DE102018222251A1 - Drive device for driving a vehicle axle and method for operating the drive device - Google Patents

Drive device for driving a vehicle axle and method for operating the drive device Download PDF

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Abstract

Antriebsvorrichtung zum Antrieb einer Fahrzeugachse mit zwei elektrischen Maschinen (1, 2), welche jeweils eines von zwei Teilgetriebe eines Getriebes (7) antreiben, wobei das Getriebe (7) eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Radebene (R1, R2, R3, R4) und ein erstes, ein zweites, ein drittes und ein viertes Schaltelement (A, B, C, D) aufweist und zwei Gänge, ein erster und ein zweiter Gang(G1, G2), geschaltet werden können, wobei die erste und die zweite Radebene (R1, R2) als erste und zweite Stirnradstufe ausgeführt sind, wobei eines der Schaltelemente (A, B, C, D) zur Verbindung des ersten Teilgetriebes mit dem zweiten Teilgetriebe angeordnet ist.Drive device for driving a vehicle axle with two electrical machines (1, 2), each of which drives one of two partial transmissions of a transmission (7), the transmission (7) having a first, a second, a third and a fourth wheel plane (R1, R2 , R3, R4) and a first, a second, a third and a fourth shift element (A, B, C, D) and two gears, a first and a second gear (G1, G2), can be shifted, the The first and the second wheel plane (R1, R2) are designed as first and second spur gear stages, one of the shifting elements (A, B, C, D) being arranged to connect the first partial transmission to the second partial transmission.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung zum Antrieb einer Fahrzeugachse eines Kraftfahrzeugs sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Antriebsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.The present invention relates to a drive device for driving a vehicle axle of a motor vehicle and a method for operating such a drive device according to the preamble of the independent claims.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, bei unterschiedlichen Fahrzeugen wie unter anderem Bussen und LKWs elektrisch mittels elektrischen Maschinen angetriebene Achsen einzusetzen, die mehrere über ein Getriebe abbildbare schaltbare Gangstufen aufweisen können.It is known from the prior art to use axles which are electrically driven by means of electrical machines in different vehicles, including buses and trucks, and which can have a plurality of switchable gear stages which can be mapped via a transmission.

Um das hohe Drehzahlniveau elektrischer Antriebe bei angetriebenen Achsen nutzen zu können, sind mehrstufige Getriebe notwendig, welche aus Bauraumgründen so kompakt wie möglich gestaltet werden müssen.In order to be able to use the high speed level of electric drives with driven axes, multi-stage gearboxes are necessary, which must be made as compact as possible for reasons of installation space.

Zum Beispiel aus der EP 2450597 A1 ist aus 9 ein elektrischer Antrieb sowie ein Verfahren zur Steuerung des Antriebs bekannt, bei dem ein Getriebestufenwechsel mittels übergangslosen Verlaufs des Drehmoments an der Ausgangswelle bei elektrischen Antrieben ermöglicht wird. Die Schrift zeigt unter anderem ein Getriebe mit zwei Gängen mit Stirnradstufen zur Gangerzeugung. Das Getriebe wird durch zwei elektrische Maschinen angetrieben, welche je beide Gänge schalten können. Ein Gangwechsel erfolgt immer nur abwechselnd. Eine der beiden elektrischen Maschinen bleibt immer mit dem Abtrieb verbunden. So ist eine elektrische Zugkraftunterstützung während der Schaltung möglich. Nachteilig sind die verteilten Schaltelemente, da zur Betätigung dieser vier Schaltgabeln notwendig sind. Außerdem können die elektrischen Maschinen nicht miteinander verbunden werden, wenn kein Gang eingelegt ist bzw. das Getriebe in neutral geschaltet ist. Dies stellt einen Nachteil dar, wenn z.B. ein Nebenabtrieb mit hohem Leistungsbedarf betrieben werden soll.For example from the EP 2450597 A1 is over 9 an electric drive and a method for controlling the drive are known, in which a gear stage change is made possible by means of a seamless course of the torque on the output shaft in electric drives. The font shows, among other things, a gearbox with two gears with spur gear stages for gear generation. The transmission is driven by two electrical machines, each of which can shift both gears. A gear change always takes place alternately. One of the two electrical machines always remains connected to the output. An electrical traction support is possible during the shift. The distributed switching elements are disadvantageous, since four switching forks are necessary to actuate them. In addition, the electrical machines cannot be connected to one another if no gear is engaged or the transmission is switched to neutral. This is a disadvantage if, for example, a power take-off is to be operated with a high power requirement.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung für eine elektrisch angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs aufzuzeigen, welche die Nachteile des Stands der Technik behebt bzw. zumindest reduziert, sowie ein Verfahren zum Betreiben dieser Anordnung vorzuschlagen. Dies soll durch einen Radsatz mit zwei Gängen gelöst werden, wobei die zwei Gänge ebenfalls über Stirnradstufen gebildet werden sollen. Die Gänge sollen ebenfalls lastschaltbar sein. Die Schaltaktuatorik soll möglichst einfach bzw. mit möglichst wenig Bauteilen aufgebaut sein. Im Weiteren soll die Antriebsvorrichtung auch für den Anschluss von Nebenaggregaten optimiert sein.The present invention has for its object to provide a drive device for an electrically driven axle of a motor vehicle, which eliminates or at least reduces the disadvantages of the prior art, and to propose a method for operating this arrangement. This is to be solved by a gear set with two gears, the two gears also being formed via spur gear stages. The gears should also be power shiftable. The switching actuator should be as simple as possible or with as few components as possible. Furthermore, the drive device should also be optimized for the connection of auxiliary units.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.This object is achieved by the features of the independent claims. Further advantages and advantageous refinements emerge from the subclaims.

Es wird eine Antriebsvorrichtung zum Antrieb einer Fahrzeugachse mit zwei elektrischen Maschinen vorgeschlagen. Jede elektrische Maschine treibt eines von zwei Teilgetrieben eines Getriebes mit zwei Gängen an. Das Getriebe weist eine erste und eine zweite Radebene auf, über welche die zwei Gänge gebildet werden. Im Weiteren weist das Getriebe ein erstes, ein zweites, ein drittes und ein viertes Schaltelement auf. Die zwei Gänge, ein erster und ein zweiter Gang, können durch Schalten des ersten und des zweiten Schaltelements gebildet werden, wobei der erste Gang durch Betätigung des ersten Schaltelements und der zweite Gang durch Betätigung des zweiten Schaltelements geschaltet wird. Das dritte Schaltelement dient zur Verbindung der ersten und der zweiten elektrischen Maschine, so dass bei geschaltetem dritten Schaltelement das erste Teilgetriebe mit dem zweiten Teilgetriebe verbunden ist. Über das vierte Schaltelement kann die zweite elektrische Maschine mit der ersten oder der zweiten Radebene zur Bildung des ersten oder zweiten Gangs verbunden werden. Damit kann die zweite elektrische Maschine die Achse in diesem Gang alleine antreiben. Die erste und die zweite Radebene sind als erste und zweite Stirnradstufe ausgeführt. Die bauliche Reihenfolge der ersten und der zweiten Radebene kann je nach Ausführungsvariante gewählt werden. Je nach Anordnung kann das vierte Schaltelement entweder die erste oder die zweite Radebene mit der zweiten elektrischen Maschine verbinden, sodass die zweite elektrische Maschine im alleinigen Betrieb ohne die erste elektrische Maschine nur den ersten oder nur den zweiten Gang nutzen kann. Die Vor- und Nachteile hängen vom jeweiligen Einsatzgebiet und der Betriebsweise des Zielfahrzeugs ab.A drive device for driving a vehicle axle with two electrical machines is proposed. Each electrical machine drives one of two sub-transmissions of a two-speed transmission. The transmission has a first and a second wheel plane, via which the two gears are formed. Furthermore, the transmission has a first, a second, a third and a fourth shift element. The two gears, a first and a second gear, can be formed by shifting the first and the second shift element, the first gear being shifted by actuating the first shift element and the second gear by actuating the second shift element. The third switching element is used to connect the first and the second electrical machine, so that when the third switching element is switched, the first partial transmission is connected to the second partial transmission. Via the fourth shift element, the second electrical machine can be connected to the first or the second wheel plane to form the first or second gear. This means that the second electrical machine can drive the axle in this gear alone. The first and second gear planes are designed as first and second spur gear stages. The structural order of the first and second wheel levels can be selected depending on the design variant. Depending on the arrangement, the fourth shift element can connect either the first or the second wheel plane to the second electrical machine, so that the second electrical machine can use only the first or only the second gear in the sole operation without the first electrical machine. The advantages and disadvantages depend on the respective area of application and the mode of operation of the target vehicle.

Das erste und das zweite Schaltelement können als erstes Doppelschaltelement ausgeführt werden. Ebenso können das dritte und das vierte Schaltelement als zweites Doppelschaltelement ausgeführt werden. Ein Doppelschaltelement fasst zwei Einzelschaltelemente zusammen, so dass nur eine Aktuatorik und eine Schaltgabel notwendig sind. Damit können von jedem Doppelschaltelement abgesehen von einer Neutralstellung jeweils zwei weitere Schaltstellungen geschaltet werden. In der Neutralposition werden keine Bauteile miteinander verbunden. Durch die Ausführung als Doppelschaltelements werden weniger Schaltgabeln verbaut, was zu einer Teilereduzierung führt.The first and the second switching element can be designed as a first double switching element. The third and fourth switching elements can also be designed as second double switching elements. A double switching element combines two single switching elements, so that only one actuator system and one shift fork are required. With this, apart from a neutral position, two further switching positions can be switched from each double switching element. No components are connected to each other in the neutral position. The design as a double shift element means fewer shift forks are installed, which leads to a reduction in parts.

Die Schaltelemente können vorzugsweise formschlüssig ausgeführt werden, als Klauenschaltelemente. Dies ist möglich, da sie ohne Last geschaltet werden können. Die Synchronisierung wird durch die Drehzahlregelung der elektrischen Maschinen übernommen. Dabei synchronisiert immer diejenige elektrische Maschine, welche mit dem entsprechenden zu synchronisierenden Schaltelement verbunden ist. Das erste und das zweite Schaltelement werden mit der ersten elektrischen Maschine synchronisiert und das dritte und das vierte Schaltelement werden mit der zweiten elektrischen Maschine synchronisiert.The switching elements can preferably be designed in a form-fitting manner as claw switching elements. This is possible because they can be switched without a load. The synchronization is carried out by the speed control of the electrical machines. It always synchronizes that electrical machine which is connected to the corresponding switching element to be synchronized. The first and second switching elements are synchronized with the first electrical machine and the third and fourth switching elements are synchronized with the second electrical machine.

