DE102012102260B4 - Drehmomentübertragungseinheit mit integriertem Elektroantriebsmotor - Google Patents
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Abstract
Achsbaugruppe umfassend:eine Kraftübertragungsvorrichtung (30), die ein Gehäuse (75), eine Reibkupplung (74), ein Eingangselement (70), ein Ausgangselement (72) und ein Hydraulikaggregat (116) hat, wobei das Gehäuse (75) ein Hydraulikrohr (112) und eine ringförmige Kolbenbohrung (106) definiert, wobei die Reibkupplung (74) in dem Gehäuse (75) aufgenommen ist und wahlweise Drehmoment zwischen dem Eingangselement (70) und dem Ausgangselement (72) überträgt, wobei die Reibkupplung (74) eine Trommel (100) und einen Ringkolben (104) enthält, der in der ringförmigen Kolbenbohrung (106) aufgenommen ist, wobei das Hydraulikaggregat (116) fest mit dem Gehäuse (75) verbunden ist und ausgebildet ist, ein druckbeaufschlagtes Fluid durch das Rohr (112) zu der ringförmigen Kolbenbohrung (106) zu leiten;eine erste und eine zweite Achswelle (26, 40);ein Differential (22, 36), das ausgebildet ist, Antriebsdrehmoment von dem Ausgangselement (72) an die erste und die zweite Achswelle (26, 40) zu übertragen, undeinen Elektromotor (56), der eine Spule (122) und eine Vielzahl von Magneten (120) umfasst, wobei die Spule (122) auf dem Gehäuse (75) oder der Trommel (100) angeordnet ist und die Magnete (120) auf dem jeweils anderen der durch das Gehäuse (75) und die Trommel (100) gebildeten Elemente angeordnet sind.
Description
- GEBIET
- Die vorliegende Offenbarung betrifft im Wesentlichen Achsbaugruppen. Insbesondere ist die vorliegende Offenbarung gerichtet auf eine Achsbaugruppe mit einer Kraftübertragungsvorrichtung, die mit einer Reibkupplung und einem Elektromotor, der antreibend mit einer Komponente der Reibkupplung gekoppelt ist, um wahlweise positives oder negatives Drehmoment zur Unterstützung des Fahrzeugbetriebs zu liefern, ausgestattet ist.
- HINTERGRUND
- Dieser Abschnitt enthält Hintergrundinformationen zu der vorliegenden Offenbarung, bei denen es sich nicht zwangsweise um Stand der Technik handelt.
- Aufgrund der steigenden Nachfrage nach Kraftfahrzeugen mit Vierradantrieb und Allradantrieb werden zahlreiche Kraftübertragungssysteme in Kraftfahrzeug-Antriebsstranganwendungen eingebaut, um Antriebsdrehmoment an die Räder zu übertragen. Viele Kraftfahrzeuge haben eine Kraftübertragungsvorrichtung, die wirkungsmäßig zwischen dem Primärantriebsstrang und dem Sekundärantriebsstrang eingebaut ist. Derartige Kraftübertragungsvorrichtungen sind typischerweise mit einem Drehmomentübertragungsmechanismus zum wahlweisen Übertragen von Antriebsdrehmoment von dem Primärantriebsstrang an den Sekundärantriebsstrang ausgestattet, um eine Vierradantriebsart einzustellen.
- Einige Kraftübertragungsvorrichtungen sind zum automatischen Leiten von Antriebsdrehmoment an die Sekundärräder ohne Eingabe oder Aktion seitens des Fahrers betätigbar. Wenn an den Primärrädern Traktion verloren geht, wird eine Kupplung betätigt, um Drehmoment an die Sekundärräder zu übertragen, um die Vierradantriebsart einzustellen. Einige Kraftübertragungsvorrichtungen sind mit einem elektrisch gesteuerten Kupplungsbetätiger ausgestattet, der betätigbar ist, um in Abhängigkeit von Änderungen der Kraftfahrzeug-Betriebseigenschaften, wie Fahrzeuggeschwindigkeit, Drosselklappenstellung und Lenkwinkel die Größe des Antriebsdrehmoments zu regeln, das über die Kupplung an den Sekundärantriebsstrang übertragen wird. Zwar werden viele Kraftübertragungsvorrichtungen zurzeit bei Kraftfahrzeugen mit Vierradantrieb eingesetzt, doch besteht ein Bedarf, die Technik zu verbessern.
- Das Dokument
WO 2010/ 019 641 A2 - ZUSAMMENFASSUNG
- Dieser Abschnitt enthält eine allgemeine Zusammenfassung der Offenbarung und stellt keine umfassende Offenbarung ihres gesamten Umfangs oder all ihrer Merkmale dar.
- Eine Achsbaugruppe umfasst eine Kraftübertragungsvorrichtung, die ein Gehäuse enthält. In einigen Beispielen kann das Gehäuse eine zylindrische Seitenwand haben. Die Kraftübertragungsvorrichtung übermittelt Drehbewegung von einem Eingangselement an ein Ausgangselement. Eine Reibkupplung ist in dem Gehäuse angeordnet und kann betätigt werden, um wahlweise Drehmoment zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement zu übertragen. Die Reibkupplung enthält ein erstes Kupplungselement und ein zweites Kupplungselement. Das erste Kupplungselement ist wirkungsmäßig mit dem Eingangselement gekoppelt, während das zweite Kupplungselement wirkungsmäßig mit dem Ausgangselement gekoppelt ist. Eine erste und eine zweite Achswelle treiben ein erstes bzw. ein zweites Antriebsrad an. Ein Differential überträgt Antriebsdrehmoment von dem Ausgangselement an die erste und/oder zweite Achswelle. Ein Elektromotor, der eine Spule und eine Vielzahl von Magneten umfasst, ist auf der Achsbaugruppe vorgesehen. In einem Beispiel ist die Spule auf dem Gehäuse angeordnet, und die Magnete sind auf dem zweiten Kupplungselement angeordnet. Die Spule kann wahlweise unter Strom gesetzt werden, um eine positive oder negative Drehmoment-Eingabe an das Ausgangselement liefern.
- Gemäß anderen Merkmalen sind die erste und die zweite Achswelle hintere Achswellen. Die Spule ist auf der zylindrischen Seitenwand des Gehäuses angeordnet. Das erste Kupplungselement ist eine Kupplungsnabe, und das zweite Kupplungselement ist eine zylindrische Kupplungstrommel. Die Magnete sind auf einer zylindrischen Außenfläche der Trommel angeordnet. Die Reibkupplung ist eine Nasskupplung.
- Gemäß anderen Merkmalen ist die Kraftübertragungsvorrichtung so konfiguriert, dass sie in verschiedenen Antriebsarten arbeitet. Zum Beispiel kann die Kraftübertragungsvorrichtung in einer durch den Elektromotor unterstützten Antriebsart laufen, wobei der Elektromotor unter Strom gesetzt wird und entweder positives oder negatives Drehmoment an die Ausgangswelle liefert. Die Kraftübertragungsvorrichtung ist ferner so konfiguriert, dass sie in einer Elektroantriebsart arbeitet, wobei die Reibkupplung der Kraftübertragungsvorrichtung nicht gekoppelt ist und wobei der Motor unter Strom gesetzt wird und eine alleinige Drehmoment-Eingabe an die Ausgangswelle liefert. Die Kraftübertragungsvorrichtung ist ferner so konfiguriert, dass sie in einer regenerativen Antriebsart arbeitet, wobei der Elektromotor eine Bremseingabe an die Kraftübertragungsvorrichtung liefert und wobei die Bremseingabe eine regenerative Eingabe an eine Batterie liefert. Gemäß einem Beispiel ist das Differential ein hinteres Differential.
- Weitere Anwendungsgebiete ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Die Beschreibung und die speziellen Beispiele in dieser Zusammenfassung dienen lediglich Veranschaulichungszwecken und sind nicht dazu gedacht, den Umfang der vorliegenden Offenbarung einzuschränken.
- ZEICHNUNGEN
- Die nachfolgend beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich der Veranschaulichung von ausgewählten Ausführungsbeispielen und nicht aller möglichen Ausführungen, und sie sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.
- Die vorliegende Erfindung wird aus der ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen deutlicher, in denen zeigen:
-
1 eine geschnittene Seitenansicht einer Kraftübertragungsvorrichtung, die einen Elektromotor enthält und gemäß einem Beispiel der vorliegenden Lehre konstruiert ist; -
2 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit Vierradantrieb, das mit der Kraftübertragungsvorrichtung nach1 ausgestattet ist und in einer ersten Antriebsart gezeigt ist; -
3 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit Vierradantrieb, das mit der Kraftübertragungsvorrichtung nach1 ausgestattet ist und in einer zweiten Antriebsart gezeigt ist; -
4 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit Vierradantrieb, das mit der Kraftübertragungsvorrichtung nach1 ausgestattet ist und in einer dritten Antriebsart gezeigt ist; -
5 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit Vierradantrieb, das mit der Kraftübertragungsvorrichtung nach1 ausgestattet ist und in einer vierten Antriebsart gezeigt ist; -
6 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit Vierradantrieb, das mit der Kraftübertragungsvorrichtung nach1 ausgestattet ist und in einer fünften Antriebsart gezeigt ist; und -
7 eine geschnittene Seitenansicht einer Kraftübertragungsvorrichtung, die einen Elektromotor enthält, der gemäß anderen Merkmalen der vorliegenden Lehre konstruiert ist. - Übereinstimmende Bezugszeichen bezeichnen in allen verschiedenen Ansichten der Zeichnungen übereinstimmende Teile.
- AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
- Ausführungsbeispiele werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben.
- Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele ist rein beispielhafter Natur und soll die Erfindung, ihre Anwendung oder ihren Gebrauch in keiner Weise einschränken.
- Die vorliegende Erfindung ist auf eine Achsbaugruppe gerichtet, die eine Drehmomentübertragungseinheit oder Kraftübertragungsvorrichtung enthält, die adaptiv gesteuert werden kann, um das zwischen einem drehbaren Eingangselement und einem drehbaren Ausgangselement übertragene Drehmoment zu modulieren. Die Kraftübertragungsvorrichtung kann in Kraftfahrzeugantriebssträngen als selbständige Vorrichtung nutzbar sein, die einfach zwischen Abschnitten von Gelenkwellen eingebaut, direkt an eine Antriebsachsbaugruppe oder andere in Reihe angeordnete Drehmoment-Kupplungsapplikationen gekoppelt ist. Während also die vorliegende Erfindung nachfolgend in Verbindung an Hand eines speziellen Konstruktionsbeispiels zur Verwendung in einer Antriebsstrangapplikation beschrieben wird, sei darauf hingewiesen, dass die gezeigte und beschriebene Anordnung lediglich dazu dient, ein exemplarisches Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zu veranschau lichen.
- Zunächst wird auf die
1 und2 Bezug genommen, in denen ein Antriebszug10 für ein Kraftfahrzeug mit Vierradantrieb dargestellt ist. Der Antriebszug10 enthält eine erste Achsbaugruppe12 , eine zweite Achsbaugruppe14 und eine Motor/Antriebsstrang-Baugruppe16 zum Erzeugen und Abgeben von Antriebsdrehmoment an die Achsbaugruppen12 bzw.14 . In dieser gezeigten, speziellen Anordnung ist die erste Achsbaugruppe12 die vordere Achse, während die zweite Achsbaugruppe14 die hintere Achse ist. Die Motor/Antriebsstrang-Baugruppe16 enthält einen Motor18 und ein mehrstufiges Getriebe20 mit einer integrierten vorderen Differentialeinheit22 zum Antreiben der Vorderräder24 über vordere Achswellen26 . Die Motor/Antriebsstrang-Baugruppe16 enthält ferner eine Übertragungseinheit28 , die von dem Getriebe20 angetrieben wird, um Drehmoment über eine Antriebswellen-Baugruppe32 an ein Eingangselement29 einer Drehmomentübertragungseinheit oder Kraftübertragungsvorrichtung30 abzugeben. Das Eingangselement29 der Kraftübertragungsvorrichtung30 ist mit der Antriebswellen-Baugruppe32 gekoppelt, während ihr Ausgangselement31 so angeordnet ist, dass es ein hinteres Differential36 antreibt. Die zweite Achsbaugruppe14 umfasst auch zwei Hinterräder38 , die über hintere Achswellen40 mit dem hinteren Differential36 verbunden sind. - Wie gezeigt, umfasst der Antriebszug
10 ein elektronisch gesteuertes Kraftübertragungssystem42 , das die Kraftübertragungsvorrichtung30 enthält. Das Kraftübertragungssystem42 ist betätigbar, um Antriebsdrehmoment wahlweise in einer Zweiradantriebsart oder einer Vierradantriebsart zu liefern. In der Zweiradantriebsart wird Drehmoment nicht über die Kraftübertragungsvorrichtung30 übertragen. Folglich werden 100% des von dem Getriebe20 abgegebenen Antriebsdrehmoments an die Vorderräder24 geliefert. In der Vierradantriebsart wird Kraft durch die Kraftübertragungsvorrichtung30 übertragen, um den Hinterrädern38 Antriebsdrehmoment zuzuführen. Das Kraftübertragungssystem42 umfasst ferner eine Steuerung50 , die mit Fahrzeugsensoren52 in Verbindung steht, um dynamische Eigenschaften und Betriebseigenschaften des Motorfahrzeugs zu erfassen. Die Fahrzeugsensoren52 können, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Sensoren enthalten, die die Raddrehzahl, den Radschlupf, den Lenkradwinkel, die Gierrate, die Drosselklappenstellung, das Motor/Getriebe Drehmoment, die Fahrzeuggeschwindigkeit, den Stabilitätskontrollzustand etc. bestimmen können. - Die Steuerung
50 ist bedienbar, um die Betätigung der Kraftübertragungsvorrichtung30 auf von den Fahrzeugsensoren52 gelieferte Signale hin zu steuern. Die Steuerung50 kann mit einer vorgegebenen Ziel-Drehmomentaufteilung zwischen dem ersten Rädersatz24 bzw. dem zweiten Rädersatz38 programmiert sein. Alternativ kann die Steuerung50 so arbeiten, dass sie das Soll-Drehmoment, das durch die Kraftübertragungsvorrichtung30 zu übertragen ist, über andere Verfahren bestimmt. Ungeachtet des zum Bestimmen der Größe des zu übertragenden Drehmoments verwendeten Verfahrens, betätigt die Steuerung50 die Kraftübertragungsvorrichtung30 so, dass die Soll-Größe des Drehmoments beibehalten wird. Wie aus der nachfolgenden Diskussion noch deutlicher zu erkennen sein wird, kann die Steuerung50 auch mit einem Elektromotor56 in Verbindung stehen, der auf der Kraftübertragungsvorrichtung30 angeordnet ist, um ein positives Drehmoment oder negatives Drehmoment in verschiedenen Antriebsarten zur Unterstützung des Fahrzeugbetriebs zu liefern. - Speziell Bezug nehmend auf
1 wird nun die Kraftübertragungsvorrichtung30 detaillierter beschrieben. Wie gezeigt, enthält das Eingangselement29 eine Eingangswelle70 , während das Ausgangselement31 eine Ausgangswelle72 enthält. Die Ausgangswelle72 ist vorzugsweise eine Ritzelwelle mit einem Ritzel, das mit einem Tellerrad auf dem hinteren Differential36 in Eingriff steht. Die Kraftübertragungsvorrichtung30 enthält auch eine Reibkupplung74 , die wirkungsmäßig zwischen der Eingangswelle70 und der Ausgangswelle72 angeordnet ist. Die Kraftübertragungsvorrichtung30 enthält auch eine Gehäusebaugruppe75 , die ein vorderes Gehäuse76 und ein im Wesentlichen becherförmiges hinteres Gehäuse78 umfasst. Das hintere Gehäuse78 kann auf einem Achsträger80 gehalten werden. Das hintere Gehäuse78 enthält eine im Wesentlichen zylindrische Seitenwand82 , die eine Innenumfangsfläche84 hat. Die Eingangswelle70 wird in dem vorderen Gehäuse76 durch ein Lager86 gehalten. Die Ausgangswelle72 wird durch eine rohrförmige Ausgangsspindel88 aufgenommen, die in dem hinteren Gehäuse78 durch die Lager90 und91 gehalten wird. - Die Eingangswelle
70 enthält einen erhöhten kerbverzahnten Abschnitt92 , der eine Kupplungsnabe94 definiert. Ein Satz innerer Kupplungsscheiben96 ist über eine Kerbverzahnung antreibend mit der Kupplungsnabe94 gekoppelt. Die inneren Kupplungsscheiben96 sind mit einer Vielzahl von äußeren Kupplungsscheiben98 verschachtelt angeordnet. Die äußeren Kupplungsscheiben98 stehen mit einer Kupplungstrommel100 in kerbverzahntem Eingriff. Die Trommel100 ist im Wesentlichen zylindrisch und definiert einen inneren Hohlraum102 , in dem die verschachtelt angeordneten Kupplungsscheiben angeordnet sind. Die Trommel100 enthält ferner eine Außenumfangsfläche103 . Die Außenumfangsfläche103 liegt der Innenumfangsfläche84 der Seitenwand82 gegenüber. Die Trommel100 ist antreibend mit einem radialen Flanschabschnitt der Ausgangsspindel88 gekoppelt. Die Ausgangsspindel88 ist zum Drehen über eine weitere kerbverzahnte Schnittstelle mit der Ausgangswelle72 gekoppelt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Reibkupplung74 eine Nasskupplung. Folglich ist in dem durch die Trommel100 definierten Hohlraum102 Kupplungsfluid enthalten und steht in Verbindung mit den Kupplungsscheiben96 und98 . Fluid ist auch in der Gehäusebaugruppe75 enthalten. - Ein Kolben
104 ist verschiebbar in einem Hohlraum106 angeordnet, der in der Gehäusebaugruppe75 ausgebildet ist. Der Kolben104 ist in axialer Richtung in Kontakt mit einem Drucklager108 und einer Andruckscheibe110 bewegbar. Druckbeaufschlagtes Fluid kann durch ein in dem vorderen Gehäuse76 ausgebildetes Rohr112 fließen und auf eine Vorderseite114 des Kolbens104 wirken. Andere Konfigurationen sind möglich. Wenn sich druckbeaufschlagtes Fluid auf der Seite114 des Kolbens104 ansammelt, überträgt der Kolben104 eine Kraft durch das Drucklager108 und die Andruckscheibe110 auf die Vielzahl von verschachtelt angeordneten Kupplungsscheiben96 und98 und übt diese Kraft auf sie aus. Drehmoment wird zwischen der Eingangswelle70 und der Ausgangswelle72 über die vorstehend beschriebenen Komponenten übertragen, wenn die Kupplungsscheiben96 und98 miteinander in Kontakt gebracht werden. Ein Hydraulikaggregat116 ist in den1 und2 