DE102022106888A1

DE102022106888A1 - Parksystem für doppelmotor-antriebseinheit

Info

Publication number: DE102022106888A1
Application number: DE102022106888.9A
Authority: DE
Inventors: Dumitru Puiu; Orson S. Wang; Patrick S. Portell
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2021-05-06
Filing date: 2022-03-23
Publication date: 2022-11-10
Also published as: CN115303236A; CN115303236B; US11192436B1

Abstract

Eine Antriebseinheit umfasst eine erste elektrische Maschine mit einer ersten Maschinenwelle, eine zweite elektrische Maschine mit einer zweiten Maschinenwelle und ein Differential, das die erste elektrische Maschine und die zweite elektrische Maschine miteinander verbindet. Das Differential umfasst ein Parkzahnrad. Die Antriebseinheit umfasst ferner ein einzelnes Parksystem, das so konfiguriert ist, dass es in das Parkzahnrad des Differentials eingreift, um die Drehung sowohl der ersten elektrischen Maschine als auch der zweiten elektrischen Maschine gleichzeitig zu stoppen. Das Parksystem umfasst eine einzelne Sperrklinke, die zwischen einer eingekuppelten und einer ausgekuppelten Position beweglich ist. Die Sperrklinke ist in der ausgerückten Position vom Parkzahnrad des Differentials beabstandet, damit sich das Parkzahnrad drehen kann. In der Eingriffsstellung liegt die einzelne Sperrklinke in Kontakt mit dem Parkzahnrad des Differentials, um eine Drehung des Parkzahnrads zu verhindern.

Description

EINFÜHRUNG
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Fahrzeuge und insbesondere auf ein Parksystem für eine zweimotorige Antriebseinheit.
BESCHREIBUNG
Fahrzeuge können über ein Parksystem verfügen, um die Drehung beweglicher Komponenten in einer Antriebseinheit zu stoppen. Es ist jedoch wünschenswert, die von der Antriebseinheit und dem Parksystem beanspruchte Größe und die Anzahl der Teile zu minimieren, um die Herstellung zu erleichtern. Daher besteht die Notwendigkeit, ein Parksystem zu entwickeln, das möglichst wenig Platz im Fahrzeug einnimmt.
Daher beschreibt die vorliegende Offenbarung ein Fahrzeug mit einem Differential, das zwei Motoren miteinander verbindet. Durch die Verbindung von zwei Motoren mit einem Differential, verwendet das Fahrzeug ein Parksystem, um die Drehung der beiden Motoren zu stoppen. Eine Sperrklinke des Parksystems wird in ein Parkzahnrad des Differentials eingeführt, um die beiden Motoren zu erden und so die Räder zu stoppen. Im Normalbetrieb können die beiden Motoren ihre jeweiligen Funktionen unabhängig voneinander ausführen.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Antriebseinheit eine erste elektrische Maschine mit einer ersten Maschinenwelle, eine zweite elektrische Maschine mit einer zweiten Maschinenwelle und ein Differential, das die erste elektrische Maschine und die zweite elektrische Maschine miteinander verbindet. Das Differential umfasst ein Parkzahnrad. Die Antriebseinheit umfasst ein Parksystem, das so konfiguriert ist, dass es in das Parkzahnrad des Differentials eingreift, um die Drehung sowohl der ersten elektrischen Maschine als auch der zweiten elektrischen Maschine gleichzeitig zu stoppen. Das Parksystem kann ein einzelnes Parksystem sein. Das Parksystem umfasst eine Sperrklinke, die relativ zum Parkzahnrad zwischen einer eingerückten Position und einer ausgerückten Position beweglich ist. Bei der Sperrklinke kann es sich um eine einzelne Sperrklinke handeln. Die Sperrklinke ist in der ausgerückten Position vom Parkzahnrad des Differentials beabstandet, damit sich das Parkzahnrad drehen kann. In der eingerückten Position ist die Sperrklinke in Kontakt mit dem Parkzahnrad des Differentials, um eine Drehung des Parkzahnrads zu verhindern, wodurch eine Drehung der ersten Maschinenwelle der ersten elektrischen Maschine und der zweiten Maschinenwelle der zweiten elektrischen Maschine ausgeschlossen wird.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die erste Maschinenwelle der ersten elektrischen Maschine direkt mit dem Differential gekoppelt. Die zweite Maschinenwelle der zweiten elektrischen Maschine ist direkt mit dem Differential gekoppelt. Die einzelne Sperrklinke steht in direktem Kontakt mit dem Parkzahnrad des Differentials, wenn sich die einzelne Sperrklinke in der Eingriffsposition befindet. Das Differential ist ein offenes Differential.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung sind sowohl die erste Maschinenwelle als auch die zweite Maschinenwelle unabhängig voneinander drehbar. Die Antriebseinheit umfasst ferner ein erstes Maschinenzahnrad, das um die erste Maschinenwelle gekoppelt ist, und ein zweites Maschinenzahnrad, das um die zweite Maschinenwelle gekoppelt ist.