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DE102006031089A1 - Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug Download PDF

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DE102006031089A1
DE102006031089A1 DE102006031089A DE102006031089A DE102006031089A1 DE 102006031089 A1 DE102006031089 A1 DE 102006031089A1 DE 102006031089 A DE102006031089 A DE 102006031089A DE 102006031089 A DE102006031089 A DE 102006031089A DE 102006031089 A1 DE102006031089 A1 DE 102006031089A1
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Abstract

die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für Kraftfahrzeuge zum Antrieb zumindest einer Achse mit zwei über ein Differenzial und Antriebswellen verbundenen Rädern des Kraftfahrzeuges, wobei das Differenzial mit zumindest einem weiteren Überlagerungsgetriebe verbunden ist, mittels dem die Leistungs- und Momentenverteilung auf die Räder abhängig von vorgegebenen Parametern über eine zusätzliche Antriebsmaschine alternierend veränderbar ist. Zur vorteilhaften Erweiterung des Einsatzbereiches der Antriebsvorrichtung wird vorgeschlagen, dass das Überlagerungsgetriebe auf Hybridantrieb umschaltbar ausgebildet ist, bei dem ein gleicher Leistungsfluss über die Antriebsmaschine auf beide Räder des Kraftfahrzeuges erfolgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Eine derartige Antriebsvorrichtung beschreibt die DE 10 2004024086 A1 , bei der für die Antriebsmomentenverteilung (= torque vectoring) der angetriebenen Räder des Kraftfahrzeuges am Differenzial ein Überlagerungsgetriebe und zumindest ein Elektromotor vorgesehen sind, der zusätzliches Antriebsmoment alternierend auf die eine Antriebswelle der Räder einspeisen kann. Ferner ist ein weiterer Elektromotor im Antriebsstrang (an der Kardanwelle) vorgesehen, mittels dem im Elektrobetrieb oder Hybridbetrieb zusätzlich zur Brennkraftmaschine als Primärantrieb Antriebsmoment auf beide Antriebswellen zu den Rädern des Kraftfahrzeuges aufgebracht werden kann.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Antriebsvorrichtung vorzuschlagen, mittels der bei vermindertem Bauaufwand ebenfalls eine Antriebsmomentenverteilung und ein Hybridantrieb steuerbar sind.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen entnehmbar.
  • Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass das Überlagerungsgetriebe auf Hybridantrieb umschaltbar ausgebildet ist, bei dem ein gleicher Leistungsfluss über die Antriebsmaschine auf beide Räder des Kraftfahrzeuges übertragbar ist. Durch entsprechende Auslegung der zumindest einen Antriebsmaschine – einem Hydraulikmotor oder bevorzugt einem Elektromotor – mit einer für den Hybridantrieb geeigneten Leistung kann dieser beide Funktionen erfüllen, wobei lediglich Maßnahmen zum entsprechenden Umschalten des Überlagerungsgetriebes vorzusehen sind. Dabei wurde erkannt, dass eine Anwendung des Hybridantriebes (ausschließlich elektromotorischer Betrieb/Boostfunktion) in einem anderen Geschwindigkeitsbereich des Kraftfahrzeuges als die Funktion der Antriebsmomentenverteilung relevant und deshalb in baulich und gewichtsgünstiger Weise über zumindest eine einheitliche Antriebsmaschine bedienbar ist.
  • Insbesondere kann das Überlagerungsgetriebe im unteren Geschwindigkeitsbereich des Kraftfahrzeuges auf Hybridantrieb und im darüber liegenden Geschwindigkeitsbereich auf Antriebsmomentenverteilung geschaltet sein. Dies ermöglicht im unteren Geschwindigkeitsbereich ein Anfahren und Fahren des Kraftfahrzeuges nur mit elektromotorischen Betrieb und des weiteren eine Boostfunktion mit Unterstützung der Brennkraftmaschine bei der Beschleunigung des Kraftfahrzeuges. Die Boostfunktion kann z.B. abhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine oder von deren Drehmomentverlauf gesteuert sein.
  • Bevorzugt ist das Überlagerungsgetriebe bis zu einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges zwischen 30 bis 70 km/h auf Hybridantrieb und darüber auf Antriebsmomentenverteilung geschaltet.
