CN113015648A - 用于车辆的轮毂托架上的轮毂的组件、用于车辆的轮毂动力设备以及车辆 - Google Patents

用于车辆的轮毂托架上的轮毂的组件、用于车辆的轮毂动力设备以及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的、轮毂托架(12)上的轮毂(32)的组件(11)，在所述组件中轮毂(32)通过轮毂轴承(34)以能转动方式支承在轮毂托架(12)上，在轮毂上能以不能相对转动的方式固定车辆的至少一个车轮(36)，该组件包括至少一个至少部分地布置在轮毂(32)中的环境传感器(46)，借助于该环境传感器能对车辆的环境(44)的至少一部分进行检测。

Description

用于车辆的轮毂托架上的轮毂的组件、用于车辆的轮毂动力 设备以及车辆
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于车辆、尤其用于机动车的在轮毂托架上的轮毂的组件。本发明还涉及一种根据权利要求9的前序部分的用于机动车的轮毂动力设备。本发明还涉及一种机动车，尤其机动车辆。
背景技术
WO2013/114027A1公开了一种用于车辆的停车辅助系统，其具有传感器，借助于该传感器可检测在传感器和障碍物之间的距离。在此，传感器定位在车辆的车轮上。
发明内容
本发明的目的在于，提供轮毂动力设备和机动车，使得可以特别简单的方式检测机动车的环境的至少一部分。
根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的组件、具有权利要求9的特征的轮毂动力设备以及具有权利要求10的特征的车辆来实现。本发明的有利的设计方案与适宜的改进方案在其余权利要求中给出。
本发明的第一方面涉及一种用于车辆、尤其用于机动车的、在轮毂托架上的轮毂的组件，车辆例如可构造为汽车，尤其构造为乘用车。在完成制造的状态中，车辆包括例如构造为自承载式车身的车体，其中，轮毂托架至少间接地尤其通过至少一个车轮控制臂或通过多个车轮控制臂可运动地保持在车体上。轮毂托架尤其至少间接地被弹性地和/或阻尼地保持在车体上，使得在轮毂托架和车体之间的相对运动借助于弹簧和/或阻尼机构弹性缓冲和/或衰减，或可借助于弹簧和/或阻尼机构弹性缓冲和/或衰减。轮毂托架尤其以可例如在车辆高度方向上相对于车体运动的方式保持在车体上，使得例如轮毂托架在车辆高度方向上相对于车体至少可直线运动。因此，轮毂托架例如可相对于车体弹性压缩和回弹。还可考虑的是，轮毂托架可围绕也被称为控制臂轴线的摆动轴线相对于车体摆动，并且可因此进行转向。如果通过轮毂托架将转向的或可转向的车轮可保持或保持在车体上，则尤其如此。轮毂托架和至少间接地保持在轮毂托架上的车轮于是例如可围绕摆动轴线相对于车体摆动，并且因此进行转向，由此例如可尤其通过车辆的驾驶员引起车辆的转弯行驶或方向改变。为此，驾驶员例如操纵布置在车辆的内部空间中的转向操纵装置，例如方向盘，尤其使得驾驶员使转向操纵装置相对于车体运动，尤其围绕转动轴线转动。
在该组件中，轮毂通过轮毂轴承以能转动方式支承在轮毂托架上。在此，与轮毂分开构造并且附加于轮毂地设置的车辆车轮能以不能相对转动的方式固定在轮毂上。因此，在使用轮毂的情况下车轮以能转动方式支承在轮毂托架上或者能支承在轮毂托架上。车轮是一种地面接触元件，通过该地面接触元件车辆在其完全制造好的状态中在车辆高度方向上可以在下部支撑在地面上或以下部支撑在地面上。如果车辆沿着地面行驶，在车辆在车辆高度方向上以下部通过车轮支撑在地面上时，车轮沿着地面或在地面上滚动。
