用于机动车的驱动传动设备、机动车和用于运行机动车的方法与流程

文档序号:13170203阅读:176来源:国知局
用于机动车的驱动传动设备、机动车和用于运行机动车的方法与流程

本发明涉及一种用于机动车的驱动传动设备,具有:差速器,用于将可通过驱动轴输送的驱动力矩分配到两个输出轴上;以及与差速器、输出轴之一和副驱动机耦合的叠加传动装置,用于叠加由输出轴、差速器和副驱动机输送的转矩,其中,差速器通过减小力矩的变速装置与叠加传动装置耦合。



背景技术:

在机动车中,差速器用于将通过驱动机提供的驱动力矩分配到一个桥或者不同桥的不同的车轮上。为了避免车轮的滑转以及在确定的行驶情况下有针对性地将横摆力矩传输至机动车上,有利的是,有针对性地影响力矩到这种差速器的输出轴上的分配。为此的一种可能性在于所谓的电子转矩矢量分配,在所述电子转矩矢量分配中使用一种副驱动机,以便影响转矩到差速器的输出轴上的分配。在这种情况下,转矩矢量分配既描述了到车桥的较快地旋转的车轮的转矩分配,也描述到车桥的较慢地旋转的车轮的转矩分配。

由文献wo2006/010186a1已知了一种电转矩矢量分配传动装置,其中,驱动力矩通过锥齿轮差速器传输到两个输出轴上。电动机的附加的转矩的叠加通过两个行星传动机构进行,由此实现了在车轮同样快旋转时电动机停止。在此问题在于,由于使用了锥齿轮差速器,具有相应多的变速级的电动机的高变速比是必要的并且在所述的布置中行星传动机构负荷相对较大。

在文献de2005049707a1中描述了另一种形成电转矩矢量分配传动装置的可能性。叠加传动装置的部件在此集成在车辆的差速器中。所述布置的缺点在于,行星传动机构始终滚动。为了在输出轴同样快旋转时实现电动机的停止状态,需要设置附加的平行的轴。

文献us5387161也公开了一种电转矩矢量分配传动装置。在此,差速器通过正齿轮行星传动机构形成。叠加传动装置通过正齿轮级与差速器耦合且包括行星传动机构。在所述布置中,正齿轮级尤其承受高的负荷且因此要求相应的构件尺寸。

为了减小在电子转矩矢量分配中叠加传动装置的高负荷,文献wo2008/125364a2提出,设置附加的行星传动机构,用于减小叠加传动装置和差速器之间的力矩。所述附加的行星传动机构尤其能够以ravigneaux式轮组的形式和机动车的差速器一起构造。在这种情况下,叠加传动装置承受约四分之一的车轮力矩差,由此传动装置整体上可构造得小且轻。

此外已知的是,在电转矩矢量分配的范围内使用的电动机也用于在机动车中提供混合动力功能。因此,文献de102010036240提出,电动机选择性地这样与机动车的差速器耦合,使得通过电动机提供的驱动力矩分配到差速器的输出轴上且进而分配到机动车的车轮上,或者电动机这样与叠加传动装置耦合,使得所述电动机可用于转矩矢量分配。一方面用于混合动力运行且另一方面用于转矩矢量分配运行的力矩路径的完全脱耦导致了花费相对大的结构形式,其中,典型地需要附加的行星传动机构或正齿轮传动装置,以便在混合动力模式或转矩矢量分配模式中实现期望的变速比。此外,叠加传动装置的部件负荷相对较大。

文献de102006031089公开了一种转矩矢量分配传动装置,其中,用于混合动力模式的传动链以及用于转矩矢量分配模式的传动链至少部分地一起形成。不同的运行模式之间的转换通过转换套管的移动进行。传动装置的形成花费相对大,尤其是因为需要分级的行星轮。此外,在转矩矢量分配模式中叠加传动装置负荷相对较大。此外,电动机和转矩矢量分配模式中的车轮力矩差或者混合动力模式中的驱动力矩之间的变速比相同。然而典型地,不同的模式中期望不同的变速比。



技术实现要素:

因此,本发明的目的在于,提出一种用于机动车的驱动传动设备,所述驱动传动设备一方面实现了灵活地使用在转矩矢量分配的范围内使用的副驱动机,另一方面实现了在转矩矢量分配期间叠加传动装置的相对于现有技术较小的负荷。

