CN117203454A - 具有耦联传动装置和驻车锁止装置的机动车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机动车(K),其包括:至少一个用于驱动机动车(K)的电驱动机器(10);至少一个耦联传动装置(20),所述耦联传动装置至少能够在耦联位置(KS)和脱联位置(ES)之间切换,在所述耦联位置中电驱动机器(10)与机动车(K)的驱动轮(100)耦联成传递转矩,在所述脱联位置中电驱动机器(10)与驱动轮(100)脱联。机动车(K)此外包括驻车锁止装置(90),所述驻车锁止装置包括至少一个驻车锁止元件(92),所述驻车锁止元件能够在驻车锁止位置(P1)和解锁位置(P2)之间移位,在所述驻车锁止位置中所述至少一个驻车锁止元件(92)至少间接地锁止驱动轮(100)的旋转,在所述解锁位置中所述至少一个驻车锁止元件(92)释放驱动轮(100)的旋转。所述机动车(K)此外包括至少一个具有致动器(24)的操作装置(22),所述操作装置一方面构造用于操作耦联传动装置(20)的具有至少一个切换元件(62)的离合器(40),所述离合器用于在耦联位置(KS)与脱联位置(ES)之间切换,并且所述操作装置另一方面构造用于使所述至少一个驻车锁止元件(92)在驻车锁止位置(P1)与解锁位置(P2)之间移位。
Description
技术领域
本发明涉及一种机动车,该机动车包括至少一个用于驱动机动车的电驱动机器,该机动车包括至少一个耦联传动装置,所述耦联传动装置至少能在耦联位置和脱联位置之间切换,在所述耦联位置中电驱动机器与机动车的驱动轮耦联成传递转矩,在所述脱联位置中电驱动机器与驱动轮脱联,并且机动车包括驻车锁止装置,所述驻车锁止装置包括至少一个驻车锁止元件,所述驻车锁止元件能在驻车锁止位置和解锁位置之间移位,在所述驻车锁止位置中所述至少一个驻车锁止元件至少间接地锁止驱动轮的旋转,在所述解锁位置中所述至少一个驻车锁止元件释放驱动轮的旋转。
背景技术
借助这种耦联传动装置例如可以根据需要中断电驱动机器与机动车的驱动轮之间的转矩传递(脱联位置)并且因此例如能够在机动车的行驶运行中实现机动车的所谓的滑行,以及建立转矩传递(耦联位置),以便能够借助于驱动机器实现驱动轮的驱动。
然而,驻车锁止装置能够实现在机动车停放状态中将机动车固定以防止溜车。通常,为此驻车锁止装置的锁止爪形锁合地卡锁到驻车锁止装置的驻车锁止轮中。
DE 19923316 A1例如描述了一种用于机动车的驱动系统,该驱动系统包括设置在具有驱动轴的驱动传动系中的起动机和发电机单元。所述起动机和发电机单元具有一个可作为带有起动功能的电动机或作为发电机运行的电机和一个行星齿轮传动装置。
发明内容
本发明的任务是提供一种具有耦联传动装置和驻车锁止装置的机动车,所述机动车可以以改进的方式运行。
该任务通过具有权利要求1的特征的机动车解决。在从属权利要求中给出具有本发明的适宜的扩展方案的有利实施方式。
本发明涉及一种机动车,其包括至少一个用于驱动机动车的电驱动机器。此外,机动车包括至少一个耦联传动装置,所述耦联传动装置至少可在耦联位置和脱联位置之间切换,在所述耦联位置中电驱动机器与机动车的驱动轮耦联成传递转矩,在所述脱联位置中电驱动机器与驱动轮脱联。此外,机动车包括驻车锁止装置,所述驻车锁止装置包括至少一个驻车锁止元件,所述驻车锁止元件可在驻车锁止位置与解锁位置之间移位,在所述驻车锁止位置中所述至少一个驻车锁止元件至少间接地锁止驱动轮的旋转,在所述解锁位置中所述至少一个驻车锁止元件释放驱动轮的旋转。耦联传动装置可以优选自动地在耦联位置和脱联位置之间切换。
根据本发明规定,机动车包括至少一个具有致动器的操作装置,所述操作装置一方面构造用于操作耦联传动装置的具有至少一个切换元件的离合器(所述离合器用于在耦联位置与脱联位置之间切换)并且另一方面构造用于使所述至少一个驻车锁止元件在驻车锁止位置与解锁位置之间移位。这是有利的,因为借助于所述操作装置因此一方面可以操作离合器并且由此引起在耦联位置和脱联位置之间的切换并且另一方面借助于所述操作装置也可以引起在驻车锁止位置和解锁位置之间的移位。因此,操作装置具有至少一个双重功能,从而可以以改进的方式、即在特别小的操控耗费和小的结构耗费下操作机动车。此外,尤其是与由现有技术已知的系统相比可以节省重量。机动车可以包括例如控制器,借助于该控制器例如可以控制操作装置。术语“驱动轮”在当前可以理解为这样的驱动元件,其与机动车的支承面直接接触并且与此相应地可以具有至少一个轮辋和与轮辋连接的轮胎。
本发明基于以下认识:在由现有技术已知的系统中,对于多个功能也使用相应数量的伺服马达,这与提高的用于控制相应的伺服马达以实现功能的耗费相关联。本发明着手于此并且能够通过使操作装置既操作离合器又操作驻车锁止元件来实现机动车的改进的操作、尤其是改进的运行。
术语“在耦联位置与脱联位置之间”可以理解为,操作装置虽然可以构造用于既从耦联位置切换到脱联位置中又(相反地)从脱联位置切换到耦联位置中并且使用于此,但并非一定是这种情况。术语“在耦联位置与脱联位置之间”也可以包括借助操作装置从耦联位置切换到脱联位置中或从脱联位置切换到耦联位置中。
这也类似地适用于驻车锁止元件在驻车锁止位置和解锁位置之间的移位。操作装置可以构造用于既从驻车位置移位到解锁位置以及反过来,即又从解锁位置移位到驻车位置并且使用于此。但也可以想到,操作装置可以构造用于将驻车锁止元件从驻车锁止位置移位到解锁位置中或反过来从解锁位置移位到驻车位置中并且使用于此。
