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Title:
PURELY ELECTRIC DRIVE SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/037911
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a purely electric drive system (1) having a first electric machine (2), a second electric machine (3) and a group transmission (7) having a main group (6) and a range group (9), wherein: a first input shaft (4) of the main group (6) is or can be coupled to the first electric machine (2) such that torques from the first electric machine (2) can be introduced into the group transmission (7) via the first input shaft (4); a second input shaft (5) of the main group (6) is or can be coupled to the second electric machine (3) such that torques from the second electric machine (3) can be introduced into the group transmission (7) via the second input shaft (5); and an output shaft (8) of the main group (6) is coupled permanently to an input side (11) of a differential (16) so as to transfer torque. The invention is characterised in that exactly two idler gears (18, 19), specifically a first idler gear (18) and a second idler gear (19), are arranged coaxially with the first input shaft (4), wherein: exactly two further idler gears (20, 21), specifically a third idler gear (20) and a fourth idler gear (21), are arranged coaxially with the second input shaft (5); the two input shafts (4, 5) are coupled to the output shaft (8) via exactly two fixed gears (22, 23) arranged coaxially with the output shaft (8); a first fixed gear (22) is permanently in meshing engagement with the first and the third idler gear (18, 20); a second fixed gear (23) is permanently in meshing engagement with the second idler gear (19) and the fourth idler gear (21); and the range group (9) comprises two planetary sets (24, 25), each of which are coupled to an output side (12) of the differential (16).

Inventors:
KONDA HUGO (BR)
KRAJEWSKI CHRISTIAN (DE)
LUCKMANN JENS (DE)
STEFFENS FRANK (DE)
STRÖLIN MARC (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/071010
Publication Date:
February 24, 2022
Filing Date:
July 27, 2021
Export Citation:
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Assignee:
DAIMLER AG (DE)
International Classes:
B60K1/02; F16H3/089; B60K17/04
Domestic Patent References:
WO2019079235A12019-04-25
Foreign References:
FR3089886A12020-06-19
DE102017200531A12018-07-19
FR1597388A1970-06-22
DE102008002380A12009-12-17
AT520555A42019-05-15
DE102017200531A12018-07-19
Attorney, Agent or Firm:
SCHEIDLE, Thorsten (DE)
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Claims:
Patentansprüche Rein elektrisches Antriebssystem (1) mit einer ersten elektrischen Maschine (2), einer zweiten elektrischen Maschine (3) und einem Gruppengetriebe (7) mit einer Hauptgruppe (6), wobei eine erste Eingangswelle (4) der Hauptgruppe (6) derart mit der ersten elektrischen Maschine (2) gekoppelt oder koppelbar ist, dass Drehmomente ausgehend von der ersten elektrischen Maschine (2) über die erste Eingangswelle (4) in das Gruppengetriebe (7) einleitbar sind, wobei eine zweite Eingangswelle (5) der Hauptgruppe (6) derart mit der zweiten elektrischen Maschine (3) gekoppelt oder koppelbar ist, dass Drehmomente ausgehend von der zweiten elektrischen Maschine (3) über die zweite Eingangswelle (5) in das Gruppengetriebe (7) einleitbar sind, und wobei eine Ausgangswelle (8) der Hauptgruppe (6) permanent drehmomentübertragend mit einer Eingangsseite (11) eines Differentials (16) gekoppelt ist, wobei koaxial zu der ersten Eingangswelle (4) genau zwei Losräder (18, 19), nämlich ein erstes Losrad (18) und ein zweites Losrad (19) angeordnet sind, wobei koaxial zu der zweiten Eingangswelle (5) genau zwei weitere Losräder (20, 21), nämlich ein drittes Losrad (20) und ein viertes Losrad (21), angeordnet sind, wobei die beiden Eingangswellen (4, 5) über genau zwei koaxial zur Ausgangswelle (8) angeordnete Festräder (22, 23) mit der Ausgangswelle (8) gekoppelt sind, wobei ein erstes Festrad (22) der Festräder (22, 23) mit dem ersten und dem dritten Losrad (18, 20) permanent in kämmendem Eingriff steht, wobei ein zweites Festrad (23) der Festräder (22, 23) mit dem zweiten Losrad (19) und dem vierten Losrad (21) permanent kämmend in Eingriff steht, dadurch gekennzeichnet, dass eine Range-Gruppe (9) vorgesehen ist, wobei die Range-Gruppe (9) einen ersten Planetensatz (24) und einen zweiten Planetensatz (25) umfasst, wobei der erste Planetensatz bezüglich eines Drehmomentenflusses nach einer ersten Seitenwelle (13a) des Differentials (16) angeordnet ist und der zweite Planetensatz (25) bezüglich des Drehmomentenflusses nach einer zweiten Seitenwelle (13b) des Differentials (16) angeordnet ist. , wobei eine Drehachse der ersten Eingangswelle (4), eine Drehachse der zweiten Eingangswelle (5), eine Drehachse der Ausgangswelle (8) und eine Drehachse der Eingangsseite (11) des Differentials (16) allesamt parallel und achsversetzt zueinander angeordnet sind, wobei die Ausgangswelle (8) ein Festrad (14) umfasst, welches mit einem koaxial zu der Eingangsseite (11) angeordneten und drehfest mit der Eingangsseite (11) verbundenen Zahnrad (15) des Differentials (16) in Eingriff steht. Rein elektrisches Antriebssystem (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsseite (12) des Differentials (16) jeweils drehfest mit einem ersten Element (26) des jeweiligen Planetensatzes (24, 24) gekoppelt ist, wobei ein zweites Element (29) des jeweiligen Planetensatzes (24,25) mit jeweils einem der angetriebenen Räder (17) drehfest gekoppelt ist, und wobei eine drittes Element des jeweiligen Planetensatzes (24, 25) über Schaltelemente (S1 , S2) wahlweise festbrembar oder mit dem ersten Element (26) verblockbar ist. Rein elektrisches Antriebssystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente (S1, S2) als ein Bremsschaltelement (S1) und ein Verblockungsschaltelement (S2) ausgeführt sind, welche vorzugsweise zu einem Doppelschaltelement (S1 , S2) mit einem Aktuator zusammengefasst sind. Rein elektrisches Antriebssystem (1) nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich jeder der Eingangswellen (4, 5) jeweils ein drittes und ein viertes Schaltelement (S3, S3'; S4, S4') für das erste und zweite Losrad (18, 19) bzw. das dritte und vierte Losrad (20, 21) vorgesehen ist, wobei das jeweils dritte Schaltelement (S3, S3') dazu eingerichtet ist, das erste Losrad (18) bzw. das dritte Losrad (20) mit seiner jeweiligen Eingangswelle (4, 5) zu verbinden, und wobei das jeweils vierte Schaltelement (S4, S4') dazu eingerichtet ist, das zweite Losrad (19) bzw. das vierte Losrad (21) mit seiner jeweiligen Eingangswelle (4, 5) zu verbinden. Rein elektrisches Antriebssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Differential (16) als Differential mit einer schaltbaren Ausgleichssperre ausgebildet ist. Rein elektrisches Antriebssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptgruppe (6) des Gruppengetriebes (7) über eine Stirnradstufe (10) und das Differential (16) mit der Range-Gruppe (9) verbunden ist. Rein elektrisches Antriebssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rotor der ersten elektrischen Maschine (2) drehfest mit der ersten Eingangswelle (4) und ein Rotor der zweiten elektrischen Maschine (3) drehfest mit der zweiten Eingangswelle (5) verbunden ist. Rein elektrisches Antriebssystem (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem jeweiligen Planetensatz (24, 25) eine Sonne (26) als erstes Element, ein Planetenträger (29) als zweites Element und ein Hohlrad (28) als drittes Element ausgebildet sind. Rein elektrisches Antriebssystem (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die den jeweiligen Eingangswellen (4, 5) zugeordneten Schaltelemente (S3, S3';

S4, S4') jeweils als formschlüssige Schaltelemente, insbesondere als Klauenschaltelemente, ausgeführt sind.

Description:
Rein elektrisches Antriebssystem

Die Erfindung betrifft ein rein elektrisches Antriebssystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.

Neben hybridisierten Antriebssystemen, welche sowohl mit einem Verbrennungsmotor als auch mit Elektromotoren den Antrieb eines Fahrzeugs realisieren, werden zunehmend auch rein elektrische Antriebssysteme immer wichtiger. Diese können ein Antriebssystem für eine rein elektrisch angetriebene Achse mit einer über ein Getriebe schaltbaren Übersetzung, insbesondere mit mehreren Gangstufen umfassen.

Als Stand der Technik orientiert sich die hier vorliegende Anmeldung an der DE 10 2008 002 380 A1. Diese zeigt einige der Merkmale des Oberbegriffs des hier geltenden Anspruchs, jedoch anders als bei der hier vorliegenden Erfindung an einem Hybridsystem und nicht an einem rein elektrischen Antriebssystem. Der Aufbau sieht dabei ein Gruppengetriebe mit einer Hauptgruppe und einer Range-Gruppe vor, welche in der gesamten Schrift einen Planetensatz aufweist. Dabei sind zwei elektrische Maschinen vorgesehen, welche jeweils eine eigene Eingangswelle der Hauptgruppe treiben, während ein Verbrennungsmotor die Ausgangswelle der Hauptgruppe über eine schaltbare Kupplung antreiben kann. Diese Ausgangswelle der Hauptgruppe ist mit der Sonne des Planetensatzes der Range-Gruppe verbunden, deren Planetenträger den Abtrieb des Hybridantriebssystems darstellt. Aus der AT 520 555 A4 ist ebenfalls ein Hybridantriebssystem mit 2 elektrischen Maschinen bekannt, wobei ein Getriebe in Vorgelegebauweise verwendet wird. Schließlich ist aus der DE 102017200 531 A1 eine über einen Verbrennungsmotor und ein Getriebe antreibbare Fahrzeugachse bekannt, wobei die Fahrzeugachse Radnaben mit schaltbaren Planetengetrieben aufweist. Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, ein rein elektrisches Antriebssystem mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, welches einen komfortablen und langlebigen Betrieb ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein rein elektrisches Antriebssystem mit den Merkmalen im Anspruch 1 , und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen.

Das rein elektrische Antriebssystem gemäß der Erfindung nutzt, ähnlich wie das Hybridantriebssystem im eingangs genannten Stand der Technik, zwei elektrische Motoren, die über ein Gruppengetriebe mit einem Hauptgetriebe und einer Range- Gruppe, angetriebene Räder eines Fahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, antreiben. Erfindungsgemäß ist es dabei so, dass koaxial zur ersten Eingangswelle der Hauptgruppe genau zwei Losräder vorgesehen sind, ebenso wie koaxial zur zweiten Eingangswelle der Hauptgruppe. Damit entstehen über die zwei elektrischen Maschinen in Summe vier diskret schaltbare Gänge und bei Bedarf entsprechende virtuelle Zwischengänge, ohne dass ein entsprechender Aufwand bezüglich weiterer Losräder betrieben werden muss. Die Range-Gruppe umfasst zwei Planetensätze, welche jeweils ausgangsseitig einem Differential angeordnet sind. Das Differential steht eingangsseitig mit der Ausgangswelle der Hauptgruppe, gemäß einer sehr vorteilhaften Ausgestaltung über eine Stirnradstufe, in Verbindung. Dabei sind ferner erfindungsgemäß eine Drehachse der ersten Eingangswelle, eine Drehachse der zweiten Eingangswelle, eine Drehachse der Ausgangswelle und eine Drehachse einer Eingangsseite des Differentials allesamt parallel und achsversetzt zueinander angeordnet, wobei die Ausgangswelle ein Festrad umfasst, welches mit einem koaxial zu der Eingangsseite des Differentials angeordneten und drehfest mit der Eingangsseite verbundenen Zahnrad des Differentials in Eingriff steht. Die Range-Gruppe wird also in den Bereich der Achsen und Räder verlagert und befindet sich nun in Form von zwei Planetensätzen für jedes der angetriebenen Räder unmittelbar in deren Bereich. Die Hauptgruppe des Gruppengetriebes lässt sich somit einfach und effizient realisieren und treibt lediglich, vorzugsweise über die oben schon angesprochene Stirnradstufe, das Differential während die Range-Gruppe in Form der dem jeweils angetriebenen Rad zugeordneten Planetensätze erst in Richtung des Leistungsflusses im Falle des Fahrzeugantriebs nach dem Differential ausgebildet ist.

Ein weiterer Vorteil wird durch die Positionierung der elektrischen Maschinen auf den beiden unterschiedlichen Eingangswellen erzielt, sodass virtuelle Zwischengänge möglich sind, welche insbesondere die Anfahrperformance verbessern. Dies trifft insbesondere bei schweren Fahrzeugen zu, weshalb der bevorzugte, nicht jedoch ausschließliche Einsatzzweck im Bereich der Nutzfahrzeuge vorgesehen ist.

Ein weiterer Vorteil, welcher sich durch den Einsatz der beiden elektrischen Maschinen ergibt, liegt darin, dass im Teillastbetrieb, welcher beispielsweise Nutzfahrzeugfernverkehr in der Größenordnung von 70% des gesamten Fahranteils ausmacht, eine der beiden elektrischen Maschinen stillgelegt werden kann, was sich insgesamt auf die Lebensdauer und Effizienz dieser Aggregate auswirkt.

Innerhalb der Range-Gruppe ist es so, dass gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen elektrischen Antriebssystems jeweils zwei Schaltelemente je Planetensatz vorgesehen sind. Über das erste Schaltelement können der erste und das dritte Element verblockt werden, über das zweite Schaltelement kann das dritte Element des jeweiligen Planetensatzes festgebremst werden. Dadurch lässt sich die Übersetzung der Range-Gruppe entsprechend verändern.

Unter dem rein elektrischen Antriebssystem ist zu verstehen, dass ausschließlich elektrische Maschinen als Antriebsmaschinen verwendet werden

Gemäß einer außerordentlich günstigen Weiterbildung der Erfindung können das erste Schaltelement als Verblockungsschaltelement und zweite Schaltelement als Bremsschaltelement zu einem Doppelschaltelement mit einem Aktuator zusammengefasst sein, sodass auch hier der Aufwand reduziert wird.

Wie oben bereits angedeutet sind die Losräder entsprechend schaltbar mit ihren jeweiligen Eingangswellen verbunden, wobei gemäß einer sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung im Bereich jeder der Eingangswellen jeweils ein drittes und eine viertes Schaltelement für das erste und zweite Losrad bzw. das dritte und vierte Losrad vorgesehen sind, wobei das jeweilige dritte Schaltelement dazu eingerichtet ist, das erste bzw. dritte Losrad mit seiner jeweiligen Eingangswelle zu verbinden, und wobei das jeweilige vierte Schaltelement dazu eingerichtet ist, das zweite bzw. vierte Losrad mit seiner jeweiligen Eingangswelle zu verbinden. In Summe sind hier also vier Schaltelemente im Bereich der beiden Eingangswellen vorgesehen, für jedes der Losräder eines. Diese sind so ausgestaltet, dass sie wahlweise das Losrad mit dessen Eingangswelle verbinden oder nicht, sodass dieses gegenüber der Eingangswelle frei umläuft. Dies reicht aus um in Summe vier Gänge realisieren zu können, wobei innerhalb derselben Stellung der Range-Gruppe diese Gänge lastschaltbar sind, und wobei der Antrieb wahlweise von der einen, der anderen oder beiden elektrischen Maschinen erfolgen kann.

Dabei kann das dritte und das vierte Schaltelement der jeweiligen Eingangswelle zu einem Doppelschaltelement mit Neutralstellung und mit einem Aktuator zusammengefasst sein. Dieser Einsatz eines Doppelschaltelements für das dritte und das vierte Schaltelement der jeweiligen Eingangswelle reduziert die gesamte benötigte Anzahl der Elemente letztlich auf zwei Doppelschaltelemente, eines je Eingangswelle. Über jeweils nur einen Aktuator kann jedes dieser Doppelschaltelemente angesteuert werden, sodass auch der Aufwand bezüglich der Aktuatorik reduziert wird, was insgesamt mit einer Verringerung der Komplexität der Konstruktion sowie mit einer Einsparung an Platz, Bauraum und Bauteilen einhergeht.

Eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung des elektrischen Antriebssystems gemäß der Erfindung kann es dabei vorsehen, dass das Differential als Differential mit einer schaltbaren Ausgleichssperre ausgebildet ist. Diese schaltbare Ausgleichssperre, welche ein fünftes Schaltelement ausbilden würde, kann dann unabhängig von der jeweiligen Gangstufe bei Bedarf eingelegt werden, um eine direkte Verbindung zwischen den beiden Achsen und denen über die jeweiligen Planeten getriebene Range-Gruppe durch diese angetriebenen Räder verbindet. Eventueller Schlupf, ein Durchdrehen des einen Rades im Vergleich zum anderen oder dergleichen können dann in an sich bekannter Art und Weise durch das Betätigen dieses fünften Schaltelements der schaltbaren Ausgleichssperre des Differentials verhindert werden. Wie oben bereits erwähnt, können die Rotoren der beiden elektrischen Maschinen mit der jeweiligen Eingangswelle der Hauptgruppe gekoppelt oder koppelbar sein. Gemäß einer außerordentlich günstigen Weiterbildung des erfindungsgemäßen elektrischen Antriebssystems ist dabei der Rotor der ersten elektrischen Maschine drehtest mit der ersten Eingangswelle verbunden und ein Rotor der zweiten elektrischen Maschine ist drehtest mit der zweiten Eingangswelle verbunden. Damit kann auf ein zusätzliches Schalt- bzw. Kupplungselement zwischen den Rotoren der jeweiligen elektrischen Maschinen und den Eingangswellen verzichtet werden, da die Eingangswellen ohnehin schaltbar mit den Losrädern in Verbindung stehen, und bei einer Neutralstellung der jeweiligen Schaltelemente der Losräder letztlich auch von der Ausgangswelle der Hauptgruppe des Gruppengetriebes entkoppelt bleiben, wodurch die zusätzlichen Kupplungselemente entbehrlich sind, sodass Kosten, Bauraum und Gewicht eingespart werden kann.

Unter einer drehfesten Verbindung zweier drehbar gelagerter Elemente ist zu verstehen, dass die beiden Elemente koaxial zueinander angeordnet sind und derart miteinander verbunden ist, dass sie mit gleicher Winkelgeschwindigkeit drehen. Unter einer drehfesten Verbindung eines drehbar gelagerten Elementes mit einem Gehäuse ist zu verstehen, dass das Element derart mit dem Gehäuse verbunden ist, dass es nicht gegenüber dem Gehäuse verdreht werden kann.

Innerhalb der Range-Gruppe kann es gemäß einer außerordentlich günstigen Weiterbildung des erfindungsgemäßen elektrischen Antriebssystems vorgesehen sein, dass ein Sonnenrad des jeweiligen Planetensatzes als das erste Element, ein Planetenträger als das zweite Element und ein Hohlrad als das dritte Element des Planetensatzes ausgebildet sind. Die Verbindung der Range-Gruppe zum Differential erfolgt in diesem Fall also über eine Anbindung der jeweiligen Sonne an die Achsen, der Abtrieb über den jeweils mit den Rädern verbundenen Planetenträger, während das Hohlrad gemäß der oben beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltung über das Schaltelement festgebremst und/oder direkt drehfest mit der Sonne verblockt werden kann.

Das dritte und das vierte Schaltelement auf der jeweiligen Eingangswelle können dabei, wie es oben bereits erwähnt worden ist, als formschlüssige Schaltelemente, insbesondere als Klauenschaltelemente, ausgebildet sein. Diese haben den großen Vorteil, dass sie weitgehend verschleißfrei arbeiten. Sie lassen sich aufgrund der speziellen Konstellation des erfindungsgemäßen Gruppengetriebes auch unter Last schalten, wobei der dabei gegebenenfalls auftretende Leistungsverlust durch ein Boosten mit der jeweils anderen elektrischen Maschine ganz oder zumindest teilweise ausgeglichen werden kann, diese Maschine kann also die Synchronisierung übernehmen, um ein hoch komfortables Schalten trotz der formschlüssigen Schaltelemente zu ermöglichen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen elektrischen Antriebssystems ergeben sich auch aus dem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben ist.

Dabei zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Radsatzplan eines möglichen Aufbaus eines elektrischen Antriebssystems gemäß der Erfindung; und

Fig. 2 eine Schalttabelle, welche die Stellung der Schaltelemente in vier Gängen beschreibt.

In der Darstellung der Fig. 1 ist ein insgesamt mit 1 bezeichnetes elektrisches Antriebssystem zu erkennen. Der in der Fig. 1 mit der strichpunktierten Linie umrandete Bereich ist dabei doppelt vorhanden, wie es durch den Hinweis „2x“ angedeutet ist. Dieser verfügt über eine erste elektrische Maschine 2 sowie eine zweite elektrische Maschine 3. Diese sind drehfest und direkt mit einer ersten Eingangswelle 4 und einer zweiten Eingangswelle 5 in einer mit 6 bezeichneten Hauptgruppe eines Gruppengetriebes 7 verbunden. Eine Ausgangswelle 8 der Hauptgruppe 6 des Gruppengetriebes 7 umfasst mittig dargestellt eine Stirnradstufe 10, mit einem Festrad 14, welches seinerseits mit einem zur Stirnradstufe 10 gehörenden Zahnrad 15 eines Differentials 16 in Eingriff steht, welches zwei beispielhaft angedeutete angetriebene Räder 17 einer elektrisch angetriebenen Achse eines Fahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, antreibt. Das Differential 16 ist beispielhaft als Differential mit einer schaltbaren Ausgleichssperre dargestellt. Das Zahnrad 15 des Differentials 16 ist als ein Differentialeingangszahnrad ausgeführt. An dem Zahnrad 15 werden Drehmomente, ausgehend von der ersten elektrischen Maschine 2 und/oder der zweiten elektrischen Maschine 3 in das Differential 16 eingeleitet. Das Differential 16 ist in dem Ausführungsbeispiel als ein Kegelraddifferential ausgebildet. Das Zahnrad 15 ist in diesem Fall drehfest mit einem nicht näher bezeichneten Differentialkäfig des Differentials 16 verbunden.

Auf der ersten Eingangswelle 4 der Hauptgruppe 6 ist ein erstes Losrad 18 sowie ein zweites Losrad 19 angeordnet. Auf der identischen zweiten Eingangswelle 5 ist ein drittes Losrad 20 und ein viertes Losrad 21 angeordnet. Außerdem sind Schaltelemente S3 und S4 bzw. S3' und S4' auf der jeweiligen Eingangswelle 4, 5 so angeordnet, dass sie die koaxial zur jeweiligen Eingangswelle 4, 5 angeordneten Losräder 18, 19 bzw. 20, 21 jeweils mit der jeweiligen Eingangswelle 4, 5 drehfest verbinden können. Vorzugsweise sind die Schaltelemente S3/S4 und S37S4' jeweils als Doppelschaltelemente mit einer Neutralstellung ausgebildet, wie es hier dargestellt ist. Sie werden über einen einzigen Aktuator je Doppelschaltelement angesteuert.

Das erste Losrad 18 und das dritte Losrad 20 der jeweiligen Eingangswelle 4, 5 kämmen mit einem ersten Festrad 22 auf der Ausgangswelle 8. Das zweite Losrad 19 und das vierte Losrad 21 kämmen mit einem zweiten Festrad 23 auf der Ausgangswelle 8. Die Eingangswellen 4, 5 und die Ausgangswelle 8 sind ausschließlich über diese beiden Festräder 22, 23 miteinander verbunden. Zwischen den beiden Festrädern 22, 23 ist das oben schon angesprochene dritte Festrad 14 platziert, welches mit dem Zahnrad 15 des Differentials 16 kämmt und damit dieses auf seiner Eingangsseite 11 antreibt. Bei angetriebener Ausgangswelle 8 der Hauptgruppe 6 des Gruppengetriebes 7 werden so auf einer Ausgangsseite 12 des Differentials 16 zwei Achsen 13 mit den angetriebenen Rädern 17 angetrieben. Die Ausgangsseite 12 des Differentials weist auf bekannte Weise die beiden Seitenwellen 13a, 13b, nämlich eine erste Seitenwelle 13a und eine zweite Seitenwelle 13b, auf.

Die Eingangsseite 11 des Differentials 16 ist im Falle eines Kegelraddifferentials durch dessen Differentialkäfig ausgebildet.

