CN102858578A - 传动系 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机动车辆的传动系，所述传动系具有用于选择性地锁定传动系的车位锁(46)、电动机(12)和驱动轴(34)，所述驱动轴(34)永久地驱动地联接到电动机并且经由分离式离合器(36)能够选择性地驱动地联接到机动车辆的至少一个车轮。能够通过共用的致动器(52)致动车位锁和分离式离合器。

Description

传动系
技术领域
本发明涉及机动车辆的传动系，所述传动系具有用于选择性地锁定传动系的车位锁，并且具有电动机和驱动轴，所述驱动轴永久性地驱动联接到电动机并且经由分离式离合器可选择性地驱动联接到机动车辆中的至少一个轮。
背景技术
上述类型的传动系具体地用在电动或混合动力车辆中。车位锁在这里用于在关闭发动机的状态下固定车辆。分离式离合器用于将电动机从车辆脱离，例如为了允许空转。在混合动力车辆的情况中，例如，当仅由内燃机以更高的速度驱动车辆时，将车轮和电动机分离可用于防止电动机也转动。但是，例如如果发生故障，为了能够使车轮和电动机之间的机械连接脱离，这样的分离式离合器在纯电动车辆中同样重要。
在机动车辆中，可用于传动系的总体空间通常非常有限。另外，车位锁和分离式离合器的相应功能必须一直有效。为致动车位锁和分离式离合器，传统上提供各自的致动器，这增加了传动系的制造成本并且还占用了相当大的总体空间。
发明内容
因此，本发明的目的是制造操作上可靠并同时具有简单紧凑的结构的传动系。
该目的通过一种机动车辆的传动系实现，所述传动系具有用于选择性地锁定传动系的车位锁并且具有电动机和驱动轴，驱动轴永久地驱动联接到电动机并且经由分离式离合器能够选择性地驱动联接到机动车辆的至少一个车轮，其中能够通过共用的致动器致动车位锁和分离式离合器。
根据本发明，能够通过共用的致动器致动车位锁和分离式离合器。因此，没有为两个所述功能单元中的每一个提供单独的致动器。用于致动车位锁和分离式离合器两者的共用致动器的使用减少了所需部件的数量，这对传动系的制造和装配成本具有有利的影响。另外，根据本发明的传动系能够比已知构造的可比较的传动系具有更紧凑的设计。
能够在轴向上、尤其沿着共用轴线致动车位锁和分离式离合器。
可共轴地布置车位锁、分离式离合器和/或驱动轴。
为了确保传动系一直可靠运行，致动器可配置成使得仅在分离式离合器处于闭合状态时才可以致动车位锁。这用于确保当车位锁接合时车轮自动联接到驱动轴。这在车位锁布置成使得其通过锁定电动机或驱动轴来引起传动系的锁定时特别重要，原因在于在无上述的自动安全功能的情况下，虽然车位锁在起作用并且所述部件被锁定，但是车轮能够在分离式离合器打开的情况下自由旋转。
具体地，用于致动车位锁的致动运动和用于打开分离式离合器的致动运动在相反的方向上取向。
分离式离合器可包括可轴向横移的离合器部分，该离合器部分被分配到车桥部分，所述车桥部分抗扭地联接到机动车辆的车轮。例如，所述离合器部分具有套筒状设计并且通过直线轴承联接到车桥部分使得它抗扭但可轴向横移。
致动器可包括可轴向移位的滑套，所述滑套部分地围绕驱动轴并且能够被传动轴移动，驱动轴至少部分地共轴引导传动轴。换句话说，当在径向上观察时，驱动轴至少部分地布置在滑套和传动轴之间。在滑套的执行机构的简单设计配置中，滑套通过至少部分在径向上延伸的销联接到传动轴，使得其可轴向移位。
为致动分离式离合器，滑套能够直接或间接地选择性联接到分离式离合器的可轴向横移的离合器部分，以便使离合器部分轴向移动。
致动器可包括弹性元件，该弹性元件用于产生引起分离式离合器的闭合的偏压。例如，弹性元件是弹簧，其经由传动轴和滑套作用在可轴向横移的离合器部分上，并且在没有致动器的任何主动致动的情况下将其压入到分离式离合器的闭合状态中。
例如，电动机与驱动轴的节约空间的联接机构可包括行星变速器。该实施方式证明是有利的，特别是在转子和驱动轴共轴布置的情况中，其中所述轴至少部分地延伸通过转子。
如果车位锁被配置成使得车位锁的致动引起行星变速器的锁定，则实现了传动系的有效锁定。
根据一个实施方式，车位锁包括车位锁套筒，车位锁套筒抗扭地连接到电动机的转子。如果转子例如进一步地联接到体现为减速传动装置的行星变速器的太阳轮使得其抗扭，而驱动轴联接为使得其旋转安装到行星变速器的行星架-或者反之亦然，则能够通过利用车位锁的致动将车位锁套筒直接联接并旋转安装到驱动轴来引起传动系的锁定。在该情况中，由于例如两级式行星齿轮提供了行星变速器的减速，所以绕过了行星变速器的“输入”和“输出”并且阻止了有关部件的旋转。