因此,致动器既可以用于操作切换元件也可以用于使驻车锁止元件移位并且设置用于此。为此致动器可以一方面至少间接地与切换元件传递力地耦联并且另一方面至少间接地与驻车锁止元件传递力地耦联。
在本发明的范围内,致动器可以特别优选构造为电动机。电动机可以特别低耗费地由机动车的车载电网供应电能。
但原则上也可以想到,将致动器构造为气动装置或液压装置,从而例如能够通过为致动器供应压缩空气或液压液体引起对离合器的操作以及在驻车锁止位置和解锁位置之间的移位。将致动器构造为气动装置(气动工作装置)或液压装置(液压工作装置)可以是有利的,以便通过例如经由相应的蓄压器向气动装置或液压装置供应能量来实现切换元件和驻车锁止元件的与电蓄能器并且因此与机动车的车载电网无关的并且因此特别故障安全的操作和/或紧急操作。
优选致动器可以构造用于产生尤其是沿正好一个旋转方向定向的旋转运动,借助于该旋转运动不仅可操作离合器也可以使驻车锁止元件移位。与线性运动相反,这种旋转运动能够实现特别节省空间的操作或移位。
借助于切换元件可以切换离合器。因此,借助于切换元件例如可以使离合器的至少一个耦联元件相对于离合器的另一耦联元件运动并且由此切换离合器。
离合器优选可以构造为形锁合离合器。形锁合离合器应理解为这样的离合器,在其中在耦联位置中通过形锁合的相互嵌接、即通过离合器的相应的耦联元件的形锁合实现转矩的传递。与通过摩擦锁合传递转矩的离合器、即摩擦离合器如片式离合器或打滑离合器不同,在形锁合离合器中以有利的方式不需要保持力来维持转矩的传递。此外,在形锁合离合器中,在相应的耦联元件之间也不出现滑转,通过该滑转在耦联位置中可传递或传递转矩。这有助于提高效率并且总体上能够实现耦联传动装置的低耗费的运行并且因此也能够实现机动车的低耗费的运行。
优选可以仅通过从脱联位置切换到耦联位置来建立电驱动机器与驱动轮之间的传递转矩的耦联。因此可以规定,机动车不包括为了传递转矩而中间连接在驱动轮与电驱动机器之间的其它离合器。
电驱动机器可以以有利的方式在耦联位置中通过所述至少一个耦联传动装置无差速器地、换句话说在没有中间连接机动车的差速器并且因此在没有差速器的情况下与驱动轮耦联成传递转矩。因此,电驱动机器可以通过耦联传动装置与驱动轮耦联,以实现驱动轮的单轮驱动。
优选可以规定,机动车包括多个驱动轮、多个耦联传动装置和多个电驱动机器。因此,每个驱动轮可以分别分配有至少一个耦联传动装置和至少一个电驱动机器。例如如果机动车具有四轮驱动,则机动车可以包括四个驱动轮、四个电驱动机器和四个耦联传动装置。由此,例如相应的分配给车前部、即分配给机动车前部的前驱动轮可以通过切换分配给这些前驱动轮的(前)耦联传动装置并调节到脱联位置而脱联,相反,分配给车后部、即机动车尾部的后驱动轮可以通过切换(后)耦联传动装置并调节到耦联位置而耦联并且因此用于驱动机动车。在该示例性的情况下,前驱动轮处于所谓的“滑行运行”中并且与后驱动轮相反不用于驱动机动车。当然也可以想到,前驱动轮用于驱动机动车并且后驱动轮处于滑行运行中。
特别优选耦联传动装置可以构造为可在耦联位置与脱联位置之间切换的齿轮级、尤其是中间齿轮级。这允许简单地集成到机动车的传动装置、尤其是正齿轮传动装置/正齿轮变速器中。传动装置优选可以构造为自动变速器。耦联传动装置因此可以优选集成在机动车的正齿轮传动装置中。这是有利的,因为耦联传动装置由此可以特别节省结构空间地设置并且容纳在正齿轮传动装置的壳体中。优选耦联传动装置可以构造为正齿轮传动装置的中间齿轮级。
在本发明的一种有利的扩展方案中规定,所述操作装置构造用于调节到释放状态,在所述释放状态中切换到脱联位置并且同时驻车锁止元件保持移位到解锁位置中。这是有利的,因为在释放状态中例如能够实现机动车的所谓的“滑行”。因此可以确保将机动车的动能用于其向前运动,而不是通过电驱动机器的拖曳运行损失至少部分动能。优选致动器在此既保持脱联位置又同时保持解锁位置,由此可以实现高度的功能可靠性,尤其是致动器可以用于保持两个位置,即脱联位置和解锁位置。
在本发明的另一种有利的扩展方案中规定,所述操作装置构造用于调节到驱动切换状态,在所述驱动切换状态中切换到耦联位置并且同时驻车锁止元件保持移位到解锁位置中。这是有利的,因为在驱动切换状态中通过将电驱动机器经由耦联传动装置与驱动轮耦联确保机动车的驱动并且同时驻车锁止元件打开并且因此保持在解锁位置中。优选致动器在此既保持耦联位置又同时保持解锁位置,由此可以实现高度的功能可靠性,尤其是致动器可以用于保持两个位置,即耦联位置和解锁位置。
在本发明的另一种有利的扩展方案中规定,所述操作装置构造用于调节到锁止切换状态,在所述锁止切换状态中切换到耦联位置并且同时驻车锁止元件保持移位到驻车锁止位置中。这是有利的,因为驱动轮在锁止切换状态中既可以借助于电驱动机器又可以借助于驻车锁止装置保持,从而可以特别有效地避免机动车的不希望的溜车。优选致动器在此既保持耦联位置又同时保持驻车锁止位置,由此可以实现高度的功能可靠性,尤其是致动器可以用于保持两个位置,即耦联位置和锁止位置。
因此,可以借助操作装置、尤其是借助操作装置的致动器选择性地调节到释放状态、驱动切换状态或锁止切换状态。由此可以实现特别高度的功能可靠性,尤其是可以以特别有效的方式避免这样的情况,在其中驻车锁止装置闭合,即驻车锁止元件保持移位到驻车锁止位置中并且同时切换到脱联位置。
