DE102018111807A1 - Drive device with an electric drive machine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Antriebsmaschine (1), die über eine Antriebswelle (2) mit einer Getriebevorrichtung (3) wirkverbunden ist, wobei die Getriebevorrichtung (3) mindestens eine erste und zweite Planetenstufe (4, 5) sowie eine Differentialstufe (6) aufweist, wobei die erste Planetenstufe (4) einen erste Planetensatz mit mehreren Planetenrädern (7a) aufweist, wobei die Planetenräder (7a) des ersten Planetensatzes drehbar an einem ersten Planetenträger (8a) angeordnet sind und mit einem ersten Sonnenrad (9a) sowie mit einem ersten Hohlrad (10a) im Zahneingriff stehen, wobei die zweite Planetenstufe (5) einen zweiten Planetensatz mit mehreren Planetenrädern (7b) aufweist, wobei die Planetenräder (7b) des zweiten Planetensatzes drehbar an einem zweiten Planetenträger (8b) angeordnet sind und mit einem zweiten Sonnenrad (9b) sowie mit einem zweiten Hohlrad (10b) im Zahneingriff stehen, wobei die Antriebswelle (2) drehfest mit dem ersten und dem zweiten Sonnenrad (9a, 9b) verbunden ist, wobei das erste Hohlrad (10a) stationär an einem Gehäuse (16) der Getriebevorrichtung (3) festgelegt ist, wobei zwischen der ersten und zweiten Planetenstufe (4, 5) eine Doppelkupplungsvorrichtung (11) mit einer ersten und zweiten lastschaltbaren Kupplung (12a, 12b) angeordnet ist.The invention relates to a drive device for a motor vehicle, comprising an electric drive machine (1) which is operatively connected to a transmission device (3) via a drive shaft (2), wherein the transmission device (3) has at least one first and second planetary stage (4, 5). and a differential stage (6), wherein the first planetary stage (4) comprises a first planetary gearset having a plurality of planetary gears (7a), wherein the planetary gears (7a) of the first planetary gearset are rotatably disposed on a first planetary carrier (8a) and with a first sun gear (9a) and with a first ring gear (10a) meshing with each other, wherein the second planetary stage (5) has a second planetary gear set with a plurality of planetary gears (7b), wherein the planet gears (7b) of the second planetary gear set rotatably on a second planet carrier (8b) are arranged and with a second sun gear (9b) and with a second ring gear (10b) are in meshing engagement, wherein the Antriebswel le (2) is non-rotatably connected to the first and the second sun gear (9a, 9b), wherein the first ring gear (10a) is fixedly mounted on a housing (16) of the transmission device (3), wherein between the first and second planetary stage ( 4, 5) a double clutch device (11) having a first and second power-shiftable clutch (12a, 12b) is arranged.
Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung mit einer elektrischen Antriebsmaschine, insbesondere für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug.The invention relates to a drive device with an electric drive machine, in particular for an electrically driven motor vehicle.
