WO2020160864A1 - Getriebeeinrichtung für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2020160864A1
WO2020160864A1 PCT/EP2020/050353 EP2020050353W WO2020160864A1 WO 2020160864 A1 WO2020160864 A1 WO 2020160864A1 EP 2020050353 W EP2020050353 W EP 2020050353W WO 2020160864 A1 WO2020160864 A1 WO 2020160864A1
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gear
shaft
output shaft
transmission device
planetary gear
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PCT/EP2020/050353
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English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Meixner
Original Assignee
Audi Ag
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    • B60K6/48—Parallel type
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a transmission device for a motor vehicle, which has an input shaft that can be operatively connected to a drive device of the motor vehicle, as well as a first output shaft and a second output shaft, and has a torque displacement gear designed as a planetary gear, via which the input shaft is connected to the first output shaft and the second output shaft is coupled.
  • the document DE 10 2006 006 327 B4 is known from the prior art.
  • This describes a method for controlling a hybrid drive, which has an electric motor and an internal combustion engine, which are connected to one another via a planetary gear, which is connected to a gear input shaft, with a speed of the electric motor being set in the direction of zero in a special mode, is preferably set to at least approximately zero and a speed of the transmission input shaft other than zero, which is reduced compared to a speed of the internal combustion engine, is set based on the speed of the internal combustion engine, with a speed being reduced and a torque being increased compared to normal operation.
  • the object of the invention is to propose a transmission device for a motor vehicle which has advantages over known transmission devices, in particular realizes a “torque vectoring” functionality between the two output shafts despite an extremely compact design.
  • a transmission device for a motor vehicle with the features of claim 1. It is provided that a planet carrier of the planetary gear is rotatably coupled to the input shaft and the first output shaft and a ring gear of the planetary gear is rotatably coupled to the second output shaft and / or via a reinforcing planetary gear, with a sun gear of the planetary gear being driven via a clutch assembly an electrical machine is connected.
  • the transmission device serves to transmit a torque or drive torque between the drive device of the motor vehicle on the one hand and at least one wheel axle of the motor vehicle on the other hand.
  • the at least one wheel axle is operatively connected or operatively connectable to the drive device via the transmission device.
  • the at least one wheel axle is accordingly as a driven wheel axle. In particular, it can be designed as a front wheel axle or a rear wheel axle of the motor vehicle.
  • the gear unit is used in particular to distribute the drive torque provided by the drive unit to different sub-axles of this wheel axle, with at least one wheel of the motor vehicle being coupled or at least connectable to the gear unit and corresponding to the drive unit via each of the sub-axles.
  • the gear mechanism serves as an axle differential gear.
  • it can be provided that several wheel axles are connected to the drive device via the transmission device.
  • the gear mechanism serves as a center differential gear to distribute the drive torque to the different wheel axles.
  • the wheel axles are available, for example, as a front axle and a rear axle.
  • the transmission device has the input shaft and the first output shaft and the second output shaft.
  • the input shaft of the gear unit is connected to the drive unit of the motor vehicle in terms of drive technology, preferably via a gearbox and / or a clutch, in particular a starting clutch.
  • a gearbox By means of the gearbox, a translation selected from several translations between the drive device and the input shaft of the transmission device can be set.
  • the clutch is preferably designed as a shift clutch and particularly preferably as a starting clutch. With the aid of the coupling, the operative connection between the drive device and the input shaft of the transmission device can be optionally established or interrupted.
  • the first output shaft is operatively connectable or operatively connected to a first partial shaft of the wheel axle, in particular via a first gear
  • the second output shaft is operatively connected to a second partial shaft of the wheel axle, in particular via a second gear.
  • the first output shaft is particularly preferably permanently and / or rigidly coupled to the first partial shaft and the second output shaft is permanently and / or rigidly coupled to the second partial shaft.
  • the first output shaft is operatively connectable or operatively connected to a first wheel axle, in particular via the first gear
  • the second output shaft is operatively connected to the second wheel axle, in particular via the second gear.
  • the first output shaft is preferably permanently and / or rigidly coupled to the first wheel axle and the second output shaft is permanently and / or rigidly coupled to the second wheel axle.
  • the first gear and the second gear can each be designed as a ring gear, so that the axes of rotation of the two partial shafts or the two wheel axles are angled with respect to the axes of rotation of the output shafts, so they include an angle that is greater than 0 ° and less than 180 °.
  • the drive device has at least one drive unit, which is designed, for example, as an internal combustion engine or as an electrical machine.
  • the drive device can also be in the form of a hybrid drive device and to this extent have several drive units, which are preferably of different types.
  • one of the drive units is, for example, an internal combustion engine and another of the drive units is an electrical machine.
  • the drive device has several drive units, it is preferably designed in such a way that the drive units jointly provide the drive torque aimed at driving the motor vehicle at least at times.
  • the input shaft of the transmission device is drive-coupled via the torque displacement gear, which is present as a planetary gear, both to the first output shaft and to the second output shaft, in particular permanently.
  • the coupling of the shafts via the torque displacement gear is in particular torque-dividing, so that the drive torque provided on the input shaft is divided between the first output shaft and the second output shaft.
  • the torque shift gear is a differential gear, which has several intermeshing spur gears. In general, the torque shift gear works as a differential gear.
  • the torque shift transmission has the planet carrier, the ring gear and the sun gear.
  • On the planet carrier at least one Pla designated wheel of the planetary gear is rotatably mounted;
  • the ring gear and the sun gear are connected to one another in terms of drive technology via the at least one planet gear.
  • the at least one planet gear meshes with both the ring gear and the sun gear of the planet gear.
  • instead of the planetary gear at least one first planetary gear and at least one second planetary gear, which mesh with one another, are present.
  • the at least one first planet gear meshes with the ring gear and the at least one second planet gear, the at least one second planet gear with the Son nenrad and the at least one first planet gear.
  • the torque displacement transmission has as many first planetary gears as the second planetary gears and vice versa.
  • the planetary gear can be designed as a single planetary gear or as a double planetary gear. If in the context of this description of the planetary gear, the first planetary gear or the second planetary gear, the statements are always based on the at least one planetary gear, the at least one first planetary gear and the at least one second planetary gear, unless the opposite is true is pointed out.
  • the planet carrier is rotatably coupled to the input shaft and to the first output shaft.
  • the input shaft is rigidly and permanently coupled to the first output shaft, namely via the planetary carrier of the torque displacement gear.
  • the second output shaft is only connected to the planet carrier via the ring gear.
  • the ring gear is permanently coupled to the second output shaft, namely non-rotatably and / or via the reinforcing planetary gear.
  • the sun gear of the planetary gear is connected to the electrical machine via the Heidelbergkupplungsanord voltage.
  • the electrical machine can be optionally coupled to the sun gear by means of the clutch arrangement. In a first shift setting of the clutch assembly, the electrical machine is coupled to the sun gear, preferably rigidly or rotated. In a second shift setting of the Heidelbergkupp treatment arrangement, however, the electric machine is decoupled from the sun gear. If the electric machine is drive-technically coupled to the sun gear, the electric machine can be used to distribute the drive torque applied to the input shaft to the first output shaft and the second output shaft. In this respect, the electrical machine enables what is known as “torque vectoring”. At the same time, the transmission device is designed to be very compact.
  • the planetary gear is a single planetary gear
  • a planetary wheel is rotatably mounted on the planet carrier, which meshes with both the ring gear and the Son nenrad
  • the planetary gear is a double planetary gear
  • the Planetary gear carrier a first planetary gear and a second planetary gear meshing with the first planetary gear are rotatably mounted and the first planetary gear meshes with the ring gear and the second planetary gear with the sun gear.
  • the planetary gear is preferably a minus planetary gear, in the latter case it is preferably a plus planetary gear.
  • the invention relates to a gearbox device for a motor vehicle, which has an input shaft that can be operatively connected to a drive device of the motor vehicle and a first output shaft and a second output shaft and has a torque shifting gear designed as a planetary gear, via which the input shaft is connected to the first output shaft and the second output shaft is coupled.
