DE102018129935B3

DE102018129935B3 - Electromechanical drive arrangement for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102018129935B3
Application number: DE102018129935.4A
Authority: DE
Inventors: Christian Hartmann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2018-11-27
Filing date: 2018-11-27
Publication date: 2019-10-24
Anticipated expiration: 2038-11-28
Also published as: CN111216547A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromechanische Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem Elektromotor mit einem Stator und einem Rotor, einem Reduktionsgetriebe, das als Stirnradgetriebe ausgeführt ist und eine Eingangswelle sowie eine Ausgangswelle aufweist, wobei das Reduktionsgetriebe eine erste Stirnradstufe mit einem ersten Übersetzungsverhältnis und eine zweite Stirnradstufe mit einem zweiten Übersetzungsverhältnis aufweist, die erste Stirnradstufe ein erstes Antriebsstirnrad und ein Abtriebsstirnrad aufweist, das erste Antriebsstirnrad auf der Eingangswelle sitzt und in das erste Abtriebsstirnrad eingreift, das auf der Ausgangswelle sitzt, die zweite Stirnradstufe ein zweites Antriebsstirnrad, ein Zwischenrad und ein zweites Abtriebsstirnrad aufweist, das zweite Antriebsstirnrad auf der Eingangswelle sitzt und dabei in das Zwischenrad eingreift, das Zwischenrad in das zweite Abtriebsstirnrad eingreift, das auf der Ausgangswelle sitzt, in der ersten Stirnradstufe ein erster Freilauf vorgesehen ist, in der zweiten Stirnradstufe ein zweiter Freilauf vorgesehen ist, der erste Freilauf bei Drehung des Rotors in einer ersten Drehrichtung in einen Koppelungszustand gelangt und dabei die erste Stirnradstufe die Ausgangswelle treibt, der zweite Freilauf bei Drehung des Rotors in einer der ersten Drehrichtung entgegen gesetzten, zweiten Drehrichtung in einen Koppelungszustand gelangt und dabei die zweite Stirnradstufe die Ausgangswelle treibt und eine Überbrückungskupplung vorgesehen ist, zur Überbrückung des ersten oder des zweiten Freilaufes derart, dass im Rahmen eines Schubbetriebs des Kraftfahrzeuges über die Ausgangswelle ein Leistungstransfer in die Eingangswelle ermöglicht ist.The invention relates to an electromechanical drive arrangement for a motor vehicle having an electric motor with a stator and a rotor, a reduction gear, which is designed as a spur gear and having an input shaft and an output shaft, wherein the reduction gear a first spur gear with a first gear ratio and a second Has spur gear with a second ratio, the first spur gear has a first Antriebsstirnrad and a Abtriebsstirnrad, the first Antriebsstirnrad sitting on the input shaft and engages the first Abtriebstenirnrad sitting on the output shaft, the second spur gear, a second Antriebsstirnrad, an intermediate and a second Has output spur gear, the second drive sprocket sits on the input shaft while engaging in the intermediate gear, the intermediate gear engages the second Abtriebstenirnrad sitting on the output shaft, in the first spur gear stage, a first freewheel is provided, in the second spur gear, a second freewheel is provided, the first freewheel passes upon rotation of the rotor in a first rotational direction in a coupling state while the first spur gear drives the output shaft, the second freewheel upon rotation of the rotor in one The first rotational direction opposite, the second direction of rotation passes into a coupling state while the second spur gear drives the output shaft and a lock-up clutch is provided for bridging the first or the second freewheel so that in the context of a pushing operation of the motor vehicle via the output shaft, a power transfer in the Input shaft is enabled.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromechanische Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem Elektromotor, einem Reduktionsgetriebe, das als Stirnradgetriebe ausgeführt ist, und einem Achsdifferentialgetriebe zur Verzweigung der über das Reduktionsgetriebe geführten Antriebsleistung auf eine erste und eine zweite Radantriebswelle.The invention relates to an electromechanical drive arrangement for a motor vehicle with an electric motor, a reduction gear, which is designed as a spur gear, and an axle differential for branching the guided over the reduction gear drive power to a first and a second wheel drive shaft.

Aus DE 10 2015 110 839 A1 ist eine derartige Antriebsanordnung bekannt. Das Stirnradgetriebe ist dort als zweistufig schaltbares Getriebe ausgeführt. Das Stirnradgetriebe weist eine Eingangswelle und eine Ausgangswelle auf. Auf der Eingangswelle sitzen zwei Antriebsstirnräder, auf der Ausgangswelle sitzen zwei getriebene Stirnräder sowie ein zur Weiterführung der Leistung vorgesehenes Abtriebszahnrad. Das auf der Eingangswelle sitzende erste Antriebsstirnrad und das mit diesem in Eingriff stehende getriebene erste Stirnrad der Ausgangswelle realisieren ein erstes Übersetzungsverhältnis. Das auf der Eingangswelle sitzende zweite Antriebsstirnrad und das mit diesem in Eingriff stehende zweite Stirnrad der Ausgangswelle realisieren ein zweites Übersetzungsverhältnis. Das zweite Antriebsstirnrad ist mit der Eingangswelle über eine Kupplungseinrichtung schaltbar koppelbar. Die beiden auf der Ausgangswelle sitzenden und dabei getriebenen Räder sind über Freiläufe mit der Ausgangswelle gekoppelt, sodass die Ausgangswelle das jeweilige nicht lastführende, jedoch in gleicher Richtung mitlaufende getriebene Rad überholen kann. Einer der Freiläufe ist dabei schaltbar überbrückbar.Out DE 10 2015 110 839 A1 Such a drive arrangement is known. The spur gear is designed there as a two-stage shiftable transmission. The spur gear has an input shaft and an output shaft. Two drive spur gears are seated on the input shaft, two driven spur gears are seated on the output shaft, and one output gear provided for the continuation of the power. The first drive spur gear seated on the input shaft and the driven first spur gear of the output shaft engaging therewith realize a first gear ratio. The second drive spur gear seated on the input shaft and the second spur gear of the output shaft engaging therewith realize a second gear ratio. The second drive spur gear is switchably coupled to the input shaft via a coupling device. The two sitting on the output shaft and thereby driven wheels are coupled via freewheels with the output shaft, so that the output shaft can overtake the respective non-load-carrying, but in the same direction follower driven wheel. One of the freewheels is switchable bridgeable.

Bei verbreiteten Getriebekonzepten mit Stirnradstufen werden die zu schaltenden Gänge, wie oben schon beschrieben, mit Hilfe von Kupplungen und Synchronisationen geschaltet. Um einen Gang während der Fahrt einlegen zu können, wird zunächst durch das Treten der Kupplung der Motor von der Eingangswelle des Getriebes kinematisch getrennt. Anschließend wird die Drehzahl der Eingangswelle unter Berücksichtigung des Zielübersetzungsverhältnisses auf die Drehzahl des gewählten Gangrades synchronisiert. Erst dann wird eine formschlüssige Verbindung der Eingangswelle mit dem Rad des gewünschten Ganges herbeigeführt. Dieser Vorgang ist in automatisierten Getriebekonzepten insofern kritisch, als bei den Schaltvorgängen der Verbrennungsmotor vom Getriebe getrennt wird. Dementsprechend fließt temporär keine Leistung über das Getriebe. Es entsteht eine sogenannte Zugkraftunterbrechung, welche vom Fahrer als komfortbeeinflussende Längsdynamikschwingung wahrnehmbar ist. In manuell geschalteten Getrieben ist dieser Vorgang weniger kritisch, da der Fahrer selbst den Schaltvorgang veranlasst und der Zugkrafteinbruch als erwarteter Effekt des Schaltvorganges wahrgenommen wird. In automatisierten Getriebekonzepten wird der Fahrer mehr oder weniger durch die schaltungsbedingten Längsdynamikschwingungen überrascht. Bei einem Doppelkupplungsgetriebe kann dieses Problem durch eine Überblendung des Schließens und Öffnens der Kupplungen vermieden werden. Diese Überblendung kann auch unter Last erfolgen, sodass es zu keiner Zugkraftunterbrechung kommt.In common transmission concepts with spur gear stages, the gears to be switched, as already described above, connected by means of clutches and synchronizers. To be able to engage a gear while driving, is first kinematically separated by the passage of the clutch, the motor of the input shaft of the transmission. Subsequently, the rotational speed of the input shaft is synchronized taking into account the target gear ratio to the rotational speed of the selected gear wheel. Only then is a positive connection of the input shaft with the wheel of the desired gear brought about. This process is critical in automated transmission concepts in that the internal combustion engine is disconnected from the transmission during the switching processes. Accordingly, temporarily no power flows through the transmission. The result is a so-called traction interruption, which is perceived by the driver as a comfort influencing longitudinal dynamic oscillation. In manual transmissions, this process is less critical because the driver himself initiates the shift and the tensile force is perceived as the expected effect of the switching process. In automated transmission concepts, the driver is more or less surprised by the circuit-related longitudinal dynamic vibrations. In a dual-clutch transmission, this problem can be avoided by blending the closing and opening of the clutches. This transition can also be done under load, so that there is no interruption of traction.

In DE 10 2013 207 681 A1 ist eine elektromechanische Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug beschrieben. Diese ist aus einem Elektromotor mit einem Stator und einem Rotor und aus einem Reduktionsgetriebe gebildet. Das Reduktionsgetriebe ist als zweiwelliges Stirnradgetriebe mit zwei Stirnradstufen ausgeführt. Die erste Stirnradstufe ist durch ein im Zahneingriff stehendes Stirnradpaar gebildet. Die zweite Stirnradstufe weist darüber hinaus noch ein Zwischenrad auf, welches mit dem Antriebsstirnrad und dem Abtriebsstirnrad im Zahneingriff steht. In der ersten Stirnradstufe ist ein Freilauf vorgesehen genauso wie in der zweiten Stirnradstufe.
Zwischen den Antriebsrädern und der Antriebswelle ist jeweils ein Freilauf angeordnet. Die beiden Freiläufe greifen zur Übertragung der Antriebsmomente jeweils in eine andere Antriebsrichtung, sodass immer ein Freilauf Antriebsmomente trägt während der andere frei läuft.In DE 10 2013 207 681 A1 An electromechanical drive arrangement for a motor vehicle is described. This is formed by an electric motor with a stator and a rotor and a reduction gear. The reduction gear is designed as a two-shaft spur gear with two spur gears. The first spur gear is formed by a gear meshing Stirnradpaar. The second spur gear also has an intermediate gear which meshes with the spur gear and the spur gear. In the first spur gear, a freewheel is provided as well as in the second spur gear.
Between the drive wheels and the drive shaft one freewheel is arranged in each case. The two freewheels each engage in a different drive direction to transmit the drive torques, so that one freewheel always carries drive torques while the other runs free.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine temporär in einem Rekuperationsmodus betreibbare elektromechanische Antriebseinrichtung zu schaffen, die sich durch einen robusten und kostengünstig realisierbaren Aufbau sowie ein vorteilhaftes mechanisches Betriebsverhalten auszeichnet.The invention has for its object to provide a temporarily operable in a recuperation mode electromechanical drive device, which is characterized by a robust and cost-effective construction and an advantageous mechanical performance.

Erfindungsgemäße LösungInventive solution

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine elektromechanische Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit:

- einem Elektromotor mit einem Stator und einem Rotor,
- einem Reduktionsgetriebe, das als Stirnradgetriebe ausgeführt ist und eine Eingangswelle sowie eine Ausgangswelle aufweist, wobei
- das Reduktionsgetriebe eine erste Stirnradstufe mit einem ersten Übersetzungsverhältnis und eine zweite Stirnradstufe mit einem zweiten Übersetzungsverhältnis aufweist,
- die erste Stirnradstufe ein erstes Antriebsstirnrad und ein erstes Abtriebsstirnrad aufweist,
- das erste Antriebsstirnrad auf der Eingangswelle sitzt und in das erste Abtriebsstirnrad eingreift, das auf der Ausgangswelle sitzt,
- die zweite Stirnradstufe ein zweites Antriebsstirnrad, ein Zwischenrad und ein zweites Abtriebsstirnrad aufweist,
- das zweite Antriebsstirnrad auf der Eingangswelle sitzt und dabei in das Zwischenrad eingreift,
- das Zwischenrad in das zweite Abtriebsstirnrad eingreift, das auf der Ausgangswelle sitzt,
- in der ersten Stirnradstufe ein erster Freilauf vorgesehen ist,
- in der zweiten Stirnradstufe ein zweiter Freilauf vorgesehen ist,
- der erste Freilauf bei Drehung des Rotors in einer ersten Drehrichtung in einen Koppelungszustand gelangt und dabei die erste Stirnradstufe die Ausgangswelle treibt,
- der zweite Freilauf bei Drehung des Rotors in einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten, zweiten Drehrichtung in einen Koppelungszustand gelangt und dabei die zweite Stirnradstufe die Ausgangswelle treibt,
- einer der Freiläufe auf der Eingangswelle angeordnet ist und das diesem zugeordnete Antriebsstirnrad mit der Eingangswelle koppelt,
- der andere Freilauf auf der Ausgangswelle angeordnet ist und das diesem zugeordnete Abtriebsrad mit der Ausgangswelle koppelt und
- eine Überbrückungskupplung vorgesehen ist, zur Überbrückung des ersten oder des zweiten Freilaufes derart, dass im Rahmen eines Schubbetriebs des Kraftfahrzeuges über die erste oder die zweite Getriebestufe ein Leistungstransfer von der Ausgangswelle in die Eingangswelle bewerkstelligbar ist.

This object is achieved by an electromechanical drive arrangement for a motor vehicle with:

an electric motor with a stator and a rotor,
- A reduction gear, which is designed as a spur gear and having an input shaft and an output shaft, wherein
the reduction gear has a first spur gear stage with a first gear ratio and a second spur gear stage with a second gear ratio,
the first spur gear has a first spur gear and a first driven spur gear,
the first drive spur wheel is seated on the input shaft and engages in the first driven spur wheel which sits on the output shaft,
- the second spur gear stage has a second drive spur gear, an intermediate gear and a second output spur gear,
the second drive spur gear is seated on the input shaft and engages in the intermediate gear,
the intermediate gear engages in the second output spur gear which is seated on the output shaft,
a first freewheel is provided in the first spur gear stage,
a second freewheel is provided in the second spur gear stage,
the first freewheel passes into a coupling state during rotation of the rotor in a first direction of rotation and thereby the first spur gear drives the output shaft,
the second freewheel passes into a coupling state during rotation of the rotor in a second direction of rotation opposite to the first direction of rotation, and the second spur gear drives the output shaft,
one of the freewheels is arranged on the input shaft and couples the drive spur wheel associated therewith to the input shaft,
- The other freewheel is arranged on the output shaft and the driven wheel associated therewith couples with the output shaft and
- A lock-up clutch is provided for bridging the first or the second freewheel so that in the context of a pushing operation of the motor vehicle via the first or the second gear stage, a power transfer from the output shaft into the input shaft is accomplished.

Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, eine Antriebsanordnung zu schaffen, bei welcher mit hoher Dynamik und ohne signifikante Zugkraftunterbrechung durch Drehrichtungswechsel des Elektromotors das Übersetzungsverhältnis an die Fahrzeuggeschwindigkeit und den aktuellen Antriebsdrehmomentenbedarf angepasst werden kann und welche es zudem ermöglicht, im Rahmen eines Fahrzeugschubbetriebs über den Elektromotor Energie zu rekuperieren oder auch einen Elektro-Rückwärtsgang bereit zu stellen. Die Antriebsanordnung kann so ausgelegt sein, dass diese eine der Übersetzungsstufen als Übersetzungsstufe für den primär genutzten Standardbetrieb vorsieht. Die durch Drehrichtungsumkehr des Elektromotors aktivierbare andere Übersetzungsstufe kann dann entweder die Stufe für sehr hohe Fahrzeugendgeschwindigkeiten oder für sehr hohe Radantriebsdrehmomente sein.This advantageously makes it possible to provide a drive arrangement in which the transmission ratio can be adapted to the vehicle speed and the current drive torque requirement with high dynamics and without significant interruption of traction by changing the direction of rotation of the electric motor and which also makes it possible, in the context of a vehicle thrust operation via the Electric motor to recuperate energy or to provide an electric reverse gear. The drive arrangement may be designed so that it provides one of the translation stages as a translation stage for the primary standard operation used. The other translation stage which can be activated by reversing the direction of rotation of the electric motor can then either be the stage for very high vehicle end speeds or for very high wheel drive torques.

Die Überbrückungskupplung kann als formschlüssig koppelnde Kupplung ausgebildet sein, die über eine Aktuatoreinrichtung schaltbar ist. Die Herbeiführung des Koppelzustands kann unter temporärer aktiver Synchronisation des Elektromotors und des im Schubbetrieb mitlaufenden Getriebeabschnitts unterstützt werden, indem der Elektromotor im Rahmen der Herbeiführung des Koppelzustands kurzzeitig aktiv auf die entsprechende Drehzahl, insbesondere leicht auf Last gebracht wird. Dann greift nämlich jener bei aktuellen Drehrichtung lastführende Freilauf, dieser Moment ist durch einen leichten Stromanstieg des Motors bemerkbar und in diesem Moment kann die Überbrückungskupplung in einem Zustand der Vollsynchronisation eingerückt werden. Ansonsten kann der Synchronisationszustand auch aus anderweitigen Signalen, die beispielsweise durch Sensoren generiert werden, aktiv herbeigeführt werden. Nach Einrücken der Überbrückungskupplung kann die Rekuperationsleistung durch Ansteuerung des Statorfeldes eingestellt werden. Die Rekuperationsleistung kann dabei zum Beispiel zunächst auf einen relativ geringen Wert eingestellt werden und erst erhöht werden, wenn der Fahrer den Fuß vollständig vom Gas nimmt und die Bremse betätigt. Dann kann anhand der Bremspedalbetätigungskraft und/oder des Bremspedalniederdrückungsgrades zunächst die Rekuperationsleistung entsprechend erhöht werden und erst in einem Zustand in welchem die maximale Rekuperationsleistung nicht mehr die geforderte Bremsleistung deckt, wird das Bremssystem weiter aktiv. Hierzu kann wiederum zunächst noch die Bremsleistung des Primärantriebs genutzt werden und schließlich das eigentliche Radbremssystem entsprechend aktiv werden. The lockup clutch may be designed as a positive coupling coupling, which is switchable via an actuator. The bringing about of the coupling state can be assisted by temporarily active synchronization of the electric motor and the gear section running in overrun mode, in that the electric motor is briefly actively brought to the corresponding speed, in particular lightly on load, in the course of bringing about the coupling state. In fact, then that engages in the current direction of rotation load-carrying freewheel, this moment is noticeable by a slight increase in current of the motor and at this moment, the lock-up clutch can be engaged in a state of full synchronization. Otherwise, the synchronization state can also be brought about actively from other signals which are generated, for example, by sensors. After engaging the lock-up clutch, the recuperation power can be adjusted by controlling the stator field. For example, the recuperation power can initially be set to a relatively low value and increased only when the driver completely takes his foot off the accelerator and applies the brake. Then, based on the brake pedal actuation force and / or the degree of brake pedal depression, the recuperation power can first be increased correspondingly and only in a state in which the maximum recuperation power no longer meets the required braking power will the brake system continue to be active. For this purpose, in turn, first the braking power of the prime mover can be used and finally the actual wheel brake system become active accordingly.

Die Auswahl der jeweiligen Übersetzungsstufe kann von Zusatzinformationen abhängig getroffen werden, so dass z.B. beim Anfahren aus dem Stand bei ansteigender Fahrbahn zunächst die Stufe mit der höheren Übersetzung durch eine elektronische Steuereinrichtung ausgewählt wird, wogegen in einer Phase mit weitgehend lastfreiem Segelbetrieb dann für den weiteren Antrieb die Motordrehrichtung gewählt wird, bei welcher die Übersetzungsstufe für hohe Fahrzeuggeschwindigkeiten den Leistungstransfer übernimmt. Die Wechsel der Übersetzungsstufe kann im Rahmen einer weitgehend lastfreien Fahrzeugbetriebsphase erfolgen und muss nicht auf eine bestimmte Motordrehzahl oder Fahrzeuggeschwindigkeit festgelegt sein. Es kann z.B. ein Kriterium für das Schalten zwischen den Übersetzungsverhältnissen für einen relativ breiten Geschwindigkeitsbereich vorgesehen sein und das Schalten erfolgt, wenn in diesem Bereich temporär eine lediglich geringe Lastanforderung besteht, wobei diese bei einem Hybridfahrzeug auch durch entsprechende Ansteuerung das Primärantriebs aktiv herbeigeführt werden kann. Durch das erfindungsgemäße Konzept wird es möglich, dass das Fahrzeug ohne Mitnahme des Rotors des Elektromotors einen Rollzustand einnimmt, wobei dann in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit bei Vorliegen einer Lastanforderung durch die Steuereinrichtung entschieden wird, mit welchem Übersetzungsverhältnis der Lastanforderung entsprochen werden soll und das gewünschte Übersetzungsverhältnis durch Einstellung der dieses Übersetzungsverhältnis generierenden Motordrehrichtung gewählt wird. Der Rotor wird bei der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung nicht zwangsweise mitgeschleppt und bei Antrieb des Fahrzeuges durch einen Primärantrieb kann dann die Ausgangswelle eines der Abtriebsräder überholen. Es ist weiterhin möglich, die Wahl des Übersetzungsverhältnisses von fahrerseitig vorgenommenen Einstellungen abhängig zu machen. So ist es möglich, dem Fahrer im Bereich des Bedienumfeldes Eingabeeinrichtungen bereitzustellen, durch welche dieser z.B. einen bestimmten „Gang“ und damit eine bestimmte Drehrichtung des Motors wählen kann. Weiterhin kann er auch einen bestimmten Betriebsmodus, z.B. einen Sportbetriebsmodus wählen, bei welchem sich eine für das Beschleunigen optimierte Schaltcharakteristik ergibt, oder einen Energiesparmodus in welchem der Elektromotor in einem hinsichtlich des Wirkungsgrades vorteilhaften Drehzahlbereich aktiv ist.The selection of the respective translation stage can be made dependent on additional information, so that, for example, when starting from a state with increasing roadway first the stage with the higher translation is selected by an electronic control device, whereas in a phase with largely no-load sailing then for further drive the direction of motor rotation is chosen, at which the transmission stage takes over the power transfer for high vehicle speeds. The change of the gear ratio can be done in the context of a largely load-free vehicle operating phase and need not be set to a specific engine speed or vehicle speed. For example, a criterion for switching between the gear ratios for a relatively wide speed range can be provided and switching takes place if there is only a small load demand temporarily in this area, and in the case of a hybrid vehicle this can also be actively initiated by corresponding activation of the primary drive. The inventive concept, it is possible that the vehicle assumes a rolling state without entrainment of the rotor of the electric motor, in which case in dependence is decided by the vehicle speed in the presence of a load request by the control device, with which transmission ratio of the load request to be met and the desired transmission ratio is selected by setting the gear rotation direction generating this gear ratio. The rotor is not forcibly dragged along in the drive arrangement according to the invention, and when the vehicle is driven by a primary drive, the output shaft of one of the output wheels can then overtake. It is also possible to make the selection of the gear ratio dependent on settings made by the driver. It is thus possible to provide the driver with input devices in the area of the operating environment by means of which, for example, he can select a certain "gear" and thus a specific direction of rotation of the engine. Furthermore, it can also select a specific operating mode, for example a sports operating mode, in which an optimized switching characteristic for accelerating results, or an energy-saving mode in which the electric motor is active in a speed range which is advantageous in terms of efficiency.

