DE102022122270A1 - Gear unit for a drive unit for a motor vehicle, drive unit with such a gear unit and motor vehicle with such a drive unit - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinheit (1), eine Antriebseinheit und ein Kraftfahrzeug. Die Getriebeeinheit (1) weist einen Antriebsgetriebeabschnitt (3), einen Differenzialgetriebeabschnitt (4) und einen Verteilergetriebeabschnitt (5) auf. Mittels eines Antriebsgetriebeschaltelements (22) sind ein Antriebselement (18) und ein Abtriebselement (20) des Antriebsgetriebeabschnitts (3) koppelbar bzw. entkoppelbar. Ein jeweiliges Differenzialabtriebsrad (16, 17) ist mit einer jeweiligen Abtriebswelle (13, 15) der Getriebeeinheit (1) verbunden. Ein Primärplanetenradträger (7) des Differenzialgetriebeabschnitts (4) ist mit dem Abtriebselement (20) verbunden. Mittels eines Verteilergetriebeschaltelements (33) der Verteilergetriebeeinheit (5) ist ein Verteilerantriebselement (23) selektiv mit einem ersten (25) oder mit einem zweiten Verteilerabtriebselement (26) verbindbar. Das jeweilige Verteilerabtriebselement (25, 26) ist mit einem jeweiligen Sekundärantriebselement (6, 8) des Differenzialgetriebeabschnitts (4) verbunden.The invention relates to a transmission unit (1), a drive unit and a motor vehicle. The transmission unit (1) has a drive gear section (3), a differential gear section (4) and a transfer case section (5). A drive element (18) and an output element (20) of the drive transmission section (3) can be coupled or decoupled by means of a drive transmission switching element (22). A respective differential output gear (16, 17) is connected to a respective output shaft (13, 15) of the transmission unit (1). A primary planetary gear carrier (7) of the differential gear section (4) is connected to the output element (20). By means of a transfer case switching element (33) of the transfer case unit (5), a transfer drive element (23) can be selectively connected to a first (25) or to a second transfer output element (26). The respective distributor output element (25, 26) is connected to a respective secondary drive element (6, 8) of the differential gear section (4).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebeeinheit für eine Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung eine Antriebseinheit, die die Getriebeeinheit und zwei elektrische Antriebsmaschinen, insbesondere eine Primärantriebsmaschine und eine Sekundärantriebsmaschine, aufweist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, das die Antriebseinheit aufweist. Bei dem Kraftfahrzeug, das insbesondere als ein Personenkraftwagen und/oder Lastkraftwagen ausgebildet ist, handelt es sich um ein zumindest teilweise elektrisch antreibbares/fortbewegbares Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Hybrid-Kraftfahrzeug oder ein reinelektrisch antreibbares Kraftfahrzeug.The present invention relates to a transmission unit for a drive unit for a motor vehicle. The invention further relates to a drive unit which has the transmission unit and two electric drive machines, in particular a primary drive machine and a secondary drive machine. The invention further relates to a motor vehicle which has the drive unit. The motor vehicle, which is designed in particular as a passenger car and/or truck, is an at least partially electrically driven/moveable motor vehicle, for example a hybrid motor vehicle or a purely electrically driven motor vehicle.
Es hat sich bei der Entwicklung von elektrischen Antriebseinheiten für Kraftfahrzeuge als vorteilhaft erwiesen, wenn eine Antriebsachse des Kraftfahrzeugs zwei elektrische Antriebsmaschinen aufweist, um beiden Rädern (Reifen-Felgen-Kombinationen) derselben Antriebsachse gezielt und radindividuell ein jeweiliges Drehmoment bereitstellen zu können. Eine solche Funktion wird auch als Torque Vectoring bezeichnet. Unter Torque Vectoring ist eine aktive und gezielte Zustellung eine Antriebsmoments an beide Räder der Antriebsachse zu verstehen. Mittels Torque Vectoring wird zum Beispiel bei einer Kurvenfahrt das Einlenken unterstützt, wobei das Antriebsmoment entsprechend stärker auf das kurvenäußere der Räder geleitet wird. Mittels einer Steuereinheit, die eine entsprechende Sensorik, beispielsweise Raddrehzahlsensoren, aufweist, kann eine Drehzahldifferenz der Räder erkannt und das Drehmoment radindividuell dosiert und zugestellt werden. Hierdurch kann auch ein besonders agiles Fahrverhalten des entsprechend ausgerüsteten Kraftfahrzeug erreicht werden.It has proven to be advantageous in the development of electric drive units for motor vehicles if a drive axle of the motor vehicle has two electric drive machines in order to be able to provide a respective torque to both wheels (tire-rim combinations) of the same drive axle in a targeted and wheel-specific manner. Such a function is also known as torque vectoring. Torque vectoring refers to the active and targeted delivery of drive torque to both wheels on the drive axle. Torque vectoring is used, for example, to support turning when cornering, with the drive torque being directed correspondingly more strongly to the wheels on the outside of the curve. By means of a control unit that has appropriate sensors, for example wheel speed sensors, a difference in the speed of the wheels can be detected and the torque can be metered and delivered individually to each wheel. This also makes it possible to achieve particularly agile driving behavior of the appropriately equipped motor vehicle.
Heutzutage wird für das Torque Vectoring beispielsweise die Sekundärantriebsmaschine eingesetzt, die meist kleiner als die Primärantriebsmaschine ausgeführt ist und demnach ein geringeres Leistungsvermögen als die Primärantriebsmaschine aufweist. Kommt es zum Beispiel dazu, dass der Nutzer bzw. Fahrer des Kraftfahrzeugs nur besonders wenig Leistung anfordert, beispielsweise im Stadtverkehr, ist die Primärantriebsmaschine eventuell unterfordert, was bedeutet, dass sie in einem ungünstigen Betriebspunkt betrieben wird. In einem solchen Schwachlastbetrieb wird die Primärantriebsmaschine besonders ineffizient betrieben. Die Sekundärantriebsmaschine wird im Stadtverkehr aufgrund der dort vorgegebenen geringen Fahrgeschwindigkeiten meist nur im Kraftfahrzeug mittransportiert und kaum eingesetzt. Es besteht somit der Bedarf, der Sekundärantriebsmaschine eine größere Funktionalität zu verleihen, sodass sie zumindest im Stadtverkehr nicht nur im Kraftfahrzeug mitgeführte Fracht bildet.Nowadays, for example, the secondary drive machine is used for torque vectoring, which is usually smaller than the primary drive machine and therefore has lower performance than the primary drive machine. If, for example, the user or driver of the motor vehicle only requires a particularly small amount of power, for example in city traffic, the primary drive machine may be under-stressed, which means that it is operated at an unfavorable operating point. In such a low-load operation, the primary drive machine is operated particularly inefficiently. In city traffic, due to the low driving speeds required, the secondary drive machine is usually only transported in a motor vehicle and is rarely used. There is therefore a need to give the secondary drive machine greater functionality so that, at least in city traffic, it does not just form cargo carried in the motor vehicle.
Ein herkömmliches Torque-Vectoring-Getriebe ist in der
Zudem offenbart die
Aus der
Aufgabe der Erfindung ist es, eine besonders flexibel bzw. vielseitig einsetzbare Torque-Vectoring-Einrichtung zu schaffen.The object of the invention is to create a particularly flexible and versatile torque vectoring device.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere mögliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren offenbart. Merkmale, Vorteile und mögliche Ausgestaltungen, die im Rahmen der Beschreibung für einen der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche dargelegt sind, sind kategorie- und ausführungsformübergreifend zumindest analog als Merkmale, Vorteile und mögliche Ausgestaltungen des jeweiligen Gegenstands der anderen unabhängigen Ansprüche sowie jeder möglichen Kombination der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche, gegebenenfalls in Verbindung mit einem oder mehr der Unteransprüche, anzusehen.This task is solved by the subject matter of the independent patent claims. Further possible embodiments of the invention are disclosed in the subclaims, the description and the figures. Features, advantages and possible configurations that are set out in the description for one of the subjects of the independent claims are at least analogous across categories and embodiments as features, advantages and possible refinements of the respective subject matter of the other independent claims and every possible combination of the subjects of the independent claims, possibly in conjunction with one or more of the subclaims.
Gemäß der Erfindung wird eine Getriebeeinheit für eine Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug, das insbesondere als ein Personenkraftwagen und/oder als Lastkraftwagen ausgebildet ist, vorgeschlagen. Ferner wird erfindungsgemäß eine Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, wobei die Antriebseinheit die Getriebeeinheit und zwei elektrische Antriebsmaschinen, nämlich eine Primärantriebsmaschine und eine Sekundärantriebsmaschine, aufweist. Das bedeutet, dass in bestimmungsgemäßer Einbaulage der Getriebeeinheit diese ein Bestandteil der Antriebseinheit ist. Ferner schlägt die Erfindung ein ganz oder teilweise elektrisch antreibbares/fortbewegbares Kraftfahrzeug - also ein reinelektrisch antreibbares Kraftfahrzeug oder ein Hybrid-Kraftfahrzeug - vor, das die Antriebseinheit und infolgedessen die Getriebeeinheit aufweist. Es ist denkbar, dass die Primärantriebsmaschine anstatt als elektrische Maschine als eine Verbrennungskraftmaschine ausgebildet ist oder eine Verbrennungskraftmaschine aufweist. Ist also die Antriebseinheit in ihrer bestimmungsgemäßen Einbaulage eingesetzt, bildet die Antriebseinheit einen Bestandteil des Kraftfahrzeugs. Bei der Antriebseinheit handelt es sich insbesondere um eine erste Achse des Kraftfahrzeugs (beispielsweise um eine Frontachse) oder um eine zweite Achse des Kraftfahrzeugs (beispielsweise um eine Heckachse des Kraftfahrzeugs). Des Weiteren ist denkbar, dass das Kraftfahrzeug zwei oder mehr solcher Antriebsachsen, das heißt zwei oder mehr Antriebseinheiten, aufweist. In der vorliegenden Beschreibung ist zudem ein Verfahren zum Steuern der Getriebeeinheit und/oder der Antriebseinheit offenbart, wobei das Verfahren zum Beispiel mittels einer Steuereinheit, etwa eines Getriebesteuergeräts, ausgeführt werden kann.According to the invention, a transmission unit for a drive unit for a motor vehicle, which is designed in particular as a passenger car and/or as a truck, is proposed. Furthermore, according to the invention, a drive unit for a motor vehicle is proposed, wherein the drive unit has the transmission unit and two electric drive machines, namely a primary drive machine and a secondary drive machine. This means that when the gear unit is installed in the intended position, it is a component of the drive unit. Further beats The invention proposes a motor vehicle that can be driven/moved entirely or partially electrically - that is, a motor vehicle that can be driven purely electrically or a hybrid motor vehicle - which has the drive unit and consequently the transmission unit. It is conceivable that the primary drive machine is designed as an internal combustion engine or has an internal combustion engine instead of as an electric machine. If the drive unit is inserted in its intended installation position, the drive unit forms a component of the motor vehicle. The drive unit is in particular a first axle of the motor vehicle (for example a front axle) or a second axle of the motor vehicle (for example a rear axle of the motor vehicle). Furthermore, it is conceivable that the motor vehicle has two or more such drive axles, that is, two or more drive units. The present description also discloses a method for controlling the transmission unit and/or the drive unit, wherein the method can be carried out, for example, by means of a control unit, such as a transmission control unit.