Eine Range-Gruppe 9 besteht hier nun aus zwei Planetensätzen 24, 25, nämlich einem ersten Planetensatz 24 und einem zweiten Planetensatz 25, welche zwischen den Seitenwellen 13a, 1b und den angetriebenen Rädern 17 angeordnet sind. Die Planetensätze 24,25 können z.B. in direkt an den Rädern 17 angeordnet sein. Der erste Planetensatz 24 ist im Drehmomentenfluss nach der ersten Seitenwelle 13a angeordnet. Der zweite Planetensatz 25 ist im Drehmomentenfluss nach der zweiten Seitenwelle 13a angeordnet.

Ein erstes von drei Elementen des ersten Planetensatzes 24 ist vorzugsweise drehfest mit der ersten Seitenwelle 13a verbunden. Ein erstes von drei Elementen des zweiten Planetensatzes 25 ist vorzugsweise drehfest mit der zweiten Seitenwelle 13b verbunden.

Der Abtrieb erfolgt jeweils über einen Planetenträger 29 direkt auf die Räder 17. Planetenräder 27 auf dem Planetenträger 29 des jeweiligen Planetensatzes 24, 25 kämmen entsprechend mit einer Sonne 26 und einem Hohlrad 28 des jeweiligen Planetensatzes 24, 25. Der Antrieb erfolgt vorzugsweise über die jeweilige Sonne 26 als erstes Element, der Abtrieb über ihren Planetenträger 29 als zweites Element. Bei Bedarf kann das Hohlrad 28 als drittes Element jeweils über ein Schaltelement S1 als Bremsschaltelement festgebremst werden. Das Hohlrad 28 ist in dem festgebremsten Zustand drehfest beispielsweise mit einem Gehäuse einer Radaufhängung 30 oder Ähnlichem verbunden und dreht sich entsprechend nicht. Dies ergibt eine erste Übersetzung des der Range-Gruppe 9. Über das jeweilige Schaltelement S2 als Verblockungsschaltelement kann die Sonne 26 als erstes Element des jeweiligen Planetensatzes 24, 25 mit dem Hohlrad 28 verbunden bzw. verblockt werden. Dadurch ergibt sich eine andere Übersetzung zwischen der als Eingangswelle in die jeweiligen Planetensätze 24, 25 der Range-Gruppe 9 wirkenden Achsen 13 und dem mit den Rädern als Abtrieb verbundenen Planetenradträger 29.

In der Darstellung der Fig. 2 sind die vier einzeln schaltbaren Gänge nun anhand einer Schaltmatrix prinzipmäßig angedeutet. In der ersten Spalte findet sich die Nummer der jeweilgen Gangstufe, in der zweiten Spalte die Stellung des aus dem ersten und dem zweiten Schaltelement S1, S2 gebildeten Doppelschaltelement S1/S2 des links dargestellten Planetensatzes 24. Dabei sind in der zweiten Spalte jeweils drei Schaltpositionen für dieses Doppelschaltelement S1/S2 dargestellt, nämlich eine Schaltposition links, welche bei dem Planetensatz 24 die Bremsschaltposition darstellt, eine mittlere Neutralstellung, wie es in der Darstellung der Figur 1 zu erkennen ist und eine rechte Position, welche die Verblockungsschaltstellung darstellt. In der darauffolgenden dritten Spalte ist derselbe Aufbau gewählt. Die Schaltstellungen zeigen nun die entsprechenden Schaltstellungen des aus dem ersten und dem zweiten Schaltelement S1 , S2 gebildeten Doppelschaltelement S1/S2 des anderen Planetensatzes 25. Da hier der Aufbau im Wesentlichen spiegelverkehrt zum Differential 16 ausgeführt ist, steht hier die linke Spalte für die Verblockungsschaltstellung und die rechte Spalte für die Bremsschaltstellung, während gemäß der mittleren Spalte der Aufbau in der hier dargestellten Neutralstellung befindlich ist, was ein in der Praxis nicht genutzter Zustand ist.

