DE102017220168B4 - Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse eines zweispurigen Fahrzeugs - Google Patents

Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse eines zweispurigen Fahrzeugs Download PDF

Info

Publication number
DE102017220168B4
DE102017220168B4 DE102017220168.1A DE102017220168A DE102017220168B4 DE 102017220168 B4 DE102017220168 B4 DE 102017220168B4 DE 102017220168 A DE102017220168 A DE 102017220168A DE 102017220168 B4 DE102017220168 B4 DE 102017220168B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gear
planetary gear
vehicle
shaft
planetary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102017220168.1A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102017220168A1 (de
Inventor
Udo Pinschmidt
Steffen Hummel
Christian Wirth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Priority to DE102017220168.1A priority Critical patent/DE102017220168B4/de
Priority to US16/762,610 priority patent/US10995840B2/en
Priority to CN201880073111.1A priority patent/CN111344176B/zh
Priority to PCT/EP2018/078617 priority patent/WO2019091749A1/de
Publication of DE102017220168A1 publication Critical patent/DE102017220168A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102017220168B4 publication Critical patent/DE102017220168B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/36—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
    • B60K6/365—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K6/387—Actuated clutches, i.e. clutches engaged or disengaged by electric, hydraulic or mechanical actuating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/36—Differential gearings characterised by intentionally generating speed difference between outputs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/001—Arrangement or mounting of electrical propulsion units one motor mounted on a propulsion axle for rotating right and left wheels of this axle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K2006/381—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches characterized by driveline brakes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4808—Electric machine connected or connectable to gearbox output shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4833—Step up or reduction gearing driving generator, e.g. to operate generator in most efficient speed range
    • B60K2006/4841—Step up or reduction gearing driving generator, e.g. to operate generator in most efficient speed range the gear provides shifting between multiple ratios
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2300/00—Purposes or special features of road vehicle drive control systems
    • B60Y2300/80—Control of differentials
    • B60Y2300/82—Torque vectoring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/70—Gearings
    • B60Y2400/73—Planetary gearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/36—Differential gearings characterised by intentionally generating speed difference between outputs
    • F16H2048/364—Differential gearings characterised by intentionally generating speed difference between outputs using electric or hydraulic motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/36—Differential gearings characterised by intentionally generating speed difference between outputs
    • F16H2048/368—Differential gearings characterised by intentionally generating speed difference between outputs using additional orbital gears in combination with clutches or brakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/003—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0034—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising two forward speeds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2002—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears
    • F16H2200/201—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with three sets of orbital gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2097—Transmissions using gears with orbital motion comprising an orbital gear set member permanently connected to the housing, e.g. a sun wheel permanently connected to the housing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Abstract

Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse (HA) eines zweispurigen Fahrzeugs, wobei die Fahrzeugachse (HA) ein Achsdifferenzial (3) aufweist, das eingangsseitig mit einer Primär-Antriebsmaschine verbindbar ist und ausgangsseitig über beidseitig angeordnete Flanschwellen (5, 7) mit Fahrzeugrädern (9) der Fahrzeugachse (HA) verbindbar ist, wobei der Fahrzeugachse (HA) eine zusätzliche Antriebsmaschine (26) und ein schaltbares Überlagerungsgetriebe (25) zugeordnet ist, das in eine Momentenverteilungs-Gangstufe (TV) schaltbar ist, in der ein von der zusätzlichen Antriebsmaschine (26) erzeugtes Antriebsmoment erzeugt wird, in Abhängigkeit von dessen Größe und Drehrichtung eine Momentenverteilung auf die beiden Fahrzeugräder (9) änderbar ist, und in einem Hybrid-Modus schaltbar ist, in dem das von der zusätzlichen Antriebsmaschine (26) generierte Antriebsmoment über das Achsdifferenzial (3) gleichmäßig verteilt auf beide Flanschwellen (5, 7) der Fahrzeugräder (9) einkoppelbar ist, wobei das Überlagerungsgetriebe (25) genau drei miteinander gekoppelte Planetengetriebe (PG1, PG2, PG3) aufweist, und bei geschalteter Momentenverteilungs-Gangstufe (TV) ein Lastpfad im Überlagerungsgetriebe (25) gebildet ist, in dem alle drei Planetengetriebe (PG1, PG2, PG3) eingebunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer geschalteten zweiten Hybrid-Gangstufe (H2) ein Lastpfad im Überlagerungsgetriebe (25) gebildet ist, in dem lediglich genau eines (PG1) der Planetengetriebe eingebunden ist, und dass bei einer geschalteten ersten Hybrid-Gangstufe (H1) ein Lastpfad im Überlagerungsgetriebe (25) gebildet ist, in dem alle drei Planetengetriebe (PG1, PG2, PG3) eingebunden sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse, insbesondere Hinterachse, eines zweispurigen Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Aus der DE 10 2014 015 793 A1 ist eine Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeug-Hinterachse bekannt, die ein Achsdifferenzial aufweist, das eingangsseitig mit einer Primär-Antriebsmaschine (zum Beispiel Brennkraftmaschine) verbindbar ist und ausgangsseitig mit beidseitig angeordneten Flanschwellen mit Fahrzeugrädern der Fahrzeugachse verbindbar ist. Der Fahrzeugachse sind eine zusätzliche Antriebsmaschine (insbesondere Elektromaschine) sowie ein schaltbares Überlagerungsgetriebe zugeordnet. Das Überlagerungsgetriebe kann in eine Momentenverteilungs-Gangstufe schaltbar sein, in der ein von der zusätzlichen Antriebsmaschine erzeugtes Antriebsmoment erzeugt wird, in Abhängigkeit von dessen Größe und Drehrichtung eine Momentenverteilung auf die beiden Fahrzeugräder änderbar ist. Alternativ dazu ist das Überlagerungsgetriebe in einen Hybrid-Modus schaltbar, in dem das von der zusätzlichen Antriebsmaschine generierte Antriebsmoment in einer schaltbaren Hybrid-Gangstufe über das Achsdifferenzial gleichmäßig verteilt auf beide Flanschwellen der Fahrzeugräder einkoppelbar ist. Bei bestimmten Fahrsituationen, zum Beispiel bei einer Kurvenfahrt, kann durch eingelegter Momentenverteilungs-Gangstufe das Fahrverhalten durch eine Drehmoment-Umverteilung (Torque-Vectoring oder Quersperrenfunktion) unterstützt werden. So kann bei einer Kurvenfahrt am Kurveneingang ein Antriebsmoment zum kurvenäußeren Fahrzeugrad verlagert werden (Torque-Vectoring). Alternativ/zusätzlich kann bei der Kurvenfahrt am Kurvenausgang das Antriebsmoment zum kurveninneren Fahrzeugrad verlagert werden (Quersperrenfunktion). Demgegenüber kann bei aktiviertem Hybrid-Modus zum Beispiel eine Boost-Funktion erfolgen.
  • In der obigen DE 10 2014 015 793 A1 weist das Überlagerungsgetriebe insgesamt drei Planetengetriebe auf, die über zwei Bremsen schaltbar sind, um den Hybrid-Modus oder den Momentenverteilungs-Modus bereitzustellen, wodurch sich insgesamt eine bauraumintensive Anordnung ergibt.