在本发明的另一种有利的扩展方案中规定,所述至少一个操作装置包括可借助于致动器调节的操作元件,所述操作元件一方面构造用于施加至少一个切换力到切换元件上以操作离合器并且另一方面构造用于施加至少一个移位力,用于使所述至少一个驻车锁止元件在驻车锁止位置和解锁位置之间移位。这是有利的,因为操作元件因此满足双重功能,从而尤其是可以放弃设置其它操作元件并且由此节省重量。操作元件优选可以至少局部地或完全地构造为轴,该轴与致动器的转子轴不可相对旋转地连接或可以构造为致动器的转子轴。
优选切换元件可以可旋转地与操作元件连接,尤其是可旋转地支承在操作元件上。这是有利的,因为操作元件因此也可以用于支承切换元件,从而可以放弃相应的、附加的支承件并且因此节省重量。
在本发明的另一种有利的扩展方案中规定,所述至少一个操作元件通过操作装置的第一弹簧元件传递力地至少间接地、优选直接地与离合器的所述至少一个切换元件耦联。这是有利的,因为在施加切换力时可以借助于操作元件预紧第一弹簧元件,从而切换力可以与此相应地持久地作用到切换元件上。由此可以实现离合器的特别低延迟的操作并且因此例如实现从脱联位置到耦联位置的特别低延迟的切换,一旦这在机械上例如基于耦联传动装置的相应齿轮的转速一致是可能的。为了操作离合器,可以将切换力施加到离合器的切换元件上。切换元件由此可以运动并且调节离合器的至少一个耦联元件,以便由此引起耦联位置和脱联位置之间的切换。
第一弹簧元件可以构造为扭转弹簧。由此,由于施加切换力而对第一弹簧元件的弹簧行程的调节不仅可以特别节省空间地进行,尤其是在没有轴向长度变化的情况下进行。另一个优点在于,如果第一弹簧元件构造为扭转弹簧,则操作元件和/或切换元件可以至少局部地插入第一弹簧元件的弹簧元件开口中。由此,操作元件和/或切换元件可以承担另一功能,即特别防丢失地保持第一弹簧元件的功能。
在本发明的另一种有利的扩展方案中规定,所述至少一个操作元件通过操作装置的第二弹簧元件传递力地至少间接地、优选直接地与操作装置的偏心元件耦联,借助于所述偏心元件,驻车锁止元件可在驻车锁止位置与解锁位置之间移位。这是有利的,因为在施加移位力时可以借助于操作元件预紧第二弹簧元件,从而移位力可以与此相应地持久地作用到偏心元件上。由此可以实现偏心元件的特别低延迟的操作并且因此例如实现驻车锁止元件的特别低延迟的移位,例如从解锁位置到驻车锁止位置中,一旦这在机械上是可能的。这例如在如下情况下在机械上是可能的,即驻车锁止装置的驻车锁止轮的转速具有足够小的转速值,使得例如可以构造为驻车锁止爪的驻车锁止元件可以卡锁到驻车锁止轮中并且由此可以调节到驻车锁止位置。
第二弹簧件可以构造为扭转弹簧。由此,由于施加移位力而对第二弹簧元件的弹簧行程的调节不仅可以特别节省空间地进行,尤其是在没有轴向长度变化的情况下进行。另一个优点在于,如果第二弹簧元件构造为扭转弹簧,则操作元件和/或偏心元件可以至少局部地插入第二弹簧元件的弹簧元件开口中。由此,操作元件和/或偏心元件可以承担另一功能,即特别防丢失地保持第二弹簧元件的功能。
优选偏心元件可以构造为凸轮,通过该凸轮已经可以在凸轮的小幅旋转下实现用于使驻车锁止元件移位的大的凸轮升程。替代于此,偏心元件例如也可以构造为偏心地、即在偏心元件的中轴线之外支承的圆盘。这种圆盘不仅可以特别低成本地制造,而且也可以实现特别均匀的移位,而不会出现突然的路径改变。
在本发明的另一种有利的扩展方案中规定,所述操作元件借助于致动器可沿旋转方向旋转,由此不仅可通过第一弹簧元件将所述至少一个切换力施加到切换元件上,而且可通过第二弹簧元件将所述至少一个移位力施加到偏心元件上。这是有利的,因为由此在沿尤其是正好一个旋转方向旋转时既可以操作切换元件也可以操作偏心元件。因此,这实现了所涉及的部件、尤其是操作元件、切换元件和偏心元件相互间的低耗费的并且尤其是功能可靠的协调和布置,从而能够排除不希望的、甚至危及安全的情况,在所述情况下例如驻车锁止元件处于驻车锁止位置中并且同时调节到脱联位置。这在很大程度上有助于机动车的高度的功能可靠性。
在本发明的另一种有利的扩展方案中规定,所述操作元件具有切换元件止挡,借助于所述切换元件止挡可限制切换元件相对于操作元件的运动和/或所述操作元件具有偏心元件止挡,借助于所述偏心元件止挡可限制偏心元件相对于操作元件的运动。这是有利的,因为由此可以特别低耗费地设置切换元件和/或偏心元件在操作元件上的端部位置定位,在此切换元件可以贴靠在切换元件止挡上并且偏心元件可以贴靠在偏心元件止挡上。借助于切换元件止挡和/或偏心元件止挡尤其是可以限制切换元件和/或偏心元件相对于操作元件的转动。切换元件可以具有与切换元件止挡共同作用的、即对应的切换元件侧的止挡,该切换元件侧的止挡在限制切换元件相对于操作元件的运动时可以与切换元件止挡贴靠。而偏心元件可以具有与偏心元件止挡共同作用的、即对应的偏心元件侧的止挡,该偏心元件侧的止挡在限制偏心元件相对于操作元件的运动时可以与偏心元件止挡贴靠。
在本发明的另一种有利的扩展方案中,所述耦联传动装置包括第一齿轮以及第二齿轮,所述第一齿轮与驱动机器至少间接地啮合,所述第二齿轮可借助离合器与第一齿轮耦联成传递转矩,所述第二齿轮至少间接地与驱动轮不可相对旋转地耦联。这是有利的,因为耦联传动装置由此特别简单且稳固地构造并且因此具有特别小的易受干扰性。术语“间接”一般应理解为,可以中间连接其它传递转矩的元件。相应的齿轮例如可以通过轴(作为这种传递转矩的元件)并且由此间接地与驱动机器或驱动轮耦联。术语“不可相对旋转”一般应理解为禁止不可相对旋转地相互耦联的部件、例如轴和齿轮之间的相对旋转。此外,所述离合器包括第一耦联元件,所述第一耦联元件至少间接地通过离合器的与第一齿轮不可相对旋转地连接的第二耦联元件与第一齿轮不可相对旋转地耦联。这是有利的,因为离合器因此具有特别简单且稳固的结构。术语“间接”应理解为,不仅相应的耦联元件而且相应的齿轮可以例如与相应的轴不可相对旋转地连接,由此耦联元件可以间接地、即例如借助于轴与齿轮耦联。此外,所述离合器包括连接元件,所述连接元件一方面至少间接地与第二齿轮耦联并且另一方面可至少间接地、尤其通过调节到耦联位置与第一耦联元件不可相对旋转地耦联。这是有利的,因为连接元件允许第一耦联元件的特别简单的设计。连接元件可以可逆地拆卸地(换言之可非破坏性地拆卸地)例如借助于也可以称为插接齿部的配合齿部至少间接地与第二齿轮耦联。连接元件可以优选构造为套筒、尤其是固定套筒。
