DE102022004623B3

DE102022004623B3 - Drive device for a motor vehicle and method for operating a drive device

Info

Publication number: DE102022004623B3
Application number: DE102022004623.7A
Authority: DE
Inventors: Marco Oelschlägel; Frank Hoffmann
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2022-12-09
Filing date: 2022-12-09
Publication date: 2024-02-29
Anticipated expiration: 2042-12-10

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung (100) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Elektromaschine, welche in einer geschlossenen Gehäuseeinrichtung (10) angeordnet ist, mit einem Schmier- und Kühlmittel, insbesondere Öl, zur Kühlung und/oder Schmierung der Antriebseinrichtung (100) und mit einer Evakuierungsvorrichtung (20) zum Evakuieren eines Gehäuseinnenraums (12) der Gehäuseeinrichtung (10).Erfindungsgemäß weist die Evakuierungseinrichtung (20) eine außerhalb der Gehäuseeinrichtung (10) angeordnete Vakuumpumpe (22) auf, wobei in einer Verbindungsleitung (24) zwischen der Vakuumpumpe (22) und der Gehäuseeinrichtung (10) wenigstens ein Rückschlagventil (26) angeordnet ist, wobei in der Gehäuseeinrichtung (10) eine Gehäuseeinrichtungsöffnung (14) zum Entlüften des Gehäuseinnenraums (12) vorgesehen ist. Dabei ist an der Gehäuseeinrichtungsöffnung (14) ein Belüftungsventil (30) angeordnet, welches elektrisch betätigbar ist und mittels einer Steuer- und Regeleinrichtung (50) wahlweise in eine Offenstellung und eine Geschlossenstellung schaltbar ist.Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung (100).The invention relates to a drive device (100) for a motor vehicle, having at least one electric machine, which is arranged in a closed housing device (10), with a lubricant and coolant, in particular oil, for cooling and/or lubricating the drive device (100) and with an evacuation device (20) for evacuating a housing interior (12) of the housing device (10). According to the invention, the evacuation device (20) has a vacuum pump (22) arranged outside the housing device (10), in a connecting line (24) between the vacuum pump (22) and the housing device (10) at least one check valve (26) is arranged, a housing device opening (14) for venting the housing interior (12) being provided in the housing device (10). A ventilation valve (30) is arranged on the housing device opening (14), which can be electrically actuated and can be switched into an open position and a closed position by means of a control and regulating device (50). The invention further relates to a method for operating a drive device ( 100).

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Elektromaschine sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a drive device for a motor vehicle, with at least one electric machine, and a method for operating a drive device for a motor vehicle.

Die US 2021 / 0 234 433 A1 zeigt eine elektrische Maschine mit zwei mit einer Vakuumpumpe verbundenen Kühlauslässen. Während der erste Kühlauslass direkt mit der Vakuumpumpe verbunden ist, wird der zweite parallel dazu über ein Rückschlagventil und einen Sammelbehälter geführt.US 2021/0 234 433 A1 shows an electric machine with two cooling outlets connected to a vacuum pump. While the first cooling outlet is connected directly to the vacuum pump, the second is routed parallel to it via a check valve and a collecting container.

In der US 2019 / 0 207 477 A1 ist ein System und Verfahren zur Kühlung und Schmierung elektrischer Maschinen mit hoher Leistungsdichte dargestellt. Die elektrische Maschine weist einen mit einer Vakuumpumpe verbundenen Kühlauslass auf, wobei hinter der Pumpe ein Rückschlagventil angeordnet Ist. Weiterhin hat das Gehäuse der elektrischen Maschine ein Druckausgleichventil, das einen Überdruck in die Umgebung ausleiten kann.US 2019/0 207 477 A1 shows a system and method for cooling and lubricating electrical machines with high power density. The electrical machine has a cooling outlet connected to a vacuum pump, with a check valve being arranged behind the pump. Furthermore, the housing of the electrical machine has a pressure compensation valve that can discharge excess pressure into the environment.

Der US 2019 / 0 017 620 A1 ist eine flüssigkeitsgekühlte elektrische Maschine mit einem elektrisch betätigten Entlüftungsventil als bekannt zu entnehmen.US 2019/0 017 620 A1 discloses a liquid-cooled electrical machine with an electrically operated vent valve as known.

Die EP 2 978 104 B1 offenbart eine Vorrichtung in Form eines Generators oder eines Wechselstrommotors mit einem Stator und einem Rotor. Der Rotor ist so konfiguriert, dass er sich zumindest teilweise innerhalb des Stators oder um den Stator herum dreht und vom Stator durch einen Spalt mit einem Teilvakuum getrennt ist. Der Rotor umfasst eine Welle, die so konfiguriert ist, dass sie einen Kühlmittelfluss ermöglicht, sowie eine Vielzahl von Mikrokanälen, die innerhalb des Rotors ausgebildet sind. Die Mikrokanäle sind strömungstechnisch mit der Welle verbunden und so konfiguriert, dass das Kühlmittel von der Welle durch mindestens einen Teil des Rotors fließen kann, um den Rotor zu kühlen.The EP 2 978 104 B1 discloses a device in the form of a generator or an AC motor with a stator and a rotor. The rotor is configured to rotate at least partially within or around the stator and is separated from the stator by a partial vacuum gap. The rotor includes a shaft configured to allow coolant flow and a plurality of microchannels formed within the rotor. The microchannels are fluidly connected to the shaft and configured to allow coolant from the shaft to flow through at least a portion of the rotor to cool the rotor.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Elektromaschine zu schaffen.One object of the invention is to create an improved drive device for a motor vehicle with at least one electric machine.

Eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer verbesserten Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug anzugeben.A further object is to provide a method for operating an improved drive device for a motor vehicle.

Die vorgenannten Aufgaben werden mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.The aforementioned tasks are solved with the features of the independent claims.

Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der ZeichnungFavorable refinements and advantages of the invention result from the further claims, the description and the drawing

Die Erfindung geht aus von einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 mit wenigstens einer Elektromaschine, welche in einer geschlossenen Gehäuseeinrichtung angeordnet ist, mit einem Schmier- und Kühlmittel, insbesondere Öl, zur Kühlung und/oder Schmierung der Antriebseinrichtung und mit einer Evakuierungsvorrichtung zum Evakuieren eines Gehäuseinnenraums der Gehäuseeinrichtung.The invention is based on a drive device for a motor vehicle according to claim 1 with at least one electric machine, which is arranged in a closed housing device, with a lubricant and coolant, in particular oil, for cooling and / or lubrication of the drive device and with an evacuation device for evacuation a housing interior of the housing device.

Erfindungsgemäß weist die Evakuierungseinrichtung eine außerhalb der Gehäuseeinrichtung angeordnete Vakuumpumpe auf, wobei in einer Verbindungsleitung zwischen der Vakuumpumpe und der Gehäuseeinrichtung wenigstens ein Rückschlagventil angeordnet ist.According to the invention, the evacuation device has a vacuum pump arranged outside the housing device, with at least one check valve being arranged in a connecting line between the vacuum pump and the housing device.

Es wird vorgeschlagen, dass in der Gehäuseeinrichtung eine Gehäuseeinrichtungsöffnung zum Entlüften des Gehäuseinnenraums vorgesehen ist. Dabei ist an der Gehäuseeinrichtungsöffnung ein Belüftungsventil angeordnet, welches elektrisch betätigbar ist und mittels einer Steuer- und Regeleinrichtung wahlweise in eine Offenstellung und eine Geschlossenstellung schaltbar ist. Die Gehäuseeinrichtungsöffnung ist vorteilhaft insbesondere in einem im regulären Betriebszustand in Schwerkraftrichtung oberen Bereich der Gehäuseeinrichtung angeordnet. Weiter ist die Gehäuseeinrichtungsöffnung vorteilhaft angrenzend an einen im Wesentlichen ölfreien Bereich des Gehäuseinnenraums angeordnet.It is proposed that a housing device opening for venting the housing interior is provided in the housing device. A ventilation valve is arranged on the housing device opening, which is electrically actuated and can be switched into an open position and a closed position by means of a control and regulating device. The housing device opening is advantageously arranged in particular in an upper region of the housing device in the direction of gravity in the regular operating state. Furthermore, the housing device opening is advantageously arranged adjacent to a substantially oil-free area of the housing interior.