  • Aus der DE 10 2013 202 381 A1 ist eine gattungsgemäße Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug bekannt. Aus der DE 10 2015 221 190 A1 ist eine Getriebevorrichtung für ein Fahrzeug bekannt. Aus der DE 10 2010 036 240 A1 ist eine weitere Antriebsvorrichtung bekannt.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse eines zweispurigen Fahrzeugs bereitzustellen, die im Vergleich zum Stand der Technik bauraumreduzierter aufgebaut ist, und bei der mit einfachen Mitteln eine Funktionserweiterung/-reduzierung ermöglicht ist, und zwar bei geringerem Bauraumbedarf sowie bei gesteigerter Fahrdynamik.
  • Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
  • Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 sind die drei Planetengetriebe im Überlagerungsgetriebe so miteinander gekoppelt, dass bei geschalteter Momentenverteilungs-Gangstufe oder bei einer geschalteten ersten Hybrid-Gangstufe ein Lastpfad mit Leistungsverzweigung gebildet ist, in dem alle drei Planetengetriebe integriert sind. Demgegenüber wird bei einer geschalteten zweiten Hybrid-Gangstufe ein Lastpfad ohne Leistungsverzweigung gebildet, in dem lediglich genau eines der Planetengetriebe integriert ist. Auf diese Weise können in der ersten Hybrid-Gangstufe und in der zweiten Hybrid-Gangstufe in einfacher Weise unterschiedliche Übersetzungen realisiert werden.
  • In einer technischen Umsetzung können die drei Planetengetriebe in der Reihe hintereinander koaxial zur Flanschwelle angeordnet sein. Das eingangsseitige, erste Planetengetriebe kann mit seinem Eingangselement, insbesondere einem Sonnenrad, mit einer von der zusätzlichen Antriebsmaschine angetriebenen Getriebeeingangswelle drehfest verbunden sein. Zudem kann das eingangsseitige, erste Planetengetriebe mit seinem Ausgangselement, insbesondere einen, Planetenräder tragenden Planetenradträger, mit einer Getriebeausgangswelle drehfest verbunden sein, die mit der Antriebsseite des Achsdifferenzials trieblich gekoppelt ist (für einen Differenzial-Antrieb). Das Reaktionselement des eingangsseitigen, ersten Planetengetriebes, insbesondere ein mit den Planetenrädern kämmendes radial äußeres Hohlrad, kann über ein Schaltelement SE2 am Getriebegehäuse festbremsbar oder davon lösbar sein, und zwar je nach Schaltstellung des Schaltelements SE2.
  • In diesem Fall kann in der zweiten Hybrid-Gangstufe H2 das Hohlrad über das Schaltelement SE2 am Getriebegehäuse festgebremst sein, so dass sich ein Antriebsmomentenfluss bzw. Lastpfad ohne Leistungsverzweigung von der zusätzlichen Antriebsmaschine (Elektromaschine) über das eingangsseitige, erste Planetengetriebe bis zur Antriebsseite des Achsdifferenzials ergibt, während zweite und dritte Planetengetriebe vom Lastpfad entkoppelt sind.
  • Im Hinblick auf eine Drehmomentwandlung ist es bevorzugt, wenn die zusätzliche Antriebsmaschine über eine Vorgelegestufe mit der Getriebeeingangswelle gekoppelt ist. Die zusätzliche Antriebsmaschine kann aus Bauraumgründen bevorzugt achsparallel zur Flanschwelle angeordnet sein, wobei die Vorgelegestufe beispielhaft eine einstufige Stirnradstufe sein kann.
  • Im Hinblick auf eine weitere Packageoptimierung ist es bevorzugt, wenn die Getriebeeingangswelle, die Getriebeausgangswelle und die getriebeseitige Flanschwelle zueinander koaxial und ineinander verschachtelt angeordnet sind. In diesem Fall ist es im Hinblick auf einfache Verschaltung bevorzugt, wenn die Getriebeeingangswelle als Außenhohlwelle realisiert ist, in der die Getriebeausgangswelle als eine Innenhohlwelle angeordnet ist, durch die sich die getriebeseitige Flanschwelle als Vollwelle erstreckt.
  • In einer konkreten Ausführungsvariante können das Hohlrad des eingangsseitigen ersten Planetengetriebes und ein Hohlrad des dritten Planetengetriebes auf einer gemeinsamen, radial äußeren Hohlradwelle drehfest sitzen. Die radial äußere Hohlradwelle kann über das bereits erwähnte Schaltelement SE2 am Getriebegehäuse festbremsbar sein.
  • Das Hohlrad des dritten Planetengetriebes kann mit Planetenrädern kämmen, die auf einem Planetenradträger drehgelagert sind und die wiederum mit einem radial inneren Sonnenrad kämmen, das als ein Reaktionselement drehfest am Getriebegehäuse festgelegt ist.
  • Zudem können das dritte Planetengetriebe und das mittlere zweite Planetengetriebe über eine Zwischenwelle miteinander trieblich gekoppelt sein. Die Zwischenwelle kann sowohl ein Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes als auch einen Verbindungsflansch drehfest tragen, der am Planetenradträger des dritten Planetengetriebes angebunden ist. Im zweiten Planetengetriebe kann das auf der Zwischenwelle drehfest angeordnete Sonnenrad mit Planetenrädern kämmen, die auf einem Planetenradträger drehgelagert sind und wiederum mit einem radial äußeren Hohlrad kämmen. Bevorzugt kann das Hohlrad des zweiten Planetengetriebes über eine radial innere Hohlradwelle mit dem Planetenradträger des ersten Planetengetriebes gekoppelt sein. Zudem kann der Planetenradträger des zweiten Planetengetriebes, insbesondere über eine zweite Innenhohlwelle, mittels eines Schaltelementes SE1 geschaltet werden, und zwar entweder von seiner Neutralstellung N in die erste Hybrid-Gangstufe H1 oder von seiner Neutralstellung N in die Momentenverteilungs-Gangstufe TV.
  • In der Großserienproduktion werden häufig unterschiedliche Fahrzeug-Varianten eines Fahrzeugtyps hergestellt, die unterschiedliche Anforderungen an die Antriebsvorrichtung erfüllen sollen. Entsprechend ist es fertigungstechnisch von Vorteil, wenn das Überlagerungsgetriebe im Hinblick auf eine Funktionserweiterung/-reduzierung konstruktiv einfach auf die jeweilige Fahrzeug-Variante anpassbar ist. Entsprechend ist es fertigungstechnisch von Vorteil, wenn das Überlagerungsgetriebe eine solche Getriebestruktur aufweist, bei der in konstruktiv einfacher Weise einzelne Baugruppen modulartig weggelassen, hinzugefügt oder abgeändert werden können. Dies wird erfindungsgemäß wie folgt realisiert: so kann die zusätzliche Antriebsmaschine mitsamt Vorgelegestufe, die ersten und dritten Planetengetriebe, das Schaltelement SE2 und das Schaltelement SE1 in dieser Reihenfolge von fahrzeuginnen in der Fahrzeugquerrichtung nach fahrzeugaußen als Baumodule hintereinander angeordnet sein. Unter Weglassung, Hinzufügung oder Abwandlung eines oder mehrerer dieser Baumodule kann das Überlagerungsgetriebe in einfacher Weise an unterschiedliche Fahrzeug-Varianten angepasst werden.
  • In einer nicht von der Erfindung umfassten Vergleichsform (10) können - im Gegensatz zur obigen ersten Ausführungsform - in der zweiten Hybrid-Gangstufe H2 genau zwei Planetengetriebe PG3, PG1 eingebunden sein.