根据本发明,该目的通过前述类型的驱动传动设备实现,其中,叠加传动装置包括可通过控制装置控制的转换装置,其中,叠加传动装置在转换装置的第一转换状态中如此叠加由输出轴、差速器和副驱动机输送的转矩,使得驱动力矩到输出轴上的分配取决于通过副驱动机施加的辅助转矩,在转换装置的第二转换状态中如此叠加由输出轴、差速器和副驱动机输送的转矩,使得辅助转矩均匀地分配到两个输出轴上。

因此,根据本发明提出,通过在叠加传动装置中设置可控制的转换装置,改进一种具有差速器和像例如从文献wo2008/125364a2中已知的那样的通过减小力矩的变速装置与差速器耦合的叠加传动装置的驱动传动设备。通过根据本发明设置的转换装置可以转换输送给叠加传动装置的转矩的叠加的类型。视转换装置的转换状态而定,转矩的叠加可以如此进行,使得由副驱动机提供的转矩增大差速器的输出轴之间的转矩差,也就是说引起转矩矢量分配,或者如此进行,使得副驱动机的转矩基本上均匀地作用于输出轴,由此通过副驱动机实现输出轴的驱动或者运动能量的回收。副驱动机尤其可以是电动机,可以为该电动机配置蓄能器,由此在第二转换状态中提供了机动车的混合动力运行的功能。

相对于已知的实现电动机功能相应转换的驱动传动设备,根据本发明的驱动传动设备有利地提出,设置有用于在叠加传动装置内部的副驱动机使用之间进行转换的转换装置,由差速器将通过变速装置减小的转矩输送给所述叠加传动装置。通过驱动传动设备的这种设计在叠加传动装置中出现较小的转矩或者说力,由此叠加传动装置可以相应地构造得小且轻。因为在叠加传动装置内部的副驱动机使用之间进行转换,所以也可以在相对较小的转矩或力的情况下实现这种转换。

在第二转换状态中,附加转矩基本上均匀地分配到两个输出轴上。由于构件公差等,输送给各个输出轴的附加转矩会略微彼此偏差。附加转矩到输出轴上的分配优选按照附加转矩的标度通过一个或多个变速级进行。

在驱动传动设备内部的变速比有利地如此选择,使得在输出轴的转速相同时副驱动机停止。

叠加传动装置可以包括叠加装置,所述叠加装置将由输出轴和副驱动机输送的转矩和从由差速器输送的转矩导出的转矩叠加,其中,导出的转矩在第一转换状态中具有第一转矩方向,在第二转换状态中具有与第一转矩方向相反的第二转矩方向。因此,转换装置在第一和第二转换状态之间的转换改变导出的转矩的转矩方向。补充地,导出的转矩的取值可以视转换状态而定不同,例如当在第一转换状态中和在第二转换状态中使用不同的变速比时。转换装置可以改变导出的转矩本身的转矩方向或者控制叠加传动装置的其它部件、尤其是离合器、制动器等,以便匹配导出的转矩的转矩方向。

叠加传动装置优选包括第一、第二和第三行星传动机构,所述第一、第二和第三行星传动机构分别包括齿圈、太阳轮和至少一个布置在行星架上的行星轮,其中,第一行星传动机构形成叠加装置,导出的转矩在第一转换状态中通过第二行星传动机构并且在第二转换状态中通过第三行星传动机构输送给所述叠加装置。行星传动机构包括用于围绕中央桥的转矩的至少三个“轴”或作用点。因此,可以在太阳轮上、在尤其形成行星传动机构的壳体的齿圈上以及在行星架上输入耦合转矩。在双轴运行模式中可以使用一个行星传动机构来以预定的变速比传输转矩,其中,轴之一无相对转动地布置或者通过离合器、制动器等无相对转动地保持。如果所有轴是可运动的,则一个行星传动机构在三轴运行模式中作为叠加传动装置工作,其中,例如输入耦合在一个轴上的转矩可以分配到另外两个轴上或者通过两个轴输入耦合的转矩传输到第三轴上。

转换装置可以如此形成,使得视转换状态而定选择第二或第三行星传动机构,通过所述第二或第三行星传动机构将导出的转矩输送给第一行星传动机构。通过利用第二和第三行星传动机构至变速装置和/或至第一行星传动机构的不同耦合,可以实现转矩方向在转换状态之间反向。