  • Das Überlagerungsgetriebe kann in vorteilhafter Weise durch ein erstes und ein zweites Planetenradgetriebe gebildet sein, wobei die Planetenradgetriebe und die Antriebsmaschine koaxial zu einer der Antriebswellen eines Rades des Kraftfahrzeuges ausgeführt sind.
  • Besonders vorteilhaft können die Übersetzungsverhältnisse der beiden Planetenradgetriebe so ausgelegt sein, dass bei geschalteter Antriebsmomentenverteilung und deaktivierter Antriebsmaschine die Antriebsmaschine bei gleicher Drehzahl der Räder 32 und 38 (z.B. Geradeausfahrt) nicht umläuft. Daraus resultieren Vorteile sowohl hinsichtlich des Wirkungsgrades der Antriebsvorrichtung, als auch des Verschleißverhaltens, da die Antriebsmaschine und relevante Zahneingriffe der Getriebeteile im hohen Geschwindigkeitsbereich des Kraftfahrzeuges stillstehen und im aktivierten Bereich zumeist nur geringe Differenzdrehzahlen auftreten.
  • Die Umschaltung des Überlagerungsgetriebes kann z.B. über Lamellenkupplungen hydraulisch gesteuert sein, bevorzugt wird jedoch vorgeschlagen, dies mittels zumindest einer formschlüssigen Kupplung zu bewerkstellen, die mit Schaltzahnrädern der beiden Planetengetriebe zusammenwirkt. Die Kupplung kann eine bekannte Synchronkupplung sein, die zugleich die Drehzahlsynchronisierung zwischen den beiden Planetenradgetrieben des Überlagerungsgetriebes bewirkt. Die Drehzahlsynchronisierung bei Verwendung einer formschlüssigen Kupplung (Klauenkupplung) kann aber auch durch entsprechende Ansteuerung der Antriebsmaschine ausgeführt sein.
  • Konstruktiv besonders vorteilhaft kann das eine Abtriebselement des Achsdifferenziales über eine Hohlwelle auf der einen Antriebswelle mit dem Sonnenrad des ersten Planetengetriebes und dieses über einen feststehenden Planetenradträger mit axial benachbarten Planetenrädern mit einem zweiten Sonnenrad trieblich verbunden sein, ferner kann das zweite Sonnenrad über eine weitere Hohlwelle mit dem Außenrad des zweiten Planetengetriebes verbunden sein, dessen Planetenradträger fest mit der besagten Antriebswelle gekoppelt ist, wobei die Antriebsmaschine ebenfalls auf der Antriebswelle angeordnet ist und mittels eines Sonnenrades die Planetenräder des zweiten Planetenradgetriebes antreibt.
  • Dabei kann zur Erzielung eines hohen Übersetzungsverhältnisses bzw. eines hohen Antriebsmomentes über die Antriebsmaschine auf die Antriebswellen der Räder des Kraftfahrzeuges das zweite Planetenradgetriebe ein Stufenplanetengetriebe sein, dessen jeweils axial benachbarte Planetenräder einerseits mit dem Außenrad und andererseits mit dem von der Antriebsmaschine angetriebenen Sonnenrad kämmen.
  • Des weiteren kann in baulich vorteilhafter Weise die Kupplung zwischen dem ersten und dem zweiten Planetenradgetriebe angeordnet sein.
  • Das Achsdifferenzial kann in vorteilhafter Weise ein Planetenraddifferenzial sein, dessen Außenrad angetrieben ist, dessen Planetenradträger als das eine Abtriebselement mit dem einen Sonnenrad des ersten Planetenradgetriebes des Überlagerungsgetriebes verbunden ist, wobei bei einer Schaltstellung der Kupplung auf Antriebsmomentenverteilung das zweite Sonnenrad des ersten Planetenradgetriebes direkt mit dem Außenrad des zweiten Planetenradgetriebes und bei einer Schaltstellung auf Hybridantrieb über Umkehr-Planetenräder mit dem Außenrad trieblich verbunden ist. Durch diese Maßnahme kann das erste Planetengetriebe von einem Plusgetriebe (z.B. i0 > +1) in ein Minusgetriebe (z.B. i0 < –1) umgeschaltet werden. Das unverändert gebliebene zweite Planetenradgetriebe des Überlagerungsgetriebe wandelt in beiden Funktionsbereichen das kleinere Drehmoment der Antriebsmaschine zu hohen Drehmomenten, die zum Antrieb des Kraftfahrzeuges geeignet sind.
