-
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Achsantrieb für ein Kraftfahrzeug.
-
Der Einsatz von elektrischen Achsantrieben in Fahrzeugen aller Art steigt stetig an. Zum Teil werden diese als Hauptantrieb eingesetzt, insbesondere in sogenannten „Battery Electric Vehicles“ (abgekürzt: BEV). Andererseits kommen elektrische Achsantriebe auch in Hybridfahrzeugen zum Einsatz, beispielsweise bei einer sogenannten „P4-Anordnung“. Bei einer sogenannten „P4“-Anordnung wirken der elektrische Achsantrieb und ein Verbrennungsmotor auf unterschiedliche Achsen. Durch die P4-Anordnung kann ein Allradantrieb besonders einfach umgesetzt werden. Abhängig von der jeweiligen Fahrzeugkonfiguration können jedoch Fahrsituationen auftreten, in denen man den elektrischen Achsantrieb nicht benötigt. Beispielsweise wird bei einer P4-Anordnung mit einem die Vorderachse antreibenden Verbrennungsmotor der elektrische Achsantrieb bei einer längeren Überlandfahrt (insbesondere mit konstanter Geschwindigkeit) nicht benötigt. Es besteht das Bedürfnis, die dadurch erzeugten Schleppverluste einzusparen.
-
In
DE 20 2009 014 490 U1 wird ein Antriebssystem mit einem Elektroantrieb vorgestellt, wobei dem Synchronmotor eine Entkopplungseinheit nachgeordnet ist, die in einem Fehlerfall den Synchronmotor von einer anzutreibenden Einheit trennt.
-
WO 2014 / 173 571 A1 beschreibt eine Motor-Getriebe-Einheit, wobei das Getriebe zwei Getriebestufen aufweist, welche jeweils mit einem Freilauf ausgerüstet sind.
-
In
DE 11 2010 003 617 T5 wird ein Elektrofahrzeug offenbart, welches mit einer Zweiwegekupplung ausgerüstet ist, die wahlweise verbunden oder gelöst werden kann, indem eine elektromagnetische Spule einer elektromagnetischen Kupplung mit Strom versorgt wird.
-
DE 10 2018 203 458 A1 zeigt eine Antriebsvorrichtung für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug, welches im ersten und zweiten Antriebs-Lastpfad jeweils mit einer Freilauffunktion ausgerüstet ist. In
DE 10 2018 103 243 A1 ist eine Antriebseinheit für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang offenbart, wobei die Kopplungseinrichtung zwischen einem ersten Teilwellenabschnitt und einem zweiten Teilwellenabschnitt eine Koppeleinrichtung aufweist, welche zwei parallel zueinander angeordnete Freilaufseinheiten aufweist.
-
DE 10 2016 222 440 B3 offenbart eine Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, wobeidei Getriebevorrichtung mindestens eine erste und eine zweite Planetenstufe sowie eine Differentialstufe aufweist. Die Antriebswelle ist dabei über eine erste Freilaufeinheit mit der ersten Sonne und anderseits über eine zweite Freilaufeinheit mit dem ersten Plantenträger verbindbar um eine erste und zweite Übersetzung zu realisieren.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann darin gesehen werden, einen elektrischen Achsantrieb bereitzustellen, welcher einen Beitrag zur Minimierung von Schleppverlusten leistet. Die Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche, der folgenden Beschreibung sowie der Figuren.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, einen elektrischen Achsantrieb mit einer Trenn-Einheit auszustatten (insbesondere zum Zweck einer Entkopplung; auch mit dem englischsprachigen Ausdruck „Disconnect“-Einheit bezeichnet). Die Trenn-Einheit kann z.B. zwischen einem Rotor und Seitenwellen des elektrischen Achsantriebs platziert werden. Die vorliegende Erfindung schlägt zur Reduktion des Aufwands den Einsatz eines an sich aus dem Stand der Technik bekannten Freilaufs als Trenn-Einheit in dem elektrischen Achsantrieb vor.
-
In diesem Sinne wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ein elektrischer Achsantrieb für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen. Der elektrische Achsantrieb umfasst wenigstens einen Freilauf. Der der wenigstens eine Freilauf kann dazu eingerichtet sein, eine Antriebsseite und eine Abtriebsseite des elektrischen Achsantriebs miteinander zu koppeln und voneinander zu entkoppeln.
-
Der elektrische Achsantrieb kann ein Differentialgetriebe sowie eine erste Seitenwelle zum Antrieb eines ersten Vorderrads/Hinterrads und eine zweite Seitenwelle zum Antrieb eines zweiten Vorderrads/Hinterrads umfassen (zentraler elektrische Achsantrieb). Weiterhin kann der elektrische Achsantrieb als Einzelradantrieb ausgeführt sein, welcher über eine Welle lediglich ein einzelnes Vorderrad/Hinterrad antreiben kann. In diesem Fall kann ein Differentialgetriebe entfallen.
-
Eine Abgrenzung zwischen der „Antriebsseite“ und der „Abtriebsseite“ kann insbesondere dadurch vorgenommen werden, dass die „Abtriebsseite“ einem durch den elektrischen Achsantrieb angetriebenen Hinterrad oder Vorderrad näher ist als die „Antriebsseite“. „Näher“ bzw. „weiter entfernt“ kann dabei insbesondere auf einen Kraftflussweg durch den elektrischen Achsantrieb bezogen sein. Beispielsweise kann ein axial weiter innen liegender Abschnitt einer ein Rad des Kraftfahrzeugs antreibenden Seitenwelle des elektrischen Achsantriebs der Antriebsseite des Differentialgetriebes zugeordnet werden, wohingegen ein axial weiter außen liegender Abschnitt derselben Seitenwelle der „Abtriebsseite“ zugeordnet werden kann.
-
Unter einem Freilauf kann eine Kupplung verstanden werden, welche lediglich in einer Drehrichtung Drehmomente überträgt. Handelt es sich beispielsweise um einen Freilauf, der einseitig sperrt, ist eine Verdrehung einer radial inneren ersten Komponente (z.B. die Verdrehung eines Innenrings des Freilaufs), und einer radial äußeren Komponente (z.B. die Verdrehung eines Außenrings des Freilaufs) um eine gemeinsame Drehachse relativ zueinander in einer ersten Drehrichtung möglich, in einer zweiten Drehrichtung, welche der ersten Drehrichtung entgegengesetzt ist, jedoch nicht.
-
Insbesondere kann der wenigstens eine Freilauf Sperrkörper, z.B. Klemmkörper, zwischen dem Innenring und dem Außenring aufweisen, die in eine sperrende erste Stellung und in eine nicht-sperrende zweite Stellung gebracht werden können. In der sperrenden ersten Stellung können die Sperrkörper den Innenring und den Außenring des Freilaufs kraftschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbinden, sodass ein Drehmoment von dem Innenring auf den Außenring in einer Drehrichtung übertragen werden kann, in der nicht-sperrenden zweiten Stellung jedoch nicht.
