DE102022206311A1 - Drive system for an electrically powered vehicle - Google Patents

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Matthias Müller-Linkowitsch
Daniel Martin
Wolfgang Barth
Christian SIBLA
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ZF Friedrichshafen AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für ein Fahrzeug mit einer primären elektrischen Antriebsachse und einer sekundären elektrischen Antriebsachse 1, die einen elektrischen Antrieb 2, ein Übersetzungsgetriebe 3, ein Differentialgetriebe 4, zwei Räder 5 und zwei nasslaufende Betriebsbremsen 6 umfasst. Der elektrische Antrieb 2 steht über das Übersetzungsgetriebe 3 mit einem Eingang des Differenzialgetriebes 4 in Verbindung. Die Räder 5 stehen jeweils über eine der zwei nasslaufenden Betriebsbremsen 6 mit jeweils einem Ausgang des Differenzialgetriebes 4 in Verbindung. Die zwei nasslaufenden Betriebsbremsen 6 ist jeweils ein Aktuator 7 zur steuerbaren Bremsbetätigung zugeordnet und jeweils eine Trennvorrichtung 8 ist zwischen dem elektrischen Antrieb 2 und mindestens einer der nasslaufenden Betriebsbremsen 6 vorhanden. Das erfindungsgemäße Antriebssystem zeichnet sich dadurch aus, dass die Trennvorrichtungen 8 jeweils mit einem der Aktuatoren 7 verbunden und durch diesen betätigbar sind. Die Erfindung betrifft zudem ein Fahrzeug mit einer primären elektrischen Antriebsachse und einer sekundären elektrischen Antriebsachse 1, die ein erfindungsgemäßes Antriebssystem aufweist.The invention relates to a drive system for a vehicle with a primary electric drive axle and a secondary electric drive axle 1, which includes an electric drive 2, a transmission gear 3, a differential gear 4, two wheels 5 and two wet service brakes 6. The electric drive 2 is connected to an input of the differential gear 4 via the transmission gear 3. The wheels 5 are each connected to an output of the differential gear 4 via one of the two wet service brakes 6. The two wet service brakes 6 are each assigned an actuator 7 for controllable brake actuation and a separating device 8 is present between the electric drive 2 and at least one of the wet service brakes 6. The drive system according to the invention is characterized in that the separating devices 8 are each connected to one of the actuators 7 and can be actuated by this. The invention also relates to a vehicle with a primary electric drive axle and a secondary electric drive axle 1, which has a drive system according to the invention.

Description

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für ein Fahrzeug mit einer primären elektrischen Antriebsachse und einer sekundären elektrischen Antriebsachse. Das Antriebssystem ist insbesondere für Kraftfahrzeuge, wie Personenkraftwagen (Pkw), Transporter, etc. geeignet. Das Anwendungsgebiet der Erfindung liegt insbesondere in der Automobilindustrie auf dem Gebiet der Elektro- oder Hybridfahrzeuge.The invention relates to a drive system for a vehicle with a primary electric drive axle and a secondary electric drive axle. The drive system is particularly suitable for motor vehicles, such as passenger cars (cars), vans, etc. The field of application of the invention is particularly in the automotive industry in the field of electric or hybrid vehicles.

Die Leistungsfähigkeit von Elektro- oder Hybridfahrzeugen kann gesteigert werden, indem Synergieeffekte zwischen Betriebsbremssystem und Antriebssystem unter Ausnutzung der Energierückgewinnung (Rekuperationsbremsung, kurz: Rekuperation) besser verknüpft werden, um den Energiespeicher (Akkumulator, kurz: Akku) nachzuladen oder um überschüssige Wärmeenergie aus Antriebs- und Bremssystem umzuwandeln oder für Heizzwecke zu nutzen.The performance of electric or hybrid vehicles can be increased by better combining synergy effects between the service braking system and the drive system using energy recovery (recuperation braking, in short: recuperation) in order to recharge the energy storage (accumulator, in short: battery) or to use excess heat energy from drive systems. and braking system or to use it for heating purposes.

Der Stand der Technik von Antriebssystemen bei Personenkraftwagen (Pkw) weist entweder zwei primäre elektrische Antriebsachsen oder eine primäre und eine sekundäre elektrische Antriebsachse auf. Bei Fahrzeugen mit einer primären und einer sekundären elektrischen Antriebsachse wird die primäre elektrische Antriebsachse hauptsächlich für Antrieb, Bremse und Rekuperation verwendet, während die sekundäre elektrische Antriebsachse nur bei sehr hohen Performanceansprüchen und/oder erforderlichem Allrad-Betrieb motorisch oder generatorisch betrieben wird.The state of the art of drive systems in passenger vehicles (passenger cars) has either two primary electric drive axles or a primary and a secondary electric drive axle. In vehicles with a primary and a secondary electric drive axle, the primary electric drive axle is used primarily for drive, braking and recuperation, while the secondary electric drive axle is only operated as a motor or generator when very high performance demands and/or all-wheel drive operation is required.