Für die gesamte Beschreibung gilt, dass der Ausdruck „drehfest gekoppelt“ oder „drehfest verbunden“ oder dergleichen ein direktes Kämmen (Zahn in Zahn) von korrespondierenden Zahnkränzen sowie ein indirektes Kämmen (zum Beispiel über einen Zahnriemen, eine Zahnkette oder ein sonstiges endloses Zugmittel) der beiden korrespondierenden Zahnkränze umfasst. Es ist somit unter „drehfest gekoppelt“ bzw. „drehfest verbunden“ etc. nicht zwingend eine direkte kraft-, form- und/oder stoffschlüssig Verbindung zwischen den beiden beschriebenen Elementen zu verstehen, sondern dass eine freie Relativdrehung zwischen den beiden Elementen gesperrt ist.For the entire description, the expression “rotatably coupled” or “rotatably connected” or the like refers to direct meshing (tooth in tooth) of corresponding sprockets as well as indirect meshing (for example via a toothed belt, a toothed chain or another endless traction device). of the two corresponding sprockets. The term “rotatably coupled” or “rotatably connected” etc. does not necessarily mean a direct non-positive, positive and/or material connection between the two elements described, but rather that free relative rotation between the two elements is blocked.
Die Getriebeeinheit weist einen Antriebsgetriebeabschnitt, einen Differenzialgetriebeabschnitt und einen Verteilergetriebeabschnitt, der auch als Torque-Vectoring-Getriebeabschnitt bezeichnet werden kann, auf. Das bedeutet, dass die Getriebeeinheit aus dem Antriebsgetriebeabschnitt, dem Differenzialgetriebeabschnitt und dem Verteilergetriebeabschnitt gebildet ist.The transmission unit has a drive transmission section, a differential transmission section and a transfer case section, which can also be referred to as a torque vectoring transmission section. This means that the transmission unit is formed from the drive gear section, the differential gear section and the transfer case section.
Der Antriebsgetriebeabschnitt weist ein Antriebselement auf, das dazu eingerichtet ist, mit einer Primärrotorwelle der elektrischen Primärantriebsmaschine der Antriebseinheit drehfest verbunden zu werden. Dementsprechend sind die Primärrotorwelle und das Antriebselement bei der Antriebseinheit bzw. bei dem die Antriebseinheit aufweisenden Kraftfahrzeug drehfest miteinander verbunden. Der Antriebsgetriebeabschnitt weist zudem ein Antriebsgetriebeschaltelement auf, das zwischen einer Antriebskopplungsstellung und einer Antriebsentkopplungsstellung verstellbar ist. In der Antriebskopplungsstellung des Antriebsgetriebeschaltelements sind das Antriebselement und ein Abtriebselement des Antriebsgetriebeabschnitts drehfest miteinander gekoppelt, wohingegen in der Antriebsentkopplungsstellung des Antriebsgetriebeschaltelements das Antriebselement und das Abtriebselement voneinander entkoppelt sind. Bei dem Abtriebselement des Antriebsgetriebeabschnitts handelt es sich zum Beispiel um einen Wellenzapfen, um einen Stirnradkranz etc.The drive transmission section has a drive element which is designed to be connected in a rotationally fixed manner to a primary rotor shaft of the electric primary drive machine of the drive unit. Accordingly, the primary rotor shaft and the drive element in the drive unit or in the motor vehicle having the drive unit are connected to one another in a rotationally fixed manner. The drive transmission section also has a drive transmission switching element that is adjustable between a drive coupling position and a drive decoupling position. In the drive coupling position of the drive transmission switching element, the drive element and an output element of the drive transmission section are coupled to one another in a rotationally fixed manner, whereas in the drive decoupling position of the drive transmission switching element, the drive element and the output element are decoupled from one another. The output element of the drive gear section is, for example, a shaft journal, a spur gear rim, etc.
Der Differenzialgetriebeabschnitt der Getriebeeinheit weist ein erstes Differenzialabtriebsrad auf, das insbesondere als ein erstes Abtriebssonnenrad ausgebildet ist. Das erste Differenzialabtriebsrad und eine erste Abtriebswelle der Getriebeeinheit sind drehfest miteinander verbunden. Zudem weist der Differenzialgetriebeabschnitt ein zweites Differenzialabtriebsrad auf, das insbesondere als ein zweites Abtriebssonnenrad ausgebildet ist. Das zweite Differenzialabtriebsrad und eine zweite Abtriebswelle der Getriebeeinheit sind drehfest miteinander verbunden. Ein Primärplanetenradträger des Differenzialgetriebeabschnitts ist mit dem Abtriebselement des Antriebsgetriebeabschnitts drehfest verbunden. The differential gear section of the gear unit has a first differential output gear, which is designed in particular as a first output sun gear. The first differential output gear and a first output shaft of the transmission unit are connected to one another in a rotationally fixed manner. In addition, the differential gear section has a second differential output gear, which is designed in particular as a second output sun gear. The second differential output gear and a second output shaft of the transmission unit are connected to one another in a rotationally fixed manner. A primary planetary gear carrier of the differential gear section is connected in a rotationally fixed manner to the output element of the drive gear section.
Überdies weist der Differenzialgetriebeabschnitt ein erstes Sekundärantriebselement und ein zweites Sekundärantriebselement auf.Furthermore, the differential gear section has a first secondary drive element and a second secondary drive element.
Der Verteilergetriebeabschnitt bzw. Torque-Vectoring-Getriebeabschnitt umfasst ein Verteilerantriebselement, das dazu eingerichtet ist, mit einer Sekundärrotorwelle der Sekundärantriebsmaschine der Antriebseinheit drehfest verbunden zu werden. Dementsprechend gilt für die Antriebseinheit, dass die Sekundärrotorwelle und das Verteilerantriebselement drehfest miteinander verbunden sind. Der Verteilergetriebeabschnitt umfasst zudem ein erstes Verteilerabtriebselement, das mit dem ersten Sekundärantriebselement des Differenzialgetriebeabschnitts drehfest verbunden ist. Ein zweites Verteilerabtriebselement des Verteilergetriebeabschnitts ist dahingegen mit dem zweiten Sekundärantriebselement des Differenzialgetriebeabschnitts drehfest verbunden. Der Verteilergetriebeabschnitt weist ferner ein Verteilergetriebeschaltelement auf, das aus einer Verteilerentkopplungsstellung wahlweise in eine erste Verteilerkopplungsstellung oder in eine zweite Verteilerkopplungsstellung verstellbar ist. In der Verteilerentkopplungsstellung, die auch als Neutralstellung des Verteilergetriebeschaltelements bezeichnet werden kann, sind die Verteilerantriebselemente und die Sekundärantriebselemente des Differenzialgetriebeabschnitts voneinander entkoppelt. In der ersten Verteilerkopplungsstellung sind das erste Verteilerantriebselement und das erste Sekundärantriebselement drehfest miteinander gekoppelt, während das zweite Verteilerantriebselement und das zweite Sekundärantriebselement voneinander entkoppelt sind. Umgekehrt stellt sich die zweite Verteilerkopplungsstellung dar, in der das zweite Verteilerantriebselement und das zweite Sekundärantriebselement drehfest miteinander gekoppelt sind, während das erste Verteilerantriebselement und das erste Sekundärantriebselement voneinander entkoppelt sind.The transfer case section or torque vectoring transmission section comprises a transfer drive element which is designed to be connected in a rotationally fixed manner to a secondary rotor shaft of the secondary drive machine of the drive unit. Accordingly, for the drive unit, the secondary rotor shaft and the distributor drive element are connected to one another in a rotationally fixed manner. The transfer case section also includes a first transfer output element which is connected in a rotationally fixed manner to the first secondary drive element of the differential gear section. A second distributor output element of the transfer case section, on the other hand, is connected in a rotationally fixed manner to the second secondary drive element of the differential gear section. The transfer case section further has a transfer case switching element which can be adjusted from a distributor decoupling position either into a first distributor coupling position or into a second distributor coupling position. In the distributor decoupling position, which can also be referred to as the neutral position of the transfer case switching element, the distributor drive elements and the secondary drive elements of the differential gear section are decoupled from one another. In the first distributor coupling position, the first distributor drive element and the first secondary drive element are coupled to one another in a rotationally fixed manner, while the second distributor drive element and the second secondary drive element are decoupled from one another. Conversely, the second distributor coupling position is in which the second distributor drive element and the second secondary drive element are coupled to one another in a rotationally fixed manner, while the first distributor drive element and the first secondary drive element are decoupled from one another.
Insbesondere sind die beschriebenen Getriebeelemente des Differenzialgetriebeabschnitts und des Verteilergetriebeabschnitts sowie der Sekundärantriebsmaschine entlang einer gemeinsamen Getriebehauptachse angeordnet. Dementsprechend kann es sich bei der Sekundärrotorwelle um eine Hohlwelle handeln, die koaxial zur Getriebehauptachse angeordnet ist. Der Antriebsgetriebeabschnitt und/oder die Primärantriebsmaschine können/kann abseits der Getriebehauptachse angeordnet sein, wobei eine Längsmittenachse des Abtriebselements und die Getriebehauptachse parallel zueinander senkrecht zueinander oder schräg zueinander angeordnet sein können. Es ist beispielsweise denkbar, dass die drehfeste Verbindung zwischen dem Primärplanetenradträger und dem Abtriebselement mittels einer Stirnradstufe oder eine Kegelradstufe realisiert ist. Bei dem Primärplanetenradträger handelt es sich generell um ein Primärantriebselement des Differenzialgetriebeabschnitts.In particular, the described gear elements of the differential gear section and the transfer case section as well as the secondary drive machine are arranged along a common main gear axis. Accordingly, the secondary rotor shaft can be a hollow shaft which is arranged coaxially to the main transmission axis. The drive transmission section and/or the primary drive machine can/can be arranged away from the main transmission axis, wherein a longitudinal center axis of the output element and the main transmission axis can be arranged parallel to one another, perpendicular to one another or obliquely to one another. It is, for example, conceivable that the rotationally fixed connection between the primary planetary gear carrier and the output element is realized by means of a spur gear stage or a bevel gear stage. The primary planetary gear carrier is generally a primary drive element of the differential gear section.
Durch die Getriebeeinheit ergibt sich ein Verfahren zum Betreiben der Getriebeeinheit bzw. der Antriebseinheit, das zumindest fünf Betriebsmodi aufweist:
- Soll die Antriebseinheit geschleppt oder gezogen werden, beispielsweise mittels eines Primärachsantriebs (zum Beispiel einer weiteren Antriebseinheit) des Kraftfahrzeugs oder mittels eines als Zugfahrzeug für das Kraftfahrzeug fungierenden, weiteren Kraftfahrzeugs, wird die Antriebseinheit, die mit der Getriebeeinheit ausgerüstet ist, in einem ersten Betriebsmodus betrieben, der auch als Leerlauf oder Schleppbetriebsmodus bezeichnet werden kann. Im Leerlauf bzw. im ersten Betriebsmodus sind beide Schaltelemente in die jeweilige Entkopplungsstellung verstellt - die beiden Abtriebswellen sind relativ zueinander frei dreh- bzw. rotierbar.
