JP2015507160A - 純電気駆動可能な自動車のドライブトレイン - Google Patents

Abstract

本発明は、純電気駆動可能な自動車のドライブトレイン（１）であって、少なくとも１つの電気機械（１３、１４）と、トランスミッション（２１）と、差動歯車（２２）と、車軸（２）とを有し、車軸（２）を、少なくとも１つの電気機械（１３、１４）によって、トランスミッション（２１）および差動歯車（２２）を介して駆動させることができるドライブトレイン（１）に関する。そのようなドライブトレインにおいて、本発明によれば、差動歯車（２２）が、遊星差動歯車として具現化され、差動歯車（２２）が、少なくとも１つの電気機械（１３、１４）に接続された入力（３２、３３）と、２つの出力（３０、３１、４２；２８、３４、３５、３６、３７、３８）とを有し、一方の出力、すなわち第１の出力（２８、３４、３５、３６、３７、３８）が、車軸（２）の第１の車軸区域（４）に接続され、他方の出力、すなわち第２の出力（３０、３１、４２）が、車軸（２）の別の第２の車軸区域（５）に接続され、遊星歯車組（２２）の入力（３２、３３）と出力（３０、３１、４２；２８、３４、３５、３６、３７、３８）の回転軸が、中間軸（５３）を形成し、中間軸（５３）が、少なくとも１つの電気機械（１３、１４）の回転子（１７）の軸（１５）と、駆動可能な車軸（２）との間に配置される。

Description

本発明は、差動歯車を有する車軸と、少なくとも１つの電気機械とを有する純電気駆動可能な自動車のドライブトレインであって、第１の車軸を、トランスミッションを介して少なくとも１つの電気機械によって駆動させることができるドライブトレインに関する。

電気駆動可能な土木用車両または四輪駆動機構を備える農業用車両のために使用される前記タイプのドライブトレインは、（特許文献１）から知られている。前記ドライブトレインは、２つの電気機械を有する。電気機械は、走行方向で見て、一方の車軸、すなわち後車軸の上方に配置され、後車軸の前に配置された平歯車機構と相互作用する。トランスミッションは、１つのシャフトまたは２つのシャフトを介して差動歯車に接続される。差動歯車は、２つの車軸、すなわち後車軸と前車軸とに割り当てられる。

独国特許公開第６００ １３ ３４０ Ｔ２号明細書

本発明の目的は、純電気的に作動されるように意図された自動車用のドライブトレインであって、特に良い効率で様々な走行状態での走行が可能となるドライブトレインを提供することである。

この目的は、請求項１に記載の特徴に従って設計されたドライブトレインによって達成される。

すなわち、純電気駆動可能な自動車のドライブトレインは、遊星差動歯車の形態での差動歯車を有する。ここで、遊星差動歯車は、少なくとも１つの電気機械に接続された入力と、２つの出力とを有する。一方の出力（本明細書では以後、第１の出力と呼ぶ）は、車軸区域の一方（本明細書では以後、第１の区域と呼ぶ）に接続され、他方の第２の出力は、車軸の別の第２の車軸区域に接続される。遊星差動歯車の入力と出力の共通の回転軸が、少なくとも１つの電気機械の回転子の軸と第１の車軸との間に配置された中間軸を形成する。

したがって、遊星差動歯車は、中間軸に割り当てられる。中間軸は、電気機械の軸と、車輪の車軸、すなわち自動車の走行車輪に割り当てられた車軸との間に配置される。

ドライブトレインのこの構成により、少なくとも一方の電気機械によって遊星歯車組に導入されるトルクを車軸の２つの車軸区域の間で分散させることが可能となる。さらに、この構成に基づいたドライブトレインの単純な構造強化により、追加のトルクベクタリング（トルク分配）機能を実現することが可能となる。

好ましくは、遊星歯車組は、入力が、遊星歯車組の外側内歯車を有し、一方の出力が、遊星歯車組の太陽歯車を有し、他方の出力が、遊星歯車組の少なくとも１つの遊星歯車を含む遊星歯車キャリアを有するように構成される。一般に、遊星歯車キャリアは、複数の遊星歯車、例えば３つの遊星歯車を回転可能に保持し、遊星歯車は、内歯車および太陽歯車と噛み合う。少なくとも一方の電気機械によって、径方向外側から遊星差動歯車、特に内歯車にトルクを導入することができ、前記トルクが次いで、遊星差動歯車の径方向内側の構成要素、この場合には、少なくとも１つの遊星歯車を有する遊星歯車キャリアと、太陽歯車とに分散される様式で、上記の構成により、ドライブトレインの特に単純な設計が可能となる。

特に、ドライブトレインは、少なくとも１つの電気機械が駆動出力シャフトを有し、駆動出力シャフトが電気機械の回転子に接続されるように構造的に構成され、駆動出力シャフトは、トランスミッションの第１のピニオンに一体回転可能に接続され、この第１のピニオンは、トランスミッションの第１の平歯車に噛み合い、第１の平歯車は、遊星歯車組の内歯車に接続される。

ドライブトレインが、２つの電気機械を有し、一方の電気機械が、トランスミッションに永続的に結合され、他方の電気機械を、第１の切り替え可能なクラッチまたはフリーホイールによって前記トランスミッションから切り離すことができる場合に特に有利であると考えられる。それに従って、一方の電気機械、または２つの電気機械によって、トランスミッション、したがって遊星差動歯車を作動させることができる。一方の電気機械を切り離すことができるこの機能により、様々な走行状態を最適に管理することができるようになる。したがって、特に、最大トルクまたは最大動力で前記車軸を駆動させることが求められないときには、車軸は一方の電気機械のみによって駆動される。対照的に、最大トルクまたは最大動力で前記車軸を駆動させることが望まれる場合には、第２の電気機械が作動される。このようにして、一方の電気機械のみ、または両方の電気機械が車軸と相互作用することによって、ドライブトレインを最適な効率で作動させることができる。

電気機械が切り離されると、電気機械の作動を停止させることができる。フリーホイールが使用される場合、一方の電気機械は、他方の電気機械がより高い回転速度で作動することにより他方の電気機械によっていわば追い越されるときには効果的でなくなり、それによりフリーホイールを作動する。

クラッチは、係止接続様式または摩擦接続様式で作用することがある。クラッチが係止接続様式で作用する場合、クラッチは、回転速度差が比較的低いときにのみ切り替えることができる。一方、摩擦接続様式で作用するクラッチの場合、前記クラッチは、スリップによって、すなわち電気機械の駆動出力シャフトとトランスミッションの入力シャフトとに比較的大きな回転速度差があるときに切り替えることができる。

本発明の１つの特定の改良形態では、ドライブトレインは、切離し可能な電気機械が駆動出力シャフトを有し、駆動出力シャフトが前記電気機械の回転子に一体回転可能に接続されるように修正される。前記駆動出力シャフトは、トランスミッションの第２のピニオンに一体回転可能に接続される。この第２のピニオンは、トランスミッションの第２の平歯車に噛み合う。前記平歯車は、第２の切り替え可能なクラッチによって、遊星歯車組の第１の出力および／または第１の車軸区域にトルク伝達可能に接続することができ、および／または第３の切り替え可能なクラッチによって、第２の出力および／または第２の車軸区域にトルク伝達可能に接続することができる。

切離し可能ではない一方の電気機械が作動しており、したがって、遊星差動歯車に負荷を及ぼしている場合、他方の切離し可能な電気機械を結合させることにより、２つのクラッチ（第２または第３のクラッチ）のどちらが作動されているかに応じて、前記電気機械からトランスミッション列を介して車軸の一方または他方の車軸区域への、あるいは同時に両方の車軸区域へのトルクの流れを実現することが可能である。他方、前記作動モードは、切離し可能でない電気機械が作動しておらず、フリーホイールのフリーホイーリングによって、または開いたクラッチによって２つの電気機械がトルク伝達可能に相互作用していないときにも可能である。

２つの電気機械と、それらに割り当てられたトランスミッションと、クラッチとを有するドライブトレインの前記構成により、第１の電気機械のみによって、それに割り当てられたトランスミッションおよびそれに割り当てられた遊星差動歯車を介して車軸の２つの車軸区域を駆動させることが可能となる。または、第２の電気機械が使用される場合には、遊星差動歯車を介して駆動力を伝達できるようにし、ここでは、第２および第３のクラッチを切り替えることによって、第２の電気機械によって各車軸区域を直接駆動させることが可能となる。車軸のそれぞれの車軸区域の前記独立式駆動により、それぞれの車軸区域に割り当てられた自動車車輪、すなわち自動車の走行車輪が個別に駆動されることが可能となる。したがって、車軸の車軸区域または車軸の車輪のトルクベクタリングが可能である。前記トルクベクタリングは、一方または他方の車輪の車軸区域での制動介入による損失を伴わない。