Vorteilhaft kann in der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung mit der Evakuierungseinrichtung ein Unterdruck in dem Gehäuseinnenraum bereitgestellt werden, wobei der einstellbare Unterdruck variabel ist und betriebspunktabhängig eingestellt werden kann. Ein in der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung bereitstellbarer Unterdruck liegt vorteilhaft in einem Unterdruckbereich, welcher als Grobvakuum bezeichnet wird. Das Rückschlagventil dient der Sicherstellung des Unterdrucks auch nach der Abschaltung der Vakuumpumpe, so muss vorteilhaft die Vakuumpumpe nicht dauerhaft in einem Betrieb der Antriebseinrichtung laufen. Weiter besteht die Möglichkeit einer aktiven Belüftung des Gehäuseinnenraums im Bedarfsfall.Advantageously, in the drive device according to the invention with the evacuation device, a negative pressure can be provided in the housing interior, the adjustable negative pressure being variable and can be set depending on the operating point. A negative pressure that can be provided in the drive device according to the invention is advantageously in a negative pressure range, which is referred to as a rough vacuum. The check valve serves to ensure the negative pressure even after the vacuum pump has been switched off, so advantageously the vacuum pump does not have to run permanently while the drive device is in operation. There is also the possibility of active ventilation of the housing interior if necessary.

Die Elektromaschine kann beispielsweise einen Stator und einen relativ zu dem Stator drehbaren Rotor aufweisen. Bei der Elektromaschine der Antriebseinrichtung kann es sich insbesondere um einen Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs handeln, welcher in der Gehäuseeinrichtung angeordnet ist. Alternativ kann die Antriebsvorrichtung auch ein Hybridgetriebe mit einer Elektromaschine umfassen. Alternativ kann es sich bei der Antriebsvorrichtung auch um einen elektrischen Antriebsstrang oder ein elektrisches Achssystem mit einer Elektromaschine handeln. Alternativ ist auch möglich, dass die Antriebseinrichtung, in Form einer Verbundkonstruktion zu einem neuen Bauteil zusammengefasst, mit einem elektrischen Antriebsstrang verbunden wird.The electric machine can, for example, have a stator and a rotor that can be rotated relative to the stator. The electric machine of the drive device can in particular be a drive motor of the motor vehicle, which is arranged in the housing device. Alternatively, the drive device can also include a hybrid transmission with an electric machine. Alternatively, the drive device can also be an electric drive train or an electric axle system with an electric machine act. Alternatively, it is also possible that the drive device, combined into a new component in the form of a composite construction, is connected to an electric drive train.

Die geschlossene Gehäuseeinrichtung kann als ein mehrteiliges Gehäuse, insbesondere aus Aluminium-Druckguss, mit einer Ölwanne, wenn insbesondere Öl als Schmier- und Kühlmittel zum Kühlen und Schmieren der Antriebseinrichtung eingesetzt wird, und eventuell noch einem Gehäusedeckel ausgebildet sein.The closed housing device can be designed as a multi-part housing, in particular made of die-cast aluminum, with an oil pan, if in particular oil is used as a lubricant and coolant for cooling and lubricating the drive device, and possibly also a housing cover.

Eine bereits im Kraftfahrzeug vorhandene Unterdruckpumpe, beispielsweise eines Bremskraftverstärkers, oder eine eigens dafür genutzte Vakuumpumpe kann über eine Drossel und Rückschlagventile Luft aus der Antriebseinrichtung abziehen. Dazu kann ein Rückschlagventil an der als Ansaugstutzen ausgebildeten Gehäuseeinrichtungsöffnung, welche oben an der Gehäuseeinrichtung integriert ist, angeordnet sein. Eine Drossel kann zur Reduzierung des Luftmassenstroms dienen, um so beispielsweise die Funktion des Bremskraftverstärkers nicht zu beeinflussen. Die Rückschlagventile dienen der Sicherstellung des Unterdrucks auch nach der Abschaltung der Vakuumpumpe. So muss die Vakuumpumpe nicht dauerhaft laufen. Entsprechende Abdichtungen der an der Antriebseinrichtung angeordneten Bauteilen wie Steckern und eine Anpassung von Radialwellendichtringen bei der Konstruktion oder der Auslegung können vorteilhaft zu einer optimalen Funktionalität beitragen.A vacuum pump already present in the motor vehicle, for example a brake booster, or a vacuum pump used specifically for this purpose can extract air from the drive device via a throttle and check valves. For this purpose, a check valve can be arranged on the housing device opening designed as a suction port, which is integrated at the top of the housing device. A throttle can be used to reduce the air mass flow so as not to influence the function of the brake booster, for example. The check valves are used to ensure negative pressure even after the vacuum pump has been switched off. This means that the vacuum pump does not have to run continuously. Appropriate seals of the components arranged on the drive device, such as plugs, and an adaptation of radial shaft sealing rings during construction or design can advantageously contribute to optimal functionality.

In einer Ausgestaltung der Erfindung stromauf des Belüftungsventils ein Luftfilter angeordnet. Belüftet werden kann die Antriebseinrichtung mithilfe des elektrisch angesteuerten Belüftungsventils, welches beispielsweise in Form eines Umschaltventils ausgestaltet ist. In der Regel ist der Luftfilter an dem Belüftungsventil integriert.In one embodiment of the invention, an air filter is arranged upstream of the ventilation valve. The drive device can be ventilated using the electrically controlled ventilation valve, which is designed, for example, in the form of a changeover valve. As a rule, the air filter is integrated into the ventilation valve.

Zur Überwachung und Steuerung der Evakuierungs- und Belüftungsfunktionen können vorteilhaft ein Drucksensor und ein Temperatursensor in die Antriebseinrichtung integriert werden. Angesteuert werden die Vakuumpumpe und das Belüftungsventil über eine Steuer- und Regeleinrichtung mit einer entsprechenden Programmierung der möglichen Abläufe.To monitor and control the evacuation and ventilation functions, a pressure sensor and a temperature sensor can advantageously be integrated into the drive device. The vacuum pump and the ventilation valve are controlled via a control and regulation device with appropriate programming of the possible processes.

Vorteilhaft wird so kein Abscheidesystem für das Schmier- und Kühlmittel benötigt, da es möglich ist, das Absaugen nur zu definierten Betriebszuständen zu aktivieren. Falls dies nicht ausreicht oder ein Absaugen während der Fahrt bei Volllast benötigt wird, kann ein solches Abscheidesystem zwischen Drossel und Rückschlagventil mit einer Leitung bis in einen Ölsumpf in der Gehäuseeinrichtung integriert werden.Advantageously, no separation system for the lubricant and coolant is required, since it is possible to activate the suction only in defined operating states. If this is not sufficient or suction is required while driving at full load, such a separation system can be integrated between the throttle and check valve with a line into an oil sump in the housing device.

Vorteilhaft kann durch die vorliegende Erfindung ein konvektiver Wärmeaustausch zwischen einer Luft in dem Gehäuseinnenraum und der Gehäuseeinrichtung reduziert werden, so dass vorteilhaft ein Aufheizen der Antriebseinrichtung beschleunigt werden kann. Ein optionales An- und Ausschalten des Belüftungsventils führt zu einem besseren Thermomanagement der Antriebseinrichtung.The present invention can advantageously reduce convective heat exchange between air in the housing interior and the housing device, so that heating of the drive device can advantageously be accelerated. Optionally switching the ventilation valve on and off leads to better thermal management of the drive device.

