DE19952625A1 - Drive system - Google Patents

Drive system

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Abstract

Ein Antriebssystem umfasst eine Elektromaschine (12) und ein mit einer Antriebswelle (18) eines Antriebsaggregates (16) zur Drehung koppelbares oder gekoppeltes Ausgangsglied (52), durch welche Elektromaschine (12) die Antriebswelle (18) zur Drehung antreibbar ist oder/und bei der Drehung der Antriebswelle (18) elektrische Energie gewinnbar ist, wobei die Elektromaschine (12) eine Statoranordnung (30) umfasst. Das System weist eine mit dem Ausgangsglied (52) über eine Getriebeanordnung (14) mit veränderbarem Drehzahl-Umsetzungsverhältnis zur Drehung verbundene oder verbindbare Rotoranordnung (20) und eine erste Kupplungsanoerdnung (56) auf, durch welche eine Drehmomentübertragungsverbindung zwischen der Rotoranordnung (20) und dem Ausgangsglied (52) herstellbar ist.A drive system comprises an electric machine (12) and an output member (52) which can be coupled or coupled to a drive shaft (18) of a drive unit (16) for rotation, by means of which electric machine (12) the drive shaft (18) can be driven for rotation or / and electrical energy can be obtained from the rotation of the drive shaft (18), the electrical machine (12) comprising a stator arrangement (30). The system has a rotor arrangement (20) connected or connectable to the output member (52) via a gear arrangement (14) with a variable speed conversion ratio for rotation and a first clutch grounding (56) through which a torque transmission connection between the rotor arrangement (20) and the output member (52) can be produced.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebssystem, umfassend eine Elektromaschine und ein mit einer Antriebswelle eines Antriebsaggregates zur Drehung koppelbares oder gekoppeltes Ausgangsglied, durch welche die Elektromaschine die Antriebswelle zur Drehung antreibbar ist oder/und bei Drehung der Antriebswelle elektrische Energie gewinnbar ist, wobei die Elektromaschine eine Statoranordnung umfasst.The present invention relates to a drive system comprising a Electric machine and one with a drive shaft of a drive unit output element which can be coupled or coupled by means of which the electric machine can drive the drive shaft for rotation or / and electrical energy can be obtained when the drive shaft rotates, the Electric machine comprises a stator arrangement.

Aus der WO 98/40647 ist ein Antriebssystem bekannt, bei welchem durch eine Brennkraftmaschine über eine Kupplung und ein Getriebe ein Antriebs­ moment zu Antriebsrädern geleitet werden kann. Es ist ferner eine Elektromaschine vorgesehen, durch welche die Brennkraftmaschine angelassen werden kann und durch welche bei Drehung der Brennkraftma­ schine elektrische Energie erzeugt werden kann. Die Elektromaschine ist in das Getriebe integriert bzw. drehmomentenübertragungsmäßig an das Getriebe angekoppelt, wobei ein Ausgangsglied der Elektromaschine durch verschiedene Drehzahl-Umsetzstufen des Getriebes in hinsichtlich der Drehmomentübertragungsverhältnisse veränderbarer Art und Weise mit dem Antriebsaggregat gekoppelt werden kann. Dieser Aufbau eines Antriebssystems ist relativ komplex und erfordert insbesondere eine massive Abwandlung herkömmlicher Getriebe, da im Bereich des Getriebes die Wechselwirkung zwischen der Elektromaschine und dem Antriebsaggregat bereitgestellt werden muss.From WO 98/40647 a drive system is known in which an internal combustion engine via a clutch and a transmission a drive moment can be directed to drive wheels. It is also a Electric machine provided by which the internal combustion engine can be started and by which when the internal combustion engine rotates Electrical energy can be generated. The electric machine is in the transmission integrated or torque transmission to the Gearbox coupled, with an output member of the electric machine through different speed conversion stages of the transmission in terms of Torque transmission ratios changeable with the drive unit can be coupled. This build one Drive system is relatively complex and in particular requires one massive modification of conventional gears, because in the area of the gears the interaction between the electric machine and the Drive unit must be provided.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Antriebssystem bereitzustellen, bei welchem ohne erhebliche bauliche Änderung von sonstigen Komponenten eines Antriebsstranges in einfacher Art und Weise eine hinsichtlich ihrer drehmomentübertragungsmäßigen Ankopplung an ein Antriebsaggregat veränderbare Elektromaschine vorgesehen werden kann.It is the object of the present invention to provide a drive system to provide, in which without significant structural change from other components of a drive train in a simple manner one with regard to its torque transmission coupling to a Drive unit changeable electric machine can be provided.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Antriebssystem, umfassend eine Elektromaschine und ein mit einer Antriebswelle eines Antriebsaggregates zur Drehung koppelbares oder gekoppeltes Ausgangs­ glied, durch welche die Elektromaschine die Antriebswelle zur Drehung antreibbar ist oder/und bei Drehung der Antriebswelle elektrische Energie gewinnbar ist, wobei die Elektromaschine eine Statoranordnung umfasst.According to the invention, this object is achieved by a drive system, comprising an electric machine and one with a drive shaft Drive unit for rotating coupled or coupled output link through which the electric machine rotates the drive shaft is drivable and / or electrical energy when the drive shaft rotates is obtainable, the electric machine comprising a stator arrangement.

Das erfindungsgemäße System weist eine mit dem Ausgangsglied über eine Getriebeanordnung mit veränderbarem Drehzahl-Umsetzverhältnis zur Drehung verbundene oder verbindbare Rotoranordnung und eine erste Kupplungsanordnung auf, durch welche eine Drehmomentübertragungs­ verbindung zwischen der Rotoranordnung und dem Ausgangsglied herstellbar ist.The system according to the invention has one with the output member a gear arrangement with variable speed conversion ratio Rotation connected or connectable rotor assembly and a first Coupling arrangement through which a torque transmission connection between the rotor assembly and the output member can be produced.

Bei dem erfindungsgemäßen Antriebssystem ist also die Elektromaschine derart ausgebildet, dass letztendlich das zur Änderung des Drehmoment­ übertragungsverhältnisses herangezogene Getriebe bereits mit der Elektromaschine zu einer Funktionseinheit zusammengefasst ist, d. h. im Wirkungsbereich zwischen der Rotoranordnung und dem Ausgangsglied derselben liegt. Dies bedeutet letztendlich, dass eine geschlossene Einheit gebildet ist, in welcher durch entsprechende Ansteuerung Drehzahl- Umsetzverhältnisse geändert werden können. Eine konstruktive Umgestaltung im Bereich des normalen Fahrzeuggetriebes ist nicht erforderlich. Ferner ist das erfindungsgemäße Antriebssystem insbesondere hinsichtlich der Relativpositionierung der Elektromaschine bezüglich des Antriebsaggregats deutlich weniger eingeschränkt als die aus dem Stand der Technik bekannten Systeme, da, wie vorangehend erwähnt, die Elektromaschine mit dem ihr zugeordneten Getriebe eine eigenständige Einheit bildet und beispielsweise auch an der Nebenantriebsseite des Antriebsaggregats vorgesehen werden kann.The electric machine is therefore in the drive system according to the invention designed such that ultimately to change the torque transmission ratio used already with the Electric machine is combined into a functional unit, d. H. in the Area of action between the rotor assembly and the output member the same lies. Ultimately, this means that a closed entity is formed, in which speed control by appropriate control Implementation ratios can be changed. A constructive one Redesign in the area of normal vehicle transmission is not required. Furthermore, the drive system according to the invention is in particular with regard to the relative positioning of the electric machine with respect to the  Drive unit significantly less limited than that from the stand Systems known in the art since, as mentioned above, the Electric machine with the gearbox assigned to it an independent Unit forms and for example also on the power take-off side of the Drive unit can be provided.

Ein besonders einfacher Aufbau, bei welchem der Ansteueraufwand zum Umschalten verschiedener Drehzahl-Umsetzverhältnisse minimiert werden kann, kann dadurch erhalten werden, dass die erste Kupplungsanordnung eine Freilaufanordnung umfasst, durch welche ein Drehmoment im wesentlichen nur vom Ausgangsglied zur Rotoranordnung hin übertragbar ist.A particularly simple structure in which the control effort for Switching between different speed conversion ratios can be minimized can be obtained by the first clutch assembly comprises a freewheel arrangement through which a torque in essentially only transferable from the output member to the rotor arrangement is.

Um insbesondere im Anlassbetrieb, also im Starterbetrieb, das zum Anlassen von Brennkraftmaschinen mit größerem Hubraum erforderliche Drehmoment zu erhalten, wird vorgeschlagen, dass die Getriebeanordnung wenigstens eine wahlweise aktivierbare Getriebe-Umsetzstufe aufweist, bei welcher im aktivierten Zustand derselben ein Drehzahlverhältnis Drehzahl der Rotoranordnung/Drehzahl des Ausgangsgliedes größer als 1 ist.In particular in the start-up mode, i.e. in the starter mode, the Starting internal combustion engines with larger displacement required To get torque, it is suggested that the gear assembly has at least one selectively activatable gear conversion stage at which, when activated, has a speed ratio speed the rotor arrangement / speed of the output member is greater than 1.

Ferner kann vorgesehen sein, dass im nicht aktivierten Zustand der wenigstens einer Getriebe-Umsetzstufe mit von 1 unterschiedlichem Drehzahlverhältnis bei Drehmoment übertragender erster Kupplungs­ anordnung das Drehzahlverhältnis 1 ist.Furthermore, it can be provided that in the non-activated state of the at least one transmission conversion stage with a speed ratio different from 1 for torque-transmitting first clutch arrangement, the speed ratio is 1 .

Um die im Anlassbetrieb auftretenden Drehmomente in geeigneter Weise abstützen zu können, wird vorgeschlagen, dass die wenigstens eine Getriebe-Umsetzstufe mit von 1 unterschiedlichem Drehzahlverhältnis durch wahlweises Aktivieren einer Reaktionsmomentenabstützanordnung aktivierbar ist. Hierbei ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Reaktions­ momentenabstützanordnung eine vorzugsweise elektromagnetisch aktivierbare oder/und deaktivierbare und vorzugsweise formschlüssig oder/und reibschlüssig wirkende zweite Kupplungsanordnung umfasst.To the torques that occur during starting in a suitable manner To be able to support, it is proposed that the at least one Gear conversion stage with a speed ratio different from 1 by selectively activating a reaction torque support arrangement can be activated. It is preferably provided that the reaction Torque support arrangement a preferably electromagnetic  can be activated and / or deactivated and preferably positively or / and includes a frictionally acting second clutch arrangement.

Eine sehr platzsparende Ausgestaltung, welche dennoch zur Übertragung sehr großer Drehmomente ohne der Gefahr eines übermäßigen Verschleißes geeignet ist, kann dadurch erhalten werden, dass die Getriebeanordnung ein Planetengetriebe umfasst, welches ein mit der Rotoranordnung verbundenes Sonnenrad, ein Hohlrad, welches wahlweise gegen Drehung festlegbar ist oder zur Drehung freigegeben ist, und wenigstens ein an einem Planetenradträger drehbar getragenes Planetenrad, welches mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad in Drehmomentübertragungsverbindung steht, wobei der Planetenradträger das Ausgangsglied bildet oder mit diesem verbunden ist.A very space-saving design, which is still for transmission very high torques without the risk of excessive Wear is suitable can be obtained that the Gear arrangement comprises a planetary gear, which one with the Rotor arrangement connected sun gear, a ring gear, which optionally can be fixed against rotation or is released for rotation, and at least one rotatably carried on a planet carrier Planet gear, which with the sun gear and the ring gear in Torque transmission connection is, the planet carrier forms or is connected to the output member.

Hier ist es vorteilhaft, wenn das Hohlrad durch die Reaktionsmomenten­ abstützanordnung gegen Drehung festlegbar ist.Here it is advantageous if the ring gear by the reaction moments support arrangement can be fixed against rotation.

Um im Drehbetrieb, entweder im Anlassbetrieb oder einem generatorischen Betrieb oder einem Drehmomentunterstützungsbetrieb, dafür zu sorgen, dass auftretende Drehungleichförmigkeiten, entweder im Bereich des Antriebsaggregats oder auch im Bereich der Elektromaschine, nicht oder nur vermindert auf die jeweils andere Einheit übertragen werden, wird vor­ geschlagen, dass ein Wechselwirkungsbereich der Rotoranordnung über eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung in Verbindung mit dem Sonnenrad steht.To be in rotary operation, either in starting operation or a generator Operation or a torque assist operation to ensure that occurring rotational irregularities, either in the area of Drive unit or in the area of the electric machine, not or will only be transferred to the other unit to a lesser extent struck that an interaction area of the rotor assembly over a torsional vibration damper assembly in connection with the Sun gear stands.

Das erfindungsgemäße Antriebssystem ist vorzugsweise derart aufgebaut, dass die Rotoranordnung die Statoranordnung radial außen umgibt.The drive system according to the invention is preferably constructed in such a way that the rotor arrangement radially surrounds the stator arrangement.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften eigenständigen Aspekt der vor­ liegenden Erfindung kann dadurch, dass die Statoranordnung einen Statorträger umfasst, der in einem radial außen liegenden Bereich einen Wechselwirkungsbereich der Statoranordnung trägt, und der wenigstens einen Teil einer Getriebeanordnung radial außen umgibt, für eine sehr platzsparende Bauweise gesorgt werden.According to a further advantageous independent aspect of the above lying invention can be characterized in that the stator arrangement  Stator carrier includes one in a radially outer area Interaction area of the stator arrangement carries, and the at least surrounds part of a gear arrangement radially on the outside, for a very space-saving design.

Diese Bauweise, bei welcher in radialer Staffelung der Statorträger zwischen dem Wechselwirkungsbereich der Statoranordnung und wenigstens einem Teil der Getriebeanordnung liegt, kann gleichzeitig durch eine Kühlanordnung, durch welche der Wechselwirkungsbereich der Statoranordnung und die Getriebeanordnung gekühlt werden können, dafür gesorgt werden, dass diese beiden Funktionsgruppen Wechselwirkungsbereich der Statoranordnung und Getriebeanordnung durch eine gemeinsame Kühlanordnung gekühlt werden. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Kühlanordnung eine Kühlmittel­ kanalanordnung in dem Statorträger umfasst, wobei die Kühlmittelkanal­ anordnung in Verbindung mit einer Kühlmittelquelle bringbar ist oder steht.This design, in which the stator carrier is staggered radially between the interaction area of the stator arrangement and at least part of the gear arrangement can be simultaneously a cooling arrangement through which the interaction area of the Stator arrangement and the gear arrangement can be cooled for this be taken care of these two functional groups Interaction area of the stator arrangement and gear arrangement be cooled by a common cooling arrangement. It can for example, it can be provided that the cooling arrangement contains a coolant includes channel arrangement in the stator, the coolant channel arrangement can be brought in connection with a coolant source or is.

Wie bereits vorangehend angesprochen, ist durch das Ausgestalten des erfindungsgemäßen Antriebssystems mit der mit der Getriebeanordnung zusammengefassten Elektromaschine eine Positionierung beispielsweise an der Nebenantriebsseite des Antriebsaggregats unter Beibehalt der Möglich­ keit, das Drehmomentübertragungsverhältnis zu ändern, geschaffen.As already mentioned above, by designing the drive system according to the invention with the gear arrangement summarized electrical machine positioning for example the power take-off side of the drive unit while maintaining the possibility ability to change the torque transmission ratio created.

Ferner ist durch den Einsatz der Getriebeanordnung im Bereich zwischen der Rotoranordnung und dem Ausgangsglied der Elektromaschine die Möglichkeit geschaffen, dass bei mit der Antriebswelle gekoppeltem Ausgangsglied die Rotoranordnung zur Antriebswelle koaxial angeordnet ist. Auch dies trägt zu einer sehr kleinen Bauweise bei.Furthermore, by using the gear arrangement in the area between the rotor assembly and the output member of the electric machine Possibility created that when coupled to the drive shaft Output member, the rotor assembly to the drive shaft arranged coaxially is. This also contributes to a very small size.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Elektromaschine vorzugsweise im Bereich eines Statorträgers über eine elastische Verbindungsanordnung mit einer feststehenden Baugruppe, vorzugsweise dem Antriebsaggregat, verbunden oder verbindbar ist. Auf diese Art und Weise wird weiterhin vermieden, dass im Betrieb auftretende Schwingungen oder Taumelbewegungen im Bereich der Antriebswelle durch eine sehr starre Ankopplung des erfindungsgemäßen Systems an eine feststehende Baugruppe im Bereich von Lageranordnungen der verschiedenen bewegbaren Bauteile zur Beschädigung derselben führen können.Furthermore, it is advantageous if the electric machine is preferably in the Area of a stator support via an elastic connection arrangement  a fixed assembly, preferably the drive unit, is connected or connectable. This way will continue avoided vibrations occurring during operation or Wobble in the area of the drive shaft due to a very rigid Coupling of the system according to the invention to a fixed one Assembly in the range of bearing arrangements of the different movable components can damage them.

Bei einem Antriebssystem, wie es vorangehend beschrieben worden ist, bei welchem im Drehmomentübertragungsweg zwischen der Rotoranordnung der Elektromaschine und einer Antriebswelle durch Änderung des Drehzahl- Umsetzverhältnisses eine Anpassung an verschiedene Betriebszustände vorgenommen werden kann, besteht grundsätzlich die Gefahr, dass bei dieser Änderung des Drehzahl-Umsetzverhältnisses Schaltstöße auftreten. Um dies zu vermeiden, ist es im Stand der Technik bekannt, verschiedene zur Durchführung der Schaltvorgänge eingesetzte Kupplungen bei der Durchführung der Schaltvorgänge schleifen zu lassen, was jedoch zu einem erheblichen Verschleiß führt.In a drive system as described above, at which in the torque transmission path between the rotor assembly the electric machine and a drive shaft by changing the speed Implementation ratio an adaptation to different operating conditions can be made, there is a fundamental risk that at this change in the speed conversion ratio switching shocks occur. To avoid this, there are several known in the art clutches used to carry out the switching operations at the Execution of the switching operations to let grind, but what a leads to considerable wear.