Aus der
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Antriebsvorrichtung mit einer elektrischen Antriebsmaschine weiterzuentwickeln. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der Patentansprüche 1 und 4. Bevorzugte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.The object of the present invention is to further develop a drive device with an electric drive machine. The object is solved by the subject matter of
Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst eine elektrische Antriebsmaschine, die über eine Antriebswelle mit einer Getriebevorrichtung wirkverbunden ist, wobei die Getriebevorrichtung mindestens eine erste und zweite Planetenstufe sowie eine Differentialstufe aufweist, wobei die erste Planetenstufe einen erste Planetensatz mit mehreren Planetenrädern aufweist, wobei die Planetenräder des ersten Planetensatzes drehbar an einem ersten Planetenträger angeordnet sind und mit einem ersten Sonnenrad sowie mit einem ersten Hohlrad im Zahneingriff stehen, wobei die zweite Planetenstufe einen zweiten Planetensatz mit mehreren Planetenrädern aufweist, wobei die Planetenräder des zweiten Planetensatzes drehbar an einem zweiten Planetenträger angeordnet sind und mit einem zweiten Sonnenrad sowie mit einem zweiten Hohlrad im Zahneingriff stehen, wobei die Antriebswelle drehfest mit dem ersten und dem zweiten Sonnenrad verbunden ist, wobei das erste Hohlrad stationär an einem Gehäuse der Getriebevorrichtung festgelegt ist, wobei zwischen der ersten und zweiten Planetenstufe eine Doppelkupplungsvorrichtung mit einer ersten und zweiten lastschaltbaren Kupplung angeordnet ist, wobei gemäß einer ersten Ausführungsform der erste Planetenträger über die erste Kupplung mit dem zweiten Planetenträger und über die zweite Kupplung mit dem zweiten Hohlrad verbindbar ist, wobei gemäß einer zweiten Ausführungsform der erste Planetenträger über die erste Kupplung mit dem zweiten Planetenträger verbindbar und über die zweite Kupplung stationär am Gehäuse der Getriebevorrichtung festlegbar ist.The drive device according to the invention for a motor vehicle comprises an electric drive machine, which is operatively connected via a drive shaft with a transmission device, wherein the transmission device has at least one first and second planetary stage and a differential stage, wherein the first planetary stage has a first planetary gearset with a plurality of planetary gears, wherein the planetary gears the first planetary gear set are rotatably disposed on a first planetary carrier and are in meshing engagement with a first sun gear and a first ring gear, wherein the second planetary gear has a second planetary gear set with a plurality of planetary gears, wherein the planet gears of the second planetary gearset are rotatably arranged on a second planet carrier and are in meshing engagement with a second sun gear and with a second ring gear, wherein the drive shaft is rotatably connected to the first and the second sun gear, wherein the first ring gear sta tionarily fixed to a housing of the transmission device, wherein between the first and second planetary stage, a dual clutch device is arranged with a first and second powershift clutch, wherein according to a first embodiment of the first planet carrier via the first clutch to the second planet carrier and the second clutch The second ring gear is connectable, wherein according to a second embodiment, the first planet carrier via the first clutch to the second planet carrier is connectable and fixed via the second clutch to the housing of the transmission device.
Unter dem Begriff „wirkverbunden“ ist zu verstehen, dass zwei Getriebeelemente direkt miteinander verbunden sein können, oder dass sich zwischen zwei Getriebeelemente noch weitere Getriebeelemente befinden, beispielsweise ein oder mehrere Wellen oder Zahnräder. Zwei miteinander im Zahneingriff stehende Zahnräder sind zur Übertragung eines Drehmoments und einer Drehzahl von dem einen Zahnrad auf das andere Zahnrad vorgesehen. Unter einem Zahnrad sind beispielsweise ein Sonnenrad, ein Hohlrad sowie ein Planetenrad eines Planetensatzes zu verstehen.The term "operatively connected" is to be understood that two transmission elements may be directly connected to each other, or that there are other transmission elements between two transmission elements, for example, one or more shafts or gears. Two meshing gears are provided for transmitting torque and rotational speed from one gear to the other gear. Under a gear, for example, a sun gear, a ring gear and a planetary gear of a planetary gear set to understand.
Unter einer Doppelkupplungsvorrichtung ist eine Vorrichtung mit zwei lastschaltbaren Kupplungen zu verstehen. Ferner ist unter dem Begriff „lastschaltbare Kupplung“ eine Vorrichtung zu verstehen, die zumindest einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand aufweist und unter Last zwischen den mindestens zwei Zuständen schaltbar ist. Im geöffneten Zustand überträgt die jeweilige Kupplung kein Drehmoment. Somit überträgt die jeweilige Kupplung nur in einem zumindest teilweise geschlossenen Zustand ein Drehmoment zwischen zwei mit dieser jeweiligen Kupplung wirkverbundenen Wellen, wobei die beiden Wellen im geschlossenen Zustand dieser jeweiligen Kupplung drehfest miteinander verbunden werden.Under a dual clutch device is a device with two powershift clutches to understand. Furthermore, the term "power-shiftable clutch" is to be understood as meaning a device which has at least one open and one closed state and can be shifted under load between the at least two states. In the open state, the respective clutch transmits no torque. Thus, the respective clutch transmits only in an at least partially closed state, a torque between two operatively connected to this respective clutch shafts, the two shafts are rotatably connected to each other in the closed state of the respective clutch.
