DE102008030578A1 - Device for driving and suspension influencing drive wheel of vehicle, has electric motors couplable with gear arrangement, where power of motors is divided for vehicle drive and vehicle suspension based on actual operating condition - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Antrieb und zur Federungsbeeinflussung eines Antriebsrades eines Fahrzeugs nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Antrieb und zur Federungsbeeinflussung eines Antriebsrades eines Fahrzeugs nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 5.The The invention relates to a device for driving and for suspension control a drive wheel of a vehicle according to the features of the preamble of claim 1 and a method for driving and suspension control a drive wheel of a vehicle according to the features of the preamble of claim 5.
Aus
dem Stand der Technik ist, wie in
Die Drehzahl der Pumpe und/oder der elektrischen Maschine wird als Maß für die Relativgeschwindigkeit zwischen Fahrzeugrad und Fahrzeugaufbau zur Darstellung einer adaptiven Dämpfung in einer Steuerelektronik erfasst.The Speed of the pump and / or the electric machine is used as a measure of the relative speed between the vehicle and the vehicle body to illustrate an adaptive damping in a control electronics detected.
Diese Vorrichtung bzw. dieses Verfahren nutzt, um eine adaptive Dämpfung eines Fahrzeugs zu realisieren, eine Kombination aus Hydraulik und Elektrik, d. h. es muss kinetische Energie in elektrische Energie umgewandelt, zwischengespeichert und später wieder zum Betrieb der Hydraulikpumpe genutzt werden. Diese Umwandlungsprozesse sind wenig effizient, so dass dabei Energieverluste auftreten.These Device or this method uses to adaptive damping to realize a vehicle, a combination of hydraulics and electrics, d. H. It has to convert kinetic energy into electrical energy, cached and be used again later to operate the hydraulic pump. These conversion processes are not very efficient, resulting in energy losses occur.
Aus
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Federungs- und Antriebseinheit anzugeben.Of the The invention is based on the object of providing an improved suspension and drive unit.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst.The The object is achieved by a device with the features of claim 1 and a method with the features of claim 6 solved.
Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.preferred Embodiments and developments of the invention are in the dependent Claims specified.
Vorzugsweise werden mindestens zwei Elektromotoren über eine Getriebeanordnung sowohl mit einem Radantrieb als auch mit einer Federungsanordnung gekoppelt.Preferably be at least two electric motors via a gear assembly both with a wheel drive and with a suspension arrangement coupled.
In einer Vorrichtung zum Antrieb und zur Federungsbeeinflussung eines Antriebsrades eines Fahrzeugs und einem Verfahren zum Betrieb dieser Vorrichtung sind erfindungsgemäß mindestens zwei Elektromotoren über eine Getriebeanordnung sowohl mit einem Radantrieb als auch mit einer Federungsanordnung koppelbar.In a device for driving and for influencing the suspension of a Drive wheel of a vehicle and a method for operating this device are at least two electric motors according to the invention over a gear arrangement with both a wheel drive and with a suspension arrangement can be coupled.
Diese Vorrichtung ist als eine integrierte Baueinheit ausgeführt, so dass beispielsweise zum Einsatz in Fahrzeugen vier dieser Vorrichtungen, d. h. eine Vorrichtung für jedes Rad des Fahrzeugs, verwendbar sind, die mittels einer Zentraleinheit geregelt werden.These Device is designed as an integrated unit, so for example for use in vehicles four of these devices, d. H. a device for each wheel of the vehicle, usable are controlled by a central unit.
Besonders vorteilhaft ist, dass ein mit dieser Vorrichtung ausgerüstetes Fahrzeug nicht nur über Elektromotoren angetrieben wird, sondern auch über ein so genanntes adaptives Federungssystem verfügt, d. h. eine dynamische Beeinflussung der Bewegungen eines Fahrzeugaufbaus mittels eines aktiven Federungssystems ermöglicht ist. Die Vorspannung der Federung des Fahrzeugs ist für jedes einzelne Rad mittels der Elektromotoren der jeweiligen Fahrsituation anpassbar, da die Federung des Fahrzeuges in der integrierten Baueinheit dieser Vorrichtung angeordnet ist, welche an jedem Antriebsrad des Fahrzeugs angeordnet ist.Especially it is advantageous that a equipped with this device Vehicle is driven not only by electric motors, but also via a so-called adaptive suspension system has, d. H. a dynamic influence on the movements a vehicle body by means of an active suspension system allows is. The preload of the suspension of the vehicle is for every single wheel by means of the electric motors of the respective driving situation customizable, as the suspension of the vehicle in the integrated unit this device is arranged, which on each drive wheel of the Vehicle is arranged.
