CN102575733B - 轮毂驱动单元及电动车 - Google Patents

Abstract

用于驱动机动车车轮的轮毂驱动单元，该轮毂驱动单元包括轮毂驱动器，该轮毂驱动器具有轴承件(14)，所述轮毂驱动器经由该轴承件布置在机动车的轮毂(20)上，其中，轮毂驱动器具有机械地构造的阻塞件(40)用于将制动力施加到轮毂(20)上。

Description

轮毂驱动单元及电动车

技术领域

本发明涉及一种用于驱动机动车车轮的轮毂驱动单元，其包括轮毂驱动器。

背景技术

轮毂驱动器通常直接布置在机动车车轮上或者集成到车轮内。轮毂驱动器大多具有马达单元，轮毂、进而由此机动车的车轮可以经由马达单元驱动。这种轮毂驱动器或者说这种轮毂驱动单元优选用于电动车。在这种轮毂驱动单元中，尤其是当应用于电动车时，成问题的是斜坡行驶协助或者斜坡行驶辅助的设计方案，借助于该斜坡行驶协助或者斜坡行驶辅助在斜坡上行驶时，使得用于机动车的自动化辅助成为可能，并且避免机动车在斜坡上回退。这种斜坡行驶协助通常经由机动车制动设备实现，其中，不一定由驾驶员自己进行制动设备的、尤其是机动车的行驶制动设备或驻车制动设备的操作和/或松开。在此，制动设备的操控的进行或者制动设备的制动的进行大多受软件控制。这以高消耗的算法为前提，这是因为必须评价油门踏板位置或者马达转数、离合器行程、由马达产生的或者经由离合器传递的传动力矩和其他参数，并且必须经由控制装置转化为有意义的制动行为。

在具有轮毂驱动单元的机动车中，该机动车(如此前已经解释地)通常单纯电动地驱动，从而尤其是在这种机动车中机动车在斜坡上的停驻阶段可能成问题。离合器的滑移，如其在由内燃机马达推动的机动车中可能出现的情况，在这里是不可能的。虽然轮毂驱动器的马达单元也可以在停住阶段中通电，然而在此，较高电耗以及马达的强烈受热是不利的。如果停车在斜坡上的停住阶段与堵车组合地出现，这可能明显降低电的剩余行程距离。

发明内容

因此本发明的任务在于，提供一种轮毂驱动单元，在其中可以获得更高能效的制动力效果。

根据本发明，该任务通过权利要求1的特征得到解决。在从属权利要求中给出有利的设计方案。

根据本发明的、用于驱动机动车车轮的轮毂驱动单元具有轮毂驱动器，该轮毂驱动器具有如下轴承件，经由该轴承件轮毂马达布置在机动车的轮毂上。本发明的特征在于，轮毂驱动器具有机械地构造的阻塞件，用于将制动力施加到轮毂上。

借助于机械地构造的阻塞件可以将机械的附加功能整合到轮毂驱动器中，该附加功能可以用于坡上行驶辅助或者驻车制动。借助于机械地构造的阻塞件可以将制动力施加到轮毂上，而不会加大轮毂驱动器马达单元的耗电，而且也不会更多或者更强地加热轮毂驱动器马达单元。因而可以实现就机动车和轮毂驱动单元而言尽可能平稳地停车在斜坡上遇到堵车也一样。由于所述阻塞件是机械地构造的，所以阻塞件不需要复杂的构造方式，例如设置如下，即，阻塞件具有复杂的控制装置。由此也可以取消复杂的算法的设置，该算法必须首先由评价单元进行评价，以便将其发送给常见的控制装置，从而尤其能够触发制动作用。制动力优选经由所述阻塞件间接施加到轮毂上。

