. The variant in which the countershaft has only one input gear is less space and weight; the variant with two input wheels of the countershaft (one in mesh with the externally toothed first ring gear and the coupling wheel) allows a more variable translation tuning. The design of the output shaft as countershaft is particularly favorable for drive arrangements, which are provided for the transverse installation in the motor vehicle.
Alternativ kann auch eine insbesondere für einen Hinterradantrieb vorgesehene Variante realisiert werden, bei der der zweite Rotor über einen dritten Planetensatz mit der direkt mit dem ersten Hohlrad verbundenen Ausgangswelle verbunden ist. Das bedeutet, dass ein dritter Planetensatz mit drei dritten Planetensatz-Elementen, nämlich einer dritten Sonne, einem dritten Hohlrad und einem dritten Steg, auf welche letzterem ein Satz dritter Planetenräder, die einerseits mit der dritten Sonne und andererseits mit dem dritten Hohlrad kämmen, drehbar gelagert sind, vorhanden ist, wobei die dritte Sonne mit dem zweiten Rotor verbunden und das dritte Hohlrad mit dem Gehäuse und der dritte Steg mit der Ausgangswelle gekoppelt ist.Alternatively, a variant provided in particular for a rear-wheel drive can also be realized be, in which the second rotor is connected via a third planetary gear set with the directly connected to the first ring gear output shaft. This means that a third planetary gear set with three third planetary gear elements, namely a third sun, a third ring gear and a third land, on which latter a set of third planetary gears, on the one hand with the third sun and on the other hand with the third ring gear, rotatable are stored, the third sun is connected to the second rotor and the third ring gear to the housing and the third land is coupled to the output shaft.
Diese Ausführungsform ist, insbesondere für Fahrzeuge, die eine Spitzengeschwindigkeit von über 200 km/h erreichen sollen, noch um ein Zweigang-Getriebe für die zweite elektrische Maschine erweiterbar. Hierzu ist vorgesehen, dass ein vierter Planetensatz mit drei vierten Planetensatz-Elementen, nämlich einer vierten Sonne, einem vierten Hohlrad und einem vierten Steg, auf welche letzterem ein Satz vierten Planetenräder, die einerseits mit der vierten Sonne und andererseits mit dem vierten Hohlrad kämmen, drehbar gelagert sind, vorhanden ist, wobei das dritte Hohlrad über eine dritte Bremse am Gehäuse festlegbar ist und die vierten Sonne mit dem zweiten Rotor verbunden, das vierten Hohlrad über eine vierte Bremse am Gehäuse festlegbar, der vierten Steg mit der Ausgangswelle verbunden ist und der dritte Steg mit dem vierten Hohlrad verbunden ist.This embodiment is, in particular for vehicles which are to reach a top speed of over 200 km / h, still extendable by a two-speed transmission for the second electric machine. For this purpose, it is provided that a fourth planetary gear set with three fourth planetary gearset elements, namely a fourth sun, a fourth ring gear and a fourth land, on which latter a set of fourth planetary gears which mesh on the one hand with the fourth sun and on the other hand with the fourth ring gear, are rotatably mounted, is present, wherein the third ring gear is fixed via a third brake on the housing and the fourth sun connected to the second rotor, the fourth ring gear fixed via a fourth brake on the housing, the fourth bridge is connected to the output shaft and the third land is connected to the fourth ring gear.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, speziellen Beschreibung und den Zeichnungen.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following specific description and the drawings.
Es zeigen:
-
1 : die Grundform einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung mit zweitem Planetensatz als einfachem Planetensatz, -
2 : eine erste Erweiterung der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung, -
3 : eine alternative Ausgestaltung des Ausgangsbereichs der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung, -
4 : die erfindungsgemäße Antriebsanordnung in Hinterradantriebs-Konfiguration entsprechend derGrundform von 1 , -
5 : eine Variante derKonfiguration von 4 , -
6 : eine Erweiterung der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung gemäß4 , -
7 : eine Erweiterung der Ausführungsform gemäß5 und -
8 : die Grundform einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung mit zweitem Planetensatz als Doppelplanetensatz.
-
1 : the basic form of a drive arrangement according to the invention with a second planetary set as a simple planetary set, -
2 a first extension of the drive arrangement according to the invention, -
3 an alternative embodiment of the output region of the drive arrangement according to the invention, -
4 the drive assembly according to the invention in rear-wheel drive configuration according to the basic form of1 . -
5 : a variant of the configuration of4 . -
6 an extension of the drive arrangement according to theinvention 4 . -
7 an extension of the embodiment according to5 and -
8th : The basic form of a drive arrangement according to the invention with a second planetary gear set as a double planetary gear set.
Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche oder analoge Elemente hin.Like reference numerals in the figures indicate like or analogous elements.
Zentrale Elemente der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung sind eine erste elektrische Maschine
Weiter weist die erfindungsgemäße Antriebsanordnung zwei Planetensätze auf, nämlich einen ersten Planetensatz
Die Planetensätze
Der zweite Steg
In einem einfach leistungsverzweigten Betriebsmodus (ELVA in Tabelle 1) sind die erste Bremse
Ein funktional gleichwertiger einfach leistungsverzweigter Modus (ELVA 1* in Tabelle 1) lässt sich mit geöffneter erster Bremse
Ein weiterer funktional gleichwertiger einfach leistungsverzweigter Modus (ELVA 1** in Tabelle 1) lässt sich auch mit geschlossener erster Bremse
In einem ersten parallelhybriden Betriebsmodus (PAR
In einem zweiten parallelhybriden Betriebsmodus (PAR
Ein seriell hybrider Betriebsmodus ist mit der in
Schließen von erster Bremse
Ein zweiter rein elektrischer Betriebsmodus (1MS1 in Tabelle 1), der dem oben erläuterten Modus ELVA, jedoch mit ausgeschalteter Verbrennungskraftmaschine entspricht, ist mit geöffneter erste und zweiter Bremse
Ein dritter rein elektrischer Betriebsmodus (1MS1 in Tabelle 1), der dem oben erläuterten Modus ELVA*, jedoch mit ausgeschalteter Verbrennungskraftmaschine entspricht, ist mit geöffneter erste Bremse
Ein vierter rein elektrischer Betriebsmodus (1MS3 in Tabelle 1), der dem oben erläuterten Modus ELVA 1**, jedoch mit ausgeschalteter Verbrennungskraftmaschine entspricht, lässt sich mit geschlossener erster Bremse
Dieser seriell hybride (SER
Der Fachmann wird verstehen, dass die vorgenannten Ausführungsformen insbesondere für den Front-Quereinbau in einem Fahrzeug geeignet sind.
Die
Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum an Variationsmöglichkeiten an die Hand gegeben.Of course, the embodiments discussed in the specific description and shown in the figures represent only illustrative embodiments of the present invention. In the light of the disclosure herein, those skilled in the art will be offered a wide range of possible variations.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Eingangswelleinput shaft
- 22
- Ausgangswelle, VorgelegewelleOutput shaft, countershaft
- 2'2 '
- Ausgangswelleoutput shaft
- 33
- Ausgangsrad von 2Output wheel of 2
- 44
- Differenzialdifferential
- 55
- erstes Eingangsrad von 2first input wheel of 2
- 66
- zweites Eingangsrad von 2second input wheel of 2
- 1010
- erste elektrische Maschinefirst electric machine
- 1111
- erster Statorfirst stator
- 1212
- erster Rotorfirst rotor
- 2020
- zweite elektrische Maschinesecond electric machine
- 2121
- zweiter Statorsecond stator
- 2222
- zweiter Rotorsecond rotor
- 3131
- erste Kupplungfirst clutch
- 3232
- zweite Kupplungsecond clutch
- 4141
- erste Bremsefirst brake
- 4242
- zweite Bremsesecond brake
- 4343
- dritte Bremsethird brake
- 4444
- vierte Bremsefourth brake
- 100100
- erster Planetensatzfirst planetary gear set
- 110110
- erste Sonnefirst sun
- 120120
- erstes Hohlradfirst ring gear
- 130130
- erster Stegfirst jetty
- 131131
- erste Planetenräderfirst planet wheels
- 200200
- zweiter Planetensatzsecond planetary set
- 210210
- zweite Sonnesecond sun
- 220220
- zweites Hohlradsecond ring gear
- 230230
- zweiter Stegsecond bridge
- 231, 231a, b231, 231a, b
- zweite Planetenrädersecond planet wheels
- 300300
- dritter Planetensatzthird planetary set
- 310310
- dritte Sonnethird sun
- 320320
- drittes Hohlradthird ring gear
- 330330
- dritter Stegthird jetty
- 331331
- dritte Planetenräderthird planetary gears
- 400400
- vierter Planetensatzfourth planetary set
- 410410
- vierter Sonnefourth sun
- 420420
- vierter Hohlradfourth ring gear
- 430430
- vierter Stegfourth bridge
- 431431
- vierte Planetenräderfourth planet wheels
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102016220013 [0003]DE 102016220013 [0003]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R163 | Identified publications notified | ||
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |