DE102018128955A1 - Drive device with triple planet wheels - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Maschine (1), die über eine Dreifachkupplungsvorrichtung (2) mit einer Getriebevorrichtung (3) verbindbar ist, wobei die Getriebevorrichtung (3) ein Planetengetriebe (4) sowie ein Differentialgetriebe (6) aufweist, wobei das Planetengetriebe (4) mehrere Dreifachplanetenräder (5) aufweist, die drehbar an einem Planetenträger (7) angeordnet sind, wobei jedes Dreifachplanetenrad (5) ein erstes, zweites und drittes Zahnrad (5a, 5b, 5c) aufweist, wobei die Zahnräder (5a, 5b, 5c) drehfest miteinander verbunden sind, wobei das erste Zahnrad (5a) mit einem ersten Sonnenrad (8a) im Zahneigriff steht, wobei das zweite Zahnrad (5b) mit einem zweiten Sonnenrad (8b) im Zahneingriff steht, und wobei das dritte Zahnrad (5c) mit einem dritten Sonnenrad (8c) und einem Hohlrad (9) im Zahneingriff steht, wobei das erste Sonnenrad (8a) mit einer ersten Kupplung (2a) der Dreifachkupplungsvorrichtung (2) wirkverbunden ist, wobei das zweite Sonnenrad (8b) mit einer zweiten Kupplung (2b) der Dreifachkupplungsvorrichtung (2) wirkverbunden ist, wobei das dritte Sonnenrad (8c) mit einer dritten Kupplung (2c) der Dreifachkupplungsvorrichtung (2) wirkverbunden ist, und wobei der Planetenträger (7) mit dem Differentialgetriebe (6) wirkverbunden ist.The invention relates to a drive device for a motor vehicle, comprising an electrical machine (1) which can be connected to a transmission device (3) via a triple clutch device (2), the transmission device (3) comprising a planetary gear (4) and a differential gear (6) The planetary gear (4) has a plurality of triple planet gears (5) which are rotatably arranged on a planet carrier (7), each triple planet gear (5) having a first, second and third gear (5a, 5b, 5c), the Gears (5a, 5b, 5c) are connected to one another in a rotationally fixed manner, the first gear (5a) meshing with a first sun gear (8a), the second gear (5b) meshing with a second sun gear (8b), and wherein the third gear (5c) is in mesh with a third sun gear (8c) and a ring gear (9), the first sun gear (8a) acting with a first clutch (2a) of the triple clutch device (2) rbunden, the second sun gear (8b) being operatively connected to a second clutch (2b) of the triple clutch device (2), the third sun gear (8c) being operatively connected to a third clutch (2c) of the triple clutch device (2), and the Planet carrier (7) is operatively connected to the differential gear (6).

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Maschine, die über eine Dreifachkupplungsvorrichtung mit einer Getriebevorrichtung wirkverbunden ist, wobei die Getriebevorrichtung ein Planetengetriebe mit Dreifachplanetenrädern sowie ein Differentialgetriebe aufweist.The invention relates to a drive device for a motor vehicle, comprising an electrical machine which is operatively connected to a gear device via a triple clutch device, the gear device having a planetary gear with triple planetary gears and a differential gear.

