DE102021123083A1 - Method for braking a battery-electric motor vehicle using a transmission-integrated brake - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bremsen eines batterieelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeuges (1), wobei eine elektrische Antriebseinheit (2a, 2b) des Kraftfahrzeuges (1) eine Getriebeeinrichtung (3) aufweist und die Getriebeeinrichtung (3) wiederum ein Planetengetriebe (4) sowie zumindest eine auf einen Bestandteil (7) des Planetengetriebes (4) unmittelbar einwirkende Getriebebremse (5) aufweist, wobei die zumindest eine Getriebebremse (5) in einem Bremsvorgang des Kraftfahrzeuges (1) unter Abbremsen des rotierenden Bestandteils (7) des Planetengetriebes (4), eines mit dem rotierenden Bestandteil (7) rotatorisch gekoppelten Getriebeausgangs (8) sowie eines mit dem Getriebeausgang (8) rotatorisch gekoppelten Rades (9a, 9b) des Kraftfahrzeuges (1) gezielt betätigt wird.

Figure DE102021123083A1_0000
The invention relates to a method for braking a battery-powered motor vehicle (1), wherein an electric drive unit (2a, 2b) of the motor vehicle (1) has a transmission device (3) and the transmission device (3) in turn has a planetary gear (4) and at least one has a transmission brake (5) acting directly on a component (7) of the planetary gear (4), the at least one transmission brake (5) in a braking process of the motor vehicle (1) braking the rotating component (7) of the planetary gear (4), one with the rotating component (7) rotationally coupled transmission output (8) and with the transmission output (8) rotationally coupled wheel (9a, 9b) of the motor vehicle (1) is actuated in a targeted manner.
Figure DE102021123083A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abbremsen eines (rein elektrisch /) batterieelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeuges, wie eines Pkws, Lkws, Busses oder sonstigen Nutzfahrzeuges, wobei eine elektrische Antriebseinheit des Kraftfahrzeuges eine Getriebeeinrichtung aufweist und die Getriebeeinrichtung wiederum ein Planetengetriebe sowie zumindest eine auf einen Bestandteil des Planetengetriebes unmittelbar einwirkende Getriebebremse aufweist.The invention relates to a method for braking a (purely electrically/) battery-powered motor vehicle, such as a car, truck, bus or other commercial vehicle, with an electric drive unit of the motor vehicle having a transmission device and the transmission device in turn having a planetary gear and at least one on a component of the Planetary gear has directly acting transmission brake.

Gattungsgemäße Getriebe sind aus dem Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Beispielsweise offenbart die DE 10 2018 211 672 A1 ein lastschaltbares Mehrganggetriebe, in dem einem ersten Hohlrad eine erste Bremse und einem zweiten Hohlrad eine zweite Bremse zugeordnet ist. Abhängig von deren Betätigung liegt in den Schaltzuständen zumindest ein Momentenfluss im Zugbetrieb oder zumindest einen Momentenfluss im Schubbetrieb durch das lastschaltbare Mehrganggetriebe vor.Generic transmissions are already well known from the prior art. For example, the DE 10 2018 211 672 A1 a power-shiftable multi-speed transmission in which a first ring gear is assigned a first brake and a second ring gear is assigned a second brake. Depending on their actuation, there is at least one torque flow in the traction mode or at least one torque flow in the overrun mode through the power-shiftable multi-speed transmission in the switching states.

In batterieelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen sind häufig eine Vielzahl an Bremsen und Bremssystemen verbaut. Neben Rekuperationsbremsen, die der Energierückgewinnung dienen, sind meist auch Bremseinrichtungen zum Schalten der verschiedenen Gänge / Übersetzungen der Getriebeeinrichtung innerhalb der Getriebeeinrichtung vorgesehen. Des Weiteren ist es bisher üblich zusätzliche mechanische Bremsen, wie Scheibenbremsen, unmittelbar am Rad vorzusehen, um auch bei einer Notbremsung ausreichend Bremswirkung zu haben. Diese mechanischen Bremsen bringen jedoch den Nachteil mit sich, dass sie sich auf die Feinstaubbilanz des gesamten Kraftfahrzeuges negativ auswirken. Zudem besteht aufgrund der relativ hohen Anzahl an verschiedenen Bremsen und Bremssystemen ein relativ hoher Herstell-und Montageaufwand.A large number of brakes and braking systems are often installed in battery-powered motor vehicles. In addition to recuperation brakes, which serve to recover energy, braking devices for shifting the various gears/transmissions of the transmission device are usually also provided within the transmission device. Furthermore, it has hitherto been customary to provide additional mechanical brakes, such as disc brakes, directly on the wheel in order to have sufficient braking effect even in the event of emergency braking. However, these mechanical brakes have the disadvantage that they have a negative effect on the fine dust balance of the entire motor vehicle. In addition, due to the relatively large number of different brakes and brake systems, there is a relatively high manufacturing and assembly cost.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Aufbau eines Kraftfahrzeuges zu vereinfachen und zugleich eine Feinstaubbilanz des Kraftfahrzeuges zu verbessern.It is therefore the object of the present invention to simplify the structure of a motor vehicle and at the same time to improve the fine dust balance of the motor vehicle.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die zumindest eine Getriebebremse in einem Bremsvorgang des Kraftfahrzeuges gezielt betätigt wird, sodass unter Abbremsen des rotierenden Bestandteils des Planetengetriebes ein mit dem rotierenden Bestandteil rotatorisch gekoppelter Getriebeausgang sowie ein mit dem Getriebeausgang rotatorisch gekoppeltes Rad des Kraftfahrzeuges mit abgebremst werden.According to the invention, this is achieved in that the at least one transmission brake is actuated in a targeted manner during a braking process of the motor vehicle, so that while the rotating component of the planetary gear is braked, a transmission output rotationally coupled to the rotating component and a wheel of the motor vehicle rotationally coupled to the transmission output are also braked.