上述したように、遊星歯車組によって、第２の電気機械によるトルクベクタリングの目的でのトルクの導入は、第１の電気機械による駆動トルクの導入に重ね合わせることができる。この場合、第１の電気機械と第２の電気機械の間の第１のクラッチが開かれ、またはフリーホイールが作動する。フリーホイールでは、トルク容量が必要とされ、また回転速度差も必要とされる。

一方の電気機械（第１の電気機械）のみによる自動車の駆動は、低エネルギー消費を重視した走行状態を管理すべき場合に有利である。特に最大トルクまたは最大動力が利用可能にされる場合には、第２の電気機械が作動され、前記第２の電気機械が、第１の電気機械と共に、遊星差動歯車に負荷を及ぼす。対照的に、ドライビングダイナミクス面を重視した走行状態が管理されるべき場合には、フリーホイールが作動されることにより、または第１のクラッチがその開位置に移動されることにより、独立式車輪駆動での構成に切り替えられる。したがって、第２の電気機械は次いで、第２および／または第３のクラッチが閉じられることによって、車軸の車軸区域に所望のトルクを独立して与えることができ、前記トルクは、第２の電気機械によって遊星歯車組を介して車軸区域には導入されない。

２つの電気機械および３つのクラッチが制御手段を有することが好ましく、この制御手段によって、前記構成要素を上述した機能状態にすることができる。

電気機械、トランスミッション、遊星差動歯車、および車軸の領域内のドライブトレインの構造空間を最小限にするには、第２および第３のクラッチが、遊星歯車組の同じ側に互いに隣接して配置されることが特に有利であると考えられる。したがって、前記２つのクラッチに関するセンサおよびアクチュエータのすべてがコンパクトに配置されることができ、さらに、前記２つのクラッチは比較的小さい構造空間しか必要としない。基本的には同様に、第２のクラッチと第３のクラッチが遊星歯車組の両側に配置されるようになっている。この場合、クラッチのセンサおよびアクチュエータも遊星歯車組の両側に位置される必要があり、その結果、ドライブトレインの幅寸法に関して、より大きな構造空間が必要となる。

第２のクラッチと第３のクラッチの両方が閉じられた状態では、差動歯車は、ロッキングディファレンシャルの機能を有する。したがって、クラッチの前記スイッチング状態は、車軸−差動歯車ロックを生み出す。

特に、２つの電気機械と車軸区域との間のトランスミッション列は、一定の歯車比を有する。

構成に関して、ドライブトレインは、遊星歯車組の領域内で、それぞれの出力が少なくとも１つの遊星歯車のための遊星歯車キャリアと太陽歯車とにそれぞれ接続されたギアホイールを有し、ギアホイールが、それぞれ第１または第２の車軸区域に一体回転可能に接続されたギアホイールと噛み合うように特に設計される。

２つの電気機械、トランスミッション、遊星差動歯車、および車軸の領域内のドライブトレインの空間要件は、軸受が実質的に針状ころ軸受として設計されることにより、大幅に最適化することができる。特に、車軸区域、および／または内歯車、および／または太陽歯車、および／または少なくとも１つの遊星歯車のための遊星歯車キャリアが、針状ころ軸受によって取り付けられる。

また、２つの車軸区域が相互に取り付けられる場合に特に有利であると考えられる。

トランスミッションおよび遊星差動歯車の構成要素は、特に平歯車として形成される。これらは、比較的小さな構造空間内に収納することが可能である。

電気機械は、特に、自動車の走行方向に対して横向きに配置される。

ドライブトレインは、好ましくは、乗用自動車として設計された自動車で使用される。前記乗用車は、特にスポーツカーである。前記自動車、特に乗用自動車またはスポーツカーは、好ましくは後輪駆動構成である。したがって、少なくとも１つの電気機械、特に両方の電気機械が、自動車またはドライブトレインの後部領域内に配置される。

２つの電気機械が後車軸の後方に配置されることが特に有利であると考えられる。

しかし、基本的には、自動車は、前輪駆動構成でもよい。

ドライブトレインに割り当てられる車輪は、特に、プロペラシャフトによって独立懸架式サスペンション構成で取り付けられる。したがって、ドライブトレインは、固定車軸を有さない。