Auf diese Weise wird Kippbewegungen des Fahrzeugs um die Querachse beispielsweise während Brems- und Beschleunigungsvorgängen sowie Rollbewegungen des Fahrzeuges um die Längsachse beispielsweise während Kurvenfahrten entgegengewirkt, wodurch die Fahrstabilität des Fahrzeugs sowie die Effizienz des Antriebs, der Bremsen sowie aktiver Sicherheitssysteme wie beispielsweise eines elektronischen Stabilitätsprogramms erhöht werden.On this way, tilting of the vehicle about the transverse axis, for example during braking and acceleration as well as rolling movements the vehicle about the longitudinal axis, for example during Cornering counteracted, reducing the driving stability of the vehicle as well as the efficiency of the drive, the brakes as well as more active Security systems such as an electronic stability program increase.
Des Weiteren ist auch das Niveau, d. h. die Bodenfreiheit des Fahrzeugs im Stand bzw. bei Geradeausfahrt regulierbar. Auf diese Weise kann das Fahrzeug zum Beispiel bei hohen Geschwindigkeiten abgesenkt werden, was den Luftwiderstand und damit auch den Energieverbrauch senkt. Im Stand ist das Fahrzeug beispielsweise absenkbar, um das Be- und Entladen des Fahrzeugs zu erleichtern bzw. die Höhe des Fahrzeugs ist auf eine zum erleichterten Ein- und Aussteigen optimale Höhe einstellbar.Of Further is also the level, d. H. the ground clearance of the vehicle adjustable in stand or when driving straight ahead. This way you can lowered the vehicle, for example, at high speeds what the air resistance and thus the energy consumption lowers. In the state, the vehicle is lowered, for example, to the To facilitate loading and unloading of the vehicle or the height the vehicle is on for easy entry and exit optimal height adjustable.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung erfolgt eine Veränderung der Vorspannung der Federung, im Gegensatz zu ähnlichen Systemen nach dem Stand der Technik, direkt mittels der in der Vorrichtung integrierten Elektromotoren, welche auch zum Antrieb des Fahrzeugs verwendet werden. Eine Energieumwandlung, wie beispielsweise eine elektrisch betriebene Hydraulikpumpe, und die damit verbundenen Energieverluste entfallen.In the solution according to the invention takes place a change in the preload of the suspension, in contrast to similar systems of the prior art, directly by means of integrated in the device electric motors, which are also used to drive the vehicle. An energy conversion, such as an electrically operated hydraulic pump, and the associated energy losses omitted.
Systeme nach dem Stand der Technik, auch beispielsweise elektrisch betriebene translatorische Federungsaktuatoren, sind mit einem großen Bauraumbedarf und hohem Gewicht verbunden, da Speicherelemente zur Energiezwischenspeicherung sowie Leitungselemente zum Energietransport benötigt werden. Damit ist die erfindungsgemäße Lösung wesentlich effizienter als Systeme nach dem Stand der Technik.systems according to the prior art, for example, electrically operated translational suspension actuators, are with a large Required space and weight, as storage elements for Energy buffering as well as line elements for energy transport needed. This is the invention Solution much more efficient than state-of-the-art systems of the technique.
Andere Möglichkeiten einer direkten Beeinflussung eines aktiven Federungssystems, d. h. ohne eine verlustreiche Energieumwandlung, beispielsweise mittels eines zum Antrieb eines Fahrzeugs verwendeten Verbrennungsmotors, wären mit einem sehr hohen technischen Aufwand verbunden und würden einen großen Bauraum beanspruchen, weshalb solche Systeme sehr kostenintensiv wären und nicht effizient einsetzbar sind.Other Possibilities of directly influencing an active one Suspension system, d. H. without a lossy energy conversion, For example, by means of a used for driving a vehicle Internal combustion engine, would be with a very high technical Effort and would be a large amount of space claim why such systems would be very costly and are not efficient to use.
Mittels der erfindungsgemäßen Lösung wird die geregelte Leistung der Elektromotoren über Planeten-Überlagerungsgetriebe entsprechend der jeweiligen Fahrsituation auf den Antrieb und die Veränderung der Vorspannung der Federung aufgeteilt, wobei auch die volle Leistung der Elektromotoren jeweils ausschließlich für den Antrieb bzw. zur Einstellung der Federung einsetzbar ist. Energieverluste, beispielsweise durch schleifende Kupplungen, entfallen. Zur weiteren Effizienzsteigerung wird mittels der erfindungsgemäßen Lösung auch eine Energierückgewinnung aus Fahrzeugverzögerung und Federungsleistung ermöglicht.through the solution according to the invention is the Regulated power of the electric motors via planetary superposition gear according to the respective driving situation on the drive and the Changing the bias of the suspension split, also the full power of the electric motors each exclusively can be used for driving or adjusting the suspension is. Energy losses, for example due to sliding couplings, omitted. To further increase efficiency by means of the invention Solution also an energy recovery from vehicle deceleration and suspension performance allows.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert.embodiments The invention will be explained in more detail with reference to drawings.
