WO2015185313A1 - Transmission for splitting a driving torque as needed - Google Patents

Transmission for splitting a driving torque as needed Download PDF

Info

Publication number
WO2015185313A1
WO2015185313A1 PCT/EP2015/059949 EP2015059949W WO2015185313A1 WO 2015185313 A1 WO2015185313 A1 WO 2015185313A1 EP 2015059949 W EP2015059949 W EP 2015059949W WO 2015185313 A1 WO2015185313 A1 WO 2015185313A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
output
output element
gear
transmission
differential
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/059949
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Wolfram Hasewend
Original Assignee
Magna Powertrain Ag & Co Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Magna Powertrain Ag & Co Kg filed Critical Magna Powertrain Ag & Co Kg
Publication of WO2015185313A1 publication Critical patent/WO2015185313A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/34Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles
    • B60K17/344Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear
    • B60K17/346Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear the transfer gear being a differential gear
    • B60K17/3462Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear the transfer gear being a differential gear with means for changing distribution of torque between front and rear wheels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H48/00Differential gearings
    • F16H48/36Differential gearings characterised by intentionally generating speed difference between outputs
    • F16H2048/364Differential gearings characterised by intentionally generating speed difference between outputs using electric or hydraulic motors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H48/00Differential gearings
    • F16H48/36Differential gearings characterised by intentionally generating speed difference between outputs
    • F16H2048/368Differential gearings characterised by intentionally generating speed difference between outputs using additional orbital gears in combination with clutches or brakes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H48/00Differential gearings
    • F16H48/06Differential gearings with gears having orbital motion
    • F16H48/08Differential gearings with gears having orbital motion comprising bevel gears

Definitions

  • the present invention relates to a transmission for distributing a drive torque as required between a first and a second axle or shaft of a vehicle, such as a front and a rear axle or a right-side and a left-side half-wave of the vehicle.
  • Such transmissions for dividing a drive torque as required between two axles or shafts of a vehicle are generally known and usually use at least one friction clutch, by means of which the drive torque can be divided between the two axles or shafts in the sense of torque vectoring.
  • friction clutches offer limited variability in torque distribution and also have limited accuracy or dynamics in adjusting the desired torque distribution.
  • the construction cost is not insignificant.
  • the benefits of such torque vectoring systems, especially in the low-speed range are hardly noticeable. Rather, in such systems usually tow losses, which represent consumption and emission-increasing sources of losses.
  • Torque vectoring systems are limited to certain driving situations in which the need for sharing the drive torque between two axes or waves is to make, without it being possible, if necessary, one of the two axes or shafts torque-free switch from or Disconnect drive, as may be the case, for example, in less demanding driving situations.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a transmission for on-demand division of a drive torque between a first and a second axle or shaft of a vehicle, which does not require lossy friction clutches for sharing the drive torque and which can be adapted in particular to less demanding driving situations, which do not require a distribution of the drive torque.
  • the transmission according to the invention comprises:
  • a first drive shaft which is preferably associated with an internal combustion engine
  • a second drive shaft which is preferably associated with an electric motor
  • a first output shaft which is preferably associated with a first vehicle axle (or a first vehicle shaft);
  • a second output shaft which is preferably associated with a second vehicle axle (or a second vehicle axle);
  • a superposition gear having an input member driven by the second drive shaft, a first output member, and a second output member;
  • first output element of the differential compensation is drivingly connected to the first output element of the superposition gear, preferably separable; wherein the second output element of the differential compensation drive-effective, preferably rotationally fixed, connected to the second output shaft of the transmission or connectable; wherein the first output element of the superposition gear is drivingly connected to the first output shaft of the transmission, preferably separable;
  • the differential compensation of the transmission according to the invention serves as it were as a (preferably effective in the longitudinal direction) central differential, with the drive torque of the engine preferably in equal proportions regardless of the speed of the two axes of the vehicle on the two axes (or waves) can be transmitted.
  • the superposition gear serves as a summation gear, with which depending on the direction of rotation of the electric motor on one of the two axes (or shafts) an additional or accelerating torque in the sense of torque vectoring can be imposed, whereas the drive torque of the other axis (or shaft ) is reduced by a corresponding braking torque.
  • a transmission branch is formed by the superposition gear of the transmission according to the invention, which allows an electromotive change in the pre-set by the Ausretesdiffer- torque distribution.
  • an additional drive torque is superimposed on the preset torque distribution by means of the electric motor, wherein, for example, the first output element of the superimposed gearbox is indirectly connected to the second output due to the drive-effective connection of the two output elements of the superposition gear with the two output elements of the differential compensation.
  • gear element of the differential compensation is supported or the second output element of the superposition gear is supported indirectly on the first output element of the differential compensation.
  • a further advantage is that the electric motor is also superior in terms of its positioning capability, ie the ability to set a desired torque quickly and precisely, compared to conventional realizations using friction clutches.
  • a “non-rotatable” connection denotes a torsionally rigid connection.
  • the transmission (and in particular the superposition gear) is designed so that at the same speed of the first output element and the second output element of Ausrete- rentials, and / or at the same speed of the first output shaft and the second Output shaft of the transmission, the input element of the superposition gear is stationary.
  • the transmission is configured (and possibly adapted to the other components of the drive train of the vehicle with the translations provided therein) that at the same speed of the two axles or waves of the vehicle, the superposition gear has a zero speed, ie the Electric motor associated input element of the superposition gearbox stands still.
  • the effective between the first output element of the differential compensation and the first output element of the superposition gear ratio, further effective between the second output element of the differential compensation and the second output element of the superposition gear ratio, and the effective within the superposition gear ratios are adapted to each other so that at same speed of the first output element and of the second output element of the differential compensation and / or at the same speed of the first output shaft and the second output shaft of the transmission, the input element of the superposition gearing is stationary.
  • the superposition gearing is preferably designed such that the first output element and the second output element of the superposition gearing are driven relative to one another in opposite directions by rotational movement of the input element.
  • the transmission ie, the superposition gear, the differential gear and intermediate transmission gear such as offset drives
  • the transmission can be designed so that upon rotation of the input element of the superposition gear, the two output elements of the differential compensation and / or the two output shafts of the transmission are driven in opposite directions.
  • a first torque-transmitting device is provided, by means of which the first output element of the superposition gearbox can optionally be connected for common rotation with the first output shaft of the transmission.
  • the first output shaft of the transmission can be decoupled from the superposition gearing for decommissioning a vehicle axle.
  • first of all a braking torque can be applied to the first output element of the superposition gearing, which releases the drive torque of the internal combustion engine when the first torque transmission device is engaged, so that the first output shaft of the gearing can be torque-controlled. becomes free.
  • the first output shaft of the transmission can then be decoupled without jerk and noise by means of the first torque transmission device by the first torque transmission device is disengaged.
  • a second torque transmission device is provided by means of which the first drive shaft of the transmission for locking the axle differential for common rotation can be connected to the first output element and / or the second output element of the differential compensation. After decoupling the first output shaft by means of the first torque-transmitting device, the axle differential can thus be mechanically locked in a second step by means of the second torque-transmitting device, so that the electric motor can subsequently be switched off.
  • a third torque transmitting device is provided, by means of which either the first or the second Output element of the superposition gearing stationary, in particular on a housing element of the transmission, can be fixed, connectable for common rotation with the second or first output element of the superposition gearing or drive effective with the first and second output element of the differential compensation is connectable.
  • the second output element of the superposition gear drive connected to the second output element of the differential compensation, so there is the basic configuration of the transmission described above, in which accelerated by means of the electric motor, one of the two axes for purposes of torque vectoring and the other Axis can be braked.
  • the second output element of the superposition gearing is stationary, for example, by means of the third torque transmission device, the superposition gearing acts as a transmission stage, by means of which the drive torque of the electric motor can be translated into the first axis of the vehicle.
  • the second output element of the superposition gearing is connected to the first output element of the superposition gearing by the third torque transmission device for joint rotation, then the superimposed gearing is locked, which leads to The result is that the drive torque of the electric motor is transmitted with uncoupled engine translation without translation to the two axes of the vehicle.
  • the third torque transmitting device thus the otherwise unchanged transmission architecture can be extended to provide a purely electric or hybrid electric drive with one or two gears available, in which the two gears are in a resulting from the translation of the superposition gear ratio.
  • the engine can be decoupled from the transmission to provide a purely electric driving.
  • a hybrid electric driving operation in which the driving torque of the electric motor is used to drive the vehicle in addition to the driving torque provided by the engine.
  • no support of the second output element of the superposition gearing on the second output element of the differential compensation takes place.
  • the differential compensation is designed as a bevel gear differential; however, the equalizing differential may equally be designed, for example, as a ball differential.
  • the engine drives, via the first drive shaft, the carrier carrying the differential gears of the bevel gear differential, whereas the two output elements of the differential are rotatably connected to the bevel gears of the differential gear meshing with the differential gears.
  • the differential instead of forming the differential as bevel or ball differential, it would also be possible to form the differential as a planetary gear, as in a further embodiment of the superposition gear, which preferably as hohlradloses planetary gear with pairs of intermeshing planet gears, which in turn each with an associated Combing sun gear, is formed.
  • the superimposed gear can be designed as a planetary gear with pairs of intermeshing planetary gears, which are supported by a common planetary carrier, which forms the first output element of the superimposition gearbox.
  • one of the two planet gears meshes with a sun gear of the superposition gear, which is driven by the electric motor, whereas the other planet gear meshes with another sun gear of the superposition gear, which is rotatably connected to the second output element of the superposition gear.
  • the drive-effective connections between the two output elements of the differential compensation and the two output elements of the superposition gear can be realized by belt or chain drives; According to a further embodiment, however, for this purpose, for example, helical gear can be used, by means of which the torque transmission between the two output elements of the differential compensation and the two output elements of the superposition gearbox takes place.
  • the first output shaft via a further offset drive such as a belt drive, a chain drive or a spur gear with the first output element of the superposition gearbox is connected or connectable, so that the first output shaft eccentric or offset can be arranged to the superposition gear and the electric motor.
  • a further offset drive such as a belt drive, a chain drive or a spur gear with the first output element of the superposition gearbox is connected or connectable, so that the first output shaft eccentric or offset can be arranged to the superposition gear and the electric motor.
  • the first output element of the differential compensation indirectly connected via the first output element of the superposition gear drive with the first output shaft of the transmission or connectable, preferably preferably without translation.
  • the second drive shaft of the transmission can be driven indirectly via an intermediate shaft such as a propeller shaft of the electric motor.
  • the electric motor can be placed at a location that provides sufficient space for its placement and / or that is located to reduce the line length relatively close to the battery for the electric motor. Furthermore, the location of the center of gravity of the vehicle can be optimized by such a remote drive by the electric motor is selectively moved to a location that is ideal in terms of optimizing the center of gravity of the vehicle. According to a further embodiment, it is provided that the first output element of the differential balancing with the first output element of the superposition gear via a translation offset drive such as a belt drive, a chain drive or a spur gear is drivingly connected, whereas the second output element of the superimposition gear with the second output element the differential compensation can be coupled via a translated offset drive.
  • a translation offset drive such as a belt drive, a chain drive or a spur gear
  • the first output element of the differential compensation with the first output element of the superposition gearing via a translated offset drive is drivingly connectable, whereas the second output element of the superposition gearing is coupled without translation to the second output element of the differential compensation.
  • the superposition gear is designed in terms of its transmission ratio such that its gear ratio is inverse to the gear ratio of the translated offset drive.
  • the invention also relates to a drive train of a vehicle having a transmission of the type explained, an internal combustion engine, an electric motor, a first vehicle axle (eg front axle or rear axle) and a second vehicle axle (eg rear axle or front axle), wherein the first drive shaft of the Transmission is driveably connectable with the internal combustion engine, the second drive shaft of the transmission is drivingly connected to the electric motor, the first output shaft of the transmission to the first vehicle axle drivingly connected or connectable, and the second output shaft of the transmission with the secondppeachs drivingly connected or is connectable.
  • Fig. 1 is a schematic representation of the invention
  • Fig. 2 is a schematic representation of the invention
  • Transmission according to a second embodiment shows; shows a schematic representation of the transmission according to the invention according to a third embodiment; a schematic representation of the transmission according to the invention according to a fourth embodiment shows; shows a schematic representation of the transmission according to the invention according to a fifth embodiment; shows a schematic representation of the transmission according to the invention according to a sixth embodiment; shows a schematic representation of the transmission according to the invention according to a seventh embodiment; a schematic representation of the transmission according to the invention according to an eighth embodiment shows; a schematic representation of the transmission according to the invention according to a ninth embodiment shows; a schematic representation of the transmission according to the invention according to a tenth embodiment shows; a schematic representation of the transmission according to the invention according to an eleventh embodiment;
  • Fig. 12 is a schematic representation of the invention
  • Fig. 13 is a schematic representation of the invention
  • FIG. 1 shows a basic configuration of the transmission 10 according to the invention, from which all further explanations can be derived, which is why in the description of the further embodiments according to FIGS. 2 to 13, only the essential distinguishing features are discussed.
  • the transmission 10 shown schematically in FIG. 1 has a transmission housing 12 and has a first drive shaft 14, a second drive shaft 16, a first output shaft 18 and a second output shaft 20.
  • the first drive shaft 14 is assigned to an internal combustion engine, not shown here , via which the first drive shaft 14 can be acted upon by a drive torque.
  • the second drive shaft 1 6 is connected to the output shaft of an electric motor 22, via which the second drive shaft 1 6 can be acted upon by a drive torque from the electric motor 22.
  • the first output shaft 18 of the transmission 10 is drivably coupled to a first axle or shaft of a vehicle, which may be, for example, the front or rear axle of the vehicle or a right or left half-wave of the vehicle.
  • the second output shaft 20 of the transmission 10 is coupled to a second axle or shaft of the vehicle, which may be, for example, a rear or front axle of the vehicle or a left or right half-wave of the vehicle.
  • the illustrated transmission 10 may be configured as a longitudinal differential in a drive train with all-wheel drive, ie the output shafts 18, 20 are aligned in this case in the vehicle longitudinal direction and the first drive shaft 14 may be coupled for example via a propeller shaft to the engine.
  • the transmission 10 as an axle differential, in particular on the rear axle of a vehicle, ie the output shafts 18, 20 are aligned in this case in the vehicle transverse direction and the first drive shaft 14 may be coupled for example via a propeller shaft and an angle gear with the engine.
  • the differential 10 further includes a differential 24 designed here as a bevel gear differential, for example, and a superposition gear 26 configured here as an epicyclic gear.
  • the differential differential 24 comprises an input element 28 in the form of a carrier 28a connected in a rotationally fixed manner to the first drive shaft 14, and the differential gears 30 configured as bevel gears 30a wearing.
  • the differential compensation 24 comprises a first output element 32 in the form of a bevel gear 32a and a second output element 34 also in the form of a bevel gear 34a, wherein the two bevel gears 32a, 34a mesh with the differential gears 30a, so that by means of the differential compensation 24, the drive torque of the internal combustion engine rotates - Can be transmitted independently of number, preferably in equal proportions to the two output elements 32, 34 in the form of the two bevel gears 32a, 34a.
  • the compensating differential 24 could alternatively also be formed by a planetary gear differential.
  • the superposition gearing 26 also comprises an input element 36 in the form of a first sun gear 36a, which can be driven by the electric motor 22 via the second drive shaft 16.
  • the superposition gearing 26 also includes a first output element 38 in the form of a planetary carrier 38a and a second output element 42 in the form of a second sun gear 42a.
  • the first sun gear 36a which acts as an input element 36, meshes with a first planetary gear 44, which is rotatably mounted on the planet carrier 38a.
  • This first planet gear 44 in turn meshes with a second planetary gear 46, which is also mounted on the planetary carrier 38a and meshingly engages with the second output member 42, which is formed as a sun gear 42a.
  • the superposition gearing 26 thus likewise forms a (in this case asymmetrical) differential gearing since a drive torque introduced via the input element 36 is distributed to the first output element 38 and the second output element 42.
  • the superposition gear 26 could alternatively also be formed by a different planetary gear differential, for example with a ring gear.
  • the first output element 32 of the differential differential 24 in the form of the first bevel gear 32a via a first, for example designed as a belt or chain drive offset drive 48 drivingly effective with the first output element 38th of the superposition gearing 26 in the form of its carrier 38a.
  • the second output element 34 of the differential compensation 24 in the form of the second bevel gear 34a is non-rotatably connected via a hollow shaft with the second output shaft 20 of the transmission 10.
  • the first output element 38 of the superposition gearing 26 in the form of its carrier 38a is non-rotatably connected to the first output shaft 18 of the transmission 10.
  • the first output element 38 of the superimposition gearing 26 designed as a carrier 38a rotates more slowly than the second output element 42 of the superposition gearing 26 of the second sun gear 42a.
  • the first offset drive 48 is formed without translation in the illustrated embodiment, whereas the second offset drive 50 provides a translation into the fast.
  • the superposition gear 26 is designed such that its gear ratio to the gear ratio of the second offset drive 50 is inverse, so that despite the fact that the second output element 42 of the superposition gear 26 rotates faster than the first output member 38, the from the electric motor 22 via the second drive shaft 1 6 driven input member 36 is stopped in the form of the first sun gear 36 a.
  • the superposition gearing 26 is designed such that, by a rotary movement of the input element 36, the first output element 38 and the second output element 42 of the superposition tion gear 26 are driven to opposite rotational movements relative to each other (differential action).
  • the input element 36 in the form of the first sun gear 36a of the superposition gear 26 is driven by the electric motor 22 in a first direction of rotation .
  • the drive torque of the electric motor 22 is divided in this case by the superposition gearing 26 into two parts, which are transmitted via the planet carrier 38a and the second sun 42a of the superposition gearing 26 and the second offset drive 50 on the two output shafts 18, 20.
  • the first sun gear 36a of the superposition gear 26 is driven by the electric motor 22 in a direction opposite to the first rotational direction, which has the consequence that the one output shaft 18, 20 braked and the other output shaft 20, 18 is additionally accelerated.
  • the electric motor 22 can thus be designed purely on the basis of the desired maximum differential rotational speed between the two output shafts 18, 20 and the differential torque.
  • FIG. 2 differs from the first embodiment in that a claw coupling K3, which is also referred to here as a third torque transfer device, is provided by means of which optionally the second output element 42 of the superposition gear 26 in the form of the second sun gear 42a is either fixed to the housing (while the second output element 42 is decoupled from the second offset drive 50 and from the second output element 34 of the differential gear 24) or drive-wise with the second offset drive 50 and thus connected to the second output element 34 of the differential compensation 24 and the second output shaft 20.
  • a claw coupling K3 which is also referred to here as a third torque transfer device
  • the previously described torque vectoring function can be fulfilled with the transmission 10.
  • the clutch K3 is fixed to the housing in the first shift position, in which the second output element 42 of the superimposition gearing 26 is fixed, the drive motor can be activated (braking or accelerating) via the first output element 38 of the superposition gearing 26 to the first output shaft 18 by actuating the electric motor 22 muster.
  • the internal combustion engine is decoupled (by means of a coupling, not shown), it is thus possible to realize a purely electrical operating mode, wherein the superposition gearing 26 is effective as a (one-stage) transmission gear.
  • a dog clutch K3 could generally also be provided on the other side of the superposition gearing 26 in order to selectively decouple the first output element 38 of the superposition gearing 26 from the first output shaft 18 and instead to hold the housing fixed or rotatably connected to the second output element 42 of the superposition gear 26.
  • FIG. 3 differs from the embodiment according to FIG. 2 in that by means of the third torque transmission device K3 the second output element 42 of the superposition gearing 26 is additionally (ie in a third switching position) selectively for common rotation with the first output element Can be connected in the form of the carrier 38a of the superposition gear 26, in turn, while the second output element 42 from the second offset drive 50 and from the second
  • Output element 34 of the differential compensation 24 is decoupled. This makes it possible to realize a faster electrical speed level with respect to the housing-fixed switching position of the clutch K3.
  • the superposition gear 26 is selectively effective as a two-speed shift transmission. Also, a decoupling of the internal combustion engine from the first drive shaft 14 of the transmission 10 take place (not shown).
  • FIG. 4 is based on the embodiment according to FIG. 2, wherein here additionally a first torque transmission device K1 in the form of a dog clutch is provided, by means of which the first output element 38 of the superposition gear 26 in the form of its carrier 38a to the common Rotation can be connected to the first output shaft 18 of the transmission 10.
  • the first torque transmission device K1 therefore, the first output shaft 18 can optionally be completely decoupled from the drive (driving torque of the internal combustion engine and / or the electric motor 22) (disconnect function), for example to deactivate an all-wheel drive.
  • the second torque transmitting device K2 is thus selectively effective as a lock for the Austechnischsdif- ferential 24.
  • the electric motor 22 can now be turned off, since it is no longer needed to compensate for the driving torque of the internal combustion engine transmitted via the first offset drive 48, i. due to the mechanically locked differential differential 24 is set at the input element 36 of the superposition gear 28 without the already explained zero speed (standstill).
  • the renewed coupling of the first output shaft 18 can be done in reverse order.
  • the third clutch K3 is not absolutely necessary for the torque vectoring function and the disconnect function, ie, between the second output element 42 of the superposition gear 26 and the second output element 34 of the output gear. Gleichsdifferentials 24 may in principle also be provided a permanent drive-effective connection (as in Fig. 1). This also applies to the embodiments explained below.
  • the embodiment shown in FIG. 5 corresponds to the embodiment of FIG. 4, in which case the third clutch K 3 according to the embodiment according to FIG. 3 has three switching positions in order to be able to realize two electrical gear stages.
  • the embodiment of the transmission 10 according to FIG. 6 substantially corresponds to the embodiment of FIG. 5, but here the second drive shaft 1 6 is indirectly driven by the electric motor 22 via an intermediate shaft 52 designed as a propeller shaft. This makes it possible to position the electric motor 22 at a favorable position within the vehicle, making optimum use of the available installation space.
  • FIG. 7 also essentially corresponds to the embodiment according to FIG. 5, but in this case the two offset drives 48, 50 designed as belt or chain drive are replaced by spur gears 48, 50.
  • FIG. 8 The embodiment shown in FIG. 8 is based on the embodiment according to FIG. 7, in which case in turn the electric motor 22 drives the second drive shaft 16 of the transmission 10 via an intermediate shaft 52 designed as a cardan shaft (as in FIG. 6).
  • FIG. 9 is again based on the embodiment according to FIG. 5, but here the first output shaft 18 is connected via a spur gear toothing 54 to the first output element 38 of the superposition gear 26, namely separable by means of the first clutch K1 ,
  • FIG. 10 is based on the embodiment of FIG. 9, wherein the electric motor 22 in turn drives the second drive shaft 16 via an intermediate shaft 52.
  • FIG. 1 1 is a modification of the embodiment of FIG. 5.
  • the electric motor 22 and the superposition gear 26 are arranged coaxially with the second output shaft 20 of the transmission 10 here.
  • the second sun gear 42a of the superposition gear 26 which is not directly driven by the electric motor 22 sun gear 36a, the first output element 38 of the superposition gear 26, which with the first output shaft 18 of the gearbox - Be 10 drive effective connectable.
  • the second output element 42 of the superposition gearing 26 is formed by the planet carrier 38a of the superposition gearing 26, which is connected in a rotationally fixed manner to the second output shaft 20.
  • either the first output element 38 of the superimposition gearing 26 can either be stationary on the housing 12 (as the first gear for a purely electric drive with decoupled first output shaft 18) or for common rotation with the second output element 42 of the superposition gear 26 connect (as a second gear for purely electric drive), or drivingly connect to the first output element 32 of the differential differential 24 and with the first output shaft 18 of the transmission 10, which here via a countershaft 56 (the offset drive 48 is here formed by a spur gear).
  • the torque transmission device K3 could also be omitted; in this case, a permanent driving connection of the first output element 38 of the Superposition gear 26 to provide with the first output element 32 of the differential compensation 24 and with the first output shaft 18.
  • the second output element 34 of the differential balancer 24 is coupled to the second output element 42 of the superposition gear 26 in the form of the carrier 38a without translation, in particular rotationally fixed, whereas the first output element 32 of the differential gear 24 with the first output element 38 of the superposition gear 26 via a translated offset drive 48 is drivingly connected.
  • a torque vectoring function can likewise be implemented in the desired manner, for which purpose the first output element 38 of the superimposition gearing 26 is effective for driving by means of the clutch K3, analogous to the embodiment according to FIG to be connected to the first output element 32 of the differential compensation 24 via the countershaft 56.
  • the first output element 38 of the superposition gearing 26 is in turn fixed to the housing by means of the third torque transmission device K3 or to the common
  • FIG. 12 is based on the embodiment according to FIG. 1 1, wherein, however, the electric motor 22 in turn drives the first input element 36 of the superposition gearing 26 via an intermediate shaft 52 designed as a cardan shaft.
  • the intermediate shaft 52 is embodied here as a hollow shaft, through which the second output shaft 20 extends through the electric motor 22.
  • FIG. 13 is again based on the embodiment of FIG. 1 1, wherein here, in contrast to FIG. 1 1, the countershaft 56 is formed as a hollow shaft which surrounds the first output shaft 18 of the transmission 10 coaxially.
  • the first output shaft 18 of the transmission 10 can be selectively coupled or decoupled with the countershaft 56 and thus with the first output element 38 of the superimposition gearing 26, provided that the third torque transfer device K3 is the first output element 38 of the first output element Superposition gear 26 drivingly coupled with the first output element 32 of the differential gear 24.
  • the same transmission modes as with the transmissions described with reference to FIGS. 5 ff. Can be switched.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arrangement And Driving Of Transmission Devices (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