  • In der nicht von der Erfindung umfassten Vergleichsform kann die Getriebeeingangswelle nicht mehr an der fahrzeuginneren Seite des Überlagerungsgetriebes positioniert sein, sondern an dessen fahrzeugäußeren Seite, und zwar zusammen mit den Schaltelementen SE1, SE2. Entsprechend kann das Sonnenrad des fahrzeuginneren, ersten Planetengetriebes PG1 nicht mehr trieblich an der zusätzlichen Antriebsmaschine angekoppelt sein, sondern vielmehr gehäusefest angeordnet sein. Demgegenüber kann das dritte Planetengetriebe PG3 mit seinem Sonnenrad drehfest mit der von der zusätzlichen Antriebsmaschine angetriebenen Getriebeeingangswelle verbunden sein. Die Getriebeeingangswelle und die Getriebeausgangswelle können in der zweiten Ausführungsform nicht mehr ineinander koaxial verschachtelt positioniert sein, sondern als Hohlwellen in axialer Flucht nebeneinander angeordnet. Zudem kann bei geschalteter Hybrid-Gangstufe H2 der Planetenradträger des dritten Planetengetriebes PG3 mittels des Schaltelementes SE2 an dem Getriebegehäuse festbremsbar oder davon lösbar sein.
  • In der obigen, nicht von der Erfindung umfassten Vergleichsform ergibt sich bei eingelegter erster Hybrid-Gangstufe H1 der folgende Lastpfad: Demnach ist der Planetenradträger des zweiten Planetengetriebes PG2 über die Innenhohlwelle drehfest am Getriebegehäuse angekoppelt. Dadurch wird das von der zusätzlichen Antriebsmaschine erzeugte Antriebsmoment über einen Lastpfad in das Sonnenrad des dritten Planetengetriebes PG3 eingeleitet. Am Planetenradträger des dritten Planetengetriebes PG3 erfolgt eine Leistungsverzweigung in einen ersten Teilpfad und in einen zweiten Teilpfad. Der erste Teilpfad führt vom Planetenradträger über den Verbindungsflansch sowie die Zwischenwelle in das zweite Planetengetriebe PG2 und vor dort über die innere Hohlradwelle zum Abtriebsflansch und weiter über die Getriebeausgangswelle zum Differenzialgehäuse. Der zweite Teilpfad führt vom Planetenradträger über die Planetenräder und das Hohlrad des dritten Planetengetriebes PG3 sowie über die Hohlradwelle zum ersten Planetengetriebe PG1. In dessen Planetenradträger erfolgt eine Leistungsaddition, in der der zweite Lastpfad dem ersten Lastpfad aufaddiert wird.
  • Bei eingelegter zweiter Hybrid-Gangstufe H2 ergibt sich der folgende Lastpfad: Demnach ist der Planetenradträger des dritten Planetengetriebes PG3 mittels des zweiten Schaltelements SE2 gehäusefest geschaltet. Dadurch wird der Lastpfad von der zusätzlichen Antriebsmaschine zunächst in das Sonnenrad des dritten Planetengetriebes PG3 eingeleitet und dann ohne Leitungsverzweigung komplett über die Planetenräder, das Hohlrad, die Hohlradwelle zum ersten Planetengetriebe PG1 geführt. Von dessen Planetenradträger wird der Lastpfad über die Getriebeausgangswelle zum Differenzialgehäuse weitergeleitet.
  • Bei eingelegter Momentenverteilungs-Gangstufe TV ist der Planetenradträger des mittleren, zweiten Planetengetriebes PG2 über die zweite Innenhohlwelle sowie über das geschlossene erste Schaltelement SE1 mit dem Antriebsflansch der getriebeseitigen Flanschwelle trieblich gekoppelt. Der Drehsinn und der Betrag des von der zusätzlichen Antriebsmaschine ist so ausgelegt, dass von der getriebeseitigen Flanschwelle ein Moment entnommen wird und über die zweite Innenhohlwelle zum Planetenradträger des zweiten Planetengetriebes PG2 geleitet wird. Dort erfolgt eine Leistungsverzweigung in einen ersten Teilpfad und in einen zweiten Teilpfad. Der erste Teilpfad führt über die Planetenräder sowie das Hohlrad des zweiten Planetengetriebes PG2 und über die radial innere Hohlradwelle in den Abtriebsflansch. Der zweite Teilpfad führt vom Planetenradträger des zweiten Planetengetriebes PG2 über dessen Sonnenrad und die Zwischenwelle in das dritte Planetengetriebe PG3 (Eingangselement ist der Planetenradträger des dritten Planetengetriebes PG3) und über dessen Hohlrad (Ausgangselement) in das erste Planetengetriebe PG1. Von dort führt der zweite Lastpfad über den Planetenradträger des ersten Planetengetriebes PG1 in den Abtriebsflansch. Im Abtriebsflansch erfolgt eine Leistungsaddition, in der die beiden Teilpfade aufaddiert werden.
  • Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
  • Es zeigen:
    • 1 in einer schematischen Darstellung eine Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeug-Hinterachse eines zweispurigen Fahrzeugs in einer Grundausstattung;
    • 2, 3 und 4 jeweils Ansichten entsprechend der 1 mit hervorgehobenem Antriebsmomentenfluss bei geschalteter erster Hybrid-Gangstufe, bei geschalteter zweiter Hybrid-Gangstufe und bei geschalteter Momentenverteilungs-Gangstufe; und
    • 5 bis 9 jeweils Ansichten der Antriebsvorrichtung für weitere Fahrzeug-Varianten mit im Vergleich zu 1 reduzierter Funktionsausstattung.
    • 10 eine Ansicht entsprechend der 1 gemäß einer nicht von der Erfindung umfassten Vergleichsform.
  • In der 1 ist grob schematisch eine Getriebestruktur einer Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeug-Hinterachse HA eines zweispurigen Fahrzeugs gezeigt. Die in der 1 angedeutete Antriebsvorrichtung kann Bestandteil eines Allradantriebes sein, bei dem eine nicht dargestellte frontseitige Brennkraftmaschine als Primär-Antriebsmaschine über ein Getriebe sowie ein Mittendifferenzial und ein Vorderachsdifferenzial auf die Vorderräder des Fahrzeugs abtreibt. Das Mittendifferenzial kann über eine Kardanwelle 1 mit der Eingangsseite eines Hinterachsdifferenzials 3 verbunden sein. Das Hinterachsdifferenzial 3 ist ausgangsseitig über beidseitig angeordnete Flanschwellen 5, 7 mit den Fahrzeughinterrädern 9 der Fahrzeughinterachse HA trieblich gekoppelt. In der 1 ist das Hinterachsdifferenzial 3 ein gängiges Kegelraddifferenzial, das ein antriebsseitiges Differenzialgehäuse 11, an dem zwei einander koaxial mit Abstand gegenüberliegende Ausgleichskegelräder 13 (von denen in der 1 nur ein Ausgleichskegelrad 13 gezeigt ist) drehgelagert sind, sowie erste und zweite Abtriebskegelräder 15, 17 aufweist, die rechtwinklig zu den Ausgleichskegelrädern 13 sowie koaxial mit Abstand zueinander angeordnet sind und jeweils in Zahneingriff mit den beiden Ausgleichskegelrädern 13 sind. Das erste Abtriebskegelrad 15 sitzt drehfest auf der in der 1 linken Flanschwelle 5, während das zweite Abtriebskegelrad 17 drehfest auf der in der 1 rechten Flanschwelle 7 sitzt.
  • In der 1 ist die Kardanwelle 1 über einen Kegeltrieb 19 mit dem Differenzialgehäuse 11 trieblich koppelbar, der ein auf der Kardanwelle 1 sitzendes Kegelrad 21 aufweist, das mit einem Tellerrad 23 kämmt. Zwischen dem Kegeltrieb 19 und dem Differenzialgehäuse 11 ist ein Schaltelement SE geschaltet, mit dem die Hinterachse HA trieblich von der Kardanwelle 1 abkoppelbar ist.
