DE102018113095A1 - Drive device for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Differentialgetriebe (2) und eine Torque-Vectoring-Einheit (1) mit einer elektrischen Maschine (6), wobei das Differentialgetriebe (2) einen ersten und einen zweiten Planetensatz (3a, 3b) aufweist, wobei der erste Planetensatz (3a) erste Planetenräder (13a) und der zweite Planetensatz (3b) zweite Planetenräder (13b) aufweist, wobei die ersten und zweiten Planetenräder (13a, 13b) an einem gemeinsamen Steg (4) drehbar gelagert sind, wobei die ersten Planetenräder (13a) mit einem ersten Sonnenrad (5a) im Zahneingriff stehen, wobei die zweiten Planetenräder (13b) mit einem zweiten Sonnenrad (5b) im Zahneingriff stehen, und wobei die ersten Planetenräder (13a) ferner paarweise mit den zweiten Planetenrädern (13b) im Zahneingriff stehen, wobei das zweite Sonnenrad (5b) mit der Torque-Vectoring-Einheit (1) wirkverbunden ist, wobei die zweiten Planetenräder (13b) ferner mit einem Satz Ausgleichsräder (15) im Zahneingriff stehen, wobei die Ausgleichsräder (15) auch an dem gemeinsamen Steg (4) drehbar gelagert sind und mit einem dritten Sonnenrad (5c) im Zahneingriff steht, wobei das dritte Sonnenrad (5c) mit der Torque-Vectoring-Einheit (1) wirkverbunden ist. The invention relates to a drive device for a motor vehicle, comprising a differential gear (2) and a torque vectoring unit (1) with an electric machine (6), wherein the differential gear (2) comprises a first and a second planetary gear set (3a, 3b). wherein the first planetary gear set (3a) has first planetary gears (13a) and the second planetary gearset (3b) has second planetary gears (13b), wherein the first and second planetary gears (13a, 13b) are rotatably mounted on a common web (4), wherein the first planetary gears (13a) mesh with a first sun gear (5a), the second planetary gears (13b) meshing with a second sun gear (5b), and the first planetary gears (13a) are further paired with the second planetary gears (13b) are in meshing engagement, the second sun gear (5b) being operatively connected to the torque vectoring unit (1), the second planetary gears (13b) further comprising a set of differential gears (15) are in meshing engagement, wherein the differential gears (15) are also rotatably mounted on the common web (4) and with a third sun gear (5c) in meshing engagement, wherein the third sun gear (5c) with the torque vectoring unit (1) is operatively connected.
Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Differentialgetriebe und eine Torque-Vectoring-Einheit mit einer elektrischen Maschine.The invention relates to a drive device for a motor vehicle, comprising a differential gear and a torque vectoring unit with an electric machine.
Die
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine alternative Antriebseinrichtung mit einer höheren Übersetzung zu schaffen. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand von Patentanspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.The object of the present invention is to provide an alternative drive device with a higher gear ratio. The object is solved by the subject matter of
Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst ein Differentialgetriebe und eine Torque-Vectoring-Einheit mit einer elektrischen Maschine, wobei das Differentialgetriebe einen ersten und einen zweiten Planetensatz aufweist, wobei der erste Planetensatz erste Planetenräder und der zweite Planetensatz zweite Planetenräder aufweist, wobei die ersten und zweiten Planetenräder an einem gemeinsamen Steg drehbar gelagert sind, wobei die ersten Planetenräder mit einem ersten Sonnenrad im Zahneingriff stehen, wobei die zweiten Planetenräder mit einem zweiten Sonnenrad im Zahneingriff stehen, und wobei die ersten Planetenräder ferner paarweise mit den zweiten Planetenrädern im Zahneingriff stehen, wobei das zweite Sonnenrad mit der Torque-Vectoring-Einheit wirkverbunden ist, wobei die zweiten Planetenräder ferner mit einem Satz Ausgleichsräder im Zahneingriff stehen, wobei die Ausgleichsräder auch an dem gemeinsamen Steg drehbar gelagert sind und mit einem dritten Sonnenrad im Zahneingriff steht, wobei das dritte Sonnenrad mit der Torque-Vectoring-Einheit wirkverbunden ist.The drive device according to the invention for a motor vehicle comprises a differential gear and a torque vectoring unit with an electric machine, wherein the differential gear has a first and a second planetary gear set, wherein the first planetary gearset first planetary gears and the second planetary gear set second planetary gears, wherein the first and second planetary gears are rotatably mounted on a common web, wherein the first planetary gears are in meshing engagement with a first sun gear, wherein the second planetary gears mesh with a second sun gear, and wherein the first planetary gears are further in pair with the second planet gears meshing, wherein the second sun gear is operatively connected to the torque vectoring unit, wherein the second planet gears are further meshed with a set of differential gears, the differential gears are also rotatably mounted on the common web and with a dr sun gear meshing with the third sun gear is operatively connected to the torque vectoring unit.
