DE112019002947T5

DE112019002947T5 - Fahrzeugantriebsstrang mit gelenkigen radmotoren

Info

Publication number: DE112019002947T5
Application number: DE112019002947.9T
Authority: DE
Inventors: Mason Verbridge
Original assignee: Rivian IP Holdings LLC
Current assignee: Rivian IP Holdings LLC
Priority date: 2018-06-11
Filing date: 2019-06-11
Publication date: 2021-02-25
Also published as: CN112334349A; WO2019241182A1; US10703192B2; US20190375287A1

Abstract

Ein Antriebsstrang für ein Fahrzeug schließt ein Rahmenelement, einen Achsschenkel, einen Lenker, eine Nabe, einen Elektromotor und ein Achselement ein. Der Lenker koppelt den Achsschenkel mit dem Rahmenelement. Die Nabe ist mit dem Achsschenkel gekoppelt und dazu ausgelegt, um ein Antriebsrad zur Drehung um eine Radachse relativ zu dem Achsschenkel zu stützen. Der Elektromotor schließt einen Rotor ein, der um eine Motorabtriebsachse drehbar ist. Der Motor wird so gestützt, dass sich eine Ausrichtung der Motorabtriebsachse relativ zu dem Achsschenkel und dem Rahmenelement ändert, wenn sich eine Ausrichtung des Lenkers relativ zu dem Rahmenelement ändert. Das Achselement koppelt den Rotor mit der Nabe zur Drehmomentübertragung dazwischen.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Vorteil gegenüber der US-Patentanmeldung Nr. 16/005,448 eingereicht am 11. Juni 2018. Die Offenbarung der obigen Anmeldung wird durch Bezugnahme hierin aufgenommen.
GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf einen Fahrzeugantriebsstrang und genauer auf einen Fahrzeugantriebsstrang mit gelenkigen Radmotoren.
STAND DER TECHNIK
Die Ausführungen in diesem Abschnitt stellen lediglich Hintergrundinformationen bezüglich der vorliegenden Offenbarung bereit und stellen möglicherweise keinen Stand der Technik dar.
Elektrische Antriebseinheiten schließen üblicherweise einen Elektromotor ein, der starr an dem Rahmen an einer Stelle angebracht ist, die sich im Allgemeinen zwischen zwei Antriebsrädern befindet. Eine Halbwelle koppelt üblicherweise die Ausgangswelle des Motors mit einem Antriebsrad, welches das Fahrzeug antreiben kann. Die Antriebseinheit nimmt jedoch Stauraum an dem Fahrzeug ein, und die Größe der Motoren innerhalb der Antriebseinheit erfordert in der Regel eine Breite der Antriebseinheit, welche die Länge der Halbwellen verringert. Verkürzte Halbwellen können den gesamten Radweg teilweise aufgrund von Winkelbegrenzungen der Gleichlaufgelenke („CV-Gelenke“) reduzieren.
Andere Elektrofahrzeuge schließen Antriebsmotoren ein, die konzentrisch innerhalb des Rads angebracht sind, um sich mit dem Rad zu bewegen. Auf diese Weise kann auf die Halbwellen verzichtet werden. Elektromotoren sind jedoch im Vergleich zum Rad in der Regel relativ schwer, und diese Konfiguration erhöht das Gewicht zur ungefederten Masse des Fahrzeugs beträchtlich, was für bestimmte Fahrzeugdynamiken nachteilig sein kann.
Dementsprechend werden diese Probleme mit dem Federweg und dem ungefederten Gewicht durch den Antriebsstrang der vorliegenden Offenbarung angegangen.
KURZDARSTELLUNG
In einer Form schließt einen Antriebsstrang für ein Fahrzeug, ein Rahmenelement, einen Achsschenkel, einen Lenker, eine Nabe, einen Elektromotor und ein Achselement ein. Der Lenker koppelt den Achsschenkel mit dem Rahmenelement. Die Nabe ist mit dem Achsschenkel gekoppelt und dazu ausgelegt, um ein Antriebsrad zur Drehung um eine Radachse relativ zu dem Achsschenkel zu stützen. Der Elektromotor schließt einen Rotor ein, der um eine Motorabtriebsachse drehbar ist. Der Motor wird so gestützt, dass sich eine Ausrichtung der Motorabtriebsachse relativ zu dem Achsschenkel und dem Rahmenelement ändert, wenn sich eine Ausrichtung des Lenkers relativ zu dem Rahmenelement ändert. Das Achselement koppelt den Rotor mit der Nabe zur Drehmomentübertragung dazwischen.
Gemäß einer weiteren Form schließt der Antriebsstrang ferner ein Lenkelement ein. Das Lenkelement ist mit dem Achsschenkel gekoppelt und konfiguriert, um einen Lenkwinkel des Achsschenkels einzustellen.
Gemäß einer weiteren Form schließt der Antriebsstrang ferner ein erstes Gleichlaufgelenk, welches das Achselement mit der Nabe koppelt, ein.
Gemäß einer weiteren Form schließt der Antriebsstrang ferner ein zweites Gleichlaufgelenk ein, welches das Achselement mit dem Rotor des Motors koppelt.