An der sekundären elektrischen Antriebsachse treten Schleppverluste an Lagern und Getrieben sowie durch Magnetfeldverluste der E-Maschine auf, welche besonders im geschleppten Betrieb, wenn der Pkw rollt, ohne beschleunigt zu werden, eine unerwünschte Bremsung bewirken. Insbesondere, wenn eine Rekuperation, zum Beispiel bei bereits vollgeladener Batterie, nicht erwünscht ist, kommt es so zu einer ungewollten Bremsung des Fahrzeugs.On the secondary electric drive axle, drag losses occur in bearings and gears as well as magnetic field losses in the electric motor, which cause undesirable braking, particularly in towed operation when the car is rolling without being accelerated. In particular, if recuperation is not desired, for example when the battery is already fully charged, the vehicle will brake unintentionally.

Im normalen Fahrzustand, bei dem keine maximale Leistung und kein Allrad-Betrieb erforderlich ist, wird daher die sekundäre elektrische Antriebsachse, die auch als Allrad-Achse bezeichnet wird, über eine mechanisch, elektronisch oder hydraulisch angetriebene Trennvorrichtung (Englisch: Disconnect-Unit, kurz: DCU) von einem elektrischen Antrieb entkoppelt. So können Schleppverluste an der sekundären elektrischen Antriebsachse vermieden werden. Die Position der Trennvorrichtung wird hierbei idealerweise sehr nah an einem Rad gewählt.In normal driving conditions, in which maximum power and four-wheel operation are not required, the secondary electric drive axle, also known as the four-wheel axle, is operated via a mechanically, electronically or hydraulically driven disconnect unit (English: Disconnect Unit, for short : DCU) decoupled from an electric drive. In this way, drag losses on the secondary electric drive axle can be avoided. The position of the separating device is ideally chosen very close to a wheel.

Bei aus der Praxis bekannten Lösungen wird in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen außerdem ein Betriebsbremssystem verwendet, das je Rad eine Betriebsbremse aufweist. Die Betriebsbremsen können einen Aktuator aufweisen, der zur Betätigung der Betriebsbremse ausgelegt ist. Dieser Aktuator kann gleichzeitig zum Betätigen einer Feststellbremse verwendet werden und verschiedene Positionen aufweisen, in denen die Feststellbremse und/oder die Betriebsbremse betätigt werden oder in denen der Aktuator weder mit der Betriebsbremse noch mit der Feststellbremse verbunden ist.In solutions known from practice, a service brake system is also used in electrically powered vehicles, which has a service brake for each wheel. The service brakes can have an actuator that is designed to actuate the service brake. This actuator can be used at the same time to actuate a parking brake and can have different positions in which the parking brake and/or the service brake are actuated or in which the actuator is not connected to either the service brake or the parking brake.

Wenn an der sekundären elektrischen Antriebsachse zusätzlich eine Trennvorrichtung vorhanden ist, muss im Stand der Technik stets ein zusätzlicher Aktuator für das Betätigen der Trennvorrichtung vorgesehen sein. Das verursacht zusätzlichen Aufwand sowie Kosten bei der Fertigung der sekundären elektrischen Antriebsachse und nimmt zusätzlichen Bauraum in Anspruch. Der zusätzliche Aktuator muss außerdem in die bereits vorhandenen Systeme integriert und synchronisiert werden.If there is also a separating device on the secondary electric drive axle, an additional actuator must always be provided in the prior art for actuating the separating device. This causes additional effort and costs in the production of the secondary electric drive axle and takes up additional installation space. The additional actuator must also be integrated and synchronized into the existing systems.

Es ist die Aufgabe der Erfindung ein Antriebssystem für ein Fahrzeug mit einer primären elektrischen Antriebsachse und einer sekundären elektrischen Antriebsachse bereitzustellen, bei dem die sekundäre elektrische Antriebsachse entkoppelbar ist, ohne dass ein zusätzlicher Aktuator für die Betätigung jeder Trennvorrichtung benötigt wird.It is the object of the invention to provide a drive system for a vehicle with a primary electric drive axle and a secondary electric drive axle, in which the secondary electric drive axle can be decoupled without the need for an additional actuator for actuating each separating device.