Die Überbrückungskupplung kann auch als reibschlüssig koppelnde Kupplung ausgeführt werden. In diesem Falle kann die Herbeiführung des Koppelungszustandes ohne aktive Synchronisation bewerkstelligt werden. Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung kann in vorteilhafter Weise einen Sekundärantrieb für ein Kraftfahrzeug bilden, während an der anderen Achse des Kraftfahrzeuges der Primärantrieb beispielsweise in Form eines Verbrennungsmotors oder einer weiteren elektrischen Maschine sitzt. Durch den Primärantrieb werden beispielsweise parallel Funktionen wie das Fahren im Rückwärtsgang und die Rekuperation übernommen. Außerdem kann in weiterhin vorteilhafter Weise der Primärantrieb etwaige Schaltpausen (beim Umpolen der E-Maschine) und die Zugkraftunterbrechungen bei Schaltvorgängen des Sekundärantriebs „überblenden“. Der Sekundärantrieb oder wahlweise auch die gesamte Achse mit dem Sekundärantrieb ist vorzugsweise optional abschaltbar (AWD-Disconnection, Hang-On-Kupplung). Der Sekundärantrieb kann auch Betriebszustände des Primärantriebs mit ungünstiger Abgaszusammensetzung, insbesondere Beschleunigungsphasen des Primärantriebs entlasten.The lock-up clutch can also be designed as a frictionally coupling coupling. In this case, the induction of the coupling state can be accomplished without active synchronization. The drive device according to the invention can advantageously form a secondary drive for a motor vehicle, while sitting on the other axis of the motor vehicle of the primary drive, for example in the form of an internal combustion engine or another electric machine. For example, the primary drive performs functions such as driving in reverse and recuperation in parallel. In addition, in a further advantageous manner, the primary drive "cross-fade" any switching breaks (when reversing the electric motor) and the traction interruptions in switching operations of the secondary drive. The secondary drive or optionally also the entire axle with the secondary drive is preferably optionally switched off (AWD disconnection, hang-on coupling). The secondary drive can also relieve operating conditions of the primary drive with unfavorable exhaust gas composition, in particular acceleration phases of the primary drive.

Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass der erste Freilauf im ersten Abtriebszahnrad angeordnet ist. Der zweite Freilauf ist dann vorzugsweise im zweiten Antriebszahnrad angeordnet. Die Freiläufe können als form- und/oder reibschlüssig koppelnde Freiläufe oder Überholkupplungen ausgebildet sein. Sie können so ausgebildet sein, dass die Herbeiführung eines Koppelungszustands auch unter Wirkung von Zahnreaktionskräften und z.B. einer damit einhergehenden zumindest geringen axialen Verlagerung eines schräg verzahnten Abtriebsrades unterstützt wird.The drive arrangement according to the invention is preferably designed such that the first freewheel is arranged in the first output gear. The second freewheel is then preferably arranged in the second drive gear. The freewheels can be designed as positive and / or frictional coupling freewheels or overrunning clutches. They may be designed so that the induction of a coupling state is also effected under the action of dental reaction forces and e.g. a concomitant at least small axial displacement of a helical driven gear is supported.

Die Antriebsanordnung ist weiterhin vorzugsweise derart ausgebildet, dass über die erste Stirnradstufe ein erstes Übersetzungsverhältnis realisiert wird, dessen Betrag größer ist als der Betrag eines zweiten Übersetzungsverhältnisses, das über die zweite Stirnradstufe realisiert wird. In diesem Falle hat dann das erste Antriebszahnrad einen kleineren Kopfkreisdurchmesser als das zweite Antriebszahnrad. Es ist jedoch auch möglich die beiden Übersetzungsverhältnisse so abzustimmen, dass das erste Übersetzungsverhältnis betragsmäßig kleiner ist als das zweite. In diesem Falle hat dann das zweite Antriebszahnrad den kleineren Kopfkreisdurchmesser und die Überbrückung der Abstände der Antriebswelle und der Ausgangswelle erfolgt durch jenen Zahnradzug, der durch das Zwischenrad und das zweite Abtriebszahnrad gebildet wird.The drive arrangement is further preferably designed such that a first transmission ratio is realized via the first spur gear, the amount of which is greater than the amount of a second transmission ratio, which is realized via the second spur gear. In this case, then the first drive gear has a smaller tip diameter than the second drive gear. However, it is also possible to tune the two gear ratios so that the first gear ratio is smaller in magnitude than the second. In this case, then the second drive gear has the smaller tip diameter and the bridging of the distances of the drive shaft and the output shaft is effected by that Zahnradzug, which is formed by the intermediate gear and the second driven gear.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Eingangswelle zur Rotorachse gleichachsig ausgerichtet, oder wird direkt durch die Rotorwelle getrieben oder durch die Rotorwelle gebildet.According to a further preferred embodiment of the invention, the input shaft is aligned coaxially with the rotor axis, or is driven directly through the rotor shaft or formed by the rotor shaft.

Alternativ zu der oben genannten Variante ist es auch möglich, die Antriebsanordnung so zu gestalten, dass auf der Eingangswelle ein Vorstufenrad sitzt, und dann dieses Vorstufenrad durch ein Antriebsritzel angetrieben wird, das auf der Rotorwelle des Elektromotors sitzt. Zwischen der Eingangswelle und dem Rotor kann auch ein anderweitig aufgebautes Vorstufengetriebe sitzen, das beispielsweise als Planetengetriebe ausgebildet ist.As an alternative to the above-mentioned variant, it is also possible to design the drive arrangement such that a precursor wheel is seated on the input shaft, and then this precursor wheel is driven by a drive pinion which is seated on the rotor shaft of the electric motor. Between the input shaft and the rotor can also sit an otherwise constructed pre-stage transmission, which is formed for example as a planetary gear.

Bei einer Integration eines Achsdifferentialgetriebes direkt in die Antriebsanordnung können das erste oder das zweite Abtriebsstirnrad direkt über den entsprechenden Freilauf auf ein Umlaufgehäuse, d.h. den Korb des Achsdifferentialgetriebes, aufgesetzt oder seitlich an diesen angesetzt sein. Insbesondere bei einer Anordnung der beiden Abtriebsstirnräder seitlich des Umlaufgehäuses können die Abtriebszahnräder auf Zapfenabschnitten des Umlaufgehäuses sitzen und jener der Abtriebswelle zugeordnete Freilauf kann durch Strukturen des Abtriebsstirnrades und des Umlaufgehäuses sowie axial dazwischen liegende Koppelglieder oder Reibbelagsstrukturen realisiert sein. Die Eingangswelle und die Ausgangswelle sind vorzugsweise zueinander parallel ausgerichtet und das Achsdifferentialgetriebe kann direkt in dem Getriebegehäuse der Antriebsanordnung aufgenommen sein.When integrating an axle differential directly into the drive assembly, the first or second output spur gears can be directly transferred to a recirculating shell, i.e., the corresponding freewheel. the basket of Achsdifferentialgetriebes, put on or laterally attached to this. In particular, in an arrangement of the two output spur gears laterally of the rotary housing, the driven gears can sit on pin sections of the rotary housing and those of the output shaft associated freewheel can be realized by structures of Abtriebsstirnrades and the circulating housing and axially intermediate coupling links or Reibbelagsstrukturen. The input shaft and the output shaft are preferably aligned parallel to each other and the axle differential can be received directly in the gear housing of the drive assembly.

Die Antriebsanordnung ist vorzugsweise dazu ausgelegt, in verbautem Zustand in einem Kraftfahrzeug so angeordnet zu sein, dass die Eingangswelle horizontal und quer zur Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet ist. Die Antriebsanordnung bildet dabei vorzugsweise ein Achsantriebsmodul, das in einem Zwischenbereich zwischen einem linken und einem rechten Fahrzeugrad angeordnet ist. Soweit die Antriebsanordnung als Sekundärantrieb fungiert, sitzt sie dabei vorzugsweise im Bereich der Hinterachse. Es ist möglich, Gehäuseabschnitte der Antriebsanordnung als Anbindungsstellen für Radaufhängungsorgane zu nutzen. Das Gehäuse der Antriebsanordnung kann dabei als Hinterachsträger fungieren und z.B. Lagerstellen für Dreiecks- oder Querlenker sowie auch für Federungsorgane, insbesondere Federbeine oder Torsionsfedern, bereitstellen. The drive assembly is preferably designed to be arranged in the installed state in a motor vehicle so that the input shaft is aligned horizontally and transversely to the vehicle longitudinal direction. The drive arrangement preferably forms an axle drive module, which is arranged in an intermediate region between a left and a right vehicle wheel. As far as the drive assembly acts as a secondary drive, it preferably sits in the region of the rear axle. It is possible to use housing sections of the drive assembly as attachment points for suspension systems. The housing of the drive assembly can act as a rear axle and, for example bearings for triangular or wishbone and also for suspension organs, in particular struts or torsion provide.

