CN104185565B - 具有电机的驱动组件和具有这种驱动组件的机动车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于多轮轴驱动式机动车辆的电动驱动组件,机动车辆包括内燃机、具有用于驱动后轮轴的输出轴的多级变速器,以及可以可选地驱动的前轮轴。驱动组件包括电机(6)、传动性地连接到电机(6)上的减速传动装置(7)、传动性地连接到减速传动装置(7)上且可传动性地连接到用于驱动前轮轴的前推进轴(65)上的传动轴(9),以及壳体(5),电机(6)和减速传动装置(7)布置在壳体(5)中。壳体(5)包括连接器件(16),以将驱动组件(2)连接到多级变速器上。电动驱动组件设计成使得在电动驱动组件安装在多级变速器(56)处的情况下,后推进轴(57)可至少间接地连接到多级变速器的输出轴上,以驱动后轮轴。此外,本发明涉及具有这种传动系组件的机动车辆。

Description

具有电机的驱动组件和具有这种驱动组件的机动车辆
技术领域
本发明涉及用于包括两个驱动源的多轮轴驱动式机动车辆的电动驱动组件,以及具有这种电动驱动组件的机动车辆。具有两个驱动源的驱动概念也称为混合驱动,并且这样配备的机动车辆也称为混合车辆。内燃机大体设为第一驱动源,并且电机设为第二驱动源。内燃机和电机可各自自己或在彼此叠加时联合起来驱动机动车辆。
背景技术
混合驱动的优点在于,内燃机可在有利效率范围中更频繁地运行更长的时间段。当车辆加速时,内燃机和电机可联合运行。在车辆的制动和巡航期间,制动能量的一部分可被回收和存储在蓄能器中。更具体而言在市内交通中和在下坡行驶期间,能量回收有助于减少燃料消耗。如果不需要或仅需要少量驱动动力,则内燃机可完全关闭。在巡航期间,在静态状况下或在利用充好电的蓄能器以低速行驶时(例如在停泊车辆时)可能是这样。
通常,内燃机传动性地连接到多级变速器上,多级变速器将内燃机产生的扭矩传递到传动系。在机动车辆仅由后轮轴驱动的情况下,扭矩由多级变速器通过推进轴传递到后轮轴差速传动件。后轮轴差速传动件将引入的扭矩分配到用于驱动轮的两个输出轴,两个输出轴相对于彼此具有差速作用,即如果两个输出轴中的一个较快地旋转,则两个输出轴中的另一个对应地较慢地旋转,并且反之亦然。在全轮驱动机动车辆的情况下,中心差速器连接在多级变速器下游,以便将引入的扭矩的一部分传递到后轮轴,并且将扭矩的一部分传递到前轮轴。
根据DE 199 19 454 A1,已知一种机动车辆驱动组件具有内燃机、齿轮变换组件和电机。内燃机通过万向轴来驱动后轮。电机可通过单独的联接件和传动轴传动性地连接到前轮上。电机的转子通过连接传动件而连接到单独的联接件上。
US 2006/0113127 A1提出了一种混合机动车辆,其具有内燃机、电动主马达和电动辅马达。电动主马达布置在多级变速器的后端处,电动主马达的输出轴传动性地连接到多级变速器的输出轴上。电动辅马达布置成邻接内燃机,并且通过带传动件连接到曲柄轴上。两个电机各自连接到电池上。
根据DE 10 2008 037 886 A1,已知一种驱动组件用于由多个轮轴驱动的机动车辆。驱动组件包括分动箱,其将驱动单元引入的扭矩传递到后传动系和前传动系。后传动系永久性地传动性地连接到分动箱上,以便能够永久地将扭矩传递到后轮轴。前传动系可以可选地传动性地连接到分动箱上,以将扭矩传递到前轮轴。
特别在后轮轴驱动式机动车辆具有沿纵向布置的内燃机的情况下,结合用于混合驱动的电机通常是复杂的,因为可获得的安装空间有限。另外,可能需要对混合驱动件必须附连到其上的固定构件执行昂贵的重新设计过程,因此增加了变动量和相关成本。
因此本发明的目标是,提供用于多轮轴驱动式机动车辆、更具体而言具有沿纵向安装的内燃机的机动车辆的电动驱动组件,所述电动驱动组件具有紧凑设计且可容易地结合在可用的安装空间中。此外,目标是提供包括这种电动驱动组件的多轮轴驱动式机动车辆。
发明内容