Gemäß der ersten Ausführungsform sind im geschlossenen Zustand der ersten Kupplung der erste Planetenträger und der zweite Planetenträger drehfest miteinander verbunden, wobei im geschlossenen Zustand der zweiten Kupplung der erste Planetenträger und das zweite Hohlrad drehfest miteinander verbunden sind. Bevorzugt ist das zweite Hohlrad mit der Differentialstufe wirkverbunden. Alternativ kann der zweite Planetenträger mit der Differentialstufe wirkverbunden sein.According to the first embodiment, in the closed state of the first clutch, the first planet carrier and the second planet carrier rotatably connected to each other, wherein in the closed state of the second clutch, the first planet carrier and the second ring gear are rotatably connected to each other. Preferably, the second ring gear is operatively connected to the differential stage. Alternatively, the second planet carrier may be operatively connected to the differential stage.
Gemäß der zweiten Ausführungsform sind im geschlossenen Zustand der ersten Kupplung der erste Planetenträger und der zweite Planetenträger drehfest miteinander verbunden, wobei im geschlossenen Zustand der zweiten Kupplung der zweite Planetenträger und das Gehäuse der Getriebevorrichtung drehfest miteinander verbunden sind. Bevorzugt ist das zweite Hohlrad mit der Differentialstufe wirkverbunden.According to the second embodiment, in the closed state of the first clutch of the first planet carrier and the second planet carrier rotatably connected to each other, wherein in the closed state of the second clutch, the second planet carrier and the housing of the transmission device are rotatably connected to each other. Preferably, the second ring gear is operatively connected to the differential stage.
Die jeweilige Kupplung ist als Reibkupplung ausgebildet. Ferner bevorzugt sind die beiden Kupplungen koaxial zueinander angeordnet. Insbesondere kann die jeweilige Kupplung von einem jeweiligen Aktuator betätigt werden, um ein Öffnen oder Schließen der jeweiligen Kupplung einzuleiten. Der Aktuator kann hydraulisch, elektromechanisch, elektromagnetisch oder beispielsweise auch pneumatisch betätigbar ausgebildet sein.The respective clutch is designed as a friction clutch. Further preferably, the two clutches are arranged coaxially with each other. In particular, the respective clutch can be actuated by a respective actuator to initiate an opening or closing of the respective clutch. The actuator may be hydraulically, electromechanically, electromagnetically or pneumatically actuated, for example.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass ein Öffnen beider Kupplungen eine Leistungsabschaltung realisiert. Ein Schließen der ersten Kupplung und ein Öffnen der zweiten Kupplung realisiert eine erste Getriebeübersetzung, wobei ein Schließen der zweiten Kupplung und ein Öffnen der ersten Kupplung eine zweite Getriebeübersetzung realisiert. Vorzugsweise ist die erste Getriebeübersetzung ungleich der zweiten Getriebeübersetzung. Beispielsweise ist die erste Getriebeübersetzung größer als die zweite Getriebeübersetzung. Alternativ ist die erste Getriebeübersetzung kleiner als die zweite Getriebeübersetzung.The invention includes the technical teaching that opening both clutches realizes a power shutdown. Closing the first clutch and opening the second clutch realizes a first gear ratio, wherein closing the second clutch and opening the first clutch realizes a second gear ratio. Preferably, the first gear ratio is not equal to the second gear ratio. For example, the first gear ratio is greater than the second gear ratio. Alternatively, the first gear ratio is smaller than the second gear ratio.
Bevorzugt weist die elektrische Antriebsmaschine einen Stator und einen Rotor auf, wobei der Rotor drehfest mit der Antriebswelle verbunden ist. Mithin ist die Antriebswelle als Rotorwelle ausgebildet.Preferably, the electric drive machine to a stator and a rotor, wherein the rotor is rotatably connected to the drive shaft. Thus, the drive shaft is designed as a rotor shaft.
