JP7354449B2 - 駆動装置および駆動アセンブリ - Google Patents

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    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • B60K2006/266—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators with two coaxial motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
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Description

本発明は、電気駆動可能な自動車、特にハイブリッド自動車のパワートレイン用の駆動装置と、駆動アセンブリと、に関する。
先行技術から様々な駆動装置が知られており、それらは駆動アセンブリまたはパワートレインに統合されている。
独国特許第１１ ２０１５ ００６ ０７１ Ｔ５号には、内燃機関の動力を使用して電気エネルギーを発生させることができる発電機と、電気エネルギーによって駆動されてホイールを駆動する電気モータと、発電機および電気モータを収容するハウジングと、発電機および電気モータを制御するための電力制御装置と、を備えるハイブリッド車両駆動システムが開示されている。発電機および電気モータは、ハウジング内に同一軸線上に並んで配置されている。
国際公開第２０１９ １０１ ２６４ Ａ１号には、ハイブリッド自動車用のパワートレインが開示されている。このパワートレインは、トランスミッション入力シャフトを備えており、トランスミッション入力シャフトは、トルクを伝達するように第１のサブパワートレインを介して第１の電気機械および内燃機関に動作可能に接続されており、かつ、トルクを伝達するように第２のサブパワートレインを介して第２の電気機械に動作可能に接続されている。２つの電気機械は、互いに同軸かつ軸方向に隣接して配置されている。
米国特許出願第２０１６／０２１８５８４ Ａ１号には、電気機械を制御するために使用される制御装置が記載されており、制御装置は、電気機械を備える駆動装置のハウジングに取り付けられている。この場合、駆動装置は、互いに同軸かつ軸方向に隣接して配置された２つの電気機械を備えている。
ハイブリッド自動車用の駆動アセンブリでは、複数の電気回転機を備えた駆動装置を一体化するためには、特に軸方向における設置スペースの要件が厳しい。
このような駆動装置を、自動車におけるいわゆる前方横型アセンブリ（front-transverse assemblies）（電気回転機および内燃機関が前方駆動機として使用され、電気回転機および内燃機関のそれぞれの回転軸が自動車の長手方向に対して横向きに配置されている）で使用するときには、駆動アセンブリの軸方向の構造が特に短いことが特に有利である。
上記に基づき、本発明の目的は、最適な動作を、安価に、かつ特に省スペースな様態で確保することのできる駆動装置と、そのような駆動装置を備えた駆動アセンブリと、を提供することである。
本目的は、請求項１に記載の本発明による駆動装置によって達成される。駆動装置の有利な実施形態は、従属請求項２から８に記載されている。
さらに、駆動装置を有する駆動アセンブリが、請求項９によって提供される。駆動アセンブリの有利な実施形態は、従属請求項１０に記載されている。
請求項の特徴は、以下の記述からの説明と、本発明の追加の実施形態を記載した図面からの特徴と、を含む、技術的に有用な任意の方法で、組み合わせることができる。
本発明の文脈では、「軸方向」および「径方向」という用語は、常に、駆動装置の回転軸を指し、これは、駆動装置に含まれる電気回転機のうちの少なくとも一方の回転軸に相当する。
本発明は、電気駆動可能な自動車、特にハイブリッド自動車のパワートレイン用の駆動装置に関する。本駆動装置は、第１の電気回転機および第２の電気回転機、ならびに第１のシャフトおよび第２のシャフトを備えており、第１の電気回転機のロータは、第１のシャフトに、相対回転不能に固定される様態で接続されており、第２の電気回転機のロータは、第２のシャフトに、相対回転不能に固定される様態で接続されている。本駆動装置はさらに分離クラッチを有し、分離クラッチによって、第１の電気回転機のロータは、トルク伝達の目的のために第２のシャフトに接続可能であるか、または接続されている。本発明によれば、２つの電気回転機のうちの一方は、それぞれの他方の電気回転機によって径方向に境界が画定された領域内に、少なくとも部分的に径方向および軸方向に配置されている。