  • the planetary gear is a Doppelplanetengetrie be, which has a planet carrier on which at least a first Pla designated gear and a second planet gear meshing with the first planet gear are rotatably mounted, the first planet gear with a ring gear and the second planet gear with meshes with a sun gear, the plane carrier with the input shaft and the first output shaft rotatably coupled and the ring gear is rotatably coupled to the second output shaft and / or via a reinforcing planetary gear, and the sun gear is connected to an electrical machine via a clutch assembly is.
  • the design of the planetary gear as a simple planetary gear has the advantage of a simpler structure.
  • the double planetary gear is a plus planetary gear, so that lower differential speeds occur between the shafts of the gear unit.
  • the input shaft is designed as a hollow shaft and the second output shaft extends through the input shaft at least in some areas.
  • the second output shaft is at least partially arranged in the input shaft and engages through it.
  • the second output shaft preferably extends completely through the input shaft, viewed in the axial direction with respect to an axis of rotation of the input shaft.
  • the input shaft and the second output shaft are arranged coaxially to one another.
  • the first output shaft is particularly preferably also arranged coaxially with the input shaft and the second output shaft.
  • the second output shaft is rotatably supported in and / or on the input shaft.
  • the storage of the second output shaft on the input shaft is realized, for example, using a bearing arranged in the input shaft, which engages in the radial direction outside on an inner circumference of the input shaft and in the radial direction inside on an outer circumference of the second output shaft.
  • the bearing is preferably designed out as a roller bearing. However, it can also be in the form of a plain bearing. The described design enables a compact and space-saving design of the transmission device.
  • the second sun gear is connected in terms of drive technology to the clutch arrangement via an intermediate shaft.
  • the intermediate shaft establishes the drive connection between the second sun gear and the clutch arrangement.
  • the second sun gear and the clutch arrangement are preferably rigidly and / or permanently coupled to one another via the septwel le.
  • the intermediate shaft extends out of the planet carrier in the axial direction. The use of the intermediate shaft enables the stepped planetary gear to be connected to the clutch arrangement in a simple manner.
  • a further development of the invention provides that the planet carrier on the one hand is non-rotatably connected to the input shaft and on the other hand to a further intermediate shaft arranged coaxially with the input shaft. Seen in the axial direction, the input shaft and the wide re intermediate shaft attack on opposite sides of the planet carrier.
  • the input shaft and the further intermediate shaft are arranged coaxially to one another, that is to say they have the same axis of rotation.
  • the further intermediate shaft is used, for example, to support the planetary carrier and / or the drive-related connection of the planetary carrier to the clutch arrangement.
  • the intermediate shaft and the further inter mediate shaft represent output shafts of the clutch assembly and can be coupled to the electric machine each Weil. As a result, a simple and flexible connection of the electrical machine to the torque displacement gear is realized.
  • the intermediate shaft and / or the further intermediate shaft are designed as a hollow shaft and the first output shaft extends through the intermediate shaft and / or the further intermediate shaft at least in regions.
  • Any of the above Shafts that is to say the intermediate shaft and the further intermediate shaft, can be designed as a hollow shaft.
  • the first output shaft extends through the respective ge shaft preferably completely in the axial direction.
  • the first output shaft is preferably mounted in and / or on the intermediate shaft or the further intermediate shaft.
  • a bearing for example a roller bearing or a plain bearing, is provided for mounting the first output shaft on the respective shaft.
  • Both the intermediate shaft and the further intermediate shaft are particularly preferably in the form of a hollow shaft.
  • the first output shaft is arranged in the intermediate shaft and the intermediate shaft in the further intermediate shaft.
  • the intermediate shaft extends completely through the further intermediate shaft in the axial direction.
  • the first output shaft preferably extends completely through the intermediate shaft in the axial direction.
  • the intermediate shaft, the further intermediate shaft and the first output shaft are arranged coaxially to one another. The described configuration of the intermediate shafts enables a simple and flexible connection of the electrical machine's rule to the torque displacement gear.
  • a preferred further embodiment of the invention provides that the clutch assembly has a connecting shaft that is rigidly coupled to the electrical machine, in particular via a gear stage.
  • the connecting shaft represents a drive shaft of the clutch arrangement.
  • the connecting shaft is rigidly coupled to the electrical machine and can (in each case) be coupled to the intermediate shaft and / or the further intermediate shaft.
  • the connecting shaft In the first shift setting of the Heidelbergkupplungsan order, for example, the connecting shaft is coupled to the intermediate shaft, in particular rigidly.
  • the connecting shaft is decoupled from both the intermediate shaft and the further intermediate shaft, so that the electrical machine is not drive-connected to the torque displacement gear.
  • the connecting shaft is coupled to the other intermediate shaft, preferably rigidly in turn.
  • the "torque vectoring" functionality can be implemented with the help of the electric machine, whereas in the third shift setting the electric machine is coupled directly to the input shaft and the first output shaft of the transmission device, preferably rigidly.
  • the connection of the connecting shaft to the electrical machine is preferably carried out via the gear stage, by means of which a gear ratio, in particular different from one, is implemented between the electrical machine and the connecting shaft.
  • the described configuration of the transmission device enables particularly flexible operation.
  • a further embodiment of the invention provides that the intermediate shaft can be coupled by means of a first clutch of the clutch arrangement and the further intermediate shaft can be coupled to the connecting shaft by means of a second clutch of the clutch arrangement.
  • the Heidelbergkupp treatment arrangement thus has the first clutch and the second clutch.
  • the first clutch is arranged between the connecting shaft and the intermediate shaft and the second clutch is arranged in terms of drive technology between the connecting shaft and the further intermediate shaft.
  • the intermediate shaft and the further intermediate shaft can thus be coupled to the connecting shaft independently of one another, namely with the aid of the respective switching clutch.
  • the first clutch and the second clutch are each designed as one of the following clutches: non-positive clutch, in particular multi-disc clutch, and positive clutch, for example claw clutch or tooth clutch.
  • non-positive clutch in particular multi-disc clutch
  • positive clutch for example claw clutch or tooth clutch.
  • the first clutch is designed as a form-fit coupling and the second clutch as a force-fit coupling or vice versa.
  • both switching clutches can be present as non-positive couplings or as positive couplings.
  • the design of the first clutch as a positive coupling and the second clutch as a non-positive clutch enables, on the one hand, an energy-efficient connection of the electrical machine to the input shaft and the second output shaft as well as flexible adjustment of the “torque vectoring” functionality.
  • the reinforcement planetary gear has a reinforcement gearbox sun gear, a reinforcement gearbox hollow wheel and a reinforcement gearbox planet carrier, wherein the reinforcement gearbox sun gear is rigidly coupled to the planet carrier and the reinforcement gearbox planet carrier is rigidly coupled to the second output shaft.
  • On the reinforcement gear planet carrier at least one amplification gear planetary gear is rotatably mounted.
  • the reinforcement gear plane gear meshes on the one hand with the reinforcement gear sun gear and on the other hand with the reinforcement gear ring gear.
  • the electrical machine viewed in longitudinal section with respect to an axis of rotation of the input shaft, is arranged in overlap with the input shaft.
  • the electrical machine is arranged next to the input shaft when viewed in longitudinal section.
  • the electrical machine is preferably axially parallel to the input shaft.
  • the electrical machine is preferably completely overlapped by the input shaft in the axial direction, so that the input shaft protrudes beyond the electrical machine on both sides.
  • the electrical machine, seen in longitudinal section is arranged between the planetary carrier of the torque displacement transmission and a gear stage via which the input shaft is drive-coupled to the drive device.
  • the clutch arrangement via which the electrical machine can be coupled to the torque displacement gear, can be net angeord net in longitudinal section or in the axial direction on the side of the torque displacement gear facing away from the electrical machine.
  • the clutch assembly is based on the electrical see machine facing side of the torque displacement gear arranged. Both arrangements have different advantages.
  • the described arrangement of the electric machine enables a particularly compact design of the transmission device.
