電驅(qū)動(dòng)器、用于其運(yùn)行的方法和用于機(jī)動(dòng)車的串聯(lián)式混合動(dòng)力傳動(dòng)系的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電驅(qū)動(dòng)器，其包括帶有具有彼此平行布置的馬達(dá)軸的多個(gè)電機(jī)(12)的馬達(dá)組件(10)、輸出組件和一側(cè)與馬達(dá)組件而另一側(cè)與輸出組件相連接的變速級(jí)，該變速級(jí)帶有與輸出組件相連接的變速太陽輪(34)和多個(gè)分別與電機(jī)(12)中的一個(gè)相連接的變速行星輪(28)，變速行星輪相應(yīng)固定在馬達(dá)軸上且圍繞變速太陽輪(34)環(huán)形地布置且傳遞轉(zhuǎn)矩地在其處滾動(dòng)。本發(fā)明特征在于，為了操控電機(jī)(12)的電氣的部分相設(shè)置有與一個(gè)或多個(gè)電壓源相連接的一個(gè)或多個(gè)功率電子設(shè)備。
【專利說明】
電驅(qū)動(dòng)器、用于其運(yùn)行的方法和用于機(jī)動(dòng)車的串聯(lián)式混合動(dòng)力傳動(dòng)系
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種電驅(qū)動(dòng)器，其包括:
-馬達(dá)組件，其帶有具有彼此平行布置的馬達(dá)軸的多個(gè)電機(jī)，
-輸出組件(Abtriebsanordnung)以及
-一側(cè)與馬達(dá)組件而另一側(cè)與輸出組件相連接的變速級(jí)(Uebersetzungsstufe)，其帶有與輸出組件相連接的變速太陽輪和多個(gè)分別與電機(jī)中的一個(gè)相連接的變速行星輪，變速行星輪相應(yīng)固定在馬達(dá)軸上且圍繞變速太陽輪環(huán)形地布置且傳遞轉(zhuǎn)矩地在其處滾動(dòng)。
[0002]另外，本發(fā)明涉及一種用于其運(yùn)行的方法以及作為用于機(jī)動(dòng)車的串聯(lián)式混合動(dòng)力傳動(dòng)系(Hybr i dantr iebss trang)利用根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器和根據(jù)本發(fā)明的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]這種類型的電驅(qū)動(dòng)器由文件EP O 211 000 BI已知。該文件公開了一種帶有多個(gè)單獨(dú)的電動(dòng)機(jī)(其以平行取向的轉(zhuǎn)子軸環(huán)形布置)的機(jī)電的精密驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。該已知系統(tǒng)的每個(gè)轉(zhuǎn)子軸攜帶圓柱齒輪，其與共同的太陽輪嚙合，該太陽輪布置在由行星齒輪形成的環(huán)的中心。該組件用于將各個(gè)電機(jī)的較小轉(zhuǎn)矩匯總成較高的總力矩，其可在與太陽輪相連接的輸出軸處被截取。
[0004]在尚未公開的預(yù)申請(qǐng)DE10 2013 212 868中說明了一種設(shè)計(jì)，其有利于將這樣的電驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用在機(jī)動(dòng)車中。該預(yù)申請(qǐng)尤其涉及變速級(jí)的有利的細(xì)節(jié)，其使能夠應(yīng)用所謂的最高轉(zhuǎn)速馬達(dá)、也就是說帶有大于20000U/min的轉(zhuǎn)速的電機(jī)(該電機(jī)特征在于特別高的效率和運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性)作為此處所談及的驅(qū)動(dòng)器的電機(jī)。在同樣尚未公開的預(yù)申請(qǐng)DE 10 2013212 867中說明了由環(huán)形布置的電機(jī)組成的驅(qū)動(dòng)器聯(lián)結(jié)(Ankopplung)到機(jī)動(dòng)車-傳動(dòng)系的接下來的元件處的細(xì)節(jié)。本發(fā)明首先理解為對(duì)前述發(fā)明的補(bǔ)充，其優(yōu)選地與前述發(fā)明一起相組合地來應(yīng)用，然而也可獨(dú)立于其前述發(fā)明應(yīng)用。
[0005]上面所提及的這種類型的文件僅教導(dǎo)驅(qū)動(dòng)器的所有電機(jī)的一種獨(dú)立的同步的操控，對(duì)此然而未公開細(xì)節(jié)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供對(duì)于已知的電驅(qū)動(dòng)器提供結(jié)構(gòu)上的和操控技術(shù)上的細(xì)節(jié)，從而適宜地充分利用可由多個(gè)電機(jī)的使用所得到的協(xié)同效應(yīng)(Synergieeffekt)。
[0007]該目的結(jié)合權(quán)利要求1的前序部分的特征由此來實(shí)現(xiàn)，即為了操控電機(jī)的電氣的部分相(Tei Iphase)設(shè)置有與一個(gè)或多個(gè)電壓源相連接的一個(gè)或多個(gè)功率電子設(shè)備。由此來設(shè)置對(duì)于接下來所說明的、特別有利的實(shí)施形式(其是從屬權(quán)利要求的內(nèi)容)的前提條件。
[0008]在一優(yōu)選的實(shí)施形式中設(shè)置成，所有電機(jī)相應(yīng)與單獨(dú)的功率電子設(shè)備相連接。這在操控電驅(qū)動(dòng)器時(shí)允許最大的靈活性，優(yōu)點(diǎn)是可對(duì)與使用大量功率電子設(shè)備相聯(lián)系的成本和相應(yīng)的結(jié)構(gòu)空間需求關(guān)于個(gè)別情況進(jìn)行權(quán)衡。
[0009]在本發(fā)明的另一同樣有利的實(shí)施形式中設(shè)置成，兩個(gè)或更多個(gè)電機(jī)相互電連結(jié)且由此與同一功率電子設(shè)備相連接或可連接。該設(shè)計(jì)方案尤其設(shè)置不同電機(jī)的繞組的硬布線(Hartverdrahtung)。這些硬布線可以是永久性的或是可切換的。由此使可能經(jīng)由同一功率電子設(shè)備操控不同的電機(jī)。在永久性的硬布線的情況中，功率電子設(shè)備持久地與多個(gè)電機(jī)相關(guān)聯(lián)。在可切換的硬布線的情況中，功率電子設(shè)備和電機(jī)的關(guān)聯(lián)可根據(jù)需要尤其在運(yùn)行期間被改變。
[0010]本發(fā)明的可應(yīng)用于前述兩個(gè)備選方案的一改進(jìn)方案設(shè)置成，不同的功率電子設(shè)備聯(lián)接到不同的電壓源處。例如，該關(guān)聯(lián)可鑒于不同的工作電壓要求或鑒于各個(gè)用作電壓源的電能存儲(chǔ)器的充電狀態(tài)來進(jìn)行。功率電子設(shè)備到電壓源處的聯(lián)接可以是永久性的或是可切換的。最后提及的變體允許較高的靈活性。
[0011]有利地，每個(gè)功率電子設(shè)備經(jīng)由調(diào)節(jié)器(輸出組件和/或變速組件的運(yùn)動(dòng)參數(shù)被反饋至該調(diào)節(jié)器)來調(diào)節(jié)。功率電子設(shè)備的這樣的基本已知的調(diào)節(jié)在本發(fā)明的范圍中尤其在兩個(gè)有利的變體中可考慮。
[0012]在第一變體中設(shè)置成，第一功率電子設(shè)備的調(diào)節(jié)器設(shè)立為主調(diào)節(jié)器且另外的功率電子設(shè)備的調(diào)節(jié)器設(shè)立為依賴于主調(diào)節(jié)器的從調(diào)節(jié)器(Slave-Regler)。該變體具有該優(yōu)點(diǎn)，即僅主調(diào)節(jié)器需要對(duì)傳動(dòng)系的下級(jí)元件的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的反饋。用于傳感裝置和數(shù)據(jù)通訊的成本在該變體中因此特別少。
[0013]備選于此，當(dāng)然也可設(shè)置成，所有調(diào)節(jié)器設(shè)立為彼此獨(dú)立的特定調(diào)節(jié)器(Partikular-Regler)。這雖然意味著需要以反饋的傳感器數(shù)據(jù)供應(yīng)每個(gè)單獨(dú)的調(diào)節(jié)器，然而允許在各個(gè)電機(jī)的調(diào)節(jié)中最大的靈活性。
[0014]注意到，每個(gè)功率電子設(shè)備關(guān)聯(lián)有剛好一個(gè)調(diào)節(jié)器并且反過來每個(gè)調(diào)節(jié)器關(guān)聯(lián)有剛好一個(gè)功率電子設(shè)備雖然是可能的、然而在本發(fā)明的范圍中不是強(qiáng)制性必需的。而是也可能夠?qū)⒁徽{(diào)節(jié)器用于多個(gè)功率電子設(shè)備的共同調(diào)節(jié)。相應(yīng)的聯(lián)結(jié)可以是永久性的或是可切換的。
[0015]除了傳動(dòng)系的后置于電機(jī)的元件的運(yùn)動(dòng)參數(shù)之外，電機(jī)本身的運(yùn)行參數(shù)也可用于驅(qū)動(dòng)操控或用于其它控制目的或者甚至是必需的。在其檢測(cè)中可利用顯著的協(xié)同效應(yīng)。如此在本發(fā)明的一改進(jìn)方案中設(shè)置成，設(shè)置有傳感器用于對(duì)于電機(jī)中的一些直接檢測(cè)一定的運(yùn)行參數(shù)的值以及用于對(duì)于其它電機(jī)評(píng)估相同運(yùn)行參數(shù)的非直接檢測(cè)的值。傳感器的概念此處不僅包括實(shí)際的測(cè)量頭，而且包括相應(yīng)測(cè)量值的評(píng)估。本發(fā)明的所提及的改進(jìn)方案因此設(shè)置成，不是所需要的所有運(yùn)行參數(shù)須單獨(dú)地且直接地來檢測(cè)。而是可從對(duì)于所選出的電機(jī)所采集的一些值來推出對(duì)于其它電機(jī)的對(duì)應(yīng)的值，而無須直接測(cè)量這些值本身。因此通過了解在整個(gè)系統(tǒng)中的聯(lián)系來代替直接測(cè)量，這相應(yīng)于特別有利地利用協(xié)同效應(yīng)。