- If the drive unit is to be towed or pulled, for example by means of a primary axle drive (for example another drive unit) of the motor vehicle or by means of a further motor vehicle that acts as a towing vehicle for the motor vehicle, the drive unit, which is equipped with the transmission unit, is operated in a first operating mode , which can also be referred to as idle or drag mode. When idling or in the first operating mode, both switching elements are adjusted to the respective decoupling position - the two output shafts can rotate freely relative to one another.
Bei einem weiteren, zum Beispiel zweiten Betriebsmodus der Getriebeeinheit bzw. Antriebseinheit handelt es sich um einen ersten Einmaschinenbetriebsmodus, bei dem das Drehmoment lediglich mittels der Primärantriebsmaschine erzeugt wird. Im ersten Einmaschinenbetriebsmodus ist das Antriebsgetriebeschaltelement in die Antriebskopplungsstellung gestellt, wobei das Verteilergetriebeschaltelement in die Verteilerentkopplungsstellung gestellt ist. Dementsprechend sind zum einen das Antriebselement und das Abtriebselement drehfest miteinander gekoppelt, und zum anderen sind die Verteilerantriebselemente und die Sekundärantriebselemente des Differenzialgetriebeabschnitts voneinander entkoppelt. Eine gezielte radindividuelle Drehmomentzustellung, das heißt Torque Vectoring, findet in diesem Betriebsmodus nicht statt; insbesondere ist in diesem Betriebsmodus die Sekundärantriebsmaschine deaktiviert oder in einen allsträngigen Kurzschluss geschaltet, während die Primärantriebsmaschine in diesem Betriebsmodus als Solo-Antriebsmaschine fungiert. Ein Drehmoment-/Drehzahlausgleich zwischen einem kurveninneren und einem kurvenäußeren Rad wird in diesem Fall durch den Differenzialgetriebeabschnitt gewährleistet. Die Antriebseinheit bzw. Getriebeeinheit kann zum Beispiel für eine konstante Geradeausfahrt in diesen zweiten Betriebsmodus geschaltet werden.A further, for example second, operating mode of the transmission unit or drive unit is a first single-machine operating mode in which the torque is generated only by means of the primary drive machine. In the first single-machine operating mode, the drive transmission switching element is placed in the drive coupling position, with the transfer case switching element being placed in the distributor decoupling position. Accordingly, on the one hand, the drive element and the output element are coupled to one another in a rotationally fixed manner, and on the other hand, the distributor drive elements and the secondary drive elements of the differential gear section are decoupled from one another. A targeted wheel-specific torque delivery, i.e. torque vectoring, does not take place in this operating mode; In particular, in this operating mode, the secondary drive machine is deactivated or switched to an all-strand short circuit, while the primary drive machine functions as a solo drive machine in this operating mode. In this case, a torque/speed compensation between a wheel on the inside of a curve and a wheel on the outside of a curve is ensured by the differential gear section. The drive unit or transmission unit can be switched to this second operating mode, for example, for constant straight-ahead travel.
Wird vergleichsweise wenig Antriebsleistung gefordert, liegt also eine vergleichsweise geringe Fahrleistungsanforderung vor (etwa bei wenig Beschleunigungsbedarf bei Stau, Stopp-and-Go etc.), wird die Antriebseinheit bzw. die Getriebeeinheit in einem weiteren, beispielsweise dritten Betriebsmodus, nämlich in einem zweiten Einmaschinenbetriebsmodus, betrieben. Hier ist das Antriebsgetriebeschaltelement in dessen Antriebsentkopplungsstellung verstellt, wohingegen das Verteilergetriebeschaltelement in dessen erste Verteilerkopplungsstellung verstellt ist. Infolgedessen sind zum einen das Antriebselement und das Abtriebselement voneinander entkoppelt, und zum anderen sind das erste Verteilerantriebselement und das erste Sekundärantriebselement drehfest miteinander gekoppelt. Folglich wird im zweiten Einmaschinenbetriebsmodus das Drehmoment lediglich mittels der Sekundärantriebsmaschine erzeugt; insbesondere ist in diesem Betriebsmodus die Primärantriebsmaschine deaktiviert oder in einen allsträngigen Kurzschluss geschaltet. Die Sekundärantriebsmaschine fungiert in diesem Betriebsmodus als Solo-Antriebsmaschine. Ein Drehmoment-/Drehzahlausgleich zwischen einem kurveninneren und einem kurvenäußeren Rad wird auch in diesem Fall durch den Differenzialgetriebeabschnitt gewährleistet. Im zweiten Einmaschinenbetriebsmodus, also im dritten Betriebsmodus, wird die als die Solo-Antriebmaschine fungierende Sekundärantriebsmaschine bei geringer Lastanforderung effizienter betrieben als die Primärantriebsmaschine bei gleich niedriger Fahrleistungsanforderung. Es ist im zweiten Einmaschinenbetriebsmodus eine Kraftübertragung mittels der aktiv betriebenen Solo-Antriebsmaschine, das heißt der Sekundärantriebsmaschine, auf beide Räder möglich. Dies führt zu einer Lastanhebung im Schwachlastbetrieb und somit zu einer deutlichen Verschiebung des Betriebspunkts der Solo-Antriebsmaschine hin zu einem besseren Wirkungsgrad im Vergleich zum ersten Einmaschinenbetriebsmodus mit gleicher Lastanforderung. Es wird eine signifikante Reduzierung eines Energiebedarfs zum Antreiben bzw. Fortbewegen des Kraftfahrzeugs (insbesondere im WLTP-Zyklus oder Konstantfahrt) erreicht.If comparatively little drive power is required, i.e. there is a comparatively low driving performance requirement (e.g. if there is little acceleration required in traffic jams, stop-and-go, etc.), the drive unit or the transmission unit is in a further, for example third, operating mode, namely in a second single-machine operating mode , operated. Here the drive transmission switching element is adjusted to its drive decoupling position, whereas the transfer case switching element is adjusted to its first distributor coupling position. As a result, on the one hand, the drive element and the output element are decoupled from one another, and on the other hand, the first distributor drive element and the first secondary drive element are coupled to one another in a rotationally fixed manner. Consequently, in the second single-engine operating mode, the torque is generated only by the secondary drive machine; In particular, in this operating mode, the primary drive machine is deactivated or switched to an all-strand short circuit. In this operating mode, the secondary drive machine functions as a solo drive machine. A torque/speed compensation between a wheel on the inside of a curve and a wheel on the outside of a curve is also ensured in this case by the differential gear section. In the second single-machine operating mode, i.e. in the third operating mode, the secondary drive machine acting as the solo drive machine is operated more efficiently with low load requirements than the primary drive machine with the same low performance requirement. In the second single-machine operating mode, power can be transmitted to both wheels by means of the actively operated solo drive machine, i.e. the secondary drive machine. This leads to an increase in load during low-load operation and thus to a significant shift in the Operating point of the solo drive machine towards better efficiency compared to the first single-machine operating mode with the same load requirement. A significant reduction in the energy requirement for driving or moving the motor vehicle (particularly in the WLTP cycle or constant travel) is achieved.
Die Getriebeeinheit bzw. Antriebseinheit kann zudem in einem weiteren, beispielsweise vierten Betriebsmodus betrieben werden, wenn eine besonders hohe Fahrleistungsanforderung vorliegt, etwa für Überholmanöver etc. In diesem Betriebsmodus ist das Antriebsgetriebeschaltelement in dessen Antriebskopplungsstellung verstellt, wobei das Verteilergetriebeschaltelement in dessen zweite Verteilerkopplungsstellung verstellt ist. Das bedeutet, zum einen sind das Antriebselement und das Abtriebselement drehfest miteinander gekoppelt, und zum anderen sind das zweite Verteilerantriebselement und das zweite Sekundärantriebselement drehfest miteinander gekoppelt. Beide Antriebsmaschinen, das heißt die Primärantriebsmaschine und die Sekundärantriebsmaschine, treiben so den Differenzialgetriebeabschnitt und infolgedessen die Abtriebswellen an. Die Sekundärantriebsmaschine fungiert in diesem Fall als eine sogenannte Boost-Maschine. Demnach handelt es sich bei dem vierten Betriebsmodus um einen ersten Zweimaschinenbetriebsmodus.The transmission unit or drive unit can also be operated in a further, for example fourth, operating mode if there is a particularly high driving performance requirement, for example for overtaking maneuvers etc. In this operating mode, the drive transmission switching element is adjusted to its drive coupling position, with the transfer case switching element being adjusted to its second distributor coupling position. This means, on the one hand, the drive element and the output element are coupled to one another in a rotationally fixed manner, and on the other hand, the second distributor drive element and the second secondary drive element are coupled to one another in a rotationally fixed manner. Both drive machines, i.e. the primary drive machine and the secondary drive machine, thus drive the differential gear section and consequently the output shafts. In this case, the secondary drive machine acts as a so-called boost machine. Accordingly, the fourth operating mode is a first two-machine operating mode.
Wird die gezielte radindividuelle Drehmomentzustellung, das heißt Torque Vectoring, erfordert (etwa bei Kurvenfahrt, für hohe Querdynamik etc.), wobei an der ersten Abtriebswelle ein erstes Drehmoment und an der zweiten Abtriebswelle ein von dem ersten Drehmoment unterschiedliches, zweites Drehmoment benötigt wird, wird die Getriebeeinheit in einem weiteren, beispielsweise fünften, Betriebsmodus, nämlich in einem zweiten Zweimaschinenbetriebsmodus, betrieben. Das Antriebsgetriebeschaltelement ist in dessen Antriebskopplungsstellung verstellt, wodurch zum einen das Antriebselement und das Abtriebselement drehfest miteinander gekoppelt sind. Dahingegen ist das Verteilergetriebeschaltelement in dessen erste Verteilerkopplungsstellung verstellt, wodurch zum anderen das erste Verteilerantriebselement und das erste Sekundärantriebselement drehfest miteinander gekoppelt sind. Hierbei wird die Sekundärantriebsmaschine als reine Torque-Vectoring-Maschine eingesetzt, während die Primärantriebsmaschine hauptsächlich als vortrieberzeugende Maschine eingesetzt wird.If the targeted wheel-specific torque delivery, i.e. torque vectoring, is required (e.g. when cornering, for high lateral dynamics, etc.), a first torque is required on the first output shaft and a second torque that is different from the first torque is required on the second output shaft the transmission unit is operated in a further, for example fifth, operating mode, namely in a second two-machine operating mode. The drive transmission switching element is adjusted in its drive coupling position, whereby, on the one hand, the drive element and the output element are coupled to one another in a rotationally fixed manner. In contrast, the transfer case switching element is adjusted to its first distributor coupling position, whereby, on the other hand, the first distributor drive element and the first secondary drive element are coupled to one another in a rotationally fixed manner. Here, the secondary drive machine is used as a pure torque vectoring machine, while the primary drive machine is mainly used as a propulsion-generating machine.
Die Getriebeeinheit ist besonders vielseitig und/oder flexibel einsetzbar bzw. nutzbar und unterstützt maßgeblich einen besonders emissionsarmen und/oder effizienten Betrieb des Kraftfahrzeugs, das die Antriebseinheit und infolgedessen die Getriebeeinheit aufweist. Denn die Sekundärantriebsmaschine wird bei geringer Lastanforderung nicht lediglich als Fracht, das heißt nicht lediglich als funktionsloser Massegegenstand, im Kraftfahrzeug mitgeführt. Stattdessen wird die Sekundärantriebsmaschine bei geringer Lastanforderung besonders effizient eingesetzt bzw. genutzt, indem bei der geringen Lastanforderung die Sekundärantriebsmaschine als vortrieberzeugende Antriebsmaschine für das Kraftfahrzeug eingesetzt wird, welche in einem signifikant besseren Betriebspunkt und daher signifikant effizienter betrieben wird als die Primärantriebsmaschine bei gleicher Lastanforderung. Zudem kann die Sekundärantriebsmaschine als Boost-Maschine sowie als Torque-Vectoring-Maschine eingesetzt werden. Die Antriebseinheit, die die Getriebeeinheit aufweist, bietet somit in vorteilhafter Weise eine Multifunktionalität.The transmission unit can be used or used in a particularly versatile and/or flexible manner and significantly supports particularly low-emission and/or efficient operation of the motor vehicle that has the drive unit and, as a result, the transmission unit. Because when the load is low, the secondary drive machine is carried in the motor vehicle not just as cargo, that is, not just as a non-functional mass object. Instead, the secondary drive machine is used or used particularly efficiently at low load requirements by using the secondary drive machine as a propulsion-generating drive machine for the motor vehicle at the low load requirement, which is operated at a significantly better operating point and therefore significantly more efficiently than the primary drive machine at the same load requirement. In addition, the secondary drive machine can be used as a boost machine and as a torque vectoring machine. The drive unit, which has the gear unit, thus advantageously offers multifunctionality.
Einer möglichen weiteren Ausführungsform zufolge weist die Getriebeeinheit eine Getriebeschalteinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, die Schaltelemente derart zu schalten, dass die Getriebeeinheit mittels der Getriebeschalteinrichtung selektiv in folgende Getriebeschaltzustände schaltbar ist, nämlich in
- - einen ersten Getriebeschaltzustand, in welchem die Schaltelemente in deren jeweiliger Entkopplungsstellung angeordnet sind,
- - einen zweiten Getriebeschaltzustand, in welchem das Antriebsgetriebeschaltelement in dessen Antriebskopplungsstellung verstellt ist und das Verteilergetriebeschaltelement in dessen Verteilerentkopplungsstellung verstellt ist,
- - einen dritten Getriebeschaltzustand, in welchem das Antriebsgetriebeschaltelement in dessen Antriebsentkopplungsstellung verstellt ist und das Verteilergetriebeschaltelement in dessen erste Verteilerkopplungsstellung verstellt ist,
- - einen vierten Getriebeschaltzustand, in welchem das Antriebsgetriebeschaltelement in dessen Antriebskopplungsstellung verstellt ist und das Verteilergetriebeschaltelement in dessen erste Verteilerkopplungsstellung verstellt ist,
- - einen fünften Getriebeschaltzustand, in welchem das Antriebsgetriebeschaltelement in dessen Antriebskopplungsstellung verstellt ist und das Verteilergetriebeschaltelement in dessen zweite Verteilerkopplungsstellung verstellt ist.
- - a first transmission switching state in which the switching elements are arranged in their respective decoupling position,
- - a second transmission switching state in which the drive transmission switching element is adjusted in its drive coupling position and the transfer case switching element is adjusted in its distributor decoupling position,
- - a third transmission switching state, in which the drive transmission switching element is adjusted to its drive decoupling position and the transfer case switching element is adjusted to its first distributor coupling position,
- - a fourth transmission switching state, in which the drive transmission switching element is adjusted to its drive coupling position and the transfer case switching element is adjusted to its first distributor coupling position,
- - a fifth transmission switching state, in which the drive transmission switching element is adjusted in its drive coupling position and the transfer case switching element is adjusted in its second distributor coupling position.
Generell gilt für die Getriebeeinheit, dass im Betrieb der Getriebeeinheit bzw. der Antriebseinheit die Getriebeschalteinrichtung dazu eingesetzt wird, die möglichen Betriebsmodi zu aktivieren und zu deaktivieren bzw. die Getriebeeinheit zwischen den möglichen Betriebsmodi umzuschalten. Insbesondere wird die Getriebeeinheit in den ersten Betriebsmodus geschaltet, indem die Getriebeschalteinrichtung den ersten Getriebeschaltzustand auslöst bzw. herstellt. Die Getriebeeinheit wird in den zweiten Betriebsmodus geschaltet, indem die Getriebeschalteinrichtung den zweiten Getriebeschaltzustand herstellt oder auslöst. Ferner wird die Getriebeeinheit in den dritten Betriebsmodus geschaltet, indem die Getriebeschalteinrichtung den dritten Getriebeschaltzustand herstellt bzw. auslöst. In analoger Weise wird die Getriebeeinheit in den vierten Betriebsmodus geschaltet, indem die Getriebeschalteinrichtung den vierten Getriebeschaltzustand herstellt bzw. auslöst. Des Weiteren wird die Getriebeeinheit in den fünften Betriebsmodus geschaltet, indem die Getriebeschalteinrichtung den fünften Getriebeschaltzustand herstellt oder auslöst. Hierzu kann die Getriebeschalteinrichtung zum Beispiel ein Verstellelement, etwa eine Schaltwalze, aufweisen, mittels derer die Schaltelemente derart kinematisch miteinander gekoppelt sind, dass die Getriebeschaltzustände unter einem Verstellen des Verstellelements seriell durchgeschaltet werden können. Ferner ist eine Getriebeschalteinrichtung bzw. ein Verstellelement denkbar, mittels dessen jeweils direkt zwischen den Getriebeschaltzuständen geschaltet werden kann.The general rule for the transmission unit is that during operation of the transmission unit or the drive unit, the transmission switching device is used to activate and deactivate the possible operating modes or to switch the transmission unit between the possible operating modes. Esp The transmission unit is then switched to the first operating mode by the transmission switching device triggering or establishing the first transmission switching state. The transmission unit is switched to the second operating mode by the transmission switching device establishing or triggering the second transmission switching state. Furthermore, the transmission unit is switched to the third operating mode by the transmission switching device establishing or triggering the third transmission switching state. In an analogous manner, the transmission unit is switched to the fourth operating mode by the transmission switching device establishing or triggering the fourth transmission switching state. Furthermore, the transmission unit is switched to the fifth operating mode by the transmission switching device establishing or triggering the fifth transmission switching state. For this purpose, the transmission switching device can, for example, have an adjusting element, such as a shift drum, by means of which the switching elements are kinematically coupled to one another in such a way that the transmission switching states can be switched through in series while adjusting the adjusting element. Furthermore, a transmission switching device or an adjusting element is conceivable, by means of which switching can be carried out directly between the transmission switching states.
Bei dem Verfahren zum Betreiben der Getriebeeinheit bzw. Antriebseinheit ist beispielsweise - insbesondere ausgehend vom ersten Getriebeschaltzustand - die folgende Schaltreihenfolge denkbar. Mittels eines ersten Verstellschritts der Getriebeschalteinrichtung wird die Getriebeeinheit in den zweiten Getriebeschaltzustand verstellt, wobei das Antriebsgetriebeschaltelement aus der Antriebsentkopplungsstellung in die Antriebskopplungsstellung verstellt wird, und unter einem Verstellen des Antriebsgetriebeschaltelements in die Antriebskopplungsstellung wird das Verteilergetriebeschaltelement in die Verteilerentkopplungsstellung verstellt oder darin gehalten bzw. umgekehrt; der zweite Getriebeschaltzustand ist erreicht. Mittels eines zweiten Verstellschritts der Getriebeschalteinrichtung wird die Getriebeeinheit dann aus dem zweiten Getriebeschaltzustand in den dritten Getriebeschaltzustand geschaltet, wobei das Antriebsgetriebeschaltelement aus der Antriebskopplungsstellung in die Antriebsentkopplungsstellung geschaltet wird, wobei unter dem Verstellen des Antriebsgetriebeschaltelements in die Antriebsentkopplungsstellung das Verteilergetriebeschaltelement aus dessen Verteilerentkopplungsstellung in die erste Verteilerkopplungsstellung verstellt wird bzw. umgekehrt. Dadurch ist/wird der dritte Getriebeschaltzustand erreicht. Die Getriebeeinheit wird dann aus dem dritten Getriebeschaltzustand in den vierten Getriebeschaltzustand geschaltet, indem mittels eines dritten Verstellschritts der Getriebeschalteinrichtung das Antriebsgetriebeschaltelement aus der Antriebsentkopplungsstellung in die Antriebskopplungsstellung verstellt wird, wobei unter dem Verstellen des Antriebsgetriebeschaltelements in dessen Antriebskopplungsstellung das Verteilergetriebeschaltelement in die erste Verteilerkopplungsstellung geschaltet oder in der ersten Verteilerkopplungsstellung gehalten wird bzw. umgekehrt. Damit ist oder wird der vierte Getriebeschaltzustand erreicht. Die Getriebeeinheit bzw. Antriebseinheit wird aus dem vierten in den fünften Betriebsmodus geschaltet, in dem die Getriebeeinheit mittels eines vierten Verstellschritts der Getriebeschalteinrichtung geschaltet wird. Dazu wird das Antriebsgetriebeschaltelement in die Antriebskopplungsstellung geschaltet oder in der Antriebskopplungsstellung gehalten, wobei unter dem Halten/Verstellen des Antriebsgetriebeschaltelements in dessen Antriebskopplungsstellung das Verteilergetriebeschaltelement in die zweite Verteilerkopplungsstellung geschaltet wird, beispielsweise aus der ersten Verteilerkopplungsstellung. So wird der fünfte Getriebeschaltzustand erreicht. Es kann ein sechster Verstellschritt der Getriebeschalteinrichtung vorgesehen sein, mittels dessen die Getriebeeinheit aus dem fünften Getriebeschaltzustand direkt in den ersten Getriebeschaltzustand schaltbar ist. Hierzu wird das Antriebsgetriebeschaltelement in die Antriebsentkopplungsstellung verstellt, und unter dem Verstellen des Antriebsgetriebeschaltelements wird das Verteilergetriebeschaltelement in dessen Verteilerentkopplungsstellung verstellt, etwa aus der zweiten Verteilerkopplungsstellung, sodass der erste Getriebeschaltzustand wieder erreicht ist. Jedenfalls, das heißt für jeden Verstellschritt, gilt, dass ein Schalten oder Halten eines der Schaltelemente ein Schalten oder Halten des entsprechend anderen der Schaltelemente bedingt. Zum Beispiel sind die Schaltelemente mittels der Getriebeschalteinrichtung, insbesondere deren Verstellelements, kinematisch miteinander gekoppelt.In the method for operating the transmission unit or drive unit, for example - in particular starting from the first transmission switching state - the following switching sequence is conceivable. By means of a first adjustment step of the transmission switching device, the transmission unit is adjusted into the second transmission switching state, the drive transmission switching element being moved from the drive decoupling position into the drive coupling position, and by adjusting the drive transmission switching element into the drive coupling position, the transfer case switching element is adjusted into the distributor decoupling position or held therein or vice versa; the second transmission switching state has been reached. By means of a second adjustment step of the transmission switching device, the transmission unit is then switched from the second transmission switching state to the third transmission switching state, the drive transmission switching element being switched from the drive coupling position into the drive decoupling position, wherein while adjusting the drive transmission switching element into the drive decoupling position, the transfer case switching element is moved from its distributor decoupling position into the first distributor coupling position is adjusted or vice versa. As a result, the third transmission switching state is/is reached. The transmission unit is then switched from the third transmission switching state to the fourth transmission switching state by moving the drive transmission switching element from the drive decoupling position into the drive coupling position by means of a third adjustment step of the transmission switching device, wherein while adjusting the drive transmission switching element in its drive coupling position, the transfer case switching element is switched into the first distributor coupling position or in the first distributor coupling position is held or vice versa. This means that the fourth transmission switching state is or is reached. The transmission unit or drive unit is switched from the fourth to the fifth operating mode, in which the transmission unit is switched by means of a fourth adjustment step of the transmission switching device. For this purpose, the drive transmission switching element is switched into the drive coupling position or held in the drive coupling position, with the transfer case switching element being switched into the second distributor coupling position while holding/adjusting the drive transmission switching element in its drive coupling position, for example from the first distributor coupling position. This is how the fifth transmission switching state is achieved. A sixth adjustment step of the transmission switching device can be provided, by means of which the transmission unit can be switched from the fifth transmission switching state directly to the first transmission switching state. For this purpose, the drive transmission switching element is adjusted into the drive decoupling position, and while adjusting the drive transmission switching element, the transfer case switching element is adjusted into its distributor decoupling position, for example from the second distributor decoupling position, so that the first transmission switching state is reached again. In any case, that is to say for each adjustment step, it applies that switching or holding one of the switching elements requires switching or holding the corresponding other of the switching elements. For example, the switching elements are kinematically coupled to one another by means of the transmission switching device, in particular its adjusting element.
