DE102011088892A1 - Electromotive drive unit for driving wheel of vehicle, has differential arranged in rotor shaft, and electric machine connected with driven shafts, where rotational axes of rotor and input shafts are formed parallel to each other - Google Patents

Electromotive drive unit for driving wheel of vehicle, has differential arranged in rotor shaft, and electric machine connected with driven shafts, where rotational axes of rotor and input shafts are formed parallel to each other Download PDF

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Abstract

The drive unit (1) has an electric machine (2) comprising a rotor (6) and a stator (7). Rotational torques applied at an input shaft (10') in a differential (3) are distributable on two driven shafts (19, 20), which are operatively connected with the differential. A rotation-fixed active connection is made between the rotor and the input shaft. The differential is concentrically arranged in a rotor shaft (9), where rotational axes (9a) of the rotor shaft and the input shaft are formed parallel to each other. Another electric machine (4) is operatively connected with the driven shafts. The electric machines are designed as an electromotor, motor or generator.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine elektromotorische Antriebseinheit mit wenigstens einer ersten elektrischen Maschine und mit einem Differenzial, wobei die erste elektrische Maschine einen Rotor und einen Stator aufweist und dabei zwischen dem Rotor undwenigstens einer Eingangswelle des Differenzials eine rotationsfeste Wirkverbindung herstellbar ist und dabei an der Eingangswelle anliegende Drehmomente in dem Differenzial auf wenigstens zwei mit dem Differenzial getrieblich wirkverbundene Abtriebswellen verteilbar sind, und wobei das Differenzial konzentrisch so in der Rotorwelle angeordnet ist, dass Rotationsachsen der Rotorwelle und der Eingangswelle parallel aufeinander liegen.The invention relates to an electromotive drive unit with at least one first electric machine and with a differential, wherein the first electric machine has a rotor and a stator and thereby between the rotor and at least one input shaft of the differential, a rotationally fixed operative connection can be produced and thereby applied to the input shaft torques in the differential can be distributed to at least two output shafts operatively connected to the differential, and wherein the differential is arranged concentrically in the rotor shaft, that axes of rotation of the rotor shaft and the input shaft are parallel to each other.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Eine derartige Antriebseinheit ist in DE 10 2007 021 359 A1 beschrieben. Der Vorteil solcher Antriebseinrichtungen liegt in ihrer Kompaktheit. Es ist bekannt, dass sich Getriebe besonders kompakt gestalten lassen, wenn Planetengetriebe verwendet werden. So ist das in DE 10 2007 021 359 A1 beschriebene Differenzial durch ein Planetengetriebe gebildet. Die Eingangswelle des Differenzials, ein Hohlrad, ist über ein weiteres Planetengetriebe mit der Rotorwelle der elektrischen Antriebsmaschine getrieblich wirkverbunden. Das Planetendifferenzial weist zwei Ausgangswellen auf, die beides Planetenträger sind und auf die an der Eingangswelle anliegende Drehmomente im Differenzial verteilt werden. Im Fahrbetrieb wird die Antriebsleistung der elektrischen Arbeitsmaschine über das Differenzial auf die Abtriebswellen aufgebracht, welche beispielsweise mit angetriebenen Rädern einer Fahrzeugachse wirkverbunden sind. Such a drive unit is in DE 10 2007 021 359 A1 described. The advantage of such drive devices is their compactness. It is known that transmissions can be made particularly compact when planetary gears are used. Thus, the differential described in DE 10 2007 021 359 A1 is formed by a planetary gear. The input shaft of the differential, a ring gear is operatively connected via a further planetary gear with the rotor shaft of the electric drive machine operatively connected. The planetary differential has two output shafts which are both planet carriers and are distributed to the torque applied to the input shaft in the differential. When driving the drive power of the electric machine is applied via the differential to the output shafts, which are operatively connected, for example, with driven wheels of a vehicle axle.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektromotorische Antriebseinheit zu schaffen, die variabler einsetzbar ist. The object of the invention is to provide an electric motor drive unit, which is variable in use.

Die Aufgabe ist nach dem Gegenstand des Anspruchs 1 und durch auf diesen rückbezogene Ansprüche gelöst.The problem is solved by the subject matter of claim 1 and by these back claims.