一実施形態では、径方向内側に配置された電気回転機は、それぞれの他方の電気回転機によって径方向に境界が画定された空間内に、径方向および軸方向に全体が配置されていることを、企図することができる。
分離クラッチは、第１の電気回転機から第２のシャフトに至るトルク伝達経路内に配置されているか、または、このトルク伝達経路を開閉するように構成されている。駆動装置は、分離クラッチを作動させるための作動システムを備えることができ、作動システムのレリーズベアリングは、単列または複列で構成することができる。
有利なことに、電気回転機のロータの回転軸は、同軸上に配置されている。
２つの電気回転機を径方向に入れ子にすることにより、両方の電気回転機のロータコアおよびステータコアの個々の積層体の製造時に、径方向内側の電気回転機のロータの積層体と、径方向内側の電気回転機のステータの積層体と、に加えて、径方向外側の電気回転機のステータの積層体と、径方向外側の電気回転機のロータの積層体ともまた、すべて１回のパンチングストロークで回路基板から切り出すことができるという利点がもたらされる。
径方向外側の電気回転機のロータは、このロータを第２のシャフトに結合する目的で、第２のシャフトに結合されているロータキャリアによって担持することができ、特にロータは、形状嵌合および／または力嵌合の様態によってロータキャリアに結合されており、ロータキャリアは、形状嵌合および／または力嵌合の様態によって第２のシャフトに結合されている。
第１のシャフトおよび／または第２のシャフトを回転可能に取り付ける目的で、本駆動装置は、中央軸受または中央軸受ユニットを有することができ、この軸受は、１つ以上の部品で構成されており、これによって第１のシャフトおよび／または第２のシャフトが駆動装置のハウジングに取り付けられている。径方向外側の電気回転機のロータキャリアは、中央軸受に直接取り付けるか、または中央軸受における第２のシャフトに間接的に取り付けることができる。中央軸受は、例えば、ころ軸受、玉軸受、またはアンギュラ玉軸受として構成されている。
本駆動装置は、第２のシャフトの位置に対する径方向外側の電気回転機のロータキャリアの位置を固定するために、第１のシャフトまたは第２のシャフトのうちの一方にボルト止めされる締結要素を含んでもよい。
有利なことに、径方向内側の電気回転機は、発電機として動作させることができる。径方向内側の電気回転機のロータは、相対的に小さく、したがって径方向外側の回転機のロータよりも質量慣性モーメントが小さい。
したがって、径方向外側の電気回転機のロータは、相対的に大きく、それに応じて大きなトルクを発生させることができるため、径方向外側の電気回転機を駆動装置として有利に使用することができる。
ただし、径方向内側の電気回転機と径方向外側の電気回転機の両方を、本駆動装置を備えた自動車を駆動する目的に使用する可能性を排除するものではない。例えば、径方向内側の電気回転機を使用して駆動装置の入力側にトルクを伝達し、その結果、入力側に接続することのできる内燃機関を始動させることができる。あるいは、一方または両方の電気回転機がトルクを供給し、接続された内燃機関と共に、駆動装置のハイブリッド動作を実現することもできる。
一実施形態では、第１の電気回転機は、第２の電気回転機によって径方向に境界が画定された領域内に少なくとも部分的に径方向および軸方向に配置されている。
第１の電気回転機は内側ロータモータとして構成されており、第２の電気回転機は外側ロータモータとして構成されており、第１の電気回転機のステータと第２の電気回転機のステータとが互いに機械的に固定されている。
したがって、一実施形態では、第１の電気回転機のロータは、第２の電気回転機のステータによって径方向に境界が画定された領域内に配置されている。
本発明のさらなる実施形態によれば、２つの電気回転機のステータは、共通のステータキャリア上に配置されている。
ステータキャリアは、駆動装置のハウジングに固定されている。