A transmission for splitting a driving torque as needed between a first axle or shaft and a second axle or shaft of a vehicle comprises: a first input shaft (14); a second input shaft (16); a first output shaft (18); a second output shaft (20); a differential (24) that includes an input element (28) driven by the first input shaft, a first output element (32), and a second output element (34); and a torque vectoring transmission (26) that includes an input element (36) driven by the second input shaft, a first output element (38), and a second output element (42). The first output element of the differential is or can be drivingly connected to the first output element of the torque vectoring transmission. The second output element of the differential is or can be drivingly connected to the second output shaft of the transmission. The first output element of the torque vectoring transmission is or can be drivingly connected to the first output shaft of the transmission, and the second output element of the torque vectoring transmission is or can be drivingly connected to the second output element of the differential.

Description

GETRIEBE ZUR BEDARFSWEISEN AUFTEILUNG  GEARBOX FOR DEMANDING BREAKDOWN
EINES ANTRIEBSDREHMOMENTS  A DRIVE TORQUE
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe zur bedarfsweisen Aufteilung eines Antriebsdrehmoments zwischen einer ersten und einer zweiten Achse oder Welle eines Fahrzeugs, wie beispielsweise einer Vorder- und einer Hinterradachse oder einer rechtsseitigen und einer linksseitigen Halbwelle des Fahrzeugs. The present invention relates to a transmission for distributing a drive torque as required between a first and a second axle or shaft of a vehicle, such as a front and a rear axle or a right-side and a left-side half-wave of the vehicle.
Derartige Getriebe zur bedarfsweisen Aufteilung eines Antriebsdrehmoments zwischen zwei Achsen oder Wellen eines Fahrzeugs sind grundsätzlich bekannt und bedienen sich üblicherweise zumindest einer Reibkupplung, mittels derer das Antriebsmoment zwischen den beiden Achsen oder Wellen im Sinne eines soge- nannten Torque-Vectoring aufgeteilt werden kann. Derartige Reibkupplungen bieten jedoch eine begrenzte Variabilität bei der Drehmomentverteilung und weisen außerdem eine begrenzte Genauigkeit bzw. Dynamik bei der Einstellung der gewünschten Drehmomentverteilung auf. Ferner ist bei derartigen Systemen auch der Bauaufwand nicht unwesentlich. Des Weiteren kommt hinzu, dass der Nutzen derartiger Torque-Vectoring-Systeme insbesondere im niedrigen Geschwindigkeitsbereich kaum in Erscheinung tritt. Vielmehr überwiegen bei derartigen Systemen in aller Regel Schleppverluste, die Verbrauchs- und emissionserhöhende Verlustquellen darstellen. Such transmissions for dividing a drive torque as required between two axles or shafts of a vehicle are generally known and usually use at least one friction clutch, by means of which the drive torque can be divided between the two axles or shafts in the sense of torque vectoring. However, such friction clutches offer limited variability in torque distribution and also have limited accuracy or dynamics in adjusting the desired torque distribution. Furthermore, in such systems, the construction cost is not insignificant. In addition, the benefits of such torque vectoring systems, especially in the low-speed range, are hardly noticeable. Rather, in such systems usually tow losses, which represent consumption and emission-increasing sources of losses.
Ferner beschränken sich derartige Torque-Vectoring-Systeme auf gewissen Fahrsituationen, in denen die bedarfsweise Aufteilung des Antriebsdrehmoments zwischen zwei Achsen oder Wellen vorzunehmen ist, ohne dass es möglich wäre, bei Bedarf eine der beiden Achsen oder Wellen drehmomentfrei zu schalten bzw. vom Antrieb abzukoppeln, wie dies beispielsweise in weniger anspruchsvollen Fahrsituationen der Fall sein kann. Furthermore, such Torque vectoring systems are limited to certain driving situations in which the need for sharing the drive torque between two axes or waves is to make, without it being possible, if necessary, one of the two axes or shafts torque-free switch from or Disconnect drive, as may be the case, for example, in less demanding driving situations.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe zur bedarfsweisen Aufteilung eines Antriebsdrehmoments zwischen einer ersten und einer zweiten Achse oder Welle eines Fahrzeugs zu schaffen, welches zur Aufteilung des Antriebsmoments ohne verlustbehaftete Reibkupplungen auskommt und welches sich insbesondere auch an weniger anspruchsvolle Fahrsituationen anpassen lässt, die keine Aufteilung des Antriebsdrehmoments erfordern. The invention is therefore an object of the invention to provide a transmission for on-demand division of a drive torque between a first and a second axle or shaft of a vehicle, which does not require lossy friction clutches for sharing the drive torque and which can be adapted in particular to less demanding driving situations, which do not require a distribution of the drive torque.
Diese Aufgabe wird durch ein Getriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved by a transmission with the features of claim 1.
Das erfindungsgemäße Getriebe umfasst: The transmission according to the invention comprises:
eine erste Antriebswelle, die vorzugsweise einem Verbrennungsmotor zugeordnet ist; a first drive shaft, which is preferably associated with an internal combustion engine;
eine zweite Antriebswelle, die vorzugsweise einem Elektromotor zugeordnet ist; eine erste Abtriebswelle, die vorzugsweise einer ersten Fahrzeugachse (oder einer ersten Fahrzeugwelle) zugeordnet ist; a second drive shaft, which is preferably associated with an electric motor; a first output shaft, which is preferably associated with a first vehicle axle (or a first vehicle shaft);
eine zweite Abtriebswelle, die vorzugsweise einer zweiten Fahrzeugachse (oder einer zweiten Fahrzeugwelle) zugeordnet ist; a second output shaft, which is preferably associated with a second vehicle axle (or a second vehicle axle);
ein Ausgleichsdifferential mit einem von der ersten Antriebswelle angetriebenen Eingangselement, einem ersten Ausgangselement und einem zweiten Ausgangselement; und a differential with an input driven by the first input shaft input element, a first output element and a second output element; and
ein Überlagerungsgetriebe mit einem von der zweiten Antriebswelle angetriebenen Eingangselement, einem ersten Ausgangselement und einem zweiten Ausgangselement; a superposition gear having an input member driven by the second drive shaft, a first output member, and a second output member;
wobei das erste Ausgangselement des Ausgleichsdifferentials antriebswirksam mit dem ersten Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes verbunden ist, und zwar vorzugsweise trennbar; wobei das zweite Ausgangselement des Ausgleichsdifferentials antriebswirksam, vorzugsweise drehfest, mit der zweiten Abtriebswelle des Getriebes verbunden oder verbindbar ist; wobei das erste Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes antriebswirksam mit der ersten Abtriebswelle des Getriebes verbunden ist, und zwar vorzugsweise trennbar; und wherein the first output element of the differential compensation is drivingly connected to the first output element of the superposition gear, preferably separable; wherein the second output element of the differential compensation drive-effective, preferably rotationally fixed, connected to the second output shaft of the transmission or connectable; wherein the first output element of the superposition gear is drivingly connected to the first output shaft of the transmission, preferably separable; and
wobei das zweite Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes antriebswirksam mit dem zweiten Ausgangselement des Ausgleichsdifferentials verbunden ist, und zwar vorzugsweise trennbar. Das Ausgleichsdifferential des erfindungsgemäßen Getriebes dient dabei gewissermaßen als ein (vorzugsweise in Längsrichtung wirksames) Zentraldifferential, mit dem das Antriebsdrehmoment des Verbrennungsmotors vorzugsweise zu gleichen Anteilen unabhängig von der Drehzahl der beiden Achsen des Fahrzeugs auf die beiden Achsen (oder Wellen) übertragen werden kann. Demgegenüber dient das Überlagerungsgetriebe als Summiergetriebe, mit dem sich in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Elektromotors auf eine der beiden Achsen (oder Wellen) ein zusätzliches bzw. beschleunigendes Drehmoment im Sinne eines Torque-Vectoring aufprägen lässt, wohingegen das Antriebsdrehmoment der anderen Achse (oder Welle) um ein entsprechendes Bremsmoment reduziert wird. wherein the second output element of the superposition gear is drivingly connected to the second output element of the differential compensation, preferably separable. The differential compensation of the transmission according to the invention serves as it were as a (preferably effective in the longitudinal direction) central differential, with the drive torque of the engine preferably in equal proportions regardless of the speed of the two axes of the vehicle on the two axes (or waves) can be transmitted. In contrast, the superposition gear serves as a summation gear, with which depending on the direction of rotation of the electric motor on one of the two axes (or shafts) an additional or accelerating torque in the sense of torque vectoring can be imposed, whereas the drive torque of the other axis (or shaft ) is reduced by a corresponding braking torque.
Zur Realisierung der gewünschten Drehmomentverteilung zwischen den beiden Achsen oder Wellen wird somit keine Reibkupplung benötigt; vielmehr wird durch das Überlagerungsgetriebe des erfindungsgemäßen Getriebes ein Getriebezweig gebildet, der eine elektromotorische Veränderung der durch das Ausgleichsdiffe- rential voreingestellten Drehmomentverteilung ermöglicht. Hierzu wird der voreingestellten Drehmomentverteilung mittels des Elektromotors ein zusätzliches Antriebsdrehmoment überlagert, wobei aufgrund der antriebswirksamen Verbindung der beiden Ausgangselemente des Überlagerungsgetriebes mit den beiden Ausgangselementen des Ausgleichsdifferentials beispielsweise das erste Aus- gangselement des Überlagerungsgetriebes sich indirekt an dem zweiten Aus- gangselement des Ausgleichsdifferentials abstützt oder das zweite Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes sich indirekt an dem ersten Ausgangselement des Ausgleichsdifferentials abstützt. Somit kann in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Elektromotors einer der beiden Achsen oder Wellen ein zusätzliches Drehmoment aufgeprägt werden. To realize the desired torque distribution between the two axes or shafts thus no friction clutch is required; Rather, a transmission branch is formed by the superposition gear of the transmission according to the invention, which allows an electromotive change in the pre-set by the Ausgleichsdiffer- torque distribution. For this purpose, an additional drive torque is superimposed on the preset torque distribution by means of the electric motor, wherein, for example, the first output element of the superimposed gearbox is indirectly connected to the second output due to the drive-effective connection of the two output elements of the superposition gear with the two output elements of the differential compensation. gear element of the differential compensation is supported or the second output element of the superposition gear is supported indirectly on the first output element of the differential compensation. Thus, depending on the direction of rotation of the electric motor of one of the two axes or waves, an additional torque can be impressed.
Als weiterer Vorteil kommt ferner hinzu, dass der Elektromotor auch hinsichtlich seines Stellvermögens, also der Fähigkeit, ein gewünschtes Drehmoment schnell und präzise einzustellen, gegenüber herkömmlichen Realisierungen unter Ver- wendung von Reibkupplungen überlegen ist. A further advantage is that the electric motor is also superior in terms of its positioning capability, ie the ability to set a desired torque quickly and precisely, compared to conventional realizations using friction clutches.
Im Zusammenhang mit der Erfindung sei noch angemerkt, dass eine "drehfeste" Verbindung eine drehstarre Verbindung bezeichnet. Eine "antriebswirksame" Verbindung bezeichnet eine (direkte oder indirekte) Verbindung zwischen zwei dreh- baren Elementen, die in einer festen Drehbeziehung zueinander stehen (d.h. in einem vorbestimmten Übersetzungsverhältnis zueinander, mit i = 1 oder i 1 ), einschließlich einer drehfesten Beziehung. Wenn ein Element mit einem anderen Element "verbindbar" oder "koppelbar" ist, bezeichnet dies eine Verbindung, die optional auch eine trennbare Verbindung sein kann (beispielsweise eine indirekte Verbindung zwischen den beiden Elementen über eine Kupplung). In connection with the invention should be noted that a "non-rotatable" connection denotes a torsionally rigid connection. An "efficient" connection means a (direct or indirect) connection between two rotatable elements which are in a fixed rotational relationship to one another (i.e., in a predetermined gear ratio to one another, i = 1 or i 1), including a rotationally fixed relationship. If one element is "connectable" or "coupleable" to another element, this designates a connection, which optionally can also be a separable connection (for example, an indirect connection between the two elements via a coupling).
Im Folgenden wird nun auf vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Getriebes eingegangen, wobei sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen auch aus den Unteransprüchen, der Figurenbeschreibung sowie den Zeichnungen ergeben können. In the following, advantageous embodiments of the transmission according to the invention will now be discussed, with further advantageous embodiments also being able to emerge from the subclaims, the description of the figures and the drawings.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Getriebe (und insbesondere das Überlagerungsgetriebe) dazu ausgelegt, dass bei gleicher Drehzahl des ersten Ausgangselements und des zweiten Ausgangselements des Ausgleichsdiffe- rentials, und/oder bei gleicher Drehzahl der ersten Abtriebswelle und der zweiten Abtriebswelle des Getriebes, das Eingangselement des Überlagerungsgetriebes still steht. Mit anderen Worten ist bei dieser Ausführungsform das Getriebe derart konfiguriert (und gegebenenfalls an die weiteren Komponenten des Antriebsstrangs des Fahrzeugs mit den dort vorgesehenen Übersetzungen angepasst), dass bei gleicher Drehzahl der beiden Achsen oder Wellen des Fahrzeugs das Überlagerungsgetriebe eine Nulldrehzahl besitzt, d.h. das dem Elektromotor zugeordnete Eingangselement des Überlagerungsgetriebes steht still. According to an advantageous embodiment, the transmission (and in particular the superposition gear) is designed so that at the same speed of the first output element and the second output element of Ausgleichsdiffer- rentials, and / or at the same speed of the first output shaft and the second Output shaft of the transmission, the input element of the superposition gear is stationary. In other words, in this embodiment, the transmission is configured (and possibly adapted to the other components of the drive train of the vehicle with the translations provided therein) that at the same speed of the two axles or waves of the vehicle, the superposition gear has a zero speed, ie the Electric motor associated input element of the superposition gearbox stands still.
Somit kann in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Elektromotors einer der beiden Achsen oder Wellen ein zusätzliches Drehmoment aufgeprägt werden, und zwar unabhängig von der Drehzahl bzw. Drehgeschwindigkeit der beiden Achsen oder Wellen. Die Auslegung des Elektromotors ist somit von der Maximaldrehzahl der beiden Achsen oder Wellen bzw. von der Fahrzeuggeschwindigkeit unabhängig; vielmehr kann der Elektromotor aufgrund der Tatsache, dass er still steht, wenn sich beide Achsen oder Wellen gleich schnell drehen, rein auf Grundlage der gewünschten maximalen Differenzdrehzahl zwischen den beiden Achsen oder Wellen und des Differenzmoments ausgelegt werden. Die Wirkung des Elektromotors zur Drehmomentaufteilung ist somit unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit, so dass der Elektromotor nicht unnötig groß dimensioniert werden muss. Allein durch die Wahl der Drehrichtung des Elektromotors kann gesteuert werden, ob der ersten Abtriebswelle oder der zweiten Abtriebswelle des Getriebes ein beschleunigendes Drehmoment aufgeprägt wird. Thus, depending on the direction of rotation of the electric motor of one of the two axes or shafts an additional torque can be impressed, regardless of the speed or rotational speed of the two axes or shafts. The design of the electric motor is thus independent of the maximum speed of the two axles or shafts or of the vehicle speed; Rather, due to the fact that it is stationary when both axles or shafts rotate at the same speed, the electric motor can be designed purely on the basis of the desired maximum differential speed between the two axles or shafts and the differential torque. The effect of the electric motor for torque distribution is thus independent of the vehicle speed, so that the electric motor does not need to be unnecessarily large dimensions. Alone by the choice of the direction of rotation of the electric motor can be controlled whether the first output shaft or the second output shaft of the transmission an accelerating torque is impressed.