车位锁套筒能够通过套筒联接到驱动轴，所述套筒能够通过滑套选择性地轴向横移，并且抗扭地联接到驱动轴，并且能够与车位锁套筒接合。
在很多情形中，可用于具有后桥电驱动器的车辆中的电驱动器的总体空间是非常有限的，原因在于机动车辆的离地距离要求。所要求的车桥运动学及由此形成的车桥结构施加了进一步的约束，这限定了为传动系提供的总体空间。根据另一实施例，电动机因此包括定子和转子，车位锁和分离式离合器至少部分地（尤其是整个地）布置在转子中。车位锁和分离式离合器到转子内部的至少部分整合导致了传动系的非常紧凑的配置，特别是在电动机的轴向上观察时。此外，传动系的功能部件的空间接近还产生了最优化的“组件”，这也比传统的传动系更易于装配。
根据一个实施方式，转子为空心轴，驱动轴至少部分地延伸通过空心轴。空心轴也可容纳车位锁和分离式离合器。
本发明进一步涉及具有前桥和后桥并且具有根据上述实施方式中的至少一个的传动系的机动车辆，其中前桥和/或后桥分别包括两个驱动轴，每两个驱动轴配属一个独立的电动机。换句话说，单独的传动系分配到前桥和/或后桥中的每个半轴，使得传动力矩能够具体且独立地传递到相应车桥的各个车轮，这也称为“力矩矢量”。另外，利用该配置，相比于每车桥仅具有一个电动机或者甚至仅具有一个电动机来用于推进机动车辆的机动车辆，可以使用更为紧凑的电动机。
本发明的另外的实施方式列举在权利要求、说明书和附图中。
附图说明
仅以示例方式基于参照附图的有利实施方式来说明本发明，在图中：
图1示出了具有用于致动分离式离合器和车位锁的致动器的本发明传动系实施方式，
图2示出了致动器的实施方式，其中分离式离合器闭合并且车位锁处于无效状态，
图3示出了图1中所示的致动器的实施方式，其中分离式离合器打开并且车位锁处于无效状态，以及
图4示出了图2中所示的致动器，其中车位锁处于有效状态。
具体实施方式
图1示出了具有电动机12的传动系10。电动机12用于驱动机动车辆的后桥的半轴。后桥具有对称的构造，也就是说，电动机被同样地分配到后桥的另一个半轴（未示出）。由于单独的电动机因此被分配到与后桥相连的车轮（未示出）中的每个，所以可以单独地且彼此分开地将传动力矩供给这些车轮。这允许“力矩矢量”，即具体针对行驶情况的向后桥车轮的传动力矩分配，以便能够使机动车辆的驱动动力适应任意给定时刻存在的状态。
电动机12包括定子14和转子16。转子16通过轴承18支撑在壳体20中。
由电动机12产生的传动力矩从转子16经由空心轴部分22传递到行星变速器24。行星变速器24包括太阳轮26，太阳轮26连接到空心轴部分22并且与第一行星齿轮28啮合。第一行星齿轮28旋转地安装到第二行星齿轮28'，第二行星齿轮28'具有比第一行星齿轮28更小的直径。第二行星齿轮28′与齿圈30啮合，齿圈30安装为使得其不能在壳体20中旋转。行星齿轮28、28'一起形成两级行星轮28″，其可旋转地布置在行星架32上。借助于行星齿轮28″的两级构造，行星变速器24成为减速传动装置，其通过太阳轮26的传动运动引起行星架32的齿轮减速传动。
行星架32旋转地安装到中间轴34，中间轴34共轴地延伸到转子16之中并且实际上在其纵向范围内直接通过后者。分离式离合器36布置在中间轴34的远离行星变速器24的端部处。体现为爪式离合器的分离式离合器36包括离合器部分38，离合器部分38旋转地安装到中间轴34并且能够选择性地联接到可轴向移位的离合器部分38'。分离式离合器36示出为处于闭合状态。
通过直线轴承40，离合器部分38'连接为使得它可轴向移位但旋转地安装到车桥部分42，车桥部分42延伸到转子16之中并且又与凸缘44一体形成用于安装机动车辆的车轮。车桥部分42由轴承18'支撑在转子16中。
传动系10能够由车位锁46锁定，例如为了防止机动车辆在停放时溜车。车位锁46包括旋转地安装到转子16的车位锁套筒48和套筒50，套筒50通过直线轴承40'与中间轴34相联使得其可轴向移位但被旋转地固定。
如可轴向横移的离合器部分38'那样，套筒50能够通过致动器52在电动机12的和中间轴34的旋转轴线R的轴向上移位。由通过销56与可轴向移位的滑套58相联的传动轴54可产生该移动。滑套58直接连接到套筒50。通过利用滚球59的选择性联接实现分离式离合器36的致动，所述滚球59具有压力套管60，压力套管60又连接到离合器部分38'。
在下面更详细地说明致动器52的工作原理。