[0016]例如可設(shè)置成，電機(jī)按組是不同的結(jié)構(gòu)類型。如此，對(duì)于專業(yè)人士例如已知異步電機(jī)、永磁激勵(lì)的電機(jī)和直流電機(jī)。全部三個(gè)結(jié)構(gòu)類型具有不同的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。永磁激勵(lì)的電機(jī)具有可調(diào)的磁化電流和與頻率成比例的轉(zhuǎn)速的優(yōu)點(diǎn)。在成本和重量方面，永磁體然而產(chǎn)生不利效果。此外在故障情況中產(chǎn)生高電壓，因?yàn)榧?lì)不可切斷。此外，這樣的電機(jī)的調(diào)節(jié)相當(dāng)復(fù)雜，因?yàn)轫氉⒁庠趫鲱l率與轉(zhuǎn)子頻率之間的同步性。反之，異步電機(jī)由于沒有永磁體在重量和成本方面是有利的并且在故障情況中由于其可切斷的激勵(lì)也提供顯著的優(yōu)點(diǎn)。反之，對(duì)于異步電機(jī)不利的是需要提供激勵(lì)形成功率(Erregerbildleistung)以利用定子電流產(chǎn)生氣隙場(Luftspaltfeld)。在根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器內(nèi)不同結(jié)構(gòu)類型的使用使能夠利用各個(gè)結(jié)構(gòu)類型的優(yōu)點(diǎn)而減少缺點(diǎn)。因?yàn)椴煌倪\(yùn)行參數(shù)對(duì)于結(jié)構(gòu)類型的控制是重要的，可設(shè)置成對(duì)于電機(jī)的每個(gè)結(jié)構(gòu)類型組對(duì)于一定的運(yùn)行參數(shù)設(shè)置僅僅一個(gè)相應(yīng)的傳感器。在相同的操控中對(duì)于一結(jié)構(gòu)類型組的每個(gè)單獨(dú)的電機(jī)節(jié)省了相同運(yùn)行參數(shù)的測(cè)量。因此可節(jié)省相應(yīng)的傳感器。
[0017]不管在結(jié)構(gòu)類型中的區(qū)別，也可設(shè)置成，電機(jī)按組不同地來操控。這里，不同的運(yùn)行參數(shù)對(duì)于不同的操控也可以是重要的。如此可為了利用協(xié)同效應(yīng)而設(shè)置成，對(duì)于電機(jī)的每個(gè)操控組對(duì)于一定的運(yùn)行參數(shù)設(shè)置僅僅一個(gè)相應(yīng)的傳感器。同一操控組的其余相同地操控的電機(jī)不需要單獨(dú)的傳感器，因?yàn)槠湎鄳?yīng)的運(yùn)行參數(shù)相同地被估測(cè)為直接測(cè)量的值。
[0018]哪些特別的運(yùn)行參數(shù)借助于上面普遍討論的傳感裝置來直接測(cè)量或估測(cè)取決于個(gè)別情況的要求。如此例如可設(shè)置成，設(shè)置有電流傳感器用于直接檢測(cè)電機(jī)的一些所操控的部分相以及用于評(píng)估電機(jī)的其它的非直接檢測(cè)的部分相。備選地或附加地，可設(shè)置有位置傳感器用于直接檢測(cè)電機(jī)中的一些的旋轉(zhuǎn)位置以及用于評(píng)估其它電機(jī)的非直接檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)位置。備選地或附加地，也可設(shè)置有溫度傳感器用于直接檢測(cè)電機(jī)中的一些的溫度以及用于評(píng)估電機(jī)中的另一些的非直接檢測(cè)的溫度。當(dāng)然備選地或附加地，也可在充分利用上述協(xié)同效應(yīng)的情況下檢測(cè)或評(píng)估其它運(yùn)行參數(shù)。
[0019]作為對(duì)于帶有其電機(jī)的不同操控組的根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器的示例，在優(yōu)選的運(yùn)行方法的范圍中可設(shè)置成，電機(jī)中的第一組馬達(dá)式地而電機(jī)中的第二組發(fā)電機(jī)式地來運(yùn)行。由此，當(dāng)例如每個(gè)操控組聯(lián)接到不同的電壓源或能量存儲(chǔ)器處時(shí)，驅(qū)動(dòng)器原則上可如“機(jī)械式變壓器”那樣來運(yùn)行。按照這樣的運(yùn)行方法運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)器尤其適合于應(yīng)用在用于機(jī)動(dòng)車的串聯(lián)式混合動(dòng)力傳動(dòng)系中，其包括內(nèi)燃機(jī)、輸出組件、電能存儲(chǔ)器、機(jī)械地與內(nèi)燃機(jī)而電氣地與電能存儲(chǔ)器相聯(lián)結(jié)的且發(fā)電機(jī)式運(yùn)行的至少一個(gè)電機(jī)以及機(jī)械地與輸出組件而電氣地與電能存儲(chǔ)器相聯(lián)結(jié)的且馬達(dá)式運(yùn)行的至少一個(gè)電機(jī)。在此，第一、即發(fā)電機(jī)式操控的操控組的電機(jī)與內(nèi)燃機(jī)而另一、即馬達(dá)式運(yùn)行的操控組的電機(jī)與輸出組件相連接。在此出于結(jié)構(gòu)空間原因，彼此平行布置的馬達(dá)軸優(yōu)選逆平行地定向。也就是說，根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器可在空間上被定位在內(nèi)燃機(jī)與輸出組件之間，其中，發(fā)電機(jī)式運(yùn)行的操控組的行星齒輪與內(nèi)燃機(jī)而馬達(dá)式運(yùn)行的操控組的行星齒輪與輸出組件相互作用。