schematisch dargestellt und so angeordnet, dass es eine regelbare Quelle von druckbeaufschlagtem Fluid an das Rohr112 liefert. Die Regulierung des Fluiddrucks in Rohr112 wirkt so, dass die von dem Kolben104 auf die Andruckscheibe110 ausgeübte Kupplungseingriffskraft proportional reguliert wird, wodurch wiederum das von der Eingangswelle70 an die Ausgangswelle72 übermittelte Antriebsdrehmoment reguliert wird. Wie gezeigt, steht die Steuerung50 in Verbindung mit dem Hydraulikaggregat116 und ist betätigbar, um den durch das Hydraulikaggregat116 erzeugten Fluiddruck zu steuern. Während es nicht darauf beschränkt ist, kann das Hydraulikaggregat116 eine motorbetriebene Fluidpumpe und Ventile zum Steuern des an das Rohr112 gelieferten Fluiddrucks enthalten. - Der Elektromotor
56 umfasst im Wesentlichen eine Vielzahl von Magneten120 und eine Spule122 . In dem dargestellten Beispiel sind die Magnete120 fest auf der Außenumfangsfläche103 der Trommel100 angebracht, um gleichzeitig mit dieser bewegt zu werden. Die Magnete120 können aus einer Vielzahl von um die Außenumfangsfläche103 der Trommel100 herum angeordneten Magnete120 gebildet sein. In diesem Fall können die Magnete120 die Trommel100 als Rotor nutzen. Die Spule122 ist fest auf der Innenumfangsfläche84 des hinteren Gehäuses78 angebracht. Der Elektromotor56 kann daher einen Raum einnehmen, der durch eine ringförmige, im Wesentlichen zwischen der zylindrischen Seitenwand82 des hinteren Gehäuses78 und der Außenumfangsfläche der Trommel100 definierte Aussparung126 definiert ist. Der Elektromotor56 kann von einem Bordakku130 und/oder anderen Energiequellen, wie z.B. dem Generator eines Kraftfahrzeugs Energie aufnehmen. Die Spule122 kann unter Strom gesetzt werden, um zu bewirken, dass sich die Magnete120 und daher die Trommel100 in eine erste Richtung, die einer Vorwärtsdrehung der Antriebsachse14 entspricht, oder eine zweite Richtung, die einer Rückwärtsdrehung der Antriebsachse14 entspricht, dreht. Es sei darauf hingewiesen, dass in einigen Beispielen, wie hierin beschrieben ist, das resultierende, von dem Elektromotor56 gelieferte Drehmoment das von dem Motor18 bereits durch die Eingangswelle70 zugeführte Drehmoment (positiv oder negativ) ergänzen kann. - Wie in der folgenden Diskussion, die auf die
2-6 gerichtet ist, beschrieben wird, erweitert der Elektromotor56 die Funktionen der Kraftübertragungsvorrichtung30 und kann in verschiedenen Antriebsarten aktiv oder inaktiv sein. In diesem Fall kann die Steuerung50 zusätzlich zum Steuern der Betätigung der Reibkupplung74 ein Signal an den Elektromotor56 senden, um den Elektromotor56 gemäß verschiedenen, von den Fahrzeugsensoren52 gelieferten Eingangsgrößen zu aktivieren und deaktivieren. Die Steuerung50 kann so konfiguriert sein, dass sie den Elektromotor56 basierend auf den Fahrbedingungen oder alternativ durch eine von dem Fahrer eingeleitete Eingabe (d.h. Antriebsart-Wahlschalter etc.) automatisch aktivieren und deaktivieren kann. - Wie in
2 dargestellt, ist die Kraftübertragungsvorrichtung30 entkoppelt, um eine erste Antriebsart zu definieren. Genauer gesagt, ist die Reibkupplung74 nicht eingerückt. In diesem Fall wird Antriebsdrehmoment nicht von der Eingangswelle70 an die Ausgangswelle72 übertragen. Außerdem ist der Elektromotor56 inaktiv. Während die Kraftübertragungsvorrichtung30 in der ersten Antriebsart arbeitet, arbeitet der Antriebszug10 in einer Vorderrad-Antriebsart, so dass Kraft über den Motor/Antriebsstrang16 nur an die Vorderräder24 übermittelt wird. - In
3 ist die Kraftübertragungsvorrichtung30 in einer zweiten Antriebsart dargestellt. In der zweiten Antriebsart ist die Reibkupplung74 der Kraftübertragungsvorrichtung30 zumindest teilweise eingerückt, so dass Antriebsdrehmoment von der Eingangswelle70 an die Ausgangswelle72 übertragen wird, um durch das hintere Differential36 Kraft an die Hinterräder38 zu liefern. In der zweiten Antriebsart arbeitet der Antriebszug10 in einer herkömmlichen zuschaltbaren Allradantriebsart. In der zweiten Art ist der Elektromotor56 , wie in3 dargestellt, inaktiv. - In