现在，为了能特别简单且成本上有利的方式检测车辆的环境的至少一部分，根据本发明，设置有至少一个至少部分地布置在轮毂中的环境传感器，借助于该环境传感器至少能对车辆的环境的上文提到的部分进行检测。因此，还简称为传感器的环境传感器可以特别简单且成本上有利的方式集成到车辆中。通常，环境传感器集成到车辆的相应的、例如构造为自承载式车身的车体中。
因此，车身的也被称为车身设计的外观、尤其其结构或开发通常必须与传感器常规设置地集成到车身中相匹配。这里的目的通常是：使其中集成有传感器的车身呈现出有利的视觉印象。由此尤其在考虑车身的设计的情况下产生的问题是，选择相应的传感器的相应的安装位置。与例如在前传感器或后传感器中的情况、尤其是在前雷达或后雷达中的情况不同，例如构造为侧部雷达的侧部传感器(借助于其至少可检测环境的在车辆横向方向上位于车辆旁边的左边或右边的部分)的开放式安装通常仅能在损失车身的期望的、有利的且经典的设计的情况下实现。然而，尤其针对将来的车辆和将来的应用，例如在无人驾驶或自动驾驶领域中，使用侧部传感器有利于实现可靠的运行和范围广泛的功能。
因为根据本发明设置成，环境传感器至少部分地布置在轮毂中，并且因此至少部分地容纳在轮毂中，环境传感器可安装在车辆处或车辆中，而不必不期望地影响车辆的车体或车辆的车体的外观。同时可借助于环境传感器特别有利地检测环境的在车辆横向方向上位于车辆旁边的左边或右边的部分。车体或车体的设计尤其可完全保持不受环境传感器的使用的影响，因为环境传感器不是集成到车体中，而是集成到轮毂中。根据本发明的组件尤其使得能够避免在传感器的安装位置、车体的设计和环境传感器的功能或性能之间的折衷。尽管例如在将传感器集成到车身中时针对每种车辆衍生产品/系列产品，在相应的传感器集成到车身中这方面需要重新开发，但这可通过根据本发明的组件予以避免。换句话说，环境传感器的集成独立于车体及其设计，并且可在所有衍生产品中用作相同部件，尤其用作轮毂或轮毂托架的组成部分。
可行的是，环境传感器可与轮毂一起相对于轮毂托架转动。在此，环境传感器例如以不能相对转动的方式与轮毂连接。然而，替代地可行的是，轮毂相对于环境传感器并且相对于轮毂托架是可转动的。在此，优选地，环境传感器至少以不能相对转动的方式保持在轮毂托架处，并且因此防止相对于轮毂托架进行的转动。因此，环境传感器不能与轮毂一起相对于轮毂托架转动，由此至少可特别好地检测环境的一部分。
已经显示为特别有利的是，环境传感器直接保持在轮毂上。对此尤其要理解的是，环境传感器直接接触或触碰轮毂。因此，环境传感器可特别节省空间地集成到轮毂中，并且固定在轮毂上。
还显示为特别有利的是，环境传感器直接保持在轮毂托架上。对此尤其要理解的是，环境传感器直接接触或触碰轮毂托架。因此，环境传感器可特别节省空间地集成到轮毂中，并且固定在轮毂托架上，并且因此避免相对于轮毂托架的转动。
为了能将环境传感器特别简单、在结构空间和成本上有利地集成到轮毂中，在本发明的其他设计方案中设置成，环境传感器至少主要地、尤其完全地布置在轮毂中，即，容纳在轮毂中。
在本发明的特别有利的实施方式中，环境传感器具有至少一个摄像机，借助于该摄像机可拍摄并且因此记录环境的至少一部分的图像。替代地或附加地，环境传感器具有雷达传感器和/或至少一个超声波传感器和/或至少一个激光传感器和/或至少一个激光雷达传感器。因此可以成本上有利的方式在一部分环境的检测方面实现特别出色的性能。
