DE102018117206A1

DE102018117206A1 - Electric final drive device with torque vectoring unit

Info

Publication number: DE102018117206A1
Application number: DE102018117206.0A
Authority: DE
Inventors: Franz Kurth; Thorsten BIERMANN; Philip Wurzberger; Daniel Burghardt
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2018-07-17
Filing date: 2018-07-17
Publication date: 2020-01-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Antriebsmaschine (1), ein Differentialgetriebe (2) mit ersten und zweiten Ausgleichsrädern (2a, 2b), die paarweise miteinander im Zahneingriff stehen und an einem gemeinsamen Planetenträger (6) drehbar gelagert sind, sowie eine Torque-Vectoring-Einheit (3) mit einer elektrischen Maschine (4) und einem Planetengetriebe (5), umfassend erste und zweite Planetenräder (5a, 5b), wobei die elektrische Antriebsmaschine (1) und die Torque-Vectoring-Einheit (3) jeweils mit dem Differentialgetriebe (2) wirkverbunden sind, wobei das Differentialgetriebe (2) ein erstes, zweites und drittes Sonnenrad (7a, 7b, 7c) aufweist, wobei das erste Sonnenrad (7a) mit den ersten Ausgleichsrädern (2a) im Zahneingriff steht und mit einer ersten Abtriebswelle (8a) wirkverbunden ist, wobei das zweite Sonnenrad (7b) mit den zweiten Ausgleichsrädern (2b) im Zahneingriff steht sowie zum einen mit der Torque-Vectoring-Einheit (3) und zum anderen mit einer zweiten Abtriebswelle (8b) wirkverbunden ist, und wobei das dritte Sonnenrad (7c) mit den ersten Ausgleichsrädern (2a) im Zahneingriff steht und mit der Torque-Vectoring-Einheit (3) wirkverbunden ist.The invention relates to a drive device for a motor vehicle, comprising an electric drive machine (1), a differential gear (2) with first and second differential gears (2a, 2b), which mesh with one another in pairs and are rotatably mounted on a common planet carrier (6) , and a torque vectoring unit (3) with an electrical machine (4) and a planetary gear (5), comprising first and second planet gears (5a, 5b), the electrical drive machine (1) and the torque vectoring unit (3) are each operatively connected to the differential gear (2), the differential gear (2) having a first, second and third sun gear (7a, 7b, 7c), the first sun gear (7a) with the first differential gears (2a) in There is a tooth mesh and is operatively connected to a first output shaft (8a), the second sun gear (7b) meshing with the second differential gears (2b) and, on the one hand, with the torque vector ng unit (3) and on the other hand is operatively connected to a second output shaft (8b), and wherein the third sun gear (7c) is in mesh with the first differential gears (2a) and is operatively connected to the torque vectoring unit (3) ,

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Antriebsmaschine, ein Differentialgetriebe und eine Torque-Vectoring-Einheit.The invention relates to an electric drive device for a motor vehicle, comprising an electric drive machine, a differential gear and a torque vectoring unit.

Aus der DE 10 2014 117 227 A1 geht ein elektrischer Achsantrieb für ein Kraftfahrzeug hervor. Der elektrische Achsantrieb umfasst eine Elektromaschine zum Antreiben mindestens einer Abtriebswelle der Achse des Kraftfahrzeugs und ein Stirnradgetriebe. Ferner weist der elektrische Achsantrieb zwei Gänge auf, wobei mittels der Elektromaschine über zwei Stirnradstufen ein Planetengetriebe antreibbar ist, sowie das Planetengetriebe zwischen zwei Gängen umschaltbar ist. Im ersten Gang ist eine Übersetzung im Planetengetriebe geschaltet und im zweiten Gang ist das Planetengetriebe als Block geschaltet.From the DE 10 2014 117 227 A1 is an electric axle drive for a motor vehicle. The electric axle drive comprises an electric machine for driving at least one output shaft of the axle of the motor vehicle and a spur gear. Furthermore, the electric axle drive has two gears, a planetary gear being drivable by means of the electric machine via two spur gear stages, and the planetary gear being switchable between two gears. In the first gear there is a gear ratio in the planetary gear and in the second gear the planetary gear is switched as a block.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine elektrische Achsantriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug weiterzuentwickeln. Diese Aufgabe wird durch eine elektrische Achsantriebsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen der nachfolgenden Beschreibung sowie der beigefügten Figuren.The object of the present invention is to further develop an electric axle drive device for a motor vehicle. This object is achieved by an electric axle drive device with the features of claim 1. Preferred or advantageous embodiments of the invention result from the subclaims of the following description and the attached figures.