Gemäß einer weiteren Form ist der Motor an dem Rahmenelement befestigt.
Gemäß einer weiteren Form schließt der Antriebsstrang ferner ein Verbindungselement ein. Das Verbindungselement schließt ein erstes Ende ein, das mit dem Lenker gekoppelt ist, und ein zweites Ende, das mit dem Motor gekoppelt ist. Das Verbindungselement ist konfiguriert, um den Motor relativ zu dem Rahmenelement basierend auf einer Position des Lenkers zu bewegen.
Gemäß einer weiteren Form schließt der Antriebsstrang ferner eine Vielzahl von Buchsen ein, die den Motor relativ zu dem Rahmenelement stützt und eine Gelenkverbindung aufweist, die eine Achsschenkelverbindung des Motors über einen Winkelbereich relativ zu dem Rahmenelement ermöglicht.
Gemäß einer weiteren Form ist der Motor am Lenker befestigt.
Gemäß einer weiteren Form schließt der Antriebsstrang ferner eine Vielzahl von Buchsen ein, die den Motor relativ zu dem Lenker stützt und eine Gelenkverbindung aufweist, die eine Achsschenkelverbindung des Motors über einen Winkelbereich relativ zu dem Rahmenelement ermöglicht.
Gemäß einer weiteren Form ist der Motor an dem Lenker an einer Stelle entlang des Lenkers angebracht, die näher an dem Rahmenelement liegt als der Achsschenkel.
In einer anderen Form schließt ein Antriebsstrang für ein Fahrzeug ein Rahmenelement, einen Achsschenkel, einen Lenker, eine Nabe, einen Elektromotor und ein Achselement ein. Der Lenker koppelt den Achsschenkel mit dem Rahmenelement. Die Nabe ist mit dem Achsschenkel gekoppelt und dazu ausgelegt, um ein Antriebsrad zur Drehung um eine Radachse relativ zu dem Achsschenkel zu stützen. Der Elektromotor schließt einen Rotor ein, der um eine Motorabtriebsachse drehbar ist. Der Motor ist an dem Rahmenelement angebracht und relativ zu dem Rahmenelement zwischen einer ersten Motorposition, in der die Motorabtriebsachse und die Radachse einen ersten Winkel bilden, und einer zweiten Motorposition, in der die Motorabtriebsachse und die Radachse einen zweiten Winkel bilden, der sich von dem ersten Winkel unterscheidet, beweglich. Das Achselement koppelt den Rotor mit der Nabe zur Drehmomentübertragung dazwischen.
Gemäß einer weiteren Form schließt der Antriebsstrang ferner ein Lenkelement ein. Das Lenkelement ist mit dem Achsschenkel gekoppelt und konfiguriert, um einen Lenkwinkel des Achsschenkels einzustellen.
Gemäß einer weiteren Form schließt der Antriebsstrang ferner mindestens ein Gleichlaufgelenk ein. Das mindestens eine Gleichlaufgelenk koppelt das Achselement an die Nabe oder den Rotor des Motors.
Gemäß einer weiteren Form schließt der Antriebsstrang ferner ein Verbindungselement ein. Das Verbindungselement schließt ein erstes Ende ein, das mit dem Lenker gekoppelt ist, und ein zweites Ende, das mit dem Motor gekoppelt ist. Das Verbindungselement ist konfiguriert, um den Motor basierend auf einer Position des Lenkers zwischen der ersten und der zweiten Motorposition zu bewegen.
Gemäß einer weiteren Form schließt der Antriebsstrang ferner eine Vielzahl von Buchsen ein, die den Motor relativ zu dem Rahmenelement stützt.
In einer anderen Form schließt ein Antriebsstrang für ein Fahrzeug ein Rahmenelement, einen Achsschenkel, einen Lenker, eine Nabe, einen Elektromotor und ein Achselement ein. Der Lenker koppelt den Achsschenkel mit dem Rahmenelement. Die Nabe ist mit dem Achsschenkel gekoppelt und dazu ausgelegt, um ein Antriebsrad zur Drehung um eine Radachse relativ zu dem Achsschenkel zu stützen. Der Elektromotor schließt einen Rotor ein, der um eine Motorabtriebsachse drehbar ist. Der Motor ist an dem Lenker angebracht und relativ zu dem Rahmenelement zwischen einer ersten Motorposition, in der die Motorabtriebsachse und die Radachse einen ersten Winkel bilden, und einer zweiten Motorposition, in der die Motorabtriebsachse und die Radachse einen zweiten Winkel bilden, der sich von dem ersten Winkel unterscheidet, beweglich. Das Achselement koppelt den Rotor mit der Nabe zur Drehmomentübertragung dazwischen.
Gemäß einer weiteren Form schließt der Antriebsstrang ferner eine Vielzahl von Buchsen ein, die den Motor relativ zu dem Lenker stützt und eine Gelenkverbindung aufweist, die eine Achsschenkelbewegung des Motors über einen Winkelbereich relativ zu dem Lenker ermöglicht.
Gemäß einer weiteren Form ist der Motor an dem Lenker an einer Stelle entlang des Lenkers angebracht, die näher an dem Rahmenelement liegt als der Achsschenkel.
Gemäß einer weiteren Form schließt der Antriebsstrang ferner ein Lenkelement ein. Das Lenkelement ist mit dem Achsschenkel gekoppelt und konfiguriert, um einen Lenkwinkel des Achsschenkels einzustellen.
Gemäß einer weiteren Form schließt der Antriebsstrang ferner mindestens ein Gleichlaufgelenk ein. Das mindestens eine Gleichlaufgelenk koppelt das Achselement an die Nabe oder den Rotor des Motors.
Weitere Anwendungsgebiete ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung. Es versteht sich, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur zur Veranschaulichung gedacht sind und den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken sollen.
Figurenliste
Damit die Offenbarung gut verstanden werden kann, werden nun verschiedene Ausführungen davon beschrieben, die als Beispiel gegeben werden, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:

1 ist eine schematische Draufsicht auf ein beispielhaftes Fahrzeug gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung;
2 ist eine Teilschnittansicht eines Abschnitts des Fahrzeugs von 1, die einen Antriebsstrang des Fahrzeugs in einer ersten Position veranschaulicht;
3 ist eine Vorderansicht ähnlich 2, die den Antriebsstrang in einer zweiten Position veranschaulicht;
4 ist eine Vorderansicht eines Abschnitts eines Fahrzeugs gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung, die einen Antriebsstrang einer zweiten Konfiguration veranschaulicht;
5 ist eine Vorderansicht eines Abschnitts eines Fahrzeugs gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung, die einen Antriebsstrang einer dritten Konfiguration veranschaulicht; und
6 ist eine Vorderansicht eines Abschnitts eines Fahrzeugs gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung, die einen Antriebsstrang einer vierten Konfiguration veranschaulicht.

Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur der Veranschaulichung und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, ihre Anmeldung oder Verwendungen nicht einschränken. Es sei darauf hingewiesen, dass in den Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale anzeigen.
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Fahrzeug 10 schematisch veranschaulicht und schließt einen Fahrzeugrahmen 14, eine Vielzahl von Fahrzeugrädern 18, 22, eine Stromquelle 26 und ein verteiltes Antriebsstrangsystem ein, das eine Vielzahl von Antriebssträngen 30 einschließt. In dem bereitgestellten Beispiel weist das Fahrzeug 10 vier Räder auf, mit zwei Vorderrädern 18 und zwei Hinterrädern 22, obwohl andere Konfigurationen verwendet werden können. Zum Beispiel kann das Fahrzeug 10 mit drei Rädern oder mit mehr als vier Rädern konfiguriert sein. In dem bereitgestellten Beispiel sind alle vier Räder 18, 22 angetriebene Räder, die mit einem entsprechenden der Antriebsstränge 30 verbunden sind, um Drehkraft davon zu empfangen, obwohl andere Konfigurationen verwendet werden können, wie Vorderradantriebs- oder Hinterradantriebskonfigurationen. Die Antriebsstränge 30 sind elektrische Antriebsstränge, die mit der Stromquelle 26 verbunden sind, um elektrische Energie davon zu empfangen. Die Stromquelle 26 ist jede geeignete Art von Stromquelle oder Speichervorrichtung, wie eine oder mehrere Batterien, Kondensatoren, Superkondensatoren und/oder ein Stromgenerator.
Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 2 und 3 ist ein Abschnitt eines Fahrzeugs 210 veranschaulicht, einschließlich eines Fahrzeugrahmens 212, eines Fahrzeugantriebsrads 214, eines Aufhängungssystems 216 und eines Antriebsstrangs 218. Das Fahrzeug 210 kann ähnlich wie das Fahrzeug 10 (1) konfiguriert sein und das Fahrzeugrad 214 kann den Vorderrädern 18 (1) und/oder den Hinterrädern 22 (1) entsprechen, während der Antriebsstrang 218 dem zugehörigen Antriebsstrang 30 (1) entspricht. Obwohl nicht speziell gezeigt, kann das Fahrzeug 210 auch ein Lenksystem einschließen, das konfiguriert ist, um das Rad 214 zu lenken, beispielsweise wenn das Antriebsrad 214 einem der Vorderräder 18 (1) des Fahrzeugs 10 (1) entspricht.
Der Rahmen 212 kann jede geeignete Art von Rahmenelement sein. Zum Beispiel kann der Rahmen 212 ein Fahrzeugrahmen eines Fahrzeugs vom Rahmen-auf-Karosserie-Typ oder ein struktureller Rahmenabschnitt eines Fahrzeugs von einem einteiligen Karosserie-Typ oder ein Unterrahmen eines Fahrzeugs vom Monocoque-Typ sein. Obwohl der Einfachheit halber als ein einzelnes Element veranschaulicht, kann der Rahmen 212 mehrere Stücke einschließen, die starr miteinander gekoppelt sind. In einer Konfiguration ist der Rahmen 212 ein Hilfsrahmen, der mit dem Aufhängungssystem 216 und dem Antriebsstrang 218 als eine vollständige, modulare Antriebsbaugruppe vorangebracht werden kann, die dann als ein gesamtes Antriebsstrangsystem am Rest des Fahrzeugrahmens angebracht und davon entfernt werden kann.
