DE102016220062B4 - Drive device for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Antriebsmaschine (1), die über eine Antriebswelle (2) mit einer Getriebevorrichtung (3) wirkverbunden ist, wobei die Getriebevorrichtung (3) mindestens eine erste und zweite Planetenstufe (4, 5) sowie eine Differentialstufe (6) aufweist, wobei die erste Planetenstufe (4) einen ersten Planetensatz mit mehreren Planeten (7a) aufweist, wobei die Planeten (7a) des ersten Planetensatzes drehbar an einem ersten Planetenträger (8a) angeordnet sind und mit einer ersten Sonne (9a) sowie mit einem ersten Hohlrad (10a) im Zahneingriff stehen, wobei die zweite Planetenstufe (5) einen zweiten Planetensatz mit mehreren Planeten (7b) aufweist, wobei die Planeten (7b) des zweiten Planetensatzes drehbar an einem zweiten Planetenträger (8b) angeordnet sind und mit einer zweiten Sonne (9b) sowie mit einem zweiten Hohlrad (10b) im Zahneingriff stehen, wobei der erste Planetenträger (8a) drehfest mit der zweiten Sonne (9b) verbunden ist, wobei die Antriebswelle (2) mit der ersten Sonne (9a) wirkverbunden ist, wobei ferner das zweite Hohlrad (10b) stationär an einem Gehäuse (16) festgelegt ist, und wobei der zweite Planetenträger (8b) mit der Differentialstufe (6) wirkverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten und zweiten Planetenstufe (4, 5) eine Doppelkupplungsvorrichtung (11) mit einer ersten und zweiten lastschaltbaren Kupplung (12a, 12b) angeordnet ist, wobei das erste Hohlrad (10a) über die erste Kupplung (12a) mit der zweiten Sonne (9b) verbindbar ist, und wobei das erste Hohlrad (10a) über die zweite Kupplung (12b) mit dem Gehäuse (16) verbindbar ist.Drive device for a motor vehicle, comprising an electric drive machine (1) which is operatively connected to a transmission device (3) via a drive shaft (2), the transmission device (3) having at least a first and second planetary stage (4, 5) and a differential stage ( 6), the first planetary stage (4) having a first planetary set with several planets (7a), the planets (7a) of the first planetary set being rotatably arranged on a first planetary carrier (8a) and with a first sun (9a) and are in meshing engagement with a first ring gear (10a), the second planetary stage (5) having a second planetary set with several planets (7b), the planets (7b) of the second planetary set being rotatably arranged on a second planetary carrier (8b) and with a second sun (9b) and a second ring gear (10b) are in meshing engagement, the first planet carrier (8a) being non-rotatably connected to the second sun (9b), wherein the drive shaft (2) is operatively connected to the first sun (9a), furthermore the second ring gear (10b) being fixed stationary on a housing (16), and wherein the second planet carrier (8b) is operatively connected to the differential stage (6) , characterized in that a double clutch device (11) with a first and second power shiftable clutch (12a, 12b) is arranged between the first and second planetary stage (4, 5), the first ring gear (10a) via the first clutch (12a) can be connected to the second sun (9b), and wherein the first ring gear (10a) can be connected to the housing (16) via the second clutch (12b).
Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug.The invention relates to a drive device for a motor vehicle, in particular for an electrically driven motor vehicle.
Aus der
Ferner geht aus der
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug weiterzuentwickeln.The object of the present invention is to further develop a drive device for a motor vehicle.
Die Aufgabe wird ausgehend von einer Antriebsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den nachfolgenden abhängigen Ansprüchen hervor.The object is achieved on the basis of a drive device according to the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features. Advantageous further developments of the invention emerge from the following dependent claims.
Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst eine elektrische Antriebsmaschine, die über eine Antriebswelle mit einer Getriebevorrichtung wirkverbunden ist, wobei die Getriebevorrichtung mindestens eine erste und zweite Planetenstufe sowie eine Differentialstufe aufweist, wobei die erste Planetenstufe einen erste Planetensatz mit mehreren Planeten aufweist, wobei die Planeten des ersten Planetensatzes drehbar an einem ersten Planetenträger angeordnet sind und mit einer ersten Sonne sowie mit einem ersten Hohlrad im Zahneingriff stehen, wobei die zweite Planetenstufe einen zweiten Planetensatz mit mehreren Planeten aufweist, wobei die Planeten des zweiten Planetensatzes drehbar an einem zweiten Planetenträger angeordnet sind und mit einer zweiten Sonne sowie mit einem zweiten Hohlrad im Zahneingriff stehen, wobei der erste Planetenträger drehfest mit der zweiten Sonne verbunden ist, wobei die Antriebswelle mit der ersten Sonne wirkverbunden ist, wobei ferner das zweite Hohlrad stationär an einem Gehäuse festgelegt ist, und wobei der zweite Planetenträger mit der Differentialstufe wirkverbunden ist, wobei zwischen der ersten und zweiten Planetenstufe eine Doppelkupplungsvorrichtung mit einer ersten und zweiten lastschaltbaren Kupplung angeordnet ist, wobei das erste Hohlrad über die erste Kupplung mit der zweiten Sonne verbindbar ist, und wobei das erste Hohlrad über die zweite Kupplung mit dem Gehäuse verbindbar ist.The drive device according to the invention for a motor vehicle comprises an electric drive machine which is operatively connected to a transmission device via a drive shaft, the transmission device having at least a first and second planetary stage and a differential stage, the first planetary stage having a first planetary set with several planets, the planets of the first planetary gear set are rotatably arranged on a first planetary carrier and are in meshing engagement with a first sun and a first ring gear, the second planetary stage having a second planetary gear set with several planets, the planets of the second planetary gear set being rotatably arranged on a second planetary carrier and are in meshing engagement with a second sun and a second ring gear, the first planet carrier being non-rotatably connected to the second sun, the drive shaft being operatively connected to the first sun, and also being there s second ring gear is fixed stationary on a housing, and wherein the second planet carrier is operatively connected to the differential stage, wherein a double clutch device with a first and second power shift clutch is arranged between the first and second planetary gear, the first ring gear via the first clutch with the second sun is connectable, and wherein the first ring gear is connectable to the housing via the second clutch.