  • FIG. 1 a schematic representation of a transmission device for a
  • Figure 2 is a schematic representation of the transmission device in the first embodiment, supplemented by a reinforcement tarpaulin gear,
  • Figure 3 is a schematic representation of the transmission device in a second embodiment
  • Figure 4 is a schematic representation of the transmission device in the second embodiment, again supplemented by the reinforcing planetary gear
  • Figure 5 is a schematic representation of the transmission device in a third embodiment
  • FIG. 6 shows a schematic representation of the transmission device in the third embodiment, supplemented by the reinforcement tarpaulin transmission
  • Figure 7 is a schematic representation of the transmission device in a fourth embodiment
  • Figure 8 is a schematic representation of the transmission device in the fourth embodiment, again supplemented by the reinforcing planetary gear.
  • FIG. 1 shows a schematic longitudinal sectional illustration of a transmission device 1 for a motor vehicle 2, which is only indicated here in an extremely schematic manner.
  • the transmission device 1 has an input shaft 3, a first output shaft 4 and a second output shaft 5.
  • the input shaft 3 is drive-connected to a drive device 6 of the motor vehicle 2, preferably via a gear change gear 7 and / or via a gear stage 8.
  • the Gear stage 8 is preferably switched off in such a way that a gear output shaft 9 of the gear change transmission 7 is offset, in particular offset in parallel, to the input shaft 3.
  • the first output shaft 4 and the second output shaft 5 of the gear unit 1 are in the exemplary embodiment shown here with different wheel axles 10 of the motor vehicle 2 in terms of drive technology, with only one of the wheel axles 10 being shown, namely, for example, a front wheel axle.
  • the first output shaft 4 is connected in terms of drive technology to the wheel axles 10, not shown, which is present, for example, as a flinter wheel axle.
  • the second output shaft 5, however, is connected in terms of drive technology to the wheel axles 10 shown, for example via at least one gear stage 1 1, in the exemplary embodiment presented here via several gear stages 1 1 and / or an axle differential gear 12.
  • the transmission device 1 has a torque displacement transmission 13 designed as a planetary transmission.
  • This has a planet carrier 14 on which at least one first planet gear 15 and at least one second planet gear 16 are rotatably mounted.
  • the planet gears 15 and 16 mesh with one another.
  • the torque displacement gear 13 is designed as a double planetary gear.
  • the first planet gear 15 also meshes with a flea wheel 17, the second planetary gear 16 with a sun gear 18 of the torque displacement gearbox 13.
  • the ring gear 17 is coupled to the second output shaft 5 in terms of drive technology.
  • the sun gear 18 is connected in terms of drive technology to an electrical machine 20 via a clutch arrangement 19.
  • the sun gear 18 is rigidly connected to the clutch arrangement 19 via an intermediate shaft 21 and the planet carrier 14 via a further intermediate shaft 22.
  • the clutch assembly 19 also has a connecting shaft 23 that is rigidly coupled to the electrical machine 20 in terms of drive technology, preferably via a gear stage 24.
  • the gear stage 24 is designed such that the electrical machine 20 is arranged next to the input shaft 3, in particular in parallel to this is available.
  • the electrical machine 20 overlaps the input shaft 3 when viewed in longitudinal section.
  • it is arranged between the planet carrier 14 and the gear stage 8, viewed in the axial direction with respect to an axis of rotation of the input shaft 3. In this way, a space-saving design of the transmission device 1 is achieved.
  • the intermediate shaft 21 is configured as a hollow shaft and receives the first output shaft 4.
  • the other inter mediate shaft 22 is designed as a hollow shaft. It in turn takes the intermediate shaft 21 in itself.
  • the clutch assembly 19 has a first clutch 25 and a second clutch 26.
  • the first clutch 25 is in the form of a non-positive clutch and the second clutch 26 in the form of a positive clutch.
  • the connecting shaft 23 with the inter mediate shaft 21 and with the aid of the clutch 26 with the further inter mediate shaft 22 can be coupled.
  • the electrical machine 20 can be coupled in terms of drive technology both to the planetary carrier 14 and to the input shaft 3 and to the first output shaft 4 as well as to the planetary gear 15. It can thus support the drive torque provided by the drive device 6 with the aid of the electrical machine 20 or the drive torque can be distributed to the output shafts 4 and 5 in an adjustable manner, so that a “torque vectoring” functionality is implemented.
  • FIG. 2 shows the first embodiment of the transmission device 1 in schematic form, supplemented by a reinforcement planetary gear 27.
  • This has a reinforcement gear sun gear 28, a reinforcement gear ring gear 29 and a reinforcement planetary carrier 30.
  • At least one reinforcement gearbox planetary gear 31 is rotatably mounted on the reinforcement planet carrier 30, which meshes with both the reinforcement gearbox sun gear 28 and with the reinforcement gearbox ring gear 29.
  • the reinforcement gearbox sun gear 28 is rigidly coupled to the flea wheel 17, the reinforcement gear ring gear 29 rigidly to the planetary carrier 14 and the reinforcement gear planet carrier 30 rigidly coupled to the second output shaft 5 in terms of drive technology.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the transmission device 1 in a second embodiment. This corresponds largely to the first embodiment, so that reference is made to the corresponding statements and only the differences are discussed below. These lie in the fact that the clutch assembly 19 is no longer arranged on the side of the torque displacement gear 13 facing away from the electrical machine 20, but rather on the side facing the electrical machine 20. In addition, the intermediate shaft 21 no longer takes the first output shaft 4, but the input shaft 3 and accordingly the second output shaft 5. This also applies to the connecting shaft 23. The further intermediate shaft 22 is formed by the input shaft 3.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of the transmission device 1 in the second embodiment, again supplemented by the reinforcement gear 27.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of the transmission device 1 in a third embodiment. This in turn is similar to the first embodiment, so that reference is made to the corresponding explanations and only the differences are discussed below.
  • the torque displacement gear 13 is not designed as a double planetary gear, but as a single planetary gear. Accordingly, only the planet gear 15 is present, the second planet gear 16 is omitted.
  • the planetary gear 15 meshes with both the ring gear 17 and the sun gear 18.
  • the torque shifting gear 13 is designed as a minus planetary gear.
  • FIG. 6 shows a schematic representation of the third embodiment of the transmission device 1, supplemented by the reinforcing planetary gear 27. Again, reference is made to the above statements.
  • FIG. 7 shows a fourth embodiment of the transmission device 1 in a schematic longitudinal section.
  • the transmission device 1 has features of both the second embodiment and the third embodiment.
  • the fourth embodiment largely corresponds to the second embodiment, with the torque shifting gear 13, however, being designed as a simple planetary gear analogous to the third embodiment. Reference is made to the relevant explanations.
  • FIG. 8 shows the transmission device 1 in the fourth embodiment, again supplemented by the reinforcing planetary transmission 27. Reference is made to the above explanations.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug (2), die eine mit einer Antriebseinrichtung (6) des Kraftfahrzeugs (2) wirkverbindbare Eingangswelle (3) sowie eine erste Ausgangswelle (4) und eine zweite Ausgangswelle (5) aufweist und über ein als Planetengetriebe ausgestaltetes Drehmomentverlagerungsgetriebe (13) verfügt, über das die Eingangswelle (3) mit der ersten Ausgangswelle (4) und der zweiten Ausgangswelle (5) gekoppelt ist. Dabei ist vorgesehen, dass ein Planetenträger (14) des Planetengetriebes mit der Eingangswelle (3) und der ersten Ausgangswelle (4) drehfest gekoppelt und ein Hohlrad (17) des Planetengetriebes mit der zweiten Ausgangswelle (5) drehfest und/oder über ein Verstärkungsplanetengetriebe (27) gekoppelt ist, wobei ein Sonnenrad (18) des Planetengetriebes über eine Schaltkupplungsanordnung (19) antriebstechnisch an eine elektrische Maschine (20) angeschlossen ist.