Hierzu können insbesondere das zwischen dem ersten Ausgangselement des Ausgleichsdifferentials und dem ersten Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes wirksame Übersetzungsverhältnis, ferner das zwischen dem zweiten Ausgangselement des Ausgleichsdifferentials und dem zweiten Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes wirksame Übersetzungsverhältnis, und die innerhalb des Überlagerungsgetriebes wirksamen Übersetzungsverhältnisse derart aneinander angepasst sein, dass bei gleicher Drehzahl des ersten Ausgangselements und des zweiten Ausgangselements des Ausgleichsdifferentials und/oder bei gleicher Drehzahl der ersten Abtriebswelle und der zweiten Abtriebswelle des Getriebes das Eingangselement des Überlagerungsgetriebes still steht. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Überlagerungsgetriebe vorzugsweise dazu ausgelegt, dass durch eine Drehbewegung des Eingangselements das erste Ausgangselement und das zweite Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes zu gegensinnigen Drehbewegungen relativ zueinander angetrieben werden. Hierdurch kann auf einfache Weise erreicht werden, dass auf die beiden Achsen oder Wellen des Fahrzeugs stets gegensinnige Drehmomente aufgeprägt werden (d.h. je nach Drehrichtung des Elektromotors ein beschleunigendes Drehmoment einerseits und ein entsprechendes Bremsmoment andererseits). Insbesondere kann das Getriebe (also das Überlagerungsgetriebe, das Ausgleichsdifferential sowie dazwischen liegende Übersetzungsgetriebe wie bei- spielsweise Versatztriebe) dazu ausgelegt sein, dass bei einer Drehbewegung des Eingangselements des Überlagerungsgetriebes die beiden Ausgangselemente des Ausgleichsdifferentials und/oder die beiden Abtriebswellen des Getriebes gegensinnig angetrieben werden. Gemäß einer Ausführungsform ist eine erste Drehmomentübertragungsvorrichtung vorgesehen, mittels derer sich das erste Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes wahlweise zur gemeinsamen Drehung mit der ersten Abtriebswelle des Getriebes verbinden lässt. Umgekehrt bedeutet dies, dass sich mittels der ersten Drehmomentübertragungsvorrichtung die erste Abtriebswelle des Getriebes von dem Überlagerungsgetriebe zur Stillegung einer Fahrzeugachse abkoppeln lässt. Hierzu kann durch Ausnutzung der erläuterten Torque-Vectoring-Funktion mittels des Elektromotors zunächst ein Bremsdrehmoment auf das erste Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes aufgebracht werden, das das Antriebsdrehmoment des Verbrennungsmotors bei eingerückter erster Drehmomentübertragungs- Vorrichtung aufhebt, so dass die erste Abtriebswelle des Getriebes drehmoment- frei wird. In diesem Zustand kann dann die erste Abtriebswelle des Getriebes mittels der ersten Drehmomentübertragungsvorrichtung ruck- und geräuschfrei abgekoppelt werden, indem die erste Drehmomentübertragungsvorrichtung ausgerückt wird. For this purpose, in particular the effective between the first output element of the differential compensation and the first output element of the superposition gear ratio, further effective between the second output element of the differential compensation and the second output element of the superposition gear ratio, and the effective within the superposition gear ratios are adapted to each other so that at same speed of the first output element and of the second output element of the differential compensation and / or at the same speed of the first output shaft and the second output shaft of the transmission, the input element of the superposition gearing is stationary. According to a further advantageous embodiment, the superposition gearing is preferably designed such that the first output element and the second output element of the superposition gearing are driven relative to one another in opposite directions by rotational movement of the input element. In this way can be achieved in a simple manner that on the two axes or waves of the vehicle always opposing torques are impressed (ie depending on the direction of rotation of the electric motor an accelerating torque on the one hand and a corresponding braking torque on the other hand). In particular, the transmission (ie, the superposition gear, the differential gear and intermediate transmission gear such as offset drives) can be designed so that upon rotation of the input element of the superposition gear, the two output elements of the differential compensation and / or the two output shafts of the transmission are driven in opposite directions. According to one embodiment, a first torque-transmitting device is provided, by means of which the first output element of the superposition gearbox can optionally be connected for common rotation with the first output shaft of the transmission. Conversely, this means that by means of the first torque transmission device, the first output shaft of the transmission can be decoupled from the superposition gearing for decommissioning a vehicle axle. For this purpose, by utilizing the explained torque vectoring function by means of the electric motor, first of all a braking torque can be applied to the first output element of the superposition gearing, which releases the drive torque of the internal combustion engine when the first torque transmission device is engaged, so that the first output shaft of the gearing can be torque-controlled. becomes free. In this state, the first output shaft of the transmission can then be decoupled without jerk and noise by means of the first torque transmission device by the first torque transmission device is disengaged.
Damit anschließend der Elektromotor abgeschaltet werden kann und nicht dauerhaft Drehmoment aufbringen muss, um den Drehmomentanteil des Verbrennungsmotors, der von dem ersten Ausgangselement des Ausgleichsdifferentials über den Wirkpfad zu dem ersten Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes übertragen wird, zu kompensieren, ist es gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass eine zweite Drehmomentübertragungseinrichtung vorhanden ist, mittels derer sich die erste Antriebswelle des Getriebes zur Sperrung des Achsdifferentials zur gemeinsamen Drehung mit dem ersten Ausgangselement und/oder dem zweiten Ausgangselement des Ausgleichsdifferentials verbinden lässt. Nach Abkopplung der ersten Abtriebswelle mit Hilfe der ersten Drehmomentübertragungsvorrichtung kann somit in einem zweiten Schritt das Achsdifferential mittels der zweiten Drehmomentübertragungsvorrichtung mechanisch gesperrt werden, so dass der Elektromotor anschließend abgeschaltet werden kann. Durch diese Allradabschaltung lässt sich mit dem Getriebe somit in weniger anspruchsvollen Fahrsituationen Drehmoment von dem Verbrennungsmotor auf nur die zweite Fahrzeugachse übertragen. Sollte sich anschließend wieder eine anspruchsvollere Fahrsituation ergeben, kann dann die erste Fahrzeugachse wieder zugeschaltet werden, wozu die zuvor erläuterte Abschaltprozedur in umgekehrter Reihenfolge durchzuführen ist. In order subsequently to be able to switch off the electric motor and not have to permanently apply torque in order to compensate for the torque component of the internal combustion engine transmitted from the first output element of the differential over the active path to the first output element of the superposition gear, it is provided according to a further embodiment, a second torque transmission device is provided by means of which the first drive shaft of the transmission for locking the axle differential for common rotation can be connected to the first output element and / or the second output element of the differential compensation. After decoupling the first output shaft by means of the first torque-transmitting device, the axle differential can thus be mechanically locked in a second step by means of the second torque-transmitting device, so that the electric motor can subsequently be switched off. With this four-wheel-drive shut-off, torque can be transmitted from the combustion engine to only the second vehicle axle in less demanding driving situations. Should a more demanding driving situation then arise again, then the first vehicle axle can be switched on again, for which purpose the previously explained shutdown procedure is to be carried out in reverse order.
Gegenüber herkömmlichen Systemen zur Allradabschaltung werden somit erfindungsgemäß keine reibschlüssigen Drehmomentübertragungsvorrichtungen benötigt, welche meist Nachteile in Bezug auf Raumbedarf, Genauigkeit, Akustik, Ener- giekapazität und Energiebedarf mit sich bringen. Vielmehr begnügt sich die Erfin- dung mit einfachen formschlüssigen Drehmomentübertragungsvorrichtungen wie beispielsweise Klauenkupplungen, so dass keine reibschlüssigen Drehmomentübertragungsvorrichtungen benötigt werden. Um ein Fahrzeug mittels des erfindungsgemäßen Getriebes insbesondere inCompared to conventional systems for four-wheel shutdown so no friction torque transmission devices are required according to the invention, which usually bring disadvantages in terms of space requirements, accuracy, acoustics, energy capacity and energy requirements with it. Rather, the invention is tion with simple positive torque-transmitting devices such as jaw clutches, so that no frictional torque transmitting devices are needed. To a vehicle by means of the transmission according to the invention in particular
Fahrsituationen mit geringem Beschleunigungsbedarf wie beispielsweise während einer Autobahnfahrt oder einer Fahrt über Land ausschließlich oder ergänzend zu dem Verbrennungsmotor unter Verwendung des Elektromotors des Getriebes antreiben zu können, ist gemäß einer weiteren Ausführungsform eine dritte Dreh- momentübertragungsvorrichtung vorgesehen, mittels derer wahlweise das erste oder das zweite Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes stationär, insbesondere an einem Gehäuseelement des Getriebes, festlegbar, zur gemeinsamen Drehung mit dem zweiten oder ersten Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes verbindbar oder antriebswirksam mit dem ersten bzw. zweiten Aus- gangselement des Ausgleichsdifferentials verbindbar ist. According to a further embodiment, driving situations with a low acceleration requirement, such as during a motorway journey or a journey over land exclusively or in addition to the internal combustion engine using the electric motor of the transmission, a third torque transmitting device is provided, by means of which either the first or the second Output element of the superposition gearing stationary, in particular on a housing element of the transmission, can be fixed, connectable for common rotation with the second or first output element of the superposition gearing or drive effective with the first and second output element of the differential compensation is connectable.
Wird beispielsweise mittels der dritten Drehmomentübertragungsvorrichtung das zweite Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes antriebswirksam mit dem zweiten Ausgangselement des Ausgleichsdifferentials verbunden, so liegt die zuvor beschriebene Grundkonfiguration des Getriebes vor, in der mit Hilfe des Elektromotors eine der beiden Achsen zu Zwecken des Torque-Vectoring beschleunigt und die andere Achse abgebremst werden kann. Wird hingegen mittels der dritten Drehmomentübertragungsvorrichtung beispielsweise das zweite Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes stationär festgelegt, so wirkt das Über- lagerungsgetriebe als Übersetzungsstufe, mittels derer das Antriebsdrehmoment des Elektromotors ins Schnelle übersetzt beispielsweise auf die erste Achse des Fahrzeugs übertragen werden kann. Wird hingegen mittels der dritten Drehmomentübertragungsvorrichtung das zweite Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes zur gemeinsamen Drehung mit dem ersten Ausgangselement des Überla- gerungsgetriebes verbunden, so ist das Überlagerungsgetriebe gesperrt, was zur Folge hat, dass das Antriebsdrehmoment des Elektromotors bei abgekoppeltem Verbrennungsmotor übersetzungsfrei auf die beiden Achsen des Fahrzeugs übertragen wird. Durch die dritte Drehmomentübertragungsvorrichtung kann somit die ansonsten unveränderte Getriebearchitektur erweitert werden, um einen rein elektrischen oder hybridelektrischen Antrieb mit einem oder auch zwei Gängen zur Verfügung zu stellen, bei dem die beiden Gänge in einem aus der Übersetzung des Überlagerungsgetriebes sich ergebenden Verhältnis stehen. If, for example, by means of the third torque transmission device, the second output element of the superposition gear drive connected to the second output element of the differential compensation, so there is the basic configuration of the transmission described above, in which accelerated by means of the electric motor, one of the two axes for purposes of torque vectoring and the other Axis can be braked. If, on the other hand, the second output element of the superposition gearing is stationary, for example, by means of the third torque transmission device, the superposition gearing acts as a transmission stage, by means of which the drive torque of the electric motor can be translated into the first axis of the vehicle. If, on the other hand, the second output element of the superposition gearing is connected to the first output element of the superposition gearing by the third torque transmission device for joint rotation, then the superimposed gearing is locked, which leads to The result is that the drive torque of the electric motor is transmitted with uncoupled engine translation without translation to the two axes of the vehicle. By the third torque transmitting device thus the otherwise unchanged transmission architecture can be extended to provide a purely electric or hybrid electric drive with one or two gears available, in which the two gears are in a resulting from the translation of the superposition gear ratio.
Bei einer derartigen Verwendung des Überlagerungsgetriebes mit Elektromotor als elektrisches Getriebe ("e-push/e-pull") kann der Verbrennungsmotor von dem Getriebe abgekoppelt werden, um einen rein elektrischen Fahrbetrieb vorzusehen. Alternativ hierzu kann ein hybridelektrischer Fahrbetrieb vorgesehen sein, bei dem das Antriebsdrehmoment des Elektromotors zusätzlich zu dem von dem Verbrennungsmotor bereitgestellten Antriebsdrehmoment zum Antreiben des Fahrzeugs genutzt wird. Bei einem derartigen hybridelektrischen Fahrbetrieb erfolgt im Unterschied zu der erläuterten Torque-Vectoring-Konfiguration kein Abstützen des zweiten Ausgangselements des Überlagerungsgetriebes an dem zweiten Aus- gangselement des Ausgleichsdifferentials. In such a use of the superposition gear with electric motor as an electric transmission ("e-push / e-pull"), the engine can be decoupled from the transmission to provide a purely electric driving. Alternatively, there may be provided a hybrid electric driving operation in which the driving torque of the electric motor is used to drive the vehicle in addition to the driving torque provided by the engine. In such a hybrid electric driving operation, in contrast to the explained torque vectoring configuration, no support of the second output element of the superposition gearing on the second output element of the differential compensation takes place.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Ausgleichsdifferential als Kegelraddifferential ausgebildet ist; gleichermaßen kann das Ausgleichsdifferential jedoch auch beispielsweise als Kugeldifferential ausgebildet sein. Bei der Ausbildung des Ausgleichsdifferentials als Kegelraddifferential treibt der Verbrennungsmotor über die erste Antriebswelle den die Ausgleichsräder tragenden Träger des Kegelraddifferentials an, wohingegen die beiden Ausgangselemente des Ausgleichsdifferentials drehfest mit den Kegelrädern des Ausgleichsdifferentials, die mit den Ausgleichsrädern kämmen, verbunden sind. Anstelle das Ausgleichsdifferential als Kegelrad- oder Kugeldifferential auszubilden, wäre es ebenfalls möglich, das Ausgleichsdifferential als Umlaufrädergetriebe auszubilden, wie dies gemäß einer weiteren Ausführungsform auf das Überlagerungsgetriebe zutrifft, welches vorzugsweise als hohlradloses Planetengetriebe mit Paaren von miteinander kämmenden Planetenrädern, die ihrerseits jeweils mit einem zugeordneten Sonnenrad kämmen, ausgebildet ist. Beispielsweise kann das Überlagerungsgetriebe als Umlaufrädergetriebe mit Paaren von miteinander kämmenden Planetenrädern ausgebildet sein, die von einem gemeinsamen Planetenträger getragen werden, der das erste Ausgangselement des Überlage- rungsgetriebes bildet. Hierbei kämmt eines der beiden Planetenräder mit einem Sonnenrad des Überlagerungsgetriebes, das vom Elektromotor angetrieben wird, wohingegen das andere Planetenrad mit einem anderen Sonnenrad des Überlagerungsgetriebes kämmt, das drehfest mit dem zweiten Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes verbunden ist. According to a further embodiment, it is provided that the differential compensation is designed as a bevel gear differential; however, the equalizing differential may equally be designed, for example, as a ball differential. In the embodiment of the differential as a bevel gear differential, the engine drives, via the first drive shaft, the carrier carrying the differential gears of the bevel gear differential, whereas the two output elements of the differential are rotatably connected to the bevel gears of the differential gear meshing with the differential gears. Instead of forming the differential as bevel or ball differential, it would also be possible to form the differential as a planetary gear, as in a further embodiment of the superposition gear, which preferably as hohlradloses planetary gear with pairs of intermeshing planet gears, which in turn each with an associated Combing sun gear, is formed. For example, the superimposed gear can be designed as a planetary gear with pairs of intermeshing planetary gears, which are supported by a common planetary carrier, which forms the first output element of the superimposition gearbox. Here, one of the two planet gears meshes with a sun gear of the superposition gear, which is driven by the electric motor, whereas the other planet gear meshes with another sun gear of the superposition gear, which is rotatably connected to the second output element of the superposition gear.
Zwar können die antriebswirksamen Verbindungen zwischen den beiden Ausgangselementen des Ausgleichsdifferentials und den beiden Ausgangselementen des Überlagerungsgetriebes durch Riemen- oder Kettentriebe realisiert werden; gemäß einer weiteren Ausführungsform können hierzu jedoch auch beispielsweise Stirnradgetriebe zum Einsatz kommen, mittels derer die Drehmomentübertragung zwischen den beiden Ausgangselementen des Ausgleichsdifferentials und den beiden Ausgangselementen des Überlagerungsgetriebes erfolgt. Although the drive-effective connections between the two output elements of the differential compensation and the two output elements of the superposition gear can be realized by belt or chain drives; According to a further embodiment, however, for this purpose, for example, helical gear can be used, by means of which the torque transmission between the two output elements of the differential compensation and the two output elements of the superposition gearbox takes place.