Die EP 2 386 782 B1 offenbart ein Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebsmaschine, die mit einer Getriebevorrichtung wirkverbunden ist, wobei die Getriebevorrichtung ein Planetengetriebe mit mehreren Dreifachplanetenrädern aufweist. Die Dreifachplanetenräder sind drehbar an einem Planetenträger angeordnet, wobei jedes Dreifachplanetenrad ein erstes, zweites und drittes Zahnrad aufweist. Jedes Zahnrad steht mit einem jeweiligen Sonnenrad und einem jeweiligen Hohlrad im Zahneingriff.The EP 2 386 782 B1 discloses a drive system for a motor vehicle, comprising a drive machine which is operatively connected to a transmission device, the transmission device having a planetary transmission with a plurality of triple planetary gears. The triple planet gears are rotatably arranged on a planet carrier, each triple planet gear having a first, second and third gear. Each gear is in mesh with a respective sun gear and a respective ring gear.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Antriebsvorrichtung weiterzuentwickeln, und insbesondere schaltbar, kompakt und leistungsoptimiert auszubilden. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand von Patentanspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.The object of the present invention is to further develop a drive device, and in particular to design it to be switchable, compact and optimized for performance. The object is achieved by the subject matter of patent claim 1. Preferred embodiments can be found in the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst eine elektrische Maschine, die über eine Dreifachkupplungsvorrichtung mit einer Getriebevorrichtung verbindbar ist, wobei die Getriebevorrichtung ein Planetengetriebe sowie ein Differentialgetriebe aufweist, wobei das Planetengetriebe mehrere Dreifachplanetenräder aufweist, die drehbar an einem Planetenträger angeordnet sind, wobei jedes Dreifachplanetenrad ein erstes, zweites und drittes Zahnrad aufweist, wobei die Zahnräder drehfest miteinander verbunden sind, wobei das erste Zahnrad mit einem ersten Sonnenrad im Zahneigriff steht, wobei das zweite Zahnrad mit einem zweiten Sonnenrad im Zahneingriff steht, und wobei das dritte Zahnrad mit einem dritten Sonnenrad und einem Hohlrad im Zahneingriff steht, wobei das erste Sonnenrad mit einer ersten Kupplung der Dreifachkupplungsvorrichtung wirkverbunden ist, wobei das zweite Sonnenrad mit einer zweiten Kupplung der Dreifachkupplungsvorrichtung wirkverbunden ist, wobei das dritte Sonnenrad mit einer dritten Kupplung der Dreifachkupplungsvorrichtung wirkverbunden ist, und wobei der Planetenträger mit dem Differentialgetriebe wirkverbunden ist.A drive device according to the invention for a motor vehicle comprises an electrical machine which can be connected to a transmission device via a triple clutch device, the transmission device having a planetary gear and a differential gear, the planetary gear having a plurality of triple planet wheels which are rotatably arranged on a planet carrier, each triple planet wheel being a comprises first, second and third gearwheels, the gearwheels being non-rotatably connected to one another, the first gearwheel meshing with a first sun gear, the second gearwheel meshing with a second sun gear, and the third gearwheel having a third sun gear and a ring gear is in meshing engagement, the first sun gear being operatively connected to a first clutch of the triple clutch device, the second sun gear being operatively connected to a second clutch of the triple clutch device t, wherein the third sun gear is operatively connected to a third clutch of the triple clutch device, and wherein the planet carrier is operatively connected to the differential gear.

Mit anderen Worten weist jedes Dreifachplanetenrad drei Verzahnungsabschnitte auf, wobei alle drei Verzahnungsabschnitte drehfest, insbesondere einteilig miteinander verbunden sind. Insbesondere sind die Zahnräder eines jeweiligen Dreifachplanetenrades unterschiedlich groß. Beispielsweise weist das erste Zahnrad einen größeren Durchmesser als das zweite Zahnrad auf, wobei das zweite Zahnrad einen größeren Durchmesser als das dritte Zahnrad aufweist. Vorzugsweise ist das erste Zahnrad axial zwischen dem zweiten und dem dritten Zahnrad angeordnet.In other words, each triple planet gear has three toothed sections, all three toothed sections being connected to one another in a rotationally fixed manner, in particular in one piece. In particular, the gears of a respective triple planet gear are of different sizes. For example, the first gear has a larger diameter than the second gear, the second gear having a larger diameter than the third gear. The first gearwheel is preferably arranged axially between the second and the third gearwheel.

Unter dem Begriff „wirkverbunden“ ist zu verstehen, dass zwei Getriebeelemente direkt miteinander verbunden sein können, oder dass sich zwischen zwei Getriebeelementen noch weitere Getriebeelemente befinden, beispielsweise ein oder mehrere Wellen oder Zahnräder. Zwei miteinander im Zahneingriff stehende Zahnräder sind zur Übertragung eines Drehmoments und einer Drehzahl von dem einen Zahnrad auf das andere Zahnrad vorgesehen. Unter einem Zahnrad sind beispielsweise auch ein Sonnenrad und ein Hohlrad zu verstehen.The term “operatively connected” is to be understood to mean that two gear elements can be connected directly to one another, or that there are further gear elements between two gear elements, for example one or more shafts or gear wheels. Two gearwheels that mesh with one another are provided for transmitting a torque and a speed from one gearwheel to the other gearwheel. A gearwheel is also to be understood to mean, for example, a sun gear and a ring gear.

Ferner ist unter einer „Dreifachkupp!ungsvorrichtung“ eine Vorrichtung mit drei Kupplungen, nämlich der ersten, zweiten und dritten Kupplung zu verstehen. Unter einer „Kupplung“ ist eine Vorrichtung zu verstehen, die zumindest einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand aufweist. Insbesondere sind alle drei Kupplungen als lastschaltbare Kupplungen ausgebildet. Eine lastschaltbare Kupplung ist unter Last zwischen dem geöffneten und dem geschlossenen Zustand schaltbar. Im geöffneten Zustand überträgt die jeweilige Kupplung kein Drehmoment. Somit überträgt die jeweilige Kupplung nur in einem zumindest teilweise geschlossenen Zustand ein Drehmoment zwischen zwei mit dieser jeweiligen Kupplung wirkverbundenen Wellen, wobei die beiden Wellen im geschlossenen Zustand dieser jeweiligen Kupplung drehfest miteinander verbunden sind.Furthermore, a “triple clutch device” is to be understood as a device with three clutches, namely the first, second and third clutch. A “clutch” is to be understood as a device that has at least one open and one closed state. In particular, all three clutches are designed as power shift clutches. A power shift clutch can be switched under load between the open and the closed state. In the open state, the respective clutch does not transmit any torque. Thus, the respective clutch transmits a torque between two shafts operatively connected to this respective clutch only in an at least partially closed state, the two shafts being connected to one another in a rotationally fixed manner in the closed state of this respective clutch.

