DE102015119067A1

DE102015119067A1 - Trennen eines Antriebsstrangs für Allradantrieb mit Torque-Vectoring-Fähigkeiten

Info

Publication number: DE102015119067A1
Application number: DE102015119067.2A
Authority: DE
Inventors: Gabriel TRÖNNBERG
Original assignee: eAAM Driveline Systems AB
Current assignee: eAAM Driveline Systems AB
Priority date: 2014-11-18
Filing date: 2015-11-06
Publication date: 2016-05-19
Also published as: US20160138695A1; CN105605178A

Abstract

Eine Antriebsstrangkomponente, die für den Einsatz in einem Fahrzeug mit Allradantrieb konfiguriert ist. Die Antriebsstrangkomponente ist eine sekundäre Achse, die von einer primären Achse getrennt werden kann, z.B. für eine verbesserte Kraftstoffersparnis, oder mit der primären Achse verbunden werden kann, damit alle vier Fahrzeugräder angetriebenen werden. Ungeachtet, ob die Antriebsstrangkomponente mit der primären Achse verbunden oder von ihr getrennt ist, kann ein Torque-Vectoring-Modul in der Antriebsstrangkomponente betrieben werden, um ein Differentialmoment zu erzeugen, das auf die Räder der zweiten Achse ausgeübt werden kann.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf das Trennen eines Antriebsstrangs für Allradantrieb mit Torque-Vectoring-Fähigkeiten.
HINTERGRUND
Dieser Abschnitt stellt Hintergrundinformationen in Bezug auf die vorliegende Offenbarung bereit, die nicht unbedingt Stand der Technik darstellen.
Das US-Patent Nr. 8795126 offenbart einen Antriebsstrang für Allradantrieb mit einem Mittel zum selektiven Trennen des hinteren Antriebsstrangs von dem Fahrzeug-Motorstrang. Diese Anordnung sorgt für eine erhöhte Kraftstoffersparnis, wenn der hintere Antriebsstrang getrennt ist, und stellt eine verbesserte Traktion bereit, wenn der hintere Antriebsstrang verbunden ist.
Das US-Patent Nr. 8663051 offenbart ein elektrisch betriebenes Modul für Hinterachsantrieb für ein Fahrzeug mit Vorderradantrieb. Einige Beispiele des Moduls für Hinterachsantrieb können betrieben werden, um Antriebskraft bereitzustellen, oder alternativ, um zu helfen, das Fahrzeug durch Benutzen einer Technik zu kontrollieren, die als Torque-Vectoring bekannt ist.
Wir haben herausgefunden, dass es wünschenswert wäre, eine Komponente zum Trennen des Antriebsstrangs für ein Fahrzeug mit Allradantrieb zu haben, das Torque-Vectoring-Fähigkeiten hat.
ZUSAMMENFASSUNG
Dieser Abschnitt stellt eine allgemeine Zusammenfassung der Offenbarung bereit und ist keine umfassende Offenbarung ihres gesamten Schutzumfangs oder aller ihrer Merkmale.
In einer Form stellt die vorliegende Offenbarung eine Antriebsstrangkomponente mit einem Gehäuse, einem Antriebsritzel, einem Ringrad, einer Differentialbaugruppe, ersten und zweiten Abtriebswellen, einer Drehkupplung und einem Torque-Vectoring-System bereit. Das Gehäuse definiert einen Hohlraum. Das Antriebsritzel ist in dem Hohlraum aufgenommen und ist um eine erste Achse drehbar. Das Ringrad ist in dem Hohlraum aufgenommen und ist drehbar um eine zweite Achse angeordnet. Das Ringrad ist in kämmendem Eingriff mit dem Antriebsritzel. Die Differentialbaugruppe hat ein Differentialgehäuse, ein erstes Differential-Ausgangselement und ein zweites Differential-Ausgangselement. Die ersten und zweiten Abtriebswellen sind antriebsmäßig jeweils mit den ersten und zweiten Differential-Ausgangselementen gekuppelt. Die Drehkupplung hat erste und zweite Teile, die drehbar um die zweite Achse angeordnet sind. Der erste Teil ist für eine gemeinsame Drehung mit dem Ringrad gekoppelt. Der zweite Teil ist für eine gemeinsame Drehung mit dem Differentialgehäuse gekoppelt. Die Drehkupplung ist konfiguriert, um selektiv Drehkraft zwischen dem Ringrad und dem Differentialgehäuse zu übertragen. Das Torque-Vectoring-System hat ein Getriebe mit einem ersten Planetengetriebe und einem zweiten Planetengetriebe. Das erste Planetengetriebe hat ein erstes Planetenringrad, einen ersten Planetenträger, ein erstes Sonnenrad und eine Vielzahl von ersten Planetenrädern. Das erste Planetenringrad ist fest mit dem Gehäuse gekoppelt. Der erste Planetenträger ist mit einer der ersten Abtriebswellen und dem zweiten Teil der Drehkupplung drehbar gekoppelt. Das erste Sonnenrad ist um die erste Abtriebswelle angeordnet. Die ersten Planetenräder sind durch den ersten Planetenträger drehbar gelagert und sind mit dem ersten Planetenringrad und dem ersten Sonnenrad in kämmendem Eingriff. Das zweite Planetengetriebe hat ein zweites Planetenringrad, einen zweiten Planetenträger, ein zweites Sonnenrad und eine Vielzahl von zweiten Planetenrädern. Das zweite Planetenringrad ist um die erste Abtriebswelle drehbar angeordnet. Der zweite Planetenträger ist mit der/dem anderen von der ersten Abtriebswelle und dem zweiten Teil der Drehkupplung drehbar gekoppelt. Das zweite Sonnenrad ist um die erste Abtriebswelle angeordnet und ist mit dem ersten Sonnenrad zur gemeinsamen Drehung um die zweite Achse gekoppelt. Die zweiten Planetenräder sind zur Drehung auf dem zweiten Planetenträger gelagert und in kämmendem Eingriff mit dem zweiten Planetenringrad und dem zweiten Sonnenrad.
In einer weiteren Form stellt die vorliegende Offenbarung eine Antriebsstrangkomponente bereit, die ein Gehäuse, ein Antriebsritzel, ein Ringrad, eine Differentialbaugruppe, eine erste Achswelle, eine erste Kupplung und ein Getriebe aufweist. Das Antriebsritzel ist in dem Gehäuse aufgenommen und ist um eine erste Achse drehbar. Das Ringrad ist in dem Gehäuse aufgenommen und ist um eine zweite Achse drehbar. Das Ringrad ist in kämmendem Eingriff mit dem Antriebsritzel. Die Differentialbaugruppe ist in dem Gehäuse aufgenommen und ist um die zweite Achse drehbar. Die Differentialbaugruppe hat ein Differentialgehäuse, einen ersten Differentialausgang und einen zweiten Differentialausgang. Die erste Achswelle ist mit dem ersten Differentialausgang zur damit verbundenen Drehung gekoppelt. Die erste Kupplung ist konfiguriert, um das Differentialgehäuse mit dem Ringrad zur gemeinsamen Drehung selektiv zu koppeln. Die erste Kupplung hat einen ersten Teil, der mit dem Ringrad zur gemeinsamen Drehung gekoppelt ist, und einen zweiten Teil, der mit dem Differentialgehäuse zur gemeinsamen Drehung gekoppelt ist. Das Getriebe hat erste und zweite Planetengetriebe, die selektiv betrieben werden können sind, um gleich- und entgegengerichtete Momente auf den zweiten Teil der ersten Kupplung und die erste Achswelle auszuüben.
Weitere Anwendungsbereiche werden durch die hier bereitgestellte Beschreibung ersichtlich. Die Beschreibung und konkrete Beispiele in dieser Zusammenfassung sind nur zur Veranschaulichung gedacht und nicht zur Einschränkung des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung gedacht.
ZEICHNUNGEN
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur zum Zweck der Veranschaulichung ausgewählter Ausführungsbeispiele und nicht aller möglichen Umsetzungen und sind nicht zur Einschränkung des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung gedacht.
1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer beispielhaften Antriebsstrangkomponente, die in Übereinstimmung mit der Lehre der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist;
2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils von 1, die die Antriebsstrangkomponente genauer darstellt; und
3 ist eine schematische Darstellung einer zweiten Antriebsstrangkomponente, die in Übereinstimmung mit der Lehre der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist.
Entsprechende Bezugszeichen bezeichnen entsprechende Teile in allen Ansichten der Zeichnungen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Mit Bezug auf 1 der Zeichnungen wird ein beispielhaftes Fahrzeug 8 veranschaulicht, das auch eine beispielhafte Antriebsstrangkomponente 10 aufweist, die in Übereinstimmung mit der Lehre der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist. Das Fahrzeug 8 kann andererseits in seinem Aufbau herkömmlich sein und kann einen Motorstrang 12 und einen Antriebsstrang 14 aufweisen. Der Motorstrang 12 kann eine Antriebskraftquelle aufweisen, wie z.B. eine Verbrennungsmaschine und/oder einen Elektromotor, ebenso wie jede gewünschte Getriebeanordnung (d.h. Getriebe), lösbare Kupplung und/oder Drehmomentwandler. Der Antriebsstrang 14 kann eine primäre Achse 20, eine Nebenabtriebseinheit (PTU) 22, eine Kardanwelle 24 und die Antriebsstrangkomponente 10 aufweisen, die in dem besonderen bereitgestellten Beispiel eine zweite Achse bildet. Die primäre Achse 20 kann dauerhaft durch den Motorstrang 12 betrieben werden und kann herkömmlicherweise eine Differentialbaugruppe 30 aufweisen. Die PTU 22 kann konfiguriert sein, um Drehkraft auf die Antriebsstrangkomponente 10 über die Kardanwelle 24 zu übertragen. Die PTU 22 kann konfiguriert sein, um Drehkraft auf Dauerbasis zu übertragen, oder könnte konfiguriert sein, um Drehkraft auf Bedarfs-/Wunschbasis durch die Benutzung einer Kupplung oder einer anderen Art Drehkupplung zu übertragen, die selektiv betrieben werden kann, um die Übertragung von Drehkraft zu erlauben oder zu unterbrechen.