  • Wie aus der 1 weiter hervorgeht, weist die Hinterachse HA ein Überlagerungsgetriebe 25 sowie eine Elektromaschine 26 auf. Das Überlagerungsgetriebe 25 ist in einem Hybrid-Modus oder in einem Momentenverteilungs-Modus (das heißt elektronisches Torque-Vectoring oder Quersperrenfunktion) betreibbar, wie es später beschrieben wird. Im Hybrid-Modus wird ein von der Elektromaschine 26 generiertes Antriebsmoment M über das Überlagerungsgetriebe 25 sowie über das Hinterachsdifferenzial 3 gleichmäßig verteilt auf die beiden Flanschwellen 5, 7 eingekoppelt. Der Hybrid-Modus ist rein elektromotorisch durchführbar oder in Kombination der Elektromaschine 26 mit der Brennkraftmaschine (zum Beispiel für eine Boost-Funktion).
  • Im Momentenverteilungs-Modus wird das von der Elektromaschine 26 generierte Antriebsmoment nicht nur zur Antriebsseite (das heißt Differenzialgehäuse 11) des Achsdifferenzials 3 geleitet, sondern auch über das Überlagerungsgetriebe 25 direkt in die getriebeseitige Flanschwelle 7 eingekoppelt, um eine Momentenverteilung auf die beiden Hinterräder 9 zu ändern. Die Einleitung in die getriebeseitige Flanschwelle 7 erfolgt über einen auf der getriebeseitigen Flanschwelle 7 sitzenden Momentenverteilungs-Abtriebsflansch 40. In Abhängigkeit vom Betrag sowie der Drehrichtung des von der Elektromaschine 26 generierten Antriebsmomentes M erfolgt die Momentenverteilung zwischen den Fahrzeugrädern 9.
  • Nachfolgend wird die Getriebestruktur des Überlagerungsgetriebes 25 anhand der 1 erläutert: Demzufolge weist das Überlagerungsgetriebe 25 ein erstes Planetengetriebe PG1, ein zweites Planetengetriebe PG2 und ein drittes Planetengetriebe PG3, die in der Fahrzeugquerrichtung y unmittelbar nebeneinander sowie zueinander koaxial ausgerichtet auf der getriebeseitigen Flanschwelle 7 angeordnet sind. Das fahrzeuginnere, erste Planetengetriebe PG1 ist mit seinem Sonnenrad 27 mit einer von der Elektromaschine 26 angetriebenen Getriebeeingangswelle 29 drehfest verbunden. Als Ausgangselement weist das fahrzeuginnere Planetengetriebe PG1 einen, Planetenräder 33 tragenden Planetenradträger 35 auf, der über einen Abtriebsflansch 38 an einer Getriebeausgangswelle 41 angebunden ist. Diese ist wiederum drehfest am Differenzialgehäuse 11 des Achsdifferenzials 3 angeschlossen. Als Reaktionselement weist das fahrzeuginnere, erste Planetengetriebe PG1 ein mit den Planetenrädern 33 kämmendes Hohlrad 37 auf.
  • Die Getriebeeingangswelle 29 ist über eine einstufige Stirnradstufe 31, die als Vorgelege wirkt, mit der Elektromaschine 26 verbunden, die achsparallel zu den Flanschwellen 5, 7 positioniert ist. Zudem sind die Getriebeeingangswelle 29, die Getriebeausgangswelle 41 und die getriebeseitige Flanschwelle 7 zueinander koaxial sowie ineinander verschachtelt angeordnet. Hierzu ist die Getriebeeingangswelle 29 als Außenhohlwelle realisiert, in der Getriebeausgangswelle 41 als eine Innenhohlwelle angeordnet ist, durch die sich die getriebeseitige Flanschwelle 7 erstreckt.
  • In der 1 ist sowohl das Hohlrad 37 des fahrzeuginneren ersten Planetengetriebes PG1 als auch ein Hohlrad 39 des fahrzeugäußeren dritten Planetengetriebes PG3 auf einer gemeinsamen radial äußeren Hohlradwelle 36 drehfest angeordnet. Die radial äußere Hohlradwelle 36 überbrückt das mittlere Planetengetriebe PG2 und ist an seinem fahrzeugäußeren Ende mittels eines Schaltelementes SE2 an einer Getriebegehäusewand 43 festbremsbar, und zwar bei geschalteter Hybrid-Gangstufe H2. In der Figur befindet sich das Schaltelement SE2 in seiner Neutralstellung, in der die radial äußere Hohlradwelle 36 von der Getriebegehäusewand 43 gelöst ist.
  • Im fahrzeugäußeren, dritten Planetengetriebe PG3 kämmt das Hohlrad 39 mit Planetenrädern 49, die auf einem Planetenradträger 51 drehgelagert sind und wiederum mit einem Sonnenrad 47 kämmen, das als ein Reaktionselement drehfest am Getriebegehäuse 43 angebunden ist. Das in der Fahrzeugquerrichtung y fahrzeugäußere, dritte Planetengetriebe PG3 und das mittlere, zweite Planetengetriebe PG2 sind über eine Zwischenwelle 53 miteinander gekoppelt. Die Zwischenwelle 53 trägt sowohl ein Sonnenrad 55 des zweiten Planetengetriebes PG2 als auch einen Verbindungsflansch 57, der am Planetenradträger 51 des dritten Planetengetriebes PG3 drehfest angebunden ist.
  • Im mittleren zweiten Planetengetriebe PG2 kämmt das Sonnenrad 55 mit Planetenrädern 59, die auf einem Planetenradträger 61 drehgelagert sind und wiederum mit einem radial äußeren Hohlrad 63 kämmen. Das Hohlrad 63 des zweiten Planetengetriebes PG2 ist über eine radial innere Hohlradwelle 65 mit dem Planetenradträger 35 des ersten Planetengetriebes PG 1 gekoppelt. Zudem ist der Planetenradträger 61 des zweiten Planetengetriebes PG2 über eine zweite Innenhohlwelle 67 mittels eines Schaltelements SE1 schaltbar. In der 1 ist das Schaltelement SE1 in seiner Neutralstellung N gezeigt, ausgehend von der es in der Axialrichtung entweder in eine erste Hybrid-Gangstufe H1 oder dazu gegenläufig in eine Momentenverteilungs-Gangstufe TV schaltbar ist.
  • Um die Funktionsweise der Antriebsvorrichtung zu erläutern, wird anhand der 2 eine Fahrsituation beschrieben, bei der mittels des Schaltelements SE1 die erste Hybrid-Gangstufe H1 eingelegt ist, die exemplarisch als ein Anfahrgang ausgelegt sein kann. Demnach ist der Planetenradträger 61 des zweiten Planetengetriebes PG2 über die Innenhohlwelle 67 drehfest am Getriebegehäuse 43 angekoppelt. Dadurch wird das von der Elektromaschine 26 erzeugte Antriebsmoment M über einen Lastpfad in das Sonnenrad 27 des ersten Planetengetriebes PG1 eingeleitet. An den Planetenrädern 33 des ersten Planetengetriebes PG1 erfolgt eine Leistungsverzweigung, bei der sich der Lastpfad in ein erstes Teil-Moment M1 und in ein zweites Teil-Moment M2 verzweigt. Das erste Teil-Moment M1 wird direkt über den Abtriebsflansch 38 sowie die Getriebeausgangswelle 41 zum Differenzialgehäuse 11 geleitet. Das zweite Teil-Moment M2 wird dagegen über das Hohlrad 37 des ersten Planetengetriebes PG1 und die Außenhohlwelle 36 in das dritte Planetengetriebe PG3 eingeleitet und von dort über den Planetenradträger 51 (wirkt als Ausgangselement), den Verbindungsflansch 57, der Zwischenwelle 53 in das zweite Planetengetriebe PG2 eingeleitet. Von dort wird das Teil-Moment M2 (unter Drehmoment-Verstärkung) über das Hohlrad 63 des zweiten Planetengetriebes PG2 sowie über die innere Hohlradwelle 65 zum Abtriebsflansch 38 des ersten Planetengetriebes PG1 weitergeleitet und dem Teil-Moment M1 aufaddiert. In diesem Fall wirkt insbesondere das zweite Planetengetriebe PG2 als ein Verstärkungsgetriebe, mit dem das Teil-Moment M2 erhöht wird.