特に、このステータキャリアは、その径方向位置に関して２つの電気回転機のステータの間に配置して、これらのステータに機械的に結合することができ、したがってステータキャリアは両方のステータを固定している。
代替実施形態によれば、２つの電気回転機のステータは、ステータユニットの一体化構成要素である。
このステータユニットは、同様に、駆動装置のハウジングに固定することができる。したがって、この代替実施形態では、個々のステータ間に余分なステータキャリアを使用せず、２つのステータのみから形成されたコンパクトなユニットを備える。
駆動装置のハウジングへのステータユニットの固定は、複数のねじ結合部を使用して実施することができる。ねじ結合部のそれぞれのねじは、ステータユニットを、特に軸方向に貫通し、駆動装置のハウジングにねじ込まれている。
駆動装置の一実施形態では、駆動装置は、第１のハウジングおよび第２のハウジングを備えており、これらのハウジングは、中に２つの電気回転機が配置されかつ第１のシャフトおよび第２のシャフトが少なくとも部分的に配置されるハウジング内部を一緒に画定する。
特に、共通のステータキャリアまたはステータユニットは、第１のハウジングに機械的に結合されており、２つの電気回転機のロータは、第２のハウジングに取り付けられている。
特に、第２のシャフトは、第２のハウジングに取り付けることができ、第１のシャフトを第１のハウジングおよび第２のシャフトに取り付けることが可能である。
さらに、電気回転機を制御するためのパワーエレクトロニクスを第２のハウジングによって担持することができる。
構造的に有利な一実施形態では、２つのシャフトは、同軸に配置されている。
この目的のため、特に第２のシャフトは、中空シャフトとして構成されており、第１のシャフトは、部分的に第２のシャフト内に延びている。
さらなる実施形態によれば、本駆動装置は、第１の伝達段を有し、第１の伝達段は、内歯歯車を備えた駆動装置の接続要素と、外側歯部を備えた要素を有する第１のシャフトと、によって形成されており、接続要素から第１のシャフトへと回転運動を伝達するために、内歯歯車の歯部と外側歯部とが互いに噛み合っている。
したがって、本発明による駆動装置は、いわゆるハイブリッドトランスミッションとして構成されている。すなわち本駆動装置は、電気回転機およびシャフトに加えて、トランスミッションも含む。
特に、外側歯部を有する要素は、第１のシャフト上に、相対回転不能に固定される様態で配置された歯車であってもよい。
さらなる実施形態では、本駆動装置は、第２の伝達段を有し、第２の伝達段は、第２のシャフトの歯部、特に外側歯部と、第２のシャフトの歯部と噛み合う第１の歯車と、によって形成されている。
駆動装置がトランスミッションを有する一実施形態では、第１の歯車は、トランスミッションの中間シャフトに、相対回転不能に固定される様態で結合することができる。
このトランスミッションは、出力領域においてディファレンシャルトランスミッションを含むことができる。中間シャフトの外側歯部は、ディファレンシャルトランスミッションの入力歯車と噛み合うことができ、結果として、第３の伝達段が実現される。
したがって、この場合、第２のシャフトは、トランスミッション入力軸として機能し、トランスミッションに動作可能に接続されており、その結果、第２のシャフトによって供給されるトルクまたは第２のシャフトによって実現される回転運動を、トランスミッションを介してステップアップまたはステップダウン方式で自動車の別のトランスミッションユニットに伝達することができる、または自動車の駆動輪に直接伝えることができる。
本発明による駆動装置は、電気回転機を軸方向に入れ子にしたことにより、２つの電気回転機を有する従来の駆動装置よりも、軸方向に必要な設置スペースが大幅に少ないという利点を有する。
さらに、本発明によれば、本発明による駆動装置および内燃機関を有する駆動アセンブリであって、内燃機関の出力要素が第１の電気回転機のロータに、相対回転不能に固定される様態で結合されている、または結合することができる、駆動アセンブリ、が提供される。
本発明による駆動装置および内燃機関を備えた本発明による駆動アセンブリを備える自動車、特にハイブリッド車両を運転するときには、例えば、以下の運転動作モードが有効となる。
－ 電気駆動および回生：