Die Aufgabe der Erfindung wird bei einem Fahrzeug mit einer primären elektrischen Antriebsachse und einer sekundären elektrischen Antriebsachse, die einen elektrischen Antrieb, ein Übersetzungsgetriebe, ein Differentialgetriebe, zwei Räder und zwei nasslaufende Betriebsbremsen umfasst, wobei der elektrische Antrieb über das Übersetzungsgetriebe mit einem Eingang des Differenzialgetriebes in Verbindung steht, die Räder jeweils über eine der zwei nasslaufenden Betriebsbremsen mit jeweils einem Ausgang des Differenzialgetriebes in Verbindung stehen, den zwei nasslaufenden Betriebsbremsen jeweils ein Aktuator zur steuerbaren Bremsbetätigung zugeordnet ist und jeweils eine Trennvorrichtung zwischen dem elektrischen Antrieb und mindestens einer der nasslaufenden Betriebsbremsen vorhanden ist, dadurch gelöst, dass die Trennvorrichtungen jeweils mit einem der Aktuatoren verbunden und durch diesen betätigbar sind.The object of the invention is in a vehicle with a primary electric drive axle and a secondary electric drive axle, which includes an electric drive, a transmission gear, a differential gear, two wheels and two wet service brakes, the electric drive via the transmission gear with an input of the differential gear is connected, the wheels are each connected to an output of the differential gear via one of the two wet-running service brakes, an actuator for controllable brake actuation is assigned to the two wet-running service brakes and there is a separating device between the electric drive and at least one of the wet-running service brakes is solved in that the separating devices are each connected to one of the actuators and can be actuated by this.

Durch die Verbindung der Trennvorrichtung mit einem Aktuator, der zugleich eine der nasslaufenden Betriebsbremsen betätigt, wird kein zusätzlicher Aktuator für die Trennvorrichtung benötigt. Dadurch werden Aufwand und Kosten bei der Fertigung gespart und das Antriebssystem nimmt weniger Bauraum in Anspruch.By connecting the separating device to an actuator that simultaneously operates one of the wet service brakes, no additional actuator is required for the separating device. This saves effort and costs during production and the drive system takes up less installation space.

Die Ausgestaltung der primären elektrischen Antriebsachse ist für den Erfindungsgedanken unwesentlich. Sie kann gemäß dem Stand der Technik ausgeführt sein und kann zusätzlich auch nichtelektrisch antreibbar sein. Auch die Ausgestaltung der Trennvorrichtung ist für die Erfindung nicht wesentlich. Sie kann beispielsweise als formschlüssige Klaue oder gemäß einer anderen Ausführung aus dem Stand der Technik ausgeführt sein.The design of the primary electric drive axle is not essential to the idea of the invention. It can be designed according to the state of the art and can also be driven non-electrically. The design of the separating device is also not essential to the invention. It can, for example, be designed as a positive claw or according to another embodiment from the prior art.

Die sekundäre elektrische Antriebsachse kann insbesondere die hintere Antriebsachse bzw. die Heckachse eines Fahrzeugs mit zwei Antriebsachsen sein.The secondary electric drive axle can in particular be the rear drive axle or the rear axle of a vehicle with two drive axles.

Jede Trennvorrichtung ist dazu ausgelegt, die Verbindung von einer nasslaufenden Betriebsbremse und einem Rad zu einem Ausgang des Differentialgetriebes zu trennen und/oder wiederherzustellen. Dadurch können die nasslaufende Betriebsbremse und das über die nasslaufende Betriebsbremse mit dem Ausgang des Differentialgetriebes verbundene Rad von dem elektrischen Antrieb ab-, und anschließend wieder angekoppelt werden.Each disconnect device is designed to disconnect and/or restore the connection of a wet service brake and a wheel to an output of the differential gear. As a result, the wet service brake and the wheel connected to the output of the differential gear via the wet service brake can be disconnected from the electric drive and then reconnected.

Jeder der Aktuatoren ist vorteilhaft hydraulisch ansteuerbar. Zur hydraulischen Steuerung jedes Aktuators kann ein Druckölbremssystem vorhanden sein. Das Druckölsystem kann dazu ausgelegt sein, mehrere unterschiedliche Aktuatoren anzusteuern. Each of the actuators can advantageously be controlled hydraulically. A pressure oil brake system may be provided to hydraulically control each actuator. The pressure oil system can be designed to control several different actuators.

Auch die nasslaufenden Betriebsbremsen können hydraulisch ansteuerbar und/oder als ölbadbasierte Lamellennassbremsen ausgebildet sein. Wenn mindestens eine der nasslaufenden Betriebsbremsen und mindestens einer der Aktuatoren hydraulisch ansteuerbar ist, können mindestens eine der nasslaufenden Betriebsbremsen und der mindestens einer der Aktuatoren zweckmäßig in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein, so dass sie sich einen gemeinsamen Ölhaushalt teilen.The wet service brakes can also be hydraulically controlled and/or designed as oil-bath-based multi-disc wet brakes. If at least one of the wet service brakes and at least one of the actuators can be controlled hydraulically, at least one of the wet service brakes and at least one of the actuators can expediently be arranged in a common housing so that they share a common oil supply.