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst die Antriebseinheit ferner eine erste Übertragungswelle, die mit der ersten Maschinenwelle gekoppelt ist, so dass das Drehmoment von der ersten elektrischen Maschine auf die erste Übertragungswelle übertragen wird. Die Antriebseinheit umfasst ferner eine zweite Übertragungswelle, die mit der zweiten Maschinenwelle gekoppelt ist, so dass das Drehmoment von der zweiten elektrischen Maschine auf die zweite Übertragungswelle übertragen wird. Die erste Übertragungswelle und die zweite Übertragungswelle sind relativ zueinander unabhängig voneinander drehbar. Die erste Übertragungswelle und die zweite Übertragungswelle sind koaxial zueinander. Die erste Maschinenwelle erstreckt sich entlang einer ersten Maschinenachse. Die zweite Maschinenwelle erstreckt sich entlang einer zweiten Maschinenachse. Die erste Maschinenachse ist koaxial mit der zweiten Maschinenachse. Die erste Übertragungswelle erstreckt sich entlang einer ersten Übertragungsachse. Die zweite Transferwelle erstreckt sich entlang einer zweiten Transferachse, die erste Transferachse ist koaxial mit der zweiten Transferachse, und die erste Maschinenachse ist parallel zur ersten Transferachse.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst die Antriebseinheit ferner ein erstes Wellenzahnrad, das um das erste Wellenzahnrad gekoppelt ist. Das erste Wellenzahnrad ist mit dem ersten Maschinenzahnrad in Eingriff, so dass ein Drehmoment von der ersten elektrischen Maschine auf die erste Übertragungswelle übertragen wird. Die Antriebseinheit umfasst ein zweites Wellenrad, das um das zweite Wellenrad gekoppelt ist. Das zweite Wellenrad ist mit dem zweiten Maschinenrad in Eingriff, so dass ein Drehmoment von der zweiten elektrischen Maschine und dem zweiten Wellenrad übertragen wird.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst die erste Übertragungswelle ein erstes Innenzahnrad. Die zweite Übertragungswelle umfasst ein zweites Innenzahnrad. Die Antriebseinheit umfasst ferner eine erste Abtriebswelle und eine zweite Abtriebswelle. Die erste Abtriebswelle und die zweite Abtriebswelle sind koaxial zueinander angeordnet. Die erste Abtriebswelle umfasst ein erstes Abtriebszahnrad, das mit dem ersten Innenzahnrad in Eingriff steht, so dass ein Drehmoment von der ersten Übertragungswelle auf die erste Abtriebswelle übertragen wird. Die zweite Abtriebswelle umfasst ein zweites Abtriebszahnrad, das mit dem zweiten Innenzahnrad in Eingriff steht, so dass ein Drehmoment von der zweiten Übertragungswelle auf die zweite Abtriebswelle übertragen wird. Die erste Ausgangswelle und die zweite Ausgangswelle sind unabhängig voneinander drehbar.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Differential ein Drehmomentvorspanndifferential sein.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst die Antriebseinheit außerdem mindestens ein Planetengetriebe, das mit mindestens einer der ersten elektrischen Maschine oder der zweiten elektrischen Maschine gekoppelt ist.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung sind die erste Maschinenwelle und die zweite Maschinenwelle nicht koaxial. Die Antriebseinheit umfasst ferner eine Kette, die die erste Maschinenwelle und die zweite Maschinenwelle durch das Differential verbindet.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst die Antriebseinheit ferner ein erstes Verteilergetriebe und ein zweites Verteilergetriebe. Das erste Verteilergetriebe verbindet das Differential mit der ersten elektrischen Maschine. Das zweite Verteilergetriebe verbindet das Differential mit der zweiten elektrischen Maschine. Die erste Maschinenwelle und die zweite Maschinenwelle sind nicht koaxial.
Die vorliegende Offenbarung beschreibt auch ein Fahrzeugsystem. In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Fahrzeugsystem eine Fahrzeugkarosserie und eine Antriebseinheit (wie oben beschrieben), die innerhalb der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist.
Die obigen Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehre sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung einiger der besten Modi und anderer Ausführungsformen zur Durchführung der vorliegenden Lehre, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert sind, leicht ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet werden.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird in Verbindung mit den folgenden Figuren beschrieben, in denen gleiche Bezugsziffern für gleiche Elemente stehen.

1 ist eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeugs mit einer Antriebseinheit, die ein Parkzahnrad aufweist.
2 ist eine schematische, seitliche Schnittansicht der Antriebseinheit von 1.
3 ist eine schematische, perspektivische Ansicht eines Parksystems für die Antriebseinheit von 1.
4 ist eine schematische, seitliche Schnittansicht der Antriebseinheit gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung, wobei die Antriebseinheit ein Drehmomentvorspanndifferential umfasst.