Ferner bevorzugt ist die Differentialstufe als Stirnraddifferential ausgebildet, wobei die Differentialstufe dazu vorgesehen ist, eine Antriebsleistung der elektrischen Antriebsmaschine auf eine erste und zweite Abtriebswelle der Getriebevorrichtung zu verteilen. Die Differentialstufe weist einen ersten und einen zweiten Planetensatz mit jeweiligen Planetenrädern auf, wobei die Planetenräder des ersten Planetensatzes der Differentialstufe mit einer Verzahnung an der ersten Abtriebswelle im Zahneingriff stehen, wobei ferner die Planetenräder des zweiten Planetensatzes mit einer Verzahnung an der zweiten Abtriebswelle im Zahneingriff stehen, und wobei die Planetenräder beider Planetensätze auf einem gemeinsamen Planetenträger gelagert sind und paarweise miteinander im Zahneingriff stehen.Further preferably, the differential stage is formed as a spur gear differential, wherein the differential stage is provided to distribute a drive power of the electric drive machine to a first and second output shaft of the transmission device. The differential stage has a first and a second planetary gear set with respective planetary gears, wherein the planet gears of the first planetary gear set of the differential stage mesh with a toothing on the first output shaft, wherein the planet gears of the second planetary gear set are meshed with a toothing on the second output shaft , And wherein the planet gears of both planetary gear sets are mounted on a common planet carrier and are in pairs with each other in tooth engagement.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die elektrische Antriebsmaschine koaxial zur Differentialstufe angeordnet. Insbesondere ist die elektrische Antriebsmaschine koaxial zu den beiden Abtriebswellen der Getriebevorrichtung angeordnet. Bevorzugt ist die Antriebswelle als Hohlwelle ausgebildet, wobei die erste Abtriebswelle axial durch die Antriebswelle geführt ist. Alternativ kann auch die zweite Abtriebswelle axial durch die als Hohlwelle ausgebildete Antriebswelle geführt sein. Vorzugsweise sind die beiden Abtriebswellen auf einer gemeinsamen Antriebsachse angeordnet.According to a preferred embodiment, the electric drive machine is arranged coaxially with the differential stage. In particular, the electric drive machine is arranged coaxially with the two output shafts of the transmission device. Preferably, the drive shaft is designed as a hollow shaft, wherein the first output shaft is guided axially through the drive shaft. Alternatively, the second output shaft can also be guided axially through the drive shaft designed as a hollow shaft. Preferably, the two output shafts are arranged on a common drive axle.
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung drei bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Dabei zeigen
-
1 eine vereinfachte schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform, -
2 eine vereinfachte schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform, und -
3 eine vereinfachte schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform.
-
1 a simplified schematic representation to illustrate the structure of a drive device according to the invention according to a first embodiment, -
2 a simplified schematic representation to illustrate the structure of a drive device according to the invention according to a second embodiment, and -
3 a simplified schematic illustration for illustrating the structure of a drive device according to the invention according to a third embodiment.
Gemäß den
Die Getriebevorrichtung
Die erste Planetenstufe
Ferner weist die zweite Planetenstufe
Aufgrund der vereinfachten schematischen Darstellung ist nur jeweils ein Planetenrad
Des Weiteren ist zwischen der ersten und zweiten Planetenstufe
Gemäß den
Nach
Nach
Gemäß
Ein Schließen der ersten Kupplung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Antriebsmaschineprime mover
- 22
- Antriebswelledrive shaft
- 33
- Getriebevorrichtungtransmission device
- 44
- erste Planetenstufefirst planetary stage
- 55
- zweite Planetenstufesecond planetary stage
- 66
- Differentialstufedifferential stage
- 7a, 7b7a, 7b
- Planetenradplanet
- 8a, 8b8a, 8b
- Planetenträgerplanet carrier
- 9a, 9b9a, 9b
- Sonnenradsun
- 10a, 10b10a, 10b
- Hohlradring gear
- 1111
- DoppelkupplungsvorrichtungDouble coupling device
- 12a, 12b12a, 12b
- Kupplungclutch
- 1313
- Statorstator
- 1414
- Rotorrotor
- 15a, 15b15a, 15b
- Abtriebswelleoutput shaft
- 1616
- Gehäusecasing
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
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R012 | Request for examination validly filed | ||
R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F16H0003620000 Ipc: F16H0003660000 |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |