DE102018210949A1 - Drive device for at least one electrically driven axle of a motor vehicle - Google Patents

Drive device for at least one electrically driven axle of a motor vehicle Download PDF

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Abstract

Es wird eine Antriebsvorrichtung für zumindest eine elektrisch angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs umfassend eine Elektromaschine (EM) und ein der Elektromaschine (EM) in Kraftflussrichtung im Zugbetrieb nachgeschaltetes schaltbares Getriebe (1) vorgeschlagen, bei der das Getriebe (1) als Automatgetriebe oder als automatisiertes Getriebe in Planetenbauweise ausgeführt ist und zumindest drei Gänge aufweist, wobei die Antriebsvorrichtung (1) über eine Stirnradstufe (2) oder eine Planetenstufe an ein Differential (3) zur Verteilung des Antriebmomentes auf die Räder (5) einer Achse (4) oder an ein Längsdifferential (13) zur Verteilung des Antriebmomentes auf zwei Achsen (4, 4') des Fahrzeugs gekoppelt ist.

Figure DE102018210949A1_0000
The invention relates to a drive device for at least one electrically driven axle of a motor vehicle, comprising an electric machine (EM) and a switchable gear (1) connected downstream of the electric machine (EM) in the direction of power flow during train operation, in which the gear (1) is an automatic transmission or an automated transmission is designed in a planetary design and has at least three gears, the drive device (1) via a spur gear stage (2) or a planetary stage to a differential (3) for distributing the drive torque to the wheels (5) of an axle (4) or to a longitudinal differential (13) for distributing the drive torque to two axles (4, 4 ') of the vehicle is coupled.
Figure DE102018210949A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für zumindest eine elektrisch angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a drive device for at least one electrically driven axle of a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, bei leichten und mittelschweren Bussen und LKWs elektrisch angetriebene Achsen einzusetzen, wohingegen bei mittelschweren und schweren LKWs für Offroad/Teiloffroad Anwendungen konventionelle Antriebe verwendet werden. Die bekannten elektrisch angetriebenen Achsen können eine oder zwei Getriebestufen aufweisen, wobei die zweistufigen elektrisch angetriebenen Achsen schaltbar ausgeführt sein können.It is known from the prior art to use electrically driven axles in light and medium-heavy buses and trucks, whereas conventional drives are used in medium-heavy and heavy trucks for off-road / partially off-road applications. The known electrically driven axles can have one or two gear stages, the two-stage electrically driven axles being switchable.

Durch das Vorsehen von maximal zwei Gangstufen kann sich die Zugkraft im Anfahrbereich bei hoher Beladung als zu gering erweisen. Zudem kann aufgrund der geringen Spreizung des eingebauten Getriebes eine gewünschte Endgeschwindigkeit nicht erreicht werden. Ein weiterer Nachteil der aus dem Stand der Technik bekannten elektrisch angetriebenen Achsen besteht darin, dass im Rekuperationsmodus die Leistung im unteren Geschwindigkeitsbereich begrenzt ist, da die Drehzahl der als Antrieb dienenden Elektromaschine nicht hochgehalten werden kann.By providing a maximum of two gear steps, the pulling force in the approach area can prove to be too low with a high load. In addition, due to the small spread of the built-in gear, a desired top speed cannot be achieved. Another disadvantage of the electrically driven axles known from the prior art is that the power is limited in the lower speed range in the recuperation mode, since the speed of the electric machine serving as the drive cannot be kept up.

Aus der DE 10 2012 017 352 B4 ist eine Antriebsvorrichtung für eine elektrisch angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs bekannt, umfassend eine antreibende Elektromaschine, ein Übersetzungsgetriebe und ein Differential, welches über Abtriebswellen auf die angetriebenen Räder des Kraftfahrzeugs abtreibt, wobei das Übersetzungsgetriebe durch zwei miteinander gekoppelte Umlaufgetriebe gebildet ist, die über zwei Schaltelemente in zwei Übersetzungsstufen umschaltbar sind.From the DE 10 2012 017 352 B4 A drive device for an electrically driven axle of a motor vehicle is known, comprising a driving electric machine, a transmission gear and a differential which drives the driven wheels of the motor vehicle via output shafts, the transmission gear being formed by two epicyclic gears coupled to one another, which are connected via two shift elements in two gear ratios are switchable.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung für zumindest eine elektrisch angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs anzugeben. The present invention is based on the object of specifying a drive device for at least one electrically driven axle of a motor vehicle.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.This object is achieved by the features of claim 1. Further advantages and advantageous configurations emerge from the subclaims.

Demnach wird eine Antriebsvorrichtung für zumindest eine elektrisch angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, welche eine Elektromaschine und ein der Elektromaschine in Kraftflussrichtung im Zugbetrieb nachgeschaltetes schaltbares Getriebe mit zumindest drei Gangstufen aufweist, welches über eine Stirnradstufe oder eine Planetenstufe an ein Differential zur Verteilung des Antriebmomentes auf die Räder einer Achse oder an ein Längsdifferenzial zur Verteilung des Antriebmomentes auf zwei Achsen des Fahrzeugs gekoppelt ist.Accordingly, a drive device for at least one electrically driven axle of a motor vehicle is proposed, which has an electric machine and a switchable transmission with at least three gear stages, which is connected downstream of the electric machine in the direction of power flow in train operation and which has a spur gear stage or a planetary stage to a differential for distributing the drive torque to the Wheels of an axle or to a longitudinal differential for distributing the drive torque to two axles of the vehicle.

Das schaltbare Getriebe ist vorzugsweise als Automatgetriebe oder als automatisiertes Getriebe in Planetenbauweise ausgeführt und kann beispielsweise als Zwei-Steg-Vier-Wellen-Getriebe ausgebildet sein.The switchable transmission is preferably designed as an automatic transmission or as an automated transmission in a planetary design and can be designed, for example, as a two-web, four-shaft transmission.

Ein Zwei-Steg-Vier-Wellen-Getriebe ist ein Planetengetriebe, welches aus zwei über zwei Koppelwellen kinematisch miteinander gekoppelten Einzel-Planetenradsätzen gebildet ist und vier Wellen zur Wirkverbindung mit anderen Getriebeelementen aufweist. Eine Koppelwelle ist als ständige mechanische Verbindung zwischen einem Element - d.h. Sonnenrad, Steg oder Hohlrad - des einen Einzel-Planetenradsatzes mit einem Element - d.h. Sonnenrad, Steg oder Hohlrad - des anderen Einzel-Planetenradsatzes definiert.A two-web, four-shaft gear is a planetary gear which is formed from two individual planetary gear sets which are kinematically coupled to one another via two coupling shafts and has four shafts for operative connection with other gear elements. A coupling shaft is a permanent mechanical connection between an element - i.e. Sun gear, web or ring gear - of a single planetary gear set with one element - i.e. Sun gear, web or ring gear - defined by the other single planetary gear set.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Getriebe einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz auf, die ein gemeinsames Hohlrad und einen gemeinsamen Steg aufweisen, wobei das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes und das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes koaxial zueinander angeordnet sind und wobei die Planetenräder des ersten und zweiten Planetenradsatzes jeweils paarweise koaxial auf einem gemeinsamen Planetenbolzen oder einem Bolzen mit unterschiedlichen Lagerdurchmessern angeordnet sind, wobei der Abtrieb des Getriebes durch den Steg gebildet wird.According to an advantageous embodiment of the invention, the transmission has a first and a second planetary gear set, which have a common ring gear and a common web, wherein the sun gear of the first planetary gear set and the sun gear of the second planetary gear set are arranged coaxially to one another and wherein the planet gears of the first and second planetary gear set are each arranged in pairs coaxially on a common planet pin or a pin with different bearing diameters, the output of the transmission being formed by the web.

Alternativ können die Planetenräder des ersten und zweiten Planetenradsatzes auf jeweils einem Bolzen angeordnet sein, der mit einem zwischen den beiden Planetenradsätzen angeordneten Zwischensteg verbunden ist, so dass die Planetenräder beider Planetenradsätze nicht koaxial zueinander angeordnet sind.Alternatively, the planet gears of the first and second planetary gear sets can each be arranged on a bolt which is connected to an intermediate web arranged between the two planetary gear sets, so that the planet gears of both planetary gear sets are not arranged coaxially to one another.

Hierbei ist ein erstes als Kupplung ausgeführtes Schaltelement vorgesehen, durch dessen Schließen die Elektromaschine mit dem Hohlrad lösbar drehfest verbindbar ist, wobei ein zweites als Kupplung ausgeführtes Schaltelement vorgesehen ist, durch dessen Schließen die Elektromaschine mit einer koaxial zum Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes angeordneten zentralen Antriebswelle des Getriebes lösbar drehfest verbindbar ist und wobei ein drittes als Kupplung ausgeführtes Schaltelement vorgesehen ist, durch dessen Schließen das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes mit der zentralen Antriebswelle lösbar drehfest verbindbar ist.Here, a first switching element designed as a clutch is provided, by the closing of which the electric machine can be detachably connected in a rotationally fixed manner, a second switching element designed as a clutch being provided, by the closing of which the electric machine is arranged with a central drive shaft of the coaxial to the sun gear of the first planetary gear set Gearbox is releasably non-rotatably connectable and a third switching element designed as a clutch is provided, by the closing of which the sun gear of the first planetary gear set can be detachably non-rotatably connected to the central drive shaft.

Ferner ist ein viertes als Bremse ausgeführtes Schaltelement vorgesehen, durch dessen Schließen das Hohlrad an ein Gehäuse ankoppelbar ist, wobei ein fünftes als Kupplung ausgeführtes Schaltelement vorgesehen ist, durch dessen Schließen das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes mit der zentralen Antriebswelle lösbar verbindbar ist.Furthermore, a fourth switching element designed as a brake is provided, through which Closing the ring gear can be coupled to a housing, a fifth switching element designed as a clutch being provided, by the closing of which the sun gear of the second planetary gear set can be detachably connected to the central drive shaft.

