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Title:
DRIVE DEVICE FOR A VEHICLE AXLE OF A TWO-TRACK VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/091748
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a drive device for a vehicle axle, in particular a rear axle (HA), of a two-track vehicle. The vehicle axle (HA) has an axle differential (3) which can be connected to a primary drive machine on the input side and to vehicle wheels (9) of the vehicle axle (HA) on the output side via flange shafts (5, 7) arranged on both sides. The vehicle axle (HA) is paired with an additional drive machine (26) and a shiftable superimposing transmission (25) that can be shifted into a torque distribution gear stage (TV) in which a drive torque generated by the additional drive machine (26) is generated, wherein the torque distribution to the two vehicle wheels (9) can be changed depending on the magnitude and the rotational direction of the drive torque, and into a hybrid mode in which the drive torque generated by the additional drive machine (26) can be coupled into the two flange shafts (5, 7) of the vehicle wheels (9) in a uniformly distributed manner via the axle differential (3). According to the invention, the superimposing transmission (25) has three planetary transmissions (PG1, PG2, PG3) which are coupled together. When a first hybrid gear stage (H1), in particular a starting gear, is engaged, a load path in which all three planetary transmissions (PG1, PG2, PG3) are incorporated is formed in the superimposing transmission (25). When either a torque distribution gear stage (TV) or a second hybrid gear stage (H2) is engaged, a load path in which precisely two planetary transmissions (PG1, PG2) are incorporated is formed in the superimposing transmission (25).

Inventors:
PINSCHMIDT UDO (DE)
HUMMEL STEFFEN (DE)
WIRTH CHRISTIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/078616
Publication Date:
May 16, 2019
Filing Date:
October 18, 2018
Export Citation:
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Assignee:
AUDI AG (DE)
International Classes:
B60K1/00; B60K6/00; F16H3/00
Foreign References:
DE102014210549A12015-12-17
DE102013202381A12014-08-14
DE102015104778A12016-09-29
DE102014015793A12016-04-28
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE:

Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse, insbesondere Hinterachse (HA), eines zweispurigen Fahrzeugs, wobei die Fahrzeugachse (HA) ein Achsdifferenzial (3) aufweist, das eingangsseitig mit einer Primär- Antriebsmaschine verbindbar ist und ausgangsseitig über beidseitig angeordnete Flanschwellen (5, 7) mit Fahrzeugrädern (9) der Fahrzeugachse (HA) verbindbar ist, wobei der Fahrzeugachse (HA) eine zusätzliche Antriebsmaschine (26) und ein schaltbares Überlagerungsgetriebe (25) zugeordnet ist, das in eine Momentenverteilungs- Gangstufe (TV) schaltbar ist, in der ein von der zusätzlichen Antriebsmaschine (26) erzeugtes Antriebsmoment erzeugt wird, in Abhängigkeit von dessen Größe und Drehrichtung eine Momentenverteilung auf die beiden Fahrzeugräder (9) änderbar ist, und in einen Hybrid-Modus schaltbar ist, in dem das von der zusätzlichen Antriebsmaschine (26) generierte Antriebsmoment über das Achsdifferenzial (3) gleichmäßig verteilt auf beide Flanschwellen (5, 7) der Fahrzeugräder (9) einkop- pelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Überlagerungsgetriebe (25) drei miteinander gekoppelte Planetengetriebe (PG1 , PG2, PG3) aufweist, und dass bei einer geschalteten ersten Hybrid-Gangstufe (H1 ), insbesondere ein Anfahrgang, ein Lastpfad im Überlagerungsgetriebe (25) gebildet ist, in dem alle drei Planetengetriebe (PG1 , PG2, PG3) eingebunden sind, und dass entweder bei geschalteter Momen- tenverteilungs-Gangstufe (TV) oder bei einer geschalteten zweiten Hybrid-Gangstufe (H2) ein Lastpfad im Überlagerungsgetriebe (25) gebildet ist, in dem genau zwei Planetengetriebe (PG1 , PG2) eingebunden sind.

Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die drei Planetengetriebe (PG1 , PG2, PG3) in Reihe hintereinander koaxial zur Flanschwelle (5, 7) angeordnet sind, und dass ein erstes ge- triebeeingangsseitiges Planetengetriebe (PG1 ) mit seinem Eingangselement, das heißt Sonnenrad (35), mit einer von der zusätzli- chen Antriebsmaschine (26) angetriebenen Getriebeeingangswelle (36) drehfest verbunden ist, und dass ein zweites getriebeausgangsseitiges Planetengetriebe (PG2) mit seinem Ausgangselement, das heißt ein, Planetenräder (53) tragender Pianetenradtrager (55) drehfest auf einer Getriebeausgangswelle (61 ) angeordnet ist, die mit einer Eingangsseite

(13) des Achsdifferenzials (3) trieblich verbunden ist.

Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das eingangsseitige erste Planetengetriebe (PG1 ) mit seinem, Planetenräder (37) tragenden Planetenradträger (39) über ein Schaltelement (SH2) an einem Getriebegehäuse (41 ) festbremsbar oder davon lösbar ist, und dass ein Hohlrad (43) des ersten Planetengetriebes (PG1 ) und ein Hohlrad (51 ) des zweiten Planetengetriebes (PG2) auf einer gemeinsamen Hohlradwelle (45) drehfest angeordnet sind, und dass das Sonnenrad (57) des zweiten Planetengetriebes (PG2) gehäusefest ist.

Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Hybridstufe (H2) der Planetenradträger (55) des zweiten Planetengetriebes (PG2) mittels des Schaltelements (SH2) am Getriebegehäuse (41 ) festgebremst ist, so dass sich ein Lastpfad von der zusätzlichen Antriebsmaschine (26) über das erste Planetengetriebe (PG1 ) und das zweite Planetengetriebe (PG2) bis zur Eingangsseite (13) des Achsdifferenzials (3) ergibt.

Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Achsdifferenzial (3) einen Ravig- neaux-Satz aufweist, bei dem Planetenräder (1 1 ) eines ersten Planetenradsatzes sowohl mit einem radial äußeren Hohlrad (13), das die Eingangsseite des Achsdifferenzials (3) bildet, jeweils mit Planetenrädern (15) eines zweiten Planetenradsatzes als auch mit einem ersten, großen Sonnenrad (17) kämmen, und dass die Planetenräder (15) des zweiten Planetenradsatzes mit einem zweiten, kleinen Sonnenrad (19) kämmen, wobei die beiden Planetenradsätze an einem gemeinsamen Planetenradträger (21 ) drehgelagert sind, und dass insbesondere das erste, große Sonnenrad (17) auf einer Momentenverteilungs- Abtriebswelle (23) drehfest angeordnet ist, das zweite, kleine Sonnenrad (19) drehfest auf der einen Flanschwelle (7) angeordnet ist und der gemeinsame Planetenradträger (21 ) drehfest auf der anderen Flanschwelle (5) angeordnet ist.

Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Momentenverteilungs-Abtriebswelle (23) einen Momentenvertei- lungs-Flansch (67) drehfest trägt, der über ein Momentenverteilungs- Schaltelement (STV) trieblich mit dem Planetenradträger (39) des ersten Planetengetriebes (PG1 ) koppelbar oder davon entkoppelbar ist.

Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Momentenverteilungs-Gangstufe (TV) der Momentenverteilungs- Flansch (67) trieblich mit dem Planetenradträger (55) gekoppelt ist, so dass sich ein Lastpfad von der zusätzlichen Antriebsmaschine (26) in das erste Planetengetriebe (PG1 ) bildet, an dessen Planetenradträger (39) eine Leistungsverzweigung erfolgt, bei der ein erster Teilpfad über die gemeinsame Hohlradwelle (45) zum zweiten Planetengetriebe (PG2) und von dessen Hybrid-Abtriebsflansch (59) zur Achsdifferenzi- al-Eingangsseite (13) führt, und bei der ein zweiter Teilpfad über das geschlossene Momentenverteilungs-Schaltelement (STV), den Momen- tenverteilungs-Abtriebsflansch (67) sowie über die Momentenvertei- lungs-Abtriebswelle (23) zum ersten, großen Sonnenrad (17) des Achsdifferenzials (3) führt.

Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenradträger (39) des ersten Planetengetriebes (PG1 ) drehfest von einer als Außenhohlwelle gebildeten Zwischenwelle (47) getragen ist, und dass die Zwischenwelle (57), die als Innenhohlwelle gebildete Getriebeeingangswelle (36) und die getriebe- seitige Flanschwelle (7) zueinander koaxial und ineinander verschachtelt angeordnet sind. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeausgangswelle (61 ) als eine Außenhohlwelle ausgebildet ist, und dass die Getriebeausgangswelle (61 ), die als Innenhohlwelle gebildete Momentenverteilungs- Abtriebswelle (23) und die getriebeseitige Flanschwelle (7) zueinander koaxial und ineinander verschachtelt angeordnet sind.

10. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Planetengetriebe (PG3) ein Sonnenrad (68) auf- weist, das drehfest auf der Zwischenwelle (47) sitzt und mit Planetenrädern (69) kämmt, die von einem Planetenradträger (71 ) getragen sind, wobei die Planetenräder (69) in Zahneingriff mit einem radial äußeren Hohlrad (73) ist, und dass insbesondere der Planetenradträger (71 ) des dritten Planetengetriebes (PG3) drehfest an der gemeinsamen Hohlradwelle (45) angebunden ist, und dass das Hohlrad (73) des dritten Planetengetriebes (PG3) mittels eines Hybrid-Schaltelements (SH1 ) am Getriebegehäuse (41 ) festbremsbar oder davon lösbar ist.

1 1 . Antriebsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Hybridstufe (H1 ) das Hohlrad (73) des dritten Planetengetriebes (PG3) mittels des Hybrid-Schaltelements (SH1 ) am Getriebegehäuse (41 ) festgebremst ist, so dass sich ein Lastpfad von der zusätzlichen Antriebsmaschine (26) zum ersten Planetengetriebe (PG1 ) und von dort über dessen Planetenradträger (39) und über die Zwischenwelle (47) zum Sonnenrad (68) des dritten Planetengetriebes

(PG3) ergibt, von wo der Lastpfad weiter über den Planetenradträger (71 ) des dritten Planetengetriebes (PG3) zur gemeinsamen Hohlradwelle (45) und über das zweite Planetengetriebe (PG2) bis zur Eingangsseite (13) des Achsdifferenzials (3) geführt wird.