Eine erfindungsgemäße elektrische Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst eine elektrische Antriebsmaschine, ein Differentialgetriebe mit ersten und zweiten Ausgleichsrädern, die paarweise miteinander im Zahneingriff stehen und an einem gemeinsamen Planetenträger drehbar gelagert sind, sowie eine Torque-Vectoring-Einheit mit einer elektrischen Maschine und einem Planetengetriebe, umfassend erste und zweite Planetenräder, wobei die elektrische Antriebsmaschine und die Torque-Vectoring-Einheit jeweils mit dem Differentialgetriebe wirkverbunden sind, wobei das Differentialgetriebe ein erstes, zweites und drittes Sonnenrad aufweist, wobei das erste Sonnenrad mit den ersten Ausgleichsrädern im Zahneingriff steht und mit einer ersten Abtriebswelle wirkverbunden ist, wobei das zweite Sonnenrad mit den zweiten Ausgleichsrädern im Zahneingriff steht sowie zum einen mit der Torque-Vectoring-Einheit und zum anderen mit einer zweiten Abtriebswelle wirkverbunden ist, und wobei das dritte Sonnenrad mit den ersten Ausgleichsrädern im Zahneingriff steht und mit der Torque-Vectoring-Einheit wirkverbunden ist.An electric drive device according to the invention for a motor vehicle comprises an electric drive machine, a differential gear with first and second differential gears, which mesh with one another in pairs and are rotatably mounted on a common planet carrier, and a torque vectoring unit with an electric machine and a planetary gear, comprising first and second planet gears, wherein the electric drive machine and the torque vectoring unit are each operatively connected to the differential gear, the differential gear having a first, second and third sun gear, the first sun gear meshing with the first differential gears and with one the first output shaft is operatively connected, the second sun gear being in mesh with the second differential gears and on the one hand being operatively connected to the torque vectoring unit and on the other hand being connected to a second output shaft, and wherein third sun gear meshes with the first differential gears and is operatively connected to the torque vectoring unit.

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 auch ein Sonnenrad, ein Hohlrad, ein Zwischenrad, ein Stirnrad, ein Ausgleichsrad und ein Planetenrad zu verstehen.The term “operatively connected” is to be understood to mean that two gear elements can be connected directly to one another, or that there are further gear elements between two gear elements, for example one or more shafts or gear wheels. Two gearwheels in mesh with one another are provided for transmitting a torque and a speed from one gearwheel to the other gearwheel. A gearwheel should also be understood to mean, for example, a sun gear, a ring gear, an idler gear, a spur gear, a differential gear and a planet gear.

Mit anderen Worten wird Antriebsleistung von der elektrischen Antriebsvorrichtung in das Differentialgetriebe eingeleitet, wobei das Differentialgetriebe dazu vorgesehen ist, die eingeleitete Antriebsleistung auf die beiden Abtriebswellen zu verteilen. Die jeweilige Abtriebswelle ist dabei mit einem Rad des Kraftfahrzeugs wirkverbunden. Ferner wird über die Torque-Vectoring-Einheit ein Umverteilungsmoment in das Differentialgetriebe eingeleitet um das Drehmoment zwischen den beiden Abtriebswellen umzuverteilen und darüber eine gezielte Beschleunigung einer der beiden Abtriebswellen vorzunehmen. Diese Beschleunigung kann sowohl positiv als auch negativ sein. Mithin kann das jeweilige Rad mittels der Torque-Vectoring-Einheit beschleunigt oder verzögert werden.In other words, drive power is introduced into the differential gear from the electric drive device, the differential gear being provided to distribute the input drive power to the two output shafts. The respective output shaft is operatively connected to a wheel of the motor vehicle. Furthermore, a redistribution torque is introduced into the differential gear via the torque vectoring unit in order to redistribute the torque between the two output shafts and to perform a targeted acceleration of one of the two output shafts. This acceleration can be both positive and negative. The respective wheel can therefore be accelerated or decelerated using the torque vectoring unit.

Jedes erste Ausgleichsrad des Differentialgetriebes steht im Zahneingriff mit dem ersten Sonnenrad des Differentialgetriebes, mit dem zweiten Sonnenrad des Differentialgetriebes und mit einem jeweiligen zweiten Ausgleichsrad des Differentialgetriebes. Demgegenüber steht jedes zweite Ausgleichsrad des Differentialgetriebes im Zahneingriff mit dem zweiten Sonnenrad des Differentialgetriebes und mit einem jeweiligen ersten Ausgleichsrad des Differentialgetriebes.Each first differential gear of the differential gear meshes with the first sun gear of the differential gear, with the second sun gear of the differential gear and with a respective second differential gear of the differential gear. In contrast, every second differential gear of the differential gear meshes with the second sun gear of the differential gear and with a respective first differential gear of the differential gear.

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung drei bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Hierbei zeigt

1 eine vereinfachte schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen elektrischen Antriebsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 eine vereinfachte schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen elektrischen Antriebsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, und
3 eine vereinfachte schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen elektrischen Antriebsvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.