在本发明的另一种有利的扩展方案中,所述离合器包括锁止元件。所述锁止元件构造用于在第一齿轮与第二齿轮之间存在转速差时禁止从脱联位置切换到耦联位置中。此外,所述锁止元件构造用于在第一齿轮与第二齿轮之间存在转速一致时释放在第一耦联元件与第二耦联元件之间的引起从脱联位置切换到耦联位置中的相对运动。因此,锁止元件以有利的方式防止过度的机械负荷、尤其是耦联元件的相互碰撞以及不希望的噪声,所述噪声否则在转速差下在(意外)切换到耦联位置中时可能出现。
在本发明的另一种有利的扩展方案中规定,所述切换元件在耦联位置和/或脱联位置中至少局部地嵌入设置在所述齿轮中的至少一个齿轮的齿部径向之内的齿轮凹部中并且与第一耦联元件嵌接。这是有利的,通过将切换元件至少局部地设置在齿轮凹部中实现特别节省空间的布置。通过使切换元件在齿轮凹部中与第一耦联元件嵌接,得到特别有利的力流,其具有特别少的转向和与此相应地小的机械应力和/或负荷峰值。特别优选第一耦联元件不仅在耦联位置中而且在脱联位置中可以设置在齿轮凹部的径向之内,由此得到在力流方面相应特别有利的布置。为了操作离合器,切换力例如可以施加到离合器的切换元件上并且经由切换元件传递到第一耦联元件上。齿轮凹部也可以称为齿轮的凹部,该凹部在径向延伸方向上比齿轮的齿部更靠内。
切换元件可以具有至少一个第一元件臂区段和直接与第一元件臂区段连接并且与第一元件臂区段围成一角度的第二元件臂区段,所述元件臂区段之一可以插入齿轮凹部中并且与离合器耦联,并且另一元件臂区段可以至少间接地、优选直接地与操作装置可旋转地耦联。这种结构允许特别节省空间地操作离合器。
在本发明的另一种有利的扩展方案中规定,所述切换元件构造为换挡摇臂或换挡拨叉。这是有利的,因为不仅换挡摇臂而且换挡拨叉均为切换元件的特别稳固的形状。为了操作离合器,可以将切换力例如施加到离合器的切换元件上。切换元件优选可以可旋转地与操作装置耦联,尤其是可旋转地支承在操作装置上。
上面在说明书中提到的特征和特征组合以及下面在附图说明中提到的和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅可以以分别给出的组合、而且也可以以其它组合或单独地使用,而不脱联本发明的范围。
本发明的其它优点、特征和细节由权利要求、下面对优选实施方式的说明以及根据附图得出。
附图说明
下面再次借助具体实施例阐述本发明。附图如下:
图1示出正齿轮传动装置的示意性透视图,该正齿轮传动装置包括耦联传动装置并且与电驱动机器耦联,该电驱动机器用于驱动高度抽象示出的机动车的驱动轮,所述机动车包括驻车锁止装置、用于切换耦联传动装置的离合器以及操作装置;
图2示出耦联传动装置、电驱动机器、驻车锁止装置、离合器以及操作装置的俯视图;
图3示出根据图2中示出的剖面A的剖面图;
图4示出根据图2中示出的剖面B的另一剖面图;和
图5示出根据图2中示出的剖面C的另一剖面图。
具体实施方式
在下文中相同的和功能相同的元件设有相同的附图标记。
图1以示意性透视图示出机动车K,该机动车包括电驱动机器10、具有耦联传动装置20的正齿轮传动装置SG和驱动轮100。在此每个所述正齿轮传动装置SG分别分配有其中一个耦联传动装置20。换言之,每个耦联传动装置20分别集成在机动车K的正齿轮传动装置SG之一中。
每个驱动机器10分别与正齿轮传动装置SG之一耦联。此外,通过将相应的正齿轮传动装置SG的相应的耦联传动装置20从脱联位置ES切换到耦联位置KS中,每个正齿轮传动装置SG可分别与驱动轮100之一耦联。脱联位置ES以及耦联位置KS可以示例性地从图3中可见。在耦联位置KS中,相应的驱动轮100与相应的驱动机器10耦联成传递转矩,相反,驱动轮100和驱动机器10之间的转矩传递在脱联位置ES中中断。换言之,相应的电驱动机器10在相应的耦联传动装置20的脱联位置ES中与相应的驱动轮100脱联。总体上,由此能够选择性地驱动相应的驱动轮100,因此能够实现每个驱动轮100的单轮驱动。因此,每个驱动轮100可通过分别分配给其的电驱动机器10分别独立于其它驱动轮100地被驱动。
为清楚起见,在图1中仅示出具有耦联传动装置20之一的正齿轮传动装置SG之一和驱动轮100之一。但以下关于驱动机器10、正齿轮传动装置SG、耦联传动装置20和驱动轮100的说明适用于机动车K的全部驱动机器10、正齿轮传动装置SG、耦联传动装置20和驱动轮100。驱动机器在图1中被遮盖并且因此不可见,但在图2中示意性示出。此外,图2以俯视图示出耦联传动装置20和因此正齿轮传动装置SG的部分区域。
正齿轮传动装置SG包括第一传动轴102,如在图2的俯视图中可见。传动轴102与机动车K的电驱动机器10耦联成传递转矩。第一传动轴102和驱动机器10之间的传递转矩且因此不可相对旋转的耦联在此仅示例性地通过花键轴端部区段103来实现,换言之,通过第一传动轴102的具有花键齿部的端部区段来实现。通过该花键齿部第一传动轴102与电驱动机器10啮合。第一传动齿轮104也不可相对旋转地与第一传动轴102耦联。第一传动齿轮104与耦联传动装置20的第一齿轮42啮合。因此,耦联传动装置20的第一齿轮42与驱动机器10处于间接啮合中,即间接地与驱动机器10耦联。