[0020]對(duì)于在根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器內(nèi)不同操控組的電機(jī)的不同操控的另一示例涉及其滑差(Schlupf )。如此在本發(fā)明的一實(shí)施形式中可設(shè)置成，電機(jī)中的不同組以其變速行星輪相對(duì)于變速太陽輪的不同的滑差來運(yùn)行。這在極端情況中可導(dǎo)致各個(gè)變速行星輪與變速太陽輪的相互作用被完全消除，從而可完全關(guān)斷相應(yīng)的電機(jī)。這用于避免在變速太陽輪處僅需要較小的轉(zhuǎn)矩的情況中的牽引損失(Schleppverlust)。這樣的運(yùn)行方法尤其在變速級(jí)構(gòu)造為摩擦級(jí)的情況中適用，也就是說在其中變速行星輪摩擦配合地與變速太陽輪相互作用。在形狀配合的相互作用的情況中，例如在齒輪級(jí)的范圍中，雖然也可考慮滑差調(diào)節(jié)，然而不以相同程度得到優(yōu)點(diǎn)。
[0021]與前述變體相結(jié)合或獨(dú)立于此地可設(shè)置成，電機(jī)中的不同組在時(shí)間上彼此錯(cuò)開地有時(shí)以過載而有時(shí)以欠載(Unterlast)來運(yùn)行。由此，通過系統(tǒng)運(yùn)行點(diǎn)的暫時(shí)移動(dòng)的可能性得到較大的靈活性，其中，系統(tǒng)過載被排除，因?yàn)橛袝r(shí)以過載運(yùn)行的電機(jī)(其在此可顯著發(fā)熱)在其在欠載中的運(yùn)行階段期間又可冷卻，其中，之前冷卻的機(jī)器可供暫時(shí)應(yīng)用在過載中。
【附圖說明】
[0022]本發(fā)明的另外的特征和優(yōu)點(diǎn)由接下來的特別說明和附圖得出。
[0023]其中:
圖1顯示了穿過本發(fā)明的優(yōu)選的一實(shí)施形式的變速級(jí)的示意性剖示圖，
圖2在對(duì)其變速級(jí)側(cè)的端面的俯視圖中以及在側(cè)視圖中顯示了本發(fā)明的一優(yōu)選的實(shí)施形式的馬達(dá)組件的部分剖開的圖示，
圖3顯示了帶有所示出的偏心軸承的圖2的馬達(dá)組件的透視圖，
圖4顯示了將圖2和3的馬達(dá)組件與圖1的變速級(jí)分開的殼蓋的示意圖用于說明偏心軸承的功能，
圖5顯示了在應(yīng)用本發(fā)明的情況下驅(qū)動(dòng)組件的第一實(shí)施形式的示意圖，
圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)組件的第二實(shí)施形式的示意圖，
圖7顯示了用于連接電機(jī)和功率電子設(shè)備的第一連結(jié)變體的示意圖，
圖8顯示了備選于圖7的一種連結(jié)，
圖9顯示了用于調(diào)節(jié)電機(jī)的第一連結(jié)變體的示意圖，
圖10顯示了備選于圖9的一種連結(jié)，
圖11顯示了對(duì)于部分相-傳感器的示意圖，
圖12顯示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的串聯(lián)式混合動(dòng)力傳動(dòng)系的示意圖，
圖13顯示了在應(yīng)用本發(fā)明的情況下串聯(lián)式混合動(dòng)力傳動(dòng)系的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]在附圖中的相同的附圖標(biāo)記指示相同的或類似的元件。
[0025]圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器的變速級(jí)的示意性剖示圖，其為了更容易理解有利地與也應(yīng)共同地來說明的圖2和3—起來觀察。尤其在圖2和3中說明的馬達(dá)組件10包括多個(gè)(在所示的實(shí)施形式中六個(gè))電機(jī)12，分別包括定子14和轉(zhuǎn)子16，其以平行取向的轉(zhuǎn)子軸18圍繞中軸線20環(huán)形地布置且形成馬達(dá)環(huán)。電機(jī)12優(yōu)選地是最高轉(zhuǎn)速機(jī)器，其能夠以超過20000U/min的轉(zhuǎn)速來運(yùn)行。電機(jī)12的定子14固定在殼體22處，而轉(zhuǎn)子軸18在轉(zhuǎn)子16兩側(cè)支承在殼體處，其中，下面應(yīng)進(jìn)一步詳細(xì)探討軸承24，25的特殊設(shè)計(jì)。
[0026]在電機(jī)12—側(cè)，其轉(zhuǎn)子軸18延長且伸入相鄰的變速級(jí)26中。在那里，其分別承載構(gòu)造為摩擦滾子的變速行星輪28(其構(gòu)造為分級(jí)行星輪(Stufenplanet)且在中央的軸線區(qū)域中比在其布置在中央?yún)^(qū)域兩側(cè)的外部的軸向區(qū)域中具有更大的直徑)。變速行星輪28牢固地固定在轉(zhuǎn)子軸18上。其共同形成變速級(jí)26的所驅(qū)動(dòng)的輸入元件。其構(gòu)造為摩擦滾子-行星輪級(jí)。徑向上在外部布置有可旋轉(zhuǎn)地支承的空心輪30，其在接觸區(qū)域32中摩擦配合地接觸變速行星輪28的中央?yún)^(qū)域，使得其通過變速行星輪28自身的被驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被置于旋轉(zhuǎn)中。徑向上在變速行星輪28內(nèi)布置有多件式構(gòu)造的變速太陽輪34。其包括軸向固定地且可旋轉(zhuǎn)地支承的內(nèi)太陽輪盤36和兩個(gè)同樣可旋轉(zhuǎn)地、然而附加地軸向可移動(dòng)地布置的外太陽輪盤38，40。在圖1中所示的變速行星輪28在內(nèi)太陽輪盤36與外太陽輪盤38之間夾緊成使得兩者以其接觸區(qū)域42，44摩擦配合地接觸變速行星輪28的構(gòu)造有向外下降的肩部的外部的軸向區(qū)域。因此，除了變速空心輪30的旋轉(zhuǎn)之外，變速行星輪28的馬達(dá)式驅(qū)動(dòng)引起變速太陽輪34的反向旋轉(zhuǎn)，其中，在變速空心輪30與變速太陽輪34之間的轉(zhuǎn)速比由在一方面變速行星輪28與變速空心輪30而另一方面變速行星輪28與變速太陽輪34之間的相應(yīng)的接觸半徑的比得出。該比例、尤其在變速行星輪28與變速太陽輪34之間的精確的接觸半徑略微可變。該可變性首先不用于變速調(diào)節(jié)，而是用于在構(gòu)造為摩擦滾子-行星輪級(jí)的變速級(jí)26內(nèi)的滑差優(yōu)化。尤其在所示出的實(shí)施形式中實(shí)現(xiàn)與轉(zhuǎn)矩相關(guān)的、尤其與轉(zhuǎn)矩成比例的滑差控制。對(duì)此，相應(yīng)軸向上在外部相鄰于外太陽輪盤3 8，4 O布置有正凸輪壓盤(Stirnnockenanpressscheibe) 46，其與內(nèi)太陽輪盤36固定地相連接。每個(gè)外太陽輪盤38,40經(jīng)由在斜坡中引導(dǎo)的間隔元件48靠向相應(yīng)相關(guān)聯(lián)的正凸輪壓盤46支撐。在變速行星輪28的馬達(dá)式運(yùn)行中在內(nèi)太陽輪盤36與外太陽輪盤38，40之間出現(xiàn)的相對(duì)力矩導(dǎo)致外太陽輪盤38，40相對(duì)于與其相應(yīng)相關(guān)聯(lián)的正凸輪壓盤的相對(duì)扭轉(zhuǎn)，這由于間隔元件48的斜坡引導(dǎo)導(dǎo)致相應(yīng)的外太陽輪盤38，40的相應(yīng)的軸向移動(dòng)。由此，根據(jù)所傳遞的轉(zhuǎn)矩、尤其與該轉(zhuǎn)矩成比例地來調(diào)整在變速太陽輪34與變速行星輪28之間的接觸壓力。由于在變速太陽輪34與變速行星輪28之間的接觸區(qū)域42,44的傾斜，這附加地導(dǎo)致變速行星輪28的輕微的徑向移動(dòng)且因此導(dǎo)致在變速行星輪28與變速空心輪30之間的接觸區(qū)域32中的相應(yīng)的接觸壓力變化。該傳動(dòng)區(qū)域優(yōu)選地軸向平坦地被保持，從而即使在變速行星輪28的輕微軸向移動(dòng)的情況下也不產(chǎn)生關(guān)于在變速行星輪28與變速空心輪30之間的接觸壓力或接觸半徑的變化。
[0027]外太陽輪盤38，40的雙重實(shí)施的意義尤其由圖2的圖示闡明。在所示出的實(shí)施形式中，即六個(gè)電機(jī)12中的三個(gè)裝備有較短的轉(zhuǎn)子軸18而其余三個(gè)電機(jī)12裝備有較長的轉(zhuǎn)子軸18。相應(yīng)地，其或多或少地伸入變速級(jí)26中，從而兩個(gè)彼此方位相鄰的變速行星輪28相應(yīng)與同一內(nèi)太陽輪盤36、然而與不同的外太陽輪盤38，40相互作用。各三個(gè)電機(jī)12的該按組的共同作用如在圖中所示特別有利，然而不是強(qiáng)制必需的。在電機(jī)的這樣的布置或分組的情況下特別有利的是，電機(jī)中的各個(gè)組在本申請(qǐng)的意義中設(shè)想一操控組。
[0028]如所提及的那樣，在變速太陽輪34與變速行星輪28之間的接觸壓力控制與后者的輕微的軸向和徑向移動(dòng)相聯(lián)系。這就此而言不是無問題的，因?yàn)槠淅喂痰毓潭ㄔ陔姍C(jī)12的轉(zhuǎn)子軸18上時(shí)。上述運(yùn)動(dòng)因此也延續(xù)到相應(yīng)的轉(zhuǎn)子軸18上，這在其支承時(shí)應(yīng)被考慮。
[0029]定位在電機(jī)12的背對(duì)變速級(jí)26的側(cè)面上的軸承24構(gòu)造為浮動(dòng)球軸承。其承受徑向力，然而既不抵抗軸向力也不抵抗翻傾力矩。這是足夠的，因?yàn)檩S承24的支承位置可被視為由相關(guān)聯(lián)的變速行星輪28的徑向移動(dòng)造成的翻傾運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)。與此相對(duì)，置于電機(jī)的面對(duì)變速級(jí)26的側(cè)面上的軸承25須具有徑向自由度。然而，其同時(shí)須承受在關(guān)于馬達(dá)環(huán)相切的方向上的力。如尤其由圖3和4可見，其因此構(gòu)造為偏心軸承25。所示出的實(shí)施形式的偏心軸承25相應(yīng)包括球軸承251，其偏心地固定在軸承盤252中，軸承盤在其方面可旋轉(zhuǎn)地支承在殼體22的蓋中。偏心軸承25的偏心度、也就是說在球軸承251的中心與軸承盤252之間定向的間距關(guān)于馬達(dá)環(huán)在切向上取向。變速行星輪28的在接觸壓力匹配的范圍中實(shí)現(xiàn)的徑向移動(dòng)因此導(dǎo)致關(guān)于軸承盤252切向平行的偏移、也就是說球軸承25 I的圓移動(dòng)(Kreisschiebung)。由于在接觸壓力匹配的范圍中出現(xiàn)的移動(dòng)的微小，該運(yùn)動(dòng)可被視為線性;可忽略其實(shí)際的圓形軌跡特性。
[0030]圖5以極其簡化的圖示顯示了馬達(dá)組件10和變速級(jí)26，以說明其到機(jī)動(dòng)車驅(qū)動(dòng)組件的接下來的從動(dòng)元件處的聯(lián)結(jié)。如上面詳細(xì)所述，變速空心輪30和變速太陽輪34用作變速級(jí)26的輸出元件。其與接下來的匯總級(jí)(Summierstufe) 50的輸入元件相聯(lián)結(jié)，匯總級(jí)設(shè)計(jì)成優(yōu)選地正嗤合的Ravigneaux組的形式。其具有固定在殼體處的匯總空心輪52和匯總接片54，在其上支承有兩組相互嚙合的匯總行星輪56，56 ’。匯總行星輪組56，56 ’另外與兩個(gè)匯總太陽輪58，58 ’嚙合，其用作匯總級(jí)50的輸入元件且相應(yīng)地與變速太陽輪34或變速空心輪30相連接。匯總級(jí)50用于施加在變速空心輪30和變速太陽輪34處的不同轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的合并。