Further measures improving the invention are shown below together with the description of three preferred exemplary embodiments of the invention with reference to the figures. Here shows

1 1 shows a simplified schematic illustration to illustrate the structure of an electrical drive device according to the invention in accordance with a first exemplary embodiment,
2 a simplified schematic representation to illustrate the structure of an electric drive device according to the invention according to a second embodiment, and
3 a simplified schematic representation to illustrate the structure of an electric drive device according to the invention according to a third embodiment.

Gemäß den 1, 2 und 3 weist eine erfindungsgemäße elektrische Antriebsvorrichtung für ein - hier nicht dargestelltes - Kraftfahrzeug eine elektrische Antriebsmaschine 1, ein Differentialgetriebe 2 sowie eine Torque-Vectoring-Einheit 3 auf. Die elektrische Antriebsmaschine 1 und die Torque-Vectoring-Einheit 3 sind jeweils mit dem Differentialgetriebe 2 wirkverbunden. Die elektrische Antriebsmaschine 1 ist zum Antrieb des Kraftfahrzeugs vorgesehen und umfasst einen Stator 24a sowie einen Rotor 25a. Eine Antriebsleistung der elektrischen Antriebsmaschine 1 wird über eine Rotorwelle 19, die im Leistungsfluss zwischen der elektrische Antriebsmaschine 1 und dem Differentialgetriebe 2 angeordnet ist, in das Differentialgetriebe 2 eingeleitet und nach Maßgabe der Torque-Vectoring-Einheit 3 auf zwei Abtriebswellen 8a, 8b verteilt, um das Kraftfahrzeug anzutreiben. Die Torque-Vectoring-Einheit 3 ist zur Erzeugung eines Differenzmoments zwischen den beiden Abtriebswellen 8a, 8b vorgesehen, sodass beispielsweise nahezu das gesamte Drehmoment auf eines der beiden Abtriebswellen 8a, 8b geleitet werden kann. Ferner sind im Leistungsfluss zwischen der Rotorwelle 19 und dem Differentialgetriebe 2 ein Stufenplanetenradsatz 14 und ein Zwischenrad 21 angeordnet.According to the 1 . 2 and 3 has an electrical according to the invention Drive device for a motor vehicle - not shown here - an electric drive machine 1 , a differential gear 2 and a torque vectoring unit 3 on. The electric prime mover 1 and the torque vectoring unit 3 are each with the differential gear 2 operatively connected. The electric prime mover 1 is intended to drive the motor vehicle and comprises a stator 24a as well as a rotor 25a , A driving power of the electric drive machine 1 is via a rotor shaft 19 that are in the power flow between the electric prime mover 1 and the differential gear 2 is arranged in the differential gear 2 initiated and in accordance with the torque vectoring unit 3 on two output shafts 8a . 8b distributed to drive the motor vehicle. The torque vectoring unit 3 is used to generate a differential torque between the two output shafts 8a . 8b provided so that, for example, almost the entire torque on one of the two output shafts 8a . 8b can be directed. Also in the power flow between the rotor shaft 19 and the differential gear 2 a stepped planetary gear set 14 and an idler gear 21 arranged.

Der Stufenplanetenradsatz 14 weist mehrere drehbar an einem Planetenträger 15 angeordnete Stufenplanetenräder 16 auf, wobei jedes Stufenplanetenrad 16 ein erstes und ein zweites drehfest miteinander verbundenes Zahnrad 17a, 17b umfasst. Mit anderen Worten weist jedes Stufenplanetenrad 16 zwei Verzahnungsabschnitte, nämlich die beiden Zahnräder 17a, 17b auf, wobei die beiden Verzahnungsabschnitte drehfest, insbesondere einteilig miteinander verbunden sind. Die beiden Zahnräder 17a, 17b des jeweiligen Stufenplanetenrades 16 sind unterschiedlich groß. Vorliegend weist das erste Zahnrad 17a einen größeren Durchmesser als das zweite Zahnrad 17b auf. Gemäß einer alternativen, hier nicht dargestellten Ausführungsform kann das zweite Zahnrad 17b einen größeren Durchmesser als das erste Zahnrad 17a aufweisen.The stepped planetary gear set 14 has several rotatable on a planet carrier 15 arranged stepped planet gears 16 on, with each stepped planet gear 16 a first and a second non-rotatably connected gear 17a . 17b includes. In other words, each stepped planet gear 16 two toothed sections, namely the two gears 17a . 17b on, the two toothed sections being non-rotatably connected, in particular in one piece. The two gears 17a . 17b of the respective stepped planet wheel 16 are different sizes. In the present case, the first gear has 17a a larger diameter than the second gear 17b on. According to an alternative embodiment, not shown here, the second gear 17b a larger diameter than the first gear 17a exhibit.