Das Aufhängungssystem 216 schließt eine Feder 222, einen Dämpfer 224, einen Radschenkel 228, einen unteren Lenker 232 und einen oberen Lenker 234 ein. Obwohl nicht speziell gezeigt, kann das Aufhängungssystem 216 zusätzliche Lenkerelemente einschließen. In dem bereitgestellten Beispiel sind die Feder 222 und der Dämpfer 224 in Form einer Federbeinbaugruppe, obwohl andere Konfigurationen verwendet werden können, wie etwa die Feder 222 und der Dämpfer 224, die separat angebracht sind. Der Dämpfer 224 hat ein Ende, das am Radschenkel 228 angebracht ist, und ein anderes Ende, das am Rahmen 212 angebracht ist, und ist konfiguriert, um Schwingungen des Rads 214 relativ zum Rahmen 212 zu dämpfen. In einer alternativen Konfiguration, die nicht speziell gezeigt ist, kann der Dämpfer 224 zwischen dem Rahmen 212 und einem anderen beweglichen Abschnitt des Aufhängungssystems 216, wie etwa einem der Lenker 232, 234, angebracht sein. In dem bereitgestellten Beispiel ist die Feder 222 zwischen dem Rahmen 212 und dem Abschnitt des Dämpfers 224 angebracht, der an dem Achsschenkel 228 angebracht ist.
Der untere Lenker 232 ist ein starres Element mit einem außenliegenden Ende 238, das an dem Radschenkel 228 befestigt ist, und einem innenliegenden Ende 240, das an dem Rahmen 212 befestigt ist. Der obere Lenker 234 ist ein starres Element mit einem außenliegenden Ende 244, das an dem Radschenkel 228 befestigt ist, und einem innenliegenden Ende 246, das an dem Rahmen 212 befestigt ist. In dem bereitgestellten Beispiel ist das außenliegende Ende 244 des oberen Lenkers 234 an dem Achsschenkel 228 an einer Stelle an dem Achsschenkel 228 befestigt, die im Allgemeinen über der Verbindung des unteren Lenkers 232 mit dem Achsschenkel 228 liegt, und das innenliegende Ende 246 des oberen Lenkers 234 ist an dem Rahmen 212 an einer Stelle an dem Rahmen 212 befestigt, die im Allgemeinen über der Verbindung des unteren Lenkers 232 mit dem Rahmen 212 liegt.
Der untere und der obere Lenker 232, 234 sind an dem Achsschenkel 228 und dem Rahmen 212 auf eine Weise befestigt, die es dem Achsschenkel 228 ermöglicht, sich im Allgemeinen relativ zu dem Rahmen 212 auf und ab zu bewegen (z. B. Schwenken zwischen der in 2 gezeigten Position und der in 3 gezeigten Position). Beispielsweise können der untere und der obere Lenker 232, 234 über Drehgelenke oder Kugelgelenke an dem Achsschenkel 228 und dem Rahmen 212 angebracht sein. Bei Verwendung an einem lenkbaren Rad können die Verbindungen zwischen dem unteren Lenker 232 und dem Achsschenkel 228 und dem oberen Lenker 234 und dem Achsschenkel 228 so konfiguriert sein, dass sich der Achsschenkel 228 über den Lenkwinkel des Rades drehen kann, wie zum Beispiel mit einem Kugelgelenk.
Der Antriebsstrang 218 schließt einen Elektromotor 250, ein innenliegendes Achselement 252, ein außenliegendes Achselement 254, ein erstes Gleichlaufgelenk 256, ein zweites Gleichlaufgelenk (Constant Velocity Joint, CV-Gelenk) 258 und eine Radnabe 260 ein. Der Elektromotor 250 kann jeder geeignete Typ von Elektromotor sein, der konfiguriert ist, um elektrische Energie von der Energiequelle 26 (1) über Stromkabel (nicht gezeigt) zu empfangen und Drehenergie auszugeben. In dem bereitgestellten Beispiel schließt der Elektromotor 250 ein Gehäuse 264, einen Stator 266, einen Rotor 268 und eine Abtriebswelle 270 ein. Das Gehäuse 264 ist fest mit dem unteren Lenker 232 gekoppelt, um sich mit dem unteren Lenker 232 relativ zu dem Rahmen 212 zu bewegen. In dem bereitgestellten Beispiel ist der Motor 250 an dem unteren Lenker 232 an einer solchen Stelle entlang des unteren Lenkers 232 angebracht, dass der Schwerpunkt des Motors 250 näher an dem innenliegenden Ende 240 als an dem außenliegenden Ende 238 liegt. Somit wird der größte Teil des Gewichts des Motors 250 als gefederte Masse betrachtet. In dem bereitgestellten Beispiel ist das Gehäuse 264 durch eine Halterung 274 (in 3 gezeigt) an dem unteren Lenker angebracht.