Die Antriebsvorrichtung kann durch eine elektrische Maschine allein angetrieben werden oder mit beiden elektrischen Maschinen zusammen. Bei Einzelantrieb der elektrischen Maschinen kann die erste elektrische Maschine den ersten und den zweiten Gang unabhängig von der zweiten elektrischen Maschine nutzen bzw. antrieben. Die zweite elektrische Maschine kann hingegen je nach Anordnung des ersten und des zweiten Radsatzes nur einen der beiden Gänge unabhängig von der ersten elektrischen Maschine nutzen bzw. antreiben. Mit einem Antrieb durch beide elektrischen Maschinen zusammen sind alle Gangkombinationen möglich.The drive device can be driven by an electrical machine alone or together with both electrical machines. When the electrical machines are driven individually, the first electrical machine can use or drive the first and second gears independently of the second electrical machine. The second electrical machine, however, can use or drive only one of the two gears independently of the first electrical machine, depending on the arrangement of the first and second wheel sets. All gear combinations are possible with a drive from both electrical machines together.

Die erste elektrische Maschine ist mit einer ersten Getriebeeingangswelle des ersten Teilgetriebes verbunden. Die erste Getriebeeingangswelle wird von der ersten elektrischen Maschine angetrieben. Die zweite elektrische Maschine ist mit einer zweiten Getriebeeingangswelle des zweiten Teilgetriebes verbunden. Diese zweite Getriebeeingangswelle wird von der zweiten elektrischen Maschine angetrieben. Das dritte Schaltelement ist der zweiten Getriebeeingangswelle zugeordnet und so angeordnet, dass es die beiden Getriebeeingangswellen und damit auch die beiden Teilgetriebe miteinander verbinden kann. Dabei weist die Antriebsvorrichtung zwei weitere Radebenen, eine dritte und eine vierte Radebene, auf. Die erste elektrische Maschine ist über eine erste Rotorwelle der ersten elektrischen Maschine und die dritte Radebene mit der ersten Getriebeeingangswelle verbunden und über die dritte Radebene vorübersetzt. Die zweite elektrische Maschine ist über eine zweite Rotorwelle der zweiten elektrischen Maschine und die vierte Radebene mit der zweiten Getriebeeingangswelle verbunden und ist über die vierte Radebene vorübersetzt. Die dritte und die vierte Radebene sind als Stirnradstufen ausgeführt. Die dritte und vierte Radebene bestehen jeweils aus zwei Festrädern, wobei jeweils eines der Festräder auf der Rotorwelle der elektrischen Maschine und das zweite Festrad auf der jeweiligen Getriebeeingangswelle angeordnet ist. Damit sind beide elektrischen Maschinen über eine Stirnrad-Vorübersetzung mit der jeweiligen Getriebeeingangswelle verbunden. Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kann Zwischenräder in der dritten oder vierten Radebene vorsehen, so dass ein größerer Achsabstand zwischen den beiden elektrischen Maschinen möglich wird. Damit können elektrische Maschinen mit größerem Durchmesser verwendet werden. Die erste Rotorwelle und die zweite Rotorwelle verlaufen achsparallel zueinander.The first electrical machine is connected to a first transmission input shaft of the first sub-transmission. The first transmission input shaft is driven by the first electrical machine. The second electrical machine is connected to a second transmission input shaft of the second sub-transmission. This second transmission input shaft is driven by the second electrical machine. The third shift element is assigned to the second transmission input shaft and is arranged in such a way that it can connect the two transmission input shafts and thus also the two partial transmissions to one another. The drive device has two further wheel planes, a third and a fourth wheel plane. The first electrical machine is connected to the first transmission input shaft via a first rotor shaft of the first electrical machine and the third wheel plane and is pre-translated via the third wheel plane. The second electrical machine is connected to the second transmission input shaft via a second rotor shaft of the second electrical machine and the fourth gear plane and is pre-translated via the fourth gear plane. The third and fourth gear levels are designed as spur gear stages. The third and fourth wheel planes each consist of two fixed wheels, one of the fixed wheels being arranged on the rotor shaft of the electrical machine and the second fixed wheel on the respective transmission input shaft. Both electrical machines are thus connected to the respective transmission input shaft via a spur gear pre-transmission. A further embodiment of the invention can provide intermediate wheels in the third or fourth wheel plane, so that a larger center distance between the two electrical machines is possible. This allows electrical machines with a larger diameter to be used. The first rotor shaft and the second rotor shaft run axially parallel to one another.

Die erste und die zweite Stirnradstufe bzw. Radebene bestehen aus jeweils einem schaltbaren Losrad und einem nicht schaltbaren Festrad. Dabei können die Losräder oder die Festräder auf der ersten Getriebeeingangswelle angeordnet sein oder auf einer achsparallel angeordneten Ausgangsswelle.The first and the second spur gear stage or gear plane each consist of a switchable idler gear and a non-switchable fixed gear. The idler gears or the fixed gears can be arranged on the first transmission input shaft or on an output shaft arranged parallel to the axis.

Bei der Ausführung mit Doppelschaltelementen ist bevorzugt das erste Doppelschaltelement der ersten Getriebeeingangswelle und das zweite Doppelschaltelement der zweiten Getriebeeingangswelle zugeordnet bzw. auf dieser angeordnet. Werden das erste und das zweite Schaltelement als Einzelschaltelemente ausgeführt, können entweder das erste und das zweite Schaltelement auf der ersten Getriebeeingangswelle angeordnet sein oder eines der beiden Schaltelemente kann auf der Ausgangswelle angeordnet sein. Das dritte und das vierte Schaltelement sind weiterhin der zweiten Getriebeeingangswelle zugeordnet. Das Schaltelement auf der Ausgangswelle verbindet in dieser Ausführung nicht mehr die erste Eingangswelle mit einem Losrad sondern die Ausgangswelle mit einem Losrad. Funktional ist diese Ausführungsvariante gleich mit der ersten Ausführungsvariante. Vorteil der Anordnung eines Schaltelements auf der Ausgangswelle ist, dass bei der betroffenen Radebene eine größere Übersetzung möglich wird, da das Antriebsrad auf der ersten Getriebeeingangswelle ein Festrad ist und damit mit kleinerem Durchmesser ausführbar ist als ein Losrad. Eine Betätigung der beiden Schaltelemente, des ersten und des zweiten Schaltelements, ist auch in dieser Ausführung über nur einen Aktuator möglich, über eine gemeinsame Schaltgabel mit zwei separaten Schaltgabeln.In the embodiment with double shift elements, the first double shift element is preferably assigned to the first transmission input shaft and the second double shift element is arranged on the second transmission input shaft. If the first and the second switching element are designed as individual switching elements, either the first and the second switching element can be arranged on the first transmission input shaft or one of the two switching elements can be arranged on the output shaft. The third and fourth shifting elements are also assigned to the second transmission input shaft. In this version, the switching element on the output shaft no longer connects the first input shaft with an idler gear but the output shaft with an idler gear. In functional terms, this variant is the same as the first variant. The advantage of arranging a shifting element on the output shaft is that a larger transmission ratio is possible in the wheel plane concerned, since the drive wheel on the first transmission input shaft is a fixed gear and can therefore be designed with a smaller diameter than an idler gear. An actuation of the two switching elements, the first and the second switching element, is also possible in this embodiment via only one actuator, via a common shift fork with two separate shift forks.

Die Antriebsvorrichtung kann längs oder quer zur Fahrzeugachse eingebaut sein. Bei Längseinbau, dem sogenannten Standardantrieb, wird die Ausgangswelle mit einer Kardanwelle verbunden, welche zu einem Achsdifferential führt. Bei Quereinbau kann die Ausgangswelle über eine Abtriebsradebene direkt mit einem Achsdifferential verbunden sein.The drive device can be installed longitudinally or transversely to the vehicle axis. In longitudinal installation, the so-called standard drive, the output shaft is connected to a cardan shaft, which leads to an axle differential. When installed transversely, the output shaft can be connected directly to an axle differential via an output gear level.

Im Weiteren sollen laut Aufgabenstellung auch Nebenaggregate angetrieben werden können. Durch Anordnung eines PTOs, eines Nebenabtriebs, kann zum Beispiel bei einem Nutzfahrzeug eine Hydraulikpumpe zum Antrieb einer höhenverstellbaren Laderampe oder bei einem Müllfahrzeug eine Presse oder bei einer Kehrmaschine ein rotierender Straßenbesen angetrieben werden. Ein erster PTO kann an die erste Getriebeeingangswelle angeschlossen werden. Bevorzugt wird er auf der Abtriebsseute der ersten Getriebeeingangswelle angeordnet. Der erste PTO kann dabei fest verbunden angeordnet sein oder schaltbar über eine Kupplung. Durch diese Anordnung kann die erste elektrische Maschine den ersten PTO alleine antreiben. Die erste elektrische Maschine treibt dabei über die dritte Radebene die erste Getriebeeingangswelle an, welche wiederum den ersten PTO antreibt. Währenddessen kann die zweite elektrische Maschine unabhängig von der ersten elektrischen Maschine einen Fahrbetrieb aufrechterhalten bzw. ausüben. Dies ist allerdings nur für einen der beiden Gänge möglich. Der PTO kann auch durch die erste und die zweite elektrische Maschine gemeinsam angetrieben werden. Dies ist besonders vorteilhaft bei stehendem Fahrzeug während das Getriebe in Neutral geschaltet ist, also keines der Schaltelemente Antriebleistung auf die Ausgangswelle überträgt. Lediglich das Schaltelement zur Verbindung der ersten und der zweiten Getriebeeingangswelle ist dabei geschlossen. Durch den gemeinsamen Antrieb durch die erste und die zweite elektrische Maschine ist eine höhere PTO-Antriebsleistung möglich. Die Last kann dynamisch zwischen der ersten elektrischen Maschine und der zweiten elektrischen Maschine verteilt werden, um einen hohen Wirkungsgrad und eine gleichmäßige Erwärmung der elektrischen Maschinen zu erzielen. Ein weiterer Vorteil der Anordnung eines PTOs an der ersten Getriebeeingangswelle ist, dass die erste Getriebeeingangswelle zu den zwei Rotorwellen der elektrischen Maschinen übersetzt ist. Damit benötigen die elektrischen Maschinen weniger Moment.According to the task, auxiliary units should also be able to be driven. By arranging a PTO, a power take-off, for example in a commercial vehicle a hydraulic pump for driving a height-adjustable loading ramp or in a garbage truck a press or in a sweeper a rotating street broom can be driven. A first PTO can be connected to the first transmission input shaft. It is preferably arranged on the output shaft of the first transmission input shaft. The first PTO can be arranged in a fixed connection or switchable via a clutch. Through this Arrangement, the first electrical machine can drive the first PTO alone. The first electric machine drives the first transmission input shaft via the third wheel plane, which in turn drives the first PTO. In the meantime, the second electrical machine can maintain or carry out driving operation independently of the first electrical machine. However, this is only possible for one of the two courses. The PTO can also be driven jointly by the first and the second electrical machine. This is particularly advantageous when the vehicle is at a standstill while the transmission is in neutral, that is to say none of the shifting elements transmit drive power to the output shaft. Only the switching element for connecting the first and the second transmission input shaft is closed. Due to the common drive by the first and the second electrical machine, a higher PTO drive power is possible. The load can be distributed dynamically between the first electrical machine and the second electrical machine in order to achieve high efficiency and uniform heating of the electrical machines. Another advantage of arranging a PTO on the first transmission input shaft is that the first transmission input shaft is translated to the two rotor shafts of the electrical machines. This means that the electrical machines need less torque.