Im geschlossenen Zustand der ersten Kupplung sind die elektrische Maschine und das erste Sonnenrad drehfest miteinander verbunden. Demgegenüber sind im geschlossenen Zustand der zweiten Kupplung die elektrische Maschine und das zweite Sonnenrad drehfest miteinander verbunden. Ferner sind im geschlossenen Zustand der dritten Kupplung die elektrische Maschine und das dritte Sonnenrad drehfest miteinander verbunden.In the closed state of the first clutch, the electrical machine and the first sun gear are connected to one another in a rotationally fixed manner. In contrast, in the closed state of the second clutch, the electrical machine and the second sun gear are connected to one another in a rotationally fixed manner. Furthermore, in the closed state of the third clutch, the electrical machine and the third sun gear are connected to one another in a rotationally fixed manner.

Insbesondere kann die Dreifachkupplungsvorrichtung von einem Aktuator betätigt werden, um ein Öffnen oder Schließen der jeweiligen Kupplung einzuleiten. Der Aktuator kann hydraulisch, elektromechanisch, elektromagnetisch oder beispielsweise auch pneumatisch betätigbar ausgebildet sein. Insbesondere ist der Aktuator in der Dreifachkupplungsvorrichtung integriert.In particular, the triple clutch device can be actuated by an actuator in order to initiate opening or closing of the respective clutch. The actuator can be designed to be hydraulically, electromechanically, electromagnetically or, for example, pneumatically actuated. In particular, the actuator is integrated in the triple clutch device.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass ein Öffnen aller drei Kupplungen der Dreifachkupplungsvorrichtung eine Leistungsabschaltung realisiert. Bei einer Leistungsabschaltung werden die elektrische Maschine und die Getriebevorrichtung, und somit auch der Fahrzeugabtrieb voneinander entkoppelt. Ein Schließen der ersten Kupplung und ein Öffnen der zweiten und dritten Kupplung realisiert eine erste Getriebeübersetzung. Ferner realisiert ein Schließen der zweiten Kupplung und ein Öffnen der ersten und dritten Kupplung eine zweite Getriebeübersetzung. Ein Schließen der dritten Kupplung und ein Öffnen der ersten und zweiten Kupplung realisiert eine dritte Getriebeübersetzung. Vorzugsweise sind die drei Getriebeübersetzungen ungleich. Beispielsweise ist die erste Getriebeübersetzung größer als die zweite Getriebeübersetzung, wobei die dritte Getriebeübersetzung größer oder kleiner als die erste und/oder dritte Getriebeübersetzung ist. Alternativ ist die erste Getriebeübersetzung kleiner als die zweite Getriebeübersetzung, wobei die dritte Getriebeübersetzung größer oder kleiner als die erste und/oder dritte Getriebeübersetzung ist.The invention includes the technical teaching that opening all three clutches of the triple clutch device is one Power cut-off implemented. When the power is switched off, the electrical machine and the transmission device, and thus also the vehicle output, are decoupled from one another. Closing the first clutch and opening the second and third clutches implements a first gear ratio. Furthermore, closing the second clutch and opening the first and third clutches implements a second gear ratio. Closing the third clutch and opening the first and second clutches implements a third gear ratio. The three gear ratios are preferably different. For example, the first gear ratio is greater than the second gear ratio, the third gear ratio being greater or less than the first and / or third gear ratio. Alternatively, the first gear ratio is less than the second gear ratio, the third gear ratio being greater or less than the first and / or third gear ratio.

Vorzugsweise ist das Hohlrad stationär an einem Gehäuse der Getriebevorrichtung festgelegt. Somit ist das Hohlrad drehfest mit dem Gehäuse verbunden.The ring gear is preferably fixed to a housing of the transmission device. Thus, the ring gear is rotatably connected to the housing.