Bei der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung sind beide Getriebestufen mit Freiläufen ausgestattet, wobei einer dieser Freiläufe kinematisch zwischen der Eingangswelle und einem darauf sitzenden Antriebsstirnrad wirksam ist und der andere Freilauf in der anderen Getriebestufe zwischen der Ausgangswelle und dem diese treibenden Abtriebsstirnrad wirksam ist. Je nach Drehrichtung der E-Maschine erfolgt der Kraftfluss entweder über den ersten Gang oder über den zweiten Gang und dabei über eine Zwischenwelle zur Ausgangswelle. Durch die Drehrichtungsumkehr der E-Maschine kann damit zwischen zwei Übersetzungen geschaltet werden.In the drive arrangement according to the invention both gear stages are equipped with freewheels, one of these freewheels is kinematically effective between the input shaft and a seated Antriebsstirnrad and the other freewheel in the other gear stage between the output shaft and the driving output spur gear is effective. Depending on the direction of rotation of the electric motor, the power flow takes place either via the first gear or via the second gear and thereby via an intermediate shaft to the output shaft. By reversing the direction of rotation of the electric motor, it is possible to switch between two transmissions.

Das Getriebe der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung umfasst eine Antriebswelle, eine Zwischenwelle, eine Ausgangswelle und zwei entsprechend orientierte unidirektional drehmomentführende Freiläufe oder Überholkupplungen als vorzugsweise passive Schaltelemente, wobei einer der Freiläufe auf der Einganswelle und der weitere Freilauf auf der Ausgangswelle vorgesehen ist und einer der Freiläufe selektiv sperrbar oder überbrückbar ist.The transmission of the drive assembly according to the invention comprises a drive shaft, an intermediate shaft, an output shaft and two corresponding unidirectional torque-conducting freewheels or overrunning clutches as preferably passive switching elements, one of the freewheels on the input shaft and the further freewheel on the output shaft is provided and one of the freewheels selectively lockable or bridgeable.

Bei der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung sind auf der Antriebswelle zwei Zahnräder vorgesehen, wobei eines dieser Zahnräder fest mit der Antriebswelle verbunden ist und das andere unidirektional drehmomentenführend über einen Freilauf oder eine Überholkupplung auf der Antriebswelle sitzt. Eines der Zahnräder auf der Ausgangswelle ist mit dieser fest gekoppelt, das andere Zahnrad ist über den weiteren Freilauf unidirektional drehmomentenführend mit der Ausgangswelle verbunden. Die Freiläufe der Gangpaare sind dabei hinsichtlich ihrer Transferwirkung aufeinander abgestimmt, dass je nach Drehrichtung des Rotors nur einer der Freiläufe lastführend ist. Aufgrund der Drehrichtungsumkehr in der zweiten Getriebestufe rotieren die Antriebsräder gegenläufig, sofern der Leistungstransfer über das starr auf der Eingangswelle sitzende Antriebsstirnrad erfolgt. Erfolgt der Leistungstransfer über den auf der Eingangswelle sitzenden Freilauf, so rotieren beide Antriebsräder der Eingangswelle in der gleichen Drehrichtung, jedoch rotiert das auf der Ausganswelle über den (sich in diesem Modus öffnenden) Freilauf sitzende Abtriebsrad lastfrei in Gegenrichtung. Es ist damit stets nur einer der Freiläufe drehmomentenführend.In the drive arrangement according to the invention, two gears are provided on the drive shaft, one of these gears is fixedly connected to the drive shaft and the other unidirectional torque driving through a freewheel or overrunning clutch sits on the drive shaft. One of the gears on the output shaft is fixedly coupled to this, the other gear is connected via the further freewheel unidirectional torque leading to the output shaft. The freewheels of the gear pairs are matched with respect to their transfer effect that, depending on the direction of rotation of the rotor, only one of the freewheels is load bearing. Due to the reversal of direction in the second gear stage, the drive wheels rotate in opposite directions, provided that the power transfer via the rigidly seated on the input shaft Antriebsstirnrad. If the power transfer on the seated on the input shaft freewheel, both drive wheels of the input shaft rotate in the same direction, but rotates on the Ausganswelle over the (freewheeling open in this mode) output gear in the opposite direction. It is thus always just one of the freewheels torque leading.

In der ersten Stirnradstufe erfolgt der Kraftfluss direkt vom Antriebsrad zum ersten Abtriebsrad und dann auf die Ausgangswelle. In der zweiten Getriebestufe erfolgt der Kraftfluss vom Antriebsrad über das Zwischenrad zum zweiten Abtriebsrad und von dort auf die Ausgangswelle. Das Zwischenrad kompensiert die Drehrichtungsumkehr der E-Maschine und das zweite Abtriebsrad wird damit wieder mit der richtigen Drehrichtung angetrieben. Durch die beiden auf der Eingangswelle und der Ausgangswelle sitzenden unidirektional koppelnden Freiläufe wird ein Gangwechsel im Wege einer Drehrichtungsumkehr der E-Maschine möglich.In the first spur gear, the power flow takes place directly from the drive wheel to the first output gear and then to the output shaft. In the second gear stage, the power flow from the drive wheel via the intermediate gear to the second output gear and from there to the output shaft. The intermediate gear compensates for the direction of rotation reversal of the electric motor and the second output gear is thus driven again with the correct direction of rotation. By the two sitting on the input shaft and the output shaft unidirectional coupling freewheels a gear change by way of reversing the direction of the electric motor is possible.

Das erste Stirnradpaar ist durch ein auf der Antriebswelle oder Zwischenwelle sitzendes erstes Zahnradmodul im Zahneingriff mit einem ersten Abtriebsrad auf der Ausgangswelle gebildet. Das zweite Stirnradpaar ist durch ein zweites Zahnradmodul auf der Antriebswelle/Zwischenwelle im Zahneingriff mit einem Umkehrrad gebildet. Das dritte Stirnradpaar ist durch den Zahneingriff des Umkehrrades mit einem zweiten Abtriebsrad auf der Ausgangswelle gebildet. Das jeweilige die Ausgangswelle treibende Zahnradmodul besteht aus Zahnrad und Freilauf. Die beiden Freiläufe sperren in gleiche Drehrichtungen der Ausgangswelle, jedoch treibt einer der Freiläufe direkt die Ausgangswelle währen der andere auf der Eingangswelle sitzt. Die Wälzlager befinden sich vorzugsweise neben den Freiläufen. Die Ausgangswelle ist vorzugsweise zugleich der Korb, der Steg oder das Umlaufgehäuse eines zur Leistungsverzweigung vorgesehenen Differentialgetriebes. Dieses Differentialgetriebe kann in besonders vorteilhafter Weise als Stirnraddifferential ausgebildet sein.The first pair of spur gear is formed by a seated on the drive shaft or intermediate shaft first gear module in meshing engagement with a first output gear on the output shaft. The second pair of spur gear is formed by a second gear module on the drive shaft / intermediate shaft in meshing engagement with a reversing gear. The third Stirnradpaar is formed by the meshing of the reverse gear with a second output gear on the output shaft. The respective output shaft driving gear module consists of gear and freewheel. The two freewheel lock in the same directions of rotation of the output shaft, but one of the freewheel drives directly the output shaft while the other sits on the input shaft. The bearings are preferably located next to the freewheels. The output shaft is preferably at the same time the basket, the web or the circulation housing of a provided for power split differential gear. This differential gear can be designed in a particularly advantageous manner as a spur gear.

Die Übersetzungsverhältnisse der beiden Stufen können so abgestimmt sein, dass durch diese auch bestimmten Einsatzszenarien besonders vorteilhaft entsprochen werden kann. So kann die hoch übersetzende Stufe auf eine Wirkungsgradoptimierung im innerstädtischen Betrieb, z.B. für den Betrieb bei Fahrzeuggeschwindigkeiten bis 60 km/h, ausgelegt sein und die geringer übersetzende Stufe für den Betrieb außerhalb geschlossener Ortschaften. Vorzugsweise wird jene Stufe, welche das Zwischenrad umfasst für den statistisch selteneren Anwendungsfall herangezogen, so dass die Leistungsführung über den zusätzlichen Zahneingriff des Zwischenrades in das Abtriebszahnrad seltener erfolgt als über die Stufe mit einem direkten Eingriff des Antriebszahnrades in das Abtriebszahnrad der Ausgangswelle.The transmission ratios of the two stages can be adjusted so that they can be met particularly advantageous by this particular application scenarios. Thus, the highly translating stage can be designed for efficiency optimization in urban operation, eg for operation at vehicle speeds of up to 60 km / h, and the less translating stage for operation outside of built-up areas. Preferably, that stage which comprises the idler gear is used for the statistically rarer application, so that the power management via the additional meshing of the intermediate gear in the output gear is less frequently than via the stage with a direct intervention of the Drive gear in the output gear of the output shaft.

Figurenlistelist of figures

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:

1a eine Schemadarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen elektromechanischen Antriebsanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung mit einer in einer ersten Getriebestufe angeordneten Überbrückungskupplung;
1b eine Schemadarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen elektromechanischen Antriebsanordnung ähnlich der Variante nach 1a, jedoch mit einer in einer zweiten Getriebestufe angeordneten Überbrückungskupplung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
2 eine Schemadarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen elektromechanischen Antriebsanordnung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung mit einem in die Ausgangswelle integrierten Achsdifferentialgetriebe, sowie zwei Überbrückungskupplungen zur selektiven Überbrückung der ersten oder der zweiten Getriebestufe;
3 eine Schemadarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen elektromechanischen Antriebsanordnung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung, ebenfalls mit einem in die Ausgangswelle integrierten Achsdifferentialgetriebe, sowie zudem mit einem zwischen dem Elektromotor und der Eingangswelle vorgesehenen Vorstufengetriebe- und einer reibschlüssig koppelnden Überbrückungskupplung, die hier beispielhaft eine Überbrückung des Freilaufs der ersten Getriebestufe ermöglicht.

Further details and features of the invention will become apparent from the following description taken in conjunction with the drawings. It shows:

1a a schematic representation of the construction of an inventive electromechanical drive assembly according to a first embodiment of the invention with a arranged in a first gear stage lockup clutch;
1b a schematic representation to illustrate the structure of an inventive electromechanical drive assembly similar to the variant according to 1a but with a lock-up clutch arranged in a second transmission stage according to a second embodiment of the invention;
2 a schematic representation of the construction of an inventive electromechanical drive assembly according to a third embodiment of the invention with an integrated in the output shaft axle differential, and two lock-up clutches for selectively bridging the first or the second gear stage;
3 a schematic representation to illustrate the structure of an inventive electromechanical drive assembly according to a fourth embodiment of the invention, also with an integrated into the output shaft axle differential, and also with a provided between the electric motor and the input shaft Vorstufengetriebe- and a frictionally coupling lock-up clutch, the example here is a bridge the freewheel of the first gear stage allows.