5 ist eine schematische, seitliche Schnittansicht der Antriebseinheit gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung, wobei die Antriebseinheit elektrische Maschinen, ein Differential und Planetengetriebe in der Nähe des Differentials umfasst, um die Ausgangsgeschwindigkeit der elektrischen Maschinen zu reduzieren.
6 ist eine schematische Schnittansicht der Antriebseinheit gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung, wobei die Antriebseinheit elektrische Maschinen, ein Differential und vom Differential beabstandete Planetengetriebe zur Reduzierung der Ausgangsgeschwindigkeit der elektrischen Maschinen umfasst.
7 ist eine schematische Seitenansicht der Antriebseinheit gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung, wobei die Antriebseinheit elektrische Maschinen, ein Differential und eine zwischen den elektrischen Maschinen gekoppelte Kette umfasst.
8 ist eine schematische Seitenansicht der Antriebseinheit gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung, wobei die Antriebseinheit elektrische Maschinen, ein Differential und zwischen den elektrischen Maschinen gekoppelte Verteilergetriebe umfasst.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende detaillierte Beschreibung ist lediglich beispielhaft und soll die Anwendung und den Gebrauch nicht einschränken. Darüber hinaus besteht nicht die Absicht, durch ausdrückliche oder stillschweigende Theorien gebunden zu sein, die in dem vorangehenden technischen Gebiet, dem Hintergrund, der kurzen Zusammenfassung oder der folgenden detaillierten Beschreibung dargestellt sind. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „Modul“ auf Hardware, Software, Firmware, elektronische Steuerkomponenten, Verarbeitungslogik und/oder Prozessoren, einzeln oder in Kombination, einschließlich und ohne Einschränkung: anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis (ASIC), elektronischer Schaltkreis, Prozessor (gemeinsam, dediziert oder Gruppe) und Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme ausführt, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bieten.
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können hier in Form von funktionalen und/oder logischen Blockkomponenten und verschiedenen Verarbeitungsschritten beschrieben werden. Solche Blockkomponenten können durch eine Reihe von Hardware-, Software- und/oder Firmware-Komponenten realisiert werden, die zur Ausführung der angegebenen Funktionen konfiguriert sind. Beispielsweise kann eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verschiedene integrierte Schaltungskomponenten verwenden, z. B. Speicherelemente, digitale Signalverarbeitungselemente, Logikelemente, Nachschlagetabellen oder ähnliches, die eine Vielzahl von Funktionen unter der Kontrolle eines oder mehrerer Mikroprozessoren oder anderer Steuergeräte ausführen können. Darüber hinaus wird der Fachmann erkennen, dass Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in Verbindung mit einer Reihe von Systemen praktiziert werden können und dass die hier beschriebenen Systeme lediglich beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellen.
Der Kürze halber werden Techniken der Signalverarbeitung, der Datenfusion, der Signalisierung, der Steuerung und andere funktionale Aspekte der Systeme (und der einzelnen Betriebskomponenten der Systeme) hier nicht im Detail beschrieben. Darüber hinaus sollen die in den verschiedenen Abbildungen dargestellten Verbindungslinien beispielhafte funktionale Beziehungen und/oder physikalische Kopplungen zwischen den verschiedenen Elementen darstellen. Es sollte beachtet werden, dass alternative oder zusätzliche funktionale Beziehungen oder physikalische Verbindungen in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung vorhanden sein können.
Bezug nehmend auf 1 umfasst ein Fahrzeug 10 eine Fahrzeugkarosserie 12 und eine Vielzahl von Rädern 14, die mit der Fahrzeugkarosserie 12 verbunden sind. Jedes Rad 14 kann an einem Reifen 16 befestigt sein. In der dargestellten Ausführungsform ist das Fahrzeug 10 als Limousine konfiguriert. Es ist jedoch vorstellbar, dass das Fahrzeug 10 geeignete Konfigurationen haben kann, wie z. B. einen Pickup, einen SUV usw. Das Fahrzeug 10 kann auch als das Fahrzeugsystem bezeichnet werden und umfasst eine Antriebseinheit 100.
Wie in 2 dargestellt, umfasst die Antriebseinheit 100 eine erste elektrische Maschine 102 und eine zweite elektrische Maschine 104. Sowohl die erste elektrische Maschine 102 als auch die zweite elektrische Maschine 104 können als Elektromotor arbeiten und somit elektrische Energie in mechanische Energie umwandeln. Es ist jedoch denkbar, dass die erste elektrische Maschine 102 und die zweite elektrische Maschine 104 auch als Generator funktionieren und somit mechanische Energie in elektrische Energie umwandeln. Die erste elektrische Maschine 102 umfasst eine erste Maschinenwelle 106, die sich entlang einer ersten Maschinenachse M1 erstreckt. Die zweite elektrische Maschine 104 umfasst eine zweite Maschinenwelle 108, die sich entlang einer zweiten Maschinenachse M2 erstreckt. Die erste Maschinenachse M1 und die zweite Maschinenachse M2 können koaxial sein, um den von der Antriebseinheit 100 beanspruchten Raum zu minimieren und die Herstellung der Antriebseinheit 100 zu erleichtern. Die erste elektrische Maschine 102 und die zweite elektrische Maschine 104 können von Lagern 110, wie z. B. Kugellagern, getragen werden. Die Antriebseinheit 100 kann ferner ein Gehäuse 112 umfassen, in dem die erste elektrische Maschine 102 und die zweite elektrische Maschine 104 untergebracht sind.