Mit anderen Worten ist das Differentialgetriebe als Stirnraddifferential ausgebildet. Ein Stirnraddifferential ist ein Getriebe nach Art eines Planetengetriebes, in dem die miteinander im Zahneingriff stehenden Ausgleichselemente als Zahnräder mit Stirnverzahnung ausgebildet sind. Das Stirnraddifferential weist das erste und zweite Sonnenrad auf, wobei dem ersten Sonnenrad der erste Planetensatz und dem zweiten Sonnenrad der zweite Planetensatz zugeordnet ist, wobei alle Planetenräder des ersten und zweiten Planetensatzes Stirnräder sind. Jedes Planetenrad des ersten Planetensatzes ist im Zahneingriff mit einem jeweiligen Planetenrad des ersten Planetensatzes. Ferner sind die zweiten Planetenräder über die Ausgleichsräder mit dem dritten Sonnenrad wirkverbunden, wobei über die Ausgleichsräder eine höhere Übersetzung erzielt wird.In other words, the differential gear is designed as a spur gear differential. A spur gear is a transmission in the manner of a planetary gear in which the mutually meshing compensating elements are formed as gears with spur toothing. The spur gear differential has the first and second sun gear, wherein the first planetary gear set is assigned to the first sun gear and the second planetary gearset is assigned to the second sun gear, wherein all the planet gears of the first and second planetary gears are spur gears. Each planetary gear of the first planetary gear set is in meshing engagement with a respective planetary gear of the first planetary gearset. Furthermore, the second planetary gears are operatively connected via the differential gears with the third sun gear, wherein a higher gear ratio is achieved via the differential gears.
Unter dem Begriff „wirkverbunden“ ist zu verstehen, dass zwei Getriebeelemente direkt miteinander verbunden sein können, oder dass sich zwischen zwei Getriebeelementen noch weitere Getriebeelemente befinden, beispielsweise ein oder mehrere Wellen oder Zahnräder. Zwei miteinander im Zahneingriff stehende Zahnräder sind zur Übertragung eines Drehmoments und einer Drehzahl von dem einen Zahnrad auf das andere Zahnrad vorgesehen. Unter einem Zahnrad sind beispielsweise ein Planetenrad, ein Sonnenrad, ein Hohlrad und ein Ausgleichsrad zu verstehen.The term "operatively connected" is to be understood that two transmission elements may be directly connected to each other, or that there are other transmission elements between two transmission elements, for example, one or more shafts or gears. Two meshing gears are provided for transmitting torque and rotational speed from one gear to the other gear. Under a gear, for example, a planetary gear, a sun gear, a ring gear and a pinion to understand.
Die elektrische Maschine bewirkt eine Umverteilung eines in das Differentialgetriebe eingespeisten Drehmoments auf den ersten und zweiten Planetensatz und somit auch auf das erste und zweite Sonnenrad. Einerseits ist ein gleichmäßiger Antrieb beider Sonnenräder möglich. Andererseits kann durch Einleitung oder Abzweigung eines Torque-Vectoring-Moments das volle Drehmoment des Antriebsmotors auf das erste oder zweite Sonnenrad umgeleitet werden.The electric machine causes a redistribution of a torque fed into the differential gear on the first and second planetary gear set and thus also on the first and second sun gear. On the one hand, a uniform drive of both sun gears is possible. On the other hand, by initiating or branching off a torque vectoring torque, the full torque of the drive motor can be diverted to the first or second sun gear.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass das erste Sonnenrad mit einer ersten Abtriebswelle drehfest verbunden ist, wobei das zweite Sonnenrad mit einer zweiten Abtriebswelle drehfest verbunden ist. Durch die Umverteilung des Drehmoments auf das erste oder zweite Sonnenrad bzw. auf die erste oder zweite Abtriebswelle entsteht ein Giermoment um eine Hochachse des Kraftfahrzeugs, wodurch gezielt die Fahrdynamik beeinflusst werden kann. Verteilt die Torque-Vectoring-Einheit hingegen das gesamte Drehmoment von der einen Abtriebswelle auf die andere Abtriebswelle, kann das Giermoment in die Gegenrichtung aufgebracht werden. Über die Regelung des Drehmoments an der Torque-Vectoring-Einheit wird somit stufenlos das Giermoment eingestellt.The invention includes the technical teaching that the first sun gear is rotatably connected to a first output shaft, wherein the second sun gear is rotatably connected to a second output shaft. The redistribution of the torque to the first or second sun gear or to the first or second output shaft produces a yawing moment about a vertical axis of the motor vehicle, whereby the driving dynamics can be influenced in a targeted manner. In contrast, distributes the torque vectoring unit, the entire torque from one output shaft to the other output shaft, the yaw moment can be applied in the opposite direction. The regulation of the torque on the torque vectoring unit thus steplessly sets the yaw moment.