目标通过提供用于多轮轴驱动式机动车辆、相应地四轮驱动式机动车辆的电动驱动组件来实现,机动车辆包括内燃机、具有用于驱动后轮轴输出轴的多级变速器,以及可以可选地驱动的前轮轴,所述电动驱动组件包括电机、传动性地连接到电机上的减速传动装置、传动性地连接到减速传动装置上且可连接到用于驱动前轮轴的前推进轴上的传动轴,以及壳体,电机和减速传动装置布置在壳体中,其中壳体包括连接器件,以将壳体连接到多级变速器上,其中电动驱动组件设计成使得在电动驱动组件安装在多级变速器处的情况下,后推进轴可至少间接地连接到多级变速器的输出轴上,以驱动后轮轴。在当前情况下,用语“传动性地连接”包括所述元件能够例如通过布置在传动系内的联接件传动性地彼此连接。
优点在于,电动驱动组件也可容易地结合在具有沿纵向安装的内燃机和主要驱动的后轮轴的现有的机动车辆概念中。为了这个目的,也可称为混合齿轮箱或混合驱动件的驱动组件可容纳在安装空间中,在具有全轮驱动的机动车辆模型中,该安装空间本来用于分动箱或全轮驱动件。驱动组件可通过适当的连接器件连接到多级变速器的壳体上,例如通过凸缘连接或螺栓连接。因而能够使用分动箱的本来用于全轮驱动件的连接区域、相应地附连点。这是有利的,因为不需要机动车辆结构、多级变速器或连接器件有任何设计变化,这对设计和生产有有利的作用。要理解,也可称为主变速器的多级变速器可设置成自动或手动变速器的形式,这取决于需要。另一个优点在于,电机和减速传动装置结合到共同的壳体中。两个构件形成具有紧凑设计的单元。通过将两个构件共同布置在一个单个壳体中,实现了轻重量的单元,并且另外,能够减少生产和组装成本。
优选地,电动驱动组件构造成使得(相应地包括器件,所述器件构造成使得)在电动驱动组件安装到多级变速器上的情况下,后推进轴可至少间接地传动性地连接到多级变速器的输出轴上。换句话说,推进轴可连接到变速器轴上,以在电动驱动组件已经安装到多级变速器上时的情况下进行扭矩传递。
根据第一实施例,所述器件可包括贯通式传动轴,以通过壳体而传递扭矩。在这个情况下,推进轴间接地通过贯通式传动轴传动性地连接到多级变速器上。贯通式传动轴支承在壳体中,以便可围绕旋转轴线旋转。在一端处,贯通式传动轴包括输入部件,以传动性地连接到多级变速器的输出轴上。在另一端处,贯通式传动轴包括输出部件,以传动性地连接到后推进轴上。考虑到单元的安装空间的尺寸,将电动驱动件和贯通式传动件结合在共同壳体中是特别有利的。在贯通式传动件和电机的活动部件之间,仅存在电机的壁,使得电机可布置成紧邻贯通式传动件。这有利地影响组件的尺寸,使得因而能够将组件布置在这个位置(而非分动箱),即在动力路径中布置在多级变速器后面、相应地在其下游。在输入部件的区域中,贯通式传动轴借助于第一轴承可旋转地支承在壳体中,并且更具体而言,推荐的是,将第一轴承布置成相对于电机的第一端部面沿轴向偏移。如果电机安装有向前指向的轴颈,则第一轴承优选与轴颈交迭。在输出部件的区域中,贯通式传动轴借助于第二轴承可旋转地支承在壳体中,第二轴承优选相对于电机的第二端部面沿轴向偏移。
取决于安装空间状况,容许在电动驱动组件安装到多级变速器上的情况下在推进轴和多级变速器之间实现传动连接的所述器件也可设置成不同于贯通式传动轴的形式。例如,所述器件可设置成具体而言壳体的环形或C形固定臂或支架的形式。固定臂可通过固定器件稳固地连接到多级变速器的壳体上。在这个实施例中,推进轴必须直接地连接到多级变速器的输出上,推进轴以相对于固定臂没有接触的方式延伸通过固定臂、相应地穿过固定臂。
电机包括纵向轴线,其可由轴颈的旋转轴线限定。在优选的实施例中,电机的纵向轴线布置成离贯通式传动轴的旋转轴线有距离,更具体而言使得电机和贯通式传动轴之间的距离尽可能地短。两个轴线优选至少大致彼此平行延伸。这表示所述轴线可彼此平行延伸,但是它们也可在一定距离处彼此交叉,其中如果在所述两个斜轴线之间的最短距离的方向上看的话,包含在轴线之间的角度可高达10°。此外,根据有利实施例,推荐的是,电机的纵向轴线布置成离传动轴的旋转轴线有距离。更具体而言,推荐的是,传动轴的旋转轴线对准成使得能够与前推进轴实现刚性附连。照这样,能够在推进轴中没有旋转接头(诸如万向接头)的情况下进行,这对成本具有有利作用。传动轴的旋转轴线和电机的纵向轴线可至少大致彼此平行延伸,上面的定义也适合这个情况。总之,所述实施例实现电动驱动组件的紧凑设计。
电机可用作将电能转换成机械能的马达,或用作将机械能转换成电能的发电机。当用作马达时,电机驱动前轮轴。这可与驱动后轮轴同时进行,即在与后轮轴被内燃机驱动的同时,前轮轴被电动马达驱动。这个运行模式可选择来例如使机动车辆加速。但是,借助于电动马达驱动前轮轴也可独立于驱动后轮轴而进行,即前轮轴可在后轮轴不被驱动的情况下被驱动。例如为了停泊车辆或当在所谓的停停走走的模式中驾驶车辆时,可选择这个运行模式。当用作发电机时,电机被前轮轴驱动,机械能转换成电能。这个运行模式可例如在对机动车辆制动时使用,使得可回收制动能量。在将电机用作发电机时产生的电能存储在蓄能器中,蓄能器布置在机动车辆中且电连接到电机上。电机优选包括最大60伏的标称电压,更具体而言48伏的标称电压。电机因而有利地包括紧凑的尺寸,并且其可结合到机动车辆的车载电力供应系统中。
为了实现电机的快速和可变控制以及使电机的性能特性最佳地适于需要的轮轴力矩,有利的是在电机和前轮轴之间的传动系中提供可在外部控制的联接件。照这样,可根据需要控制可传递到前轮轴的扭矩、相应地制动力矩。联接件优选在电动驱动组件的壳体内部布置在电机和减速传动装置之间的动力路径中或在减速传动装置和传动轴之间的动力路径中。借助于联接件,可按照需要选择性地开始或中断电机和传动轴之间的扭矩传递。要理解,备选地或另外,另外的联接件可在电动驱动组件之外设置在前传动系中,例如在前推进轴中,在前轮轴差速器处或中,或在一个或两个前轮轴侧部轴中。
根据另一个实施例,联接件的第一部件以在旋转方面固定的方式连接到减速传动装置的输出部件上。联接件的第二联接部件传动性地连接到电动驱动组件的驱动轴上。可以可选地使两个联接部件彼此接合或彼此脱开,使得可开始或中断对前轮轴的扭矩传递。根据优选的实施例,联接件设置成贴合锁定(form-locking)联接件的形式,即提供了可彼此接合或脱开的第一和第二贴合锁定器件。贴合锁定联接件的示例为爪式联接件、带齿联接件或爪形离合器。但是,要理解,联接件也可具有不同的设计,例如呈摩擦板联接件的形式。
联接件优选由电子控制单元根据行驶状况或行驶动态性控制。为了促动联接件,提供了促动器,更具体而言,可以机电或电磁的方式促动促动器。但是,也可设想使用气动或液压促动器。
电机传动性地连接到减速传动装置上或可传动性地连接到减速传动装置上。减速传动装置减慢电动马达产生的旋转运动,即传动装置输出部件的旋转速度比传动装置输入部件的旋转速度更慢。减速传动装置优选设置成单级圆柱形传动装置或斜面体传动装置。与此相关,圆柱形传动装置表示具有圆柱形齿轮的传动装置,圆柱形齿轮包括直啮合(正齿轮)或斜啮合(螺旋齿轮)。如果在传动装置的输入和输出之间存在大致90°的角度偏移,则也可使用准双曲面齿轮。特别有利的是减速传动装置具有为四至六的减速比,优选大致为五。备选地,减速传动装置也可包括具有对应的减速比的传动链或带。
根据优选的实施例,电动驱动组件的壳体包括扭矩支承器件,其用于将电动驱动组件、相应地包括电动驱动组件的发动机-变速器单元连接到固定构件(例如车辆本体)上,以及支承反作用力矩。另外,扭矩支承器件具有减震和噪音隔离功能。扭矩支承器件优选包括轴套,保持和减震部件插入轴套中以连接到车辆本体上。根据有利实施例,推荐的是,扭矩支承器件和传动轴在电动驱动组件安装好的状况中布置成至少关于电动驱动组件的中心纵向面大致对称。特别有利的是由贯通式传动轴的旋转轴线和传动轴的旋转轴线形成的第一平面和贯通式传动轴和扭矩支承器件的轴线形成的第二平面包含大致90°±15°的角度。照这样,实现了紧凑设计的电动驱动组件,以及良好地结合到现有的车辆结构中。
此外,上面提到的目标通过提供一种多轮轴驱动式机动车辆来实现,其包括可通过后推进轴驱动的后轮轴、可通过前推进轴驱动的前轮轴、沿纵向布置的内燃机、传动性地连接到内燃机上的多级变速器和可设置成上面提到的实施例中的一个或若干个的形式的电动驱动组件。推荐的是,电动驱动组件的壳体通过连接器件稳固地连接到多级变速器的壳体上,其中后推进轴在穿过壳体时至少间接地传动性地连接到多级变速器的输出轴上,并且电动驱动组件的传动轴通过前推进轴传动性地连接到前轮轴上。