Description:
Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse eines zweispurigen Fahrzeugs

BESCHREIBUNG:

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse, insbesondere Hinterachse, eines zweispurigen Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 . Aus der DE 10 2014 015 793 A1 ist eine gattungsgemäße Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeug-Hinterachse bekannt, die ein Achsdifferenzial aufweist, das eingangsseitig mit einer Primär-Antriebsmaschine (zum Beispiel Brennkraftmaschine) verbindbar ist und ausgangsseitig mit beidseitig angeordneten Flanschwellen mit Fahrzeugrädern der Fahrzeugachse verbindbar ist. Der Fahrzeugachse ist eine zusätzliche Antriebsmaschine (insbesondere Elektromaschine) sowie ein schaltbares Überlagerungsgetriebe zugeordnet. Das Überlagerungsgetriebe kann in eine Momentenverteilungs-Gangstufe schaltbar sein, in der ein von der zusätzlichen Antriebsmaschine erzeugtes Antriebsmoment erzeugt wird, in Abhängigkeit von dessen Größe und Dreh- richtung eine Momentenverteilung auf die beiden Fahrzeugräder änderbar ist. Alternativ dazu ist das Überlagerungsgetriebe in einen Hybrid-Modus schaltbar, in dem das von der zusätzlichen Antriebsmaschine generierte Antriebsmoment in einer schaltbaren Hybrid-Gangstufe über das Achsdifferenzial gleichmäßig verteilt auf beide Flanschwellen der Fahrzeugräder einkop- pelbar ist. Bei bestimmten Fahrsituationen, zum Beispiel bei einer Kurvenfahrt, kann durch eingelegter Momentenverteilungs-Gangstufe das Fahrverhalten durch eine Drehmoment-Umverteilung (Torque-Vectoring oder Quersperrenfunktion) unterstützt werden. So kann bei einer Kurvenfahrt am Kurveneingang ein Antriebsmoment zum kurvenäußeren Fahrzeugrad verlagert werden (Torque-Vectoring). Alternativ/zusätzl ich kann bei der Kurvenfahrt am Kurvenausgang das Antriebsmoment zum kurveninneren Fahrzeugrad verlagert werden (Quersperrenfunktion). Demgegenüber kann bei aktiviertem Hybrid-Modus zum Beispiel eine Boost-Funktion erfolgen.

In der obigen DE 10 2014 015 793 A1 weist das Überlagerungsgetriebe insgesamt drei Planetengetriebe auf, die über zwei Bremsen schaltbar sind, um den Hybrid-Modus oder den Momentenverteilungs-Modus bereitzustellen, wodurch sich insgesamt eine bauraumintensive Anordnung ergibt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeugachse eines zweispurigen Fahrzeugs bereitzustellen, die im Vergleich zum Stand der Technik bauraumreduzierter aufgebaut ist, und bei der mit einfachen Mitteln eine Funktionserweiterung/-reduzierung ermöglicht ist, und zwar bei geringerem Bauraumbedarf sowie bei gesteigerter Fahrdynamik.

Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.

Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 sind die drei Planetengetriebe im Überlagerungsgetriebe so miteinander gekoppelt, dass bei geschalteter erster Hybrid-Gangstufe ein Lastpfad im Überlagerungsgetriebe gebildet ist, in dem alle drei Planetengetriebe eingebunden sind. Bei geschal- teter zweiter Hybrid-Gangstufe sowie bei geschalteter Momentenverteilungs- Gangstufe ist dagegen ein Lastpfad im Überlagerungsgetriebe gebildet, in dem genau zwei Planetengetriebe eingebunden sind. Auf diese Weise können in der ersten Hybrid-Gangstufe und in der zweiten Hybrid-Gangstufe sowie in der Momentenverteilungs-Gangstufe in einfacher Weise unterschiedli- che Übersetzungen realisiert werden. Bei geschalteter zweiter Hybrid- Gangstufe wird der Lastpfad ohne Leistungsverzweigung gebildet. Mit der Erfindung können in der ersten Hybrid-Gangstufe und in der zweiten Hybrid-Gangstufe in einfacher Weise unterschiedliche Übersetzungen realisiert werden. In einer technischen Umsetzung können die drei Planetengetriebe in der Reihe hintereinander koaxial zur Flanschwelle angeordnet sein. Das erste, getriebeeingangsseitige Planetengetriebe kann mit seinem Eingangselement, das heißt einem Sonnenrad, mit einer von der zusätzlichen Antriebsmaschine angetriebenen Getriebeeingangswelle drehfest verbunden sein. Ein zweites, getriebeausgangsseitiges Planetengetriebe kann an seinem Ausgangselement, das heißt einen, Planetenräder tragenden Planetenrad- träger, einen Hybrid-Abtriebsflansch aufweisen, der drehfest auf einer Getriebeausgangswelle sitzt, die mit einer Eingangsseite des Achsdifferenziais trieblich verbunden ist.

Im Hinblick auf eine Drehmomentwandlung ist es bevorzugt, wenn die zusätzliche Antriebsmaschine über eine Vorgelegestufe mit der Getriebeeingangswelle gekoppelt ist. Die zusätzliche Antriebsmaschine kann aus Bauraumgründen bevorzugt achsparallel zur Flanschwelle angeordnet sein, wo- bei die Vorgelegestufe beispielhaft eine einstufige Stirnradstufe sein kann.