本発明のさらなる特徴は、従属請求項、添付図面、および、図面に示される複数の好ましい例示的実施形態の説明から明らかになるが、本発明は、前記例示的実施形態に限定されない。

本発明によるドライブトレインの第１の好ましい実施形態の概略図である。 本発明によるドライブトレインの第２の好ましい実施形態の概略図である。 本発明によるドライブトレインの第３の好ましい実施形態の概略図である。

図１の例示的実施形態は、純電気駆動可能な自動車用のドライブトレインを例示する。自動車は、特に乗用自動車、具体的にはスポーツカーである。この図は、自動車の後車軸に割り当てられたドライブトレインを示し、また、自動車の非駆動の前車軸をも示す。

独立懸架式サスペンションを備えるドライブトレイン１が、第１の後車軸２を有する。自動車の前方走行方向３（本明細書では以後、「走行方向」と呼ぶ）に対して見て、後車軸２は、左側車軸区域４と、右側車軸区域５とを有する。参照番号６を用いて、後車軸２の左側車輪および右側車輪を表し、参照番号７を用いて、後車軸２の車軸区域４および５に関する軸受を表す。後車軸２の車軸区域４および５はプロペラシャフトを有する。

また、自動車は、駆動されない第２の前車軸８を有する。前記車軸８も、独立懸架式サスペンションを有する。前車軸８は、左側車軸区域９と、右側車軸区域１０とを有する。参照番号１１を用いて、前車軸８の左側車輪および右側車輪を表し、参照番号１２を用いて、前車軸８の車軸区域９および１０に関する軸受を表す。前車軸８の車軸区域９および１０も、同様にプロペラシャフトを有する。

後車軸２は、２つの電気機械１３および１４によって駆動させることができる。右側電気機械１３のみが作動状態にあるか、または電気機械１３と１４の両方が作動状態にある。特定の走行状態では、右側電気機械１３のみが作動状態にある。

２つの電気機械１３および１４は、後車軸２の後方に、走行方向３に対して横向きに配置される。したがって、電気機械１３または１４の駆動出力シャフト１５によって示されるそれぞれの電気機械１３または１４の回転軸は、走行方向３に対して横向きに配置され、電気機械１３と１４の回転軸は一致する。

参照番号１６で、それぞれの電気機械１３または１４の固定子を表す。参照番号１７で、駆動出力シャフト１５が接続されるそれぞれの電気機械１３または１４の回転子を表す。それぞれの駆動出力シャフト１５は、軸受１８に取り付けられる。

電気機械１３の駆動出力シャフト１５は、電気機械１４に向いた側で、ピニオン１９に一体回転可能に接続される。他方の電気機械１４の駆動出力シャフト１５は、フリーホイールまたは切り替え可能なクラッチ２０を介してピニオン１９に接続される。

車軸２と、電気機械１３および１４の駆動出力シャフト１５によって実質的に画定される２つの電気機械１３および１４に割り当てられる軸との間に、トランスミッション２１と遊星差動歯車２２とによって実質的に形成される機能構成が位置される。前記構成も、同様に後車軸２の後方に配置される。トランスミッション２１は、ピニオン１９と、前記ピニオン１９と噛み合う平歯車２３とを有する。前記平歯車は、ハウジング半体（図示せず）の軸受２４に取り付けられる。ハウジング（図示せず）は、中間軸に割り当てられた構成要素（以下でより詳細に説明する）を収納する働きをし、これらの構成要素は、後車軸２と電気機械１３および１４との間に配置される。他方のハウジング半体（やはり図示せず）は、軸受２５を収納する。以下でより詳細に述べる軸受はすべて、針状ころ軸受であり、したがって、比較的小さい構造空間しか必要としない。