Durch diesen Vorgang wird eine der ohnehin in der Getriebeeinrichtung der elektrischen Antriebseinheit integrierten Getriebebremsen als Hauptbremse / Fahrzeugbremse eingesetzt, um in dem Bremsvorgang, etwa einem Notbremsvorgang, das Kraftfahrzeug zu verlangsamen. Die Anzahl notwendiger Einzelbremsen im gesamten Kraftfahrzeug wird dadurch deutlich reduziert. Des Weiteren wird die Feinstaubbelastung, die im Betrieb des Kraftfahrzeuges entsteht, deutlich reduziert.As a result of this process, one of the transmission brakes, which is already integrated in the transmission device of the electric drive unit, is used as the main brake/vehicle brake in order to slow down the motor vehicle during the braking operation, for example an emergency braking operation. The number of necessary individual brakes in the entire motor vehicle is significantly reduced as a result. Furthermore, the fine dust pollution that occurs during operation of the motor vehicle is significantly reduced.

Weitergehende vorteilhafte Ausführungsfomen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.Further advantageous embodiments are claimed with the dependent claims and explained in more detail below.

Für einen kompakten Aufbau der Getriebeeinrichtung ist es weiterhin zweckmäßig, wenn die Getriebeeinrichtung seitens ihres Getriebeeingangs direkt mit einer Rotorwelle eines Elektromotors verbunden ist. Vorzugsweise ist ein Rotor des Elektromotors mit dem Getriebeeingang direkt verbunden.For a compact design of the transmission device, it is also expedient if the transmission device is connected directly to a rotor shaft of an electric motor on the transmission input side. A rotor of the electric motor is preferably connected directly to the transmission input.

Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn die Getriebeeinrichtung zwei Planetenstufen aufweist, wobei eine erste Getriebebremse unmittelbar mit einem Bestandteil einer ersten Planetenstufe zusammenwirkt und eine zweite Getriebebremse unmittelbar mit einem Bestandteil einer zweiten Planetenstufe zusammenwirkt. Dadurch ist ein möglichst leistungsfähiges System zur Übertragung hoher Drehmomente ausgebildet. Furthermore, it is advantageous if the transmission device has two planetary stages, with a first transmission brake interacting directly with a component of a first planetary stage and a second transmission brake interacting directly with a component of a second planetary stage. As a result, a system that is as efficient as possible is formed for the transmission of high torques.

Diesbezüglich hat es sich auch als zweckmäßig herausgestellt, wenn die Getriebeeinrichtung als ein Zwei-Gang-Getriebe, das heißt ein Getriebe mit nicht mehr als zwei Vorwärtsgängen, ausgebildet ist. Ein erster Gang wird vorzugsweise durch das vollständige Schließen der ersten Getriebebremse (sowie durch vollständiges Öffnen der zweiten Getriebebremse) und ein zweiter Gang durch das vollständige Schließen der zweiten Getriebebremse (sowie durch vollständiges Öffnen der ersten Getriebebremse) umgesetzt.In this regard, it has also proven to be expedient if the transmission device is designed as a two-speed transmission, ie a transmission with no more than two forward gears. A first gear is preferably implemented by fully closing the first transmission brake (and fully opening the second transmission brake) and a second gear by fully closing the second transmission brake (and fully opening the first transmission brake).

Für einen in jeglichen Betriebszuständen der Getriebeeinrichtung verlässlich ablaufenden Bremsvorgang ist es zweckmäßig, wenn in einem ersten Bremsvorgang zunächst die erste Getriebebremse vollständig geschlossen wird und daran im Anschluss anhand der zweiten Getriebebremse eine in Abhängigkeit einer Bremspedalstellung gewählte Abbremsung des Bestandteils der zweiten Planetenstufe ausgeführt wird und/oder in einem zweiten Bremsvorgang zunächst die zweite Getriebebremse vollständig geschlossen wird und daran im Anschluss anhand der ersten Getriebebremse eine in Abhängigkeit einer Bremspedalstellung gewählte Abbremsung des Bestandteils der zweiten Planetenstufe ausgeführt wird.For a braking process that runs reliably in all operating states of the transmission device, it is expedient if, in a first braking process, the first transmission brake is first fully applied and then, using the second transmission brake, a braking of the component of the second planetary stage is carried out, which is selected as a function of a brake pedal position and/ or in a second braking operation, the second transmission brake is first fully engaged and then, using the first transmission brake, a braking of the component of the second planetary stage is carried out, which is selected as a function of a brake pedal position.