Die Antriebseinheit 100 umfasst ein Differential 114, das die erste elektrische Maschine 102 und die zweite elektrische Maschine 104 miteinander verbindet. In der dargestellten Ausführungsform ist das Differential 114 ein offenes Differential und ist direkt mit der ersten Maschinenwelle 106 und der zweiten Maschinenwelle 108 verbunden, um die strukturelle Verbindung zwischen dem Differential 114 und der ersten elektrischen Maschine 102 und der zweiten elektrischen Maschine 104 zu verbessern. Die Antriebseinheit 100 kann nur ein Differential 114 enthalten, das die erste elektrische Maschine 102 und die zweite elektrische Maschine 104 miteinander verbindet, um die Anzahl der Teile zu minimieren und die Herstellung zu erleichtern. Daher kann die Antriebseinheit 100 nur die erste elektrische Maschine 102 und die zweite elektrische Maschine 104 umfassen, um die Anzahl der Teile zu minimieren und die Herstellung zu erleichtern. Mit anderen Worten, die Antriebseinheit 100 kann nur zwei elektrische Maschinen umfassen (d.h. die erste elektrische Maschine 102 und die zweite elektrische Maschine 104), um die Anzahl der Teile zu minimieren und die Herstellung zu erleichtern, und daher kann die Antriebseinheit 100 als Doppelmotor-Antriebseinheit bezeichnet werden.
Wie im Folgenden beschrieben, umfasst die Antriebseinheit 100 ein einziges Parksystem 200, das so konfiguriert ist, dass es das Differential 114 an Ort und Stelle sperrt, um eine Bewegung sowohl der ersten Maschinenwelle 106 als auch der zweiten Maschinenwelle 108 der ersten elektrischen Maschine 102 bzw. der zweiten elektrischen Maschine 104 auszuschließen. Mit anderen Worten, die Antriebseinheit 100 enthält neben dem Parksystem 200 keine weiteren Parksysteme. Durch die Einbeziehung des einzigen Parksystems 200 wird die Herstellung der Antriebseinheit 100 vereinfacht. Das Differential 114 umfasst ein Parkzahnrad 116, und das Parksystem 200 ist so konfiguriert, dass es in das Parkzahnrad 116 eingreift, um die Drehung der ersten Maschinenwelle 106 und der zweiten Maschinenwelle 108 der ersten elektrischen Maschine 102 bzw. der zweiten elektrischen Maschine 104 gleichzeitig anzuhalten und zu verhindern. Wie nachstehend erläutert, umfasst das Parksystem 200 eine einzelne Sperrklinke 202, die relativ zum Parkzahnrad 116 zwischen einer eingerückten Position (wie in 2 dargestellt) und einer ausgerückten Position (wie in 3 dargestellt) beweglich ist. Wenn sich die einzelne Sperrklinke 202 in der ausgerückten Position befindet, ist die Sperrklinke 202 beabstandet und berührt nicht notwendigerweise das Parkzahnrad 116 des Differentials 114, wodurch sich das Parkzahnrad 116 drehen kann. Infolgedessen können sich die erste Maschinenwelle 106 und die zweite Maschinenwelle 108 der ersten elektrischen Maschine 102 bzw. der zweiten elektrischen Maschine 104 frei drehen, wenn sich die Sperrklinke 202 in der ausgerückten Position befindet. Wenn sich die Sperrklinke 202 in der eingerückten Position befindet, ist die Sperrklinke 202 in direktem Kontakt mit dem Parkzahnrad 116 des Differentials 114, wodurch das Parkzahnrad 116 an der Drehung gehindert wird. Folglich können sich die erste Maschinenwelle 106 und die zweite Maschinenwelle 108 der ersten elektrischen Maschine 102 bzw. der zweiten elektrischen Maschine 104 nicht drehen, wenn sich die Sperrklinke 202 in der Eingriffsstellung befindet.