Bevorzugt ist das Differentialgetriebe als Stirnraddifferential oder Kegelraddifferential ausgebildet, wobei das Differentialgetriebe dazu ausgebildet ist, eine Antriebsleistung und ein Antriebsdrehmoment der elektrischen Maschine auf eine erste und zweite Abtriebswelle zu verteilen. Insbesondere weist das als Stirnraddifferential ausgebildete Differentialgetriebe einen ersten und zweiten Planetensatz mit jeweiligen Planetenrädern auf. Die Planetenräder des ersten Planetensatzes stehen beispielsweise mit einer Verzahnung an der ersten Abtriebswelle im Zahneingriff, wobei ferner die Planetenräder des zweiten Planetensatzes mit einer Verzahnung an der zweiten Abtriebswelle im Zahneingriff stehen, und wobei die Planetenräder beider Planetensätze paarweise miteinander im Zahneingriff stehen. Die Planetenräder beider Planetensätze sind drehbar an einem Differentialkorb des Differentialgetriebes aufgenommen. Demgegenüber weist das als Kegelraddifferential ausgebildete Differentialgetriebe einen Differentialkorb auf, an dem zwei Ausgleichsräder, die mit zwei Kegelräder im Zahneingriff stehen, drehbar gelagert sind. Das erste Kegelrad ist drehfest mit der ersten Abtriebswelle verbunden. Ferner ist das zweite Kegelrad drehfest mit der zweiten Abtriebswelle verbunden.The differential gear is preferably designed as a spur gear differential or a bevel gear differential, the differential gear being designed to distribute a drive power and a drive torque of the electrical machine to a first and a second output shaft. In particular, the differential gear designed as a spur gear differential has a first and second planetary gear set with respective planet gears. The planet gears of the first planetary gear set mesh with the teeth on the first output shaft, for example, the planet gears of the second planet gear set with teeth on the second output shaft, and the planet gears of the two planetary gears mesh with one another in pairs. The planet gears of both planetary gears are rotatably received on a differential carrier of the differential gear. In contrast, the differential gear designed as a bevel gear differential has a differential cage on which two differential gears, which are in mesh with two bevel gears, are rotatably mounted. The first bevel gear is rotatably connected to the first output shaft. Furthermore, the second bevel gear is rotatably connected to the second output shaft.

Ferner bevorzugt weist die elektrische Maschine einen Stator und einen Rotor auf, wobei der Rotor über eine Rotorwelle mit der Dreifachkupplungsvorrichtung verbunden ist. Mithin dient die Rotorwelle als Antriebswelle, die zwischen der elektrischen Maschine und der Dreifachkupplungsvorrichtung angeordnet ist.Furthermore, the electrical machine preferably has a stator and a rotor, the rotor being connected to the triple clutch device via a rotor shaft. The rotor shaft thus serves as the drive shaft, which is arranged between the electrical machine and the triple clutch device.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die elektrische Maschine koaxial zum Planetengetriebe sowie achsparallel zum Differentialgetriebe angeordnet. Mit anderen Worten weisen die elektrische Maschine und das Planetengetriebe eine erste gemeinsame Drehachse auf, wobei das Differentialgetriebe eine zweite Drehachse aufweist.According to a preferred embodiment, the electrical machine is arranged coaxially to the planetary gear and axially parallel to the differential gear. In other words, the electrical machine and the planetary gear have a first common axis of rotation, the differential gear having a second axis of rotation.

Vorzugsweise ist der Planetenträger drehfest mit einem Zahnrad verbunden, wobei das Zahnrad mit einer Verzahnung des Differentialkorbs des Differentialgetriebes im Zahneingriff steht. Mithin wird über den Zahneingriff zwischen dem Zahnrad und der Verzahnung am Differentialkorb Antriebsleistung in das achsparallel zur elektrischen Maschine angeordnete Differentialgetriebe eingespeist. Vorzugsweise ist das Zahnrad auf einer gemeinsamen Achse mit der elektrischen Maschine und somit auch mit der Rotorwelle angeordnet. Mithin ist das Zahnrad achsparallel zum Differentialgetriebe und zu einer Abtriebsachse angeordnet. Vorzugsweise sind beide Abtriebswellen auf der Abtriebsachse angeordnet.The planet carrier is preferably connected in a rotationally fixed manner to a gearwheel, the gearwheel being in meshing engagement with a toothing of the differential carrier of the differential gear. Drive power is therefore fed into the differential gear arranged parallel to the axis of the electrical machine via the tooth engagement between the gearwheel and the teeth on the differential cage. The gearwheel is preferably arranged on a common axis with the electrical machine and thus also with the rotor shaft. The gear wheel is therefore arranged axially parallel to the differential gear and to an output axis. Both output shafts are preferably arranged on the output axis.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die elektrische Maschine, das Planetengetriebe und das Differentialgetriebe koaxial zueinander angeordnet. Mit anderen Worten weisen die elektrische Maschine, das Planetengetriebe und das Differentialgetriebe eine gemeinsame Drehachse auf. Insbesondere ist eine Rotorwelle der elektrischen Maschine als Hohlwelle ausgebildet, wobei eine der beiden Abtriebswellen des Differentialgetriebes axial durch die Rotorwelle geführt ist.According to a further preferred embodiment, the electrical machine, the planetary gear and the differential gear are arranged coaxially to one another. In other words, the electrical machine, the planetary gear and the differential gear have a common axis of rotation. In particular, a rotor shaft of the electrical machine is designed as a hollow shaft, one of the two output shafts of the differential gear being guided axially through the rotor shaft.