Die hierin beschriebene Schaltreihenfolge, gemäß welcher die Getriebeeinheit in die Getriebeschaltzustände geschaltet werden kann, ist nur eine von vielen denkbaren Schaltreihenfolgen; die beschriebenen Getriebeschaltzustände können in anderer Schaltreihenfolge geschaltet werden. Zudem kann ein Verstellschritt oder können mehr Verstellschritte übersprungen werden. Anders ausgedrückt: Die Getriebeschalteinrichtung kann aus einem beliebigen Getriebeschaltzustand direkt in einen anderen, gewünschten der Getriebeschaltzustände geschaltet werden. Aus den Zahlwörtern, mit denen die Getriebeschaltzustände sowie die Betriebsmodi beschrieben sind, lässt sich weder eine Hierarchie der Getriebeschaltzustände bzw. Betriebsmodi noch eine zwingende Schaltreihenfolge ableiten.The switching sequence described here, according to which the transmission unit can be switched into the transmission switching states, is only one of many conceivable switching sequences; The transmission switching states described can be switched in a different switching order. In addition, one or more adjustment steps can be skipped. In other words: The transmission switching device can be switched from any transmission switching state directly to another desired transmission switching state. Neither a hierarchy of the transmission switching states or operating modes nor a mandatory switching sequence can be derived from the number words used to describe the transmission switching states and the operating modes.
Aufgrund des Verstellelements der Getriebeschalteinrichtung, von welchem bei der Getriebeeinheit insbesondere genau ein einziges vorgesehen ist, ist die Getriebeeinheit besonders einfach und/oder aufwandsarm in den jeweiligen gewünschten Getriebeschaltzustand, das heißt in den jeweiligen gewünschten Betriebsmodus, schaltbar.Due to the adjusting element of the transmission switching device, which is used in the transmission If in particular exactly one is provided, the transmission unit can be switched to the respective desired transmission switching state, that is to say into the respective desired operating mode, particularly easily and/or with little effort.
Eine weitere mögliche Ausführungsform der Getriebeeinheit sieht vor, dass der Verteilergetriebeabschnitt einen ein- oder mehrstufigen Verteilerplanetengetrieberadsatz aufweist. Unter einem mehrstufigen Verteilerplanetengetrieberadsatz ist hierin ein Planetengetrieberadsatz zu verstehen, der ein einziges Sonnenrad und ein einziges Hohlrad aufweist. Daneben weist ein solcher mehrstufiger Planetengetrieberadsatz wenigstens zwei Planetenradstufen auf, die am einzigen Planetenradträger des mehrstufigen Planetengetrieberadsatzes drehbar gelagert sind. Eine solche Planetenradstufe kann beispielsweise durch ein gestuftes Planetenrad oder durch zwei stirnseitig miteinander kämmende Einzelplanetenräder realisiert sein. Durch den Einsatz eines Planetengetrieberadsatzes im Verteilergetriebeabschnitt lässt sich dieser besonders kompakt ausbilden, wodurch einem Gedanken an eine insgesamt besonders kompakt ausgebildete Getriebeeinheit in besonderem Maße Rechnung getragen ist. Um einen Funktionsumfang und/oder eine Übersetzungsspreizung des Verteilergetriebeabschnitts in vorteilhafter Weise zu erhöhen, kann vorgesehen sein, dass der Verteilergetriebeabschnitt zwei oder mehr Verteilerplanetengetrieberadsätze aufweist.Another possible embodiment of the transmission unit provides that the transfer case section has a single-stage or multi-stage transfer planetary gear set. A multi-stage distributor planetary gear set is here understood to mean a planetary gear set that has a single sun gear and a single ring gear. In addition, such a multi-stage planetary gear set has at least two planetary gear stages, which are rotatably mounted on the single planet carrier of the multi-stage planetary gear set. Such a planetary gear stage can be implemented, for example, by a stepped planetary gear or by two individual planetary gears that mesh with one another on the front side. By using a planetary gear set in the transfer case section, this can be made particularly compact, which takes particular account of the idea of a particularly compact gear unit overall. In order to advantageously increase a functional scope and/or a transmission ratio spread of the transfer case section, it can be provided that the transfer case section has two or more transfer case planetary gear sets.
Im Zusammenhang mit dem Verteilergetriebeabschnitt, der den wenigstens einen Verteilerplanetengetrieberadsatz aufweist, schlägt eine weitere mögliche Ausführungsform der Getriebeeinheit vor, dass das Verteilerantriebselement durch ein Sonnenrad des Verteilerplanetengetrieberadsatzes gebildet ist, wobei das Verteilergetriebeschaltelement einerseits mit einem Planetenradträger des Verteilerplanetengetrieberadsatzes drehfest verbunden ist, wodurch mittels des Verteilergetriebeschaltelements selektiv das erste Verteilerabtriebselement oder das zweite Verteilerabtriebselement drehfest mit besagtem Planetenradträger koppelbar ist. Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass das Hohlrad des Verteilerplanetengetrieberadsatzes drehfest an einem Getriebegehäuse der Getriebeeinheit gelagert ist.In connection with the transfer case section, which has the at least one transfer case planetary gear set, a further possible embodiment of the transmission unit proposes that the transfer drive element is formed by a sun gear of the transfer case planetary gear set, wherein the transfer case switching element is connected in a rotationally fixed manner on the one hand to a planetary gear carrier of the transfer case planetary gear set, whereby by means of the transfer case switching element The first distributor output element or the second distributor output element can be selectively coupled in a rotationally fixed manner to said planetary gear carrier. In particular, it is provided that the ring gear of the distributor planetary gear set is mounted in a rotationally fixed manner on a gear housing of the gear unit.
In einer möglichen Weiterbildung der Getriebeeinheit ist vorgesehen, dass das erste Sekundärantriebselement des Differenzialgetriebeabschnitts und der Primärplanetenradträger, das heißt das Primärantriebselement des Differenzialgetriebeabschnitts, drehfest miteinander verbunden sind. Auf diese Weise lassen sich die drehbaren Getriebeelemente des Differenzialgetriebeabschnitts besonders effizient sowohl mittels der Primärantriebsmaschine als auch mittels der Sekundärantriebsmaschine - insbesondere gleichzeitig - antreiben.In a possible development of the transmission unit, it is provided that the first secondary drive element of the differential gear section and the primary planetary gear carrier, that is, the primary drive element of the differential gear section, are connected to one another in a rotationally fixed manner. In this way, the rotatable gear elements of the differential gear section can be driven particularly efficiently both by means of the primary drive machine and by means of the secondary drive machine - in particular simultaneously.
Einer weiteren möglichen Ausführungsform der Getriebeeinheit zufolge weist der Antriebsgetriebeabschnitt zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement ein ein- oder mehrstufiges Antriebsgetriebe auf, wobei das Antriebsgetriebeschaltelement unmittelbar zwischen einer letzten Übersetzungsstufe des Antriebsgetriebes und dem Primärplanetenradträger des Differenzialgetriebeabschnitts angeordnet ist. Alternativ hierzu kann das Antriebsgetriebeschaltelement zwischen den Übersetzungen des Antriebsgetriebes angeordnet sein. Wird oder ist die Primärantriebsmaschine im Betrieb der Getriebeeinheit bzw. Antriebseinheit deaktiviert oder nicht genutzt - also beispielsweise im Schleppbetriebsmodus oder im zweiten Einmaschinenbetriebsmodus -, werden so Getriebeelemente, die zwischen dem Antriebsgetriebeschaltelement und der Primärrotorwelle angeordnet sind, nicht mitrotiert, wodurch die Getriebeeinheit und infolgedessen die Antriebseinheit in vorteilhafter Weise einen besonders geringen Gesamtschleppverlust aufweisen.According to a further possible embodiment of the transmission unit, the drive transmission section has a single-stage or multi-stage drive transmission between the drive element and the output element, the drive transmission switching element being arranged directly between a last gear ratio of the drive transmission and the primary planetary gear carrier of the differential gear section. Alternatively, the drive transmission switching element can be arranged between the transmission ratios of the drive transmission. If or is the primary drive machine deactivated or not used during operation of the transmission unit or drive unit - for example in the towing operation mode or in the second single-machine operating mode -, transmission elements that are arranged between the drive transmission switching element and the primary rotor shaft do not rotate, as a result of which the transmission unit and, as a result, the Drive unit advantageously has a particularly low overall drag loss.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Differenzialgetriebeabschnitt der Getriebeeinheit im Getriebegehäuse eine interne Planetengetriebekaskade auf, wobei das zweite Sekundärantriebselement des Differenzialgetriebeabschnitts durch eines von Getriebeelementen der Planetengetriebekaskade gebildet ist. Die Planetengetriebekaskade weist einen ersten internen Planetengetrieberadsatz auf, der als Getriebeelemente der Planetengetriebekaskade ein erstes internes Sonnenrad, einen ersten internen Planetenradträger mit einem daran drehbar gelagerten, ersten internen Planetenrad und ein erstes internes Hohlrad umfasst. Die Planetengetriebekaskade weist zudem einen zweiten internen Planetengetrieberadsatz auf, der als weitere Getriebeelemente der Planetengetriebekaskade ein zweites internes Sonnenrad, einen zweiten internen Planetenradträger mit einem daran drehbar gelagerten, zweiten internen Planetenrad und ein zweites internes Hohlrad umfasst. Bei dem jeweiligen internen Planetengetrieberadsatz kann es sich um einen ein- oder mehrstufigen Planetengetrieberadsatz handeln. Zudem kann vorgesehen sein, dass die Planetengetriebekaskade drei oder mehr interne Planetengetrieberadsätze der zuvor beschriebenen Art aufweist.In a further embodiment, the differential gear section of the gear unit in the gear housing has an internal planetary gear cascade, wherein the second secondary drive element of the differential gear section is formed by one of gear elements of the planetary gear cascade. The planetary gear cascade has a first internal planetary gear set, which includes, as gear elements of the planetary gear cascade, a first internal sun gear, a first internal planet gear carrier with a first internal planet gear rotatably mounted thereon, and a first internal ring gear. The planetary gear cascade also has a second internal planetary gear set, which includes, as further gear elements of the planetary gear cascade, a second internal sun gear, a second internal planet gear carrier with a second internal planet gear rotatably mounted thereon, and a second internal ring gear. The respective internal planetary gear set can be a single-stage or multi-stage planetary gear set. In addition, it can be provided that the planetary gear cascade has three or more internal planetary gear sets of the type described above.