Wie in 3 dargestellt, umfasst das Parksystem 200 die Sperrklinke 202, die so konfiguriert ist, dass sie in das Parkzahnrad 116 eingreift. Das Parkzahnrad 116 kann als Stirnrad konfiguriert sein und umfasst einen Hauptzahnradkörper 118 und eine Vielzahl von Zähnen 120, die sich von dem Hauptzahnradkörper 118 aus erstrecken. Das Parkzahnrad 116 definiert einen Abstand 122 zwischen zwei Zähnen 120. Jeder Zwischenraum 122 des Parkzahnrads 116 ist so bemessen, dass er einen Sperrklinkenzahn 204 der Sperrklinke 202 aufnehmen kann. Die Sperrklinke 202 umfasst einen Sperrklinkenkörper 206. Der Sperrklinkenzahn 204 ragt direkt aus dem Sperrklinkenkörper 206 heraus und ist so bemessen, dass er von jedem Zwischenraum 122 des Parkzahnrads 116 aufgenommen werden kann. Wenn sich die Sperrklinke 202 in der Eingriffsposition befindet, ist der Sperrklinkenzahn 204 innerhalb einer der Aussparungen 122 des Parkzahnrads 116 angeordnet, um das Parkzahnrad 116 an der Drehung zu hindern. Wenn sich das Parkzahnrad 116 nicht dreht, können sich auch die erste Maschinenwelle 106 und die zweite Maschinenwelle 108 der ersten elektrischen Maschine 102 bzw. der zweiten elektrischen Maschine 104 nicht drehen.
Das Parksystem 200 umfasst einen festen Träger 208, der als Metallrahmen ausgebildet sein kann, und einen Drehzapfen 210, der die Sperrklinke 202 und den festen Träger 208 miteinander verbindet. Die Sperrklinke 202 ist daher relativ zum festen Träger 208 um den Drehzapfen 210 in der durch den Doppelpfeil ED angegebenen Richtung schwenkbar. Das Parksystem 200 umfasst ferner eine Betätigungswelle 212, die mit der Sperrklinke 202 gekoppelt und relativ zur Sperrklinke 202 in der durch die Doppelpfeile FB angezeigten Richtung beweglich ist, um den Sperrklinkenzahn 204 zum Parkzahnrad 116 hin und von diesem weg zu bewegen. Das Parksystem 200 kann ein Vorspannelement 214, wie z.B. eine Schraubenfeder, umfassen, um die Betätigungswelle 212 in einer Vorwärtsrichtung in Richtung des Drehzapfens 210 vorzuspannen.
Zurück zu 2: Die Antriebseinheit 100 umfasst ein erstes Maschinenzahnrad 124, das um die erste Maschinenwelle 106 gekoppelt ist, und ein zweites Maschinenzahnrad 126, das um die zweite Maschinenwelle 108 gekoppelt ist. Dementsprechend dreht sich das erste Maschinenzahnrad 124 im Gleichklang mit der ersten Maschinenwelle 106 und das zweite Maschinenzahnrad 126 im Gleichklang mit der zweiten Maschinenwelle 108.
Die Antriebseinheit 100 umfasst ferner eine erste Übertragungswelle 128 und eine zweite Übertragungswelle 130, die unabhängig voneinander drehbar sind. Die erste Übertragungswelle 128 erstreckt sich entlang einer ersten Übertragungsachse T1, und die zweite Übertragungswelle 130 erstreckt sich entlang der zweiten Übertragungsachse T2. Die erste Transferachse T1 und die zweite Transferachse T2 sind koaxial, um die Herstellung zu erleichtern. Jede der ersten Maschinenachse M1 und der zweiten Maschinenachse M2 ist parallel zu jeder der ersten Übertragungsachse T1 und der zweiten Übertragungsachse T2, um die Herstellung zu erleichtern. Die Antriebseinheit 100 umfasst ferner ein erstes Wellenzahnrad 132, das um die erste Übertragungswelle 128 gekoppelt ist, und ein zweites Wellenzahnrad 134, das um die zweite Übertragungswelle 130 gekoppelt ist. Das erste Wellenzahnrad 132 dreht sich also im Einklang mit der ersten Übertragungswelle 128, und das zweite Wellenzahnrad 134 dreht sich im Einklang mit der zweiten Übertragungswelle 130. Das erste Wellenzahnrad 132 ist mit dem ersten Maschinenzahnrad 124 in Eingriff. Entsprechend wird das Drehmoment von der ersten elektrischen Maschine 102 auf die erste Übertragungswelle 128 übertragen. Das Zahnrad der zweiten Welle 134 ist mit dem Zahnrad der zweiten Maschine 126 gekämmt. Dementsprechend wird das Drehmoment von der zweiten elektrischen Maschine 104 auf die zweite Übertragungswelle 130 übertragen. Die erste Übertragungswelle 128 enthält ein erstes Innenzahnrad 136, und die zweite Übertragungswelle 130 enthält ein zweites Innenzahnrad 138.