Mit einem derartig ausgeführten Getriebe sind drei Gänge realisierbar, wobei der erste Gang durch Schließen des zweiten, vierten und fünften Schaltelementes geschaltet wird, wobei der zweite Gang durch Schließen des zweiten, dritten und vierten Schaltelementes geschaltet wird und wobei der dritte Gang durch Schließen des ersten, zweiten und dritten Schaltelementes geschaltet wird.With a transmission of this type, three gears can be realized, the first gear being shifted by closing the second, fourth and fifth shifting elements, the second gear being shifted by closing the second, third and fourth shifting elements and the third gear being closed by closing the first , second and third switching element is switched.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann ein sechstes als Bremse ausgeführtes Schaltelement vorgesehen sein, durch dessen Schließen die zentrale Antriebswelle an ein Gehäuse ankoppelbar ist. Diese Ausgestaltung resultiert in fünf schaltbaren Gängen. Hierbei wird der erste Gang durch Schließen des zweiten, vierten und fünften Schaltelementes geschaltet, wobei der zweite Gang durch Schließen des zweiten, dritten und vierten Schaltelementes geschaltet wird und wobei der dritte Gang durch Schließen des ersten, dritten und sechsten Schaltelementes geschaltet wird. Der vierte Gang wird durch Schließen des ersten, fünften und sechsten Schaltelementes geschaltet, wobei der fünfte Gang durch Schließen des ersten, zweiten und fünften Schaltelementes geschaltet wird.According to a development of the invention, a sixth switching element designed as a brake can be provided, by closing the central drive shaft can be coupled to a housing. This configuration results in five shiftable gears. Here, the first gear is shifted by closing the second, fourth and fifth shifting element, the second gear being shifted by closing the second, third and fourth shifting element and the third gear being shifted by closing the first, third and sixth shifting element. The fourth gear is shifted by closing the first, fifth and sixth shifting elements, the fifth gear being shifted by closing the first, second and fifth shifting elements.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung umfasst die zentrale Antriebswelle einen ersten Teil, der durch Schließen des zweiten Schaltelementes mit der Elektromaschine lösbar drehfest verbindbar ist und einen zweiten Teil, der mittels eines zusätzlich zum sechsten Schaltelement vorgesehenen siebten Schaltelementes, welches in Kraftflussrichtung bei geschlossenem zweiten Schaltelement nach dem zweiten Schaltelement angeordnet ist, mit dem ersten Teil lösbar drehfest verbindbar ist. Durch das Vorsehen des siebten Schaltelementes weist das Getriebe sechs schaltbare Gänge auf.According to a development of the invention, the central drive shaft comprises a first part, which can be releasably connected to the electric machine by closing the second switching element, and a second part, which is provided by means of a seventh switching element provided in addition to the sixth switching element, which follows in the direction of force flow when the second switching element is closed the second switching element is arranged, can be detachably connected to the first part in a rotationally fixed manner. By providing the seventh shift element, the transmission has six shiftable gears.

Der erste Gang des Getriebes wird durch Schließen des zweiten, vierten, fünften und siebten Schaltelementes geschaltet, wobei der zweite Gang durch Schließen des zweiten, dritten und vierten Schaltelementes geschaltet wird. Ferner wird der dritte Gang durch Schließen des ersten, dritten, sechsten und siebten Schaltelementes geschaltet, wobei der vierte Gang durch Schließen des ersten, fünften und sechsten Schaltelementes geschaltet wird, wobei der fünfte Gang durch Schließen des ersten, zweiten und fünften Schaltelementes geschaltet wird und wobei der sechste Gang durch Schließen des zweiten, dritten und fünften Schaltelementes geschaltet wird.The first gear of the transmission is shifted by closing the second, fourth, fifth and seventh shifting element, the second gear being shifted by closing the second, third and fourth shifting element. Furthermore, the third gear is shifted by closing the first, third, sixth and seventh shifting elements, the fourth gear being shifted by closing the first, fifth and sixth shifting elements, the fifth gear being shifted by closing the first, second and fifth shifting elements and wherein the sixth gear is shifted by closing the second, third and fifth shifting elements.

Die räumliche Anordnung der Schaltelemente kann beliebig sein und wird nur durch die Abmessungen und die äußere Formgebung begrenzt. Die Kupplungen sind vorzugsweise als Reibschaltelemente bzw. Lamellenschaltelemente ausgeführt, wobei die Bremsen vorzugsweise als formschlüssige Schaltelemente, beispielsweise als Klauenschaltelemente oder Synchronisierungen ausgeführt sein können. Im Rahmen weiterer Ausgestaltungen können einzelne Kupplungen als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt sein; ferner kann zumindest eine Bremse als Reibschaltelement bzw. Lamellenschaltelement ausgeführt sein.The spatial arrangement of the switching elements can be arbitrary and is only limited by the dimensions and the external shape. The clutches are preferably designed as friction shift elements or multi-plate shift elements, wherein the brakes can preferably be designed as form-fitting shift elements, for example as claw shift elements or synchronizers. In the context of further refinements, individual clutches can be designed as form-fitting switching elements; Furthermore, at least one brake can be designed as a friction switching element or multi-plate switching element.

Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird auf einfache und kostengünstige Weise eine Antriebsvorrichtung für zumindest eine elektrisch angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs zur Verfügung gestellt, welche es ermöglicht, die Steigfähigkeit der Fahrzeuge optimal auf den jeweiligen Einsatzfall anzupassen. Zudem kann die Elektromaschine bei kompakter Ausführung immer im optimalen Wirkungsgradbereich betrieben werden.The inventive concept provides a drive device for at least one electrically driven axle of a motor vehicle in a simple and inexpensive manner, which makes it possible to optimally adapt the climbing ability of the vehicles to the respective application. In addition, the electric machine with its compact design can always be operated in the optimal efficiency range.