分離クラッチは開いており、結果として第２の電気回転機が第１の電気回転機および内燃機関から切り離される。このため第２の電気回転機は、トラクションマシン（traction machine）として、または発電機として個別に制御される。内燃機関および第１の電気回転機は動作していない。
－ 直列駆動および充電：
分離クラッチは開いている。内燃機関は、第１の電気回転機によって始動され、内燃機関は、第１の電気回転機を駆動することができ、その結果、第１の電気回転機は、自動車のバッテリを充電するために発電機として制御される。第２の電気回転機は、トラクションマシンとして制御される。
－ 並列ハイブリッド駆動、充電、ブースト：
分離クラッチが閉じられ、結果として、第１の電気回転機、第２の電気回転機、および内燃機関が互いに結合される。自動車は、内燃機関および／または一方もしくは両方の電気回転機によって駆動される。この場合、２つの電気回転機を、トラクションマシンとして、または発電機として制御することができる。
さらなる実施形態では、駆動アセンブリは、駆動アセンブリを備える自動車のホイールが配置される少なくとも１つのホイールドライブシャフトもまた備えており、ホイールドライブシャフトは、駆動装置のトランスミッションを介して駆動装置の第２のシャフトに接続されており、その結果、第２のシャフトによって実現される回転運動をトランスミッションを介してホイールドライブシャフトに、したがってホイールに伝達することができる。
駆動アセンブリの一実施形態によれば、駆動アセンブリは、駆動装置の接続要素に、相対回転不能に固定される様態で接続された振動ダンパと、内燃機関に機械的に結合されたハウジング要素と、を備えており、振動ダンパはハウジング要素内に配置されている。
ハウジング要素は、有利には、駆動装置の第２のハウジングに結合されている。
駆動装置の冷却回路のポンプアクチュエータは、ハウジング要素に取り付けることができる。
中間シャフトおよび／またはホイールドライブシャフトが、ハウジング要素に軸方向に取り付けられている、かつ第２のハウジングに取り付けられていることを、さらに企図することができる。
上述した発明は、好ましい実施形態を示す関連する図面を参照して関連する技術的背景に基づいて以下に詳細に説明される。本発明は、全くの模式的な図面によって何ら制限されることはなく、図面に示された実施形態は、示された寸法に制限されないことに留意されたい。
本発明による駆動装置を備えた本発明による駆動アセンブリの概略図である。 本発明による駆動アセンブリの断面を断面側面図である。 電気回転機の領域における本発明による駆動装置の断面図である。 代替実施形態における、電気回転機の領域における本発明による駆動装置の断面図である。
図１は、本発明による駆動装置１を備えた本発明による駆動アセンブリ１００の概略図を示している。
駆動装置１は、第１の電気回転機１０と、第２の電気回転機２０と、第１のシャフト４０と、第２のシャフト４１と、を備える。
さらに、駆動アセンブリ１００は、内燃機関１１０と、振動ダンパ１０１と、を備え、内燃機関１１０の出力要素１１１は、振動ダンパ１０１に結合されている。また、振動ダンパ１０１は、駆動アセンブリ１の入力側２として機能する駆動アセンブリ１の接続要素４にも結合されている。内燃機関１１０は、振動ダンパ１１０を介して駆動アセンブリ１に結合されている。
接続要素４は、接続要素４と第１のシャフト４０との間に第１の伝達段７０が形成されるように、第１のシャフト４０に結合されている。
第１の電気回転機１０のロータ１１は、第１のシャフト４０に、相対回転不能に固定される様態で接続されており、第２の電気回転機２０のロータ２１は、第２のシャフト４１に、相対回転不能に固定される様態で接続されている。第１の電気回転機１０のロータ１１は、第１の電気回転機１０のロータ１１が第１のシャフト４０上に直接配置されるように、第１のシャフト４０に結合されている。これに対し、第２の電気回転機２０のロータ２１は、ロータキャリア３０によって担持されており、ロータキャリア３０は、第２のシャフト４１に結合されている。
第１の電気回転機１０は、第２の電気回転機２０によって径方向に境界が画定された領域内に径方向および部分的に軸方向に配置されている。第１の電気回転機１０は、内側ロータモータとして構成されており、第２の電気回転機２０は、外側ロータモータとして構成されており、第１の電気回転機１０のステータ１２と第２の電気回転機２０のステータ２２とが互いに機械的に固定されている。