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung zwei bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiden Figur näher erläutert. Dabei zeigt

  • 1 eine vereinfachte schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, und
  • 2 eine vereinfachte schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Further measures improving the invention are explained in more detail below together with the description of two preferred exemplary embodiments of the invention with reference to the two figures. It shows
  • 1 a simplified schematic representation to illustrate the structure of a drive device according to the invention according to a first embodiment, and
  • 2nd a simplified schematic representation to illustrate the structure of a drive device according to the invention according to a second embodiment.

Gemäß den 1 und 2 weist eine jeweilige erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für ein - hier nicht dargestelltes - Kraftfahrzeug eine elektrische Maschine 1, eine Dreifachkupplungsvorrichtung 2 mit einer ersten, zweiten und dritten Kupplung 2a, 2b, 2c sowie eine Getriebevorrichtung 3 auf. Die elektrische Maschine 1 ist als Antriebsmaschine ausgebildet und umfasst einen Stator 15 sowie einen Rotor 16. Eine Antriebsleistung der elektrischen Maschine 1 wird über eine Rotorwelle 17, die zwischen der elektrischen Maschine 1 und der Dreifachkupplungsvorrichtung 2 angeordnet ist, in die Dreifachkupplungsvorrichtung 2 und darüber in die Getriebevorrichtung 3 eingeleitet, um das Kraftfahrzeug anzutreiben. Die Getriebevorrichtung 3 umfasst ein Planetengetriebe 4 und ein Differentialgetriebe 6.According to the 1 and 2nd a respective drive device according to the invention for an automobile (not shown here) has an electrical machine 1 , a triple clutch device 2nd with a first, second and third clutch 2a , 2 B , 2c and a gear device 3rd on. The electrical machine 1 is designed as a drive machine and comprises a stator 15 as well as a rotor 16 . A driving power of the electrical machine 1 is via a rotor shaft 17th that between the electrical machine 1 and the triple clutch device 2nd is arranged in the triple clutch device 2nd and above in the gear device 3rd initiated to drive the motor vehicle. The gear device 3rd includes a planetary gear 4th and a differential gear 6 .

Das Differentialgetriebe 6 ist vorliegend als Stirnraddifferential ausgebildet und weist einen ersten und zweiten - hier nicht dargestellten - Planetensatz mit jeweiligen Planetenrädern auf. Alle Planetenräder sind drehbar an einem Differentialkorb 10 des Differentialgetriebes 6 aufgenommen. Das Differentialgetriebe 6 ist dazu vorgesehen, eine Antriebsleistung der elektrische Maschine 1 auf eine erste und zweite Abtriebswelle 12a, 12b der Getriebevorrichtung 3 zu verteilen.The differential gear 6 is in the present case designed as a spur gear differential and has a first and second planetary gear set (not shown here) with respective planetary gears. All planet gears can be rotated on a differential carrier 10th of the differential gear 6 added. The differential gear 6 is intended to drive the electrical machine 1 on a first and second output shaft 12a , 12b the transmission device 3rd to distribute.

Das Planetengetriebe 4 weist mehrere Dreifachplanetenräder 5 auf, die drehbar an einem Planetenträger 7 angeordnet sind. Vorliegend ist aufgrund der vereinfachten schematischen Darstellung nur ein Dreifachplanetenrad 5 dargestellt, wobei alle Dreifachplanetenräder 5 identisch zueinander ausgebildet sind. Der Planetenträger 7 ist mit dem Differentialgetriebe 6 wirkverbunden. Ferner weist jedes Dreifachplanetenrad 5 ein erstes, zweites und drittes Zahnrad 5a, 5b, 5c auf, wobei die Zahnräder 5a, 5b, 5c drehfest miteinander verbunden sind.The planetary gear 4th has several triple planet wheels 5 on that rotatable on a planet carrier 7 are arranged. Due to the simplified schematic representation, there is only one triple planet gear 5 shown, with all triple planet wheels 5 are identical to each other. The planet carrier 7 is with the differential gear 6 connected. Each triple planetary gear also has 5 a first, second and third gear 5a , 5b , 5c on, with the gears 5a , 5b , 5c are non-rotatably connected.

Das erste Zahnrad 5a steht mit einem ersten Sonnenrad 8a im Zahneigriff. Das zweite Zahnrad 5b steht mit einem zweiten Sonnenrad 8b im Zahneingriff. Das dritte Zahnrad 5c steht mit einem dritten Sonnenrad 8c und einem Hohlrad 9 im Zahneingriff, wobei das Hohlrad 9 stationär an einem Gehäuse 11 der Getriebevorrichtung 3 festgelegt ist. Ferner ist das erste Sonnenrad 8a mit einer ersten Kupplung 2a der Dreifachkupplungsvorrichtung 2 wirkverbunden. Demgegenüber ist das zweite Sonnenrad 8b mit einer zweiten Kupplung 2b der Dreifachkupplungsvorrichtung 2 wirkverbunden. Das dritte Sonnenrad 8c ist mit einer dritten Kupplung 2c der Dreifachkupplungsvorrichtung 2 wirkverbunden.The first gear 5a stands with a first sun gear 8a in the tooth grip. The second gear 5b stands with a second sun gear 8b in meshing. The third gear 5c stands with a third sun gear 8c and a ring gear 9 in meshing, the ring gear 9 stationary on a housing 11 the transmission device 3rd is set. Furthermore, the first sun gear 8a with a first clutch 2a the triple clutch device 2nd connected. In contrast is the second sun gear 8b with a second clutch 2 B the triple clutch device 2nd connected. The third sun gear 8c is with a third clutch 2c the triple clutch device 2nd connected.