Mit Bezug auf die 1 und 2 kann die Antriebsstrangkomponente 10 ein Gehäuse 40, ein Antriebsritzel 42, ein Ringrad 44, eine Differentialbaugruppe 46, erste bzw. zweite Abtriebswellen 48 bzw. 50, eine Drehkupplung 52 und ein Torque-Vectoring-Modul 54 aufweisen. Das Gehäuse 40 kann einen Hohlraum 60 definieren, in dem das Antriebsritzel 42, das Ringrad 44, die Differentialbaugruppe 46 und die Drehkupplung 52 aufgenommen sein können.
Das Antriebsritzel 42 kann zur Drehung um eine erste Achse 62 durch das Gehäuse 40 gelagert sein. Das Antriebsritzel 42 kann zur gemeinsamen Drehung mit der Kardanwelle 24 gekoppelt sein.
Das Ringrad 44 kann zur Drehung um eine zweite Achse 64, die quer zu der ersten Achse 62 sein kann, durch das Gehäuse 40 gelagert sein. Das Ringrad 44 kann mit dem Antriebsritzel 42 in kämmendem Eingriff sein.
Die Differentialbaugruppe 46 kann ein Differentialgehäuse 68, erste bzw. zweite Differential-Ausgangselemente 70 bzw. 72 und ein Mittel zum Übertragen von Drehkraft von dem Differentialgehäuse 68 auf die ersten und zweiten Differential-Ausgangselemente 70 und 72 umfassen, indem ein Geschwindigkeitsunterschied zwischen den ersten und zweiten Differential-Ausgangselementen 70 und 72 erlaubt wird. Das Differentialgehäuse 68 kann zur Drehung um die zweite Achse 64 in dem Gehäuse 40 aufgenommen sein. Die ersten und zweiten Differential-Ausgangselemente 70 und 72 können in dem Differentialgehäuse 68 aufgenommen und drehbar um die zweite Achse 64 angeordnet sein. Das Mittel für Kraftübertragung kann jede in der Technik bekannte Art von Mechanismus sein, wie z.B. eine oder mehrere Kupplungen oder Differential-Getriebeanordnungen. In dem besonderen bereitgestellten Beispiel umfasst das Mittel für Kraftübertragung eine Differential-Getriebeanordnung mit einem Querstift 80, einer Vielzahl von Kegelrädern 82 und erste bzw. zweite Seitenräder 84 bzw. 86. Der Querstift 80 kann allgemein senkrecht zu der zweiten Achse 64 fest an dem Differentialgehäuse 68 montiert sein. Die Kegelräder 82 können auf dem Querstift 80 drehbar aufgenommen und in dem Differentialgehäuse 68 angeordnet sein. Die ersten und zweiten Seitenräder 84 und 86 können in dem Differentialgehäuse 68 aufgenommen und drehbar um die zweite Achse 64 angeordnet sein. Jedes der ersten und zweiten Seitenräder 84 und 86 kann mit den Kegelrädern 82 in kämmendem Eingriff sein und kann zur Drehung mit einem entsprechenden der ersten und zweiten Differential-Ausgangselemente 70 und 72 gekoppelt sein. In dem besonderen bereitgestellten Beispiel ist jedes der ersten und zweiten Differential-Ausgangselemente 70 und 72 mit einem entsprechenden der ersten und zweiten Differential-Ausgangselemente 70 und 72 zusammengeformt.
Die ersten und zweiten Abtriebswellen 48 und 50 können nicht drehbar mit den ersten bzw. zweiten Differential-Ausgangselementen 70 bzw. 72 gekoppelt sein. In dem bereitgestellten Beispiel umfassen die ersten und zweiten Differential-Ausgangselemente 70 und 72 innen liegende verkeilte oder verzahnte Teile (nicht ausdrücklich dargestellt) der ersten bzw. zweiten Seitenräder 84 bzw. 86, und verbinden ineinandergreifend ein außen verkeiltes oder verzahntes Segment (nicht ausdrücklich dargestellt), das auf einer zugehörigen der ersten und zweiten Abtriebswellen 48 und 50 geformt ist.
Die Drehkupplung 52 kann erste bzw. zweite Teile 90 bzw. 92 haben, die um die zweite Achse 64 drehbar angeordnet sind. Der erste Teil 90 kann zur gemeinsamen Drehung mit dem Ringrad 44 gekoppelt sein, während der zweite Teil 92 zur gemeinsamen Drehung mit dem Differentialgehäuse 68 gekoppelt sein kann. Die Drehkupplung 52 kann jede Art von fester oder lösbarer Kupplung sein, die verwendet werden kann, um selektiv Drehkraft zwischen dem Ringrad 44 und dem Differentialgehäuse 68 zu übertragen. Die Drehkupplung 52 kann zum Beispiel eine Art von Kupplung sein, die zum Verbinden des Ringrades 44 mit dem Differentialgehäuse 68 in der Lage ist, wenn es dort einen Drehgeschwindigkeitsunterschied zwischen dem Ringrad 44 und dem Differentialgehäuse 68 gibt. In dem besonderen bereitgestellten Beispiel umfasst die Drehkupplung 52 eine Reibungskupplung, wobei der erste Teil 90 einen ersten Satz von Kupplungslamellen 94 und einen inneren Kupplungsträger 96 umfasst und der zweite Teil 92 einen zweiten Satz von Kupplungslamellen 98 und einen äußeren Kupplungsträger 100 umfasst. Der erste Satz von Kupplungslamellen 94 kann axial verschiebbar, aber nicht drehbar mit dem inneren Kupplungsträger 96 gekoppelt sein, und der innere Kupplungsträger 96 kann zur gemeinsamen Drehung mit dem Ringrad 44 gekoppelt sein. Der zweite Satz von Kupplungslamellen 98 kann mit dem ersten Satz von Kupplungslamellen 94 verschachtelt und axial verschiebbar, aber nicht drehbar mit dem äußeren Kupplungsträger 100 gekuppelt sein. Der äußere Kupplungsträger 100 kann mit dem Differentialgehäuse 68 nicht drehbar gekuppelt sein.
Das Torque-Vectoring-Modul 54 kann ein Getriebe 110 und einen Elektromotor 112 aufweisen. Das Getriebe 110 kann ein erstes Planetengetriebe 120 und ein zweites Planetengetriebe 122 haben.
Das erste Planetengetriebe 120 kann ein erstes Planetenringrad 130, einen ersten Planetenträger 132, ein erstes Sonnenrad 134 und eine Vielzahl von ersten Planetenrädern 136 haben. Das erste Planetenringrad 130 kann mit dem Gehäuse 40 fest gekoppelt sein, damit eine relative Drehung zwischen dem ersten Planetenringrad 130 und dem Gehäuse 40 nicht erlaubt wird. Der erste Planetenträger 132 kann zur gemeinsamen Drehung mit dem äußeren Kupplungsträger 100 des zweiten Teils 92 der Drehkupplung 52 gekoppelt sein. In dem bereitgestellten Beispiel definiert der äußere Kupplungsträger 100 einen Teil des ersten Planetenträgers 132. Das erste Sonnenrad 134 kann um die erste Abtriebswelle 48 angeordnet sein. Die ersten Planetenräder 136 können durch den ersten Planetenträger 132 drehbar gelagert sein und können sowohl mit dem ersten Planetenringrad 130 als auch dem ersten Sonnenrad 134 in kämmendem Eingriff sein.
Das zweite Planetengetriebe 122 kann ein zweites Planetenringrad 140, einen zweiten Planetenträger 142, ein zweites Sonnenrad 144 und eine Vielzahl von zweiten Planetenrädern 146 haben. Das zweite Planetenringrad 140 kann um die erste Abtriebswelle 48 drehbar angeordnet werden. Der zweite Planetenträger 142 kann mit der ersten Abtriebswelle 48 zur gemeinsamen Drehung um die zweite Achse 64 gekoppelt sein. Das zweite Sonnenrad 144 kann um die erste Abtriebswelle 48 angeordnet werden und kann mit dem ersten Sonnenrad 134 zur gemeinsamen Drehung um die zweite Achse 64 gekoppelt sein. Die zweiten Planetenräder 146 können zur Drehung auf dem zweiten Planetenträger 142 gelagert sein und können sowohl mit dem zweiten Planetenringrad 140 als auch dem zweiten Sonnenrad 144 in kämmendem Eingriff sein.