Eine Erhöhung des Ölpumpenwirkungsgrades, wenn beispielsweise Öl als Schmier- und Kühlmittel zum Kühlen und Schmieren der Antriebseinrichtung eingesetzt wird, sowie eine verbesserte Kühlleistung führen günstigerweise zu einer geringeren Verschäumung des Öls. Ein reduzierter Druck im Gehäuseinnenraum führt zu einer geringeren Verschäumung des Öls.An increase in the oil pump efficiency, for example when oil is used as a lubricant and coolant for cooling and lubricating the drive device, as well as an improved cooling performance advantageously lead to less foaming of the oil. A reduced pressure in the housing interior leads to less foaming of the oil.

Die Optimierung des Ölhaushalts ermöglicht vorteilhaft eine verbesserte Strahlausbildung für die Ölkühlung.Optimizing the oil balance advantageously enables improved jet formation for oil cooling.

Mit der vorliegenden Erfindung ist vorteilhaft ein Unterdruck im Gehäuseinnenraum und so eine Reduktion von Luftspaltreibungen, verursacht durch die rotierenden Komponenten im elektrischen Antriebsstrang sowie eine Reduktion der Rotortemperatur im Betrieb durch schlechteren konvektiven Wärmeübergang, bewirkbar ist und so vorteilhaft eine Optimierung eines Wirkungsgrads der Antriebseinrichtung mit sich bringt.With the present invention, a negative pressure in the housing interior and thus a reduction in air friction caused by the rotating components in the electric drive train as well as a reduction in the rotor temperature during operation due to poorer convective heat transfer can advantageously be brought about and thus advantageously results in an optimization of the efficiency of the drive device brings.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Antriebseinrichtung kann stromauf des Belüftungsventils ein Luftfilter angeordnet sein. Dadurch kann günstigerweise ein Eintragen von Schmutz beim Belüften des Gehäuseinnenraums verhindert werden.According to an advantageous embodiment of the drive device, an air filter can be arranged upstream of the ventilation valve. This can conveniently prevent the entry of dirt when ventilating the interior of the housing.

Das Rückschlagventil dient der Sicherstellung des Unterdrucks auch nach der Abschaltung der Vakuumpumpe. So muss die Vakuumpumpe nicht dauerhaft laufen.The check valve is used to ensure negative pressure even after the vacuum pump has been switched off. This means that the vacuum pump does not have to run continuously.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Antriebseinrichtung kann die Verbindungsleitung mit einer zweiten Gehäuseeinrichtungsöffnung fluidisch verbunden sein, an welcher das wenigstens eine Rückschlagventil angeordnet ist.According to an advantageous embodiment of the drive device, the connecting line can be fluidly connected to a second housing device opening, on which the at least one check valve is arranged.

Dabei kann in einer Ausgestaltung der Erfindung optional eine Abschirmeinrichtung, insbesondere ein Spritzschutz, stromauf der Gehäuseeinrichtungsöffnung, insbesondere im Gehäuseinnenraum, angeordnet sein. Auf diese Weise kann die zweite Gehäuseeinrichtungsöffnung und damit die Evakuierungseinrichtung und das an der Gehäuseeinrichtungsöffnung angeordnete Rückschlagventil vor Spritzöl der Elektromaschine oder Spritzöl der Getriebe- und/oder Kupplungsteile geschützt werden. Die Abschirmeinrichtung kann beispielsweise als Abschirmblech getriebeinnenraumseitig h der Gehäuseeinrichtungsöffnung ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann vor einer Ansaugöffnung der Vakuumpumpe ein innen- oder außenliegendes Schmiermittel-Abscheidesystem, wie beispielsweise ein Beruhigungsvolumen oder ein Labyrinth realisiert sein, durch welches ein Schmiermittelsaugstrom hindurchgeführt wird, wobei das Beruhigungsvolumen oder das Labyrinth auch so ausgestaltet sein können, dass diese zugleich als Abschirmung wirken.In one embodiment of the invention, a shielding device, in particular a splash guard, can optionally be arranged upstream of the housing device opening, in particular in the housing interior. In this way, the second housing device opening and thus the evacuation device and the check valve arranged on the housing device opening can be protected from spray oil from the electric machine or spray oil from the transmission and / or clutch parts the. The shielding device can be designed, for example, as a shielding plate on the transmission interior side h of the housing device opening. Alternatively or additionally, an internal or external lubricant separation system, such as a calming volume or a labyrinth, can be implemented in front of a suction opening of the vacuum pump, through which a lubricant suction flow is passed, whereby the calming volume or the labyrinth can also be designed so that they can simultaneously act as a shield.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Antriebseinrichtung kann in der Verbindungsleitung zwischen der Vakuumpumpe und der Gehäuseeinrichtung zumindest eine Drossel angeordnet sein. Insbesondere kann dabei stromauf und/oder stromab der Drossel wenigstens ein Rückschlagventil angeordnet sein. Eine Drossel kann günstigerweise zur Reduzierung des Luftmassenstroms dienen, um so beispielsweise die Funktion des Bremskraftverstärkers, wenn dessen Vakuumpumpe zum Evakuieren der Antriebseinrichtung verwendet wird, nicht zu beeinflussen.According to an advantageous embodiment of the drive device, at least one throttle can be arranged in the connecting line between the vacuum pump and the housing device. In particular, at least one check valve can be arranged upstream and/or downstream of the throttle. A throttle can conveniently serve to reduce the air mass flow so as not to influence the function of the brake booster when its vacuum pump is used to evacuate the drive device.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Antriebseinrichtung kann die Antriebseinrichtung wenigstens Getriebekomponenten umfassen. Insbesondere kann dabei die Antriebseinrichtung als Hybridgetriebe, oder als elektrisches Achssystem mit einem Festgang oder mit schaltbaren Gängen ausgebildet sein. Die Antriebseinrichtung kann so alle wesentlichen Funktionen eines elektrischen Antriebsstrangs darstellen.According to an advantageous embodiment of the drive device, the drive device can comprise at least transmission components. In particular, the drive device can be designed as a hybrid transmission or as an electric axle system with a fixed gear or with switchable gears. The drive device can thus represent all essential functions of an electric drive train.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, vorgeschlagen. Ein Evakuieren der Antriebseinrichtung wird abhängig von Betriebsparametern einer oder mehrerer Komponenten der Antriebseinrichtung und Betriebsparametern des Kraftfahrzeugs ausgeführt.According to a further aspect of the invention, a method for operating a drive device for a motor vehicle is proposed. Evacuation of the drive device is carried out depending on the operating parameters of one or more components of the drive device and operating parameters of the motor vehicle.

Die Betriebsparameter von Komponenten der Antriebseinrichtung können beispielsweise sein, eine Drehzahl der Elektromaschine, eine Schmiermittel-Temperatur, ein Luftdruck in der Antriebseinrichtung, ein Status der Vakuumpumpe, GPS-Daten, ein Motormoment, ein Umgebungsluftdruck und/oder ein Soll- und Istöldruck in einem Schmiermittelkreislauf.The operating parameters of components of the drive device can be, for example, a speed of the electric machine, a lubricant temperature, an air pressure in the drive device, a status of the vacuum pump, GPS data, an engine torque, an ambient air pressure and / or a target and actual oil pressure in one Lubricant circuit.