Es kann auch ein PTO an die zweite Rotorwelle angeordnet werden. Dieser wird ebenfalls bevorzugt an das abtriebsseitige Ende der zweiten Rotorwelle angebunden. Die Verbindung der zweiten Rotorwelle mit dem zweiten PTO kann ebenfalls fest oder schaltbar ausgeführt sein. Der PTO kann mit dieser Anordnung auch entweder durch eine elektrische Maschine, die zweite elektrische Maschine, oder durch beide elektrischen Maschinen, durch Verbindung der beiden Getriebeeingangswellen, angetrieben werden. Weiterer Vorteil dieser Anordnung ist, dass wenn der PTO durch die zweite elektrische Maschine alleine angetrieben wird, über die erste elektrische Maschine weiter im ersten und im zweiten Gang gefahren werden kann. Es ist ebenfalls möglich beide PTO-Anordnungen, an der zweiten Rotorwelle und an der ersten Getriebeeingangswelle, in einer Ausführungsform zu kombinieren.A PTO can also be arranged on the second rotor shaft. This is also preferably connected to the output end of the second rotor shaft. The connection of the second rotor shaft to the second PTO can also be made fixed or switchable. With this arrangement, the PTO can also be driven either by one electrical machine, the second electrical machine, or by both electrical machines, by connecting the two transmission input shafts. Another advantage of this arrangement is that if the PTO is driven by the second electrical machine alone, the first electrical machine can continue to drive in the first and second gears. It is also possible to combine both PTO arrangements, on the second rotor shaft and on the first transmission input shaft, in one embodiment.

Bei der Ausführungsvariante mit Zwischenrädern, könnte ein PTO auch so angeordnet werden, dass er schaltbar oder fest mit der Zwischenradwelle verbunden ist, auf der das jeweilige Zwischenrad gelagert ist.In the embodiment variant with idler gears, a PTO could also be arranged such that it is switchable or permanently connected to the idler gear shaft on which the respective idler gear is mounted.

Die elektrischen Maschinen können achsparallel zueinander angeordnet werden oder auch koaxial. Die möglichen Funktionen und Schaltzustände bleiben dabei gleich. Bei koaxialer Anordnung ist eine insgesamt schmalere Bauform der Antriebsvorrichtung möglich, wohingegen bei achsparalleler Anordnung eine kürzere Bauform möglich ist.The electrical machines can be arranged axially parallel to one another or also coaxially. The possible functions and switching states remain the same. With a coaxial arrangement, an overall narrower design of the drive device is possible, whereas a shorter design is possible with an arrangement parallel to the axis.

Es können ebenfalls weitere Konstantübersetzungen eingebaut werden. Solche Konstantübersetzungen können als Stirnradstufe, als Planetenstufe mit einem gehäusefesten Bauteil oder als Kettentrieb ausgeführt werden. Ein erstes Beispiel dafür wäre eine weitere Konstantübersetzung von einer Rotorwelle einer elektrischen Maschine zu einer Getriebeeingangswelle. Dadurch kann die elektrische Maschine mit weniger Drehmoment und dafür mit höherer Drehzahl ausgelegt werden. Ein zweites Beispiel wäre eine weitere Konstantübersetzung zum Abtrieb hin. Dadurch können beide elektrischen Maschinen mit weniger Drehmoment und dafür mit höherer Drehzahl ausgelegt werden. Vorteil hier ist, dass das Getriebe mit seiner ersten und zweiten Radebene mit weniger Drehmoment belastet wird.Further constant gear ratios can also be installed. Such constant gear ratios can be designed as a spur gear stage, as a planetary stage with a component fixed to the housing, or as a chain drive. A first example of this would be a further constant translation from a rotor shaft of an electrical machine to a transmission input shaft. As a result, the electrical machine can be designed with less torque and therefore at a higher speed. A second example would be a further constant translation for downforce. As a result, both electrical machines can be designed with less torque and therefore with higher speed. The advantage here is that the transmission is loaded with less torque with its first and second wheel levels.

Im Weiteren wird ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung vorgeschlagen, wobei zur Verbindung der ersten Eingangswelle mit der zweiten Eingangswelle das dritte Schaltelement geschaltet wird, wodurch die beiden Teilgetriebe miteinander verbunden werden.Furthermore, a method for operating a drive device according to the invention is proposed, the third switching element being switched to connect the first input shaft to the second input shaft, as a result of which the two partial transmissions are connected to one another.

Zum Antrieb mit der ersten elektrischen Maschine werden der erste Gang und der zweite Gang durch Einlegen des ersten oder des zweiten Schaltelements geschaltet. Zum Antrieb mit der zweiten elektrischen Maschine wird das vierte Schaltelement zur Schaltung des ersten oder des zweiten Ganges geschaltet, je nach baulicher Anordnung der Radebenen.For driving with the first electrical machine, the first gear and the second gear are shifted by inserting the first or the second switching element. For the drive with the second electrical machine, the fourth shift element for shifting the first or second gear is shifted, depending on the structural arrangement of the wheel planes.

Die elektrischen Maschinen können zum gleichzeitigen Antrieb von zwei Nebenabtrieben bzw. Nebenaggregaten miteinander verbunden werden. Dies geschieht über das vierte Schaltelement, welches die beiden Getriebeeingangswellen miteinander verbindet.The electrical machines can be connected to drive two power take-offs or power packs at the same time. This is done via the fourth switching element, which connects the two transmission input shafts to each other.

Anhand der folgenden Zeichnungen wird die Erfindung näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder den Zeichnungen weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können.

  • 1 erfindungsgemäße Anordnung zum Antriebsvorrichtung in einer ersten Ausführungsform
  • 2 erfindungsgemäße Schaltzustände zur 1
  • 3 Anordnung nach 1 mit PTO-Anbindung
  • 4 zweites Ausführungsbeispiel gem. 1 mit anderer Anordnung der ersten und zweiten Radebene
  • 5 Schaltzustände zur zweiten Ausführungsvariante
  • 6 dritte Ausführungsvariante mit koaxialer Anordnung der elektrischen Maschinen
  • 7 vierte Ausführungsvariante mit Quereinbau
  • 8 fünfte Ausführungsvariante mit verteilt anordneten Schaltelementen
  • 9 sechste Ausführungsvariante mit Zwischenrad
The invention is described in more detail with reference to the following drawings, further features and / or advantages being able to result from the description and / or the drawings.
  • 1 Arrangement according to the invention for the drive device in a first embodiment
  • 2nd switching states according to the invention for 1
  • 3rd Arrangement after 1 with PTO connection
  • 4th second embodiment according to 1 with a different arrangement of the first and second wheel levels
  • 5 Switching states for the second variant
  • 6 third variant with coaxial arrangement of the electrical machines
  • 7 fourth version with transverse installation
  • 8th fifth variant with distributed switching elements
  • 9 sixth variant with idler gear

1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung zum Antrieb einer Fahrzeugachse in einer ersten Ausführungsform. Die Antriebsvorrichtung weist zwei elektrische Maschinen, eine erster elektrische Maschine 1 und eine zweite elektrische Maschine 2 auf. Jede elektrische Maschine 1 und 2 treibt eines von zwei Teilgetrieben eines Getriebes 7 mit zwei Gängen G1, G2 an. Darüber hinaus kann das Getriebe in neutral geschaltet werden, in den neutralen Gang G0. Das Getriebe weist außerdem eine erste und eine zweite Radebene R1, R2 auf. Über die erste Radebene wird der erste Gang G1 gebildet und über die zweite Radebene R2 wird der zweite Gang G2 gebildet. Im Weiteren weist das Getriebe 7 ein erstes, ein zweites, ein drittes und ein viertes Schaltelement A, B, C, D auf. Die zwei Gänge G1, G2 können durch Schalten des ersten und des zweiten Schaltelements A und B gebildet werden. Das erste Schaltelement A schaltet den ersten Gang G1 und das zweite Schaltelement B schaltet den zweiten Gang G2. Das dritte Schaltelement C dient zur Verbindung der ersten und der zweiten elektrischen Maschine 1, 2, so dass bei geschaltetem dritten Schaltelement C das erste Teilgetriebe mit dem zweiten Teilgetriebe verbunden ist. Über das vierte Schaltelement D kann die zweite elektrische Maschine 2 mit der ersten Radebenen R1 zur Bildung des ersten Gangs G1 verbunden werden. Die erste und die zweite Radebene R1 und R2 sind als erste und zweite Stirnradstufe ausgeführt. Die bauliche Reihenfolge der ersten und der zweiten Radebene kann je nach Ausführungsvariante gewählt werden. In der hier abgebildeten Ausführungsvariante kann das vierte Schaltelement D die erste Radebene R1 mit der zweiten elektrischen Maschine 2 verbinden, sodass die zweite elektrische Maschine 2 im alleinigen Betrieb ohne die erste elektrische Maschine 1 nur den ersten Gang G1 nutzen kann. 1 schematically shows a drive device according to the invention for driving a vehicle axle in a first embodiment. The drive device has two electrical machines, a first electrical machine 1 and a second electrical machine 2nd on. Any electrical machine 1 and 2nd drives one of two sub-transmissions of a transmission 7 with two courses G1 , G2 on. In addition, the transmission can be switched to neutral, in neutral gear G0 . The transmission also has a first and a second wheel plane R1 , R2 on. The first gear is on the first wheel plane G1 formed and over the second wheel plane R2 becomes the second gear G2 educated. In addition, the transmission 7 a first, a second, a third and a fourth switching element A , B , C. , D on. The two courses G1 , G2 can by switching the first and the second switching element A and B be formed. The first switching element A shifts first gear G1 and the second switching element B shifts second gear G2 . The third switching element C. serves to connect the first and the second electrical machine 1 , 2nd , so that when the third switching element is switched C. the first sub-transmission is connected to the second sub-transmission. Via the fourth switching element D can the second electric machine 2nd with the first wheel planes R1 to form the first course G1 get connected. The first and the second wheel level R1 and R2 are designed as first and second spur gear stages. The structural order of the first and second wheel levels can be selected depending on the design variant. In the embodiment variant shown here, the fourth switching element can D the first wheel plane R1 with the second electrical machine 2nd connect so the second electrical machine 2nd in sole operation without the first electrical machine 1 only first gear G1 can use.