4 ist dargestellt, dass die Kraftübertragungsvorrichtung30 in einer dritten oder einer durch den Elektromotor unterstützten Antriebsart arbeitet. In der dritten Antriebsart ist die Reibkupplung74 zumindest teilweise eingerückt, so dass Drehmoment von der Eingangswelle70 an die Ausgangswelle72 übertragen wird, so dass der Antriebszug10 in einer herkömmlichen zuschaltbaren Allradantriebsart arbeitet. In der dritten, in4 dargestellten Art ist der Elektromotor56 auch aktiv. Der Elektromotor56 kann eine positive Drehmoment-Eingabe an die Trommel100 liefern, was einen Anstieg des nutzbaren an die Ausgangswelle72 übertragenden Antriebsdrehmoments zur Folge hat. Unter bestimmten Umständen kann der Elektromotor56 alternativ ein negatives Drehmoment auf die Trommel100 liefern, so dass ein verringertes Ausgangsdrehmoment an die Ausgangswelle72 übertragen wird. In jedem Fall kann die Steuerung50 ein Signal an den Elektromotor56 übermitteln, das der gewünschten positiven oder negativen Drehmoment-Eingabe entspricht. - In
5 ist die Kraftübertragungsvorrichtung30 in einer vierten Antriebsart oder Elektroantriebsart dargestellt. In der vierten Antriebsart ist die Kraftübertragungsvorrichtung30 inaktiv, so dass die Reibkupplung74 nicht eingerückt ist und Antriebsdrehmoment nicht von der Eingangswelle70 an die Ausgangswelle72 übermittelt wird. In der vierten Antriebsart kann jedoch Antriebsdrehmoment ausschließlich von dem Elektromotor56 an die Ausgangswelle72 übermittelt werden. In diesem Fall kann in der vierten Antriebsart die Steuerung50 die Kraftübertragungsvorrichtung30 in einer elektrischen zuschaltbaren Allradantriebsart betreiben, in der Antriebsdrehmoment an die Vorderräder24 von dem Motor18 geliefert wird, während an die Hinterräder38 Drehmoment ausschließlich durch den Elektromotor56 geliefert wird. Zusätzlich kann die Steuerung50 in der vierten Antriebsart den Antriebszug10 so betreiben, dass die einzigen Räder, denen Antriebskraft zugeführt wird, die Hinterräder38 sind, die ausschließlich von dem Elektromotor56 angetrieben werden. - In
6 ist dargestellt, wie die Kraftübertragungsvorrichtung30 in einer fünften oder regenerativen Antriebsart arbeitet. In der fünften Antriebsart ist die Reibkupplung72 ausgerückt, so dass Antriebsdrehmoment nicht von der Eingangswelle70 an die Ausgangswelle72 übertragen wird. In der fünften Antriebsart kann der Elektromotor56 in einer batteriegeladenen, regenerativen Art verwendet werden. In diesem Fall kann der Elektromotor56 bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten zum Bremsen verwendet werden, während die Bremseingabe als regenerative Eingabe an die Batterie130 verwendet wird. Zusätzlich oder alternativ kann der Elektromotor56 bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten verwendet werden, z.B. um eine Fahrzeuggeschwindigkeit zu halten. - In
7 ist eine gemäß weiteren Merkmalen der vorliegenden Lehre konstruierte Kraftübertragungsvorrichtung230 dargestellt. Die Kraftübertragungsvorrichtung230 enthält ähnliche Merkmale, wie sie oben mit Bezug auf die Kraftübertragungsvorrichtung30 beschrieben worden sind. Hier sind ähnliche Komponenten mit um200 erhöhten Bezugszeichen bezeichnet. - Die vorangegangene Beschreibung der Ausführungsbeispiele dient der Veranschaulichung und Beschreibung. Sie ist nicht als erschöpfend zu betrachten und dient nicht dazu, die Offenbarung einzuschränken. Einzelne Elemente oder Merkmale eines speziellen Ausführungsbeispiels sind im Allgemeinen nicht auf dieses spezielle Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern sind gegebenenfalls austauschbar und können in einem ausgesuchten Ausführungsbeispiel verwendet werden, auch wenn dieses nicht speziell dargestellt oder beschrieben ist. Die Merkmale können auch in vielfältiger Weise variiert werden. Derartige Variationen sollen nicht als Abkehr von der Offenbarung angesehen werden, und alle derartigen Modifikationen sollen in dem Umfang der Offenbarung eingeschlossen sein.
