WO2020192829A1 - Elektrische achse, antriebsstrangeinheit und verfahren zum betätigen einer parksperrvorrichtung - Google Patents

Elektrische achse, antriebsstrangeinheit und verfahren zum betätigen einer parksperrvorrichtung Download PDF

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    • F16H63/3416—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission
    • F16H63/3458—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission with electric actuating means, e.g. shift by wire

Definitions

  • the invention relates to a drive train unit according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to an electric axle with such an axle
  • Drive train unit and a method for actuating a parking lock device in a vehicle having such a drive train unit.
  • a parking lock device is known for example from DE 100 82 237 B4. It describes a vehicle with a drive train in which a
  • Combustion engine acts via a starting clutch on a gearbox, which is followed by an electric motor which can act as a starter generator and can also provide a drive torque to the drive train as an additional electric traction motor.
  • an electric motor which can act as a starter generator and can also provide a drive torque to the drive train as an additional electric traction motor.
  • In the drive train behind the electric motor, there is a form-locking clutch to separate the drive train and a parking lock.
  • the positive clutch is closed and the parking lock is open.
  • the parking lock is actuated so that the output-side connected downstream of the gearbox
  • the drive train is blocked, preventing the vehicle from rolling.
  • the interlocking clutch is opened.
  • the positive clutch is closed again and at the same time the parking lock is opened, so that the internal combustion engine can exert a drive torque on the drive wheels.
  • DE 10 2014 223 037 A1 describes a parking lock in which an additionally inserted spring element reduces an actuating force of the parking lock.
  • the object of the present invention is to improve a parking lock device.
  • the parking lock device should be able to be operated more reliably, be constructed more cheaply and simply.
  • the torque load on the parking lock device should be reduced. In particular, this should apply to the
  • Parking lock device acting moment of inertia can be reduced. Furthermore, a drive train unit and an electric axle with such an improved parking lock device are to be proposed.
  • Transmission and the parking lock device are decoupled.
  • the torque load that occurs when the parking lock device is actuated by the electric motor on the transmission and on the parking lock device can be reduced.
  • the transmission and the components connected to it, such as the parking lock device, can be constructed more simply and cost-effectively.
  • the vehicle can be a motor vehicle.
  • the vehicle can be a flybridge vehicle or an electric vehicle.
  • the drive train unit can be assigned to an electric axle, also referred to as an e-axle.
  • the drive can be formed by the electric motor.
  • the drive train can be a hybrid drive train.
  • the drive can be formed by the electric motor and an internal combustion engine.
  • the electric motor and the internal combustion engine can be arranged in parallel or in series.
  • the hybrid powertrain can be serial or parallel
  • the gearbox can be built into the e-axle.
  • the transmission can be a dedicated hybrid transmission.
  • the transmission can be a
  • the parking lock device can restrict or prevent movement of the vehicle out of a parking position in the locking division. For example, a movement of the vehicle standing on the slope can be prevented in the barrier division.
  • the rotating component can be a locking ring or a parking lock gear.
  • the rotating component can have a, in particular arranged on the outer circumference,
  • the locking element can be positively connected to the locking teeth of the rotating component in locking pitch with an engagement means be.
  • the locking element can be designed as a locking pawl.
  • the engagement means can be a ratchet tooth of the pawl.
  • the locking element can by a
  • the electric motor is effectively arranged in front of or in the transmission. Efficient operation of the electric motor can thereby be effected.
  • the coupling device is effectively arranged in front of or in the transmission.
  • the coupling output is connected to the transmission input or the transmission shaft, in particular non-rotatably.
  • the coupling output can be directly connected to the transmission input or the transmission shaft or can be made in one piece.
  • the rotating component is with the
  • the coupling device comprises a coupling designed to effect a controllable transmission of torque between the coupling input and the coupling output.
  • the clutch can be a positive and / or frictional clutch.
  • the clutch can be actuated electrically, electromagnetically, hydraulically, pneumatically and / or mechanically.
  • the coupling device can be actuated by a first actuator and the parking lock device can be actuated by a second actuator.
  • the first and second actuators can operate separately from one another.
  • the first and second actuators can be formed by a common actuator.
  • the coupling device decouples the engine output from the transmission, in particular exclusively, in an emergency operating state or immediately before actuating the parking lock device from a release position to a locking pitch.
  • the coupling output can be used for an emergency mode and an actuation of the parking lock device Effect of a locking division must always be connected to the coupling input with effective torque.
  • the coupling device can be an emergency operating device.
  • the emergency operating state can be triggered by a malfunction of the electric motor.
  • an electric axle in a vehicle with a drive train unit according to the features of claim 9 is proposed to solve at least one of the above-mentioned objects.
  • a method for actuating a parking lock device in a vehicle, having a drive train unit with the features according to claim 10, is proposed to solve at least one of the objects specified above.
  • the coupling device can also decouple the engine output from the parking lock device.
  • the torque load acting on the parking lock device can be reduced.
  • the parking lock device can be constructed more simply and cost-effectively.
  • the rotating component can be smaller.
  • the parking lock function can be performed more reliably.
  • Figure 1 A drive train unit in a special embodiment of the
  • FIG. 2 A drive train unit in a further special
  • Figure 3 A drive train unit in a further special
  • FIG. 4 A drive train unit in a further special
  • Figure 5 A section of a drive train unit in another
  • FIG. 1 shows a drive train unit 10 in a special embodiment of the invention.
  • the drive train unit 10 is one in a drive train 12
  • Motor vehicle 14 in particular a hybrid vehicle or an electric vehicle, effectively installed and has a transmission 20 set up to transmit a torque between a drive 16 and an output 18.
  • the transmission 20 comprises a transmission housing 21, one connected to the drive 16
  • Transmission input 22 a transmission output 24 connected to the output 18 and at least one effective between the transmission input 22 and the
  • an actuatable parking lock device 28 is arranged to restrict the mobility of the vehicle 14.
  • the parking lock device 28 has a locking element which can be moved between a release position and a locking pitch to restrict the rotational mobility of a rotating component 30 that is rotatable about an axis of rotation and which supports and blocks the rotating component 30 in a locking pitch fixed to the housing.
  • a parking lock function of the vehicle 14 can thereby be brought about.
  • a movement of the vehicle 14 out of a parking position can thereby be restricted or prevented. For example, undesired movement of the vehicle 14 standing on the slope can be prevented.
  • the rotary component 30 is connected to the transmission input 22, in particular non-rotatably.
  • the drive train unit 10 furthermore comprises an electric motor 32 which acts as a drive 16 and which has a motor output 34.
  • the motor output 34 can be a rotor of the electric motor 32 or a component connected to it in a rotationally fixed manner.
  • the electric motor 32 is effectively arranged in front of the transmission 20.
  • the Drive train unit 10 can be assigned to a vehicle axle 36, which is designed in particular as an electric axle 38.
  • the vehicle axle 36 has two vehicle wheels 40.
  • the output 18 is connected to the vehicle axle 36 or is formed by the vehicle axle 36 or a differential 42.
  • an actuatable coupling device 44 having a
  • Coupling input 46 and a coupling output 48 which can be detachably connected to this are arranged.
  • the coupling output 48 is connected to the transmission input 22, in particular non-rotatably.
  • the coupling device 48 comprises one for effecting a controllable torque transmission between the
  • Coupling input 46 and coupling output 48 arranged coupling 50.
  • the clutch 50 can be a positive and / or frictional clutch.
  • the clutch 50 can be actuated electrically, electromagnetically, hydraulically, pneumatically and / or mechanically.
  • the coupling device 44 can be actuated by a first actuator and the parking lock device 28 by a second actuator.
  • the coupling device 46 is effectively arranged in front of the transmission 20 and between the electric motor 32 and the transmission 20, and effectively between the electric motor 32 and the parking lock device 28. This can be done through the
  • Parking lock device 28 torques occurring by the electric motor 32 on the transmission 20 and on the parking lock device 28 can be reduced.
  • the transmission 20 and the components connected therewith, such as the parking lock device 28, can be constructed in a simpler and more cost-effective manner.
  • the parking lock function by the parking lock device 28 is brought about by the locking element being moved into the locking division and, in particular, initially immediately before the locking element is moved into the locking division
  • Coupling device 44 is actuated and thereby the coupling output 48 is separated from the coupling input 46 and the motor output 34 is thereby decoupled from the transmission 20 and from the parking lock device 28.
  • Coupling device 44 can uncouple the engine output 34 from the Transmission 20 in an emergency operating state, in which, for example, the electric motor 32 has a malfunction.
  • the coupling output 48 can always be connected to the coupling input 46 in a torque-effective manner, except for the emergency operating state and the actuation of the parking lock device 28 to effect a locking division.
  • a drive train unit 10 is in a further special
  • a rotating member 30 is the
  • Parking lock device 28 with the transmission shaft 26 in particular connected in a rotationally fixed manner.
  • FIG. 3 shows a drive train unit 10 in a further special one
  • Parking lock device 28 which is connected to the transmission output 24 here.
  • a rotary component 30 of the parking lock device 28 is connected to the transmission output 24, in particular in a rotationally fixed manner.
  • a drive train unit 10 is in a further special
  • Embodiment of the invention shown.
  • the parking lock device 28 and the coupling device 44 are arranged in the transmission 20.
  • the parking lock device 28 is connected to the transmission shaft 26.
  • FIG. 5 shows a section of a drive train unit 10 in a further special embodiment of the invention.
  • the coupling device 44 is effectively arranged between the electric motor 32 and the transmission 20.
  • Coupling output 48 is connected to gear shaft 26.
  • Parking lock device 28 is arranged in transmission 20 and rotary component 30, for example a locking ring or a parking lock gear, is connected to transmission shaft 26, in particular in a rotationally fixed manner.
  • the locking division can Transmission shaft 26 and the rotating component 30 may be loaded with a moment of inertia 52. However, if the coupling device 44 is activated before the
  • Coupling input 46 and coupling output 48 is no longer transmitted torque, actuated, the transmission 20 and the parking lock device 28 can be decoupled from the engine output 34 and its high moment of inertia and the moment of inertia 52 is not transmitted to the transmission 20 and the parking lock device 28.
  • the torque load on the transmission 20 and the parking lock device 28 can be limited to the moment of inertia 54, which is caused by the inertia of the components effective in the drive train, for example the differential, the vehicle axle and the transmission output.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsstrangeinheit (10) mit einem zur Übertragung eines Drehmoments zwischen einem Antrieb (16) und einem Abtrieb (18) eingerichteten Getriebe (20), mit einer Parksperrvorrichtung (28), aufweisend ein Sperrelement, das zur Einschränkung einer Drehbeweglichkeit eines um eine Drehachse drehbaren Drehbauteils (30) zwischen einer Freigabestellung und einer Sperrsteilung bewegbar ist, weiterhin mit einem Elektromotor (32), der einen Motorabtrieb (34) aufweist und weiterhin mit einer zur Abkopplung des Motorabtriebs (34) von dem Getriebe (20) eingerichteten und betätigbaren Kopplungsvorrichtung (44), wobei die Kopplungsvorrichtung (44) wirksam zwischen dem Elektromotor (32) und dem Getriebe (20) sowie zwischen dem Elektromotor (32) und der Parksperrvorrichtung (28) angeordnet ist und einem Verfahren zum Betätigen der Parksperrvorrichtung (28) sowie eine elektrische Achse (38) in einem Fahrzeug (14) mit einer derartigen Antriebsstrangeinheit (10).

Description

Elektrische Achse. Antriebsstranqeinheit und Verfahren zum Betätigen einer
Parksperrvorrichtunq
Beschreibungseinleitung
Die Erfindung betrifft eine Antriebsstrangeinheit nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine elektrische Achse mit einer derartigen
Antriebsstrangeinheit und ein Verfahren zum Betätigen einer Parksperrvorrichtung in einem Fahrzeug mit einer derartigen Antriebsstrangeinheit.
Eine Parksperrvorrichtung ist beispielsweise aus DE 100 82 237 B4 bekannt. Darin wird ein Fahrzeug mit einem Antriebsstrang beschreiben, bei dem ein
Verbrennungsmotor über eine Anfahrkupplung auf ein Schaltgetriebe wirkt, dem ein Elektromotor nachgeschaltet ist, der als Starter-Generator wirken kann und auch als zusätzlicher elektrischer Fahrmotor ein Antriebsmoment an dem Antriebsstrang bereitstellen kann. In dem Antriebsstrang befindet sich hinter dem Elektromotor eine formschlüssige Schaltkupplung zur Auftrennung des Antriebsstrangs und eine Parksperre.
Im normalen Fährbetrieb ist die formschlüssige Schaltkupplung geschlossen und die Parksperre geöffnet. Wenn das Fahrzeug abgestellt werden soll und die Parksperre ein unbeabsichtigtes Rollen des Fahrzeugs verhindern soll, wird die Parksperre betätigt, so dass der dem Schaltgetriebe nachgeschaltete abtriebsseitige
Antriebsstrang blockiert und dadurch ein Rollen des Fahrzeugs verhindert. Wenn der Verbrennungsmotor gestartet werden soll, wird die formschlüssige Schaltkupplung geöffnet. Nach dem Starten des Verbrennungsmotors wird die formschlüssige Schaltkupplung wieder geschlossen und gleichzeitig die Parksperre geöffnet, so dass der Verbrennungsmotor ein Antriebsmoment auf die Antriebsräder ausüben kann.
Auch ist bekannt, die von der Parksperre aufzuwendende Betätigungskraft zu verringern. Beispielsweise wird in DE 10 2014 223 037 A1 eine Parksperre beschrieben, bei der ein zusätzlich eingesetztes Federelement eine Betätigungskraft der Parksperre verringert. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Parksperrvorrichtung zu verbessern. Die Parksperrvorrichtung soll zuverlässiger betrieben werden können, kostengünstiger und einfacher aufgebaut sein. Die Momentenbelastung auf die Parksperrvorrichtung soll verringert werden. Insbesondere soll das auf die
Parksperrvorrichtung wirkende Trägheitsmoment verringert werden. Weiterhin soll eine Antriebsstrangeinheit und eine elektrische Achse mit einer derart verbesserten Parksperrvorrichtung vorgeschlagen werden.
Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch eine Antriebsstrangeinheit mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Dadurch kann das durch den Motorabtrieb gebildete Trägheitsmoment bei Betätigung der Parksperrvorrichtung von dem
Getriebe und der Parksperrvorrichtung entkoppelt werden. Die bei Betätigung der Parksperrvorrichtung auftretende Momentenbelastung durch den Elektromotor auf das Getriebe und auf die Parksperrvorrichtung kann verringert werden. Das Getriebe und die damit verbundenen Bauteile, wie die Parksperrvorrichtung, können einfacher und kostengünstiger aufgebaut sein.
Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug sein. Das Fahrzeug kann ein Flybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug sein. Die Antriebsstrangeinheit kann einer elektrischen Achse, auch als E-Achse bezeichnet, zugeordnet sein. Der Antrieb kann durch den Elektromotor gebildet sein. Der Antriebsstrang kann ein Hybridantriebsstrang sein. Der Antrieb kann durch den Elektromotor und einen Verbrennungsmotor gebildet sein. Der Elektromotor und der Verbrennungsmotor können parallel oder seriell angeordnet sein. Der Hybridantriebsstrang kann eine serielle oder parallele
Hybridanordnung aufweisen. Das Getriebe kann in der E-Achse eingebaut sein. Das Getriebe kann ein dediziertes Hybridgetriebe sein. Das Getriebe kann ein
Handschaltgetriebe, ein Doppelkupplungsgetriebe oder ein Automatikgetriebe sein.
Die Parksperreinrichtung kann in der Sperrsteilung eine Bewegung des Fahrzeugs aus einer Parkposition heraus beschränken oder verhindern. Beispielsweise kann in der Sperrsteilung eine Bewegung des am Hang stehenden Fahrzeugs verhindert werden. Das Drehbauteil kann ein Rastring oder ein Parksperrenrad sein. Das Drehbauteil kann eine, insbesondere am Aussenumfang angeordnete,
Sperrverzahnung aufweisen. Das Sperrelement kann in Sperrsteilung mit einem Eingriffsmittel formschlüssig mit der Sperrverzahnung des Drehbauteils verbunden sein. Das Sperrelement kann als Sperrklinke ausgeführt sein. Das Eingriffsmittel kann ein Klinkenzahn der Sperrklinke sein. Das Sperrelement kann durch ein
Federelement vorgespannt sein.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Elektromotor wirksam vor oder in dem Getriebe angeordnet. Dadurch kann ein effizienter Betrieb des Elektromotors bewirkt werden.
In einer speziellen Ausführung der Erfindung ist die Kopplungsvorrichtung wirksam vor oder in dem Getriebe angeordnet.
In einer weiteren speziellen Ausführung der Erfindung ist der Kopplungsausgang mit dem Getriebeeingang oder der Getriebewelle, insbesondere drehfest, verbunden.
Der Kopplungsausgang kann mit dem Getriebeeingang oder der Getriebewelle unmittelbar verbunden oder einteilig ausgeführt sein.
In einer speziellen Ausführung der Erfindung ist das Drehbauteil mit dem
Getriebeeingang, der Getriebewelle oder dem Getriebeausgang, insbesondere unmittelbar und/oder drehfest, verbunden.
In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung umfasst die Kopplungsvorrichtung eine zur Bewirkung einer steuerbaren Drehmomentübertragung zwischen dem Kopplungseingang und dem Kopplungsausgang eingerichtete Kupplung. Die
Kupplung kann eine formschlüssige und/oder reibschlüssige Kupplung sein. Die Kupplung kann elektrisch, elektromagnetisch, hydraulisch, pneumatisch und/oder mechanisch betätigbar sein.
In einer speziellen Ausführung der Erfindung ist die Kopplungsvorrichtung durch einen ersten Aktor und die Parksperrvorrichtung durch einen zweiten Aktor betätigbar. Der erste und zweite Aktor können getrennt voneinander wirksam sein. Der erste und zweite Aktor können durch einen gemeinsamen Aktor gebildet sein.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung bewirkt die Kopplungsvorrichtung die Abkopplung des Motorabtriebs von dem Getriebe, insbesondere ausschließlich, in einem Notbetriebszustand oder unmittelbar vor Betätigung der Parksperrvorrichtung von einer Freigabestellung in eine Sperrsteilung. Der Kopplungsausgang kann bis auf einen Notbetriebszustand und einer Betätigung der Parksperrvorrichtung zur Bewirkung einer Sperrsteilung stets mit dem Kopplungseingang drehmomentwirksam verbunden sein. Die Kopplungsvorrichtung kann eine Notbetriebsvorrichtung sein. Der Notbetriebszustand kann durch einen Fehlbetrieb des Elektromotors ausgelöst werden. Weiterhin wird zur Lösung wenigstens einer der zuvor angegebenen Aufgaben eine elektrische Achse in einem Fahrzeug mit einer Antriebsstrangeinheit nach den Merkmalen von Anspruch 9 vorgeschlagen.
Weiterhin wird zur Lösung wenigstens einer der zuvor angegebenen Aufgaben ein Verfahren zum Betätigen einer Parksperrvorrichtung in einem Fahrzeug, aufweisend eine Antriebsstrangeinheit mit den Merkmalen nach Anspruch 10 vorgeschlagen. Die Kopplungsvorrichtung kann auch den Motorabtrieb von der Parksperrvorrichtung abkoppeln.
Dadurch kann das bei Betätigung der Parksperrvorrichtung vorhandene
Trägheitsmoment des Motorabtriebs von der Parksperrvorrichtung und den damit verbundenen Bauteilen entkoppelt werden. Die auf das Getriebe und die
Parksperrvorrichtung wirkende Momentenbelastung kann verringert werden. Die Parksperrvorrichtung kann einfacher und kostengünstiger aufgebaut werden. Das Drehbauteil kann kleiner ausfallen. Die Parksperrfunktion kann zuverlässiger ausgeführt werden. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen.
Figurenbeschreibung
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:
Figur 1 : Eine Antriebsstrangeinheit in einer speziellen Ausführungsform der
Erfindung.
Figur 2: Eine Antriebsstrangeinheit in einer weiteren speziellen
Ausführungsform der Erfindung. Figur 3: Eine Antriebsstrangeinheit in einer weiteren speziellen
Ausführungsform der Erfindung.
Figur 4: Eine Antriebsstrangeinheit in einer weiteren speziellen
Ausführungsform der Erfindung.
Figur 5: Einen Ausschnitt einer Antriebsstrangeinheit in einer weiteren
speziellen Ausführungsform der Erfindung.
Figur 1 zeigt eine Antriebsstrangeinheit 10 in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die Antriebsstrangeinheit 10 ist in einem Antriebsstrang 12 eines
Kraftfahrzeugs 14, insbesondere eines Hybridfahrzeugs oder eines Elektrofahrzeugs, wirksam eingebaut und weist ein zur Übertragung eines Drehmoments zwischen einem Antrieb 16 und einem Abtrieb 18 eingerichtetes Getriebe 20 auf. Das Getriebe 20 umfasst ein Getriebegehäuse 21 , einen mit dem Antrieb 16 verbundenen
Getriebeeingang 22, einem mit dem Abtrieb 18 verbundenen Getriebeausgang 24 und wenigstens eine wirksam zwischen dem Getriebeeingang 22 und dem
Getriebeausgang 24 angeordnete Getriebewelle 26, beispielsweise eine
Zwischenwelle des Getriebes 20.
Weiterhin ist eine betätigbare Parksperrvorrichtung 28 zur Einschränkung einer Bewegbarkeit des Fahrzeugs 14 angeordnet. Die Parksperrvorrichtung 28 weist ein Sperrelement auf, das zur Einschränkung einer Drehbeweglichkeit eines um eine Drehachse drehbaren Drehbauteils 30 zwischen einer Freigabestellung und einer Sperrsteilung bewegbar ist und in Sperrsteilung das Drehbauteil 30 gehäusefest abstützt und blockiert. Dadurch kann eine Parksperrfunktion des Fahrzeugs 14 bewirkt werden. Eine Bewegung des Fahrzeugs 14 aus einer Parkposition heraus kann dadurch beschränkt oder verhindert werden. Beispielsweise kann eine unerwünschte Bewegung des am Hang stehenden Fahrzeugs 14 verhindert werden. Das Drehbauteil 30 ist mit dem Getriebeeingang 22, insbesondere drehfest, verbunden.
Die Antriebsstrangeinheit 10 umfasst weiterhin einen als Antrieb 16 wirkenden Elektromotor 32, der einen Motorabtrieb 34 aufweist. Der Motorabtrieb 34 kann ein Rotor des Elektromotors 32 oder ein mit diesem drehfest verbundenes Bauteil sein. Der Elektromotor 32 ist wirksam vor dem Getriebe 20 angeordnet. Die Antriebsstrangeinheit 10 kann einer Fahrzeugachse 36, die insbesondere als elektrische Achse 38 ausgeführt ist, zugeordnet sein. Die Fahrzeugachse 36 weist zwei Fahrzeugräder 40 auf. Der Abtrieb 18 ist mit der Fahrzeugachse 36 verbunden oder wird durch die Fahrzeugachse 36 oder ein Differential 42 gebildet.
Zur Abkopplung des Motorabtriebs 34 des Elektromotors 32 von dem Antriebsstrang 12 ist eine betätigbare Kopplungsvorrichtung 44, aufweisend einen
Kopplungseingang 46 und einen mit diesem lösbar verbindbaren Kopplungsausgang 48 angeordnet. Der Kopplungsausgang 48 ist mit dem Getriebeeingang 22, insbesondere drehfest, verbunden. Die Kopplungsvorrichtung 48 umfasst eine zur Bewirkung einer steuerbaren Drehmomentübertragung zwischen dem
Kopplungseingang 46 und dem Kopplungsausgang 48 eingerichtete Kupplung 50.
Die Kupplung 50 kann eine formschlüssige und/oder reibschlüssige Kupplung sein. Die Kupplung 50 kann elektrisch, elektromagnetisch, hydraulisch, pneumatisch und/oder mechanisch betätigbar sein. Die Kopplungsvorrichtung 44 kann durch einen ersten Aktor und die Parksperrvorrichtung 28 durch einen zweiten Aktor betätigbar sein.
Die Kopplungsvorrichtung 46 ist wirksam vor dem Getriebe 20 und zwischen dem Elektromotor 32 und dem Getriebe 20, sowie wirksam zwischen dem Elektromotor 32 und der Parksperrvorrichtung 28 angeordnet. Dadurch kann das durch den
Motorabtrieb 34 bewirkte Trägheitsmoment von dem Getriebe 20 und der
Parksperrvorrichtung 28 entkoppelt werden. Die bei Betätigung der
Parksperrvorrichtung 28 auftretenden Momente durch den Elektromotor 32 auf das Getriebe 20 und auf die Parksperrvorrichtung 28 können dadurch verringert werden. Das Getriebe 20 und die damit verbundenen Bauteile, wie die Parksperrvorrichtung 28, können einfacher und kostengünstiger aufgebaut sein.