此外,正齿轮传动装置SG包括第二传动轴106,该第二传动轴与驱动轮100耦联成传递转矩。第一传动轴102和第二传动轴106可借助于耦联传动装置20通过调节到耦联位置KS彼此耦联成传递转矩。为清楚起见,仅在图1中示出第二传动轴106与仅局部地且高度抽象地示出的驱动轮100的耦联。第一传动轴104用于驱动侧的转矩传递并且第二传动轴106用于从动侧的转矩传递。第二传动轴106与驱动轮100之间的传递转矩的且因此不可相对旋转的耦联在此仅示例性地通过第二传动轴106的内花键齿部107来实现。驱动轮100通过在图1中以虚线示出的驱动桥110与内花键齿部107啮合并且由此与正齿轮传动装置SG的第二传动轴106不可相对旋转地耦联。此外,根据图1可见,耦联传动装置20设置用于与机动车K的驱动桥110的正好一侧耦联成传递转矩,由此可以实现驱动轮100的单轮驱动。在此电驱动机器10和驱动轮100之间的转矩传递可以在没有中间连接差速器的情况下进行。电驱动机器10和驱动轮100之间的转矩传递因此可以无差速器地(在没有差速器的情况下)进行。
正齿轮传动装置SG的第二传动齿轮108也不可相对旋转地与第二传动轴106耦联。第二传动齿轮108与耦联传动装置20的第二齿轮52啮合。因此,耦联传动装置20的第二齿轮52至少间接地与驱动轮100不可相对旋转地耦联。
为清楚起见,例如(第一和第二)传动齿轮104、108以及(第一和第二)齿轮42、52的相应的轮齿在图1中未示出。
此外,机动车K包括驻车锁止装置90,该驻车锁止装置包括驻车锁止元件92。驻车锁止元件92在当前构造为锁止爪。驻车锁止元件92可以在驻车锁止位置P1与解锁位置P2之间移位,如根据图5可见,在所述驻车锁止位置中,驻车锁止元件92与驻车锁止装置90的驻车锁止轮94啮合并且由此锁止驱动轮100的旋转。在图5中,通过驻车锁止轮94和驻车锁止元件92的部分区域的虚线图示示意性示出驻车锁止位置P1。在例如在图1中可见的解锁位置P2中,驻车锁止元件92不与驻车锁止轮94啮合,由此驱动轮100的旋转被释放,即不通过驻车锁止装置90锁止。根据图2例如可见,驻车锁止轮94与第一传动轴102以及与第一传动齿轮104和电驱动机器10不可相对旋转地耦联。如根据图5可见,驻车锁止元件92可以通过驻车锁止元件支承件93可旋转地支承在当前未进一步示出的壳体、例如正齿轮传动装置SG的壳体上并且通过驻车锁止元件92围绕驻车锁止元件支承件93的枢转运动在驻车锁止位置P1和解锁位置P2之间移位。
为了将耦联传动装置20支承在该壳体中,例如可以使用多个滚动轴承60a、60b,如根据图3可见。但显然还可以设置其它轴承。滚动轴承60a、60b在当前构造为调整(angestellt)的圆柱滚子轴承,其中滚动轴承60a用于将第二齿轮52可旋转地支承在壳体上并且滚动轴承60b用于将第一齿轮42可旋转地支承在壳体上。第一齿轮42通过另一滚动轴承60c(参见图3)可旋转地支承和支撑在第二齿轮52的轴53上,所述另一滚动轴承在此示例性地构造为滚针轴承。此外,两个齿轮42、52通过另一滚动轴承60e、即轴向滚针轴承在轴向延伸方向上并且因此在旋转轴线x的方向上相对于彼此支撑。在图4中示出,第一传动轴102和因此第一传动齿轮104通过另一滚动轴承60d支撑在(未进一步示出的)壳体上,所述另一滚动轴承在此示例性地构造为球轴承。
此外,机动车K包括具有致动器24的操作装置22。致动器24一方面构造用于操作耦联传动装置20的具有至少一个切换元件62的离合器40,所述离合器用于在耦联位置KS和脱联位置ES之间切换。另一方面,致动器24也用于使驻车锁止元件92在驻车锁止位置P1和解锁位置P2之间移位。如根据图1可见,切换元件62例如构造为换挡摇臂或换挡拨叉。
离合器40在当前构造为形锁合离合器,即爪式离合器。机动车K包括控制器ECU,借助于该控制器可以操控操作装置22以及电驱动机器10,如示意性地在图2中所示。
离合器40的结构可通过结合图1与图3中的剖面图看出。离合器40包括第一耦联元件44,该第一耦联元件至少间接地、即借助于离合器40的第二耦联元件54不可相对旋转地与第一齿轮42耦联。第二耦联元件54可以构造为固定套筒,该固定套筒可以不可相对旋转地与第一齿轮42耦联。但在当前第二耦联元件54构造为齿部,该齿部设置在第一齿轮42的齿轮凹部43中、一体地与第一齿轮42连接并且由此不可相对旋转地与第一齿轮42耦联。第一耦联元件44虽然通过第二耦联元件54不可相对旋转地与第一齿轮42耦联,但基于齿部,在第一耦联元件44与第二耦联元件54之间可以产生平行于旋转轴线x的相对轴向移动,齿轮42、52在机动车K运行时可以围绕该旋转轴线例如在通过箭头表示的圆周方向U上旋转。
此外,离合器40包括连接元件70,该连接元件一方面直接与第二齿轮52耦联并且另一方面可直接与第一耦联元件44不可相对旋转地耦联,其方式是,将第一耦联元件44从脱联位置ES切换到耦联位置KS中。连接元件70在当前通过相应的未详细示出的插接齿部一方面与第一耦联元件44并且另一方面与第二齿轮52啮合。连接元件70尤其是可以构造为固定套筒,如根据图3可见。为了调节到耦联位置KS,使第一耦联元件44与连接元件70啮合,如在图3中所示。