Der Stator 266 ist innerhalb des Gehäuses 264 angeordnet und fest mit dem Gehäuse 264 gekoppelt. Der Rotor 268 ist innerhalb des Gehäuses 264 angeordnet und relativ zu dem Gehäuse 264 und dem Stator 266 drehbar. Die Abtriebswelle 270 ist fest mit dem Rotor 268 zur gemeinsamen Drehung um eine Abtriebsachse des Motors 250 gekoppelt. In dem bereitgestellten Beispiel erstreckt sich die Abtriebswelle 270 von dem Gehäuse 264 axial nach außen und ist mit einer Innenseite des ersten CV-Gelenks 256 zur gemeinsamen Drehung damit gekoppelt. In einer alternativen, nicht gezeigten Konfiguration ist die Ausgangswelle 270 mit einem Untersetzungsgetriebe gekoppelt und ein Ausgang des Untersetzungsgetriebes ist mit der Innenseite des ersten CV-Gelenks 256 zur gemeinsamen Drehung gekoppelt. Das Untersetzungsgetriebe (nicht dargestellt) kann innerhalb des Gehäuses 264 angeordnet sein.
Zurückkehrend zu dem bereitgestellten Beispiel hat das innenliegende Achselement 252 ein Ende, das mit der Außenseite des ersten CV-Gelenks 256 gekoppelt ist, und ein anderes Ende, das mit der Innenseite des zweiten CV-Gelenks 258 gekoppelt ist. Das zweite CV-Gelenk 258 befindet sich außerhalb des ersten CV-Gelenks 256. Das außenliegende Achselement 254 hat ein Ende, das mit der außenliegenden Seite des zweiten CV-Gelenks 258 gekoppelt ist, und ein anderes Ende, das mit der Radnabe 260 zur gemeinsamen Drehung um die Drehachse des Rads 214 gekoppelt ist. In dem bereitgestellten Beispiel erstreckt sich das außenliegende Achselement 254 durch den Radschenkel 228 und ist relativ zu dem Radschenkel 228 drehbar.
Die Radnabe 260 befindet sich außerhalb des Achsschenkels 228 und ist mit dem Achsschenkel 228 zur Drehung relativ dazu gekoppelt. Die Radnabe 260 ist an dem Rad 214 zur gemeinsamen Drehung um die Drehachse des Rades 214 angebracht.
Somit kann sich die Abtriebsachse des Motors 250 von den Drehachsen der innenliegenden und außenliegenden Achselemente 252, 254 und der Drehachse des Rads 214 unterscheiden. Wenn das Rad 214 über unebenes Gelände fährt oder sich anderweitig relativ zu dem Rahmen 212 auf und ab bewegt (z. B. wie bei der von 2 zu 3 gezeigten Positionsänderung), kann sich außerdem der Winkel zwischen der Motorabtriebsachse und der Raddrehachse ändern, und der Winkel zwischen der Motorabtriebsachse und dem Rahmen 212 kann sich ändern. Im bereitgestellten Beispiel bleibt der Winkel zwischen der Motorabtriebsachse und dem unteren Lenker 232 konstant. In einer alternativen, nicht dargestellten Konfiguration kann der Motor 250 statt am unteren Lenker 232 am oberen Lenker 234 angebracht sein.
Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 4 ist ein Abschnitt eines Fahrzeugs 410 veranschaulicht, einschließlich eines Fahrzeugrahmens 412, eines Fahrzeugantriebsrads 414, eines Aufhängungssystems 416 und eines Antriebsstrangs 418. Das Fahrzeug 410 kann ähnlich wie das Fahrzeug 10 (1) und das Fahrzeug 210 (2 und 3) konfiguriert sein und das Fahrzeugrad 414 kann den Vorderrädern 18 (1) und/oder den Hinterrädern 22 (1) entsprechen, während der Antriebsstrang 418 dem zugehörigen Antriebsstrang 30 (1) entspricht. Obwohl nicht speziell gezeigt, kann das Fahrzeug 410 auch ein Lenksystem einschließen, das konfiguriert ist, um das Rad 414 zu lenken, beispielsweise wenn das Antriebsrad 414 einem der Vorderräder 18 ( 1) des Fahrzeugs 10 (1) entspricht. Der Rahmen 412, das Antriebsrad 414, das Aufhängungssystem 416 und der Antriebsstrang 418 können dem Rahmen 212, dem Rad 214, dem Aufhängungssystem 216 und dem Antriebsstrang 218 der 2 und 3 ähnlich sein, außer wie ansonsten hierin gezeigt oder beschrieben. Dementsprechend werden hierin nur Unterschiede im Detail beschrieben.
Das Aufhängungssystem 416 schließt eine Feder 422, einen Dämpfer 424, einen Radschenkel 428, einen unteren Lenker 432 und einen oberen Lenker 434 ein, die ähnlich dem Aufhängungssystem 216 (2 und 3) sein können, außer wie ansonsten hierin gezeigt oder beschrieben. Obwohl nicht speziell gezeigt, kann das Aufhängungssystem 416 in ähnlicher Weise zusätzliche Lenkerelemente einschließen.