Zur Abstützung möglichst hoher Momente ist es vorteilhaft, wenn die erste Getriebebremse auf ein (erstes) Hohlrad des Planetengetriebes / der ersten Planetenstufe unmittelbar einwirkt. Demnach ist es auch von Vorteil, wenn die zweite Getriebebremse auf ein weiteres (zweites) Hohlrad des Planetengetriebes / der zweiten Planetenstufe unmittelbar einwirkt.To support the highest possible moments, it is advantageous if the first transmission brake on (First) ring gear of the planetary gear / the first planetary stage acts directly. Accordingly, it is also advantageous if the second gear brake acts directly on another (second) ring gear of the planetary gear/the second planetary stage.

Um die Funktionssicherheit zu verbessern, ist es vorteilhaft, wenn die zumindest eine Getriebebremse mittels eines eigenen hydraulischen Betätigungskreislaufes, das heißt mittels eines eigenständigen, vorzugsweise unabhängig von einem hydraulischen Betätigungskreislauf einer weiteren Bremse / Getriebebremse, betätigt ist.In order to improve functional reliability, it is advantageous if the at least one transmission brake is actuated by means of its own hydraulic actuating circuit, ie by means of an independent hydraulic actuating circuit of a further brake/transmission brake.

Demnach ist es auch von Vorteil, wenn die zumindest eine Getriebebremse mit einem Antiblockiersystem verbunden ist.Accordingly, it is also advantageous if the at least one transmission brake is connected to an anti-lock braking system.

Ist die zumindest eine Getriebebremse als eine nasslaufende Reibbremse / Reiblamellenbremse ausgebildet, ist diese möglichst leistungsfähig.If the at least one transmission brake is designed as a wet-running friction brake/friction disk brake, it is as powerful as possible.

Diesbezüglich ist es auch von Vorteil, wenn ein Kühlmittelkreislauf, der zur Erzeugung eines die zumindest eine Getriebebremse durchströmenden Kühlmittelstroms ausgebildet ist, über eine der zumindest einen Getriebebremse nachgeschalteten Filtervorrichtung verfügt, die ausgestattet ist, entstehende Reibpartikel aus dem Kühlmittelstrom herauszufiltern.In this regard, it is also advantageous if a coolant circuit, which is designed to generate a coolant flow that flows through the at least one transmission brake, has a filter device downstream of the at least one transmission brake, which is equipped to filter out friction particles that are produced from the coolant flow.

Von Vorteil ist es zudem, wenn das Kraftfahrzeug ferner eine vorzugsweise an dem Rad angeordnete Rekuperationsbremse aufweist, die in dem Bremsvorgang des Kraftfahrzeuges ebenfalls das Rad abbremst. Dadurch kann die zumindest eine Getriebebremse kompakt aufgebaut werden.It is also advantageous if the motor vehicle also has a recuperation brake, which is preferably arranged on the wheel and also brakes the wheel when the motor vehicle is braking. As a result, the at least one transmission brake can have a compact design.

Sind insgesamt zwei elektrische Antriebseinheiten vorhanden, das heißt ist jeweils einem von zwei Rädern des Kraftfahrzeuges eine eigenständige elektrische Antriebseinheit zugeordnet, wird die Leistungsfähigkeit des Kraftfahrzeuges weiter gesteigert.If a total of two electric drive units are present, ie if an independent electric drive unit is assigned to one of two wheels of the motor vehicle, the performance of the motor vehicle is further increased.

Um die Gänge der Getriebeeinrichtung außerhalb des Bremsvorganges einfach zu schalten, wird die zumindest eine Getriebebremse in einem Antriebsvorgang des Kraftfahrzeuges in Abhängigkeit einer angeordneten Übersetzung der Getriebeeinrichtung zwischen einer vollständig geöffneten Stellung und einer vollständig geschlossenen Stellung umgeschaltet.In order to easily shift the gears of the transmission device outside of the braking process, the at least one transmission brake is switched between a fully open position and a fully closed position during a drive process of the motor vehicle depending on an arranged transmission ratio of the transmission device.

Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert.The invention will now be explained in more detail below with reference to figures.

Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuges aufweisend zwei detailliert veranschaulichte elektrische Antriebseinheiten zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei in der jeweiligen elektrischen Antriebseinheit ein erster Gang eingelegt ist, und
  • 2 eine Längsschnittdarstellung der in 1 bereits dargestellten elektrischen Antriebseinheit, wobei in der jeweiligen elektrischen Antriebseinheit ein zweiter Gang eingelegt ist.
Show it:
  • 1 a schematic representation of a motor vehicle having two electric drive units illustrated in detail for carrying out a method according to the invention according to a preferred exemplary embodiment, with a first gear being engaged in the respective electric drive unit, and
  • 2 a longitudinal section view of the in 1 Electric drive unit already shown, wherein a second gear is engaged in the respective electric drive unit.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures are only of a schematic nature and serve exclusively for understanding the invention. The same elements are provided with the same reference numbers.