Claims (17)
- Achsbaugruppe umfassend: eine Kraftübertragungsvorrichtung (30), die ein Gehäuse (75), eine Reibkupplung (74), ein Eingangselement (70), ein Ausgangselement (72) und ein Hydraulikaggregat (116) hat, wobei das Gehäuse (75) ein Hydraulikrohr (112) und eine ringförmige Kolbenbohrung (106) definiert, wobei die Reibkupplung (74) in dem Gehäuse (75) aufgenommen ist und wahlweise Drehmoment zwischen dem Eingangselement (70) und dem Ausgangselement (72) überträgt, wobei die Reibkupplung (74) eine Trommel (100) und einen Ringkolben (104) enthält, der in der ringförmigen Kolbenbohrung (106) aufgenommen ist, wobei das Hydraulikaggregat (116) fest mit dem Gehäuse (75) verbunden ist und ausgebildet ist, ein druckbeaufschlagtes Fluid durch das Rohr (112) zu der ringförmigen Kolbenbohrung (106) zu leiten; eine erste und eine zweite Achswelle (26, 40); ein Differential (22, 36), das ausgebildet ist, Antriebsdrehmoment von dem Ausgangselement (72) an die erste und die zweite Achswelle (26, 40) zu übertragen, und einen Elektromotor (56), der eine Spule (122) und eine Vielzahl von Magneten (120) umfasst, wobei die Spule (122) auf dem Gehäuse (75) oder der Trommel (100) angeordnet ist und die Magnete (120) auf dem jeweils anderen der durch das Gehäuse (75) und die Trommel (100) gebildeten Elemente angeordnet sind.
- Achsbaugruppe nach
Anspruch 1 , bei der die Spule (122) auf einer zylindrischen Seitenwand (82) des Gehäuses (75) angeordnet ist und die Magnete (120) auf einer zylindrischen Außenfläche (103) der Trommel (100) angeordnet sind. - Achsbaugruppe nach
Anspruch 1 , bei der die Reibkupplung (74) eine Nasskupplung ist. - Achsbaugruppe nach
Anspruch 1 , bei der die Kraftübertragungsvorrichtung (30) so konfiguriert ist, dass sie in einer durch den Elektromotor (56) unterstützten Antriebsart arbeitet, wobei der Elektromotor (56) unter Strom gesetzt wird und eine positive Drehmoment-Eingabe an das Ausgangselement (72) liefert. - Achsbaugruppe nach
Anspruch 1 , bei der die Kraftübertragungsvorrichtung (30) so konfiguriert ist, dass sie in einer durch den Elektromotor (56) unterstützten Antriebsart arbeitet, wobei der Elektromotor (56) unter Strom gesetzt wird und eine negative Drehmoment-Eingabe an das Ausgangselement (72) liefert. - Achsbaugruppe nach
Anspruch 4 , bei der die Kraftübertragungsvorrichtung (30) ferner so konfiguriert ist, dass sie in einer Elektroantriebsart arbeitet, wobei die Reibkupplung (74) der Kraftübertragungsvorrichtung (30) nicht gekoppelt ist und wobei der Elektromotor (56) unter Strom gesetzt wird und eine alleinige Drehmoment-Eingabe an das Ausgangselement (72) liefert. - Achsbaugruppe nach
Anspruch 6 , bei der die Kraftübertragungsvorrichtung (30) ferner so konfiguriert ist, dass sie in einer regenerativen Antriebsart arbeitet, wobei der Elektromotor (56) eine Bremseingabe an die Kraftübertragungsvorrichtung (30) liefert und wobei die Bremseingabe eine regenerative Eingabe an eine Batterie (130) liefert. - Achsbaugruppe nach