Gemäß Erfindung weist die elektromotorische Antriebseinheit wenigstens eine weitere als zweite elektrische Maschine bezeichnete elektrische Maschine auf. Die zweite elektrische Maschine ist mit zumindest einer der Abtriebswellen wirkverbunden. Durch die zweite Maschine können vorteilhaft zusätzlich zu Antriebsmomenten der elektromotorischen Antriebsmaschine weitere Momente im Sinne von Torque-Vectoring-Momenten oder Stellmomenten auf wenigstens eine der Abtriebswellen aufgebracht werden. Abtriebswellen sind die Wellen der Antriebseinheit, auf die durch durch das Differenzial die Antriebsleistung der elektromotorischen Antriebseinheiten verteilt werden. Eine der Abtriebswellen ist gewöhnlich mit einem in Fahrtrichtung linken Fahrzeugrad und die andere mit einem in Fahrtrichtung rechten Fahrzeugrad wirkverbunden. Bei Geradeausfahrt drehen die Abtriebswellen links und rechts mit der Eingangswelle des Differenzials üblicherweise mit gleicher Drehzahl. Bei Kurvenfahrt oder bei unterschiedlichen Fahrbahnzuständen links und rechts dreht eine der Abtriebswellen schneller als die andere, wobei das Differenzial „natürlich“ ausgleicht. According to the invention, the electromotive drive unit has at least one further electrical machine designated as a second electrical machine. The second electric machine is operatively connected to at least one of the output shafts. By means of the second machine, additional moments in the sense of torque vectoring moments or setting torques can advantageously be applied to at least one of the output shafts in addition to drive torques of the electromotive drive machine. Output shafts are the shafts of the drive unit, are distributed by the drive power of the electric motor drive units through the differential. One of the output shafts is usually operatively connected to a left in the direction of travel vehicle and the other with a right in the direction of travel vehicle. When driving straight ahead, the output shafts turn left and right with the input shaft of the differential usually at the same speed. When cornering or with different road conditions left and right turns one of the output shafts faster than the other, the differential "natural" compensates.

Die Eingangswelle ist der Differenzialkorb, in dem im klassischen Differenzial Ausgleichskegelräder drehbar gelagert sind. Die Ausgleichskegelräder stehen im Zahneingriff mit Kegelrädern einer Ausgangswelle, deren Rotationsachse auf der Rotationsachse der Rotorwelle der ersten elektrischen Antriebsmaschine liegt. The input shaft is the differential cage in which bevel wheels are rotatably mounted in the classic differential. The bevel gears are in meshing engagement with bevel gears of an output shaft whose axis of rotation lies on the axis of rotation of the rotor shaft of the first electric drive machine.

Die Eingangswelle eines Planetendifferenzials ist ein Planetenträger oder ein Hohlrad. An dem Planetenträger sind zwei Sätze Ausgleichs-Planetenräder drehbar gelagert sind. Die Planetenräder eines Satzes stehen gemeinsam mit einem der Sonnenräder im Zahneingriff. Ein Sonnenrad ist mit einer Ausgangswelle links und das andere Sonnenrad mit einer Ausgangswelle rechts drehstarr aber um die Rotationsachse drehbar verbunden. Je nach Typ des Differenzials kann jedes Planetenrad des einen Satzes auch mit einem Planetenrad des anderen Planetensatzes im Zahneingriff stehen. In einem solchen Planetendifferenzial ist der Planetenträger die Eingangswelle. Die Rotationsachsen der Ausgangswellen liegen auf der Rotationsachse der Rotorwelle der ersten elektrischen Antriebsmaschine. Wenn das Hohlrad die Eingangswelle ist, weist das Planetendifferenzial zwei Plantenträger auf, an denen jeweils ein Satz Planetenräder fest ist. Die Planetenräder beider Sätze kämmen mit dem Hohlrad. Jedem Planetensatz ist ein Sonnenrad zugeordnet, die über einen Stelltrieb mit einem Stellantrieb verbunden sind.The input shaft of a planetary differential is a planet carrier or a ring gear. On the planet carrier two sets of compensation planet gears are rotatably mounted. The planet gears of a set are in mesh with one of the sun gears. A sun gear is connected with an output shaft on the left and the other sun gear with an output shaft on the right torsionally rigid but rotatably connected to the rotation axis. Depending on the type of differential, each planetary gear of the one set can also mesh with a planetary gear of the other planetary gearset. In such a planetary differential, the planet carrier is the input shaft. The axes of rotation of the output shafts lie on the axis of rotation of the rotor shaft of the first electric drive machine. If the ring gear is the input shaft, the planetary differential on two planetary carriers, where each set of planetary gears is fixed. The planet gears of both sets mesh with the ring gear. Each planetary gear set is associated with a sun gear, which are connected via an actuating drive with an actuator.