Ausführliche Beschreibung der FigurenDetailed description of the figures

Die Darstellung nach 1a zeigt eine erste bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektromechanischen Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug. Die Antriebsanordnung umfasst einen Elektromotor E mit einem Stator S und einem Rotor R sowie ein Reduktionsgetriebe G, das als Stirnradgetriebe ausgeführt ist und eine Eingangswelle EW sowie eine Ausgangswelle AW aufweist.The representation after 1a shows a first preferred embodiment of an inventive electromechanical drive assembly for a motor vehicle. The drive assembly comprises an electric motor E with a stator S and a rotor R and a reduction gear G, which is designed as a spur gear and has an input shaft EW and an output shaft AW.

Das Reduktionsgetriebe G umfasst eine erste Stirnradstufe GS1 mit einem ersten Übersetzungsverhältnis i1 und eine zweite Stirnradstufe GS2 mit einem zweiten Übersetzungsverhältnis i2. Die erste Stirnradstufe GS1 weist ein erstes Antriebsstirnrad S1A und ein erstes Abtriebsstirnrad S1B auf. Das erste Antriebsstirnrad S1A sitzt auf der Eingangswelle EW und greift in das erste Abtriebsstirnrad S1B ein, das auf der Ausgangswelle AW sitzt.The reduction gear G includes a first spur gear stage GS1 with a first gear ratio i1 and a second spur gear stage GS2 with a second gear ratio i2 , The first spur gear stage GS1 has a first drive spur gear S1A and a first output spur gear S1B on. The first drive spur wheel S1A sits on the input shaft EW and engages in the first output spur gear S1B a, which sits on the output shaft AW.

Die zweite Stirnradstufe GS2 weist ein zweites Antriebsstirnrad S2A, ein Zwischenrad S2Z und ein zweites Abtriebsstirnrad S2B auf. Das zweite Antriebsstirnrad S2A sitzt auf der Eingangswelle EW und greift dabei in das Zwischenrad S2Z ein. Das Zwischenrad S2Z greift radial von außen her in das zweite Abtriebsstirnrad S2B ein, das auf der Ausgangswelle AW sitzt.The second spur gear GS2 has a second drive spur gear S2A , an idler S2Z and a second output spur gear S2B on. The second drive spur gear S2A sits on the input shaft EW and engages in the intermediate gear S2Z one. The intermediate wheel S2Z engages radially from the outside into the second output spur gear S2B a, which sits on the output shaft AW.

Bei der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung ist zwischen der Ausgangswelle AW und dem ersten Abtriebsstirnrad S1B ein erster Freilauf FR1 vorgesehen. Zudem ist zwischen der Eingangswelle EW und dem zweiten Antriebsstirnrad S2A ein zweiter Freilauf FR2 vorgesehen. Der erste Freilauf FR1 gelangt in einer ersten Drehrichtung des Rotors R in einen Koppelungszustand und der zweite Freilauf FR2 gelangt bei Drehung des Rotors R in einer der ersten Drehrichtung entgegen gesetzten Drehrichtung in einen Koppelungszustand. Zudem ist eine Überbrückungskupplung UK vorgesehen, zur Überbrückung des ersten Freilaufes FR1 derart, dass im Rahmen eines Schubbetriebs des Kraftfahrzeuges ein Leistungstransfer von der Ausgangswelle AW in das zweite Abtriebsstirnrad S2B bewerkstelligbar ist.In the drive arrangement according to the invention is between the output shaft AW and the first output spur gear S1B a first freewheel FR1 intended. In addition, between the input shaft EW and the second drive spur gear S2A a second freewheel FR2 intended. The first freewheel FR1 passes in a first direction of rotation of the rotor R in a coupling state and the second freewheel FR2 arrives when the rotor rotates R in a direction of rotation opposite to the first direction of rotation in a coupling state. There is also a lock-up clutch UK provided to bridge the first freewheel FR1 such that in the context of a pushing operation of the motor vehicle, a power transfer from the output shaft AW in the second output spur gear S2B can be accomplished.

Die Überbrückungskupplung UK ist hier als formschlüssig koppelnde Klauenkupplung ausgeführt und koppelt in eingerücktem Zustand das erste Abtriebsstirnrad S1A torsionsstarr mit der Ausgangswelle AW. Die Überbrückungskupplung UK wird über eine Aktuatoreinrichtung OP in einen geforderten Schaltzustand verbracht. Die Aktuatoreinrichtung OP wird über eine Steuereinrichtung C angesteuert welche auch den Elektromotor E ansteuert und die Drehzahlen der Eingangswelle EW und der Ausgangswelle AW berücksichtigt.The lockup clutch UK is designed here as a form-fitting coupling dog clutch and coupled in the engaged state, the first output spur gear S1A torsionally rigid with the output shaft AW , The lockup clutch UK is via an actuator operating room spent in a required switching state. The actuator device operating room is via a control device C which also drives the electric motor e controls and the speeds of the input shaft EW and the output shaft AW considered.

Der erste Freilauf FR1 ist im ersten Abtriebszahnrad S1 B angeordnet. Der zweite Freilauf FR2 ist im zweiten Antriebszahnrad S2A angeordnet. Über die erste Stirnradstufe GS1 wird ein erstes Übersetzungsverhältnis i1 realisiert, dessen Betrag bei diesem Ausführungsbeispiel größer ist als der Betrag des zweiten Übersetzungsverhältnisses i2, das über die zweite Stirnradstufe GS2 realisiert wird.The first freewheel FR1 is in the first output gear S1 B arranged. The second freewheel FR2 is in the second drive gear S2A arranged. About the first spur gear GS1 becomes a first gear ratio i1 realized, the amount in this embodiment is greater than the amount of the second gear ratio i2 that over the second spur gear GS2 is realized.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Eingangswelle EW zur Rotorachse X des Elektromotors E gleichachsig ausgerichtet und die Eingangswelle EW wird hierbei direkt durch die Rotorwelle RW getrieben oder auch direkt durch die Rotorwelle RW gebildet.In this embodiment, the input shaft EW to the rotor axis X of the electric motor e aligned coaxially and the input shaft EW This is directly through the rotor shaft RW driven or directly through the rotor shaft RW educated.

Die Darstellung nach 1b zeigt eine zweite bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektromechanischen Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug. Die Antriebsanordnung umfasst einen Elektromotor E mit einem Stator S und einem Rotor R sowie ein Reduktionsgetriebe G das als Stirnradgetriebe ausgeführt ist und eine Eingangswelle EW sowie eine Ausgangswelle AW aufweist. The representation after 1b shows a second preferred embodiment of an inventive electromechanical drive assembly for a motor vehicle. The drive arrangement comprises an electric motor E with a stator S and a rotor R and a reduction gear G which is designed as a spur gear and an input shaft EW and an output shaft AW having.

Das Reduktionsgetriebe G umfasst eine erste Stirnradstufe GS1 mit einem ersten Übersetzungsverhältnis i1 und eine zweite Stirnradstufe GS2 mit einem zweiten Übersetzungsverhältnis i2. Die erste Stirnradstufe GS1 weist ein erstes Antriebsstirnrad S1A und ein erstes Abtriebsstirnrad S1B auf. Das erste Antriebsstirnrad S1A sitzt auf der Eingangswelle EW und greift in das erste Abtriebsstirnrad S1B ein, das auf der Ausgangswelle AW sitzt.The reduction gear G includes a first spur gear GS1 with a first gear ratio i1 and a second spur gear stage GS2 with a second gear ratio i2 , The first spur gear stage GS1 has a first drive spur gear S1A and a first output spur gear S1B on. The first drive spur wheel S1A sits on the input shaft EW and engages in the first output spur gear S1B one that is on the output shaft AW sitting.

Die zweite Stirnradstufe GS2 weist ein zweites Antriebsstirnrad S2A, ein Zwischenrad S2Z und ein zweites Abtriebsstirnrad S2B auf. Das zweite Antriebsstirnrad S2A sitzt auf der Eingangswelle EW und greift dabei in das Zwischenrad S2Z ein. Das Zwischenrad S2Z greift radial von außen her in das zweite Abtriebsstirnrad S2B ein, das auf der Ausgangswelle AW sitzt.The second spur gear GS2 has a second drive spur gear S2A , an idler S2Z and a second output spur gear S2B on. The second drive spur gear S2A sits on the input shaft EW and engages in the intermediate gear S2Z one. The intermediate wheel S2Z engages radially from the outside into the second output spur gear S2B one that is on the output shaft AW sitting.

Bei der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung ist zwischen der Eingangswelle EW und dem ersten Antriebsstirnrad S1A ein erster Freilauf FR1 vorgesehen. Zudem ist zwischen der Ausgangswelle AW und dem zweiten Abtriebsstirnrad S2B ein zweiter Freilauf FR2 vorgesehen. Beide Freiläufe oder Überholkupplungen FR1, FR2 sind aueinander derart abgestimmt orientiert, dass der erste Freilauf FR1 in einer ersten Drehrichtung des Rotors R in einen Koppelungszustand gelangt und der zweite Freilauf FR2 bei Drehung des Rotors R in einer der ersten Drehrichtung entgegen gesetzten Drehrichtung in einen Koppelungszustand gelangt. Weiterhin ist eine Überbrückungskupplung UK vorgesehen, zur Überbrückung des zweiten Freilaufes FR2 derart, dass im Rahmen eines Schubbetriebs des Kraftfahrzeuges ein Leistungstransfer von der Ausgangswelle AW in das zweite Abtriebsstirnrad S2B bewerkstelligbar ist.In the drive arrangement according to the invention is between the input shaft EW and the first drive spur gear S1A a first freewheel FR1 intended. In addition, between the output shaft AW and the second output spur gear S2B a second freewheel FR2 intended. Both freewheels or overrunning clutches FR1 . FR2 are geared to each other so tuned that the first freewheel FR1 in a first direction of rotation of the rotor R enters a coupling state and the second freewheel FR2 upon rotation of the rotor R in a direction of rotation opposite to the first direction of rotation enters a coupling state. Furthermore, a lock-up clutch UK provided for bridging the second freewheel FR2 such that in the context of a pushing operation of the motor vehicle, a power transfer from the output shaft AW in the second output spur gear S2B can be accomplished.