图2示出了致动器的略微修改的实施方式52'。具体地，与致动器52中的形成对比，中间轴34仅具有一个长孔62，销56延伸通过长孔62。但是，在功能上，致动器52、52'基本相同。原则上，可提供任意数量的销56和相应的长孔62。
在图2中，致动器52'限定了分离式离合器36的闭合位置。车位锁46是打开着的。为打开分离式离合器36，滑套58必须从图2中所示的位置移位到左侧。通过传动轴54的适当平移运动来产生该移位，经由销56将平移运动传递到滑套58。通过未更详细地示出的机构产生共轴地延伸穿过中间轴34的传动轴54的致动滑套58所需的运动。
当传动轴54移动到左侧时，必须克服由弹簧64产生的弹簧力，因为弹簧64产生了偏压，只要致动器52'未推动打开运动，该偏压将分离式离合器36以及车位锁46保持在闭合位置中。
当滑套58移动到左侧时，压力套管60同样地移动到左侧，原因在于滑套58压靠于与压力套管60相连的护环66。压力套管60又压靠于布置在离合器部分38'上的护环66'。如已经描述的，离合器部分38'能够轴向横移，使得从图2中所示情形开始的滑套58向左侧的致动运动引起离合器部分38'向凸缘44的运动，使得离合器部分38、38'的卡爪68脱离。然后，车桥部分42从电动机12分离。在图3中通过致动器52示出该状态。
为了闭合分离式离合器36，滑套58再次向右侧移动。基于暗示性的理解，基本上也可设置多个滚球59，具体地，多个滚球59布置成在周向上均匀分布，压力套管60通过滚球59联接到滑套58并且从而也向右侧移动。在离合器部分38、38'完全接合并且离合器部分38'不可再进行轴向运动时，压力套管60向右侧的进一步运动也被锁定。然后再次达到图2中所示的状态。
如果发生滑套58向右侧的进一步移动，则滚球59被径向向内按压，从而关于轴向上的运动解除压力套管60与滑套58的联接。
图4示出了车位锁46的有效状态。为使车位锁46有效，滑套58从图2中所示的情形开始向右侧进一步移动。在向右侧的移动中，滑套58载运套筒50，套筒50位于肩部70之上，肩部70与套筒50上的相应腹板72相互作用。滑套58和套筒50的联合横移表示后者与车位锁套筒48接合。如已经描述的，由于这是旋转地安装到转子16，行星变速器24被绕过，也就是说，行星架32和太阳轮26最后彼此相联并彼此旋转地安装。由于行星变速器24借助于行星齿轮28、28'的不同直径而作为减速传动装置，则例如在如下情形时发生锁定：例如由于作用于车辆的、车辆驻停的停车场的斜坡导致的坡度阻力使得转矩作用在行星架32上。
图4图示了只有当分离式离合器36也闭合时可以致动车位锁46。这形成了传动系10的可靠且安全的构造。
为了打开车位锁46，滑套58从图3所示的情形开始向左侧移位，其中滑套通过与之接附的护环66″随其载运套筒50。藉此，解除套筒50和车位锁套筒48之间的抗扭式连接，并且不再锁定行星变速器24。
从上文的说明能够看出，致动器52、52'首先确保了传动系10的可靠运行，原因在于能够仅以定义明确的方式致动分离式离合器36和车位锁46。
而且，致动器52、52'的构造非常稳健，因为共轴地布置了轴向可移动的部件。这也导致了致动器52、52'的紧凑的、径向“嵌套的”构造。致动器52、52'的紧凑构造允许其整个地布置在转子16中，转子16又提供了总体传动系10的尤其在轴向上的紧凑构造。致动器52、52'进而被保护在转子16内。
如上所述的传动系10的构造基本上提供了易于装配在车辆中的模块。也就是说，传动系10将动力单元和安全相关的功能单元两者组合在一个紧凑的“组件”中。这也使得可以将单独的传动系10分配到车辆车桥的每个车轮。
除上述的优点之外，传动系10的进一步显著特征在于有成本效益的构造，因为仅要求一个致动器52、52'用于致动分离式离合器36和车位锁46两者。在降低制造和装配成本之外，藉此也使整个系统不易发生故障。
附图标号列表
10         传动系
12         电动机
14         定子
16         转子
18,18'     轴承
20         壳体
22         空心轴部分
24         行星变速器
26         太阳轮
28,28',28″行星齿轮
30         齿圈
32         行星架
34         中间轴
36         分离式离合器
38,38'     离合器部分
40,40'     直线轴承