这导致有结合创造性电动驱动组件提到的优点,在此程度上,这里对创造性电动驱动组件进行参照。电动驱动组件设计成紧凑的,使得其可容易地结合到具有沿纵向内置的内燃机和主要驱动的后轮轴的车辆的现有机动车辆结构中。关于在电动驱动组件和车辆之间的接口,不需要任何或几乎任何自适应性措施,这对设计和生产工作和成本有有利作用。如上面描述,壳体的穿透可通过贯通式传动轴来实现,贯通式传动轴的输入部件连接到多级变速器的输出轴上,并且其输出部件连接到后推进轴上。但是,推进轴也能够穿过壳体的孔口和直接地连接到多级变速器的输出轴上。
前轮轴包括前轮轴差速器和两个侧部轴,以驱动前轮。前轮轴差速器件将前推进轴引入的扭矩分配到两个侧部轴。为了这个目的,差速器包括传动性地连接到推进轴的输入,以及各自传动性地连接到相应的侧部轴上的两个输出。根据可行实施例,至少一个联接件可布置在电动驱动组件的传动轴和两个前轮之间的传动系中。通过打开至少一个联接件,轮的旋转运动可与传动系的其余部分脱开,使得减少摩擦损失。联接件可布置在差速器的内部,例如在输入部件(环齿轮)和差速器支架之间,或布置在差速器之外,例如在输出部件(侧部轴齿轮)和侧部轴之间,或在侧部轴和轮之间的轮毂的区域中。
根据优选的实施例,在差速器的输入和两个输出之间提供为三至五的减速比,优点在于一方面减速传动装置的减速比和另一方面前轮轴差速器的减速比可共同用于设定电机的旋转速度和前轮轴的旋转速度之间所需要的总减速比。例如,如果适当地选择前轮轴差速器的减速比,则能够仅仅利用电动驱动组件的单级减速传动装置在电机和前轮轴之间实现18至22的总减速比i。因为减速传动装置需要仅一级,所以其具有特别紧凑的形状,这又对整个电动驱动组件的尺寸有积极作用。
特别有利的是使用具有60或48伏的标称电压的电机,其可容易地结合在机动车辆的车载供应系统中。在这种程度上,除了用作前轮轴的驱动件,电机也可用作用于机动车辆的所有电力单元的功率供应。
附图说明
将在下面参照附图来阐述本发明的优选的实施例,其中
图1显示第一实施例中的创造性电动驱动组件
a)为从后面成角度地看到的透视图,
b)为从前面成角度地看到的透视图,
c)为类似于图1b的透视图,其中壳体部件被剖开,
d)为通过贯通式传动件、电机和传动轴的轴线的纵向截面。
图2是具有根据图1a)至1d)的创造性电动驱动组件的机动车辆的示意图。
图3是第二实施例中的具有创造性电动驱动组件的机动车辆的示意图。
图4是第三实施例中的具有创造性电动驱动组件的机动车辆的示意图。
图5是第四实施例中的具有创造性电动驱动组件的机动车辆的示意图。
图6是第五实施例中的具有创造性电动驱动组件的机动车辆的示意图。
图7是第六实施例中的具有创造性电动驱动组件的机动车辆的示意图。
部件列表
2电动驱动组件
3贯通式传动件
4电动驱动件
5壳体
6电机
7减速传动装置
8联接件
9传动轴
12促动器
13壳体部件
14壳体部件
15连接器件
16连接器件
17轴承
18轴承
19轴密封件
20轴密封件
21密封件
22第一端
23第二端
24齿槽(spline)
25第二端
26凸缘部分
27齿槽
28传动轴颈
29小齿轮
30齿轮
31毂
32轴承
33套管凸出部
34内部面
35轴承衬套
36凸缘部分
37支承面
38轴承
39密封环
41输出轴
42第一联接部件
43第二联接部件
44齿槽
45调档叉
46环形凹槽
47扭矩支承器件
48轴套
49传动系组件
50机动车辆
51第一传动系
52后轮轴
53前轮轴
54内燃机
55主离合器
56多级变速器
57后推进轴
58后轮轴差速器
59侧部轴
60侧部轴
61差速传动件
62轮
63轮
64第二传动系
65第二推进轴
66侧部轴
67侧部轴
68轮
69轮
A旋转轴线
B旋转轴线
C轴线。
具体实施方式
将在下面共同描述的图1a)至1d)显示创造性电动驱动组件2。电动驱动组件2可在多轮轴、相应地全轮驱动式机动车辆(本文未显示)中使用,该机动车辆包括由作为主要驱动件的内燃机驱动的后轮轴,以及可以可选地驱动的前轮轴。后轮轴由后推进轴驱动,后推进轴传动性地连接到机动车辆的多级变速器上。前轮轴通过前推进轴驱动,前推进轴传动性地连接到电动驱动组件2上。形成辅助驱动件的电动驱动组件2可固定到机动车辆的多级变速器上,更具体而言固定到多级变速器的后部部分上。