  • Alternativ kann das Achsdifferenzial jedoch auch ein baulich einfaches Kegelraddifferenzial sein, dessen Ausgleichsgehäuse in bekannter Weise angetrieben ist und das ferner mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradgetriebes trieblich verbunden ist, wobei dessen eines Achskegelrad als das eine Ab triebselement mit der einen Antriebswelle fest verbunden ist und in der Schaltstellung Antriebsmomentenverteilung die Antriebswelle mit dem Planetenradträger des zweiten Planetenradgetriebes des Überlagerungsgetriebes verbunden ist, während in der Schaltstellung Hybridantrieb der Planetenradträger des zweiten Planetenradgetriebes unverdrehbar blockiert ist.
  • Zur Erzielung eines Allradantriebes bei einem Kraftfahrzeug mit einer von der Primärmaschine angetriebenen ersten Achse (Vorderachse oder Hinterachse) kann in vorteilhafter Weise die zweite Achse mit dem Überlagerungsgetriebe und der zweiten Antriebsmaschine ausgerüstet sein, wobei zusätzlich die Differenzialfunktion unmittelbar über das Überlagerungsgetriebe erfolgen kann.
  • Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt in:
  • 1 eine Antriebsvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit einer Antriebsachse mit einem Planetenraddifferenzial, einem Überlagerungsgetriebe mit umschaltbarer Kupplung und einem Elektromotor als Antriebsmaschine für Antriebsmomentenverteilung oder Hybridantrieb;
  • 2 eine weitere Antriebsvorrichtung gemäß 1, jedoch mit einem Kegelraddifferenzial; und
  • 3 eine zum Primärantrieb des Kraftfahrzeuges autarke Antriebsvorrichtung an einer Antriebsachse für Allradantrieb des Kraftfahrzeuges, wobei das Überlagerungsgetriebe zugleich als Differenzial wirkt.
  • In der 1 ist eine Hinterachse 10 für Kraftfahrzeuge dargestellt, mit im wesentlichen einem Planetenraddifferenzial 12, einem Überlagerungsgetriebe 14 und einem Elektromotor 16 als zweite Antriebsmaschine für Antriebsmomentenverteilung und Hybridantrieb.
  • Der primäre Antrieb der Hinterachse 10 erfolgt in nicht dargestellter Weise über z.B. eine Brennkraftmaschine, ein Geschwindigkeits-Wechselgetriebe und eine Kardanwelle 18 auf das Antriebsritzel 20 des Planetenraddifferenziales 12.
  • Das Antriebsritzel 20 treibt ein Tellerrad 22 des Planetenraddifferenziales 12 an, dessen Außenrad 24 in bekannter Weise über zwei Planetenradsätze 26, 28 mit dem zentralen Sonnenrad 30 trieblich verbunden ist.
  • Das linke, angetriebene Hinterrad 32 ist über eine erste Antriebswelle 34 mit dem Planetenradträger 36 des Planetenraddifferenziales 12 verbunden.
  • Ferner ist das rechte, angetriebene Hinterrad 38 über eine allgemein mit 40 bezeichnete Antriebswelle trieblich an das Sonnenrad 30 des Planetenraddifferenziales 12 angekoppelt.
  • Das koaxial zur Antriebswelle 40 angeordnete Überlagerungsgetriebe 14 setzt sich im wesentlichen aus einem ersten Planetenradgetriebe 42, einem nachgeschalteten zweiten Planetenradgetriebe 44 und einer nur angedeuteten, formschlüssig wirkenden Synchronkupplung 46 zusammen. Die Synchronkupplung 46 kann, soweit nicht dargestellt, bekannter Bauart sein.
  • Das erste Planetenradgetriebe 42 des Überlagerungsgetriebes 14 weist ein erstes Sonnenrad 48 auf, das über eine auf der Antriebswelle 40 und im äußeren Gehäuse 50 des Planetenraddifferenziales 12 drehbar gelagerte Hohlwelle 52 ebenfalls mit dem Planetenradträger 36 trieblich verbunden ist.
  • Das Sonnenrad 48 kämmt mit miteinander gekoppelten Planetenrädern 54, 56, deren Planetenradträger 58 gehäusefest angeordnet ist. Auf der Zeichnung ist nur ein Planetenradsatz 54, 56 ersichtlich. Die Planetenräder 56 kämmen mit einem zweiten Sonnenrad 60, das ebenfalls drehbar auf der Antriebswelle 40 gelagert ist und ein erstes Schaltzahnrad 62 der Synchronkupplung 46 trägt.