42         车桥部分
44         凸缘
46         车位锁
48         车位锁套筒
50         套筒
52,52'     致动器
54         传动轴
56         销
58         滑套
59         滚球
60         压力套管
62         长孔
64         弹簧
66,66',66″护环
68         卡爪
70         肩部
72         腹板
R          旋转轴线

Claims (17)

1.一种机动车辆的传动系，所述传动系具有用于选择性地锁定所述传动系的车位锁(46)，并且具有电动机(12)和驱动轴(34)，所述驱动轴(34)永久地驱动联接到所述电动机(12)并且经由分离式离合器(36)能够选择性地驱动联接到所述机动车辆的至少一个车轮，其中能够通过共用的致动器(52,52')致动所述车位锁(46)和所述分离式离合器(36)。
2.如权利要求1所述的传动系，
其特征在于，
能够在轴向上，尤其沿着轴线(R)来致动所述车位锁(46)和所述分离式离合器(36)。
3.如权利要求1或2所述的传动系，
其特征在于，
共轴地布置所述车位锁(46)、所述分离式离合器(36)和/或所述驱动轴(34)。
4.如前述权利要求中至少一项所述的传动系，
其特征在于，
所述致动器(52,52')被配置成使得只有当所述分离式离合器(36)处于闭合状态时才可以致动所述车位锁(46)。
5.如前述权利要求中至少一项所述的传动系，
其特征在于，
用于致动所述车位锁(46)的致动运动和用于打开所述分离式离合器(36)的致动运动在相反的方向上取向。
6.如前述权利要求中至少一项所述的传动系，
其特征在于，
所述分离式离合器(36)包括可轴向移动的配属于车桥部分(42)的离合器部分(38')，所述车桥部分(42)抗扭地联接到所述机动车辆的车轮。
7.如前述权利要求中至少一项所述的传动系，
其特征在于，
所述致动器(52,52')包括可轴向移位的滑套(58)，所述滑套(58)部分地围绕所述驱动轴(34)并且能够被传动轴(54)移动，所述驱动轴(34)至少部分地以共轴方式引导所述传动轴(54)。
8.如权利要求7所述的传动系，
其特征在于，
所述滑套(58)通过至少部分在径向上延伸的销(56)可轴向移动地联结到所述传动轴(54)。
9.如权利要求7或8和权利要求6所述的传动系，
其特征在于，
所述滑套(58)能够选择性地联结到所述分离式离合器(36)的可轴向移动的离合器部分(38')，以便使所述离合器部分(38')轴向移动。
10.如前述权利要求中至少一项所述的传动系，
其特征在于，
所述致动器(52,52')包括弹性元件(64)，通过所述弹性元件(64)可产生偏压，所述偏压引起所述分离式离合器(36)的闭合。
11.如前述权利要求中至少一项所述的传动系，
其特征在于，
连接所述电动机(12)与所述驱动轴(34)的驱动联接机构包括行星变速器(24)。
12.如权利要求11所述的传动系，
其特征在于，
所述车位锁(46)被配置成使得所述车位锁(46)的致动引起所述行星变速器(24)的锁定。
13.如权利要求11或12所述的传动系，
其特征在于，
所述车位锁(46)包括与所述电动机(12)的转子(16)抗扭连接的车位锁套筒(48)。
14.如权利要求13所述的传动系，
其特征在于，
所述车位锁(46)包括套筒(50)，所述套筒(50)通过所述滑套(58)可选择性地/轴向地移动，并且抗扭地联接到所述驱动轴(34)，并且所述套筒(50)能够与所述车位锁套筒(48)接合。
15.如前述权利要求中至少一项所述的传动系，
其特征在于，
所述电动机(12)包括定子(14)和转子(16)，其中，所述车位锁(46)和所述分离式离合器(36)至少部分地，尤其是全部地布置在所述转子(16)中。
16.如权利要求15所述的传动系，
其特征在于，
所述转子(16)为空心轴，所述驱动轴(34)至少部分地以共轴方式延伸通过所述空心轴。
17.一种机动车辆，尤其是具有前桥和后桥以及如前述权利要求中至少一项所述的传动系的机动车辆，其中，所述前桥和/或所述后桥分别包括两个驱动轴(34)，所述每两个驱动轴(34)配属一个独立的电动机(12)。
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