Description

Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug
BESCHREIBUNG: Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, die eine mit einer Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs wirkverbindbare Eingangs welle sowie eine erste Ausgangswelle und eine zweite Ausgangswelle auf weist und über ein als Planetengetriebe ausgestaltetes Drehmomentverlage rungsgetriebe verfügt, über das die Eingangswelle mit der ersten Ausgangs- welle und der zweiten Ausgangswelle gekoppelt ist.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 10 2006 006 327 B4 bekannt. Diese beschreibt ein Verfahren zur Steue rung eines Hybridantriebes, der einen Elektromotor und eine Verbrennungs- kraftmaschine aufweist, welche über ein Planetengetriebe miteinander in Verbindung stehen, welches mit einer Getriebeeingangswelle verbunden ist, wobei in einem Sonderbetrieb eine Drehzahl des Elektromotors in Richtung Null eingestellt wird, vorzugsweise auf zumindest annähernd Null eingestellt wird und eine von Null verschiedene Drehzahl der Getriebeeingangswelle, welche gegenüber einer Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine reduziert ist, anhand der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine eingestellt wird, wobei gegenüber einem Normalbetrieb eine Geschwindigkeit verringert und ein Drehmoment erhöht wird. Dabei ist vorgesehen, dass eine Ladezustand süberwachung eines mit dem Elektromotor verbindbaren Akkumulators vor- genommen wird, anhand derer eine Restdrehzahl des Elektromotors wäh rend des Sonderbetriebs vorgegeben wird, und dass zur Beendigung des Sonderbetriebes die Drehzahl des Elektromotors derart angehoben und die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine derart abgesenkt wird, dass beide Drehzahlen zumindest annähernd übereinstimmen. Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, welche gegenüber bekannten Getriebeeinrichtungen Vorteile aufweist, insbesondere trotz äußerst kompakter Bauform eine„Torque Vec- toring“-Funktionalität zwischen den beiden Ausgangswellen realisiert.
Dies wird erfindungsgemäß mit einer Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahr zeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass ein Planetenträger des Planetengetriebes mit der Eingangswelle und der ersten Ausgangswelle drehfest gekoppelt und ein Hohlrad des Planeten getriebes mit der zweiten Ausgangswelle drehfest und/oder über ein Verstär kungsplanetengetriebe gekoppelt ist, wobei ein Sonnenrad des Planetenge triebes über eine Schaltkupplungsanordnung antriebstechnisch an eine elekt rische Maschine angeschlossen ist.
Die Getriebeeinrichtung dient dem Übertragen eines Drehmoments bezie hungsweise Antriebsdrehmoments zwischen der Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs einerseits sowie wenigstens einer Radachse des Kraftfahr zeugs andererseits. Über die Getriebeeinrichtung ist insoweit die wenigstens eine Radachse mit der Antriebseinrichtung wirkverbunden beziehungsweise wirkverbindbar. Die wenigstens eine Radachse liegt entsprechend als ange triebene Radachse vor. Sie kann insbesondere als Vorderradachse oder als Hinterradachse des Kraftfahrzeugs ausgestaltet sein.
Beispielsweise ist über die Getriebeeinrichtung lediglich eine einzige Rad achse des Kraftfahrzeugs antreibbar. In diesem Fall dient die Getriebeein richtung insbesondere dem Aufteilen des von der Antriebseinrichtung bereit gestellten Antriebsdrehmoments auf unterschiedliche Teilachsen dieser Radachse, wobei über jede der Teilachsen wenigstens ein Rad des Kraft fahrzeugs antriebstechnisch mit der Getriebeeinrichtung und entsprechend der Antriebseinrichtung gekoppelt oder zumindest koppelbar ist. Die Getrie beeinrichtung dient insoweit als Achsdifferentialgetriebe. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass über die Getriebeeinrichtung mehrere Radachsen antriebstechnisch an die Antriebseinrichtung angeschlossen sind. In diesem Fall dient die Getriebeeinrichtung als Mittendifferentialgetriebe der Aufteilung des Antriebsdrehmoments auf die unterschiedlichen Radachsen. Die Rad achsen liegen beispielsweise als Vorderradachse sowie als Hinterradachse vor.
Die Getriebeeinrichtung weist die Eingangswelle sowie die erste Ausgangs welle und die zweite Ausgangswelle auf. Die Eingangswelle der Getriebeein richtung ist an die Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs antriebstechnisch angeschlossen, vorzugsweis über ein Schaltgetriebe und/oder eine Kupp lung, insbesondere eine Anfahrkupplung. Mittels des Schaltgetriebes kann eine aus mehreren Übersetzungen ausgewählte Übersetzung zwischen der Antriebseinrichtung und der Eingangswelle der Getriebeeinrichtung einge stellt werden. Die Kupplung ist bevorzugt als Schaltkupplung und besonders bevorzugt als Anfahrkupplung ausgestaltet. Mithilfe der Kupplung kann inso weit die Wirkverbindung zwischen der Antriebseinrichtung und der Ein gangswelle der Getriebeeinrichtung wahlweise hergestellt oder unterbrochen werden.
Es kann vorgesehen sein, dass die erste Ausgangswelle mit einer ersten Teilwelle der Radachse, insbesondere über ein erstes Getriebe, und die zweite Ausgangswelle mit einer zweiten Teilwelle der Radachse, insbeson dere über ein zweites Getriebe wirkverbindbar oder wirkverbunden ist. Be sonders bevorzugt ist die erste Ausgangswelle permanent und/oder starr mit der ersten Teilwelle und die zweite Ausgangswelle permanent und/oder starr mit der zweiten Teilwelle gekoppelt. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die erste Ausgangswelle mit einer ersten Radachse, insbesondere über das erste Getriebe, und die zweite Ausgangswelle mit der zweiten Radachse, insbesondere über das zweite Getriebe, wirkverbindbar oder wirkverbunden ist. Wiederum ist bevorzugt die erste Ausgangswelle permanent und/oder starr mit der ersten Radachse und die zweite Ausgangswelle permanent und/oder starr mit der zweiten Radachse gekoppelt.
Das erste Getriebe und das zweite Getriebe können jeweils als Tellerradge triebe ausgestaltet sein, sodass die Drehachsen der beiden Teilwellen be- ziehungsweise der beiden Radachsen jeweils gegenüber den Drehachsen der Ausgangswellen angewinkelt sind, also einen Winkel mit ihnen einschlie ßen, der größer als 0° und kleiner als 180° ist.
Die Antriebseinrichtung verfügt über zumindest ein Antriebsaggregat, wel ches beispielsweise als Brennkraftmaschine oder als elektrische Maschine ausgestaltet ist. Selbstverständlich kann die Antriebseinrichtung auch als Hybridantriebseinrichtung vorliegen und insoweit mehrere Antriebsaggregate aufweisen, welche bevorzugt unterschiedlichen Typs sind. In diesem Fall liegt eines der Antriebsaggregate beispielsweise als Brennkraftmaschine und ein anderes der Antriebsaggregate als elektrische Maschine vor. Verfügt die Antriebseinrichtung über mehrere Antriebsaggregate, so ist sie bevorzugt derart ausgestaltet, dass die Antriebsaggregate zumindest zeitweise das auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichtete Antriebsdrehmoment gemein sam bereitstellen.
Die Eingangswelle der Getriebeeinrichtung ist über das Drehmomentverlage rungsgetriebe, welches als Planetengetriebe vorliegt, sowohl mit der ersten Ausgangswelle als auch mit der zweiten Ausgangswelle antriebstechnisch gekoppelt, insbesondere permanent. Die Kopplung der Wellen über das Drehmomentverlagerungsgetriebe ist insbesondere drehmomentaufteilend, sodass das an der Eingangswelle bereitgestellte Antriebsdrehmoment auf die erste Ausgangswelle und die zweite Ausgangswelle aufgeteilt wird. Das Drehmomentverlagerungsgetriebe ist ein Differentialgetriebe, welches meh rere miteinander kämmende Stirnräder aufweist. Ganz allgemein arbeitet das Drehmomentverlagerungsgetriebe als Ausgleichsgetriebe.