电动驱动组件2包括电机6、减速传动装置7、可选地可用促动器在外部控制的联接件8,以及传动轴9。所述构件中至少减速传动装置7和电机6布置在公共壳体5中且形成紧凑单元。减速传动装置会减慢电机6产生的旋转,即传动装置输出部件的旋转速度比传动装置输入部件的旋转速度更慢。电机6和减速传动装置7也结合起来称为电动驱动件4。此外,电动驱动组件2包括器件3,其设计成使得在电动驱动组件2安装在多级变速器上的情况下,后推进轴可传动性地连接到多级变速器的输出轴上。
联接件8用于将电机4可选地传动性地连接到传动轴9,并且相应地,连接到机动车辆的前轮轴。联接件8由电子控制单元(示意性地示出)相应地根据行驶动态性和扭矩需要来控制。为了促动联接件8,提供促动器12,在当前实施例中,其设置成电磁促动器的形式。要理解,也可使用其它类型促动器,例如机电、气动或液压促动器。可由促动器12控制的联接件8可用于选择性地实现或中断从电动驱动4到前轮轴的扭矩传递。在这个程度上,联接件8用作所谓的悬挂式(hang-on)联接件,用于可选地驱动机动车辆的第二前轮轴。
驱动组件2的壳体5分成两个部分,并且包括第一壳体部件13和第二壳体部件14,第一壳体部件13和第二壳体部件14可通过适当的螺栓连接件15彼此连接。两个壳体部件13、14的连结平面与贯通式传动件3的旋转轴线A和传动轴9的旋转轴线C相交。因此,能够沿轴向安装所述构件。第二壳体部件14包括附连器件16,例如,其可设置成凸缘凸出部,并且构造成通过适当的螺栓连接件连接到机动车辆的多级变速器上。在图2至6中显示固定到多级变速器56上的电动驱动组件2的安装好的状况。为了密封多级变速器和旋转构件之间的连结区域,提供了密封环21,在安装好的状况下,其与多级变速器56的相应的密封面处于密封性接触。因为驱动组件2稳固地连接到多级变速器56上,所以所述两个机器元件以及内燃机和主联接件共同形成公共驱动单元。为了将所述单元连接到本体部分上,两个机械元件中的仅一个(多级变速器56或驱动组件2)需要包括附连器件。
上面提到的容许在驱动组件2安装在多级变速器上的情况下推进轴传动性地连接到多级变速器上的器件3设置成贯通式传动轴的形式。贯通式传动轴3可旋转地支承在壳体5中且用来将扭矩从多级变速器传递到推进轴。为了将传动轴3支承在壳体5中,第一轴承17设置在输入附近,而第二轴承18设置在输出附近。所述第一和第二轴承17、18限定旋转轴线A。为了密封在贯通式传动轴3和壳体5之间形成的环形室,提供了轴密封环19、20。
在也可称为输入侧端的第一端22处,贯通式传动轴3包括提供来引入扭矩的输入部件23。输入部件23包括具有内部齿槽结构24的孔口。包括相应的外部齿槽结构的轴颈可以在旋转方面固定的方式插入内部齿槽结构24中。要理解,所述在旋转方面固定地连接传动轴3与附连构件仅提供了许多可设想到的可能性中的一个。除了在该情况下轴结构和毂结构也可在动力学上反过来的齿连接或齿槽连接,任何其它非圆形可插入的结构或还有凸缘连接和螺栓连接都是适当的。
在也可称为输出侧端的第二端25处,贯通式传动轴3包括设置成凸缘元件的形式的输出部件26。凸缘元件26以在旋转方面固定且沿轴向固定的方式连接到贯通式传动轴3上。在旋转方面固定的连接通过齿槽27实现,但是在这个情况下,也可设想到任何其它连接器件。凸缘元件26用于连接推进轴(本文未示出),扭矩通过推进轴传递到后轮轴差速器。再次,要理解,输出部件26、相应地与推进轴的连接件可设置成其它形式,如已经关于输入部件阐述的那样。
电机6接收在壳体5中,以便邻接贯通式传动轴3,其中贯通式传动轴3的外部面和电机6的外部面之间的间隙保持较小,使得电动驱动组件2整体上具有紧凑径向尺寸。用于支承贯通式传动轴3的第一和第二轴承17、18相对于电机6的活动部件沿轴向偏移,这对组件具有节省空间的作用。第一轴承17至少部分地沿轴向相应地与传动轴颈28和减速传动装置7交迭。可看到,电机6的旋转轴线B至少大致平行于贯通式传动轴3的旋转轴线A而延伸。
小齿轮29固定成在旋转方面固定且沿轴向固定在电机6的传动轴颈28上。小齿轮29接合齿轮30,齿轮30包括比小齿轮29更大的直径和更多的齿。小齿轮29和齿轮30结合起来形成减速传动装置7。要理解,代替圆柱形传动装置,也可设想到使用不同的减速单元,诸如传动链或带。