Die Antriebseinheit 100 umfasst ferner eine erste Abtriebswelle 140 und eine zweite Abtriebswelle 142, die jeweils ein Drehmoment an die Räder 14 übertragen (1). Die erste Abtriebswelle 140 erstreckt sich entlang einer ersten Abtriebsachse OS1, und die zweite Abtriebswelle 142 erstreckt sich entlang einer zweiten Abtriebsachse OS2. In der dargestellten Ausführungsform sind sowohl die erste Abtriebsachse OS1 als auch die zweite Abtriebsachse OS2 parallel zu der ersten Übertragungsachse T1 und der zweiten Übertragungsachse T2 angeordnet, um die Herstellung zu erleichtern. In der dargestellten Ausführungsform sind die erste Abtriebsachse OS1 und die zweite Abtriebsachse OS2 koaxial, um den von der Antriebseinheit 100 eingenommenen Raum zu minimieren. Die erste Abtriebswelle 140 enthält ein erstes Abtriebszahnrad 144 und die zweite Abtriebswelle 142 enthält ein zweites Abtriebszahnrad 146. Das erste Abtriebszahnrad 144 ist mit dem ersten Innenzahnrad 136 im Eingriff. So wird das Drehmoment von der ersten Übertragungswelle 128 auf die erste Abtriebswelle 140 übertragen. Das Drehmoment wird dann von der ersten Abtriebswelle auf eines der Räder 14 übertragen (1). Das zweite Ausgangszahnrad 146 ist mit dem zweiten Innenzahnrad 138 in Eingriff. So wird das Drehmoment von der zweiten Übertragungswelle 130 auf die zweite Abtriebswelle 142 übertragen. Das Drehmoment wird dann von der zweiten Abtriebswelle 142 auf eines der Räder 14 übertragen (1). Die erste Abtriebswelle 140 und die zweite Abtriebswelle 142 drehen sich unabhängig voneinander.
4 zeigt eine Antriebseinheit 300 gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung. Der Aufbau und die Funktion der Antriebseinheit 300 ist im Wesentlichen identisch mit dem Aufbau und der Funktion der oben beschriebenen Antriebseinheit 100, mit Ausnahme der unten beschriebenen Merkmale. Die Antriebseinheit 300 umfasst ein Drehmoment-Vorspanndifferential 314, das zwischen der ersten elektrischen Maschine 102 und der zweiten elektrischen Maschine 104 gekoppelt ist. Das Vorspanndifferential 314 umfasst auch ein Parkzahnrad 116, das so konfiguriert ist, dass es in die einzelne Sperrklinke 202 eingreift (2 und 3). Wenn das Vorspanndifferential 314 verwendet wird, kann ein gewisses Drehmoment auf das Rad 14 (1) übertragen werden, das eine bessere Traktion als das Rad 14 hat, das durchdreht.
5 zeigt eine Antriebseinheit 400 gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung. Der Aufbau und die Funktion der Antriebseinheit 400 ist im Wesentlichen identisch mit dem Aufbau und der Funktion der oben beschriebenen Antriebseinheit 100, mit Ausnahme der unten beschriebenen Merkmale. Die Antriebseinheit 400 umfasst einen ersten Planetenradsatz 402, der mit der ersten elektrischen Maschine 102 gekoppelt ist, und einen zweiten Planetenradsatz 404, der mit der zweiten elektrischen Maschine 104 gekoppelt ist. Das erste Planetengetriebe 402 dient als Untersetzungsgetriebe der ersten Stufe, um die Ausgangsdrehzahl der ersten elektrischen Maschine 102 zu reduzieren, und das zweite Planetengetriebe 404 dient als Untersetzungsgetriebe der ersten Stufe, um die Ausgangsdrehzahl der zweiten elektrischen Maschine 104 zu reduzieren. Die Antriebseinheit 400 umfasst nicht die erste Übertragungswelle 128 (2) und die zweite Übertragungswelle 130 (2). Vielmehr wird das Drehmoment von der ersten elektrischen Maschine 102 über das erste Planetengetriebe 402 auf die erste Ausgangswelle 140 übertragen und das Drehmoment der zweiten elektrischen Maschine 104 über das zweite Planetengetriebe 404 auf die zweite Ausgangswelle 142. Das Differential 114 umfasst das Parkzahnrad 116, das so konfiguriert ist, dass es in die Sperrklinke 202 eingreift (2 und 3). Diese Konfiguration ist kompakter als die anderen in den 2, 4 und 5 gezeigten Konfigurationen.
6 zeigt eine Antriebseinheit 500 gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung. Der Aufbau und die Funktion der Antriebseinheit 500 ist im Wesentlichen identisch mit dem Aufbau und der Funktion der oben beschriebenen Antriebseinheit 100, mit Ausnahme der unten beschriebenen Merkmale. In dieser Ausführungsform werden nur der erste Planetenradsatz 402 und der zweite Planetenradsatz 404 zur Reduzierung der Ausgangsdrehzahl der ersten elektrischen Maschine 102 bzw. der zweiten elektrischen Maschine 104 verwendet. Die Antriebseinheit 500 umfasst nicht die erste Übertragungswelle 128 (2), die zweite Übertragungswelle 130 (2), die erste Ausgangswelle 140 (2) und die zweite Ausgangswelle 142 (2). Das Differential 114 umfasst das Parkzahnrad 116, das so konfiguriert ist, dass es in die Sperrklinke 202 eingreift ( und ).