Das eingangsseitige, erste Planetengetriebe kann mit seinem, Planetenräder tragenden Planetenradträger über ein Hybrid -Schaltelement SH2 an einem Getriebegehäuse festbremsbar oder davon lösbar sein. Das erste Planeten- getriebe kann ein radial äußeres Hohlrad aufweisen, das mit den Planetenrädern des ersten Planetengetriebes kämmt. In gleicher Weise kann auch das zweite Planetengetriebe ein radial äußeres Hohlrad aufweisen, das mit den Planetenrädern des zweiten Planetengetriebes kämmt. Die beiden Hohlräder der ersten und zweiten Planetengetriebe können bevorzugt auf einer gemeinsamen Hohlradwelle drehfest angeordnet sein. Zudem kann das Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes gehäusefest am Getriebegehäuse angebunden sein. Bei der obigen Getriebestruktur ergibt sich bei geschalteter zweiter Hybridstufe H2 die folgende Konstellation: So kann der Pianetenradtrager des ersten Planetengetriebes mittels des Hybrid-Schaltelementes SH2 am Getriebegehäuse festgebremst sein. In diesem Fall bildet sich ein Lastpfad bzw. ein Antnebsmomentenfluss von der zusätzlichen Antriebsmaschine über das erste Planetengetriebe und das zweite Planetengetriebe bis zur Eingangsseite des Achsdifferenzials.

In einer konkreten Ausführungsvariante kann das obige Achsdifferenzial ei- nen Ravigneaux-Satz aufweisen, bei dem Planetenräder eines ersten Planetenradsatzes sowohl mit einem radial äußeren Hohlrad, das die Eingangsseite des Achsdifferenzials bildet, als auch mit Planetenrädern eines zweiten Planetenradsatzes kämmen. Zudem kämmen die Planetenräder des ersten Planetensatzes mit einem ersten, großen Sonnenrad. Die Planetenräder des zweiten Planetenradsatzes sind dagegen außer Zahneingriff mit dem äußeren Hohlrad und kämmen mit einem zweiten, kleinen Sonnenrad, das axial benachbart zum ersten, großen Sonnenrad positioniert ist. Die beiden Planetenradsätze sind in einem solchen Ravigneaux-Satz in bekannter Weise an einem gemeinsamen Planetenradträger drehgelagert. Ein solches Achsdiffe- renzial kann wie folgt mit dem Überlagerungsgetriebe verschaltet sein: So kann das erste, große Sonnenrad auf einer Momentenverteilungs- Abtriebswelle drehfest angeordnet sein, während das zweite, kleine Sonnenrad drehfest auf der einen (getriebeseitigen) Flanschwelle sitzt und der gemeinsame Planetenradträger drehfest auf der anderen (getriebefernen) Flanschwelle sitzt.

Die oben erwähnte Momentenverteilungs-Abtriebswelle kann einen Momen- tenverteilungs-Flansch drehfest tragen. Dieser kann über ein erstes Momen- tenverteilungs-Schaltelement STV trieblich mit dem Planetenradträger des ersten Planetengetriebes gekoppelt sein oder davon entkoppelt sein.

Bei geschalteter Momentenverteilungs-Gangstufe TV ergibt sich folgendes: So kann der Momentenverteilungs-Flansch bei betätigtem Momentenvertei- lungs-Schaltelement STV mit dem Planetenradträger des ersten Planetenge- triebes gekoppelt sein. In diesem Fall ergibt sich ein Lastpfad ausgehend von der zusätzlichen Antriebsmaschine in das erste Planetengetriebe. Am Plane- tenradträger des ersten Planetengetriebes PG1 erfolgt eine Leistungsverzweigung, bei der ein erster Teilpfad über die gemeinsame Hohlradwelle zum zweiten Planetengetriebe PG2 und von dessen Hybrid-Abtriebsflansch zur Achsdifferenzial-Eingangsseite führt. Ein zweiter Teilpfad wird über das geschlossene Momentenverteilungs-Schaltelement STV sowie über die Mo- mentenverteilungs-Abtriebswelle zum ersten, großen Sonnenrad des Achs- differenzials geführt.

In der obigen Momentenverteilungs-Gangstufe TV wird somit das von der zusätzlichen Antriebsmaschine generierte Antriebsmoment nicht nur zur Achsdifferenzial-Eingangsseite, sondern auch zum ersten, großen Sonnenrad des Achsdifferenzials geleitet. In Abhängigkeit vom Betrag sowie der Drehrichtung des in das erste, große Sonnenrad eingeleiteten Antriebsmoments wird die Momentenverteilung zwischen den Fahrzeugrädern verändert.

In einer weiteren, bauraumgünstigen Ausführungsvariante kann der Plane- tenradträger des ersten Planetengetriebes drehfest von einer Zwischenwelle getragen sein. Diese kann bevorzugt als eine Außenhohlwelle realisiert werden. In diesem Fall kann die Zwischenwelle, die Getriebeeingangswelle (als eine Innenhohlwelle) und die getriebeseitige zueinander koaxial sowie ineinander verschachtelt angeordnet sein.

In gleicher Weise kann auch die Getriebeausgangswelle als eine Außenhohlwelle ausgebildet sein, in der die Momentenverteilungs-Abtriebswelle (als eine Innenhohlwelle) angeordnet ist, innerhalb der die getriebeseitige Flanschwelle geführt ist.

