DE102009036299A1 - Landing gear for a motor vehicle with a portal axle having electrical machines - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Fahrwerk (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einer hohlen Portalachse (2), die zwei elektrische Maschinen (4) aufnimmt, wobei im Bereich der beiden Enden der Portalachse (2) jeweils ein Rad (12) drehbar gelagert ist und jedes Rad (12) mittels eines Rotors (6) der diesem zugeordneten elektrischen Maschine (4) antreibbar ist, sowie mit einem zwischen der jeweiligen elektrischen Maschine (4) und dem dieser zugeordneten Rad (12) angeordneten Untersetzungsgetriebe (8, 9).
Bei einem solchen Fahrwerk ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zwischen den elektrischen Maschinen (4) ein Messaufnehmer (7) zum Erfassen der Drehwinkel der Rotoren (6) der elektrischen Maschinen (4) angeordnet ist.
Ein solches Fahrwerk ermöglicht bei baulich einfacher Gestaltung eine exakte Bestimmung der Winkellage der Rotoren der elektrischen Maschinen.The invention relates to a chassis (1) for a motor vehicle, having a hollow gantry axle (2) which accommodates two electric machines (4), wherein in each case a wheel (12) is rotatably mounted in the region of the two ends of the gantry axle (2) and each wheel (12) can be driven by means of a rotor (6) of the electrical machine (4) associated therewith, and with a reduction gear (8, 9) arranged between the respective electric machine (4) and the wheel (12) associated therewith.
In such a chassis, the invention provides that between the electric machines (4) a sensor (7) for detecting the rotational angle of the rotors (6) of the electric machines (4) is arranged.
Such a chassis allows for structurally simple design an exact determination of the angular position of the rotors of the electrical machines.
Description
Die Erfindung betrifft ein Fahrwerk für ein Kraftfahrzeug, mit einer hohlen Portalachse, die zwei elektrische Maschinen aufnimmt, wobei im Bereich der beiden Enden der Portalachse jeweils ein Rad drehbar gelagert ist und jedes Rad mittels eines Rotors der diesem zugeordneten elektrischen Maschine antreibbar ist, sowie mit einem zwischen der jeweiligen elektrischen Maschine und dem dieser zugeordneten Rad angeordneten Untersetzungsgetriebe.The The invention relates to a chassis for a motor vehicle, with a hollow portal axle that holds two electric machines, wherein in each case a wheel rotatable in the region of the two ends of the portal axle is stored and each wheel by means of a rotor assigned to this electric machine is drivable, as well as with a between the respective electric machine and the associated wheel arranged reduction gear.
Ein
derartiges Fahrwerk, das bei einem Nutzfahrzeug Verwendung findet,
ist aus der
Ein
Fahrwerk mit den Merkmalen der eingangs genannten Art ist ferner
aus der
In
der
In
der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einem Fahrwerk der eingangs genannten Art, bei baulich einfacher Gestaltung, eine exakte Bestimmung der Winkellage der Rotoren der elektrischen Maschinen sicherzustellen.task The present invention is, in a chassis of the above mentioned type, structurally simple design, an exact determination to ensure the angular position of the rotors of the electric machines.
Gelöst wird die Aufgabe dadurch, dass zwischen den elektrischen Maschinen ein Messaufnehmer zum Erfassen der Drehwinkel der Rotoren der elektrischen Maschinen angeordnet ist.Solved The task is characterized by being between the electrical machines a sensor for detecting the rotation angle of the rotors of the electric Machines is arranged.
Die erfindungsgemäße Ausbildung des Fahrwerks ermöglicht eine absolut zuverlässige Feststellung der für die Steuerung wichtigen Winkellage der Rotoren, somit der Wellen der beiden elektrischen Antriebe. Da der Messaufnehmer zudem zwischen den elektrischen Maschinen angeordnet ist, können mittels dieses Messaufnehmers für beide elektrische Antriebe die Winkelpositionen der Rotoren ermittelt werden. Dies ermöglicht eine exakte Steuerung des elektrischen Drehfeldes mit Drehstrom betriebener und damit besonders wartungsarmer elektrischer Maschinen.The inventive design of the chassis allows an absolutely reliable statement of the the control important angular position of the rotors, thus the waves the two electric drives. Since the sensor also between the electrical machines can be arranged by means of this Sensor for both electric drives the angular positions the rotors are determined. This allows for an exact Control of the electric rotating field with three-phase current operated and thus particularly low-maintenance electrical machines.
Grundsätzlich ist es ausreichend, wenn der Messaufnehmer pro elektrischer Maschine mindestens einen Drehwinkelsensor besitzt. Es wird allerdings als bevorzugt angesehen, wenn pro elektrischer Maschine zwei Drehwinkelsensoren vorgesehen sind. Insbesondere sind für jede elektrische Maschine unterschiedliche Drehwinkelsensoren vorgesehen, beispielsweise eine Hallsensoranordnung und ein Inkremental-Encoder, um so gleichzeitig nach verschiedenen Messprinzipien Messungen durchführen zu können. Bevorzugt sind die Sensoren redundant ausgeführt, um im Falle eines Sensorausfalls einen weiteren Sensor mit dem gleichen Messprinzip verfügbar zu haben.in principle it is sufficient if the sensor per electrical machine has at least one rotation angle sensor. It is however as preferably considered when two rotary angle sensors per electric machine are provided. In particular, for each electrical Machine different rotation angle sensors provided, for example a Hall sensor assembly and an incremental encoder so as to simultaneously different measurement principles to perform measurements. Preferably, the sensors are designed to be redundant in order to If a sensor failure, another sensor with the same Measuring principle available.
Zur einfachen Zugänglichkeit sind die Drehwinkelsensoren in dem gemeinsamen, mit einer geeigneten Abschirmung versehenen Messaufnehmer gelagert, der vorzugsweise aus dem gemeinsamen Gehäuse für die beiden elektrischen Maschinen gezogen werden kann.to easy accessibility are the rotation angle sensors in the common, provided with a suitable shield mounted sensor, preferably from the common housing for the two electric machines can be pulled.
Der Messaufnehmer umfasst insbesondere ein Trägerteil und zwei Platinen. Bevorzugt weist das Trägerteil ein Gehäuse und ein armförmiges Element auf. Besonders bevorzugt ist das Trägerteil einstückig vorgesehen, z. B. aus Metall gefräst, und somit besonders stabil. Die Platinen, die sich über das armförmige Element erstrecken, nehmen vorzugsweise auf jeder der beiden, den elektrischen Maschinen zugewandten Seiten mindestens einen Drehwinkelsensor auf.Of the Sensor comprises in particular a carrier part and two Boards. Preferably, the carrier part has a housing and an arm-shaped element. Particularly preferred the support member provided in one piece, z. B. off Milled metal, and thus very stable. The boards, which extend over the arm-shaped element, take preferably on each of the two, the electric machines facing sides on at least one rotation angle sensor.
Es wird als besonders zweckmäßig angesehen, wenn der Messaufnehmer, insbesondere die Platinen, einschiebbar zwischen die beiden elektrischen Maschinen sind. Das Gehäuse ist hierbei von außerhalb, beispielsweise von außerhalb der elektrischen Achse des Fahrzeuges leicht zugänglich und es ist somit im Falle eines Fehlers bzw. eines Defektes ein einfacher Austausch des gesamten Messaufnehmers möglich.It is considered to be particularly useful if the sensor, in particular the boards, insertable between the two electric machines are. The case is here from outside, for example from outside the electrical axis of the vehicle easily accessible and it is thus in case of a fault or a defect easy replacement of the entire sensor possible.
Eine besonders einfache Lagerung des Messaufnehmers ergibt sich, wenn dieser im Gehäuse der Portalachse gelagert ist, insbesondere in das Gehäuse einschiebbar ist. Vorzugsweise ist das Gehäuse einteilig und dient der Aufnahme der beiden elektrischen Maschinen. Die elektrischen Maschinen sind insbesondere nebeneinanderliegend angeordnet, mit einem geringen Abstand voneinander, der so bemessen ist, dass gerade ausreichend Platz besteht, um das armförmige Element mit den Drehwinkelsensoren zwischen den Rotoren der beiden elektrischen Maschinen zu platzieren. Jeweils eine Seite des armförmigen Elements der Platine weist dabei zu einer der elektrischen Maschinen hin. Die Drehachsen der Rotoren der elektrischen Maschinen liegen insbesondere auf einer gemeinsamen Achse. Für den Fall, dass die Drehachsen der Rotoren der elektrischen Maschinen nicht auf einer gemeinsamen Achse liegen ist das Messsystem beispielsweise dahingehend modifiziert, dass der Achsversatz auf der Platine kompensiert wird.A Particularly simple storage of the sensor arises when this is mounted in the housing of the portal axle, in particular can be inserted into the housing. Preferably, the housing one-piece and serves to accommodate the two electrical machines. The electrical machines are in particular juxtaposed arranged, with a small distance from each other, so sized is that there is just enough space around the arm-shaped Element with the rotation angle sensors between the rotors of the two to place electrical machines. One side of the arm-shaped one Elements of the board points to one of the electrical machines out. The axes of rotation of the rotors of the electrical machines are especially on a common axis. In case that the axes of rotation of the rotors of the electric machines not on lying on a common axis is the measuring system, for example modified so that compensates for the offset on the board becomes.
Bei dem erfindungsgemäßen Fahrwerk erfolgt der Kraftschluss von Untersetzungsgetriebe und dem diesem zugeordneten Rad vorzugsweise mittels einer Gelenkwelle. Diese ermöglicht die Übertragung von Drehmomenten, ohne dass es erforderlich ist, die Achse starr auszubilden. Infolgedessen kann das mit dem Fahrwerk versehene Kraftfahrzeug, im Unterschied zu den Kraftfahrzeugen gemäß dem diskutierten Stand der Technik, mit einer Einzelradaufhängung versehen sein. Hiermit erweitert sich der Anwendungsbereich des Fahrwerks erheblich, insbesondere auf Personenkraftwagen, bei denen es aus Gründen des Fahrkomforts und der Fahrsicherheit von Vorteil ist, wenn jedes Rad einzeln, d. h. unabhängig von den übrigen Rädern des Fahrzeuges, ein- und ausfedern kann.at the chassis according to the invention, the adhesion occurs of reduction gear and the associated wheel preferably by means of a propeller shaft. This allows the transmission of Torques without the need to rigidly form the axle. As a result, the vehicle provided with the chassis, in contrast to the motor vehicles according to the discussed prior art, with an independent suspension be provided. This extends the scope of the Chassis considerably, especially on passenger cars in which it for the sake of driving comfort and driving safety of Advantage is when each wheel individually, d. H. independent of the other wheels of the vehicle, on and rebound can.
Elektromaschinenseitig wirkt mit dem Messaufnehmer insbesondere ein mit dem Rotor der jeweiligen elektrischen Maschine verbundener Magnet und/oder verbundene Inkrementenscheibe zusammen, dessen/deren Position von dem Messaufnehmer detektiert wird.Electric machine side acts with the sensor in particular with the rotor of the respective electric machine connected magnet and / or connected incremental disc together whose position is detected by the sensor becomes.
Die Erfindung schlägt somit eine Sensorik für die den Rädern zugeordneten elektrischen Maschinen vor, bei der die Sensoren für beide elektrischen Maschinen in ein Trägerteil integriert sind. Das armförmige Element ist hierbei als Einschub in das Gehäuse ausgeführt. Die Sensorik ist redundant, insbesondere mittels zweier unterschiedlicher Technologien.The Invention thus proposes a sensor for the the wheels associated electrical machines before, at the sensors for both electrical machines in one Carrier part are integrated. The arm-shaped element is designed as a slot in the housing. The sensor is redundant, in particular by means of two different Technologies.
Die Erfindung schlägt ferner ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen vor, mit einer Vorderachse und einer Hinterachse, wobei die Vorderachse und/oder die Hinterachse mit dem beschriebenen erfindungsgemäßen Fahrwerk ausgestattet ist. Es handelt sich insbesondere um ein Kraftfahrzeug, bei dem die Vorderachse mit dem erfindungsgemäßen Fahrwerk ausgestattet ist und die Hinterachse mittels eines Verbrennungsmotors angetrieben wird.The Invention also proposes a motor vehicle, in particular a passenger car in front, with a front axle and a rear axle, wherein the front axle and / or the rear axle with the described inventive chassis is equipped. It is in particular a motor vehicle, in which the front axle equipped with the suspension according to the invention is and the rear axle driven by an internal combustion engine becomes.
Das Kraftfahrzeug weist insbesondere einen Energiespeicher auf und es sind die elektrischen Maschinen im Motorbetrieb und im Generatorbetrieb wirksam.The Motor vehicle has in particular an energy storage and it the electric machines are effective in engine operation and generator operation.
Das erfindungsgemäße Fahrwerk findet somit insbesondere bei einem mittels eines Hybridantriebes antreibbaren Fahrzeugs Verwendung. Das Hybridsystem dient der Fahrzeugleistungs-Steigerung und Verbrauchsreduktion, insbesondere bei einem Sportwagen durch Hinzufügen der zusätzlichen elektrischen Antriebsmaschinen und des Energiespeichers. Mittels der beiden elektrischen Maschinen kann den Antriebswellen an der Vorderachse des Kraftfahrzeuges ein Rad individuelles positives bzw. negatives Drehmoment aufgeprägt werden. Durch den Betrieb der elektrischen Maschinen wird das Fahrzeug beschleunigt (motorischer Betrieb) bzw. verzögert (generatorischer Betrieb). Dabei wird der Energiespeicher ent- bzw. geladen.The Suspension according to the invention thus finds particular in a vehicle drivable by a hybrid drive use. The hybrid system is used to increase vehicle performance and reduce fuel consumption. especially in a sports car by adding the additional electric drive machines and the energy storage. By means of the two electric machines can drive shafts at the front axle of the motor vehicle a wheel individual positive or negative torque can be impressed. By the Operation of the electrical machines accelerates the vehicle (motor operation) or delayed (regenerative operation). The energy store is being charged or discharged.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung und der Zeichnung selbst.Further Features of the invention will become apparent from the dependent claims, the following description of the drawing and the drawing itself.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.One preferred embodiment is shown in the drawing and explained in more detail in the following description.
Es zeigt:It shows:
Das mit dem erfindungsgemäßen Fahrwerk ausgestattete Kraftfahrzeug ist insbesondere ein für den Rennsport bestimmter Personenkraftwagen, dessen der Hinterachse zugeordnete, einzeln aufgehängte Räder mittels eines Verbrennungsmotors angetrieben werden und dessen der Vorderachse zugeordnete, gleichfalls einzeln aufgehängte Räder elektromotorisch angetrieben werden können, beispielsweise um ein zusätzliches Antriebsmoment über die Vorderräder aufzubringen.The vehicle equipped with the chassis according to the invention is in particular a motor vehicle intended for racing, the rear axle associated, individually suspended wheels are driven by an internal combustion engine and its front axle associated, also individually suspended wheels can be driven by electric motor, for example way to apply an additional drive torque on the front wheels.
Die
nachfolgende Beschreibung der
Dieses
Fahrwerk
Das
Fahrwerk
Das
Fahrzeug weist einen Energiespeicher auf, so dass die elektrischen
Maschinen
An
das jeweilige Ende des Achsgehäuses
Die
insoweit beschriebene Portalachse
Die
Portalachse
Die
Ausgangswelle der jeweiligen elektrischen Maschine
Mit
dem Ausgang der jeweiligen Stirnradstufe
Die
Bei
zwischen den beiden elektrischen Maschinen
Auf
dem armförmigen Element des Trägerteils bzw. Gehäuses
Wie
vorstehend beschrieben, ist die Anordnung symmetrisch bezüglich
der zwischen den elektrischen Maschinen
Damit
weist der Messaufnehmer
Der
jeweilige Rotor
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Fahrwerklanding gear
- 22
- Portalachseportal axle
- 33
- Achsgehäuseaxle box
- 44
- elektrische Maschineelectrical machine
- 55
- Statorstator
- 66
- Rotorrotor
- 77
- Messaufnehmersensor
- 88th
- Planetengetriebeplanetary gear
- 99
- Stirnradstufespur gear
- 1010
- Gelenkwellepropeller shaft
- 1111
- Gelenkjoint
- 1212
- Vorderradfront
- 1313
- gefederte Lagerungsprung storage
- 1414
- Trägerteil und Gehäusesupport part and housing
- 15a15a
- Platinecircuit board
- 15b15b
- Platinecircuit board
- 1616
- Achseaxis
- 1717
- HallsensoranordnungHall sensor arrangement
- 17a17a
- HallsensoranordnungHall sensor arrangement
- 1818
- Inkremental-EncoderIncremental encoder
- 18a18a
- Inkremental-EncoderIncremental encoder
- 1919
- Symmetrieebeneplane of symmetry
- 2020
- Zwischenstückconnecting piece
- 2121
- Dauermagnetpermanent magnet
- 2222
- Inkrementscheibeincrement disc
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