Es ergeben sich für die Konzeptionierung bzw. für den Bau der Getriebeeinheit unter anderem die folgenden Möglichkeiten a) bis g), wie die Komponenten bzw. Bauelemente der Getriebeeinheit beispielsweise angeordnet werden können. Diese Anordnungsmöglichkeiten a) bis g) sind einzeln oder wie angegeben in Kombination miteinander einsetzbar/anwendbar.
- a) Eine Möglichkeit a) sieht vor, dass das erste interne Hohlrad sowohl mit dem ersten internen Planetenrad als auch mit einem am Primärplanetenradträger gelagerten äußeren Primärplanetenrad kämmt, wobei das zweite interne Hohlrad sowohl mit dem zweiten internen Planetenrad als auch mit einem am Primärplanetenradträger gelagerten und mit dem äußeren Primärplanetenrad kämmenden, inneren Primärplanetenrad kämmt.
- b) Eine alternative Möglichkeit b) sieht vor, dass der erste interne Planetenradträger mit einem am Primärplanetenradträger gelagerten äußeren Primärplanetenrad kämmt, wobei der zweite innere Planetenradträger mit einem am Primärplanetenradträger gelagerten und mit dem äußeren Primärplanetenrad kämmenden, inneren Primärplanetenrad kämmt.
- c) Im Zusammenhang mit Möglichkeit b) schlägt eine weitere Möglichkeit c) vor, dass das zweite Sekundärantriebselement des Differenzialgetriebeabschnitts durch das erste interne Hohlrad gebildet ist, wobei das zweite interne Hohlrad drehfest im Getriebegehäuse gelagert ist.
- d) In Verbindung mit Möglichkeit a) kann das zweite Sekundärantriebselement des Differenzialgetriebeabschnitts gemäß einer Möglichkeit d) durch das erste interne Sonnenrad gebildet sein, wobei das zweite interne Sonnenrad drehfest im Getriebegehäuse gelagert sein kann. Diese Möglichkeit d) besteht alternativ zur Möglichkeit c) im Zusammenhang mit Möglichkeit b).
- e) Eine Möglichkeit e) sieht im Zusammenhang mit Möglichkeit d) vor, dass die internen Hohlräder drehfest miteinander verbunden und drehbar im Getriebegehäuse gelagert sind.
- f) In Verbindung mit Möglichkeit a) ist gemäß einer weiteren Möglichkeit f) das zweite Sekundärantriebselement des Differenzialgetriebeabschnitts durch den ersten internen Planetenradträger gebildet. Dabei ist der zweite interne Planetenradträger drehfest im Getriebegehäuse gelagert.
- g) Eine weitere denkbare Möglichkeit g) schlägt vor, in Verbindung mit Möglichkeit c) oder f) die internen Sonnenräder drehfest miteinander zu verbinden.
- a) One possibility a) provides that the first internal ring gear meshes with both the first internal planetary gear and with an outer primary planetary gear mounted on the primary planetary gear carrier, the second internal ring gear meshing with both the second internal planetary gear and with an external primary planetary gear mounted on the primary planetary gear carrier and with the inner primary planetary gear meshing with the outer primary planetary gear.
- b) An alternative possibility b) provides that the first internal planetary gear carrier meshes with an outer primary planetary gear mounted on the primary planetary gear carrier, the second inner planetary gear carrier meshing with an inner primary planetary gear mounted on the primary planetary gear carrier and meshing with the outer primary planetary gear.
- c) In connection with possibility b), a further possibility c) suggests that the second secondary drive element of the differential gear section is formed by the first internal ring gear, the second internal ring gear being mounted in a rotationally fixed manner in the gear housing.
- d) In connection with option a), the second secondary drive element of the differential gear section can be formed by the first internal sun gear according to option d), wherein the second internal sun gear can be mounted in the gear housing in a rotationally fixed manner. This option d) exists as an alternative to option c) in connection with option b).
- e) One option e) in connection with option d) provides that the internal ring gears are connected to one another in a rotationally fixed manner and are rotatably mounted in the gearbox housing.
- f) In connection with possibility a), according to a further possibility f), the second secondary drive element of the differential gear section is formed by the first internal planetary gear carrier. The second internal planetary gear carrier is mounted in the gearbox housing so that it cannot rotate.
- g) Another conceivable option g) suggests, in conjunction with option c) or f), connecting the internal sun gears to one another in a rotationally fixed manner.
Gemäß einer möglichen Variante der Getriebeeinheit, wobei die Möglichkeiten a) und d) miteinander kombiniert sind, sind deren Bauelemente so angeordnet, dass das erste interne Hohlrad sowohl mit dem ersten internen Planetenrad als auch mit dem am Primärplanetenradträger gelagerten äußeren Primärplanetenrad kämmt. Dabei kämmt das zweite interne Hohlrad sowohl mit dem zweiten internen Planetenrad als auch mit dem am Primärplanetenradträger gelagerten und mit dem äußeren Primärplanetenrad kämmenden, inneren Primärplanetenrad. Des Weiteren gilt für diese Variante, dass das zweite Sekundärantriebselement des Differenzialgetriebeabschnitts durch das erste interne Sonnenrad gebildet ist, wobei das zweite interne Sonnenrad drehfest im Getriebegehäuse gelagert ist.According to a possible variant of the gear unit, where options a) and d) are combined with one another, its components are arranged such that the first internal ring gear meshes with both the first internal planetary gear and with the outer primary planetary gear mounted on the primary planetary gear carrier. The second internal ring gear meshes with both the second internal planetary gear and with the inner primary planetary gear that is mounted on the primary planetary gear carrier and meshes with the outer primary planetary gear. Furthermore, it applies to this variant that the second secondary drive element of the differential gear section is formed by the first internal sun gear, with the second internal sun gear being mounted in the gear housing in a rotationally fixed manner.
Bei einer weiteren/anderen Variante der Getriebeeinheit sind die Möglichkeiten b), d) und e) miteinander kombiniert, was bedeutet, dass die deren Komponenten der Getriebeeinheit derart angeordnet sind, dass die internen Hohlräder drehfest miteinander verbunden und drehbar im Getriebegehäuse gelagert sind. Dabei kämmt der erste interne Planetenradträger mit dem am Primärplanetenradträger gelagerten äußeren Primärplanetenrad, wohingegen der zweite interne Planetenradträger mit dem am Primärplanetenradträger gelagerten und mit dem äußeren Primärplanetenrad kämmenden, inneren Primärplanetenrad kämmt. Zudem ist das zweite Sekundärantriebselement des Differenzialgetriebeabschnitts durch das erste interne Sonnenrad gebildet, wohingegen das zweite interne Sonnenrad drehfest im Getriebegehäuse gelagert ist.In a further/different variant of the transmission unit, options b), d) and e) are combined with one another, which means that the components of the transmission unit are arranged in such a way that the internal ring gears are connected to one another in a rotationally fixed manner and are rotatably mounted in the transmission housing. The first internal planetary gear carrier meshes with the outer primary planetary gear mounted on the primary planetary gear carrier, whereas the second internal planetary gear carrier meshes with the inner primary planetary gear that is mounted on the primary planetary gear carrier and meshes with the outer primary planetary gear. In addition, the second secondary drive element of the differential gear section is formed by the first internal sun gear, whereas the second internal sun gear is mounted in the gear housing in a rotationally fixed manner.
Die Bauelemente der Getriebeeinheit können ferner zu einer weiteren/anderen Variante angeordnet werden, bei der die Möglichkeiten a), f) und g) miteinander kombiniert sind. Hierbei kämmt das erste interne Hohlrad sowohl mit dem ersten internen Planetenrad als auch mit dem am Primärplanetenradträger gelagerten äußeren Primärplanetenrad. Dahingegen kämmt das zweite interne Hohlrad sowohl mit dem zweiten internen Planetenrad als auch mit dem am Primärplanetenradträger gelagerten und mit dem äußeren Primärplanetenrad kämmenden, inneren Primärplanetenrad. Zudem sind die internen Sonnenräder drehfest miteinander verbunden, und das zweite Sekundärantriebselement des Differenzialgetriebeabschnitts ist durch den ersten internen Planetenradträger gebildet, wobei der zweite interne Planetenradträger drehfest im Getriebegehäuse gelagert ist.The components of the transmission unit can also be arranged to form a further/different variant in which the options a), f) and g) are combined with one another. Here, the first internal ring gear meshes with both the first internal planetary gear and the outer primary planetary gear mounted on the primary planetary gear carrier. In contrast, the second internal ring gear meshes with both the second internal planetary gear and with the inner primary planetary gear that is mounted on the primary planetary gear carrier and meshes with the outer primary planetary gear. In addition, the internal sun gears are connected to one another in a rotationally fixed manner, and the second secondary drive element of the differential gear section is formed by the first internal planetary gear carrier, with the second internal planetary gear carrier being mounted in a rotationally fixed manner in the gearbox housing.
Bei einer anderen/weiteren Variante der Getriebeeinheit, wobei die Möglichkeiten b), c) und g) miteinander kombiniert sind, ist vorgesehen, dass deren Bauelemente bzw. Komponenten so angeordnet sind, dass der erste interne Planetenradträger mit dem äußeren Primärplanetenrad kämmt, wobei der zweite interne Planetenradträger mit dem inneren Primärplanetenrad kämmt. Dabei sind die internen Sonnenräder drehfest miteinander verbunden. Das zweite Sekundärantriebselement des Differenzialgetriebeabschnitts ist durch das erste interne Hohlrad gebildet, wobei das zweite interne Hohlrad drehfest im Getriebegehäuse gelagert ist.In another/further variant of the gear unit, where the options b), c) and g) are combined with one another, it is provided that its components or components are arranged in such a way that the first internal planetary gear carrier meshes with the outer primary planetary gear, whereby the second internal planetary gear carrier meshes with the inner primary planetary gear. The internal sun gears are connected to each other in a rotationally fixed manner. The second secondary drive element of the differential gear section is formed by the first internal ring gear, wherein the second internal ring gear is mounted in the gear housing in a rotationally fixed manner.