有利地,第一、第二和第三或者仅第二和第三行星传动机构可以设计为结构相同的,由此实现了根据本发明的驱动传动设备的特别高效的结构,因为设计相同的构件可用于多种功能。

第一、第二和第三行星传动机构的齿圈可以设计为公共的齿圈。因此,实现了三个齿圈之间的刚性耦合。在这种情况下,可通过公共的齿圈将导出的转矩由第二或第三行星传动机构输送给第一行星传动机构。

转换装置可以被构造用于在第一转换状态中锁止第二行星传动机构的齿圈、太阳轮或行星架的旋转并且在第二转换状态中锁止第三行星传动机构的齿圈、太阳轮或行星架的旋转。因此相应被锁止的行星传动机构在双轴运行模式中工作且可以将直接或间接由变速装置输送的转矩以确定的转矩方向和确定的变速比在两个未被锁止的轴之间传输。有利地,在第一和第二转换状态之间锁止不同类型的轴,即例如在第一转换状态中锁止第二行星传动机构的太阳轮并且在第二转换状态中锁止第三行星传动机构的行星架。在此,第一行星传动机构的轴、即太阳轮、行星架或齿圈既可以与第二行星传动机构的轴也可以与第三行星传动机构的轴耦合。通过所述轴可以将导出的转矩输送给第一行星传动机构。这尤其通过第一、第二和第三行星传动机构的公共的齿圈实现。

第二和第三行星传动机构的轴之一视转换状态而定分别被锁止或者空转。如果所述一个轴空转,则该行星传动机构的其它两个轴可任意相对旋转,由此不通过相应的行星传动机构在这些轴之间进行转矩传输。如果所述轴被锁止,则相应的行星传动机构在双轴运行模式中工作,因此在另外两个轴上的转矩之间以预定的变速比和预定的相对转矩方向确定地耦合。

现在如果转矩由差速器通过变速装置分别输送给第二和第三行星传动机构的第三轴,所述第三轴分别既不是与第一行星传动机构的轴刚性耦合的轴也不是可被锁止或空转的轴,则输送的转矩视在哪个行星传动机构中可锁止的轴被锁止而定通过第二或第三行星传动机构传输至第一行星传动机构。在相应配置轴的情况下,例如在第一转换状态中锁止太阳轮并且在第二转换状态中锁止行星架时,由于不同的力矩传输路径,在转换状态之间也改变导出的转矩的转矩方向。

有利地,转换装置包括用于制动第二行星传动机构的齿圈、太阳轮或行星架的第一制动设备以及用于制动第三行星传动机构的齿圈、太阳轮或行星架的第二制动设备,其中,在第一转换状态中第一制动装置工作,在第一转换状态中第二制动装置工作。盘式制动器尤其可以用作制动装置。通过相应的轴的制动,在小的噪声发展方面可特别简单地实现封锁。作为对相应的轴的制动的备选或补充,可以进行形状配合和/或力配合的耦合,例如通过牙嵌离合器。

在备选的实施方案中,第二行星传动机构的齿圈、太阳轮或行星架以及第三行星传动机构的齿圈、太阳轮或行星架可持久地被锁止,其中,转换装置包括耦合装置,所述耦合装置将由差速器输送给叠加传动装置的转矩在第一转换状态中输送给第二行星传动机构并且在第二转换状态中输送给第三行星传动机构。在这种情况下,第二和第三行星传动机构始终在双轴运行模式中工作,由此,行星传动机构——通过减小力矩的变速装置由差速器输送的转矩输送给该行星传动机构——将该转矩以固定的变速比以及以预定的相对回转方向传输至第一行星传动机构上。未被输送该转矩的行星传动机构具有空转的轴,由此该行星传动机构无负荷地一起转动。耦合装置可以是用于形状配合地和/或力配合地耦合的耦合装置。尤其可以使用牙嵌离合器。

具有两个行星轮组的行星传动机构可以用作第一和/或第二行星传动机构。在这种行星传动机构中,太阳轮可以通过两个行星轮组与齿圈耦合,这两个行星轮组尤其相对于行星传动机构的中央桥以不同的间距布置在公共的行星架上。这种行星传动机构实现齿圈直径和太阳轮直径之间的较大的差别。选择相应的行星传动机构作为第一和/或第二行星传动机构在第一和第二转换状态中在匹配相对变速比时提供另一种可能性。

