DE102006028790A1 - Einrichtung zum Verteilen eines Antriebsmonentes auf wenigstens zwei Abtriebswellen einer Fahrzeugachse bzw. eines Achsgetriebes - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Einrichtung zum Verteilen eines Antriebsmomentes auf wenigstens zwei Abtriebswellen einer Fahrzeugachse bzw. eines Achsgetriebes, vorgeschlagen, umfassend ein Differential, welche zwei Elektromotoren (6, 7) umfasst, die jeweils einer Abtriebswelle (Ab1, Ab2) zugeordnet sind, welche mit einem Element des Differentials (2) verbunden sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Verteilen eines Antriebsmomentes auf wenigstens zwei Abtriebswellen einer Fahrzeugachse bzw. eines Achsgetriebes, umfassend ein Differential, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Aus dem Stand der Technik ist bekannt, zur gezielten Verschiebung von Momenten in einem Achsgetriebe ein Überlagerungsgetriebe mit einer Kupplung und einer Übersetzungsstufe zu verwenden, wie es beispielsweise aus der JP 2002114049 A hervorgeht. Es ist auch bekannt, zu diesem Zweck einen Elektromotor zu verwenden oder mittels Bremsen das Moment zwischen den Abtriebsseiten zu verschieben.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Verteilen eines Antriebsmomentes auf wenigstens zwei Abtriebswellen einer Fahrzeugachse bzw. eines Achsgetriebes, umfassend ein Differential anzugeben, welche eine beliebige Verschiebung des Momentes, insbesondere des Quermomentes ermöglicht. Des weiteren soll die erfindungsgemäße Einrichtung zur Stromversorgung, zum Boosten und zum Rekuperieren einsetzbar sein.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Demnach wird eine Einrichtung zum Verteilen eines Antriebsmomentes auf wenigstens zwei Abtriebswellen einer Fahrzeugachse bzw. eines Achsgetriebes, umfassend ein Differential vorgeschlagen, welche zwei Elektromotoren umfasst, die jeweils einer Abtriebswelle zugeordnet sind, welche mit einem Element des Differentials verbunden sind.
  • Im Rahmen einer ersten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Differential einen vom Antrieb angetriebenen Differentialkorb, ein inneres Ausgleichsräderpaar und ein äußeres Ausgleichsräderpaar, wobei jeweils zwei Ausgleichsräder der Ausgleichsräderpaare auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind.
  • Hierbei ist der Abtrieb jeder Seite der Achse mit dem inneren Ausgleichsräderpaar verbunden; des weiteren ist jeder Elektromotor über eine Hohlwelle mit einem Ausgleichsrad des äußeren Ausgleichsraderpaares des Differentials verbunden.
  • Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Differential als Stirnraddifferential ausgebildet, umfassend einen mit dem Antrieb verbundenen Steg, zwei Sonnenräder, die jeweils mit dem Antrieb einer Seite und mit mindestens zwei, vorzugsweise drei, jedem Sonnenrad zugeordneten Planeten verbunden sind, wobei jeweils zwei unterschiedlichen Sonnenrädern zugeordnete Planeten miteinander in Eingriff stehen. Erfindungsgemäß sind die jedem Sonnenrad zugeordneten Planeten mit jeweils einem weiteren Sonnenrad verbunden, wobei jedes weitere Sonnenrad mit einem Elektromotor verbunden ist.
  • Hierbei sind die Elektromotoren derart steuerbar, dass die Einrichtung zur Momentenverteilung zur Momentenverteilung auf die Abtriebswellen, zur Stromversorgung, zum Boosten und zum Rekuperieren einsetzbar ist.
  • Wird einer der Elektromotoren z.B. bei Kurvenfahrt generatorisch betrieben, ergibt sich ein entsprechendes Überlagerungsmoment (Momentendifferenz zwischen den Abtriebswellen). Werden beide Motoren generatorisch be trieben, kann in vorteilhafter Weise die Bordnetzversorgung sichergestellt werden oder es kann rekuperiert werden. Beim motorischen Betrieb beider Motoren wird gemäß der Erfindung geboostet.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Einrichtung zum Verteilen eines Antriebsmomentes auf wenigstens zwei Abtriebswellen einer Fahrzeugachse bzw. eines Achsgetriebes gemäß der Erfindung, bei der das Differential zwei Ausgleichsräderpaare aufweist und
  • 2 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Einrichtung zum Verteilen eines Antriebsmomentes auf wenigstens zwei Abtriebswellen einer Fahrzeugachse bzw. eines Achsgetriebes gemäß der Erfindung, bei der das Differential als Stirnraddifferential ausgebildet ist.
  • Die in 1 dargestellte Einrichtung zum Verteilen eines Antriebsmomentes auf wenigstens zwei Abtriebswellen einer Fahrzeugachse bzw. eines Achsgetriebes umfasst ein Differential 2 mit einem vom Antrieb An angetriebenen Differentialkorb 3 und zwei Ausgleichsräderpaaren 4, 5. Im Folgenden wird das Ausgleichsräderpaar 5 als inneres und das Ausgleichsräderpaar 4 als äußeres Ausgleichsräderpaar bezeichnet.
  • Gemäß der Erfindung sind jeweils zwei Ausgleichsräder der Ausgleichsräderpaare 4, 5 auf einer gemeinsamen Achse angeordnet. Hierbei ist der Abtrieb Ab1, Ab2 jeder Seite der Fahrzeugachse mit dem inneren Ausgleichsräderpaar 5 verbunden.