Der erste Freilauf FR1 ist im ersten Antriebszahnrad S1A angeordnet. Der zweite Freilauf FR2 ist im zweiten Abtriebszahnrad S2B angeordnet. Über die erste Stirnradstufe GS1 wird ein erstes Übersetzungsverhältnis i1 realisiert, dessen Betrag bei diesem Ausführungsbeispiel größer ist als der Betrag des zweiten Übersetzungsverhältnisses i2, das über die zweite Stirnradstufe GS2 realisiert wird.The first freewheel FR1 is in the first drive gear S1A arranged. The second freewheel FR2 is in the second output gear S2B arranged. About the first spur gear GS1 becomes a first gear ratio i1 realized, the amount in this embodiment is greater than the amount of the second gear ratio i2 that over the second spur gear GS2 is realized.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Überbrückungskupplung UK wiederum als formschlüssig koppelnde Klauenkupplung ausgeführt und koppelt in eingerücktem Zustand das zweite Abtriebsstirnrad S2B torsionsstarr mit der Ausgangswelle AW. Die Überbrückungskupplung UK wird über eine Aktuatoreinrichtung OP in einen geforderten Schaltzustand verbracht. Die Aktuatoreinrichtung OP wird über eine hier nicht weiter dargestellte Steuereinrichtung angesteuert, welche auch den Elektromotor E ansteuert und die Drehzahlen der Eingangswelle EW und der Ausgangswelle AW berücksichtigt.In this embodiment, the lock-up clutch UK again designed as a form-fitting coupling jaw clutch and coupled in the engaged state, the second output spur gear S2B torsionally rigid with the output shaft AW. The lockup clutch UK is via an actuator operating room spent in a required switching state. The actuator device operating room is controlled by a control device not shown here, which also includes the electric motor e controls and the speeds of the input shaft EW and the output shaft AW considered.

Die Darstellung nach 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektromechanischen Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug die insbesondere und vorzugsweise als Hinterachs-Antriebseinheit in ein Kraftfahrzeug eingebunden werden kann.The representation after 2 shows a further embodiment of an inventive electromechanical drive assembly for a motor vehicle, in particular and preferably can be integrated as a rear axle drive unit in a motor vehicle.

Diese Antriebsanordnung umfasst wiederum einen Elektromotor E mit einem Stator S und einem Rotor R sowie ein Reduktionsgetriebe G das als Stirnradgetriebe ausgeführt ist und eine Eingangswelle EW sowie eine Ausgangswelle AW aufweist. Das Reduktionsgetriebe G umfasst auch hier eine erste Stirnradstufe GS1 mit einem ersten Übersetzungsverhältnis und eine zweite Stirnradstufe GS2 mit einem zweiten Übersetzungsverhältnis. Die erste Stirnradstufe GS1 weist ein erstes Antriebsstirnrad und ein erstes Abtriebsstirnrad S1B auf. Das erste Antriebsstirnrad S1A sitzt auf der Eingangswelle EW und greift in das erste Abtriebsstirnrad S1B ein, das auf der Ausgangswelle AW sitzt.This drive arrangement in turn comprises an electric motor e with a stator S and a rotor R and a reduction gear G which is designed as a spur gear and an input shaft EW and an output shaft AW having. The reduction gear G also includes here a first spur gear GS1 with a first gear ratio and a second spur gear GS2 with a second gear ratio. The first spur gear stage GS1 has a first drive spur gear and a first output spur gear S1B on. The first drive spur wheel S1A sits on the input shaft EW and engages in the first output spur gear S1B one that is on the output shaft AW sitting.

Bei der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung ist zwischen der Ausgangswelle AW und dem ersten Abtriebsstirnrad S1B ein erster Freilauf FR1 vorgesehen. Zudem ist zwischen der Eingangswelle EW und dem zweiten Antriebsstirnrad S2A ein zweiter Freilauf FR2 vorgesehen. Der erste Freilauf FR1 gelangt in einer erste Drehrichtung der Rotorwelle in einen Koppelungszustand, und der zweite Freilauf FR2 gelangt in einer der ersten Drehrichtung der Rotorwelle RW entgegengesetzten Drehrichtung in einen Koppelungszustand.In the drive arrangement according to the invention is between the output shaft AW and the first output spur gear S1B a first freewheel FR1 intended. In addition, between the input shaft EW and the second drive spur gear S2A a second freewheel FR2 intended. The first freewheel FR1 enters in a first rotational direction of the rotor shaft in a coupling state, and the second freewheel FR2 enters in one of the first direction of rotation of the rotor shaft RW opposite direction of rotation in a coupling state.

Die Antriebsanordnung umfasst eine erste Überbrückungskupplung UK zur Überbrückung des ersten Freilaufes FR1 derart, dass im Rahmen eines Schubbetriebs des Kraftfahrzeuges ein Leistungstransfer von der Ausgangswelle AW in das erste Abtriebsstirnrad S1B bewerkstelligbar ist. Zudem umfasst die Antriebsanordnung eine zweite Überbrückungskupplung UK1, zur Überbrückung des zweiten Freilaufes FR2 derart, dass im Rahmen eines Schubbetriebs des Kraftfahrzeuges ein Leistungstransfer von der Ausgangswelle AW in die Eingangswelle über das zweite Antriebsstirnrad S2A bewerkstelligbar ist. The drive arrangement comprises a first lockup clutch UK to bridge the first freewheel FR1 such that in the context of a pushing operation of the motor vehicle, a power transfer from the output shaft AW in the first output spur gear S1B can be accomplished. In addition, the drive arrangement comprises a second lockup clutch UK1 , to bridge the second freewheel FR2 such that in the context of a pushing operation of the motor vehicle, a power transfer from the output shaft AW into the input shaft via the second drive spur gear S2A can be accomplished.

Die erste Überbrückungskupplung UK und die zweite Überbrückungskupplung UK1 sind hier wiederum beispielhaft als formschlüssig koppelnde Klauenkupplung ausgeführt und koppeln in eingerücktem Zustand das ihnen zugeordnete erste bzw. zweite Stirnrad S1B, S2A torsionsstarr mit der Ausgangswelle AW oder entsprechend der Eingangswelle EW. Die erste Überbrückungskupplung UK und die zweite Überbrückungskupplung UK1 werden jeweils über eine Aktuatoreinrichtung OP in einen geforderten Schaltzustand verbracht. Die Aktuatoreinrichtungen OP werden über eine hier nicht weiter dargestellte Steuereinrichtung angesteuert, welche auch den Elektromotor E ansteuert und die Drehzahlen der Eingangswelle EW und der Ausgangswelle AW berücksichtigt.The first lockup clutch UK and the second lock-up clutch UK1 Here again, for example, are designed as a form-locking coupling claw coupling and coupled in the engaged state couple the first and second spur gear associated therewith S1B . S2A torsionally rigid with the output shaft AW or according to the input shaft EW , The first lockup clutch UK and the second lock-up clutch UK1 are each via an actuator operating room spent in a required switching state. The actuator devices operating room are controlled by a control device, not shown here, which also controls the electric motor E and the rotational speeds of the input shaft EW and the output shaft AW considered.

Der erste Freilauf FR1 ist im ersten Abtriebszahnrad S1 B angeordnet. Der zweite Freilauf FR2 ist im zweiten Antriebszahnrad S2A angeordnet. Über die erste Stirnradstufe GS1 wird ein erstes Übersetzungsverhältnis realisiert, dessen Betrag größer ist als der Betrag eines zweiten Übersetzungsverhältnisses, das über die zweite Stirnradstufe GS2 realisiert wird.The first freewheel FR1 is in the first output gear S1 B arranged. The second freewheel FR2 is in the second drive gear S2A arranged. About the first spur gear GS1 a first gear ratio is realized, whose amount is greater than the amount of a second gear ratio, via the second spur gear GS2 is realized.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Eingangswelle EW zur Rotorachse X des Elektromotors E gleichachsig ausgerichtet und die Eingangswelle EW wird hierbei direkt durch die Rotorwelle RW getrieben oder auch direkt durch die Rotorwelle RW gebildet.Also in this embodiment, the input shaft EW to the rotor axis X of the electric motor e aligned coaxially and the input shaft EW This is directly through the rotor shaft RW driven or directly through the rotor shaft RW educated.

Abweichend von der Variante nach den 1a und 1b ist nunmehr ein Achsdifferentialgetriebe AD, das der Verzweigung der Antriebsleistung auf eine linke und eine rechte Radantriebswelle WSL, WSR dient, derart in die Antriebsanordnung eingebunden, dass dessen Umlaufgehäuse ADH als Ausgangswelle AW und Träger der beiden Abtriebszahnräder S1B, S2B sowie des Freilaufs FR1 fungiert. Das Achsdifferentialgetriebe AD ist vorzugsweise als Stirnraddifferentialgetriebe ausgebildet.Deviating from the variant according to 1a and 1b is now an axle differential AD that the branching of the drive power to a left and a right wheel drive shaft WSL . WSR serves, so involved in the drive assembly that its circulation housing ADH as an output shaft AW and carrier of the two output gears S1B . S2B and the freewheel FR1 acts. The axle differential AD is preferably designed as Stirnraddifferentialgetriebe.

Die Eingangswelle EW und die Ausgangswelle AW sind zueinander parallel ausgerichtet. Die Antriebsanordnung ist dazu ausgelegt, in verbautem Zustand in einem Kraftfahrzeug so angeordnet zu sein, dass die Eingangswelle EW quer zur Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet ist. Dabei kann die Antriebsanordnung ein Achsantriebsmodul bilden, das in einem Zwischenbereich zwischen einem linken und einem rechten Fahrzeugrad LW, RW angeordnet ist.The input shaft EW and the output shaft AW are aligned parallel to each other. The drive assembly is designed to be arranged in the installed state in a motor vehicle so that the input shaft EW is aligned transversely to the vehicle longitudinal direction. In this case, the drive arrangement may form an axle drive module, which in an intermediate region between a left and a right vehicle wheel LW . RW is arranged.

Die Darstellung nach 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektromechanischen Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug die wiederum vorzugsweise als Hinterachs-Antriebseinheit in ein Kraftfahrzeug eingebunden werden kann das ggf. über einen Primärantrieb verfügt und bei welchem die erfindungsgemäße Antriebsanordnung als Sekundärantrieb fungiert.The representation after 3 shows a third embodiment of an inventive electromechanical drive assembly for a motor vehicle which in turn can be preferably incorporated as a rear axle drive unit in a motor vehicle which optionally has a prime mover and in which the drive assembly according to the invention acts as a secondary drive.

Diese Antriebsanordnung umfasst wiederum einen Elektromotor E mit einem Stator S und einem Rotor R sowie ein Reduktionsgetriebe G das als Stirnradgetriebe ausgeführt ist und eine Eingangswelle EW sowie eine Ausgangswelle AW aufweist. Das Reduktionsgetriebe G umfasst auch hier eine erste Stirnradstufe GS1 mit einem ersten Übersetzungsverhältnis und eine zweite Stirnradstufe GS2 mit einem zweiten Übersetzungsverhältnis. Die erste Stirnradstufe GS1 weist ein erstes Antriebsstirnrad S1A und ein erstes Abtriebsstirnrad S1B auf. Das erste Antriebsstirnrad S1A sitzt auf der Eingangswelle EW und greift in das erste Abtriebsstirnrad S1B ein, das auf der Ausgangswelle AW sitzt.This drive arrangement in turn comprises an electric motor e with a stator S and a rotor R and a reduction gear G which is designed as a spur gear and an input shaft EW and an output shaft AW having. The reduction gear G also includes here a first spur gear GS1 with a first gear ratio and a second spur gear GS2 with a second gear ratio. The first spur gear stage GS1 has a first drive spur gear S1A and a first output spur gear S1B on. The first drive spur wheel S1A sits on the input shaft EW and engages in the first output spur gear S1B one that is on the output shaft AW sitting.