  • In der 3 ist eine weitere Fahrsituation gezeigt, bei der die zweite Hybrid-Gangstufe H2 geschaltet ist. Vorliegend ist die zweite Hybrid-Gangstufe exemplarisch als ein CO2-optimierter Fahrgang ausgelegt, der bei höheren Fahrgeschwindigkeiten einlegbar ist. Bei eingelegter zweiter Hybrid-Gangstufe H2 ist die äußere Hohlradwelle 36 mittels des in die zweite Hybrid-Gangstufe H2 geschalteten Schaltelements SE2 gehäusefest am Getriebegehäuse 43 angebunden. Dadurch wird das von der Elektromaschine 26 erzeugte Antriebsmoment M zunächst abermals in das Sonnenrad 27 des ersten Planetengetriebes PG1 eingeleitet und dann ohne Leitungsverzweigung komplett über die Planetenräder 33, den Planetenradträger 35, den Abtriebsflansch 38 sowie über die Getriebeausgangswelle 41 zum Differenzialgehäuse 11 weitergeleitet.
  • In der 4 wird im Unterschied zu den 2 und 3 das Überlagerungsgetriebe 25 nicht im Hybrid-Modus betrieben, sondern vielmehr im Momentenverteilungs-Modus. Dieser Modus ist etwa bei einer Kurvenfahrt aktiviert, um zwischen den Flanschwellen 5, 7 eine Momentendifferenz zu erzielen. Im Momentenverteilungs-Modus ist der Planetenradträger 61 des mittleren, zweiten Planetengetriebes PG2 über die zweite Innenhohlwelle 67 trieblich über das erste Schaltelement SE1 mit dem Abtriebsflansch 40 der getriebeseitigen Flanschwelle 7 gekoppelt.
  • Der Drehsinn und der Betrag des von der Elektromaschine 26 erzeugten Antriebsmoments ist so ausgelegt, dass in der 4 von der getriebeseitigen Flanschwelle 7 ein Moment M entnommen wird und über die Innenhohlwelle 67 zum Planetenradträger 61 des zweiten Planetengetriebes PG2 geleitet wird. Dort erfolgt eine Leistungsverzweigung, bei der ein erstes Teil-Moment M1 über die Planetenräder 49, das Hohlrad 63 und die radial innere Hohlradwelle 65 in den Abtriebsflansch 38 eingeleitet wird. Ein zweites Teil-Moment M2 wird von dem Planetenradträger 61 des zweiten Planetengetriebes PG2 über dessen Sonnenrad 55 und die Zwischenwelle 53 in das dritte Planetengetriebe PG3 eingeleitet (Eingangselement ist der Planetenradträger 51 des dritten Planetengetriebes PG3) und über dessen Hohlrad 39 (Ausgangselement) in das erste Planetengetriebe PG1 eingeleitet wird. Von dort wird das zweite Teil-Moment M2 über den Planetenradträger 35 des ersten Planetengetriebes PG1 in den Abtriebsflansch 38 weitergeleitet. Im Abtriebsflansch 38 wird das zweite Teil-Moment M2 auf das erste Teil-Moment M1 aufaddiert und über die Getriebeausgangswelle 41 zum Achsdifferenzial 3 geleitet. In diesem Fall wirkt insbesondere das zweite Planetengetriebe PG2 als ein Verstärkungsgetriebe, mit dem das Teil-Moment M2 erhöht wird.
  • Nachfolgend sind die Vorteile der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung wie folgt zusammengefasst: So wird erfindungsgemäß für die Übersetzung der Elektromaschine 26 eine einstufige Stirnradstufe 31 in Kombination mit dem zweiten Planetengetriebe PG2 verwendet. Zudem ist ein konventionelles Kegelraddifferential 3 verwendbar. Die Planetengetriebe PG1, PG2, PG3 können mit gleichen Standübersetzungen ausgeführt werden. Ferner kann bei Wegfall eines beliebigen Baumoduls (1. Gang, 2. Gang bzw. TV-Funktion) keine Planetenstufe wegfallen. Es entfällt lediglich das zugehörige Schaltelement. Bei einem Getriebe-Aufbau mit (ausschließlich) der zweiten Hybrid-Gangstufe H2 können die Planetengetriebe PG2 und PG3 des Überlagerungsgetriebes vollständig entfallen, während das Planetengetriebe PG1 für den Gang H1 benötigt wird. Demgegenüber werden in der Grundausstattung (das heißt in der maximalen Ausbaustufe) insgesamt nur zwei Bremsen und eine Kupplung als Schaltelemente verwendet. Zwischen den ersten und zweiten Hybrid-Gangstufen wechselt die Drehrichtung der Elektromaschine 26 nicht. Außerdem erfolgt der Hybridbetrieb in der ersten Hybrid-Gangstufe H1 leistungsverzweigt (keine Blindleistung). Die Wirkungsgrade in den Hybrid-Gangstufen H1, H2 sind hoch. In der zweiten Hybrid-Gangstufe H2 ist der Wirkungsgrad sehr hoch.
  • Wie aus der 1 weiter hervorgeht, sind die Elektromaschine 26 mitsamt Vorgelege 31, die drei Planetengetriebe PG1, PG2, PG3 sowie Schaltelemente SE2 und SE1 in dieser Reihenfolge von fahrzeuginnen in der Fahrzeugquerrichtung nach fahrzeugaußen als angedeutete Baumodule B1 bis B4 hintereinander angeordnet. Im Rahmen einer Serienproduktion kann unter Weglassung, Hinzufügung und/oder Abwandlung eines oder mehrerer dieser Baumodule B1 bis B4 das Überlagerungsgetriebe 25 jeweils der herzustellenden Fahrzeug-Variante angepasst werden. So betrifft die in der 1 gezeigte Antriebsvorrichtung eine Grundausstattung, in der sämtliche obigen Baumodule B1 bis B4 verbaut sind. Demgegenüber ist in der 5 eine Fahrzeug-Variante gezeigt, in der anstelle des Baumoduls B3 ein neues abgewandeltes Baumodul B3a verwendet ist, bei dem der Abtriebsflansch 40 weggelassen ist und somit die Momentenverteilungs-Gangstufe TV nicht mehr schaltbar ist.
  • In der 6 ist die Antriebsvorrichtung in einer weiteren Fahrzeug-Variante gezeigt, in der anstelle des Baumoduls B3 ein neues abgewandeltes Baumodul B3b verwendet ist, bei dem die Schaltmöglichkeit zur Schaltung in die erste Hybrid-Gangstufe H1 weggelassen ist. Entsprechend kann in der 6 das Schaltelement SE1 von seiner Neutralstellung N lediglich in die Momentenverteilungs-Gangstufe TV geschaltet werden.
