DE102014112602A1 - Electric drive for a motor vehicle with a torque vectoring unit - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Antrieb (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einer ersten Elektromaschine (2), die einen Rotor (12) aufweist, und einem Getriebe (5), wobei das Getriebe (5) einen mittels der ersten Elektromaschine (2) antreibbaren Getriebeeingang (15) und zwei Getriebeausgänge (16, 17) zum Antreiben von zwei einer Fahrzeugachse zugeordneten Abtriebswellen (18, 19) aufweist, sowie mit einer Torque-Vectoring-Einheit (8), die eine zweite Elektromaschine (20) und ein Überlagerungsgetriebe (21) aufweist, zum Erzeugen eines Differenzmoments zwischen den beiden Abtriebswellen (18, 19) mittels der Torque-Vectoring-Einheit (8). Bei einem solchen Antrieb ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Rotationsachse (14) des Rotors (12) der ersten Elektromaschine (2) achsparallel zu einer Mittenachse (23) des Überlagerungsgetriebes (21) angeordnet ist. Ein derartiger elektrischer Antrieb zeichnet sich durch eine kompakte Gestaltung, insbesondere eine reduzierte Axialerstreckung aus.The invention relates to an electric drive (1) for a motor vehicle, comprising a first electric machine (2) having a rotor (12) and a gearbox (5), wherein the gearbox (5) comprises a first electric machine (2). a drivable transmission input (15) and two transmission outputs (16, 17) for driving two vehicle axle associated output shafts (18, 19), and with a torque vectoring unit (8), a second electric machine (20) and a superposition gear (21), for generating a differential torque between the two output shafts (18, 19) by means of the torque vectoring unit (8). In such a drive, the invention provides that an axis of rotation (14) of the rotor (12) of the first electric machine (2) is arranged axially parallel to a central axis (23) of the superposition gear (21). Such an electric drive is characterized by a compact design, in particular a reduced axial extent.
Description
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Antrieb für ein Kraftfahrzeug, mit einer ersten Elektromaschine, die einen Rotor aufweist, und einem Getriebe, wobei das Getriebe einen mittels der ersten Elektromaschine antreibbaren Getriebeeingang und zwei Getriebeausgänge zum Antreiben von zwei einer Fahrzeugachse zugeordneten Abtriebswellen aufweist, sowie mit einer Torque-Vectoring-Einheit, die eine zweite Elektromaschine und ein Überlagerungsgetriebe aufweist, zum Erzeugen eines Differenzmoments zwischen den beiden Abtriebswellen mittels der Torque-Vectoring-Einheit. The invention relates to an electric drive for a motor vehicle, comprising a first electric machine having a rotor, and a transmission, wherein the transmission comprises a drivable by the first electric machine transmission input and two transmission outputs for driving two vehicle axles associated output shafts, as well as with a Torque vectoring unit comprising a second electric machine and a superposition gear for generating a differential torque between the two output shafts by means of the torque vectoring unit.
Bei Kraftfahrzeugen, die mit einer Torque-Vectoring-Einheit ausgestattet sind, kann das Antriebsmoment der Räder einer Achse unterschiedlich verteilt werden. So kann insbesondere das Giermoment des Fahrzeugs gezielt beeinflusst werden. Dies ist von Vorteil bei Kurvenfahrten. Hierbei kann das Antriebsmoment gezielt unterstützt bzw. unterdrückt werden. Bei Torque Vectoring mit Überlagerungsgetriebe erzeugt der zusätzliche Elektromotor mit Hilfe des Überlagerungsgetriebes ein Differenzmoment der Antriebsräder. Es bleibt somit das gesamte Antriebsmoment quasi unverändert. Die zusätzliche Elektromaschine erzeugt das Differenzmoment zwischen den beiden Abtriebswellen. In motor vehicles equipped with a torque vectoring unit, the drive torque of the wheels of one axle can be distributed differently. In particular, the yaw moment of the vehicle can be specifically influenced. This is an advantage when cornering. Here, the drive torque can be specifically supported or suppressed. In torque vectoring with superposition gearbox, the additional electric motor generates differential torque of the drive wheels with the help of the superposition gearbox. Thus, the entire drive torque remains virtually unchanged. The additional electric machine generates the difference torque between the two output shafts.
Bei der ersten Elektromaschine handelt es sich um diejenige, die dem Antreiben des Kraftfahrzeugs dient und damit auch als Traktions-Elektromaschine bezeichnet wird. The first electric machine is that which serves to drive the motor vehicle and is thus also referred to as a traction electric machine.
Ein elektrischer Antrieb, der gemäß den Merkmalen der eingangs genannten Art ausgebildet ist, ist aus der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen elektrischen Antrieb der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass dieser kompakt gestaltet ist, insbesondere eine reduzierte Axialerstreckung aufweist. Object of the present invention is to develop an electric drive of the type mentioned so that it is compact, in particular has a reduced axial extent.
Gelöst wird die Aufgabe durch einen elektrischen Antrieb, der gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgebildet ist. The problem is solved by an electric drive, which is designed according to the features of claim 1.