Es wird daher gemäß der vorliegenden Erfindung ferner ein Verfahren zum Ansteuern eines Antriebssystems vorgeschlagen, wobei das Antriebssystem eine Elektromaschine und ein mit einer Antriebswelle eines Antriebsaggregates zur Drehung gekoppeltes Ausgangsglied aufweist, wobei durch die Elektromaschine die Antriebwelle zur Drehung antreibbar ist oder/und bei Drehung der Antriebswelle elektrische Energie gewinnbar ist, wobei die Elektromaschine ferner eine Statoranordnung und eine mit dem Ausgangsglied über eine Getriebeanordnung mit veränderbarem Drehzahl-Umsetzverhältnis zur Drehung verbundene oder verbindbare Rotoranordnung aufweist, wobei die Getriebeanordnung wenigstens zwei Getriebe-Umsetzstufen mit unterschiedlichem Drehzahlverhältnis Drehzahl der Rotoranordnung/Drehzahl des Ausgangsgliedes aufweist, wobei das Verfahren zum Durchführen eines Schaltvorgangs von einer eingerichteten Getriebe-Umsetzstufe zu einer einzurichtenden Getriebe-Umsetzstufe folgende Schritte umfasst:
It is therefore further proposed according to the present invention a method for controlling a drive system, the drive system having an electric machine and an output member coupled to a drive shaft of a drive unit for rotation, the drive shaft being drivable for rotation by the electric machine and / or upon rotation of the Drive shaft electrical energy can be obtained, the electric machine further comprising a stator arrangement and a rotor arrangement connected or connectable to the output member via a transmission arrangement with a variable speed conversion ratio for rotation, the transmission arrangement comprising at least two transmission conversion stages with a different speed ratio speed of the rotor arrangement / speed of the Output member, wherein the method for performing a switching process from an established gear conversion stage to a gear conversion stage to be set up comprises the following steps:

  • a) Ermitteln der Drehzahl der Antriebswelle oder/und Ermitteln der Drehzahl der Rotoranordnung,a) Determine the speed of the drive shaft and / or determine the Speed of rotor assembly,
  • b) dann, wenn die Drehzahl der Antriebswelle bzw. die Drehzahl der Rotoranordnung eine vorbestimmte Grenzdrehzahl erreicht, Verändern eines zwischen der Rotoranordnung und dem Ausgangsglied übertragenen Drehmomentes auf einen Ent­ kopplungswert,b) when the speed of the drive shaft or the speed of the Rotor arrangement reaches a predetermined limit speed, Change one between the rotor assembly and the Output member transmitted torque to a Ent coupling value,
  • c) dann, wenn das zwischen der Rotoranordnung und dem Ausgangs­ glied übertragene Drehmoment im Bereich des Entkopplungswertes ist, Unterbrechen der Drehmomentübertragungsverbindung zwischen dem Ausgangsglied und der Rotoranordnung,c) if that between the rotor assembly and the output transmitted torque in the range of the decoupling value is interrupting the torque transmission connection between the output member and the rotor assembly,
  • d) Verändern der Drehzahl der Rotoranordnung in Richtung auf eine der einzurichtenden Getriebe-Umsetzstufe zugeordnete Soll- Rotordrehzahl zu,d) changing the speed of the rotor assembly in the direction of one of the set target gear set to be set up Rotor speed too,
  • e) dann, wenn die Drehzahl der Rotoranordnung im Bereich der Soll- Rotordrehzahl ist, Herstellen der Drehmomentübertra­ gungsverbindung zwischen dem Ausgangsglied und der Rotoranordnung zum Erhalt der einzurichtenden Getriebe- Umsetzstufe.e) when the speed of the rotor arrangement in the range of the target Rotor speed is, producing the torque transfer supply connection between the output member and the Rotor arrangement to maintain the gear to be set up Implementation stage.

Mit einem derartigen Verfahren wird erzielt, dass durch die Heranführung oder Anpassung der Drehzahlen der miteinander wechselwirkenden Baugruppen auch bei Einsatz beispielsweise formschlüssig wirkender Kupplungsanordnungen das Auftreten von Schaltstößen vermieden werden kann, so dass zum einen der Fahrkomfort erhöht wird und zum anderen die im Bereich des Antriebssystems auftretenden Belastungen gemindert werden. With such a method it is achieved that through the introduction or adjusting the speeds of the interacting Assemblies with a positive fit even when used, for example Coupling arrangements to avoid the occurrence of switching shocks can, so that on the one hand the driving comfort is increased and on the other hand the Reduced loads occurring in the area of the drive system become.  

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Soll-Rotordrehzahl eine Drehzahl ist, welche durch Multiplizieren der Drehzahl der Antriebswelle mit dem Drehzahlverhältnis der einzurichtenden Getriebe-Umsetzstufe erhalten wird.For example, it can be provided that the target rotor speed is a Speed is obtained by multiplying the speed of the drive shaft by the speed ratio of the gearbox conversion stage to be set up becomes.

Da bei der Anpassung der Drehzahlen der miteinander wechselwirkenden Baugruppen auch dann, wenn eine drehzahlmäßige Übereinstimmung vorliegt, Schaltstöße auftreten können, nämlich dann, wenn die Drehzahl­ änderungen dieser beiden Baugruppen stark unterschiedlich sind, wird erfindungsgemäß ferner vorgeschlagen, dass der Schritt e) einen Schritt e') umfasst, bei welchem dann, wenn die Drehzahl der Rotoranordnung im Bereich der Soll-Rotordrehzahl ist, eine Drehzahländerung der Rotoranord­ nung an eine Drehzahländerung der Antriebswelle angepasst wird, wobei die Drehmomentübertragungsverbindung zwischen der Rotoranordnung und dem Ausgangsglied dann hergestellt wird, wenn ferner die Drehzahl­ änderung der Rotoranordnung an die Drehzahländerung der Antriebswelle angepasst ist. Dabei ist es dann vorteilhaft, wenn der Schritt e') nur dann durchgeführt wird, wenn die Drehzahländerung der Antriebswelle höher ist als eine Schwellendrehzahländerung.Because when adjusting the speeds of the interacting with each other Assemblies even if there is a speed match switching shocks can occur, namely when the speed Changes in these two assemblies are very different further proposed according to the invention that step e) a step e ') includes, in which when the speed of the rotor assembly in the Range of the target rotor speed is a change in speed of the rotor arrangement voltage is adapted to a change in speed of the drive shaft, wherein the torque transmission connection between the rotor assembly and the output member is then produced when the speed Change in the rotor arrangement to the change in speed of the drive shaft is adjusted. It is then advantageous if step e ') only then is carried out when the speed change of the drive shaft is higher as a threshold speed change.

Es kann bei wenigstens einer Getriebe-Umsetzstufe eine Freilaufanordnung vorgesehen sein, durch welche ein Drehmoment im wesentlichen nur von dem Ausgangsglied zur Rotoranordnung hin übertragen werden kann.There can be a freewheel arrangement in at least one gear conversion stage be provided, by which a torque essentially only from the output member can be transmitted to the rotor assembly.

Beim Einsatz einer derartigen Freilaufanordnung vereinfacht sich die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens insofern, als dieses beispielsweise beim Schalten von der einen Getriebe-Umsetzstufe zu einer anderen (Betriebe-Umsetzstufe mit höherem Drehzahlverhältnis der Schritt b) einen Schritt b') zum Erzeugen eines Antriebs-Drehmomentes bei der Rotoranordnung umfasst, um das zwischen der Rotoranordnung und dem Ausgangsglied übertragene Drehmoment auf einen Wert im Bereich von 0 als den Entkopplungswert zu verändern, und dass im Schritt c) das Unterbrechen der Drehmomentübertragungsverbindung selbständig auftritt, wenn der Entkopplungswert erreicht beziehungsweise überschritten wird.When using such a freewheel arrangement, the Carrying out the method according to the invention insofar as this for example when switching from one gear conversion stage to one other (operations conversion stage with higher speed ratio the step b) a step b ') for generating a drive torque in the Rotor assembly includes the between the rotor assembly and the Output member transmitted torque to a value in the range of 0  than to change the decoupling value, and that in step c) the Interrupting the torque transmission connection occurs independently, when the decoupling value is reached or exceeded.

Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass bei einer der Getriebe-Umsetz­ stufen das Drehzahlverhältnis 1 ist und dass in wenigstens einer anderen der Getriebe-Umsetzstufen das Drehzahlverhältnis größer als 1 ist. In diesem Falle ist die Freilaufanordnung vorzugsweise bei derjenigen Getriebe-Umsetzstufe vorgesehen, deren Drehzahlverhältnis 1 ist.It is further preferably provided that the speed ratio is 1 in one of the gear conversion stages and that the speed ratio is greater than 1 in at least one of the other gear conversion stages. In this case, the freewheel arrangement is preferably provided in the gear conversion stage whose speed ratio is 1 .

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann vorgesehen sein, dass beim Schalten von einer Getriebe-Umsetzstufe mit niedrigerem Drehzahlverhältnis in eine Getriebe-Umsetzstufe mit höherem Drehzahlverhältnis der Schritt d) das Erzeugen eines Antriebs- Drehmomentes bei der Rotoranordnung umfasst. In diesem Falle ist es vorteilhaft, wenn im Schritt e) dann, wenn die Drehzahl der Rotoranordnung im Bereich der Soll-Rotordrehzahl ist, die Erzeugung des Antriebs-Drehmomentes beendet wird. Weiterhin kann das erfindungsgemäße Verfahren derart durchgeführt werden, dass beim Schalten von einer Getriebe-Umsetzstufe mit höherem Drehzahlverhältnis in eine Getriebe-Umsetzstufe mit niedrigerem Drehzahlverhältnis der Schritt d) das Erzeugen eines Brems-Drehmomentes bei der Rotoranordnung umfasst. Auch hier ist es vorteilhaft, wenn im Schritt e) dann, wenn die Drehzahl der Rotoranordnung im Bereich der Soll-Rotordrehzahl ist, die Erzeugung des Brems-Drehmomentes beendet wird.In the method according to the invention it can be provided that the Switching from a gear conversion stage with lower Speed ratio in a gear conversion stage with a higher Speed ratio of step d) generating a drive Torque in the rotor assembly includes. In this case it is advantageous if in step e) when the speed of the Rotor arrangement in the range of the target rotor speed, the generation of Drive torque is ended. Furthermore, that The inventive method can be carried out in such a way that Switching from a gearbox conversion stage with a higher speed ratio in a gear conversion stage with a lower speed ratio of step d) comprises generating a braking torque in the rotor arrangement. Again, it is advantageous if in step e) when the speed the rotor arrangement is in the range of the target rotor speed, the generation of the braking torque is ended.

Um insbesondere auch bei der Durchführung eines Abkoppelvorgangs, also beim Auslegen oder Beenden einer Getriebe-Umsetzstufe, das Auftreten von Schaltstößen zu vermeiden, wird vorgeschlagen, dass der Schritt b) das Vermindern eines bei der Rotoranordnung erzeugten Brems- Drehmomentes, vorzugsweise auf einen Wert im Bereich von 0, und gegebenenfalls das Erzeugen eines Antriebs-Drehmomentes bei der Rotoranordnung umfasst.In particular also when performing a decoupling process, that is when designing or terminating a transmission conversion stage, the occurrence to avoid switching surges, it is proposed that step b) reducing a braking generated in the rotor assembly Torque, preferably to a value in the range of 0, and  if necessary, generating a drive torque at the Includes rotor assembly.

Auch bei derartigen Anordnungen, bei welchen durch gezieltes Ansteuern der Getriebeanordnung das Auftreten von Schaltstößen vermieden wird, ist es vorteilhaft, die Anzahl der durchzuführenden Schaltvorgänge klein zu halten. Es wird daher weiterhin vorgeschlagen, dass im Schritt b) das zwischen dem Ausgangsglied und der Rotoranordnung übertragene Drehmoment erst dann verändert wird, wenn seit dem Erreichen der Grenzdrehzahl eine vorbestimmte Zeitdauer vergangen ist. Kurzzeitige Drehzahländerungen können somit nicht zu einer vorschnellen Durchführung von Schaltvorgängen führen.Even with such arrangements, in which through targeted control the transmission arrangement the occurrence of switching shocks is avoided it is advantageous to reduce the number of switching operations to be carried out hold. It is therefore further proposed that in step b) transmitted between the output member and the rotor assembly Torque is only changed if after reaching the Limit speed has passed a predetermined period of time. Temporary Speed changes can not be too fast Carry out switching operations.

Weiterhin ist es zum Vermeiden unnötiger Schaltvorgänge vorteilhaft, wenn im Schritt b) das zwischen dem Ausgangsglied und der Rotoranordnung übertragene Drehmoment nur dann verändert wird, wenn nach dem Erreichen des Grenzwertes die Drehzahl der Antriebswelle beziehungsweise der Rotoranordnung für eine vorbestimmte Zeitdauer jenseits der Grenzdrehzahl bleibt.Furthermore, in order to avoid unnecessary switching operations, it is advantageous if in step b) that between the output member and the Rotor arrangement transmitted torque is only changed when after reaching the limit, the speed of the drive shaft or the rotor arrangement for a predetermined period of time remains beyond the limit speed.

Mit einer vorangehend beschriebenen Verfahrensweise ist es möglich, verschiedene Schaftstrategien zu verfolgen, um somit ein derartiges System in optimaler Weise nutzen zu können. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Grenzdrehzahl als eine Drehzahl bestimmt wird, bei deren Überschreiten bei der einzurichtenden Getriebe-Umsetzstufe die maximale Leistungsabgabe der Elektromaschine bei Erzeugung elektrischer Energie höher ist als bei der eingerichteten Getriebe-Umsetzstufe. Alternativ hierzu ist es möglich, dass die Grenzdrehzahl für einen jeweiligen Betriebszustand als eine Drehzahl bestimmt wird, bei deren Überschreiten bei der einzurichtenden Getriebe-Umsetzstufe der Wirkungsgrad der Elektromaschine bei Erzeugung elektrischer Energie höher ist als bei der eingerichteten Getriebe-Umsetzstufe, wobei beispielsweise der Betriebszustand wenigstens durch die Leistungsanforderung an die Elektromaschine bestimmt ist.With a procedure described above, it is possible to to pursue different shaft strategies in order to To be able to use the system in an optimal way. For example it can be provided that the limit speed is determined as a speed, if they are exceeded, the gear conversion stage to be set up the maximum power output of the electrical machine when generating electrical Energy is higher than with the gear conversion stage set up. Alternatively, it is possible that the limit speed for a particular Operating state is determined as a speed when exceeded the efficiency of the gearbox conversion stage to be set up Electric machine when generating electrical energy is higher than that  set up gear conversion stage, for example the Operating state at least by the performance requirement on the Electric machine is determined.

Die Effizienz einer derartigen Vorgehensweise bzw. die Effizienz eines derartigen Systems kann unter Heranziehung derartiger Schaltstrategien dadurch optimiert werden, dass die Grenzdrehzahl zum Optimieren der maximalen Leistungsabgabe der Elektromaschine bei Erzeugung elektrischer Energie bestimmt wird, wenn in einem durch die Elektromaschine mit elektrischer Energie versorgten System eine hohe Leistungsanforderung, vorzugsweise im Bereich von 60%-100% der Maximalleistung der Elektromaschine, bei Erzeugung elektrischer Energie vorhanden ist, und dass die Grenzdrehzahl zur Optimierung des Wirkungsgrades der Elektromaschine bei Erzeugung elektrischer Energie bestimmt wird, wenn die Leistungsanforderung des Systems im Bereich von weniger 60% der Maximalleistung der Elektromaschine bei Erzeugung elektrischer Energie liegt.The efficiency of such a procedure or the efficiency of a Such a system can use such switching strategies be optimized in that the limit speed to optimize the maximum power output of the electrical machine when generating electrical Energy is determined when using an electric machine electrical power system has a high performance requirement, preferably in the range of 60% -100% of the maximum power of the Electric machine, is present when generating electrical energy, and that the speed limit to optimize the efficiency of the Electric machine is determined when generating electrical energy if the system performance requirement in the range of less than 60% of the Maximum power of the electric machine when generating electrical energy lies.

Eine weitere Optimierung des Einsatzes eines erfindungsgemäßen Systems bzw. der erfindungsgemäßen Verfahrensweise kann dadurch erhalten werden, dass zum Starten des Antriebsaggregates eine Getriebe-Umsetz­ stufe mit höherem Drehzahlverhältnis, vorzugsweise im Bereich von 4, eingerichtet wird, und dass nach Erreichen der Grenzdrehzahl eine Getriebe- Umsetzstufe mit niedrigerem Drehzahlverhältnis, vorzugsweise im Bereich von 1, eingerichtet wird, wobei auch hier vorgesehen sein kann, dass nach Einrichten der Getriebe-Umsetzstufe mit niedrigerem Drehzahlverhältnis ein Umschalten der Getriebe-Umsetzstufen unabhängig von der Drehzahl der Antriebswelle beziehungsweise der Rotoranordnung im wesentlichen unterbleibt. Auch auf diese Art und Weise kann die Durchführung unnötiger Schaltvorgänge vermieden werden. A further optimization of the use of a system according to the invention or the procedure according to the invention can thereby be obtained that a gearbox conversion to start the drive unit stage with higher speed ratio, preferably in the range of 4, is set up and that after reaching the limit speed a gearbox Conversion stage with a lower speed ratio, preferably in the range of 1, is set up, whereby it can also be provided here that after Set up the transmission conversion stage with a lower speed ratio Switching the gear conversion stages regardless of the speed of the Drive shaft or the rotor assembly essentially is omitted. This way too, the implementation can be unnecessary Switching operations are avoided.  

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein Umschalten der Getriebe- Umsetzstufe dann im wesentlichen unterbleibt, wenn eine Leistungsanforderung eines von der Elektromaschine mit elektrischer Energie versorgten Systems in einem niederen Bereich, vorzugsweise weniger als 30% der Maximalleistung der Elektromaschine bei Erzeugung elektrischer Energie, liegt.For example, it can be provided that switching the transmission Implementation stage essentially does not occur if one Power requirement of one of the electrical machine with electrical System powered in a lower range, preferably less than 30% of the maximum power of the electric machine when it is generated electrical energy.

Die vorangehend beschriebene erfindungsgemäße Vorgehensweise kann bevorzugt bei einer Getriebeanordnung durchgeführt werden, die ein Planetengetriebe umfasst. Dieses Planetengetriebe weist dann vorzugsweise auf: ein mit der Rotoranordnung verbundenes Sonnenrad, ein Hohlrad, welches durch eine Kupplungsanordnung wahlweise gegen Drehung festlegbar ist, wenigstens ein an einem Planetenradträger drehbar getragenes Planetenrad, welches mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad in Drehmomentübertragungsverbindung steht, wobei der Planetenradträger das Ausgangsglied bildet oder mit diesem verbunden ist, und eine weitere Kupplungsanordnung, durch welche eine vorzugsweise im wesentlichen direkte Drehmomentübertragungsverbindung zwischen dem Planetenrad­ träger und der Rotoranordnung herstellbar ist, wobei zum Einrichten einer Getriebe-Umsetzstufe mit höherem Drehzahlverhältnis das Hohlrad durch die Kupplungsanordnung im wesentlichen drehfest gehalten wird und die weitere Kupplungsanordnung im wesentlichen keine Drehmomentüber­ tragungsverbindung zwischen der Rotoranordnung und dem Planetenrad­ träger vorsieht, und wobei zum Einrichten einer Getriebe-Umsetzstufe mit niedrigerem Drehzahlverhältnis, vorzugsweise einem Drehzahlverhältnis von 1, die Kupplungsanordnung das Hohlrad im wesentlichen nicht gegen Drehung festlegt und die weitere Kupplungsanordnung eine Drehmoment­ übertragungsverbindung zwischen dem Planetenradträger und der Rotor­ anordnung vorsieht. The procedure according to the invention described above can preferably be carried out with a gear arrangement, the one Includes planetary gear. This planetary gear then points preferably on: a sun gear connected to the rotor arrangement Ring gear, which can be optionally opposed by a clutch arrangement Rotation is fixable, at least one rotatable on a planet carrier supported planet gear, which with the sun gear and the ring gear in Torque transmission connection is, the planet carrier forms or is connected to the output member, and another Coupling arrangement through which a preferably essentially direct torque transmission connection between the planet gear Carrier and the rotor assembly can be produced, wherein for setting up a Gear conversion stage with a higher speed ratio through the ring gear the clutch assembly is held substantially non-rotatably and the further clutch arrangement essentially no torque over bearing connection between the rotor assembly and the planet gear carrier provides, and being used to set up a gear conversion stage lower speed ratio, preferably a speed ratio of 1, the clutch assembly essentially not against the ring gear Specifies rotation and the further clutch arrangement a torque Transmission connection between the planet carrier and the rotor arrangement provides.  