-
Der Innenring des wenigstens einen Freilaufs kann beispielsweise drehfest mit einer Welle (oder einem Anschnitt davon, z.B. mit einem inneren Abschnitt einer Seitenwelle) der Antriebsseite des elektrischen Achsantriebs verbunden sein. Der Außenring des wenigstens einen Freilaufs kann ebenfalls drehfest mit einer Welle (oder einem Teil davon, z.B. mit einem äußeren Abschnitt der Seitenwelle) der Abtriebsseite des elektrischen Achsantriebs verbunden sein. Dazu kann die Welle der Abtriebsseite beispielsweise einen endseitigen Abschnitt bilden, welcher den Außenring des wenigstens einen Freilaufs in radialer Richtung umfasst und drehfest aufnimmt. Auf diese Weise kann ein Drehmoment von einer Welle auf der Antriebsseite über den Innenring, die Sperrkörper und den Außenring des wenigstens einen Freilaufs auf eine Welle auf der Abtriebsseite übertragen werden, wenn sich die Sperrkörper in ihrer sperrenden ersten Stellung befinden. Weiterhin kann der Freilauf dazu eingerichtet sein, zu verhindern, dass ein Drehmoment von einer Welle auf der Abtriebsseite über den Außenring, die Sperrkörper und den Innenring des wenigstens einen Freilaufs auf eine Welle auf der Antriebsseite übertragen wird.
-
Der wenigstens eine Freilauf ermöglicht die Antriebsseite des elektrischen Achsantriebs von dessen Abtriebsseite zu entkoppeln. Unter „entkoppeln“ ist dabei insbesondere zu verstehen, dass die Abtriebsseite kein Drehmoment über den wenigstens einen Freilauf auf die Antriebsseite übertragen kann. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn beispielsweise bei längeren Überlandfahrten der elektrische Achsantrieb nicht zum Antrieb einer Achse, beispielsweise einer Hinterachse, benötigt wird und ein Verbrennungsmotor das Kraftfahrzeug über eine andere Achse allein antreiben soll, beispielsweise eine Vorderachse des Kraftfahrzeugs. Wenn eine elektrische Maschine des elektrischen Achsantriebs die Antriebsseite in diesem Fall nicht antreibt, so besteht das Bedürfnis, bei fahrendem Fahrzeug ein Mitrotieren beispielsweise einer Ausgangswelle der elektrischen Maschine und sich daran anschließender drehbarer Elemente (z.B. Zahnräder, Vorgelegewelle etc.) des elektrischen Achsantriebs zu verhindern. Der wenigstens eine Freilauf leistet durch seine Fähigkeit zur Entkopplung der Antriebsseite von der Abtriebsseite einen Beitrag, das vorstehend genannte Mitrotieren zu unterbinden. Der wenigstens eine Freilauf leistet damit einen Beitrag, die Effizienz des elektrischen Achsantriebs und damit auch des Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs zu steigern.
-
Der wenigstens eine Freilauf ermöglicht weiterhin, dass ein Rad (wenn der elektrische Achsantrieb als Einzelradantrieb ausgeführt ist) oder zwei Räder (wenn der elektrische Achsantrieb als zentraler Achsantrieb ausgeführt ist) durch den elektrischen Achsantrieb angetrieben werden können, wenn die Antriebsseite durch den wenigstens einen Freilauf mit der Abtriebsseite gekoppelt ist. Unter „gekoppelt“ kann dabei insbesondere verstanden werden, dass die Antriebsseite über den wenigstens einen Freilauf ein Drehmoment auf die Abtriebsseite des elektrischen Achsantriebs übertragen kann. Wenn beispielsweise ein Motor, insbesondere ein Verbrennungskraftmotor, eine Achse eines Kraftfahrzeugs antreibt, z.B. eine Vorderachse des Kraftfahrzeugs, dann kann die Hinterachse über den elektrischen Achsantrieb angetrieben werden, indem der wenigstens eine Freilauf die Antriebsseite (auf der sich beispielsweise eine elektrische Maschine befindet) mit der Abtriebsseite koppelt. Auf diese Weise kann ein Allradantrieb des Kraftfahrzeugs über den wenigstens einen Freilauf ermöglicht werden („4WD on demand"). Der wenigstens eine Freilauf ermöglicht bei der beschriebenen Kopplung der Antriebsseite mit der Abtriebsseite ferner die Realisierung höherer Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs. Außerdem zeichnet sich der wenigstens eine Freilauf durch eine besonders hohe Ausfallsicherheit aus („Fail-safe“).
-
Insbesondere können zwei gegenläufig geschaltete Freiläufe verwendet werden, um im Normalbetrieb eine elektrische Maschine des elektrischen Achsantriebs ohne aktive Beeinflussung sowohl als Motor als auch als Generator nutzen zu können. In diesem Sinne umfasst der elektrische Achsantrieb in einer Ausführungsform einen ersten Freilauf und einen zweiten Freilauf. Der erste Freilauf ist dazu eingerichtet, ein Drehmoment in einer ersten Drehrichtung von der Antriebsseite des elektrischen Achsantriebs auf dessen Abtriebsseite zu übertragen. Der zweite Freilauf ist dazu eingerichtet, ein Drehmoment in einer zweiten Drehrichtung von der Antriebsseite des elektrischen Achsantriebs auf dessen Abtriebsseite zu übertragen, wobei die erste Drehrichtung entgegengesetzt zu der zweiten Drehrichtung verläuft. Dadurch kann beispielsweise eine elektrische Maschine des elektrischen Achsantriebs die Abtriebsseite des elektrischen Achsantriebs antreiben (Motorbetrieb). Weiterhin kann die elektrische Maschine von der Abtriebsseite des elektrischen Achsantriebs angetrieben werden (Generatorbetrieb).