Mit den 1 und 2 ist der Aufbau zweier in einem Kraftfahrzeug 1 eingesetzter elektrischer Antriebseinheiten 2a und 2b detailliert zu erkennen. Die elektrischen Antriebseinheiten 2a, 2b sind als so genannte E-Achsen ausgeführt und bilden jeweils ein Modul bestehend aus einem Elektromotor 14 und einer Getriebeeinrichtung 3. Während der Elektromotor 14 (über seinen Rotor) an einen Getriebeeingang 15 der Getriebeeinrichtung 3 gekoppelt ist, ist ein Getriebeausgang 8 der Getriebeeinrichtung 3 mit einem Rad 9a, 9b des Kraftfahrzeuges 1 rotatorisch weiter gekoppelt. Auf diese Weise sind durch die beiden elektrischen Antriebseinheiten 2a, 2b zwei Räder 9a, 9b, etwa die Räder einer Hinterachse, des Kraftfahrzeuges 1 unabhängig voneinander antreibbar. Es ist zu erkennen, dass die beiden elektrischen Antriebseinheiten 2a, 2b baugleich ausgebildet sind und lediglich spiegelverkehrt in Bezug auf eine Fahrzeuglängsachse zueinander angeordnet sind. Der Kürze wegen wird daher lediglich der Aufbau und die Funktion einer ersten elektrischen Antriebseinheit 2a näher beschrieben, wobei die auch für die zweite elektrische Antriebseinheit 2b zutrifft.With the 1 and 2 The structure of two electric drive units 2a and 2b used in a motor vehicle 1 can be seen in detail. The electric drive units 2a, 2b are designed as so-called E-axes and each form a module consisting of an electric motor 14 and a transmission device 3. While the electric motor 14 (via its rotor) is coupled to a transmission input 15 of the transmission device 3, a Transmission output 8 of the transmission device 3 with a wheel 9a, 9b of the motor vehicle 1 further coupled in rotation. In this way, two wheels 9a, 9b, such as the wheels of a rear axle, of the motor vehicle 1 can be driven independently of one another by the two electric drive units 2a, 2b. It can be seen that the two electric drive units 2a, 2b are constructed in the same way and are only arranged mirror-inverted with respect to one another in relation to a longitudinal axis of the vehicle. For the sake of brevity, therefore, only the structure and function of a first electric drive unit 2a will be described in more detail, which also applies to the second electric drive unit 2b.

Das Kraftfahrzeug 1 ist als ein rein elektrisch angetriebenes / rein batterieelektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug 1 ausgeführt. Ein Antrieb des Kraftfahrzeuges 1 erfolgt somit rein durch Betrieb des Elektromotors 14 mit Hilfe einer in einer Batterie gespeicherten Energie.The motor vehicle 1 is embodied as a motor vehicle 1 that is powered purely electrically/powered purely by battery power. Motor vehicle 1 is thus driven purely by operation of electric motor 14 with the aid of energy stored in a battery.

Die Getriebeeinrichtung 3 ist als ein Zwei-Gang-Schaltgetriebe ausgeführt. Zum Schalten der Gänge der Getriebeeinrichtung 3 in einem Antriebsvorgang des Kraftfahrzeuges 1 sind zwei Getriebebremsen 5 und 6 vorgesehen, wovon eine Getriebebremse nachfolgend als erste Getriebebremse 5 und eine weitere Getriebebremse als zweite Getriebebremse 6 bezeichnet ist. Die Getriebebremsen 5, 6 sind in einem Gehäuse 22 der Getriebeeinrichtung 3 integriert und folglich alternativ auch als getriebeintegrierte Bremsen bezeichnet.The transmission device 3 is designed as a two-speed manual transmission. Two transmission brakes 5 and 6 are provided for shifting the gears of the transmission device 3 in a driving process of the motor vehicle 1 , one transmission brake being referred to below as the first transmission brake 5 and another transmission brake as the second transmission brake 6 . The transmission brakes 5, 6 are in a housing 22 of the transmission device 3 integrated and therefore alternatively referred to as transmission-integrated brakes.

Die Getriebeeinrichtung 3 ist als ein Planetengetriebe 4 mit zwei Planetenstufen 10a, 10b ausgeführt.The transmission device 3 is designed as a planetary gear 4 with two planetary stages 10a, 10b.

Eine erste Planetenstufe 10a weist ein unmittelbar mit dem Getriebeeingang 15 verbundenes erstes Sonnenrad 17, mehrere in einer Umfangsrichtung verteilt angeordnete, mit dem ersten Sonnenrad 17 in Zahneingriff stehende, erste Planetenräder 18 sowie ein, wiederum mit den ersten Planetenrädern 18 in Zahneingriff stehendes, erstes Hohlrad 12 auf. Der Getriebeeingang 15 ist durch eine rohrförmige Welle gebildet.A first planetary stage 10a has a first sun gear 17 directly connected to the transmission input 15, several first planetary gears 18 distributed in a circumferential direction and meshing with the first sun gear 17, and a first ring gear, in turn meshing with the first planetary gears 18 12 on. The transmission input 15 is formed by a tubular shaft.

Eine zweite Planetenstufe 10b weist ein unmittelbar mit dem Getriebeausgang 8 verbundenes zweites Sonnenrad 19, mehrere in der Umfangsrichtung verteilt angeordnete, mit dem zweiten Sonnenrad 19 im Zahneingriff stehende, zweite Planetenräder 20 sowie ein, wiederum mit den zweiten Planetenrädern 20 in Zahneingriff stehendes, zweites Hohlrad 16 auf. Der Getriebeausgang 15 ist ebenfalls durch eine rohrförmige Welle gebildet.A second planetary stage 10b has a second sun gear 19 directly connected to the transmission output 8, a plurality of second planetary gears 20 distributed in the circumferential direction and meshing with the second sun gear 19, and a second ring gear which is in turn meshing with the second planetary gears 20 16 on. The transmission output 15 is also formed by a tubular shaft.