中空シャフト２７が、軸受２５によって平歯車２３の径方向内側に取り付けられる。前記中空シャフト２７は、径方向に延びるフランジ２８と共に構造ユニットを形成する。前記構造ユニットは、軸方向に作用する軸受２６によって平歯車２３に取り付けられる。さらなる中空シャフト３０が、軸受２９によって、中空シャフト２７の径方向内側に取り付けられる。遊星差動歯車２２の太陽歯車３１が、中央領域で、前記さらなる中空シャフトに一体回転可能に保持される。平歯車２３は、軸方向に延びる環状カラー３２と共に構造ユニットを形成する。環状カラー３２は、径方向内側で、遊星差動歯車２２の内歯車３３に接続される。遊星差動歯車２２の３つの遊星歯車３４（そのうちの１つの遊星歯車３４のみが見える）が、内歯車３３および太陽歯車３１と噛み合う。遊星歯車３４は、フランジ２８と、フランジ２８に平行に配置されたフランジ３５と、前記フランジ２８、３５を接続するジャーナル３６とによって形成される遊星歯車キャリア内に取り付けられる。それぞれのジャーナル３６が、遊星歯車３４を回転可能に保持する。径方向に延びるフランジ３５は、中空シャフト３７に接続される。中空シャフト３７には、径方向外側に平歯車歯列３８が設けられる。したがって、中空シャフト２７と、フランジ２８と、３つのジャーナル３６と、フランジ３５と、中空シャフト３７と、平歯車歯列３８とが、１つの構成要素を形成する。径方向内側で、前記構成要素は、中空シャフト２７の領域内では、前記軸受２９によって取り付けられ、中空シャフト３７の領域内では、中空シャフト３０にある軸受３９によって取り付けられる。中空シャフト３７の領域内で、この構成要素は、軸受４０を介して、径方向外側に延びる環状カラー４１に軸方向で支持される。環状カラー４１は、中空シャフト３０と共に構造ユニットを形成し、環状カラー４１の径方向外側には平歯車歯列４２が設けられる。平歯車歯列３８のピッチ円および歯数は、平歯車歯列４２のピッチ円および歯数に対応する。

平歯車４３が、平歯車歯列３８を有する中空シャフト３７と噛み合い、したがって、遊星歯車３４を有する遊星差動歯車２２の領域と噛み合う。前記平歯車は、中空シャフト４４と共に構造ユニットを形成する。中空シャフト４４は、平歯車４３とは逆側の端部の領域で、車軸２のプロペラシャフト４６に接続される。中空シャフト４３と、接続部分４５と、プロペラシャフト４６とが、左側車軸区域４を形成する。接続部分４５は、軸受７に取り付けられる。

平歯車４３と同じピッチ円および同数の歯を有する平歯車４７が、遊星差動歯車２２の太陽歯車３１に割り当てられた中空シャフト３７の平歯車歯列３８と噛み合う。前記平歯車４７は、平歯車４３とは逆側で、接続部分４８に接続される。接続部分４８は、軸受７に取り付けられ、右側後輪６のためのプロペラシャフト４９に接続される。平歯車４３に向いた側では、平歯車４７には、軸受ロッド５０が設けられる。軸受ロッド５０は、中空シャフト４４のほぼ全長にわたって延びる。軸受ロッド５０は、互いに比較的大きい離間距離で配置された２つの軸受５１によって、平歯車４３に割り当てられた中空シャフト４４に平歯車４７を径方向で取り付ける働きをする。軸受５２は、平歯車４３に平歯車４７を軸方向で取り付ける働きをする。

プロペラシャフト４９と、接続部分４８と、軸受ロッド５０とが、右側車軸区域５を形成する。

したがって、この図は、駆動可能な後車軸２と、遊星差動歯車２２の形態での差動歯車と、２つの電気機械１３および１４と、一方または両方の電気機械１３、１４によって第１の後車軸２を駆動させるためのトランスミッション２１とを有するドライブトレイン１を示す。遊星差動歯車２２は、環状カラー３２を介する入力と、遊星歯車３４に割り当てられた中空シャフト３７を介する第１の出力と、太陽歯車３１に割り当てられた中空シャフト３０を介する第２の出力とを有する。遊星差動歯車２２の入力と出力の共通の回転軸が、後車軸２と、電気機械１３および１４の駆動シャフト１５によって形成される軸との間の中間軸（参照番号５３で表される）を構成する。

ここまで述べた図１によるドライブトレイン１の作動モードは、以下のようなものである。

特に、低燃料消費でのモードでの走行が求められる場合に、フリーホイール２０がフリーホイール状態である、またはクラッチ２０が開いている状態では、電気機械１３のみが作動される。この状況は、部分負荷運転と呼ばれることがあり、すなわち、第１の後車軸２で最大トルクまたは最大動力を利用可能とする必要はない。