-
Wird der elektrische Achsantrieb nicht für den Vortrieb benötigt oder stellt der elektrische Achsantrieb in bestimmten Fahrsituationen einen Nachteil dar, kann ein schaltbarer Freilauf vorgesehen werden. Der schaltbare Freilauf kann auf aktive Weise deaktiviert werden, sodass kein Moment von den Rädern an den Rotor des elektrischen Achsantriebs übertragen werden kann. Dadurch kann der Rotor zum Stillstand kommen und Verluste werden vermieden. In diesem Sinne ist in einer weiteren Ausführungsform wenigstens einer der Freiläufe ein schaltbarer Freilauf. Der Einsatz des schaltbaren Freilaufs ermöglicht, dass der elektrische Achsantrieb bei Bedarf und auf Anforderung zugeschaltet werden kann. Unter „zugeschaltet“ kann dabei verstanden werden, dass der elektrische Achsantrieb eine Achse oder zumindest ein Rad der Achse antreiben kann, indem die Antriebsseite mittels des schaltbaren Freilaufs mit der Abtriebsseite gekoppelt wird („Connect“). Dadurch wird eine bedarfsgerechte Zuschaltung des Allradantriebs ermöglicht (4WD on demand"). Sofern der Allradantrieb nicht länger gewünscht ist, kann der elektrische Achsantrieb auf Anforderung getrennt werden („Disconnect“). Unter „getrennt“ kann insbesondere verstanden werden, dass die Achse oder das Rad die Antriebsseite des elektrische Achsantriebs nicht mitschleppen, sofern das Kraftfahrzeug über eine andere Achse angetrieben wird.
-
Schaltbare Freiläufe sind beispielsweise aus der
DE 10 2015 224 779 A1 der Anmelderin bekannt und beispielsweise durch die
1 und
2 samt zugehöriger Figurenbeschreibung der genannten Druckschrift veranschaulicht. Der wenigstens eine schaltbare Freilauf kann beispielsweise in einem deaktivierten Zustand ein Drehmoment von der Antriebsseite auf die Abtriebsseite in einer ersten Drehrichtung übertragen, und in einem aktivierten Zustand auch ein Drehmoment von der Antriebsseite auf die Abtriebsseite in einer zweiten Drehrichtung übertragen, wobei die zweite Drehrichtung entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung verläuft. Ferner kann auch ein schaltbarer Freilauf zum Einsatz kommen, wie er z.B. durch
3 der
DE 10 2015 224 779 A1 der Anmelderin gezeigt ist.
3 der genannten Druckschrift zeigt einen schaltbaren Freilauf, der in einem deaktivierten Zustand weder in der ersten Drehrichtung noch in der zweiten Drehrichtung ein Drehmoment übertragen kann. In einem aktivierten Zustand jedoch kann der schaltbare Freilauf ein Drehmoment sowohl in der ersten Drehrichtung als auch in der zweiten Drehrichtung übertragen.
-
Was das Schaltprinzip des schaltbaren Freilaufs angeht, so kann der Freilauf durch ein aktives Bewegen der Sperrkörper aktiviert werden, oder aber die Sperrkörper können blockiert werden. Gemäß einer Ausführungsform kann der Freilauf magnetisch in den aktivierten Zustand geschaltet werden. Diese Art der Betätigung ist besonders einfach und zuverlässig. In der nicht sperrenden zweiten Stellung können die Sperrkörper keine Drehmomente zwischen dem Innenring und dem Außenring übertragen. Die Freiläufe können magnetisch in die erste Stellung bewegt werden, insbesondere durch die Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes. Durch Federn können die Freiläufe in der nicht sperrenden zweiten Stellung vorgespannt sein. Alternativ können die Sperrelemente der Freiläufe auch durch Federn in der ersten Stellung vorgespannt und magnetisch in die zweite Stellung bewegt werden. Einzelheiten dazu können beispielsweise der bereits weiter oben zitierten Druckschrift
DE 10 2015 224 779 A1 der Anmelderin entnommen werden. So kann ein Elektromagnet vorgesehen sein, der dazu eingerichtet ist, ein Magnetfeld zu erzeugen. Dieses ist aktivier- und deaktivierbar. Durch Einschalten des Elektromagneten, d.h. durch einen Stromfluss durch eine Spule des Elektromagneten wird das Magnetfeld aktiviert. Durch Ausschalten des Elektromagneten, d.h. durch Unterbrechen des Stromflusses durch die Spule des Elektromagneten, wird das Magnetfeld entsprechend deaktiviert. Das Magnetfeld ist also genau dann vorhanden, wenn durch die Spule des Elektromagneten ein Strom fließt. Fließt kein Strom durch die Spule des Elektromagneten, ist kein Magnetfeld vorhanden. Weiterhin kann der Freilauf auch beispielsweise elektrisch, hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch in den aktivierten/deaktivierten Zustand gebracht werden.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der elektrische Achsantrieb eine elektrische Maschine mit einer Ausgangswelle, wobei der wenigstens eine Freilauf an der Ausgangswelle der elektrischen Maschine angeordnet ist.
-
In diesem Zusammenhang kann der elektrische Achsantrieb einen inneren Abschnitt und einen äußeren Abschnitt der Ausgangswelle der elektrischen Maschine, einen ersten Freilauf sowie einen zweiten Freilauf umfassen. Dabei kann der erste Freilauf dazu eingerichtet sein, ein Drehmoment in einer ersten Drehrichtung von dem inneren Abschnitt der Ausgangswelle der elektrischen Maschine auf den äußeren Abschnitt der Ausgangswelle der elektrischen Maschine zu übertragen. Der zweite Freilauf kann dazu eingerichtet sein, ein Drehmoment in einer zweiten Drehrichtung von dem inneren Abschnitt der Ausgangswelle der elektrischen Maschine auf den äußeren Abschnitt der Ausgangswelle der elektrischen Maschine zu übertragen, wobei die erste Drehrichtung entgegengesetzt zu der zweiten Drehrichtung verläuft.
-
In einer weiteren konstruktiven Ausgestaltung kann der wenigstens eine Freilauf an einem Zahnrad angeordnet sein, das auf einer Vorgelegewelle des elektrischen Achsantriebs angeordnet ist.
-
In diesem Zusammenhang kann der elektrische Achsantrieb eine Vorgelegewelle, ein erstes Zahnrad, ein zweites Zahnrad, einen ersten Freilauf und einen zweiten Freilauf umfassen, wobei die Vorgelegewelle parallel zu der Ausgangswelle der elektrischen Maschine verläuft, und wobei das erste Zahnrad auf der Ausgangswelle der elektrischen Maschine angeordnet ist. Das zweite Zahnrad kann auf der Vorgelegewelle angeordnet sein und mit dem ersten Zahnrad kämmen. Weiterhin kann eine Nabe des zweiten Zahnrads drehfest auf einem Außenring des ersten Freilaufs und auf einem Außenring des zweiten Freilaufs gelagert sein, wobei ein Innenring des ersten Freilaufs und ein Innenring des zweiten Freilaufs jeweils drehfest auf der Vorgelegewelle gelagert ist. Das zweite Zahnrad kann mittels des ersten Freilaufs und mittels des zweiten Freilaufs mit der Vorgelegewelle gekoppelt werden und von der Vorgelegewelle entkoppelt werden. Insbesondere kann der erste Freilauf dazu eingerichtet sein, ein Drehmoment in einer ersten Drehrichtung von dem zweiten Zahnrad auf die Vorgelegewelle zu übertragen. Der zweite Freilauf hingegen kann dazu eingerichtet sein, ein Drehmoment in einer zweiten Drehrichtung von dem zweiten Zahnrad auf die Vorgelegewelle zu übertragen, wobei die erste Drehrichtung entgegengesetzt zu der zweiten Drehrichtung verläuft.