Die Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs können beispielsweise sein: eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, eine Längs- und Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs, ein Status eines Bremskraftverstärkers, ein Fahrmodus des Kraftfahrzeugs.The operating parameters of the motor vehicle can be, for example: a speed of the motor vehicle, a longitudinal and lateral acceleration of the motor vehicle, a status of a brake booster, a driving mode of the motor vehicle.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können zu einem Evakuieren der Antriebseinrichtung wenigstens die folgenden Schritte ausgeführt werden.According to an advantageous embodiment of the method, at least the following steps can be carried out to evacuate the drive device.

Wenn ein Status einer Vakuumpumpe passiv ist, und eine Drehzahl einer Elektromaschine kleiner oder gleich einer vorgegebenen Drehzahl ist, und eine Temperatur eines Schmier- und Kühlmittels zur Kühlung und/oder Schmierung der Antriebseinrichtung kleiner oder gleich einer vorgegebenen Temperatur ist, und ein Luftdruck kleiner oder gleich einem gewichteten Betriebsluftdruck ist, und eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kleiner oder gleich einer vorgegebenen Geschwindigkeit ist, und eine Längs- und Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs innerhalb vorgegebener Grenzen liegt, und ein Fahrmodus ein zu einer Evakuierung der Antriebseinrichtung erlaubter Fahrmodus ist, dann wird ein Anschaltsignal an die Vakuumpumpe sowie ein Schließsignal an das Belüftungsventil der Gehäuseeinrichtungsöffnung ausgegeben, sonst wird ein Ausschaltsignal an die Vakuumpumpe sowie ein Schließsignal an das Belüftungsventil ausgegeben.If a status of a vacuum pump is passive, and a speed of an electric machine is less than or equal to a predetermined speed, and a temperature of a lubricant and coolant for cooling and / or lubrication of the drive device is less than or equal to a predetermined temperature, and an air pressure is less than or is equal to a weighted operating air pressure, and a speed of the motor vehicle is less than or equal to a predetermined speed, and a longitudinal and lateral acceleration of the motor vehicle is within predetermined limits, and a driving mode is a driving mode permitted to evacuate the drive device, then a switch-on signal is turned on the vacuum pump and a closing signal are output to the ventilation valve of the housing device opening, otherwise a switch-off signal is issued to the vacuum pump and a closing signal to the ventilation valve.

Alternativ, wenn ein Status der Vakuumpumpe aktiv ist, und der Luftdruck größer oder gleich dem gewichteten Betriebsluftdruck ist, oder die Drehzahl der Elektromaschine größer oder gleich der vorgegebenen Drehzahl ist, oder die Temperatur des Schmier- und Kühlmittels größer oder gleich der vorgegebenen Temperatur ist, oder die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs größer oder gleich der vorgegebenen Geschwindigkeit ist, oder die Längs- und Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs außerhalb der vorgegebenen Grenzen liegt, oder der Fahrmodus kein zu einer Evakuierung der Antriebseinrichtung erlaubter Fahrmodus ist, dann wird ein Ausschaltsignal an die Vakuumpumpe sowie ein Schließsignal an das Belüftungsventil der Gehäuseeinrichtungsöffnung ausgegeben, sonst wird ein Schließsignal an das Belüftungsventil ausgegeben.Alternatively, if a status of the vacuum pump is active and the air pressure is greater than or equal to the weighted operating air pressure, or the speed of the electric machine is greater than or equal to the specified speed, or the temperature of the lubricant and coolant is greater than or equal to the specified temperature, or the speed of the motor vehicle is greater than or equal to the specified speed, or the longitudinal and lateral acceleration of the motor vehicle is outside the specified limits, or the driving mode is not a driving mode that allows evacuation of the drive device, then a switch-off signal is sent to the vacuum pump and a closing signal output to the ventilation valve of the housing device opening, otherwise a closing signal is output to the ventilation valve.

Vorteilhaft kann mit dem vorgeschlagenen erfindungsgemäßen Verfahren eine Funktion zur, im Wesentlichen ölfreien, Evakuierung der Antriebseinrichtung, beispielsweise eines elektrischen Antriebsstrangs realisiert werden.Advantageously, with the proposed method according to the invention, a function for essentially oil-free evacuation of the drive device, for example an electric drive train, can be realized.

Die Antriebseinrichtung wird vorteilhaft nur unter bestimmten Voraussetzungen evakuiert, zu denen sichergestellt ist, dass sich keine Schmiermitteltropfen in der Luft befinden, um so auf ein Abscheidesystem verzichten zu können. Zweckmäßigerweise wird dabei eine Dichtheit der Antriebseinrichtung vorausgesetzt.The drive device is advantageously evacuated only under certain conditions, which ensure that there are no drops of lubricant in the air, so that a separation system can be dispensed with. It is expedient to assume that the drive device is tight.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können zu einem Überwachen einer Leckage der evakuierten Antriebseinrichtung wenigstens die folgenden Schritte ausgeführt werden.According to a further advantageous embodiment of the method, at least the following steps can be carried out to monitor a leak in the evacuated drive device.

Wenn ein Status der Vakuumpumpe passiv ist, und der Fahrmodus ein Parkzustand ist, und eine zeitliche Änderung des Luftdrucks während des Stillstands größer oder gleich einem zulässigen zeitlichen Druckverlust ist, dann kann eine Warnmeldung auf einer Anzeigeeinheit ausgegeben werden, dass eine Leckage vorliegt und/oder Dichtringe getauscht werden müssen, sonst kann ein Statussignal „Leckagefrei“ unter einem Menü „Fahrzeugstatus“ der Anzeigeeinheit abgelegt werden.If a status of the vacuum pump is passive, and the driving mode is a parking state, and a temporal change in the air pressure during standstill is greater than or equal to a permissible temporal pressure loss, then a warning message can be output on a display unit that there is a leak and / or Sealing rings must be replaced, otherwise a “leak-free” status signal can be stored under a “Vehicle status” menu in the display unit.

Alternativ, wenn ein Status der Vakuumpumpe aktiv ist, und eine Dauer eines Aktiv-Status der Vakuumpumpe größer oder gleich einer vorgegebenen Zeitdauer ist, dann kann die Warnmeldung auf der Anzeigeeinheit ausgegeben werden, dass eine Leckage vorliegt und/oder Dichtringe getauscht werden müssen, und es kann ein Abschaltsignal an die Vakuumpumpe ausgegeben werden, und es kann eine Fahrzeugleistung auf einen Wert begrenzt werden, bei dem ohne Vakuum in Antriebseinrichtung eine erforderliche Kühlleistung bereitgestellt werden kann, sonst kann ein Statussignal „Leckagefrei“ unter einem Menü „Fahrzeugstatus“ der Anzeigeeinheit abgelegt werden.Alternatively, if a status of the vacuum pump is active, and a duration of an active status of the vacuum pump is greater than or equal to a predetermined period of time, then the warning message can be output on the display unit that there is a leak and / or sealing rings need to be replaced, and A switch-off signal can be output to the vacuum pump, and vehicle performance can be limited to a value at which the required cooling capacity can be provided without a vacuum in the drive device, otherwise a “leak-free” status signal can be stored under a “vehicle status” menu of the display unit become.

Vorteilhaft kann so eine Funktion zur Überwachung einer möglichen Leckage der Antriebseinrichtung realisiert werden, die dem Fahrer auf der Anzeigeeinheit unter Erfüllung bestimmter Voraussetzungen eine Warnung zur Anzeige bringt, dass in der Antriebseinrichtung eine Undichtigkeit vorliegt und ein Werkstattbesuch sinnvoll wäre. Wenn der Druck schneller als erlaubt abfällt, muss eine Leckage vorliegen. Daraufhin wird eine Warnung ausgegeben.Advantageously, a function for monitoring a possible leak in the drive device can be implemented, which, if certain conditions are met, displays a warning to the driver on the display unit that there is a leak in the drive device and a visit to the workshop would be useful. If the pressure drops faster than allowed, there must be a leak. A warning will then be issued.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können zu einem Belüften der evakuierten Antriebseinrichtung bei einem Werkstattbesuch wenigstens die folgenden Schritte ausgeführt werden.According to an advantageous embodiment of the method, at least the following steps can be carried out to ventilate the evacuated drive device during a visit to the workshop.