齿轮30通过轴承32支承在壳体5的套管凸出部33中,以便可围绕旋转轴线C旋转。齿轮30包括阶梯式贯通孔口34,传动轴9可旋转地支承在其中。为了在传动轴9的圆柱形外部面和齿轮30的圆柱形内部面之间实现可旋转地支承状况,提供了滑动衬套35。传动轴9在其接近电动马达6的端部处包括沿径向向外凸出的凸缘部分36,其沿轴向支承在齿轮30的支承面37上。在凸缘部分36和支承面37之间,可提供减少摩擦器件,诸如适当的涂层或滑动盘。在其自由端的区域中,传动轴9通过轴承38支承成可围绕旋转轴线C旋转,并且借助于密封环39相对于壳体5而密封。
联接件8设置成贴合锁定联接件的形式,并且包括制造成与齿轮30的毂31成整体的第一联接部件42,以及以在旋转方面固定且沿轴向可移位的方式布置在传动轴43上的第二联接部件43。齿轮30的毂31也可称为传动装置7的输出部件。第一联接部件42和第二联接部件43各自包括爪,爪可彼此接合以便传递扭矩,并且可彼此脱开以便打开联接件。为了打开和闭合联接件8,第二联接部件43可在传动轴9上沿轴向移动向第一联接部件42或移动远离第一联接部件42。提供齿槽连接或齿连接44来在第二联接部件43和传动轴9之间实现在旋转方面固定且沿轴向可移位的连接。
如上面已经提到的那样,提供了促动器12,以促动联接件8。在当前实施例中,促动器12设置成电磁促动器的形式,并且其电连接到机动车辆(未示出)的电子控制单元上。通过借助于电子控制单元(ECU)来控制促动器12,接合联接部件43的相应的周向凹槽46的调档叉45可选择性地沿轴向移动远离促动器12或移动向促动器12。照这样,联接部件43沿轴向移动,使得两个联接部件42、43的爪彼此接合或脱开。
在联接件8的闭合状况中,在前轮轴和电机6之间产生传动连接。在这个状况下,电机6能够驱动机动车辆的前轮轴(马达运行模式)或其可由前轮轴驱动以将机械能转换成电能(发电机运行模式)。
如图1b至1c中特别显而易见的,电动组件2包括扭矩支承器件47,当在固定构件处例如在车辆本体处运行时,该器件47支承电动驱动组件2。扭矩支承器件47包括轴套48,螺栓(未示出)或连接到车辆本体上的其它支承部件可穿过轴套48。在安装好的状况下,轴套48和传动轴9布置在包含旋转轴线A的竖向平面的不同侧。在电动驱动组件2的轴向视图中,轴套的纵向轴线D、贯通式传动轴3的旋转轴线A和传动轴9的旋转轴线C可看作基本等腰三角形的拐角点,由贯通式传动轴3的旋转轴线A和传动轴9的旋转轴线C形成的第一平面和由贯通式传动轴3的旋转轴线A和轴套48的轴线D形成的第二平面包含大致90°±15°的角度。
图2至7最初将关于它们共同具有的特性来共同描述。它们各自显示具有主要驱动的后轮轴52和可以可选地驱动的前轮轴53的机动车辆50的传动系组件49。在主(第一)传动系51中,可认识到有沿纵向安装的内燃机54、主离合器55、具有输出轴41的多级变速器56、贯通式传动件3、后推进轴57以及后轮轴52。后轮轴52包括后轮轴差速器58,后轮轴差速器58将推进轴57引入的扭矩传递相应地分配到两个侧部轴59、60和连接到侧部轴上的轮62、63上。
另外,传动系组件49包括第二传动系64,以驱动前轮轴53。第二传动系64包括具有减速传动装置7和联接件8的电动驱动件4、前推进轴65和传动性地连接到前推进轴65上的前轮轴53。前轮轴53包括差速传动件61,其将引入的扭矩传递、相应地分配到两个前侧部轴66、67上和连接到两个前侧部轴66、67上的轮68、69上。
创造性传动系组件49的特征在于使用创造性电动驱动2,其包括作为第一传动系51的一部分的贯通式传动轴3,以及作为第二传动系64的一部分的电动驱动件4。
创造性电动驱动组件2的壳体5稳固地连接到多级变速器56的壳体上。通过将贯通式传动轴3和电动驱动件4结合到电动驱动组件2中而形成一个单元,实现紧凑设计,这允许创造性单元2布置在多级变速器的区域中。