Ferner ist erkennbar, dass die ersten Planetenräder 18 sowie die zweiten Planetenräder 20 durch einen gemeinsamen Planetenträger 21 drehbar gelagert sind. Je ein erstes Planetenrad 18 ist gar stoffeinteilig mit einem zweiten Planetenrad 20 ausgeführt, unter Ausbildung eines Doppelzahnrades. Das Doppelzahnrad ist als ein gestuftes Zahnrad umgesetzt, wobei das erste Planetenrad 18 einen größeren Verzahnungsdurchmesser aufweist als das zweite Planetenrad 20.It can also be seen that the first planet gears 18 and the second planet gears 20 are rotatably supported by a common planet carrier 21 . A first planetary gear 18 is even designed in one piece with a second planetary gear 20, forming a double gear. The double gear is implemented as a stepped gear, with the first planetary gear 18 having a larger toothing diameter than the second planetary gear 20.

Die eine Getriebebremsen 5, 6 wirken jeweils auf einen Bestandteil 7, 11 des Planetengetriebes 4 ein. Die erste Getriebebremse 5 wirkt auf einen Bestandteil 7 der ersten Planetenstufe 10a ein. Die zweite Getriebebremse 6 wirkt auf einen Bestandteil 11 der zweiten Planetenstufe 10b ein. Unter genauerer Betrachtung ist die erste Getriebebremse 5 dem ersten Hohlrad 12 und die zweite Getriebebremse 6 dem zweiten Hohlrad 16 zugeordnet. In einer vollständig geschlossenen Stellung der ersten Getriebebremse 5 wird das erste Hohlrad 12 relativ zu einem Gehäuse 22 der (ersten) elektrischen Antriebseinheit 2a blockiert / gesperrt und in einer vollständig geöffneten Stellung der ersten Getriebebremse 5 ist das erste Hohlrad 12 frei relativ zu dem Gehäuse 22 verdrehbar angeordnet. Dementsprechend wird in einer vollständig geschlossenen Stellung der zweiten Getriebebremse 6 das zweite Hohlrad 16 relativ zu dem Gehäuse 22 blockiert / gesperrt und in einer vollständig geöffneten Stellung der zweiten Getriebebremse 6 ist das zweite Hohlrad 16 frei relativ zu dem Gehäuse 22 verdrehbar.The one gear brakes 5, 6 act on a component 7, 11 of the planetary gear 4 respectively. The first transmission brake 5 acts on a component 7 of the first planetary stage 10a. The second transmission brake 6 acts on a component 11 of the second planetary stage 10b. On closer inspection, the first gear brake 5 is assigned to the first ring gear 12 and the second gear brake 6 to the second ring gear 16 . In a fully closed position of the first transmission brake 5, the first ring gear 12 is blocked/locked relative to a housing 22 of the (first) electric drive unit 2a and in a fully open position of the first transmission brake 5, the first ring gear 12 is free relative to the housing 22 rotatably arranged. Accordingly, in a fully closed position of the second transmission brake 6, the second ring gear 16 is blocked/locked relative to the housing 22 and in a fully open position of the second transmission brake 6, the second ring gear 16 is freely rotatable relative to the housing 22.

Auf diese Weise lassen sich die beiden in 1 und 2 für die erste elektrische Antriebseinheit 2a durch Pfeile exemplarisch dargestellten Gänge schalten. Ein erster Gang gemäß 1 wird durch das vollständige Schließen der zweiten Getriebebremse 6 und das vollständige Öffnen der ersten Getriebebremse 5 umgesetzt. Ein zweiter Gang gemäß 2 wird durch das vollständige Schließen der ersten Getriebebremse 5 und das vollständige Öffnen der zweiten Getriebebremse 6 umgesetzt.In this way, the two can be in 1 and 2 switch gears exemplified by arrows for the first electric drive unit 2a. A first course according to 1 is implemented by fully closing the second transmission brake 6 and fully opening the first transmission brake 5 . A second course according to 2 is implemented by fully closing the first transmission brake 5 and fully opening the second transmission brake 6 .

Es ist ferner in 1 angedeutet, dass der Getriebeausgang 8 der ersten elektrischen Antriebseinheit 2a mit einem ersten (bereiften) Rad 9a des Kraftfahrzeuges 1 weiter verbunden ist, wobei an diesem ersten Rad 9a zusätzlich eine Rekuperationsbremse 13 angebracht ist. Die Rekuperationsbremse 13 dient auf typische Weise zum Abbremsen des Kraftfahrzeuges 1 in einem Rekuperationsvorgang. Auf diese Weise sind mindestens zwei Rekuperationsbremsen 13 in dem Kraftfahrzeug 1 integriert.It is also in 1 indicated that the transmission output 8 of the first electric drive unit 2a is further connected to a first (tired) wheel 9a of the motor vehicle 1, a recuperation brake 13 also being attached to this first wheel 9a. The recuperation brake 13 typically serves to brake the motor vehicle 1 in a recuperation process. In this way, at least two recuperation brakes 13 are integrated in motor vehicle 1 .