[0031]為了繼續(xù)傳導(dǎo)在匯總級(jí)50中匯總的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在圖5的實(shí)施形式中設(shè)置有圓柱齒輪差速器60，其以常見的結(jié)構(gòu)方式構(gòu)造有差速器接片62，在其上支承有兩組相互嚙合的差速器行星輪64，64’。差速器行星輪64，64’與兩個(gè)差速器太陽輪66，66’(其用作差速器60的輸出元件且相應(yīng)與機(jī)動(dòng)車的在圖5中未詳細(xì)示出的驅(qū)動(dòng)輪相連接)嚙合。在圖5中示出的、特別優(yōu)選的實(shí)施形式中，匯總接片54和差速器接片62形成帶有不同軸向區(qū)段的共同的構(gòu)件，匯總行星輪56，56’支承在一軸向區(qū)段中而差速器行星輪64，64’支承在另一軸向區(qū)段中。
[0032]圖6顯示了用于機(jī)動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)組件的一備選的設(shè)計(jì)方案，其尤其取消差速器60。與圖2和3的圖示相比，在該實(shí)施形式中電機(jī)12成組地彼此逆平行地定向，從而在馬達(dá)環(huán)兩側(cè)可布置有變速級(jí)和聯(lián)接到此處的匯總級(jí)50。該布置在圖6中示出。這兩個(gè)匯總接片54中的每個(gè)因此形成驅(qū)動(dòng)組件的獨(dú)立的輸出元件，其與機(jī)動(dòng)車的被直接驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)輪相連接。所有差速器功能以及還有超過此的功能(如所謂的扭矩導(dǎo)引(Torque-Vectoring))可通過馬達(dá)組的相應(yīng)操控來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然也可使圖6的布置的兩個(gè)匯總級(jí)50中的每個(gè)后置有自己的差速器60且如此實(shí)現(xiàn)兩個(gè)彼此獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的軸。
[0033]圖7以極其示意性的圖示顯示了根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器的電機(jī)12的可能的連結(jié)。還如在接下來所說明的圖8至10中那樣，示出僅僅三個(gè)電機(jī)12。對(duì)于專家辨識(shí)出，示例地示出的設(shè)計(jì)方案然而在任意多個(gè)電機(jī)12的情況下也可應(yīng)用。在圖7的實(shí)施形式中，每個(gè)單獨(dú)的電機(jī)12與僅與其相關(guān)聯(lián)的功率電子設(shè)備在周圍相連結(jié)。在輸出側(cè)，電機(jī)12的力矩經(jīng)由未詳細(xì)示出的變速級(jí)相聯(lián)結(jié)。所示出的實(shí)施形式允許對(duì)于電機(jī)12的最大的控制靈活性，然而同時(shí)具有對(duì)于大量必需的功率電子設(shè)備的巨大的成本和結(jié)構(gòu)空間耗費(fèi)的缺點(diǎn)。尤其還可由此提高靈活性優(yōu)點(diǎn)，即功率電子設(shè)備70、如在圖7中在輸入側(cè)所示被聯(lián)結(jié)到必要時(shí)帶有不同電壓水平的不同電壓源處。當(dāng)然也可由同一電壓源來供給所有功率電子設(shè)備70。
[0034]圖8顯示了一備選的連結(jié)，在其中各個(gè)電機(jī)12的部分相互相硬接線。該硬接線可如在圖8中所示是永久性的或也可以是可切換的。如在圖8中所示，其使能夠取消一個(gè)或多個(gè)功率電子設(shè)備70，其中，該取消可以是根本的或是暫時(shí)的。在根本取消一個(gè)或多個(gè)功率電子設(shè)備的情況下(與圖7的連結(jié)變體相比)，在根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)中完全未設(shè)置有相應(yīng)的功率電子設(shè)備。反之在暫時(shí)取消的情況下設(shè)置有功率電子設(shè)備，其僅根據(jù)需要被接通或關(guān)斷。該變體尤其結(jié)合電機(jī)12的部分相的可切換的硬接線適用。
[0035]圖9顯示了在電機(jī)12或操控其的功率電子設(shè)備70的調(diào)節(jié)方面的第一連結(jié)變體。在功率電子設(shè)備70的輸入側(cè)設(shè)置有主調(diào)節(jié)器80，其經(jīng)由未詳細(xì)示出的傳感裝置獲得傳動(dòng)系的在根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器之后的元件的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。主調(diào)節(jié)器由此連同傳給其的理論設(shè)定(Sollvorgabe)測(cè)定用于所有功率電子設(shè)備70的操控參數(shù)。其將這些控制參數(shù)部分直接地而部分經(jīng)由后置于其的從調(diào)節(jié)器81傳遞到功率電子設(shè)備70處。