Die Parksperrfunktion durch die Parksperrvorrichtung 28 wird dabei bewirkt, indem das Sperrelement in die Sperrsteilung bewegt wird und insbesondere unmittelbar vor Bewegung des Sperrelements in die Sperrsteilung zunächst die
Kopplungsvorrichtung 44 betätigt wird und dadurch der Kopplungsausgang 48 von dem Kopplungseingang 46 getrennt wird und dadurch der Motorabtrieb 34 von dem Getriebe 20 und von der Parksperrvorrichtung 28 entkoppelt wird. Die
Kopplungsvorrichtung 44 kann die Abkopplung des Motorabtriebs 34 von dem Getriebe 20 in einem Notbetriebszustand, bei dem beispielsweise der Elektromotor 32 eine Fehlfunktion hat bewirken. Der Kopplungsausgang 48 kann bis auf den Notbetriebszustand und die Betätigung der Parksperrvorrichtung 28 zur Bewirkung einer Sperrsteilung stets mit dem Kopplungseingang 46 drehmomentwirksam verbunden sein.
In Figur 2 ist eine Antriebsstrangeinheit 10 in einer weiteren speziellen
Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Der Aufbau und die Funktion ähneln der in Figur 1 beschriebenen Antriebsstrangeinheit, bis auf die Anordnung und
Anbindung der Parksperrvorrichtung 28, die hier mit der Getriebewelle 26, die eine Zwischenwelle sein kann, verbunden ist. Dabei ist ein Drehbauteil 30 der
Parksperrvorrichtung 28 mit der Getriebewelle 26 insbesondere drehfest verbunden.
Figur 3 zeigt eine Antriebsstrangeinheit 10 in einer weiteren speziellen
Ausführungsform der Erfindung. Auch dieser Aufbau ist dem in Figur 1
beschriebenen Aufbau ähnlich, bis auf die Anordnung und Anbindung der
Parksperrvorrichtung 28, die hier mit dem Getriebeausgang 24 verbunden ist. Dabei ist ein Drehbauteil 30 der Parksperrvorrichtung 28 mit dem Getriebeausgang 24 insbesondere drehfest verbunden.
In Figur 4 ist eine Antriebsstrangeinheit 10 in einer weiteren speziellen
Ausführungsform der Erfindung dargestellt. In dieser, ebenfalls der Figur 1 ähnlichen, Anordnung sind die Parksperrvorrichtung 28 und die Kopplungsvorrichtung 44 in dem Getriebe 20 angeordnet. Die Parksperrvorrichtung 28 ist dabei mit der Getriebewelle 26 verbunden.
Figur 5 zeigt einen Ausschnitt einer Antriebsstrangeinheit 10 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die Kopplungsvorrichtung 44 ist wirksam zwischen dem Elektromotor 32 und dem Getriebe 20 angeordnet. Der
Kopplungsausgang 48 ist mit der Getriebewelle 26 verbunden. Die
Parksperrvorrichtung 28 ist in dem Getriebe 20 angeordnet und das Drehbauteil 30, beispielsweise ein Rastring oder ein Parksperrenrad, ist mit der Getriebewelle 26 insbesondere drehfest verbunden.
Bei Betätigung der Parksperrvorrichtung 28 von einer Freigabestellung in eine
Sperrsteilung kann durch die hohe Massenträgheit des Elektromotors 32 die Getriebewelle 26 und das Drehbauteil 30 mit einem Trägheitsmoment 52 belastet sein. Wird die Kopplungsvorrichtung 44 jedoch vor Betätigung der
Parksperrvorrichtung 28 in eine offene Stellung, bei der zwischen dem
Kopplungseingang 46 und dem Kopplungsausgang 48 kein Drehmoment mehr übertragen wird, betätigt, kann das Getriebe 20 und die Parksperrvorrichtung 28 von dem Motorabtrieb 34 und dessen hohem Trägheitsmoment entkoppelt werden und das Trägheitsmoment 52 wird nicht auf das Getriebe 20 und die Parksperrvorrichtung 28 übertragen. Dadurch kann die Momentenbelastung auf das Getriebe 20 und die Parksperrvorrichtung 28 auf das Trägheitsmoment 54 beschränkt werden, das durch die Massenträgheit der im Antriebsstrang wirksamen Bauteile, beispielsweise dem Differential, der Fahrzeugachse und dem Getriebeausgang bewirkt wird.