Das erste und das zweite Schaltelement A, B sind als erstes Doppelschaltelement 9 ausgeführt. Ebenso sind das dritte und das vierte Schaltelement C, D als zweites Doppelschaltelement 10 ausgeführt. Jedes Doppelschaltelement kann abgesehen von einer Neutralposition jeweils zwei Schaltpositionen anfahren. In der Neutralposition werden keine Bauteile miteinander verbunden. Die Schaltelemente A, B, C, D sind als formschlüssige Klauenschaltelemente ausgeführt. Dies ist möglich, da sie ohne Last geschaltet werden können. Die Synchronisierung wird durch die Drehzahlregelung der elektrischen Maschinen 1, 2 übernommen. Dabei synchronisiert immer diejenige elektrische Maschine1, 2, welche mit dem entsprechenden zu synchronisierenden Schaltelement A, B, C, D verbunden ist. Das erste und das zweite Schaltelement A, B werden in der Regel mit der ersten elektrischen Maschine 1 synchronisiert und das dritte und das vierte Schaltelement C, D werden mit der zweiten elektrischen Maschine 2 synchronisiert.The first and the second switching element A , B are the first double switching element 9 executed. The third and fourth switching elements are likewise C. , D as a second double switching element 10 executed. Apart from a neutral position, each double switching element can move to two switching positions. No components are connected to each other in the neutral position. The switching elements A , B , C. , D are designed as positive claw switching elements. This is possible because they can be switched without a load. The synchronization is controlled by the speed control of the electrical machines 1 , 2nd accepted. The electrical machine 1, 2 which is synchronized with the corresponding switching element to be synchronized is always synchronized A , B , C. , D connected is. The first and the second switching element A , B are usually using the first electrical machine 1 synchronized and the third and fourth switching element C. , D be with the second electrical machine 2nd synchronized.

Die erste elektrische Maschine 1 ist mit einer ersten Getriebeeingangswelle 5 des ersten Teilgetriebes verbunden. Die erste Getriebeeingangswelle 5 wird von der ersten elektrischen Maschine 1 angetrieben. Die zweite elektrische Maschine 2 ist mit einer zweiten Getriebeeingangswelle 8 des zweiten Teilgetriebes verbunden. Diese zweite Getriebeeingangswelle 8 wird von der zweiten elektrischen Maschine 2 angetrieben. Das dritte Schaltelement C ist so angeordnet, dass es die beiden Getriebeeingangswellen 5, 8 und damit auch die beiden Teilgetriebe miteinander verbinden kann. Dabei weist die Antriebsvorrichtung zwei weitere Radebenen, eine dritte und eine vierte Radebene R3, R4, auf. Die erste elektrische Maschine 1 ist über eine erste Rotorwelle 3 der ersten elektrischen Maschine 1 und die dritte Radebene R3 mit der ersten Getriebeeingangswelle 5 verbunden und über diese dritte Radebene R3 vorübersetzt. Die zweite elektrische Maschine 2 ist über eine zweite Rotorwelle 4 der zweiten elektrischen Maschine 2 und die vierte Radebene R4 mit der zweiten Getriebeeingangswelle 8 verbunden und ist über die vierte Radebene R4 vorübersetzt. Die dritte und die vierte Radebene R3, R4 sind ebenfalls als Stirnradstufen ausgeführt. Die dritte und vierte Radebene R3, R4 bestehen jeweils aus zwei Festrädern, wobei jeweils eines der Festräder auf der Rotorwelle 3, 4 der elektrischen Maschinen 1, 2 und das zweite Festrad auf der jeweiligen Getriebeeingangswelle 5, 8 angeordnet ist. Die erste Rotorwelle 3 und die zweite Rotorwelle 4 sind achsparallel zueinander angeordnet. Die Getriebeeingangswellen 5, 8 sind achsparallel zu den Rotorwellen 3, 4 angeordnet. Die erste und die zweite Stirnradstufe bzw. Radebene R1, R2 bestehen aus jeweils einem schaltbaren Losrad 11, 12 und einem nicht schaltbaren Festrad 13, 14. Das erste Losrad 11 der ersten Radebene R1 ist auf der ersten Getriebeeingangswelle 5 angeordnet und über das erste Schaltelement A mit der ersten Getriebeeingangswelle 5 verbindbar. Das zweite Losrad 12 der zweiten Radebene R2 ist ebenfalls auf der ersten Getriebeeingangswelle 5 angeordnet und über das zweite Schaltelement B mit der ersten Getriebeeingangswelle 5 verbindbar. Achsparallel zur ersten Getriebeeingangswelle 5 verläuft eine Ausgangswelle 6, auf welcher die Festräder 13, 14 der ersten und zweiten Radebene R1 und R2 angeordnet sind. Das erste Losrad 11 greift dabei in das erste Festrad 13 ein und das zweite Losrad 12 greift in das zweite Festrad 14 ein. Von der Ausgangswelle 6 wird die Leistung bei Längseinbau über eine Kardanwelle auf ein Achsdifferential übertragen. Das erste Doppelschaltelement 9 ist deshalb zur Verbindung des ersten und zweiten Losrads 11, 12 mit der ersten Getriebeeingangswelle 5 ebenfalls auf der ersten Getriebeeingangswelle 5 angeordnet. Das erste Doppelschaltelement 9 ist damit der ersten Getriebeeingangswelle 5 zugeordnet und das zweite Doppelschaltelement 10 ist der zweiten Getriebeeingangswelle8 zugeordnet.The first electrical machine 1 is with a first transmission input shaft 5 connected to the first sub-transmission. The first transmission input shaft 5 is from the first electrical machine 1 driven. The second electrical machine 2nd is with a second transmission input shaft 8th connected to the second sub-transmission. This second transmission input shaft 8th is from the second electrical machine 2nd driven. The third switching element C. is arranged so that it has the two transmission input shafts 5 , 8th and thus can also connect the two sub-transmissions with one another. The drive device has two further wheel planes, a third and a fourth wheel plane R3 , R4 , on. The first electrical machine 1 is about a first rotor shaft 3rd the first electrical machine 1 and the third wheel plane R3 with the first transmission input shaft 5 connected and over this third wheel plane R3 pre-translated. The second electrical machine 2nd is via a second rotor shaft 4th the second electrical machine 2nd and the fourth wheel plane R4 with the second transmission input shaft 8th connected and is on the fourth wheel level R4 pre-translated. The third and fourth wheel levels R3 , R4 are also designed as spur gear stages. The third and fourth wheel levels R3 , R4 consist of two fixed gears, one of the fixed gears on the rotor shaft 3rd , 4th of electrical machines 1 , 2nd and the second fixed gear on the respective transmission input shaft 5 , 8th is arranged. The first rotor shaft 3rd and the second rotor shaft 4th are arranged axially parallel to each other. The transmission input shafts 5 , 8th are axially parallel to the rotor shafts 3rd , 4th arranged. The first and the second spur gear stage or gear plane R1 , R2 each consist of a switchable idler gear 11 , 12th and a non-switchable fixed wheel 13 , 14 . The first idler gear 11 the first wheel plane R1 is on the first transmission input shaft 5 arranged and over the first switching element A with the first transmission input shaft 5 connectable. The second idler gear 12th the second wheel plane R2 is also on the first transmission input shaft 5 arranged and over the second switching element B with the first transmission input shaft 5 connectable. Axial parallel to the first transmission input shaft 5 runs an output wave 6 on which the fixed wheels 13 , 14 the first and second wheel plane R1 and R2 are arranged. The first idler gear 11 reaches into the first fixed gear 13 one and the second idler gear 12th reaches into the second fixed gear 14 a. From the output shaft 6 the power for longitudinal installation is transferred to an axle differential via a cardan shaft. The first double switching element 9 is therefore for connecting the first and second idler gear 11 , 12th with the first transmission input shaft 5 also on the first transmission input shaft 5 arranged. The first double switching element 9 is the first transmission input shaft 5 assigned and the second double switching element 10 is assigned to the second transmission input shaft 8.

Das erste Losrad 11 ist antriebsseitig auch über das zweite Doppelschaltelement 10 in seiner zweiten Schaltstellung D mit der zweiten Getriebeeingangswelle 8 verbindbar. Die zweite Getriebeeingangswelle 8 ist als Hohlwelle ausgeführt und umschließt die erste Getriebeeingangswelle 5 zumindest abschnittsweise. Die zweite Getriebeeingangswelle 8 kann wie bereits beschrieben über das zweite Doppelschaltelement 10 in seiner ersten Schaltstellung C auch mit der ersten Getriebeeingangswelle 5 verbunden werden. Die erste und die zweite Getriebeeingangswelle 5, 8 sind koaxial zueinander angeordnet.The first idler gear 11 is also on the drive side via the second double switching element 10 in its second switch position D with the second transmission input shaft 8th connectable. The second transmission input shaft 8th is designed as a hollow shaft and encloses the first transmission input shaft 5 at least in sections. The second transmission input shaft 8th can, as already described, via the second double switching element 10 in its first switch position C. also with the first transmission input shaft 5 get connected. The first and second transmission input shafts 5 , 8th are arranged coaxially to each other.

Die elektrischen Maschinen 1, 2 sind achsparallel zueinander angeordnet, womit eine kurze Bauform ermöglicht wird.The electrical machines 1 , 2nd are arranged axially parallel to each other, which enables a short design.