Die beiden weiteren Spalten, welche jeweils mit S3/S3' und S4/S4' bezeichnet sind, beziehen sich nun auf das dritte und das vierte Schaltelement, welches auf der jeweiligen Eingangswelle 4, 5 angeordnet ist. Auch hier sind wieder drei Stellungen zu erkennen, mittig die Neutralstellung, rechts die Stellung bei welcher das erste bzw. dritte Losrad 18, 20 der jeweiligen Eingangswelle 4, 5 drehfest mit dieser verbunden ist und rechts dementsprechend die Stellung, in welcher das zweite beziehungsweise vierte Losrad 19, 21 mit seiner jeweiligen Eingangswelle 4, 5 verbunden ist.

Im ersten Gang treiben nun also im Beispiel der hier dargestellten Schaltmatrix beide elektrischen Maschinen 2, 3 über das dritte und vierte Losrad 19, 21 , welche ihrerseits über die Festräder 22, 23 die Ausgangswelle 8 des Gruppengetriebes 6 antreiben. Über die Stirnradstufe 10 mit den Festrädern 14 und 15 wird dann das Differential 16 angetrieben. Über die Achsen 13 zwischen der Ausgangsseite 12 des Differentials 16 und den Planetensätzen 24, 25 der Range-Gruppe 9 werden dann die angetriebenen Räder 17 angetrieben. In beiden Fällen sind die Doppelschaltelemente S1/S2 der jeweiligen Planetensätze dabei in der festgebremsten Stellung des Hohlrads 28. Beim Wechsel in die zweite Gangstufe wird lediglich vom zweiten beziehungsweise vierten Losrad 19, 21 auf das erste beziehungsweise dritte Losrad 18, 20 an der jeweiligen Eingangswelle 4, 5 umgekoppelt. Beim Wechsel von der zweiten in die dritte Gangstufe wird dann von der Bremsverschaltung der beiden Planetensätze 24, 25 auf deren Verblockungsschaltung gewechselt und im Gruppengetriebe 6 wird wieder zu dem zweiten und vierten Losrad 19, 20 zurück gewechselt, bevor im vierten Gang erneut zum ersten und dritten Losrad 18, 20 gewechselt wird. Für die beiden Gangwechsel von den ersten in den zweiten oder von der dritten in die vierte Gangstufe bleibt dabei die Schaltstellung innerhalb der Planetensätze 24, 25 der Range-Gruppe 9 gleich. Deshalb kann nun durch ein Lösen des Schaltelements S3 bzw. S3' und ein Einlegen des Schaltelements S4 bzw. S4', und zwar auch unter Last, vom ersten in den zweiten Gang gewechselt werden, wobei durch die elektrischen Maschinen

2, 3 dieser Schaltvorgang bei Bedarf synchronisiert werden kann. Sehr komfortabel ist es also möglich, zwischen den Gängen 1 , 2 oder 3, 4 zu schalten und innerhalb der jeweiligen Stellung der Range-Gruppe 9 die beiden darauf bezogenen Gänge 1 , 2 oder

3, 4 lastschaltbar zu machen. Hierfür ist, und dies ist ein entscheidender Vorteil gegenüber dem Stand der Technik, kein Reibschaltelement notwendig, sondern die Schaltelemente S3 und S4 bzw. S3' und S4' können als formschlüssige Schaltelemente, insbesondere als Klauenschaltelemente, ausgebildet sein.

Durch eine Positionierung der beiden elektrischen Maschinen 2, 3 auf unterschiedliche Eingangswellen 4, 5 und damit letztlich auf unterschiedliche Gänge lassen sich außerdem virtuelle Zwischengänge ermöglichen, indem beide elektrischen Maschinen 2, 3 unterschiedlich auf die Ausgangswelle 8 treiben. Die so erreichbaren Zwischengänge können insbesondere die Anfahrperformance bei schweren Fahrzeugen, wie insbesondere Nutzfahrzeugen, verbessern. Im regulären Betrieb, welcher sehr häufig ein Teillastbetrieb ist, reicht dann der Betrieb einer der beiden elektrischen Maschinen 2, 3 aus, sodass die jeweils andere elektrische Maschine 2, 3 und die mit ihr verbundenen Teile der Hauptgruppe 6 des Gruppengetriebes 7 nicht genutzt werden müssen, sodass hier Verschleiß reduziert, der Wirkungsgrad gesteigert und die Lebensdauer des Aufbaus verlängert werden können.




 
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