Wie oben erwähnt, wird das dritte Planetengetriebe lediglich bei geschalteter erster Hybridstufe in den Lastpfad eingebunden. Ansonsten bleibt das dritte Planetengetriebe bei geschalteter zweiter Hybridstufe oder bei geschalteter Momentenverteilungs-Gangstufe lastfrei. Das dritte Planetengetriebe weist ein Sonnenrad auf, das drehfest auf der Zwischenwelle sitzt, und zwar zusammen mit dem bereits erwähnten Planetenradträger des ersten Planetengetriebes. Das Sonnenrad des dritten Planetengetriebes kann mit Planetenrädern kämmen, die von einem Planetenradträger getragen sind. Die Plane- tenräder können zudem in Zahneingriff mit einem radial äußeren Hohlrad sein. Bevorzugt kann der Planetenradträger des dritten Planetengetriebes drehfest an der gemeinsamen Hohlradwelle angebunden sein. Demgegenüber kann das Hohlrad des dritten Planetengetriebes mit Hilfe eines Hybrid - Schaltelementes SH1 am Getriebegehäuse festgebremst oder davon gelöst werden.

Bei der oben definierten Getriebestruktur ergibt sich bei geschalteter erster Hybridstufe die folgende Konstellation: So ist in der ersten Hybridstufe H1 das Hohlrad des dritten Planetengetriebes mittels des Hybrid- Schaltelementes SH1 am Getriebegehäuse festgebremst. In diesem Fall bildet sich ein Lastpfad von der zusätzlichen Antriebsmaschine zum ersten Planetengetriebe und von dort über dessen Planetenradträger sowie über die Zwischenwelle zum Sonnenrad des dritten Planetengetriebes. Vom Planetenradträger des dritten Planetengetriebes führt der Lastpfad weiter zur ge- meinsamen Hohlradwelle sowie über den Planetenradträger des zweiten Planetengetriebes und dem Hybrid-Abtriebsflansch bis zu Eingangsseite des Achsdifferenziais. Am Hohlrad des ersten Planetengetriebes ergibt sich eine Leistungsverzweigung, bei der ein Hauptleistungspfad in Richtung auf das zweite Planetengetriebe führt und ein Verlustpfad mit geringfügiger Blindleis- tung auf die Planetenräder des ersten Planetengetriebes abzweigt. Der so eintretende Leistungsverlust ergibt sich aufgrund der Trägheit der Planetenräder des ersten Planetengetriebes, wodurch die Hohlradwelle etwas abgebremst wird. Die abgeführte Blindleistung wird am Planetenradträger des ersten Planetengetriebes dem Hauptleistungspfad wieder zugeführt.

Das omentenverteilungs-Schaltelement STV kann als eine Schaltkupplung realisiert sein, mittels der der Planetenradträger des ersten Planetengetriebes mit dem Momentenverteilungs-Abtriebsflansch kuppelbar ist. Alternativ dazu kann das Momentenverteilungs-Schaltelement STV als eine Schaltmuffe realisiert sein, die mit ihrer Innenverzahnung drehfest sowie axial zwischen einer Neutral-Stellung und einer Schalt-Steilung verschiebbar auf einer Außenverzahnung des Momentenverteilungs-Abtriebsflansches angeordnet ist. In der Neutral-Stellung ist der Momentenverteilungs- Abtriebsflansch vom Planetenradträger des ersten Planetengetriebes entkoppelt. In der Schalt-Steilung ist die Schaltmuffe für eine Drehmomentübertragung zusätzlich mit einer Außenverzahnung des Planetenradträgers in Zahneingriff.

Das erste Hybrid-Schaltelement HSE1 und das zweite Hybrid-Schaltelement HSE2 können zwei voneinander unabhängige Schaltelemente sein oder alternativ dazu zu einem gemeinsamen Hybrid-Schaltelement HSE zusam- mengefasst sein. In diesem Fall kann das gemeinsame Hybrid- Schaltelement HSE als eine axial beidseitig verstellbare Schaltmuffe realisiert sein und aus seiner Neutral-Stellung entweder in die erste Hybrid- Gangstufe H1 oder in die zweite Hybrid-Gangstufe H2 verstellbar sein.

Nachfolgend sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der bei- gefügten Figuren beschrieben.

Es zeigen:

Figur 1 in einer schematischen Darstellung eine Antriebsvorrichtung für eine Fahrzeug-Hinterachse eines zweispurigen Fahrzeugs;

Figuren 2 bis 4 jeweils Ansichten entsprechend der Figur 1 mit hervorge- hobenem Antriebsmomentenfluss bei geschalteter zweiter Hybrid-Gangstufe (Figur 2), bei geschalteter omentenver- teilungs-Gangstufe (Figur 3) und bei geschalteter erster Hybrid-Gangstufe (Figur 4); und Figur 5 eine Antriebsanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

In der Figur 1 ist grob schematisch eine Getriebestruktur einer Antriebsvor- richtung für eine Fahrzeug-Hinterachse HA eines zweispurigen Fahrzeugs gezeigt. Die in der Figur 1 angedeutete Antriebsvorrichtung kann Bestandteil eines Allradantriebes sein, bei dem eine nicht dargestellte frontseitige Brennkraftmaschine als Primär-Antriebsmaschine über ein Getriebe sowie ein Mit- tendifferenzial und ein Vorderachsd ifferenziai auf die Vorderräder des Fahr- zeugs abtreibt. Das Mittend ifferenziai kann über eine Kardanwelle sowie über einen Kegeltrieb 4 trieblich mit der Eingangsseite 13 eines Hinterachs- differenzials 3 verbunden sein. Zwischen dem Kegeltrieb 4 und der Eingangsseite 13 des Hinterachsdifferenzials 3 ist eine Kupplung K geschaltet, mittels der die Hinterachse HA trieblich von der Kardanwelle abkoppelbar ist.