另一实施方式的特征在于，组件具有构造为电机的轮毂马达。轮毂马达包括定子和可由定子驱动的并且因此尤其可围绕转动轴线相对于定子转动的转子。转子包括通过轮毂轴承以可转动方式支承在轮毂托架上的轮毂，从而轮毂可由定子驱动，并且因此可围绕转动轴线相对于轮毂托架转动。因此，转子可围绕转动轴线相对于轮毂托架转动。在该实施方式中，可实现或提供在轮毂马达和传感器之间的协同，从而可以特别有利的方式借助于轮毂马达实现车轮和因此车辆的尤其纯电动的驱动。同时可有利地检测环境的至少一部分。
在此已经显示为有利的是，设置有至少一根第一缆线，通过该第一缆线可为轮毂马达供给电能，更确切地说供给电流。为了借助于定子驱动转子，轮毂马达通过第一缆线供给电能。在此，还设置有至少一根与第一缆线分开构造的并且附加于第一缆线而设置的第二缆线，通过该第二缆线可为环境传感器供给电能，更确切地说供给电流。替代地或附加地，环境传感器可提供环境传感器的数据，该数据也被称为环境数据并且表征环境的借助于环境传感器检测的部分。环境数据例如可由尤其车辆的电子计算装置接收，从而随后例如车辆可借助于电子计算装置根据数据并且因此根据借助于环境传感器检测的环境运行。电子计算装置例如可尤其使轮毂马达根据数据并且因此根据借助于环境传感器检测的环境运行，尤其控制或调节车辆。电子计算装置例如还被称为控制器和/或可以是车辆的组成部分。在此，缆线组合成线束。以这种方式可将环境传感器特别简单且在成本上有利地集成到车辆中，并且车辆可特别简单并且在成本上有利地配备轮毂马达，因为例如在制造或装配车辆时同时铺设缆线，并且在此可与线束的铺设和因此与装配相伴地进行。
为了能够以特别简单和成本有效的方式给车辆配备轮毂马达以及环境传感器，在本发明的另一设计方案中设置成，缆线至少部分地在线束的缆线共用的护套中伸延，并且借助于护套彼此保持在一起。
另一实施方式的突出之处在于，环境传感器和轮毂马达共用的至少一个线路元件，通过该线路元件可为轮毂马达以及环境传感器供给电能，更确切地说供给电流。此外，通过该线路元件可提供环境传感器的上文说明的环境数据。因此可将部件数量和并且因此将成本、重量和结构空间需求保持得特别低，其中，车辆可配备有轮毂马达以及传感器。
本发明的第二方面涉及用于车辆、尤其是机动车的轮毂动力设备。轮毂动力设备包括轮毂托架以及构造为电机的轮毂马达。轮毂马达包括定子和可由定子驱动的并且因此可相对于定子转动的转子。转子包括轮毂，轮毂通过轮毂轴承以能转动方式支承在轮毂托架上。车辆的至少一个车轮以不能相对转动的方式固定在轮毂上或能以不能相对转动的方式固定在轮毂上。
现在，为了能以特别简单并且在成本上有利的方式检测车辆的环境的至少一部分，根据本发明设置有至少一个至少部分地布置在轮毂中的环境传感器，借助于该环境传感器至少能对车辆的环境的上文提到的部分进行检测。本发明的第一方面的优点和有利的设计方案可看作本发明的第二方面的优点和有利的设计方案，反之亦然。
本发明的第三方面涉及优选地构造为机动车、尤其构造为汽车并且特别优选地构造为乘用车的车辆，其包括至少一个根据本发明的第一方面的组件和/或至少一个根据本发明的第二方面的轮毂动力设备。本发明的第一方面和第二方面的优点和有利的设计方案可看作本发明的第三方面的优点和有利的设计方案，反之亦然。
根据本发明的车辆可配备电动驱动器，并且因此构造为电动车辆，尤其构造为电池电动车辆。因此，车辆可借助于轮毂动力设备尤其纯电动地驱动或仅仅电动地驱动。轮毂托架可分配给前车桥，从而例如以不能相对转动的方式固定在轮毂上的或能以不能相对转动的方式固定在轮毂上的车轮为前车轮。车轮可为可转向的车轮或转向车轮。还可考虑的是，轮毂托架分配给后车桥，从而例如车轮构造为后车轮。
