WO2017088873A1 - Antriebseinrichtung für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Antriebseinrichtung für ein kraftfahrzeug Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Differentialgetriebe (2) und eine Torque-Vectoring-Einheit (1) mit einer elektrischen Maschine (6), wobei das Differentialgetriebe (2) einen ersten und einen zweiten an einem gemeinsamen Steg (4) drehbar gelagerten Planetensatz (3a, 3b) aufweist, wobei der erste Planetensatz (3a) zumindest mit einer ersten Sonne (5a) kämmt, der zweite Planetensatz (3b) zumindest mit einer zweiten Sonne (5b) kämmt und die beiden Planetensätze (3a, 3b) zumindest paarweise miteinander kämmen, und wobei zumindest die zweite Sonne (5b) zum Umverteilen des Drehmoments zwischen der ersten und zweiten Sonne (5a, 5b) mit der Torque-Vectoring-Einheit (1) verbunden ist.

Description

Antriebseinrichtunq für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Differentialgetriebe und eine Torque-Vectoring-Einheit mit einer elektrischen Maschi- ne.
Aus der DE 10 2009 059 903 A1 geht ein System zur variablen Momentenverteilung innerhalb mindestens einer Achse eines Kraftfahrzeuges hervor. Das System umfasst einen Hauptantrieb und einen Torque-Vectoring-Motor. Der Hauptantrieb ist außeraxi- al in Bezug auf die Achse derart angeordnet, dass dessen Drehmoment auf ein auf der Achse angeordnetes Differenzial über mindestens eine vorgeschaltete Getriebestufe einleitbar ist.
Ferner geht aus der DE 10 201 0 036 239 A1 eine Getriebeanordnung für ein Fahr- zeug, mit einem Verteilergetriebeabschnitt zur Verteilung eines ersten Antriebsdrehmoments eines ersten Motors auf einen ersten und einen zweiten Achsenbereich des Fahrzeugs hervor. Ferner weist die Getriebeanordnung einen Koppelgetriebeabschnitt auf, welcher ausgebildet ist, in einem ersten Betriebszustand über einen ersten Kraftflussweg ein zweites Antriebsdrehmoment von einem zweiten Motor an den Verteiler- getriebeabschnitt zu leiten, so dass das zweite Antriebsdrehmoment als Zusatzantriebsdrehmoment mit dem ersten Antriebsdrehmoment überlagert werden kann. In einem zweiten Betriebszustand leitet der Koppelgetriebeabschnitt über einen zweiten Kraftflussweg das zweite Antriebsdrehmoment auf mindestens einen der Achsenbereiche.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Antriebseinrichtung mit Torque-Vectoring-Einheit weiterzuentwickeln.
Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst ein Differen- tialgetriebe und eine Torque-Vectoring-Einheit mit einer elektrischen Maschine, wobei das Differentialgetriebe einen ersten und einen zweiten an einem gemeinsamen Steg drehbar gelagerten Planetensatz aufweist, wobei der erste Planetensatz zumindest mit einer ersten Sonne kämmt, der zweite Planetensatz zumindest mit einer zweiten Sonne kämmt und die beiden Planetensätze zumindest paarweise miteinander kämmen, und wobei zumindest die zweite Sonne zum Umverteilen des Drehmoments zwischen der ersten und zweiten Sonne mit der Torque-Vectoring-Einheit verbunden ist. Insbesondere ist der gemeinsame Steg zumindest mittelbar mit einem elektrischen Antriebsmotor verbunden. Vorzugsweise ist der gemeinsame Steg als Umlaufgehäuse ausgebildet und weist zur Verbindung mit dem elektrischen Antriebsmotor eine Verzahnung auf.