Die Ausgangswellen sind mit den Abtriebswellen Drehmomente übertragend wirkverbunden. Dabei liegen sich jeweils eine Ausgangswelle und eine Abtriebswelle koaxial gegenüber oder gehen ineinander über. Alternativ sind die jeweilige Ausgangswelle und eine der Abtriebswellen zueinander versetzt oder geneigt angeordnet und mit einer getriebliche Verbindung miteinander wirkverbunden. So sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die Rotationsachsen der Ausgangswellen parallel und mit radialem Abstand zur jeweiligen Abtriebswelle angeordnet sind. In diesem Fall ist eine Drehmomente übertragende Wirkverbindung zwischen den beiden Wellen beispielsweise über zwei Stirn(zahn)räder oder Kegelzahnräder hergestellt, die miteinander im Zahneingriff stehen. Eines der Zahnräder sitzt auf der Ausgangswelle und eines auf der jeweiligen Abtriebswelle. The output shafts are operatively connected to the output shafts torque transmitting. In each case, an output shaft and an output shaft are coaxial with each other or merge into each other. Alternatively, the respective output shaft and one of the output shafts are mutually offset or inclined and operatively connected to each other with a geared connection. Thus, an embodiment of the invention provides that the axes of rotation of the output shafts are arranged parallel to and at a radial distance from the respective output shaft. In this case, a torque-transmitting active connection between the two shafts, for example via two end (tooth) wheels or bevel gears made, which are in meshing engagement with each other. One of the gears sits on the output shaft and one on the respective output shaft.

Die natürliche Ausgleichswirkung des Differenzials kann mittels der zweiten elektrischen Antriebsmaschine beeinflusst bzw. überbrückt werden, weil diese direkt mit der Abtriebswelle oder über eine getriebliche Verbindung mit der Abtriebswelle verbunden ist. Eine direkte Verbindung kann starr oder über eine Kupplung ausgebildet sein. Eine getriebliche Verbindung kann über ein System aus miteinander im Zahneingriff stehender Zahnräder gebildet sein. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die zweite elektrische Antriebsmaschine mit einer Anschlusswelle des Differenzials drehstarr wirkverbindbar oder wirkverbunden ist. Anschlusswellen des Differenzials sind alle Wellen die Leistungen führen und die mit der Umgebungskonstruktion des Differenzials in Drehmomente übertragender Wirkverbindung stehen. Anschlusswellen sind der Differenzialkorb, z.B. der Planetenträger, die Ausgangswellen oder ein Hohlrad. Durch die Erfindung ist die elektrische Antriebseinheit variabler und an die modernen Ansprüche an Fahrsicherheit angepasst, da durch das Torque-Vectoring gezielt Fahrzustände beeinflussbar sind. The natural balance effect of the differential can be influenced or bridged by means of the second electric drive machine, because it is connected directly to the output shaft or via a geared connection with the output shaft. A direct connection can be rigid or formed via a coupling. A geared connection may be formed via a system of meshing gearwheels. An embodiment of the invention provides that the second electric drive machine with a connection shaft of the differential is drehfestarr operatively connected or operatively connected. Connection shafts of the differential are all shafts that perform the services and that are in operative connection with the surrounding structure of the differential in torques. Connecting shafts are the differential cage, e.g. the planet carrier, the output shafts or a ring gear. By means of the invention, the electric drive unit is variable and adapted to the modern demands on driving safety, since driving states can be influenced by the torque vectoring in a targeted manner.

Im Falle einer Wirkverbindung mit dem Differenzialkorb kann die Eingangsleistung der ersten elektrischen Antriebsmaschine mit weiteren Leistungen von der zweiten elektrischen Antriebsmaschine überlagert werden (Boosten). Im Falle der Wirkverbindungen mit den anderen Anschlusswellen greift die Torque-Vectoring-Funktion.In the case of an operative connection with the differential cage, the input power of the first electric drive machine can be superimposed with further powers by the second electric drive machine (boosting). In the case of the active connections with the other connecting shafts, the torque vectoring function is used.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die zweite elektrische Maschine mit beiden Abtriebswellen, beispielsweise über einen Stelltrieb, mit beiden Sonnenrädern, wirkverbunden ist. An embodiment of the invention provides that the second electric machine with two output shafts, for example via an actuator, with both sun gears, is operatively connected.

Die Erfindung sieht weiter für eine elektromotorische Antriebseinheit mit wenigstens einer ersten elektrischen Maschine und mit einem Differenzial, wobei die erste elektrische Maschine einen Rotor und einen Stator aufweist und dabei zwischen dem Rotor und wenigstens einer Eingangswelle des Differenzials eine rotationsfeste Wirkverbindung herstellbar ist und dabei an der Eingangswelle anliegende Drehmomente in dem Differenzial auf wenigstens zwei mit dem Differenzial getrieblich wirkverbundene Abtriebswellen verteilbar sind, und wobei das Differenzial konzentrisch so in der Rotorwelle angeordnet ist, vor, dass die Rotationsachsen der der Rotorwelle und der Eingangswelle parallel aufeinander liegen, dass die Abtriebswellen Rotationsachsen aufweisen, die koaxial zueinander und parallel zu den Rotationsachsen der Rotorwelle und der Eingangswelle angeordnet sind.The invention further provides for an electromotive drive unit with at least one first electric machine and with a differential, wherein the first electric machine has a rotor and a stator and thereby a rotationally fixed active connection can be produced between the rotor and at least one input shaft of the differential Input torque applied torques in the differential to at least two with the differential gear operatively connected output shafts are distributed, and wherein the differential is concentrically arranged in the rotor shaft, before, that the axes of rotation of the rotor shaft and the input shaft are parallel to each other, that the output shafts have axes of rotation which are arranged coaxially with each other and parallel to the axes of rotation of the rotor shaft and the input shaft.

Die Abtriebswellen und das Differenzial sind außerhalb des Differenzials miteinander wirkverbunden. Konzentrische Anordnungen von elektrischen Maschinen und deren Getrieben/Differenzialen weisen den Vorteil auf, dass die Antriebseinheit axial wenig Bauraum beansprucht und deshalb gut zwischen zwei angetriebene Fahrzeugräder passen. Der Durchmesser der elektrische Maschine, die ein Elektromotor oder ein Motor/Generator ist, kann abhängig vom Leistungsbedarf der Antriebseinheit so groß sein, dass seine Anordnung direkt mittig zwischen den links und rechts liegenden Fahrzeugrädern nicht vorteilhaft ist. Der Vorteil dieser erfindungsgemäßen Anordnung liegt darin, dass die Antriebseinheiten mit Differenzial und ggf. mit Torque-Vectoring-Antrieben gezielt von der Achse entfernt an Stellen im Fahrzeug angeordnet werden können, die mehr Platz bieten. Der Abstand zwischen den Ausgangswellen und den Abtriebswellen wird durch eine getriebliche Verbindung überbrückt, die z.B. ein Riemen- oder Kettentrieb oder durch miteinander im Zahnreingriff stehende Zahnräder. The output shafts and the differential are operatively connected to each other outside the differential. Concentric arrangements of electrical machines and their transmissions / differentials have the advantage that the drive unit requires little axial space and therefore fits well between two driven vehicle wheels. The diameter of the electric machine, which is an electric motor or a motor / generator, depending on the power requirement of the drive unit may be so large that its arrangement directly midway between the left and right vehicle wheels is not advantageous. The advantage of this arrangement according to the invention is that the drive units with differential and possibly with torque vectoring drives can be arranged away from the axle at locations in the vehicle that offer more space. The distance between the output shafts and the output shafts is bridged by a geared connection, e.g. a belt or chain drive or by toothed mesh with each other.

Beschreibung der ZeichnungDescription of the drawing

1 ist die einzige Zeichnung und zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer elektromotorischen Antriebseinheit 1. Die elektromotorische Antriebseinheit 1 weist eine erste elektrischen Maschine 2 und ein Differenzial 3, eine zweite elektrische Antriebsmaschine 4 und einen Stelltrieb 5 auf. Die erste elektrische Maschine ist ein elektrischer Motor, der mit einem Rotor 6 und und einem Stator 7 versehen ist. Der Stator 7 ist an einem Gehäuse 8 der Antriebseinheit 1 fest. Der Rotro 6 sitzt auf einer Rotorwelle 9, deren Rotationsachse 9a axial ausgerichtet ist. Das Differenzial 3 ist ein Planeten- bzw. Stirnraddifferenzial und weist ein Hohlrad 10 mit zwei identischen Innenverzahnungen 11 auf, die auch eine gemeinsame Innenverzahnung bilden können. Weiterhin weist das Differenzial 3 zwei Planetenträger 12 und 12’ auf. An jedem Planetenträger ist einer der Sätze 13 und 14 Planetenräder 13’ und 14’ als Ausgleichsräder drehbar gelagert. Das Hohlrad 10 und die Planetenträger 12 und 12’ als Abtriebs- bzw. Ausgangswellen des Differenzials 3 sind um eine gemeinsame Rotationsachse zu dem Gehäuse 8 drehbar gelagert, welche der Rotationsachse 9a der Rotorwelle 9 entspricht. Zwei Sonnenräder 15 und 16 sind konzentrisch zu dem Hohlrad 10 angeordnet und weisen eine gemeinsame Rotationsachse auf, die auch der Rotationsachse 9a der Rotorwelle 9 entspricht. Erstes Sonnenrad 15 und zweites Sonnenrad 16, Hohlrad 10 und die Planetenträger 12, 12’ sind konzentrisch in dem Rotor 6 sowie Stator 7 angeordnet. Die Planetenräder 13’ des einen Planetensatzes 13 stehen im Zahneingriff mit einer Innenverzahnung 11 sowie mit dem ersten Sonnenrad 15. Die Planetenräder 14’ des anderen Planetensatzes 14 stehen im Zahneingriff mit der anderen Innenverzahnung 11 und mit dem zweiten Sonnenrad 16. 1 is the only drawing and shows schematically an embodiment of an electric motor drive unit 1 , The electromotive drive unit 1 has a first electric machine 2 and a differential 3 , a second electric drive machine 4 and an actuator 5 on. The first electric machine is an electric motor that comes with a rotor 6 and and a stator 7 is provided. The stator 7 is on a housing 8th the drive unit 1 firmly. The Rotro 6 sits on a rotor shaft nine whose rotation axis 9a is axially aligned. The differential 3 is a planetary or spur gear differential and has a ring gear 10 with two identical internal gears 11 on, which can also form a common internal toothing. Furthermore, the differential points 3 two planet carriers 12 and 12 ' on. At each planet carrier is one of the sentences 13 and 14 planetary gears 13 ' and 14 ' rotatably mounted as differential gears. The ring gear 10 and the planet carrier 12 and 12 ' as output or output shafts of the differential 3 are about a common axis of rotation to the housing 8th rotatably mounted, which is the axis of rotation 9a the rotor shaft nine equivalent. Two sun wheels 15 and 16 are concentric with the ring gear 10 arranged and have a common axis of rotation, which is also the axis of rotation 9a the rotor shaft nine equivalent. First sun wheel 15 and second sun gear 16 , Ring gear 10 and the planet carrier 12 . 12 ' are concentric in the rotor 6 as well as stator 7 arranged. The planet wheels 13 ' of the one planetary gear set 13 are in meshing with an internal toothing 11 as well as with the first sun wheel 15 , The planet wheels 14 ' of the other planetary gear set 14 are meshed with the other internal teeth 11 and with the second sun wheel 16 ,