差速器可设计为具有第一和第二行星轮组以及第一和第二太阳轮的双行星传动机构,其中,可通过驱动力矩驱动的齿圈通过第一太阳轮和第一和第二行星轮组与输出轴之一耦合以及通过第二行星轮组和作为减小力矩的变速装置的第二太阳轮与叠加传动装置耦合。双行星传动机构尤其可以设计为ravigneaux式轮组。设置第二太阳轮提供了用于差速器的另一种力矩分接,在其上可以分接出减小的转矩。即在共同使用差速器的部件的情况下,形成了变速装置,由此实现了根据本发明的驱动传动设备的整体简单的结构。

备选地,差速器可设计为锥齿轮差速器,其中,作为减小力矩的变速装置设置有另外的行星传动机构,所述另外的行星传动机构将由锥齿轮差速器的壳体输送的转矩与由输出轴之一输送的转矩叠加,用于提供输送给叠加传动装置的转矩。在此,相应的转矩或转矩分接可不同地配置给所述另外的行星传动机构的轴。

除了根据本发明的驱动传动设备之外,本发明还涉及一种机动车,该机动车包括根据本发明的驱动传动设备和用于提供驱动力矩的驱动机。驱动机可以是内燃机,而副驱动机可以是电动机。

补充地,机动车可以包括控制装置,该控制装置控制转换装置。该控制装置可以被构造用于允许对配置给副驱动机的蓄能器进行充电,其方式是,为了回收,尤其在机动车制动时,转换装置在第二转换状态中运行并且副驱动机作为发电机运行。在机动车的其它运行状态下,尤其根据机动车的速度、横摆力矩和转向角,可以在转矩矢量分配——其中转换装置在第一转换状态中运行——和通过副驱动机或者在通过副驱动机的驱动进行支持情况下对机动车进行驱动——其中转换装置分别在第二转换状态中运行——之间进行变换。

补充地,本发明还涉及一种用于运行机动车的方法,所述机动车具有驱动机和用于驱动机动车的至少一个桥的车轮的驱动传动设备,其中,驱动传动设备包括:差速器,通过所述差速器将通过驱动轴由驱动机输送的驱动力矩分配到两个输出轴上;以及与差速器、输出轴之一和副驱动机耦合的叠加传动装置,通过所述叠加传动装置叠加由输出轴、差速器和副驱动机输送的转矩,其中,差速器通过减小力矩的变速装置与叠加传动装置耦合,其中,叠加传动装置包括通过控制装置控制的转换装置,其中,通过叠加传动装置在转换装置的第一转换状态中如此叠加由输出轴、差速器和副驱动机输送的转矩,使得驱动力矩到输出轴上的分配取决于通过副驱动机施加的辅助转矩,在转换装置的第二转换状态中如此叠加由输出轴、差速器和辅助机输送的转矩,使得辅助转矩均匀地分配到两个输出轴上。

在此,在控制装置的至少一个运行模式中,转换装置可在第二转换状态中运行,其中,副驱动机通过控制装置控制,用于提供用于驱动机动车的转矩。在此,机动车可仅仅通过由副驱动机提供的辅助力矩驱动,然而也可以支持驱动机的驱动力矩,即提供用于提高行驶功率的“助推”功能。在此,可以通过副驱动机仅仅驱动机动车的后轮以及通过驱动机驱动前轮。然而备选地,也可以将副驱动机和驱动机的驱动力矩在后桥上叠加。

可以使用具有所配置的蓄能器装置的电动机作为副驱动机,其中,在控制装置的至少一个运行模式中,转换装置在第二转换状态中运行,其中,副驱动机作为发电机运行,用于对蓄能器装置充电。因此通过副驱动机实现回收运行。

如上已述,在转换装置在第一转换状态中运行时中,可使用副驱动机将转矩重新分配到输出轴上,即用于转矩矢量分配。

可以按照关于根据本发明的驱动传动设备阐述的具有那里所述优点的特征进一步构造根据本发明的方法。尤其可以使用叠加传动装置,该叠加传动装置包括第一、第二和第三行星传动机构,所述第一、第二和第三行星传动机构具有关于驱动传动设备阐述的功能。尤其可匹配输送给第一行星传动机构的导出的转矩,其方式是在第一转换状态中通过转换装置锁止第二行星传动机构的齿圈、太阳轮或行星架的旋转并且在第二转换状态中锁止第三行星传动机构的齿圈、太阳轮或行星架的旋转。该锁止尤其可以分别通过由制动设备对相应的齿圈、太阳轮或相应的行星架进行制动来进行。