Wie bereits vorangehend ausgeführt kann dabei die zweite Kupplungsanordnung eine Freilaufanordnung umfassen, durch welche ein Drehmoment im wesentlichen nur vom Planetenradträger zur Rotoranordnung hin übertragbar ist.As already explained above, the second can Clutch assembly include a freewheel assembly through which a Torque essentially only from the planet carrier Rotor arrangement is transferable.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausgestaltungsformen detailliert beschrieben. Es zeigt:The present invention will hereinafter be described with reference to the accompanying Drawings in detail based on preferred embodiments described. It shows:

Fig. 1 eine schematische Längsschnittansicht eines erfindungs­ gemäßen Antriebssystems; Fig. 1 is a schematic longitudinal sectional view of an inventive drive system;

Fig. 2 eine Prinzip-Axialansicht des bei dem Antriebssystem gemäß Fig. 1 eingesetzten Planetengetriebes; FIG. 2 shows a principle axial view of the planetary gear used in the drive system according to FIG. 1;

Fig. 3 eine Längsschnittansicht einer Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Antriebssystems; Fig. 3 is a longitudinal sectional view of an embodiment form of the drive system of the invention;

Fig. 4a) ein Zeitdiagramm der Drehzahländerung einer Antriebswelle und der Drehzahländerung einer Rotoranordnung; FIG. 4a) is a time chart of the change in speed of a drive shaft and the speed change of a rotor assembly;

Fig. 4b) ein der Fig. 4a) zugeordnetes Zeitdiagramm des Drehmomen­ tenverlaufs einer bei dem erfindungsgemäßen Antriebssystem eingesetzten Elektromaschine; FIG. 4b) a time diagram associated with FIG. 4a) of the torque curve of an electric machine used in the drive system according to the invention;

Fig. 5a) ein Zeitdiagramm der Drehzahländerung einer Antriebswelle und der Drehzahländerung einer Rotoranordnung; FIG. 5a) is a time chart of the change in speed of a drive shaft and the speed change of a rotor assembly;

Fig. 5b) ein der Fig. 5a) zugeordnetes Zeitdiagramm des Drehmomen­ tenverlaufs einer bei dem erfindungsgemäßen Antriebssystem eingesetzten Elektromaschine; FIG. 5b) a time diagram of the torque curve of an electric machine used in the drive system according to the invention, associated with FIG. 5a);

Fig. 6 die Abhängigkeit der maximal erzeugbaren elektrischen Leistung der Elektromaschine von der Drehzahl einer Antriebs­ welle und für verschiedene Umsetzverhältnisse einer Getrie­ beanordnung; Figure 6 shows the dependency of the maximum electrical power that can be generated by the electric machine on the speed of a drive shaft and for different conversion ratios of a transmission;

Fig. 7 ein der Fig. 6 entsprechendes Diagramm, in welchem ferner Linien konstanten Wirkungsgrades für unterschiedliche Getriebe-Umsetzstufen dargestellt sind. FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. 6, in which lines of constant efficiency for different gear conversion stages are also shown.

Zunächst wird mit Bezug auf die Fig. 1-3 der Aufbau eines erfindungs­ gemäßen Antriebssystems beschrieben. Dieses Antriebssystem 10 umfasst als wesentliche Funktionsgruppen eine Elektromaschine 12, eine Getriebeanordnung 14, wobei diese Funktionsgruppen mit einem in Fig. 3 schematisch angedeuteten Antriebsaggregat 16, d. h. dessen Antriebswelle 18, beispielsweise der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, zusammenwirken.First, the structure of an inventive drive system will be described with reference to FIGS. 1-3. As essential functional groups, this drive system 10 comprises an electric machine 12 , a transmission arrangement 14 , these functional groups interacting with a drive unit 16 , which is indicated schematically in FIG. 3, ie its drive shaft 18 , for example the crankshaft of an internal combustion engine.

Die Elektromaschine 12, welche im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Außenläufermaschine ist, umfasst eine Rotoranordnung 20 mit einem Rotorträger 22, der in seinem radial äußeren Bereich einen Rotorwechselwirkungsbereich 24 trägt. Dieser kann, wie beispielsweise in Fig. 3 dargestellt, mehrere Blechplatten o. dgl. 26 umfassen, die an ihrer Außenseite mit dem Rotorträger 22 verbunden sind und an ihrer Innenseite mehrere Permanentmagnete 28 tragen.The electric machine 12 , which in the exemplary embodiment shown is an external rotor machine, comprises a rotor arrangement 20 with a rotor carrier 22 which carries a rotor interaction region 24 in its radially outer region. This can, as shown for example in FIG. 3, comprise a plurality of sheet metal plates or the like 26 which are connected to the rotor carrier 22 on their outside and carry a plurality of permanent magnets 28 on their inside.

Die Elektromaschine 12 umfasst ferner eine allgemein mit 30 bezeichnete Statoranordnung mit einem Statorträger 32 und einem auf dem Statorträger radial außen getragenen Wechselwirkungsbereich 34 der Statoranordnung 30. Dieser Wechselwirkungsbereich kann mehrere Spulen 36 umfassen, die durch eine Leitungsanordnung 38 in an sich bekannter Weise mit Energie versorgt werden. Wie vorangehend dargestellt, ist vorzugsweise die Elektromaschine 12 eine permanent erregte Synchronmaschine mit Außenläuferrotor.The electric machine 12 further comprises a stator arrangement, generally designated 30, with a stator carrier 32 and an interaction region 34 of the stator arrangement 30 carried radially on the outside of the stator carrier. This interaction area can comprise a plurality of coils 36 , which are supplied with energy by a line arrangement 38 in a manner known per se. As shown above, the electric machine 12 is preferably a permanently excited synchronous machine with an external rotor.

Die Rotoranordnung 20, d. h. der Rotorträger 22, kann eine Torsions­ schwingungsdämpferanordnung 40 aufweisen, wie in Fig. 1 schematisch angedeutet, die mehrere in Umfangsrichtung aufeinander folgende Federn oder Federanordnungen 42 aufweist, die sich in Umfangsrichtung an zwei Teilen 44, 46 des Rotorträgers 22 abstützen und somit eine Umfangs­ relativbewegung dieser beiden Teile 44, 46 bezüglich einander ermöglichen. Diese zur Bereitstellung einer Schwingungsdämpfungsfunktion vorteilhafte Ausgestaltung ist jedoch, wie in Figur a erkennbar, nicht unbedingt erforderlich.The rotor assembly 20 , ie the rotor carrier 22 , can have a torsional vibration damper arrangement 40 , as indicated schematically in FIG. 1, which has a plurality of successive springs or spring arrangements 42 in the circumferential direction, which are supported in the circumferential direction on two parts 44 , 46 of the rotor carrier 22 and thus allow a circumferential relative movement of these two parts 44 , 46 with respect to each other. This configuration, which is advantageous for providing a vibration damping function, is, however, not absolutely necessary, as can be seen in FIG.

Das Teil 46 des Rotorträgers 22 ist in seinem radial inneren Bereich mit einem Sonnenrad 48 der Getriebeanordnung 14, welche also eine Planeten­ getriebeanordnung bildet, drehfest verbunden und ist über ein Lager 50 am Statorträger 32 drehbar getragen. Ferner ist an dem Teil 46 des Rotorträgers 22 ein allgemein mit 52 bezeichneter Planetenradträger über ein Lager 54 drehbar getragen. Zwischen dem Teil 46 des Rotorträgers 22 und dem Planetenradträger 52 ist ferner eine Freilaufanordnung 56 vorgesehen, welche in einer Drehrichtung eine im wesentlichen freie Drehbarkeit des Planetenradträgers 52 bezüglich des Rotorträgers 22 und somit der Rotoranordnung 20 zulässt, in der anderen Relativdrehrichtung jedoch die beiden Teile oder Baugruppen Rotoranordnung 20 und Planetenradträger 52 drehfest miteinander koppelt.The part 46 of the rotor carrier 22 is connected in its radially inner region to a sun gear 48 of the gear arrangement 14 , which thus forms a planetary gear arrangement, in a rotationally fixed manner and is rotatably supported on the stator carrier 32 via a bearing 50 . Furthermore, a planet gear carrier, generally designated 52, is rotatably supported on the part 46 of the rotor carrier 22 via a bearing 54 . Between the part 46 of the rotor carrier 22 and the planet gear carrier 52 , a free-wheel arrangement 56 is also provided, which in one direction of rotation allows the planet gear carrier 52 to rotate essentially freely with respect to the rotor carrier 22 and thus the rotor arrangement 20 , but in the other relative direction of rotation the two parts or Modules rotor assembly 20 and planet carrier 52 rotatably coupled together.

Der Planetenradträger 52 ist ferner über ein Lager 58 am Statorträger 32 oder einer damit fest verbundenen Komponente oder Baugruppe drehbar gelagert.The planet gear carrier 52 is also rotatably supported by a bearing 58 on the stator carrier 32 or a component or assembly firmly connected thereto.

Der Planetenradträger 52 trägt eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgend angeordneten Planetenrädern 60, die radial innen mit dem Sonnenrad 48 kämmen und die radial außen in Kämmeingriff mit einem Hohlrad 62 stehen. Das Hohlrad 62 ist innerhalb des vom Statorträger 32 umschlossenen Raums im wesentlichen schwimmend angeordnet, d. h. kann sich grundsätzlich bezüglich des Statorträgers 32 frei drehen. Es ist jedoch eine Kupplungsanordnung 64 vorgesehen, durch welche das Hohlrad 62 bei Aktivierung derselben wahlweise gegen Drehung festlegbar ist. In der dargestellten Ausgestaltungsform ist die Kupplungsanordnung 64 eine elektromagnetisch wirkende Kupplungsanordnung mit einer erregbaren Spulenanordnung 66, welcher über eine Leitung 68 elektrische Energie zugeführt wird. Bei Erregung der Spulenanordnung 66 wird das Hohlrad 62 axial auf diese zu angezogen und beispielsweise unter Zwischenlagerung einer Reibfläche oder eines Reibbelags 70 o. dgl. dann durch Reibschlüssigkeit drehfest gehalten. Hier kann ebenso eine Formschlusseingriffsanordnung an dem Hohlrad 62 bzw. der Kupplungsanordnung 64 oder einer dabei vorgesehenen Komponente realisiert sein, so dass im eingerückten oder aktivierten Zustand der Kupplungsanordnung 64 das Hohlrad 62 durch Formschluss gegen Drehung gehalten ist. Auch sei darauf hingewiesen, dass die Kupplungsanordnung beispielsweise durch hydraulisch betätigbare Stempel o. dgl. eine drehfeste Halterung des Hohlrads 32 erzielen kann.The planet gear carrier 52 carries a plurality of planet gears 60 arranged in succession in the circumferential direction, which mesh radially on the inside with the sun gear 48 and are meshed radially on the outside with a ring gear 62 . The ring gear 62 is arranged essentially floating within the space enclosed by the stator carrier 32 , that is to say can basically rotate freely with respect to the stator carrier 32 . However, a clutch arrangement 64 is provided, by means of which the ring gear 62 can optionally be fixed against rotation when activated. In the embodiment shown, the clutch arrangement 64 is an electromagnetic clutch arrangement with an excitable coil arrangement 66 , to which electrical energy is supplied via a line 68 . When the coil arrangement 66 is excited, the ring gear 62 is axially pulled toward it and then held in a rotationally fixed manner by frictional engagement, for example with the interposition of a friction surface or a friction lining 70 or the like. Here as well a form-fitting engagement assembly to the ring gear 62 and the clutch assembly 64 or a case intended component can be realized, so that in the engaged or activated state of the clutch assembly 64, the ring gear is held by a form fit against rotation 62nd It should also be pointed out that the clutch arrangement can achieve a rotationally fixed mounting of the ring gear 32 , for example by means of hydraulically actuatable stamps or the like.

Ferner erkennt man, dass die gesamte Baugruppe, gebildet aus Elek­ tromaschine 12 und Getriebeanordnung 14 im Bereich des Statorträgers 32 in elastischer Art und Weise an einer feststehenden Baugruppe, beispiels­ weise dem Antriebsaggregat 16, festgelegt ist. Dies kann über elastisch federnde Gummiaufhängungselemente, Federn oder sonstige Aufhängungs­ elemente 72 erfolgen, die eine Schwingungsentkopplung dieser Baugruppen 12, 14 vom Antriebsaggregat 16 ermöglichen. Es kann somit vermieden werden, dass radiale und axiale Schwingungen der Antriebswelle oder Kurbelwelle 18 in übermäßigem Ausmaß auf diese Baugruppen 12, 14 übertragen werden. Den Aufhängungselementen 72 kann ferner eine Reibeinrichtung zugeordnet sein, so dass auftretende Schwingungen nicht nur abgefangen sondern auch in ihrer Amplitude gedämpft werden können. It can also be seen that the entire assembly, formed from elec tric machine 12 and gear arrangement 14 in the area of the stator carrier 32 in an elastic manner on a fixed assembly, for example the drive unit 16 , is fixed. This can be done via elastically resilient rubber suspension elements, springs or other suspension elements 72 , which allow vibration decoupling of these assemblies 12 , 14 from the drive unit 16 . It can thus be avoided that radial and axial vibrations of the drive shaft or crankshaft 18 are transmitted to these assemblies 12 , 14 to an excessive extent. A friction device can also be assigned to the suspension elements 72 , so that vibrations that occur can not only be absorbed but also their amplitude can be damped.

Mit Bezug auf die Fig. 3 werden im Folgenden noch einige vorteilhafte konstruktive Details einer Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Antriebssystems 10 beschrieben. So erkennt man in Fig. 3, dass der Statorträger 32 aus mehreren Komponenten zusammengesetzt ist. Dies umfasst eine erste Komponente 74, an deren Außenumfangsbereich ein nutartiges Kanalsystem gebildet ist, das durch ein ring- oder zylinderartiges Abdeckelement 76 verschlossen ist, auf dem letztendlich die Spulen 36 getragen sind. Die Komponente 74 erstreckt sich an der dem Antriebs­ aggregat 16 zugewandten Seite der Spulen 32 radial über diese hinaus nach außen und weist in diesem Bereich mehrere Zuleitungskanäle 78 auf, die mit den nutartigen Kanälen 80 in Verbindung stehen. In diesem radial äußeren Bereich bildet durch einen axialen zylindrischen Vorsprung 82 der Statorträger 32 mit einem sich damit überlappenden zylindrischen Bereich 84 des Rotorträgers 22 eine Labyrinthdichtung, so dass das gesamte System gegen den Eintritt von Verunreinigung geschützt ist. Der Rotorträger 22 weist im radial äußeren Bereich Kühlrippen 86 auf, kann in diesem Bereich jedoch auch zum Antrieb eines Riemengetriebes ausgebildet sein, das beispielsweise den Kompressor einer Klimaanlage o. dgl. antreibt. Dies kann jedoch auch dadurch realisiert werden, dass mit dem Rotorträger 22 drehfest eine separate Riemenscheibe verbunden wird. Ferner ist im radial äußeren Bereich am Statorträger 32 eine Sensoranordnung 90 vorgesehen, die eine in Fig. 2 schematisch angedeutete Markierung 92, beispielsweise durch eine Mehrzahl an Vorsprüngen o. dgl. am Rotorträger 22 gebildet, abtastet und auf diese Art und Weise Information über die Drehlage und die Drehgeschwindigkeit der Rotoranordnung 20 erzeugen kann. Die Information über die Drehlage ist insbesondere für die Kommutierung der Statorspulen 36 erforderlich. Da der Rotorträger 22 nach radial außen hin und axial das Gesamtsystem abschließt und somit eine Art Gehäuse dafür bildet, kann auf das Vorsehen eines zusätzlichen Gehäuseteils verzichtet werden, so dass der Kühlluftstrom besser an das erfindungsgemäße Antriebssystem herangelangen kann. With reference to FIG. 3, some advantageous constructive details of an embodiment of the drive system 10 according to the invention are described below. It can be seen in Fig. 3 that the stator is composed of several components 32. This comprises a first component 74 , on the outer peripheral region of which a groove-like channel system is formed, which is closed by a ring-like or cylinder-like cover element 76 , on which the coils 36 are ultimately supported. The component 74 extends on the drive unit 16 facing side of the coils 32 radially beyond this to the outside and has in this area a plurality of supply channels 78 which are in communication with the groove-like channels 80 . In this radially outer region, the stator carrier 32 forms an labyrinth seal with an overlapping cylindrical region 84 of the rotor carrier 22 through an axial cylindrical projection 82 , so that the entire system is protected against the ingress of contamination. The rotor carrier 22 has cooling fins 86 in the radially outer region, but can also be designed in this region to drive a belt transmission which drives, for example, the compressor of an air conditioning system or the like. However, this can also be achieved in that a separate pulley is connected to the rotor carrier 22 in a rotationally fixed manner. Furthermore, a sensor arrangement 90 is provided in the radially outer area on the stator carrier 32 , which scans a marking 92 indicated schematically in FIG. 2, for example formed by a plurality of projections or the like on the rotor carrier 22 , and in this way provides information about the Rotational position and the rotational speed of the rotor assembly 20 can generate. The information about the rotational position is particularly necessary for the commutation of the stator coils 36 . Since the rotor carrier 22 closes the overall system radially outward and axially and thus forms a type of housing for it, the provision of an additional housing part can be dispensed with, so that the cooling air flow can better access the drive system according to the invention.

Zur Kühlung wird ferner in den Statorträger 32 über die Kanäle 78 und das Kanalsystem 80 ein Kühlfluid, beispielsweise Kühlwasser, geleitet, so dass aufgrund der Anordnung dieses Kanalsystems 78, 80 im Statorträger 32 in einem Bereich radial zwischen den Statorspulen 36 und der Getriebeanord­ nung 14 das Kühlkanalsystem 78, 80 zum Kühlen dieser beiden Funktions­ gruppen genutzt werden kann. Es muss nicht ein separates Kühlsystem für das Getriebe 14 und ein separates Kühlsystem für den Wechselwirkungs­ bereich 34 der Statoranordnung 30 bereitgestellt werden. Einen wesentli­ chen Aspekt hierfür liefert die Ausgestaltung als Außenläufermaschine, so dass zwischen dem Wechselwirkungsbereich 34 der Statoranordnung 30 und der Getriebeanordnung 14 keine Baugruppen der Rotoranordnung 20 liegen müssen.For cooling, a cooling fluid, for example cooling water, is also passed into the stator carrier 32 via the channels 78 and the channel system 80 , so that due to the arrangement of this channel system 78 , 80 in the stator carrier 32 in a region radially between the stator coils 36 and the gearbox arrangement 14 the cooling channel system 78 , 80 can be used to cool these two functional groups. It is not necessary to provide a separate cooling system for the transmission 14 and a separate cooling system for the interaction area 34 of the stator arrangement 30 . The design as an external rotor machine provides an essential aspect for this, so that no assemblies of the rotor arrangement 20 have to lie between the interaction region 34 of the stator arrangement 30 and the gear arrangement 14 .