[0036]圖10顯示了對(duì)此的一備選的連結(jié)，在其中所有功率電子設(shè)備70經(jīng)由平等的調(diào)節(jié)器82來操控。調(diào)節(jié)器82中的每個(gè)從傳動(dòng)系的后置于根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器的部件獲得運(yùn)動(dòng)參數(shù)。如果可將所測(cè)定的運(yùn)動(dòng)參數(shù)與各個(gè)電機(jī)12具體地相關(guān)聯(lián)且反饋到相應(yīng)與其相關(guān)聯(lián)的調(diào)節(jié)器82處，傳感技術(shù)的和連接技術(shù)的該額外耗費(fèi)那么尤其是值得的。當(dāng)然，在該變體中也可使每個(gè)單獨(dú)的調(diào)節(jié)器82設(shè)有單獨(dú)的理論設(shè)定。為了正確調(diào)節(jié)電機(jī)12，典型地除了檢測(cè)機(jī)械參數(shù)之外還需要檢測(cè)電氣參數(shù)、尤其在各個(gè)部分相上的電流。對(duì)此，使部分相典型地裝備有單獨(dú)的電流傳感器90。如在圖11中所示，當(dāng)通過測(cè)量在其它電機(jī)12的部分相中的對(duì)應(yīng)的電流所需的信息可通過冗余的評(píng)估來測(cè)定時(shí)，通過利用協(xié)同效應(yīng)可在本發(fā)明的范圍中取消單獨(dú)的部分相電流傳感器90。
[0037]圖12顯示了根據(jù)串聯(lián)式混合驅(qū)動(dòng)器的原理的傳統(tǒng)的傳動(dòng)系的典型構(gòu)造。內(nèi)燃機(jī)90驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)式運(yùn)行的電機(jī)12，其經(jīng)由功率電子設(shè)備70將所產(chǎn)生的電能輸入電存儲(chǔ)器72中。該電存儲(chǔ)器又供應(yīng)另外的功率電子設(shè)備70，其控制馬達(dá)式運(yùn)行的電機(jī)12。其在輸出側(cè)與機(jī)動(dòng)車的從動(dòng)部92相連接。
[0038]反之，圖13顯示了在應(yīng)用本發(fā)明的情況下的串聯(lián)式混合驅(qū)動(dòng)器。在此，使設(shè)置在馬達(dá)組件10內(nèi)的電機(jī)12中的一些發(fā)電機(jī)式地運(yùn)行并且與內(nèi)燃機(jī)90相連接。反之，使另一些電機(jī)12馬達(dá)式運(yùn)行且與從動(dòng)部92相連接。在圖13中未特別示出的功率電子設(shè)備以上面所說明的方式與電能存儲(chǔ)器72相互作用。
[0039]當(dāng)然，在特別的說明中所討論的且在附圖中所示的實(shí)施形式僅是本發(fā)明的說明性的實(shí)施例。對(duì)于專業(yè)人士在本公開的范圍中提供較寬范圍的變體可能性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電驅(qū)動(dòng)器，其包括: -馬達(dá)組件(10)，其帶有具有彼此平行布置的馬達(dá)軸的多個(gè)電機(jī)(12)， -輸出組件以及 -一側(cè)與所述馬達(dá)組件而另一側(cè)與所述輸出組件相連接的變速級(jí)(26)，其帶有與所述輸出組件相連接的變速太陽輪(34)和多個(gè)分別與所述電機(jī)(12)中的一個(gè)相連接的變速行星輪(28)，所述變速行星輪相應(yīng)固定在所述馬達(dá)軸上且圍繞所述變速太陽輪(34)環(huán)形地布置且傳遞轉(zhuǎn)矩地在其處滾動(dòng)， 其特征在于， 為了操控所述電機(jī)(12)的電氣的部分相設(shè)置有與一個(gè)或多個(gè)電壓源相連接的一個(gè)或多個(gè)功率電子設(shè)備。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所有電機(jī)(12)相應(yīng)與單獨(dú)的功率電子設(shè)備相連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，兩個(gè)或更多個(gè)電機(jī)(12)相互電氣聯(lián)結(jié)且由此與同一功率電子設(shè)備相連接或能夠連接。4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，不同的功率電子設(shè)備聯(lián)接到不同的電壓源處。5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，每個(gè)功率電子設(shè)備經(jīng)由調(diào)節(jié)器(82)來調(diào)節(jié)，所述輸出組件和/或變速組件的運(yùn)動(dòng)參數(shù)被反饋至所述調(diào)節(jié)器。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，第一功率電子設(shè)備的調(diào)節(jié)器(82)設(shè)立為主調(diào)節(jié)器(80)而另外的功率電子設(shè)備的調(diào)節(jié)器(82)設(shè)立為依賴于所述主調(diào)節(jié)器(80)的從調(diào)節(jié)器(81)。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所有調(diào)節(jié)器(80-82)設(shè)立為彼此獨(dú)立的特定調(diào)節(jié)器。