为了在第一齿轮42和第二齿轮52之间存在转速差时禁止从脱联位置ES切换到耦联位置KS中,离合器40包括锁止元件80。锁止元件80用于在第一齿轮42与第二齿轮52之间存在转速一致时释放第一耦联元件44与第二耦联元件54之间的引起从脱联位置ES切换到耦联位置KS中的相对运动RB。在转速一致时,锁止元件80允许第一耦联元件44运动并且因此允许从脱联位置ES切换到耦联位置KS中,在耦联位置KS中,力流KF可以经由第一齿轮42、第二耦联元件54、第一耦联元件44、连接元件70和第二齿轮52被引导。
在借助电驱动机器10建立第一齿轮42与第二齿轮52之间的转速一致的情况下,锁止元件80因此总体上释放在第一耦联元件44与第二耦联元件54之间的引起从脱联位置ES切换到耦联位置KS中的相对运动RB。
在图3中为了说明示出第一耦联元件44在耦联位置KS中和脱联位置ES中的相应位置(虚线)。在此有利的是,除了分别完全设置在齿轮凹部43中的第二耦联元件54和锁止元件80之外,第一耦联元件44和连接元件70也至少部分地、优选完全地设置在齿轮凹部43中。如果第一耦联元件44不仅在脱联位置ES中而且在耦联位置KS中设置在齿轮凹部43中,则第一齿轮42与第二齿轮52之间的力流KF在特别小的结构空间上产生并且因此在特别短的路径上延伸。
切换元件62用于调节到耦联位置KS以及脱联位置ES。切换元件62包括第一元件臂区段64和直接与第一元件臂区段64连接并且与第一元件臂区段64围成一角度的第二元件臂区段66。第一元件臂区段64和第二元件臂区段66彼此形成L形,通过该L形可以实现特别节省空间且无干扰的切换。结合图1与图3可以看出,切换元件62通过第二元件臂区段66与第一耦联元件44可旋转地耦联。在此切换元件62尤其是在第二元件臂区段66上可以具有嵌接元件63如滑块,或嵌接区域,该嵌接元件或嵌接区域嵌入第一耦联元件44的至少局部地在圆周方向U上延伸的嵌接凹槽45中。嵌接元件63在图1中可见并且示意性地在图3中示出。
当切换元件62通过致动器24旋转时,切换元件臂区段64、66可以枢转并且由此引起第一耦联元件44在耦联位置KS和脱联位置ES之间的移位。
操作装置22包括可借助于致动器24调节的操作元件26,该操作元件一方面构造用于施加切换力F_SK到切换元件62上以操作离合器40并且另一方面构造用于施加移位力F_VK,用于使驻车锁止元件92在驻车锁止位置P1和解锁位置P2之间移位。操作元件26例如在图1中和在图5的剖面图中示出。操作元件26可以优选构造为轴。该轴可以与致动器24的转子轴不可相对旋转地连接。替代于此,操作元件26也可以构造为致动器24的转子轴。
根据图5可见,切换元件62可以插入到操作元件26的操作元件凹部25中并且在那里可旋转地支承。操作元件26通过操作装置22的构造为扭转弹簧的第一弹簧元件27直接传递力地与离合器40的切换元件62耦联。
同样在图5中可以看出,操作元件26通过操作装置22的同样构造为扭转弹簧的第二弹簧元件28直接传递力地与操作装置22的偏心元件30耦联,借助于所述偏心元件驻车锁止元件92可在驻车锁止位置P1和解锁位置P2之间移位。偏心元件30在当前构造为凸轮,如根据图4可见。替代于此,偏心元件30也可以构造为偏心支承的圆盘,但这在当前未进一步示出。
一般可以通过运行致动器24使操作元件26沿旋转方向D1旋转,由此不仅可以通过第一弹簧元件27将切换力F_SK施加到切换元件62上而且可以通过第二弹簧元件28将移位力F_VK施加到偏心元件30上。
在图1中,操作装置22保持驱动切换状态,在所述驱动切换状态中切换到耦联位置KS并且同时驻车锁止元件92保持移位到解锁位置P2中。在驱动切换状态中,通过将电驱动机器10经由耦联传动装置20与驱动轮100耦联确保机动车K的驱动并且同时驻车锁止元件92打开并且因此保持在解锁位置ES中。
在同样可切换的释放状态中,机动车K例如可以在所谓的滑行运行中运行,即能够实现机动车K的所谓的滑行,在所述滑行中机动车K运动,而相应的电驱动机器10不驱动相应的驱动轮100并且相应的驻车锁止装置90不锁止机动车K的运动、尤其是相应的驱动轮100的滚动。在释放状态中切换到脱联位置ES并且同时驻车锁止元件92保持移位到解锁位置P2中。
可旋转地支承在壳体上的驻车锁止元件92借助于例如分配给操作装置22的第三弹簧元件29克服重力被压向偏心元件30并且在那里保持在解锁位置P2中,所述第三弹簧元件也与第一弹簧元件27和第二弹簧元件28一样构造为扭转弹簧。
在释放状态中,偏心元件侧的止挡32贴靠在偏心元件止挡38上,该偏心元件侧的止挡构造为突起并且也可以称为分配给偏心元件30的止挡。分配给操作元件26的偏心元件止挡38在此同样构造为突起,如特别清楚地在图4和图2中可见。此外,在释放状态中,切换元件侧的止挡34贴靠在操作元件26的切换元件止挡37上,该切换元件侧的止挡构造为突起并且也可以称为分配给切换元件62的止挡。分配给操作元件26的切换元件止挡37在此也构造为突起,如根据图1和图2可见。
借助于切换元件止挡37可以限制切换元件62相对于操作元件26的运动、尤其是旋转。借助于偏心元件止挡38可以限制可旋转地支承在操作元件26上的偏心元件30相对于操作元件26的运动、尤其旋转。
借助操作装置22也可以调节到驱动切换状态,在所述驱动切换状态中如上所述切换到耦联位置KS并且同时驻车锁止元件92保持移位到解锁位置P2中。在驱动切换状态中,驱动轮100通过正齿轮传动装置SG并且因此也通过耦联传动装置20与电驱动机器10耦联并且驻车锁止装置90打开,从而驱动轮100可以通过电驱动机器10驱动,而驻车锁止装置90不锁止驱动轮100的驱动。