Die elektrische Maschine bewirkt die Umverteilung eines in das Differential einge- speisten Drehmoments auf die beiden Planetensätze und somit auch auf die beiden Sonnen. Zum Einen ist so ein gleichmäßiger Antrieb beider Sonnen möglich. Zum Anderen ist es auch möglich das volle Drehmoment auf eine einzige Sonne einzuleiten.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die erste Sonne mit einer ersten Abtriebswelle und die zweite Sonne mit einer zweiten Abtriebswelle verbunden sind. Die jeweilige Abtriebswelle ist vorzugsweise mit einem jeweiligen Rad einer Antriebsachse des Fahrzeugs verbunden. Durch die Umverteilung des Drehmoments auf eine Sonne entsteht ein Giermoment um die Hochachse des Fahrzeugs, wodurch gezielt die Fahrdynamik beeinflusst werden kann. Verteilt die Torque-Vectoring-Einheit hingegen das gesamte Drehmoment von der einen Sonne zur anderen Sonne, kann das Giermoment in die Gegenrichtung aufgebracht werden. Über die Regelung des Drehmoments an der Torque-Vectoring-Einheit wird somit stufenlos das Giermoment eingestellt. Besonders bevorzugt kämmt der erste Planetensatz auch mit einer dritten Sonne, wobei die dritte Sonne zum Umverteilen des Drehmoments zwischen der ersten und zweiten Sonne mit der Torque-Vectoring-Einheit verbunden ist. Mithin kämmt jeder Planet des ersten Planetensatzes zum einen mit der ersten Sonne, zum anderen mit der dritten Sonne und ferner auch mit einem jeweiligen Planeten des zweiten Plane- tensatzes. Dazu ist der erste Planetensatz breiter ausgebildet als der zweite Planetensatz. Ferner erhöht die als Zwischenrad ausgebildete dritte Sonne die Übersetzung der Torque-Vectoring-Einheit. Vorzugsweise ist die zweite Sonne mit einem ersten Steg der Torque-Vectoring- Einheit verbunden. Ferner ist die dritte Sonne mit einem zweiten Steg der Torque- Vectoring-Einheit verbunden. Insbesondere umfasst die Torque-Vectoring-Einheit einen ersten und einen zweiten Planetensatz, wobei der erste Planetensatz an dem ers- ten Steg drehbar gelagert ist und radial zwischen einem ersten Hohlrad und einer ersten Sonne kämmt, und wobei der zweite Planetensatz an dem zweiten Steg drehbar gelagert ist und radial zwischen einem zweiten Hohlrad und einer zweiten Sonne kämmt. Des Weiteren bevorzugt ist die erste Sonne stationär an einem Gehäuse festgelegt und die zweiten Sonne mit der elektrischen Maschine verbunden. Insbesondere sind das erste und zweite Hohlrad drehfest miteinander verbunden.
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der einzigen Figur näher dargestellt. Die einzige Figur zeigt eine vereinfachte schema- tische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung.
Gemäß der einzigen Figur weist eine erfindungsgemäße Antriebseinrichtung für ein - hier nicht dargestelltes - Kraftfahrzeug, ein Differentialgetriebe 2 und eine Torque- Vectoring-Einheit 1 mit einer elektrischen Maschine 6 auf. Das Differentialgetriebe 2 umfasst einen ersten und einen zweiten Planetensatz 3a, 3b sowie einen gemeinsamen Steg 4, an dem die beiden Planetensätze 3a, 3b drehbar gelagert sind. Der gemeinsame Steg 4 ist insbesondere als Umlaufgehäuse des Differentialgetriebes 2 ausgebildet und wird von einem elektrischen Antriebsmotor 8, insbesondere über eine Antriebsverzahnung 14 zur Einleitung eines Drehmoments in das Differentialgetriebe 2 angetrieben. Das eingeleitete Drehmoment wird über den gemeinsamen Steg 4 auf die beiden Planetensätze 3a, 3b verteilt.
Der erste Planetensatz 3a kämmt sowohl mit einer ersten Sonne 5a als auch mit einer dritten Sonne 5c. Dazu ist der erste Planetensatz 3a breiter ausgebildet als der zweite Planetensatz 3b. Demgegenüber kämmt der zweite Planetensatz 3b mit einer zweiten Sonne 5b. Ferner kämmen die beiden Planetensätze 3a, 3b paarweise miteinander. Mithin sind die beiden Planetensätze 3a, 3b als Ausgleichsplanetensätze ausgebildet. Die erste Sonne 5a ist mit einer ersten Abtriebswelle 9a und die zweite Sonne 5b mit einer zweiten Abtriebswelle 9b verbunden. Des Weiteren ist die zweite Sonne 5b zum Umverteilen des Drehmoments zwischen den beiden Planetensätzen 3a, 3b und somit auch zum Umverteilen des Drehmoments zwischen der ersten und zweiten Sonne 5a, 5b mit der Torque-Vectoring-Einheit 1 verbunden. Auch die dritte Sonne 5c ist zum Umverteilen des Drehmoments zwischen den beiden Planetensätzen 3a, 3b und somit auch zum Umverteilen des Drehmoments zwischen der ersten und zweiten Sonne 5a, 5b mit der Torque-Vectoring-Einheit 1 verbunden. Die drei Sonnen 5a, 5b, 5c sind zusammen mit den beiden Planetensätzen 3a, 3b besonders kompaktbauend im Um- laufgehäuse des Differentialgetriebes 2 angeordnet.