Die nasslaufenden Betriebsbremsen können ebenso als fluidgekühlte Lamellennassbremsen ausgebildet sein.The wet service brakes can also be designed as fluid-cooled multi-disc wet brakes.

Jeder der Aktuatoren kann zwischen einem Betriebsbremsbereich, innerhalb dem er mit einer der nasslaufenden Betriebsbremsen in Verbindung steht, einem Trennbereich, in dem er mit einer der Trennvorrichtungen in Verbindung steht, und einem Neutralbereich, zwischen dem Betriebsbremsbereich und dem Trennbereich, in dem der jeweilige Aktuator weder mit einer der nasslaufenden Betriebsbremsen noch mit einer der Trennvorrichtungen in Verbindung steht, verstellbar sein.Each of the actuators can be between a service brake area, within which it is connected to one of the wet-running service brakes, a separation area, in which it is connected to one of the separation devices, and a neutral area, between the service brake area and the separation area, in which the respective actuator cannot be adjusted, neither with one of the wet service brakes nor with one of the separating devices.

Die Aufgabe wird für ein Fahrzeug mit einer primären elektrischen Antriebsachse und einer sekundären elektrischen Antriebsachse, bei dem die sekundäre Antriebsachse einen elektrischen Antrieb, ein Übersetzungsgetriebe, ein Differentialgetriebe, zwei Räder und zwei nasslaufende Betriebsbremsen umfasst, wobei der elektrische Antrieb über das Übersetzungsgetriebe mit einem Eingang des Differenzialgetriebes in Verbindung steht, die Räder jeweils über eine der zwei nasslaufenden Betriebsbremsen mit jeweils einem Ausgang des Differenzialgetriebes in Verbindung stehen, den zwei nasslaufenden Betriebsbremse jeweils ein Aktuator zur steuerbaren Bremsbetätigung zugeordnet ist und jeweils eine Trennvorrichtung zwischen dem elektrischen Antrieb und mindestens einer der nasslaufenden Betriebsbremsen vorhanden ist, dadurch gelöst, dass die Trennvorrichtungen jeweils mit einem der Aktuatoren verbunden und durch diesen betätigbar sind.The task is for a vehicle with a primary electric drive axle and a secondary electric drive axle, in which the secondary drive axle comprises an electric drive, a transmission gear, a differential gear, two wheels and two wet service brakes, the electric drive via the transmission gear with one input of the differential gear is connected, the wheels are each connected to an output of the differential gear via one of the two wet-running service brakes, an actuator for controllable brake actuation is assigned to the two wet-running service brakes and a separating device between the electric drive and at least one of the wet-running ones Service brakes are present, solved in that the separating devices are each connected to one of the actuators and can be actuated by this.

Das Antriebssystem des Fahrzeugs kann gemäß den beschriebenen Ausführungsbeispielen ausgestaltet sein.The drive system of the vehicle can be designed according to the exemplary embodiments described.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

  • 1: eine schematische Darstellung einer sekundären elektrischen Antriebsachse in einer ersten Ausführung, bei der je eine Trennvorrichtung zwischen einem elektrischen Antrieb und den beiden nasslaufenden Betriebsbremsen angeordnet ist,
  • 2: eine schematische Darstellung einer sekundären elektrischen Antriebsachse in einer zweiten Ausführung, bei der eine Trennvorrichtung zwischen dem elektrischen Antrieb und einer der nasslaufenden Betriebsbremsen angeordnet ist, und
  • 3: Diagramme, die beispielhaft eine Abfolge von Zuständen und Zustandsübergängen eines Aktuators, der Betriebsbremse und der Trennvorrichtung darstellen.
The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the drawings show:
  • 1 : a schematic representation of a secondary electric drive axle in a first embodiment, in which a separating device is arranged between an electric drive and the two wet-running service brakes,
  • 2 : a schematic representation of a secondary electric drive axle in a second embodiment, in which a separating device is arranged between the electric drive and one of the wet service brakes, and
  • 3 : Diagrams that exemplify a sequence of states and state transitions of an actuator, the service brake and the separating device.