  • Des weiteren sind die Planetenräder 56 mit einer größeren Zahnbreite ausgeführt und kämmen zusätzlich mit Umkehr-Planetenrädern 64, die ebenfalls gehäusefest über einen Planetenradträger 66 drehbar gelagert sind und andererseits mit einem Abtriebszahnrad 68 zusammenwirken. Das Abtriebszahnrad 68 trägt ein zweites Schaltzahnrad 70 der Synchronkupplung 46. Von den Umkehr-Planetenrädern 64 ist wiederum nur eines dargestellt.
  • Die Schaltmuffe 72 der Synchronkupplung 46 ist in Umfangsrichtung formschlüssig, jedoch axial verschiebbar auf einem Kupplungskörper 74 geführt, wobei der Kupplungskörper 74 über eine auf der Antriebswelle 40 drehbar gelagerte Hohlwelle 76 mit dem Außenrad 78 des zweiten Planetenradgetriebes 44 fest verbunden ist.
  • Der Planetenradsatz 44 ist ein Stufenplanetenradgetriebe, dessen Planetenradträger 80 fest mit der Antriebswelle 40 verbunden ist und der jeweils zwei Planetenräder 82, 84 unterschiedlicher Zähnezahl trägt. Dabei kämmen die kleineren Planetenräder 82 mit dem Außenrad 78 des Planetenradgetriebes 44, während die größeren Planetenräder 84 mit dem als Sonnenrad ausgebildeten Abtriebszahnrad 86 des auf der Antriebswelle 40 wiederum drehbar gelagerten Rotors 88 des Elektromotors 16 zusammenwirken.
  • Der nicht näher dargestellte Elektromotor 16 kann im übrigen bekannter Bauart sein, z.B. ein Drehstrom-Asynchronmotor mit einer Antriebsleistung von z.B. zwischen 5 und 30 kW, wobei das Antriebsmoment des Elektromotors 16 durch das Stufenplanetengetriebe 44 entsprechend hoch übersetzt wird.
  • Hingegen ist das Übersetzungsverhältnis i0 des ersten Planetengetriebes 42 mit z.B. > +1 als Plusgetriebe ausgelegt, das durch Umschalten der Synchronkupplung 46 über die Umkehr-Planetenräder 64 in ein Minusgetriebe mit i0 < –1 umgeschaltet werden kann. Die Übersetzungsverhältnisse des Überlagerungsgetriebes 14 sind im übrigen so ausgelegt, dass bei Antriebsmomentenverteilung auf die Räder 32, 38 des Kraftfahrzeuges der Rotor 88 des Elektromotors 16 bei Geradeausfahrt (überwiegender Normalfall) stillsteht.
  • In der gezeichneten Stellung der Synchronkupplung 46 verbindet die Schaltmuffe 72 den Kupplungskörper 74 mit dem Schaltzahnrad 70, womit das Überlagerungsgetriebe 14 auf Hybridantrieb mit gleichem Antriebsmoment auf beide Hinterräder 32, 38 des Kraftfahrzeuges geschaltet ist. Dabei kann der Elektromotor 16 wie ersichtlich über das Stufen-Planetenradgetriebe 44 das rechte Hinterrad 38 über den mit der Welle 40 verbundenen Planetenträger 80 antreiben, während das linke Hinterrad 32 über das mit dem Außenrad 78 verbundenen Abtriebszahnrad 68, die Planetenräder 64, die Planetenräder 56, 54 und das Sonnenrad 48 des ersten Planetenradgetriebes 42 über den Planetenradträger 36 angetrieben wird. Dies ermöglicht sowohl einen reinen elektrischen Antrieb oder zusätzlich zum Primärantrieb einen Boostbetrieb mit entsprechend erhöhter Beschleunigung des Kraftfahrzeuges. Ferner kann ein Rekuperationsbetrieb mit Rückspeisung elektrischen Stroms gesteuert werden. Der Hybridantrieb wird bis zu einer definierten, unteren Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges bereit gestellt.
  • Bei einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges von zwischen 30 bis 70 km/h, bevorzugt ca. 50 km/h, wird die Synchronkupplung 46 über eine nicht dargestellte Betätigungseinrichtung umgeschaltet auf Antriebsmomentenverteilung (torque vectoring) mit ungleichen Antriebsmomenten zu den Hinterrädern 32, 38, womit durch Giermomentenbeeinflussung um die Hochachse des Kraftfahr zeuges in bekannter Weise eine Fahrstabilitätsverbesserung und ein agileres Kurvenverhalten erzielbar ist.