-
Alternativ oder zusätzlich kann der elektrische Achsantrieb weiterhin ein drittes Zahnrad umfassen, das insbesondere mit einem Hohlrad eines Differentialgetriebes kämmen kann. Das dritte Zahnrad kann auf der Vorgelegewelle angeordnet sein. Eine Nabe des dritten Zahnrads ist dabei drehfest auf einem Außenring des ersten Freilaufs und auf einem Außenring des zweiten Freilaufs gelagert. Weiterhin sind ein Innenring des ersten Freilaufs und ein Innenring des zweiten Freilaufs drehfest auf der Vorgelegewelle gelagert. Das dritte Zahnrad kann dabei mittels des ersten Freilaufs und mittels des zweiten Freilaufs mit der Vorgelegewelle gekoppelt werden und von der Vorgelegewelle entkoppelt werden.
-
In einer weiteren Ausführungsform umfasst der elektrische Achsantrieb ferner ein Differentialgetriebe, wobei der wenigstens eine Freilauf in dem Differentialgetriebe angeordnet ist.
-
Unter dem Differentialgetriebe kann insbesondere ein Achsdifferential verstanden werden, das an einer angetriebenen Achse des Kraftfahrzeugs verwendet werden kann. Bei dem Differentialgetriebe handelt es sich insbesondere um ein Umlaufrädergetriebe bzw. ein Planetengetriebe. Das Differentialgetriebe kann insbesondere ein Tellerrad bzw. ein Hohlrad umfassen, das durch eine Kardanwelle des Kraftfahrzeugs angetrieben werden kann. Das Hohlrad kann drehfest mit einem Differentialkorb verbunden sein, der über Ausgleichsräder und zwei Kegelräder zwei Seitenwellen antreiben kann. Das Differentialgetriebe für das Kraftfahrzeug erfüllt insbesondere die Funktion, zwei jeweils von einer der Seitenwellen angetriebene Räder derart anzutreiben, dass sie in einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs zwar mit unterschiedlicher Drehzahl, jedoch mit gleicher Vortriebskraft drehen.
-
In einer Ausführungsform ist der wenigstens eine Freilauf an einer Seitenwelle des Differentialgetriebes angeordnet.
-
Bei einer Anordnung wenigstens eines Freilaufs im Bereich einer Seitenwelle des Differentialgetriebes kann das Differentialgetriebe in einer Ausführungsform einen inneren Abschnitt der Seitenwelle, einen äußeren Abschnitt der Seitenwelle, einen ersten Freilauf und einen zweiten Freilauf umfassen. Dabei kann der erste Freilauf dazu eingerichtet sein, ein Drehmoment in einer ersten Drehrichtung von dem inneren Abschnitt der Seitenwelle auf den äußeren Abschnitt der Seitenwelle zu übertragen. Weiterhin kann der zweite Freilauf dazu eingerichtet sein, ein Drehmoment in einer zweiten Drehrichtung von dem inneren Abschnitt der Seitenwelle auf den äußeren Abschnitt der Seitenwelle zu übertragen, wobei die erste Drehrichtung entgegengesetzt zu der zweiten Drehrichtung verläuft. Auf diese Weise kann der elektrische Achsantrieb das Kraftfahrzeugt zum einen sowohl in Vorwärtsrichtung als auch in Rückwärtsrichtung antreiben. Zum anderen ist sowohl ein Generatorbetrieb als auch ein Motorbetrieb möglich und die Antriebsseite des elektrischen Achsantriebs kann von dessen Abtriebsseite abgekoppelt werden.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform können sowohl eine erste Seitenwelle als auch eine zweite Seitenwelle des Differentialgetriebes zweigeteilt ausgeführt sein. Dabei kann das Differentialgetriebe einen inneren Abschnitt der ersten Seitenwelle, einen äußeren Abschnitt der ersten Seitenwelle, einen inneren Abschnitt der zweiten Seitenwelle, einen äußeren Abschnitt der zweiten Seitenwelle sowie einen ersten schaltbaren Freilauf und einen zweiten schaltbaren Freilauf umfassen. Dabei kann der erste Freilauf dazu eingerichtet sein, ein Drehmoment in einer ersten Drehrichtung und in einer entgegengesetzten zweiten Richtung von dem inneren Abschnitt der ersten Seitenwelle auf den äußeren Abschnitt der ersten Seitenwelle zu übertragen. Weiterhin kann der zweite Freilauf dazu eingerichtet sein, ein Drehmoment in der ersten Drehrichtung und in der zweiten Drehrichtung von dem inneren Abschnitt der zweiten Seitenwelle auf den äußeren Abschnitt der zweiten Seitenwelle zu übertragen.
-
Gemäß dieser Ausführungsform sind somit sowohl der erste Freilauf als auch der zweite Freilauf schaltbar ausgeführt. Die Freiläufe können dabei wahlweise in einen ersten Betriebszustand (aktiviert) und in einen zweiten Betriebszustand (deaktiviert) versetzt werden. In dem ersten Betriebszustand können über die Freiläufe Drehmomente von dem jeweiligen inneren Abschnitt der ersten/zweiten Seitenwelle auf deren jeweiligen äußeren Abschnitt in beiden genannten Drehrichtungen übertragen werden. In dem zweiten Betriebszustand können über die Freiläufe keine Drehmomente von dem jeweiligen inneren Abschnitt der ersten/zweiten Seitenwelle auf deren jeweiligen äußeren Abschnitt übertragen werden, und zwar in keiner der vorstehend beschriebenen Drehrichtungen. Weiterhin kann verhindert werden, dass Drehmomente über den ersten/zweiten Freilauf von dem jeweiligen äußeren Abschnitt der ersten/zweiten Seitenwelle auf den betreffenden inneren Abschnitt der ersten/zweiten Seitenwelle übertragen werden. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass Schleppmomente in einem sehr hohen Maße gesenkt werden können, da insbesondere unterbunden werden kann, dass der Differentialkorb bei abgekoppeltem Differentialgetriebe (beispielsweise wenn das Differentialgetriebe an einer Hinterachse eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist und lediglich dessen Vorderachse von einem Motor angetrieben wird; „abgeschalteter Allradantrieb“) von mitdrehenden Rädern angetriebenen Seitenwellen des Differentialgetriebes angetrieben wird.