Es ist erkennbar, dass die Getriebeeinheit und infolgedessen die Antriebseinheit besonders vielseitig bzw. flexibel konzeptioniert werden kann, um Randbedingungen, insbesondere Packaging-Randbedingungen und/oder Funktionsvorgaben etc., entsprechen zu können. Die hierin lediglich beispielhaft dargestellten vier Varianten der Getriebeeinheit sind demzufolge nicht als abschließend zu betrachten.It can be seen that the transmission unit and, as a result, the drive unit can be designed in a particularly versatile or flexible manner in order to be able to meet boundary conditions, in particular packaging boundary conditions and/or functional specifications, etc. The four variants of the gear unit shown here only as examples should therefore not be viewed as exhaustive.
Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further features of the invention can emerge from the claims, the figures and the description of the figures. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features shown below in the description of the figures and/or in the figures alone can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without the scope of the invention to leave.
Die Zeichnung zeigt in:
-
1 eine getriebetopologische Ansicht einer Antriebseinheit, die eine erste Variante einer Getriebeeinheit aufweist, die einen Antriebsgetriebeabschnitt, einen Differenzialgetriebeabschnitt und einen Verteilergetriebeabschnitt bzw. Torque-Vectoring-Getriebeabschnitt aufweist, wobei die Getriebeeinheit in einen ersten Getriebeschaltzustand geschaltet ist, -
2 eine getriebetopologische Ansicht der Antriebseinheit, deren Getriebeeinheit in einen zweiten Getriebeschaltzustand geschaltet ist, -
3 eine getriebetopologische Ansicht der Antriebseinheit, deren Getriebeeinheit in einen dritten Getriebeschaltzustand geschaltet ist, -
4 eine getriebetopologische Ansicht der Antriebseinheit, deren Getriebeeinheit in einen vierten Getriebeschaltzustand geschaltet ist, -
5 eine getriebetopologische Ansicht der Antriebseinheit, deren Getriebeeinheit in einen fünften Getriebeschaltzustand geschaltet ist, -
6 eine getriebetopologische Ansicht eines Teils der Antriebseinheit, wobei der Verteilergetriebeabschnitt einen mehrstufigen Planetengetrieberadsatz aufweist, -
7 eine getriebetopologische Ansicht eines Teils der Antriebseinheit, wobei ein Antriebsgetriebeschaltelement des Antriebsgetriebeabschnitts unmittelbar mit Primärantriebselement des Differenzialgetriebeabschnitts drehfest verbunden ist, -
8 eine getriebetopologische Ansicht eines Teils der Antriebseinheit, die eine zweite Variante der Getriebeeinheit aufweist, -
9 eine getriebetopologische Ansicht eines Teils der Antriebseinheit, die eine dritte Variante der Getriebeeinheit aufweist, und -
10 eine getriebetopologische Ansicht eines Teils der Antriebseinheit, die eine vierte Variante der Getriebeeinheit aufweist.
-
1 a transmission topological view of a drive unit which has a first variant of a transmission unit which has a drive transmission section, a differential transmission section and a transfer case section or torque vectoring transmission section, wherein the transmission unit is switched to a first transmission switching state, -
2 a transmission topological view of the drive unit, the transmission unit of which is switched to a second transmission switching state, -
3 a transmission topological view of the drive unit, the transmission unit of which is switched to a third transmission switching state, -
4 a transmission topological view of the drive unit, the transmission unit of which is switched to a fourth transmission switching state, -
5 a transmission topological view of the drive unit, the transmission unit of which is switched to a fifth transmission switching state, -
6 a transmission topological view of a part of the drive unit, the transfer case section having a multi-stage planetary gear set, -
7 a transmission topological view of a part of the drive unit, wherein a drive transmission switching element of the drive transmission section is directly connected in a rotationally fixed manner to the primary drive element of the differential gear section, -
8th a transmission topological view of a part of the drive unit, which has a second variant of the transmission unit, -
9 a transmission topological view of a part of the drive unit, which has a third variant of the transmission unit, and -
10 a transmission topological view of a part of the drive unit, which has a fourth variant of the transmission unit.
Im Folgenden werden eine Getriebeeinheit 1 sowie eine Antriebseinheit 2, die die Getriebeeinheit 1 aufweist, und ein die Antriebseinheit 2 aufweisendes Kraftfahrzeug (nicht dargestellt) in gemeinsamer Beschreibung dargelegt. Dabei sind in den Figuren gleiche und funktionsgleiche Elemente mit gleichem Bezugszeichen versehen.A
Die beiden Antriebsmaschinen 11, 12 sind vorliegend unterschiedlich ausgebildet und separat voneinander hergestellt. Insbesondere ist mittels der Sekundärantriebsmaschine 12 eine geringere Maximalleistung bereitstellbar als mittels der Primärantriebsmaschine 11.The two
Die Getriebeeinheit 1, vorliegend deren Differenzialgetriebeabschnitt 4, weist eine erste Abtriebswelle 13 und eine zweite Abtriebswelle 14 auf. Des Weiteren weist der Differenzialgetriebeabschnitt 4 ein Differenzial 15 auf, vorliegend ein Stirnraddifferenzial, dessen erstes Differenzialabtriebsrad 16 - hier im Beispiel als erstes Abtriebssonnenrad ausgeführt - drehfest mit der ersten Abtriebswelle 13 verbunden ist. Ein zweites Differenzialabtriebsrad 17 - hier beispielhaft als zweites Abtriebssonnenrad ausgeführt - des Differenzials 15 und die zweite Abtriebswelle 14 sind drehfest miteinander verbunden.The
Ein Antriebselement 18 des Antriebsgetriebeabschnitts 3 und eine Primärrotorwelle 19 der Primärantriebsmaschine 11 sind bei der Antriebseinheit 2 drehfest miteinander verbunden. Der Antriebsgetriebeabschnitt 3 weist zudem ein Abtriebselement 20 auf, das drehfest mit dem Primärantriebselement des Differenzialgetriebeabschnitts 4, das heißt mit dem Primärplanetenradträger 7 des Differenzialgetriebeabschnitts 4, gekoppelt ist. Im vorliegenden Beispiel weist der Primärplanetenradträger 7 einen Stirnradkranz auf, wobei das Abtriebselement 20 als ein Abtriebsstirnrad ausgebildet ist, dessen Stirnradkranz mit dem Stirnradkranz des Primärplanetenradträgers 7 korrespondiert. Bei der Getriebeeinheit 1 bzw. bei der Antriebseinheit 2 sind dementsprechend der Primärplanetenradträger 7 und das Abtriebselement 20 drehfest miteinander gekoppelt, indem diese miteinander in gegenseitigem Zahneingriff stehen, das heißt miteinander kämmen. Das Antriebselement 18 des Antriebsgetriebeabschnitts 3 ist im vorliegenden Beispiel als ein Antriebsstirnrad ausgebildet, das drehfest mit der Primärrotorwelle 19 der Primärantriebsmaschine 11 verbunden ist. Das Antriebsstirnrad bzw. das Antriebselement 18 und das Abtriebselement bzw. das Abtriebsstirnrad kämmen direkt oder indirekt miteinander.A
Im vorliegenden Beispiel weist der Antriebsgetriebeabschnitt 3 zwischen dem Antriebselement 18, das heißt zwischen dem Antriebsstirnrad, und dem Abtriebselement 20, das heißt dem Abtriebsstirnrad, ein ein- oder mehrstufiges Antriebsgetriebe 21 auf. Der Antriebsgetriebeabschnitt 3 weist zudem ein Antriebsgetriebeschaltelement 22 auf, mittels dessen der Antriebsgetriebeabschnitt 3 und der Differenzialgetriebeabschnitt 4 voneinander derart entkoppelbar sind, dass eine Drehmomentübertragung zwischen dem Differenzialgetriebeabschnitt 4 und dem Antriebsgetriebeabschnitt 3 nicht stattfindet. Des Weiteren ist das Antriebsgetriebeschaltelement 22 dazu eingerichtet, den Differenzialgetriebeabschnitt 4 und den Antriebsgetriebeabschnitt 3 zur Drehmomentübertragung miteinander zu koppeln. Anders ausgedrückt ist das Antriebsgetriebeschaltelement 22 zwischen einer Antriebskopplungsstellung, in der das Antriebselement 18 und das Abtriebselement 20 drehfest miteinander gekoppelt sind, und einer Antriebsentkopplungsstellung, in der das Antriebselement 18 und das Abtriebselement 20 voneinander entkoppelt sind, verstellbar. Auf diese Weise sind der Primärplanetenradträger 7 des Differenzialgetriebeabschnitts 4 und die Primärrotorwelle 19 mittels eines Verstellens des Antriebsgetriebeschaltelements 22 drehfest miteinander koppelbar bzw. voneinander entkoppelbar. Denn der Primärplanetenradträger 7 und das Abtriebselement 20 sind drehfest miteinander verbunden.In the present example, the
Der Verteiler- oder Torque Vectoring-Getriebeabschnitt 5 weist ein Verteilerantriebselement 23 auf, das bei der Antriebseinheit 2 mit einer Sekundärrotorwelle 24 der Sekundärantriebsmaschine 12 drehfest verbunden ist. Des Weiteren weist der Verteilergetriebeabschnitt 5 ein erstes Verteilerabtriebselement 25 und ein zweites Verteilerabtriebselement 26 auf, wobei das erste Verteilerabtriebselement 25 drehfest mit dem ersten Sekundärantriebselement 6 des Differenzialgetriebeabschnitts 4 drehfest verbunden ist, wohingegen das zweite Verteilerabtriebselement 26 drehfest mit dem zweiten Sekundärantriebselement 8 des Differenzialgetriebeabschnitts 4 drehfest verbunden ist. Im vorliegenden Beispiel weist der Verteilergetriebeabschnitt 5 einen ein- oder mehrstufigen Verteilerplanetengetrieberadsatz 27 auf, wobei ein Verteilersonnenrad 28 das Verteilerantriebselement 23 bildet und demnach drehfest mit der Sekundärrotorwelle 24 verbunden ist. Ein Verteilerhohlrad 29 ist drehfest an einem Getriebegehäuse 30 der Getriebeeinheit 1 gelagert.The distributor or torque
Ein Verteilerplanetenradsatz des Verteilerplanetengetrieberadsatzes 27 weist wenigstens ein Verteilerplanetenrad 31 oder mehr Verteilerplanetenräder 31 auf, die drehbar an einem Verteilerplanetenradträger 32 des Verteilerplanetengetrieberadsatzes 27 gelagert sind. Ein Verteilergetriebeschaltelement 33 des Verteilergetriebeabschnitts 5 ist einerseits drehfest mit dem Verteilerplanetenradträger 32 verbunden und andererseits - je nach Schaltstellung des Verteilergetriebeschaltelements 33 - mit dem ersten Verteilerabtriebselement 25 oder mit dem zweiten Verteilerabtriebselement 26 drehfest koppelbar bzw. verbindbar. Das Verteilergetriebeschaltelement 33 ist aus einer Verteilerentkopplungsstellung, wie sie in