駆動装置１の分離クラッチ５０は、その入力側５１によって第１のシャフト４０に接続されており、その出力側５２によって第２のシャフト４１に接続されている。したがって、分離クラッチ５０は、第１のシャフト４０と第２のシャフト４１との間でトルクを伝達する役割を果たす。これに対応して、第１の電気回転機１０のロータ１１と第２の電気回転機２０のロータ２１との間のトルク伝達経路を分離クラッチ５０によって開閉することができる。
第２のシャフト４１は、中空シャフトとして構成されており、第１のシャフト４０は、部分的に第２のシャフト４１内を径方向に延びている。このように、２つのシャフト４０、４１は、互いに同軸に延びており、２つの電気回転機１０、２０のロータ１１、２１もまた互いに同軸に、かつシャフト４０、４１と同軸に配置されている。
第２のシャフト４１は、第２の伝達段７１を介して中間シャフト８１に接続されている。中間シャフト８１は、第２のシャフト４１と平行に延びている。
中間シャフト８１は、トルクを伝達する目的で、第３の伝達段７２を介して駆動装置１のディファレンシャルトランスミッション８０の入力要素に接続されている。ディファレンシャルトランスミッション８０は、駆動装置１の出力側３を形成している。
駆動アセンブリ１００を備える自動車のホイールが配置されるホイールドライブシャフト１０３は、ディファレンシャルトランスミッション８０の出力を形成しており、その結果、第２のシャフト４１によって実現される回転運動を、第２の変速段７１および第３の変速段７２を経てディファレンシャルトランスミッション８０を介してホイールドライブシャフト１０３に、したがってホイールに伝達することができる。
内燃機関１１０によって供給されるトルクは、振動ダンパ１０１を介し、さらに第１の伝達段７０を介して駆動装置１の第１のシャフト４０に伝達される。分離クラッチ５０が開いている場合、内燃機関１１０のトルクは、第１の電気回転機１０のロータ１１のみに伝えられる。このようにして、第１の電気回転機１０は、バッテリを充電するための発電機動作に使用することができる。分離クラッチ５０が閉じているときには、内燃機関１１０によって供給されたトルクは、第１のシャフト４０から第２のシャフト４１に伝達される。内燃機関１１０のトルクは、第２のシャフト４１から、第２の伝達段７１を介して中間シャフト８１に伝達され、第３の伝達段７２を介してディファレンシャルトランスミッション８０に伝達される。ディファレンシャルトランスミッション８０を介して、トルクは、ホイールドライブシャフト１０３によって、駆動アセンブリ１００を備える自動車のホイールに伝達される。
第１の電気回転機１０のロータ１１によって供給されるトルクは、分離クラッチ５０が開いているときには、第１の伝達段７０を介して内燃機関１１０に伝達することができる。分離クラッチ５０が閉じているときには、このトルクは、第２の伝達段７１および第３の伝達段７２を介してディファレンシャルトランスミッション８０に、したがってホイールドライブシャフト１０３に伝達される。
第２の電気回転機２０のロータ２１によって供給されるトルクは、分離クラッチ５０の切替え状態とは無関係に、第２の変速段７１および第３の変速段７２を介してディファレンシャルトランスミッション８０に、したがってホイールドライブシャフト１０３に伝達される。
したがって、駆動アセンブリ１００は、複数の駆動動作モードで動作させることができる。
図２は、本発明による駆動アセンブリ１００の断面を断面側面図で示している。
図２は、図１に示した個々の構成要素のより詳細な図解を示しており、ただし図２には内燃機関を示しておらず、振動ダンパ１０１に結合された内燃機関の出力要素１１１は、部分的にのみ示してある。
図２においては、第１のハウジング６０、第２のハウジング６１およびハウジング要素６２を見ることができ、これらは互いに結合されており、駆動アセンブリ１００または駆動装置１の全体的なハウジングを形成している。第１のハウジング６０および第２のハウジング６１は、２つの電気回転機１０、２０を収容する役割を果たしており、ハウジング要素６２は、第１のハウジング６０および第２のハウジング６１を内燃機関のハウジング（図示せず）に結合する役割を果たしている。この目的のために、第１のハウジング６０は、軸方向において第２のハウジング６１に堅固に結合されており、ハウジング要素６２は、軸方向において第１のハウジング６０とは反対の第２のハウジング６１の側において第２のハウジング６１に堅固に結合されている。