作为对此的备选,可以像对于根据本发明的驱动传动设备阐述的那样,使用耦合装置,通过该耦合装置将由差速器输送给叠加传动装置的转矩在第一转换状态中通过第二行星传动机构并且在第二转换状态中通过第三行星传动机构输送给第一行星传动机构。

附图说明

由如下实施例以及附图得到本发明的其它优点和细节。附图示意性示出:

图1根据本发明的机动车的实施例;

图2根据本发明的驱动传动设备的实施例;

图3、4和5在图2中示出的驱动传动设备的不同的运行状态中转矩的传输路径和方向,以及

图6-8根据本发明的驱动传动设备的其它实施例。

具体实施方式

图1示出机动车1,其包括驱动传动设备2,该驱动传动设备被构造用于借助于差速器3将可由机动车1的驱动机53通过驱动轴4提供的转矩分配到输出轴5、6上。为了影响驱动力矩到输出轴5、6上的分配,以及为了提供用于机动车的混合动力功能,驱动传动设备2还包括叠加传动装置7,通过所述叠加传动装置使由输出轴6、差速器3和副驱动机8输送给叠加传动装置7的转矩叠加。由差速器3输送转矩通过减小力矩的变速装置9进行,该变速装置减小在差速器上分接出的转矩,以便减小叠加传动装置7的负荷。

叠加传动装置7包括未示出的转换装置,所述转换装置影响输送给叠加传动装置的转矩以何种方式叠加,并且所述转换装置可通过控制装置10控制。在第一转换状态中,如此叠加由输出轴6、由差速器3通过变速装置9以及由副驱动机8输送的转矩,使得通过驱动轴4提供的驱动力矩到输出轴5、6上的分配取决于通过副驱动机8施加的辅助转矩。因此,驱动传动设备2用作转矩矢量分配装置,该转矩矢量分配装置将驱动机的转矩分配到车轮上。副驱动机8可通过控制装置10控制,以便影响力矩分配。

在转换装置的第二转换状态中,如此叠加所输送的转矩,使得通过副驱动机8提供的辅助转矩均匀地分配到两个输出轴5、6上,如果在构件公差的范围内可能的话。

机动车1的副驱动机8是具有未示出的所配置的蓄能器的电动机。通过由控制装置10控制副驱动机8来提供辅助转矩,能够仅通过辅助转矩或者通过由驱动机53提供的转矩和辅助转矩的组合来驱动机动车1中的输出轴5、6。通过副驱动机8提供的辅助转矩在辅助转矩输送至输出轴5、6的范围内被多次变速,从而输出轴5、6上的转矩与通过副驱动机8提供的辅助转矩具有比例性,该比例性取决于相应的变速系数。

辅助转矩也可以通过副驱动机8如此提供,使得该辅助转矩反作用于输出轴5、6的旋转运动。输出轴5、6被制动。副驱动机8尤其可以通过控制装置10作为发电机运行,由此实现了机动车1的运动能量的回收,并可以为未示出的蓄能器充电。

机动车1是具有可接通和可关断的四轮驱动传动设备的机动车。由发动机53提供的转矩或者发动机的功率首先通过变速器11引导,随后通过一个或多个差速器12在前轮之间或者在前桥和后桥之间分配。驱动传动设备2的差速器3可与从前部的差速器12通至驱动传动设备2的驱动轴2通过离合器13分开。这尤其当机动车1的后轮仅仅应该通过副驱动机8电运行时或者当在后桥上仅仅应该进行运动能量的回收时是有利的。尤其可以如此进行机动车1的行驶运行,使得驱动传动设备2在一定的条件下通过离合器13与驱动机53脱耦,由此机动车首先仅通过前轮驱动传动设备驱动。补充地,在转换装置的第二转换状态中可以通过副驱动机8进行附加的驱动,以便提高机动车1的行驶功率,或者可以通过副驱动机8在第二转换状态中回收能量。