In diesem Falle kann es gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen sein, dass die erste Abtriebswelle über einen weiteren Versatztrieb wie beispielsweise einen Riementrieb, einen Kettentrieb oder ein Stirnradgetriebe mit dem ersten Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes verbunden oder verbindbar ist, so dass die erste Abtriebswelle exzentrisch bzw. versetzt zu dem Überlagerungsgetriebe und dem Elektromotor angeordnet werden kann. Bei dieser Ausführungs- form ist gleichermaßen das erste Ausgangselement des Ausgleichsdifferentials mittelbar über das erste Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes mit der ersten Abtriebswelle des Getriebes antriebswirksam verbunden oder verbindbar, und zwar vorzugsweise übersetzungsfrei. Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform kann die zweite Antriebswelle des Getriebes mittelbar über eine Zwischenwelle wie beispielsweise eine Gelenkwelle von dem Elektromotor angetrieben werden. Hierdurch wird es möglich, den Elektromotor an einer Stelle zu platzieren, die für dessen Unterbringung ausreichend Platz bietet und/oder die sich zur Reduzierung der Leitungslänge verhältnismäßig nahe bei der Batterie für den Elektromotor befindet. Ferner kann durch einen derartigen Fernantrieb die Lage des Fahrzeugschwerpunkts optimiert werden, indem der Elektromotor gezielt an eine Stelle verlegt wird, die hinsichtlich der Optimierung des Fahrzeugschwerpunkts ideal ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das erste Ausgangselement des Ausgleichsdifferentials mit dem ersten Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes über einen übersetzungsfreien Versatztrieb wie beispielsweise einen Riementrieb, einen Kettentrieb oder ein Stirnradgetriebe antriebswirksam verbunden ist, wohingegen das zweite Ausgangselement des Über- lagerungsgetriebes mit dem zweiten Ausgangselement des Ausgleichsdifferentials über einen übersetzten Versatztrieb gekoppelt sein kann. Alternativ hierzu ist es ebenfalls möglich, dass das erste Ausgangselement des Ausgleichsdifferentials mit dem ersten Ausgangselement des Überlagerungsgetriebes über einen übersetzten Versatztrieb antriebswirksam verbindbar ist, wohingegen das zweite Aus- gangselement des Überlagerungsgetriebes mit dem zweiten Ausgangselement des Ausgleichsdifferentials übersetzungsfrei gekoppelt ist. In this case, it may be provided according to a further embodiment that the first output shaft via a further offset drive such as a belt drive, a chain drive or a spur gear with the first output element of the superposition gearbox is connected or connectable, so that the first output shaft eccentric or offset can be arranged to the superposition gear and the electric motor. In this embodiment is equally the first output element of the differential compensation indirectly connected via the first output element of the superposition gear drive with the first output shaft of the transmission or connectable, preferably preferably without translation. According to yet another embodiment, the second drive shaft of the transmission can be driven indirectly via an intermediate shaft such as a propeller shaft of the electric motor. This makes it possible to place the electric motor at a location that provides sufficient space for its placement and / or that is located to reduce the line length relatively close to the battery for the electric motor. Furthermore, the location of the center of gravity of the vehicle can be optimized by such a remote drive by the electric motor is selectively moved to a location that is ideal in terms of optimizing the center of gravity of the vehicle. According to a further embodiment, it is provided that the first output element of the differential balancing with the first output element of the superposition gear via a translation offset drive such as a belt drive, a chain drive or a spur gear is drivingly connected, whereas the second output element of the superimposition gear with the second output element the differential compensation can be coupled via a translated offset drive. Alternatively, it is also possible that the first output element of the differential compensation with the first output element of the superposition gearing via a translated offset drive is drivingly connectable, whereas the second output element of the superposition gearing is coupled without translation to the second output element of the differential compensation.
Bei diesen Ausführungsformen ist das Überlagerungsgetriebe hinsichtlich seines Übersetzungsverhältnisses derart ausgestaltet, dass sein Übersetzungsverhältnis zu dem Übersetzungsverhältnis des übersetzten Versatztriebs invers ist. Durch diese Ausgestaltung kann sichergestellt werden, dass das mit dem Elektromotor verbundene Eingangselement des Überlagerungsgetriebes still steht, sofern sich beide Abtriebswellen des Getriebes gleich schnell drehen. Somit kann mit Hilfe des Elektromotors unabhängig von der Grundgeschwindigkeit des Fahrzeugs eine der beiden Achsen beschleunigt und die andere abgebremst werden, wie dies bereits zuvor erläutert wurde, so dass der Elektromotor nur auf Basis der gewünschten maximalen Differenzdrehzahl zwischen den beiden Achsen und dem Differenzmoment ausgelegt werden kann. Die Erfindung bezieht sich auch auf einen Antriebstrang eines Fahrzeugs, der ein Getriebe der erläuterten Art, einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor, eine erste Fahrzeugachse (z.B. Vorderachse oder Hinterache) und eine zweite Fahrzeugachse (z.B. Hinterachse oder Vorderachse) aufweist, wobei die erste Antriebswelle des Getriebes mit dem Verbrennungsmotor antriebswirksam verbind- bar ist, die zweite Antriebswelle des Getriebes mit dem Elektromotor antriebswirksam verbunden ist, die erste Abtriebswelle des Getriebes mit der ersten Fahrzeugachse antriebswirksam verbunden oder verbindbar ist, und die zweite Abtriebswelle des Getriebes mit der zweiten Fahrzeugachs antriebswirksam verbunden oder verbindbar ist. In these embodiments, the superposition gear is designed in terms of its transmission ratio such that its gear ratio is inverse to the gear ratio of the translated offset drive. By This configuration can be ensured that the input element of the superposition gear connected to the electric motor stands still, provided that both output shafts of the transmission rotate at the same speed. Thus, with the aid of the electric motor, one of the two axles can be accelerated and the other braked independently of the basic speed of the vehicle, as already explained above, so that the electric motor is designed only on the basis of the desired maximum differential rotational speed between the two axles and the differential torque can. The invention also relates to a drive train of a vehicle having a transmission of the type explained, an internal combustion engine, an electric motor, a first vehicle axle (eg front axle or rear axle) and a second vehicle axle (eg rear axle or front axle), wherein the first drive shaft of the Transmission is driveably connectable with the internal combustion engine, the second drive shaft of the transmission is drivingly connected to the electric motor, the first output shaft of the transmission to the first vehicle axle drivingly connected or connectable, and the second output shaft of the transmission with the second Fahrzeugachs drivingly connected or is connectable.
Im Folgenden wird die Erfindung nun rein exemplarisch unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert, wobei: In the following, the invention will now be explained purely by way of example with reference to the attached figures, wherein:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Fig. 1 is a schematic representation of the invention
Getriebes gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;  Transmission according to a first embodiment shows;
Fig. 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Fig. 2 is a schematic representation of the invention
Getriebes gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt; eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt; eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt; eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt; eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einer sechsten Ausführungsform zeigt; eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einer siebten Ausführungsform zeigt; eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einer achten Ausführungsform zeigt; eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einer neunten Ausführungsform zeigt; eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einer zehnten Ausführungsform zeigt; eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einer elften Ausführungsform zeigt; Transmission according to a second embodiment shows; shows a schematic representation of the transmission according to the invention according to a third embodiment; a schematic representation of the transmission according to the invention according to a fourth embodiment shows; shows a schematic representation of the transmission according to the invention according to a fifth embodiment; shows a schematic representation of the transmission according to the invention according to a sixth embodiment; shows a schematic representation of the transmission according to the invention according to a seventh embodiment; a schematic representation of the transmission according to the invention according to an eighth embodiment shows; a schematic representation of the transmission according to the invention according to a ninth embodiment shows; a schematic representation of the transmission according to the invention according to a tenth embodiment shows; a schematic representation of the transmission according to the invention according to an eleventh embodiment;
Fig. 12 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Fig. 12 is a schematic representation of the invention
Getriebes gemäß einer zwölften Ausführungsform zeigt; und Fig. 13 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Transmission according to a twelfth embodiment shows; and Fig. 13 is a schematic representation of the invention
Getriebes gemäß einer dreizehnten Ausführungsform zeigt.  Transmission according to a thirteenth embodiment shows.
Die Fig. 1 zeigt eine Grundkonfiguration des erfindungsgemäßen Getriebes 10, aus der sich alle weiteren Ausführungen ableiten lassen, weshalb bei der Beschreibung der weiteren Ausführungsformen gemäß den Fig. 2 bis 13 lediglich auf die wesentlichen Unterscheidungsmerkmale eingegangen wird. 1 shows a basic configuration of the transmission 10 according to the invention, from which all further explanations can be derived, which is why in the description of the further embodiments according to FIGS. 2 to 13, only the essential distinguishing features are discussed.
Das in der Fig. 1 schematisch dargestellte Getriebe 10 weist ein Getriebegehäuse 12 auf und verfügt über eine erste Antriebswelle 14, eine zweite Antriebswelle 1 6, eine erste Abtriebswelle 18 und eine zweite Abtriebswelle 20. Die erste Antriebswelle 14 ist einem hier nicht dargestellten Verbrennungsmotor zugeordnet, über den die erste Antriebswelle 14 mit einem Antriebsdrehmoment beaufschlagt werden kann. Die zweite Antriebswelle 1 6 ist mit der Abtriebswelle eines Elektromo- tors 22 verbunden, über den die zweite Antriebswelle 1 6 mit einem Antriebsdrehmoment von dem Elektromotor 22 beaufschlagt werden kann. The transmission 10 shown schematically in FIG. 1 has a transmission housing 12 and has a first drive shaft 14, a second drive shaft 16, a first output shaft 18 and a second output shaft 20. The first drive shaft 14 is assigned to an internal combustion engine, not shown here , via which the first drive shaft 14 can be acted upon by a drive torque. The second drive shaft 1 6 is connected to the output shaft of an electric motor 22, via which the second drive shaft 1 6 can be acted upon by a drive torque from the electric motor 22.
Die erste Abtriebswelle 18 des Getriebes 10 ist antriebswirksam mit einer ersten Achse oder Welle eines Fahrzeugs koppelbar, bei der es sich beispielsweise um die Vorder- oder Hinterachse des Fahrzeugs oder um eine rechte oder linke Halbwelle des Fahrzeugs handeln kann. Gleichermaßen ist die zweite Abtriebswelle 20 des Getriebes 10 mit einer zweiten Achse oder Welle des Fahrzeugs koppelbar, bei der es sich beispielsweise um eine Hinter- oder Vorderachse des Fahrzeugs oder um eine linke oder rechte Halbwelle des Fahrzeugs handeln kann. Insbeson- dere kann das gezeigte Getriebe 10 als Längsdifferential in einem Antriebsstrang mit Allradantrieb konfiguriert sein, d.h. die Abtriebswellen 18, 20 sind in diesem Fall in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet und die erste Antriebswelle 14 kann beispielsweise über eine Kardanwelle mit dem Verbrennungsmotor gekoppelt sein. Alternativ hierzu ist es aber beispielsweise auch möglich, das Getriebe 10 als Achsdifferential insbesondere an der Hinterachse eines Fahrzeugs anzuordnen, d.h. die Abtriebswellen 18, 20 sind in diesem Fall in Fahrzeugquerrichtung ausgerichtet und die erste Antriebswelle 14 kann beispielsweise über eine Kardanwelle und ein Winkelgetriebe mit dem Verbrennungsmotor gekoppelt sein. Das Getriebe 10 umfasst ferner ein hier beispielsweise als Kegelraddifferential ausgebildetes Ausgleichsdifferential 24 sowie ein hier beispielsweise als Umlaufrädergetriebe ausgebildetes Überlagerungsgetriebe 26. Das Ausgleichsdifferential 24 umfasst ein mit der ersten Antriebswelle 14 drehfest verbundenes Eingangselement 28 in Form eines Trägers 28a, der als Kegelräder 30a ausgebildete Ausgleichsräder 30 trägt. Ferner umfasst das Ausgleichsdifferential 24 ein erstes Ausgangselement 32 in Form eines Kegelrads 32a sowie ein zweites Ausgangselement 34 ebenfalls in Form eines Kegelrads 34a, wobei die beiden Kegelräder 32a, 34a mit den Ausgleichsrädern 30a kämmen, so dass mittels des Ausgleichsdifferentials 24 das Antriebsdrehmoment des Verbrennungsmotors dreh- zahlunabhängig vorzugsweise zu gleichen Anteilen auf die beiden Ausgangselemente 32, 34 in Form der beiden Kegelräder 32a, 34a übertragen werden kann. Das Ausgleichsdifferential 24 könnte alternativ auch durch ein Planetenraddiffe- rential gebildet sein. Auch das Überlagerungsgetriebe 26 umfasst ein Eingangselement 36 in Form eines ersten Sonnenrads 36a, das über die zweite Antriebswelle 1 6 von dem Elektromotor 22 antreibbar ist. Das Überlagerungsgetriebe 26 umfasst auch ein erstes Ausgangselement 38 in Form eines Planetenträgers 38a sowie ein zweites Ausgangselement 42 in Form eines zweiten Sonnenrads 42a. Das erste Sonnen- rad 36a, das als Eingangselement 36 fungiert, kämmt mit einem ersten Planetenrad 44, das drehbar an dem Planetenträger 38a gelagert ist. Dieses erste Planetenrad 44 kämmt seinerseits wiederum mit einem zweiten Planetenrad 46, das ebenfalls an dem Planetenträger 38a gelagert ist und kämmend mit dem zweiten Ausgangselement 42 in Eingriff steht, das als Sonnenrad 42a ausgebildet ist. Auch wenn dies hier nicht dargestellt ist, sind an dem Planetenträger 38a weitere Paare miteinander kämmender Planetenräder 44, 46 gelagert, wie dies üblicherweise bei einem derartigen hohlradlosen Umlaufrädergetriebe der Fall ist. Das Überlagerungsgetriebe 26 bildet somit ebenfalls ein (hier asymmetrisches) Differentialgetriebe, da ein über das Eingangselement 36 eingeleitetes Antriebsdreh- moment auf das erste Ausgangselement 38 und das zweite Ausgangselement 42 verteilt wird. Das Überlagerungsgetriebe 26 könnte alternativ auch durch ein andersartiges Planetenraddifferential gebildet sein, beispielsweise mit einem Hohlrad. Wie der Fig. 1 ferner entnommen werden kann, ist bei der dargestellten Ausführungsform des Getriebes 10 das erste Ausgangselement 32 des Ausgleichsdifferentials 24 in Form des ersten Kegelrads 32a über einen ersten, beispielsweise als Riemen- oder Kettentrieb ausgebildeten Versatztrieb 48 antriebswirksam mit dem ersten Ausgangselement 38 des Überlagerungsgetriebes 26 in Form seines Trä- gers 38a verbunden. Gleichermaßen ist das zweite Ausgangselement 34 desThe first output shaft 18 of the transmission 10 is drivably coupled to a first axle or shaft of a vehicle, which may be, for example, the front or rear axle of the vehicle or a right or left half-wave of the vehicle. Similarly, the second output shaft 20 of the transmission 10 is coupled to a second axle or shaft of the vehicle, which may be, for example, a rear or front axle of the vehicle or a left or right half-wave of the vehicle. In particular, the illustrated transmission 10 may be configured as a longitudinal differential in a drive train with all-wheel drive, ie the output shafts 18, 20 are aligned in this case in the vehicle longitudinal direction and the first drive shaft 14 may be coupled for example via a propeller shaft to the engine. Alternatively, however, it is also possible, for example, to arrange the transmission 10 as an axle differential, in particular on the rear axle of a vehicle, ie the output shafts 18, 20 are aligned in this case in the vehicle transverse direction and the first drive shaft 14 may be coupled for example via a propeller shaft and an angle gear with the engine. The differential 10 further includes a differential 24 designed here as a bevel gear differential, for example, and a superposition gear 26 configured here as an epicyclic gear. The differential differential 24 comprises an input element 28 in the form of a carrier 28a connected in a rotationally fixed manner to the first drive shaft 14, and the differential gears 30 configured as bevel gears 30a wearing. Furthermore, the differential compensation 24 comprises a first output element 32 in the form of a bevel gear 32a and a second output element 34 also in the form of a bevel gear 34a, wherein the two bevel gears 32a, 34a mesh with the differential gears 30a, so that by means of the differential compensation 24, the drive torque of the internal combustion engine rotates - Can be transmitted independently of number, preferably in equal proportions to the two output elements 32, 34 in the form of the two bevel gears 32a, 34a. The compensating differential 24 could alternatively also be formed by a planetary gear differential. The superposition gearing 26 also comprises an input element 36 in the form of a first sun gear 36a, which can be driven by the electric motor 22 via the second drive shaft 16. The superposition gearing 26 also includes a first output element 38 in the form of a planetary carrier 38a and a second output element 42 in the form of a second sun gear 42a. The first sun gear 36a, which acts as an input element 36, meshes with a first planetary gear 44, which is rotatably mounted on the planet carrier 38a. This first planet gear 44 in turn meshes with a second planetary gear 46, which is also mounted on the planetary carrier 38a and meshingly engages with the second output member 42, which is formed as a sun gear 42a. Although not shown here, there are more on the planet carrier 38a Pairs of intermeshing planet wheels 44, 46 mounted, as is usually the case with such a non-circular planetary gear. The superposition gearing 26 thus likewise forms a (in this case asymmetrical) differential gearing since a drive torque introduced via the input element 36 is distributed to the first output element 38 and the second output element 42. The superposition gear 26 could alternatively also be formed by a different planetary gear differential, for example with a ring gear. 1, in the illustrated embodiment of the transmission 10, the first output element 32 of the differential differential 24 in the form of the first bevel gear 32a via a first, for example designed as a belt or chain drive offset drive 48 drivingly effective with the first output element 38th of the superposition gearing 26 in the form of its carrier 38a. Similarly, the second output element 34 of the