Vorliegend ist aufgrund der vereinfachten schematischen Darstellung nur ein Stufenplanetenrad 16 dargestellt, wobei alle Stufenplanetenräder 16 identisch zueinander ausgebildet sind. Das erste Zahnrad 17a des Stufenplanetenrads 16 steht mit einem ersten Stirnrad 18a, das an der Rotorwelle 19 der elektrischen Antriebsmaschine 1 angeordnet ist, im Zahneingriff. Das zweite Zahnrad 17b des Stufenplanetenrads 16 steht mit einem gehäusefesten Hohlrad 20 im Zahneingriff. Der Planetenträger 15 ist drehfest mit einem zweiten Stirnrad 18b verbunden, wobei das zweite Stirnrad 18b mit dem Zwischenrad 21 im Zahneingriff steht. Das Zwischenrad 21 steht ferner mit einer Verzahnung 22 an einem Planetenträger 6 des Differentialgetriebes 2 im Zahneingriff. Der Planetenträger 6 des Differentialgetriebes 2 ist über zwei Lagerelemente 23a, 23b drehbar gelagert, wobei das Differentialgetriebe 2 axial zwischen den beiden Lagerelementen 23a, 23b angeordnet ist. Der Planetenträger 6 des Differentialgetriebes 2 ist vorliegend als Differentialkorb ausgebildet wobei die ersten und zweiten Ausgleichsräder 2a, 2b zusammen mit den drei Sonnenrädern 7a, 7b, 7c innerhalb des Differentialkorbs angeordnet sind.Due to the simplified schematic representation, there is only one stepped planet gear 16 shown, with all stepped planet gears 16 are identical to each other. The first gear 17a of the stepped planet gear 16 stands with a first spur gear 18a that on the rotor shaft 19 the electric drive machine 1 is arranged in meshing teeth. The second gear 17b of the stepped planet gear 16 stands with a ring gear fixed to the housing 20 in meshing. The planet carrier 15 is non-rotatable with a second spur gear 18b connected, the second spur gear 18b with the idler 21 is in mesh. The intermediate wheel 21 also stands with a toothing 22 on a planet carrier 6 of the differential gear 2 in meshing. The planet carrier 6 of the differential gear 2 is over two bearing elements 23a . 23b rotatably supported, the differential gear 2 axially between the two bearing elements 23a . 23b is arranged. The planet carrier 6 of the differential gear 2 is designed as a differential cage, the first and second differential gears 2a . 2 B together with the three sun gears 7a . 7b . 7c are arranged within the differential cage.

Das Differentialgetriebe 2 ist als Stirnraddifferential ausgebildet und umfasst erste und zweite Ausgleichsräder 2a, 2b, die paarweise miteinander im Zahneingriff stehen und an dem Planetenträger 6 des Differentialgetriebes 2 drehbar gelagert sind. Vorliegend ist aufgrund der vereinfachten schematischen Darstellung jeweils nur ein erstes und zweites Ausgleichsrad 2a, 2b des Differentialgetriebes 2 dargestellt, wobei alle ersten Ausgleichsräder 2a identisch zueinander ausgebildet sind, und wobei alle zweiten Ausgleichsräder 2b identisch zueinander ausgebildet sind. Ferner umfasst das Differentialgetriebe 2 auch ein erstes, zweites und drittes Sonnenrad 7a, 7b, 7c, wobei das erste Sonnenrad 7a mit den ersten Ausgleichsrädern 2a im Zahneingriff steht und mit der ersten Abtriebswelle 8a drehfest verbunden ist. Das zweite Sonnenrad 7b steht mit den zweiten Ausgleichsrädern 2b im Zahneingriff und ist mit der zweiten Abtriebswelle 8b drehfest verbunden. Ferner ist das zweite Sonnenrad 7b auch mit der Torque-Vectoring-Einheit 3 wirkverbunden. Das dritte Sonnenrad 7c steht mit den ersten Ausgleichsrädern 2a im Zahneingriff und ist mit der Torque-Vectoring-Einheit 3 wirkverbunden.The differential gear 2 is designed as a spur gear differential and includes first and second differential gears 2a . 2 B , which mesh with each other in pairs and on the planet carrier 6 of the differential gear 2 are rotatably mounted. Due to the simplified schematic representation, only one first and second differential gear is present 2a . 2 B of the differential gear 2 shown, with all the first differential gears 2a are identical to each other, and wherein all second differential gears 2 B are identical to each other. The differential also includes 2 also a first, second and third sun gear 7a . 7b . 7c , the first sun gear 7a with the first differential gears 2a meshes with the first output shaft 8a is rotatably connected. The second sun gear 7b stands with the second differential gears 2 B meshing with the second output shaft 8b non-rotatably connected. Furthermore, the second sun gear 7b also with the torque vectoring unit 3 operatively connected. The third sun gear 7c stands with the first differential gears 2a meshes with the torque vectoring unit 3 operatively connected.