图2示出驱动传动设备14的实施例,该驱动传动设备包括叠加传动装置15,通过所述叠加传动装置可使由差速器通过变速装置提供的转矩与差速器的输出轴17的转矩以及与副驱动机16的转矩叠加。出于清楚原因,在图2至8中,相应的驱动传动设备14、39、46、54的关于输出轴17旋转对称的部件中仅示出了位于输出轴17上方的部分。图示并不符合比例。副驱动机16围绕输出轴17共轴地布置。备选地可以设置这样的副驱动机16,其与输出轴17相邻布置且与相对于输出轴17共轴地布置的齿轮等耦合。差速器设计为双行星传动机构,通过齿圈37可将驱动力矩从未示出的驱动机输送给该双行星传动机构。通过齿圈37输送的转矩通过第一和第二行星轮组——其中分别示出行星轮18、19——和第一太阳轮22分配到输出轴17上以及通过两个行星轮组的公共的行星架20分配到另一个输出轴21上。

叠加传动装置15通过减小力矩的变速装置、即双行星传动机构的第二太阳轮23与差速器耦合,以便将转矩从差速器提供给叠加传动装置。具有其两个行星轮组以及第一太阳轮22和第二太阳轮23的双行星传动机构设计为ravigneaux式轮组,由此实现了差速器和减小力矩的变速装置的特别紧凑的结构方式。

叠加传动装置15包括第一、第二和第三行星传动机构24、25、26以及第一和第二制动设备27、28,通过所述第一和第二制动设备可分别制动第二和第三行星传动机构25、26的轴。第一和第二制动设备27、28共同形成了转换装置,其中,在第一转换状态中第一制动设备27工作,也就是说制动相应的轴,以及在第二转换状态中第二制动设备28工作。第一和第二制动设备27、28可通过未示出的控制装置控制,以便选择转换装置的转换状态。

第一行星传动机构24形成了叠加装置,该叠加装置将从由差速器输送的转矩导出的转矩与输出轴17的转矩和副驱动机16的转矩叠加。为此,副驱动机16驱动第一行星传动机构24的太阳轮29并且行星架31与输出轴17刚性耦合。导出的转矩的输送通过齿圈进行,该齿圈设计为用于第一、第二和第三行星传动机构24、25、26的公共的齿圈。所述导出的转矩视转换装置的转换状态而定通过第二行星传动机构25或第三行星传动机构26输送给第一行星传动机构24。

通过第二太阳轮23从差速器输出耦合的转矩一方面通过第二行星传动机构25的行星架33、另一方面通过第三行星传动机构26的太阳轮34输入耦合到叠加传动装置15中。如果转换装置处于第一转换状态中,则通过第一制动设备27制动或锁止第二行星传动机构25的太阳轮35,由此使第二行星传动机构25在双桥运行模式中运行,在该双桥运行模式中,通过行星架33输入耦合的转矩以预定的变速比和预定的相对转矩方向传输到公共的齿圈32上。因为在第一转换状态中第二制动设备28不工作,所以第二行星传动机构26的行星架36基本上可自由旋转,因此太阳轮34也可基本上在没有力存在的情况下相对于公共的齿圈32旋转。因此,在第一转换状态中转矩从第二太阳轮23通过第二行星传动机构25传输至第二行星传动机构24上。

在第二转换状态中,第一制动设备27不工作且第二制动设备28工作。相应地,第三行星传动机构26的行星架36被制动,因此,第三行星传动机构26通过公共的齿圈33将通过太阳轮23输送的转矩以预定的变速比和预定的相对转矩方向传输到第一行星传动机构24上。由于在两个转换状态中转矩由第二太阳轮23以不同方式被引导到公共的齿圈32,在公共的齿圈32上起作用的导出的转矩在转换状态之间不仅在取值上而且在符号上都不同。因此在公共的齿圈32上起作用的转矩的转矩方向在第一和第二转换状态之间不同。

像在下文中参考图3至5说明的那样,在转换状态中在公共的齿圈32上的导出的转矩的不同的转矩方向导致通过副驱动机16提供的辅助力矩的不同的作用方式。在第一转换状态中,也就是说在第二太阳轮23通过第二行星传动机构25耦合到第一行星传动机构24上时,通过副驱动机16施加辅助转矩导致在齿圈37上引入到差速器中的驱动力矩到输出轴17、21上的分配受到影响。在第二转换状态中,也就是说在第二太阳轮23通过行星传动机构26耦合到第一行星传动机构24上时,转矩耦合的转矩方向与在第一转换状态中的耦合相反,因此通过副驱动机16提供的辅助力矩分配到输出轴17、21上。如此选择驱动传动设备中的各个变速比,使得在制造产生的公差的范围内均匀地进行分配。