Bei der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung ist zwischen der Ausgangswelle AW und dem ersten Abtriebsstirnrad S1B ein erster Freilauf FR1 vorgesehen. Zudem ist zwischen der Eingangswelle EW und dem zweiten Antriebsstirnrad S2A ein zweiter Freilauf FR2 vorgesehen. Der erste Freilauf FR1 wird bei einer Drehung der Eingangswelle in einer ersten Drehrichtung lastführend, und der zweite Freilauf FR2 wird bei Drehung der Eingangswelle EW in einer der ersten Drehrichtung der Eingangswelle EW entgegengesetzten Drehrichtung lastführend.In the drive arrangement according to the invention is between the output shaft AW and the first output spur gear S1B a first freewheel FR1 intended. In addition, between the input shaft EW and the second drive spur gear S2A a second freewheel FR2 intended. The first freewheel FR1 becomes load-carrying on a rotation of the input shaft in a first direction of rotation, and the second freewheel FR2 becomes during rotation of the input shaft EW in one of the first directions of rotation of the input shaft EW opposite direction of rotation load carrying.

Die Antriebsanordnung umfasst weiterhin eine Überbrückungskupplung UK, zur Überbrückung des ersten Freilaufes FR1 derart, dass im Rahmen eines Schubbetriebs des Kraftfahrzeuges ein Leistungstransfer von der Ausgangswelle AW in das erste Abtriebsstirnrad S1 B ein bewerkstelligbar ist.The drive assembly further comprises a lock-up clutch UK , to bridge the first freewheel FR1 such that in the context of a pushing operation of the motor vehicle, a power transfer from the output shaft AW in the first output spur gear S1 B is an accomplishable.

Die Überbrückungskupplung UK ist hier beispielhaft als reibschlüssig koppelnde Kupplung, insbesondere als Lamellenkupplung ausgeführt und koppelt in eingerücktem Zustand das erste Abtriebsstirnrad S1B torsionsstarr mit der Ausgangswelle AW. Die Überbrückungskupplung UK wird über eine hier nicht weiter dargestellte Aktuatoreinrichtung in einen geforderten Schaltzustand verbracht. Die Aktuatoreinrichtung wird wie bezüglich 1b bereits beschrieben über eine Steuereinrichtung angesteuert, welche auch den Elektromotor E ansteuert und die Drehzahlen der Eingangswelle EW und der Ausgangswelle AW berücksichtigt. The lockup clutch UK is here exemplified as frictionally coupling coupling, in particular designed as a multi-plate clutch and coupled in the engaged state, the first output spur gear S1B torsionally rigid with the output shaft AW , The lockup clutch UK is spent via an actuator not shown here in a required switching state. The actuator device is as with respect 1b already described via a control device, which also controls the electric motor e controls and the speeds of the input shaft EW and the output shaft AW considered.

Abweichend von den Ausführungsbeispielen nach den 1a, 1b und 2 ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Eingangswelle EW zur Rotorachse X des Elektromotors E nicht gleichachsig ausgerichtet, sondern zu dieser parallel versetzt. Die Eingangswelle EW wird indirekt unter Einbindung eine Vorstufe GS3 getrieben. Die Vorstufe GS3 umfasst ein Stirnrad S3A das direkt durch die Rotorwelle RW getrieben wird, und weist zudem ein Stirnrad S3B auf, das auf der Eingangswelle EW sitzt und mit dem Stirnrad S3A in Eingriff steht.Notwithstanding the embodiments of the 1a . 1b and 2 is the input shaft in this embodiment EW to the rotor axis X of the electric motor e not aligned coaxially, but offset parallel to this. The input shaft EW is indirectly involving a preliminary stage GS3 driven. The preliminary stage GS3 includes a spur gear S3A that directly through the rotor shaft RW is driven, and also has a spur gear S3B on that on the input shaft EW sits and with the spur gear S3A engaged.

Abweichend von der Variante nach den 1a und 1b und in gleicher Weise wie bei der Variante nach 2 ist nunmehr ein Achsdifferentialgetriebe AD das der Verzweigung der Antriebsleistung auf eine linke und eine rechte Radantriebswelle WSL, WSR dient derart in die Antriebsanordnung eingebunden, dass dessen Umlaufgehäuse ADH als Ausgangswelle AW und Träger der beiden Abtriebszahnräder S1B, S2B und Träger des ersten Freilaufs FR1 fungiert. Das Achsdifferentialgetriebe AD ist wiederum vorzugsweise - obwohl abweichend als Kegelraddifferentialgetriebe dargestellt - als Stirnraddifferentialgetriebe ausgebildet.Deviating from the variant according to 1a and 1b and in the same way as in the variant 2 is now an axle differential AD the branching of the drive power to a left and a right wheel drive shaft WSL . WSR is so incorporated into the drive assembly that its circulation housing ADH as an output shaft AW and carrier of the two output gears S1B . S2B and carrier of the first freewheel FR1 acts. The axle differential gear AD is again preferably - although differently shown as bevel gear differential - designed as Stirnraddifferentialgetriebe.

Die aufeinander abgestimmt orientierten Freiläufe FR1, FR2 gelangen in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Rotors R des Elektromotors E in einen Koppelungs- oder in einen Freilaufzustand. Die Freiläufe FR1, FR2 können als reib- und/oder formschlüssig koppelnde Freiläufe ausgebildet sein. Es ist möglich, die Freiläufe FR1, FR2 auch im Zusammenspiel mit einer axialen Verlagerbarkeit der Stirnräder zu realisieren, so können z.B. die Freiläue so ausgebildet sein, dass diese zunächst als reibschlüssig koppelende Strukturen die ihnen zugeordneten Zahnräder mitnehmen wobei dann aufgrund von Zahnreaktionskräften, z.B. Axialkräften einer entsprechend ausgelegten Schrägverzahnung die Zahnräder axial verlagert werden und dann auch noch einen formschlüssigen Koppelungszustand mit ihrer Antriebswelle einnehmen. Hierdurch ergibt sich ein besonders hohes Drehmonentenübertragungsvermögen und eine Entlastung der Freiläufe. Die unidirektional sperrenden Freiläufe FR1, FR2 können auch im Seitenbereich der entsprechenden Stirnräder angeordnet sein und dabei eine Drehmomentenübertragung zwischen den Stirnrädern und seitlich benachbarten Flanschabschnitten der sie tragenden Welle EW, AW oder des Umlaufgehäuses des Achsdifferentiales AD bewirken. Die Überbrückungskupplung UK kann auch im Zusammenspiel mit dem entsprechenden Abtriebszahnrad S2B oder dem Antriebsstirnrad S2A und dem zweiten Freilauf FR2 verwirklicht werden, insbesondere indem der Seitenbereich dieses Zahnrades oder der Nabenbereich desselben zur Bildung von Kupplungsstrukturen herangezogen werden und das Zahnrad hierzu ggf. auch als axial auf der Ausgangswelle verlagerbares Schaltelement genutzt wird.The co-ordinated freewheels FR1 . FR2 arrive depending on the direction of rotation of the rotor R the electric motor E in a coupling or in a freewheeling state. The freewheels FR1 . FR2 can be designed as friction and / or positive coupling freewheels. It is possible the freewheels FR1 . FR2 also realize in conjunction with an axial displaceability of the spur gears, so for example the Freiläue be designed so that they initially take frictionally coupled structures their associated gears where then due to dental reaction forces, eg axial forces of a correspondingly designed helical gears, the gears are axially displaced and then also take a form-locking coupling state with its drive shaft. This results in a particularly high torque transfer capacity and a relief of freewheels. The unidirectionally locking freewheels FR1 . FR2 can also be arranged in the side region of the corresponding spur gears and thereby a torque transmission between the spur gears and laterally adjacent flange portions of the shaft carrying them EW . AW or the circulation housing of the axle differential AD cause. The lockup clutch UK can also be used in conjunction with the corresponding output gear S2B or the drive spur gear S2A and the second freewheel FR2 be realized, in particular by the side portion of this gear or the hub portion of the same are used for the formation of coupling structures and the gear for this purpose is optionally used as axially displaceable on the output shaft switching element.

Es ist auch möglich auf den ersten Freilauf FR1 zu verzichten und die An- und Abkoppelung des ersten Abtriebszahnrades S1B an die Ausgangswelle AW ausschließlich durch Ansteuerung der ersten Überbrückungskupplung UK zu bewerkstelligen.It is also possible on the first freewheel FR1 to dispense and the arrival and decoupling of the first output gear S1B to the output shaft AW exclusively by driving the first lock-up clutch UK to accomplish.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist es auch in vorteilhafter Weise möglich, die beiden Stirnradstufen GS1, GS2 so auszulegen, das auch die Achse X2 des Zwischenrades S2Z in der durch die Achsen XEW, XAW der Eingangswelle EW und der Ausgangswelle EW definierten Achsebene zu liegen kommt. Diese Maßnahme ist insbesondere für die Realisierung des hier nicht dargestellten Getriebegehäuses in Wannenbauweise von besonderem Vorteil.According to a further aspect of the invention, it is also possible in an advantageous manner, the two spur gears GS1 . GS2 so to interpret that also the axis X2 of the intermediate wheel S2Z in the through the axes XEW . XAW the input shaft EW and the output shaft EW defined axis plane comes to rest. This measure is particularly advantageous for the realization of the transmission housing, not shown here in the tub construction.

Soweit das Getriebegehäuse in Topfbauweise realisiert wird, kann die Achse X2 des Zwischenrades S2Z auch zur vorstehend gennannten Ebene parallel versetzt sein. Die Eingangswelle EW und die Ausgangswelle AW, insbesondere wenn diese das Achsdifferentialgetriebe AD trägt, werden dann vorzugsweise von einander entgegen gesetzten Seiten in das Getriebegehäuse eingesteckt. Der Abschluss des Getriebegehäuses auf der Seite des Elektromotors E kann durch einen Anschlussflansch des Elektromotors bewerkstelligt werden oder auch durch einen Gehäuseabschnitt der das Vorstufengetriebe GS3 in sich trägt. Jenes Vorstufengetriebe GS3 kann auch konstruktiv abweichend realisiert sein, insbesondere als Planetengetriebe oder auch als Getriebe bei welchem das Ritzel S3A direkt in eines der Antriebsräder S1A, S2A der Eingangswelle EW eingreift.As far as the gear housing is realized in pot construction, the axis X2 of the intermediate wheel S2Z also be offset parallel to the above-mentioned plane. The input shaft EW and the output shaft AW , Especially if this is the axle differential AD carries, are then preferably inserted from opposite sides in the transmission housing. The conclusion of the gearbox housing on the side of the electric motor e can be accomplished by a connection flange of the electric motor or by a housing section of the precursor transmission GS3 carries in itself. That precursor transmission GS3 can also be realized constructive deviating, especially as a planetary gear or as a gear in which the pinion S3A directly into one of the drive wheels S1A . S2A the input shaft EW intervenes.