Wenn ein Werkstattmodus aktiv ist, und eine Belüftungsanforderung aktiv ist, dann kann ein Öffnensignal an das Belüftungsventil ausgegeben werden, sonst kann ein Schließsignal an das Belüftungsventil ausgegeben werden.If a workshop mode is active and a ventilation request is active, then an open signal can be issued to the ventilation valve, otherwise a close signal can be issued to the ventilation valve.

Vorteilhaft kann so eine Funktion zur Belüftung einer evakuierten Antriebseinrichtung beim Werkstattbesuch realisiert werden. Wenn ein Service in der Werkstatt erforderlich ist, kann die Antriebseinrichtung aktiv belüftet werden, um so einen gefahrenfreien Ausbau von Komponenten oder einen Wechsel des Schmier- und Kühlmittels durchzuführen.In this way, a function for ventilating an evacuated drive device can be advantageously implemented during a visit to the workshop. If service is required in the workshop, the drive device can be actively ventilated in order to carry out a risk-free removal of components or a change of the lubricant and coolant.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können zu einem intervallgeschalteten Belüften und Evakuieren der Antriebseinrichtung wenigstens die folgenden Schritte ausgeführt werden.According to an advantageous embodiment of the method, at least the following steps can be carried out for interval-switched ventilation and evacuation of the drive device.

Wenn ein Ladestatus aktiv ist, und eine Temperatur des Kühl- und Schmiermittels größer oder gleich der vorgegebenen Temperatur ist, und/oder eine Temperatur der Elektromaschine größer oder gleich einer vorgegebenen Temperatur ist, dann kann eine aktive Luftkühlung der Antriebseinrichtung durch wiederholtes Belüften und Evakuieren der Antriebseinrichtung eingeschaltet werden, sonst kann die aktive Luftkühlung der Antriebseinrichtung durch wiederholtes Belüften und Evakuieren der Antriebseinrichtung ausgeschaltet werden.If a charging status is active, and a temperature of the coolant and lubricant is greater than or equal to the predetermined temperature, and/or a temperature of the electric machine is greater than or equal to a predetermined temperature, then active air cooling of the drive device can be achieved by repeatedly ventilating and evacuating the Drive device must be switched on, otherwise the active air cooling of the drive device can be switched off by repeatedly ventilating and evacuating the drive device.

Vorteilhaft kann so eine Funktion einer aktiven inneren Luftkühlung der Antriebseinrichtung mittels intervallgeschalteter Belüftung und Evakuierung realisiert werden. Wenn das Fahrzeug steht und die Antriebseinrichtung durch vorhergehende Fahrleistungen stark aufgeheizt hat, kann die Antriebseinrichtung mit dieser Funktion möglichst schnell auf ein normales Niveau gekühlt werden. Hierzu kann die Antriebseinrichtung mit Umgebungsluft belüftet werden. Die Luft heizt sich an den heißen Bauteilen auf und wird wieder abgesaugt. Durch abwechselndes Belüften und Evakuieren können die Bauteile auch bei stehendem Fahrzeug von innen gekühlt werden. Die freie, äußere konvektive Abkühlung der Antriebseinrichtung wird somit unterstützt.Advantageously, a function of active internal air cooling of the drive device can be realized by means of interval-switched ventilation and evacuation. If the vehicle is stationary and the drive device has heated up significantly due to previous driving, the drive device can be cooled to a normal level as quickly as possible using this function. For this purpose, the drive device can be ventilated with ambient air. The air heats up on the hot components and is sucked out again. By alternating ventilation and evacuation, the components can be cooled from the inside even when the vehicle is stationary. The free, external convective cooling of the drive device is thus supported.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages result from the following drawing description. An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawings. The drawings, description and claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will also expediently consider the features individually and combine them into further sensible combinations.

Dabei zeigen:

1 eine Systemübersicht einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Elektromaschine nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
2 eine Systemübersicht der Antriebseinrichtung mit wenigstens der Elektromaschine nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3 ein Flussdiagramm des Verfahrens zum Betreiben der Antriebseinrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung für ein Evakuieren der Antriebseinrichtung;
4 ein weiteres Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens für ein Evakuieren der Antriebseinrichtung;
5 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens für ein Überwachen einer Leckage der evakuierten Antriebseinrichtung;
6 ein weiteres Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens für ein Überwachen einer Leckage der Antriebseinrichtung;
7 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens für ein Belüften der evakuierten Antriebseinrichtung bei einem Werkstattbesuch; und
8 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens für ein intervallgeschaltetes Belüften und Evakuieren der Antriebseinrichtung.

Show:

1 a system overview of a drive device for a motor vehicle with at least one electric machine according to an exemplary embodiment of the invention; and
2 a system overview of the drive device with at least the electric machine according to a further exemplary embodiment of the invention;
3 a flowchart of the method for operating the drive device according to an exemplary embodiment of the invention for evacuating the drive device;
4 a further flowchart of the method according to the invention for evacuating the drive device;
5 a flowchart of the method according to the invention for monitoring a leakage of the evacuated drive device;
6 a further flowchart of the method according to the invention for monitoring a leakage of the drive device;
7 a flowchart of the method according to the invention for ventilating the evacuated drive device during a workshop visit; and
8th a flowchart of the method according to the invention for interval-switched ventilation and evacuation of the drive device.

In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.In the figures, identical or similar components are numbered with the same reference numerals. The figures only show examples and are not to be understood as limiting.

1 zeigt eine Systemübersicht einer Antriebseinrichtung 100 für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Elektromaschine nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1 shows a system overview of a drive device 100 for a motor vehicle with at least one electric machine according to an exemplary embodiment of the invention.

Die Elektromaschine, welche selbst nicht dargestellt ist, ist in einer geschlossenen Gehäuseeinrichtung 10 angeordnet. In der Antriebseinrichtung 100 wird ein Öl zur Kühlung und/oder Schmierung verwendet. Die Antriebseinrichtung 100 weist ferner eine Evakuierungsvorrichtung 20 zum Evakuieren eines Gehäuseinnenraums 12 der Gehäuseeinrichtung 10 auf.The electric machine, which itself is not shown, is arranged in a closed housing device 10. In the drive device 100, an oil is used for cooling and/or lubrication. The drive device 100 also has an evacuation device 20 for evacuating a housing interior 12 of the housing device 10.

Bei der Elektromaschine der Antriebseinrichtung 100 kann es sich beispielsweise um einen Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs handeln, welcher in der Gehäuseeinrichtung 10 angeordnet ist. Als Antriebsmotor kann die Elektromaschine beispielsweise einen Stator und einen relativ zu dem Stator drehbaren Rotor aufweisen.The electric machine of the drive device 100 can be, for example, a drive motor of the motor vehicle, which is arranged in the housing device 10. As a drive motor, the electric machine can have, for example, a stator and a rotor that can be rotated relative to the stator.

Alternativ kann die Antriebsvorrichtung 100 auch ein Hybridgetriebe mit einer Elektromaschine umfassen. Alternativ kann es sich bei der Antriebsvorrichtung 100 auch um einen elektrischen Antriebsstrang oder ein elektrisches Achssystem mit einer Elektromaschine handeln. Alternativ ist auch möglich, dass die Antriebseinrichtung 100, in Form einer Verbundkonstruktion zu einem neuen Bauteil zusammengefasst, mit einem elektrischen Antriebsstrang verbunden wird.Alternatively, the drive device 100 can also include a hybrid transmission with an electric machine. Alternatively, the drive device 100 can also be an electric drive train or an electric axle system with an electric machine. Alternatively, it is also possible for the drive device 100, combined into a new component in the form of a composite construction, to be connected to an electric drive train.