Es sei roch darauf hingewiesen, dass die Kanäle 78 mit einer Kühlmittel­ quelle über ein flexibles Leitungssystem verbunden werden, um die vorangehend beschriebene elastische Aufhängung der Elektromaschine 12 zusammen mit der Getriebeanordnung 14 zu ermöglichen.It should be noted that the channels 78 are connected to a coolant source via a flexible line system in order to enable the elastic suspension of the electric machine 12 described above together with the gear arrangement 14 .

Eine weitere Komponente 94 des Statorträgers 32 ist mit der Komponente 74 durch Schraubbolzen o. dgl. fest verbunden und stützt radial innen über das Lager 50 ein das Sonnenrad 48 tragendes oder bildendes Bauteil 96. Dieses Bauteil 96 kann, wie in Fig. 3 erkennbar, durch Schraubbolzen o. dgl. mit dem Rotorträger 22 fest verbunden sein. Zwischen den Kom­ ponenten 94 und 74 ist ein ringartiges Blockierelement 98 eingeklemmt, welches einen Axialbewegungsanschlag für das Hohlrad 62 bildet. In dem nicht durch die Kupplungsanordnung 64 gegen Drehung blockierten Zustand kann somit das Hohlrad 62 sich axial nur geringfügig von der Kupplungsanordnung 64, d. h. der Spulenanordnung 66, wegbewegen. Another component 94 of the stator carrier 32 is firmly connected to the component 74 by means of screw bolts or the like and supports a component 96 which supports or forms the sun gear 48 radially on the inside via the bearing 50 . As can be seen in FIG. 3, this component 96 can be firmly connected to the rotor carrier 22 by means of screw bolts or the like. Between the components 94 and 74 a ring-like blocking element 98 is clamped, which forms an axial movement stop for the ring gear 62 . In the not blocked by the clutch assembly 64 against rotation state thus the ring gear 62 can axially only slightly from the clutch assembly 64, ie, the coil assembly 66, move away.

Der Planetenradträger 52, welcher in seinem zentralen Bereich über eine Befestigungsschraube 100 mit der Antriebswelle oder Kurbelwelle 18 fest verbunden ist, weist in seinem radial äußeren Bereich mehrere Lagerungs­ abschnitte 102 auf, an welchen die Planetenräder 60 mit jeweiligen Lagerungswellen 104 drehbar getragen sind. An ihrer anderen axialen Seite sind die Planetenräder mit ihren Lagerungswellen 104 in einem Lagerungs­ ring 106 drehbar gelagert, der mit dem Planetenradträger 52 in einem Umfangsbereich jeweils zwischen zwei Planetenrädern 62 durch Schraub­ bolzen o. dgl. fest verbunden ist, und der weiterhin durch ein Lager 108 auf dem Teil 96, welches das Sonnenrad 48 trägt oder bildet, drehbar abgestützt ist.The planet gear carrier 52 , which is fixedly connected in its central region to the drive shaft or crankshaft 18 via a fastening screw 100 , has a plurality of bearing sections 102 in its radially outer region, on which the planet gears 60 are rotatably supported with respective bearing shafts 104 . On their other axial side, the planet gears are rotatably supported with their bearing shafts 104 in a bearing ring 106 , which is firmly connected to the planet gear carrier 52 in a circumferential region between two planet gears 62 by bolts or the like, and which is also supported by a bearing 108 is rotatably supported on the part 96 which carries or forms the sun gear 48 .

Das Antriebssystem, wie es in den Fig. 1-3 dargestellt ist, ist derart ausgestaltet, dass es vorzugsweise an der Nebenantriebsseite N des Antriebsaggregats 16 angebracht werden kann, d. h. an derjenigen Seite, an welcher das Antriebsaggregat 16 nicht in Drehantriebsverbindung mit einem beispielsweise eine Kupplung, ein Getriebe u. dgl. enthaltenden Antriebsstrang steht. Auf diese Art und Weise kann der in einem Fahrzeug zur Verfügung stehende Bauraum optimal genutzt werden. Da darüber hinaus die wesentlichen Baugruppen Elektromaschine 12 und Getriebeanordnung 14 zur Drehachse A des gesamten Antriebssystems, d. h. insbesondere der Antriebswelle 18, koaxial positioniert sind, kann auf das Verbinden über ein Riemengetriebe o. dgl. verzichtet werden. Auch dies führt zu einer Verminderung des durch das erfindungsgemäße System eingenommenen Bauraums und reduziert gleichzeitig den Verschleiß auf ein nicht nennenswertes Ausmaß, da derartige Planetengetriebe, wie sie in den Fig. 1-3 dargestellt sind, im wesentlichen verschleißfrei arbeiten können und ansonsten keine stark verschleißten Baugruppen wie Riemengetriebe o. dgl. vorgesehen sein müssen. The drive system, as shown in FIGS. 1-3, is designed such that it can preferably be attached to the power take-off side N of the drive unit 16 , ie on the side on which the drive unit 16 is not in rotary drive connection with, for example, a Clutch, a transmission u. Like. Contains drive train. In this way, the space available in a vehicle can be optimally used. In addition, since the essential assemblies electric machine 12 and gear arrangement 14 are positioned coaxially with the axis of rotation A of the entire drive system, ie in particular the drive shaft 18 , connection via a belt transmission or the like can be dispensed with. This also leads to a reduction in the installation space occupied by the system according to the invention and, at the same time, reduces wear to an insignificant extent, since such planetary gears, as shown in FIGS. 1-3, can work essentially without wear and otherwise do not wear out to a great extent Assemblies such as belt gears or the like must be provided.

Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Antriebssystems wird im Folgenden insbesondere mit Bezug auf die Fig. 2 beschrieben. Es sei zunächst angenommen, dass im Anlassbetrieb, also in einem Betrieb, in welchem das erfindungsgemäße System, insbesondere die Elektromaschine 12, als Starter arbeitet, durch entsprechende Erregung der Statorspulen 36 und die dadurch erzeugte magnetische Wechselwirkung zwischen dem Magnetfeld der Statorspulen 36 und dem Magnetfeld der Rotor-Permanent­ magnete 28 die Rotoranordnung 20 in Richtung eines Pfeils P1 in Fig. 2 gedreht wird. Dies führt dazu, dass sich auch das mit der Rotoranordnung 20 drehfest verbundene Sonnenrad 48 in der gleichen Richtung, nämlich der Richtung des Pfeils P2, dreht. Die Planetenräder 60, welche mit dem Sonnenrad 48 kämmen, werden dadurch in der Richtung eines Pfeils P3 zur Drehung angetrieben. In diesem Startzustand ist das Hohlrad 62 beispiels­ weise durch Erregen der Spulenanordnung 64 gegen Drehung festgehalten, so dass die sich drehenden Planetenräder 60 nicht zur Drehung des Hohlrads 62 führen können, sondern sich aufgrund ihrer induzierten Abrollbewegung in Richtung eines Pfeils P4 entlang des Innenumfangs des Hohlrads 62 bewegen werden. Dabei nehmen die Planetenräder 60 den Planetenradträger 52 in der gleichen Richtung mit, so dass auch die Antriebswelle 18 sich in der gleichen Richtung wie der Planetenradträger 52 und somit auch in der gleichen Richtung wie die Rotoranordnung 20 drehen wird. Die Antriebswelle 18 dreht sich jedoch mit verminderter Drehzahl entsprechend dem Drehzahl-Umsetzverhältnis dieser Getriebe- Umsetzstufe, die dann aktiviert ist, wenn die Kupplungsanordnung 64 erregt, d. h. aktiviert und somit das Hohlrad 62 gegen Drehung blockiert ist. In einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist das Drehzahl-Umsetzverhältnis zwischen der Drehzahl der Rotoranordnung 20 und der Drehzahl des Planetenradträgers 52, welcher hier ein Ausgangsglied der Getriebeanordnung 14 und somit des gesamten Systems 10 bildet, im Bereich von 4. Es wird somit durch die Verminderung der Drehzahl eine Übersetzung des Drehmomentes erzielt, so dass das erfindungsgemäße Antriebssystem sich insbesondere auch zum Starten von größeren Brennkraftmaschinen eignet.The mode of operation of the drive system according to the invention is described below in particular with reference to FIG. 2. It is initially assumed that in start-up operation, that is to say in an operation in which the system according to the invention, in particular the electric machine 12 , operates as a starter, by appropriate excitation of the stator coils 36 and the magnetic interaction generated thereby between the magnetic field of the stator coils 36 and the magnetic field the rotor permanent magnet 28, the rotor assembly 20 is rotated in the direction of an arrow P 1 in Fig. 2. As a result, the sun gear 48 , which is connected to the rotor arrangement 20 in a rotationally fixed manner, also rotates in the same direction, namely the direction of the arrow P 2 . The planet gears 60 , which mesh with the sun gear 48 , are thereby driven to rotate in the direction of an arrow P 3 . In this starting state, the ring gear 62 is, for example, held against rotation by energizing the coil arrangement 64 , so that the rotating planet gears 60 cannot lead to the rotation of the ring gear 62 , but rather due to their induced rolling movement in the direction of an arrow P 4 along the inner circumference of the Ring gear 62 will move. The planet gears 60 take the planet gear carrier 52 in the same direction, so that the drive shaft 18 will also rotate in the same direction as the planet gear carrier 52 and thus also in the same direction as the rotor arrangement 20 . However, the drive shaft 18 rotates at a reduced speed in accordance with the speed conversion ratio of this gear conversion stage, which is activated when the clutch arrangement 64 is energized, ie activated, and the ring gear 62 is thus blocked against rotation. In a preferred embodiment, the speed conversion ratio between the speed of the rotor arrangement 20 and the speed of the planet gear carrier 52 , which here forms an output member of the gear arrangement 14 and thus of the entire system 10 , is in the range of 4. It is thus reduced by the speed achieved a translation of the torque, so that the drive system according to the invention is particularly suitable for starting larger internal combustion engines.

Ist die Brennkraftmaschine gestartet, so kann das Erregen der Statorspulen 36 beendet werden und bei immer noch aktiviert gehaltener Kupplungs­ anordnung 64 wird nunmehr über diese aktivierte Getriebe-Umsetzstufe die Rotoranordnung mit einer höheren Drehzahl gedreht, als die Antriebswelle 18. Die Elektromaschine 12 kann nunmehr als Generator arbeiten, d. h. sie kann kinetische Energie der Rotoranordnung 20 in elektrische Energie umsetzen und diese in ein elektrisches System eines Fahrzeugs oder einen Akkumulator einspeisen.If the internal combustion engine is started, the excitation of the stator coils 36 can be ended and, while the clutch arrangement 64 is still activated, the rotor arrangement is now rotated at a higher speed than the drive shaft 18 via this activated gear conversion stage. The electric machine 12 can now work as a generator, ie it can convert kinetic energy of the rotor arrangement 20 into electrical energy and feed it into an electrical system of a vehicle or an accumulator.

Da derartige elektromechanisch arbeitende Generatoren eine von der Rotordrehzahl abhängige Effizienz aufweisen, kann es jedoch erforderlich sein, bei höheren Drehzahlen der Antriebswelle 18 dafür zu sorgen, dass das zum Startbetrieb bereitgestellte relativ hohe Drehzahl-Umsetzverhältnis dieser Getriebe-Umsetzstufe, welche bei aktivierter Kupplungsanordnung 64 eingerichtet ist, verlassen wird und auf ein niedrigeres Umsetzverhältnis, beispielsweise ein Umsetzverhältnis von 1, zurückgegriffen wird. Dies wird automatisch erreicht, wenn das Aktivieren der Kupplungsanordnung 64 beendet wird, d. h. das Hohlrad 62 zur Drehung freigegeben wird. In diesem Zustand, in welchem dann eine Drehmomentenabstützung der Sonnenräder 16 über das Hohlrad 62 an dem Statorträger 32 nicht mehr erfolgt, wird dann, wenn die Drehzahl der Rotoranordnung 20 mit der Drehzahl der Antriebswelle 18 übereinstimmt bzw. die Drehzahl der Antriebswelle 18 höher werden würde als die Drehzahl der Rotoranordnung 20, der Freilauf 56 derart wirksam, dass er nunmehr eine direkte drehfeste Verbindung zwischen der Rotoranordnung 20, d. h. dem Rotorträger 22, umfassend das in Fig. 3 dargestellte Teil 96, und dem Planetenradträger 52 und somit der Antriebswelle 18 erzeugt. In diesem Zustand dreht nunmehr die Rotoranordnung 20 mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 18.Since such electromechanically operating generators have an efficiency which is dependent on the rotor speed, it may be necessary, however, at higher speeds of the drive shaft 18 to ensure that the relatively high speed conversion ratio of the gear conversion stage which is provided for starting operation and which is set up when the clutch arrangement 64 is activated is abandoned and a lower conversion ratio, for example a conversion ratio of 1, is used. This is achieved automatically when the activation of the clutch arrangement 64 is ended, ie the ring gear 62 is released for rotation. Then no longer takes place in this state in which a torque support of the sun gears 16 via the ring gear 62 on the stator 32, would then be when the rotation speed of the rotor assembly 20 with the rotational speed of the drive shaft 18 coincides or the speed of the drive shaft 18 is higher than the speed of the rotor arrangement 20 , the freewheel 56 is effective in such a way that it now generates a direct rotationally fixed connection between the rotor arrangement 20 , ie the rotor carrier 22 , comprising the part 96 shown in FIG. 3, and the planet gear carrier 52 and thus the drive shaft 18 . In this state, the rotor arrangement 20 now rotates at the same speed as the drive shaft 18 .

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Getriebeanordnung 14 mit ihren zwei Getriebe-Umsetzstufen, von welchen eine ein von 1 verschiede­ nes Drehzahlverhältnis zwischen der Drehzahl der Rotoranordnung 20 und der Drehzahl des als Ausgangsglied wirkenden Planetenradträgers 52 bereitstellt und von welchen eine eine direkte Kopplung zwischen der Rotoranordnung 20 und der Antriebswelle 18 bereitstellt, wird ein sehr einfacher und effizient wirkender Aufbau geschaffen. Das Drehzahl- Umsetzverhältnis von 1 ist nämlich im allgemeinen nur dann erforderlich, wenn ein generatorischer Betrieb stattfinden soll und somit ein Drehmoment von der Antriebswelle 18 zur Elektromaschine 12 hin übertragen werden soll. In diesem Zustand wird jedoch der Freilauf 56 automatisch wirksam, wenn nicht die Kupplungsanordnung 64 aktiviert ist. Das heißt, ohne Aktivierung der Kupplungsanordnung 64 sind keine Maßnahmen erforderlich, um diesen Drehmomentenfluss von der Antriebswelle 18 zur Elektromaschine 12 hin bereitzustellen. In der entgegengesetzten Drehmomentenflussrichtung ist jedoch ein Übersetzungsverhältnis von 1 praktisch nicht erforderlich, da zum Anlassen des Antriebsaggregats 16 vorzugsweise auf diejenige Getriebe- Umsetzstufe zurückgegriffen wird, bei welcher das Hohlrad 62 durch Aktivieren der Kupplungsanordnung 64 drehfest gehalten ist und somit eine Drehmomentenübersetzung stattfindet. Die Folge ist, dass mit minimalem Ansteueraufwand, nämlich lediglich durch entsprechende Ansteuerung der Kupplungsanordnung 64, zwischen verschiedenen Getriebe-Umsetzstufen umgeschaltet werden kann. Es lässt sich somit der Startbetrieb, eine Hochlaufunterstützung des Antriebsaggregats, der generatorische Betrieb oder der Motorbremsbetrieb sowie die Erzeugung eines Unterstüt­ zungsmomentes mit minimalem Schaltaufwand erzeugen. Due to the inventive design of the gear arrangement 14 with its two gear conversion stages, one of which provides a speed ratio different from 1 between the speed of the rotor arrangement 20 and the speed of the planet gear carrier 52 acting as an output member, and of which one provides a direct coupling between the rotor arrangement 20 and the drive shaft 18 provides a very simple and efficient structure is created. The speed conversion ratio of 1 is in fact generally only required if a generator operation is to take place and thus a torque is to be transmitted from the drive shaft 18 to the electric machine 12 . In this state, however, the freewheel 56 takes effect automatically unless the clutch arrangement 64 is activated. That is, without activation of the clutch arrangement 64 , no measures are required to provide this torque flow from the drive shaft 18 to the electric machine 12 . In the opposite torque flow direction, however, a transmission ratio of 1 is practically not necessary, since the gear unit conversion stage is preferably used for starting the drive unit 16 , in which the ring gear 62 is held in a rotationally fixed manner by activating the clutch arrangement 64 and thus a torque transmission takes place. The result is that it is possible to switch between different gear conversion stages with minimal control effort, namely only by correspondingly controlling the clutch arrangement 64 . It is thus possible to generate start-up operation, start-up support for the drive unit, generator operation or engine braking operation, and the generation of a support torque with minimal switching effort.

Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass anstelle des Freilaufs 56 selbstver­ ständlich auch eine durch Ansteuerung schaltbare Kupplung vorgesehen sein kann, was insbesondere dann von Vorteil sein kann, wenn die Elektromaschine 12 beispielsweise bei kleineren Fahrzeugen als Antriebs­ aggregat oder als unterstützendes Antriebsaggregat genutzt werden soll.However, it should be noted that, instead of the freewheel 56, of course, a clutch which can be switched by actuation can also be provided, which can be particularly advantageous if the electric machine 12 is to be used, for example, in smaller vehicles as a drive unit or as a supporting drive unit.