Das Drehmomentverlagerungsgetriebe weist den Planetenträger, das Hohl rad und das Sonnenrad auf. An dem Planetenträger ist wenigstens ein Pla netenrad des Planetengetriebes drehbar gelagert; über das wenigstens eine Planetenrad sind das Hohlrad und das Sonnenrad antriebstechnisch mitei nander verbunden. Es kann also vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Planetenrad sowohl mit dem Hohlrad als auch mit dem Sonnenrad des Pla netengetriebes kämmt. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass anstelle des Planeten- rads wenigstens ein erstes Planetenrad und wenigstens ein zweites Plane tenrad vorliegen, welche miteinander kämmen. Das wenigstens eine erste Planetenrad kämmt insoweit mit dem Hohlrad und dem wenigstens einen zweiten Planetenrad, das wenigstens eine zweite Planetenrad mit dem Son nenrad und dem wenigstens einen ersten Planetenrad. Besonders bevorzugt weist das Drehmomentverlagerungsgetriebe ebenso viele erste Planetenrä der wie zweite Planetenräder und umgekehrt auf.
Mit anderen Worten kann das Planetengetriebe als Einfachplanetengetriebe oder als Doppelplanetengetriebe ausgestaltet sein. Falls im Rahmen dieser Beschreibung von dem Planetenrad, dem ersten Planetenrad beziehungs weise dem zweiten Planetenrad die Rede ist, so sind die Ausführungen stets auf das wenigstens eine Planetenrad, das wenigstens eine erste Planetenrad beziehungsweise das wenigstens eine zweite Planetenrad bezogen, sofern nicht auf das Gegenteil hingewiesen wird.
Der Planetenträger ist mit der Eingangswelle sowie mit der ersten Aus gangswelle drehfest gekoppelt. Das bedeutet, dass im Rahmen der Getrie beeinrichtung die Eingangswelle starr und permanent mit der ersten Aus gangswelle gekoppelt ist, nämlich über den Planetenträger des Drehmo mentverlagerungsgetriebes. Die zweite Ausgangswelle ist hingegen lediglich über das Hohlrad an den Planetenträger angebunden. Hierzu ist das Hohlrad mit der zweiten Ausgangswelle permanent gekoppelt, nämlich drehfest und/oder über das Verstärkungsplanetengetriebe. Im Falle der drehfesten Kopplung kann selbstverständlich zwischen dem Hohlrad und der zweiten Ausgangswelle wenigstens eine Getriebestufe vorliegen, sofern diese die drehfeste beziehungsweise starre Anbindung des Hohlrads an die zweite Ausgangswelle gewährleistet.
Das Sonnenrad des Planetengetriebes ist über die Schaltkupplungsanord nung antriebstechnisch an die elektrische Maschine angeschlossen. Hier durch wird eine besonders günstige Integration der elektrischen Maschine in die Getriebeeinrichtung erzielt. Mittels der Schaltkupplungsanordnung ist die elektrische Maschine wahlweise mit dem Sonnenrad koppelbar. Bei einer ersten Schalteinstellung der Schaltkupplungsanordnung ist insoweit die elektrische Maschine mit dem Sonnenrad gekoppelt, vorzugsweise starr be ziehungsweise drehtest. Bei einer zweiten Schalteinstellung der Schaltkupp lungsanordnung ist hingegen die elektrische Maschine von dem Sonnenrad entkoppelt. Ist die elektrische Maschine mit dem Sonnenrad antriebstech nisch gekoppelt, so kann mithilfe der elektrischen Maschine eine Drehmo mentaufteilung des an der Eingangswelle anliegenden Antriebsdrehmoments auf die erste Ausgangswelle und die zweite Ausgangswelle vorgenommen werden. Die elektrische Maschine ermöglicht insoweit ein sogenanntes„Tor- que-Vectoring“. Gleichzeitig ist die Getriebeeinrichtung sehr kompakt ausge staltet.
Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass das Planetengetriebe ein Einfachplanetengetriebe ist, wobei an dem Planetenträger ein Planeten rad drehbar gelagert ist, das sowohl mit dem Hohlrad als auch mit dem Son nenrad kämmt, oder dass das Planetengetriebe ein Doppelplanetengetriebe ist, wobei an dem Planetenradträger ein erstes Planetenrad und ein mit dem ersten Planetenrad kämmendes zweites Planetenrad drehbar gelagert sind und das erste Planetenrad mit dem Hohlrad und das zweite Planetenrad mit dem Sonnenrad kämmt. Auf die Ausgestaltung des Planetengetriebes, ent weder als Einfachplanetengetriebe oder als Doppelplanetengetriebe wurde bereits hingewiesen. In ersterem Fall ist das Planetengetriebe bevorzugt ein Minusplanetengetriebe, in letzterem Fall bevorzugt ein Plusplanetengetriebe.
In einer speziellen Ausgestaltung betrifft die Erfindung also eine Getriebeein richtung für ein Kraftfahrzeug, die eine mit einer Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs wirkverbindbare Eingangswelle sowie eine erste Ausgangs welle und eine zweite Ausgangswelle aufweist und über ein als Planetenge triebe ausgestaltetes Drehmomentverlagerungsgetriebe verfügt, über das die Eingangswelle mit der ersten Ausgangswelle und der zweiten Ausgangswelle gekoppelt ist. Dabei ist vorgesehen, dass das Planetengetriebe ein Doppelplanetengetrie be ist, das einen Planetenträger aufweist, an dem wenigstens ein erstes Pla netenrad sowie ein mit dem ersten Planetenrad kämmendes zweites Plane tenrad drehbar gelagert sind, wobei das erste Planetenrad mit einem Hohlrad und das zweite Planetenrad mit einem Sonnenrad kämmt, wobei der Plane tenträger mit der Eingangswelle und der ersten Ausgangswelle drehtest ge koppelt und das Hohlrad mit der zweiten Ausgangswelle drehfest und/oder über ein Verstärkungsplanetengetriebe gekoppelt ist, und wobei das Sonnen rad über eine Schaltkupplungsanordnung antriebstechnisch an eine elektri sche Maschine angeschlossen ist.
Die Ausgestaltung des Planetengetriebes als Einfachplanetengetriebe hat den Vorteil eines einfacheren Aufbaus. Das Doppelplanetengetriebe hinge gen ist ein Plusplanetengetriebe, sodass zwischen den Wellen der Getriebe einrichtung geringere Differenzdrehzahlen auftreten.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Eingangs welle als Hohlwelle ausgestaltet ist und die zweite Ausgangswelle die Ein gangswelle zumindest bereichsweise durchgreift. Die zweite Ausgangswelle ist also wenigstens teilweise in der Eingangswelle angeordnet und durch greift diese. Vorzugsweise erstreckt sich die zweite Ausgangswelle in axialer Richtung bezüglich einer Drehachse der Eingangswelle gesehen vollständig durch die Eingangswelle hindurch. Die Eingangswelle und die zweite Aus gangswelle sind koaxial zueinander angeordnet. Besonders bevorzugt ist auch die erste Ausgangswelle koaxial zu der Eingangswelle und der zweiten Ausgangswelle angeordnet.
Die zweite Ausgangswelle ist in und/oder an der Eingangswelle drehbar ge lagert. Die Lagerung der zweiten Ausgangswelle an der Eingangswelle wird beispielsweise mithilfe eines in der Eingangswelle angeordneten Lagers rea lisiert, welches in radialer Richtung außen an einem Innenumfang der Ein gangswelle und in radialer Richtung innen an einem Außenumfang der zwei ten Ausgangswelle angreift. Das Lager ist bevorzugt als Wälzlager ausge staltet. Es kann jedoch auch als Gleitlager vorliegen. Die beschriebene Aus- gestaltung ermöglicht eine kompakte und platzsparende Ausgestaltung der Getriebeeinrichtung.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das zweite Sonnenrad über eine Zwischenwelle an die Schaltkupp lungsanordnung antriebstechnisch angeschlossen ist. Die Zwischenwelle stellt insoweit die antriebstechnische Verbindung zwischen dem zweiten Sonnenrad und der Schaltkupplungsanordnung her. Vorzugsweise sind das zweite Sonnenrad und die Schaltkupplungsanordnung über die Zwischenwel le starr und/oder permanent miteinander gekoppelt. Beispielsweise erstreckt sich die Zwischenwelle in axialer Richtung aus dem Planetenträger heraus. Die Verwendung der Zwischenwelle ermöglicht auf einfache Art und Weise die Anbindung des Stufenplanetengetriebes an die Schaltkupplungsanord nung.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Planetenträger einer seits drehfest mit der Eingangswelle und andererseits mit einer koaxial zu der Eingangswelle angeordneten weiteren Zwischenwelle drehfest verbun den ist. In axialer Richtung gesehen greifen die Eingangswelle und die weite re Zwischenwelle auf gegenüberliegenden Seiten an dem Planetenträger an. Die Eingangswelle und die weitere Zwischenwelle sind koaxial zueinander angeordnet, weisen also dieselbe Drehachse auf. Die weitere Zwischenwelle dient beispielsweise der Lagerung des Planetenträgers und/oder der an triebstechnischen Anbindung des Planetenträgers an die Schaltkupplungs anordnung. In diesem Fall stellen die Zwischenwelle und die weitere Zwi schenwelle Abtriebswellen der Schaltkupplungsanordnung dar und sind je weils mit der elektrischen Maschine koppelbar. Hierdurch ist eine einfache und flexible Anbindung der elektrischen Maschine an das Drehmomentverla gerungsgetriebe realisiert.