为了调节到驱动切换状态,可以借助致动器24相应于在图2和图3中通过箭头示出的旋转方向D1(在此为顺时针)旋转操作元件26。如果在齿轮42、52之间不存在转速一致,则锁止元件80禁止从脱联位置ES切换到耦联位置KS并且因此禁止第一耦联元件44借助于切换元件62进行相应的相对运动RB。通过沿旋转方向D1旋转操作元件26,第一弹簧元件27被预紧,切换元件62和操作元件26通过该第一弹簧元件传递力地相互耦联。致动器24为此施加转矩,通过该转矩机械地预紧第一弹簧元件27并且由此将切换力F_SK存储在第一弹簧元件27中,只要锁止元件80禁止第一耦联元件44与连接元件70的耦联并且因此禁止调节到耦联位置KS。在此第一耦联元件44借助于第一弹簧元件27通过切换元件62和设置在嵌接凹槽45中的嵌接元件63可以说根据切换力F_SK被压向锁止元件80的方向。只要在第一齿轮42和第二齿轮52之间存在转速差,锁止元件80就禁止第一耦联元件44与连接元件70耦联。一旦电驱动机器10平衡了转速差并且因此在两个齿轮42、52之间存在转速一致,则锁止元件80释放第一耦联元件44与连接元件70的耦联并且因此释放调节到耦联位置KS。因此,通过施加切换力F_SK使第一耦联元件44在连接元件70的方向上运动并且第一耦联元件44与连接元件70啮合,由此调节到耦联位置KS。显然,例如在机动车K从其静止状态加速时,即使在没有电驱动机器10干预的情况下也可以存在转速一致,从而与此相应地可以放弃电驱动机器10的干预,因为在此情况下不存在转速差。
同样通过沿旋转方向D1旋转操作元件26,第二弹簧元件28也被预紧,偏心元件30和操作元件26通过第二弹簧元件传递力地相互耦联。通过借助致动器24施加的转矩,第二弹簧元件28可以被机械地预紧并且由此当机械地禁止驻车锁止元件92从解锁位置P2移位到驻车锁止位置P1时,移位力F_VK可以存储在第二弹簧元件28中。例如当驻车锁止元件92和驻车锁止轮94如图1所示相对于彼此定向时,即当驻车锁止元件92不能嵌入驻车锁止元件94中时,可以机械地禁止从解锁位置P2移位到驻车锁止位置P1中。如果第一传动轴102的转速低于预定的转速极限值,即第一传动轴的转速足够小(例如在机动车K的行驶速度小于5km/h时可以是这种情况),则驻车锁止元件92(在此为锁止爪)可以与驻车锁止轮94啮合,即驻车锁止元件92从解锁位置P2移位到驻车锁止位置P1中。为此偏心元件30通过存储在第二弹簧元件28中的移位力F_VK沿(第一)旋转方向D1旋转并且将驻车锁止元件92按压到如下位置中,在该位置中驻车锁止元件92与驻车锁止轮94卡锁并且因此调节到驻车锁止位置P1。在此情况下,既切换到耦联位置KS,同时驻车锁止元件92又保持移位到驻车锁止位置P1中,从而调节到锁止切换状态。机动车K因此可以借助驻车锁止装置90保持在静止状态中。
因此,在机动车K运行时,一般可以借助操作装置22以切换力F_SK将第一弹簧元件27并且附加地、尤其是同时以移位力F_VK将第二弹簧元件28分别保持在预紧的状态中。一旦在两个齿轮42、52之间存在转速一致,即两个齿轮42、52分别具有相同的转速(齿轮转速),则可以通过第一弹簧元件27、尤其是通过第一弹簧元件27的至少部分松弛和由此引起的元件臂区段64、66的枢转使第一耦联元件44运动并且从脱联位置ES切换到耦联位置KS中。一旦机动车K的行驶速度足够小,则可以通过第二弹簧元件28、尤其是通过第二弹簧元件28的至少部分松弛使驻车锁止元件92借助于偏心元件30克服第三弹簧元件29的弹力运动并且从解锁位置P2运动到驻车锁止位置P1中。
为了再次调节到释放状态,可以通过致动器24的运行使操作元件26在与第一旋转方向D1相反的第二旋转方向D2上旋转。为了从驱动切换状态和/或锁止切换状态出发调节到释放状态,切换元件止挡37以及切换元件侧的止挡34和/或偏心元件止挡38以及偏心元件侧的止挡32是特别有用的,因为相应的彼此对应的止挡37、34或38、32能够实现切换元件62和/或偏心元件30的可靠复位并且因此能够可靠地调节到脱联位置ES以及解锁位置PS。
机动车K的一个重要优点在于,通过所述的布置能够可靠地排除不希望的切换状态,在该切换状态中调节到驻车锁止位置P1和同时调节到脱联位置ES。因此,机动车K具有特别高的功能可靠性。
附图标记列表
10驱动机器
20耦联传动装置
22操作装置
24致动器
25操作元件凹部
26操作元件
27第一弹簧元件
28第二弹簧元件
29第三弹簧元件
30偏心元件
32偏心元件侧的止挡
34切换元件侧的止挡
37切换元件止挡
38偏心元件止挡
40离合器
42第一齿轮
43齿轮凹部
44第一耦联元件
45嵌接凹槽
52第二齿轮
53轴
54第二耦联元件
60a-e滚动轴承
62切换元件
63嵌接元件
64第一元件臂区段
66第二元件臂区段
70连接元件
80锁止元件
90驻车锁止装置
92驻车锁止元件
93驻车锁止元件支承件
94驻车锁止轮
100 驱动轮
102 第一传动轴
103 花键轴端部区段
104 第一传动齿轮
106 第二传动轴
107 内花键齿部
108 第二传动齿轮
110 驱动桥
D1(第一)旋转方向
D2(第二)旋转方向
ECU控制器
F_SK切换力
F_VK移位力
K机动车
KF力流
KS耦联位置
ES解耦位置
P1驻车锁止位置
P2解锁位置
RB相对运动
SG正齿轮传动装置
U 圆周方向
x 旋转轴线
Claims (13)