创造性传动系组件49使得能够实现各种运行模式。根据第一运行模式,除了主要驱动的后轮轴52之外,前轮轴53可以可选地由电动驱动件4驱动。例如当机动车辆加速时可执行这个措施,或在以小量扭矩来驱动车辆时可执行这个措施来支持主驱动件,这是可称为"巡航"的运行模式。通过另外驱动前轮轴53,机动车辆的牵引得到改进,这导致有更高的效率。根据另一个运行模式,为了驱动机动车辆,电动驱动件4可独自使用,即主传动系51脱开。这个运行模式可例如在"爬行",在低速下在城市内行驶,走走停停地行驶或停泊期间使用。根据又一个运行模式,电机6可用作发电机,在此过程期间,共同旋转的前轮轴53所传递的机械能转换成电能。这种能量回收可在制动期间进行,例如,由于在这个运行模式中有较大的制动作用,所以制动是特别有效的。
下面,将给出关于根据图2至7的不同的实施例的具体特征的更多的细节。根据图2的实施例包括根据图1的示意性地示出的创造性电动驱动组件2。其显示了联接件8在减速传动装置7和传动轴9之间的动力路径中。根据图3的实施例较大程度上对应于图2中显示的实施例,所以只要涉及它们共同的特征,就参照上面的描述。相同或经修改的构件被给予与相应地显示在图2和1中的那些相同的参考标号。唯一的差别在于,在根据图3的当前实施例中,联接件8布置在电机6和减速传动装置7之间的动力路径中。
根据图4的实施例是不具有联接件的传动系组件49的示意图。在别的方面,图4的实施例对应于图2中显示的实施例,所以在那方面,可参照上面的描述。
根据图5的传动系组件49较大程度上对应于图2中显示的传动系组件,所以只要涉及它们的共同的特征,参照上面的描述,相同或经修改的构件被给予相同参考标号。如在根据图2-4的实施例的情况下,再次仅示意性地显示当前实施例,即其不是真的按比例绘制。根据图5的当前实施例的一个具体特征在于电机6的输出轴28指向后轮轴52。如在根据图2的实施例的情况下,联接件8布置在减速传动装置7和传动轴9之间。另一个差异在于,前轮轴差速器61相对于内燃机54向左偏移。但是,要理解,这是任意的布置,实际布置取决于车辆结构。
根据图6的传动系组件49较大程度地对应于图3中显示的传动系组件,所以只要涉及它们共同的特征,可参照上面的描述。相同或经修改的构件被给予与图3中相同的参考标号。根据图6的当前实施例的具体特征在于,除了电动驱动组件2中的联接件8,另外的联接件8'设置在前传动系64中。所述另外的联接件8'布置在前轮轴差速器61和一个轮68之间的动力路径中,优选地在相应的侧部轴66的附连区域中。要理解,当前实施例也可修改成可消除电动驱动组件2中的联接件8的程度,即可仅使用前轮轴53中的联接件8'。此外,可设想到,在第二侧部轴67中,也可提供相应的联接件,作为布置在第一侧部轴66的区域中的联接件8'的补充或备选方案。将至少一个联接件布置在轮68、69和前轮轴差速器61之间的动力路径中是有利的,因为当联接件打开时,差速器载体和接收在其中的旋转部件的旋转运动可中断。以有利的方式,这导致在传动系内摩擦损耗较低。
根据图7的传动系组件较大程度上对应于图6中显示的传动系组件,所以只要涉及共同的特征,可参照上面的描述。相同或经修改的构件被给予与图6中提到的那些相同的参考标号。当前实施例的具体特征在于联接件8"布置在差速器61的输入部件和两个输出部件之间的动力路径中。作为结合到前轮轴差速器61的这种脱开件的示例,联接件8"可布置在冠齿轮和差速器载体之间。

Claims (15)

1.一种用于多轮轴驱动式机动车辆的电动驱动组件,所述多轮轴驱动式机动车辆包括内燃机、具有用于驱动后轮轴的输出轴的多级变速器,以及可选地驱动的前轮轴,所述电动驱动组件(2)包括:
用于驱动所述前轮轴(53)的电机(6),
减速传动装置(7),其传动性地连接到所述电机(6)上,
传动轴(9),其传动性地连接到所述减速传动装置(7)上且可连接到用于驱动所述前轮轴的前推进轴(65)上,以及
壳体(5),所述电机(6)和所述减速传动装置(7)布置在所述壳体(5)中,其中所述壳体(5)包括连接器件(16),以将所述壳体(5)连接到所述多级变速器(56)上,
