DE102007034561A1

DE102007034561A1 - Fahrzeugachse eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102007034561A1
Application number: DE200710034561
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr. Rosemeier
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2007-07-25
Filing date: 2007-07-25
Publication date: 2009-02-19

Abstract

Es wird eine Fahrzeugachse (1) eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, welche ein von einem Elektromotor (2) antreibbares Differential (3) und eine eine Neutralstellung aufweisende Wendestufe (4) aufweist, wobei bis zu einer vorgegebenen Geschwindigkeit, die vom Drehzahlpotential und der Übersetzung abhängt, die Fahrzeugachse (1) als elektrisch angetriebene Achse arbeitet, wobei durch die Neutralstellung der Wendestufe (4) die Drehzahlen der Räder synchronisiert werden und wobei nach Überschreiten der vorgegebenen Geschwindigkeit durch Schalten der Wendestufe (4) eine Drehrichtungsumkehr durchführbar ist, was in der Realisierung einer Torque Vectoring Funktion resultiert.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeugachse eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der Automobiltechnik sind Fahrzeugachsen bekannt, die ein Differential aufweisen und von einem Elektromotor antreibbar sind, wodurch in einem Hybridfahrzeug eine Allradfunktion darstellbar ist.
Des weiteren sind Fahrzeugachsen bekannt, die ein Überlagerungsgetriebe und einen Elektromotor aufweisen. Bei derartigen Systemen kann eine Torque Vectoring Funktion, nämlich die Verschiebung von Moment von einem Rad der Achse auf das andere Rad, dargestellt werden.
Beispielsweise ist aus der DE 10 2005 007 650 A1 der Anmelderin ein Differenzialgetriebe eines Fahrzeugs zum Verteilen eines Antriebsmoments in Fahrzeugquerrichtung zwischen zwei Rädern einer antreibbaren Fahrzeugquerachse bekannt. Hierbei wird das Antriebsmoment einer Getriebeeingangswelle mit einem vordefinierten Verteilungsgrad zwischen zwei jeweils mit der Getriebeeingangswelle wirkverbundenen Getriebeausgangswellen verteilt; die Getriebeausgangswellen stehen jeweils mit einem der Räder einer Fahrzeugquerachse in Wirkverbindung und sind aber eine Getriebeeinrichtung miteinander wirkverbunden. Bei dem bekannten Differentialgetriebe ist die Getriebeeinrichtung derart mit einer Drehmoment erzeugenden Antriebsquelle (Elektromotor) verbunden, dass der vordefinierte Verteilungsgrad in Abhängigkeit des Drehmoments der Antriebsquelle veränderbar ist.
Des weiteren ist aus der DE 10348960 A1 der Anmelderin eine Getriebevorrichtung zum Verteilen eines Antriebsmomentes auf wenigstens zwei Abtriebswellen mit mindestens zwei wenigstens dreiwelligen Planetensätzen beschrieben, wobei jeweils eine Welle eines Planetensatzes mit einer Antriebswelle verbunden ist. Hierbei stellt jeweils eine Welle eines Planetensatzes eine der Abtriebswellen dar und jeweils wenigstens eine weitere Welle eines Planetensatzes ist mit einer Welle eines weiteren Planetensatzes wirkverbunden.
Bei der bekannten Getriebevorrichtung ist ein betriebszustandsabhängiges Moment einer Welle in Abhängigkeit eines Betriebszustandes der jeweils anderen damit wirkverbundenen Welle über die Wirkverbindung derart abstützbar, dass bei Auftreten eines Drehzahlunterschieds zwischen den Abtriebswellen über die Wirkverbindung ein den Drehzahlunterschied veränderndes Moment an den Planetensätzen anliegt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeugachse anzugeben, bei der sowohl eine Allradfunktion als auch eine Torque Vectoring Funktion auf einfache Weise realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird eine Fahrzeugachse vorgeschlagen, umfassend ein von einem Elektromotor antreibbares Differential und eine eine Neutralstellung aufweisende Wendestufe.