-
Weiterhin kann der wenigstens eine Freilauf an einem Hohlrad bzw. Tellerrads des Differentialgetriebes angeordnet sein.
-
Bei einer Anordnung wenigstens eines Freilaufs im Bereich eines Hohlrads bzw. Tellerrads kann das Differentialgetriebe ein Hohlrad, einen Differentialkorb, einen ersten Freilauf und einen zweiten Freilauf umfassen. Eine Nabe des Hohlrads kann drehfest auf einem Außenring des ersten Freilaufs und auf einem Außenring des zweiten Freilaufs gelagert sein. Ein Innenring des ersten Freilaufs und ein Innenring des zweiten Freilaufs können drehfest auf einem Außenumfang des Differentialkorbs gelagert sein. Das Hohlrad kann mittels des ersten Freilaufs und mittels des zweiten Freilaufs mit dem Differentialkorb gekoppelt werden und von dem Differentialkorb entkoppelt werden. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass sie in einer axialen Richtung besonders kompakt ausgeführt ist, da die Freiläufe in radialer Richtung zwischen dem Hohlrad und dem Differentialkorb angeordnet sind. Dabei kann der erste Freilauf dazu eingerichtet sein, ein Drehmoment in einer ersten Drehrichtung von dem Hohlrad auf den Differentialkorb zu übertragen, und der zweite Freilauf kann dazu eingerichtet sein, ein Drehmoment in einer zweiten Drehrichtung von dem Hohlrad auf den Differentialkorb zu übertragen, wobei die erste Drehrichtung entgegengesetzt zu der zweiten Drehrichtung verläuft.
-
Der wenigstens eine Freilauf kann ein schaltbarer Freilauf sein. Insbesondere kann in den vorstehend genannten Ausführungsformen mit einem ersten Freilauf und mit einem zweiten Freilauf der erste Freilauf jeweils ein schaltbarer Freilauf sein. Unter einem schaltbaren Freilauf kann dabei ein Freilauf verstanden werden, der wahlweise in einen ersten Betriebszustand (aktivierter Betriebszustand) und in einen zweiten Betriebszustand (deaktivierter Betriebszustand) versetzt werden kann, wobei in dem ersten Betriebszustand über den Freilauf eine Drehmomentübertragung in einer Drehrichtung ermöglicht wird, und wobei in dem zweiten Betriebszustand über den Freilauf keine Drehmomentübertragung in der genannten Drehrichtung ermöglicht wird. Derartige schaltbare Freiläufe sind beispielsweise aus der
DE 10 2015 224 779 A1 der Anmelderin bekannt und beispielsweise durch die
1 bis 2 samt zugehöriger Figurenbeschreibung der genannten Druckschrift veranschaulicht. Der schaltbare Freilauf kann beispielsweise durch Federn in dem deaktivierten Betriebszustand vorgespannt sein und durch eine Gegenkraft, die insbesondere elektromagnetisch hervorgerufen sein kann, in den aktivierten Betriebszustand gebracht werden. Alternativ kann der schaltbare Freilauf auch durch Federn in dem aktivierten Betriebszustand vorgespannt sein und durch eine Gegenkraft, die insbesondere elektromagnetisch hervorgerufen sein kann, in den deaktivierten Betriebszustand gebracht werden.
-
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, insbesondere ein Kraftfahrzeug mit Allradantrieb, wobei der Antrieb einer Achse des Kraftfahrzeugs gekoppelt oder abgekoppelt werden kann. Das Kraftfahrzeug umfasst einen elektrischen Achsantrieb gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Der elektrische Achsantrieb kann an einer Hinterachse und/oder an einer Vorderachse des Kraftfahrzeugs angeordnet sein.
-
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Hierbei zeigt
- 1 einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem elektrischen Achsantrieb,
- 2 einen elektrischen Achsantrieb für das Fahrzeug nach 1, wobei der elektrische Achsantrieb ein Differentialgetriebe umfasst, und wobei mehrere mögliche Positionen gezeigt sind, an denen Freiläufe innerhalb des elektrischen Achsantriebs bzw. innerhalb dessen Differentialgetriebe angeordnet sein können,
- 3 Details einer beispielhaften Anordnung zweier gegenläufiger Freiläufe innerhalb des elektrischen Achsantriebs nach 2,
- 4 Details einer weiteren beispielhaften Anordnung zweier gegenläufiger Freiläufe innerhalb des elektrischen Achsantriebs nach 2 und
- 5 Details eines Differentialgetriebes mit zwei gegenläufigen Freiläufen für den elektrischen Achsantrieb nach 2.
-
1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1, z.B. ein einen Personenkraftfahrwagen (Pkw). Das Kraftfahrzeug 1 weist einen im Folgenden näher erläuterten Antriebstrang 2 auf, der einen zuschaltbaren und abschaltbaren Allradantrieb ermöglicht. Der Antriebsstrang 2 umfasst eine Antriebseinheit 3. Die Antriebseinheit 3 umfasst in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen Motor 4, z.B. einen Verbrennungskraftmotor, und ein Getriebe 5. Weiterhin kann die Antriebseinheit 3 beispielsweise auch eine elektrische Maschine umfassen, z.B. einen Elektromotor (insbesondere einen Asynchronmotor).
-
Die Antriebseinheit 3 treibt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel über ein vorderes Differenzialgetriebe 6 zwei Vorderräder 7 und 8 permanent an, die an einer Vorderachse 9 mit einer ersten Seitenwelle 10 und mit einer zweiten Seitenwelle 11 angebracht sind.
-
Der Antriebsstrang 2 umfasst weiterhin einen elektrischen Achsantrieb 35, der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein hinteres Differentialgetriebe 12 umfasst. Der elektrische Achsantrieb 35 kann (wie durch 2 gezeigt) als zentraler Achsantrieb ausgeführt sein und beispielsweise sowohl ein erstes Hinterrad 15 über eine erste Seitenwelle 13 als auch ein zweites Hinterrad 16 über eine zweite Seitenwelle 14 antreiben. Alternativ kann auch die erste Seitenwelle 13 über einen ersten elektrischen Achsantrieb 35 und die zweite Seitenwelle 14 über einen zweiten elektrischen Achsantrieb 35 angetrieben werden, wobei die elektrischen Achsantriebe 35 dann jeweils kein Differentialgetriebe 12 aufweisen müssen.