電気機械１３のみによる作動の場合、電気機械の駆動出力トルクは、その駆動出力シャフト１５およびピニオン１９を介して平歯車２３に導入され、それに対応して、遊星差動歯車２２に関して、差動歯車２２の内歯車３３が、平歯車２３と共に構造ユニットを形成するので、一体回転する。内歯車３３の回転運動により、遊星歯車３４が、前記内歯車に対して転がり、太陽歯車３１が、遊星歯車３４に対して転がる。これは、遊星歯車３４によって、平歯車歯列３８を有する中空シャフト３７が回転運動され、それと同時に、環状カラー４１および平歯車歯列４２を有する中空シャフト３０も回転されるという効果を有する。それらの回転により、平歯車４３および４７が回転し、それにより車輪６が駆動される。既知の方法で、差動歯車または遊星差動歯車２２により、後車軸２の２つの車輪６の間での差動補償が可能となる。

より高いトルクまたはより高い力、特に最大トルクまたは最大動力が後車軸２で利用可能にされるべき場合、電気機械１３に加えて、他方の電気機械１４も作動される。電気機械１３の回転速度に対する所定の回転速度に電気機械１４が達すると、フリーホイールが作動停止となり、またはクラッチ２０が閉じられて、電気機械１４をピニオン１９にトルク伝達可能に接続する。したがって、より高いトルクがピニオン１９に作用し、それに従って、前記より高いトルクが、遊星歯車組２２を介して後車軸２の車軸区域４および５に供給される。したがって、より高レベルの動力が、車軸区域４および５に作用する。

図２による実施形態は、電気機械１３から独立して、電気機械１４を中間軸５３での構成要素と相互作用させることができ、追加のクラッチによってトルクベクタリングを実現することができる点で、図１とは異なる。分かりやすくするために、図２による実施形態では、構成および機能の面で図１による実施形態での構成要素に対応する構成要素は、同じ参照符号を用いて表されている。

図２の実施形態では、ピニオン５４が、フリーホイールまたは切り替え可能なクラッチ２０の上流で、左側電気機械１４の駆動出力シャフト１５に一体回転可能に接続される。このピニオン５４は、ピニオン１９よりもかなり大きいピッチ円を有する。前記ピニオン５４は、平歯車５５と噛み合う。平歯車５５は、作動デバイス５７によって作動させることができる多板クラッチ５６によって、環状カラー４１とトルク伝達接続状態にすることができる。環状カラー４１は、太陽歯車５１に割り当てられ、細長い形態であり、平歯車歯列４２を有する。前記環状カラー４１は、図１による実施形態とは異なり、電気機械１４に向いた中間軸５３の側に配置される。したがって、多板クラッチ５６が閉じられることにより、平歯車５５の回転運動は、環状カラー４１に、したがってその平歯車歯列４２に伝達され、そこから、平歯車４７に伝達されて、左側車軸区域４を駆動させる。

中空シャフト３０を通って延びるシャフト５８を介して、平歯車５５は、作動デバイス６０に割り当てられた多板クラッチ５９の一方のクラッチ半体を駆動させる。多板クラッチ５９が閉じられると、シャフト５８の回転運動が、平歯車歯列３８を有する中空シャフト３７に伝達され、さらにそこから平歯車４３に伝達され、それにより右側車軸区域５が駆動される。

電気機械１４が切り離されるとき、特に、電気機械１４が停止しており、フリーホイールが作動される、またはクラッチ２０が開位置にあるとき、後車軸２は、電気機械１３のみによって駆動される。これは、基本的には図１に関して説明された方法で、トランスミッション２１および遊星差動歯車２２を介して行われる。この作動状態においては、２つの多板クラッチ５６および５９が開かれている。

後車軸２をより高いトルクで駆動させるため、または駆動機構の動力を増加させるために、前述したように多板クラッチ５６および５９が開いた状態で電気機械１４が作動され、フリーホイールは経由されず、またはクラッチ２０が閉じられる。したがって、追加のトルクまたは追加の動力が、図１による実施形態に関して説明された方法で、トランスミッション２１のピニオン１８と、遊星差動歯車２２とを介して後車軸２に導入される。