7 zeigt eine Antriebseinheit 700 gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung. Der Aufbau und die Funktion der Antriebseinheit 700 ist im Wesentlichen identisch mit dem Aufbau und der Funktion der oben beschriebenen Antriebseinheit 100, mit Ausnahme der unten beschriebenen Merkmale. In der dargestellten Ausführungsform ist die erste Maschinenachse M1 der ersten elektrischen Maschine 102 nicht koaxial mit der zweiten Maschinenachse M2 der zweiten elektrischen Maschine 104. Die zweite Maschinenachse M2 ist jedoch parallel zur ersten Maschinenachse MI. Die Antriebseinheit 700 umfasst eine Kette 702, die die erste elektrische Maschine 102 und die zweite elektrische Maschine 104 über das Differential 114 miteinander verbindet. Die Antriebseinheit 700 kann ein erstes Kettenrad 704, das mit der Kette 702 und der ersten elektrischen Maschine 102 verbunden ist, und ein zweites Kettenrad 706, das mit der Kette 702 und dem Differential 114 verbunden ist, umfassen. Das erste Ritzel 704 dreht sich um die erste Maschinenachse M1 und das zweite Ritzel 706 dreht sich um die zweite Maschinenachse M2. Das Differential 114 umfasst das Parkzahnrad 116, das so konfiguriert ist, dass es in die Sperrklinke 202 eingreift (2 und 3).
8 zeigt eine Antriebseinheit 800 gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung. Der Aufbau und die Funktion der Antriebseinheit 800 ist im Wesentlichen identisch mit dem Aufbau und der Funktion der oben beschriebenen Antriebseinheit 100, mit Ausnahme der unten beschriebenen Merkmale. In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Antriebseinheit 100 ein erstes Verteilergetriebe 802 und ein zweites Verteilergetriebe 804. Das erste Verteilergetriebe 802 verbindet das Differential 114 mit der ersten elektrischen Maschine 102. Das zweite Verteilergetriebe 804 verbindet das Differential 114 mit der zweiten elektrischen Maschine 104, und die erste Maschinenwelle und die zweite Maschinenwelle sind nicht koaxial. Sowohl das erste Verteilergetriebe 802 als auch das zweite Verteilergetriebe 804 drehen sich um eine Verteilergetriebeachse TG, die parallel zur ersten Maschinenachse M1 und zur zweiten Maschinenachse M2 verläuft. Die erste Maschinenachse M1 und die zweite Maschinenachse M2 sind nicht koaxial. Die erste Maschinenachse M1 ist parallel zur zweiten Maschinenachse M2. Das Differential 114 umfasst das Parkzahnrad 116, das so konfiguriert ist, dass es in die Sperrklinke 202 eingreift (2 und 3).
Die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Abbildungen sind eine unterstützende Beschreibung der vorliegenden Lehre, aber der Umfang der vorliegenden Lehre wird ausschließlich durch die Ansprüche definiert. Während einige der besten Modi und andere Ausführungsformen für die Durchführung der vorliegenden Lehre im Detail beschrieben wurden, gibt es verschiedene alternative Designs und Ausführungsformen für die Durchführung der vorliegenden Lehre, die in den beigefügten Ansprüchen definiert sind.

Claims

Antriebseinheit, umfassend: eine erste elektrische Maschine mit einer ersten Maschinenwelle; eine zweite elektrische Maschine mit einer zweiten Maschinenwelle; ein Differential, das die erste elektrische Maschine und die zweite elektrische Maschine miteinander verbindet, wobei das Differential ein Parkzahnrad umfasst; ein Parksystem, das so konfiguriert ist, dass es in das Parkzahnrad des Differentials eingreift, um die Drehung sowohl der ersten elektrischen Maschine als auch der zweiten elektrischen Maschine gleichzeitig anzuhalten; wobei das Parksystem eine Sperrklinke aufweist, die relativ zum Parkzahnrad zwischen einer eingerückten und einer ausgerückten Stellung beweglich ist; wobei die Sperrklinke in der ausgerückten Position vom Parkzahnrad des Differentials beabstandet ist, um eine Drehung des Parkzahnrads zu ermöglichen; und wobei die Sperrklinke in der Eingriffsposition mit dem Parkzahnrad des Differentials in Kontakt ist, um eine Drehung des Parkzahnrads zu verhindern, wodurch eine Drehung der ersten Maschinenwelle der ersten elektrischen Maschine und der zweiten Maschinenwelle der zweiten elektrischen Maschine verhindert wird.