-
2 zeigt weiter im Detail, wie der elektrische Achsantrieb 35 ausgeführt sein kann. Der elektrische Achsantrieb 35 kann ein Gehäuse 36 umfassen, in dem eine elektrische Maschine 37, z.B. eine permanenterregte Synchronmaschine (PSM) und weitere im Folgenden beschriebene Elemente untergebracht sind, insbesondere wenigstens einer der im Folgenden beschriebenen Freiläufe 25, 26 an potentiellen Trennstellen. Die elektrische Maschine 37 weist eine Ausgangswelle 38 auf, die über ein erstes Zahnrad 39 (insbesondere ein erste Stirnrad) und über ein zweites Zahnrad 40 (insbesondere ein zweites Stirnrad) eine Vorgelegewelle 41 antreiben kann. Die Vorgelegewelle 41 kann über ein drittes Zahnrad 42 ein Hohlrad 18 eines Differentialgetriebes 12 antreiben, das beispielsweise wie durch 5 gezeigt ausgeführt sein kann.
-
Die Ausgangswelle 38 der elektrischen Maschine 37 kann zweigeteilt sein und einen der elektrischen Maschine 37 zugewandten ersten Wellenabschnitt 43 (auf einer Antriebsseite) sowie einen dem ersten Zahnrad 39 zugewandten zweiten Wellenabschnitt 44 (auf einer Abtriebsseite) umfassen. Der erste Wellenabschnitt 43 kann von der elektrischen Maschine 37 angetrieben werden, wenn die elektrische Maschine 37 als Motor betrieben wird (Motorbetrieb). Der erste Wellenabschnitt 43 kann weiterhin die elektrische Maschine 37 mitschleppen oder antreiben, wenn die elektrische Maschine 37 als Generator betrieben wird (Generatorbetrieb).
-
Der zweite Wellenabschnitt 44 kann drehfest mit dem ersten Zahnrad 39 verbunden sein. Im Motorbetrieb der elektrischen Maschine 37 kann der zweite Wellenabschnitt 44 das erste Zahnrad 39 antreiben. Im Generatorbetrieb der elektrischen Maschine 37 wird das erste Zahnrad 39 über die Hinterräder 15 und 16, das Differentialgetriebe 12, das zweite Zahnrad 42, die Vorgelegewelle 41 und über das zweite Zahnrad 40 abgetrieben, wobei der erste Wellenabschnitt 44 von dem ersten Zahnrad 39 angetrieben werden aknn.
-
Der erste Wellenabschnitt 43 und der zweite Wellenabschnitt 44 können mittels wenigstens eines Freilaufs 25, 26 gekoppelt und voneinander entkoppelt werden, sodass die elektrische Maschine 37 einerseits im Motorbetrieb zum Antrieb der Hinterräder 15, 16 eingesetzt und andererseits im Generatorbetrieb von den Hinterrädern 15, 16 angetrieben sowie evtl. einen nicht gezeigten elektrischen Energiespeicher aufladen kann. Weiterhin kann über den wenigstens einen Freilauf 25, 26 in einander entgegengesetzten Drehrichtungen ein Drehmoment von der ersten Seitenwelle 43 auf die zweite Seitenwelle 44 übertragen werden. Dadurch können die Hinterräder 15, 16 des Kraftfahrzeugs 1 (vgl.
1) in Vorwärtsrichtung und Rückwärtsrichtung angetrieben werden. Dazu kann z.B. ein einziger schaltbarer Freilauf zum Einsatz kommen, wie er durch
3 der
DE 10 2015 224 779 A1 der Anmelderin gezeigt ist. Alternativ oder zusätzlich können (wie durch
2 gezeigt) zwei (weitere) Freiläufe 25 einen inneren Abschnitt 23 der zweiten Seitenwelle 14/einen ersten Abschnitt 45 einer Vorgelegewelle 41 mit jeweils einem äußeren Abschnitt 24 der zweiten Seitenwelle 14/einem zweiten Abschnitt 46 der Vorgelegewelle 41 verbinden können (siehe unten und vgl.
5).
-
Gemäß 3 können der erste Freilauf 25 und der zweite Freilauf 26 innen drehfest auf einem in 3 links dargestellten ersten Wellenabschnitt 27 gelagert sein. Beispielsweise kann jeweils ein Innenring des ersten Freilaufs 25 bzw. des zweiten Freilaufs 26 drehfest auf dem Außenumfang des ersten Wellenabschnitts 27 gelagert sein. Bei dem ersten Wellenabschnitt 27 kann es sich beispielsweise um den zweiten Wellenabschnitt 44 der Ausgangswelle 38 der elektrischen Maschine 37, um den zweiten Wellenabschnitt 46 der Vorgelegewelle 41 oder um den äußeren Abschnitt 24 der zweiten Seitenwelle 14 handeln. Alternativ kann es sich bei dem ersten Wellenabschnitt 27 beispielsweise um den ersten Wellenabschnitt 43 der Ausgangswelle 38 der elektrischen Maschine 37, um den ersten Wellenabschnitt 45 der Vorgelegewelle 41 oder um den inneren Abschnitt 23 der zweiten Seitenwelle 14 handeln.
-
Weiterhin sind der erste Freilauf 25 und der zweite Freilauf 26 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 3 außen drehfest mit einem zweiten Wellenabschnitt 28 verbunden. Beispielsweise kann der zweite Wellenabschnitt 28 an seinem Endabschnitt eine radiale Erweiterung 32 bilden, die eine Aussparung aufweist, welche zu dem Durchmesser eines Außenrings des ersten Freilaufs 25 und des zweiten Freilaufs 26 passt. Die genannten Außenringe der Freiläufe 25, 26 können derart innerhalb der Aussparung aufgenommen sein, dass sie drehfest mit dem zweiten Wellenabschnitt 28 verbunden sind. Bei dem zweiten Wellenabschnitt 28 kann es sich beispielsweise um den ersten Wellenabschnitt 43 der Ausgangswelle 38 der elektrischen Maschine 37, um den ersten Wellenabschnitt 45 der Vorgelegewelle 41 oder um den inneren Abschnitt 23 der zweiten Seitenwelle 14 handeln. Alternativ kann es sich bei dem zweiten Wellenabschnitt 28 beispielsweise um den zweiten Wellenabschnitt 44 der Ausgangswelle 38 der elektrischen Maschine 37, um den zweiten Wellenabschnitt 46 der Vorgelegewelle 41 oder um den äußeren Abschnitt 24 der zweiten Seitenwelle 14 handeln.
-
Der erste Freilauf 25 ist in dem gezeigten Beispiel nach 3 schaltbar ausgeführt. Der erste Freilauf 25 kann durch einen Aktuator 30, z.B. einen Elektromagneten, wahlweise in einen ersten Betriebszustand (aktiviert) und in einen zweiten Betriebszustand (deaktiviert) versetzt werden. In dem aktivierten Zustand kann über den ersten Freilauf 25 ein Drehmoment in einer ersten Drehrichtung übertragen werden, in dem deaktivierten Zustand nicht. Der zweite Freilauf 26 ist ein nicht-schaltbarer Freilauf. Der zweite Freilauf 26 kann ein Drehmoment in einer zweiten Drehrichtung übertragen, welche entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung verläuft.