In vorteilhafter Weise kann im Schubbetrieb durch Rekuperation Energie optimal wieder gewonnen werden, da die Drehzahl der Elektromaschine auch im niedrigen Geschwindigkeitsbereich durch Schalten einer niedrigen Gangstufe hochgehalten werden kann, wodurch die Leistung der Elektromaschine nicht beschränkt wird. Durch die Mehrgängigkeit kann auch der Rekuperationsbetrieb über große Bereiche im Wirkungsgradoptimum erfolgen.In overrun mode, energy can advantageously be recovered optimally by recuperation, since the speed of the electric machine can also be kept high in the low speed range by shifting to a low gear, which means that the power of the electric machine is not restricted. Thanks to the multiple speeds, the recuperation operation can also be carried out over large areas with optimum efficiency.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. In diesen stellen dar:

  • 1: Eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung für zumindest eine elektrisch angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs, wobei die Antriebsvorrichtung an ein Differential zur Verteilung des Antriebmomentes auf die Räder einer Achse des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist;
  • 2: Ein beispielhaftes Schaltschema für das Getriebe nach 1;
  • 3: Eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung für zumindest eine elektrisch angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs, wobei die Antriebsvorrichtung an ein Differential zur Verteilung des Antriebmomentes auf die Räder einer Achse des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist;
  • 4: Ein beispielhaftes Schaltschema für das Getriebe nach 3;
  • 5: Eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung für zumindest eine elektrisch angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs, wobei die Antriebsvorrichtung an ein Differential zur Verteilung des Antriebmomentes auf die Räder einer Achse des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist;
  • 6: Ein beispielhaftes Schaltschema für das Getriebe nach 5; und
  • 7: Die Antriebsvorrichtung nach 5, welche an ein Längsdifferential zur Verteilung des Antriebmomentes auf zwei Achsen eines Kraftfahrzeugs gekoppelt ist.
The invention is explained in more detail below by way of example with reference to the accompanying figures. In these represent:
  • 1 : A schematic representation of a first embodiment of a drive device according to the invention for at least one electrically driven axle of a motor vehicle, the drive device being coupled to a differential for distributing the drive torque to the wheels of an axle of the motor vehicle;
  • 2 : An exemplary shift pattern for the gearbox 1 ;
  • 3 : A schematic representation of a second embodiment of a drive device according to the invention for at least one electrically driven axle of a motor vehicle, the drive device being coupled to a differential for distributing the drive torque to the wheels of an axle of the motor vehicle;
  • 4 : An exemplary shift pattern for the gearbox 3 ;
  • 5 : A schematic representation of a third embodiment of a drive device according to the invention for at least one electrically driven axle of a motor vehicle, the drive device being coupled to a differential for distributing the drive torque to the wheels of an axle of the motor vehicle;
  • 6 : An exemplary shift pattern for the gearbox 5 ; and
  • 7 : The drive device after 5 , which is coupled to a longitudinal differential for distributing the drive torque on two axles of a motor vehicle.

Gemäß der Erfindung und bezugnehmend auf 1 umfasst eine Antriebsvorrichtung für zumindest eine elektrisch angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs eine Elektromaschine EM und ein der Elektromaschine EM in Kraftflussrichtung im Zugbetrieb nachgeschaltetes schaltbares Getriebe 1 mit zumindest drei Gängen, wobei das Getriebe 1 über eine Stirnradstufe 2 an ein Differential 3 zur Verteilung des Antriebmomentes auf die Räder 5 einer Achse 4 des Fahrzeugs gekoppelt ist. Die Antriebsvorrichtung ist hierbei vorzugsweise quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs angeordnet.According to the invention and with reference to 1 comprises a drive device for at least one electrically driven axle of a motor vehicle an electric machine EM and one of the electric machine EM Switchable gearbox downstream in the power flow direction during train operation 1 with at least three gears, the transmission 1 via a spur gear stage 2 to a differential 3 to distribute the drive torque to the wheels 5 an axis 4 of the vehicle is coupled. The drive device is preferably arranged transversely to the direction of travel of the vehicle.

Bei dem gezeigten Beispiel ist das Getriebe 1 als Getriebe in Planetenbauweise ausgeführt, und weist einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz 6, 7 auf, die ein gemeinsames Hohlrad 8 und einen gemeinsamen Steg 9 aufweisen, wobei das Sonnenrad 10 des ersten Planetenradsatzes 6 und das Sonnenrad 11 des zweiten Planetenradsatzes 7 koaxial zueinander angeordnet sind und wobei die Planetenräder des ersten und zweiten Planetenradsatzes 6, 7 jeweils paarweise koaxial auf einem gemeinsamen Planetenbolzen angeordnet sind, wobei der Abtrieb des Getriebes durch den Steg 9 gebildet wird.In the example shown, the gearbox 1 designed as a planetary gear, and has a first and a second planetary gear set 6 . 7 on that a common ring gear 8th and a common footbridge 9 have, the sun gear 10 of the first planetary gear set 6 and the sun gear 11 of the second planetary gear set 7 are arranged coaxially to one another and wherein the planet gears of the first and second planetary gear sets 6 . 7 are each arranged in pairs coaxially on a common planet pin, the output of the transmission through the web 9 is formed.