クラッチ２０が開いている状態、またはフリーホイールが機能している状態では、トルクベクタリングモードでの走行が可能であり、これは特に、電気機械１３が作動し続けている状態で行われる。他方の電気機械１４は通電され、それにより、ピニオン５４を介して平歯車５５を駆動させる。多板クラッチ５６が作動デバイス５７によって閉じられる場合、多板クラッチ５６によって平歯車歯列４２を有する環状カラー４１に追加のトルクが導入されることにより、追加のトルクが、平歯車４７を介して左側車軸区域４に伝達される。多板クラッチ５６が開いているが、対照的に多板クラッチ５９は閉じている場合、追加のトルクは、平歯車５５から、シャフト５８および多板クラッチ５９を介して、平歯車歯列３８を有する中空シャフト３７に導入され、そこから、平歯車４３を介して右側車軸区域５に導入される。ここで、トルク容量、または２つの電気機械１３、１４の駆動出力シャフト間の回転速度差が、フリーホイールで必要とされる。両方の多板クラッチ５６と５９が閉じられている場合、差動歯車２２は、車軸−差動歯車ロックとして働く。基本的には、ドライブトレイン１が電気機械１４のみによって駆動されることも可能である。ΔＴは、トルクベクタリングによって異なるトルクを車軸区域４および５に印加することができることを示す。

図２による実施形態では、多板クラッチ５６と５９は、トランスミッション２１および遊星差動歯車２２の両側に配置される。この場合、アクチュエータおよびセンサが、各多板クラッチの領域内に、したがって異なる領域内に設けられる必要がある。これは、構造および制御の観点で、より大きな費用を伴う。

図３は、図２による実施形態の修正形態を示す。この修正形態は、２つの多板クラッチ５６と５９が互いに隣接して配置されることによって、よりコンパクトになっている。分かりやすくするために、図３による実施形態では、構成または機能の面で図１または図２による実施形態での構成要素に対応する構成要素は、同じ参照符号で表されている。

図３による実施形態では、シャフト５８は、太陽歯車３１を有する中空シャフト３０内の軸受６１によって取り付けられる。

中空シャフト３０は、軸受６２によって軸受ロッド６３に取り付けられる。軸受ロッド６３は、軸受６２とは逆側の端部の領域で軸受２４に取り付けられる。図３による実施形態では、多板クラッチ５６が平歯車５５に隣接して配置されるだけでなく、多板クラッチ５９も平歯車５５に取り付けられる。したがって、多板クラッチが閉じられたときのトルクの流れは、平歯車５５から、中空シャフト３０および／または中空シャフト２７に直接伝わる。図２による実施形態で設けられたようなトルクを伝達するためのシャフト５８は、図３による実施形態では必要とされない。

Claims (15)