Hierbei funktioniert die erfindungsgemäße Fahrzeugachse bis zu einer vorgegebenen Geschwindigkeit, die sich aus dem Drehzahlpotential des Elektromotors und der Übersetzung ergibt, als elektrisch angetriebene Achse, wodurch eine Allradfunktion realisierbar ist. Durch die Neutralstellung der Wendestufe wird in vorteilhafter Weise eine Synchronisierung des Eingangs der Wendestufe durch den Elektromotor ermöglicht. Durch Schalten der Wendestufe bzw. des Wendegetriebes wird gemäß der Erfindung eine Drehrichtungsumkehr durchgeführt, wodurch bei der erfindungsgemäßen Achse eine Torque Vectoring Funktion realisiert wird.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird auf kostengünstige Weise mit bekannten Komponenten eine Fahrzeugachse zur Verfügung gestellt, bei der sowohl eine Allradfunktion als auch eine Torque Vectoring Funktion darstellbar ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Figur, welche eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Achse darstellt, beispielhaft näher erläutert.
Bezugnehmend auf die beigefügte Figur umfasst die erfindungsgemäße Achse 1 ein von einem Elektromotor 2 antreibbares Differential 3 und eine eine Neutralstellung aufweisende Wendestufe 4. Die Wendestufe 4 ist hierbei auf einer der beiden Ausgangswellen 5, 6 des Differentials 3 angeordnet, die jeweils mit einem Rad 7 bzw. 8 verbunden sind.
Bis zu einer vorgegebenen Geschwindigkeit, die vom Drehzahlpotential des Elektromotors und der Übersetzung abhängt, fungiert die Achse 1 als elektrisch angetriebene Achse, wobei durch die Neutralstellung der Wendestufe eine Synchronisierung des Eingangs 9 der Wendestufe 4 durch den Elektromotor 2 ermöglicht wird; durch Schalten der Wendestufe wird eine Drehrichtungsumkehr durchgeführt, was in der Realisierung einer Torque Vectoring Funktion resultiert.
In vorteilhafter Weise wird durch die erfindungsgemäß ausgeführte Fahrzeugachse bei niedrigen Geschwindigkeiten eine Anfahrschwäche des Verbrennungsmotors kompensiert und ein Grossteil des Einsparpotentials eines Hybridsystems ausgeschöpft, wobei im mittleren Geschwindigkeitsbe reich eine deutliche Agilitätssteigerung erzielt und bei hohen Geschwindigkeiten die Fahrzeugstabilität erhöht wird.
Selbstverständlich fällt auch jede konstruktive Ausbildung, insbesondere jede räumliche Anordnung der Bauteile der erfindungsgemäßen Fahrzeugachse an sich sowie zueinander und soweit technisch sinnvoll, unter den Schutzumfang der vorliegenden Ansprüche, ohne die Funktion der Achse, wie sie in den Ansprüchen angegeben ist, zu beeinflussen, auch wenn diese Ausbildungen nicht explizit in der Figur oder in der Beschreibung dargestellt sind.

1: Fahrzeugachse
2: Elektromotor
3: Differential
4: Wendestufe
5: Ausgangswelle
6: Ausgangswelle
7: Rad
8: Rad
9: Eingang der Wendestufe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102005007650 A1 [0004]
- DE 10348960 A1 [0005]

Claims

Fahrzeugachse (1) eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein von einem Elektromotor (2) antreibbares Differential (3) und eine eine Neutralstellung aufweisende Wendestufe (4) aufweist, wobei bis zu einer vorgegebenen Geschwindigkeit, die vom Drehzahlpotential und der Übersetzung abhängt, die Fahrzeugachse (1) als elektrisch angetriebene Achse arbeitet, wobei durch die Neutralstellung der Wendestufe (4) die Synchronisierung des Eingangs (9) der Wendestufe (4) durch den Elektromotor (2) ermöglicht wird und wobei durch Schalten der Wendestufe (4) eine Drehrichtungsumkehr durchführbar ist, was in der Realisierung einer Torque Vectoring Funktion resultiert.
Fahrzeugachse (1) eines Kraftfahrzeugs, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendestufe (4) auf einer der beiden Ausgangswellen (5, 6) des Differentials (3) angeordnet ist.