图3示出在转换装置在第一转换状态中运行时在图2示出的驱动传动设备中的转矩耦合。例如,示出了在左弯道行驶时在机动车的后桥上的力矩分配。在左弯道行驶时,被传输到弯道外侧的车轮上的转矩应该大于被传输到弯道内侧的车轮上的转矩。因此,应该使用副驱动机的辅助转矩,以便影响通过差速器的齿圈37输入耦合的驱动力矩至输出轴17、21上的分配。箭头方向分别示出了转矩耦合进行的方向。

在齿圈37上输入耦合的转矩通过差速器分配到输出轴21、17上以及通过第二太阳轮23分配到第二行星传动机构25的行星架33上。未示出相应的转矩被继续引导至第三行星传动机构28的太阳轮34上,因为像关于图2阐述的那样第三行星传动机构26的行星架36在第一转换状态中空转并且由此不通过第三行星传动机构26进行力矩传输。

因为第二行星传动机构25的太阳轮35被制动,所以由差速器通过第二太阳轮23提供的转矩通过公共的齿圈32传输到第一行星传动机构24上且在那里与由副驱动机16提供的转矩叠加。这样导致了第二输出轴17上的转矩整体增大,该第二输出轴驱动机动车的右车轮。

如果例如提供1500牛顿的转矩作为驱动力矩,则可以通过副驱动机16尤其是通过附加的未示出的变速装置提供110nm的转矩,并且可以如此在差速器上进行力矩分配,使得通过行星架19通过差速器将151nm的转矩传输到左车轮,通过差速器的第一太阳轮22将1036nm的转矩传输到第二输出轴17上以及通过行星架31将313nm的附加的转矩传输到第二输出轴17上,因此在右车轮上总共有1349nm的转矩待用。

由于使用了减小力矩的变速装置,即通过差速器的第二太阳轮23进行的附加输出耦合,在示出的例子中仅将313nm的减小的转矩通过第二太阳轮23输送给叠加传动装置。在此,第一制动装置27制动了110nm的转矩。

因此,在通过叠加传动装置引导的转矩相对较小时已经可利用示出的驱动传动设备实现转矩矢量分配,因此叠加传动装置的部件可以在尺寸上设计得特别小且轻。

图4示出根据图2的驱动传动设备,其中,转换装置在第二转换状态中运行,以及其中,未示出的控制装置如此控制副驱动机16,使得机动车的至少后桥的驱动仅通过副驱动机16进行。为此,齿圈37可以通过未示出的耦合装置与机动车的驱动机脱耦。

像已经关于图2阐述的那样,在第二转换状态中制动设备27不工作并且制动设备28工作。因此,不通过第二行星传动机构25进行力矩传输,通过第二太阳轮23提供的转矩由于第三行星传动机构26的被制动设备28锁止的行星架而由第三行星传动机构28的太阳轮34传输至公共的齿圈26上并进而传输至第一行星传动机构24。

与图3的比较表明,几乎在所有情况下,力矩传输的方向都与图3中示出的状况一致,但其中,与图3相比,在差速器之间通过太阳轮23到或从第二或第三行星传动机构25、26传输力矩的方向颠倒。这是因为,转矩传输不是像图3示出的那样由行星架33至公共的齿圈32进行,而是由太阳轮34至公共的齿圈32,因此转矩的转矩方向被颠倒且因此实现了不同的变速比。

例如可通过副驱动机16尤其是通过变速装置提供360nm的转矩。由于与第一转换状态不同的至差速器的转矩耦合,通过第二太阳轮23将360nm的转矩引导至差速器并且通过行星架31将739nm的转矩引导至输出轴17上。输送给输出轴17的转矩由于通过第二太阳轮23的附加力矩输入耦合而在差速器上如此分配,使得500nm可通过机动车的配置给输出轴17的车轮传输到道路上并且239nm通过第一太阳轮22反作用于差速器。通过将通过第一太阳轮22由输出轴17引导至差速器的转矩与通过第二太阳轮23引导至差速器的转矩进行叠加,通过公共的行星架20也为输出轴21和进而为机动车的左车轮提供500nm的转矩。在所述例子中,第二制动装置必须制动739nm的转矩。

图5示出了在回收运行时转矩的耦合,在所述回收运行中,转换装置在第二转换状态中运行,并且在所述回收运行中,副驱动机16作为发电机运行。例如,两个车轮应该通过回收分别以72nm的转矩被制动。通过第二输出轴21被引导至差速器的72nm的转矩几乎均匀地分配到第二输出轴17上并且通过第二太阳轮23到叠加传动装置15上。