Um bei der Durchführung von Schaltvorgängen zwischen den beiden vorangehend beschriebenen Getriebe-Umsetzstufen das Auftreten von Schaltstößen zu vermeiden, was insbesondere dann der Fall sein kann, wenn die Kupplungsanordnung 64 durch Formschlusswirkung das Hohlrad 62 gegen Drehung festlegt, kann eine Prozedur durchgeführt werden, wie sie nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 4 und 5 beschrieben wird. Dabei ist in der Fig. 4 ein Vorgang dargestellt, bei welchem zum Zeitpunkt 0 begonnen wird, im Starterbetrieb so wie vorangehend beschrieben das Antriebsaggregat 16 anzulassen. In diesem Zustand ist also die Kupplungs­ anordnung 64 aktiviert, das Hohlrad 62 ist gegen Drehung festgelegt und es ist diejenige Getriebe-Umsetzstufe aktiviert, bei welcher ein relativ hohes Drehzahl-Umsetzverhältnis zwischen Rotordrehzahl und Planetenradträger­ drehzahl beispielsweise im Bereich von 4 vorgesehen ist. Bis zum Zeitpunkt t1 die Leerlaufdrehzahl des Antriebsaggregats im Bereich von 500 Um­ drehungen pro Minute erreicht ist, was durch die Kurve AA in Fig. 4a) erkennbar ist, wird, wie in Fig. 4b) erkennbar, durch das Antriebsaggregat ein Drehmoment erzeugt. Der positive Drehmomentenbereich in Fig. 4b) bedeutet also den Zustand, in dem an der Rotoranordnung 20 ein Antriebs- Drehmoment durch entsprechende Bestromung der Statorspulen 36 erzeugt wird. Zum Zeitpunkt t1 wird dieses Erzeugen eines Antriebs- Drehmomentes beendet und die Elektromaschine 12 wird in einen generatorisch wirkenden Betriebszustand gebracht, bei welchem durch entsprechende Beschaltung der Statorspulen 36 vermittels einer nicht dargestellten Leistungselektronik durch die magnetische Wechselwirkung mit den sich bewegenden Rotor-Permanentmagneten 28 nunmehr ein Stromfluss in den Wicklungen der Statorspulen 36 induziert wird und dementsprechend ein Brems-Drehmoment an der Rotoranordnung 20 erzeugt wird. Aufgrund des eingerichteten Drehzahl-Umsetzverhältnisses zwischen Rotoranordnung 20 und Antriebswelle 18 bzw. Planetenradträger 52 dreht sich bei einer Leerlaufdrehzahl des Antriebsaggregats von etwa 500 Umdrehungen pro Minute die Rotoranordnung 20 mit etwa 2000 Umdrehungen pro Minute. Zum Zeitpunkt t2 betätigt der Fahrer eines Fahrzeugs ein Gaspedal, so dass nunmehr die Drehzahl des Antriebs­ aggregats ansteigt und der Leerlaufdrehzahlbereich verlassen wird. Entsprechend steigt nunmehr auch die durch die Kurve R wiedergegebene Drehzahl der Rotoranordnung 20 an, aufgrund des eingerichteten Drehzahl­ umsetzverhältnisses jedoch steiler. Um, wie im Folgenden noch dargelegt, die Elektromaschine 12 im generatorischen Betrieb mit größtmöglicher Effizienz arbeiten zu lassen und um weiterhin zu verhindern, dass die Rotoranordnung 20 in einen Drehzahlbereich gelangt, in welchem irrever­ sible Beschädigungen derselben nicht ausgeschlossen werden können, beispielsweise in einen Drehzahlbereich von mehr als 6000 Umdrehungen pro Minute, wird bei Überschreiten einer bestimmten Grenzdrehzahl nSchalt von z. B. 4000 Umdrehungen pro Minute zum Zeitpunkt t3 nunmehr ein Schaltvorgang ausgelöst, bei welchem von der Getriebe-Umsetzstufe mit höherem Umsetzverhältnis auf eine oder die Getriebe-Umsetzstufe mit geringerem Umsetzverhältnis, beispielsweise die dargestellte oder be­ schriebene Getriebe-Umsetzstufe mit einem Umsetzverhältnis von 1 geschaltet wird. Wird also zum Zeiptunkt t3 die Schalt- oder Grenzdrehzahl nSchalt erreicht und überschritten, was beispielsweise durch eine fortlaufende Erfassung oder Überwachung der Drehzahl der Antriebswelle 18 bzw. der Drehzahl der Rotoranordnung 20 erfasst werden kann, so wird durch veränderte Beschaltung der Statorspulen 36 das an der Rotoranordnung 20 erzeugte Bremsmoment auf ein kleines Bremsmoment, beispielsweise im Bereich von 0, zurückgenommen. Die Folge davon ist, dass zwischen der Rotoranordnung 20 und dem Planetenradträger 52 nunmehr im wesentlichen kein Drehmoment mehr übertragen wird und somit such das Hohlrad 62 über die Kupplungsanordnung 64 nunmehr drehmomentenmäßig im wesentlichen nicht mehr am Statorträger 32 abgestützt ist. Ist dieser im wesentlichen drehmomentenfreie Zustand zum Zeitpunkt t4 erreicht, so wird nunmehr das Öffnen oder Deaktivieren der Kupplungsanordnung 64 induziert, welche dann zum Zeitpunkt t5 ausgerückt ist. Zu diesem Zeitpunkt t5 ist also das Hohlrad 62 nicht mehr gegen Drehung blockiert und der Drehmomentenfluss über diese Getriebe- Umsetzstufe ist vollständig unterbrochen. Dies kann beispielsweise durch den Vergleich der Drehzahl der Antriebswelle 18 und der Drehzahl der Rotoranordnung 20 erfasst werden. Ist zum Zeitpunkt t5 die Kupplungs­ anordnung 64 deaktiviert und das Hohlrad 62 zur Drehung freigegeben, wobei dieses Freigeben aufgrund des Fehlens eines zu übertragenden Drehmomentes auch bei formschlüssig wirkender Kupplungsanordnung 64 im wesentlichen ruckfrei erfolgt, so wird nun durch Änderung der Beschal­ tung der Statorspulen 36 zum Zeitpunkt t5 begonnen, an der Rotoranord­ nung 20 wieder ein erhöhtes Bremsmoment aufzubauen, welches letzt­ endlich dann zum Zeitpunkt t6 erreicht ist. Je nach den vorliegenden Betriebsbedingungen kann hierzu bis zum maximal zulässigen Brems­ drehmoment gegangen werden, was dann zu einer schnellstmöglichen Verzögerung der Rotoranordnung 20 führt. Bei im wesentlichen konstantem Brems-Drehmoment wird zwischen den Zeitpunkten t6 und t7 die Drehzahl der Rotoranordnung 20 sich im wesentlichen konstant ändern und der sich ebenfalls ändernden Drehzahl des Antriebsaggregats 16, welche hier die bei der Rotoranordnung einzustellende Solldrehzahl vorgibt, annähern.In order to avoid the occurrence of shift shocks when performing shifting operations between the two above-described transmission-conversion stages, which may be the case particularly when the clutch assembly 64 defines by positive locking action of the ring gear 62 against rotation, a procedure may be carried out as will be described below with reference to FIGS. 4 and 5. Here, a process, the drive unit is shown in FIG. 4, in which at time 0 started as described in the starter mode as previously to start 16th In this state, the clutch arrangement 64 is activated, the ring gear 62 is fixed against rotation and the gear conversion stage is activated in which a relatively high speed conversion ratio between the rotor speed and the planet carrier speed, for example in the range of 4, is provided. By the time t 1, the idling speed of the drive unit in the range of 500 revolutions per minute has been reached, which can be seen by the curve AA in Fig. 4a), as can be seen in Fig. 4b), a torque is generated by the drive unit. The positive torque range in FIG. 4b) thus means the state in which a drive torque is generated on the rotor arrangement 20 by appropriate energization of the stator coils 36 . At the point in time t 1 , this generation of a drive torque is ended and the electric machine 12 is brought into an operating mode which acts as a generator, in which, by appropriate connection of the stator coils 36 by means of power electronics, not shown, through the magnetic interaction with the moving rotor permanent magnets 28 a current flow is induced in the windings of the stator coils 36 and accordingly a braking torque is generated on the rotor arrangement 20 . Due to the established speed Umsetzverhältnisses between rotor assembly 20 and drive shaft 18 and planet carrier 52 of the drive assembly, the rotor assembly 20 rotates at an idling speed of about 500 revolutions per minute of about 2000 revolutions per minute. At time t 2 , the driver of a vehicle operates an accelerator pedal, so that the speed of the drive unit now increases and the idling speed range is left. Accordingly, the speed of the rotor arrangement 20 represented by the curve R now also rises, but steeper due to the speed conversion ratio that has been set up. In order, as explained below, to let the electric machine 12 work with the greatest possible efficiency in generator mode and to further prevent the rotor arrangement 20 from reaching a speed range in which irreversible damage to the same cannot be excluded, for example a speed range of more than 6000 revolutions per minute, n switching of z. B. 4000 revolutions per minute at time t 3 now triggers a switching operation in which from the gear conversion stage with a higher conversion ratio to one or the gear conversion stage with a lower conversion ratio, for example the illustrated or described gear conversion stage with a conversion ratio of 1 is switched. If the switching or limit speed n switching is reached and exceeded at the time point t 3 , which can be detected, for example, by continuous detection or monitoring of the speed of the drive shaft 18 or the speed of the rotor arrangement 20 , this is changed by changing the connection of the stator coils 36 braking torque generated on the rotor arrangement 20 is reduced to a small braking torque, for example in the range of 0. The result of this is that essentially no more torque is now transmitted between the rotor arrangement 20 and the planet gear carrier 52 , and thus the ring gear 62 is now essentially no longer supported on the stator carrier 32 via the clutch arrangement 64 . If this essentially torque-free state is reached at time t 4 , the opening or deactivation of clutch arrangement 64 is now induced, which is then disengaged at time t 5 . At this point in time t 5 , the ring gear 62 is therefore no longer blocked against rotation and the torque flow via this gear conversion stage is completely interrupted. This can be detected, for example, by comparing the speed of the drive shaft 18 and the speed of the rotor assembly 20 . At the time t 5, the clutch arrangement disables 64 and released, the ring gear 62 for rotation, said release occurs due to the absence of a torque to be transmitted even with a form fit acting clutch assembly 64 is substantially smoothly, the Beschal will now by changing processing of the stator coils 36 at time t 5 started to build up an increased braking torque on the rotor arrangement 20 again, which was finally finally reached at time t 6 . Depending on the existing operating conditions, this can be done up to the maximum permissible braking torque, which then leads to the fastest possible deceleration of the rotor arrangement 20 . If the braking torque is essentially constant, the speed of the rotor arrangement 20 will change substantially constantly between the times t 6 and t 7 and will approximate the likewise changing speed of the drive assembly 16 , which here specifies the target speed to be set for the rotor arrangement.

Aufgrund der fortwährenden Überwachung der Drehzahl des Antriebs­ aggregats 16 und der Drehzahl der Rotoranordnung 20 kann zum Zeitpunkt t7 erfasst werden, dass die Differenz zwischen diesen Drehzahlen nunmehr sehr gering ist, d. h. die Drehzahlabweichung zwischen der Drehzahl der Rotoranordnung 20 und der Drehzahl des Antriebsaggregats 16 ist nunmehr in einem Bereich, in welchem grundsätzlich eine im wesentlichen stoßfreie Ankopplung der Rotoranordnung 20 an die Antriebswelle 18 über den Freilauf 56 oder auch ggf. eine schaltbare Kupplung erfolgen könnte. Ist zum Zeitpunkt t7 der Zustand erreicht, in welchem die Drehzahl der Rotoranordnung 20 mit der Drehzahl des Antriebsaggregats 16 bis auf eine minimale Abweichung übereinstimmt, so wird das Erzeugen des Brems- Drehmomentes an der Rotoranordnung 20 beendet, so dass nunmehr letztendlich wieder ein im wesentlichen drehmomentübertragungsfreier Zustand erreicht wird. Hier wird jedoch erfindungsgemäß zusätzlich der Drehzahlgradient des Antriebsaggregats 16 überwacht. Ändert sich die Drehzahl des Antriebsaggregats 16 nur relativ langsam, so kann davon ausgegangen werden, dass auch bei einem spontan einsetzenden Freilauf 56 oder bei einer spontan eingreifenden Kupplung aufgrund der relativ geringen Drehzahldifferenz oder der sich langsam ändernden Drehzahl des Antriebsaggregats 16 im wesentlichen kein Schaltstoß erzeugt wird. Ist jedoch die Drehzahländerung des Antriebsaggregats 16 relativ hoch, beispielsweise in einem Bereich von mehr als . . . Umdrehungen/min2, so würde das abrupte Einsetzen des Freilaufs 56 oder das Einrücken einer möglicherweise formschlüssig wirkenden Kupplung zu einer schlagartigen Drehzahlerhöhung bei der Rotoranordnung 20 und somit zu einem sich im Fahrzeug unangenehm merkbar machenden Schaltstoß führen. Erfindungs­ gemäß wird daher in diesem Zustand, in dem die Drehzahländerung des Antriebsaggregats über dem Schwellenwert liegt, zum Zeitpunkt t8 damit begonnen, die Drehzahländerung der Rotoranordnung 20 an die Drehzahl­ änderung des Antriebsaggregats 16 anzupassen. Da zuvor die Rotoranord­ nung 20 in einem Abbremszustand war, muss daher zur Anpassung an eine sich erhöhende Drehzahl des Antriebsaggregats 16 nunmehr, wie in Fig. 4b) erkennbar, ab dem Zeitpunkt t8 ein Antriebs-Drehmoment an der Rotoranordnung 20 erzeugt werden, um diese nunmehr zu beschleunigen und deren Drehzahländerung an die Drehzahländerung des Antriebsaggregates anzupassen. Dies dauert bis zu einem Zeitpunkt t9 an, in welchem dann sowohl eine im wesentlichen vollständige Übereinstimmung zwischen der Drehzahl der Antriebswelle 18 und der Drehzahl der Rotor­ anordnung 20 und dem Drehzahlgradienten der Antriebswelle 18 und dem Drehzahlgradienten der Rotoranordnung 20 vorliegt. Es wird daher bei Einsatz einer steuerbaren Kupplung beginnend mit dem Zeitpunkt t9 diese eingerückt und somit begonnen, die Drehmomentverbindung zwischen dem Planetenradträger 52 und der Rotoranordnung 20 herzustellen. Bei Einsatz eines Freilaufs wird dieser dann, wenn die Drehzahlübereinstimmung erzielt ist, automatisch wirksam, so dass dann ab dem Zeitpunkt t10 der voll­ ständige Kraftschluss zwischen der Antriebswelle 18 und der Rotoranord­ nung 20 hergestellt ist, wobei nunmehr jedoch das niedrigere Umsetz­ verhältnis von 1 vorliegt. Ab dem Zeitpunkt t10 drehen sich daher die Rotoranordnung 20 und die Antriebswelle 18 mit der gleichen Drehzahl und die Rotoranordnung 20 bzw. die Elektromaschine 12 kann nunmehr wieder zur Erzeugung elektrischer Energie genutzt werden.Due to the continuous monitoring of the speed of the drive unit 16 and the speed of the rotor arrangement 20, it can be detected at time t 7 that the difference between these speeds is now very small, ie the speed deviation between the speed of the rotor arrangement 20 and the speed of the drive unit 16 is now in an area in which an essentially shock-free coupling of the rotor arrangement 20 to the drive shaft 18 via the freewheel 56 or possibly a switchable clutch could take place. If the state is reached at time t 7 in which the rotational speed of the rotor arrangement 20 matches the rotational speed of the drive unit 16 to a minimal deviation, the generation of the braking torque on the rotor arrangement 20 is ended, so that now finally an im essential torque transmission-free state is reached. Here, however, the speed gradient of the drive unit 16 is additionally monitored according to the invention. If the speed of the drive unit 16 changes only relatively slowly, it can be assumed that even with a spontaneously starting freewheel 56 or with a spontaneously engaging clutch, due to the relatively small speed difference or the slowly changing speed of the drive unit 16, there is essentially no switching shock becomes. However, the change in speed of the drive unit 16 is relatively high, for example in a range of more than. , , Revolutions / min 2 , the abrupt onset of the freewheel 56 or the engagement of a possibly form-fitting clutch would lead to an abrupt increase in the speed of the rotor arrangement 20 and thus to a switching shock which was unpleasantly noticeable in the vehicle. According to the invention, therefore, in this state, in which the speed change of the drive unit is above the threshold value, at time t 8 , the speed change of the rotor arrangement 20 is adapted to the speed change of the drive unit 16 . Since the rotor arrangement 20 was previously in a braking state, a drive torque must now be generated at the rotor arrangement 20 from time t 8 in order to adapt to an increasing speed of the drive assembly 16 , as can be seen in FIG. 4b) accelerate them now and adapt their speed change to the speed change of the drive unit. This lasts until a point in time t 9 , at which then there is an essentially complete correspondence between the speed of the drive shaft 18 and the speed of the rotor arrangement 20 and the speed gradient of the drive shaft 18 and the speed gradient of the rotor arrangement 20 . It is therefore engaged when using a controllable clutch starting at time t 9 and thus begins to establish the torque connection between the planet gear carrier 52 and the rotor assembly 20 . When a freewheel is used, this becomes automatically effective when the rotational speed coincidence is achieved, so that from time t 10 the complete frictional connection between the drive shaft 18 and the rotor arrangement 20 is established, but now the lower conversion ratio of 1 is present. From time t 10 , rotor arrangement 20 and drive shaft 18 therefore rotate at the same speed and rotor arrangement 20 or electric machine 12 can now be used again to generate electrical energy.

In diesem Zustand, welcher ab dem Zeitpunkt t10 vorliegt und eine Drehmomentübertragungsverbindung von der Antriebswelle 18 über den Planetenradträger 52 und den Freilauf 56 zur Rotoranordnung 20 vorsieht, wird ein weiterer vorteilhafter Effekt des Einsatzes eines Freilaufs 56 spürbar. Bei auftretenden Drehschwingungen im Bereich der Antriebswelle 18 werden diese nur in ihrem bezüglich der Rotoranordnung 20 beschleuni­ genden Halbwellenbereich auf die Rotoranordnung 20 übertragen, sobald jedoch die Drehschwingung in den verzögernden Halbwellenbereich übergeht, entkoppelt die Freilaufanordnung 56. Dies führt dazu, dass im Bereich der Elektromaschine 12 derartige Drehschwingungen nur vermindert spürbar sind und somit ebenso Leistungsschwankungen in vermindertem Ausmaß auftreten werden. In this state, which is present from the time t 10 and provides a torque transmission connection from the drive shaft 18 via the planet gear carrier 52 and the freewheel 56 to the rotor arrangement 20 , a further advantageous effect of using a freewheel 56 can be felt. If torsional vibrations occur in the area of the drive shaft 18 , these are transmitted to the rotor assembly 20 only in their half-wave region accelerating with respect to the rotor arrangement 20 , but as soon as the torsional vibration transitions into the decelerating half-wave region, the freewheel arrangement 56 decouples. As a result, such torsional vibrations can only be felt to a lesser extent in the area of the electric machine 12 , and thus power fluctuations will also occur to a lesser extent.