Bei dem in 1 gezeigten Getriebe ist ein erstes als Kupplung ausgeführtes Schaltelement A vorgesehen, durch dessen Schließen die Elektromaschine EM mit dem Hohlrad 8 lösbar drehfest verbindbar ist, wobei ein zweites als Kupplung ausgeführtes Schaltelement B vorgesehen ist, durch dessen Schließen die Elektromaschine EM mit einer koaxial zum Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes 6 angeordneten zentralen Antriebswelle 12 des Getriebes1 lösbar drehfest verbindbar ist und wobei ein drittes als Kupplung ausgeführtes Schaltelement C vorgesehen ist, durch dessen Schließen das Sonnenrad 10 des ersten Planetenradsatzes 6 mit der zentralen Antriebswelle 12 lösbar drehfest verbindbar ist.At the in 1 shown transmission is a first switching element designed as a clutch A provided, by closing the electric machine EM with the ring gear 8th is releasably non-rotatably connectable, a second switching element designed as a clutch B is provided, by closing the electric machine EM with a coaxial to the sun gear of the first planetary gear set 6 arranged central drive shaft 12 of the transmission 1 can be detachably connected in a rotationally fixed manner and a third switching element designed as a clutch C is provided by closing the sun gear 10 of the first planetary gear set 6 with the central drive shaft 12 is releasably non-rotatably connectable.

Die Sonnenradwellen des ersten und zweiten Planetenradsatzes 6, 7 sind gemäß 1 als Hohlwellen ausgeführt, durch die die zentrale Antriebswelle geführt ist.The sun gear shafts of the first and second planetary gear sets 6 . 7 are according to 1 designed as hollow shafts through which the central drive shaft is guided.

Wie 1 zu entnehmen, ist ein viertes als Bremse ausgeführtes Schaltelement D vorgesehen, durch dessen Schließen das Hohlrad 8 des Getriebes 1 an ein Gehäuse ankoppelbar ist, wobei ein fünftes als Kupplung ausgeführtes Schaltelement E vorgesehen ist, durch dessen Schließen das Sonnenrad 11 des zweiten Planetenradsatzes 7 mit der zentralen Antriebswelle lösbar verbindbar ist.How 1 can be seen, a fourth switching element designed as a brake D provided by closing the ring gear 8th of the transmission 1 can be coupled to a housing, a fifth switching element designed as a clutch e is provided by closing the sun gear 11 of the second planetary gear set 7 is releasably connectable to the central drive shaft.

Bei dem Getriebe nach 1 ist ein selektives Schalten von drei Gängen realisierbar. Der erste Gang des Getriebes ergibt sich bei dem in 2 gezeigten Beispiel durch Schließen des zweiten, vierten und fünften Schaltelementes B, D, E, der zweite Gang durch Schließen des zweiten, dritten und vierten Schaltelementes B, C, D und der dritte Gang ergibt sich durch Schließen des ersten, zweiten und dritten Schaltelementes A, B, C.With the transmission after 1 it is possible to selectively shift three gears. The first gear of the gearbox results in the in 2 shown example by closing the second, fourth and fifth switching element B . D . e , the second gear by closing the second, third and fourth shifting element B . C . D and the third gear results from closing the first, second and third shifting elements A . B . C ,

Gegenstand der 3 ist eine Antriebsvorrichtung für zumindest eine elektrisch angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs, bei der das Getriebe sich vom Getriebe nach 1 dadurch unterscheidet, dass ein sechstes als Bremse ausgeführtes Schaltelement F vorgesehen ist, durch dessen Schließen die zentrale Antriebswelle 12 an ein Gehäuse ankoppelbar ist. Durch das Vorsehen des sechsten Schaltelementes F sind fünf schaltbare Gänge realisierbar.Subject of 3 is a drive device for at least one electrically driven axle of a motor vehicle, in which the transmission moves away from the transmission 1 differs in that a sixth switching element designed as a brake F is provided, by closing the central drive shaft 12 can be coupled to a housing. By providing the sixth switching element F five switchable gears are possible.

Bezugnehmend auf 4 ergibt sich der erste Gang durch Schließen des zweiten, vierten und fünften Schaltelementes B, D, E, der zweite Gang durch Schließen des zweiten, dritten und vierten Schaltelementes B, C, D, der dritte Gang durch Schlie-ßen des ersten, dritten und sechsten Schaltelementes A, C, F, der vierte Gang durch Schließen des ersten, fünften und sechsten Schaltelementes A, E, F, wobei sich der fünfte Gang durch Schließen des ersten, zweiten und fünften Schaltelementes A, B, E ergibt.
Das Getriebe 1 der in 5 gezeigten Antriebsvorrichtung für zumindest eine elektrisch angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs unterscheidet sich vom Getriebe gemäß 3 dadurch, dass die zentrale Antriebswelle zweigeteilt ist und einen ersten Teil 12a, der durch Schließen des zweiten Schaltelementes B mit der Elektromaschine lösbar drehfest verbindbar ist und einen zweiten Teil 12b aufweist, der mittels eines zusätzlich zum sechsten Schaltelement F vorgesehenen siebten Schaltelementes G mit dem ersten Teil 12a lösbar drehfest verbindbar ist.Referring to 4 the first gear is obtained by closing the second, fourth and fifth shifting elements B . D . e , the second gear by closing the second, third and fourth shifting element B . C . D , the third gear by closing the first, third and sixth shifting elements A . C . F , the fourth gear by closing the first, fifth and sixth shifting element A . e . F , wherein the fifth gear by closing the first, second and fifth shifting element A . B . e results.
The gear 1 the in 5 Drive device shown for at least one electrically driven axle of a motor vehicle differs from the transmission according to 3 in that the central drive shaft is divided into two and a first part 12a by closing the second switching element B is detachably connected to the electric machine in a rotationally fixed manner and a second part 12b having, in addition to the sixth switching element F provided seventh switching element G with the first part 12a is releasably non-rotatably connectable.