其中所述电动驱动组件(2)构造成使得在所述电动驱动组件(2)安装在所述多级变速器(56)处的情况下,后推进轴(57)可至少间接地连接到所述多级变速器(56)的输出轴(41)上,以驱动所述后轮轴(52),其中,在所述安装情况下,所述后推进轴(57)能够被所述内燃机(54)驱动,以驱动所述后轮轴(52),所述前推进轴(65)能够被所述电动驱动组件(2)驱动,以驱动所述前轮轴(53)。
2.根据权利要求1所述的电动驱动组件,其特征在于,提供贯通式传动轴(3)以通过所述壳体(5)而传递扭矩,所述贯通式传动轴(3)支承在所述壳体(5)中以便可围绕旋转轴线(A)旋转,并且包括传动性地连接到所述多级变速器(56)的输出轴(41)上的输入部件(24),以及传动性地连接到所述后推进轴(57)上的输出部件(26)。
3.根据权利要求2所述的电动驱动组件,其特征在于,所述电机(6)的纵向轴线(B)布置成离所述贯通式传动轴(3)的旋转轴线(A)有距离,并且与所述旋转轴线(A)包围小于10°的角度。
4.根据权利要求3所述的电动驱动组件,其特征在于,所述电机(6)的纵向轴线(B)布置成离所述传动轴(9)的旋转轴线(C)有距离,并且与所述传动轴(9)的所述旋转轴线(C)包围小于10°的角度。
5.根据权利要求1所述的电动驱动组件,其特征在于,联接件(8)布置在所述电机(6)和所述传动轴(9)之间的动力路径中,所述联接件(8)可操作来选择性地实现或中断所述电机(6)和所述传动轴(9)之间的扭矩传递。
6.根据权利要求5所述的电动驱动组件,其特征在于,所述联接件(8)包括以在旋转方面固定的方式连接到所述减速传动装置(7)的输出部件(30)上的第一联接部件(42),以及以在旋转方面固定的方式连接到所述传动轴(9)上的第二联接部件(43),其中所述第一和所述第二联接部件(42,43)可以可选地接合和脱开。
7.根据权利要求5所述的电动驱动组件,其特征在于,提供促动器(12)来用于促动所述联接件(8)。
8.根据权利要求1所述的电动驱动组件,其特征在于,所述减速传动装置(7)为单级圆柱形传动装置。
9.根据权利要求2所述的电动驱动组件,其特征在于,所述贯通式传动轴(3)在所述贯通式传动轴(3)的所述输入部件(24)的区域中由第一轴承(17)可旋转地支承,并且在所述贯通式传动轴(3)的所述输出部件(26)的区域中由第二轴承(18)可旋转地支承,其中所述第一和第二轴承(17,18)中的至少一个布置成相对于所述电机(6)的端部面沿轴向偏移。
10.根据权利要求1所述的电动驱动组件,其特征在于,所述电机(6)包括最高60伏的标称电压。
11.根据权利要求1所述的电动驱动组件,其特征在于,所述壳体(5)包括扭矩支承器件(47)。
12.一种多轮轴驱动式机动车辆,具有可通过后推进轴驱动的后轮轴、可通过前推进轴驱动的前轮轴、沿纵向安装的内燃机、传动性地连接到所述内燃机上的多级变速器,以及根据权利要求1-11中的任一项所述的电动驱动组件,其特征在于,所述电动驱动组件(2)的壳体(5)通过所述连接器件(16)稳固地连接到所述多级变速器(56)的壳体上,其中所述后推进轴(57)至少间接地传动性地连接到所述多级变速器(56)的输出轴(41)上,以穿过所述壳体(5),并且所述电动驱动组件(2)的传动轴(9)通过所述前推进轴(65)传动性地连接到所述前轮轴(53)上。
13.根据权利要求12所述的机动车辆,其特征在于,所述电动驱动组件(2)包括贯通式传动轴(3),以通过所述壳体(5)而传递扭矩,其中所述贯通式传动轴(3)的输入部件(24)连接到所述多级变速器(56)的输出轴上,并且其中所述贯通式传动轴(3)的输出部件(26)连接到所述后推进轴(57)上。
14.根据权利要求12所述的机动车辆,其特征在于,所述前轮轴(53)包括前轮轴差速器(61)和两个侧部轴(66,67),以驱动前轮(68,69),其中所述前轮轴差速器(61)将所述前推进轴(65)引入的扭矩分配到所述两个侧部轴(66,67),其中联接件(8)布置在所述电动驱动组件(2)的传动轴(9)和所述两个前轮(68,69)之间的动力路径中。
15.根据权利要求12所述的机动车辆,其特征在于,所述电机(6)集成在所述机动车辆(50)的车载功率供应中。
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