Die Torque-Vectoring-Einheit 3 umfasst eine elektrische Maschine 4 und ein Planetengetriebe 5 mit ersten und zweiten Planetenrädern 5a, 5b. Vorliegend ist aufgrund der vereinfachten schematischen Darstellung jeweils nur ein erstes und zweites Planetenrad 5a, 5b des Planetengetriebes 5 dargestellt, wobei alle ersten Planetenräder 5a identisch zueinander ausgebildet sind, und wobei alle zweiten Planetenräder 5b identisch zueinander ausgebildet sind. Die ersten Planetenräder 5a der Torque-Vectoring-Einheit 3 stehen mit einem ersten Hohlrad 9a der Torque-Vectoring-Einheit 3 und einem ersten Sonnenrad 10a der Torque-Vectoring-Einheit 3 im Zahneingriff und sind an einem ersten Planetenträger 11a der Torque-Vectoring-Einheit 3 drehbar gelagert. Die zweiten Planetenräder 5a der Torque-Vectoring-Einheit 3 stehen mit einem zweiten Hohlrad 9b der Torque-Vectoring-Einheit 3 und einem zweiten Sonnenrad 10b der Torque-Vectoring-Einheit 3 im Zahneingriff und sind an einem zweiten Planetenträger 11b der Torque-Vectoring-Einheit 3 drehbar gelagert.The torque vectoring unit 3 includes an electrical machine 4 and a planetary gear 5 with first and second planet gears 5a . 5b , Due to the simplified schematic representation, only one first and second planet gear is present 5a . 5b of the planetary gear 5 shown, with all the first planet gears 5a are identical to each other, and wherein all second planet gears 5b are identical to each other. The first planet gears 5a the torque vectoring unit 3 stand with a first ring gear 9a the torque vectoring unit 3 and a first sun gear 10a the torque vectoring unit 3 meshing and are on a first planet carrier 11a the torque vectoring unit 3 rotatably mounted. The second planet gears 5a the torque vectoring unit 3 stand with a second ring gear 9b the torque vectoring unit 3 and a second sun gear 10b the torque vectoring unit 3 meshing and are on a second planet carrier 11b the torque vectoring unit 3 rotatably mounted.

Gemäß den 1 und 2 ist der erste Planetenträger 11a der Torque-Vectoring-Einheit 3 drehfest mit dem zweiten Sonnenrad 7b des Differentialgetriebes 2 und der zweiten Abtriebswelle 8b verbunden. Der zweite Planetenträger 11b der Torque-Vectoring-Einheit 3 ist drehfest mit dem dritten Sonnenrad 7c des Differentialgetriebes 2 verbunden. Das erste und zweite Hohlrad 9a, 9b der Torque-Vectoring-Einheit 3 sind drehfest miteinander verbunden. Das erste Sonnenrad 10a der Torque-Vectoring-Einheit 3 ist mit der elektrischen Maschine 4 der Torque-Vectoring-Einheit 3 wirkverbunden. Das zweite Sonnenrad 10b der Torque-Vectoring-Einheit 3 ist gehäusefest ausgebildet.According to the 1 and 2 is the first planet carrier 11a the torque vectoring unit 3 rotatable with the second sun gear 7b of the differential gear 2 and the second output shaft 8b connected. The second planet carrier 11b the torque Vectoring unit 3 is non-rotatable with the third sun gear 7c of the differential gear 2 connected. The first and second ring gear 9a . 9b the torque vectoring unit 3 are non-rotatably connected. The first sun gear 10a the torque vectoring unit 3 is with the electric machine 4 the torque vectoring unit 3 operatively connected. The second sun gear 10b the torque vectoring unit 3 is designed to be fixed to the housing.