In 2 werden mögliche Schaltzustände der Antriebsvorrichtung aus 1 dargestellt. Mit der vorgestellten Antriebsvorrichtung können neun Schaltzustände Z1 - Z9 genutzt werden. Diese sind in der ersten Spalte der Tabelle angegeben. Jede elektrische Maschine 1, 2 kann in einem der möglichen Gänge, einem ersten Gang G1, einem zweiten Gang G2 oder einem neutralen Gang G0 genutzt werden. Die Gänge der ersten elektrischen Maschine 1 sind in der zweiten Spalte angegeben und die Gänge der zweiten elektrischen Maschine 2 in der dritten Spalte. Im neutralen Gang G0 wird keine drehmoment- bzw. leistungsübertragende Verbindung mit dem Abtrieb hergestellt. Der erste Gang G1 wird mit der Übersetzung der ersten Radebene R1 erzeugt. Der zweite Gang G2 wird mit der Übersetzung der zweiten Radebene R2 erzeugt. Es kann mit einer elektrischen Maschine 1, 2 alleine angetrieben werden, oder mit beiden zusammen. Mit beiden elektrischen Maschinen 1, 2 zusammen, sind alle Gangkombinationen G1, G2 möglich, wobei die zweite elektrische Maschine 2 allein nur den ersten Gang G1 unabhängig von der zweiten ersten Maschine 1 nutzen kann. Zur Verwirklichung der Gänge G0, G1, G2 sind verschiedene Schaltelemente A, B, C, D der beiden Doppelschaltelemente 9, 10 einzustellen bzw. zu schalten. Diese sind in den Spalten vier bis sieben angegeben. Ein Kreuz in einer der Spalten A, B, C, D bedeutet, dass diese Schaltelemente im jeweiligen Schaltzustand Z1 - Z9 betätigt bzw. geschaltet sind.In 2nd possible switching states of the drive device 1 shown. With the drive device presented nine switching states can Z1 - Z9 be used. These are given in the first column of the table. Any electrical machine 1 , 2nd can be in one of the possible gears, a first gear G1 , a second course G2 or a neutral gear G0 be used. The gears of the first electrical machine 1 are given in the second column and the gears of the second electrical machine 2nd in the third column. In neutral gear G0 no torque or power transmission connection is established with the output. The first course G1 with the translation of the first wheel plane R1 generated. The second course G2 with the translation of the second wheel plane R2 generated. It can be done with an electrical machine 1 , 2nd be driven alone, or together with both. With both electrical machines 1 , 2nd together, are all gear combinations G1 , G2 possible, the second electrical machine 2nd only first gear alone G1 regardless of the second first machine 1 can use. To achieve the gears G0 , G1 , G2 are different switching elements A , B , C. , D of the two double switching elements 9 , 10 adjust or switch. These are shown in columns four to seven. A cross in one of the columns A , B , C. , D means that these switching elements in the respective switching state Z1 - Z9 are actuated or switched.

Im ersten Schaltzustand Z1 nutzen beide elektrischen Maschinen 1, 2 den neutralen Gang G0. Das dritte Schaltelement C des zweiten Doppelschaltelements 10 ist geschaltet, wodurch die beiden Getriebeeingangswelle 5, 8 und damit die beiden Teilgetriebe miteinander verbunden werden.In the first switching state Z1 use both electrical machines 1 , 2nd the neutral gear G0 . The third switching element C. of the second double switching element 10 is switched, causing the two transmission input shaft 5 , 8th and thus the two sub-transmissions are connected to each other.

Im zweiten Schaltzustand Z2 nutzt die erste elektrische Maschine 1 den ersten Gang G1 und die zweite elektrische Maschine 2 den neutralen Gang G0. Das erste Schaltelement A des ersten Doppelschaltelement 9 ist zur Verbindung des ersten Losrads 11 mit der ersten Getriebeeingangswelle 5 und damit zur Schaltung des ersten Gangs G1 geschaltet. In diesem Schaltzustand Z2 wird alleine über die erste elektrische Maschine 1 im ersten Gang G1 gefahren.In the second switching state Z2 uses the first electrical machine 1 the first course G1 and the second electrical machine 2nd the neutral gear G0 . The first switching element A of the first double switching element 9 is for connecting the first idler gear 11 with the first transmission input shaft 5 and thus to shift the first gear G1 switched. In this switching state Z2 is alone over the first electrical machine 1 in first gear G1 hazards.

Im dritten Schaltzustand Z3 nutzt die erste elektrische Maschine 1 den zweiten Gang G2 und die zweite elektrische Maschine 2 den neutralen Gang G0. Das zweite Schaltelement B des ersten Doppelschaltelements 9 ist zur Verbindung des zweiten Losrads 12 mit der ersten Getriebeeingangswelle 5 und damit zur Schaltung des zweiten Gangs G2 geschaltet. In diesem Schaltzustand Z3 wird alleine über die erste elektrische Maschine 1 im zweiten Gang G2 gefahren.In the third switching state Z3 uses the first electrical machine 1 the second gear G2 and the second electrical machine 2nd the neutral gear G0 . The second switching element B of the first double switching element 9 is for connecting the second idler gear 12th with the first transmission input shaft 5 and thus to shift the second gear G2 switched. In this switching state Z3 is alone over the first electrical machine 1 in second gear G2 hazards.

Im vierten Schaltzustand Z4 nutzt die erste elektrische Maschine 1 den neutralen Gang G0 und die zweite elektrische Maschine 2 den ersten Gang G1. Das erste Doppelschaltelement 9 ist dazu in seiner neutralen Schaltstellung und zur Verbindung des ersten Losrads 11 mit der zweiten Getriebeeingangswelle 8 und damit zur Schaltung des ersten Gangs G1 ist das vierte Schaltelement D des zweiten Doppelschaltelements 10 geschaltet. In diesem Schaltzustand Z4 wird alleine über die zweite elektrische Maschine 2 im ersten Gang G1 gefahren.In the fourth switching state Z4 uses the first electrical machine 1 the neutral gear G0 and the second electrical machine 2nd the first course G1 . The first double switching element 9 is in its neutral switching position and for connecting the first idler gear 11 with the second transmission input shaft 8th and thus to shift the first gear G1 is the fourth switching element D of the second double switching element 10 switched. In this switching state Z4 is alone through the second electrical machine 2nd in first gear G1 hazards.

Im fünften Schaltzustand Z5 nutzt die erste elektrische Maschine 1 den ersten Gang G1 und die zweite elektrische Maschine 2 ebenfalls den ersten Gang G1. Das erste Schaltelement A des ersten Doppelschaltelements 9 ist zur Verbindung des ersten Losrads 11 mit der ersten Getriebeeingangswelle 5 und damit zur Schaltung des ersten Gangs G1 geschaltet. Gleichzeitig ist das dritte Schaltelement C des zweiten Doppelschaltelements 10 zur Verbindung der ersten Getriebeeingangswelle 5 mit der zweiten Getriebeeingangswelle 8 geschaltet. Damit kann der erste Gang G1 mit beiden elektrischen Maschinen 1, 2 gefahren werden.In the fifth switching state Z5 uses the first electrical machine 1 the first course G1 and the second electrical machine 2nd also first gear G1 . The first switching element A of the first double switching element 9 is for connecting the first idler gear 11 with the first transmission input shaft 5 and thus to shift the first gear G1 switched. At the same time is the third switching element C. of the second double switching element 10 to connect the first transmission input shaft 5 with the second transmission input shaft 8th switched. So that the first course G1 with both electrical machines 1 , 2nd be driven.

Im sechsten Schaltzustand Z6 nutzt die erste elektrische Maschine 1 den ersten Gang G1 und die zweite elektrische Maschine 2 ebenfalls den ersten Gang G1. Das erste Schaltelement A des ersten Doppelschaltelements 9 ist zur Verbindung des ersten Losrads 11 mit der ersten Getriebeeingangswelle 5 und damit zur Schaltung des ersten Gangs G1 geschaltet. Gleichzeitig ist das vierte Schaltelement D des zweiten Doppelschaltelements 10 zur Verbindung der ersten Getriebeeingangswelle 5 mit ersten Losrad 11 der ersten Radebene R1 geschaltet. Damit kann ebenfalls der erste Gang G1 mit beiden elektrischen Maschinen 1, 2 gefahren werden.In the sixth switching state Z6 uses the first electrical machine 1 the first course G1 and the second electrical machine 2nd also first gear G1 . The first switching element A of the first double switching element 9 is for connecting the first idler gear 11 with the first transmission input shaft 5 and thus to shift the first gear G1 switched. At the same time is the fourth switching element D of the second double switching element 10 to connect the first transmission input shaft 5 with first idler gear 11 the first wheel plane R1 switched. This can also be used in first gear G1 with both electrical machines 1 , 2nd be driven.

Im siebten Schaltzustand Z7 nutzt die erste elektrische Maschine 1 den zweiten Gang G2 und die zweite elektrische Maschine 2 den ersten Gang G1. Das zweite Schaltelement B des ersten Doppelschaltelements 9 ist zur Verbindung des zweiten Losrads 12 mit der ersten Getriebeeingangswelle 5 und damit zur Schaltung des zweiten Gangs G2 geschaltet. Gleichzeitig ist das vierte Schaltelement D des zweiten Doppelschaltelements 10 zur Verbindung der ersten Getriebeeingangswelle 5 mit ersten Losrad 11 der ersten Radebene R1 geschaltet. In diesem siebten Schaltzustand Z7 wird über die erste und die zweite elektrische Maschine 1, 2 elektrisch gefahren.In the seventh switching state Z7 uses the first electrical machine 1 the second gear G2 and the second electrical machine 2nd the first course G1 . The second switching element B of the first double switching element 9 is for connecting the second idler gear 12th with the first transmission input shaft 5 and thus to shift the second gear G2 switched. At the same time is the fourth switching element D of the second double switching element 10 to connect the first transmission input shaft 5 with first idler gear 11 the first wheel plane R1 switched. In this seventh switching state Z7 is about the first and the second electrical machine 1 , 2nd electrically driven.

Im achten Schaltzustand Z8 nutzt die erste elektrische Maschine 1 den zweiten Gang G2 und die zweite elektrische Maschine 2 ebenfalls den zweiten Gang G2. Das zweite Schaltelement B des ersten Doppelschaltelements 9 ist zur Verbindung des zweiten Losrads 12 mit der ersten Getriebeeingangswelle 5 und damit zur Schaltung des zweiten Gangs G2 geschaltet. Gleichzeitig ist das dritte Schaltelement C des zweiten Doppelschaltelements 10 zur Verbindung der ersten Getriebeeingangswelle 5 mit der zweiten Getriebeeingangswelle 8 geschaltet. In diesem achten Schaltzustand Z8 wird über die erste und die zweite elektrische Maschine 1, 2 elektrisch gefahren.In the eighth switching state Z8 uses the first electrical machine 1 the second gear G2 and the second electrical machine 2nd also the second gear G2 . The second switching element B of the first double switching element 9 is for connecting the second idler gear 12th with the first transmission input shaft 5 and thus to shift the second gear G2 switched. At the same time is the third switching element C. of the second double switching element 10 to connect the first transmission input shaft 5 with the second transmission input shaft 8th switched. In this eighth switching state Z8 is about the first and the second electrical machine 1 , 2nd electrically driven.