Alle Ausführungen der Erfindung betreffen ein elektrisches Antriebssystem für ein Fahrzeug mit einer primären elektrischen Antriebsachse (nicht in den Zeichnungen gezeigt) und einer sekundären elektrischen Antriebsachse 1, die in 1 in einer ersten Ausführung dargestellt ist. Die sekundäre elektrische Antriebsachse 1 weist einen elektrischen Antrieb 2 auf, der über ein Übersetzungsgetriebe 3 mit einem Eingang eines Differentialgetriebes 4 verbunden ist. Das Übersetzungsgetriebe 3 ist dazu ausgelegt ein Drehmoment, das von dem elektrischen Antrieb 2 erzeugt wird, in ein anderes Drehmoment zu übersetzen und an das Differentialgetriebe 4 weiterzugeben. Räder 5 stehen jeweils über eine der zwei nasslaufenden Betriebsbremsen 6 mit jeweils einem Ausgang des Differenzialgetriebes 3 in Verbindung. Das Differentialgetriebe 4 steht durch je eine Trennvorrichtung 8 (DCU) mit einer Betriebsbremse 6, die als nasslaufende Bremse ausgeführt ist, und einem der Räder 5 voneinander trennbar in Verbindung. Wenn das Differentialgetriebe 4 mit den beiden Rädern 5 verbunden ist, können die Räder 5 durch den elektrischen Antrieb 2 angetrieben werden. Gleichzeitig können die Räder 5 ein Drehmoment auf den elektrischen Antrieb 2 übertragen, wodurch dieser generatorisch betrieben werden und eine Rekuperation stattfinden kann.All embodiments of the invention relate to an electric drive system for a vehicle with a primary electric drive axle (not shown in the drawings) and a secondary electric drive axle 1, which is in 1 is shown in a first embodiment. The secondary electric drive axle 1 has an electric drive 2, which is connected to an input of a differential gear 4 via a transmission gear 3. The transmission gear 3 is designed to translate a torque that is generated by the electric drive 2 into another torque and pass it on to the differential gear 4. Wheels 5 each protrude one of the two wet service brakes 6 is connected to an output of the differential gear 3. The differential gear 4 is connected to a service brake 6, which is designed as a wet brake, and one of the wheels 5 in a separable manner through a separating device 8 (DCU). If the differential gear 4 is connected to the two wheels 5, the wheels 5 can be driven by the electric drive 2. At the same time, the wheels 5 can transmit a torque to the electric drive 2, whereby it can be operated as a generator and recuperation can take place.

Jede Betriebsbremse 6 steht mit einem Aktuator 7 in Verbindung, der vorteilhaft hydraulisch ansteuerbar ist. Jeder Aktuator 7 ist dazu ausgelegt, eine Betriebsbremse 6 auszulösen. Dazu kann der Aktuator 7 in einen Betriebsbremsbereich B gebracht werden. Gleichzeitig erfüllt der Aktuator 7 eine weitere Funktion: Er ist auch dazu ausgelegt die Trennvorrichtung 8 zu betätigen und sie somit in einen anderen Zustand zu bringen, indem er in einen Trennbereich C gebracht wird. Der Aktuator 7 kann außerdem in einen Neutralbereich N gebracht werden, in dem er weder mit der Betriebsbremse 6 noch mit der Trennvorrichtung 8 verbunden ist. Die Buchstaben „L“ und „R“, die den Aktuatorpositionen in 1 zugeordnet sind, geben an, ob eine Position dem Aktuator 7 der linken oder der rechten Betriebsbremse 6 zugeordnet ist. In der in 1 dargestellten Ausführung des der sekundären elektrischen Antriebsachse 1 ist zudem ein Druckölbremssystem 9 vorhanden, das zur (An-)Steuerung der beiden Aktuatoren 7 ausgelegt ist.Each service brake 6 is connected to an actuator 7, which can advantageously be controlled hydraulically. Each actuator 7 is designed to trigger a service brake 6. For this purpose, the actuator 7 can be brought into a service brake area B. At the same time, the actuator 7 fulfills a further function: it is also designed to actuate the separating device 8 and thus bring it into a different state by bringing it into a separating area C. The actuator 7 can also be brought into a neutral range N in which it is connected neither to the service brake 6 nor to the separating device 8. The letters “L” and “R” indicating the actuator positions in 1 are assigned, indicate whether a position is assigned to the actuator 7 of the left or right service brake 6. In the in 1 In the illustrated embodiment of the secondary electric drive axle 1, there is also a pressure oil brake system 9, which is designed to control the two actuators 7.

Bei den Trennvorrichtungen 8 kann es sich beispielsweise um Reibschaltkupplungen oder formschlüssige Kupplungen, z.B. Klauenkupplungen, handeln, wie sie aus dem Stand der Technik weitgehend bekannt sind. Je nach Aufbau der sekundären elektrischen Antriebsachse 1 kann es sinnvoll sein, mehrere Trennvorrichtungen 8 an verschiedenen Positionen anzubringen. Durch das Anbringen der Trennvorrichtungen 8 zwischen je einem der beiden Ausgänge des Differentialgetriebes 4 und einer der beiden nasslaufenden Betriebsbremsen 6, kann die Verbindung zwischen den Rädern 5 der sekundären elektrischen Antriebsachse 1 und dem elektrischen Antrieb 2 lösbar sein. Durch das Lösen der Verbindung können bei geschleppten Betrieb Schleppverluste, die beispielsweise durch Reibung entstehen, vermieden werden.The separating devices 8 can be, for example, friction clutches or positive clutches, e.g. claw clutches, as are largely known from the prior art. Depending on the structure of the secondary electric drive axle 1, it may make sense to attach several separating devices 8 at different positions. By attaching the separating devices 8 between one of the two outputs of the differential gear 4 and one of the two wet service brakes 6, the connection between the wheels 5 of the secondary electric drive axle 1 and the electric drive 2 can be detached. By loosening the connection, drag losses caused by friction, for example, can be avoided during towed operation.

Eine sekundäre elektrische Antriebsachse 1 in einer zweiten Ausführung ist in 2 gezeigt. Hier ist nur eine Trennvorrichtung 8 für das rechte Rad 5 zwischen dem elektrischen Antrieb 1 und der rechten nasslaufenden Betriebsbremse 6 angeordnet. Diese Konfiguration erlaubt, bei entsprechend ausgelegtem Differential 4, ebenfalls ein Abkoppeln der gesamten sekundären elektrischen Antriebsachse 1. Die Zustände des Aktuators 7 sind hier nur für die rechte Seite der sekundären elektrischen Antriebsachse 1 dargestellt.A secondary electric drive axle 1 in a second embodiment is in 2 shown. Here there is only one separating device 8 for the right wheel 5 between the electric drive 1 and the right wet service brake 6. This configuration also allows the entire secondary electric drive axle 1 to be decoupled if the differential 4 is designed accordingly. The states of the actuator 7 are shown here only for the right side of the secondary electric drive axle 1.

Bei der in 2 gezeigten zweiten Ausführung befinden sich die nasslaufende Betriebsbremse 6, und der Aktuator 7 der rechten und der linken Seite jeweils in einem gemeinsamen Gehäuse (durch Strichpunktlinien angedeutet) und teilen sich einen Ölraum bzw. einen Ölhaushalt.At the in 2 In the second embodiment shown, the wet service brake 6 and the actuator 7 on the right and left sides are each in a common housing (indicated by dash-dotted lines) and share an oil space or an oil balance.

In 3 sind die Zustände und Zustandsübergänge der Betriebsbremse 6, des Aktuators 7 und der Trennvorrichtung 8 dargestellt. Der Aktuator 7 ist sowohl mit der Betriebsbremse 6, als auch mit der Trennvorrichtung 8 verbunden. Es sind beispielhaft nur die Zustände des linken Aktuators 7, der linken Betriebsbremse 6 und der linken Trennvorrichtung 8 in 3 gezeigt.In 3 The states and state transitions of the service brake 6, the actuator 7 and the separating device 8 are shown. The actuator 7 is connected to both the service brake 6 and the separating device 8. Only the states of the left actuator 7, the left service brake 6 and the left separating device 8 are shown as examples 3 shown.

Zum Zeitpunkt t0 besteht ein Verzögerungsbedarf für ein Fahrzeug, das ein erfindungsgemäßes Antriebssystem aufweist und die Trennvorrichtung 8 ist offen. Die sekundäre elektrische Antriebsachse 1 ist also an dem elektrischen Antrieb 2 angekoppelt. Zum Zeitpunkt t0 ist eine Bremswirkung minimal und der Aktuator 7 befindet sich in dem Neutalbereich N-L. Der Aktuator 7 beginnt zum Zeitpunkt t0 oder kurz danach in den Betriebsbremsbereich B-L zu fahren. Mit dem Verfahren des Aktuators 7 in den Betriebsbremsbereich B-L beginnt die Betriebsbremse 6 die Bremswirkung auf das Rad 5 zu übertragen. Zum Zeitpunkt t1 hat der Aktuator 7 den Betriebsbremsbereich B-L erreicht und die Bremswirkung wird maximal. Die Trennvorrichtung 8 ist nach wie vor in einem offenen Zustand. Zum Zeitpunkt t2 besteht kein Verzögerungsbedarf mehr, die Bremswirkung ist nach wie vor maximal und der Aktuator 7 befindet sich im Betriebsbremsbereich B-L. Zum Zeitpunkt t2 oder kurz danach beginnt der Aktuator 7 in den Neutralbereich N-L zu verfahren. Am Zeitpunkt t3 erreicht der Aktuator 7 den Neutralbereich N-L und die Bremswirkung erreicht ihr Minimum. Die Trennvorrichtung 8 ist immer noch geöffnet. Die Zustandsübergänge der Betriebsbremse 6 sind kontinuierlich.At time t 0 there is a need for deceleration for a vehicle that has a drive system according to the invention and the separating device 8 is open. The secondary electric drive axle 1 is therefore coupled to the electric drive 2. At time t 0, a braking effect is minimal and the actuator 7 is in the neutral range NL. The actuator 7 begins to move into the service brake range BL at time t 0 or shortly thereafter. As the actuator 7 moves into the service brake area BL, the service brake 6 begins to transmit the braking effect to the wheel 5. At time t 1 the actuator 7 has reached the service braking range BL and the braking effect becomes maximum. The separator 8 is still in an open state. At time t 2 there is no longer any need for deceleration, the braking effect is still maximum and the actuator 7 is in the service braking range BL. At time t 2 or shortly thereafter, the actuator 7 begins to move into the neutral range NL. At time t 3 the actuator 7 reaches the neutral range NL and the braking effect reaches its minimum. The separator 8 is still open. The state transitions of the service brake 6 are continuous.