Ausgleichsdifferentials 24 in Form des zweiten Kegelrads 34a über einen zweiten, beispielsweise als Riemen- oder Kettentrieb ausgebildeten Versatztrieb 50 mit dem zweiten Ausgangselement 42 in Form des zweiten Sonnenrads 42a des Überlagerungsgetriebes 26 antriebswirksam verbunden. Compensation differential 24 in the form of the second bevel gear 34a via a second, designed for example as a belt or chain drive offset drive 50 with the second output element 42 in the form of the second sun gear 42a of the superposition gear 26 drivingly connected.
Des Weiteren ist das zweite Ausgangselement 34 des Ausgleichsdifferentials 24 in Form des zweiten Kegelrads 34a über eine Hohlwelle drehfest mit der zweiten Abtriebswelle 20 des Getriebes 10 verbunden. Außerdem ist das erste Ausgangselement 38 des Überlagerungsgetriebes 26 in Form dessen Trägers 38a drehfest mit der ersten Abtriebswelle 18 des Getriebes 10 verbunden. Furthermore, the second output element 34 of the differential compensation 24 in the form of the second bevel gear 34a is non-rotatably connected via a hollow shaft with the second output shaft 20 of the transmission 10. In addition, the first output element 38 of the superposition gearing 26 in the form of its carrier 38a is non-rotatably connected to the first output shaft 18 of the transmission 10.
Unter der Annahme, dass bei normalen Fahrverhältnissen keine Drehzahldifferenz zwischen den beiden Abtriebswellen 18, 20 existiert, dreht sich das als Träger 38a ausgebildete erste Ausgangselement 38 des Überlagerungsgetriebes 26 langsa- mer als das zweite Ausgangselement 42 des Überlagerungsgetriebes 26 in Form des zweiten Sonnenrads 42a. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der erste Versatztrieb 48 bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel übersetzungsfrei ausgebildet ist, wohingegen der zweite Versatztrieb 50 eine Übersetzung ins Schnelle liefert. Demgegenüber ist das Überlagerungsgetriebe 26 derart ausgelegt, dass sein Übersetzungsverhältnis zu dem Übersetzungsverhältnis des zweiten Versatztriebs 50 invers ist, so dass trotz der Tatsache, dass sich das zweite Ausgangselement 42 des Überlagerungsgetriebes 26 schneller als das erste Ausgangselement 38 dreht, das von dem Elektromotor 22 über die zweite Antriebswelle 1 6 angetriebene Eingangselement 36 in Form des ersten Sonnenrads 36a stillsteht. Wenn sich also beide Abtriebswellen 18, 20 des Getriebes 10 gleich schnell drehen, steht das von dem Elektromotor 22 angetriebene Eingangselement 36 des Überlagerungsgetriebes 26 still (Nulldrehzahl), und zwar unabhängig von der Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl der beiden Abtriebswellen 18, 20. Noch allgemeiner formuliert sind das zwischen dem ersten Ausgangselement 32 des Ausgleichsdifferentials 24 und dem ersten Ausgangselement 38 des Überlagerungsgetriebes 26 wirksame Übersetzungsverhältnis (hier: erster Versatztrieb 48), ferner das zwischen dem zweiten Ausgangselement 34 des Ausgleichsdifferentials 24 und dem zweiten Ausgangselement 42 des Überlagerungsgetriebes 26 wirksame Übersetzungsverhältnis (hier: zweiter Versatztrieb 50), und die innerhalb des Überlagerungsgetriebes 26 wirksamen Übersetzungsverhältnisse (hier: zwischen dem ersten Sonnenrad 36a, dem ersten Planetenrad 44, dem zweiten Planetenrad 46 und dem zweiten Sonnenrad 42a) derart aneinander angepasst, dass bei gleicher Drehzahl des ersten Ausgangselements 32 und des zweiten Aus- gangselements 34 des Ausgleichsdifferentials 24 und/oder bei gleicher Drehzahl der beiden Abtriebswellen 18, 20 des Getriebes 10 das Eingangselement 36 des Überlagerungsgetriebes 26 still steht. Zugleich ist das Überlagerungsgetriebe 26 dazu ausgelegt, dass durch eine Drehbewegung des Eingangselements 36 das erste Ausgangselement 38 und das zweite Ausgangselement 42 des Überlage- rungsgetriebes 26 zu gegensinnigen Drehbewegungen relativ zueinander angetrieben werden (Differentialwirkung). Assuming that there is no speed difference between the two output shafts 18, 20 in normal driving conditions, the first output element 38 of the superimposition gearing 26 designed as a carrier 38a rotates more slowly than the second output element 42 of the superposition gearing 26 of the second sun gear 42a. This is due to the fact that the first offset drive 48 is formed without translation in the illustrated embodiment, whereas the second offset drive 50 provides a translation into the fast. In contrast, the superposition gear 26 is designed such that its gear ratio to the gear ratio of the second offset drive 50 is inverse, so that despite the fact that the second output element 42 of the superposition gear 26 rotates faster than the first output member 38, the from the electric motor 22 via the second drive shaft 1 6 driven input member 36 is stopped in the form of the first sun gear 36 a. Thus, when both output shafts 18, 20 of the transmission 10 are turning at the same speed, the input member 36 of the superposition gear 26 driven by the electric motor 22 is stopped (zero speed) regardless of the rotational speed of the two output shafts 18, 20. More generally formulated between the first output element 32 of the differential gear 24 and the first output element 38 of the superposition gear 26 effective transmission ratio (here: first offset 48), also between the second output element 34 of the differential gear 24 and the second output element 42 of the superposition gear 26 effective transmission ratio ( here: second offset drive 50), and the effective within the superposition gear 26 gear ratios (here: between the first sun gear 36a, the first planetary gear 44, the second planetary gear 46 and the second sun gear 42a) adapted to each other such that b ei same speed of the first output element 32 and the second output element 34 of the differential compensation 24 and / or at the same speed of the two output shafts 18, 20 of the transmission 10, the input element 36 of the superposition gear 26 is stationary. At the same time, the superposition gearing 26 is designed such that, by a rotary movement of the input element 36, the first output element 38 and the second output element 42 of the superposition tion gear 26 are driven to opposite rotational movements relative to each other (differential action).
Ist es nun erwünscht, einer der beiden Abtriebswellen 18, 20 ein zusätzliches Antriebsdrehmoment und der anderen Abtriebswelle 20, 18 ein Bremsmoment aufzuprägen, so wird hierzu das Eingangselement 36 in Form des ersten Sonnenrads 36a des Überlagerungsgetriebes 26 von dem Elektromotor 22 in einer ersten Drehrichtung angetrieben. Das Antriebsdrehmoment des Elektromotors 22 wird in diesem Falle von dem Überlagerungsgetriebe 26 in zwei Anteile aufgeteilt, die über den Planetenträger 38a und das zweite Sonnenrad 42a des Überlagerungsgetriebes 26 sowie den zweiten Versatztrieb 50 auf die beiden Abtriebswellen 18, 20 übertragen werden. Ist es hingegen erwünscht, der einen Abtriebswelle 18, 20 ein Bremsmoment und der anderen Abtriebswelle 20, 18 ein zusätzliches Antriebsdrehmoment aufzuprägen, so wird das erste Sonnenrad 36a des Überlage- rungsgetriebes 26 mittels des Elektromotors 22 in einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten Drehrichtung angetrieben, was zur Folge hat, dass die eine Abtriebswelle 18, 20 abgebremst und die andere Abtriebswelle 20, 18 zusätzlich beschleunigt wird. Auf diese Weise lässt sich unabhängig von der Drehzahl der beiden Abtriebswellen 18, 20 bzw. der Grundgeschwindigkeit des Fahrzeugs eine Torque-Vectoring- Funktion realisieren, wobei das Zusatzdrehmoment, das der jeweiligen Welle mit Hilfe des Elektromotors 22 aufgeprägt werden kann, unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Der Elektromotor 22 kann somit rein auf Basis der ge- wünschten maximalen Differenzdrehzahl zwischen den beiden Abtriebswellen 18, 20 und des Differenzdrehmoments ausgelegt werden. If it is now desired to impose an additional drive torque on one of the two output shafts 18, 20 and a brake torque on the other output shaft 20, 18, the input element 36 in the form of the first sun gear 36a of the superposition gear 26 is driven by the electric motor 22 in a first direction of rotation , The drive torque of the electric motor 22 is divided in this case by the superposition gearing 26 into two parts, which are transmitted via the planet carrier 38a and the second sun 42a of the superposition gearing 26 and the second offset drive 50 on the two output shafts 18, 20. If, on the other hand, it is desired to impart an additional drive torque to one output shaft 18, 20 and one to the other output shaft 20, 18, then the first sun gear 36a of the superposition gear 26 is driven by the electric motor 22 in a direction opposite to the first rotational direction, which has the consequence that the one output shaft 18, 20 braked and the other output shaft 20, 18 is additionally accelerated. In this way, independent of the rotational speed of the two output shafts 18, 20 or the basic speed of the vehicle realize a torque vectoring function, wherein the additional torque which can be impressed on the respective shaft by means of the electric motor 22, regardless of the vehicle speed is. The electric motor 22 can thus be designed purely on the basis of the desired maximum differential rotational speed between the two output shafts 18, 20 and the differential torque.
Die in der Fig. 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich gegenüber der ersten Ausführungsform dadurch, dass eine hier auch als dritte Drehmomentüber- tragungsvorrichtung bezeichnete Klauenkupplung K3 vorgesehen ist, mittels derer wahlweise das zweite Ausgangselement 42 des Überlagerungsgetriebes 26 in Form des zweiten Sonnenrads 42a entweder gehäusefest gehalten ist (während das zweite Ausgangselement 42 von dem zweiten Versatztrieb 50 bzw. von dem zweiten Ausgangselement 34 des Ausgleichsdifferentials 24 entkoppelt ist) oder antriebswirksam mit dem zweiten Versatztrieb 50 und somit mit dem zweiten Ausgangselement 34 des Ausgleichsdifferentials 24 und der zweiten Abtriebswelle 20 verbunden ist. The embodiment shown in FIG. 2 differs from the first embodiment in that a claw coupling K3, which is also referred to here as a third torque transfer device, is provided by means of which optionally the second output element 42 of the superposition gear 26 in the form of the second sun gear 42a is either fixed to the housing (while the second output element 42 is decoupled from the second offset drive 50 and from the second output element 34 of the differential gear 24) or drive-wise with the second offset drive 50 and thus connected to the second output element 34 of the differential compensation 24 and the second output shaft 20.
In der zuletzt genannten Schaltstellung der Kupplung K3 (wie in Fig. 2 gezeigt) lässt sich mit dem Getriebe 10 die zuvor beschriebene Torque-Vectoring-Funktion erfüllen. Befindet sich hingegen die Kupplung K3 in der ersten Schaltstellung, in der das zweite Ausgangselement 42 des Überlagerungsgetriebes 26 gehäusefest ist, lässt sich durch Betätigung des Elektromotors 22 ein (bremsendes oder beschleunigendes) Antriebsdrehmoment über das erste Ausgangselement 38 des Überlagerungsgetriebes 26 auf die erste Abtriebswelle 18 aufbringen. Wird zusätzlich der Verbrennungsmotor abgekoppelt (mittels einer nicht dargestellten Kupplung), lässt sich so eine rein elektrische Betriebsart realisieren, wobei das Überlagerungsgetriebe 26 als ein (einstufiges) Übersetzungsgetriebe wirksam ist. In ähnlicher Weise (nicht dargestellt) könnte der optionale elektrische Antrieb beispielsweise auch dadurch ermöglicht werden, dass die Klauenkupplung K3 in der genannten ersten Schaltstellung das zweite Ausgangselement 42 des Überlagerungsgetriebes 26 wahlweise mit dem ersten Ausgangselement 38 drehfest verbindet (d.h. das Überlagerungsgetriebe 26 verblockt, entsprechend einem Übersetzungsverhältnis i = 1 ), wiederum während das zweite Ausgangselement 42 von dem zweiten Versatztrieb 50 bzw. von dem zweiten Ausgangselement 34 des Ausgleichsdifferentials 24 entkoppelt ist. Ferner könnte eine derartige Klauenkupplung K3 generell auch an der anderen Seite des Überlagerungsgetriebes 26 vorgesehen sein, um wahlweise das erste Ausgangselement 38 des Überlage- rungsgetriebes 26 von der ersten Abtriebswelle 18 zu entkoppeln und stattdessen gehäusefest zu halten oder mit dem zweiten Ausgangselement 42 des Überlagerungsgetriebes 26 drehfest zu verbinden. In the last-mentioned switching position of the clutch K3 (as shown in FIG. 2), the previously described torque vectoring function can be fulfilled with the transmission 10. If, on the other hand, the clutch K3 is fixed to the housing in the first shift position, in which the second output element 42 of the superimposition gearing 26 is fixed, the drive motor can be activated (braking or accelerating) via the first output element 38 of the superposition gearing 26 to the first output shaft 18 by actuating the electric motor 22 muster. If, in addition, the internal combustion engine is decoupled (by means of a coupling, not shown), it is thus possible to realize a purely electrical operating mode, wherein the superposition gearing 26 is effective as a (one-stage) transmission gear. In a similar manner (not shown), the optional electric drive could also be made possible, for example, by the dog clutch K3 selectively connecting the second output element 42 of the superimposition gearing 26 to the first output element 38 in the aforementioned first shift position (ie the superposition gearing 26 is locked accordingly) a gear ratio i = 1), again while the second output element 42 is decoupled from the second offset drive 50 and from the second output element 34 of the differential compensation 24. Furthermore, such a dog clutch K3 could generally also be provided on the other side of the superposition gearing 26 in order to selectively decouple the first output element 38 of the superposition gearing 26 from the first output shaft 18 and instead to hold the housing fixed or rotatably connected to the second output element 42 of the superposition gear 26.
Die in der Fig. 3 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausfüh- rungsform gemäß Fig. 2 dadurch, dass mittels der dritten Drehmomentübertragungsvorrichtung K3 das zweite Ausgangselement 42 des Überlagerungsgetriebes 26 zusätzlich (d.h. in einer dritten Schaltstellung) wahlweise zur gemeinsamen Drehung mit dem ersten Ausgangselement 38 in Form des Trägers 38a des Überlagerungsgetriebes 26 verbunden werden kann, wiederum während das zweite Ausgangselement 42 von dem zweiten Versatztrieb 50 bzw. von dem zweitenThe embodiment shown in FIG. 3 differs from the embodiment according to FIG. 2 in that by means of the third torque transmission device K3 the second output element 42 of the superposition gearing 26 is additionally (ie in a third switching position) selectively for common rotation with the first output element Can be connected in the form of the carrier 38a of the superposition gear 26, in turn, while the second output element 42 from the second offset drive 50 and from the second
Ausgangselement 34 des Ausgleichsdifferentials 24 entkoppelt ist. Hierdurch lässt sich gegenüber der gehäusefesten Schaltstellung der Kupplung K3 eine schnellere elektrische Geschwindigkeitsstufe realisieren. Mit anderen Worten ist das Überlagerungsgetriebe 26 bei dieser Ausführungsform wahlweise als ein zweistufig schaltbares Übersetzungsgetriebe wirksam. Auch kann eine Abkopplung des Verbrennungsmotors von der ersten Antriebswelle 14 des Getriebes 10 erfolgen (nicht dargestellt). Output element 34 of the differential compensation 24 is decoupled. This makes it possible to realize a faster electrical speed level with respect to the housing-fixed switching position of the clutch K3. In other words, in this embodiment, the superposition gear 26 is selectively effective as a two-speed shift transmission. Also, a decoupling of the internal combustion engine from the first drive shaft 14 of the transmission 10 take place (not shown).