Das erste Planetenträger 12’ ist mit einer ersten Ausgangswelle 17 und der zweite Planetenträger 12 mit der zweiten Ausgangswelle 18 drehstarr und jeweils um die Rotationsachse 9a miteinander drehbar verbunden. Eine erste Abtriebswelle 19 liegt mit der Rotationsachse 35 mit parallelem Abstand zur Rotationsachse 9a der ersten Ausgangswelle 17. Eine zweite Abtriebswelle 20 liegt auch mit parallelem Abstand ihrer Rotationsachse 36 zur Rotationsachse 9a der zweiten Ausgangswelle 18. Die Ausgangswellen 17 und 18 sind axial zueinander koaxial. Jede der Abtriebswellen 19 und 20 ist jeweils mit einem nicht dargestellten Fahrzeugrad, beispielsweise über eine Gelenkwelle, wirkverbunden. Zwischen der jeweiligen Ausgangswelle 17 bzw. 18 und der jeweiligen Abtriebswelle 19 bzw. 20 ist jeweils eine getriebliche Verbindung 21 bzw. 22 ausgebildet.The first planet carrier 12 ' is with a first output shaft 17 and the second planet carrier 12 with the second output shaft 18 torsionally rigid and each about the axis of rotation 9a rotatably connected to each other. A first output shaft 19 lies with the rotation axis 35 with parallel distance to the axis of rotation 9a the first output shaft 17 , A second output shaft 20 is also at a parallel distance of its axis of rotation 36 to the axis of rotation 9a the second output shaft 18 , The output shafts 17 and 18 are axially coaxial with each other. Each of the output shafts 19 and 20 is in each case operatively connected to a vehicle wheel, not shown, for example via a propeller shaft. Between the respective output shaft 17 respectively. 18 and the respective output shaft 19 respectively. 20 is in each case a geared connection 21 respectively. 22 educated.

Die erste getriebliche Verbindung 21 weist ein erstes Zahnrad 23 und ein zweites Zahnrad 24 auf. Das erste Zahnrad 23 sitzt drehfest auf der ersten Ausgangswelle 17 und das zweite Zahnrad 24 auf der ersten Abtriebswelle 19, wobei beide Zahnräder 23 und 24 miteinander im Zahneingriff stehen. Die zweite getriebliche Verbindung 22 ist durch ein drittes Zahnrad 25 und ein viertes Zahnrad 26 gebildet. Das dritte Zahnrad 25 sitzt fest auf der zweiten Ausgangswelle 18 und das vierte Zahnrad 26 fest auf der zweiten Abtriebswelle 20, wobei beide Zahnräder 25 und 26 miteinander im Zahneingriff stehen.The first geared connection 21 has a first gear 23 and a second gear 24 on. The first gear 23 is fixed against rotation on the first output shaft 17 and the second gear 24 on the first output shaft 19 where both gears 23 and 24 mesh with each other. The second geared connection 22 is through a third gear 25 and a fourth gear 26 educated. The third gear 25 sits firmly on the second output shaft 18 and the fourth gear 26 firmly on the second output shaft 20 where both gears 25 and 26 mesh with each other.