Erfindungsgemäß wird die jeweilige elektrische Antriebseinheit 2a, 2b, zusätzlich zu der durch die Rekuperationsbremse 13 auf das Rad 9a, 9b wirkenden Bremskraft, zum gezielten Abbremsen des Rades 9a, 9b und somit des Kraftfahrzeuges 1 in einem Bremsvorgang, etwa einem Notbremsvorgang, des Kraftfahrzeuges 1 eingesetzt.According to the invention, the respective electric drive unit 2a, 2b, in addition to the braking force acting on the wheel 9a, 9b by the recuperation brake 13, for the targeted braking of the wheel 9a, 9b and thus of the motor vehicle 1 in a braking process, for example an emergency braking process, of the motor vehicle 1 deployed.

Ist, wie in 1 veranschaulicht, die zweite Getriebebremse 6 in dem ersten Gang bereits vollständig geschlossen, wird die erste Getriebebremse 5 derart gezielt (schleifend / unter Erzeugung einer bestimmten Reibkraft) betätigt, dass das erste Hohlrad 12 abgebremst wird. Durch die weitere Kopplung des ersten Hohlrades 12 über die Planetenräder 18, 20 mit dem zweiten Sonnenrad 19 und dem Getriebeausgang 8 wird das erste Rad 9a durch die erste Getriebebremse 5 abgebremst. In dem zweiten Gang wird gemäß 2 entsprechend umgekehrt die zweite Getriebebremse 6 in dem Bremsvorgang gezielt betätigt.is, as in 1 Illustrated, the second transmission brake 6 is already completely closed in the first gear, the first transmission brake 5 is actuated in such a targeted manner (sliding/generating a specific frictional force) that the first ring gear 12 is braked. Due to the further coupling of the first ring gear 12 via the planet gears 18, 20 with the second sun gear 19 and the transmission output 8, the first wheel 9a is braked by the first transmission brake 5. In the second gear according to 2 correspondingly reversed, the second transmission brake 6 is actuated in a targeted manner in the braking process.

Zudem ist es weiterhin von Vorteil, dass jede Getriebebremse 5, 6 mit einem eigenen hydraulischen Betätigungskreislauf betätigt ist. Die erste Getriebebremse 5 ist damit mit einem eigenständigen, von einem Betätigungskreislauf der zweiten Getriebebremse 6, losgelösten Betätigungskreislauf ausgestattet.In addition, it is also advantageous that each transmission brake 5, 6 is actuated with its own hydraulic actuating circuit. The first gear brake 5 is thus equipped with an independent actuation circuit that is separate from an actuation circuit of the second gear brake 6 .

Die beiden Getriebebremsen 5, 6 sind nasslaufend, nämlich als nasslaufende Reiblamellenbremsen, ausgebildet. Es ist zu erkennen, dass die Getriebebremsen 5, 6 in dieser Ausführung eine unterschiedliche Anzahl an Reiblamellen 23a, 23b aufweisen, in einer besonders bevorzugten Ausführung weisen die beiden Getriebebremsen 5, 6 jedoch die gleiche Anzahl an Reiblamellen 23a, 23b auf. Auch sind jene erste Reiblamellen 23a, die mit dem Gehäuse 22 drehfest verbunden sind, untereinander als Gleichteile ausgebildet, wohingegen jene zweite Reiblamellen 23b, die mit dem ersten Hohlrad 12 oder dem zweiten Hohlrad 16 drehfest verbunden sind, untereinander als Gleichteile ausgebildet.The two transmission brakes 5, 6 are designed to run wet, namely as wet-running friction disk brakes. It can be seen that the transmission brakes 5, 6 in this embodiment have a different number of friction disks 23a, 23b, but in a particularly preferred embodiment the two transmission brakes 5, 6 have the same number of friction disks 23a, 23b. Those first friction plates 23a that are connected to the housing 22 in a rotationally fixed manner are also designed as identical parts, whereas those second friction plates 23b that are connected in a rotationally fixed manner to the first ring gear 12 or the second ring gear 16 are designed as identical parts to one another.

Ein die Getriebebremsen 5, 6 im Betrieb durchströmender Kühlmittelstrom ist bevorzugt an einem Kühlmittelkreislauf angeschlossen, der nach einem Durchströmen der Reiblamellen 23a, 23b ausgangsseitig mit einer Filtervorrichtung weiter verbunden ist.A coolant flow flowing through the transmission brakes 5, 6 during operation is preferably connected to a coolant circuit which, after flowing through the friction disks 23a, 23b, is further connected on the output side to a filter device.

In Bezug auf die 1 und 2 sei auch darauf hingewiesen, dass es in weiteren Ausführungsbeispielen vorgesehen ist, das Kraftfahrzeug 1 nur mit einer einzigen elektrischen Antriebseinheit 2a oder 2b auszustatten und beispielsweise den Getriebeausgang 8 dieser Antriebseinheit 2a oder 2b unter Zwischenschaltung eines Differentials mit den Rädern 9a, 9b zu verbinden.Regarding the 1 and 2 It should also be pointed out that further exemplary embodiments provide for the motor vehicle 1 to be equipped with only a single electric drive unit 2a or 2b and, for example, to connect the transmission output 8 of this drive unit 2a or 2b to the wheels 9a, 9b with the interposition of a differential.