Ein Schaltvorgang, bei welchem aufgrund einer Abnahme der Drehzahl des Antriebsaggregats von einer Getriebe-Umsetzstufe mit geringerem Drehzahl-Umsetzverhältnis zu einer Getriebe-Umsetzstufe mit höherem Drehzahl-Umsetzverhältnis geschaltet wird, ist in den Fig. 5a) und 5b) dargestellt. Es sei hier angenommen, dass zum Zeitpunkt t2 die Drehzahl des Antriebsaggregats 16 unter den Schwellenwert nSchalt von beispielsweise etwa 1500 Umdrehungen pro Minute absinkt. Man erkennt, dass damit auch das erzeugte Brems-Drehmoment und somit auch die erzeugte elektrische Leistung der Elektromaschine 12 absinkt. Ist seit dem Erreichen und Überschreiten, im vorliegenden Falle Überschreiten im negtiven Sinne, ein Zeitintervall Δt vergangen, so wird zum Zeitpunkt t3 begonnen, das zwischen dem Antriebsaggregat 16 und der Rotoranordnung 20 übertragene Drehmoment zu senken. Auch hier wird, wie man in Fig. 5b) erkennt, durch entsprechende Beschaltung der Statorspulen 36 das aufgenommene oder an der Rotoranordnung 20 erzeugte Bremsmoment gesenkt. Zum Zeitpunkt t4 ist wieder ein Zustand erreicht, in welchem aufgrund der Tatsache, dass zwischen der Antriebswelle 18 und der Rotoranordnung 20 im wesentlichen kein Drehmoment mehr übertragen wird, die zu diesem Zeitpunkt wirksame Kupplungsanordnung, beispielsweise der Freilauf 56, lastfrei ist. Bei Einsatz einer steuerbaren Kupplung wird diese nun geöffnet und ist zum Zeitpunkt t5 in einem ausgerückten Zustand, so dass ab diesem Zeitpunkt eine Drehmomentübertragungsverbindung zwischen der Antriebswelle 18 und der Rotoranordnung 20 nicht besteht. Auch dieses Trennen kann wieder durch Überwachung der Drehzahl der Antriebswelle 18 und der Drehzahl der Rotoranordnung 20 erfasst werden. Zwischen dem Zeitpunkt t5 und einem Zeitpunkt t6 wird an der Rotoranordnung 20 ein Antriebs- Drehmoment durch Bestromung der Statorspulen 36 erzeugt, so dass nunmehr ab dem Zeitpunkt t6 die Drehzahl der Rotoranordnung, wiedergegeben durch die Kurve R in Fig. 5a), sich entsprechend dem erzeugten Antriebs-Drehmoment zu erhöhen beginnt. A shifting operation in which, due to a decrease in the speed of the drive unit, a gearbox conversion stage with a lower speed conversion ratio is switched to a gearbox conversion stage with a higher speed conversion ratio is shown in FIGS . 5a) and 5b). It is assumed here that, at time t 2, the speed of the drive assembly 16 drops below the threshold value n switching of, for example, approximately 1500 revolutions per minute. It can be seen that the braking torque generated and thus also the electrical power generated by the electric machine 12 also decrease. If a time interval .DELTA.t has passed since reaching and exceeding, in the present case exceeding in the negative sense, then at time t 3 , the torque transmitted between the drive unit 16 and the rotor arrangement 20 is reduced. Here too, as can be seen in FIG. 5 b), the braking torque that is absorbed or generated on the rotor arrangement 20 is reduced by appropriate connection of the stator coils 36 . At time t 4 , a state is reached again in which, due to the fact that essentially no more torque is transmitted between the drive shaft 18 and the rotor arrangement 20 , the clutch arrangement effective at this time, for example the freewheel 56 , is load-free. When a controllable clutch is used, it is now opened and is in a disengaged state at time t 5 , so that from this point in time there is no torque transmission connection between the drive shaft 18 and the rotor arrangement 20 . This separation can also be detected again by monitoring the speed of the drive shaft 18 and the speed of the rotor arrangement 20 . Between the time t 5 and a time t 6 , a drive torque is generated on the rotor arrangement 20 by energizing the stator coils 36 , so that from time t 6 the rotational speed of the rotor arrangement, represented by the curve R in FIG. 5 a), begins to increase in accordance with the drive torque generated.

Aus den Fig. 4a) und 5a) erkennt man, dass die jeweiligen Grenzdrehzah­ len oder Schaltdrehzahlen nSchalt zum Auslösen eines Umschaltvorgangs in der Getriebeanordnung bei ansteigender Drehzahl des Antriebsaggregats 16 und bei abfallender Drehzahl des Antriebsaggregats 16 sich unterscheiden können, um hier einen Hystereseeffekt vorzusehen. Beispielsweise kann die bei abfallender Drehzahl des Antriebsaggregats 16 herangezogene Grenzdrehzahl nSchalt höher sein als die bei ansteigender Drehzahl des Antriebsaggregats 16 herangezogene Grenzdrehzahl nSchalt.From FIGS. 4a) and 5a) it can be seen that the respective limit speeds or switching speeds n switching for triggering a switching process in the transmission arrangement with increasing speed of the drive unit 16 and with falling speed of the drive unit 16 can differ in order to provide a hysteresis effect here . For example, the zoom drawn on the falling speed of the drive assembly 16 limit speed n shift may be higher than the range used with increasing rotational speed of the drive assembly 16 limit speed n switching.

Es sei darauf hingewiesen, dass bei Einsatz des in den Figuren dargestellten Freilaufs 56 ab dem Zeitpunkt t4 bereits ein Antriebs-Drehmoment an der Rotoranordnung 20 erzeugt wird, so dass diese beschleunigt und der Freilauf 56 aufgrund der Tatsache, dass sich die Drehzahl der Rotoranord­ nung 20 bezüglich der Drehzahl des Antriebsaggregats 16 erhöht, automatisch in einen nicht drehmomentübertragenden Zustand schaltet.It should be noted that when the freewheel 56 shown in the figures is used, a drive torque is already generated on the rotor arrangement 20 from time t 4 , so that it accelerates and the freewheel 56 due to the fact that the speed of the rotor arrangement voltage 20 increased with respect to the speed of the drive unit 16 , automatically switches to a non-torque-transmitting state.

Durch das angelegte Antriebs-Drehmoment bewegt sich nunmehr die Drehzahl der Rotoranordnung 20 in Richtung auf eine Solldrehzahl zu, welche beispielsweise dadurch erhalten werden kann, dass die Drehzahl des Antriebsaggregats 16 mit dem Drehzahl-Umsetzverhältnis multipliziert wird, das bei der folgend einzurichtenden Getriebe-Umsetzstufe vorliegt. Hat also, wie im dargestellten Ausführungsbeispiel das Antriebsaggregat 16 den Zustand mit einer Drehzahl von etwa 700 Umdrehungen pro Minute erreicht und ist das Drehzahl-Umsetzverhältnis der einzurichtenden Getriebe-Umsetzstufe im Bereich von 4, so ergibt sich dann eine Solldrehzahl für die Rotoranordnung 20 im Bereich von 2800 Umdrehungen pro Minute. Zu dieser Solldrehzahl wird zwischen den Zeitpunkten t6 und t7 die Drehzahl der Rotoranordnung 20 hin bewegt. Zum Zeitpunkt t7 hat die Drehzahl der Rotoranordnung 20 einen Wert angenommen, der relativ nahe bei der Soll-Rotordrehzahl liegt, d. h. die Abweichung zwischen diesen beiden Drehzahlen ist nun nur noch gering. Es wird daher ab dem Zeitpunkt t7 das Erzeugen eines Antriebs-Drehmomentes bei der Rotoranordnung 20 beendet, so dass aufgrund der vorhandenen Reibeffekte zum Zeitpunkt t8 die Drehzahl der Rotoranordnung 20 nahezu der Drehzahl des Antriebsaggregats 16 entspricht. Auch hier kann wieder die Änderung der Drehzahl des Antriebsaggregats 16 beobachtet werden, und wenn die Änderung wieder einen bestimmten Schwellenwert überschritten hat, kann, wie vorangehend bereits beschrieben, zwischen den Zeitpunkten t8 und t9 durch Anlegen eines entsprechenden Antriebs-Drehmomentes oder ggf. auch eines Brems-Drehmomentes an die Rotoranordnung 20 eine Übereinstimmung zwischen der Drehzahländerung des Antriebsaggregats 16 und der Drehzahländerung der Rotoranordnung 20 erzeugt werden. Ist dies der Fall, so wird ab dem Zeitpunkt t9 die Kupplungsanordnung 64 bestromt, d. h. aktiviert, um nunmehr das Hohlrad 62 ohne die Erzeugung jeglichen Schaltstoßes drehfest zu legen und die Getriebe-Umsetzstufe zu aktivieren, bei welcher beispielsweise ein Drehzahl-Umsetzverhältnis von 4 vorliegt. Ab dem Zeitpunkt t10 liegt dann wieder die kraftschlüssige und drehmomentübertragende Verbindung zwischen der Antriebswelle 18 und der Rotoranordnung 20 der Elektromaschine 12 vor.Due to the applied drive torque, the speed of the rotor arrangement 20 now moves in the direction of a target speed, which can be obtained, for example, by multiplying the speed of the drive assembly 16 by the speed conversion ratio that is used in the gear conversion step to be set up below is present. If, as in the exemplary embodiment shown, the drive assembly 16 has reached the state at a speed of approximately 700 revolutions per minute and the speed conversion ratio of the gear conversion stage to be set up is in the range of 4, then a target speed for the rotor arrangement 20 results in the range of 2800 revolutions per minute. At this target speed, the speed of the rotor arrangement 20 is moved between the times t 6 and t 7 . At time t 7 , the speed of the rotor arrangement 20 has assumed a value that is relatively close to the target rotor speed, ie the deviation between these two speeds is now only slight. The generation of a drive torque in the rotor arrangement 20 is therefore terminated from the time t 7 , so that due to the existing friction effects at the time t 8, the speed of the rotor arrangement 20 almost corresponds to the speed of the drive unit 16 . Here, too, the change in the speed of the drive unit 16 can be observed again, and if the change has again exceeded a certain threshold value, as already described above, between the times t 8 and t 9 by applying an appropriate drive torque or possibly a braking torque to the rotor arrangement 20, a correspondence between the change in speed of the drive assembly 16 and the change in speed of the rotor arrangement 20 can be generated. If this is the case, from time t 9 the clutch arrangement 64 is energized, that is to say activated, in order to now lock the ring gear 62 in a rotationally fixed manner without generating any shift shock and to activate the transmission conversion stage, in which, for example, a speed conversion ratio of 4 is present. From time t 10 there is again the non-positive and torque-transmitting connection between the drive shaft 18 and the rotor arrangement 20 of the electric machine 12 .

Durch die vorangehend beschriebenen Schaltprozeduren kann also erreicht werden, dass beim Umschalten zwischen verschiedenen Getriebe-Umsetz­ stufen mit unterschiedlichen Drehzahl-Umsetzverhältnissen auch bei Einsatz formschlüssig wirkender Kupplungsanordnungen das Auftreten von Schaltstößen vermieden werden kann. Es ist dabei unerheblich, ob eine der Getriebe-Umsetzstufen ein Drehzahl-Umsetzverhältnis von 1 aufweist, wie dies vorangehend dargestellt wurde. Auch Schaltvorgänge zwischen Getriebe-Umsetzstufen, welche von 1 unterschiedliche Drehzahl-Umsetz­ verhältnisse aufweisen, können so wie vorangehend beschrieben durch­ geführt werden. Auch ist es möglich, mehrstufige oder mehrgängige Getriebe einzusetzen, bei welchen zwischen drei Getriebe-Umsetzstufen ausgewählt werden kann, wobei dann beispielsweise aufeinander folgend zwei Hochschaltvorgänge oder zwei Herunterschaltvorgänge so wie vorangehend beschrieben durchgeführt werden können. Ebenso kann auf die vorangehend beschriebene Art und Weise in eine Getriebe-Umsetzstufe geschaltet werden, deren Drehzahl-Umsetzverhältnis kleiner als 1 ist.The switching procedures described above can thus be achieved that when switching between different gear implementations also with different speed conversion ratios Use of form-fitting coupling arrangements to prevent the occurrence of Switching surges can be avoided. It is irrelevant whether one of the Transmission conversion stages have a speed conversion ratio of 1, such as this has been shown above. Also switching operations between Gear conversion stages, which of 1 different speed conversion can have relationships as described above by be performed. It is also possible to have multi-stage or multi-course Use gearboxes in which between three gearbox conversion stages  can be selected, in which case, for example, successively two upshifts or two downshifts such as described above can be performed. Likewise, on the way described above in a gear conversion stage can be switched whose speed conversion ratio is less than 1.

Wie insbesondere mit Bezug auf den Schaltvorgang der Fig. 5 beschrieben, kann es vorteilhaft sein, ab dem Erreichen oder Über- bzw. Unterschreiten der Schaltdrehzahl nSchalt eine vorbestimmte Zeit Δt abzuwarten, bis mit der Einleitung des Schaltvorganges begonnen wird. Es kann auf diese Art und Weise vermieden werden, dass eine nur kurzzeitige Änderung der Drehzahl des Antriebsaggregats 16 bzw. ein nur kurzzeitiges Erreichen und Über- bzw. Unterschreiten der Schaltdrehzahl nSchalt zu einem unnötigen Schaltvorgang führt, welcher durch einen beispielsweise unmittelbar folgenden Drehzahlanstieg oder Drehzahlabfall der Drehzahl des Antriebsaggregates wieder aufgehoben oder rückgängig gemacht werden müsste.As described in particular with reference to the switching process in FIG. 5, it may be advantageous to wait a predetermined time Δt after reaching or exceeding or falling below the switching speed n switching until the switching process is initiated. In this way, it can be avoided that an only brief change in the speed of the drive assembly 16 or only a short-term reaching and falling below or exceeding the switching speed n switching leads to an unnecessary switching process, which is caused, for example, by an immediately following speed increase or Speed drop in the speed of the drive unit would have to be canceled again or reversed.

Die Fig. 6 und 7 veranschaulichen, warum insbesondere im generatorischen Betrieb der Elektromaschine 12 es vorteilhaft ist, das Drehzahl-Umsetzverhältnis zu wechseln. So erkennt man in Fig. 6 den Verlauf der durch die Elektromaschine 12 maximal erzeugbaren elektrischen Leistung in Abhängigkeit von der Drehzahl nk der Antriebswelle 18. Für ein Drehzahl-Umsetzverhältnis von x, beispielsweise 1, ergibt sich ein allmählicher Anstieg, welcher einen Maximalwert erreicht, worauf wieder ein allmählicher Abfall erfolgt. Ist die Drehzahl höher übersetzt, d. h. dreht die Rotoranordnung 20 mit diesbezüglich erhöhter Drehzahl, was durch die Kurve I < x repräsentiert ist, so ist diese Kurve gestaucht, so dass bereits bei deutlich geringerer Drehzahl der Antriebswelle die maximal erreichbare Leistung vorliegt. Es ist daher vorteilhaft, dann, wenn ein Schaltvorgang im Hinblick auf die maximal erzielbare elektrische Leistung im generatorischen Betrieb durchgeführt werden soll, die Schaltdrehzahl nSchalt am Schnittpunkt der für die beiden Drehzahl-Umsetzverhältnisse vorliegenden Maximal-Leistungskurven zu wählen. Wird die Schaltdrehzahl nSchalt überschritten, so wird die Getriebe-Umsetzstufe mit geringerem Drehzahl-Umsetzverhältnis gewählt, wird die Schaltdrehzahl nSchalt nicht überschritten bzw. unterschritten, so bleibt bzw. wird die Getriebe- Umsetzstufe mit höherem Drehzahl-Umsetzverhältnis gewählt. FIGS. 6 and 7 illustrate why in particular in the generator operation of the electric machine 12, it is advantageous to change the speed conversion ratio. Thus, 6 seen in FIG. The course of the maximum producible by the electric machine 12 electrical power in dependence on the rotational speed n k of the drive shaft 18. For a speed conversion ratio of x, for example 1, there is a gradual increase which reaches a maximum value, whereupon a gradual decrease occurs again. If the speed is translated higher, ie the rotor arrangement 20 rotates at a higher speed in this regard, which is represented by the curve I <x, this curve is compressed, so that the maximum achievable power is already available at a significantly lower speed of the drive shaft. It is therefore advantageous to choose the switching speed n switching at the intersection of the maximum power curves available for the two speed conversion ratios when a switching operation is to be carried out with regard to the maximum achievable electrical power in generator mode. If the switching speed n switching is exceeded, the gearbox conversion stage with a lower speed conversion ratio is selected; if the switching speed n switching is not exceeded or undercut, the gearbox conversion stage with a higher speed conversion ratio remains or is selected.

Die Fig. 7 stellt ferner noch Linien oder Bereiche konstanten Wirkungsgrades η dar. Dabei sind die Linien a, b der Leistungskurve für das höhere Drehzahl-Umsetzverhältnis zugeordnet, und die Linien c, d sind der Leistungskurve für das niedrigere Drehzahl-Umsetzverhältnis zugeordnet. Ferner bezeichnen die Linien a und c, welche eine größere Fläche umschließen, Linien eines konstanten, jedoch geringeren Wirkungsgrades η, und die Linien b und d bezeichnen Linien oder Bereiche eines konstanten, jedoch höheren Wirkungsgrades η. In einem Zustand, in welchem von der Elektromaschine 12 nicht die maximal mögliche Leistung gefordert wird, beispielsweise weil auch ein mit elektrischer Energie zu speisendes System keine hohe Leistungsanforderung stellt, sondern in welchem die Elektromaschine 12 in einem mittleren Leistungsbereich arbeitet, ist es vorteilhaft, die Schaltdrehzahl nicht mit Hinblick auf die maximal mögliche Leistung auszuwählen, sondern mit Hinblick auf den optimalen Wirkungsgrad der Elektromaschine auszuwählen. Dies sei in der Fig. 7 anhand der Soll-Leistung PS veranschlaulicht. Wird ausgehend von einem Zustand mit geringer Drehzahl nk der Antriebswelle 18 mit derartiger Leistungsanforderung die Elektromaschine 12 betrieben, so befindet sie sich zunächst innerhalb des Bereichs a für das höhere Drehzahl- Umsetzverhältnis, jedoch außerhalb des Bereichs c für das geringere Drehzahl-Umsetzverhältnis, wobei hier noch unterstellt sei, dass die Linien a und c den gleichen Wirkungsgrad η bezeichnen und ebenso die Linien b und d Linien gleichen Wirkungsgrades sind. Wird die Drehzahl der Antriebswelle 18 dann erhöht, so nähert man sich zunehmend einem Schnittpunkt zwischen den Linien a und c an. Bei Überschreiten dieses Schnittpunktes wird nun der Bereich a des höheren Drehzahl- Umsetzverhältnisses verlassen, so dass bei Beibehalten des höheren Drehzahl-Umsetzverhältnisses ein Abfall des Wirkungsgrades η auftreten würde. Gleichzeitig tritt jedoch beim niedrigeren Drehzahl-Umsetzverhältnis durch Eintreten in den durch die Linie c umrandeten Bereich eine Erhöhung des Wirkungsgrades auf. Es wird daher dann, wenn dem Wirkungsgrad der Elektromaschine 12 Vorrang gegeben werden soll, d. h. für eine bestimmte Leistungsanforderung diese mit optimalem Wirkungsgrad betrieben werden soll, vorteilhaft, die Schaltdrehzahl nSchalt nicht als konstanten Wert auszuwählen, sondern für einen jeweiligen Betriebszustand, beispielsweise für eine jeweilige Leistungsanforderung derart zu definieren, dass ein Schaltvorgang dann stattfinden wird, wenn durch Veränderung der Drehzahl der Antriebswelle 18 bei einem der Drehzahl-Umsetzverhältnisse eine Erhöhung des Wirkungsgrades und beim anderen eine Verringerung auftreten würde. Für die Auswahl der in Fig. 6 dargestellten Schaltstrategie in Abhängigkeit von der maximal erzielbaren elektrischen Leistung und der in Fig. 7 dargestellten Schaltstrategie, bei welcher die Schaltdrehzahl für einen jeweiligen Betriebszustand, beispielsweise eine jeweilige Leistungs­ anforderung, hinsichtlich der Optimierung des Wirkungsgrades ausgewählt wird, kann, wie vorangehend bereits angesprochen, die Höhe der Leistungsanforderung herangezogen werden. Bei hoher Leistungsanforderung, beispielsweise im Bereich von über 60% der maximal möglichen elektrischen Leistung bei Generatorbetrieb, kann die Schaltdrehzahl gemäß Fig. 6 ausgewählt werden, bei geringerer Leistungs­ anforderung kann die Schaltdrehzahl gemäß Fig. 7 ausgewählt werden. Ist die Leistungsanforderung nur minimal, beispielsweise unter 30% der maximal möglichen elektrischen Leistung im Generatorbetrieb, so kann derart vorgegangen werden, dass grundsätzlich nur einmal, so wie in Fig. 4 a) dargestellt, beim Anlassen des Fahrzeugs und beim Verlassen der Leerlaufdrehzahl ein Schaltvorgang bei Überschreiten der Schaltdrehzahl nSchalt durchgeführt wird, dann jedoch die Getriebe-Umsetzstufe beibehalten wird, unabhängig davon, wie sich die Drehzahl des Antriebsaggregats ändert. Auf diese Art und Weise kann durch Minimierung der vorzunehmen­ den Schaltvorgänge der Fahrkomfort verbessert werden und die Belastung der Getriebeanordnung minimiert werden. FIG. 7 also shows lines or ranges of constant efficiency η. Lines a, b are assigned to the power curve for the higher speed conversion ratio, and lines c, d are assigned to the power curve for the lower speed conversion ratio. Furthermore, lines a and c, which enclose a larger area, denote lines of a constant but lower efficiency η, and lines b and d denote lines or regions of a constant but higher efficiency η. In a state in which the maximum possible power is not required by the electric machine 12 , for example because a system to be fed with electrical energy does not make high power demands, but in which the electric machine 12 operates in a medium power range, it is advantageous to use the Do not select the switching speed with a view to the maximum possible output, but to select it with a view to the optimal efficiency of the electric machine. This is illustrated in FIG. 7 on the basis of the target power P S. If, starting from a state with a low speed n k of the drive shaft 18 with such a power requirement, the electric machine 12 is operated, it is initially within the range a for the higher speed conversion ratio, but outside the range c for the lower speed conversion ratio, whereby here it is assumed that lines a and c denote the same efficiency η and lines b and d are lines of the same efficiency. If the speed of the drive shaft 18 is then increased, an intersection between the lines a and c is increasingly being approached. If this intersection point is exceeded, the area a of the higher speed conversion ratio is now left, so that if the higher speed conversion ratio were maintained, the efficiency η would drop. At the same time, however, an increase in efficiency occurs at the lower speed conversion ratio by entering the area surrounded by line c. It is therefore advantageous, if priority is given to the efficiency of the electric machine 12 , that is to say for a specific power requirement to be operated with optimum efficiency, not to select the switching speed n switching as a constant value, but rather for a particular operating state, for example for a To define the respective power requirement in such a way that a switching operation will take place if, by changing the speed of the drive shaft 18, an increase in efficiency would occur in one of the speed conversion ratios and a decrease in the other. For the selection of the shift strategy shown in FIG. 6 as a function of the maximum achievable electrical power and the shift strategy shown in FIG. 7, in which the shift speed for a particular operating state, for example a particular power requirement, is selected with regard to the optimization of the efficiency, As already mentioned above, the amount of the performance requirement can be used. If the power requirement is high, for example in the range of over 60% of the maximum possible electrical power in generator operation, the switching speed according to FIG. 6 can be selected; if the power requirement is lower, the switching speed according to FIG. 7 can be selected. If the power requirement is only minimal, for example below 30% of the maximum possible electrical power in generator operation, the procedure can be such that a switching operation occurs only once, as shown in FIG. 4 a), when the vehicle is started and when the idling speed is left if the shift speed n shift is carried out, but then the transmission conversion stage is maintained, regardless of how the speed of the drive unit changes. In this way, driving comfort can be improved and the load on the transmission arrangement can be minimized by minimizing the switching operations to be carried out.