  • Im Fahrbetrieb mit Antriebsmomentenverteilung steht wie bereits ausgeführt der Rotor 88 des Elektromotors 16 und das als Sonnenrad ausgebildete Abtriebszahnrad des Elektromotors bei Geradeausfahrt still, solange keine Antriebsmomentenverteilung gesteuert bzw. der Elektromotor 16 deaktiviert ist. Das Überlagerungsgetriebe 14 bzw. dessen drehende Teile laufen lastlos um.
  • Mit Aktivierung des Elektromotors 16 wird das Antriebsmoment auf die Hinterräder 32, 38 alternierend umverteilt, wobei die Synchronkupplung 46 nunmehr die Umkehr-Planetenräder 64 und das Abtriebszahnrad 68 abkoppelt und das Sonnenrad 60 des ersten Planetenradgetriebes 42 unmittelbar mit dem Außenrad 78 des zweiten Planetenradgetriebes 44 verbindet.
  • Durch Ansteuerung des Elektromotors 16 im Uhrzeigersinn oder Gegenuhrzeigersinn kann nunmehr über das Planetenraddifferenzial 12 das Antriebsmoment an den Hinterrädern 32, 38 entsprechend umverteilt werden, wobei wie ersichtlich der im Fahrbetrieb rotierende Planetenradträger 36, der über die Welle 34 mit dem linken Hinterrad 32 verbunden ist, gegenüber dem rechten Hinterrad 38 beschleunigt oder abgebremst wird.
  • Die 2 beschreibt eine weitere Antriebsvorrichtung, die zur Vermeidung von Wiederholungen nur soweit beschrieben ist, als sie sich von der Ausführung gemäß 1 wesentlich unterscheidet. Funktionell gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Gemäß 2 weist die Hinterachse 10' ein Kegelraddifferenzial 90 auf, dessen Ausgleichsgehäuse 92 mit dem Mitnehmerbolzen 94 über die Kardanwelle 18, das Antriebsritzel 20 und das Tellerrad 22 von der Primärmaschine angetrieben ist. Auf dem Mitnehmerbolzen 94 sind die Ausgleichskegelräder 96 drehbar gelagert, die in bekannter Weise mit den Achskegelrädern 98 kämmen.
  • Das eine Achskegelrad 98 ist über die linke Antriebswelle 34 mit dem linken, angetriebenen Hinterrad 32 des Kraftfahrzeuges verbunden. Das rechte Hinterrad 38 wird von der rechten Antriebswelle 40 angetrieben.
  • Das Ausgleichsgehäuse 92 des Kegelraddifferenziales 90 ist über die Hohlwelle 52 mit dem ersten Sonnenrad 48 des ersten Planetenradgetriebes 42' trieblich verbunden, dessen Planetenräder 54, 56 auf dem gehäusefesten Planetenradträger 58 direkt mit dem Sonnenrad 48 und dem zweiten Sonnenrad 60 kämmen.
  • Ferner ist das zweite Sonnenrad 60 des ersten Planetenradgetriebes 42' über eine äußere Hohlwelle 100 mit dem Außenrad 78 des Stufen-Planetenradgetriebes 44 verbunden, während der Kupplungskörper 74 der Synchronkupplung 46 über eine innere Hohlwelle 102 mit dem Planetenradträger 80 trieblich zusammenwirkt.
  • Die Schaltmuffe 72 der Synchronkupplung 46 kann den Kupplungskörper 74 in der Schaltstellung Hybridantrieb mit einem gehäusefesten Schaltzahnrad 104 oder in der Schaltstellung Antriebsmomentenverteilung mit einem Schaltzahnrad 106 auf der Antriebswelle 40 koppeln.
  • In der Schaltstellung Hybridantrieb ist über das gehäusefeste Schaltzahnrad 102 der Planetenradträger 80 des Stufen-Planetenradgetriebes 44 festgebremst und es kann wie ersichtlich zusätzliches Antriebsmoment bei aktiviertem Elektromotor 16 auf beide Hinterräder 32, 38 eingesteuert werden, wobei der Kraftfluss von dem Abtriebszahnrad 86 des Elektromotors 16 über die Planetenräder 84, 82, das Außenrad 78 und das erste Planetengetriebe 42' auf das Ausgleichsgehäuse 92 des Kegelraddifferenziales 90 und von diesem auf die Hinterräder 32, 38 verläuft.