Zur Realisierung einer ersten Gangstufe wird die elektrische Maschine 1 über die Rotorwelle 17 und die erste Kupplung 2a mit dem ersten Sonnenrad 8a drehfest verbunden. Zur Realisierung einer zweiten Gangstufe wird die elektrische Maschine 1 über die Rotorwelle 17 und die zweite Kupplung 2b mit dem zweiten Sonnenrad 8b drehfest verbunden. Ferner wird zur Realisierung einer dritten Gangstufe die elektrische Maschine 1 über die Rotorwelle 17 und die dritte Kupplung 2c mit dem dritten Sonnenrad 8c drehfest verbunden. Vorliegend sind alles drei Kupplungen 2a, 2b, 2c der Dreifachkupplungsvorrichtung 2 als Reiblamellenkupplungen ausgebildet und ermöglichen eine Lastschaltfähigkeit. Die vorliegende Getriebearchitektur mit drei Gangstufen reduziert gegenüber einer Getriebearchitektur mit nur zwei Gangstufen die Gangsprünge und erhöht gleichzeitig die Getriebespreizung.The electrical machine is used to implement a first gear stage 1 about the rotor shaft 17th and the first clutch 2a with the first sun gear 8a non-rotatably connected. The electrical machine is used to implement a second gear stage 1 about the rotor shaft 17th and the second clutch 2 B with the second sun gear 8b non-rotatably connected. Furthermore, the electrical machine is used to implement a third gear stage 1 about the rotor shaft 17th and the third clutch 2c with the third sun gear 8c non-rotatably connected. In the present case, there are three couplings 2a , 2 B , 2c the triple clutch device 2nd designed as friction disk clutches and enable power shifting. The present transmission architecture with three gear stages reduces the gear jumps compared to a transmission architecture with only two gear stages and at the same time increases the transmission spread.

In der ersten Gangstufe ist die erste Kupplung 2a geschlossen und die zweite sowie dritte Kupplung 2b, 2c sind geöffnet, sodass die elektrische Maschine 1 die Antriebsleistung über die Dreifachkupplungsvorrichtung 2 nur auf das erste Sonnenrad 8a überträgt, um das erste Zahnrad 5a anzutreiben. Das dritte Zahnrad 5c stützt sich am gehäusefesten Hohlrad 9 ab. Mithin überträgt das Dreifachplanetenrad 5 die Antriebsleistung auf den Planetenträger 7, wobei dieser mit dem Differentialgetriebe 6 antriebstechnisch verbunden ist. Sobald die erste Kupplung 2a geöffnet und die zweite Kupplung 2b geschlossen wird, erfolgt die Einleitung der zweiten Gangstufe, wobei dann die elektrische Maschine 1 die Antriebsleistung über die Dreifachkupplungsvorrichtung 2 nur auf das zweite Sonnenrad 8b überträgt, um das zweite Zahnrad 5b anzutreiben. Dadurch ändert sich die Übersetzung des Planetengetriebes 4. Wenn die zweite Kupplung 2b geöffnet und die dritte Kupplung 2c geschlossen wird, erfolgt die Einleitung der dritten Gangstufe, wobei dann die elektrische Maschine 1 die Antriebsleistung über die Dreifachkupplungsvorrichtung 2 nur auf das dritte Sonnenrad 8c überträgt, um das dritte Zahnrad 5c anzutreiben. Dadurch ändert sich die Übersetzung des Planetengetriebes 4. Mithin ist die Antriebsvorrichtung zwischen der ersten, zweiten und dritten Gangstufe unter Last schaltbar.The first clutch is in the first gear 2a closed and the second and third clutch 2 B , 2c are open so the electrical machine 1 the drive power via the triple clutch device 2nd only on the first sun gear 8a transmits to the first gear 5a to drive. The third gear 5c is supported by the ring gear fixed to the housing 9 from. The triple planetary wheel therefore transmits 5 the drive power on the planet carrier 7 , this with the differential gear 6 is connected in terms of drive technology. Once the first clutch 2a opened and the second clutch 2 B is closed, the introduction of the second gear takes place, and then the electrical machine 1 the drive power via the triple clutch device 2nd only on the second sun gear 8b transmits to the second gear 5b to drive. This changes the translation of the planetary gear 4th . If the second clutch 2 B opened and the third clutch 2c is closed, the initiation of the third gear takes place, and then the electrical machine 1 the drive power via the triple clutch device 2nd only on the third sun gear 8c transmits to the third gear 5c to drive. This changes the translation of the planetary gear 4th . The drive device can therefore be switched between the first, second and third gear stages under load.