Die Gehäuseeinrichtung 10 weist eine im regulären Betriebszustand in Schwerkraftrichtung oben angeordnete Gehäuseeinrichtungsöffnung 14 zum Entlüften des Gehäuseinnenraums 12 auf. Dazu ist an der Gehäuseeinrichtungsöffnung 14 ein Belüftungsventil 30 angeordnet, welches elektrisch betätigbar ist und mittels einer Steuer- und Regeleinrichtung 50 wahlweise in eine Offenstellung und eine Geschlossenstellung schaltbar ist.The housing device 10 has a housing device opening 14 arranged at the top in the direction of gravity in the regular operating state for venting the housing interior 12. For this purpose, a ventilation valve 30 is arranged on the housing device opening 14, which is electrically actuated and can be switched into an open position and a closed position by means of a control and regulating device 50.

Das Belüftungsventil 30 kann beispielsweise als elektrisches Umschaltventil ausgebildet sein und stromauf des Belüftungsventils 30 ein Luftfilter 32 aufweisen. Das Belüftungsventil 30 kann beispielsweise, wie dargestellt, als ein 2/4-Wegeventil mit integriertem Luftfilter 32 ausgebildet sein.The ventilation valve 30 can, for example, be designed as an electrical switching valve and have an air filter 32 upstream of the ventilation valve 30. The ventilation valve 30 can, for example, be designed as a 2/4-way valve with an integrated air filter 32, as shown.

Die Evakuierungseinrichtung 20 weist eine außerhalb der Gehäuseeinrichtung 10 angeordnete Vakuumpumpe 22 auf. Die Vakuumpumpe 22 ist mittels einer Verbindungsleitung 24 mit einer zweiten Gehäuseeinrichtungsöffnung 16 fluidisch verbunden. In der Verbindungsleitung 24 zwischen der Vakuumpumpe 22 und der Gehäuseeinrichtung 10 ist wenigstens ein Rückschlagventil 26, möglichst nah an der zweiten Gehäuseeinrichtungsöffnung 16, angeordnet. Das Rückschlagventil 26 ist als ein Unterdruck-Rückschlagventil ausgebildet.The evacuation device 20 has a vacuum pump 22 arranged outside the housing device 10. The vacuum pump 22 is fluidly connected to a second housing device opening 16 by means of a connecting line 24. At least one check valve 26 is arranged in the connecting line 24 between the vacuum pump 22 and the housing device 10, as close as possible to the second housing device opening 16. The check valve 26 is designed as a vacuum check valve.

Eine Unterdruckleitung 36 führt von der Vakuumpumpe 22 zu einem Bremskraftverstärker, wenn die Vakuumpumpe 22 eines im Fahrzeug vorhandenen Unterdrucksystems zur Bremskraftverstärkung benutzt wird.A vacuum line 36 leads from the vacuum pump 22 to a brake booster if the vacuum pump 22 of a vacuum system present in the vehicle is used to boost the brake force.

Eine Abschirmeinrichtung 80 ist, insbesondere als Spritzschutz, stromauf der Gehäuseeinrichtungsöffnung 16 im Gehäuseinnenraum 12 angeordnet.A shielding device 80 is arranged, in particular as a splash guard, upstream of the housing device opening 16 in the housing interior 12.

In der Verbindungsleitung 24 zwischen der Vakuumpumpe 22 und der Gehäuseeinrichtung 10 ist weiter zumindest eine Drossel 34 angeordnet. Stromauf der Drossel 34 ist ein weiteres Rückschlagventil 28 angeordnet.At least one throttle 34 is further arranged in the connecting line 24 between the vacuum pump 22 and the housing device 10. A further check valve 28 is arranged upstream of the throttle 34.

Die Gehäuseeinrichtung 10 weist im Innenraum 12 einen Ölsumpf 18 auf. Da bevorzugt Öl als Kühl- und Schmiermittel verwendet wird, stellt der Ölsumpf 18 einen in Antriebseinrichtungen 100 üblichen Ölsumpf 18 dar, in dem ein Öl-/Luftgemisch sich absetzt. Die Temperatur des Öls wird über einen an der Gehäuseeinrichtung 10 angeordneten Temperatursensor 40 bestimmt. Der Luftdruck im Gehäuseinnenraum 12 wird über einen an der Gehäuseeinrichtung 10 angeordneten Drucksensor 38 bestimmt.The housing device 10 has an oil sump 18 in the interior 12. Since oil is preferably used as a coolant and lubricant, the oil sump 18 represents an oil sump 18 which is common in drive devices 100 and in which an oil/air mixture settles. The temperature of the oil is determined via a temperature sensor 40 arranged on the housing device 10. The air pressure in the housing interior 12 is determined via a pressure sensor 38 arranged on the housing device 10.

Die Steuer- und Regeleinrichtung 50 erhält Informationen von der Antriebseinrichtung 100 und steuert die Vakuumpumpe 22 bzw. das Belüftungsventil 30 über ein CAN-Netzwerk an. Messdaten des Temperatursensors 40 wie auch des Drucksensors 38 werden über CAN-Signale als Öl-Temperatur 62 bzw. Luftdruck 64 an die Steuer- und Regeleinrichtung 50 übermittelt. Weiter werden an die Steuer- und Regeleinrichtung 50 über CAN-Signale wenigstens eine Drehzahl 60 des elektrischen Antriebsstrangs sowie ein Status 66 der Vakuumpumpe 22, beispielsweise „passiv“ oder „aktiv“, übermittelt.The control and regulating device 50 receives information from the drive device 100 and controls the vacuum pump 22 or the ventilation valve 30 via a CAN network. Measurement data from the temperature sensor 40 as well as the pressure sensor 38 are transmitted to the open-loop and closed-loop control device 50 via CAN signals as oil temperature 62 or air pressure 64. Further information will be sent to the tax and control device 50 transmits at least one speed 60 of the electric drive train and a status 66 of the vacuum pump 22, for example “passive” or “active”, via CAN signals.

Vom Kraftfahrzeug bekommt die Steuer- und Regeleinrichtung 50 über CAN-Signale wenigstens Informationen über die Geschwindigkeit 68, die Längs- und Querbeschleunigung 70 des Fahrzeugs, ein Statussignal 72 des Bremskraftverstärkers, beispielsweise den Unterdruck, sowie einen Fahrmodus.The control and regulating device 50 receives from the motor vehicle via CAN signals at least information about the speed 68, the longitudinal and lateral acceleration 70 of the vehicle, a status signal 72 of the brake booster, for example the negative pressure, and a driving mode.

Die Steuer- und Regeleinrichtung 50 steuert die Vakuumpumpe 22 über die Ansteuerleitung 52 in Form eines Anschaltsignals oder Ausschaltsignals und das Belüftungsventil 30 über die Ansteuerleitung 54 in Form eines Öffnensignals oder Schließsignals an.The control and regulating device 50 controls the vacuum pump 22 via the control line 52 in the form of a switch-on signal or switch-off signal and the ventilation valve 30 via the control line 54 in the form of an opening signal or closing signal.

In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Dieses unterscheidet sich von dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel, dass eine eigene Vakuumpumpe 22 eingesetzt wird und keine Vakuumpumpe 22 eines Bremskraftverstärkers. Deswegen fehlt die entsprechende Unterdruckleitung 36. Alternativ kann auch das zugehörige Statussignal 72 eines Bremskraftverstärkers fehlen.In 2 a further exemplary embodiment of the invention is shown. This is different from the one in 1 illustrated embodiment that a separate vacuum pump 22 is used and not a vacuum pump 22 of a brake booster. That is why the corresponding vacuum line 36 is missing. Alternatively, the associated status signal 72 of a brake booster can also be missing.