  • In der 7 ist eine Antriebsvorrichtung für eine weitere Fahrzeugvariante gezeigt, in der anstelle des Baumoduls B3 (1) ein neues abgewandeltes Baumodul B3c verwendet ist, bei dem sämtliche Schaltmöglichkeiten weggelassen sind, wobei lediglich eine gehäusefeste Anbindung des Sonnenrads 47 des dritten Planetengetriebes PG3 am Getriebegehäuse 43 bereitgestellt ist.
  • In der 8 ist eine Antriebsvorrichtung für eine weitere Fahrzeug-Variante gezeigt, in der anstelle des Baumoduls B3 ein neues abgewandeltes Baumodul B3d verwendet ist, bei dem die Schaltmöglichkeit zur Schaltung der zweiten Hybrid-Gangstufe H2 weggelassen ist und lediglich die erste Hybrid-Gangstufe sowie die Momentenverteilungs-Gangstufe TV schaltbar ist.
  • In der 9 ist eine Antriebsvorrichtung für eine weitere Fahrzeug-Variante gezeigt, in der anstelle des Baumoduls B2 ein neues Baumodul B2a verwendet ist, bei dem die beiden Planetengetriebe PG2 und PG3 weggelassen sind. Entsprechend ist auch anstelle des Baumoduls B3 ein neues Baumodul B3e verwendet, bei dem lediglich die zweite Hybrid-Gangstufe H2 schaltbar ist.
  • In der 10 ist eine nicht von der Erfindung umfasste Vergleichsformgezeigt, deren Aufbau und Funktionsweise im Wesentlichen mit identisch mit dem Aufbau und der Funktionsweise des ersten Ausführungsbeispiels ist. Von daher wird auf die Vorbeschreibung verwiesen und werden nachfolgend lediglich die Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel dargelegt:
  • Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist in der 10 die Getriebeeingangswelle 29 nicht mehr an der fahrzeuginneren Seite des Überlagerungsgetriebes 25 positioniert, sondern an dessen fahrzeugäußeren Seite, und zwar zusammen mit den Schaltelementen SE1, SE2. Entsprechend ist in der 10 das Sonnenrad 27 des fahrzeuginneren, ersten Planetengetriebes PG1 nicht mehr trieblich an der Elektromaschine 26 angekoppelt, sondern vielmehr gehäusefest angeordnet. Demgegenüber ist in der 10 das dritte Planetengetriebe PG3 mit seinem Sonnenrad 47 mit der von der Elektromaschine 26 angetriebenen Getriebeeingangswelle 29 drehfest verbunden.
  • Zudem sind in der 10 die Getriebeeingangswelle 29 und die Getriebeausgangswelle 41 nicht mehr ineinander koaxial verschachtelt positioniert, sondern als Hohlwellen in axialer Flucht nebeneinander angeordnet.
  • In der 10 ist außerdem nicht mehr die radial äußere Hohlradwelle 36 mittels des Schaltelementes SE2 an dem Getriebegehäuse 43 festbremsbar (bei geschalteter Hybrid-Gangstufe H2). Anstelle dessen ist in der 10 der Planetenradträger 51 des dritten Planetengetriebes PG3 mittels des Schaltelementes SE2 an dem Getriebegehäuse 43 festbremsbar (bei geschalteter Hybrid-Gangstufe H2).
  • Um die Funktionsweise der Antriebsvorrichtung zu erläutern, wird nachfolgend der Lastpfad bei eingelegter erster Hybrid-Gangstufe H1 beschrieben, die exemplarisch als ein Anfahrgang ausgelegt sein kann. Demnach ist der Planetenradträger 61 des zweiten Planetengetriebes PG2 über die Innenhohlwelle 67 drehfest am Getriebegehäuse 43 angekoppelt. Dadurch wird das von der Elektromaschine 26 erzeugte Antriebsmoment über einen Lastpfad in das Sonnenrad 47 des dritten Planetengetriebes PG3 eingeleitet. Am Planetenradträger 51 des dritten Planetengetriebes PG3 erfolgt eine Leistungsverzweigung in einen ersten Teilpfad und in einen zweiten Teilpfad. Der erste Teilpfad führt vom Planetenradträger 51 über den Verbindungsflansch 57 sowie die Zwischenwelle 53 in das zweite Planetengetriebe PG2 und von dort über die innere Hohlradwelle 65 zum Abtriebsflansch 38 und weiter über die Getriebeausgangswelle 41 zum Differenzialgehäuse 11. Der zweite Teilpfad führt vom Planetenradträger 51 über die Planetenräder 49 und das Hohlrad 39 des dritten Planetengetriebes PG3 sowie über die Hohlradwelle 36 zum ersten Planetengetriebe PG1. In dessen Planetenradträger 35 erfolgt eine Leistungsaddition, in der der zweite Lastpfad dem ersten Lastpfad aufaddiert wird.
  • Bei eingelegter zweiter Hybrid-Gangstufe H2 ergibt sich der folgende Lastpfad: Demnach ist der Planetenradträger 51 des dritten Planetengetriebes PG3 mittels des zweiten Schaltelements SE2 gehäusefest geschaltet. Dadurch wird der Lastpfad von der Elektromaschine 26 zunächst in das Sonnenrad 47 des dritten Planetengetriebes PG3 eingeleitet und dann ohne Leitungsverzweigung komplett über die Planetenräder 49, das Hohlrad 39, die Hohlradwelle 36 zum ersten Planetengetriebe PG1 geführt. Von dessen Planetenradträger 35 wird der Lastpfad über die Getriebeausgangswelle 41 zum Differenzialgehäuse 11 weitergeleitet.
  • Bei eingelegter Momentenverteilungs-Gangstufe TV ist der Planetenradträger 61 des mittleren, zweiten Planetengetriebes PG2 über die zweite Innenhohlwelle 67 sowie über das geschlossene erste Schaltelement SE1 mit dem Antriebsflansch 40 der getriebeseitigen Flanschwelle 7 trieblich gekoppelt. Der Drehsinn und der Betrag des von der Elektromaschine 26 erzeugten Antriebsmoments ist so ausgelegt, dass in der 10 von der getriebeseitigen Flanschwelle 7 ein Moment M entnommen wird und über die zweite Innenhohlwelle 67 zum Planetenradträger 61 des zweiten Planetengetriebes PG2 geleitet wird. Dort erfolgt eine Leistungsverzweigung in einen ersten Teilpfad und in einen zweiten Teilpfad. Der erste Teilpfad führt über die Planetenräder 59 sowie das Hohlrad 63 des zweiten Planetengetriebes PG2 und über die radial innere Hohlradwelle 65 in den Abtriebsflansch 38. Der zweite Teilpfad führt vom Planetenradträger 61 des zweiten Planetengetriebes PG2 über dessen Sonnenrad 55 und die Zwischenwelle 53 in das dritte Planetengetriebe PG3 (Eingangselement ist der Planetenradträger 51 des dritten Planetengetriebes PG3) und über dessen Hohlrad 39 (Ausgangselement) in das erste Planetengetriebe PG1. Von dort führt der zweite Lastpfad über den Planetenradträger 35 des ersten Planetengetriebes PG1 in den Abtriebsflansch 38. Im Abtriebsflansch 38 erfolgt eine Leistungsaddition, in der die beiden Teilpfade aufaddiert werden.