Unter dem Begriff „wirkverbunden“ ist zu verstehen, dass zwei Getriebeelemente direkt miteinander verbunden sein können, oder dass sich zwischen zwei Getriebeelemente noch weitere Getriebeelemente befinden, beispielsweise ein oder mehrere Wellen oder Zahnräder. Zwei miteinander im Zahneingriff stehende bzw. kämmende Zahnräder sind zur Übertragung eines Drehmoments und einer Drehzahl von dem einen Zahnrad auf das andere Zahnrad vorgesehen. Unter einem Zahnrad sind beispielsweise eine Sonne, ein Hohlrad sowie ein Planet eines Planetensatzes zu verstehen.The term “operatively connected” means that two transmission elements can be directly connected to one another, or that further transmission elements are located between two transmission elements, for example one or more shafts or gears. Two gearwheels which are in meshing engagement with one another are provided for transmitting a torque and a speed from one gearwheel to the other gearwheel. A gear is to be understood as meaning, for example, a sun, a ring gear and a planet of a planetary gear set.
Unter einer Doppelkupplungsvorrichtung ist eine Vorrichtung mit zwei lastschaltbaren Kupplungen zu verstehen. Ferner ist unter dem Begriff „lastschaltbare Kupplung“ eine Vorrichtung zu verstehen, die zumindest einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand aufweist und unter Last zwischen den mindestens zwei Zuständen schaltbar ist. Im geöffneten Zustand überträgt die Kupplung kein Drehmoment. Somit überträgt die Kupplung nur in einem zumindest teilweise geschlossenen Zustand ein Drehmoment zwischen zwei mit dieser Kupplung wirkverbundenen Wellen, wobei die beiden Wellen im geschlossenen Zustand drehfest miteinander verbunden werden. Mithin sind im geschlossenen Zustand der ersten Kupplung das erste Hohlrad und die zweite Sonne drehfest miteinander verbunden, wobei im geschlossenen Zustand der zweiten Kupplung das erste Hohlrad und das Gehäuse der Getriebevorrichtung drehfest miteinander verbunden sind. Mit anderen Worten wird das erste Hohlrad im geschlossenen Zustand der zweiten Kupplung stationär am Gehäuse festgelegt. Die jeweilige Kupplung ist insbesondere als Reibkupplung ausgebildet. Ferner bevorzugt sind die beiden Kupplungen koaxial zueinander angeordnet. Insbesondere kann die jeweilige Kupplung von einem jeweiligen Aktuator betätigt werden, um ein Öffnen oder Schließen der jeweiligen Kupplung einzuleiten. Der Aktuator kann hydraulisch, elektromechanisch, elektromagnetisch oder beispielsweise auch pneumatisch betätigbar ausgeführt sein. A double clutch device is to be understood as a device with two power-shiftable clutches. Furthermore, the term “load-shiftable clutch” is to be understood as a device which has at least one open and one closed state and can be switched between the at least two states under load. When open, the clutch does not transmit any torque. Thus, the clutch only transmits a torque between two shafts that are operatively connected to this clutch in an at least partially closed state, the two shafts in the closed state are rotatably connected to each other. Thus, in the closed state of the first clutch, the first ring gear and the second sun are non-rotatably connected to one another, with the first ring gear and the housing of the transmission device being non-rotatably connected to one another in the closed state of the second clutch. In other words, in the closed state of the second clutch, the first ring gear is fixed in a stationary manner on the housing. The respective clutch is designed in particular as a friction clutch. Furthermore, the two clutches are preferably arranged coaxially to one another. In particular, the respective clutch can be actuated by a respective actuator in order to initiate an opening or closing of the respective clutch. The actuator can be implemented hydraulically, electromechanically, electromagnetically or, for example, also pneumatically.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass ein Öffnen beider Kupplungen eine Leistungsabschaltung realisiert. Ein Schließen der ersten Kupplung und ein Öffnen der zweiten Kupplung realisiert eine erste Getriebeübersetzung, wobei ein Schließen der zweiten Kupplung und ein Öffnen der ersten Kupplung eine zweite Getriebeübersetzung realisiert. Vorzugsweise ist die erste Getriebeübersetzung ungleich der zweiten Getriebeübersetzung. Beispielsweise ist die erste Getriebeübersetzung größer als die zweite Getriebeübersetzung. Alternativ ist die erste Getriebeübersetzung kleiner als die zweite Getriebeübersetzung.The invention includes the technical teaching that opening both clutches realizes a power cutoff. Closing the first clutch and opening the second clutch realizes a first gear ratio, with closing the second clutch and opening the first clutch realizing a second gear ratio. The first gear ratio is preferably not the same as the second gear ratio. For example, the first gear ratio is greater than the second gear ratio. Alternatively, the first gear ratio is smaller than the second gear ratio.