第１のシャフト４０は、その第１の軸方向端部領域４２によって単列支持軸受９２を介して第１のハウジング６０内に取り付けられており、その第２の軸方向端部領域４３によって、第２のシャフト４１の第２の軸方向端部領域４５の径方向内側にニードル軸受９１を介して取り付けられている。
第２のシャフト４１は、その第１の軸方向端部領域４４によって、中央軸受ユニット９０を介して第２のハウジング６１に取り付けられている。この中央軸受ユニット９０は、同軸上に配置された２つの転がり軸受を軸方向に並べて密着させたものである。
さらに、電気回転機１０、２０のステータ１２、２２を担持している共通のステータキャリア３２は、第１のハウジング６０に堅固に結合されており、その結果、電気回転機１０、２０のステータ１２、２２は、第１のハウジング６０によって担持されている。第２の電気回転機２０のロータ２１のロータキャリア３０は、中央軸受ユニット９０の転がり軸受によって第２のハウジング６１に取り付けられている。ロータキャリア３０には、ロータ位置センサ３４の発信素子もまた結合されており、ロータ位置センサ３４の検出素子が第２のハウジング６１に結合されており、その結果、第２の電気回転機２０のロータ２１またはロータキャリア３０の角度位置および／または回転速度をロータ位置センサ３４によって検出することができる。
さらに、中間シャフト８１およびホイールドライブシャフト１０３は、それぞれ軸方向において電気回転機１０、２０に面する側で第２のハウジング６１に取り付けられており、軸方向においてそれとは反対の側のハウジング要素６２に取り付けられている。駆動装置１の接続要素４は、複列軸受ユニット９３を介してハウジング要素６２に取り付けられている。この複列軸受ユニット９３は、同軸上に配置された２つの転がり軸受を軸方向に並べて密着させたものである。振動ダンパ１０１は、ハウジング要素６２内に配置されている。
中央軸受ユニット９０および複列軸受ユニット９３は、それらの可能な構成を明確にするために、それぞれ異なる可能な実施形態で示してある。中央軸受ユニット９０は、円すいころ軸受と、アンギュラ玉軸受と、で示してあり、複列軸受ユニット９３は、円すいころ軸受で示してある。しかしながら、中央軸受ユニット９０に関して挙げたように、この場合、アンギュラ玉軸受のような他の軸受もまた使用することができる。
さらに、第１のハウジング６０および第２のハウジング６１上には、パワーエレクトロニクス１０２が径方向外側に配置されており、パワーエレクトロニクス１０２は、電気回転機１０、２０を制御するように設定されている。さらに、第２のハウジング６１とパワーエレクトロニクス１０２との間には、第２のハウジング６１上の電気回転機１０、２０のうちの少なくとも一方を冷却するための冷却回路の熱交換器１０５もまた配置されている。この冷却回路のポンプアクチュエータ１０４は、ハウジング要素６２によって担持されている。
また、図２には、伝達段７０、７１、７２の詳細な構造も示してある。
第１の伝達段７０は、接続要素４が、第１のシャフト４０の第２の軸方向端部領域４３における外側歯部４６と噛み合う内歯歯車５を備えるように構成されている。
また、第２のシャフト４１は、その第２の軸方向端部領域４５に、第１の歯車８２と噛み合う外側歯部４７を有し、第１の歯車８２は、中間シャフト８１に、相対回転不能に固定される様態で配置されており、その結果、第２のシャフト４１と中間シャフト８１との間に第２の伝達段７１が形成されている。
中間シャフト８１の外側歯部８４は、ディファレンシャルトランスミッション８０の入力要素としての第２の歯車８３と噛み合い、この結果として中間シャフト８１とディファレンシャルトランスミッション８０との間に第３の伝達段７２が形成されている。
分離クラッチ５０は、摩擦嵌合式の多板クラッチに相当し、その入力側５１は、第１の電気回転機１０のロータ１１に軸方向に隣接して第１のシャフト４０に配置されているインナーディスクによって形成されており、分離クラッチ５０のアウターディスクが出力側５２として第２のシャフト４１に結合されている。