本发明还包括本发明的第二方面和第三方面的改进方案，其具有如已经结合本发明的第一方面的改进方案说明的特征。出于该原因，本发明的第二方面和第三方面的相应的改进方案在此不再说明。本发明还包括所说明的实施方式的各特征的组合。
附图说明
下面说明本发明的实施例。为此，
唯一的附图示出了根据本发明的用于优选地构造为汽车、尤其是乘用车的车辆的轮毂动力设备的示意性的、剖切的透视图。
具体实施方式
下文阐述的实施例为本发明的优选的实施方式。在实施例中，实施方式的所说明的组成相应为本发明的可单独彼此独立地考虑的特征，其还相应彼此独立地改进本发明。因此，本公开还应包括实施方式的特征的不同于示出的组合。此外，所说明的实施方式还可通过本发明的已经说明的特征中的其他特征来补充。
唯一的附图以示意性的剖切的透视图示出了电驱动装置，其呈用于车辆的轮毂动力设备10的形式，该车辆在示出的实施例中构造为机动车，并且在此优选地构造为汽车，尤其是乘用车。机动车在完成制造的状态中具有车体，其例如构造为自承载式的车身。车身具有外壳，其可被停留在机动车的相应的环境中的人在视觉上和触觉上感知到。换句话说，停留在环境中的相应的人可看到和摸到该外壳。
轮毂动力设备10构造成至少能电动驱动或仅能电动驱动的机动车。为此，轮毂动力设备10包括轮毂托架12，其通过相应的、也被简称为控制臂的车轮控制臂14可运动地保持在车身上。轮毂托架12例如至少在车辆高度方向上可相对于车身尤其线性地运动，从而轮毂托架可相对于车身弹性压缩和回弹。车辆高度方向在附图中通过双箭头16来表示。在此为轮毂托架12分配有弹簧和/或减振机构18，其在此具有还被称为冲击减振器并且构造为液压减振器的减振器20和弹簧22。弹簧22是机械式弹簧，并且例如构造为螺旋弹簧。借助于弹簧和/或减振机构18弹性衰减和/或缓冲在轮毂托架12和车身之间的之前说明的相对运动。
轮毂动力设备10还包括构造为电机的轮毂马达24，其包括定子26和转子28。定子26至少间接地、尤其直接固定在轮毂托架12上，从而在定子26和轮毂托架12之间不存在相对运动。在此，转子28可由定子26驱动，并且因此可围绕转动轴线30相对于定子26转动，并且因此可相对于轮毂托架12围绕转动轴线30转动。轮毂马达24例如可在马达模式中并且因此作为电动马达运行。在马达模式中，为轮毂马达24供给电能，更确切地说供给电流。因此，转子28由定子26来驱动，并且因此围绕转动轴线30相对于轮毂托架12转动。此外，还可考虑的是，轮毂马达24可在发电机模式中并且因此作为发电机来运行。在此，转子28由运动中的并且例如沿着地面行驶的机动车的动能来驱动，并且因此相对于定子26围绕转动轴线30转动。因此，例如借助于发电机将机动车的动能的至少一部分转换成电能，该电能由轮毂马达24提供，并且例如可输送给至少一个电负载和/或存储在例如构造为电池的存储装置中，该存储装置用于存储电能。电池例如为机动车的组成部分。在马达运行中，为轮毂马达24例如供给存储在电池中的电能。
轮毂动力设备10还包括轮毂32，其为转子28的组成部分。轮毂32通过至少一个或恰好一个轮毂轴承34以能转动方式支承在轮毂托架12上，使得轮毂32可围绕转动轴线30相对于轮毂托架12转动。轮毂轴承34例如包括至少一个滚动轴承或多个滚动轴承，从而轮毂32摩擦特别低地并且因此损失特别少地以能转动方式支承在轮毂托架12上。轮毂32可一起实施轮毂托架12的上文说明的弹性压缩和回弹运动。因为轮毂32保持在轮毂托架12上，并且在此通过轮毂轴承34以能转动方式支承在轮毂托架12上，所以轮毂32的组件11设置在轮毂托架12上。在组件11中，轮毂32通过轮毂轴承34以能转动方式支承在轮毂托架12上。