根据本发明一个有利设计方案设置如下，为了施加制动力，阻塞件相对于轮毂旋转轴线径向地和/或轴向地作用于轴承件的表面。在此，所述阻塞件例如可以直接作用于所述轴承件的轴承外圈的周面上和/或轴承外圈的端面上，从而将制动力间接施加到轮毂上。在轴承外圈可转动地构造的情况下，优选如此设置。轴承外圈的周面例如可以充当阻塞件的一种夹紧面。如下也是可能的，即，轴承外圈的端面可以充 当阻塞件(例如以轴向阻塞件的形式)的功能面，。如果轴承外圈的周面锥形地构造，那么还有如下也是可能的，即，以锥形环的形式设置阻塞件，该锥形环可以沿轴向推到周面上，以便将制动力施加到轴承件上。此外，轴承外圈的周面还可以具备如下轮廓，阻塞件可以例如借助如下方式嵌接进该轮廓，即，阻塞件以制动凸轮的形式构造，该制动凸轮可以嵌接进周面的轮廓，进而由此可以产生制动力。所述制动凸轮不仅可以对称地实施，也可以不对称地实施，从而使得它们实现单向离合器效果，也就是方向选择性地制动。如果阻塞件布置在轴承件区域内，则具有阻塞件的轮毂驱动器可以特别紧凑地设计。

根据本发明一个备选设计方案，为了施加制动力，所述阻塞件可以相对于轮毂的旋转轴线沿径向和/或沿轴向作用于设置在轮毂驱动器上的制动鼓的表面。在此，所述阻塞件可以直接作用于制动鼓的内周面、外周面和/或端面，从而将制动力间接施加到轮毂上。如果阻塞件设置在制动鼓的区域内，就可以获得更大的作用直径进而由此获得更有效的制动作用。

对此备选地，如下同样是可能的，即，为了施加制动力，阻塞件相对于轮毂的旋转轴线沿径向和/或沿轴向作用于设置在所述轮毂驱动器上的法兰轴颈的表面。在轴承件的轴承内圈转动地构造情况下，则优选如此设置，这是因为在此法兰轴颈优选延长超出轴承件的轴承外圈，并且可以沿径向或者沿轴向利用该延长部，以便布置可以将制动力经由法兰轴颈施加到轮毂上的阻塞件。

优选还设置如下，即，阻塞件是能够电动地、电磁地和/或机械地操纵的。如果所述阻塞件电动地构造，就可以获得特别高的效率。如果所述阻塞件能够机械地操纵的，则特别简单地构造和轻松的操作是可能的。

根据本发明另一有利设计方案，所述阻塞件包括单向离合器。单 向离合器，也标称为方向切换离合器，具有轴和外圈，其中，轴也可以构造为内圈。在轴与外圈之间布置锁定件，所述锁定件允许轴相对外圈沿一个方向(所谓的空转方向)转动，并且可以阻塞轴的、相对外圈沿反方向(所谓的阻塞方向)的转动。

如果单向离合器构造为机械的单向离合器，那么如下是可能的，驱动马达的控制可以建立车辆的推进，而无须与制动管理协调一致。

单向离合器还可以构造为例如可切换的单向离合器。在这种可切换的单向离合器中，锁定件可以进入断开位置(在该断开位置锁定件不工作)，也就是说，该锁定件能够不沿任何方向阻塞轴相对外圈的转动。在该断开位置中，轴可以沿两个方向相对外圈转动。在接合位置中，可转换的单向离合器具有如下形式的单向离合器的常见功能，即，轴相对外圈沿一方向的可转动性和沿反方向的转动的阻塞。

此外如下是可能的，即，单向离合器构造为抱簧式离合器(Schlingwandkupplung)、抱簧(Schlingwandfeder)或者绕簧式离合器(Schlingfederkupplung)。绕簧式离合器通常包括卷绕在轴或者圆柱形主体上的螺旋弹簧，该螺旋弹簧在一侧固定在驱动装置上。驱动效果建立在如下基础上，即，裹挟力矩随着每一匝基于摩擦而加强和累加。由此基于缠绕同样也可以加大摩擦带来的力。沿反方向出现较小的摩擦，弹簧略微加大了其直径，但是未展开。