Claims (11)

  1. Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse (HA) eines zweispurigen Fahrzeugs, wobei die Fahrzeugachse (HA) ein Achsdifferenzial (3) aufweist, das eingangsseitig mit einer Primär-Antriebsmaschine verbindbar ist und ausgangsseitig über beidseitig angeordnete Flanschwellen (5, 7) mit Fahrzeugrädern (9) der Fahrzeugachse (HA) verbindbar ist, wobei der Fahrzeugachse (HA) eine zusätzliche Antriebsmaschine (26) und ein schaltbares Überlagerungsgetriebe (25) zugeordnet ist, das in eine Momentenverteilungs-Gangstufe (TV) schaltbar ist, in der ein von der zusätzlichen Antriebsmaschine (26) erzeugtes Antriebsmoment erzeugt wird, in Abhängigkeit von dessen Größe und Drehrichtung eine Momentenverteilung auf die beiden Fahrzeugräder (9) änderbar ist, und in einem Hybrid-Modus schaltbar ist, in dem das von der zusätzlichen Antriebsmaschine (26) generierte Antriebsmoment über das Achsdifferenzial (3) gleichmäßig verteilt auf beide Flanschwellen (5, 7) der Fahrzeugräder (9) einkoppelbar ist, wobei das Überlagerungsgetriebe (25) genau drei miteinander gekoppelte Planetengetriebe (PG1, PG2, PG3) aufweist, und bei geschalteter Momentenverteilungs-Gangstufe (TV) ein Lastpfad im Überlagerungsgetriebe (25) gebildet ist, in dem alle drei Planetengetriebe (PG1, PG2, PG3) eingebunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer geschalteten zweiten Hybrid-Gangstufe (H2) ein Lastpfad im Überlagerungsgetriebe (25) gebildet ist, in dem lediglich genau eines (PG1) der Planetengetriebe eingebunden ist, und dass bei einer geschalteten ersten Hybrid-Gangstufe (H1) ein Lastpfad im Überlagerungsgetriebe (25) gebildet ist, in dem alle drei Planetengetriebe (PG1, PG2, PG3) eingebunden sind.
  2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Planetengetriebe (PG1, PG2, PG3) in Reihe hintereinander koaxial zur Flanschwelle (5, 7) angeordnet sind, und dass ein eingangsseitiges Planetengetriebe (PG1; PG3) mit seinem als Eingangselement wirkendes Sonnenrad (27; 47) mit einer von der zusätzlichen Antriebsmaschine (26) angetriebenen Getriebeeingangswelle (29) drehfest verbunden ist, und mit seinem als Ausgangselement wirkendes, Planetenräder (33) tragenden Planetenradträger (35) mit einer Getriebeausgangswelle (41) verbunden ist, die mit der Antriebsseite des Achsdifferenzials (3) trieblich gekoppelt ist, wobei sein als Reaktionselementwirkendes, mit den Planetenrädern (33) kämmendes Hohlrad (37) mit einem Schaltelement (SE2) an einem Getriebegehäuse (43) festbremsbar oder davon lösbar ist.
  3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Hybrid-Gangstufe (H2) das Hohlrad (37) des ersten Planetengetriebes (PG1) über das Schaltelement (SE2) am Getriebegehäuse (43) festgebremst ist, so dass sich ein Lastpfad bzw. Antriebsmomentenfluss (M) von der zusätzlichen Antriebsmaschine (26) über das eingangsseitige, erste Planetengetriebe (PG1) bis zur Antriebsseite des Achsdifferenzials (3) ergibt.
  4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Antriebsmaschine (26) zur Drehmomentwandlung über eine Vorgelegestufe (31) mit der Getriebeeingangswelle (29) gekoppelt ist.
  5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeingangswelle (29), die Getriebeausgangswelle (41) und die getriebeseitige Flanschwelle (7) zueinander koaxial und ineinander verschachtelt angeordnet sind, und dass die Getriebeeingangswelle (29) als Außenhohlwelle realisiert ist, in der die Getriebeausgangswelle (41) als Innenhohlwelle angeordnet ist, durch die sich die getriebeseitige Flanschwelle (7) erstreckt.
  6. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (37) des eingangsseitigen ersten Planetengetriebes (PG1) und ein Hohlrad (39) des dritten Planetengetriebes (PG3) auf einer gemeinsamen radial äußeren Hohlradwelle (36) drehfest sitzen, die über das Schaltelement (SE2) am Getriebegehäuse (43) festbremsbar ist.
  7. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im dritten Planetengetriebe (PG3) das Hohlrad (39) mit Planetenrädern (49) kämmt, die auf einem Planetenradträger (51) drehgelagert sind und wiederum mit einem Sonnenrad (47) kämmen, das als ein Reaktionselement fest mit dem Getriebegehäuse (43) verbunden ist.
  8. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Planetengetriebe (PG3) und das mittlere zweite Planetengetriebe (PG2) über eine Zwischenwelle (53) gekoppelt sind, die sowohl ein Sonnenrad (55) des zweiten Planetengetriebes (PG2) als auch einen Verbindungsflansch (57) drehfest trägt, der am Planetenradträger (51) des dritten Planetengetriebes (PG3) angebunden ist.
  9. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Planetengetriebe (PG2) das Sonnenrad (55) mit Planetenrädern (59) kämmt, die auf einem Planetenradträger (61) drehgelagert sind und wiederum mit einem Hohlrad (63) kämmen, und dass das Hohlrad (63) des zweiten Planetengetriebes (PG2) über eine radial innere Hohlradwelle (65) mit dem Planetenradträger (35) des ersten Planetengetriebes (PG1) gekoppelt ist.
  10. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Planetengetriebe (PG2) der Planetenradträger (61) über eine zweite Innenhohlwelle (67) mittels eines Schaltelements (SE1) entweder von seiner Neutralstellung (N) in die erste Hybrid-Gangstufe (H1) oder von seiner Neutralstellung (N) in die Momentenverteilungs-Gangstufe (TV) schaltbar ist.
  11. Antriebvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Antriebsmaschine (26), die ersten bis dritten Planetengetriebe (PG1, PG2, PG3), das Schaltelement (SE2) und das Schaltelement (SE1) in dieser Reihenfolge von fahrzeuginnen in der Fahrzeugquerrichtung (y) nach fahrzeugaußen hintereinander angeordnet sind.
