CN112888590A - 用于车辆的电动驱动轴 - Google Patents

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Abstract

提出一种用于车辆的电动驱动轴，该电动驱动轴具有：用于驱动至少一个车辆车轮(11，12)的至少一个电动的第一行驶驱动器(1)；以及用于至少一个辅助动力输出装置(PTO)的至少一个连接接口(8)，其中行驶驱动器(1，13)至少与第一双换挡元件(6)联接，从而使得：至少在第一双换挡元件(6)的第一换挡位置中行驶驱动器(1，13)与至少一个车辆车轮(11，12)以驱动的方式联接；并且在第一双换挡元件(6)的第二换挡位置中行驶驱动器(1，13)与至少一个车辆车轮(11，12)解除联接并且与用于辅助动力输出装置(PTO)的连接接口(8)以驱动的方式联接。此外，提出一种具有电动驱动轴的车辆。

Description

用于车辆的电动驱动轴
技术领域
本发明涉及一种根据在专利权利要求1或2的前序部分中详细描述的类型的用于车辆的电动驱动轴。此外，本发明涉及一种具有电动驱动轴的车辆。
背景技术
商用车辆通常具有燃烧发动机作为行驶驱动器，借助该行驶驱动器附加地驱动辅助动力输出装置。对于装备有电动驱动轴的车辆，省略了作为行驶驱动器的燃烧发动机。因此，在这种车辆中通常设置单独的电动马达，该单独的电动马达驱动辅助动力输出装置并且独立于电动的行驶驱动器运行。在此，存在如下缺点：用于驱动辅助动力输出装置的附加的电动马达需要单独的能量供应装置和单独的功率电子器件以及自身的热管理装置。这是昂贵的并且需要相当大的额外的结构空间。
此外，从文献WO 2017/114422已知一种用于车辆的电动驱动轴组件，该电动驱动轴组件包括驱动马达、变速器和差速器，其中藉由差速器来驱动两个半轴。附加地，辅助动力输出装置可以由驱动马达来进行驱动。然而在此存在如下缺点，即不能与转速无关地驱动辅助动力输出装置。
发明内容
本发明的基本目的在于，提出一种开篇所述类型的电动驱动轴和一种具有该驱动轴的车辆，其中借助行驶驱动器可以实现辅助动力输出装置的经优化的运行。
这个目的根据本发明通过专利权利要求1或2或10的特征来实现，其中有利的并且要求保护的改进方案自相应的从属权利要求和说明书以及附图得出。
因此，提出一种用于车辆的电动驱动轴或诸如此类，所述电动驱动轴具有：用于驱动至少一个车辆车轮的至少一个电动的第一行驶驱动器；以及用于辅助动力输出装置的至少一个连接接口。为了实现至少一个辅助动力输出装置的经优化的运行提出：所述行驶驱动器与至少一个第一双换挡元件联接，从而使得：至少在所述第一双换挡元件的第一换挡位置中所述行驶驱动器与至少一个车辆车轮以驱动的方式联接；并且在所述第一双换挡元件的第二换挡位置中所述行驶驱动器与所述至少一个车辆车轮解除联接并且与用于所述辅助动力输出装置的所述连接接口以驱动的方式联接。
通过这种方式，借助所提出的驱动轴能够以结构上简单的方式实现辅助动力输出装置的转速可变的运行。通过使用双换挡元件得到另外的优点，即在无需额外的换挡元件的情况下实现与车辆的驱动器或者与要驱动的车辆车轮解除联接。因此，行驶操作在车辆静止状态下完全可以用来驱动辅助动力输出装置。
本发明的基本目的还通过一种用于车辆的电动驱动轴来实现，所述电动驱动轴具有：用于驱动至少一个车辆车轮的至少一个电动的第一行驶驱动器；以及用于辅助动力输出装置的至少一个连接接口。为了实现至少一个辅助动力输出装置的经优化的运行提出：所述行驶驱动器与至少一个第二双换挡元件联接，从而使得：在所述第二双换挡元件的第一换挡位置中提供用于驱动至少一个车辆车轮的第一传动级；在第二换挡位置中提供用于驱动所述至少一个车辆车轮的第二传动级；并且用于所述辅助动力输出装置的驱动接口指配有用于使所述辅助动力输出装置独立地与所述行驶驱动器联接或者解除联接的单个换挡元件(Einfachschaltelement)。
通过这种方式可以独立于行驶驱动器藉由单个换挡元件以与转速无关的方式接通和关断辅助动力输出装置。因此，在行驶期间也可以在需要时接通辅助动力输出装置。此外可以实现的是：行驶驱动器可以藉由第二双换挡元件以两个不同的传动级来驱动车辆。因此，不仅优化辅助动力输出装置的运行，而且还优化行驶驱动器或车辆的运行。