Bei dem elektrischen Antrieb ist somit die Rotationsachse des Rotors der ersten Elektromaschine achsparallel zu einer Mittenachse des Überlagerungsgetriebes angeordnet. Durch diese achsparallele Anordnung ergibt sich eine kürzere Baulänge des elektrischen Antriebs bei kompakter Gestaltung. Der elektrische Antrieb weist demnach ein kleineres Längen-Breiten-Verhältnis auf als bekannte elektrische Antriebe. Dies ermöglicht es bei gleicher Baulänge, somit Länge des elektrischen Antriebs in Achsrichtung der Rotationsachse des Rotors der ersten Elektromaschine, eine leistungsstärkere erste Elektromaschine zu verwenden. In the electric drive, the axis of rotation of the rotor of the first electric machine is thus arranged axially parallel to a center axis of the superposition gear. This axially parallel arrangement results in a shorter overall length of the electric drive with a compact design. The electric drive therefore has a smaller length-to-width ratio than known electric drives. This makes it possible with the same length, thus length of the electric drive in the axial direction of the axis of rotation of the rotor of the first electric machine to use a more powerful first electric machine.
Es wird als bevorzugt angesehen, wenn das Getriebe ein Differenzial inklusive Ravigneaux-Satz aufweist und eine Mittenachse des Differentials koaxial der Mittenachse des Überlagerungsgetriebes angeordnet ist. Hierdurch lässt sich der elektrische Antrieb noch kompakter gestalten, bei vereinfachter Bauweise. Insbesondere ist das Getriebe als Stirnraddifferential mit Ravigneaux-Satz ausgebildet. It is considered preferable if the transmission has a differential including Ravigneaux set and a center axis of the differential is arranged coaxially to the center axis of the superposition gear. This makes the electric drive even more compact, with a simplified design. In particular, the transmission is designed as a spur gear differential with Ravigneaux set.
Bevorzugt weist die Torque-Vectoring-Einheit eine Übersetzungsstufe auf, die zwischen der zweiten Elektromaschine und dem Überlagerungsgetriebe angeordnet ist. The torque vectoring unit preferably has a transmission stage which is arranged between the second electric machine and the superposition gear.
Das Überlagerungsgetriebe weist vorzugsweise zwei Planetenradsätze auf. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Planetenradsätze des Überlagerungsgetriebes ein gemeinsames Hohlrad teilen, wobei der Antrieb über das Sonnenrad eines Planetenradsatzes und der Abtrieb durch die beiden Stege, die die Planetenräder aufnehmen, erfolgt. Der eine Steg ist hierbei mit der einen Abtriebswelle und der andere Steg mit einem Differential des Getriebes, das den antreibbaren Getriebeeingang aufweist, verbunden. The superposition gear preferably has two planetary gear sets. In particular, it is provided that the planetary gear sets of the superposition gear share a common ring gear, wherein the drive via the sun gear of a planetary gear and the output by the two webs which receive the planetary gears, takes place. The one web is in this case connected to the one output shaft and the other bridge with a differential of the transmission, which has the drivable transmission input.
Das Differential weist vorzugsweise eingangsseitig ein Hohlrad auf und es ist vorzugsweise eine Verbindungswelle zwischen dem Überlagerungsgetriebe und dem Differential vorgesehen. Das Differential ist insbesondere als Stirnraddifferential ausgebildet. The differential preferably has on the input side a ring gear and it is preferably provided a connecting shaft between the superposition gear and the differential. The differential is designed in particular as a spur gear differential.
Die Rotationsachse des Rotors der zweiten Elektromaschine kann unterschiedlich positioniert sein. Insbesondere ist die Rotationsachse des Rotors der zweiten Elektromaschine achsparallel oder koaxial zur Mittenachse des Überlagerungsgetriebes angeordnet. The axis of rotation of the rotor of the second electric machine can be positioned differently. In particular, the axis of rotation of the rotor of the second electric machine is arranged axially parallel or coaxially with the center axis of the superposition gear.
Bei dem Getriebe handelt es sich vorzugsweise um ein Ein- oder Mehrganggetriebe. Von besonderem Vorteil ist die Ausbildung als Zweigang-Getriebe. The transmission is preferably a single or multi-speed transmission. From particular advantage is the training as two-speed transmission.
Besonders kompakt ist der elektrische Antrieb ausgebildet, wenn die beiden Elektromaschinen auf derselben Seite des Getriebes, das den antreibbaren Getriebeeingang aufweist, angeordnet sind. Particularly compact, the electric drive is formed when the two electric machines on the same side of the transmission, which has the drivable transmission input, are arranged.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der beigefügten Zeichnung und der Beschreibung des in der Zeichnung wiedergegebenen, bevorzugten Ausführungsbeispiels, ohne hierauf beschränkt zu sein. Further features of the invention will become apparent from the dependent claims, the accompanying drawings and the description of the reproduced in the drawing, preferred embodiment, without being limited thereto.
Es zeigt: It shows:
Figurenbeschreibung figure description
Der elektrische Antrieb findet insbesondere Verwendung bei einem Personenkraftwagen. Mittels des elektrischen Antriebs werden zwei Räder einer Achse des Kraftfahrzeugs angetrieben. The electric drive is used in particular in a passenger car. By means of the electric drive two wheels of an axle of the motor vehicle are driven.
Veranschaulicht ist ferner die neben der Elektromaschine
Der Darstellung der
Das Überlagerungsgetriebe
Eine Verbindungswelle
Das Übersetzungsverhältnis zwischen Verbindungswelle
Angetrieben wird die Achse des Kraftfahrzeugs durch die Elektromaschine
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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