机动车的车轮36以不能相对转动的方式固定在轮毂32上或能以不能相对转动的方式固定在轮毂32上。车轮36可为轮毂动力设备10的组成部分。车轮36包括轮辋38和装到轮辋38上的轮胎40。轮辋38具有中央的固定区域42，轮辋38通过固定区域以不能相对转动的方式与轮毂32连接。因此，车轮36整体以不能相对转动的方式与轮毂32连接，从而车轮36与轮毂32一起围绕转动轴线30相对于轮毂托架12转动，或能与轮毂32一起围绕转动轴线30相对于轮毂托架12转动。因此，车轮36可通过轮毂32和轮毂托架12弹性地和/或阻尼地支撑在车身上，或通过轮毂32和轮毂托架12弹性地和/或阻尼地支撑在车身处。
因为轮毂32为转子28的组成部分，并且因为转子28可以说明的方式由定子26驱动，并且因为车轮36通过轮辋38或能通过轮辋以不能相对转动的方式固定在轮毂32上，所以车轮36可由转子28驱动，并且因此由定子26通过转子28来驱动。因此，车轮36和由此机动车可被电驱动。因此可通过轮毂动力设备10实现机动车的电动驱动。
现在为了能够以特别简单和精确的方式检测机动车或车轮36的在附图中用44表示的环境的至少一部分，轮毂动力设备10具有至少一个至少部分地、尤其至少主要地或完全地布置在轮毂32中的并且还被简称为传感器的环境传感器46，借助于该传感器可检测环境44的至少上文提到的部分。为此，轮辋38例如具有至少一个与环境传感器46相关联的通孔，其在一侧通到环境44中，并且在另一侧通向环境传感器46。
环境传感器46例如可通过通孔、更确切地说通过轮辋38的通孔至少检测环境44的上文提到的部分。环境44的提到的部分例如在车辆横向方向上布置在车轮36旁边并且因此在机动车旁边的左边或右边。由于环境传感器46至少部分地、尤其至少主要地或完全布置在轮毂32中，环境传感器46集成到轮毂32中。因此，传感器不必集成到车身中，并且尤其不必集成到外壳中，从而可避免由于使用环境传感器46而不期望地影响车身，并且尤其影响外壳。此外，可利用在轮毂马达24和环境传感器46之间的协同，使得能成本上有利地为机动车配备轮毂马达24以及环境传感器46。为此，例如设置至少一根在附图中特别示意性地示出的第一缆线48，通过该缆线可为轮毂马达24供给电能，尤其以用于在马达运行中使轮毂马达24运行。
此外，例如设置至少一根与第一缆线48分开构造并且除了第一缆线48之外还设置的第二缆线50，通过第二缆线可为环境传感器46供给电能、更确切地说供给电流，尤其以用于使环境传感器46运行。替代地或附加地，环境传感器46可通过缆线50提供还被称为环境数据的数据，其至少表征环境44的借助于环境传感器46检测的部分。在此，缆线48和50组合成线束52。因此，例如可在制造或装配机动车时同时或一起铺设缆线48和50，从而可以简单且在成本上有利地为机动车配备轮毂马达24和环境传感器46。优选地，缆线48和50容纳在线束52的缆线48和50共用的护套54中，从而至少缆线48和50的相应的纵向区域在护套54中、尤其在由护套54限定的容纳空间56中伸延。通过护套54将缆线48和50彼此保持在一起。因此可以特别简单且因此成本上有利的方式铺设缆线48和50。还可考虑的是，环境传感器46例如可通过缆线50提供数据，并且因此通过缆线50接收例如由机动车的电子计算装置提供的数据。
为了能特别精确地检测环境44的至少一部分，环境传感器46例如具有至少一个摄像机和/或至少一个雷达传感器和/或至少一个超声波传感器和/或至少一个激光雷达传感器和/或至少一个激光传感器。此外，环境传感器46直接保持在轮毂32上，从而环境传感器46直接接触轮毂32。