此外，单向离合器还可以构造为楔块式单向离合器。应用楔块式单向离合器的优点是接触面加大的同时夹紧体的惯性较小。因而可以在较短的反应时间内承受较高的扭矩。

此外，单向离合器也可以构造为多盘离合器(Anti-Hopping-Kupplung)、爪式离合器(klauenkupplung)或者锥形离合器(konische Kupplung)。

根据本发明的另一个有利设计方案优选还设置如下，设置有第一单向离合器和第二单向离合器，其中，第一单向离合器和第二单向离合器能够经由切换拨叉彼此分开地激活。由此如下是可能的，即，分别为上坡行驶也为下坡行驶提供斜坡行驶协助。

此外，本发明还涉及一种机动车，尤其是电动车，其包括按照前述方式构造和改进的轮毂驱动单元。

附图说明

以下根据优选实施例结合附图详细阐释本发明。

图中：

图1示意性示出本发明轮毂驱动单元，改轮毂驱动单元包括本发明阻塞件的可能的定位；

图2是根据本发明的阻塞件的第一设计方案的示意图；

图3是根据本发明的阻塞件的第二设计方案的示意图；以及

图4是根据本发明的阻塞件的第三设计方案的示意图。

具体设计方案 

图1示出具有轮毂驱动器的根据本发明的轮毂驱动单元，该轮毂驱动器具有马达单元10和制动鼓12。轮毂驱动器经由轴承件14固定在轮毂20上，该轴承件14具有轴承外圈16和轴承内圈18。本发明根据本发明的、机械地构造的阻塞件(此处未示出)可以设置在例如轴承外圈16的周面22上，从而阻塞件就可以将制动力相对于轮毂20的旋转轴线24沿轴向施加到轴承外圈16的周面22上。此外，如下是可能的，即，阻塞件还可以设置在轴承外圈16的端面26上，从而阻塞件可以相对于轮毂20的旋转轴线24沿径向作用于轴承外圈16的端面26，以便可以将制动力施加到轴承外圈16上，进而由此施加到轮毂20上。如果轴承外圈16是可转动地构造，那么优选设置阻塞件在轴承外圈16上的布置方案。如果轴承内圈18可转动地构造，那么法兰轴颈 28可以延长超出轴承外圈16，从而如下也是可能的，即，将阻塞件设置到法兰轴颈28的周面30上或者端面32上，从而使得阻塞件可以相对于轮毂20的旋转轴线24沿径向或沿轴向可以直接作用于法兰轴颈28，进而可以间接作用于轮毂20。此外对此备选地，如下是可能的，即，阻塞件布置在制动鼓12上，其中，阻塞件优选设置在制动鼓的外周面34处、内周面36处或者端面38处。

图2示出根据本发明的阻塞件的第一个可能的实施方式的示意图，其中，构造为单向离合器的阻塞件40布置在轴承外圈16的周面22上。在此，单向离合器是滚子离合器，其可以从轮架侧由电磁操纵的阻塞装置42来锁止。在此，制动力的施加相对于轮毂20的旋转轴线24沿轴向进行。

图3示出根据本发明的阻塞件的另一可能的实施方式，其中，阻塞件40同样构造为滚子离合器形式的单向离合器，其中，阻塞装置42相对于轮毂20的旋转轴线24沿径向作用于阻塞件40，以便直接从轴承外圈16的周面22进而由此间接到轮毂20上产生制动力。在此，阻塞装置42以如下方式通过斜面和弹簧负载件实施，即，该阻塞装置42在过载时可以越过。