Der untere Lenker 432 ist ein starres Element ähnlich dem unteren Lenker 232 (2 und 3) mit einem außenliegenden Ende 438, das an dem Radschenkel 428 befestigt ist, und einem innenliegenden Ende 440, das an dem Rahmen 412 befestigt ist. Der obere Lenker 434 ist ein starres Element ähnlich dem oberen Lenker 234 (2 und 3) mit einem außenliegenden Ende 444, das an dem Radschenkel 428 befestigt ist, und einem innenliegenden Ende 446, das an dem Rahmen 412 befestigt ist. Ähnlich wie der untere und der obere Lenker 232, 234 (2 und 3), sind der untere und der obere Lenker 432, 434 an dem Achsschenkel 428 und dem Rahmen 412 in einer Weise befestigt, die es dem Achsschenkel 428 ermöglicht, sich im Allgemeinen relativ zu dem Rahmen 412 auf und ab zu bewegen, und das Lenken des Rads 414 ermöglichen kann, wenn das Rad 414 ein lenkbares Rad ist.
Der Antriebsstrang 418 schließt einen Elektromotor 450, ein innenliegendes Achselement 452, ein außenliegendes Achselement 454, ein erstes CV-Gelenk 456, ein zweites CV-Gelenk 458 und eine Radnabe (nicht gezeigt) ein, die dem Antriebsstrang 218 ähnlich sein kann (2 und 3), außer wie ansonsten hierin gezeigt oder beschrieben. Zusätzlich schließt der Antriebsstrang 418 eine Motorhalterung 474 und ein Positionierungselement 478 ein. Ähnlich wie der Motor 250 (2 und 3) schließt der Elektromotor 450 ein Gehäuse 464, einen Stator (nicht gezeigt), einen Rotor (nicht gezeigt) und eine Abtriebswelle 470 ein. Die Motorhalterung 474 koppelt das Gehäuse 464 mit dem Rahmen 412 für eine Bewegung relativ zum Rahmen 412.
In dem bereitgestellten Beispiel schließt die Klammer 474 eine Vielzahl von Montageelementen 482 ein. Die Montageelemente 482 befestigen das Gehäuse 464 am Rahmen 412, so dass das Gewicht des Motors 450 vollständig vom Rahmen 412 getragen wird. Somit wird das gesamte Gewicht des Motors 450 als gefederte Masse betrachtet. Die Montageelemente 482 sind mit dem Rahmen 412 gekoppelt, um es dem Motor 450 zu ermöglichen, relativ zum Rahmen 412 zu schwenken, wie beispielsweise mit Drehgelenken, Kugelgelenken oder nachgiebigen Buchsen. Während zwei Montageelemente 482 veranschaulicht sind, wobei eines an der Oberseite des Gehäuses 464 und das andere an der Unterseite des Gehäuses 464 angebracht ist, können unterschiedliche Konfigurationen oder Anzahlen von Montageelementen 482 verwendet werden. In dem bereitgestellten Beispiel ist jedes Montageelement 482 mit einem Ende an dem Gehäuse 464 und mit dem anderen Ende an dem Rahmen 412 befestigt. Jedes Montageelement kann ein im Allgemeinen starrer Körper sein und kann mit nachgiebigen Buchsen an dem Gehäuse 464 und dem Rahmen 412 angebracht werden.
Das Positionierungselement 478 koppelt die Halterung 474 mit dem unteren Lenker 432 auf eine Weise, die den Winkel der Motorabtriebsachse relativ zu dem Rahmen 412 basierend auf der Position des unteren Lenkers 432 relativ zu dem Rahmen 412 ändert. In dem bereitgestellten Beispiel ist das Positionierungselement 478 ein im Allgemeinen starrer Körper, wobei ein Ende an dem unteren Lenker 432 angebracht ist und das andere Ende an der Halterung 474 angebracht ist. In einer alternativen, nicht näher gezeigten Konfiguration kann das Positionierungselement 478 mit einem Ende an dem oberen Lenker 434 und mit dem anderen Ende an der Konsole 474 befestigt sein.
Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 5 ist ein Abschnitt eines Fahrzeugs 510 veranschaulicht, einschließlich eines Fahrzeugrahmens 512, eines Fahrzeugantriebsrads 514, eines Aufhängungssystems 516 und eines Antriebsstrangs 518. Das Fahrzeug 510 kann ähnlich wie das Fahrzeug 10 (1), das Fahrzeug 210 (2 und 3) und das Fahrzeug 410 (4) konfiguriert sein und das Fahrzeugrad 514 kann den Vorderrädern 18 (1) und/oder den Hinterrädern 22 (1) entsprechen, während der Antriebsstrang 518 dem zugehörigen Antriebsstrang 30 (1) entspricht. Obwohl nicht speziell gezeigt, kann das Fahrzeug 510 auch ein Lenksystem einschließen, das konfiguriert ist, um das Rad 514 zu lenken, beispielsweise wenn das Antriebsrad 514 einem der Vorderräder 18 (1) des Fahrzeugs 10 (1) entspricht. Der Rahmen 512, das Antriebsrad 514, das Aufhängungssystem 516 und der Antriebsstrang 518 können dem Rahmen 212, 412 dem Rad 214, 414 dem Aufhängungssystem 216, 416 und dem Antriebsstrang 218, 418 der 2 bis 4 ähnlich sein, außer wie ansonsten hierin gezeigt oder beschrieben. Dementsprechend werden hierin nur Unterschiede im Detail beschrieben.