Die Zustandsübergänge der Trennvorrichtung 8 sind hingegen diskret. Zum Zeitpunkt t4 ist der Aktuator 7 im Neutralbereich, die Bremswirkung ist an ihrem Minimum und die Trennvorrichtung 8 ist in einem offenen Zustand. Nun soll die sekundäre elektrische Antriebsachse 1 abgekoppelt werden. Die Gründe dafür können unterschiedlich sein. Beispielsweise soll das Schleppmoment, das durch die sekundäre elektrische Antriebsachse 1 erzeugt wird, abgekoppelt werden, weil ein Beschleunigungsbedarf besteht und/oder weil keine Rekuperation stattfinden soll oder kann. Der Aktuator 7 beginnt in den Trennbereich C-L zu verfahren. Zum Zeitpunkt t5 ist der Aktuator 7 im Trennbereich C-L angekommen und die Trennvorrichtung 8 wird durch den Aktuator 7 von dem offenen Zustand in einen geschlossenen Zustand gebracht. Die Bremswirkung ist nach wie vor minimal. Nachdem der Aktuator 7 den Trennbereich C-L erreicht hat verweilt er dort für eine vorgegebene Zeit, um danach wieder in den Neutralbereich N-L zu verfahren. Die Trennvorrichtung 8 bleibt auch nach dem Verfahren des Aktuators 7 in den Neutralbereich N-L geöffnet. Zum Zeitpunkt t6 ist der Aktuator 7 wieder im Neutralbereich N-L, die Bremswirkung ist minimal und die Trennvorrichtung 8 ist in einem geschlossenen Zustand. Nun soll die die sekundäre elektrische Antriebsachse 1 wieder angekoppelt werden, beispielsweise, weil kein Beschleunigungsbedarf mehr besteht und/oder weil (wieder) Rekuperation stattfinden soll. Der Aktuator 7 verfährt daher erneut in den Trennbereich C-L. Zum Zeitpunkt t7, an dem der Aktuator 7 den Trennbereich C-L erreicht, wird die Trennvorrichtung 8 durch den Aktuator 7 von dem geschlossenen in den offenen Zustand gebracht. Die Bremswirkung ist immer noch minimal.The state transitions of the separating device 8, however, are discrete. At time t 4 the actuator 7 is in the neutral range, the braking effect is at its minimum and the separating device 8 is in an open state. Now the secondary electric drive axle 1 should be decoupled. The reasons for this can be different. For example, the drag torque that is generated by the secondary electric drive axle 1 should be decoupled because there is a need for acceleration and/or because no recuperation should or can take place. The actuator 7 starts in the Separation area CL to move. At time t 5 the actuator 7 has arrived in the separation area CL and the separation device 8 is brought from the open state into a closed state by the actuator 7. The braking effect is still minimal. After the actuator 7 has reached the separation area CL, it remains there for a predetermined time and then moves back to the neutral area NL. The separating device 8 remains open even after the actuator 7 has moved into the neutral range NL. At time t 6 the actuator 7 is again in the neutral range NL, the braking effect is minimal and the separating device 8 is in a closed state. Now the secondary electric drive axle 1 should be coupled again, for example because there is no longer any need for acceleration and/or because recuperation should take place (again). The actuator 7 therefore moves again into the separation area CL. At time t 7 , at which the actuator 7 reaches the separation region CL, the separation device 8 is brought from the closed to the open state by the actuator 7. The braking effect is still minimal.

Die in 3 dargestellten Zustände und Zustandsübergänge sind als eine von vielen möglichen Abfolgen von Zuständen und Zustandsübergängen zu verstehen, die allesamt mit dem erfindungsgemäßen Antriebssystem durchgeführt werden können.In the 3 The states and state transitions shown are to be understood as one of many possible sequences of states and state transitions, all of which can be carried out with the drive system according to the invention.