中央軸受ユニット９０の径方向外側に、分離クラッチ５０を作動させるための作動システム５３は、第２のハウジング６１上に配置されており、作動システム５３の押圧パッドは、ロータキャリア３０を通って軸方向に延在しており、作動システム５３によって供給される作動力を分離クラッチ５０に伝達して分離クラッチ５０を閉じる。
さらに、固定ねじ３５が設けられており、この固定ねじ３５は、第２のシャフト４１の第１の軸方向端部領域４４にねじ込まれており、その結果、固定ねじ３５のねじ頭部は、軸方向の予圧力をロータキャリア３０および中央軸受ユニット９０の２つの転がり軸受に加え、この結果として、第２のシャフト４１に対するロータキャリア３０および中央軸受ユニット９０の軸方向位置が固定される。
図３は、電気回転機１０、２０の領域における本発明による駆動装置１の断面を示している。
この断面は、図２の駆動装置１の実施形態と同一の駆動装置１を示している。
図３において理解できるように、共通のステータキャリア３２は、キャリアねじ３３によって第１のハウジング６０に結合されている。この目的のため、キャリアねじ３３は、共通のステータキャリア３２の径方向に延びる部分を通って軸方向に案内され、第１のハウジング６０に軸方向にねじ込まれている。
さらに、共通のステータキャリア３２の径方向内側面に担持された第１の電気回転機１０のステータ１２は、共通のステータキャリア３２の径方向外側面に担持された第２の電気回転機２０のステータ２２に対して軸方向にオフセットされている。
図３の駆動装置１の代替として、図４は、代替実施形態における、電気回転機１０、２０の領域における本発明による駆動装置１の断面を示している。
図３とは異なり、２つの電気回転機１０、２０のステータ１２、２２は、ステータユニット３１の一体化構成要素である。
このステータユニット３１は、キャリアねじ３３によって第１のハウジング６０に固定されており、キャリアねじ３３は、ステータユニット３１全体を軸方向に貫通し、第１のハウジング６０に軸方向にねじ込まれている。したがって、この代替実施形態では、個々のステータ１２、２２の間に余分なステータキャリアを使用せず、２つのステータ１２、２２からのみ形成されたコンパクトなユニットを備えている。
本発明による駆動装置および駆動アセンブリによって、最適な動作を、安価に、かつ特に省スペースな様態で確保することができる。
１ 駆動装置
２ 駆動装置の入力側
３ 駆動装置の出力側
４ 駆動装置の接続要素
５ 接続要素の内歯歯車
１０ 第１の電気回転機
１１ 第１の電気回転機のロータ
１２ 第１の電気回転機のステータ
２０ 第２の電気回転機
２１ 第２の電気回転機のロータ
２２ 第２の電機回転機ステータ
３０ 第２の電気回転機のロータキャリア
３１ ステータユニット
３２ 共通のステータキャリア
３３ キャリアねじ
３４ ロータ位置センサ
３５ 固定ねじ
４０ 第１のシャフト
４１ 第２のシャフト
４２ 第１のシャフトの第１の軸方向端部領域
４３ 第１のシャフトの第２の軸方向端部領域
４４ 第２のシャフトの第１の軸方向端部領域
４５ 第２のシャフトの第２の軸方向端部領域
４６ 第１のシャフトの外側歯部
４７ 第２のシャフトの外側歯部
５０ 分離クラッチ
５１ 分離クラッチの入力側
５２ 分離クラッチの出力側
５３ 作動システム
６０ 第１のハウジング
６１ 第２のハウジング
６２ ハウジング要素
７０ 第１の伝達段
７１ 第２の伝達段
７２ 第３の伝達段
８０ ディファレンシャルトランスミッション
８１ 中間シャフト
８２ 第１の歯車
８３ 第２の歯車
８４ 中間シャフトの外側歯部
９０ 中央軸受ユニット
９１ ニードル軸受
９２ 支持軸受
９３ 複列軸受ユニット
１００ 駆動アセンブリ
１０１ 振動ダンパ
１０２ パワーエレクトロニクス
１０３ ホイールドライブシャフト
１０４ ポンプアクチュエータ
１０５ 熱交換器
１１０ 内燃機関
１１１ 内燃機関の出力要素

Claims (9)

  1. 電気駆動可能な自動車のパワートレイン用の駆動装置（１）であって、第１の電気回転機（１０）および第２の電気回転機（２０）、ならびに第１のシャフト（４０）および第２のシャフト（４１）を有し、前記第１の電気回転機（１０）のロータ（１１）は、前記第１のシャフトに相対回転不能に固定されており、前記第２の電気回転機（２０）のロータ（２１）は、前記第２のシャフト（４１）に相対回転不能に固定されており、前記駆動装置（１）は、分離クラッチ（５０）をさらに有し、前記分離クラッチ（５０）によって、前記第１の電気回転機（１０）の前記ロータ（１１）は、トルク伝達のために前記第２のシャフト（４１）に接続可能であり、前記２つの電気回転機（１０、２０）のうちの一方は、それぞれの他方の電気回転機（１０、２０）によって径方向に境界が画定された領域内に、その少なくとも一部が径方向および軸方向に配置されており、