3 zeigt ein Flussdiagramm des Verfahrens zum Betreiben einer Antriebseinrichtung 100 für ein Kraftfahrzeug nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung für ein Evakuieren der Antriebseinrichtung 100. 3 shows a flowchart of the method for operating a drive device 100 for a motor vehicle according to an exemplary embodiment of the invention for evacuating the drive device 100.

Gemäß dem Verfahren werden die in 3 dargestellten Schritte S100 bis S122 ausgeführt.According to the procedure, the in 3 Steps S100 to S122 shown are carried out.

Wenn ein Status der Vakuumpumpe 22 passiv ist (S100), und eine Drehzahl der Elektromaschine kleiner oder gleich einer vorgegebenen Drehzahl ist (S102), und eine Temperatur des Öls zur Kühlung und/oder Schmierung der Antriebseinrichtung 100 kleiner oder gleich einer vorgegebenen Temperatur ist (S104), und ein Luftdruck kleiner oder gleich einem gewichteten Betriebsluftdruck ist (S106), und eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kleiner oder gleich einer vorgegebenen Geschwindigkeit ist (S108), und eine Längs- und Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs innerhalb vorgegebener Grenzen liegt (S110), und ein Fahrmodus ein, zu einer Evakuierung der Antriebseinrichtung erlaubter Fahrmodus ist (S112), dann wird ein Anschaltsignal an die Vakuumpumpe 22 (S114) sowie ein Schließsignal an ein Belüftungsventil 30 einer Gehäuseeinrichtungsöffnung 14 (S116) ausgegeben.If a status of the vacuum pump 22 is passive (S100), and a speed of the electric machine is less than or equal to a predetermined speed (S102), and a temperature of the oil for cooling and / or lubrication of the drive device 100 is less than or equal to a predetermined temperature ( S104), and an air pressure is less than or equal to a weighted operating air pressure (S106), and a speed of the motor vehicle is less than or equal to a predetermined speed (S108), and a longitudinal and lateral acceleration of the motor vehicle is within predetermined limits (S110), and a driving mode is on, a driving mode permitted for evacuation of the drive device (S112), then a switch-on signal is output to the vacuum pump 22 (S114) and a closing signal to a ventilation valve 30 of a housing device opening 14 (S116).

Ist dies nicht der Fall, wird ein Ausschaltsignal an die Vakuumpumpe 22 (S120) sowie ein Schließsignal an das Belüftungsventil 30 (S122) ausgegeben.If this is not the case, a switch-off signal is output to the vacuum pump 22 (S120) and a closing signal to the ventilation valve 30 (S122).

Alternativ wird, wie bei dem Flussdiagramm in 4 in den Schritten S200 bis S220 dargestellt, wenn ein Status der Vakuumpumpe 22 aktiv ist (S200), und der Luftdruck größer oder gleich dem gewichteten Betriebsluftdruck ist (S202), oder die Drehzahl der Elektromaschine größer oder gleich der vorgegebenen Drehzahl ist (S204), oder die Temperatur des Öls größer oder gleich der vorgegebenen Temperatur ist (S206), oder die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs größer oder gleich der vorgegebenen Geschwindigkeit ist (S208), oder die Längs- und Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs außerhalb der vorgegebenen Grenzen liegt (S210), oder der Fahrmodus kein, zu einer Evakuierung der Antriebseinrichtung 100 erlaubter Fahrmodus ist (S212), dann ein Ausschaltsignal an die Vakuumpumpe 22 (S214) sowie ein Schließsignal an das Belüftungsventil 30 der Gehäuseeinrichtungsöffnung 14 (S216) ausgegeben.Alternatively, as with the flowchart in 4 shown in steps S200 to S220 if a status of the vacuum pump 22 is active (S200), and the air pressure is greater than or equal to the weighted operating air pressure (S202), or the speed of the electric machine is greater than or equal to the predetermined speed (S204), or the temperature of the oil is greater than or equal to the predetermined temperature (S206), or the speed of the motor vehicle is greater than or equal to the predetermined speed (S208), or the longitudinal and lateral acceleration of the motor vehicle is outside the predetermined limits (S210), or the driving mode is not a driving mode that is permitted for evacuation of the drive device 100 (S212), then a switch-off signal is output to the vacuum pump 22 (S214) and a closing signal to the ventilation valve 30 of the housing device opening 14 (S216).

Ist dies nicht der Fall, wird ein Schließsignal an das Belüftungsventil 30 ausgegeben (S220).If this is not the case, a closing signal is output to the ventilation valve 30 (S220).

5 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens für ein Überwachen einer Leckage der evakuierten Antriebseinrichtung 100. 5 shows a flowchart of the method according to the invention for monitoring a leak in the evacuated drive device 100.

Gemäß dem Verfahren werden die in 5 dargestellten Schritte S300 bis S320 ausgeführt.According to the procedure, the in 5 Steps S300 to S320 shown are carried out.

Wenn ein Status der Vakuumpumpe 22 passiv ist (S300), und der Fahrmodus ein Parkzustand ist (S302), und eine zeitliche Änderung des Luftdrucks während des Stillstands größer oder gleich einem zulässigen zeitlichen Druckverlust ist (S304), dann wird eine Warnmeldung auf einer Anzeigeeinheit, dass eine Leckage vorliegt und/oder Dichtringe getauscht werden müssen (S306).If a status of the vacuum pump 22 is passive (S300), and the driving mode is a parking state (S302), and a temporal change in air pressure during standstill is greater than or equal to an allowable temporal pressure loss (S304), then a warning message is displayed on a display unit that there is a leak and/or sealing rings need to be replaced (S306).

Sonst wird ein Statussignal „Leckagefrei“ unter einem Menü „Fahrzeugstatus“ der Anzeigeeinheit abgelegt (S320).Otherwise, a “leak-free” status signal is stored under a “vehicle status” menu in the display unit (S320).

Alternativ wird, wie bei dem Flussdiagramm in 6 in den Schritten S400 bis S420 dargestellt, wenn ein Status der Vakuumpumpe 22 aktiv ist (S400), und eine Dauer eines Aktiv-Status der Vakuumpumpe 22 größer oder gleich einer vorgegebenen Zeitdauer ist (S402), dann die Warnmeldung auf der Anzeigeeinheit, dass eine Leckage vorliegt und/oder Dichtringe getauscht werden müssen, ausgegeben (S404), und ein Abschaltsignal an die Vakuumpumpe ausgegeben (S406), und eine Fahrzeugleistung auf einen Wert begrenzt (S408), bei dem ohne Vakuum in Antriebseinrichtung 100 eine erforderliche Kühlleistung bereitgestellt werden kann.Alternatively, as with the flowchart in 6 shown in steps S400 to S420, if a status of the vacuum pump 22 is active (S400), and a duration of an active status of the vacuum pump 22 is greater than or equal to a predetermined period of time (S402), then the warning message on the display unit that a There is a leak and/or sealing rings need to be replaced, output (S404), and a switch-off signal is output to the vacuum pump (S406), and vehicle power is limited to a value (S408) at which there is no vacuum in the drive device 100 required cooling capacity can be provided.

Sonst wird ein Statussignal „Leckagefrei“ unter einem Menü „Fahrzeugstatus“ der Anzeigeeinheit abgelegt (S420).Otherwise, a “leak-free” status signal is stored under a “vehicle status” menu in the display unit (S420).

7 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens für ein Belüften der evakuierten Antriebseinrichtung 100 bei einem Werkstattbesuch. 7 shows a flowchart of the method according to the invention for ventilating the evacuated drive device 100 during a workshop visit.