Gemäß 1 ist die elektrische Maschine 1 koaxial zum Planetengetriebe 4 sowie achsparallel zum Differentialgetriebe 6 angeordnet. Mithin ist die Rotorwelle 17 achsparallel zu den beiden Abtriebswellen 12a, 12b angeordnet. Der Planetenträger 7 ist drehfest mit einem Zahnrad 13 verbunden. Das Zahnrad 13 ist auf einer gemeinsamen Antriebsachse 18 mit der elektrischen Maschine 1 angeordnet. Ferner steht das Zahnrad 13 mit einer Verzahnung 14 am Differentialkorb 10 des Differentialgetriebes 6 im Zahneingriff. Somit wird über die Verzahnung 14 am Differentialkorb 10 eine Antriebsleistung in das Differentialgetriebe 6 eingeleitet, und über die Planetenräder auf die erste und zweite Abtriebswelle 12a, 12b verteilt. Die beiden Abtriebswellen 12a, 12b sind auf einer gemeinsamen Abtriebsachse 19 angeordnet, wobei die Abtriebsachse 19 achsparallel zu der Antriebsachse 18 angeordnet ist.According to 1 is the electrical machine 1 coaxial to the planetary gear 4th as well as axially parallel to the differential gear 6 arranged. Hence the rotor shaft 17th axially parallel to the two output shafts 12a , 12b arranged. The planet carrier 7 is non-rotatable with a gear 13 connected. The gear 13 is on a common drive axis 18th with the electric machine 1 arranged. The gear also stands 13 with a toothing 14 on the differential carrier 10th of the differential gear 6 in meshing. Thus, the gearing 14 on the differential carrier 10th a drive power in the differential gear 6 initiated, and on the planet gears on the first and second output shaft 12a , 12b distributed. The two output shafts 12a , 12b are on a common output axis 19th arranged, the output axis 19th axially parallel to the drive axis 18th is arranged.

Nach 2 sind die elektrische Maschine 1, das Planetengetriebe 4 und das Differentialgetriebe 6 koaxial zueinander angeordnet. Mit anderen Worten ist die Abtriebsachse 19 identisch mit der Antriebsachse 18, wobei die elektrische Maschine 1, das Planetengetriebe 4 und das Differentialgetriebe 6 eine gemeinsame Drehachse aufweisen. Vorliegend ist die Rotorwelle 17 als Hohlwelle ausgebildet, wobei die erste Abtriebswelle 12a axial durch die Rotorwelle 17 geführt ist.To 2nd are the electrical machine 1 , the planetary gear 4th and the differential gear 6 arranged coaxially to each other. In other words, the output axis 19th identical to the drive axle 18th , being the electrical machine 1 , the planetary gear 4th and the differential gear 6 have a common axis of rotation. The rotor shaft is present 17th formed as a hollow shaft, the first output shaft 12a axially through the rotor shaft 17th is led.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
elektrische Maschineelectrical machine
22nd
DreifachkupplungsvorrichtungTriple clutch device
2a, 2b, 2c2a, 2b, 2c
Kupplungclutch
33rd
GetriebevorrichtungGear device
44th
PlanetengetriebePlanetary gear
55
DreifachplanetenradTriple planet wheel
5a, 5b, 5c5a, 5b, 5c
Zahnradgear
66
DifferentialgetriebeDifferential gear
77
PlanetenträgerPlanet carrier
8a, 8b, 8c8a, 8b, 8c
SonnenradSun gear
99
HohlradRing gear
1010th
DifferentialkorbDifferential cage
1111
Gehäusecasing
12a, 12b12a, 12b
AbtriebswelleOutput shaft
1313
Zahnradgear
1414
VerzahnungGearing
1515
Statorstator
1616
Rotorrotor
1717th
RotorwelleRotor shaft
1818th
AntriebsachseDrive axle
1919th
AbtriebsachseOutput axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • EP 2386782 B1 [0002]EP 2386782 B1 [0002]

Claims (10)

Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Maschine (1), die über eine Dreifachkupplungsvorrichtung (2) mit einer Getriebevorrichtung (3) verbindbar ist, wobei die Getriebevorrichtung (3) ein Planetengetriebe (4) sowie ein Differentialgetriebe (6) aufweist, wobei das Planetengetriebe (4) mehrere Dreifachplanetenräder (5) aufweist, die drehbar an einem Planetenträger (7) angeordnet sind, wobei jedes Dreifachplanetenrad (5) ein erstes, zweites und drittes Zahnrad (5a, 5b, 5c) aufweist, wobei die Zahnräder (5a, 5b, 5c) drehfest miteinander verbunden sind, wobei das erste Zahnrad (5a) mit einem ersten Sonnenrad (8a) im Zahneigriff steht, wobei das zweite Zahnrad (5b) mit einem zweiten Sonnenrad (8b) im Zahneingriff steht, und wobei das dritte Zahnrad (5c) mit einem dritten Sonnenrad (8c) und einem Hohlrad (9) im Zahneingriff steht, wobei das erste Sonnenrad (8a) mit einer ersten Kupplung (2a) der Dreifachkupplungsvorrichtung (2) wirkverbunden ist, wobei das zweite Sonnenrad (8b) mit einer zweiten Kupplung (2b) der Dreifachkupplungsvorrichtung (2) wirkverbunden ist, wobei das dritte Sonnenrad (8c) mit einer dritten Kupplung (2c) der Dreifachkupplungsvorrichtung (2) wirkverbunden ist, und wobei der Planetenträger (7) mit dem Differentialgetriebe (6) wirkverbunden ist.Drive device for a motor vehicle, comprising an electrical machine (1) which can be connected to a gear device (3) via a triple clutch device (2), the gear device (3) having a planetary gear (4) and a differential gear (6), the Planetary gear (4) has a plurality of triple planet wheels (5) which are rotatably arranged on a planet carrier (7), each triple planet wheel (5) having a first, second and third gear wheel (5a, 5b, 5c), the gear wheels (5a, 5b, 5c) are connected to one another in a rotationally fixed manner, the first gearwheel (5a) meshing with a first sun gear (8a), the second gearwheel (5b) meshing with a second sun gear (8b), and the third gearwheel (5c) with a third sun gear (8c) and a ring gear (9) in meshing engagement, the first sun gear (8a) being operatively connected to a first clutch (2a) of the triple clutch device (2) second sun gear (8b) is operatively connected to a second clutch (2b) of the triple clutch device (2), the third sun gear (8c) being operatively connected to a third clutch (2c) of the triple clutch device (2), and wherein the planet carrier (7) is also connected the differential gear (6) is operatively connected. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (9) stationär an einem Gehäuse (11) der Getriebevorrichtung (3) festgelegt ist.Drive device after Claim 1 , characterized in that the ring gear (9) is fixed stationary on a housing (11) of the gear device (3). Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Differentialgetriebe (6) als Stirnraddifferential oder Kegelraddifferential ausgebildet ist, wobei das Differentialgetriebe (6) dazu vorgesehen ist, eine Antriebsleistung der elektrischen Maschine (1) auf eine erste und zweite Abtriebswelle (12a, 12b) zu verteilen.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the differential gear (6) is designed as a spur gear differential or bevel gear differential, the differential gear (6) being provided for driving power of the electrical machine (1) to a first and second output shaft (12a, 12b) distribute. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Öffnen aller drei Kupplungen (2a, 2b, 2c) eine Leistungsabschaltung realisiert.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that opening all three clutches (2a, 2b, 2c) realizes a power cut-off. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schließen der ersten Kupplung (2a) und ein Öffnen der zweiten und dritten Kupplung (2b, 2c) eine erste Getriebeübersetzung realisiert.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that closing the first clutch (2a) and opening the second and third clutch (2b, 2c) realizes a first gear ratio. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schließen der zweiten Kupplung (2b) und ein Öffnen der ersten und dritten Kupplung (2a, 2c) eine zweite Getriebeübersetzung realisiert.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that closing the second clutch (2b) and opening the first and third clutch (2a, 2c) realizes a second gear ratio. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schließen der dritten Kupplung (2c) und ein Öffnen der ersten und zweiten Kupplung (2a, 2b) eine dritte Getriebeübersetzung realisiert.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that closing the third clutch (2c) and opening the first and second clutch (2a, 2b) realizes a third gear ratio. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (1), das Planetengetriebe (4) und das Differentialgetriebe (6) koaxial zueinander angeordnet sind.Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical machine (1), the planetary gear (4) and the differential gear (6) are arranged coaxially to one another. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (1) koaxial zum Planetengetriebe (4) sowie achsparallel zum Differentialgetriebe (6) angeordnet ist.Drive device according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that the electrical machine (1) is arranged coaxially to the planetary gear (4) and axially parallel to the differential gear (6). Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (7) drehfest mit einem Zahnrad (13) verbunden ist, wobei das Zahnrad (13) mit einer Verzahnung (14) eines Differentialkorbs (10) des Differentialgetriebes (6) im Zahneingriff steht.Drive device after Claim 9 , characterized in that the planet carrier (7) is non-rotatably connected to a gearwheel (13), the gearwheel (13) being in meshing engagement with a toothing (14) of a differential carrier (10) of the differential gear (6).
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