Antriebseinheit nach Anspruch 1, wobei das Parksystem ein einzelnes Parksystem ist, die Sperrklinke eine einzelne Sperrklinke ist, die erste Maschinenwelle der ersten elektrischen Maschine direkt mit dem Differential gekoppelt ist, die zweite Maschinenwelle der zweiten elektrischen Maschine direkt mit dem Differential gekoppelt ist, die einzelne Sperrklinke in direktem Kontakt mit dem Parkzahnrad des Differentials steht, wenn die einzelne Sperrklinke in der Eingriffsposition ist, und das Differential ein offenes Differential ist.
Antriebseinheit nach Anspruch 2, wobei sowohl die erste Maschinenwelle als auch die zweite Maschinenwelle unabhängig voneinander drehbar sind und die Antriebseinheit ferner ein erstes Maschinenzahnrad, das um die erste Maschinenwelle gekoppelt ist, und ein zweites Maschinenzahnrad, das um die zweite Maschinenwelle gekoppelt ist, umfasst.
Antriebseinheit nach Anspruch 3, ferner umfassend eine erste Übertragungswelle, die mit der ersten Maschinenwelle gekoppelt ist, so dass das Drehmoment von der ersten elektrischen Maschine auf die erste Übertragungswelle übertragen wird, die Antriebseinheit umfasst ferner eine zweite Übertragungswelle, die mit der zweiten Maschinenwelle gekoppelt ist, so dass das Drehmoment von der zweiten elektrischen Maschine auf die zweite Übertragungswelle übertragen wird, die erste Übertragungswelle und die zweite Übertragungswelle sind unabhängig voneinander drehbar, die erste Übertragungswelle und die zweite Übertragungswelle koaxial zueinander sind, die erste Maschinenwelle sich entlang einer ersten Maschinenachse erstreckt, die zweite Maschinenwelle sich entlang einer zweiten Maschinenachse erstreckt, die erste Maschinenachse koaxial mit der zweiten Maschinenachse ist, die erste Übertragungswelle sich entlang einer ersten Übertragungsachse erstreckt, die zweite Übertragungswelle sich entlang einer zweiten Übertragungsachse erstreckt, die erste Übertragungsachse koaxial mit der zweiten Übertragungsachse ist, und die erste Maschinenachse parallel zur ersten Übertragungsachse ist.
Antriebseinheit nach Anspruch 4, ferner umfassend ein erstes Wellenzahnrad, das um das erste Wellenzahnrad herum gekoppelt ist, wobei das erste Wellenzahnrad mit dem ersten Maschinenzahnrad in Eingriff steht, so dass ein Drehmoment von der ersten elektrischen Maschine auf die erste Übertragungswelle übertragen wird, die Antriebseinheit umfasst ein zweites Wellenzahnrad, das um das zweite Wellenzahnrad herum gekoppelt ist, wobei das zweite Wellenzahnrad mit dem zweiten Maschinenzahnrad in Eingriff steht, so dass ein Drehmoment von der zweiten elektrischen Maschine und dem zweiten Wellenzahnrad übertragen wird.
Antriebseinheit nach Anspruch 5, wobei die erste Übertragungswelle ein erstes Innenzahnrad aufweist, die zweite Übertragungswelle ein zweites Innenzahnrad aufweist, die Antriebseinheit ferner eine erste Abtriebswelle und eine zweite Abtriebswelle aufweist, die erste Abtriebswelle und die zweite Abtriebswelle koaxial zueinander sind, die erste Abtriebswelle ein erstes Abtriebszahnrad aufweist, das mit dem ersten Innenzahnrad in Eingriff steht, so dass ein Drehmoment von der ersten Übertragungswelle auf die erste Abtriebswelle übertragen wird, die zweite Abtriebswelle ein zweites Abtriebszahnrad aufweist, das mit dem zweiten Innenzahnrad in Eingriff steht, so dass ein Drehmoment von der zweiten Übertragungswelle auf die zweite Abtriebswelle übertragen wird, und die erste Abtriebswelle und die zweite Abtriebswelle drehbar unabhängig voneinander sind.
Antriebseinheit nach Anspruch 1, wobei das Differential ein Drehmomentvorspanndifferential ist.
Antriebseinheit nach Anspruch 1, ferner umfassend mindestens ein Planetengetriebe, das mit mindestens einer der ersten elektrischen Maschine oder der zweiten elektrischen Maschine gekoppelt ist.
Antriebseinheit nach Anspruch 1, wobei die erste Maschinenwelle und die zweite Maschinenwelle nicht koaxial sind und die Antriebseinheit ferner eine Kette aufweist, die die erste Maschinenwelle und die zweite Maschinenwelle über das Differential verbindet.
Antriebseinheit nach Anspruch 1, ferner umfassend ein erstes Verteilergetriebe und ein zweites Verteilergetriebe, wobei das erste Verteilergetriebe das Differential mit der ersten elektrischen Maschine verbindet, das zweite Verteilergetriebe das Differential mit der zweiten elektrischen Maschine verbindet und die erste Maschinenwelle und die zweite Maschinenwelle nicht koaxial sind.