Gemäß dem Verfahren werden die in 7 dargestellten Schritte S500 bis S520 ausgeführt.According to the procedure, the in 7 Steps S500 to S520 shown are carried out.

Wenn ein Werkstattmodus aktiv ist (S500), und eine Belüftungsanforderung aktiv ist (S502), dann wird ein Öffnensignal an das Belüftungsventil 30 ausgegeben (S504), sonst wird ein Schließsignal an das Belüftungsventil 30 ausgegeben (S520).If a workshop mode is active (S500) and a ventilation request is active (S502), then an opening signal is output to the ventilation valve 30 (S504), otherwise a closing signal is output to the ventilation valve 30 (S520).

8 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens für ein intervallgeschaltetes Belüften und Evakuieren der Antriebseinrichtung 100. 8th shows a flowchart of the method according to the invention for interval-switched ventilation and evacuation of the drive device 100.

Vorteilhaft kann so eine Funktion einer aktiven inneren Luftkühlung der Antriebseinrichtung 100 mittels intervallgeschalteter Belüftung und Evakuierung realisiert werden. Wenn das Fahrzeug steht und die Antriebseinrichtung 100 durch vorhergehende Fahrleistungen stark aufgeheizt hat, kann die Antriebseinrichtung 100 mit dieser Funktion möglichst schnell auf ein normales Niveau gekühlt werden. Hierzu kann die Antriebseinrichtung 100 mit Umgebungsluft belüftet werden. Die Luft heizt sich an den heißen Bauteilen auf und wird wieder abgesaugt. Durch abwechselndes Belüften und Evakuieren können die Bauteile auch bei stehendem Fahrzeug von innen gekühlt werden. Die freie, äußere konvektive Abkühlung der Antriebseinrichtung 100 wird somit unterstützt.Advantageously, a function of active internal air cooling of the drive device 100 can be realized by means of interval-switched ventilation and evacuation. If the vehicle is stationary and the drive device 100 has heated up significantly due to previous driving performance, the drive device 100 can be cooled to a normal level as quickly as possible with this function. For this purpose, the drive device 100 can be ventilated with ambient air. The air heats up on the hot components and is sucked out again. By alternating ventilation and evacuation, the components can be cooled from the inside even when the vehicle is stationary. The free, external convective cooling of the drive device 100 is thus supported.

Gemäß dem Verfahren werden die in 8 dargestellten Schritte S600 bis S620 ausgeführt.According to the procedure, the in 8th Steps S600 to S620 shown are carried out.

Wenn ein Ladestatus aktiv ist (S600), und eine Temperatur des Öls größer oder gleich der vorgegebenen Temperatur ist (S602), und/oder eine Temperatur der Elektromaschine größer oder gleich einer vorgegebenen Temperatur ist (S604), dann wird eine aktiven Luftkühlung der Antriebseinrichtung 100 durch wiederholtes Belüften und Evakuieren der Antriebseinrichtung 100 eingeschaltet (S606), sonst wird die aktive Luftkühlung der Antriebseinrichtung ausgeschaltet.If a charging status is active (S600), and a temperature of the oil is greater than or equal to the predetermined temperature (S602), and/or a temperature of the electric machine is greater than or equal to a predetermined temperature (S604), then active air cooling of the drive device 100 is switched on by repeated ventilation and evacuation of the drive device 100 (S606), otherwise the active air cooling of the drive device is switched off.

Nach dem Ausschalten der aktiven Luftkühlung wird die Antriebseinrichtung 100 durch das aktive Belüftungsventil 30 belüftet und für eine definierte Zeit in Abhängigkeit der Öltemperaturen und der Statortemperaturen der Elektromaschine gehalten.After switching off the active air cooling, the drive device 100 is ventilated by the active ventilation valve 30 and held for a defined time depending on the oil temperatures and the stator temperatures of the electric machine.

Anschließend wird die Antriebseinrichtung 100 wieder evakuiert. Das Belüftungsventil 30 wird geschlossen und die Vakuumpumpe 22 wird angeschaltet. Nach erfolgtem Evakuieren wird eine erneute Belüftung durchgeführt. Dieser Vorgang wiederholt sich so oft, bis die Funktion deaktiviert wird.The drive device 100 is then evacuated again. The ventilation valve 30 is closed and the vacuum pump 22 is switched on. After evacuation, ventilation is carried out again. This process is repeated until the function is deactivated.

Claims

Drive device (100) for a motor vehicle, with at least one electric machine as a drive machine, which is arranged in a closed housing device (10), with a lubricant and coolant for cooling and/or lubrication of the drive device (100) and with an evacuation device (20) for evacuating a housing interior (12) of the housing device (10), characterized in that the evacuation device (20) has a vacuum pump (22) arranged outside the housing device (10), wherein in a connecting line (24) between the vacuum pump (22) and at least one check valve (26) is arranged in the housing device (10), a housing device opening (14) for venting the housing interior (12) being provided in the housing device (10), and a ventilation valve (30) being arranged at the housing device opening (14). is, which is electrically actuated and can be switched into an open position and a closed position by means of a control and regulating device (50).

Drive device according to Claim 1 , characterized in that an air filter (32) is arranged upstream of the ventilation valve (30).

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting line (24) is fluidly connected to a second housing device opening (16) on which the at least one check valve (26) is arranged.

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that a shielding device (80) is arranged upstream of the housing device opening (16) in the housing interior (12).

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the drive device (100) comprises at least transmission components, in particular wherein the drive device (100) is a hybrid device drives, or is designed as an electric axle system with a fixed gear or with switchable gears.

Method for operating a drive device (100) for a motor vehicle, according to one of the preceding claims, characterized in that an evacuation of the drive device (100) is carried out depending on operating parameters of one or more components of the drive device (100) and operating parameters of the motor vehicle.

Procedure according to Claim 6 , characterized in that to evacuate the drive device (100), at least the steps are carried out: if: a status of a vacuum pump (22) is passive, and a speed (60) of an electric machine is less than or equal to a predetermined speed, and a temperature (62) of the lubricant and coolant for cooling and/or lubricating the drive device (100) is less than or equal to a predetermined temperature, and an air pressure (64) in the drive device (100) is less than or equal to an operating air pressure, and a speed ( 68) of the motor vehicle is less than or equal to a predetermined speed, and a longitudinal and lateral acceleration (70) of the motor vehicle is within predetermined limits, and a driving mode (74) is a driving mode permitted to evacuate the drive device (100), then: output a switch-on signal to the vacuum pump (22) and a closing signal to the ventilation valve (30) of the housing device opening (14).

Procedure according to Claim 6 or 7 , characterized in that to monitor a leakage of the evacuated drive device (100), at least the steps are carried out: if the status (66) of the vacuum pump (22) is passive, and the driving mode (74) is a parking state, and a temporal change of the air pressure (64) during standstill is greater than or equal to a permissible pressure loss over time, then: output a warning message on a display unit that there is a leak and/or sealing rings must be replaced.

Procedure according to Claim 6 or 7 , characterized in that to monitor a leakage of the evacuated drive device (100) at least the steps are carried out: if: the status (66) of the vacuum pump (22) is active, and a duration of an active status of the vacuum pump (22) is greater or is equal to a predetermined period of time, then: issuing the warning message on the display unit that there is a leak and / or sealing rings must be replaced, and issuing a switch-off signal to the vacuum pump, and limiting vehicle performance to a value at which there is no vacuum in the drive device (100) a required cooling capacity can be provided.

Procedure according to one of the Claims 6 until 8th , characterized in that to ventilate the evacuated drive device (100) during a workshop visit, at least the steps are carried out: if: a workshop mode is active, and a ventilation request is active, then: outputting an opening signal to the ventilation valve (30), otherwise: Outputting a closing signal to the ventilation valve (30).