Es geht aus
Der Differenzialgetriebeabschnitt 4 der Getriebeeinheit 1 weist im vorliegenden Beispiel eine interne Planetengetriebekaskade 36 auf, die einen ersten internen Planetengetrieberadsatz 37 und einen zweiten internen Planetengetrieberadsatz 38 aufweist. Dabei ist durch eines von Getriebeelementen der Planetengetriebekaskade 36 das zweite Sekundärantriebselement 8 des Differenzialgetriebeabschnitts 4 gebildet, oder das zweite Sekundärantriebselement 8 und das entsprechende der Getriebeelemente der Planetengetriebekaskade 36 sind drehfest miteinander verbunden. Generell ist es für die Getriebeeinheit denkbar, dass die Planetengetrieberadsätze der Planetengetriebekaskade 36 sich wenigstens ein gemeinsames Getriebeelement teilen; beispielsweise können Hohlräder der Planetengetrieberadsätze der Planetengetriebekaskade, Sonnenräder der Planetengetrieberadsätze der Planetengetriebekaskade und/oder Planetenträger der Planetengetrieberadsätze der Planetengetriebekaskade drehfest miteinander verbunden oder einstückig miteinander ausgebildet sein. Jedenfalls weist der erste interne Planetengetrieberadsatz 37 als Getriebeelemente der Planetengetriebekaskade 36 das erste interne Sonnenrad 9, einen ersten internen Planetenradträger 39, ein drehbar an dem ersten internen Planetenradträger 39 gelagertes, erstes internes Planetenrad 40 eines ersten internen Planetenradsatzes sowie ein erstes internes Hohlrad 41 auf. Der zweite interne Planetengetrieberadsatz 38 weist als Getriebeelemente der Planetengetriebekaskade 36 das zweite interne Sonnenrad 10, einen zweiten internen Planetenradträger 42, ein an dem zweiten internen Planetenradträger 42 drehbar gelagertes, zweites internes Planetenrad 43 eines zweiten internen Planetenradsatzes sowie ein zweites internes Hohlrad 44 auf.In the present example, the
Das Differenzial 15 weist ein äußeres Primärplanetenrad 45 und ein inneres Primärplanetenrad 46 auf, wobei das äußere Primärplanetenrad 46 radial außen am Primärplanetenradträger 7 drehbar gelagert ist. Das innere Primärplanetenrad 46 ist in Bezug zu dem äußeren Primärplanetenrad 46 radial innen am Primärplanetenradträger 7 drehbar gelagert. Dabei kämmen die Primärplanetenräder 45, 46 miteinander. Des Weiteren kämmt das innere Primärplanetenrad 46 mit dem das zweite Differenzialabtriebsrad 17 bildenden, zweiten Abtriebssonnenrad, das mit der zweiten Abtriebswelle 14 der Getriebeeinheit 1 drehfest verbunden ist. Das mit dem inneren Primärplanetenrad 46 kämmende, äußere Primärplanetenrad 45 kämmt des Weiteren mit dem das erste Differenzialabtriebsrad 16 bildenden, ersten Abtriebssonnenrad, das drehfest mit der ersten Abtriebswelle 13 verbunden ist.The differential 15 has an outer primary
In
Mittels der Schaltelemente 22, 33 ist die Getriebeeinheit selektiv in einen ersten, in einen zweiten, in einen dritten, in einen vierten und in einen fünften Getriebeschaltzustand schaltbar. Hierzu können die Schaltelemente 22, 33 separat voneinander angesteuert werden. Des Weiteren ist es denkbar, dass die Getriebeeinheit eine Getriebeschalteinrichtung (nicht dargestellt) aufweist, mittels derer die Schaltelemente 22, 33 gemeinsam gesteuert werden. Jedem einzelnen der Getriebeschaltzustände ist ein Betriebsmodus der Getriebeeinheit 1 bzw. der mit der Getriebeeinheit 1 ausgerüsteten Antriebseinheit 2 zugeordnet, wobei die Betriebsmodi bereits weiter oben beschrieben sind. Ist die Getriebeeinheit 1 in den ersten Getriebeschaltzustand geschaltet, wird die Getriebeeinheit 1 im ersten Betriebsmodus, das heißt im Leerlauf bzw. Schleppbetriebsmodus, betrieben. Dabei sind die Schaltelemente 22, 33 in deren jeweiligen Entkopplungsstellungen angeordnet. Wenn die Getriebeeinheit 1 im zweiten Getriebeschaltzustand betrieben wird, ist der zweite Betriebsmodus der Getriebeeinheit 1 bzw. Antriebseinheit 2 aktiv, bei welchem es sich um den ersten Einmaschinenbetriebsmodus handelt. Hierbei ist das Antriebsgetriebeschaltelement in der Antriebskopplungsstellung angeordnet, wohingegen das Verteilergetriebeschaltelement in der Verteilerentkopplungsstellung angeordnet ist. Sofern die Getriebeeinheit 1 in einen dritten Getriebeschaltzustand geschaltet ist, wird die Getriebeeinheit 1 bzw. die Antriebseinheit 2 im dritten Betriebsmodus, das heißt im zweiten Einmaschinenbetriebsmodus, betrieben, wobei das Antriebsgetriebeschaltelement in die Antriebsentkopplungsstellung gestellt ist, und das Verteilergetriebeschaltelement in die erste Verteilerkopplungsstellung gestellt ist. Der vierte Betriebsmodus, das heißt der erste Zweimaschinenbetriebsmodus der Getriebeeinheit 1 bzw. der Antriebseinheit 2, ist aktiv, wenn die Getriebeeinheit 1 in einen vierten Getriebeschaltzustand verstellt ist, in welchem das Antriebsgetriebesteuerelement in die Antriebskopplungsstellung verstellt ist, während das Verteilergetriebeschaltelement in die zweite Verteilerkopplungsstellung verstellt ist. Wird die Getriebeeinheit 1 in den fünften Getriebeschaltzustand geschaltet, wird die Getriebeeinheit 1 im fünften Betriebsmodus, das heißt im zweiten Zweimaschinenbetrieb, betrieben, in welchem das Antriebsgetriebeschaltelement in die Antriebskopplungsstellung verstellt ist, wohingegen das Verteilergetriebeschaltelement in die erste Verteilerkopplungsstellung verstellt ist.By means of the switching
Im Gegensatz zu
Der erste Zweimaschinenbetriebsmodus, das heißt der vierte Betriebsmodus, der Antriebseinheit 2 bzw. Getriebeeinheit 1 ist in
In
Durch die Getriebeeinheit 1, durch die Antriebseinheit 2 sowie durch das die Antriebseinheit 2 aufweisende Kraftfahrzeug ist eine jeweilige Möglichkeit aufgezeigt, wie eine besonders flexibel bzw. vielseitig einsetzbare Torque Vectoring-Einrichtung geschaffen werden kann. Ein grundliegender Gedanke der Erfindung ist es, eine Torque-Vectoring-Maschine, vorliegend die Sekundärantriebsmaschine 12, als alleinigen elektrischen Antrieb für die Antriebseinheit 2 bzw. für das Kraftfahrzeug zu nutzen. Die Sekundärantriebsmaschine 12 kann dabei entweder die Funktion Torque Vectoring ausführen oder als Solo-Antriebsmaschine oder als Boost-Maschine eingesetzt werden. Für die Antriebseinheit 2, insbesondere für das Kraftfahrzeug, gilt demnach, dass beide Räder einer Antriebsachse, die die Antriebseinheit 2 aufweist, mittels der Primärantriebsmaschine allein, mittels der Primär- und der Sekundärantriebsmaschine oder mittels der Sekundärantriebsmaschine allein angetrieben werden können.Through the
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- GetriebeeinheitGear unit
- 22
- AntriebseinheitDrive unit
- 33
- AntriebsgetriebeabschnittDrive gear section
- 44
- DifferenzialgetriebeabschnittDifferential gear section
- 55
- Verteilergetriebeabschnitt/Torque Vectoring-GetriebeabschnittTransfer case section/torque vectoring transmission section
- 66
- erstes Sekundärantriebselementfirst secondary drive element
- 77
- PrimärplanetenradträgerPrimary planetary gear carrier
- 88th
- zweites Sekundärantriebselementsecond secondary drive element
- 99
- erstes internes Sonnenradfirst internal sun gear
- 1010
- zweites internes Sonnenradsecond internal sun gear
- 1111
- PrimärantriebsmaschinePrimary propulsion engine
- 1212
- SekundärantriebsmaschineSecondary drive engine
- 1313
- erste Abtriebswellefirst output shaft
- 1414
- zweite Abtriebswellesecond output shaft
- 1515
- Differenzialdifferential
- 1616
- erstes Differenzialabtriebsradfirst differential output gear
- 1717
- zweites Differenzialabtriebsradsecond differential output gear
- 1818
- AntriebselementDrive element
- 1919
- PrimärrotorwellePrimary rotor shaft
- 2020
- Abtriebselementoutput element
- 2121
- Antriebsgetriebedrive gear
- 2222
- AntriebsgetriebeschaltelementDrive transmission switching element
- 2323
- VerteilerantriebselementDistributor drive element
- 2424
- SekundärrotorwelleSecondary rotor shaft
- 2525
- erstes Verteilerabtriebselementfirst distributor output element
- 2626
- zweites Verteilerabtriebselementsecond distributor output element
- 2727
- VerteilerplanetengetrieberadsatzDistributor planetary gear set
- 2828
- VerteilersonnenradDistributor sun gear
- 2929
- Verteilerhohlraddistributor ring gear
- 3030
- GetriebegehäuseGearbox housing
- 3131
- VerteilerplanetenradDistributor planetary gear
- 3232
- VerteilerplanetenradträgerDistributor planetary gear carrier
- 3333
- VerteilergetriebeschaltelementTransfer case switching element
- 3434
- WellenfortsatzWave process
- 3535
- GetriebehauptachseTransmission main axis
- 3636
- interne Planetengetriebekaskadeinternal planetary gear cascade
- 3737
- erster interner Planetengetrieberadsatzfirst internal planetary gear set
- 3838
- zweiter interner Planetengetrieberadsatzsecond internal planetary gear set
- 3939
- erster interner Planetenradträgerfirst internal planetary gear carrier
- 4040
- erstes internes Planetenradfirst internal planetary gear
- 4141
- erstes internes Hohlradfirst internal ring gear
- 4242
- zweiter interner Planetenradträgersecond internal planetary gear carrier
- 4343
- zweites internes Planetenradsecond internal planet gear
- 4444
- zweites internes Hohlradsecond internal ring gear
- 4545
- äußeres Primärplanetenradouter primary planetary gear
- 4646
- inneres Primärplanetenradinner primary planetary gear
- 4747
- AntriebsgetriebestirnradDrive gear spur gear
- 4848
- äußeres Primärhohlradouter primary ring gear
- 4949
- inneres Primärhohlrad inner primary ring gear
- MM
- MomentpfadMoment path
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102018117206 A1 [0005]DE 102018117206 A1 [0005]
- DE 102012212268 B4 [0006]DE 102012212268 B4 [0006]
Claims (13)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022122270.5A DE102022122270A1 (en) | 2022-09-02 | 2022-09-02 | Gear unit for a drive unit for a motor vehicle, drive unit with such a gear unit and motor vehicle with such a drive unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022122270.5A DE102022122270A1 (en) | 2022-09-02 | 2022-09-02 | Gear unit for a drive unit for a motor vehicle, drive unit with such a gear unit and motor vehicle with such a drive unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=89905619
Family Applications (1)
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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