Das siebte Schaltelement G ist in Kraftflussrichtung bei geschlossenem zweiten Schaltelement B nach dem zweiten Schaltelement B angeordnet, derart, dass durch Schließen des sechsten Schaltelementes F der zweite Teil 12b der zentralen Antriebswelle an das Gehäuse ankoppelbar ist.The seventh switching element G is in the direction of force flow when the second switching element is closed B after the second switching element B arranged such that by closing the sixth switching element F the second part 12b the central drive shaft can be coupled to the housing.

Das in 5 gezeigte Getriebe weist sechs schaltbare Gänge auf. Bezugnehmend auf 6 ergibt sich der erste Gang durch Schließen des zweiten, vierten, fünften und siebten Schaltelementes B, D, E, G, der zweite Gang durch Schließen des zweiten, dritten und vierten Schaltelementes B, C, D, der dritte Gang durch Schließen des ersten, dritten, sechsten und siebten Schaltelementes A, C, F, G, der vierte Gang durch Schließen des ersten, fünften und sechsten Schaltelementes A, E, F, der fünfte Gang durch Schließen des ersten, zweiten und fünften Schaltelementes A, B, E, wobei sich der sechste Gang durch Schließen des zweiten, dritten und fünften Schaltelementes B, C, E ergibt.This in 5 shown transmission has six switchable gears. Referring to 6 the first gear is obtained by closing the second, fourth, fifth and seventh shifting elements B . D . e . G , the second gear by closing the second, third and fourth shifting element B . C . D , the third gear by closing the first, third, sixth and seventh shifting element A . C . F . G , the fourth gear by closing the first, fifth and sixth shifting element A . e . F , the fifth gear by closing the first, second and fifth shifting element A . B . e , wherein the sixth gear by closing the second, third and fifth shifting element B . C . e results.

Die Rückwärtsgänge werden durch Drehrichtungsumkehr der Elektromaschine EM realisiert.The reverse gears are achieved by reversing the direction of rotation of the electric machine EM realized.

Die in 7 dargestellte Antriebsvorrichtung für zumindest eine elektrisch angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs unterscheidet sich von der Ausführungsform nach 3 dadurch, dass das Getriebe 1 über eine Stirnradstufe 2 an ein Längsdifferential 13 zur Verteilung des Antriebmomentes auf zwei Achsen 4, 4' des Fahrzeugs gekoppelt ist. Die Antriebsvorrichtung ist hierbei vorzugsweise längs zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs angeordnet.In the 7 Drive device shown for at least one electrically driven axle of a motor vehicle differs from the embodiment 3 in that the gearbox 1 via a spur gear stage 2 to a longitudinal differential 13 to distribute the drive torque on two axes 4 . 4 ' of the vehicle is coupled. The drive device is preferably arranged longitudinally to the direction of travel of the vehicle.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Getriebetransmission
22
Stirnradstufespur gear
33
Differentialdifferential
4, 4'4, 4 '
Achseaxis
55
Radwheel
66
erster Planetenradsatzfirst planetary gear set
77
zweiter Planetenradsatzsecond planetary gear set
88th
Hohlradring gear
99
Stegweb
1010
Sonnenradsun
1111
Sonnenradsun
1212
zentrale Antriebswellecentral drive shaft
12a12a
erster Teil der zentralen Antriebswellefirst part of the central drive shaft
12b12b
zweiter Teil der zentralen Antriebswellesecond part of the central drive shaft
1313
Längsdifferentiallongitudinal differential
AA
erstes Schaltelementfirst switching element
BB
zweites Schaltelementsecond switching element
CC
drittes Schaltelementthird switching element
DD
viertes Schaltelementfourth switching element
Ee
fünftes Schaltelementfifth switching element
FF
sechstes Schaltelementsixth switching element
GG
siebtes Schaltelementseventh switching element
EMEM
Elektromaschineelectric machine

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102012017352 B4 [0004]DE 102012017352 B4 [0004]

Claims (8)