  • In der Schaltstellung Antriebsmomentenverteilung ist die Antriebswelle 40 über das Schaltzahnrad 106 und den Kupplungskörper 74 der Synchronkupplung 46 mit dem Planetenradträger 80 des Stufen-Planetenraddifferenziales 44 trieblich verbunden und es kann wie zur 1 vorbeschrieben durch Beschleunigen oder Abbremsen des über die Welle 40 verbundenen rechten Hinterrad 38 eine Antriebsmomentenverteilung gesteuert werden.
  • Die 3 schließlich zeigt eine autark angetriebene Hinterachse 10'' ohne Primärantrieb durch eine Brennkraftmaschine etc. Die Hinterachse 10'' kann zur Erzielung eines Allradantriebes im Hybridfahrbereich (bei einem frontgetriebenen Kraftfahrzeug) und zur Achsmomentenverteilung im oberen Geschwindigkeitsbereich des Kraftfahrzeuges wie vorstehend beschrieben verwendet sein.
  • Die Hinterachse 10'' benötigt kein Differenzial (12 oder 90), da keine Primärantriebsleistung eingeführt wird und der bei Kurvenfahrten erforderliche Drehzahlausgleich der Hinterräder 32, 38 über das Überlagerungsgetriebe 14 erfolgt.
  • Das Überlagerungsgetriebe 14 und der Elektromotor 16 sind baugleich zur 1 ausgeführt und deshalb nur im relevanten Unterschied beschrieben. Die Funktion und Steuerung ist entsprechend der 1.
  • Im Unterschied zur 1 ist aufgrund des Entfalls eines Achsdifferenziales das Sonnenrad 48 des ersten Planetenradgetriebes 42 unmittelbar mit der linken Antriebswelle 34 des Hinterrades 32 verbunden. Die rechte Antriebswelle 40 ist in dem Sonnenrad 48 drehbar gelagert.
  • Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Antriebsvorrichtung kann auch an einer Vorderachse des Kraftfahrzeuges vorgesehen sein.
  • Es versteht sich, dass das Überlagerungsgetriebe 14 und ggf. der Elektromotor 16 sowie ggf. das Achsdifferenzial 12, 90 in einem entsprechenden Gehäuse angeordnet und gelagert sind, wobei aus Montagegründen einzelne Gehäuseabschnitte verwendet sein können.
  • Anstelle der Synchronkupplung 46 kann auch eine über den Elektromotor 16 synchronisierte Klauenkupplung oder eine Reibungskupplung, insbesondere eine hydraulisch gesteuerte, doppelt wirkende Lamellenkupplung angeordnet sein. Anstelle des Elektromotors 16 kann alternativ eine hydraulische Antriebsmaschine eingesetzt sein.
  • Des weiteren können anstelle des ersten Planetengetriebes 42 auch eine Vorgelegestufe mit zwei Zahnrädern koaxial zur Antriebswelle 40 und zwei korrespondierenden Festzahnrädern auf einer Vorgelegewelle angeordnet sein.

Claims (12)

  1. Antriebsvorrichtung für Kraftfahrzeuge zum Antrieb einer Achse mit zwei über ein Differenzial und Antriebswellen verbundenen Rädern des Kraftfahrzeuges, wobei das Differenzial mit zumindest einem weiteren Überlagerungsgetriebe verbunden ist, mittels dem die Leistungs- und Momentenverteilung auf die Räder abhängig von vorgegebenen Parametern über eine zusätzliche Antriebsmaschine alternierend veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Überlagerungsgetriebe (14) auf Hybridantrieb umschaltbar ausgebildet ist, bei dem ein gleicher Leistungsfluss über die Antriebsmaschine (16) auf beide Räder (32, 38) des Kraftfahrzeuges übertragbar ist.
  2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Überlagerungsgetriebe (14) im unteren Geschwindigkeitsbereich des Kraftfahrzeuges auf Hybridantrieb und im darüber liegenden Geschwindigkeitsbereich auf Antriebsmomentenverteilung geschaltet ist.
  3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Überlagerungsgetriebe (14) bis zu einer Geschwindigkeit zwischen 30 bis 70 km/h auf Hybridantrieb und darüber auf Antriebsmomentenverteilung geschaltet ist.