Das Hinterachsd ifferenziai 3 ist ausgangsseitig über beidseitig angeordnete Flanschwellen 5, 7 mit den Fahrzeughinterrädern 9 der Fahrzeug- Hinterachse HA trieblich gekoppelt. In der Figur 1 ist das Hinterachsd ifferenziai 3 ein Planetendifferenziai mit einem Ravigneaux-Radsatz, bei dem Pla- netenräder 1 1 eines ersten Planetenradsatzes sowohl mit einem radial äußeren Hohlrad 13, das die Eingangsseite des Achsdifferenzials 3 bildet, als auch mit Planetenrädern 15 eines zweiten Planetenradsatzes kämmen. Zudem sind die Planetenräder 1 1 des ersten Planetenradsatzes in Zahneingriff mit einem ersten, großen Sonnenrad 17. Die Planetenräder 15 des zweiten Planetenradsatzes sind dagegen in Zahneingriff mit einem zweiten, kleinen Sonnenrad 19. Beide Planetenradsätze sind an einem gemeinsamen Plane- tenradträger 21 drehgelagert, der drehfest auf einer getriebefernen Flanschwelle 5 sitzt. Demgegenüber sitzt das zweite, kleine Sonnenrad 19 drehfest auf der getriebeseitigen Flanschwelle 7, während das erste, große Sonnen- rad 17 drehfest auf einer Momentenverteilungs-Abtriebswelle 23 sitzt, die in das Überlagerungsgetriebe 25 führt.

Die Hinterachse HA weist ein bereits erwähntes Überlagerungsgetriebe 25 sowie eine Elektromaschine 26 auf. Das Überlagerungsgetriebe 25 ist in ei- nem Hybrid-Modus oder in einem Momentenverteilungs-Modus (das heißt elektronisches Torque-Vectoring oder Quersperrenfunktion) betreibbar, wie es später beschrieben wird. Im Hybrid-Modus wird ein von der Elektroma- schine 26 generiertes Antriebsmoment über das Überlagerungsgetriebe 25 sowie über das Hinterachsdifferenzial 3 gleichmäßig verteilt auf die beiden Flanschwellen 5, 7 eingekoppelt. Der Hybrid-Modus ist rein elektromotorisch durchführbar oder in Kombination der Elektromaschine 26 mit der Brennkraftmaschine (zum Beispiel für eine Boost-Funktion). Im Momentenverteilungs-Modus wird das von der Elektromaschine 26 generierte Antriebsmoment nicht nur zur Eingangsseite (das heißt das Hohlrad 13) des Achsdifferenzials 3 geleitet, sondern auch über das Überlagergetriebe 25 zum ersten, großen Sonnenrad 17 des Achsdifferenzials 3, um eine Momentenverteilung auf die beiden Hinterräder 9 zu ändern. Die Einleitung in das erste, große Sonnenrad 17 erfolgt über einen auf der Momentenvertei- lungs-Abtriebswelle 23 sitzenden Momentenverteilungs-Flansch 67. In Abhängigkeit vom Betrag sowie der Drehrichtung des von der Elektromaschine 26 generierten Antriebsmomentes erfolgt die Momentenverteilung zwischen den Fahrzeugrädern 9.

Nachfolgend wird die Getriebestruktur des Überlagerungsgetriebes 25 anhand der Figur 1 erläutert: Demzufolge weist das Überlagerungsgetriebe 25 ein eingangsseitiges, erstes Planetengetriebe PG1 , ein zweites Planetengetriebe PG2 und ein drittes Planetengetriebe PG3 auf, die in der Fahrzeugqu- errichtung y unmittelbar nebeneinander sowie zueinander koaxial ausgerichtet auf der getriebeseitigen Flanschwelle 7 angeordnet sind. Das mittlere, erste Planetengetriebe PG1 ist mit seinem Sonnenrad 35 (wirkt als Eingangselement) mit einer von der Elektromaschine 26 angetriebenen Getriebeeingangswelle 36 drehfest verbunden. Das eingangsseitige erste Plane- tengetriebe PG1 ist mit seinem, Planetenräder 37 tragenden Planetenradträ- ger 39 über ein Hybrid-Schaltelement SH2 an einem Getriebegehäuse 41 festbremsbar oder davon lösbar. Zudem weist das erste Planetengetriebe PG1 ein radial äußeres Hohlrad 43 auf, das mit den Planetenrädern 37 kämmt und einstückiger Bestandteil einer Hohlradwelle 45 ist. Der Planeten- radträger 39 des ersten Planetengetriebes PG1 ist an einer Zwischenwelle 47 drehfest angebunden, und zwar zusammen mit einem Festbrems-Flansch 49, der mit dem Hybrid-Schaltelement HS2 zusammenwirkt. Das getriebeausgangsseitige, zweite Planetengetriebe PG2 weist ein radial äußeres Hohlrad 51 auf, das zusammen mit dem Hohlrad 43 des ersten Planetengetriebes PG1 drehfest auf der gemeinsamen Hohlradwelle 45 sitzt. Das Hohlrad 51 kämmt mit radial inneren Planetenrädern 53, die an einem Planetenradträger 55 drehgelagert sind sowie in Zahneingriff mit einem Son- nenrad 57 sind. In der Figur 1 ist das Sonnenrad 57 des zweiten Planetengetriebes PG2 drehfest an einer Gehäusewand des Getriebegehäuses 41 angebunden. Der Planetenradträger 55 weist einen Hybrid-Abtriebsflansch 59 auf, der drehfest auf einer Getriebeausgangswelle 61 sitzt, die über einen Verbindungsflansch 63 drehfest am eingangsseitigen Hohlrad 13 des Achs- differenzials 3 angebunden ist.