第一行星传动机构24将由差速器通过第二太阳轮23和第三行星传动机构26引导至公共的齿圈23的68.7nm的转矩和由副驱动机16通过太阳轮29输入耦合的37.5nm的转矩叠加为106.4nm的总转矩,该总转矩通过行星架31引导至输出轴17。该转矩反作用于通过第一太阳轮22输送给输出轴17的转矩,因此两个转矩的差72nm由输出轴17传输至所配置的车轮上。因此在回收运行中,相同的转矩被传输至两个车轮上。通过驱动传动设备14的所示使用,可以将吸收的动能输送给副驱动机16以用于回收。

图6示出了驱动传动设备54的另一个实施例,该驱动传动设备在功能上对应于图2中示出的驱动传动设备14。用于将驱动力矩分配到输出轴17、21上的差速器的结构以及通过太阳轮23输送给叠加传动装置15的转矩的分支对应于根据图2的驱动传动设备14的结构。驱动传动设备54和驱动传动设备14之间的差别在于,转矩从太阳轮23至第二或第三行星传动机构25、26的引导以及行星传动机构25、26的轴的制动以另外的方式解决。在驱动传动设备54中,第三行星传动机构26的行星架36以及第二行星传动机构25的太阳轮35始终无相对转动地固定,从而第二和第三行星传动机构25、26分别在双轴运行模式中工作。对通过哪个行星传动机构25、26将通过第二太阳轮23分接出的转矩引导至公共的齿圈32的选择通过耦合装置38进行,通过该耦合装置将差速器的第二太阳轮23在第一转换状态中与第二行星传动机构25的行星架33耦合并且在第二转换状态中与第三行星传动机构26的太阳轮34耦合。因此,在两个转换状态中实现了转矩的耦合,该耦合有效地对应于在根据图2的驱动传动设备14中实现的相应耦合。

在叠加传动装置15的结构方面,根据图7的驱动传动设备39对应于在图2中示出的驱动传动设备14。然而与此相反,锥齿轮差速器40用作差速器,通过所述锥齿轮差速器的壳体45可以输入耦合驱动力矩,该驱动力矩分配到输出轴17、21上。为了在使用锥齿轮差速器40时也减小传输至叠加传动装置15上的转矩,设置了另外的行星传动机构41作为减小力矩的变速装置。锥齿轮差速器40的壳体与所述另外的行星传动机构41的齿圈42刚性耦合。引导至叠加传动装置15的转矩通过太阳轮44分接出。行星架43刚性地与输出轴17耦合。

通过使用另外的行星传动机构41作为减小力矩的变速装置也可以在使用锥齿轮传动装置时实现一种像关于前述附图阐述的那样的功能性。

根据期望的变速系数也可以将形成减小力矩的变速装置的另外的行星传动机构41以不同的方式连接到锥齿轮差速器40、输出轴17和叠加传动装置15上。锥齿轮差速器40的壳体45尤其也可以刚性地与行星架43耦合并且输出轴17与齿圈耦合。因此在不同的变速装置中实现了相同的功能。

图8示出了驱动传动设备46的另一个实施例,该驱动传动设备在很大程度上如图7中示出的驱动传动设备39那样来构造。与图7中示出的驱动传动设备39的不同在于:在驱动传动设备46中使用所述另外的行星传动机构41在锥齿轮差速器40以及输出轴17上的已经关于图7阐述的备选的耦合;对于第三行星传动机构52使用另外的配置。第三行星传动机构52设计为这样的行星传动机构52,在该行星传动机构中齿圈49和太阳轮50之间的耦合通过两组行星轮进行,在所述两组行星轮中示出了行星轮47、48并且所述两组行星轮由公共的行星架51承载。

在示出的实施例中,转矩从差速器通过太阳轮50输送到第三行星传动机构52。齿圈49在行星传动机构52中设计为与另外的行星传动机构24、25的齿圈分开且可以通过第二制动设备28制动。行星传动机构24、25的公共的齿圈与第三行星传动机构52的行星架51耦合。

通过驱动传动设备46基本上实现了与通过在其它附图中示出的驱动传动设备相同的功能,其中,通过使用具有多个行星轮组的第三行星传动机构52实现了灵活地匹配变速比。尤其可以在第一和第二转换状态之间以及进而在助推或回收功能和转矩矢量分配之间实现变速比的大的不同。

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