Die in der Fig. 4 dargestellte Ausführungsform baut auf der Ausführungsform ge- mäß Fig. 2 auf, wobei hier zusätzlich eine erste Drehmomentübertragungsvorrichtung K1 in Form einer Klauenkupplung vorgesehen ist, mittels derer das erste Ausgangselement 38 des Überlagerungsgetriebes 26 in Form dessen Trägers 38a zur gemeinsamen Drehung mit der ersten Abtriebswelle 18 des Getriebes 10 verbunden werden kann. Mittels der ersten Drehmomentübertragungsvorrichtung K1 kann also die erste Abtriebswelle 18 wahlweise von dem Antrieb (Antriebsdrehmoment des Verbrennungsmotors und/oder des Elektromotors 22) vollständig entkoppelt werden (Disconnect-Funktion), um beispielsweise einen Allrad-Antrieb zu deaktivieren. Außerdem verfügt das Getriebe 10 gemäß der Fig. 4 über eine zweite Drehmomentübertragungsvorrichtung K2 ebenfalls in Form einer Klauen- kupplung, mittels derer die erste Antriebswelle 14 bzw. der davon angetriebene Träger 28a des Ausgleichsdifferentials 24 wahlweise zur gemeinsamen Drehung mit dem zweiten Ausgangselement 34 in Form des zweiten Kegelrads 34a des Ausgleichsdifferentials 24 verbunden werden kann. Die zweite Drehmomentübertragungsvorrichtung K2 ist somit wahlweise als eine Sperre für das Ausgleichsdif- ferential 24 wirksam. The embodiment shown in FIG. 4 is based on the embodiment according to FIG. 2, wherein here additionally a first torque transmission device K1 in the form of a dog clutch is provided, by means of which the first output element 38 of the superposition gear 26 in the form of its carrier 38a to the common Rotation can be connected to the first output shaft 18 of the transmission 10. By means of the first torque transmission device K1, therefore, the first output shaft 18 can optionally be completely decoupled from the drive (driving torque of the internal combustion engine and / or the electric motor 22) (disconnect function), for example to deactivate an all-wheel drive. In addition, the transmission 10 according to FIG. 4 has a second torque transmission device K2, likewise in the form of a claw clutch, by means of which the first drive shaft 14 or the one driven by it Support 28a of the differential compensation 24 can be selectively connected for common rotation with the second output element 34 in the form of the second bevel gear 34a of the differential compensation 24. The second torque transmitting device K2 is thus selectively effective as a lock for the Ausgleichsdif- ferential 24.
Es ist nun beispielsweise in einer weniger anspruchsvollen Fahrsituation zur Erhöhung des Wirkungsgrads des Antriebsstrangs bzw. zur Verringerung von Schleppverlusten erwünscht, die erste Abtriebswelle 18 von dem Getriebe 10 abzukoppeln, so dass das Fahrzeug nur noch über die zweite Abtriebswelle 20 angetrieben wird. Hierzu kann mittels der zuvor beschriebenen Torque-Vectoring- Funktion, bei der die dritte Kupplung K3 sich in der in der Fig. 4 dargestellten Position befinden muss, die erste Abtriebswelle 18 zumindest im Wesentlichen drehmomentfrei gestellt werden, wozu mittels des Elektromotors 22 ein entsprechen- des Bremsmoment auf das erste Ausgangselement 38 des Überlagerungsgetriebes 28 aufzubringen ist. Wenn die erste Abtriebswelle 18 auf diese Art und Weise drehmomentfrei gestellt wurde, können zunächst die erste Kupplung K1 geöffnet und anschließend das Ausgleichsdifferential 24 mittels der zweiten Kupplung K2 gesperrt werden. Der Elektromotor 22 kann nun abgeschaltet werden, da dieser nicht mehr benötigt wird, um das über den ersten Versatztrieb 48 übertragene Antriebsdrehmoment des Verbrennungsmotors zu kompensieren, d.h. aufgrund des mechanisch gesperrten Ausgleichsdifferentials 24 ist an dem Eingangselement 36 des Überlagerungsgetriebes 28 ohne die bereits erläuterte Nulldrehzahl (Stillstand) festgelegt. Das neuerliche Ankoppeln der ersten Abtriebswelle 18 kann in umgekehrter Reihenfolge erfolgen. It is now desirable, for example, in a less demanding driving situation to increase the efficiency of the drive train or to reduce drag losses, decouple the first output shaft 18 of the transmission 10, so that the vehicle is driven only via the second output shaft 20. For this purpose, by means of the previously described torque vectoring function, in which the third clutch K3 must be in the position shown in FIG. 4, the first output shaft 18 is at least substantially free of torque, for which purpose a corresponding torque is generated by means of the electric motor 22. the braking torque is applied to the first output element 38 of the superposition gear 28. If the first output shaft 18 has been provided torque-free in this manner, first the first clutch K1 can be opened and then the differential compensation 24 can be locked by means of the second clutch K2. The electric motor 22 can now be turned off, since it is no longer needed to compensate for the driving torque of the internal combustion engine transmitted via the first offset drive 48, i. due to the mechanically locked differential differential 24 is set at the input element 36 of the superposition gear 28 without the already explained zero speed (standstill). The renewed coupling of the first output shaft 18 can be done in reverse order.
Zu der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist noch anzumerken, dass für die Torque- Vectoring-Funktion und die Disconnect-Funktion die dritte Kupplung K3 nicht zwingend erforderlich ist, d.h. zwischen dem zweiten Ausgangselement 42 des Überlagerungsgetriebes 26 und dem zweiten Ausgangselement 34 des Aus- gleichsdifferentials 24 kann grundsätzlich auch eine permanente antriebswirksame Verbindung vorgesehen sein (wie in Fig. 1 ). Dies gilt auch für die nachstehend erläuterten Ausführungsformen. Die in der Fig. 5 dargestellte Ausführungsform entspricht der Ausführungsform der Fig. 4, wobei hier die dritte Kupplung K3 entsprechend der Ausführungsform gemäß Fig. 3 drei Schaltstellungen aufweist, um zwei elektrische Gangstufen realisieren zu können. Die Ausführungsform des Getriebes 10 gemäß Fig. 6 entspricht im Wesentlichen der Ausführungsform der Fig. 5, wobei hier jedoch die zweite Antriebswelle 1 6 mittelbar über eine als Gelenkwelle ausgebildete Zwischenwelle 52 von dem Elektromotor 22 angetrieben wird. Dies erlaubt es, unter optimaler Nutzung des zur Verfügung stehenden Bauraums den Elektromotor 22 an einer günstigen Posi- tion innerhalb des Fahrzeugs zu positionieren. 4, it should also be noted that the third clutch K3 is not absolutely necessary for the torque vectoring function and the disconnect function, ie, between the second output element 42 of the superposition gear 26 and the second output element 34 of the output gear. Gleichsdifferentials 24 may in principle also be provided a permanent drive-effective connection (as in Fig. 1). This also applies to the embodiments explained below. The embodiment shown in FIG. 5 corresponds to the embodiment of FIG. 4, in which case the third clutch K 3 according to the embodiment according to FIG. 3 has three switching positions in order to be able to realize two electrical gear stages. The embodiment of the transmission 10 according to FIG. 6 substantially corresponds to the embodiment of FIG. 5, but here the second drive shaft 1 6 is indirectly driven by the electric motor 22 via an intermediate shaft 52 designed as a propeller shaft. This makes it possible to position the electric motor 22 at a favorable position within the vehicle, making optimum use of the available installation space.
Die in der Fig. 7 dargestellte Ausführungsform entspricht ebenfalls im Wesentlichen der Ausführungsform gemäß Fig. 5, wobei hier jedoch die beiden als Riemen- oder Kettentrieb ausgebildeten Versatztriebe 48, 50 durch Stirnradgetriebe 48, 50 ersetzt sind. The embodiment shown in FIG. 7 also essentially corresponds to the embodiment according to FIG. 5, but in this case the two offset drives 48, 50 designed as belt or chain drive are replaced by spur gears 48, 50.
Die in der Fig. 8 dargestellte Ausführungsform basiert auf der Ausführungsform gemäß Fig. 7, wobei hier wiederum der Elektromotor 22 über eine als Gelenkwelle ausgebildete Zwischenwelle 52 die zweite Antriebswelle 1 6 des Getriebes 10 antreibt (wie in Fig. 6). The embodiment shown in FIG. 8 is based on the embodiment according to FIG. 7, in which case in turn the electric motor 22 drives the second drive shaft 16 of the transmission 10 via an intermediate shaft 52 designed as a cardan shaft (as in FIG. 6).
Die in der Fig. 9 dargestellte Ausführungsform basiert wiederum auf der Ausführungsform gemäß Fig. 5, wobei hier jedoch die erste Abtriebswelle 18 über eine Stirnradverzahnung 54 mit dem ersten Ausgangselement 38 des Überlagerungs- getriebes 26 verbunden ist, und zwar trennbar mittels der ersten Kupplung K1 . Die in der Fig. 10 dargestellte Ausführungsform basiert auf der Ausführungsform der Fig. 9, wobei der Elektromotor 22 wiederum über eine Zwischenwelle 52 die zweite Antriebswelle 16 antreibt. The embodiment shown in FIG. 9 is again based on the embodiment according to FIG. 5, but here the first output shaft 18 is connected via a spur gear toothing 54 to the first output element 38 of the superposition gear 26, namely separable by means of the first clutch K1 , The embodiment shown in FIG. 10 is based on the embodiment of FIG. 9, wherein the electric motor 22 in turn drives the second drive shaft 16 via an intermediate shaft 52.
Die in der Fig. 1 1 dargestellte Ausführungsform ist eine Modifikation der Ausführungsform gemäß Fig. 5. Im Unterschied zu der Ausführungsform der Fig. 5 sind hier jedoch der Elektromotor 22 und das Überlagerungsgetriebe 26 koaxial zu der zweiten Abtriebswelle 20 des Getriebes 10 angeordnet. The embodiment shown in FIG. 1 1 is a modification of the embodiment of FIG. 5. In contrast to the embodiment of FIG. 5, however, the electric motor 22 and the superposition gear 26 are arranged coaxially with the second output shaft 20 of the transmission 10 here.
Bei der Ausführungsform der Fig. 1 1 bildet das zweite Sonnenrad 42a des Überlagerungsgetriebes 26, bei dem es sich um das nicht direkt von dem Elektromotor 22 angetriebene Sonnenrad 36a handelt, das erste Ausgangselement 38 des Überlagerungsgetriebes 26, welches mit der ersten Abtriebswelle 18 des Getrie- bes 10 antriebswirksam verbindbar ist. Hingegen wird durch den Planetenträger 38a des Überlagerungsgetriebes 26 das zweite Ausgangselement 42 des Überlagerungsgetriebes 26 gebildet, welches mit der zweiten Abtriebswelle 20 drehfest verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform lässt sich mittels der dritten Drehmomentübertragungsvorrichtung K3 wahlweise das erste Ausgangselement 38 des Überlagerungsgetriebes 26 entweder stationär an dem Gehäuse 12 festlegen (als erste Gangstufe für einen rein elektrischen Antrieb bei entkoppelter ersten Abtriebswelle 18), oder zur gemeinsamen Drehung mit dem zweiten Ausgangselement 42 des Überlagerungsgetriebes 26 verbinden (als zweite Gangstufe für den rein elektrischen Antrieb), oder antriebswirksam mit dem ersten Ausgangselement 32 des Ausgleichsdifferentials 24 bzw. mit der ersten Abtriebswelle 18 des Getriebes 10 verbinden, was hier über eine Vorgelegewelle 56 erfolgt (der Versatztrieb 48 ist hier durch ein Stirnradgetriebe gebildet). Die Drehmomentübertragungsvorrichtung K3 könnte jedoch auch weggelassen werden; in diesem Fall ist eine permanente antriebswirksame Verbindung des ersten Ausgangselements 38 des Überlagerungsgetriebes 26 mit dem ersten Ausgangselement 32 des Ausgleichsdifferentials 24 bzw. mit der ersten Abtriebswelle 18 vorzusehen. In the embodiment of Fig. 1 1, the second sun gear 42a of the superposition gear 26, which is not directly driven by the electric motor 22 sun gear 36a, the first output element 38 of the superposition gear 26, which with the first output shaft 18 of the gearbox - Be 10 drive effective connectable. On the other hand, the second output element 42 of the superposition gearing 26 is formed by the planet carrier 38a of the superposition gearing 26, which is connected in a rotationally fixed manner to the second output shaft 20. In this embodiment, by means of the third torque transmission device K3, either the first output element 38 of the superimposition gearing 26 can either be stationary on the housing 12 (as the first gear for a purely electric drive with decoupled first output shaft 18) or for common rotation with the second output element 42 of the superposition gear 26 connect (as a second gear for purely electric drive), or drivingly connect to the first output element 32 of the differential differential 24 and with the first output shaft 18 of the transmission 10, which here via a countershaft 56 (the offset drive 48 is here formed by a spur gear). However, the torque transmission device K3 could also be omitted; in this case, a permanent driving connection of the first output element 38 of the Superposition gear 26 to provide with the first output element 32 of the differential compensation 24 and with the first output shaft 18.
Bei dieser Ausführungsform ist das zweite Ausgangselement 34 des Ausgleichs- differentials 24 mit dem zweiten Ausgangselement 42 des Überlagerungsgetriebes 26 in Form des Trägers 38a übersetzungsfrei gekoppelt, insbesondere drehfest verbunden, wohingegen das erste Ausgangselement 32 des Ausgleichsdifferentials 24 mit dem ersten Ausgangselement 38 des Überlagerungsgetriebes 26 über einen übersetzten Versatztrieb 48 antriebswirksam verbunden ist. In this embodiment, the second output element 34 of the differential balancer 24 is coupled to the second output element 42 of the superposition gear 26 in the form of the carrier 38a without translation, in particular rotationally fixed, whereas the first output element 32 of the differential gear 24 with the first output element 38 of the superposition gear 26 via a translated offset drive 48 is drivingly connected.
Somit lässt sich mit dem in der Fig. 1 1 dargestellten Getriebe 10 ebenfalls wiederum in der gewünschten Weise eine Torque-Vectoring-Funktion realisieren, wozu hier analog zu der Ausführungsform gemäß Fig. 5 das erste Ausgangselement 38 des Überlagerungsgetriebes 26 mittels der Kupplung K3 antriebswirksam mit dem ersten Ausgangselement 32 des Ausgleichsdifferentials 24 über die Vorgelegewelle 56 zu verbinden ist. Thus, with the transmission 10 shown in FIG. 11, a torque vectoring function can likewise be implemented in the desired manner, for which purpose the first output element 38 of the superimposition gearing 26 is effective for driving by means of the clutch K3, analogous to the embodiment according to FIG to be connected to the first output element 32 of the differential compensation 24 via the countershaft 56.
Für die beiden rein elektrischen Getriebestufen ist hingegen das erste Ausgangselement 38 des Überlagerungsgetriebes 26 wiederum mittels der dritten Drehmomentübertragungsvorrichtung K3 gehäusefest bzw. zur gemeinsamenFor the two purely electrical transmission stages, however, the first output element 38 of the superposition gearing 26 is in turn fixed to the housing by means of the third torque transmission device K3 or to the common
Drehung mit dem zweiten Ausgangselement 42 des Überlagerungsgetriebes 26 zu verbinden. Rotation with the second output element 42 of the superposition gear 26 to connect.
Die in der Fig. 12 dargestellte Ausführungsform basiert auf der Ausführungsform gemäß Fig. 1 1 , wobei hier jedoch wiederum der Elektromotor 22 über eine als Gelenkwelle ausgebildete Zwischenwelle 52 das erste Eingangselement 36 des Überlagerungsgetriebes 26 antreibt. Die Zwischenwelle 52 ist hier als Hohlwelle ausgebildet, durch die sich hier die zweite Abtriebswelle 20 bis durch den Elektromotor 22 hindurch erstreckt. Die in der Fig. 13 dargestellte Ausführungsform basiert wiederum auf der Ausführungsform gemäß Fig. 1 1 , wobei hier im Unterschied zur Fig. 1 1 die Vorgelegewelle 56 als Hohlwelle ausgebildet ist, die die erste Abtriebswelle 18 des Getriebes 10 koaxial umgibt. Auch hier lässt sich wiederum mittels der ersten Drehmomentüber- tragungsvorrichtung K1 die erste Abtriebswelle 18 des Getriebes 10 wahlweise mit der Vorgelegewelle 56 und somit antriebswirksam mit dem ersten Ausgangselement 38 des Überlagerungsgetriebes 26 koppeln bzw. entkoppeln, sofern die dritte Drehmomentübertragungsvorrichtung K3 das erste Ausgangselement 38 des Überlagerungsgetriebes 26 antriebswirksam mit dem ersten Ausgangselement 32 des Ausgleichsgetriebes 24 koppelt. Somit lassen sich auch mit dem in der Fig. 13 dargestellten Getriebe 10 die gleichen Getriebemodi wie mit den unter Bezugnahme auf die Fig. 5 ff. beschriebenen Getrieben schalten. The embodiment shown in FIG. 12 is based on the embodiment according to FIG. 1 1, wherein, however, the electric motor 22 in turn drives the first input element 36 of the superposition gearing 26 via an intermediate shaft 52 designed as a cardan shaft. The intermediate shaft 52 is embodied here as a hollow shaft, through which the second output shaft 20 extends through the electric motor 22. The embodiment shown in FIG. 13 is again based on the embodiment of FIG. 1 1, wherein here, in contrast to FIG. 1 1, the countershaft 56 is formed as a hollow shaft which surrounds the first output shaft 18 of the transmission 10 coaxially. Here again, by means of the first torque transfer device K1, the first output shaft 18 of the transmission 10 can be selectively coupled or decoupled with the countershaft 56 and thus with the first output element 38 of the superimposition gearing 26, provided that the third torque transfer device K3 is the first output element 38 of the first output element Superposition gear 26 drivingly coupled with the first output element 32 of the differential gear 24. Thus, even with the transmission 10 shown in FIG. 13, the same transmission modes as with the transmissions described with reference to FIGS. 5 ff. Can be switched.
Bezuqszeichenliste LIST OF REFERENCES
10 Getriebe 10 gears
12 Gehäuse  12 housing
14 erste Antriebswelle  14 first drive shaft
1 6 zweite Antriebswelle  1 6 second drive shaft
18 erste Abtriebswelle  18 first output shaft
20 zweite Abtriebswelle  20 second output shaft
22 Elektromotor  22 electric motor
24 Ausgleichsdifferential  24 differential compensation
26 Überlagerungsgetriebe  26 superposition gearbox
28 Eingangselement von 24  28 input element of 24
28a Träger  28a carrier
30 Ausgleichsräder  30 equalizing wheels
30a Kegelräder  30a bevel gears
32 erstes Ausgangselement von 24 32 first output element of 24
32a Kegelrad 32a bevel gear
34 zweites Ausgangselement von 24 34 second output element of 24
34a Kegelrad 34a bevel gear
36 Eingangselement von 26  36 input element of 26
36a erstes Sonnenrad  36a first sun gear
38 erstes Ausgangselement von 26 38 first output element of 26
38a Planetenträger 38a planet carrier
42 zweites Ausgangselement von 26 42 second output element of 26
42a zweites Sonnenrad 42a second sun wheel
44 erstes Planetenrad  44 first planetary gear
46 zweites Planetenrad  46 second planetary gear
48 erster Versatztrieb  48 first offset drive
50 zweiter Versatztrieb  50 second offset drive
52 Zwischenwelle 54 Stirnradverzahnung 52 intermediate shaft 54 spur gear toothing
56 Vorgelegewelle  56 countershaft
K1 erste Drehmomentübertragungsvorrichtung K2 zweite DrehmomentübertragungsvorrichtungK1 first torque transmission device K2 second torque transmission device
K3 dritte Drehmomentübertragungsvorrichtung K3 third torque transmitting device