-
Wenn sich der erste Freilauf 25 in seinem ersten Betriebszustand befindet, dann kann beispielsweise ein Drehmoment in der ersten Drehrichtung über den ersten Freilauf 25 von dem ersten Wellenabschnitt 27 auf den zweiten Wellenabschnitt 28 übertragen werden. Dabei kann der zweite Freilauf 26 ein Drehmoment in der zweiten Drehrichtung von dem ersten Wellenabschnitt 27 auf den zweiten Wellenabschnitt 28 übertragen. Alternativ kann in dem ersten Betriebszustand in der ersten Drehrichtung über den ersten Freilauf 25 ein Drehmoment von dem zweiten Wellenabschnitt 28 auf den ersten Wellenabschnitt 27 übertragen werden. Dabei kann dann über den zweiten Freilauf 26 in der zweiten Drehrichtung ein Drehmoment von dem zweiten Wellenabschnitt 28 auf den ersten Wellenabschnitt 27 übertragen werden.
-
4 zeigt, dass die Nabe eines Zahnrades 31 drehfest auf Außenringen von zwei Freiläufen 25, 26 gelagert sein kann, deren Innenringe wiederum drehfest auf der Vorgelege 41 gelagert sind. Bei dem Zahnrad 31 kann es sich beispielsweise um das zweite Zahnrad 40 oder um das dritte Zahnrad 42 nach 2 handeln. Der erste Freilauf 25 ist in dem gezeigten Beispiel nach 4 schaltbar ausgeführt. Der erste Freilauf 25 kann durch einen Aktuator 30, z.B. einen Elektromagneten, wahlweise in einen ersten Betriebszustand (aktiviert) und in einen zweiten Betriebszustand (deaktiviert) versetzt werden. In dem aktivierten Zustand kann über den ersten Freilauf 25 ein Drehmoment in einer ersten Drehrichtung übertragen werden, in dem deaktivierten Zustand nicht. Der zweite Freilauf 26 ist ein nicht-schaltbarer Freilauf. Der zweite Freilauf 26 kann ein Drehmoment in einer zweiten Drehrichtung übertragen, welche entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung verläuft, in der ersten Drehrichtung jedoch nicht.
-
Bezugnehmend auf 2 kann beispielsweise der aktivierte erste Freilauf 25 (auf der Ausgangswelle 28 der elektrischen Maschine 37) ein Drehmoment in der ersten Drehrichtung von dem ersten Abschnitt 43 der Ausgangswelle 38 auf dessen zweiten Abschnitt 44 übertragen. Über das erste Zahnrad 39 und das zweite Zahnrad 40 (auf der Antriebsseite) kann das Drehmoment auf den ersten Abschnitt 45 der Vorgelegewelle 41 (auf der Abtriebsseite) übertragen werden. Weiterhin kann über den zweiten Freilauf 26 ein Drehmoment in der zweiten Drehrichtung von dem ersten Abschnitt 43 der Ausgangswelle 38 auf dessen zweiten Abschnitt 44 übertragen. Über das erste Zahnrad 39 und das zweite Zahnrad 40 (auf der Antriebsseite) kann das Drehmoment auf den ersten Abschnitt 45 der Vorgelegewelle 41 (auf der Abtriebsseite) übertragen werden.
-
Auf ähnliche Weise kann der aktivierte erste Freilauf 25 ein Drehmoment in der ersten Drehrichtung von dem zweiten Abschnitt 46 der Vorgelegewelle 41 (auf der Antriebsseite) auf das dritte Zahnrad 42 (auf der Abtriebsseite) übertragen. Weiterhin kann über den zweiten Freilauf 26 ein Drehmoment in der zweiten Drehrichtung von dem zweiten Abschnitt 46 der Vorgelegewelle 41 (auf der Antriebsseite) auf das dritte Zahnrad 42 (auf der Abtriebsseite) übertragen werden. Über die Freiläufe 25, 26 kann somit ein Drehmoment in jeweils geeigneten Drehrichtungen übertragen werden, sodass ein Generatorbetrieb und ein Motorbetrieb der elektrischen Maschine sowie eine Vorwärtsfahrt und Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs 1 ermöglicht wird.
-
5 zeigt Details eines hinteren Differentialgetriebes 12 für den elektrischen Achsantrieb nach 2. Das hintere Differentialgetriebe 12 umfasst ein Gehäuse 17, welches ein Tellerrad bzw. ein Hohlrad 18, einen Differenzialkorb 19, ein erstes Kegelrad 20, Ausgleichsräder 21, ein zweites Kegelrad 22 sowie die erste Seitenwelle 13 und die zweite Seitenwelle 14 aufnimmt.
-
Die zweite Seitenwelle 14 kann wie durch 2 gezeigt zweigeteilt ausgeführt sein, wobei der erste Freilauf 25 und der zweite Freilauf 26 dann insbesondere innerhalb des Gehäuses 17 des Differentialgetriebes 12 angeordnet sein können. In analoger Weise kann auch die erste Seitenwelle 13 zweigeteilt ausgeführt sein, und einen inneren Abschnitt 33 sowie einen äußeren Abschnitt 34 aufweisen. Ein erster Freilauf 25 und ein zweiter Freilauf 26 können innerhalb des Gehäuses 17 des Differentialgetriebes 12 angeordnet und dazu eingerichtet sein, den inneren Abschnitt 33 mit dem äußeren Abschnitt 34 zu koppeln und von diesem zu entkoppeln (so wie dies im Zusammenhang mit dem inneren und äußeren Abschnitt 23, 24 der zweiten Seitenwelle 14 beschrieben ist). Ferner kann anstatt der beschriebenen zwei Freiläufe 25, 26 auf der ersten und der zweiten Seitenwelle 13, 14 lediglich ein einziger schaltbarer Freilauf bereitgestellt werden, z.B. der erste Freilauf 25. Dieser Freilauf 25 kann in einen aktivierten und in einen deaktivierten Betriebszustand versetzt werden kann, z.B. mittels eines Aktuators ähnlich wie durch 3 gezeigt. In dem deaktivierten Betriebszustand kann über den Freilauf 25 beispielsweise ein Drehmoment in einer einzigen Drehrichtung oder überhaupt kein Drehmoment übertragen werden, in dem aktivierten Betriebszustand in zwei einander entgegengesetzten Richtungen.