In 2 ist das erste Sonnenrad 10a der Torque-Vectoring-Einheit 3 über einen Planetenradsatz 12 mit der elektrischen Maschine 4 der Torque-Vectoring-Einheit 3 wirkverbunden. Mithin umfasst das Planetengetriebe 5 der Torque-Vectoring-Einheit 3 auch mehrere dritte Planetenräder 5c, die an einem dritten Planetenträger 11c drehbar gelagert sind. Vorliegend ist aufgrund der vereinfachten schematischen Darstellung nur ein drittes Planetenrad 5c des Planetengetriebes 5 dargestellt, wobei alle dritten Planetenräder 5c identisch zueinander ausgebildet sind. Die dritten Planetenräder 5c stehen mit einem dritten gehäusefesten Hohlrad 9c und einem dritten Sonnenrad 10c im Zahneingriff. Das dritte Sonnenrad 10c ist über eine Zahnradstufe 26, umfassend ein drittes und viertes Stirnrad 18c, 18d mit einer Rotorwelle 27 der elektrischen Maschine 4 der Torque-Vectoring-Einheit 3 verbunden. Die elektrische Maschine 4 der Torque-Vectoring-Einheit 3 ist zum Umverteilen eines Drehmoments zwischen den beiden Abtriebswelle 8a, 8b vorgesehen und umfasst einen Stator 24b sowie einen Rotor 25b. Das dritte Stirnrad 18c ist drehfest mit dem dritten Sonnenrad 10c verbunden, wobei das vierte Stirnrad 18d drehfest mit der Rotorwelle 27 der Torque-Vectoring-Einheit 3 verbunden ist, und wobei das dritte und vierte Stirnrad 18c, 18d miteinander im Zahneingriff stehen.In 2 is the first sun gear 10a the torque vectoring unit 3 via a planetary gear set 12 with the electric machine 4 the torque vectoring unit 3 operatively connected. Thus, the planetary gear includes 5 the torque vectoring unit 3 also several third planet gears 5c working on a third planet carrier 11c are rotatably mounted. Due to the simplified schematic representation, there is only a third planet gear 5c of the planetary gear 5 shown, with all third planet gears 5c are identical to each other. The third planet gears 5c stand with a third ring gear fixed to the housing 9c and a third sun gear 10c in meshing. The third sun gear 10c is about a gear stage 26 , comprising a third and fourth spur gear 18c . 18d with a rotor shaft 27 of the electrical machine 4 the torque vectoring unit 3 connected. The electrical machine 4 the torque vectoring unit 3 is for redistributing a torque between the two output shafts 8a . 8b provided and includes a stator 24b as well as a rotor 25b , The third spur gear 18c is non-rotatable with the third sun gear 10c connected, the fourth spur gear 18d rotatably with the rotor shaft 27 the torque vectoring unit 3 is connected, and being the third and fourth spur gear 18c . 18d mesh with each other.

Gemäß 3 ist der erste Planetenträger 11a der Torque-Vectoring-Einheit 3 drehfest mit dem zweiten Planetenträger 11b der Torque-Vectoring-Einheit 3 verbunden. Das erste Hohlrad 9a der Torque-Vectoring-Einheit 3 ist drehfest mit dem zweiten Sonnenrad 7b des Differentialgetriebes 2 und der zweiten Abtriebswelle 8b verbunden. Das zweite Hohlrad 9b der Torque-Vectoring-Einheit 3 ist drehfest mit dem dritten Sonnenrad 7c des Differentialgetriebes 2 verbunden. Das erste Sonnenrad 10a der Torque-Vectoring-Einheit 3 ist mit der elektrischen Maschine 4 der Torque-Vectoring-Einheit 3 wirkverbunden. Das zweite Sonnenrad 10b der Torque-Vectoring-Einheit 3 ist gehäusefest ausgebildet.According to 3 is the first planet carrier 11a the torque vectoring unit 3 rotationally fixed with the second planet carrier 11b the torque vectoring unit 3 connected. The first ring gear 9a the torque vectoring unit 3 is non-rotatable with the second sun gear 7b of the differential gear 2 and the second output shaft 8b connected. The second ring gear 9b the torque vectoring unit 3 is non-rotatable with the third sun gear 7c of the differential gear 2 connected. The first sun gear 10a the torque vectoring unit 3 is with the electric machine 4 the torque vectoring unit 3 operatively connected. The second sun gear 10b the torque vectoring unit 3 is designed to be fixed to the housing.

Gemäß den 1 und 3 ist das erste Sonnenrad 10a über eine Zahnradstufe 26, umfassend ein drittes und viertes Stirnrad 18c, 18d mit einer Rotorwelle 27 der elektrischen Maschine 4 der Torque-Vectoring-Einheit 3 verbunden. Das dritte Stirnrad 18c ist drehfest mit dem ersten Sonnenrad 10a der Torque-Vectoring-Einheit 3 verbunden, wobei das vierte Stirnrad 18d drehfest mit der Rotorwelle 27 der Torque-Vectoring-Einheit 3 verbunden ist, und wobei das dritte und vierte Stirnrad 18c, 18d miteinander im Zahneingriff stehen.According to the 1 and 3 is the first sun gear 10a via a gear stage 26 , comprising a third and fourth spur gear 18c . 18d with a rotor shaft 27 of the electrical machine 4 the torque vectoring unit 3 connected. The third spur gear 18c is rotatable with the first sun gear 10a the torque vectoring unit 3 connected, the fourth spur gear 18d rotatably with the rotor shaft 27 the torque vectoring unit 3 is connected, and being the third and fourth spur gear 18c . 18d mesh with each other.