Mit anderen Worten ausgedrückt, werden erfindungsgemäß statt zweier zusätzlicher Scheibenbremsen, etwa an der Hinterachse, die vier Lamellenbremsen (erste und zweite Getriebebremsen 5, 6 je Antriebseinheit 2a, 2b) genutzt. Dafür wird jeweils eine der beiden Bremsen (erste oder zweite Getriebebremse 5, 6 je Antriebseinheit 2a, 2b) komplett geschlossen, während mit der anderen je nach Bremsdruck das geforderte Bremsmoment am jeweiligen Rad 9a, 9b modelliert wird. Da der Antriebsstrang einer E-Achse für sehr hohe Antriebsmomente ausgelegt ist, wird demnach das Bremsmoment auch über die Getriebebauteile des Planetensatzes / der Planetenstufe abgestützt.In other words, according to the invention, instead of two additional disk brakes, for example on the rear axle, the four disk brakes (first and second transmission brakes 5, 6 per drive unit 2a, 2b) are used. For this, one of the two brakes (first or second transmission brake 5, 6 per drive unit 2a, 2b) is completely closed, while the required braking torque at the respective wheel 9a, 9b is modeled with the other depending on the brake pressure. Since the drive train of an e-axle is designed for very high drive torques, the braking torque is also supported by the transmission components of the planetary gearset / planetary stage.

In den 1 und 2 ist der Aufbau für ein sogenanntes Twin-Drive-System vorgesehen. Optional gibt es diesen Aufbau auch als Single-Drive-System (dann nur mit einem Elektromotor 14, einem Planetengetriebe 4, zwei Hohlrädern (12 und 16) und einer Doppelbremse (5 und 6).In the 1 and 2 the structure is intended for a so-called twin-drive system. This structure is also optionally available as a single drive system (then only with an electric motor 14, a planetary gear 4, two ring gears (12 and 16) and a double brake (5 and 6).

Die beiden Bremsen je Seite werden aktuell dazu verwendet vom 1. Gang (1) in den 2. Gang (2) zu schalten, indem jeweils ein Hohlrad (12 oder 16) mit der Bremse fixiert wird.The two brakes on each side are currently used by the 1st gear ( 1 ) into 2nd gear ( 2 ) by fixing one ring gear (12 or 16) with the brake.

Mit der hier beschriebenen neuen Funktion werden beide Bremsen betätigt, um ein mechanisches Bremsmoment zu erzeugen. Dafür ist jeweils eine der beiden Bremsen komplett zu schließen, während mit der anderen je nach Bremsdruck das geforderte Bremsmoment am jeweiligen Rad modelliert wird.With the new function described here, both brakes are applied to generate mechanical braking torque. To do this, one of the two brakes has to be closed completely, while the other is used to model the required braking torque on the respective wheel, depending on the brake pressure.

Bei dem Single-Drive-System braucht damit nur ein Bremsmoment für die ganze Achse modelliert werden.With the single-drive system, only one braking torque needs to be modeled for the entire axle.

Um die funktionale Sicherheit zu gewährleisten, sind die Bremsen mit eigenen Bremsmediumkreisläufen auszustatten und entsprechende Sensoren für redundante Signale sind einzusetzen. Um die Funktionalität zu gewährleisten, ist in den nasslaufenden Lamellenbremsen auch für ausreichend Kühlung zu sorgen.In order to ensure functional safety, the brakes must be equipped with their own brake medium circuits and appropriate sensors for redundant signals must be used. In order to ensure functionality, sufficient cooling must also be provided in the wet-running multi-disc brakes.

BezugszeichenlisteReference List

11
Kraftfahrzeugmotor vehicle
2a2a
erste elektrische Antriebseinheitfirst electric drive unit
2b2 B
zweite elektrische Antriebseinheitsecond electric drive unit
33
Getriebeeinrichtunggear mechanism
44
Planetengetriebeplanetary gear
55
erste Getriebebremsefirst transmission brake
66
zweite Getriebebremsesecond transmission brake
77
Bestandteil der ersten Planetenstufepart of the first planetary stage
88th
Getriebeausganggear output
9a9a
erstes Radfirst wheel
9b9b
zweites Radsecond wheel
10a10a
erste Planetenstufefirst planetary stage
10b10b
zweite Planetenstufesecond planetary stage
1111
Bestandteil der zweiten Planetenstufepart of the second planetary stage
1212
erstes Hohlradfirst ring gear
1313
Rekuperationsbremseregenerative braking
1414
Elektromotorelectric motor
1515
Getriebeeinganggear input
1616
zweites Hohlradsecond ring gear
1717
erstes Sonnenradfirst sun gear
1818
erstes Planetenradfirst planet wheel
1919
zweites Sonnenradsecond sun wheel
2020
zweites Planetenradsecond planet gear
2121
Planetenträgerplanet carrier
2222
GehäuseHousing
23a23a
erste Reiblamellefirst friction disc
23b23b
zweite Reiblamellesecond friction disc

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102018211672 A1 [0002]DE 102018211672 A1 [0002]

Claims (10)