1.机动车(K),其包括:至少一个用于驱动机动车(K)的电驱动机器(10);至少一个耦联传动装置(20),所述耦联传动装置至少能够在耦联位置(KS)和脱联位置(ES)之间切换,在所述耦联位置中电驱动机器(10)与机动车(K)的驱动轮(100)耦联成传递转矩,在所述脱联位置中电驱动机器(10)与驱动轮(100)脱联;以及驻车锁止装置(90),所述驻车锁止装置包括至少一个驻车锁止元件(92),所述驻车锁止元件能够在驻车锁止位置(P1)和解锁位置(P2)之间移位,在所述驻车锁止位置中所述至少一个驻车锁止元件(92)至少间接地锁止驱动轮(100)的旋转,在所述解锁位置中所述至少一个驻车锁止元件(92)释放驱动轮(100)的旋转,其特征在于,所述机动车(K)包括至少一个具有致动器(24)的操作装置(22),所述操作装置一方面构造用于操作耦联传动装置(20)的具有至少一个切换元件(62)的离合器(40),所述离合器用于在耦联位置(KS)与脱联位置(ES)之间切换,并且所述操作装置另一方面构造用于使所述至少一个驻车锁止元件(92)在驻车锁止位置(P1)与解锁位置(P2)之间移位。
2.根据权利要求1所述的机动车(K),其特征在于,所述操作装置(22)构造用于调节到释放状态,在所述释放状态中切换到脱联位置(ES)并且同时驻车锁止元件(92)保持移位到解锁位置(P2)中。
3.根据权利要求1或2所述的机动车(K),其特征在于,所述操作装置(22)构造用于调节到驱动切换状态,在所述驱动切换状态中切换到耦联位置(KS)并且同时驻车锁止元件(92)保持移位到解锁位置(P2)中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的机动车(K),其特征在于,所述操作装置(22)构造用于调节到锁止切换状态,在所述锁止切换状态中切换到耦联位置(KS)并且同时驻车锁止元件(92)保持移位到驻车锁止位置(P1)中。
5.根据前述权利要求中任一项所述的机动车(K),其特征在于,所述至少一个操作装置(22)包括能借助于致动器(24)调节的操作元件(26),所述操作元件一方面构造用于施加至少一个切换力(F_SK)到切换元件(62)上以操作离合器(40)并且另一方面构造用于施加至少一个移位力(F_VK),用于使所述至少一个驻车锁止元件(92)在驻车锁止位置(P1)和解锁位置(P2)之间移位。
6.根据权利要求5所述的机动车(K),其特征在于,所述至少一个操作元件(26)通过操作装置(22)的第一弹簧元件(27)传递力地至少间接地与离合器(40)的所述至少一个切换元件(62)耦联。
7.根据权利要求5或6中任一项所述的机动车(K),其特征在于,所述至少一个操作元件(26)通过操作装置(22)的第二弹簧元件(28)传递力地至少间接地与操作装置(22)的偏心元件(30)耦联,借助于所述偏心元件驻车锁止元件(92)能在驻车锁止位置(P1)与解锁位置(P2)之间移位。
8.根据引用权利要求6的权利要求7所述的机动车(K),其特征在于,所述操作元件(26)借助于致动器(24)能沿旋转方向(D1)旋转,由此不仅能通过第一弹簧元件(27)将所述至少一个切换力(F_SK)施加到切换元件(62)上,而且能通过第二弹簧元件(28)将所述至少一个移位力(F_VK)施加到偏心元件(30)上。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的机动车(K),其特征在于,所述操作元件(26)具有切换元件止挡(37),借助于所述切换元件止挡能限制切换元件(62)相对于操作元件(26)的运动,和/或所述操作元件(26)具有偏心元件止挡(38),借助于所述偏心元件止挡能限制偏心元件(30)相对于操作元件(26)的运动。
10.根据前述权利要求中任一项所述的机动车(K),其特征在于,所述耦联传动装置(20)包括第一齿轮(42)以及第二齿轮(52),所述第一齿轮与驱动机器(10)至少间接地啮合,所述第二齿轮能借助离合器(40)与第一齿轮(42)耦联成传递转矩,所述第二齿轮至少间接地与驱动轮(100)不可相对旋转地耦联,所述离合器(40)包括第一耦联元件(44),所述第一耦联元件至少间接地通过离合器(40)的与第一齿轮(42)不可相对旋转地连接的第二耦联元件(54)与第一齿轮(42)不可相对旋转地耦联,并且所述离合器(40)包括连接元件(70),所述连接元件一方面至少间接地与第二齿轮(52)耦联并且另一方面能至少间接地与第一耦联元件(44)不可相对旋转地耦联。
11.根据权利要求10所述的机动车(K),其特征在于,所述离合器(40)包括锁止元件(80),用于在第一齿轮(42)与第二齿轮(52)之间存在转速差时禁止从脱联位置(ES)切换到耦联位置(KS)中并且用于在第一齿轮(42)与第二齿轮(52)之间存在转速一致时释放在第一耦联元件(44)与第二耦联元件(54)之间的引起从脱联位置(ES)切换到耦联位置(KS)中的相对运动(RB)。
12.根据权利要求10或11所述的机动车(K),其特征在于,所述切换元件(62)在耦联位置(KS)和/或脱联位置(ES)中至少局部地嵌入到设置在所述齿轮(42、52)中的至少一个齿轮的齿部的径向之内的齿轮凹部(43)中并且与第一耦联元件(44)嵌接。
13.根据前述权利要求中任一项所述的机动车(K),其特征在于,所述切换元件(62)构造为换挡摇臂或换挡拨叉。
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