如果在所提出的驱动轴中存在第一双换挡元件，则特别有利的是：第一双换挡元件指配有空挡位置。在此，得到的另外的优点是：使车辆的从动器或车辆车轮与行驶驱动器并且与辅助动力输出装置解除联接。因此，可以将车辆拖走，而不会由于车辆车轮运动而对行驶驱动器产生负面的反作用。这尤其在所谓的永久励磁的同步电机(PSM)中是特别有利的。
在本发明的改进方案的范围内可以提出：例如在行驶驱动器的下游连接有至少一个附加的传动机构。作为传动机构可以使用不可切换的传动机构或者也可以使用可切换的传动机构。例如，作为传动机构可以使用呈副轴结构方式的传动装置、行星齿轮组等。同样可以设想的是：例如行驶驱动器的驱动轴与作为预传动器的第一变速级相连接，该第一变速级然后与例如优选可切换的传动机构的另外的变速级联接。然而，也可以设想其他实施方式，以便实现行驶驱动器和辅助动力输出装置的尽可能可变的连接。
在使用可切换的传动机构的情况下，可以在本发明的范围内提出：该可切换的传动机构指配有至少一个另外的换挡元件、例如第二双换挡元件，借助该第二双换挡元件可以实现另外的传动级。通过这种方式，除了优化辅助动力输出装置的运行之外，还进一步优化行驶驱动器的运行方式。
此外，还可以设想的是：将第二行驶驱动器设置在所提出的电动驱动轴处。由此可以实现：例如第一行驶驱动器可以驱动辅助动力输出装置，而第二行驶驱动器例如仅用来驱动车辆车轮。
如果例如在电动驱动轴中设置有第一行驶驱动器和第二行驶驱动器，则可以在本发明的改进方案的范围内提出：这些行驶驱动器藉由用于累加驱动功率的累加齿轮或诸如此类相互联接，使得在需要时在传动机构之前合成驱动功率。累加齿轮例如可以藉由可切换的或不可切换的传动机构与从动差速器联接，以驱动第一车辆车轮和第二车辆车轮。
替代性地也可以实现的是：第一行驶驱动器能够与第一车辆车轮联接，并且第二行驶驱动器能够与第二车辆车轮以驱动的方式联接。通过这种方式在电动驱动轴中实现针对每个车轮的驱动器。
本发明的另一个方面涉及一种具有上文描述的电动驱动轴的车辆，由此得到已经描述且另外的优点。
附图说明
下面借助附图进一步阐述本发明。在附图中：
图1示出了根据本发明的电动驱动轴的可能的第一实施变体，该电动驱动轴具有行驶驱动器和用于独立地驱动车辆车轮和辅助动力输出装置的双换挡元件；
图2示出了具有两个行驶驱动器和附加的传动机构的第一实施变体的另外的实施方式；
图3示出了具有两个行驶驱动器作为针对每个车轮的驱动器的第一实施变体的另外的实施方式；
图4示出了根据本发明的驱动轴的可能的第二实施变体，该驱动轴具有行驶驱动器、具有两个可切换的传动级和附加地可切换的辅助动力输出装置；以及
图5示出了具有两个行驶驱动器作为针对每个车轮的驱动器的第二实施变体的另外的实施方式。
具体实施方式
在图1至图5中，示意性地借助分别具有附加的另外的实施方式的优选彼此独立的两个实施变体仅示例性地展示了电动驱动轴。
在图1至图3中展示了用于车辆的电动驱动轴的第一实施变体的不同的实施方式。
在图1中，驱动轴包括第一行驶驱动器1，该第一行驶驱动器藉由正齿轮级2与中间轴3联接。中间轴3指配有第一空转齿轮4和第二空转齿轮5。空转齿轮4、5可藉由第一双换挡元件6切换，该第一双换挡元件优选的是爪式换挡元件。第二空转齿轮5与另外的齿轮7啮合，该另外的齿轮形成用于辅助动力输出装置PTO的连接接口8。第一空转齿轮4是呈副轴结构方式的另外的正齿轮级9的部件，该正齿轮级与差速器或从动差速器10联接，以驱动第一车辆车轮11和第二车辆车轮12。
在第一双换挡元件6的第一换挡位置中(这在附图中意味着双换挡元件6向左移位)，第一行驶驱动器1与正齿轮级9相连接，以驱动车辆车轮11、12。在第一双换挡元件6的第二换挡位置中(这在附图中意味着双换挡元件6向右移位)，使第一行驶驱动器1与车辆车轮11、12解除联接并且与连接接口8联接，以驱动辅助动力输出装置PTO。在第一双换挡元件6的空挡位置中，从动器或车辆车轮11、12既与第一行驶驱动器1又与辅助动力输出装置PTO解除联接，例如以用于将车辆拖走。这个拖曳功能在使用所谓的永久激励的电动马达(PSM)作为行驶驱动器的情况下是特别有利的。