Anspruch 1 , bei der die Reibkupplung ein erstes und ein zweites in der Trommel (100) aufgenommenes Kupplungselement (96, 98) enthält, wobei das erste oder das zweite Kupplungselement (96, 98) wirkungsmäßig mit dem Eingangselement (70) und das jeweils andere Kupplungselement (96, 98) wirkungsmäßig mit dem Ausgangselement (74) gekoppelt ist. - Achsbaugruppe umfassend: eine Kraftübertragungsvorrichtung, die ein Gehäuse (75), eine Reibkupplung (74), ein Eingangselement (70), ein Ausgangselement (72) und ein Hydraulikaggregat (116) hat, wobei das Gehäuse (75) eine zylindrische Seitenwand (82), ein Hydraulikrohr (112) und eine ringförmige Kolbenbohrung (106) definiert, wobei die Reibkupplung (74) in dem Gehäuse (75) aufgenommen ist und einen Ringkolben (104) hat, der in der ringförmigen Kolbenbohrung (106) aufgenommen ist; ein erstes und ein zweites in einer Trommel (100) aufgenommenes Kupplungselement (96, 98) enthält, wobei das erste Kupplungselement (96) oder das zweite Kupplungselement (98) wirkungsmäßig mit dem Eingangselement (70) gekoppelt ist und das jeweils andere Kupplungselement (96, 98) wirkungsmäßig mit dem Ausgangselement (72) gekuppelt ist, wobei die Reibkupplung (74) ausgebildet ist, wahlweise Drehmoment zwischen dem Eingangselement (70) und dem Ausgangselement (72) zu übertragen, wobei das Hydraulikaggregat (116) fest mit dem Gehäuse (75) verbunden und ausgebildet ist, ein druckbeaufschlagtes Fluid durch das Hydraulikrohr (112) zu der ringförmigen Kolbenbohrung (106) zu leiten; eine erste und eine zweite Achswelle (26, 40); ein Differential (22, 36), das ausgebildet ist, Antriebsdrehmoment von dem Ausgangselement (72) an die erste und die zweite Achswelle (26, 40) zu übertragen, und einen Elektromotor (56), der eine Spule (122) und eine Vielzahl von Magneten (120) umfasst, wobei die Spule (122) oder die Magnete (120) auf dem Gehäuse (75) angeordnet sind und das jeweils andere der aus der Spule (122) einerseits und den Magneten (120) andererseits gebildeten Elemente auf der Trommel (100) angeordnet ist.
- Achsbaugruppe nach
Anspruch 9 , bei der die erste und die zweite Achswelle (26, 40) hintere Achswellen sind. - Achsbaugruppe nach
Anspruch 9 , bei der die Spule (122) auf der zylindrischen Seitenwand (82) des Gehäuses (75) angeordnet ist und die Magnete (120) auf einer zylindrischen Außenfläche (103) der Trommel (100) angeordnet sind. - Achsbaugruppe nach
Anspruch 9 , bei der die Reibkupplung (74) eine Nasskupplung ist. - Achsbaugruppe nach
Anspruch 9 , bei der die Kraftübertragungsvorrichtung (30) so konfiguriert ist, dass sie in einer durch den Elektromotor (56) unterstützten Antriebsart arbeitet, wobei der Elektromotor (56) unter Strom gesetzt wird und eine positive Drehmoment-Eingabe an das Ausgangselement (72) liefert. - Achsbaugruppe nach
Anspruch 9 , bei der die Kraftübertragungsvorrichtung (30) so konfiguriert ist, dass sie in einer durch den Elektromotor (56) unterstützten Antriebsart arbeitet, wobei der Elektromotor (56) unter Strom gesetzt wird und eine negative Drehmoment-Eingabe an das Ausgangselement (72) liefert. - Achsbaugruppe nach
Anspruch 12 , bei der die Kraftübertragungsvorrichtung (30) ferner so konfiguriert ist, dass sie in einer Elektroantriebsart arbeitet, wobei die Reibkupplung (74) der Kraftübertragungsvorrichtung (30) nicht gekoppelt ist und wobei der Elektromotor (56) unter Strom gesetzt wird und eine alleinige Drehmoment-Eingabe an das Ausgangselement (72) liefert. - Achsbaugruppe nach
Anspruch 15 , bei der die Kraftübertragungsvorrichtung (30) ferner so konfiguriert ist, dass sie in einer regenerativen Antriebsart arbeitet, wobei der Elektromotor (56) eine Bremseingabe an die Kraftübertragungsvorrichtung (30) liefert und wobei die Bremseingabe eine regenerative Eingabe an eine Batterie (130) liefert. - Achsbaugruppe nach
Anspruch 9 , bei der das Differential (36) ein hinteres Differential ist.
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