-
Weiterhin umfasst das Differentialgetriebe 12 ein Ritzel 29 sowie einen ersten Freilauf 25 und einen zweiten Freilauf 26. Bei dem Ritzel 29 kann es sich beispielsweise um das auf dem zweiten Abschnitt 46 der Vorgelegewelle 41 angeordnete dritte Zahnrad 42 nach 2 handeln, das wie durch 2 gezeigt mittels der zwei Freiläufe 25 und 26 auf der Vorgelegewelle 41 gelagert sein kann. Das Hohlrad 18 und das Ritzel 29 können als Kegelräder (wie durch 5 gezeigt) oder als Stirnräder ausgeführt sein.
-
Eine Nabe des Hohlrads 18 (Antriebsseite) ist in dem Ausführungsbeispiel nach 5 drehfest auf einem Außenring des ersten Freilaufs 25 und auf einem Außenring des zweiten Freilaufs 26 gelagert. Ein Innenring des ersten Freilaufs 25 und ein Innenring des zweiten Freilaufs 26 sind drehfest auf einem Außenumfang des Differentialkorbs 19 (Abtriebsseite) gelagert. Das Hohlrad 18 kann mittels des ersten Freilaufs 25 und mittels des zweiten Freilaufs 26 mit dem Differentialkorb 19 gekoppelt werden und von dem Differentialkorb 19 entkoppelt werden.
-
Die Vorgelegewelle 41 kann über das Ritzel 29, das Hohlrad 18 und über die Freiläufe 25 und 26 den Differenzialkorb 19 antreiben. Das Hohlrad 18 ist weiterhin lose auf der ersten Seitenwelle 13 gelagert. Das erste Kegelrad 20 ist drehfest mit der ersten Seitenwelle 13 verbunden, und das zweite Kegelrad 22 ist drehfest mit der zweiten Seitenwelle 14 verbunden. Die Ausgleichsräder 21 können mit dem Differentialkorb 19 rotieren und sind weiterhin drehbar um ihre eigene Achse innerhalb des Differentialkorbs 19 gelagert. Die Ausgleichsräder 21 können sowohl mit dem ersten Kegelrad 20 als auch mit dem zweiten Kegelrad 22 kämmen und die Kegelräder 20, 22 antreiben.
-
Der erste Freilauf 25 ist in dem gezeigten Beispiel nach 5 schaltbar ausgeführt. Der erste Freilauf 25 kann wahlweise in einen ersten Betriebszustand (aktiviert) und in einen zweiten Betriebszustand (deaktiviert) versetzt werden. In dem ersten Betriebszustand kann über den ersten Freilauf 25 ein Drehmoment von dem Hohlrad 18 auf den Differentialkorb 19 in einer Drehrichtung übertragen werden, welche beispielsweise einer Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs 1 entspricht, in entgegengesetzter Richtung jedoch nicht. In dem zweiten Betriebszustand kann über den ersten Freilauf 25 kein Drehmoment von dem Hohlrad 18 auf den Differentialkorb 19 übertragen werden, und zwar in keiner der vorstehend beschriebenen Drehrichtungen. Ferner kann der erste Freilauf 25 verhindern, dass über ihn ein Drehmoment von dem Differentialkorb 19 auf das Hohlrad 18 übertragen wird. Der zweite Freilauf 26 ist ein nicht-schaltbarer Freilauf. Der zweite Freilauf 26 kann ein Drehmoment von dem Hohlrad 18 auf den Differentialkorb 19 in derjenigen Drehrichtung übertragen, welche beispielsweise der Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs 1 entspricht, in entgegengesetzter Richtung jedoch nicht. Ferner kann der zweite Freilauf 26 verhindern, dass über ihn ein Drehmoment von dem Differentialkorb 19 auf das Hohlrad 18 übertragen wird. Über die Freiläufe 25, 26 kann somit ein Drehmoment in jeweils geeigneten Drehrichtungen übertragen werden, sodass ein Generatorbetrieb und ein Motorbetrieb der elektrischen Maschine sowie eine Vorwärtsfahrt und Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs 1 ermöglicht wird.
-
In einer besonders einfachen Ausgestaltung kann auch der erste Freilauf 25 als nicht-schaltbarer Freilauf ausgeführt sein, z.B. wie der zweite Freilauf 26. In diesem Fall kann der erste Freilauf 25 dann derart orientiert sein, dass der erste Freilauf 25 ein Drehmoment von dem Hohlrad 18 auf den Differentialkorb 19 in derjenigen Drehrichtung übertragen kann, welche der Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs 1 entspricht, in entgegengesetzter Richtung (der Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs 1 entsprechend) jedoch nicht. Ferner kann der erste Freilauf 25 verhindern, dass über ihn ein Drehmoment von dem Differentialkorb 19 auf das Hohlrad 18 übertragen wird.
-
Bezugszeichen
-
- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Antriebsstrang
- 3
- Antriebseinheit
- 4
- Motor
- 5
- Getriebe
- 6
- vorderes Differentialgetriebe
- 7
- erstes Vorderrad
- 8
- zweites Vorderrad
- 9
- Vorderachse
- 10
- erste vordere Seitenwelle
- 11
- zweite vordere Seitenwelle
- 12
- hinteres Differentialgetriebe
- 13
- erste hintere Seitenwelle
- 14
- zweite hintere Seitenwelle
- 15
- erstes Hinterrad
- 16
- zweites Hinterrad
- 17
- Gehäuse
- 18
- Tellerrad/Hohlrad
- 19
- Differentialkorb
- 20
- erstes Kegelrad
- 21
- Ausgleichsräder
- 22
- zweites Kegelrad
- 23
- innerer Abschnitt zweite Seitenwelle
- 24
- äußerer Abschnitt zweite Seitenwelle
- 25
- schaltbarer erster Freilauf
- 26
- zweiter Freilauf
- 27
- erster Wellenabschnitt
- 28
- zweiter Wellenabschnitt
- 29
- Ritzel
- 30
- Aktuator
- 31
- Zahnrad
- 32
- radiale Erweiterung äußerer Abschnitt zweite Seitenwelle
- 33
- innerer Abschnitt erste Seitenwelle
- 34
- äußerer Abschnitt erste Seitenwelle
- 35
- elektrischer Achsantrieb
- 36
- Gehäuse
- 37
- elektrische Maschine
- 38
- Ausgangswelle elektrische Maschine
- 39
- erstes Zahnrad
- 40
- zweites Zahnrad
- 41
- Vorgelegewelle
- 42
- drittes Zahnrad
- 43
- erster Wellenabschnitt Ausgangswelle elektrische Maschine
- 44
- zweiter Wellenabschnitt Ausgangswelle elektrische Maschine
- 45
- innerer Abschnitt Vorgelegewelle
- 46
- äußerer Abschnitt Vorgelegewelle