Zwischen dem Rotor 6 und der Eingangswelle 10’ des Differenzials 3, welche das Hohlrad 10 ist, ist eine rotationsfeste Wirkverbindung ausgebildet, so dass der Rotor 6 das Hohlrad 10 um die Rotationsachse 9a rotierenden mitnimmt. Durch die erste elektrische Antriebsmaschine 2 auf die Eingangswelle 10’ aufgebrachte Drehmomente werden in dem Differenzial 3 auf Planetenträger 12’ und 12 und über die Ausgangswellen 17 und 18 sowie die getrieblichen Verbindungen 21 und 22 auf die Abtriebswellen 19 und 20 verteilt. Between the rotor 6 and the input shaft 10 ' of the differential 3 which the ring gear 10 is, a rotationally fixed operative connection is formed, so that the rotor 6 the ring gear 10 around the axis of rotation 9a rotating takes along. Through the first electric drive machine 2 on the input shaft 10 ' Applied torques are in the differential 3 on planet carrier 12 ' and 12 and over the output shafts 17 and 18 as well as the geared connections 21 and 22 on the output shafts 19 and 20 distributed.

Die zweite elektrische Maschine 5 ist über jeweils eine getriebliche Verbindung mit jeweils einer der Abtriebswellen 19 oder 20 wirkverbunden. Eine dritte getriebliche Wirkverbindung ist durch den Stelltrieb 6, durch das Differenzial 3 und durch die erste getriebliche Verbindung 21 mit der ersten Abtriebswelle 19 hergestellt. Eine dritte getriebliche Verbindung besteht aus dem Stelltrieb 6, dem Differenzial 3 und der zweiten getrieblichen Verbindung 22 mit der zweiten Abtriebswelle 20, weil diese miteinander gekoppelt sind.The second electric machine 5 is in each case via a geared connection with one of the output shafts 19 or 20 operatively connected. A third gear active connection is through the actuator 6 , through the differential 3 and through the first geared connection 21 with the first output shaft 19 produced. A third geared connection consists of the actuator 6 , the differential 3 and the second geared connection 22 with the second output shaft 20 because they are linked together.

Der Stelltrieb 6 ist aus einem Antriebsrad 27 und zwei Stellrädern 28 und 29 gebildet. Antriebsrad 27 und Stellräder 28 und 29 sind Kegelräder. Das Antriebsrad 27 steht zugleich im Zahneingriff mit beiden Stellrädern 28 und 29. Das Stellrad 28 ist über eine Zentralwelle 30 mit einer ersten Anschlusswelle 31 des Differenzials 3, mit dem ersten Sonnenrad 15, drehstarr verbunden und um die Rotationsachse 9a rotierbar. Die Zentralwelle 30 steckt in einer Hohlwelle 33, welche das zweite Stellrad 29 mit einer zweiten Anschlusswelle 32 des Differenzials 3 verbindet und welche das zweite Sonnenrad 16 ist. Das Antriebsrad 27 ist an einer Rotorwelle 34 der zweiten elektrischen Antriebsmaschine 4 befestigt. The actuator 6 is from a drive wheel 27 and two adjusting wheels 28 and 29 educated. drive wheel 27 and adjusting wheels 28 and 29 are bevel gears. The drive wheel 27 at the same time meshing with both setting wheels 28 and 29 , The thumbwheel 28 is over a central shaft 30 with a first connection shaft 31 of the differential 3 , with the first sun wheel 15 , torsionally connected and around the axis of rotation 9a rotatable. The central shaft 30 stuck in a hollow shaft 33 , which is the second wheel 29 with a second connecting shaft 32 of the differential 3 connects and which the second sun wheel 16 is. The drive wheel 27 is on a rotor shaft 34 the second electric drive machine 4 attached.