Im neunten Schaltzustand Z8 wird alles in neutral schaltet. Beide Doppelschaltelemente 9 und 10 werden in ihre neutrale Schaltstellung geschaltet, um keine Verbindung zum Abtrieb herzustellen.In the ninth switching state Z8 everything is switched to neutral. Both double switching elements 9 and 10 are switched to their neutral switching position in order not to establish a connection to the output.

Alle Schaltzustände Z1 - Z9 sind lastschaltbar. Beispielhaft wird der Wechsel vom sechsten Schaltzustand Z6 in den siebten Schaltzustand Z7 dargestellt. Die Antriebsvorrichtung wird im sechsten Schaltzustand Z6 betrieben. Das erste Schaltelement A des ersten Doppelschaltelements 9 ist geschaltet und das vierte Schaltelement D des zweiten Doppelschaltelements 10 ist geschaltet. Beide elektrischen Maschinen 1, 2 nutzen den ersten Gang G1. Wenn ein Gangwechsel bei der ersten elektrischen Maschine 1vom ersten Gang G1 in den zweiten Gang G2 erfolge soll, wird die Zugkraft währenddessen mit der zweiten elektrischen Maschine 2 über die erste Radebene R1 aufrechterhalten. Dies entspricht vorübergehend dem vierten Schaltzustand Z4, denn das vierte Schaltelement des zweiten Doppelschaltelements 10 bleibt geschlossen bzw. geschaltet, wobei während des Gangwechsels weder das erste Schaltelement A noch das zweite Schaltelement B des ersten Doppelschaltelements 9 geschlossen bzw. geschaltet sind. Nach dem Gangwechsel ist in den siebten Schaltzustand Z7 ist das zweite Schaltelement B des ersten Doppelschaltelements 9 geschaltet und das vierte Schaltelement D des zweiten Doppelschaltelements 10 ist weiterhin geschlossen.All switching states Z1 - Z9 are power switchable. The change from the sixth switching state is an example Z6 in the seventh switching state Z7 shown. The drive device is in the sixth switching state Z6 operated. The first switching element A of the first double switching element 9 is switched and the fourth switching element D of the second double switching element 10 is switched. Both electrical machines 1 , 2nd use the first gear G1 . When a gear change in the first electric machine 1 from the first gear G1 in the second gear G2 should be successful, the traction is meanwhile with the second electrical machine 2nd over the first wheel plane R1 maintain. This temporarily corresponds to the fourth switching state Z4 , because the fourth switching element of the second double switching element 10 remains closed or switched, neither the first switching element during the gear change A still the second switching element B of the first double switching element 9 are closed or switched. After the gear change is in the seventh shift state Z7 is the second switching element B of the first double switching element 9 switched and the fourth switching element D of the second double switching element 10 is still closed.

Wenn nun ein Gangwechsel der zweiten elektrischen Maschine 2 ebenfalls vom ersten Gang G1 in den zweiten Gang G2 erfolgen soll, wird die Zugkraft währenddessen mit der ersten elektrischen Maschine 1 über die zweite Radebene R2 aufrechterhalten. Dies entspricht vorübergehend dem dritten Schaltzustand Z3, in dem während des Schaltvorgangs das zweite Schaltelement B des ersten Doppelschaltelements 9 geschaltet ist, während weder das dritte noch das vierte Schaltelement C, D des zweiten Doppelschaltelements 10 geschaltet sind. Nach dem Gangwechsel ist das zweite Schaltelement B des ersten Doppelschaltelements 9 und das vierte Schaltelement D des zweiten Doppelschaltelements 10 geschaltet. Beide elektrischen Maschinen 1, 2 nutzen den zweiten Gang G2. Das erste Doppelschaltelement 9 wird dabei mit der ersten elektrischen Maschine 1 synchronisiert und das zweite Doppelschaltelement 10 wir mit der zweiten elektrischen Maschine 2 synchronisiert.If there is now a gear change of the second electrical machine 2nd also from first gear G1 in the second gear G2 the tensile force is meanwhile with the first electrical machine 1 over the second wheel plane R2 maintain. This temporarily corresponds to the third switching state Z3 , in which the second switching element during the switching process B of the first double switching element 9 is switched while neither the third nor the fourth switching element C. , D of the second double switching element 10 are switched. After the gear change is the second shift element B of the first double switching element 9 and the fourth switching element D of the second double switching element 10 switched. Both electrical machines 1 , 2nd use the second gear G2 . The first double switching element 9 with the first electrical machine 1 synchronized and the second double switching element 10 we with the second electrical machine 2nd synchronized.

In 3 wird eine 1 entsprechende Ausführungsvariante zum Antreiben von Nebenaggregaten aufgezeigt, wobei zwei PTOs angeordnet werden können. PTO steht für Power-Take-Off und ist ein Nebenabtrieb zum Antrieb von Nebenaggregaten. Ein erster PTO 15 kann an die erste Getriebeeingangswelle 5 angeschlossen werden. Der erste PTO 15 kann dabei fest verbunden angeordnet sein oder wie abgebildet schaltbar über eine erste Kupplung 17. Durch diese Anordnung kann die erste elektrische Maschine 1 den ersten PTO 15 alleine antreiben. Die erste elektrische Maschine 1 treibt dabei über die dritte Radebene R3 die erste Getriebeeingangswelle 5 an, welche wiederum den ersten PTO 15 antreibt. Währenddessen kann die zweite elektrische Maschine 2 unabhängig von der ersten elektrischen Maschine 1 einen Fahrbetrieb aufrechterhalten bzw. ausüben. Dies ist allerdings nur für den ersten Gang G1 möglich. Der PTO 15 kann auch durch die erste und die zweite elektrische Maschine 1, 2 gemeinsam angetrieben werden. Dies ist besonders vorteilhaft bei stehendem Fahrzeug während das Getriebe 7 in Neutral G0 geschaltet ist, also keines der Schaltelemente 10, 9 Antriebleistung auf die Ausgangswelle 6 überträgt. Lediglich das dritte Schaltelement C des zweiten Doppelschaltelements 10 ist zur Verbindung der ersten und der zweiten Getriebeeingangswelle 5, 8 geschlossen. Durch den gemeinsamen Antrieb durch die erste und die zweite elektrische Maschine 1, 2 ist eine höhere PTO-Antriebsleistung möglich. Die Last kann dynamisch zwischen der ersten elektrischen Maschine 1 und der zweiten elektrischen Maschine 2 verteilt werden, um einen hohen Wirkungsgrad und eine gleichmäßige Erwärmung der elektrischen Maschinen 1, 2 zu erzielen. Ein weiterer Vorteil der Anordnung eines PTOs 15 an der ersten Getriebeeingangswelle 5 ist, dass die erste Getriebeeingangswelle 5 zu den zwei Rotorwellen 3, 4 der elektrischen Maschinen 1, 2 übersetzt ist. Damit benötigen die elektrischen Maschinen 1, 2 weniger Moment.In 3rd becomes a 1 Corresponding design variant for driving auxiliary units is shown, two PTOs being able to be arranged. PTO stands for power take-off and is a power take-off for driving auxiliary units. A first PTO 15 can on the first transmission input shaft 5 be connected. The first PTO 15 can be arranged permanently connected or switchable as shown via a first clutch 17th . With this arrangement, the first electrical machine 1 the first PTO 15 drive alone. The first electrical machine 1 drives over the third wheel level R3 the first transmission input shaft 5 which in turn is the first PTO 15 drives. Meanwhile, the second electrical machine 2nd regardless of the first electrical machine 1 maintain or practice driving. However, this is only for first gear G1 possible. The PTO 15 can also by the first and the second electrical machine 1 , 2nd be driven together. This is particularly advantageous when the vehicle is stationary while the gearbox 7 in neutral G0 is switched, so none of the switching elements 10 , 9 Drive power on the output shaft 6 transmits. Only the third switching element C. of the second double switching element 10 is for connecting the first and the second transmission input shaft 5 , 8th closed. By the common drive by the first and the second electrical machine 1 , 2nd higher PTO drive power is possible. The load can be dynamic between the first electrical machine 1 and the second electrical machine 2nd be distributed to ensure high efficiency and uniform heating of the electrical machines 1 , 2nd to achieve. Another advantage of arranging a PTO 15 on the first transmission input shaft 5 is that the first transmission input shaft 5 to the two rotor shafts 3rd , 4th of electrical machines 1 , 2nd is translated. So the electrical machines need 1 , 2nd less moment.

Es kann auch ein zweiter PTO 16 an die zweite Rotorwelle 4 angeordnet werden. Die Verbindung kann ebenfalls fest oder wie hier dargestellt schaltbar über eine Kupplung 18 ausgeführt sein. Der PTO 16 kann mit dieser Anordnung entweder über die zweite elektrische Maschine 2 oder durch beide elektrischen Maschinen 1, 2, durch Verbindung der beiden Getriebeeingangswellen 5, 8, angetrieben werden. Dazu wird das dritte Schaltelement C des zweiten Doppelschaltelements 10 geschaltet. Weiterer Vorteil dieser Anordnung ist, dass wenn der PTO durch die zweite elektrische Maschine 2 alleine angetrieben wird, über die erste elektrische Maschine 1 weiter im ersten und im zweiten Gang G1, G2 gefahren werden kann. Es ist wie hier gezeigt dabei möglich beide PTO-Anordnungen, an der zweiten Rotorwelle 4 und an der ersten Getriebeeingangswelle 5, in einer Ausführungsform zu kombinieren und damit zwei PTOs 15, 16 gleichzeitig vorzusehen.A second PTO can also be used 16 to the second rotor shaft 4th to be ordered. The connection can also be fixed or switchable via a coupling as shown here 18th be executed. The PTO 16 can with this arrangement either via the second electrical machine 2nd or by both electrical machines 1 , 2nd , by connecting the two transmission input shafts 5 , 8th , are driven. This is the third switching element C. of the second double switching element 10 switched. Another advantage of this arrangement is that when the PTO is powered by the second electrical machine 2nd is driven alone, via the first electrical machine 1 further in the first and second gear G1 , G2 can be driven. As shown here, it is possible to have both PTO arrangements on the second rotor shaft 4th and on the first transmission input shaft 5 to combine in one embodiment and thus two PTOs 15 , 16 to provide at the same time.