图4示意性示出根据本发明的阻塞件的第三个可能的实施方式，其中在此，阻塞件40具有两个单向离合器(第一单向离合器44和第二单向离合器46)，它们相对彼此平行地或者相继地设置在轴承外圈16的周面22上，其中，所述两个单向离合器44、46可以经由切换拨叉(Umschaltklaue)48不依赖于彼此地激活。由此如下是可能的，即分别针对上坡行驶和下坡行驶提供斜坡行驶协助。在此，相对于轮毂20的旋转轴线24沿径向，进行直接到轴承外圈16的周面22上的、并且间接到轮毂20上的制动力施加。

在去激活状态下，阻塞件40优选以如下方式分离，即，在车轮上 不产生摩擦力矩，进而由此不产生制动力。在激活状态下，优选构造为单向离合器的阻塞件40以单向离合器功能一起运转并且在如下时刻阻塞，即，在车辆从静止状态开始沿阻塞方向滚动时。在阻塞状态下，如下是可能的，即，通过解除联接，抬起阻塞件40进而由此取消阻塞件40的阻塞作用或者说阻塞件40的制动力作用。例如在如下情况下这是需要的，即，在驾驶员在坡上利用激活系统停住并且决定向后行驶。同样也会出现如下情况，即，机动车在下坡处驻车并且斜坡行驶协助用作驻车阻塞装置，并且为了继续行驶首先可能要向后行驶。在此，取消阻塞件40的阻塞等于松开了驻车制动器。

具有以机械地构造的、用于获得制动力作用的阻塞件40的根据本发明的轮毂驱动单元优选在电动车中使用。

附图标记列表 

10马达单元

12制动鼓

14轴承件

16轴承外圈

18轴承内圈

20轮毂

22周面

24旋转轴线

26端面

28法兰轴颈

30周面

32端面

34外周面

36内周面

38端面

40阻塞件

42阻塞装置

44单向离合器 

46单向离合器 

48切换拨叉

Claims (7)

1.用于驱动机动车车轮的轮毂驱动单元，所述轮毂驱动单元包括

轮毂驱动器，

所述轮毂驱动器具有轴承件(14)，所述轮毂驱动器经由所述轴承件布置在所述机动车的轮毂(20)上，

其特征在于，

所述轴承件(14)的外圈(16)具有法兰结构，所述轮毂驱动器通过所述法兰结构布置在所述轮毂(20)上，

所述轮毂驱动器具有构造为单向离合器的阻塞件(40)用于将坡上行驶辅助或驻车所需的制动力施加到所述轴承件(14)的外圈(16)上，所述阻塞件(40)设置在轴承件(14)外圈(16)的周面和/或端面上。

2.根据权利要求1所述的轮毂驱动单元，其特征在于，为了施加制动力，所述阻塞件(40)相对于所述轮毂(20)的旋转轴线(24)沿径向和/或沿轴向作用于所述轴承件(14)的表面(22、26)。

3.根据权利要求1所述的轮毂驱动单元，其特征在于，为了施加制动力，所述阻塞件(40)相对于所述轮毂(20)的旋转轴线(24)沿径向和/或沿轴向作用于设置在所述轮毂驱动器上的制动鼓(12)的表面(34、36、38)。

4.根据权利要求1所述的轮毂驱动单元，其特征在于，为了施加制动力，所述阻塞件(40)沿径向和/或轴向相对于所述轮毂(20)的旋转轴线(24)作用于布置在所述轮毂驱动器上的法兰轴颈(28)的表面(32)。

5.根据权利要求1至4之一所述的轮毂驱动单元，其特征在于，所述阻塞件(40)是能够电动地、电磁地和/或机械地操纵的。

6.根据权利要求1至4之一所述的轮毂驱动单元，其特征在于，所述阻塞件(40)包括第一单向离合器(44)和与其工作方向相反的第二单向离合器(46)，其中，所述第一单向离合器(44)和第二单向离合器(46)能够经由切换拨叉(48)彼此分开地激活。

7.一种电动车，其包括根据权利要求1至6之一所述的轮毂驱动单元。