Ferner kann vorgesehen sein, dass dann, wenn die Drehzahl der Rotoranordnung 20 sich einem kritischen Bereich annähert, die Kraftkopplung zwischen der Antriebswelle 18 und der Rotoranordnung 20 unterbrochen wird, beispielsweise durch Ausrücken einer anstelle des Freilaufs 56 eingefügten Kupplungsanordnung. Ein nachfolgend vorzunehmendes Wiedereinkuppeln kann so wie vorangehend beschrieben erfolgen. Auch kann ein derartiges Trennen der Drehmomentenübertragung bei Überschreiten eines vorgegebenen Drehzahlgradienten erfolgen.Furthermore, it can be provided that when the rotational speed of the rotor arrangement 20 approaches a critical range, the force coupling between the drive shaft 18 and the rotor arrangement 20 is interrupted, for example by disengaging a clutch arrangement inserted instead of the freewheel 56 . A subsequent re-engagement can be carried out as described above. Such a separation of the torque transmission can also take place when a predetermined speed gradient is exceeded.

Durch die vorliegende Erfindung ist ein Antriebssystem mit einer Elek­ tromaschine und einer Getriebeanordnung bereitgestellt, bei welchem das Durchführen sanfter Schaltvorgänge im Bereich der Getriebeanordnung ohne das Schleifenlassen einer Reibungskupplung und somit einem relativ großen Verschleiß vorgenommen werden kann. Der erfindungsgemäße Aufbau ist sehr einfach und somit relativ robust und kostengünstig. In verschiedenen Betriebssituationen bietet der Einsatz des Freilaufs neben der Tatsache, dass auf das Ansteuern einer zusätzlichen Kupplung verzichtet werden kann, besondere Vorteile. Dies ist insbesondere ein Zustand, bei dem, wie vorangehend beschrieben, Drehschwingungen auftreten, oder beispielsweise ein Zustand, in welchem bei Durchführung von Schaltvorgängen in einem Fahrzeuggetriebe bei Zwischengasgeben oder bei starkem Abbremsen des Fahrzeugs oder des Antriebsaggregats spontan sich eine niedrigere Drehzahl auf der Seite der Antriebswelle 18 als auf der Seite des Rotors 20 einstellt. Der Rotor 20 kann sich dann zunächst im wesentlichen frei drehen, so dass auch bei sich langsamer drehender Antriebswelle 18 weiterhin elektrische Energie mit relativ hoher Effizienz erzeugt werden kann. Könnte eine spontane Drehzahländerung der Antriebswelle beim Freigeben der Rotoranordnung 20 zu einem Schaltstoß führen, so kann bei Einsatz einer schaltbaren Kupplung so wie vorangehend beschrieben vorgegangen werden. Bei dem erfindungsgemäßen System, bei welchem grundsätzlich zum Anlassen eines Antriebsaggregats auf eine Getriebe-Umsetzstufe mit höherem Drehzahl-Umsetzverhältnis zugegriffen wird, kann die Anzahl der in der Getriebeanordnung durchzuführenden Schaltvorgänge weiter vermindert werden, wenn beispielsweise beim Wiederstart eines betriebswarmen Antriebsaggregats sofort auf eine Getriebe-Umsetzstufe zugegriffen wird, die ein geringeres Drehzahl- Umsetzverhältnis aufweist. In diesem Zustand ist das zum Starten des Antriebsaggregats erforderliche Antriebsmoment im allgemeinen geringer, so dass auch eine derartige Getriebe-Umsetzstufe verwendet werden kann. Auch kann bei überhitzter Elektromaschine im motorischen, also antreibenden Betrieb derselben, beispielsweise bei einem Startvorgang, beim Liefern eines Unterstützungsdrehmomentes oder bei der aktiven Schwingungsdämpfung mit einem geringeren Drehzahl-Umsetzverhältnis, beispielsweise in einem Verhältnis von 1 gearbeitet werden.The present invention provides a drive system with an electric machine and a gear arrangement, in which the smooth switching operations in the area of the gear arrangement can be carried out without letting a friction clutch grind and thus a relatively large amount of wear. The structure according to the invention is very simple and thus relatively robust and inexpensive. In various operating situations, the use of the freewheel offers special advantages in addition to the fact that there is no need to control an additional clutch. This is in particular a state in which, as described above, torsional vibrations occur, or, for example, a state in which when switching operations are carried out in a vehicle transmission when the throttle is applied or when the vehicle or the drive unit is braked strongly, a lower rotational speed spontaneously occurs on the side of the Drive shaft 18 adjusts as on the side of the rotor 20 . The rotor 20 can then initially rotate essentially freely, so that electrical energy can still be generated with relatively high efficiency even when the drive shaft 18 rotates more slowly. If a spontaneous change in the speed of the drive shaft when releasing the rotor arrangement 20 could result in a switching shock, the procedure described above can be used when using a switchable clutch. In the system according to the invention, in which a gear conversion stage with a higher speed conversion ratio is generally used to start a drive unit, the number of gearshifts to be carried out in the transmission arrangement can be further reduced if, for example, when a drive unit that is at operating temperature is restarted, Access stage is accessed that has a lower speed conversion ratio. In this state, the drive torque required to start the drive unit is generally lower, so that such a gear conversion stage can also be used. It is also possible to work with a lower speed conversion ratio, for example in a ratio of 1, in the case of an overheated electric machine in the motorized, that is to say driving operation thereof, for example during a starting process, when delivering a supporting torque or during active vibration damping.

Ferner sei noch darauf hingewiesen, dass die zwischen dem Ausgangsglied, d. h. dem Planetenradträger 52, und der Rotoranordnung 20 wirksame Kupplungsanordnung im dargestellten Ausgestaltungsbeispiel die Freilaufanordnung 56, nicht direkt zwischen diesen beiden Komponenten oder Baugruppen wirken muss. Es können weitere zwischengeschaltete Komponenten oder Baugruppen vorgesehen sein, insbesondere kann ein weiterer Getriebezug vorgesehen sein, so dass auch bei wirksamer Kupplungsanordnung, d. h. bei wirksamer Freilaufanordnung 56 oder andersartiger Kupplungsanordnung, ein von 1 unterschiedliches Drehzahl- Umsetzverhältnis vorgesehen ist.Further, it should be noted that between the output member, that is to say the planet carrier 52, and the rotor assembly 20 in the illustrated embodiment effective coupling assembly, the freewheel assembly 56 is not directly between these two components or subassemblies must act. Further intermediate components or assemblies can be provided, in particular a further gear train can be provided, so that even with an effective clutch arrangement, ie with an effective freewheel arrangement 56 or a different type of clutch arrangement, a speed conversion ratio different from 1 is provided.

Claims (40)