Bei Geradeausfahrt werden die Sonnenräder 15 und 16 beispielsweise über den Stelltrieb starr gehalten, das Hohlrad 10 wird angetrieben und damit die Planetenräder 13’ und 14’. Durch Antrieb des Antriebsrades 27 zwecks Torque-Vectoring werden die Stellräder 28 und 29 gegeneinander geschwenkt bzw. verdreht, was zum Verdrehen der Sonnenräder 15 und 16 gegeneinander führt. Bezugszeichen 1 Antriebseinheit 17 erste Ausgangswelle 2 erste elektrische Maschine 18 zweite Ausgangswelle 3 Differenzial 19 erste Abtriebswelle 4 zweite elektrische Maschine 20 zweite Abtriebswelle 5 Stelltrieb 21 erste getriebliche Verbindung 6 Rotor 22 zweite getriebliche Verbindung 7 Stator 23 erstes Zahnrad 8 Gehäuse 24 zweites Zahnrad 9 Rotorwelle 25 drittes Zahnrad 9a Rotationsachse 26 viertes Zahnrad 10 Hohlrad 27 Antriebsrad 10’ Eingangswelle 28 Stellrad 11 Innenverzahnung 29 Stellrad 12, 12’ Planetenträger 30 Zentralwelle 13 Satz Planetenräder 13’ 31 erste Anschlusswelle 14 Satz Planetenräder 14’ 32 zweite Anschlusswelle 15 erstes Sonnenrad 33 Hohlwelle 16 zweites Sonnenrad 34 Rotorwelle 35 Rotationsachse 36 Rotationsachse When driving straight, the sun gears 15 and 16 For example, held rigidly on the actuator, the ring gear 10 is driven and thus the planetary gears 13 ' and 14 ' , By driving the drive wheel 27 for the purpose of torque vectoring the adjusting wheels 28 and 29 pivoted against each other or twisted, causing the rotation of the sun gears 15 and 16 leads against each other. reference numeral 1 drive unit 17 first output shaft 2 first electric machine 18 second output shaft 3 differential 19 first output shaft 4 second electric machine 20 second output shaft 5 actuator 21 first geared connection 6 rotor 22 second geared connection 7 stator 23 first gear 8th casing 24 second gear nine rotor shaft 25 third gear 9a axis of rotation 26 fourth gear 10 ring gear 27 drive wheel 10 ' input shaft 28 thumbwheel 11 internal gearing 29 thumbwheel 12 . 12 ' planet carrier 30 central shaft 13 Set of planet wheels 13 ' 31 first connection shaft 14 Set of planet wheels 14 ' 32 second connection shaft 15 first sun gear 33 hollow shaft 16 second sun wheel 34 rotor shaft 35 axis of rotation 36 axis of rotation

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102007021359 A1 [0002] DE 102007021359 A1 [0002]

Claims (10)