Der Elektromotor 112 kann konfiguriert sein, um das Getriebe 110 selektiv anzutreiben, und kann eine Art reversibler Elektromotor sein. In dem besonderen bereitgestellten Beispiel weist das Getriebe 110 des Weiteren ein Motorritzel 150, ein erstes Zwischenrad 152, ein zweites Zwischenrad 154 und ein drittes Zwischenrad 156 auf. Das Motorritzel 150 kann zur gemeinsamen Drehung mit einer Abtriebswelle 160 des Elektromotors 112 gekoppelt sein und kann mit dem ersten Zwischenrad 152 in kämmendem Eingriff sein. Die ersten und zweiten Zwischenräder 152 und 154 können zur gemeinsamen Drehung miteinander gekoppelt sein. Das dritte Zwischenrad 156 kann zur gemeinsamen Drehung mit dem zweiten Planetenringrad 140 gekoppelt sein. In dem besonderen bereitgestellten Beispiel umfasst das dritte Zwischenrad 156 Zähne, die um den äußeren Umfang des zweiten Planetenringrades 140 geformt sind.
Mit Bezug auf die 1 und 2 kann die Antriebsstrangkomponente 10 in einem ersten oder getrennten Zustand betrieben werden, in dem die Drehkupplung 52 das Ringrad 44 von dem Differentialgehäuse 68 entkuppelt, um dazwischen die Übertragung von Drehkraft zu vermeiden. In solchen Situationen kann das Fahrzeug 8 in einem Frontantriebszustand betrieben werden, um eine verbesserte Kraftstoffersparnis zu erhalten.
Die Antriebsstrangkomponente 10 kann in einem zweiten oder verbundenen Zustand betrieben werden, in dem die Drehkupplung das Ringrad 44 mit dem Differentialgehäuse 68 koppelt, um zu erlauben, dass Drehkraft auf die Differentialbaugruppe 46 ausgeübt wird. In solchen Situationen wird das Fahrzeug 8 in einem Allradantriebszustand betrieben, der eine gesteigerte Traktion gegenüber dem Frontantriebszustand erzielt.
Ungeachtet des Betriebszustands der Drehkupplung 52 kann die Antriebsstrangkomponente 10 wahlweise in einem Torque-Vectoring-Zustand (durch Betreiben des Elektromotors 112) betrieben werden, um die Verteilung von Drehkraft in einer Querrichtung über die Differentialbaugruppe 46 zu steuern. Fachleute verstehen, dass der Betrieb des Elektromotors 112 das Getriebe 110 antreiben kann, um eine Drehmomentdifferenz zu erzeugen, in der gleiche, aber entgegengesetzte Momente mit den Momenten überlagert werden, die über die Differentialbaugruppe 46 an die ersten und zweiten Abtriebswellen 48 und 50 abgegeben werden. Die überlagerten Momente werden durch die Drehmomentausgabe des Elektromotors 112 bzw. die Drehrichtung des Elektromotors 112 ausgelegt und ausgerichtet, um zu helfen, die Hinterräder des Fahrzeugs 8 zu kontrollieren.
Das Beispiel von 3 ist allgemein den Beispielen der 1 und 2 ähnlich, ausgenommen, dass der erste Planetenträger 132’ mit der ersten Abtriebswelle 48 antriebsmäßig zur gemeinsamen Drehung gekoppelt ist, der zweite Planetenträger 146’ antriebsmäßig mit dem zweiten Teil 92 der Drehkupplung 52 gekoppelt ist und eine Kupplung 200 verwendet wird, um die Antriebsstrangkomponente 10’ selektiv in einem ersten oder Torque-Vectoring-Zustand, einem zweiten oder neutralen Zustand und einem dritten oder Antriebszustand zu betreiben.
Die Kupplung 200 kann eine Eingangswelle 202, ein erstes Ausgangsritzel 154’, ein zweites Ausgangsritzel 204, eine Hülse 206, die entlang der drehbaren Achse der Eingangswelle 202 beweglich ist, und einen Aktuator 208 aufweisen. Die Eingangswelle 202 kann mit dem ersten Zwischenrad 152 zur damit verbundenen Drehung gekoppelt sein. Die Eingangswelle 202 kann einen Ausgangsteil 210 mit einer Vielzahl von nach außen gerichteten Keilzähnen aufweisen, die mit einer Vielzahl von nach innen gerichteten Keilzähnen in kämmendem Eingriff sein können, die auf dem Innendurchmesser der Hülse 206 geformt sein können. Das erste Ausgangsritzel 154’ kann auf der Eingangswelle 202 drehbar montiert werden und kann zur gemeinsamen Drehung mit der Hülse 206 selektiv gekoppelt werden. In dem besonderen bereitgestellten Beispiel weist das erste Ausgangsritzel 154’ eine Vielzahl von nach außen gerichteten Keilzähnen 212 auf, die mit den nach innen gerichteten Keilzähnen, die auf der Hülse 206 geformt sind, verbindend eingreifen können. Es versteht sich jedoch, dass andere Arten von Antriebskupplungen verwendet werden können, um Drehkraft zwischen der Hülse 206 und dem ersten Ausgangsritzel 154’ selektiv zu übertragen, wie z.B. Frontzähne oder Reibbeläge. Das erste Ausgangsritzel 154’ kann mit dem dritten Zwischenrad 156 in kämmendem Eingriff sein.