1. Antriebssystem, umfassend eine Elektromaschine (12) und ein mit einer Antriebswelle (18) eines Antriebsaggregates (16) zur Drehung koppelbares oder gekoppeltes Ausgangsglied (52), durch welche Elektromaschine (12) die Antriebswelle (18) zur Drehung antreibbar ist oder/und bei Drehung der Antriebswelle (18) elektrische Energie gewinnbar ist, wobei die Elektromaschine (12) eine Statoranordnung (30) umfasst, gekennzeichnet durch eine mit dem Ausgangsglied (52) über eine Getriebeanordnung (14) mit veränderbarem Drehzahl-Umsetzverhält­ nis zur Drehung verbundene oder verbindbare Rotoranordnung (20) und durch eine erste Kupplungsanordnung (56), durch welche eine Drehmomentübertragungsverbindung zwischen der Rotoranordnung (20) und dem Ausgangsglied (52) herstellbar ist.1. Drive system comprising an electric machine ( 12 ) and an output member ( 52 ) that can be coupled or coupled to a drive shaft ( 18 ) of a drive unit ( 16 ) for rotation, by means of which electric machine ( 12 ) the drive shaft ( 18 ) can be driven to rotate or / and when the drive shaft ( 18 ) rotates, electrical energy can be obtained, the electric machine ( 12 ) comprising a stator arrangement ( 30 ), characterized in that it is connected to the output member ( 52 ) via a gear arrangement ( 14 ) with a variable speed conversion ratio for rotation or connectable rotor arrangement ( 20 ) and by a first coupling arrangement ( 56 ), by means of which a torque transmission connection between the rotor arrangement ( 20 ) and the output member ( 52 ) can be established. 2. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kupplungsanordnung (56) eine Freilaufanordnung (56) umfasst, durch welche ein Drehmoment im wesentlichen nur vom Ausgangsglied (52) zur Rotoranordnung (20) hin übertragbar ist.That the first clutch assembly (56) comprises a freewheel arrangement (56) 2. A drive system according to claim 1, characterized in that, by means of which a torque substantially only by the output member (52) to the rotor assembly (20) is out transferable. 3. Antriebssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung (14) wenig­ stens eine wahlweise aktivierbare Getriebe-Umsetzstufe aufweist, bei welcher im aktivierten Zustand derselben ein Drehzahlverhältnis Drehzahl der Rotoranordnung/Drehzahl des Ausgangsgliedes (52) größer als 1 ist.3. Drive system according to claim 1 or 2, characterized in that the gear arrangement ( 14 ) has at least an optionally activatable gear conversion stage, in which, when activated, a speed ratio speed of the rotor arrangement / speed of the output member ( 52 ) is greater than 1 . 4. Antriebssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im nicht aktivierten Zustand der wenigstens einen Getriebe-Umsetzstufe mit von 1 unterschiedlichem Drehzahlverhältnis bei Drehmoment übertragender erster Kupplungs­ anordnung (56) das Drehzahlverhältnis 1 ist.4. Drive system according to claim 3, characterized in that in the non-activated state of the at least one transmission conversion stage with a speed ratio different from 1 with torque-transmitting first clutch arrangement ( 56 ), the speed ratio is 1 . 5. Antriebssystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Getriebe-Umsetz­ stufe mit von 1 unterschiedlichem Drehzahlverhältnis durch wahlweises Aktivieren einer Reaktionsmomentenabstützanordnung (64) aktivierbar ist.5. Drive system according to claim 3 or 4, characterized in that the at least one gear conversion stage with a speed ratio different from 1 can be activated by selectively activating a reaction torque support arrangement ( 64 ). 6. Antriebssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionsmomentenabstützanord­ nung (64) eine vorzugsweise elektromagnetisch aktivierbare oder/und deaktivierbare und vorzugsweise formschlüssig oder/und reibschlüssig wirkende zweite Kupplungsanordnung (64) umfasst.That the Reaktionsmomentenabstützanord voltage (64) 6. The drive system of claim 5, characterized in that a preferably electromagnetically activatable and / or deactivatable and preferably positively and / or frictionally acting second clutch assembly (64). 7. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung (14) ein Planetengetriebe umfasst, welches aufweist:
  • - ein mit der Rotoranordnung (20) verbundenes Sonnenrad (48),
  • - ein Hohlrad (62), welches wahlweise gegen Drehung festleg­ bar ist oder zur Drehung freigegeben ist,
  • - wenigstens ein an einem Planetenradträger (52) drehbar getragenes Planetenrad (60), welches mit dem Sonnenrad (48) und dem Hohlrad (62) in Drehmomentübertragungsverbindung steht, wobei der Plane­ tenradträger (52) das Ausgangsglied (52) bildet oder mit diesem verbunden ist.
7. Drive system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the gear arrangement ( 14 ) comprises a planetary gear, which comprises:
  • - A sun gear ( 48 ) connected to the rotor arrangement ( 20 ),
  • - A ring gear ( 62 ), which can either be fixed against rotation or is released for rotation,
  • - At least one on a planet carrier ( 52 ) rotatably supported planet gear ( 60 ) which is connected to the sun gear ( 48 ) and the ring gear ( 62 ) in torque transmission connection, the tarpaulin tenradträger ( 52 ) forms the output member ( 52 ) or connected to this is.
8. Antriebssystem nach Anspruch 7 und einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (62) durch die Reaktions­ momentenabstützanordnung (64) gegen Drehung festlegbar ist.8. Drive system according to claim 7 and one of claims 5 or 6, characterized in that the ring gear ( 62 ) by the reaction torque support arrangement ( 64 ) can be fixed against rotation. 9. Antriebssystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wechselwirkungsbereich (24) der Rotoranordnung (20) über eine Torsionsschwingungsdämpferanord­ nung (40) in Verbindung mit dem Sonnenrad (48) steht.9. Drive system according to claim 7 or 8, characterized in that an interaction region ( 24 ) of the rotor arrangement ( 20 ) via a torsional vibration damper arrangement ( 40 ) is connected to the sun gear ( 48 ). 10. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoranordnung (20) die Stator­ anordnung (30) radial außen umgibt.10. Drive system according to one of claims 1 to 9, characterized in that the rotor arrangement ( 20 ) surrounds the stator arrangement ( 30 ) radially on the outside. 11. Antriebssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder/und optional in Verbindung mit dem kennzeichnenden Teil von einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Statoranordnung (30) einen Statorträger (32) umfasst, der in einem radial außen liegenden Bereich einen Wechselwirkungsbereich (34) der Statoranordnung (30) trägt und der wenigstens einen Teil einer Getriebeanordnung (14) radial außen umgibt.11. Drive system according to the preamble of claim 1 and / or optionally in connection with the characterizing part of one of claims 1 to 10, characterized in that the stator arrangement ( 30 ) comprises a stator carrier ( 32 ) which is in a radially outer region carries an interaction region ( 34 ) of the stator arrangement ( 30 ) and surrounds the at least part of a gear arrangement ( 14 ) radially on the outside. 12. Antriebssystem nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Kühlanordnung (78, 80), durch welche der Wechselwirkungsbereich (34) der Statoranordnung (30) und die Getriebeanordnung (14) gekühlt werden können.12. Drive system according to claim 11, characterized by a cooling arrangement ( 78 , 80 ) through which the interaction region ( 34 ) of the stator arrangement ( 30 ) and the gear arrangement ( 14 ) can be cooled. 13. Antriebssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlanordnung (78, 80) eine Kühlmittelkanalanordnung (78, 80) in dem Statorträger (32) umfasst, welche Kühlmittelkanalanordnung (78, 80) in Verbindung mit einer Kühlmittelquelle bringbar ist oder steht.13. The drive system of claim 12, characterized in that the cooling arrangement (78, 80) includes a refrigerant channel arrangement (78, 80) in the stator (32), which coolant duct arrangement (78, 80) can be brought into communication with a source of coolant or standing. 14. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine (12) an einer Nebenantriebsseite (N) des Antriebsaggregates (16) positionierbar oder positioniert ist.14. Drive system according to one of claims 1 to 13, characterized in that the electric machine ( 12 ) on an auxiliary drive side (N) of the drive unit ( 16 ) can be positioned or positioned. 15. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei mit der Antriebswelle (18) gekoppeltem Ausgangsglied (52) die Rotoranordnung (20) zur Antriebswelle (18) koaxial angeordnet ist.15. Drive system according to one of claims 1 to 14, characterized in that the rotor arrangement ( 20 ) is arranged coaxially with the drive shaft ( 18 ) when the output member ( 52 ) is coupled to the drive shaft ( 18 ). 16. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine (12) vorzugsweise im Bereich eines Statorträgers (32) über eine elastische Verbindungsanordnung (72) mit einer feststehenden Baugruppe, vorzugsweise dem Antriebsaggregat (16), verbunden oder verbindbar ist.16. Drive system according to one of claims 1 to 15, characterized in that the electric machine ( 12 ) preferably in the region of a stator carrier ( 32 ) via an elastic connection arrangement ( 72 ) with a fixed assembly, preferably the drive unit ( 16 ), connected or connectable is. 17. Verfahren zum Ansteuern eines Antriebssystems, insbesondere eines Antriebssystems nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei das Antriebssystem eine Elektromaschine (12) und ein mit einer Antriebswelle (18) eines Antriebsaggregates (16) zur Drehung gekoppeltes Ausgangsglied (52) aufweist, wobei durch die Elek­ tromaschine (12) die Antriebwelle (18) zur Drehung antreibbar ist oder/und bei Drehung der Antriebswelle elektrische Energie gewinn­ bar ist, wobei die Elektromaschine (12) ferner eine Statoranordnung (30) und eine mit dem Ausgangsglied (52) über eine Getriebeanord­ nung (14) mit veränderbarem Drehzahl-Umsetzverhältnis zur Drehung verbundene oder verbindbare Rotoranordnung (20) aufweist, wobei die Getriebeanordnung (14) wenigstens zwei Getriebe-Umsetzstufen mit unterschiedlichem Drehzahlverhältnis Drehzahl der Rotoranordnung/Drehzahl des Ausgangsgliedes (52) aufweist,
wobei das Verfahren zum Durchführen eines Schaltvorgangs von einer eingerichteten Getriebe-Umsetzstufe zu einer einzurichtenden Getriebe-Umsetzstufe folgende Schritte umfasst:
  • a) Ermitteln der Drehzahl der Antriebswelle (18) oder/und Ermitteln der Drehzahl der Rotoranordnung (20),
  • b) dann, wenn die Drehzahl der Antriebswelle (18) bzw. die Drehzahl der Rotoranordnung (20) eine vorbestimmte Grenz­ drehzahl (nSchalt) erreicht, Verändern eines zwischen der Rotor­ anordnung (20) und dem Ausgangsglied (52) übertragenen Drehmomentes auf einen Entkopplungswert,
  • c) dann, wenn das zwischen der Rotoranordnung (20) und dem Ausgangsglied (52) übertragene Drehmoment im Bereich des Entkopplungswertes ist, Unterbrechen der Drehmomentüber­ tragungsverbindung zwischen dem Ausgangsglied (52) und der Rotoranordnung (20),
  • d) Verändern der Drehzahl der Rotoranordnung (20) in Richtung auf eine der einzurichtenden Getriebe-Umsetzstufe zugeord­ nete Soll-Rotordrehzahl zu,
  • e) dann, wenn die Drehzahl der Rotoranordnung (20) im Bereich der Soll-Rotordrehzahl ist, Herstellen der Drehmomentübertra­ gungsverbindung zwischen dem Ausgangsglied (52) und der Rotoranordnung (20) zum Erhalt der einzurichtenden Getriebe- Umsetzstufe.
17. A method for controlling a drive system, in particular a drive system according to one of the preceding claims,
wherein the drive system an electric machine (12) and having a drive shaft (18) has a drive unit (16) coupled for rotation output member (52), said tromaschine by Elek (12) the drive shaft (18) for rotation can be driven and / or electrical energy can be obtained when the drive shaft rotates, the electric machine ( 12 ) further comprising a stator arrangement ( 30 ) and a rotor arrangement ( 20 ) which can be connected or connected to the output member ( 52 ) via a transmission arrangement ( 14 ) with a variable speed conversion ratio for rotation ), the gear arrangement ( 14 ) having at least two gear conversion stages with different speed ratios of the rotor arrangement / speed of the output member ( 52 ),
the method for performing a shift from a gearbox conversion stage to a gearbox conversion stage to be set up comprising the following steps:
  • a) determining the speed of the drive shaft ( 18 ) and / or determining the speed of the rotor arrangement ( 20 ),
  • b) when the speed of the drive shaft ( 18 ) or the speed of the rotor assembly ( 20 ) reaches a predetermined limit speed (n switching ), changing a torque transmitted between the rotor assembly ( 20 ) and the output member ( 52 ) to one Decoupling value,
  • c) if the torque transmitted between the rotor arrangement ( 20 ) and the output element ( 52 ) is in the range of the decoupling value, interrupting the torque transmission connection between the output element ( 52 ) and the rotor arrangement ( 20 ),
  • d) changing the speed of the rotor arrangement ( 20 ) in the direction of a target rotor speed assigned to the gear conversion stage to be set up,
  • e) when the speed of the rotor arrangement ( 20 ) is in the range of the target rotor speed, establishing the torque transmission connection between the output member ( 52 ) and the rotor arrangement ( 20 ) to obtain the gear conversion stage to be set up.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Rotordrehzahl eine Drehzahl ist, welche durch Multiplizieren der Drehzahl der Antriebswelle (18) mit dem Drehzahlverhältnis der einzurichtenden Getriebe- Umsetzstufe erhalten wird.18. The method according to claim 17, characterized in that the target rotor speed is a speed which is obtained by multiplying the speed of the drive shaft ( 18 ) by the speed ratio of the gear conversion stage to be set up. 19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt e) einen Schritt e') umfasst, bei welchem dann, wenn die Drehzahl der Rotoranordnung (20) im Bereich der Soll-Rotordrehzahl ist, eine Drehzahländerung der Rotoranordnung (20) an eine Drehzahländerung der Antriebswelle (18) angepasst wird, wobei die Drehmomentübertragungsverbindung zwischen der Rotoranordnung (20) und dem Ausgangsglied (52) dann hergestellt wird, wenn ferner die Drehzahländerung der Rotoranordnung (20) an die Drehzahländerung der Antriebswelle (18) angepasst ist.19. The method according to claim 17 or 18, characterized in that step e) comprises a step e '), in which, when the speed of the rotor arrangement ( 20 ) is in the range of the target rotor speed, a speed change of the rotor arrangement ( 20 ) is adapted to a change in speed of the drive shaft ( 18 ), the torque transmission connection between the rotor arrangement ( 20 ) and the output member ( 52 ) being established if the change in speed of the rotor arrangement ( 20 ) is also adapted to the change in speed of the drive shaft ( 18 ) . 20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt e') nur dann durchgeführt wird, wenn die Drehzahländerung der Antriebswelle (18) höher ist als eine Schwellendrehzahländerung.20. The method according to claim 19, characterized in that step e ') is carried out only when the speed change of the drive shaft ( 18 ) is higher than a threshold speed change. 21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass bei wenigstens einer Getriebe- Umsetzstufe eine Freilaufanordnung (56) vorgesehen ist, durch welche ein Drehmoment im wesentlichen nur von dem Ausgangsglied (52) zur Rotoranordnung (20) hin übertragen werden kann.21. The method according to any one of claims 17 to 20, characterized in that in at least one gear conversion stage, a freewheel arrangement ( 56 ) is provided, through which a torque is transmitted essentially only from the output member ( 52 ) to the rotor arrangement ( 20 ) can. 22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schalten von der einen Getriebe- Umsetzstufe zu einer anderen Getriebe-Umsetzstufe mit höherem Drehzahlverhältnis der Schritt b) einen Schritt b') zum Erzeugen eines Antriebs-Drehmomentes bei der Rotoranordnung (20) umfasst, um das zwischen der Rotoranordnung (20) und dem Ausgangsglied (52) übertragene Drehmoment auf einen Wert im Bereich von 0 als den Entkopplungswert zu verändern, und dass im Schritt c) das Unterbrechen der Drehmomentübertragungsverbindung selbständig auftritt, wenn der Entkopplungswert erreicht beziehungsweise überschritten wird.22. The method according to claim 21, characterized in that when switching from one gear conversion stage to another gear conversion stage with a higher speed ratio, step b) comprises step b ') for generating a drive torque in the rotor arrangement ( 20 ) in order to change the torque transmitted between the rotor arrangement ( 20 ) and the output member ( 52 ) to a value in the range of 0 as the decoupling value, and that in step c) the interruption of the torque transmission connection occurs automatically when the decoupling value is reached or exceeded . 23. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer der Getriebe-Umsetzstufen das Drehzahlverhältnis 1 ist und dass in wenigstens einer anderen der Getriebe-Umsetzstufen das Drehzahlverhältnis größer als 1 ist.23. The method according to any one of claims 17 to 22, characterized in that the speed ratio is 1 in one of the gear conversion stages and that the speed ratio is greater than 1 in at least one of the other gear conversion stages. 24. Verfahren nach Anspruch 21 und Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Freilaufanordnung (56) bei derjenigen Getriebe-Umsetzstufe vorgesehen ist, deren Drehzahl­ verhältnis 1 ist.24. The method according to claim 21 and claim 23, characterized in that the freewheel arrangement ( 56 ) is provided in that gear conversion stage whose speed ratio is 1 . 25. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schalten von einer Getriebe- Umsetzstufe mit niedrigerem Drehzahlverhältnis in eine Getriebe- Umsetzstufe mit höherem Drehzahlverhältnis der Schritt d) das Erzeugen eines Antriebs-Drehmomentes bei der Rotoranordnung (20) umfasst.25. The method according to any one of claims 17 to 24, characterized in that when switching from a gearbox conversion stage with a lower speed ratio to a gearbox conversion stage with a higher speed ratio, step d) comprises generating a drive torque in the rotor arrangement ( 20 ) . 26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt e) dann, wenn die Drehzahl der Rotoranordnung (20) im Bereich der Soll-Rotordrehzahl ist, die Erzeugung des Antriebs-Drehmomentes beendet wird.26. The method according to claim 25, characterized in that in step e), when the speed of the rotor arrangement ( 20 ) is in the range of the target rotor speed, the generation of the drive torque is ended. 27. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schalten von einer Getriebe- Umsetzstufe mit höherem Drehzahlverhältnis in eine Getriebe- Umsetzstufe mit niedrigerem Drehzahlverhältnis der Schritt d) das Erzeugen eines Brems-Drehmomentes bei der Rotoranordnung (20) umfasst.27. The method according to any one of claims 17 to 26, characterized in that when switching from a gearbox conversion stage with a higher speed ratio to a gearbox conversion stage with a lower speed ratio step d) comprises generating a braking torque in the rotor arrangement ( 20 ) . 28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt e) dann, wenn die Drehzahl der Rotoranordnung (20) im Bereich der Soll-Rotordrehzahl ist, die Erzeugung des Brems-Drehmomentes beendet wird.28. The method according to claim 27, characterized in that in step e), when the speed of the rotor arrangement ( 20 ) is in the range of the target rotor speed, the generation of the braking torque is ended. 29. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt b) das Vermindern eines bei der Rotoranordnung (20) erzeugten Brems-Drehmomentes, vorzugsweise auf einen Wert im Bereich von 0, und gegebenenfalls das Erzeugen eines Antriebs-Drehmomentes bei der Rotoranordnung (20) umfasst.29. The method according to any one of claims 17 to 28, characterized in that step b) reducing a braking torque generated in the rotor arrangement ( 20 ), preferably to a value in the range of 0, and optionally generating a drive torque in the rotor arrangement ( 20 ). 30. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt b) das zwischen dem Ausgangsglied (52) und der Rotoranordnung (20) übertragene Drehmoment erst dann verändert wird, wenn seit dem Erreichen der Grenzdrehzahl (nSchalt) eine vorbestimmte Zeitdauer vergangen ist.30. The method according to any one of claims 17 to 29, characterized in that in step b) the torque transmitted between the output member ( 52 ) and the rotor arrangement ( 20 ) is only changed when one has reached the limit speed (n switching ) predetermined time has passed. 31. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt b) das zwischen dem Ausgangsglied (52) und der Rotoranordnung (20) übertragene Drehmoment nur dann verändert wird, wenn nach dem Erreichen des Grenzwertes (nSchalt) die Drehzahl der Antriebswelle (18) beziehungsweise der Rotoranordnung (20) für eine vorbestimmte Zeitdauer jenseits der Grenzdrehzahl (nSchalt) bleibt. 31. The method according to any one of claims 17 to 30, characterized in that in step b) the torque transmitted between the output member ( 52 ) and the rotor arrangement ( 20 ) is only changed if after reaching the limit value (n switching ) The speed of the drive shaft ( 18 ) or of the rotor arrangement ( 20 ) remains beyond the limit speed (n switching ) for a predetermined period of time. 32. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzdrehzahl (nSchalt) als eine Drehzahl bestimmt wird, bei deren Überschreiten bei der ein­ zurichtenden Getriebe-Umsetzstufe die maximale Leistungsabgabe der Elektromaschine (12) bei Erzeugung elektrischer Energie höher ist als bei der eingerichteten Getriebe-Umsetzstufe.32. The method according to any one of claims 17 to 31, characterized in that the limit speed (n switching ) is determined as a speed, when exceeded, the maximum power output of the electric machine ( 12 ) higher when generating electrical energy in the gearbox conversion stage to be prepared than when the gearbox conversion stage is set up. 33. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzdrehzahl (nSchalt) für einen jeweiligen Betriebszustand als eine Drehzahl bestimmt wird, bei deren Überschreiten bei der einzurichtenden Getriebe-Umsetzstufe der Wirkungsgrad der Elektromaschine (12) bei Erzeugung elek­ trischer Energie höher ist als bei der eingerichteten Getriebe- Umsetzstufe.33. The method according to any one of claims 17 to 32, characterized in that the limit speed (n switching ) for a respective operating state is determined as a speed, when exceeded when the gear conversion stage to be set up, the efficiency of the electric machine ( 12 ) when generating elec tric energy is higher than with the gearbox conversion stage. 34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebszustand wenigstens durch die Leistungsanforderung an die Elektromaschine (12) bestimmt ist.34. The method according to claim 33, characterized in that the operating state is determined at least by the power requirement on the electric machine ( 12 ). 35. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzdrehzahl (nSchalt) zum Optimieren der maximalen Leistungsabgabe der Elektromaschine (12) bei Erzeugung elektrischer Energie bestimmt wird, wenn in einem durch die Elektromaschine (12) mit elektrischer Energie versorgten System eine hohe Leistungsanforderung, vorzugsweise im Bereich von 60%-100% der Maximalleistung der Elektromaschine, bei Erzeugung elektrischer Energie vorhanden ist, und dass die Grenzdrehzahl (nSchalt) zur Optimierung des Wirkungsgrades der Elektromaschine (12) bei Erzeugung elektrischer Energie bestimmt wird, wenn die Leistungsanforderung des Systems im Bereich von weniger 60% der Maximalleistung der Elektromaschine (12) bei Erzeugung elektrischer Energie liegt.35. The method according to any one of claims 32 to 34, characterized in that the limit speed (n switching ) for optimizing the maximum power output of the electrical machine ( 12 ) is determined when generating electrical energy, if in one by the electrical machine ( 12 ) with electrical energy supplied system has a high power requirement, preferably in the range of 60% -100% of the maximum power of the electric machine, when generating electrical energy, and that the limit speed (n switching ) is determined to optimize the efficiency of the electric machine ( 12 ) when generating electrical energy , if the power requirement of the system is in the range of less than 60% of the maximum power of the electric machine ( 12 ) when generating electrical energy. 36. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass zum Starten des Antriebsaggregates (16) eine Getriebe-Umsetzstufe mit höherem Drehzahlverhältnis, vorzugsweise im Bereich von 4, eingerichtet wird, und dass nach Erreichen der Grenzdrehzahl (nSchalt) eine Getriebe-Umsetzstufe mit niedrigerem Drehzahlverhältnis, vorzugsweise im Bereich von 1, eingerichtet wird.36. The method according to any one of claims 17 to 35, characterized in that a gear conversion stage with a higher speed ratio, preferably in the range of 4, is set up to start the drive unit ( 16 ), and that after reaching the limit speed (n shift ) one Gear conversion stage with a lower speed ratio, preferably in the range of 1, is set up. 37. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass nach Einrichten der Getriebe-Umsetz­ stufe mit niedrigerem Drehzahlverhältnis ein Umschalten der Getriebe-Umsetzstufen unabhängig von der Drehzahl der Antriebswelle (18) beziehungsweise der Rotoranordnung (20) im wesentlichen unterbleibt.37. The method according to claim 36, characterized in that after setting up the transmission conversion stage with a lower speed ratio, switching of the transmission conversion stages does not take place regardless of the speed of the drive shaft ( 18 ) or the rotor arrangement ( 20 ). 38. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umschalten der Getriebe-Umsetz­ stufe dann im wesentlichen unterbleibt, wenn eine Leistungsanforde­ rung eines von der Elektromaschine (12) mit elektrischer Energie ver­ sorgten Systems in einem niederen Bereich, vorzugsweise weniger als 30% der Maximalleistung der Elektromaschine (12) bei Erzeu­ gung elektrischer Energie, liegt.38. The method according to claim 37, characterized in that a changeover of the transmission conversion stage is essentially omitted if a power requirement of a system supplied with electrical energy by the electric machine ( 12 ) is in a lower range, preferably less than 30%. the maximum power of the electric machine ( 12 ) when generating electrical energy. 39. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung (14) ein Planetengetriebe umfasst, welches aufweist:
  • - ein mit der Rotoranordnung (20) verbundenes Sonnenrad (48),
  • - ein Hohlrad (62), welches durch eine Kupplungsanordnung (64) wahlweise gegen Drehung festlegbar ist,
  • - wenigstens ein an einem Planetenradträger (52) drehbar getragenes Planetenrad (60), welches mit dem Sonnenrad (48) und dem Hohlrad (62) in Drehmomentübertragungsverbindung steht, wobei der Plane­ tenradträger (52) das Ausgangsglied (52) bildet oder mit diesem verbunden ist,
  • - eine weitere Kupplungsanordnung (56), durch welche eine vorzugsweise im wesentlichen direkte Drehmomentüber­ tragungsverbindung zwischen dem Planetenradträger (52) und der Rotoranordnung (20) herstellbar ist,
wobei zum Einrichten einer Getriebe-Umsetzstufe mit höherem Drehzahlverhältnis das Hohlrad (62) durch die Kupplungsanordnung (64) im wesentlichen drehfest gehalten wird und die weitere Kupplungsanordnung (56) im wesentlichen keine Drehmomentüber­ tragungsverbindung zwischen der Rotoranordnung (20) und dem Planetenradträger (52) vorsieht, und wobei zum Einrichten einer Getriebe-Umsetzstufe mit niedrigerem Drehzahlverhältnis, vorzugs­ weise einem Drehzahlverhältnis von 1, die Kupplungsanordnung (64) das Hohlrad (62) im wesentlichen nicht gegen Drehung festlegt und die weitere Kupplungsanordnung (56) eine Drehmomentübertragungsverbindung zwischen dem Planetenradträger (52) und der Rotoranordnung (20) vorsieht.
39. The method according to any one of claims 17 to 38, characterized in that the gear arrangement ( 14 ) comprises a planetary gear, which comprises:
  • - A sun gear ( 48 ) connected to the rotor arrangement ( 20 ),
  • a ring gear ( 62 ) which can be fixed against rotation by a clutch arrangement ( 64 ),
  • - At least one on a planet carrier ( 52 ) rotatably supported planet gear ( 60 ) which is connected to the sun gear ( 48 ) and the ring gear ( 62 ) in torque transmission connection, the tarpaulin tenradträger ( 52 ) forms the output member ( 52 ) or connected to this is
  • a further clutch arrangement ( 56 ), by means of which a preferably substantially direct torque transmission connection can be established between the planet gear carrier ( 52 ) and the rotor arrangement ( 20 ),
wherein the ring gear ( 62 ) is held essentially non-rotatably by the clutch arrangement ( 64 ) and the further clutch arrangement ( 56 ) has essentially no torque transmission connection between the rotor arrangement ( 20 ) and the planet carrier ( 52 ) for setting up a transmission conversion stage with a higher speed ratio. provides, and wherein to set up a gearbox conversion stage with a lower speed ratio, preferably a speed ratio of 1, the clutch arrangement ( 64 ) essentially does not fix the ring gear ( 62 ) against rotation and the further clutch arrangement ( 56 ) establishes a torque transmission connection between the planet carrier ( 52 ) and the rotor arrangement ( 20 ).
40. Verfahren nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kupplungsanordnung (56) eine Freilaufanordnung (56) umfasst, durch welche ein Drehmoment im wesentlichen nur vom Planetenradträger (52) zur Rotoranordnung (20) hin übertragbar ist.40. The method according to claim 39, characterized in that said second clutch assembly (56) comprises a freewheel arrangement (56) through which a torque substantially only by the planet carrier (52) to the rotor assembly (20) is transferable out.
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