  • Wie 1 zu entnehmen ist, sind zwei auch generatorisch betreibbare Elektromotoren 6, 7 vorgesehen, wobei jeder Elektromotor 6, 7 jeweils einem Antrieb Ab1, Ab2 zugeordnet ist und über eine Hohlwelle 8 mit einem Ausgleichsrad des äußeren Ausgleichsräderpaares 4 des Differentials 2 verbunden ist. Auf diese Weise kann jeder Elektromotor über die Hohlwelle 8 zum Verteilen des Antriebsmomentes Momente an das Differential 2 übertragen oder generatorisch betrieben werden.
  • Erfindungsgemäß ist das Verhältnis des Durchmessers der Kegelräder des äußeren Ausgleichsräderpaares 4 zum Achsabstand größer als das Verhältnis des Durchmessers der Kegelräder des inneren Ausgleichsräderpaares 5 zum Achsabstand, was eine unterschiedliche Übersetzung ermöglicht.
  • Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Differential 2 als Stirnraddifferential ausgebildet, umfassend einen mit dem Antrieb An verbundenen Steg 11, zwei Sonnenräder 9, 10, die jeweils mit dem Antrieb Ab1 einer Seite der Fahrzeugachse und mit mindestens zwei jedem Sonnenrad 9, 10 zugeordneten Planeten 12, 16 bzw. 13, 17 verbunden sind, wobei jeweils zwei unterschiedlichen Sonnenrädern 9, 10 zugeordnete Planeten 12, 13 bzw. 16, 17 miteinander in Eingriff stehen. Gemäß der Erfindung sind die dem jeweiligen Sonnenrad 9, 10 zugeordneten Planeten mit jeweils einem weiteren Sonnenrad 14 bzw. 15 verbunden, wobei jedes Sonnenrad 14, 15 mit einem Elektromotor 6 bzw. 7 verbunden ist. Durch die Dimensionierung der Sonnenräder 14, 15 kann die Übersetzung zwischen dem Antrieb An und den Elektromotoren bestimmt werden.
  • Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird eine beliebige Momentenverteilung in einer Achse ohne mechanische Verlustleistungen beim Überlagern der Momente ermöglicht. Des weiteren ist die erfindungsgemäße Einrichtung einfach aufgebaut und ermöglicht eine Hybridfunktion beim Betrieb des die Achse umfassenden Kraftfahrzeugs.
    • 1
    Achse
    2
    Differential
    3
    Differentialkorb
    4
    äußeres Ausgleichsräderpaar
    5
    inneres Ausgleichsräderpaar
    6
    Elektromotor
    7
    Elektromotor
    8
    Hohlwelle
    9
    Sonnenrad
    10
    Sonnenrad
    11
    Steg
    12
    Planet
    13
    Planet
    14
    Sonnenrad
    15
    Sonnenrad
    16
    Planet
    17
    Planet
    Ab1
    Abtrieb
    Ab2
    Abtrieb
    An
    Antrieb

Claims (5)

  1. Einrichtung zum Verteilen eines Antriebsmomentes auf wenigstens zwei Abtriebswellen einer Fahrzeugachse bzw. eines Achsgetriebes, umfassend ein Differential, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei Elektromotoren (6, 7) umfasst, die jeweils einer Abtriebswelle (Ab1, Ab2) zugeordnet sind, welche mit einem Element des Differentials (2) verbunden sind.
  2. Einrichtung zum Verteilen eines Antriebsmomentes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Differential (2) einen vom Antrieb (An) angetriebenen Differentialkorb (3), ein inneres Ausgleichsräderpaar (5) und ein äußeres Ausgleichsräderpaar (4) aufweist, wobei jeweils zwei Ausgleichsräder der Ausgleichsräderpaare (4, 5) auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind, wobei der Abtrieb (Ab1) jeder Seite der Achse mit dem inneren Ausgleichsräderpaar (5) verbunden ist, und wobei jeder Elektromotor (6, 7) über eine Hohlwelle (8) mit einem Ausgleichsrad des äußeren Ausgleichsräderpaares (4) des Differentials (2) verbunden ist.
  3. Einrichtung zum Verteilen eines Antriebsmomentes nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Durchmessers der Kegelräder des äußeren Ausgleichsräderpaares (4) zum Achsabstand größer ist als das Verhältnis des Durchmessers der Kegelräder des inneren Ausgleichsräderpaares (5) zum Achsabstand.
  4. Einrichtung zum Verteilen eines Antriebsmomentes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Differential (2) als Stirnraddifferential ausgebildet ist, umfassend einen mit dem Antrieb (An) verbundenen Steg (11), zwei Sonnenräder (9, 10), die jeweils mit dem Antrieb (Ab1) einer Seite und mit mindestens zwei jedem Sonnenrad (9, 10) zugeordneten Planeten (12, 16) bzw. (13, 17) verbunden sind, wobei jeweils zwei unterschiedlichen Sonnenrädern (9, 10) zugeordnete Planeten (12, 13), (16, 17) miteinander in Eingriff stehen und wobei die jedem Sonnenrad (9, 10) zugeordneten Planeten mit jeweils einem weiteren Sonnenrad (14) bzw. (15) verbunden sind, wobei jedes Sonnenrad (14, 15) mit einem Elektromotor (6) bzw. (7) verbunden ist.
  5. Einrichtung zum Verteilen eines Antriebsmomentes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotoren (6, 7) derart steuerbar sind, dass die Einrichtung zur Momentenverteilung zur Stromversorgung, zum Boosten und zum Rekuperieren einsetzbar ist.
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