Bezugszeichenliste
10 Antriebsstrangeinheit
12 Antriebsstrang
14 Fahrzeug
16 Antrieb
18 Abtrieb
20 Getriebe
21 Getriebegehäuse
22 Getriebeeingang
24 Getriebeausgang
26 Getriebewelle
28 Parksperrvorrichtung
30 Drehbauteil
32 Elektromotor
34 Motorabtrieb
36 Fahrzeugachse
38 elektrische Achse
40 Fahrzeugrad
42 Differential
44 Kopplungsvorrichtung
46 Kopplungseingang
48 Kopplungsausgang
50 Kupplung 52 Trägheitsmoment 54 Trägheitsmoment

Claims

Patentansprüche
1. Antriebsstrangeinheit (10) in einem Antriebsstrang (12) eines Fahrzeugs (14) mit
einem zur Übertragung eines Drehmoments zwischen einem Antrieb (16) und einem Abtrieb (18) eingerichteten Getriebe (20), aufweisend einen mit dem Antrieb (16) verbundenen Getriebeeingang (22), einem mit dem Abtrieb (18) verbundenen Getriebeausgang (24) und wenigstens eine wirksam zwischen dem Getriebeeingang (22) und dem Getriebeausgang (24) angeordnete Getriebewelle (26), weiterhin mit
einer zur Einschränkung einer Bewegbarkeit des Fahrzeugs (14)
eingerichteten und betätigbaren Parksperrvorrichtung (28), aufweisend ein Sperrelement, das zur Einschränkung einer Drehbeweglichkeit eines um eine Drehachse drehbaren Drehbauteils (30) zwischen einer Freigabestellung und einer Sperrsteilung bewegbar ist und in Sperrsteilung das Drehbauteil (30) blockiert, weiterhin mit
einem Elektromotor (32), der einen Motorabtrieb (34) aufweist und weiterhin mit
einer zur Abkopplung des Motorabtriebs (34) von dem Getriebe (20) eingerichteten und betätigbaren Kopplungsvorrichtung (44), aufweisend einen Kopplungseingang (46) und einen mit diesem lösbar verbindbaren
Kopplungsausgang (48),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kopplungsvorrichtung (44) zur Abkopplung des Motorabtriebs (34) von dem Getriebe (20) wirksam zwischen dem Elektromotor (32) und dem
Getriebe (20) angeordnet ist, sowie wirksam zwischen dem Elektromotor (32) und der Parksperrvorrichtung (28) angeordnet ist.
2. Antriebsstrangeinheit (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (32) wirksam vor oder in dem Getriebe (20) angeordnet ist.
3. Antriebsstrangeinheit (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsvorrichtung (44) wirksam vor oder in dem Getriebe (20) angeordnet ist.
4. Antriebsstrangeinheit (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kopplungsausgang (46) mit dem
Getriebeeingang (22) oder der Getriebewelle (26) verbunden ist.
5. Antriebsstrangeinheit (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Drehbauteil (30) mit dem Getriebeeingang (22), der Getriebewelle (26) oder dem Getriebeausgang (24) verbunden ist.
6. Antriebsstrangeinheit (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsvorrichtung (44) eine zur Bewirkung einer steuerbaren Drehmomentübertragung zwischen dem
Kopplungseingang (46) und dem Kopplungsausgang (48) eingerichtete Kupplung (50) umfasst.
7. Antriebsstrangeinheit (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsvorrichtung (44) durch einen ersten Aktor und die Parksperrvorrichtung (28) durch einen zweiten Aktor betätigbar ist.
8. Antriebsstrangeinheit (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsvorrichtung (44) die Abkopplung des Motorabtriebs (34) von dem Getriebe (20) in einem Notbetriebszustand oder unmittelbar vor Betätigung der Parksperrvorrichtung (28) von einer Freigabestellung in eine Sperrsteilung bewirkt.
9. Elektrische Achse (38) in einem Fahrzeug (14) mit einer Antriebsstrangeinheit (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
10. Verfahren zum Betätigen einer Parksperrvorrichtung (28) in einem Fahrzeug, aufweisend eine Antriebsstrangeinheit (10) mit den Merkmalen nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Betätigung der
Parksperrvorrichtung (28) erfolgt, indem das Sperrelement in die Sperrsteilung bewegt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
vor Bewegung des Sperrelements in die Sperrsteilung zunächst die
Kopplungsvorrichtung (44) betätigt wird und dadurch der Motorabtrieb (34) von dem Getriebe (20) entkoppelt wird.
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