  4. Antriebsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Überlagerungsgetriebe (14) durch ein erstes und ein zweites Planetengetriebe (42, 44) gebildet ist und dass die Planetengetriebe (42, 44) und die Antriebsmaschine (16) koaxial zu einer der Antriebswellen (40) eines Rades (38) des Kraftfahrzeuges ausgeführt sind.
  5. Antriebsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übersetzungsverhältnisse der beiden Planetengetriebe (42, 44) des Überlagerungsgetriebe (14) so ausgelegt sind, dass bei geschalteter Antriebsmomentenverteilung und deaktivierter Antriebsmaschine (16) die Antriebsmaschine (16) bei gleichen Drehzahlen der Wellen (34) und (40) nicht umläuft.
  6. Antriebsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltung des Überlagerungsgetriebes (14) mittels zumindest einer formschlüssigen Kupplung (46) erfolgt, die mit Schaltzahnrädern (62, 70; 104, 106) der beiden Planetengetriebe (42, 44) zusammenwirkt.
  7. Antriebsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Abtriebselement (50; 92) des Achsdifferenziales (12, 90) über eine Hohlwelle (52) auf der einen Antriebswelle (40) mit dem Sonnenrad (48) des ersten Planetengetriebes (42) und dieses über einen feststehenden Planetenradträger (58) mit axial benachbarten Planetenrädern (54, 56) mit einem zweiten Sonnenrad (60) trieblich verbunden ist, dass das zweite Sonnenrad (60) über eine weitere Hohlwelle (76) mit dem Außenrad (78) des zweiten Planetengetriebes (44) verbunden ist, dessen Planetenradträger (80) fest mit der besagten Antriebswelle (40) gekoppelt ist, wobei die Antriebsmaschine (16) ebenfalls auf der Antriebswelle (40) angeordnet ist und mittels eines als Sonnenrad ausgebildeten Abtriebszahnrades (86) die Planetenräder (84) des zweiten Planetenradgetriebes (44) antreibt.
  8. Antriebsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Planetenradgetriebe ein Stufen-Planetengetriebe (44) ist, dessen jeweils axial benachbarte Planetenräder (82, 84) einerseits mit dem Außenrad (78) und andererseits mit dem von der Antriebsmaschine (16) angetriebenen Abtriebszahnrad (86) kämmen.
  9. Antriebsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (46) zwischen dem ersten und dem zweiten Planetenradgetriebe (42, 44) angeordnet ist.
  10. Antriebsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Achsdifferenzial (12) ein Planetenraddifferenzial ist, dessen Außenrad (24) angetrieben ist, dessen Planetenradträger (36) als das eine Abtriebselement mit dem einen Sonnenrad (48) des ersten Planetenradgetriebes (42) des Überlagerungsgetriebes (14) verbunden ist und dass bei einer Schaltstellung der Kupplung (46) auf Antriebsmomentenverteilung das zweite Sonnenrad (60) des ersten Planetenradgetriebes (42) direkt mit dem Außenrad (78) des zweiten Planetenradgetriebes (44) und bei einer Schaltstellung auf Hybridantrieb über Umkehr-Planetenräder (64) mit dem Außenrad (78) trieblich verbunden ist.
  11. Antriebsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Achsdifferenzial ein Kegelraddifferenzial (90) ist, dessen Ausgleichsgehäuse (92) angetrieben ist und ferner mit dem Sonnenrad (48) des ersten Planetenradgetriebes (42) trieblich verbunden ist und dessen eines Achskegelrad (98) als ein Abtriebselement mit der Antriebswelle (34) fest verbunden ist, wobei in der Schaltstellung Antriebsmomentenverteilung die Antriebswelle (40) mit dem Planetenradträger (80) des zweiten Planetenradgetriebes (44) des Überlagerungsgetriebes (14) verbunden ist und in der Schaltstellung Hybridantrieb der Planetenradträger (80) des zweiten Planetenradgetriebes (44) unverdrehbar blockiert ist.
  12. Antriebsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Kraftfahrzeug mit einer von der Primärmaschine angetriebenen ersten Achse die zweite Achse (10'') mit dem Überlagerungsgetriebe (14) und der zweiten Antriebsmaschine (16) ausgerüstet ist, wobei die Differenzialfunktion unmittelbar über das Überlagerungsgetriebe (14) erfolgt.
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