Verfahren zum Abbremsen eines batterieelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeuges (1), wobei eine elektrische Antriebseinheit (2a, 2b) des Kraftfahrzeuges (1) eine Getriebeeinrichtung (3) aufweist und die Getriebeeinrichtung (3) wiederum ein Planetengetriebe (4) sowie zumindest eine auf einen Bestandteil (7) des Planetengetriebes (4) unmittelbar einwirkende Getriebebremse (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Getriebebremse (5) in einem Bremsvorgang des Kraftfahrzeuges (1) gezielt betätigt wird, sodass unter Abbremsen des rotierenden Bestandteils (7) des Planetengetriebes (4) ein mit dem rotierenden Bestandteil (7) rotatorisch gekoppelter Getriebeausgang (8) sowie ein mit dem Getriebeausgang (8) rotatorisch gekoppeltes Rad (9a, 9b) des Kraftfahrzeuges (1) mit abgebremst werden.Method for braking a battery-powered motor vehicle (1), wherein an electric drive unit (2a, 2b) of the motor vehicle (1) has a transmission device (3) and the transmission device (3) in turn has a planetary gear (4) and at least one on a component ( 7) of the planetary gear (4) has a directly acting gear brake (5), characterized in that the at least one gear brake (5) is actuated in a targeted manner during a braking process of the motor vehicle (1), so that the rotating component (7) of the planetary gear ( 4) a transmission output (8) rotationally coupled to the rotating component (7) and a wheel (9a, 9b) of the motor vehicle (1) rotationally coupled to the transmission output (8) are also braked. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinrichtung (3) zwei Planetenstufen (10a, 10b) aufweist, wobei eine erste Getriebebremse (5) unmittelbar mit einem Bestandteil (7) einer ersten Planetenstufe (10a) zusammenwirkt und eine zweite Getriebebremse (6) unmittelbar mit einem Bestandteil (11) einer zweiten Planetenstufe (10b) zusammenwirkt.procedure after claim 1 , characterized in that the transmission device (3) has two planetary stages (10a, 10b), with a first transmission brake (5) interacting directly with a component (7) of a first planetary stage (10a) and a second transmission brake (6) directly with a Part (11) of a second planetary stage (10b) interacts. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Bremsvorgang zunächst die erste Getriebebremse (5) vollständig geschlossen wird und daran im Anschluss anhand der zweiten Getriebebremse (6) eine in Abhängigkeit einer Bremspedalstellung gewählte Abbremsung des Bestandteils (11) der zweiten Planetenstufe (10b) ausgeführt wird und/oder in einem zweiten Bremsvorgang zunächst die zweite Getriebebremse (6) vollständig geschlossen wird und daran im Anschluss anhand der ersten Getriebebremse (5) eine in Abhängigkeit einer Bremspedalstellung gewählte Abbremsung des Bestandteils (11) der zweiten Planetenstufe (10b) ausgeführt wird.procedure after claim 2 , characterized in that in a first braking operation, the first transmission brake (5) is first fully engaged and then, using the second transmission brake (6), the component (11) of the second planetary stage (10b) is braked in a manner selected as a function of a brake pedal position and/or in a second braking process, the second transmission brake (6) is first fully engaged and then, using the first transmission brake (5), the component (11) of the second planetary stage (10b) is braked in a manner selected as a function of a brake pedal position. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Getriebebremse (5, 6) auf ein Hohlrad (12, 16) des Planetengetriebes (4) unmittelbar einwirkt.Procedure according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the at least one gear brake (5, 6) acts directly on a ring gear (12, 16) of the planetary gear (4). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Getriebebremse (5, 6) mittels eines eigenen hydraulischen Betätigungskreislaufes betätigt ist.Procedure according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the at least one transmission brake (5, 6) is actuated by means of its own hydraulic actuating circuit. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Getriebebremse (5, 6) mit einem Antiblockiersystem verbunden ist.Procedure according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the at least one transmission brake (5, 6) is connected to an anti-lock braking system. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Getriebebremse (5, 6) als eine nasslaufende Reibbremse ausgebildet ist.Procedure according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the at least one transmission brake (5, 6) is designed as a wet-running friction brake. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (1) ferner eine Rekuperationsbremse (13) aufweist, die in einem Bremsvorgang des Kraftfahrzeuges (1) ebenfalls das Rad (9a, 9b) abbremst.Procedure according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that the motor vehicle (1) also has a recuperation brake (13) which also brakes the wheel (9a, 9b) when the motor vehicle (1) is braked. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils einem von zwei Rädern (9a, 9b) des Kraftfahrzeuges (1) eine eigenständige elektrische Antriebseinheit (2a, 2b) zugeordnet ist.Procedure according to one of Claims 1 until 8th , characterized in that in each case one of two wheels (9a, 9b) of the motor vehicle (1) is assigned an independent electric drive unit (2a, 2b). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Getriebebremse (5, 6) in einem Antriebsvorgang des Kraftfahrzeuges (1) in Abhängigkeit einer angeordneten Übersetzung der Getriebeeinrichtung (3) zwischen einer vollständig geöffneten Stellung und einer vollständig geschlossenen Stellung umgeschaltet wird.Procedure according to one of Claims 1 until 9 , characterized in that the at least one transmission brake (5, 6) is switched between a fully open position and a fully closed position in a driving process of the motor vehicle (1) depending on an arranged translation of the transmission device (3).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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