在图2中展示了根据图1的第一实施变体的替代性实施方式。与图1的不同之处在于，在这个实施方式中除了第一行驶驱动器1之外还设置有第二行驶驱动器13。第一行驶驱动器1和第二行驶驱动器13藉由用于累加驱动功率的累加齿轮14相互联接，其中第一行驶驱动器1能够藉由中间轴3上的可切换的第一空转齿轮4与累加齿轮14联接。因此，如在根据图1的实施方式中那样，可以在第一双换挡元件6的第一换挡位置中使第一行驶驱动器1与第二行驶驱动器13联接以共同地驱动车辆车轮11、12，而在第一双换挡元件6的第二换挡位置中使第一行驶驱动器1与驱动接口8联接以仅驱动辅助动力输出装置PTO。因此，在第二换挡位置中，车辆车轮的驱动仅藉由第二行驶驱动器13来实现。
在图2中示例性地示出的实施方式中，累加齿轮14防旋转地连接至另外的中间轴15，其中另外的中间轴15具有第三空转齿轮16和第四空转齿轮17，该第三空转齿轮和该第四空转齿轮指配有第二双换挡元件18。在第二双换挡元件18的第一换挡位置中(这在附图中意味着第二双换挡元件18向左移位)，第二行驶驱动器13在必要时还有第一行驶驱动器1藉由第一传动级与从动差速器10联接，以驱动车辆车轮11、12。因此，在图2中的虚线框中展示的、呈副轴结构方式的可切换的正齿轮级形成附加的传动机构19。如果第二双换挡元件18位于其空挡位置，则在这个实施方式中也可以以有利的方式实现车辆的拖曳功能。
在图3中借助针对每个车轮的驱动器示例性地展示了第一实施变体的另外的实施方式。在这个实施方式中也设置有第一行驶驱动器1和第二行驶驱动器13。与根据图2的实施方式的不同之处在于，驱动功率并不在车辆内累加，而是针对每个车轮分别指配给车辆车轮11、12，由此实现了驱动功率在道路上累加。为此，每个行驶驱动器1、13藉由呈副轴结构方式的正齿轮级与车辆车轮11、12的相应驱动轴联接。同样如在根据图1的实施方式中那样，第一行驶驱动器1的中间轴3指配有第一空转齿轮4和第二空转齿轮5，该第一空转齿轮和该第二空转齿轮是可以藉由第一双换挡元件6切换的，以便要么使第一行驶驱动器1与第一车辆车轮11联接，要么使该第一行驶驱动器与驱动接口8联接以驱动辅助动力输出装置PTO。
在图4中展示了仅具有一个第一行驶驱动器1的电动驱动轴的第二实施变体。在这个实施变体中，中间轴15指配有切换中间轴15上的第三空转齿轮16和第四空转齿轮17的第二双换挡元件18。与根据图2的实施方式的不同之处在于，中间轴15仅指配给第一行驶驱动器1。第一行驶驱动器1在第二双换挡元件18的第一换挡位置中藉由第一传动级并且在第二双换挡元件18的第二换挡位置中藉由第二传动级与从动差速器10联接，以驱动车辆车轮11、12。用于辅助动力输出装置PTO的连接接口指配有例如作为换挡卡爪的单个换挡元件20，中间轴15借助该单个换挡元件与辅助动力输出装置PTO以驱动的方式联接。因此，在单个换挡元件20的切换状态下可以在行驶期间并且也在第二双换挡元件18的空挡位置中驱动辅助动力输出装置PTO。此外，在第二双换挡元件18的空挡位置中能够在单个换挡元件20断开的情况下以有利的方式实现拖曳功能，这是因为在空挡位置中第一行驶驱动器1与车辆车轮11、12解除联接。
在图5中展示了第二实施变体的另外的实施方式，其中与图4的不同之处在于实现针对每个车轮的驱动器。这意味着，第一行驶驱动器能够藉由第三空转齿轮16或第四空转齿轮17与第一车辆车轮11的驱动轴联接，而第二行驶驱动器13能够藉由第三双换挡元件21以类似的方式与第二车辆车轮12的驱动轴联接。第三双换挡元件21指配有中间轴22，其中在中间轴22上布置有可以藉由第三双换挡元件21切换的第五空转齿轮23和第六空转齿轮24。在第三双换挡元件21的第一换挡位置中(这在附图中意味着第三双换挡元件21向右移位)，第二行驶驱动器13藉由第一传动级与第二车辆车轮12联接，而在第三双换挡元件21的第二换挡位置中(这在附图中意味着第三双换挡元件21向左移位)，第二行驶驱动器13藉由第二传动级与第二车辆车轮12联接。在根据图5的具体的图示中，没有展示用于可以由第二行驶驱动器13驱动的另外的辅助动力输出装置PTO的附加的连接接口。然而这可以借助附加的单个换挡元件以与在第一行驶驱动器1的情况下相同的方式来实现。