Claims

Patentansprüche claims
Getriebe (10) zur bedarfsweisen Aufteilung eines Antriebsdrehmoments zwischen einer ersten und einer zweiten Achse oder Welle eines Fahrzeugs, umfassend: Transmission (10) for distributing a drive torque as required between a first and a second axle or shaft of a vehicle, comprising:
eine erste Antriebswelle (14), die vorzugsweise einem Verbrennungsmotor zugeordnet ist; a first drive shaft (14), which is preferably associated with an internal combustion engine;
eine zweite Antriebswelle (1 6), die vorzugsweise einem Elektromotor (22) zugeordnet ist; a second drive shaft (1 6), which is preferably associated with an electric motor (22);
eine erste Abtriebswelle (18), die vorzugsweise einer ersten Fahrzeugachse zugeordnet ist; a first output shaft (18), which is preferably associated with a first vehicle axle;
eine zweite Abtriebswelle (20), die vorzugsweise einer zweiten Fahrzeugachse zugeordnet ist; a second output shaft (20), which is preferably associated with a second vehicle axle;
ein Ausgleichsdifferential (24) mit einem von der ersten Antriebswelle (14) angetriebenen Eingangselement (28), einem ersten Ausgangselement (32) und einem zweiten Ausgangselement (34); und an equalizing differential (24) having an input member (28) driven by the first drive shaft (14), a first output member (32) and a second output member (34); and
ein Überlagerungsgetriebe (26) mit einem von der zweiten Antriebswelle (1 6) angetriebenen Eingangselement (36), einem ersten Ausgangselement (38) und einem zweiten Ausgangselement (42); a superposition gear (26) having an input member (36) driven by the second drive shaft (16), a first output member (38) and a second output member (42);
wobei das erste Ausgangselement (32) des Ausgleichsdifferentials (24) antriebswirksam mit dem ersten Ausgangselement (38) des Überlagerungsgetriebes (26) verbunden oder verbindbar ist; wherein the first output member (32) of the differential balancer (24) is operatively connected or connectable to the first output member (38) of the superposition gear (26);
wobei das zweite Ausgangselement (34) des Ausgleichsdifferentials (24) antriebswirksam mit der zweiten Abtriebswelle (18) des Getriebes (10) verbunden oder verbindbar ist; wobei das erste Ausgangselement (38) des Überlagerungsgetriebes (26) antriebswirksam mit der ersten Abtriebswelle (18) des Getriebes (10) verbunden oder verbindbar ist; und wherein the second output element (34) of the differential (24) is operatively connected or connectable to the second output shaft (18) of the transmission (10); wherein the first output member (38) of the superposition gear (26) is operatively connected or connectable to the first output shaft (18) of the transmission (10); and
wobei das zweite Ausgangselement (42) des Überlagerungsgetriebes (26) antriebswirksam mit dem zweiten Ausgangselement (34) des Ausgleichsdifferentials (24) verbunden oder verbindbar ist. wherein the second output member (42) of the superposition gear (26) is operatively connected or connectable to the second output member (34) of the differential balancer (24).
Getriebe nach Anspruch 1 , Transmission according to claim 1,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass By doing so, that is
das Getriebe (10) dazu ausgelegt ist, dass bei gleicher Drehzahl des ersten Ausgangselements (32) und des zweiten Ausgangselements (34) des Ausgleichsdifferentials (24) und/oder bei gleicher Drehzahl der ersten Abtriebswelle (18) und der zweiten Abtriebswelle (20) des Getriebes (10) das Eingangselement (36) des Überlagerungsgetriebes (26) still steht. the transmission (10) is designed so that at the same speed of the first output element (32) and the second output element (34) of the differential compensation (24) and / or at the same speed of the first output shaft (18) and the second output shaft (20) of the transmission (10) the input element (36) of the superposition gear (26) stands still.
Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, Transmission according to claim 1 or 2,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass By doing so, that is
das Überlagerungsgetriebe (26) dazu ausgelegt ist, dass durch eine Drehbewegung des Eingangselements (36) das erste Ausgangselement (38) und das zweite Ausgangselement (42) des Überlagerungsgetriebes (26) zu gegensinnigen Drehbewegungen relativ zueinander angetrieben werden. the superposition gear (26) is designed so that by a rotational movement of the input member (36), the first output member (38) and the second output member (42) of the superposition gear (26) are driven in opposite directions of rotation relative to each other.
Getriebe nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, Transmission according to at least one of the preceding claims,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass By doing so, that is
eine erste Drehmomentübertragungsvorrichtung (K1) vorgesehen ist, mittels derer das erste Ausgangselement (38) des Überlagerungsgetriebes (26) zur gemeinsamen Drehung mit der ersten Abtriebswelle (18) des Getriebes (10) verbindbar ist. a first torque transmission device (K1) is provided, by means of which the first output element (38) of the superposition gear (26) for common rotation with the first output shaft (18) of the transmission (10) is connectable.
Getriebe nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, Transmission according to at least one of the preceding claims,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass By doing so, that is
eine zweite Drehmomentübertragungsvorrichtung (K2) vorgesehen ist, mittels derer die erste Antriebswelle (14) zur gemeinsamen Drehung mit dem ersten Ausgangselement (32) und/oder dem zweiten Ausgangselement (34) des Ausgleichsdifferentials (24) verbindbar ist. a second torque transmitting device (K2) is provided, by means of which the first drive shaft (14) for common rotation with the first output element (32) and / or the second output element (34) of the differential compensation (24) is connectable.
Getriebe nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, Transmission according to at least one of the preceding claims,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass By doing so, that is
eine dritte Drehmomentübertragungsvorrichtung (K3) vorgesehen ist, mittels derer wahlweise das zweite Ausgangselement (42) des Überlagerungsgetriebes (26) entweder stationär, insbesondere an einem Gehäuseelement (12), festlegbar oder antriebswirksam mit dem zweiten Ausgangselement (34) des Ausgleichsdifferentials (24) verbindbar ist. a third torque transmission device (K3) is provided, by means of which optionally the second output element (42) of the superposition gear (26) either stationary, in particular on a housing element (12), fixable or drive-effective with the second output element (34) of the differential compensation (24) connectable is.
Getriebe nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, Transmission according to at least one of claims 1 to 5,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass By doing so, that is
eine dritte Drehmomentübertragungsvorrichtung (K3) vorgesehen ist, mittels derer wahlweise das erste Ausgangselement (38) des Überlagerungsgetriebes (26) entweder stationär, insbesondere an einem Gehäuseelement (12), festlegbar oder antriebswirksam mit dem ersten Ausgangselement (32) des Ausgleichsdifferentials (24) verbindbar ist. a third torque transmission device (K3) is provided, by means of which optionally the first output element (38) of the superposition gear (26) either stationary, in particular on a housing element (12), fixable or drive-effectively with the first output element (32) of the differential compensation (24) connectable is.
Getriebe nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, Transmission according to at least one of claims 1 to 5,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass By doing so, that is
eine dritte Drehmomentübertragungsvorrichtung (K3) vorgesehen ist, mittels derer wahlweise das zweite Ausgangselement (42) des Überlagerungsgetriebes (26) entweder stationär, insbesondere an einem Gehäuseelement (12), festlegbar, oder zur gemeinsamen Drehung mit dem ersten Ausgangselement (38) des Überlagerungsgetriebes (26) verbindbar, oder antriebswirksam mit dem zweiten Ausgangselement (34) des Ausgleichsdifferentials (24) verbindbar ist. a third torque transmission device (K3) is provided, by means of which optionally the second output element (42) of the superposition gearing (26) either stationary, in particular on a housing element (12), fixed, or for common rotation with the first output element (38) of the superposition gearing ( 26) connectable, or drive-effective with the second output element (34) of the differential compensation (24) is connectable.
Getriebe nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, Transmission according to at least one of claims 1 to 5,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass  By doing so, that is
eine dritte Drehmomentübertragungsvorrichtung (K3) vorgesehen ist, mittels derer wahlweise das erste Ausgangselement (38) des Überlagerungsgetriebes (26) entweder stationär, insbesondere an einem Gehäuseelement (12), festlegbar, oder zur gemeinsamen Drehung mit dem zweiten Ausgangselement (42) des Überlagerungsgetriebes (26) verbindbar, oder antriebswirksam mit dem ersten Ausgangselement (32) des Ausgleichsdifferentials (24) verbindbar ist.  a third torque transmitting device (K3) is provided, by means of which optionally the first output element (38) of the superposition gear (26) either stationary, in particular on a housing element (12), fixable, or for common rotation with the second output element (42) of the superposition gear ( 26) is connectable, or drive effective with the first output element (32) of the differential compensation (24) is connectable.
10. Getriebe nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, 10. Transmission according to at least one of the preceding claims,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass  By doing so, that is
das Ausgleichsdifferential (24) als Kegelrad-Differentialgetriebe ausgebildet ist.  the differential compensation (24) is designed as a bevel gear differential gear.
11. Getriebe nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, 11. Transmission according to at least one of the preceding claims,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass  By doing so, that is
das Überlagerungsgetriebe (26) als Umlaufrädergetriebe, insbesondere als hohlradloses Planetengetriebe mit Paaren von miteinander kämmenden Planetenrädern (44, 46) ausgebildet ist.  the superimposed gear (26) is designed as a planetary gear, in particular as hohlradloses planetary gear with pairs of meshing planetary gears (44, 46).
Getriebe nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, Transmission according to at least one of the preceding claims,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass  By doing so, that is
die erste Abtriebswelle (18) mittelbar über einen Versatztrieb (54) mit dem ersten Ausgangselement (38) des Überlagerungsgetriebes (26) verbunden oder verbindbar ist, wobei vorzugsweise das erste Ausgangselement (32) des Ausgleichsdifferentials (24) mittelbar über das erste Ausgangselement (38) des Überlagerungsgetriebes (26) mit der ersten Abtriebswelle (18) des Getriebes (10) übersetzungsfrei antriebswirksam verbunden oder verbindbar ist. the first output shaft (18) is indirectly connected or connectable via an offset drive (54) to the first output element (38) of the superposition gear (26), wherein preferably the first output element (32) of the differential gear (24) indirectly via the first output element (38) of the superposition gearing (26) with the first output shaft (18) of the transmission (10) drive-effectively connected without translation or connectable.
13. Getriebe nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, 13. Transmission according to at least one of the preceding claims,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass  By doing so, that is
das erste Ausgangselement (32) des Ausgleichsdifferentials (24) mit dem ersten Ausgangselement (38) des Überlagerungsgetriebes (26) über einen übersetzungsfreien Versatztrieb (48) antriebswirksam verbunden ist.  the first output element (32) of the differential compensation (24) is drivingly connected to the first output element (38) of the superposition gear (26) via a translationless offset drive (48).
14. Getriebe nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, 14. Transmission according to at least one of the preceding claims,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass  By doing so, that is
das zweite Ausgangselement (42) des Überlagerungsgetriebes (26) mit dem zweiten Ausgangselement (34) des Ausgleichsdifferentials (24) über einen übersetzten Versatztrieb (50) gekoppelt ist.  the second output element (42) of the superposition gearing (26) is coupled to the second output element (34) of the compensation differential (24) via a translated offset drive (50).
15. Getriebe nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, 15. Transmission according to at least one of claims 1 to 12,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass  By doing so, that is
das erste Ausgangselement (32) des Ausgleichsdifferentials (24) mit dem ersten Ausgangselement (38) des Überlagerungsgetriebes (26) über einen übersetzten Versatztrieb (56) antriebswirksam verbindbar ist.  the first output element (32) of the differential compensation (24) with the first output element (38) of the superposition gear (26) via a translated offset drive (56) is drivingly connectable.
16. Getriebe nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12 und/oder 15, 16. Transmission according to at least one of claims 1 to 12 and / or 15,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass  By doing so, that is
das zweite Ausgangselement (42) des Überlagerungsgetriebes (26) mit dem zweiten Ausgangselement (34) des Ausgleichsdifferentials (24) übersetzungsfrei gekoppelt ist. the second output element (42) of the superposition gearing (26) is coupled without translation to the second output element (34) of the compensation differential (24).
17. Getriebe nach Anspruch 1 bis 12, 17. Transmission according to claim 1 to 12,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass  By doing so, that is
die zweite Antriebwelle (16) mittelbar über eine Zwischenwelle (52), die vorzugsweise als Gelenkwelle ausgebildet ist, von dem Elektromotor (22) antreibbar ist.  the second drive shaft (16) can be indirectly driven by the electric motor (22) via an intermediate shaft (52) which is preferably designed as a cardan shaft.
18. Getriebe nach zumindest einem der Ansprüche 13 bis 17 , 18. Transmission according to at least one of claims 13 to 17,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass  By doing so, that is
das Überlagerungsgetriebe (26) derart ausgestaltet ist, dass sein Übersetzungsverhältnis zu dem des übersetzten Versatztriebs (50) invers ist.  the superposition gear (26) is designed such that its gear ratio is inverse to that of the translated offset gear (50).
19. Getriebe nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, 19. Transmission according to at least one of the preceding claims,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass  By doing so, that is
das erste Ausgangselement (38) des Überlagerungsgetriebes (26) drehfest mit der ersten Abtriebswelle (18) des Getriebes (10) verbunden oder verbindbar ist.  the first output element (38) of the superimposed gear (26) rotatably connected to the first output shaft (18) of the transmission (10) or is connectable.
PCT/EP2015/059949 2014-06-03 2015-05-06 Transmission for splitting a driving torque as needed WO2015185313A1 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014210437.8 2014-06-03
DE102014210437 2014-06-03
DE102015205102.1A DE102015205102B4 (en) 2014-06-03 2015-03-20 GEARS FOR DISTRIBUTING A DRIVE TORQUE AS REQUIRED
DE102015205102.1 2015-03-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015185313A1 true WO2015185313A1 (en) 2015-12-10

Family

ID=54481692

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2015/059949 WO2015185313A1 (en) 2014-06-03 2015-05-06 Transmission for splitting a driving torque as needed

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102015205102B4 (en)
WO (1) WO2015185313A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109922981A (en) * 2016-11-08 2019-06-21 奥迪股份公司 For the power transmitting apparatus of motor vehicle, corresponding motor vehicle and method for running power transmitting apparatus
CN115419683A (en) * 2022-09-22 2022-12-02 一汽解放汽车有限公司 Speed reducer and vehicle
CN115431745A (en) * 2022-10-08 2022-12-06 一汽解放汽车有限公司 Hybrid middle axle speed reducer and vehicle

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016212132B4 (en) * 2016-07-04 2021-05-20 Magna powertrain gmbh & co kg Coupling unit and motor vehicle drive train with such a coupling unit

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040220011A1 (en) * 2003-05-02 2004-11-04 Gerhard Gumpoltsberger Transmission for distributing a drive torque
DE102005007650A1 (en) * 2005-02-19 2006-08-31 Zf Friedrichshafen Ag Differential gear for vehicle, has output shafts connected by gear unit which is connected with drive source such that predefined distribution degree of torque between output shafts is changed based on torque generated by drive source
DE102012206449A1 (en) * 2012-04-19 2013-10-24 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Planetary gear e.g. spur wheel differential gear, for motor vehicle, has bearing rotatably mounting planetary carrier, bearing outer ring interconnected with carrier in torque proof manner, and bearing inner ring connected with housing
WO2014033137A1 (en) * 2012-08-27 2014-03-06 Gkn Driveline International Gmbh Mechanical and electric drive train of a motor vehicle and motor vehicle with mechanical and electric drive train

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2687052B2 (en) 1991-04-19 1997-12-08 本田技研工業株式会社 Torque distribution mechanism of differential gear
JP4713308B2 (en) 2005-11-16 2011-06-29 日立オートモティブシステムズ株式会社 Axle torque generator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040220011A1 (en) * 2003-05-02 2004-11-04 Gerhard Gumpoltsberger Transmission for distributing a drive torque
DE102005007650A1 (en) * 2005-02-19 2006-08-31 Zf Friedrichshafen Ag Differential gear for vehicle, has output shafts connected by gear unit which is connected with drive source such that predefined distribution degree of torque between output shafts is changed based on torque generated by drive source
DE102012206449A1 (en) * 2012-04-19 2013-10-24 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Planetary gear e.g. spur wheel differential gear, for motor vehicle, has bearing rotatably mounting planetary carrier, bearing outer ring interconnected with carrier in torque proof manner, and bearing inner ring connected with housing
WO2014033137A1 (en) * 2012-08-27 2014-03-06 Gkn Driveline International Gmbh Mechanical and electric drive train of a motor vehicle and motor vehicle with mechanical and electric drive train

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109922981A (en) * 2016-11-08 2019-06-21 奥迪股份公司 For the power transmitting apparatus of motor vehicle, corresponding motor vehicle and method for running power transmitting apparatus
US11299028B2 (en) 2016-11-08 2022-04-12 Audi Ag Drive device for a motor vehicle, corresponding motor vehicle, and method for operating a drive device
CN115419683A (en) * 2022-09-22 2022-12-02 一汽解放汽车有限公司 Speed reducer and vehicle
CN115431745A (en) * 2022-10-08 2022-12-06 一汽解放汽车有限公司 Hybrid middle axle speed reducer and vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015205102A1 (en) 2015-12-03
DE102015205102B4 (en) 2022-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3209904B1 (en) Drive unit for a motor vehicle, motor vehicle, and method for operating a motor vehicle
EP3212447B1 (en) Gearing device for a motor vehicle
DE102008037886B4 (en) Drive arrangement for a multi-axle driven motor vehicle
EP3174747B1 (en) Transmission arrangement for a hybrid motor vehicle, and hybrid motor vehicle
WO2013120594A1 (en) Drive train of a purely electrically drivable motor vehicle
EP3164622A1 (en) Multi-speed transmission for rail vehicles
DE102006058835A1 (en) differential gear
EP3157777B1 (en) Gearbox unit for a motor vehicle
DE102015205101B4 (en) GEARS FOR DISTRIBUTING A DRIVE TORQUE AS REQUIRED
WO2014067639A1 (en) Transmission device for a motor vehicle
DE102016224458A1 (en) Motor vehicle transmission planetary gear sets with the same level translation
DE102016216120A1 (en) Two-stage planetary drive for a transfer case and transfer case
DE112011104889T5 (en) Linear actuator for selectable gears
DE102011003264A1 (en) Transmission device of a drive train for distributing the drive torque between two drive shafts
WO2015165570A1 (en) Transmission device for a motor vehicle
DE102015205102B4 (en) GEARS FOR DISTRIBUTING A DRIVE TORQUE AS REQUIRED
DE102016221796B4 (en) Hybrid transmission and hybrid powertrain
DE102014225337A1 (en) Transfer Case
WO2018114029A1 (en) Transmission device for a motor vehicle
DE102016203551B4 (en) Differential gear for a motor vehicle
DE102014201255B4 (en) Differential, in particular axle differential for a motor vehicle
EP3419852B1 (en) Gearbox unit for a motor vehicle
DE102019125156A1 (en) Final drive
WO2018133998A1 (en) Transmission arrangement for the controllable distribution of a drive torque from an input element to at least one output element in an all-wheel drive train of an all-wheel drive motor vehicle
DE102019108183B4 (en) Transmission device for a motor vehicle with a differential gear of planetary construction

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15721686

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15721686

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1