Im weiten Sinne besteht die Erfindung in einer elektromechanischen Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit zwei Stirnradstufen die parallele Leistungstransferwege mit abweichenden Übersetzungsverhältnissen bildend, wobei diese Stirnradstufen gegensinnige Übersetzungen liefern und unter Einbindung aufeinander abgestimmt orientierter und auf der Ein- und der Ausgangswelle sitzender Freiläufe mit der entsprechenden Welle unidirektional kinematisch gekoppelt sind. Damit sind die unterschiedlichen Übersetzungen der Stufen durch Wahl der Drehrichtung des Elektromotors für den Leistungstransfer zum Getriebeausgang, insbesondere einem integrierten Achsdifferentialgetriebe selektierbar. Zudem ist wenigstens einer der Freiläufe selektiv durch eine Überbrückungskupplung überbrückbar.In a broad sense, the invention consists in an electromechanical drive arrangement for a motor vehicle with two spur gears forming the parallel power transfer paths with different gear ratios, these spur gear provide opposing translations and coordinated with integration oriented and sitting on the input and output shaft freewheels with the corresponding shaft unidirectionally kinematically coupled. Thus, the different ratios of the stages by selecting the direction of rotation of the electric motor for the power transfer to the transmission output, in particular an integrated axle differential can be selected. In addition, at least one of the freewheels can be selectively bridged by a lock-up clutch.

Claims

Elektromechanische Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit: - einem Elektromotor (E) mit einem Stator (S) und einem Rotor (R), - einem Reduktionsgetriebe (G), das als Stirnradgetriebe ausgeführt ist und eine Eingangswelle (EW) sowie eine Ausgangswelle (AW) aufweist, wobei - das Reduktionsgetriebe (G) eine erste Stirnradstufe (GS1) mit einem ersten Übersetzungsverhältnis und eine zweite Stirnradstufe (GS2) mit einem zweiten Übersetzungsverhältnis aufweist, - die erste Stirnradstufe (GS1) ein erstes Antriebsstirnrad (S1A) und ein erstes Abtriebsstirnrad (S1B) aufweist, - das erste Antriebsstirnrad (S1A) auf der Eingangswelle (EW) sitzt und in das erste Abtriebsstirnrad (S1B) eingreift, das auf der Ausgangswelle (AW) sitzt, - die zweite Stirnradstufe (GS2) ein zweites Antriebsstirnrad (S2A), ein Zwischenrad (S2Z) und ein zweites Abtriebsstirnrad (S2B) aufweist, - das zweite Antriebsstirnrad (S2A) auf der Eingangswelle (EW) sitzt und dabei in das Zwischenrad (S2Z) eingreift, - das Zwischenrad (S2Z) in das zweite Abtriebsstirnrad (S2B) eingreift, das auf der Ausgangswelle (AW) sitzt, - in der ersten Stirnradstufe (GS1) ein erster Freilauf (FR1) vorgesehen ist, - in der zweiten Stirnradstufe (GS2) ein zweiter Freilauf (FR2) vorgesehen ist, - der erste Freilauf (FR1) bei Drehung des Rotors (R) in einer ersten Drehrichtung in einen Koppelungszustand gelangt und dabei die erste Stirnradstufe (GS1) die Ausgangswelle (AW) treibt, - der zweite Freilauf (FR2) bei Drehung des Rotors (R) in einer der ersten Drehrichtung entgegen gesetzten, zweiten Drehrichtung in einen Koppelungszustand gelangt und dabei die zweite Stirnradstufe (GS2) die Ausgangswelle (AW) treibt, und - eine Überbrückungskupplung (UK) vorgesehen ist, zur Überbrückung des ersten oder des zweiten Freilaufes (FR1, FR2) derart, dass im Rahmen eines Schubbetriebs des Kraftfahrzeuges von der Ausgangswelle (AW) ein Leistungstransfer in die Eingangswelle (EW) bewerkstelligbar ist. Electromechanical drive arrangement for a motor vehicle with: an electric motor (E) with a stator (S) and a rotor (R), - A reduction gear (G), which is designed as a spur gear and an input shaft (EW) and an output shaft (AW), wherein the reduction gear (G) has a first spur gear stage (GS1) with a first gear ratio and a second spur gear stage (GS2) with a second gear ratio, the first spur gear stage (GS1) has a first spur gear (S1A) and a first driven spur gear (S1B), the first drive spur gear (S1A) is seated on the input shaft (EW) and engages the first driven spur gear (S1B) seated on the output shaft (AW), the second spur gear stage (GS2) has a second drive spur gear (S2A), an intermediate gear (S2Z) and a second driven spur gear (S2B), - The second Antriebsstirnrad (S2A) sits on the input shaft (EW) while engaging in the intermediate gear (S2Z), - the intermediate gear (S2Z) engages in the second output spur gear (S2B), which sits on the output shaft (AW), in the first spur gear (GS1) a first freewheel (FR1) is provided, a second freewheel (FR2) is provided in the second spur gear stage (GS2), the first freewheel (FR1) enters a coupling state during rotation of the rotor (R) in a first direction of rotation and thereby the first spur gear (GS1) drives the output shaft (AW), - The second freewheel (FR2) upon rotation of the rotor (R) in a direction opposite to the first direction of rotation, the second direction of rotation passes into a coupling state while the second spur gear (GS2) drives the output shaft (AW), and - A lock-up clutch (UK) is provided for bridging the first or the second freewheel (FR1, FR2) such that in the context of a pushing operation of the motor vehicle from the output shaft (AW) a power transfer into the input shaft (EW) can be accomplished.

Elektromechanische Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überbrückungskupplung (UK) als formschlüssig koppelnde Kupplung ausgebildet ist und dass eine Aktuatoreinrichtung (OP) vorgesehen ist, zur Einstellung des Schaltzustands der Überbrückungskupplung (UK).Electromechanical drive arrangement according to Claim 1 , characterized in that the lock-up clutch (UK) is designed as a positive coupling coupling and that an actuator device (OP) is provided for adjusting the switching state of the lock-up clutch (UK).

Elektromechanische Antriebsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung des Koppelzustands der Überbrückungskupplung (UK) unter temporärer aktiver Synchronisation des Elektromotors (E) und des im Schubbetrieb mitlaufenden Getriebeabschnitts unterstützt wird, indem der Elektromotor (E) im Rahmen der Herbeiführung des Koppelzustands temporär aktiv auf die entsprechende Drehzahl oder leichte Last gebracht wird.Electromechanical drive arrangement according to Claim 1 or 2 , characterized in that the setting of the coupling state of the lock-up clutch (UK) is supported under temporary active synchronization of the electric motor (E) and the revolving in the overrunning transmission section by the electric motor (E) in the context of bringing about the coupling state temporarily active to the appropriate speed or light load is brought.

Elektromechanische Antriebsanordnung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Überbrückungskupplung (UK) als reibschlüssig koppelnde Kupplung ausgeführt ist.Electromechanical drive arrangement according to Claim 1 or 3 , characterized in that the lock-up clutch (UK) is designed as a frictionally coupling coupling.

Elektromechanische Antriebsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Freilauf (FR1) im ersten Abtriebszahnrad (S1B) und der zweite Freilauf (FR2) im zweiten Antriebszahnrad (S2A) angeordnet ist.Electromechanical drive arrangement according to at least one of Claims 1 to 4 , characterized in that the first freewheel (FR1) in the first output gear (S1B) and the second freewheel (FR2) in the second drive gear (S2A) is arranged.

Elektromechanische Antriebsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Überbrückungskupplungen (UK, UK2) vorgesehen sind, so dass für den Rekuperationsbetrieb zwei unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zur Verfügung stehen.Electromechanical drive arrangement according to at least one of Claims 1 to 5 , characterized in that two lock-up clutches (UK, UK2) are provided so that two different transmission ratios are available for the recuperation.

Elektromechanische Antriebsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein Achsdifferentialgetriebe (AD) umfasst, zur Verzweigung der über das Reduktionsgetriebe (G) geführten Antriebsleistung auf eine erste und eine zweite Radantriebswelle (WSL, WSR) und dass das Achsdifferentialgetriebe (AD) zur Ausgangswelle (AW) gleichachsig angeordnet ist, wobei das Achsdifferentialgetriebe (AD) ein Umlaufgehäuse (ADH) umfasst und dass dieses Umlaufgehäuse (ADH) Teil der Ausgangswelle (AW) bildet und hierbei das erste Abtriebszahnrad (S1B) und/oder das zweite Abtriebszahnrad (S2B) unter Einbindung eines Freilaufs (FR1; FR2) und zumindest Komponenten der Überbrückungskupplung (UK) trägt.Electromechanical drive arrangement according to at least one of Claims 1 to 6 , characterized in that it comprises an axle differential (AD), for branching over the reduction gear (G) guided drive power to a first and a second wheel drive shaft (WSL, WSR) and that the axle differential (AD) to the output shaft (AW) arranged coaxially is, wherein the axle differential (AD) comprises a circulation housing (ADH) and that this circulation housing (ADH) forms part of the output shaft (AW) and in this case the first output gear (S1B) and / or the second output gear (S2B) under Integration of a freewheel (FR1, FR2) and at least components of the lock-up clutch (UK) carries.

Elektromechanische Antriebsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangswelle (EW) zur Rotorachse (X) gleichachsig ausgerichtet ist.Electromechanical drive arrangement according to at least one of Claims 1 to 7 , characterized in that the input shaft (EW) to the rotor axis (X) is aligned coaxially.

Elektromechanische Antriebsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangswelle (EW) direkt durch die Rotorwelle (RW) getrieben wird oder durch die Rotorwelle (RW) gebildet ist.Electromechanical drive arrangement according to at least one of Claims 1 to 8th , characterized in that the input shaft (EW) is driven directly by the rotor shaft (RW) or is formed by the rotor shaft (RW).

Elektromechanische Antriebsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Eingangswelle (EW) ein Vorstufenrad (S3B) sitzt, und dass dieses Vorstufenrad (S3B) durch ein Antriebsritzel (S3A) angetrieben wird, das auf der Rotorwelle (RW) sitzt.Electromechanical drive arrangement according to at least one of Claims 1 to 9 , characterized in that on the input shaft (EW) a Vorstufenrad (S3B) sits, and that this Vorstufenrad (S3B) by a drive pinion (S3A) is driven, which sits on the rotor shaft (RW).