Dabei zeigen:there demonstrate:
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.each other corresponding parts are in all figures with the same reference numerals Mistake.
Eine
erste Spiralfeder
Die
zentrale Welle
Die
Drehbewegung der Rotoren RE1, RE2 ist bei
geschlossener erster Kupplung
Das
erste Sonnenrad
Zwei
Statoren SE1, SE2 der
beiden Elektromotoren E1, E2 sind nicht fest mit dem Gehäuse
Auf
diese Weise können je nach Fahrsituation und daraus resultierender
Neigung der Fahrzeugkarosserie von einer hier nicht dargestellten
zentralen Regeleinheit die Elektromotoren E1, E2 derart gesteuert
werden, dass von den Statoren SE1, SE2 ein Gesamtstützmoment MSG erzeugt wird, welches mittels des zweiten
Planetengetriebes auf die zweite Spiralfeder
In
einem weiteren, hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel
sind statt der zweiten Spiralfeder
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht den Antrieb eines Fahrzeugs mittels Elektromotoren E1, E2 und zugleich eine Beeinflussung des Federungssystems des Fahrzeugs mittels dieser Antriebsmotoren E1, E2. Damit ist ein Fahrzeug mit einem energieeffizient arbeitenden adaptiven Federungssystem ausrüstbar, da keine mit Verlusten verbundene Energieumwandlung mehr nötig ist, beispielsweise mittels einer elektrisch betriebenen Hydraulikpumpe.The inventive solution allows the Drive a vehicle by means of electric motors E1, E2 and at the same time an influence on the suspension system of the vehicle by means of this Drive motors E1, E2. This makes a vehicle with an energy efficient working adaptive suspension system equipable, since no loss-related energy conversion is more necessary for example by means of an electrically operated hydraulic pump.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht eine kompakte und Bauraum sparende Bauform, da die Elektromotoren E1, E2, die Planetengetriebe und die Federung in einer intergrierten Baueinheit angeordnet sind.The Solution according to the invention allows a compact and space-saving design, since the electric motors E1, E2, the planetary gear and the suspension in an integrated Assembly are arranged.
Ist
ein Motordrehmoment ME und eine Motordrehzahl
nE des geregelten Elektromotors positiv,
wie im ersten Quadranten
Ist
das Drehmoment ME negativ, wie im dritten
und vierten Quadranten
Über
die in der Vorrichtung
Mittels dieser erfindungsgemäßen Anordnung ist also eine sehr flexible und effiziente Leistungsbereitstellung für alle Fahrsituationen des Fahrzeugs gegeben. Dabei steht insbesondere genug Leistung für ein effizient arbeitendes Federungssystem zur Verfügung, da dieses mit der Leistung der zum Fahrzeugantrieb verwendeten Elektromotoren E1, E2 betrieben wird.through This arrangement according to the invention is thus a very flexible and efficient service delivery for given all driving situations of the vehicle. It stands in particular enough power for an efficient suspension system available as this with the power of the vehicle drive used electric motors E1, E2 is operated.
In
den
Die
Statoren SE1, SE2 sind
jedoch nicht fest mit dem Gehäuse
In
Die
Stützmomente MSE1, MSE2 der
beiden Statoren SE1, SE2 wirken
entgegengesetzt zueinander, da beide Statoren SE1,
SE2 direkt mit dem zweiten Sonnenrad
Dieser
Betriebszustand tritt beispielsweise ein, wenn das Fahrzeug durch
eine Rechtskurve fährt und diese Vorrichtung
Lenk-, Brems- und Seitenführungskräfte können von allen Rädern gleichmäßig auf die Straße übertragen werden. Dadurch sowie durch die damit verbundene Effizienssteigerung aktiver Sicherheitssysteme des Fahrzeugs wird die Fahrsicherheit des Fahrzeugs erhöht.steering, Braking and cornering forces can of all wheels evenly on the Road are transferred. Thereby as well as through the associated increase in the efficiency of active safety systems of the vehicle, the driving safety of the vehicle is increased.
Dieser
Betriebszustand tritt beispielsweise ein, wenn diese Vorrichtung
Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird auch in dieser Situation der Neigung des Fahrzeugs entgegengewirkt, so dass diese aufgehoben oder zumindest deutlich reduziert sind.With the solution according to the invention will also counteracted in this situation, the inclination of the vehicle, so that these are canceled or at least significantly reduced.