Auf der dem zweiten Planetengetriebe PG2 zugewandten Seite ist der Planetenradträger 39 des ersten Planetengetriebes PG1 mit einem Axial Steg 65 verlängert, der ein Momentenverteilungs-Schaltelement STV trägt. Dieses wirkt mit einem Momentenverteilungs-Abtriebsflansch 67 zusammen, der drehfest auf der bereits erwähnten Momentenverteilungs-Abtriebswelle 23 sitzt, die zum ersten, großen Sonnenrad 17 des Achsdifferenzials 3 führt.

Das dritte Planetengetriebe PG3 weist in der Figur 1 ein Sonnenrad 68 auf, das zusammen mit dem Planetenradträger 39 des ersten Planetengetriebes PG1 und dem Festbrems-Flansch 49 drehfest auf der Zwischenwelle 47 angeordnet ist. Das Sonnenrad 68 kämmt mit Planetenrädern 69, die von einem Planetenradträger 71 getragen sind und zudem in Zahneingriff mit einem radial äußeren Hohlrad 73 sind. Der Planetenradträger 71 ist dabei drehfest an der gemeinsamen Hohlradwelle 45 angebunden, während das Hohlrad 73 mittels eines Hybrid-Schaltelementes SH1 am Getriebegehäuse 41 festbremsbar oder davon lösbar ist. Die Getriebeeingangswelle 36 ist über eine einstufige Stirnradstufe 40, die als Vorgelege wirkt, mit der Elektromaschine 26 verbunden, die achsparallel zu den Flanschwellen 5, 7 positioniert ist. Zudem ist die Zwischenwelle 47 als eine Außenhohlwelle realisiert, innerhalb der die Getriebeeingangswelle 36 (als Innenhohlwelle) koaxial angeordnet ist. Innerhalb der Getriebeeingangswelle 36 erstreckt sich die getriebeseitige Flanschwelle 7. In gleicher Weise ist auch die Getriebeausgangswelle 61 als eine Außenhohlwelle ausgebildet, innerhalb der die Momentenverteilungs-Abtriebswelle 23 (als Innenhohlwelle) verläuft. Innerhalb dieser erstreckt sich die getriebeseitige Flanschwelle 7.

Um die Funktionsweise der Antriebsvorrichtung zu erläutern, wird anhand der Figur 2 eine Fahrsituation beschrieben, bei der die zweite Hybrid - Gangstufe H2 geschaltet ist. Vorliegend ist die zweite Hybrid -Gangstufe H2 exemplarisch als ein CO2-optimierter Fahrgang ausgelegt, der bei höheren Fahrgeschwindigkeiten einlegbar ist. Bei eingelegter zweiter Hybrid- Gangstufe H2 ist der Festbrems-Flansch 49 mittels des Schaltelementes SH2 gehäusefest am Getriebegehäuse 41 angebunden. Dadurch ergibt sich ein Lastpfad ohne Leistungsverzweigung, bei dem das von der Elektroma- schine 26 erzeugte Antriebsmoment zunächst über das Vorgelege 40 und über die Getriebeeingangswelle 36 in das Sonnenrad 35 des ersten Planetengetriebes PG1 eingeleitet wird. Der über das Hybrid-Schaltelement SH2 festgebremste Planetenradträger 39 des ersten Planetengetriebes PG1 wirkt als eine Reaktionselement, über das das Antriebsmoment zur gemeinsamen Hohlradwelle 45 geleitet wird. Von dort führt der Lastpfad über den Planetenradträger 55 des zweiten Planetengetriebes PG2 sowie dessen Hybrid- Abtriebsflansch 59 zum eingangsseitigen Hohlrad 13 des Achsdifferenzials 3. Von dort wird das Antriebsmoment über den Ravigneaux-Satz gleichmäßig auf die beiden Flanschwellen 5, 7 verteilt. In der Figur 2 (und auch in den weiteren Figuren 3, 4 und 5) sind die Lastpfade mit durchgezogener Linie eingezeichnet, während Verlustleistungs-Lastpfade, durch die eine Blindleistung geht, mit strichpunktierter Linie angedeutet sind. In der Figur 3 ist eine weitere Fahrsituation gezeigt, bei der im Unterschied zur Figur 2 das Überlagerungsgetriebe 25 nicht im Hybrid -Modus betrieben ist, sondern vielmehr im Momentenverteilungs-Modus. Dieser Modus ist etwa bei einer Kurvenfahrt aktiviert, um zwischen den Flanschwellen 5, 7 eine Momentendifferenz zu erzielen. Im Momentenverteilungs-Modus sind die beiden Hybrid-Schaltelemente HS1 , HS2 gelöst, während das Momentenver- teilungs-Schaltelement STV geschaltet ist. Demzufolge ergibt sich ein Lastpfad, bei dem das von der Eiektromaschine 26 erzeugte Antriebsmoment zunächst in das erste Planetengetriebe PG1 eingeleitet wird. An dessen Pla- netenradträger 39 erfolgt eine Leistungsverzweigung, bei der ein erster Teilpfad über die gemeinsame Hohlradwelle 45 zum zweiten Planetengetriebe PG2 führt und von dessen Hybrid-Abtriebsflansch 59 weiter zur Achsdiffe- renzial-Eingangsseite (Hohlrad 13) führt. Ein zweiter Teilpfad ergibt sich über das geschlossene Momentenverteilungs-Schaltelement STV, den Momen- tenverteilungs-Abtriebsflansch 67 sowie über die Momentenverteilungs- Abtriebswelle 23 zum ersten, großen Sonnenrad 17 des Achsdifferenzials 3. Der Drehsinn und der Betrag des von der Eiektromaschine 26 erzeugten Antriebsmomentes ist dabei so ausgelegt, dass in dem ersten Planetenradsatz des Achsdifferenzials ein Moment eingespeist oder davon entnommen wird, wodurch sich eine Momentenverteilung zwischen den beiden Flanschwellen 5, 7 ändert.