独立于相应的实施变体和实施方式，示例性地展示了行驶驱动器1、13和要驱动的车辆车轮的轴线平行的布置方式，这是因为这种实施方式能够实现特别节省结构空间的电动驱动轴的实施方式。然而，也可以设想其他的轴线取向，例如共轴的布置方式。
附图标记清单
1 第一行驶驱动器
2 正齿轮级
3 中间轴
4 第一空转齿轮
5 第二空转齿轮
6 第一双换挡元件
7 齿轮
8 连接接口
9 正齿轮级
10 差速器或从动差速器
11 第一车辆车轮
12 第二车辆车轮
13 第二行驶驱动器
14 累加齿轮
15 中间轴
16 第三空转齿轮
17 第四空转齿轮
18 第二双换挡元件
19 附加的传动机构
20 单个换挡元件
21 第三双换挡元件
22 中间轴
23 第五空转齿轮
24 第六空转齿轮
PTO 辅助动力输出装置

Claims (10)

1.一种用于车辆的电动驱动轴，所述电动驱动轴具有：用于驱动至少一个车辆车轮(11，12)的至少一个电动的第一行驶驱动器(1)；以及用于至少一个辅助动力输出装置(PTO)的至少一个连接接口(8)，其特征在于，所述行驶驱动器(1，13)至少与第一双换挡元件(6)联接，从而使得：至少在所述第一双换挡元件(6)的第一换挡位置中所述行驶驱动器(1，13)与至少一个车辆车轮(11，12)以驱动的方式联接；并且在所述第一双换挡元件(6)的第二换挡位置中所述行驶驱动器(1，13)与所述至少一个车辆车轮(11，12)解除联接并且与用于所述辅助动力输出装置(PTO)的所述连接接口(8)以驱动的方式联接。
2.一种用于车辆的电动驱动轴，所述电动驱动轴具有：用于驱动至少一个车辆车轮(11，12)的至少一个电动的第一行驶驱动器(1，13)；以及用于至少一个辅助动力输出装置(PTO)的至少一个连接接口(8)，其特征在于，所述行驶驱动器(1)与至少一个第二双换挡元件(18)联接，从而使得：在所述第二双换挡元件(18)的第一换挡位置中提供用于驱动至少一个车辆车轮(11，12)的第一传动级；在所述第二双换挡元件(18)的第二换挡位置中提供用于驱动至少一个车辆车轮(11，12)的第二传动级；并且用于所述辅助动力输出装置(PTO)的所述连接接口(8)指配有用于使所述辅助动力输出装置(PTO)与所述行驶驱动器(1，13)联接或者解除联接的单个换挡元件(20)。
3.根据权利要求1或2所述的电动驱动轴，其特征在于，在所述第一双换挡元件(6)或所述第二双换挡元件(18)的空挡位置中所述行驶驱动器(1，13)与所述至少一个车辆车轮(11，12)和所述辅助动力输出装置(PTO)解除联接。
4.根据前述权利要求之一所述的电动驱动轴，其特征在于，在所述行驶驱动器(1，13)的下游连接有至少一个传动机构(19)。
5.根据权利要求4所述的电动驱动轴，其特征在于，所述传动机构(19)被实施成可切换的，用以实现多个传动级。
6.根据权利要求5所述的电动驱动轴，其特征在于，所述可切换的传动机构(19)指配有所述第二双换挡元件(18)，其中在所述第二双换挡元件(18)的第一换挡位置中切换第一传动级，并且在所述第二双换挡元件(18)的第二换挡位置中切换第二传动级。
7.根据前述权利要求之一所述的电动驱动轴，其特征在于，设置有电动的第二行驶驱动器(13)。
8.根据权利要求7所述的电动驱动轴，其特征在于，所述第一行驶驱动器(1)和所述第二行驶驱动器(13)藉由用于累加驱动功率的累加齿轮(14)相互联接，其中所述累加齿轮(14)藉由所述可切换的或不可切换的传动机构(19)与从动差速器(10)联接，以驱动第一车辆车轮(11)和第二车辆车轮(12)。
9.根据权利要求7所述的电动驱动轴，其特征在于，所述第一行驶驱动器(1)能够藉由两个传动级通过所述第二双换挡元件(18)与第一车辆车轮(11)以驱动的方式联接；并且所述第二行驶驱动器(13)能够藉由两个传动级通过第三双换挡元件(21)与第二车辆车轮(12)以驱动的方式联接。
10.一种具有根据前述权利要求中的至少一项所述的电动驱动轴的车辆。
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