Eine weitere bevorzugt Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Zwischenwelle und/oder die weitere Zwischenwelle als Hohlwelle ausgebildet sind und die erste Ausgangswelle die Zwischenwelle und/oder die weitere Zwischenwelle zumindest bereichsweise durchgreift. Jede der genannten Wellen, also die Zwischenwelle und die weitere Zwischenwelle, kann als Hohlwelle ausgestaltet sein. Die erste Ausgangswelle durchgreift die jeweili ge Welle vorzugsweise in axialer Richtung vollständig. Die erste Ausgangs welle ist bevorzugt in und/oder an der Zwischenwelle beziehungsweise der weiteren Zwischenwelle gelagert. Zur Lagerung der ersten Ausgangswelle an der jeweiligen Welle ist ein Lager, beispielsweise ein Wälzlager oder ein Gleitlager, vorgesehen.
Besonders bevorzugt liegen sowohl die Zwischenwelle als auch die weitere Zwischenwelle als Hohlwelle vor. Hierbei ist die erste Ausgangswelle in der Zwischenwelle und die Zwischenwelle in der weiteren Zwischenwelle ange ordnet. Insbesondere durchgreift die Zwischenwelle die weitere Zwischen welle in axialer Richtung vollständig. Ebenso durchgreift vorzugsweise die erste Ausgangswelle die Zwischenwelle in axialer Richtung vollständig. Die Zwischenwelle, die weitere Zwischenwelle und die erste Ausgangswelle sind hierbei koaxial zueinander angeordnet. Die beschriebene Ausgestaltung der Zwischenwellen ermöglicht eine einfache und flexible Anbindung der elektri schen Maschine an das Drehmomentverlagerungsgetriebe.
Eine bevorzugte weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Schaltkupplungsanordnung eine Verbindungswelle aufweist, die starr mit der elektrischen Maschine gekoppelt sind, insbesondere über eine Getriebestufe. Die Verbindungswelle stellt insoweit eine Antriebswelle der Schaltkupplungs anordnung dar. Die Verbindungswelle ist starr mit der elektrischen Maschine gekoppelt und mit der Zwischenwelle und/oder der weiteren Zwischenwelle (jeweils) koppelbar. Bei der ersten Schalteinstellung der Schaltkupplungsan ordnung ist insoweit beispielsweise die Verbindungswelle mit der Zwischen welle gekoppelt, insbesondere starr. Bei der zweiten Schalteinstellung der Schaltkupplungsanordnung, welche optional ist, ist hingegen die Verbin dungswelle sowohl von der Zwischenwelle als auch von der weiteren Zwi schenwelle entkoppelt, sodass die elektrische Maschine nicht mit dem Drehmomentverlagerungsgetriebe antriebstechnisch verbunden ist. In einer dritten Schalteinstellung der Schaltkupplungsanordnung ist die Ver bindungswelle mit der weiteren Zwischenwelle gekoppelt, vorzugsweise wie derum starr. In der ersten Schalteinstellung kann mithilfe der elektrischen Maschine insoweit die„Torque-Vectoring“-Funktionalität realisiert sein, wo hingegen in der dritten Schalteinstellung die elektrische Maschine unmittel bar mit der Eingangswelle und der ersten Ausgangswelle der Getriebeein richtung gekoppelt ist, vorzugsweise starr. Die Anbindung der Verbindungs welle an die elektrische Maschine erfolgt bevorzugt über die Getriebestufe, mittels welcher eine insbesondere von eins verschiedene Übersetzung zwi schen der elektrischen Maschine und der Verbindungswelle realisiert ist. Die beschriebene Ausgestaltung der Getriebeeinrichtung ermöglicht einen be sonders flexiblen Betrieb.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass mittels einer ers ten Schaltkupplung der Schaltkupplungsanordnung die Zwischenwelle und mittels einer zweiten Schaltkupplung der Schaltkupplungsanordnung die wei tere Zwischenwelle mit der Verbindungswelle koppelbar ist. Die Schaltkupp lungsanordnung verfügt also über die erste Schaltkupplung und die zweite Schaltkupplung. Die erste Schaltkupplung ist antriebstechnisch zwischen der Verbindungswelle und der Zwischenwelle und die zweite Schaltkupplung an triebstechnisch zwischen der Verbindungswelle und der weiteren Zwischen welle angeordnet. Die Zwischenwelle und die weitere Zwischenwelle sind somit unabhängig voneinander mit der Verbindungswelle koppelbar, nämlich mithilfe der jeweiligen Schaltkupplung.
Die erste Schaltkupplung und die zweite Schaltkupplung sind jeweils als eine der folgenden Kupplungen ausgestaltet: kraftschlüssige Kupplung, insbeson dere Lamellenkupplung, und formschlüssige Kupplung, beispielsweise Klau enkupplung oder Zahnkupplung. Beispielsweise ist die erste Schaltkupplung als formschlüssige Kupplung und die zweite Kupplung als kraftschlüssige Kupplung oder umgekehrt ausgestaltet. Ebenso können beide Schaltkupp lungen als kraftschlüssige Kupplungen oder als formschlüssige Kupplungen vorliegen. Die Ausgestaltung der ersten Schaltkupplung als formschlüssige Kupplung und der zweiten Schaltkupplung als kraftschlüssige Kupplung er- möglicht zum einen eine energieeffiziente Anbindung der elektrischen Ma schine an die Eingangswelle und die zweite Ausgangswelle sowie eine fle xible Einsteilbarkeit der„Torque-Vectoring“-Funktionalität.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Verstärkungsplaneten getriebe ein Verstärkungsgetriebesonnenrad, ein Verstärkungsgetriebehohl rad und einen Verstärkungsgetriebeplanetenträger aufweist, wobei das Ver stärkungsgetriebesonnenrad starr mit dem Planetenträger und der Verstär kungsgetriebeplanetenträger starr mit der zweiten Ausgangswelle gekoppelt ist. An dem Verstärkungsgetriebeplanetenträger ist wenigstens ein Verstär kungsgetriebeplanetenrad drehbar gelagert. Das Verstärkungsgetriebeplane tenrad kämmt einerseits mit dem Verstärkungsgetriebesonnenrad und ande rerseits mit dem Verstärkungsgetriebehohlrad. Die beschriebene Ausgestal tung des Verstärkungsplanetengetriebes ermöglicht eine besonders hohe Effizienz der Getriebeeinrichtung.
Schließlich kann im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass die elektrische Maschine im Längsschnitt bezüglich einer Drehachse der Eingangswelle gesehen in Überdeckung mit der Ein gangswelle angeordnet ist. In anderen Worten ist die elektrische Maschine im Längsschnitt gesehen neben der Eingangswelle angeordnet. Vorzugswei se liegt die elektrische Maschine achsparallel zu der Eingangswelle vor. Be vorzugt wird die elektrische Maschine in axialer Richtung vollständig von der Eingangswelle Übergriffen, sodass also die Eingangswelle beidseitig über die elektrische Maschine hinausragt. Insbesondere ist die elektrische Maschine im Längsschnitt gesehen zwischen dem Planetenträger des Drehmomentver lagerungsgetriebes und einer Getriebestufe angeordnet, über welche die Eingangswelle mit der Antriebseinrichtung antriebstechnisch gekoppelt ist.