    前記分離クラッチ（５０）は、その入力側（５１）が前記第１のシャフト（４０）に、その出力側（５２）が第２のシャフト（４１）に直接接続されており、
    前記駆動装置（１）は、第１の伝達段（７１）をさらに有し、前記第１の伝達段（７１）は、前記第２のシャフト（４１）の外側歯部（４７）と、前記第２のシャフト（４１）の前記歯部と噛み合う第１の歯車（８２）と、によって形成され、
    前記分離クラッチ（５０）が閉じているとき、前記第１の電気回転機（１０）の前記ロータ（１１）によって供給されるトルクが、前記第１の伝達段（７１）を介して伝達されることを特徴とする、駆動装置（１）。
  2. 前記第１の電気回転機（１０）は、前記第２の電気回転機（２０）によって径方向に境界が画定された領域内に、少なくとも部分的に径方向および軸方向に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の駆動装置（１）。
  3. 前記第１の電気回転機（１０）は、内側ロータモータとして構成されており、前記第２の電気回転機（２０）は、外側ロータモータとして構成されており、前記第１の電気回転機（１０）のステータ（１２）と前記第２の電気回転機（２０）のステータ（２２）とは、互いに機械的に固定されていることを特徴とする、請求項２に記載の駆動装置（１）。
  4. 前記２つの電気回転機（１０、２０）の前記ステータ（１２、２２）は、共通のステータキャリア（３２）上に配置されていることを特徴とする、請求項３に記載の駆動装置（１）。
  5. 前記２つの電気回転機（１０、２０）の前記ステータ（１２、２２）は、ステータユニット（３１）の一体化構成要素であることを特徴とする、請求項３に記載の駆動装置（１）。
  6. 前記２つのシャフト（４０、４１）は、同軸に配置されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の駆動装置（１）。
  7. 前記駆動装置（１）は、第２の伝達段（７０）をさらに有し、前記第２の伝達段（７０）は、内歯歯車（５）を備える前記駆動装置（１）の接続要素（４）と、外側歯部（４６）を有する要素を有する前記第１のシャフト（４０）と、によって形成されており、前記接続要素（４）から前記第１のシャフト（４０）へと回転運動を伝達する目的で、前記内歯歯車（５）の歯部と前記外側歯部（４６）とが互いに噛み合っていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の駆動装置（１）。
  8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の駆動装置（１）と、内燃機関（１１０）と、を有する駆動アセンブリ（１００）であって、前記内燃機関（１１０）は、前記内燃機関（１１０）の出力要素（１１１）によって前記第１の電気回転機（１０）の前記ロータ（１１）へと、相対回転不能に固定される様態で結合される、または結合することができる、駆動アセンブリ（１００）。
  9. 請求項７に記載の駆動装置（１）と、内燃機関（１１０）と、を有する駆動アセンブリ（１００）であって、前記内燃機関（１１０）は、前記内燃機関（１１０）の出力要素（１１１）によって前記第１の電気回転機（１０）の前記ロータ（１１）へと、相対回転不能に固定される様態で結合される、または結合することができ、
    前記駆動アセンブリ（１００）は、前記駆動装置（１）の前記接続要素（４）に相対回転不能に固定される様態で接続された振動ダンパ（１０１）と、前記内燃機関（１１０）に機械的に接続されたハウジング要素（６２）と、を備え、前記振動ダンパ（１０１）は、前記ハウジング要素（６２）内に配置されていることを特徴とする、駆動アセンブリ（１００）。
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