Die
Stützmomente MSE1, MSE2 der
Statoren SE1, SR2 wirken
ebenfalls in die gleiche Richtung. Da die Statoren SE1,
SE2 nicht über Planetengetriebe
gekoppelt, sondern beide am zweiten Sonnenrad
Dies
ist beispielsweise der Fall, wenn das Fahrzeug, an dessen linker
Seite diese Vorrichtung
Das
Gesamtdrehmoment MRG der Rotoren RE1, RE2 der beiden
Elektromotoren E1, E2 wird hier über ein erstes Planetengetriebe
zum Antrieb des Antriebsrades
Die
Stärke der Veränderung der Spannung der zweiten
Spiralfeder
Der
Mittelwert der Drehzahlen der beiden Rotoren RE1,
RE2 ergibt die Drehzahl des ersten Sonnenrades
- 11
- Vorrichtungcontraption
- 22
- Gehäusecasing
- 33
- Federschwingeswing arm
- 44
- Antriebsraddrive wheel
- 55
- Wälzlagerroller bearing
- 66
- Dichtungpoetry
- 77
- erste Spiralfederfirst spiral spring
- 88th
- zentrale Wellecentral wave
- 99
- Schneckengetriebeworm gear
- 1010
- Kupplungsscheibeclutch disc
- 1111
- erste Kupplungfirst clutch
- 1212
- erstes Sonnenradfirst sun
- 1313
- Planetenräder des ersten Planetengetriebesplanetary gears of the first planetary gear
- 1414
- erstes Hohlradfirst ring gear
- 1515
- zweite Kupplungsecond clutch
- 1616
- große Riemenscheibesize pulley
- 1717
- Treibriemenbelts
- 1818
- kleine Riemenscheibesmall pulley
- 1919
- Antriebswelledrive shaft
- 2020
- zweites Sonnenradsecond sun
- 2121
- Planetenräder des zweiten Planetengetriebesplanetary gears of the second planetary gear
- 2222
- zweites Hohlradsecond ring gear
- 2323
- zweite Spiralfedersecond spiral spring
- 2424
- Planetenräder des dritten Planetengetriebesplanetary gears of the third planetary gear
- 2525
- drittes Hohlradthird ring gear
- II
- erster Quadrantfirst quadrant
- IIII
- zweiter Quadrantsecond quadrant
- IIIIII
- dritter Quadrantthird quadrant
- IVIV
- vierter Quadrantfourth quadrant
- E1E1
- erster Elektromotorfirst electric motor
- E2E2
- zweiter Elektromotorsecond electric motor
- GG
- Getriebeanordnungtransmission assembly
- PE1 P E1
- Leistung des ersten Elektromotorspower of the first electric motor
- PE2 P E2
- Leistung des zweiten Elektromotorspower of the second electric motor
- PR P R
- Leistung für den Antriebpower for the drive
- PF P F
- Leistung für die Federungpower for the suspension
- RE1 R E1
- erster Rotorfirst rotor
- RE2 R E2
- zweiter Rotorsecond rotor
- SE1 S E1
- erster Statorfirst stator
- SE2 S E2
- zweiter Statorsecond stator
- MRE1 M RE1
- Drehmoment des ersten Rotorstorque of the first rotor
- MSE1 M SE1
- Stützmoment des ersten Statorssupport moment of the first stator
- MRE2 M RE2
- Drehmoment des zweiten Rotorstorque of the second rotor
- MSE2 M SE2
- Stützmoment des zweiten Statorssupport moment of the second stator
- MRG M RG
- Gesamtdrehmomenttotal torque
- MSG M SG
- GesamtstützmomentTotal support moment
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 10320053 A1 [0002] - DE 10320053 A1 [0002]
- - DE 19600420 C1 [0005] - DE 19600420 C1 [0005]
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Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200810030578 DE102008030578A1 (en) | 2008-06-27 | 2008-06-27 | Device for driving and suspension influencing drive wheel of vehicle, has electric motors couplable with gear arrangement, where power of motors is divided for vehicle drive and vehicle suspension based on actual operating condition |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE200810030578 DE102008030578A1 (en) | 2008-06-27 | 2008-06-27 | Device for driving and suspension influencing drive wheel of vehicle, has electric motors couplable with gear arrangement, where power of motors is divided for vehicle drive and vehicle suspension based on actual operating condition |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102008030578A1 true DE102008030578A1 (en) | 2009-12-31 |
Family
ID=41360663
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200810030578 Withdrawn DE102008030578A1 (en) | 2008-06-27 | 2008-06-27 | Device for driving and suspension influencing drive wheel of vehicle, has electric motors couplable with gear arrangement, where power of motors is divided for vehicle drive and vehicle suspension based on actual operating condition |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102008030578A1 (en) |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee | ||
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Effective date: 20150101 |