DE102017220168.1A 2017-11-13 2017-11-13 Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse eines zweispurigen Fahrzeugs Active DE102017220168B4 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017220168.1A DE102017220168B4 (de) 2017-11-13 2017-11-13 Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse eines zweispurigen Fahrzeugs
US16/762,610 US10995840B2 (en) 2017-11-13 2018-10-18 Drive device for a vehicle axle of a two-track vehicle
CN201880073111.1A CN111344176B (zh) 2017-11-13 2018-10-18 用于双轮辙车辆的车桥的驱动设备
PCT/EP2018/078617 WO2019091749A1 (de) 2017-11-13 2018-10-18 Antriebsvorrichtung für eine fahrzeugachse eines zweispurigen fahrzeugs

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017220168.1A DE102017220168B4 (de) 2017-11-13 2017-11-13 Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse eines zweispurigen Fahrzeugs

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102017220168A1 DE102017220168A1 (de) 2019-05-16
DE102017220168B4 true DE102017220168B4 (de) 2019-12-12

Family

ID=63915283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017220168.1A Active DE102017220168B4 (de) 2017-11-13 2017-11-13 Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse eines zweispurigen Fahrzeugs

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10995840B2 (de)
CN (1) CN111344176B (de)
DE (1) DE102017220168B4 (de)
WO (1) WO2019091749A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021112978A1 (de) 2021-05-19 2022-11-24 Audi Aktiengesellschaft Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017220166B3 (de) * 2017-11-13 2019-03-14 Audi Ag Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse eines zweispurigen Fahrzeugs
DE102017220171B4 (de) * 2017-11-13 2019-10-24 Audi Ag Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse eines zweispurigen Fahrzeugs
DE102017220165B4 (de) * 2017-11-13 2019-10-17 Audi Ag Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse eines zweispurigen Fahrzeugs
US11236804B2 (en) * 2020-02-19 2022-02-01 Dana Automotive Systems Group, Llc Electric drive axle system with removable planetary gear assembly
DE102021204616A1 (de) 2021-05-06 2022-11-10 Zf Friedrichshafen Ag Hybridgetriebevorrichtung und Kraftfahrzeug mit einer Hybridgetriebevorrichtung
DE102021204618A1 (de) 2021-05-06 2022-11-10 Zf Friedrichshafen Ag Hybridgetriebevorrichtung und Kraftfahrzeug mit einer Hybridgetriebevorrichtung
CN115076329A (zh) * 2022-06-13 2022-09-20 中国第一汽车股份有限公司 一种集成断开机构的差速器总成及车辆

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010036240A1 (de) 2010-09-03 2012-03-08 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Antriebsvorrichtung
DE102013202381A1 (de) 2013-02-14 2014-08-14 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug
DE102014015793A1 (de) 2014-10-24 2016-04-28 Audi Ag Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs
DE102015221190A1 (de) 2015-01-20 2016-07-21 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Getriebevorrichtung für ein Fahrzeug sowie Fahrzeug mit der Getriebevorrichtung

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5996720A (en) 1996-05-21 1999-12-07 Dana Corporation Dual disconnect drive assembly
DE102008037885B4 (de) 2008-08-15 2020-08-06 Gkn Automotive Limited Kupplungsanordnung und Antriebsstranganordnung für ein mehrachsgetriebenes Kraftfahrzeug
DE102009056366A1 (de) * 2009-11-30 2011-06-01 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug
DE102009059903A1 (de) * 2009-12-21 2011-06-22 Schaeffler Technologies GmbH & Co. KG, 91074 System zur variablen Momentenverteilung
DE102010031747B4 (de) * 2010-07-21 2014-07-31 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Antriebseinheit
DE102010036239A1 (de) * 2010-09-03 2012-03-08 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Getriebeanordnung für ein Fahrzeug sowie Fahrzeug mit der Getriebeanordnung
DE102011100816A1 (de) 2011-05-06 2012-11-08 Audi Ag Antriebsanordnung
DE102012208926B4 (de) * 2012-05-29 2020-03-12 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Elektroachse für ein Fahrzeug
DE102012208924A1 (de) * 2012-05-29 2013-12-05 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Antriebseinrichtung für ein Fahrzeug
DE102012013375A1 (de) 2012-07-04 2014-01-09 Audi Ag Antriebsvorrichtung für Kraftfahrzeuge, insbesondere abkoppelbare Antriebssysteme
DE102012017352B4 (de) * 2012-08-31 2016-09-08 Bayerische Motorenwerke Aktiengesellschaft Antriebsvorrichtung für eine elektrisch angetriebene Achse eines Kraftfahrzeugs
DE102013202382B4 (de) * 2013-02-14 2016-06-23 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug sowie Fahrzeug mit der Antriebsvorrichtung
DE102013222235A1 (de) * 2013-10-31 2015-04-30 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Umlaufrädergetriebe, insbesondere Achsgetriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102013019906A1 (de) 2013-11-28 2015-05-28 Audi Ag Aktives Differential und Kraftfahrzeug
DE102013019907B4 (de) 2013-11-28 2021-02-04 Audi Ag Aktives Differential und Kraftfahrzeug
US9353852B2 (en) 2013-12-16 2016-05-31 E-Aam Driveline Systems Ab Actuator coupling mechanism
DE102014204575A1 (de) * 2014-03-12 2015-09-17 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Antriebsvorrichtung, umfassend ein multifunktionales Doppeldifferential
EP3140144B1 (de) * 2014-05-06 2019-12-25 BorgWarner Sweden AB Drehmomentvektorisierungsvorrichtung
DE102014007940A1 (de) 2014-05-24 2015-11-26 Audi Ag Kraftfahrzeug
DE102014210549A1 (de) * 2014-06-04 2015-12-17 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug
DE102014117227A1 (de) * 2014-11-25 2016-05-25 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Elektrischer Achsantrieb für ein Kraftfahrzeug
DE102017220166B3 (de) * 2017-11-13 2019-03-14 Audi Ag Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse eines zweispurigen Fahrzeugs
DE102017220171B4 (de) * 2017-11-13 2019-10-24 Audi Ag Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse eines zweispurigen Fahrzeugs
DE102017220167B3 (de) * 2017-11-13 2019-03-21 Audi Ag Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse eines zweispurigen Fahrzeugs
DE102017220165B4 (de) * 2017-11-13 2019-10-17 Audi Ag Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse eines zweispurigen Fahrzeugs

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010036240A1 (de) 2010-09-03 2012-03-08 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Antriebsvorrichtung
DE102013202381A1 (de) 2013-02-14 2014-08-14 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug
DE102014015793A1 (de) 2014-10-24 2016-04-28 Audi Ag Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs
DE102015221190A1 (de) 2015-01-20 2016-07-21 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Getriebevorrichtung für ein Fahrzeug sowie Fahrzeug mit der Getriebevorrichtung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021112978A1 (de) 2021-05-19 2022-11-24 Audi Aktiengesellschaft Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019091749A1 (de) 2019-05-16
US20200271208A1 (en) 2020-08-27
CN111344176A (zh) 2020-06-26
DE102017220168A1 (de) 2019-05-16
CN111344176B (zh) 2023-09-15
US10995840B2 (en) 2021-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017220168B4 (de) Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse eines zweispurigen Fahrzeugs
DE102016221060A1 (de) Hybridantriebsstrang für ein hybridgetriebenes Kraftfahrzeug
DE102017220165B4 (de) Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse eines zweispurigen Fahrzeugs
EP3710295B1 (de) Antriebsvorrichtung für eine fahrzeugachse eines zweispurigen fahrzeugs
DE102009028826A1 (de) Planetengetriebe mit gemeinsamem Träger zur Erzeugung von sechs Vorwärts- und einer Rückwärtsgangstufe
DE102016221059A1 (de) Hybridantriebsstrang für ein hybridgetriebenes Kraftfahrzeug
DE102016221057A1 (de) Hybridantriebsstrang für ein hybridgetriebenes Kraftfahrzeug
DE102016221058A1 (de) Hybridantriebsstrang für ein hybridgetriebenes Kraftfahrzeug
DE102016213706A1 (de) Mehrstufengetriebe
DE102018215232A1 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102011003830B4 (de) Hybridantrieb
DE102017220171B4 (de) Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse eines zweispurigen Fahrzeugs
EP3710296B1 (de) Antriebsvorrichtung beinhaltend eine fahrzeugachse für ein zweispuriges fahrzeug
DE102017220170B3 (de) Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse eines zweispurigen Fahrzeugs
DE102017216294B4 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102017206803A1 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102018207992A1 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102016225726A1 (de) Mehrstufengetriebe
DE102016213708A1 (de) Mehrstufengetriebe
DE102015225583A1 (de) Getriebe, insbesondere für den Achsantrieb eines Fahrrades oder eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Elektrofahrrades oder eines Hybrid-Kraftfahrzeuges
DE102018217871A1 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102018207988A1 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102018207984A1 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102018207990A1 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102018207980A1 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final