Elektromotorische Antriebseinheit (1) mit wenigstens einer ersten elektrischen Maschine (2) und mit einem Differenzial (3), wobei die erste elektrische Maschine (2) einen Rotor (6) und einen Stator (7) aufweist und dabei zwischen dem Rotor (6) und wenigstens einer Eingangswelle (10’) des Differenzials (3) eine rotationsfeste Wirkverbindung herstellbar ist und dabei an der Eingangswelle (10’) anliegende Drehmomente in dem Differenzial (3) auf wenigstens zwei mit dem Differenzial (3) getrieblich wirkverbundene Abtriebswellen (19, 20) verteilbar sind, und wobei das Differenzial (3) konzentrisch so in der Rotorwelle (9) angeordnet ist, dass Rotationsachsen (9a) der Rotorwelle (9) und der Eingangswelle (10’) parallel aufeinander liegen, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromotorische Antriebseinheit (1) wenigstens eine zweite elektrische Maschine (4) aufweist, wobei die zweite elektrische Maschine (4) mit zumindest einer der Abtriebswellen (19, 20) wirkverbunden ist.Electromotive drive unit ( 1 ) with at least one first electrical machine ( 2 ) and with a differential ( 3 ), wherein the first electric machine ( 2 ) a rotor ( 6 ) and a stator ( 7 ) and between the rotor ( 6 ) and at least one input shaft ( 10 ' ) of the differential ( 3 ) a rotationally fixed operative connection can be produced and thereby at the input shaft ( 10 ' ) applied torques in the differential ( 3 ) to at least two with the differential ( 3 ) geared active output shafts ( 19 . 20 ) and the differential ( 3 ) concentrically so in the rotor shaft ( nine ), that rotation axes ( 9a ) of the rotor shaft ( nine ) and the input shaft ( 10 ' ) are parallel to one another, characterized in that the electromotive drive unit ( 1 ) at least one second electric machine ( 4 ), wherein the second electrical machine ( 4 ) with at least one of the output shafts ( 19 . 20 ) is operatively connected. Elektromotorische Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite elektrische Maschine (4) mit beiden Abtriebswellen (19, 20) wirkverbunden ist. Electromotive drive unit according to claim 1, characterized in that the second electric machine ( 4 ) with both output shafts ( 19 . 20 ) is operatively connected. Elektromotorische Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite elektrische Maschine (4) mit wenigstens einer Abtriebswelle (19, 20) getrieblich über wenigstens zwei miteinander im Zahneingriff stehenden Zahnräder (27, 28, 29) wirkverbunden ist, wobei ein erstes der Zahnräder (27) mit einer weiteren Rotorwelle (34) der zweiten elektrischen Maschine (4) drehfest verbunden und ein zweites der Zahnräder (28, 29) drehfest mit einer Anschlusswelle (31, 32) des Differenzials (3) gekoppelt ist.Electromotive drive unit according to claim 1 or 2, characterized in that the second electric machine ( 4 ) with at least one output shaft ( 19 . 20 ) via at least two teeth meshing with each other ( 27 . 28 . 29 ) is operatively connected, wherein a first of the gears ( 27 ) with another rotor shaft ( 34 ) of the second electric machine ( 4 ) rotatably connected and a second of the gears ( 28 . 29 ) rotatably with a connecting shaft ( 31 . 32 ) of the differential ( 3 ) is coupled. Elektromotorische Antriebseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Differenzial (3) ein Planetendifferenzial ist, dessen Eingangswelle (10’) wenigstens ein Hohlrad (10) mit mindestens einer Innenverzahnung (11) ist, wobei die Anschlusswellen (31, 32) Sonnenräder (15, 16) sind, welche mit wenigstens zwei Sätzen (13, 14) Planetenrädern (13’, 14’) im Zahneingriff stehen, wobei die Planetenräder (13’, 14’) eines Satzes (13, 14) jeweils an einem Planetenträger (12, 12’) drehbar gelagert ist, welcher jeweils eine Ausgangswelle (17, 18) des Differenzials (3) ist.Electromotive drive unit according to claim 3, characterized in that the differential ( 3 ) is a planetary differential whose input shaft ( 10 ' ) at least one ring gear ( 10 ) with at least one internal toothing ( 11 ), the connection shafts ( 31 . 32 ) Sun wheels ( 15 . 16 ) containing at least two sentences ( 13 . 14 ) Planetary gears ( 13 ' . 14 ' ) are meshing with the planetary gears ( 13 ' . 14 ' ) of a sentence ( 13 . 14 ) each on a planet carrier ( 12 . 12 ' ) is rotatably mounted, which in each case an output shaft ( 17 . 18 ) of the differential ( 3 ). Elektromotorische Antriebseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine der Ausgangswellen (17, 18) mit einer der Abtriebswellen (19, 20) getrieblich wirkverbunden ist.Electromotive drive unit according to claim 4, characterized in that in each case one of the output shafts ( 17 . 18 ) with one of the output shafts ( 19 . 20 ) is operatively connected. Elektromotorische Antriebseinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswellen (19, 20) Rotationsachsen (35, 36) aufweisen, die koaxial zueinander und parallel zu den Rotationsachsen (9a) der Rotorwelle (9) und der Eingangswelle (10’) angeordnet sind.Electromotive drive unit according to the preamble of claim 1, characterized in that the output shafts ( 19 . 20 ) Rotation axes ( 35 . 36 ) coaxial with each other and parallel to the axes of rotation ( 9a ) of the rotor shaft ( nine ) and the input shaft ( 10 ' ) are arranged. Elektromotorische Antriebseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Abtriebswellen (19, 20) und das Differenzial (3) außerhalb des Differenzials (3) miteinander wirkverbunden sind. Electromotive drive unit according to claim 6, characterized in that each of the output shafts ( 19 . 20 ) and the differential ( 3 ) outside the differential ( 3 ) are operatively connected to each other. Elektromotorische Antriebseinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine der Ausgangswellen (17, 18) des Differenzials (3), auf welche die an der Eingangswelle (10’) anliegenden Drehmomente im Differenzial (3) verteilbar sind und jeweils eine der Abtriebswellen (19, 20) mittels einer getrieblichen Wirkverbindung (21, 22) miteinander wirkverbunden sind.Electromotive drive unit according to claim 7, characterized in that in each case one of the output shafts ( 17 . 18 ) of the differential ( 3 ) to which the at the input shaft ( 10 ' ) applied torques in the differential ( 3 ) are distributable and each one of the output shafts ( 19 . 20 ) by means of a geared active connection ( 21 . 22 ) are operatively connected to each other. Elektromotorische Antriebseinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die getriebliche Wirkverbindung durch wenigstens zwei miteinander im Zahneingriff stehende Zahnräder gebildet ist. Electromotive drive unit according to claim 8, characterized in that the geared operative connection is formed by at least two teeth meshing with each other. Elektromotorische Antriebseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromotorische Antriebseinheit (1) wenigstens eine zweite elektrische Maschine (4) aufweist, wobei die zweite elektrische Maschine (4) mit zumindest einer Anschlusswelle (31, 32) des Differenzials (3) wirkverbunden ist.Electromotive drive unit according to claim 6, characterized in that the electromotive drive unit ( 1 ) at least one second electric machine ( 4 ), wherein the second electrical machine ( 4 ) with at least one connecting shaft ( 31 . 32 ) of the differential ( 3 ) is operatively connected.
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