Die drei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen elektrischen Antriebsvorrichtung unterscheiden sich geringfügig voneinander. Die Ausführungsform gemäß 2 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß 1 durch den Planetenradsatz 12, der im Leistungsfluss zwischen der elektrischen Maschine 4 der Torque-Vectoring-Einheit 3 und dem ersten Sonnenrad 10a der Torque-Vectoring-Einheit 3 angeordnet ist. Ferner unterscheidet sich die Ausführungsform gemäß 3 von der Ausführungsform gemäß 1 durch die jeweilige Anbindung des ersten und zweiten Hohlrades 9a, 9b der Torque-Vectoring-Einheit 3 sowie des ersten und zweiten Planetenträgers 11a, 11b der Torque-Vectoring-Einheit 3.The three exemplary embodiments of the electric drive device according to the invention differ slightly from one another. The embodiment according to 2 differs from the embodiment according to 1 through the planetary gear set 12 that is in the power flow between the electrical machine 4 the torque vectoring unit 3 and the first sun gear 10a the torque vectoring unit 3 is arranged. Furthermore, the embodiment differs according to 3 from the embodiment according to 1 through the respective connection of the first and second ring gear 9a . 9b the torque vectoring unit 3 and the first and second planet carriers 11a . 11b the torque vectoring unit 3 ,

Gemäß den 1, 2 und 3 ist die elektrische Antriebsmaschine 1 auf einer ersten Drehachse 13a angeordnet, wobei das Planetengetriebe 5 der Torque-Vectoring-Einheit 3 auf einer zweiten Drehachse 13b angeordnet ist. Die elektrische Maschine 4 der Torque-Vectoring-Einheit 3 ist auf einer dritten Drehachse 13c angeordnet. Die erste Drehachse 13a ist achsparallel zur zweiten Drehachse 13b ausgebildet. Ferner ist die dritte Drehachse 13c achsparallel zu der ersten und zweiten Drehachse 13a, 13b ausgebildet.According to the 1 . 2 and 3 is the electric prime mover 1 on a first axis of rotation 13a arranged, the planetary gear 5 the torque vectoring unit 3 on a second axis of rotation 13b is arranged. The electrical machine 4 the torque vectoring unit 3 is on a third axis of rotation 13c arranged. The first axis of rotation 13a is axially parallel to the second axis of rotation 13b educated. Furthermore, the third axis of rotation 13c axially parallel to the first and second axes of rotation 13a . 13b educated.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: elektrische Antriebsmaschineelectric prime mover
22: Differentialgetriebedifferential gear
2a, 2b2a, 2b: Ausgleichsrad des DifferentialgetriebesDifferential gear differential
33: Torque-Vectoring-EinheitTorque vectoring unit
44: elektrische Maschine der Torque-Vectoring-Einheitelectric machine of the torque vectoring unit
55: Planetengetriebe der Torque-Vectoring-EinheitPlanetary gear of the torque vectoring unit
5a, 5b, 5c5a, 5b, 5c: Planetenrad der Torque-Vectoring-EinheitPlanetary gear of the torque vectoring unit
66: Planetenträger des DifferentialgetriebesPlanet carrier of the differential gear
7a, 7b, 7c7a, 7b, 7c: Sonnenrad des DifferentialgetriebesDifferential gear sun gear
8a, 8b8a, 8b: Abtriebswelleoutput shaft
9a, 9b, 9c 9a, 9b, 9c: Hohlrad der Torque-Vectoring-EinheitRing gear of the torque vectoring unit
10a, 10b, 10c10a, 10b, 10c: Sonnenrad der Torque-Vectoring-EinheitTorque vectoring unit sun gear
11a, 11b, 11c11a, 11b, 11c: Planetenträger der Torque-Vectoring-EinheitPlanet carrier of the torque vectoring unit
1212: Planetenradsatz der Torque-Vectoring-EinheitPlanetary gear set of the torque vectoring unit
13a, 13b, 13c13a, 13b, 13c: Drehachseaxis of rotation
1414: StufenplanetenradsatzStufenplanetenradsatz
1515: Planetenträgerplanet carrier
1616: StufenplanetenradStufenplanetenrad
17a, 17b17a, 17b: Zahnradgear
18a, 18b, 18c, 18d18a, 18b, 18c, 18d: Stirnradspur gear
1919: Rotorwelle der elektrischen AntriebsmaschineRotor shaft of the electric drive machine
2020: Hohlradring gear
2121: Zwischenradidler
2222: Verzahnunggearing
23a, 23b23a, 23b: Lagerelementbearing element
24a, 24b24a, 24b: Statorstator
25a, 25b25a, 25b: Rotorrotor
2626: Zahnradstufegear stage
2727: Rotorwelle der elektrischen MaschineRotor shaft of the electrical machine