Die Torque-Vectoring-Einheit 1 umfasst einen ersten und einen zweiten Planetensatz 10a, 1 0b, wobei der erste Planetensatz 1 0a an einem ersten Steg 7a drehbar gelagert ist und radial zwischen einem ersten Hohlrad 1 1 a und einer ersten Sonne 12a kämmt. Der zweite Planetensatz 10b ist an dem zweiten Steg 7b drehbar gelagert und kämmt radial zwischen einem zweiten Hohlrad 1 1 b und einer zweiten Sonne 12b. Die beiden Hohlräder 1 1 a, 1 1 b sind drehfest miteinander verbunden. Ferner ist die erste Sonne 12a stationär an einem Gehäuse 13 festgelegt und die zweiten Sonne 12b mit der elektrischen Maschine 6 verbunden. Der erste Steg 7a der Torque-Vectoring-Einheit 1 ist mit der zweiten Sonne 5b des Differentialgetriebes 2 verbunden, wobei der zweite Steg 7b der Torque-Vectoring-Einheit 1 mit der dritten Sonne 5c des Differentialgetriebes 2 verbunden ist.
Bezuqszeichenliste
1 Torque-Vectoring-Einheit
2 Differentialgetriebe
3a, 3b Planetensatz
4 gemeinsamer Steg
5a-5c Sonne
6 elektrische Maschine
7a, 7b Steg
8 elektrischer Antriebsmotor
9a, 9b Abtriebswelle
10a, 1 0b Planetensatz
1 1 a, 1 1 b Hohlrad
12a, 1 2b Sonne
13 Gehäuse
14 Antriebsverzahnung

Claims

Patentansprüche
1. Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Differentialgetriebe (2) und eine Torque-Vectoring-Einheit (1) mit einer elektrischen Maschine (6), wobei das
Differentialgetriebe (2) einen ersten und einen zweiten an einem gemeinsamen Steg (4) drehbar gelagerten Planetensatz (3a, 3b) aufweist, wobei der erste Planetensatz (3a) zumindest mit einer ersten Sonne (5a) kämmt, der zweite Planetensatz (3b) zumindest mit einer zweiten Sonne (5b) kämmt und die beiden Planetensätze (3a, 3b) zumindest paarweise miteinander kämmen, und wobei zumindest die zweite Sonne (5b) zum Umverteilen des Drehmoments zwischen der ersten und zweiten Sonne (5a, 5b) mit der Torque-Vectoring-Einheit (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Planetensatz (3a) auch mit einer dritten Sonne (5c) kämmt, wobei die dritte Sonne (5c) zum Umverteilen des Drehmoments zwischen der ersten und zwei- ten Sonne (5a, 5b) mit der Torque-Vectoring-Einheit (1) verbunden ist.
2. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1.dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Sonne (5c) mit einem zweiten Steg (7b) der Torque-Vectoring-Einheit (1) verbunden ist.
3. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1.dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Steg (4) zumindest mittelbar mit einem elektrischen Antriebsmotor (8) verbunden ist.
4. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1.dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Sonne (5b) mit einem ersten Steg (7a) der Torque-Vectoring-Einheit (1) verbunden ist
5. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1.dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sonne (5a) mit einer ersten Abtriebswelle (9a) und die zweite Sonne (5b) mit einer zweiten Abtriebswelle (9b) verbunden sind.
6. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Torque-Vectoring-Einheit (1) einen ersten und einen zweiten Planetensatz (10a, 10b) umfasst, wobei der erste Planetensatz (10a) an dem ersten Steg (7a) drehbar gelagert ist und radial zwischen einem ersten Hohlrad (11a) und einer ersten Sonne (12a) kämmt, und wobei der zweite Planetensatz (10b) an dem zweiten Steg (7b) drehbar gelagert ist und radial zwischen einem zweiten Hohlrad (11b) und einer zweiten Sonne (12b) kämmt.
7. Antriebseinrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sonne (12a) stationär an einem Gehäuse (13) festgelegt ist und die zweiten Sonne (12b) mit der elektrischen Maschine (6) verbunden ist.
8. Antriebseinrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Hohlrad (11a, 1 b) drehfest miteinander verbunden sind.
9. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass der erste Planetensatz (3a) breiter ausgebildet ist als der zweite Planetensatz (3b).
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