Das Aufhängungssystem 516 schließt eine Feder 522, einen Dämpfer 524, einen Radschenkel 528, einen unteren Lenker 532 und einen oberen Lenker 534 ein, die ähnlich dem Aufhängungssysteme 216, 416 (2 bis 4) sein können, außer wie ansonsten hierin gezeigt oder beschrieben. Obwohl nicht speziell gezeigt, kann das Aufhängungssystem 516 in ähnlicher Weise zusätzliche Lenkerelemente einschließen.
Der untere Lenker 532 ist ein starres Element ähnlich dem unteren Lenker 232, 432 ( 2-4) mit einem außenliegenden Ende 538, das an dem Radschenkel 528 befestigt ist, und einem innenliegenden Ende 540, das an dem Rahmen 512 befestigt ist. Der obere Lenker 534 ist ein starres Element ähnlich dem oberen Lenker 234, 434 (2-4) mit einem außenliegenden Ende 544, das an dem Radschenkel 528 befestigt ist, und einem innenliegenden Ende 546, das an dem Rahmen 512 befestigt ist. Ähnlich wie der untere und der obere Lenker 232, 234, 432, 434 (2-4), sind der untere und der obere Lenker 532, 534 an dem Achsschenkel 528 und dem Rahmen 512 in einer Weise befestigt, die es dem Achsschenkel 528 ermöglicht, sich im Allgemeinen relativ zu dem Rahmen 512 auf und ab zu bewegen und das Lenken des Rads 514 ermöglichen kann, wenn das Rad 514 ein lenkbares Rad ist.
Der Antriebsstrang 518 schließt einen Elektromotor 550, ein innenliegendes Achselement 552, ein außenliegendes Achselement 554, ein erstes CV-Gelenk 556, ein zweites CV-Gelenk 558 und eine Radnabe (nicht gezeigt) ein, die den Antriebssträngen 218, 418 ähnlich sein kann (2-4), außer wie ansonsten hierin gezeigt oder beschrieben. Zusätzlich schließt der Antriebsstrang 518 eine Motorhalterung 574 ein. Ähnlich wie der Motor 250 (2 und 3) schließt der Elektromotor 550 ein Gehäuse 564, einen Stator (nicht gezeigt), einen Rotor (nicht gezeigt) und eine Abtriebswelle 570 ein. Die Motorhalterung 574 koppelt das Gehäuse 564 mit dem unteren und oberen Lenker 532, 534 für eine Bewegung relativ zum Rahmen 512.
In dem bereitgestellten Beispiel ist die Halterung 574 ein im Allgemeinen starrer Körper, der fest mit dem Gehäuse 564 gekoppelt ist. Ein erster Arm 586 der Halterung 574 erstreckt sich vom Gehäuse 564 radial nach außen und ist an dem unteren Lenker 532 befestigt. Ein zweiter Arm 590 der Halterung 574 erstreckt sich vom Gehäuse 564 radial nach außen und ist an dem oberen Lenker 534 befestigt. In dem bereitgestellten Beispiel ist der erste Arm 586 an dem unteren Lenker 532 an einer Stelle entlang des unteren Lenkers 532 angebracht, die näher an dem innenliegenden Ende 540 als an dem außenliegenden Ende 538 liegt, und der zweite Arm 590 ist an dem oberen Lenker 534 an einer Stelle entlang des oberen Lenkers 534 angebracht, die näher an dem innenliegenden Ende 546 als an dem außenliegenden Ende 544 liegt. Somit wird der größte Teil des Gewichts des Motors 550 als gefederte Masse betrachtet. Der erste und der zweite Arm 586, 590 der Halterung 574 können an dem unteren und dem oberen Lenker 532, 534 auf eine Weise befestigt sein, die eine Bewegung der Halterung 574 relativ zu dem unteren und dem oberen Lenker 532, 534 ermöglicht, wie beispielsweise Drehgelenke, Kugelgelenke oder nachgiebige Buchsen.
Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 6 ist ein Abschnitt eines Fahrzeugs 610 veranschaulicht, einschließlich eines Fahrzeugrahmens 612, eines Fahrzeugantriebsrads 614, eines Aufhängungssystems 616 und eines Antriebsstrangs 618. Das Fahrzeug 610 kann ähnlich wie das Fahrzeug 10 (1), das Fahrzeug 210 (2 und 3), das Fahrzeug 410 (4) und das Fahrzeug 510 (5) konfiguriert sein und das Fahrzeugrad 614 kann den Vorderrädern 18 (1) und/oder den Hinterrädern 22 ( 1) entsprechen, während der Antriebsstrang 618 dem zugehörigen Antriebsstrang 30 (1) entspricht. Obwohl nicht speziell gezeigt, kann das Fahrzeug 610 auch ein Lenksystem einschließen, das konfiguriert ist, um das Rad 614 zu lenken, beispielsweise wenn das Antriebsrad 614 einem der Vorderräder 18 (1) des Fahrzeugs 10 (1) entspricht. Der Rahmen 612, das Antriebsrad 614, das Aufhängungssystem 616 und der Antriebsstrang 618 können dem Rahmen 212, 412, 512, dem Rad 214, 414, 514, dem Aufhängungssystem 216, 416, 516 und dem Antriebsstrang 218, 418, 518 der 2 bis 5 ähnlich sein, außer wie ansonsten hierin gezeigt oder beschrieben. Dementsprechend werden hierin nur Unterschiede im Detail beschrieben.