Vorzugsweise ist das zweite Sonnenrad mit einem ersten Steg der Torque-Vectoring-Einheit drehfest verbunden. Bevorzugt ist das dritte Sonnenrad mit einem zweiten Steg der Torque-Vectoring-Einheit drehfest verbunden. Insbesondere umfasst die Torque-Vectoring-Einheit einen dritten und einen vierten Planetensatz, wobei der dritte Planetensatz dritte Planetenräder und der vierte Planetensatz vierte Planetenräder aufweist. Vorzugsweise sind die dritten Planetenräder an dem ersten Steg drehbar gelagert und stehen mit einem ersten Hohlrad und einem vierten Sonnenrad im Zahneingriff, wobei die vierten Planetenräder an dem zweiten Steg drehbar gelagert sind und mit einem zweiten Hohlrad und einem fünften Sonnenrad im Zahneingriff stehen. Des Weiteren bevorzugt ist das vierte Sonnenrad stationär an einem Gehäuse der Torque-Vectoring-Einheit festgelegt und das fünfte Sonnenrad mit einer Rotorwelle der elektrischen Maschine verbunden. Insbesondere ist das erste Hohlrad drehfest mit dem zweiten Hohlrad verbunden. Vorzugsweise sind das erste Hohlrad und das zweite Hohlrad einteilig ausgebildet.Preferably, the second sun gear is rotatably connected to a first web of the torque vectoring unit. Preferably, the third is Sun gear rotatably connected to a second bridge of the torque vectoring unit. In particular, the torque vectoring unit comprises a third and a fourth planetary gear set, wherein the third planetary gearset has third planetary gears and the fourth planetary gearset has fourth planetary gears. Preferably, the third planet gears are rotatably mounted on the first web and are in meshing engagement with a first ring gear and a fourth sun gear, wherein the fourth planet gears are rotatably mounted on the second land and mesh with a second ring gear and a fifth sun gear. Further preferably, the fourth sun gear is stationary fixed to a housing of the torque vectoring unit and the fifth sun gear connected to a rotor shaft of the electric machine. In particular, the first ring gear is non-rotatably connected to the second ring gear. Preferably, the first ring gear and the second ring gear are integrally formed.
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der einzigen Figur näher dargestellt. Die einzige Figur zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung.Further measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of a preferred embodiment of the invention with reference to the single figure. The single figure shows a simplified schematic representation to illustrate the structure of a drive device according to the invention.
Gemäß der einzigen Figur weist eine erfindungsgemäße Antriebseinrichtung für ein - hier nicht dargestelltes - Kraftfahrzeug, ein Differentialgetriebe
Die ersten Planetenräder
Das erste Sonnenrad
Die Torque-Vectoring-Einheit
Aufgrund der Schnittdarstellung sind vorliegend jeweils nur ein Ausgleichsrad sowie ein erstes, zweites, drittes und viertes Planetenrad dargestellt.Due to the sectional illustration, only one compensating wheel and a first, second, third and fourth planetary gear are shown here in each case.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Torque-Vectoring-EinheitTorque vectoring unit
- 22
- Differentialgetriebedifferential gear
- 3a, 3b, 3c, 3d3a, 3b, 3c, 3d
- Planetensatzplanetary set
- 44
- gemeinsamer Stegcommon footbridge
- 5a, 5b, 5c, 5d, 5e 5a, 5b, 5c, 5d, 5e
- Sonnenradsun
- 66
- elektrische Maschineelectric machine
- 7a, 7b7a, 7b
- Stegweb
- 88th
- elektrischer Antriebsmotorelectric drive motor
- 9a, 9b9a, 9b
- Abtriebswelleoutput shaft
- 1010
- Rotorwellerotor shaft
- 11a, 11b11a, 11b
- Hohlradring gear
- 1212
- Gehäusecasing
- 13a, 13b, 13c, 13d13a, 13b, 13c, 13d
- Planetenradplanet
- 1414
- Antriebsverzahnungdriving teeth
- 1515
- Ausgleichsradpinion
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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2018
- 2018-06-01 DE DE102018113095.3A patent/DE102018113095B4/en active Active
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Legal Events
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R020 | Patent grant now final |