BezugszeichenReference symbols

11
sekundäre elektrische Antriebsachsesecondary electric drive axle
22
elektrischer Antriebelectric drive
33
Übersetzungsgetriebetransmission gear
44
DifferentialgetriebeDifferential gear
55
Radwheel
66
BetriebsbremseService brake
77
Aktuatoractuator
88th
TrennvorrichtungSeparating device
99
Druckölbremssystem Pressure oil brake system
Bb
BetriebsbremsbereichService braking area
CC
Trennbereichseparation area
NN
NeutralbereichNeutral area
t0-t7t0-t7
Zeitpunkttime

Claims (8)

Antriebssystem für ein Fahrzeug mit einer primären elektrischen Antriebsachse und einer sekundären elektrischen Antriebsachse (1), die einen elektrischen Antrieb (2), ein Übersetzungsgetriebe (3), ein Differentialgetriebe (4), zwei Räder (5) und zwei nasslaufende Betriebsbremsen (6) umfasst, wobei - der elektrische Antrieb (2) über das Übersetzungsgetriebe (3) mit einem Eingang des Differenzialgetriebes (4) in Verbindung steht, - die Räder (5) jeweils über eine der zwei nasslaufenden Betriebsbremsen (6) mit jeweils einem Ausgang des Differenzialgetriebes (4) in Verbindung stehen, - den zwei nasslaufenden Betriebsbremsen (6) jeweils ein Aktuator (7) zur steuerbaren Bremsbetätigung zugeordnet ist, und - jeweils eine Trennvorrichtung (8) zwischen dem elektrischen Antrieb (2) und mindestens einer der nasslaufenden Betriebsbremsen (6) vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, - dass die Trennvorrichtungen (8) jeweils mit einem der Aktuatoren (7) verbunden und durch diesen betätigbar sind.Drive system for a vehicle with a primary electric drive axle and a secondary electric drive axle (1), which have an electric drive (2), a transmission gear (3), a differential gear (4), two wheels (5) and two wet service brakes (6) comprises, wherein - the electric drive (2) is connected to an input of the differential gear (4) via the transmission gear (3), - the wheels (5) each via one of the two wet service brakes (6), each with an output of the differential gear (4) are connected, - the two wet-running service brakes (6) are each assigned an actuator (7) for controllable brake actuation, and - each have a separating device (8) between the electric drive (2) and at least one of the wet-running service brakes (6 ) is present, characterized in that - the separating devices (8) are each connected to one of the actuators (7) and can be actuated by this. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Aktuatoren (7) hydraulisch ansteuerbar ist.drive system Claim 1 , characterized in that each of the actuators (7) can be controlled hydraulically. Antriebssystem Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Druckölbremssystem (9) vorhanden ist, das zur Ansteuerung von mindestens einem der Aktuatoren (7) ausgelegt ist.Drive system Claim 2 , characterized in that at least one pressure oil brake system (9) is present, which is designed to control at least one of the actuators (7). Antriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die nasslaufenden Betriebsbremsen (6) als ölbadbasierte Lamellennassbremsen ausgebildet sind.Drive system according to one of the preceding claims, characterized in that the wet service brakes (6) are designed as oil-bath-based multi-disc wet brakes. Antriebssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der nasslaufenden Betriebsbremsen (6) und mindestens einer der Aktuatoren (7) in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, so dass sie sich einen gemeinsamen Ölhaushalt teilen.drive system Claim 4 , characterized in that at least one of the wet service brakes (6) and at least one of the actuators (7) are arranged in a common housing so that they share a common oil supply. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die nasslaufenden Betriebsbremsen (6) als fluidgekühlte Lamellennassbremsen ausgebildet sind.Drive system according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the wet service brakes (6) are designed as fluid-cooled multi-disc wet brakes. Antriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Aktuatoren (7) zwischen einem Betriebsbremsbereich (B), innerhalb dem er mit einer der nasslaufenden Betriebsbremsen (6) in Verbindung steht, einem Trennbereich (C), in dem er mit einer der Trennvorrichtungen (8) in Verbindung steht, und einem Neutralbereich (N), zwischen dem Betriebsbremsbereich (B) und dem Trennbereich (C), in dem der jeweilige Aktuator (7) weder mit einer der nasslaufenden Betriebsbremsen (6) noch mit einer der Trennvorrichtungen (8) in Verbindung steht, verstellbar ist.Drive system according to one of the preceding claims, characterized in that each of the actuators (7) is between a service brake area (B), within which it is connected to one of the wet-running service brakes (6), and a separation area (C), in which it is connected to a the separating devices (8) are connected, and a neutral region (N), between the service brake region (B) and the separating region (C), in which the respective actuator (7) is neither connected to one of the wet service brakes (6) nor to one the separating devices (8) are connected and can be adjusted. Fahrzeug mit einer primären elektrischen Antriebsachse und einer sekundären elektrischen Antriebsachse (1), wobei die sekundäre elektrische Antriebsachse (1) ein Antriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.Vehicle with a primary electric drive axle and a secondary electric drive axle (1), the secondary electric drive axle (1) comprising a drive system according to one of the preceding claims.
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