Antriebsvorrichtung für zumindest eine elektrisch angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs umfassend eine Elektromaschine (EM) und ein der Elektromaschine (EM) in Kraftflussrichtung im Zugbetrieb nachgeschaltetes schaltbares Getriebe (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (1) als Automatgetriebe oder als automatisiertes Getriebe in Planetenbauweise ausgeführt ist und zumindest drei Gänge aufweist, wobei die Antriebsvorrichtung (1) über eine Stirnradstufe (2) oder eine Planetenstufe an ein Differential (3) zur Verteilung des Antriebmomentes auf die Räder (5) einer Achse (4) oder an ein Längsdifferential (13) zur Verteilung des Antriebmomentes auf zwei Achsen (4, 4') des Fahrzeugs gekoppelt ist.Drive device for at least one electrically driven axle of a motor vehicle, comprising an electric machine (EM) and a switchable gear (1) connected downstream of the electric machine (EM) in the direction of the power flow during train operation, characterized in that the gear (1) is an automatic gearbox or an automated planetary gearbox The drive device (1) has a spur gear stage (2) or a planetary stage to a differential (3) for distributing the drive torque to the wheels (5) of an axle (4) or to a longitudinal differential (13 ) is coupled to the distribution of the drive torque on two axles (4, 4 ') of the vehicle. Antriebsvorrichtung für zumindest eine elektrisch angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (1) als Zwei-Steg-Vier-Wellen-Getriebe ausgebildet ist, welches aus zwei über zwei Koppelwellen kinematisch miteinander gekoppelten Einzel-Planetenradsätzen gebildet ist und vier Wellen zur Wirkverbindung mit anderen Getriebeelementen aufweist, wobei eine Koppelwelle als ständige mechanische Verbindung zwischen einem Element des einen Einzel-Planetenradsatzes mit einem Element des anderen Einzel-Planetenradsatzes definiert ist.Drive device for at least one electrically driven axle of a motor vehicle Claim 1 , characterized in that the transmission (1) is designed as a two-web, four-shaft transmission which is formed from two individual planetary gear sets which are kinematically coupled to one another via two coupling shafts and has four shafts for the operative connection with other transmission elements, one coupling shaft is defined as a permanent mechanical connection between an element of one single planetary gear set with an element of the other single planetary gear set. Antriebsvorrichtung für zumindest eine elektrisch angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (1) einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz (6, 7) aufweist, die ein gemeinsames Hohlrad (8) und einen gemeinsamen Steg (9) aufweisen, wobei das Sonnenrad (10) des ersten Planetenradsatzes (6) und das Sonnenrad (11) des zweiten Planetenradsatzes (7) koaxial zueinander angeordnet sind, wobei der Abtrieb des Getriebes (1) durch den Steg (9) gebildet wird und wobei die Planetenräder des ersten und zweiten Planetenradsatzes (6, 7) jeweils paarweise koaxial auf einem gemeinsamen Planetenbolzen oder auf einem Bolzen mit unterschiedlichen Lagerdurchmessern angeordnet sind oder wobei die Planetenräder des ersten und zweiten Planetenradsatzes (6, 7) auf jeweils einem Bolzen angeordnet sind, der mit einem zwischen den beiden Planetenradsätzen (6, 7) angeordneten Zwischensteg verbunden ist, wobei ein erstes, als Kupplung ausgeführtes Schaltelement (A) vorgesehen ist, durch dessen Schließen die Elektromaschine (EM) mit dem Hohlrad (8) lösbar drehfest verbindbar ist, wobei ein zweites als Kupplung ausgeführtes Schaltelement (B) vorgesehen ist, durch dessen Schließen die Elektromaschine (EM) mit einer koaxial zum Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes (6) angeordneten zentralen Antriebswelle (12) des Getriebes (1) lösbar drehfest verbindbar ist, wobei ein drittes als Kupplung ausgeführtes Schaltelement (C) vorgesehen ist, durch dessen Schließen das Sonnenrad (10) des ersten Planetenradsatzes (6) mit der zentralen Antriebswelle (12) lösbar drehfest verbindbar ist, wobei viertes als Bremse ausgeführtes Schaltelement (D) vorgesehen ist, durch dessen Schließen das Hohlrad (8) an ein Gehäuse ankoppelbar ist und wobei ein fünftes als Kupplung ausgeführtes Schaltelement (E) vorgesehen ist, durch dessen Schließen das Sonnenrad (11) des zweiten Planetenradsatzes (7) mit der zentralen Antriebswelle (12) lösbar verbindbar ist.Drive device for at least one electrically driven axle of a motor vehicle Claim 1 , characterized in that the transmission (1) has a first and a second planetary gear set (6, 7) which have a common ring gear (8) and a common carrier (9), the sun gear (10) of the first planetary gear set (6 ) and the sun gear (11) of the second planetary gear set (7) are arranged coaxially to one another, the output of the transmission (1) being formed by the web (9) and the planet gears of the first and second planetary gear sets (6, 7) each in pairs are arranged coaxially on a common planet bolt or on a bolt with different bearing diameters or the planet gears of the first and second planetary gear sets (6, 7) are each arranged on a bolt which is connected to an intermediate web arranged between the two planetary gear sets (6, 7) is, wherein a first, designed as a clutch switching element (A) is provided, by closing the electric machine (EM) with the ring gear (8) releasably r can be connected in a rotationally fixed manner, a second switching element (B) designed as a clutch being provided, by the closing of which the electric machine (EM) with a central drive shaft (12) of the transmission (1) arranged coaxially to the sun gear of the first planetary gear set (6) is detachably rotatable can be connected, a third