1. 純電気駆動可能な自動車のドライブトレイン（１）において、少なくとも１つの電気機械（１３、１４）と、トランスミッション（２１）と、差動歯車（２２）と、車軸（２）とを有し、前記車軸（２）を、前記少なくとも１つの電気機械（１３、１４）によって、前記トランスミッション（２１）および前記差動歯車（２２）を介して駆動させることができ、前記差動歯車（２２）が、遊星差動歯車の形態であり、前記遊星差動歯車（２２）が、前記少なくとも１つの電気機械（１３、１４）に接続された入力（３２、３３）と、２つの出力（３０、３１、４２；２８、３４、３５、３６、３７、３８）とを有し、一方の出力、すなわち第１の出力（２８、３４、３５、３６、３７、３８）が、前記車軸（２）の第１の車軸区域（４）に接続され、他方の出力、すなわち第２の出力（３０、３１、４２）が、前記車軸（２）の別の第２の車軸区域（５）に接続され、前記遊星歯車組（２２）の入力（３２、３３）と出力（３０、３１、４２；２８、３４、３５、３６、３７、３８）の回転軸が、中間軸（５３）を形成し、前記中間軸（５３）が、前記少なくとも１つの電気機械（１３、１４）の回転子（１７）の軸（１５）と、前記駆動可能な車軸（２）との間に配置されることを特徴とするドライブトレイン（１）。
2. 前記入力（３２、３３）が、前記遊星歯車組（２２）の外側内歯車（３３）を有し、一方の出力（３０、３１、４２）が、前記遊星歯車組（２２）の太陽歯車（３１）を有し、他方の出力（２８、３４、３５、３６、３７、３８）が、前記遊星歯車組（２２）の少なくとも１つの遊星歯車（３４）を含む遊星歯車キャリア（２８、３５）を有することを特徴とする請求項１に記載のドライブトレイン。
3. 前記少なくとも１つの電気機械（１３、１４）が、駆動出力シャフト（１５）を有し、前記駆動出力シャフト（１５）が、前記電気機械（１３、１４）の前記回転子（１７）に接続され、前記駆動出力シャフト（１５）が、前記トランスミッション（２１）の第１のピニオン（１９）に一体回転可能に接続され、前記第１のピニオンが、前記トランスミッション（２１）の第１の平歯車（２３）に噛み合い、前記第１の平歯車（２３）が、前記遊星歯車組（２２）の前記内歯車（３３）に接続されることを特徴とする請求項１または２に記載のドライブトレイン。
4. ２つの電気機械（１３、１４）を有し、一方の電気機械、すなわち前記第１の電気機械（１３）が、前記トランスミッション（２１）に永続的に結合され、他方の電気機械、すなわち前記第２の電気機械（１４）を、第１の切り替え可能なクラッチ（２０）またはフリーホイール（２０）によって前記トランスミッションから切り離すことができることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のドライブトレイン。
5. 前記切離し可能な電気機械（１４）が、前記駆動出力シャフト（１５）を有し、前記駆動出力シャフト（１５）が、前記電気機械の前記回転子（１７）に一体回転可能に接続され、前記駆動出力シャフト（１５）が、前記トランスミッション（２１）の第２のピニオン（５４）に一体回転可能に接続され、前記第２のピニオン（５４）が、前記トランスミッション（２１）の第２の平歯車（５５）と噛み合い、前記平歯車（５５）が、第２の切り替え可能なクラッチ（５９）によって、前記遊星歯車組（２２）の前記第１の出力（２８、３４、３５、３６、３７、３８）および／または前記２つの車軸区域の一方（４または５）にトルク伝達可能に接続することができ、および／または第３の切り替え可能なクラッチ（５６）によって、前記第２の出力（３０、３１、４２）および／または前記２つの車軸区域の他方（４、５）にトルク伝達可能に接続することができることを特徴とする請求項４に記載のドライブトレイン。
6. 前記第２のクラッチ（５６）と前記第３のクラッチ（５９）が、前記遊星歯車組（２２）の同じ側に互いに隣接して配置される、または前記遊星歯車組（２２）の両側に配置されることを特徴とする請求項５に記載のドライブトレイン。
7. 前記それぞれの出力（３０、３１、４２；２８、３４、３５、３６、３７、３８）が、前記太陽歯車（３１）、および前記少なくとも１つの遊星歯車（３４）のための前記遊星歯車キャリア（２８、３５）にそれぞれ接続されたギアホイール（４２；３８）を有し、前記ギアホイール（それぞれ４２または３８）が、それぞれ一方または他方の車軸区域（４、５）に一体回転可能に接続されたギアホイール（それぞれ４７または４３）と噛み合うことを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載のドライブトレイン。
8. 前記２つの車軸区域（４、５）が、相互に取り付けられることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のドライブトレイン。
9. 前記車軸区域（４、５）、および／または前記内歯車（３３）、および／または前記太陽歯車（３１）、および／または前記少なくとも１つの遊星歯車（３４）のための遊星歯車キャリア（２８、３５）が、針状ころ軸受によって取り付けられることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のドライブトレイン。
10. 前記駆動可能な車軸（２）が、前記自動車の後車軸であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のドライブトレイン。
11. 前記少なくとも１つの電気機械（１３、１４）が、前記後車軸（２）の近くに、特に前記後車軸（２）の後方に配置されることを特徴とする請求項１０に記載のドライブトレイン。
12. 乗用自動車、特にスポーツカーのドライブトレイン（１）であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のドライブトレイン。
13. 前記トランスミッション（２１）および／または前記遊星差動歯車（２２）が、平歯車歯列の形態であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載のドライブトレイン。
14. 一方の電気機械（１３）または両方の電気機械（１３、１４）が、前記自動車の走行方向（３）に対して横向きに配置されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載のドライブトレイン。
15. 前記ドライブトレイン（１）が、独立懸架式サスペンション構成を有し、前記駆動車軸（２）が、プロペラシャフトを有する２つの車軸区域（４、５）を有することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載のドライブトレイン。

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