Das zweite Ausgangsritzel 204 kann auf der Eingangswelle 202 drehbar montiert sein und kann zur gemeinsamen Drehung mit der Hülse 206 selektiv gekoppelt sein. In dem besonderen bereitgestellten Beispiel weist das zweite Ausgangsritzel 204 eine Vielzahl von nach außen gerichteten Keilzähnen 214 auf, die mit den nach innen gerichteten Keilzähnen, die auf der Hülse 206 geformt sind, verbindend eingreifen können. Es versteht sich jedoch, dass andere Arten von Antriebskupplungen verwendet werden können, um Drehkraft zwischen der Hülse 206 und dem ersten zweiten Zahnrad 204’ selektiv zu übertragen, wie z.B. Frontzähne oder Reibbeläge. Das zweite Ausgangsritzel 204 kann mit einem Zahnrad 216 in kämmendem Eingriff sein, das zur gemeinsamen Drehung mit dem zweiten Teil 92 der Drehkupplung 52 gekoppelt sein kann.
Der Aktuator 208 kann jede Art von Aktuator sein, um die Hülse 206 zwischen einer ersten Stellung, in der die Hülse 206 sowohl mit dem Ausgangsteil 210 der Eingangswelle 202 als auch den nach außen gerichteten Keilzähnen 212 des ersten Ausgangsritzels 154’ in kämmendem Eingriff ist, einer zweiten Stellung, in der die Hülse 206 mit dem Ausgangsteil 210 in kämmendem Eingriff ist, aber weder mit den nach außen gerichteten Keilzähnen 212 des ersten Ausgangsritzels 154’ noch mit den nach außen gerichteten Keilzähnen 214 des zweiten Ausgangsritzels 204 in Eingriff ist, und einer dritten Stellung selektiv zu bewegen, in der die Hülse 206 sowohl mit dem Ausgangsteil 210 als auch den nach außen gerichteten Keilzähnen 214 des zweiten Ausgangsritzels 204 gekoppelt ist. In dem besonderen bereitgestellten Beispiel weist der Aktuator 208 einen Linearmotor 220 und eine Gabel 222 auf, die mit einem Ausgang 224 des Linearmotors 220 fest gekoppelt ist und in einer Nut (nicht ausdrücklich dargestellt), die um die Hülse 206 geformt ist, aufgenommen ist.
Wenn der Aktuator 208 betrieben wird, um die Hülse 206 so in einer ersten Stellung zu positionieren, dass die Kupplung 200 in dem ersten Zustand funktioniert, wird Drehkraft, die durch den Motor 112 bereitgestellt wird, von der Kupplung 200 über das erste Ausgangsritzel 154’ ausgegeben, um eine Eingangsleistung für das Ringrad 140 des zweiten Planetengetriebes 122’ bereitzustellen. Die ersten und zweiten Planetengetriebe 120’ und 122’ können verwendet werden, um entgegengerichtete Momente über die ersten bzw. zweiten Planetenträger 132’ bzw. 142’ an die ersten bzw. zweiten Abtriebswellen 48 bzw. 50 bereitzustellen.
Wenn der Aktuator 208 betrieben wird, um die Hülse 206 so in einer zweiten Stellung zu positionieren, dass die Kupplung 200 in dem zweiten Zustand funktioniert, wird der Elektromotor 112 sowohl von dem zweiten Planetengetriebe 122’ als auch dem zweiten Teil 92 der Drehkupplung 52 entkoppelt.
Wenn der Aktuator 208 betrieben wird, um die Hülse 206 so in einer dritten Stellung zu positionieren, dass die Kupplung 200 in dem dritten Zustand funktioniert, wird Drehkraft, die durch den Motor 112 bereitgestellt wird, von der Kupplung 200 über das zweite Ausgangsritzel 204 ausgegeben, um eine Eingangsleistung für den zweiten Teil 92 der Drehkupplung 52 bereitzustellen. In Situationen, in denen die Drehkupplung 52 in einem Betriebszustand ist, der eine Drehmomentübertragung zwischen den ersten und zweiten Teilen 90 und 92 der Drehkupplung 54 erlaubt, kann die Drehkraft, die über den zweiten Teil 92 bereitgestellt wird, konfiguriert werden, um das Niveau der Drehkraft zu ergänzen, das durch das Bewegen des Differentialgehäuses 68 über das Antriebsritzel 42 bereitgestellt wird.