Die Schaltkupplungsanordnung, über welche die elektrische Maschine mit dem Drehmomentverlagerungsgetriebe koppelbar ist, kann im Längsschnitt beziehungsweise in axialer Richtung gesehen auf der der elektrischen Ma schine abgewandten Seite des Drehmomentverlagerungsgetriebes angeord net sein. Alternativ ist die Schaltkupplungsanordnung auf der der elektri- sehen Maschine zugewandten Seite des Drehmomentverlagerungsgetriebes angeordnet. Beide Anordnungen haben unterschiedliche Vorteile. Die be schriebene Anordnung der elektrischen Maschine ermöglicht eine besonders kompakte Ausgestaltung der Getriebeeinrichtung.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Er findung erfolgt. Dabei zeigt: Figur 1 eine schematische Darstellung einer Getriebeeinrichtung für ein
Kraftfahrzeug in einer ersten Ausführungsform,
Figur 2 eine schematische Darstellung der Getriebeeinrichtung in der ersten Ausführungsform, ergänzt um ein Verstärkungsplane tengetriebe,
Figur 3 eine schematische Darstellung der Getriebeeinrichtung in einer zweiten Ausführungsform, Figur 4 eine schematische Darstellung der Getriebeeinrichtung in der zweiten Ausführungsform, wiederum ergänzt um das Verstär kungsplanetengetriebe,
Figur 5 eine schematische Darstellung der Getriebeeinrichtung in einer dritten Ausführungsform,
Figur 6 eine schematische Darstellung der Getriebeeinrichtung in der dritten Ausführungsform, ergänzt um das Verstärkungsplane tengetriebe,
Figur 7 eine schematische Darstellung der Getriebeeinrichtung in einer vierten Ausführungsform, sowie Figur 8 eine schematische Darstellung der Getriebeeinrichtung in der vierten Ausführungsform, wiederum ergänzt um das Verstär kungsplanetengetriebe.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung einer Getriebe einrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug 2, welches hier lediglich äußerst schema tisch angedeutet ist. Die Getriebeeinrichtung 1 verfügt über eine Eingangs welle 3, eine erste Ausgangswelle 4 sowie über eine zweite Ausgangswelle 5. Die Eingangswelle 3 ist an eine Antriebseinrichtung 6 des Kraftfahrzeugs 2 antriebstechnisch angeschlossen, vorzugsweise über ein Gangwechselge triebe 7 und/oder über eine Getriebestufe 8. Die Getriebestufe 8 ist vorzugs weise derart ausgeschaltet, dass eine Getriebeausgangswelle 9 des Gang wechselgetriebes 7 versetzt, insbesondere parallel versetzt, zu der Ein gangswelle 3 angeordnet ist.
Die erste Ausgangswelle 4 und die zweite Ausgangswelle 5 der Getriebeein richtung 1 sind in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel mit unter schiedlichen Radachsen 10 des Kraftfahrzeugs 2 antriebstechnisch gekop pelt, wobei lediglich eine der Radachsen 10 dargestellt ist, nämlich bei spielsweise eine Vorderradachse. Die erste Ausgangswelle 4 ist an die nicht dargestellte der Radachsen 10 antriebstechnisch angeschlossen, welche beispielsweise als Flinterradachse vorliegt. Die zweite Ausgangswelle 5 ist hingegen mit der dargestellten der Radachsen 10 antriebstechnisch verbun den, beispielsweise über wenigstens eine Getriebestufe 1 1 , in dem hier dar gestellten Ausführungsbeispiel über mehrere Getriebestufen 1 1 und/oder ein Achsdifferentialgetriebe 12.
Die Getriebeeinrichtung 1 verfügt über ein als Planetengetriebe ausgestalte tes Drehmomentverlagerungsgetriebe 13. Dieses weist einen Planetenträger 14 auf, an dem wenigstens ein erstes Planetenrad 15 sowie wenigstens ein zweites Planetenrad 16 drehbar gelagert sind. Die Planetenräder 15 und 16 kämmen miteinander. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Drehmomentverlagerungsgetriebe 13 insoweit als Doppelplanetengetriebe ausgestaltet. Das erste Planetenrad 15 kämmt zudem mit einem Flohlrad 17, das zweite Planetenrad 16 mit einem Sonnenrad 18 des Drehmomentverla gerungsgetriebes 13. Das Hohlrad 17 ist in dem hier dargestellten Ausfüh rungsbeispiel drehtest mit der zweiten Ausgangswelle 5 antriebstechnisch gekoppelt. Das Sonnenrad 18 ist hingegen über eine Schaltkupplungsanord nung 19 antriebstechnisch an eine elektrische Maschine 20 angeschlossen.
Es ist erkennbar, dass das Sonnenrad 18 über eine Zwischenwelle 21 und der Planetenträger 14 über eine weitere Zwischenwelle 22 starr an die Schaltkupplungsanordnung 19 angeschlossen sind. Die Schaltkupplungsan ordnung 19 verfügt zudem über eine Verbindungswelle 23, die starr mit der elektrischen Maschine 20 antriebstechnisch gekoppelt ist, vorzugsweise über eine Getriebestufe 24. Die Getriebestufe 24 ist hierbei derart ausgestaltet, dass die elektrische Maschine 20 neben der Eingangswelle 3 angeordnet ist, insbesondere parallel zu dieser vorliegt. In dem hier dargestellten Ausfüh rungsbeispiel liegt die elektrische Maschine 20 im Längsschnitt gesehen in Überdeckung mit der Eingangswelle 3 vor. Insbesondere ist sie in axialer Richtung bezüglich einer Drehachse der Eingangswelle 3 gesehen zwischen dem Planetenträger 14 und der Getriebestufe 8 angeordnet. Hierdurch wird eine platzsparende Ausgestaltung der Getriebeeinrichtung 1 erzielt.
Es ist weiter erkennbar, dass die Zwischenwelle 21 als Hohlwelle ausgestal tet ist und die erste Ausgangswelle 4 in sich aufnimmt. Auch die weitere Zwi schenwelle 22 ist als Hohlwelle ausgestaltet. Sie nimmt wiederum die Zwi schenwelle 21 in sich auf. Die Schaltkupplungsanordnung 19 verfügt über eine erste Schaltkupplung 25 und eine zweite Schaltkupplung 26. Die erste Schaltkupplung 25 liegt in Form einer kraftschlüssigen Kupplung und die zweite Schaltkupplung 26 in Form einer formschlüssigen Kupplung vor. Mit hilfe der ersten Schaltkupplung 25 ist die Verbindungswelle 23 mit der Zwi schenwelle 21 und mithilfe der Schaltkupplung 26 mit der weiteren Zwi schenwelle 22 koppelbar. Entsprechend kann die elektrische Maschine 20 sowohl mit dem Planetenträger 14 und mit in der Eingangswelle 3 sowie der ersten Ausgangswelle 4 als auch mit dem Planetenrad 15 antriebstechnisch gekoppelt werden. Es kann somit mithilfe der elektrischen Maschine 20 das von der Antriebseinrichtung 6 bereitgestellte Antriebsdrehmoment unterstützt oder das Antriebsdrehmoment auf die Ausgangswellen 4 und 5 einstellbar verteilt werden, sodass eine„Torque-Vectoring“-Funktionalität realisiert ist.
Die Figur 2 zeigt die erste Ausführungsform der Getriebeeinrichtung 1 in schematischer Form, ergänzt um ein Verstärkungsplanetengetriebe 27. Die ses weist ein Verstärkungsgetriebesonnenrad 28, ein Verstärkungsgetriebe hohlrad 29 und einen Verstärkungsplanetenträger 30 auf. An dem Verstär kungsplanetenträger 30 ist wenigstens ein Verstärkungsgetriebeplanetenrad 31 drehbar gelagert, das sowohl mit dem Verstärkungsgetriebesonnenrad 28 als auch mit dem Verstärkungsgetriebehohlrad 29 kämmt. Das Verstär kungsgetriebesonnenrad 28 ist starr mit dem Flohlrad 17, das Verstärkungs getriebehohlrad 29 starr mit dem Planetenträger 14 und der Verstärkungsge triebeplanetenträger 30 starr mit der zweiten Ausgangswelle 5 antriebstech nisch gekoppelt.