4 zeigt eine Ausführungsvariante der 1, wobei lediglich die erste Radebene R1, mit dem ersten Losrad 11 und dem Festrad 13, mit der zweiten Radebene R2, mit dem zweiten Losrad 12 und dem zweiten Festrad 14, vertauscht angeordnet wurde. Es wurde lediglich die bauliche Reihenfolge geändert bzw. getauscht. Damit kann die zweite elektrische Maschine 2 im alleinigen Betrieb ohne die erste elektrische Maschine 1 nur den zweiten Gang G2, welcher über die zweite Radebene R2 erzeugt wird, nutzen. Außerdem wurde das erste Schaltelement A mit dem zweiten Schaltelement B des ersten Doppelschaltelements 9 getauscht. Damit wird weiterhin das erste Schaltelement A des ersten Doppelschaltelements 9 geschaltet um den ersten Gang G1 zu schalten und das zweite Schaltelement B um den zweiten Gang G2 zu schalten. Dies wird ebenfalls nochmals anhand eines Schaltzustanddiagramms in 5 dargestellt. 4th shows an embodiment of the 1 , with only the first wheel plane R1 , with the first idler gear 11 and the fixed gear 13 , with the second wheel plane R2 , with the second idler gear 12th and the second fixed gear 14 , was interchanged. Only the structural order was changed or exchanged. So that the second electrical machine 2nd in sole operation without the first electrical machine 1 only second gear G2 which over the second wheel plane R2 is generated, use. It also became the first switching element A with the second switching element B of the first double switching element 9 exchanged. This continues to be the first switching element A of the first double switching element 9 switched to first gear G1 to switch and the second switching element B around the second gear G2 to switch. This is also shown again using a switching state diagram in 5 shown.

5 zeigt analog zur Darstellung in 2 mögliche Schaltzustände der Antriebsvorrichtung aus 4. Mit der vorgestellten Antriebsvorrichtung können ebenfalls neun Schaltzustände Z1 - Z9 genutzt werden. Jede elektrische Maschine 1, 2 kann in einem der möglichen Gänge, einem ersten Gang G1, einem zweiten Gang G2 oder einem neutralen Gang G0 genutzt werden. Es kann mit einer elektrischen Maschine alleine angetrieben werden, oder mit beiden zusammen. Mit beiden elektrischen Maschinen 1, 2 zusammen, sind alle Gangkombinationen möglich, wobei die zweite elektrische Maschine 2 allein nur den zweiten Gang G2 unabhängig von der ersten elektrischen Maschine 1 nutzen kann. Zur Verwirklichung der Gänge G0, G1, G2 sind verschiedene Schaltelemente A, B, C, D der beiden Doppelschaltelemente 9, 10 zu schließen bzw. zu schalten. Da die erste Radebene R1 und die zweite Radebene R2 vertauscht wurden und ebenfalls das erste und das zweite Schaltelement A und B des ersten Doppelschaltelements 9 vertauscht wurden, können die neun Schaltzustände Z1-Z9 gleich wie in 2 beschrieben genutzt werden. 5 shows analogous to the representation in 2nd possible switching states of the drive device 4th . With the drive device presented, nine switching states can also be used Z1 - Z9 be used. Any electrical machine 1 , 2nd can be in one of the possible gears, a first gear G1 , a second course G2 or a neutral gear G0 be used. It can be powered by an electric machine alone, or both together. With both electrical machines 1 , 2nd together, all gear combinations are possible, with the second electric machine 2nd only second gear alone G2 regardless of the first electrical machine 1 can use. To achieve the gears G0 , G1 , G2 are different switching elements A , B , C. , D of the two double switching elements 9 , 10 to close or switch. Because the first wheel plane R1 and the second wheel plane R2 were exchanged and also the first and the second switching element A and B of the first double switching element 9 the nine switching states can be swapped Z1-Z9 same as in 2nd described.

6 zeigt eine weitere Anordnungsmöglichkeit, bei welcher die erste elektrische Maschine 1 koaxial zur zweiten elektrischen Maschine 2 angeordnet ist. Dabei wird die erste elektrische Maschine 1 mit samt der dritten Radebene R3 zur Vorübersetzung der ersten elektrischen Maschine 1 am abtriebsseitigen Ende der ersten Getriebeeingangswelle 5 angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass eine insgesamt schmalere Bauform der elektrischen Antriebsvorrichtung möglich wird. Die möglichen Funktionen und Schaltzustände bleiben gleich wie in der ersten Variante aus 1. Es ist ebenfalls möglich hier einen oder zwei PTOs 15, 16 anzuhängen oder die erste und die zweite Radebene R1, R2 vertauscht anzuordnen. 6 shows a further arrangement option in which the first electrical machine 1 coaxial to the second electrical machine 2nd is arranged. The first electrical machine 1 with the third wheel level R3 for pre-translation of the first electrical machine 1 at the output end of the first transmission input shaft 5 arranged. This has the advantage that an overall narrower design of the electric drive device is possible. The possible functions and switching states remain the same as in the first variant 1 . It is also possible to have one or two PTOs here 15 , 16 attach or the first and the second wheel level R1 , R2 to be interchanged.

7 zeigt eine Ausführungsvariante, in der die Anordnung nach 1 quer zur Fahrzeugachse eingebaut wird, so dass die Fahrzeugachse achsparallel zu den Wellen des Getriebes 7 z.B. der ersten Getriebeeingangswelle 5 verläuft. Dabei ist in dieser Variante eine fünfte Radebene R5 als Abtriebsradebene vorgesehen, welche über ein Abtriebsrad 20, welches als Festrad auf der Ausgangswelle 6 angeordnet ist, direkt auf ein Differential 19 geht, worüber die Fahrzeugachse angetrieben wird. 7 shows an embodiment in which the arrangement according to 1 is installed transversely to the vehicle axis, so that the vehicle axis parallel to the shafts of the transmission 7 eg the first transmission input shaft 5 runs. There is a fifth wheel level in this variant R5 provided as output gear level, which via an output gear 20 , which is a fixed gear on the output shaft 6 is arranged directly on a differential 19th is what drives the vehicle axle.

In 8 ist eine Ausführungsvariante dargestellt, in der das erste Doppelschaltelement 9 mit seinen zwei Schaltelementen A und B durch zwei Einzelschaltelemente, ein erstes Schaltelement A und ein zweites Schaltelement B, ersetzt wird. Das erste Schaltelement A ist dafür auf der Ausgangswelle 6 angeordnet und das zweite Schaltelement B ist auf der ersten Getriebeeingangswelle 5 angeordnet. Die erste Radebene R1 und die zweite Radebene R2 sind wie in der Ausführungsvariante nach 4 angeordnet, wobei die erste Radebene abtriebsseitig von der zweiten Radebene R2 angeordnet ist. Die erste Radebene R1 besteht weiterhin aus einem ersten Festrad 14 und einem ersten Losrad 12. Das erste Festrad 14 ist auf der ersten Getriebeeingangswelle 5 angeordnet und das erste Losrad 12 ist zusammen mit dem ersten Schaltelement A auf der Ausgangswelle 6 angeordent, wobei das erste Losrad 12 über das erste Schaltelement A fest mit der Ausgangswelle 6 verbunden werden kann und damit der erste Gang G1 erzeugt werden kann. Funktional ist die hier gezeigte Ausführungsvariante gleichbedeutend wie die Ausführungsvariante nach 4. Vorteil ist allerdings, dass das Antriebsrad der ersten Übersetzungsstufe, das erste Festrad 14 der ersten Radebene R1, mit kleinerem Durchmesser ausgeführt werden kann und dadurch eine höhere Übersetzung möglich ist. Da das erste und das zweite Schaltelement A und B auf zwei Achsen verteilt angeordnet sind, sind zwei separate Schaltgabeln notwendig. Trotzdem können diese zwei Schaltgabeln an einem Aktuator angeordnet sein, womit im Vergleich zum Stand der Technik eine Komponente eingespart werden kann.In 8th An embodiment variant is shown in which the first double switching element 9 with its two switching elements A and B by two individual switching elements, a first switching element A and a second switching element B , is replaced. The first switching element A is for it on the output shaft 6 arranged and the second switching element B is on the first transmission input shaft 5 arranged. The first wheel plane R1 and the second wheel plane R2 are as in the variant 4th arranged, the first wheel plane on the output side of the second wheel plane R2 is arranged. The first wheel plane R1 still consists of a first fixed gear 14 and a first idler gear 12th . The first fixed gear 14 is on the first transmission input shaft 5 arranged and the first idler gear 12th is together with the first switching element A on the output shaft 6 arranged with the first idler gear 12th over the first switching element A firmly with the output shaft 6 can be connected and thus the first course G1 can be generated. In terms of function, the embodiment variant shown here is equivalent to the embodiment variant according to 4th . The advantage, however, is that the drive gear of the first gear ratio, the first fixed gear 14 the first wheel plane R1 , can be carried out with a smaller diameter and thus a higher translation is possible. Because the first and the second switching element A and B arranged on two axles, two separate shift forks are necessary. Nevertheless, these two shift forks can be arranged on an actuator, which means that one component can be saved compared to the prior art.

9 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Variante mit einem Zwischenrad 21, welches auf einer Zwischenradwelle 22 angeordnet ist. Die erste elektrische Maschine 1 ist damit über dieses Zwischenrad 21 an das Getriebe 7 angebunden (in der dritten Radebene R3), womit ein größerer Achsabstand zwischen den beiden elektrischen Maschinen 1, 2 möglich ist. Es könnten dadurch elektrische Maschinen 1, 2 mit größerem Durchmesserverwendet werden. Das Zwischenrad 21 könnte ebenfalls in der vierten Radebene R4 als Zwischenrad 21 für die zweite elektrische Maschine 2 angeordnet sein. Bei der Ausführungsvariante mit Zwischenrad 21, kann ebenfalls ein PTO 15, 16 angeordnet werden, wobei er schaltbar oder fest auf der Zwischenradwelle 22 angeordnet werden kann bzw. mit dieser verbunden werden kann. 9 shows a further variant according to the invention with an intermediate wheel 21st which is on an idler shaft 22 is arranged. The first electrical machine 1 is over this idler gear 21st to the transmission 7 connected (in the third wheel plane R3 ), which means a larger center distance between the two electrical machines 1 , 2nd is possible. This could result in electrical machines 1 , 2nd with a larger diameter can be used. The intermediate wheel 21st could also be in the fourth wheel plane R4 as an intermediate wheel 21st for the second electrical machine 2nd be arranged. In the variant with idler gear 21st , can also be a PTO 15 , 16 be arranged, being switchable or fixed on the idler gear shaft 22 can be arranged or connected to this.