Die vorangegangene Beschreibung der Ausführungsbeispiele wurde zum Zweck der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Sie soll nicht erschöpfend sein oder die Offenbarung beschränken. Einzelne Elemente oder Merkmale eines besonderen Ausführungsbeispiels sind allgemein nicht auf dieses besondere Ausführungsbeispiel begrenzt, sind aber dort, wo sie anwendbar sind, austauschbar und können in einem ausgewählten Ausführungsbeispiel angewendet werden, selbst wenn sie nicht ausdrücklich dargestellt oder beschrieben sind. Dieselben können auch in vielfacher Weise abgewandelt werden. Solche Varianten sind nicht als eine Abweichung von der Offenbarung zu betrachten, und alle solche Abwandlungen sollen innerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung enthalten sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 8795126 [0003]
US 8663051 [0004]

Claims

Antriebsstrangkomponente umfassend: ein Gehäuse, das einen Hohlraum definiert; ein Antriebsritzel, das in dem Hohlraum aufgenommen ist und drehbar um eine erste Achse ist; ein Ringrad, das in dem Hohlraum aufgenommen ist und drehbar um eine zweite Achse angeordnet ist, wobei das Ringrad in kämmendem Eingriff mit dem Antriebsritzel ist; eine Differentialbaugruppe mit einem Differentialgehäuse, einem ersten Differential-Ausgangselement und einem zweiten Differential-Ausgangselement; erste und zweite Abtriebswellen, die antriebsmäßig mit den ersten bzw. zweiten Differential-Ausgangselementen gekoppelt sind; eine Drehkupplung mit ersten und zweiten Teilen, die drehbar um die zweite Achse angeordnet sind, wobei der erste Teil zur gemeinsamen Drehung mit dem Ringrad gekoppelt ist, wobei der zweite Teil zur gemeinsamen Drehung mit dem Differentialgehäuse gekoppelt ist, wobei die Drehkupplung konfiguriert ist, um Drehkraft zwischen dem Ringrad und dem Differentialgehäuse selektiv zu übertragen; und ein Torque-Vectoring-Modul mit einem Getriebe mit einem ersten Planetengetriebe und einem zweiten Planetengetriebe, wobei das erste Planetengetriebe ein erstes Planetenringrad, einen ersten Planetenträger, ein erstes Sonnenrad und eine Vielzahl von ersten Planetenrädern aufweist, wobei der erste Planetenringrad mit dem Gehäuse fest gekoppelt ist, wobei der erste Planetenträger mit einer/m von der ersten Abtriebswelle und dem zweiten Teil der Drehkupplung drehbar gekoppelt ist, wobei das erste Sonnenrad um die erste Abtriebswelle angeordnet ist, wobei die ersten Planetenräder durch den ersten Planetenträger drehbar gelagert sind und in kämmendem Eingriff mit dem ersten Planetenringrad und dem ersten Sonnenrad sind, wobei das zweite Planetengetriebe ein zweites Planetenringrad, einen zweiten Planetenträger, ein zweites Sonnenrad und eine Vielzahl von zweiten Planetenrädern aufweist, wobei das zweite Planetenringrad um die erste Abtriebswelle drehbar angeordnet ist, wobei der zweite Planetenträger mit der/dem anderen von der ersten Abtriebswelle und dem zweiten Teil der Drehkupplung drehbar gekoppelt ist, wobei das zweite Sonnenrad um die erste Abtriebswelle angeordnet ist und mit dem ersten Sonnenrad zur gemeinsamen Drehung um die zweite Achse gekoppelt ist, wobei die zweiten Planetenräder zur Drehung auf dem zweiten Planetenträger gelagert und mit dem zweiten Planetenringrad und dem zweiten Sonnenrad in kämmendem Eingriff sind.
Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 1, wobei das Torque-Vectoring-Modul des Weiteren einen Elektromotor umfasst, der selektiv zum Antrieb des Getriebes betreibbar ist.
Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 2, wobei das Getriebe des Weiteren ein Motorritzel, das mit einer Abtriebswelle des Elektromotors gekuppelt ist, und zumindest eine Zahnraduntersetzung umfasst, die durch das Motorritzel angetrieben wird und Drehkraft an das zweite Planetenringrad ausgibt.
Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 2, wobei der Elektromotor ein reversibler Elektromotor ist.
Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 1, wobei die Differentialbaugruppe ein Differentialgetriebe umfasst.
Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 5, wobei das Differentialgetriebe eine Vielzahl von Kegelrädern umfasst, die mit einem Paar von Seitenrädern in kämmendem Eingriff sind, wobei jedes der Seitenräder zur Drehung mit einem entsprechenden der ersten und zweiten Differential-Ausgangselemente gekoppelt ist.
Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 1, wobei die Drehkupplung eine Kupplung ist, die zum Verbinden des Ringrades mit dem Differentialgehäuse in der Lage ist, wenn es einen Drehgeschwindigkeitsunterschied zwischen dem Ringrad und dem Differentialgehäuse gibt.
Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 7, wobei die Kupplung eine Reibungskupplung ist, wobei der erste Teil der Kupplung einen ersten Satz von Kupplungslamellen umfasst, und wobei der zweite Teil der Kupplung einen zweiten Satz von Kupplungslamellen umfasst, die mit dem ersten Satz von Kupplungslamellen verschachtelt sind.
Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 8, wobei der erste Teil der Kupplung einen inneren Kupplungsträger umfasst und der zweite Teil der lösbaren Kupplung einen äußeren Kupplungsträger umfasst.
Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 9, wobei der äußere Kupplungsträger einen Teil des ersten Planetenträgers definiert.
Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 1, die des Weiteren eine Kupplung mit einem Eingangselement, einem ersten Kupplungsausgang und einem zweiten Kupplungsausgang umfasst, wobei der erste Kupplungsausgang antriebsmäßig mit dem zweiten Ringrad gekoppelt ist, wobei der zweite Kupplungsausgang antriebsmäßig mit dem zweiten Teil der Drehkupplung gekoppelt ist, wobei die Kupplung in einem ersten Zustand selektiv betreibbar ist, in dem das Eingangselement antriebsmäßig mit dem ersten Kupplungsausgang gekoppelt ist, um dem Getriebe eine Eingangsleistung bereitzustellen, wobei die Kupplung auch in einem zweiten Zustand selektiv betreibbar ist, in dem das Eingangselement antriebsmäßig mit dem zweiten Kupplungsausgang gekoppelt ist, um für den zweiten Teil der Drehkupplung eine Eingangsleistung bereitzustellen.
Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 11, wobei die Kupplung des Weiteren eine Hülse umfasst, die entlang einer Achse des Eingangselements zwischen einer ersten Stellung, in der die Hülse antriebsmäßig das Eingangselement mit dem ersten Kupplungsausgang koppelt, und einer zweiten Stellung, in der die Hülse antriebsmäßig das Eingangselement mit dem zweiten Kupplungsausgang koppelt, beweglich ist.
Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 12, die des Weiteren einen Elektromotor umfasst, um das Eingangselement selektiv anzutreiben.
Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 13, wobei die Kupplung des Weiteren einen Aktuator umfasst, der konfiguriert ist, um die Hülse zwischen den ersten und zweiten Stellungen selektiv zu bewegen.
Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 14, wobei der Aktuator einen Linearmotor umfasst.
Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 15, wobei der Aktuator des Weiteren eine Gabel umfasst, die in einer Nut in der Hülse aufgenommen ist, wobei die Gabel mit einem Ausgang des Linearmotors zur damit verbundenen Verschiebung gekoppelt ist.
Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 12, wobei die Hülse zwischen den ersten und zweiten Stellungen in eine dritte Stellung beweglich ist, wobei sowohl der erste Kupplungsausgang als auch der zweite Kupplungsausgang von dem Eingangselement entkoppelt sind, wenn die Hülse in der dritten Stellung ist.
Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 11, wobei der erste Kupplungsausgang und der zweite Kupplungsausgang Zahnräder sind.
Antriebsstrangkomponente umfassend: ein Gehäuse; ein Antriebsritzel, das in dem Hohlraum aufgenommen ist und drehbar um eine erste Achse ist; ein Ringrad, das in dem Gehäuse aufgenommen ist und drehbar um eine zweite Achse ist, wobei das Ringrad in kämmendem Eingriff mit dem Antriebsritzel ist; eine Differentialbaugruppe, die in dem Gehäuse aufgenommen ist und um die zweite Achse drehbar ist, wobei die Differentialbaugruppe ein Differentialgehäuse, einen ersten Differentialausgang und einen zweiten Differentialausgang hat; eine erste Achswelle, die mit dem ersten Differentialausgang zur damit verbundenen Drehung gekoppelt ist; eine erste Kupplung, um das Differentialgehäuse mit dem Ringrad zur gemeinsamen Drehung selektiv zu koppeln, wobei die erste Kupplung einen ersten Teil aufweist, der zur gemeinsamen Drehung mit dem Ringrad gekoppelt ist, und einen zweiten Teil, der zur gemeinsamen Drehung mit dem Differentialgehäuse gekoppelt ist; und ein Getriebe mit ersten und zweiten Planetengetrieben, die selektiv betreibbar sind, um gleich- und entgegengerichtete Momente auf den zweiten Teil der ersten Kupplung und die erste Achswelle auszuüben.
Antriebsstrangkomponente nach Anspruch 19, die des Weiteren eine zweite Kupplung und einen Elektromotor umfasst, wobei die zweite Kupplung eine Eingangswelle, einen ersten Kupplungsausgang und einen zweiten Kupplungsausgang umfasst, wobei die Kupplung in einem ersten Zustand betreibbar ist, in dem durch den Elektromotor bereitgestellte Drehkraft an das Getriebe ausgegeben wird, und wobei die Kupplung in einem zweiten Zustand betreibbar ist, in dem durch den Elektromotor bereitgestellte Drehkraft an den zweiten Teil der ersten Kupplung ausgegeben wird.