Die Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung der Getriebeeinrichtung 1 in einer zweiten Ausführungsform. Diese entspricht weitestgehend der ersten Ausführungsform, sodass auf die entsprechenden Ausführungen verwiesen und nachfolgend lediglich auf die Unterschiede eingegangen wird. Diese lie gen darin, dass die Schaltkupplungsanordnung 19 nun nicht mehr auf der der elektrischen Maschine 20 abgewandten Seite des Drehmomentverlage rungsgetriebes 13 angeordnet ist, sondern vielmehr auf der der elektrischen Maschine 20 zugewandten Seite. Zudem nimmt nun die Zwischenwelle 21 nicht mehr die erste Ausgangswelle 4, sondern die Eingangswelle 3 und ent sprechend die zweite Ausgangswelle 5 auf. Dies gilt ebenso für die Verbin dungswelle 23. Die weitere Zwischenwelle 22 ist von der Eingangswelle 3 gebildet.
Die Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung der Getriebeeinrichtung 1 in der zweiten Ausführungsform, wiederum ergänzt um das Verstärkungsge triebe 27. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die vorstehenden Aus führungen verwiesen. Die Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung der Getriebeeinrichtung 1 in einer dritten Ausführungsform. Diese ähnelt wiederum der ersten Ausfüh rungsform, sodass auf die entsprechenden Ausführungen hingewiesen und nachfolgend lediglich auf die Unterschiede eingegangen wird. Diese liegen darin, dass das Drehmomentverlagerungsgetriebe 13 nicht als Doppelplane tengetriebe, sondern als Einfachplanetengetriebe ausgestaltet ist. Entspre chend ist lediglich das Planetenrad 15 vorhanden, das zweite Planetenrad 16 entfällt. Das Planetenrad 15 kämmt sowohl mit dem Hohlrad 17 als auch mit dem Sonnenrad 18. Das Drehmomentverlagerungsgetriebe 13 ist insoweit als Minusplanetengetriebe ausgestaltet.
Die Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung der dritten Ausführungsform der Getriebeeinrichtung 1 , ergänzt um das Verstärkungsplanetengetriebe 27. Erneut wird auf die vorstehenden Ausführungen hingewiesen.
Die Figur 7 zeigt eine vierte Ausführungsform der Getriebeeinrichtung 1 in schematischer Längsschnittdarstellung. In der vierten Ausführungsform weist die Getriebeeinrichtung 1 Merkmale sowohl der zweiten Ausführungsform als auch der dritten Ausführungsform auf. So entspricht die vierte Ausführungs- form weitestgehend der zweiten Ausführungsform, wobei das Drehmoment verlagerungsgetriebe 13 jedoch analog zu der dritten Ausführungsform als Einfachplanetengetriebe ausgestaltet ist. Auf die entsprechenden Ausfüh rungen wird hingewiesen. Die Figur 8 zeigt die Getriebeeinrichtung 1 in der vierten Ausführungsform, wiederum ergänzt um das Verstärkungsplanetengetriebe 27. Auf die vorste henden Ausführungen wird hingewiesen. BEZUGSZEICHENLISTE
1 Getriebeeinrichtung
2 Kraftfahrzeug
3 Eingangswelle
4 Ausgangswelle
5 Ausgangswelle
6 Antriebseinrichtung
7 Gangwechselgetriebe
8 Getriebestufe
9 Getriebeausgangswelle
10 Radachsen
1 1 Getriebestufen
12 Achsdifferentialgetriebe
13 Drehmomentverlagerungsgetriebe
14 Planetenträger
15 Planetenrad
16 Planetenrad
17 Hohlrad
18 Sonnenrad
19 Schaltkupplungsanordnung
20 Maschine
21 Zwischenwelle
22 Zwischenwelle
23 Verbindungswelle
24 Getriebestufe
25 Schaltkupplung
26 Schaltkupplung
27 Verstärkungsplanetengetriebe
28 Verstärkungsgetriebesonnenrad
29 Verstärkungsgetriebehohlrad
30 Verstärkungsplanetenträger
31 Verstärkungsgetriebeplanetenrad

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
1. Getriebeeinrichtung (1 ) für ein Kraftfahrzeug (2), die eine mit einer An triebseinrichtung (6) des Kraftfahrzeugs (2) wirkverbindbare Ein gangswelle (3) sowie eine erste Ausgangswelle (4) und eine zweite Ausgangswelle (5) aufweist und über ein als Planetengetriebe ausge staltetes Drehmomentverlagerungsgetriebe (13) verfügt, über das die Eingangswelle (3) mit der ersten Ausgangswelle (4) und der zweiten Ausgangswelle (5) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Planetenträger (14) des Planetengetriebes mit der Eingangswelle (3) und der ersten Ausgangswelle (4) drehfest gekoppelt und ein Hohlrad (17) des Planetengetriebes mit der zweiten Ausgangswelle (5) dreh fest und/oder über ein Verstärkungsplanetengetriebe (27) gekoppelt ist, wobei ein Sonnenrad (18) des Planetengetriebes über eine Schaltkupplungsanordnung (19) antriebstechnisch an eine elektrische Maschine (20) angeschlossen ist.
2. Getriebeeinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe ein Einfachplanetengetriebe ist, wobei an dem Planetenträger (14) ein Planetenrad (15) drehbar gelagert ist, das sowohl mit dem Hohlrad (17) als auch dem Sonnenrad (18) kämmt, oder dass das Planetengetriebe ein Doppelplanetengetriebe ist, wobei an dem Planetenradträger (14) ein erstes Planetenrad (15) und ein mit dem ersten Planetenrad (15) kämmendes zweites Plane tenrad (16) drehbar gelagert sind, und das erste Planetenrad (15) mit dem Hohlrad (17) und das zweite Planetenrad (16) mit dem Sonnen rad (18) kämmt.
3. Getriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangswelle (3) als Hohlwelle ausgestaltet ist und die zweite Ausgangswelle (5) die Eingangswelle (3) zumindest bereichsweise durchgreift.
4. Getriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (18) über eine Zwi- schenwelle (21 ) an die Schaltkupplungsanordnung (19) antriebstech nisch angeschlossen ist.
5. Getriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (14) einerseits drehtest mit der Eingangswelle (3) und andererseits mit einer koaxial zu der Eingangswelle (3) angeordneten weiteren Zwischenwelle (22) drehtest verbunden ist.
6. Getriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwelle (21 ) und/oder die weitere Zwischenwelle (22) als Hohlwelle ausgebildet sind und die erste Ausgangswelle (4) die Zwischenwelle (21 ) und/oder die weitere Zwischenwelle (22) zumindest bereichsweise durchgreift.
7. Getriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkupplungsanordnung (19) eine Verbindungswelle (23) aufweist, die starr mit der elektrischen Maschine (20) gekoppelt ist.
8. Getriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer ersten Schaltkupplung (25) der Schaltkupplungsanordnung (19) die Zwischenwelle (21 ) und mittels einer zweiten Schaltkupplung (26) der Schaltkupplungsanord nung (19) die weitere Zwischenwelle (22) mit der Verbindungswelle (23) koppelbar ist.
9. Getriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsplanetengetriebe
(27) ein Verstärkungsgetriebesonnenrad (28), ein Verstärkungsgetrie behohlrad (29) und einen Verstärkungsgetriebeplanetenträger (30) aufweist, wobei das Verstärkungsgetriebesonnenrad (28) starr mit dem Hohlrad (17), das Verstärkungsgetriebehohlrad (29) starr mit dem Planetenträger (14) und der Verstärkungsgetriebeplanetenträger (30) starr mit der zweiten Ausgangswelle (5) gekoppelt ist.
10. Getriebeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (6) im Längsschnitt bezüglich einer Drehachse der Eingangswelle (3) gese hen in Überdeckung mit der Eingangswelle (3) angeordnet ist.
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