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102014117227 A1 [0002]

Claims

Drive device for a motor vehicle, comprising an electric drive machine (1), a differential gear (2) with first and second differential gears (2a, 2b) which mesh with one another in pairs and are rotatably mounted on a common planet carrier (6), and a torque -Vectoring unit (3) with an electrical machine (4) and a planetary gear (5), comprising first and second planet gears (5a, 5b), the electrical drive machine (1) and the torque vectoring unit (3) each are operatively connected to the differential gear (2), characterized in that the differential gear (2) has a first, second and third sun gear (7a, 7b, 7c), the first sun gear (7a) meshing with the first differential gears (2a) stands and is operatively connected to a first output shaft (8a), the second sun gear (7b) meshing with the second differential gears (2b) and on the one hand with the torque vectoring E unit (3) and on the other hand with a second output shaft (8b), and wherein the third sun gear (7c) is in mesh with the first differential gears (2a) and is operatively connected to the torque vectoring unit (3).

Drive device after Claim 1 , characterized in that the first planet gears (5a) of the torque vectoring unit (3) with a first ring gear (9a) of the torque vectoring unit (3) and a first sun gear (10a) of the torque vectoring unit ( 3) are in meshing engagement and are rotatably mounted on a first planet carrier (11a) of the torque vectoring unit (3), the second planet gears (5a) of the torque vectoring unit (3) with a second ring gear (9b) Torque vectoring unit (3) and a second sun gear (10b) of the torque vectoring unit (3) are in tooth engagement and are rotatably mounted on a second planet carrier (11b) of the torque vectoring unit (3).

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the first planet carrier (11 a) of the torque vectoring unit (3) is rotatably connected to the second sun gear (7b) of the differential gear (2) and the second output shaft (8b), wherein the second planet carrier (11b) of the torque vectoring unit (3) is rotatably connected to the third sun gear (7c) of the differential gear (2), the first and second ring gear (9a, 9b) of the torque vectoring unit ( 3) are rotatably connected to one another, the first sun gear (10a) of the torque vectoring unit (3) being operatively connected to the electrical machine (4) of the torque vectoring unit (3), the second sun gear (10b) of the Torque vectoring unit (3) designed to be fixed to the housing.

Drive device according to one of the Claims 1 or 2 , characterized in that the first planet carrier (11 a) of the torque vectoring unit (3) is rotatably connected to the second planet carrier (11b) of the torque vectoring unit (3), the first ring gear (9a) of the torque -Vectoring unit (3) rotatably connected to the second sun gear (7b) of the differential gear (2) and the second output shaft (8b), the second ring gear (9b) of the torque vectoring unit (3) rotatably connected to the third Sun gear (7c) of the differential gear (2) is connected, the first sun gear (10a) of the torque vectoring unit (3) being operatively connected to the electrical machine (4) of the torque vectoring unit (3), the second Sun gear (10b) of the torque vectoring unit (3) is fixed to the housing.

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the electric drive machine (1) is arranged on a first axis of rotation (13a), the planetary gear (5) of the torque vectoring unit (3) being arranged on a second axis of rotation (13b) , the first axis of rotation (13a) being axially parallel to the second axis of rotation (13b).

Drive device after Claim 5 , characterized in that the electrical machine (4) of the torque vectoring unit (3) is arranged on a third axis of rotation (13c), the third axis of rotation (13c) being axially parallel to the first and second axes of rotation (13a, 13b) is.

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the first sun gear (10a) of the torque vectoring unit (3) is operatively connected to the electrical machine (4) of the torque vectoring unit (3) via a planetary gear set (12) The planetary gear set (12) has a plurality of third planet gears (5c) which are rotatably mounted on a third planet carrier (11c), the third planet gears (5c) having a third ring gear (9c) fixed to the housing and a third sun gear (10c) mesh with teeth.

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the electric drive machine (1) is operatively connected to the differential gear (2) via a stepped planetary gear set (14), the stepped planetary gear set (14) having a plurality of stepped planetary gears (16) arranged rotatably on a planet carrier (15) ), each stepped planet gear (16) having a first and a second rotationally fixedly connected gear (17a, 17b), the first gear (17a) having a first spur gear (18a) connected to a rotor shaft (19) of the electric drive machine (1) is arranged, meshing, the second gear (17b) with a the ring gear (20) is fixed to the housing, and the planet carrier (15) is connected in a rotationally fixed manner to a second spur gear (18b).

Drive device after Claim 8 , characterized in that the second spur gear (18b) meshes with an idler gear (21), the idler gear (21) meshing with teeth (22) on the planet carrier (6) of the differential gear (2).

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the planet carrier (6) of the differential gear (2) is rotatably mounted via two bearing elements (23a, 23b), the differential gear (2) being arranged axially between the two bearing elements (23a, 23b) is.