switching element (C) designed as a clutch being provided, by the closing of which the sun gear (10) of the first planetary gear set (6) can be detachably connected to the central drive shaft (12), fourth switching element designed as a brake (D ) is provided, by the closing of which the ring gear (8) can be coupled to a housing, and a fifth switching element (E) designed as a clutch is provided, by the closing of which the sun gear (11) of the second planetary gear set (7) with the central drive shaft ( 12) is releasably connectable. Antriebsvorrichtung für zumindest eine elektrisch angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe drei Gänge aufweist, wobei sich der erste Gang durch Schließen des zweiten, vierten und fünften Schaltelementes (B, D, E), der zweite Gang durch Schließen des zweiten, dritten und vierten Schaltelementes (B, C, D) und wobei sich der dritte Gang durch Schließen des ersten, zweiten und dritten Schaltelementes (A, B, C) ergibt.Drive device for at least one electrically driven axle of a motor vehicle Claim 3 , characterized in that the transmission has three gears, the first gear being closed by closing the second, fourth and fifth shift elements (B, D, E), the second gear being closed by closing the second, third and fourth shift elements (B, C, D) and the third gear is obtained by closing the first, second and third shifting elements (A, B, C). Antriebsvorrichtung für zumindest eine elektrisch angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (1) ein sechstes, als Bremse ausgeführtes Schaltelement (F) aufweist, durch dessen Schließen die zentrale Antriebswelle (12) an ein Gehäuse ankoppelbar ist.Drive device for at least one electrically driven axle of a motor vehicle Claim 3 , characterized in that the transmission (1) has a sixth switching element (F) designed as a brake, by the closing of which the central drive shaft (12) can be coupled to a housing. Antriebsvorrichtung für zumindest eine elektrisch angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (1) fünf Gänge aufweist, wobei sich der erste Gang durch Schließen des zweiten, vierten und fünften Schaltelementes (B, D, E), der zweite Gang durch Schließen des zweiten, dritten und vierten Schaltelementes (B, C, D), der dritte Gang durch Schließen des ersten, dritten und sechsten Schaltelementes (A, C, F), der vierte Gang durch Schließen des ersten, fünften und sechsten Schaltelementes (A, E, F), und wobei sich der fünfte Gang durch Schließen des ersten, zweiten und fünften Schaltelementes (A, B, E) ergibt.Drive device for at least one electrically driven axle of a motor vehicle Claim 5 , characterized in that the transmission (1) has five gears, the first gear being closed by closing the second, fourth and fifth shifting elements (B, D, E), the second gear being closed by closing the second, third and fourth shifting elements (B , C, D), the third gear by closing the first, third and sixth switching element (A, C, F), the fourth gear by closing the first, fifth and sixth switching element (A, E, F), and wherein the fifth gear by closing the first, second and fifth shifting element (A, B, E). Antriebsvorrichtung für zumindest eine elektrisch angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Antriebswelle zweigeteilt ist und einen ersten Teil (12a), der durch Schließen des zweiten Schaltelementes (B) mit der Elektromaschine (EM) lösbar drehfest verbindbar ist und einen zweiten Teil (12b) aufweist, der mittels eines siebten Schaltelementes (G) mit dem ersten Teil (12a) lösbar drehfest verbindbar ist, wobei durch Schließen des sechsten Schaltelementes (F) der zweite Teil (12b) der zentralen Antriebswelle an das Gehäuse ankoppelbar ist. Drive device for at least one electrically driven axle of a motor vehicle Claim 5 , characterized in that the central drive shaft is divided into two parts and a first part (12a), which can be detachably connected to the electric machine (EM) by closing the second switching element (B) and has a second part (12b) which is by means of a seventh Switching element (G) with the first part (12a) can be detachably connected in a rotationally fixed manner, the second part (12b) of the central drive shaft being able to be coupled to the housing by closing the sixth switching element (F). Antriebsvorrichtung für zumindest eine elektrisch angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (1) sechs Gänge aufweist, wobei sich der erste Gang durch Schließen des zweiten, vierten, fünften und siebten Schaltelementes (B, D, E, G), der zweite Gang durch Schließen des zweiten, dritten und vierten Schaltelementes (B, C, D), der dritte Gang durch Schließen des ersten, dritten, sechsten und siebten Schaltelementes (A, C, F, G), der vierte Gang durch Schließen des ersten, fünften und sechsten Schaltelementes (A, E, F), der fünfte Gang durch Schließen des ersten, zweiten und fünften Schaltelementes (A, B, E), und wobei sich der sechste Gang durch Schließen des zweiten, dritten und fünften Schaltelementes (B, C, E) ergibt.Drive device for at least one electrically driven axle of a motor vehicle Claim 7 , characterized in that the transmission (1) has six gears, the first gear by closing the second, fourth, fifth and seventh shifting elements (B, D, E, G), the second gear by closing the second, third and fourth shift element (B, C, D), the third gear by closing the first, third, sixth and seventh shift element (A, C, F, G), the fourth gear by closing the first, fifth and sixth shift element (A, E , F), the fifth gear by closing the first, second and fifth switching element (A, B, E), and wherein the sixth gear results from closing the second, third and fifth switching element (B, C, E).
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