In der Figur 4 ist eine weitere Fahrsituation angedeutet, bei der die erste Hybrid-Gangstufe H1 geschaltet ist, die exemplarisch als ein Anfahrgang ausgelegt sein kann. Demnach ist in der Figur 4 das Hohlrad 73 des dritten Planetengetriebes PG mittels des Hybrid-Schaltelementes SH1 am Getriebegehäuse 41 festgebremst. Dadurch ergibt sich ein Lastpfad von der Eiektromaschine 26 zum ersten Planetengetriebe PG1 und von dort über dessen Planetenradträger 39 sowie der Zwischenwelle 47 zum Sonnenrad 68 des dritten Planetengetriebes PG3. Über dessen Planetenradträger 71 führt der Lastpfad zur gemeinsamen Hohlradwelle 45 bis zum ausgangsseitigen zweiten Planetengetriebe PG2. Von dort wird das Antriebsmoment über den Hybrid-Abtriebsflansch 59 weiter bis zur Eingangsseite (Hohlrad 13) des Achsdifferenzials 3 geleitet. Wie aus der Figur 4 durch strichpunktierte Linie hervorgeht, stellt sich am Hohlrad 43 des ersten Plantengetriebes PG1 eine Leistungsverzweigung ein, bei der eine geringfügige Verlustleitung vom oben definierten Hauptlastpfad in Richtung auf die Planetenräder 37 des ersten Planetengetriebes 1 abge- zweigt wird. Die Verlustleistung wird am Planetenradträger 39 des ersten Planetengetriebes PG1 dem Hauptleistungspfad wieder zugeführt.

In den Figuren 1 bis 4 ist das Momentenverteilungs-Schaltelement STV als eine Schaltkupplung realisiert, mittels der der Planetenradträger 39 des ers- ten Planetengetriebes PG1 mit dem Momentenverteilungs-Abtriebsflansch 67 kuppelbar ist. Im Gegensatz dazu ist in der Figur 5 das Momentenvertei- lungs-Schaltelement STV als eine Schaltmuffe realisiert. Diese ist mit ihrer Innenverzahnung drehfest sowie axial zwischen einer Neutral-Stellung und einer Schaltstellung verschiebbar auf einer Außenverzahnung des Momen- tenverteilungs-Abtriebsflansches 67 angeordnet. In der dargestellten Neutral- Stellung ist der Momentenverteilungs-Abtriebsflansch 67 vom Planetenradträger 39 des ersten Planetengetriebes PG1 entkoppelt. In der Schalt- Stellung ermöglicht die Schaltmuffe eine Drehmomentübertragung zwischen dem Planetenradträger 39 des ersten Planetengetriebes PG1 und dem Mo- mentenverteilungs-Abtriebsflansch 67.

Die Schaltmuffe ist in der Figur 5 mittels einer Schaltgabel 75 axial verstellbar ist. Zur Übertragung einer Schaltbewegung ist die Schaltgabel 75 von einer Schaltschiene 77 getragen, die sich in Axialrichtung durch das Übertra- gungsgetriebe 25 erstreckt. An dem schaltgabelfernen Ende 79 der Schaltschiene 77 wird die Schaltbewegung eingeleitet.

Zudem ist in der Figur 5 - im Gegensatz zu den Figuren 1 bis 4 - das erste Hybrid-Schaltelement HSE1 und das zweite Hybrid-Schaltelement HSE2 zu einem gemeinsamen Hybrid-Schaltelement HSE zusammengefasst. Das gemeinsame Hybrid-Schaltelement HSE ist als eine axial beidseitig verstellbar Schaltmuffe realisiert, die aus ihrer Neutral-Stellung entweder in die erste Hybrid-Gangstufe H1 oder in die zweite Hybrid-Gangstufe H2 verstellbar ist. Bei eingelegter erster Hybrid-Gangstufe H1 koppelt das gemeinsame Hybrid- Schaltelement HSE das Hohlrad 73 des dritten Planetengetriebes PG3 mit einer Gehäusewand 81 des Getriebegehäuses 41 . Bei eingelegter zweiter Hybrid-Gangstufe H2 koppelt das gemeinsame Hybrid-Schaltelement HSE das Hohlrad 73 des dritten Planetengetriebes PG3 mit einer Außen welle 83, die drehfest am Planetenradträger 55 des zweiten Planetengetriebes PG2 angebunden ist.

Im Unterschied zu den Figuren 1 bis 4 trägt in der Figur 5 die Zwischenwelle 47 nur das Sonnenrad 68 des dritten Planetengetriebe PG3 und den Planetenradträger 39 des ersten Planetengetriebes PG1 , nicht jedoch den in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Festbrems-Flansch 49.