8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，設(shè)置有傳感器用于直接檢測(cè)在所述電機(jī)(12)中的一些中的一定的運(yùn)行參數(shù)的值以及用于評(píng)估在所述電機(jī)(12)中的另一些中的相同的運(yùn)行參數(shù)的非直接檢測(cè)的值。9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述電機(jī)(12)按組地是不同的結(jié)構(gòu)類型。10.根據(jù)權(quán)利要求8和9所述的電驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，對(duì)于所述電機(jī)(12)的每個(gè)結(jié)構(gòu)類型組對(duì)于一定的運(yùn)行參數(shù)設(shè)置有僅僅一個(gè)相應(yīng)的傳感器。11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述電機(jī)(12)按組不同地來操控。12.根據(jù)權(quán)利要求8和11所述的電驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，對(duì)于所述電機(jī)(12)的每個(gè)操控組對(duì)于一定的運(yùn)行參數(shù)設(shè)置有僅僅一個(gè)相應(yīng)的傳感器。13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，設(shè)置有電流傳感器用于直接檢測(cè)所述電機(jī)(12)的一些被操控的部分相以及用于評(píng)估所述電機(jī)(12)的其它非直接檢測(cè)的部分相。14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，設(shè)置有位置傳感器用于直接檢測(cè)所述電機(jī)(12)中的一些的旋轉(zhuǎn)位置以及用于評(píng)估所述電機(jī)(12)中的另一些的非直接檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)位置。15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，設(shè)置有溫度傳感器用于直接檢測(cè)所述電機(jī)(12)中的一些的溫度以及用于評(píng)估所述電機(jī)(12)中的另一些的非直接檢測(cè)的溫度。16.—種用于運(yùn)行根據(jù)權(quán)利要求11所述的電驅(qū)動(dòng)器的方法，其特征在于，所述電機(jī)(12)中的第一組馬達(dá)式地而所述電機(jī)(12)中的第二組發(fā)電機(jī)式地來運(yùn)行。17.—種用于運(yùn)行根據(jù)權(quán)利要求11所述的電驅(qū)動(dòng)器的方法，其特征在于，所述電機(jī)(12)中的不同組以其變速行星輪(28)相對(duì)于所述變速太陽輪(34)的不同的滑差來運(yùn)行。18.—種用于運(yùn)行根據(jù)權(quán)利要求11所述的電驅(qū)動(dòng)器的方法，其特征在于，所述電機(jī)(12)的不同組在時(shí)間上彼此錯(cuò)開地有時(shí)以過載而有時(shí)以欠載來運(yùn)行19.一種用于機(jī)動(dòng)車的串聯(lián)式混合動(dòng)力傳動(dòng)系，其包括內(nèi)燃機(jī)、輸出組件、電能存儲(chǔ)器、機(jī)械地與所述內(nèi)燃機(jī)而電氣地與所述電能存儲(chǔ)器相連結(jié)的且發(fā)電機(jī)式地運(yùn)行的至少一個(gè)電機(jī)(12)以及機(jī)械地與所述輸出組件而電氣地與所述電能存儲(chǔ)器相連結(jié)的且馬達(dá)式地運(yùn)行的至少一個(gè)電機(jī)(12)，其特征在于，所述電機(jī)(12)是根據(jù)權(quán)利要求11所述的電驅(qū)動(dòng)器的組成部分，該電驅(qū)動(dòng)器能夠根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法運(yùn)行。
【文檔編號(hào)】H02K16/00GK106061787SQ201580012029
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2015年1月14日 公開號(hào)201580012029.4, CN 106061787 A, CN 106061787A, CN 201580012029, CN-A-106061787, CN106061787 A, CN106061787A, CN201580012029, CN201580012029.4, PCT/2015/50609, PCT/EP/15/050609, PCT/EP/15/50609, PCT/EP/2015/050609, PCT/EP/2015/50609, PCT/EP15/050609, PCT/EP15/50609, PCT/EP15050609, PCT/EP1550609, PCT/EP2015/050609, PCT/EP2015/50609, PCT/EP2015050609, PCT/EP201550609
【發(fā)明人】R.彼得森, J.默克爾, A.聚, H.施特勞斯, R.普利卡特
【申請(qǐng)人】大眾汽車有限公司