Bevorzugt weist die elektrische Antriebsmaschine einen Stator und einen Rotor auf, wobei der Rotor drehfest mit der Antriebswelle verbunden ist. Mithin ist die Antriebswelle als Rotorwelle ausgebildet. Ferner bevorzugt ist die Differentialstufe als Stirnraddifferential ausgebildet, wobei die Differentialstufe dazu vorgesehen ist, eine Antriebsleistung der Antriebsmaschine auf eine erste und zweite Abtriebswelle zu verteilen. Insbesondere ist die Antriebsmaschine koaxial zur Differentialstufe angeordnet. Vorzugsweise ist die Antriebswelle koaxial zu den beiden Abtriebswellen angeordnet. Insbesondere ist die Antriebswelle als Hohlwelle ausgebildet, wobei eine der beiden Abtriebswellen axial durch die Antriebswelle geführt ist. Vorzugsweise sind die beiden Abtriebswellen auf einer gemeinsamen Antriebsachse angeordnet. Die Differentialstufe weist einen ersten und einen zweiten Planetensatz auf, wobei die Planeten des ersten Planetensatzes der Differentialstufe mit einer Verzahnung an der ersten Abtriebswelle im Zahneingriff stehen, wobei ferner die Planeten des zweiten Planetensatzes mit einer Verzahnung an der zweiten Abtriebswelle im Zahneingriff stehen, und wobei die Planeten beider Planetensätze paarweise miteinander im Zahneingriff stehen.The electric drive machine preferably has a stator and a rotor, the rotor being connected to the drive shaft in a rotationally fixed manner. The drive shaft is therefore designed as a rotor shaft. Furthermore, the differential stage is preferably designed as a spur gear differential, the differential stage being provided to distribute a drive power of the drive machine to a first and a second output shaft. In particular, the drive machine is arranged coaxially to the differential stage. The drive shaft is preferably arranged coaxially to the two output shafts. In particular, the drive shaft is designed as a hollow shaft, one of the two output shafts being guided axially through the drive shaft. The two output shafts are preferably arranged on a common drive axle. The differential stage has a first and a second planetary set, the planets of the first planetary set of the differential stage being in meshing engagement with a toothing on the first output shaft, the planets of the second planetary set also being in toothing engagement with a toothing on the second output shaft, and wherein the planets of both planetary sets are in mesh with one another in pairs.
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der einzigen Figur näher dargestellt. Die einzige Figur zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung.Further measures improving the invention are shown in more detail below together with the description of a preferred exemplary embodiment of the invention with reference to the single figure. The single figure shows a simplified schematic representation to illustrate the structure of a drive device according to the invention.
Gemäß der einzigen Figur weist die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für ein - hier nicht dargestelltes - Kraftfahrzeug eine elektrische Antriebsmaschine
Die Getriebevorrichtung
Die erste Planetenstufe
Ferner weist die zweite Planetenstufe
Des Weiteren ist zwischen der ersten und zweiten Planetenstufe
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- AntriebsmaschinePrime mover
- 22
- Antriebswelledrive shaft
- 33
- GetriebevorrichtungTransmission device
- 44th
- erste Planetenstufefirst planetary stage
- 55
- zweite Planetenstufesecond planetary stage
- 66th
- DifferentialstufeDifferential stage
- 7a, 7b7a, 7b
- PlanetenPlanets
- 8a, 8b8a, 8b
- PlanetenträgerPlanet carrier
- 9a, 9b9a, 9b
- SonneSun
- 10a, 10b10a, 10b
- HohlradRing gear
- 1111
- DoppelkupplungsvorrichtungDouble clutch device
- 12a, 12b12a, 12b
- Kupplungcoupling
- 1313th
- Statorstator
- 1414th
- Rotorrotor
- 15a, 15b15a, 15b
- AbtriebswelleOutput shaft
- 1616
- Gehäusecasing
Claims (7)
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