Es können ebenfalls weitere Konstantübersetzungen eingebaut werden. Solche Konstantübersetzungen können als Stirnradstufe, als Planetenstufe mit einem gehäusefesten Bauteil oder als Kettentrieb ausgeführt werden. Ein erstes Beispiel dafür wäre eine weitere Konstantübersetzung von einer Rotorwelle 3, 4 einer elektrischen Maschine 1, 2 zu einer Getriebeeingangswelle 5, 8. Dadurch kann die elektrische Maschine 1, 2 mit weniger Drehmoment und dafür mit höherer Drehzahl ausgelegt werden. Ein zweites Beispiel wäre eine weitere Konstantübersetzung zum Abtrieb hin. Dadurch können beide elektrischen Maschinen 1, 2 mit weniger Drehmoment und dafür mit höherer Drehzahl ausgelegt werden. Vorteil hier ist, dass das Getriebe 7 mit seiner ersten und zweiten Radebene R1, R2 mit weniger Drehmoment belastet wird.Further constant gear ratios can also be installed. Such constant gear ratios can be designed as a spur gear stage, as a planetary stage with a component fixed to the housing, or as a chain drive. A first example of this would be another constant translation from a rotor shaft 3rd , 4th an electrical machine 1 , 2nd to a transmission input shaft 5 , 8th . This allows the electrical machine 1 , 2nd can be designed with less torque and therefore with higher speed. A second example would be a further constant translation for downforce. This allows both electrical machines 1 , 2nd can be designed with less torque and therefore with higher speed. The advantage here is that the gearbox 7 with its first and second wheel plane R1 , R2 is loaded with less torque.

Bei allen dargestellten Ausführungsbeispielen ist es dabei möglich zumindest einen PTO entsprechend dem Ausführungsbeispiel aus 3 anzubinden. Das erste und zweite Doppelschaltelement 9, 10 kann jeweils durch Einzelschaltelemente A, B, C, D ersetzt werden. Die erste und die zweite Radebene R1 und R2 können in allen Varianten entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel vertauscht werden, was sich aber auch die Schaltbarkeit der Gänge über die zweite elektrische Maschine 2 auswirkt.In all of the exemplary embodiments shown, it is possible to have at least one PTO corresponding to the exemplary embodiment 3rd to tie up. The first and second double switching element 9 , 10 can each by individual switching elements A , B , C. , D be replaced. The first and the second wheel level R1 and R2 can be interchanged in all variants according to the second embodiment, but this also affects the shiftability of the gears via the second electrical machine 2nd affects.

BezugszeichenlisteReference list

11
erste elektrische Maschinefirst electrical machine
22nd
zweite elektrische Maschinesecond electrical machine
33rd
erste Rotorwellefirst rotor shaft
44th
zweite Rotorwellesecond rotor shaft
55
erste Getriebeeingangswellefirst transmission input shaft
66
AusgangswelleOutput shaft
77
Getriebetransmission
88th
zweite Getriebeeingangswellesecond transmission input shaft
99
erstes Doppelschaltelementfirst double switching element
1010th
zweites Doppelschaltelementsecond double switching element
1111
erstes Losradfirst idler gear
1212th
zweites Losradsecond idler gear
1313
erstes Festradfirst fixed gear
1414
zweites Festradsecond fixed gear
1515
erster PTOfirst PTO
1616
zweiter PTOsecond PTO
1717th
erste Kupplungfirst clutch
1818th
zweite Kupplungsecond clutch
1919th
Differentialdifferential
2020
AbtriebsradOutput gear
2121
ZwischenradIdler gear
2222
Zwischenradwelle Idler gear shaft
AA
erstes Schaltelementfirst switching element
BB
zweites Schaltelementsecond switching element
CC.
drittes Schaltelementthird switching element
DD
viertes Schaltelement fourth switching element
G0G0
neutraler Gangneutral gear
G1G1
erster Gangfirst course
G2G2
zweiter Gangsecond gear
Z1-Z9Z1-Z9
erster bis neunter Schaltzustand first to ninth switching status
R1R1
erste Radebenefirst wheel plane
R2R2
zweite Radebenesecond wheel plane
R3 R3
dritte Radebenethird wheel plane
R4R4
vierte Radebenefourth wheel plane
R5R5
fünfte Radebenefifth wheel plane

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • EP 2450597 A1 [0004]EP 2450597 A1 [0004]

Claims (16)

Antriebsvorrichtung zum Antrieb einer Fahrzeugachse mit zwei elektrischen Maschinen (1, 2), welche jeweils eines von zwei Teilgetriebe eines Getriebes (7) antreiben, wobei das Getriebe (7) eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Radebene (R1, R2, R3, R4) und ein erstes, ein zweites, ein drittes und ein viertes Schaltelement (A, B, C, D) aufweist und zwei Gänge, ein erster und ein zweiter Gang(G1, G2), geschaltet werden können, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Radebene (R1, R2) als erste und zweite Stirnradstufe ausgeführt sind, wobei eines der Schaltelemente (A, B, C, D) zur Verbindung des ersten Teilgetriebes mit dem zweiten Teilgetriebe angeordnet ist.Drive device for driving a vehicle axle with two electrical machines (1, 2), each of which drives one of two partial transmissions of a transmission (7), the transmission (7) having a first, a second, a third and a fourth wheel plane (R1, R2 , R3, R4) and a first, a second, a third and a fourth shift element (A, B, C, D) and two gears, a first and a second gear (G1, G2), can be shifted, characterized that the first and the second gear level (R1, R2) are designed as first and second spur gear stages, one of the shifting elements (A, B, C, D) being arranged to connect the first partial transmission to the second partial transmission. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Schaltelement (A, B) als ein erstes Doppelschaltelement (9) ausgeführt sind und das dritte und vierte Schaltelement (C, D) als zweites Doppelschaltelement (10) ausgeführt sind.Drive device after Claim 1 , characterized in that the first and second switching elements (A, B) are designed as a first double switching element (9) and the third and fourth switching elements (C, D) are designed as a second double switching element (10). Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Schaltelement (C) zur Verbindung der Teilgetriebe ausgeführt ist, indem es bei Betätigung eine erste Getriebeeingangswelle (5) des ersten Teilgetriebes mit einer zweiten Getriebeeingangswelle (8) des zweiten Teilgetriebes verbindet.Drive device after Claim 1 or 2nd , characterized in that the third switching element (C) is designed to connect the partial transmissions by connecting a first transmission input shaft (5) of the first partial transmission to a second transmission input shaft (8) of the second partial transmission when actuated. Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrische Maschinen (1) über die dritte Radebene (R3) mit der ersten Getriebeeingangswelle (5) verbunden ist und über diese dritte Radebene (R3) vorübersetzt ist und die zweite elektrische Maschine (2) über die vierte Radebene (R4) mit der zweiten Getriebeeingangswelle (8) verbunden ist und über diese vierte Radebene (R4) vorübersetzt ist.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the first electrical machine (1) is connected to the first transmission input shaft (5) via the third wheel plane (R3) and is pre-translated via this third wheel plane (R3) and the second electrical machine ( 2) is connected to the second transmission input shaft (8) via the fourth gear plane (R4) and is pre-translated via this fourth gear plane (R4). Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Radebene (R1, R2) aus jeweils einem schaltbaren Losrad (11, 13) und einem nicht schaltbaren Festrad (12, 14) bestehen.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the first and the second wheel plane (R1, R2) each consist of a switchable idler gear (11, 13) and a non-switchable fixed gear (12, 14). Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte und die vierte Radebene (R3, R4) aus jeweils mit mindestens zwei Festrädern ausgeführt sind.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the third and fourth wheel planes (R3, R4) are each designed with at least two fixed wheels. Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Schaltelement (B) der ersten Getriebeeingangswelle (5) zugeordnet ist und das dritte Schaltelement (C) und das vierte Schaltelement (D) der zweiten Getriebeeingangswelle (8) zugeordnet sind.Drive device according to one of the preceding Claims 1 to 6 , characterized in that the second shift element (B) is assigned to the first transmission input shaft (5) and the third shift element (C) and the fourth shift element (D) are assigned to the second transmission input shaft (8). Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (A) der Ausgangswelle (6) oder der ersten Getriebeeingangswelle (5) zugeordnet ist.Drive device according to one of the preceding Claims 1 to 7 , characterized in that the first switching element (A) of the output shaft (6) or the first transmission input shaft (5) is assigned. Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Doppelschaltelement (9) der ersten Getriebeeingangswelle (5) zugeordnet ist und das zweite Doppelschaltelement (10) der zweiten Getriebeeingangswelle (8) zugeordnet ist.Drive device according to one of the preceding Claims 2 to 8th , characterized in that the first double switching element (9) is assigned to the first transmission input shaft (5) and the second double switching element (10) is assigned to the second transmission input shaft (8). Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung längs oder quer zur Fahrzeugachse eingebaut ist.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the drive device is installed longitudinally or transversely to the vehicle axis. Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Nebenaggregat an die erste Getriebeeingangswelle (5) und/oder ein Nebenaggregat an eine zweite Rotorwelle (4) angeschlossen ist.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that an auxiliary unit is connected to the first transmission input shaft (5) and / or an auxiliary unit is connected to a second rotor shaft (4). Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte und/oder vierte Radebene (R3, R4) mit einem Zwischenrad (21) auf einer Zwischenradwelle (22) ausgeführt ist.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the third and / or fourth gear plane (R3, R4) is designed with an idler gear (21) on an idler gear shaft (22). Antriebsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Nebenaggregat an die Zwischenradwelle (22) angeschlossen ist.Drive device after Claim 12 , characterized in that an auxiliary unit is connected to the idler gear shaft (22). Verfahren zum Betreiben einer Antriebsvorrichtung nach einer der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbindung der ersten Getriebeeingangswelle (5) mit der zweiten Getriebeeingangswelle (10) das dritte Schaltelement (C) geschaltet wird, wodurch die beiden Teilgetriebe miteinander verbunden werden.Method for operating a drive device according to one of the Claims 1 to 13 , characterized in that to connect the first transmission input shaft (5) to the second transmission input shaft (10), the third shift element (C) is switched, whereby the two partial transmissions are connected to one another. Verfahren zum Betreiben einer Antriebsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zum Antrieb mit der ersten elektrischen Maschine (1) der erste Gang (G1) mit dem ersten Schaltelement (A) und der zweite Gang (G2) mit dem zweiten Schaltelement (B) geschaltet werden.Method for operating a drive device according to Claim 14 , characterized in that for driving with the first electrical machine (1) the first gear (G1) with the first shift element (A) and the second gear (G2) with the second shift element (B) are shifted. Verfahren zum Betreiben einer Antriebsvorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass zum Antrieb des ersten oder zweiten Ganges (D1, G2) mit der zweiten elektrischen Maschine (2) das vierte Schaltelement (D) geschaltet wird.Method for operating a drive device according to Claim 14 or 15 , characterized in that the fourth switching element (D) is switched to drive the first or second gear (D1, G2) with the second electrical machine (2).
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