Claims (10)

1.一种用于车辆的、轮毂托架(12)上的轮毂(32)的组件(11)，在所述组件中轮毂(32)通过轮毂轴承(34)以能转动方式支承在轮毂托架(12)上，在轮毂上能以不能相对转动的方式固定车辆的至少一个车轮(36)，
其特征在于，设有至少一个至少部分地布置在轮毂(32)中的环境传感器(46)，借助于该环境传感器能对车辆的环境(44)的至少一部分进行检测。
2.根据权利要求1所述的组件(11)，其特征在于，环境传感器(46)直接保持在轮毂(32)上或直接保持在轮毂托架(12)上。
3.根据权利要求1或2所述的组件(11)，其特征在于，环境传感器(46)至少主要地、尤其完全地布置在轮毂(32)内部。
4.根据上述权利要求中任一项所述的组件(11)，其特征在于，环境传感器(46)包括至少一个摄像机和/或至少一个雷达传感器和/或至少一个超声波传感器和/或至少一个激光传感器和/或至少一个激光雷达传感器。
5.根据上述权利要求中任一项所述的组件(11)，其特征在于，设有构造为电机的轮毂马达(24)，该轮毂马达具有定子(26)和能由定子(26)驱动并且因此能相对于定子(26)转动的转子(28)，该转子包括通过轮毂轴承(34)以能转动方式支承在轮毂托架(12)上的轮毂(32)，在轮毂上能以不能相对转动的方式固定车辆的至少一个车轮(36)。
6.根据权利要求5所述的组件(11)，其特征在于，设有
-至少第一缆线(48)，通过该第一缆线能为轮毂马达(24)供给电能；和
-至少一根与第一缆线(48)分开构造并且附加于所述第一缆线(48)设置的第二缆线(50)，通过该第二缆线能为环境传感器(46)供给电能，和/或通过该第二缆线能由环境传感器(46)提供数据，该数据表征借助于所述环境传感器(46)检测的环境(44)部分，其中，所述缆线(48、50)组合成线束(52)。
7.根据权利要求6所述的组件(11)，其特征在于，所述缆线(48、50)至少部分地在缆线(48、50)共用的线束(52)护套(54)中伸延，借助于护套(54)使所述缆线彼此保持在一起。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的组件(11)，其特征在于，设有环境传感器(46)和轮毂马达(24)共用的至少一个线路元件(46、48)，通过该线路元件既能为轮毂马达(24)供给电能、也能为环境传感器(46)供给电能，通过该线路元件能由环境传感器(46)提供数据，该数据表征借助于所述环境传感器(46)检测的环境(44)部分。
9.一种用于车辆的轮毂动力设备(10)，其具有轮毂托架(12)和构造为电机的轮毂马达(24)，该轮毂马达具有定子(26)和能由定子(26)驱动并且因此能相对于定子(26)转动的转子(28)，该转子包括通过轮毂轴承(34)以能转动方式支承在轮毂托架(12)上的轮毂(32)，在轮毂上能以不能相对转动的方式固定车辆的至少一个车轮(36)，其特征在于，设有至少一个至少部分地布置在所述轮毂(32)中的环境传感器(46)，借助于该环境传感器能对车辆的环境(44)的至少一部分进行检测。
10.一种车辆，其具有至少一个根据权利要求1至8中任一项所述的组件(11)和/或具有至少一个根据权利要求9所述的轮毂动力设备(10)。
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