Das Aufhängungssystem 616 schließt eine Feder 622, einen Dämpfer 624, einen Radschenkel 628, einen unteren Lenker 632 und einen oberen Lenker 634 ein, die ähnlich dem Aufhängungssysteme 216, 416, 516 (2-5) sein können, außer wie ansonsten hierin gezeigt oder beschrieben. Obwohl nicht speziell gezeigt, kann das Aufhängungssystem 616 in ähnlicher Weise zusätzliche Lenkerelemente einschließen.
Der untere Lenker 632 ist ein starres Element ähnlich dem unteren Lenker 232, 432, 532 (2-5) mit einem außenliegenden Ende 638, das an dem Radschenkel 628 befestigt ist, und einem innenliegenden Ende 640, das an dem Rahmen 612 befestigt ist. Der obere Lenker 634 ist ein starres Element ähnlich dem oberen Lenker 234, 434, 534 (2-5) mit einem außenliegenden Ende 644, das an dem Radschenkel 628 befestigt ist, und einem innenliegenden Ende 646, das an dem Rahmen 612 befestigt ist. Ähnlich wie dem unteren und dem oberen Lenker 232, 234, 432, 434, 532, 534 (2 bis 5), sind der untere und der obere Lenker 632, 634 an dem Achsschenkel 628 und dem Rahmen 612 in einer Weise befestigt, die es dem Achsschenkel 628 ermöglicht, sich im Allgemeinen relativ zu dem Rahmen 612 auf und ab zu bewegen, und das Lenken des Rads 614 ermöglichen kann, wenn das Rad 614 ein lenkbares Rad ist.
Der Antriebsstrang 618 schließt einen Elektromotor 650, ein innenliegendes Achselement 652, ein außenliegendes Achselement 654, ein erstes CV-Gelenk 656, ein zweites CV-Gelenk 658 und eine Radnabe (nicht gezeigt) ein, die den Antriebssträngen 218, 418, 518 ähnlich sein können (2 bis 5), außer wie ansonsten hierin gezeigt oder beschrieben. Zusätzlich schließt der Antriebsstrang 618 eine Motorhalterung 674 und ein Positionierungselement 678 ein. Ähnlich wie der Motor 250 (2 und 3) schließt der Elektromotor 650 ein Gehäuse 664, einen Stator (nicht gezeigt), einen Rotor (nicht gezeigt) und eine Abtriebswelle 670 ein. Die Motorhalterung 674 koppelt das Gehäuse 664 mit dem Rahmen 612 für eine Bewegung relativ zum Rahmen 612.
In dem bereitgestellten Beispiel schließt die Klammer 674 ein starres Montageelement 682 ein. Das Montageelement 682 befestigt das Gehäuse 664 am Rahmen 612, so dass das Gewicht des Motors 650 vollständig vom Rahmen 612 gestützt wird. Somit wird das gesamte Gewicht des Motors 650 als gefederte Masse betrachtet. Ein erstes Ende 684 des Montageelements 682 ist mit dem Rahmen 612 an einer ersten Stelle auf dem Rahmen 612 gekoppelt und ein zweites Ende 688 des Montageelements 682 ist mit dem Rahmen 612 an einer anderen Stelle an dem Rahmen 612 gekoppelt. Der Motor 650 ist am Montageelement 682 zwischen dem ersten und dem zweiten Ende 684, 688 befestigt. Die Befestigungen zwischen dem Montageelement 682 und dem Rahmen 612 und dem Motor 650 sind so konfiguriert, dass der Motor 650 relativ zum Rahmen 612 schwenken kann, wie etwa mit Drehgelenken, Kugelgelenken oder nachgiebigen Buchsen.
Das Positionierungselement 678 koppelt das Gehäuse 664 mit dem unteren Lenker 632 auf eine Weise, die den Winkel der Motorabtriebsachse relativ zu dem Rahmen 612 basierend auf der Position des unteren Lenkers 632 relativ zu dem Rahmen 612 ändert. In dem bereitgestellten Beispiel ist das Positionierungselement 678 ein im Allgemeinen starrer Körper, wobei ein Ende an dem unteren Lenker 632 befestigt ist und das andere Ende an dem Gehäuse 664 befestigt ist. In einer alternativen, nicht näher gezeigten Konfiguration kann das Positionierungselement 678 mit einem Ende am oberen Lenker 634 und mit dem anderen Ende am Gehäuse 664 befestigt sein.
Dementsprechend stellen die Antriebsstränge der vorliegenden Offenbarung individuelle Antriebsmotoren für jedes angetriebene Rad bereit, während sie den Aufhängungsweg verbessern, ohne das ungefederte Gewicht des Fahrzeugs zu erhöhen.
Die Beschreibung der Offenbarung ist lediglich beispielhafter Natur, und somit sollen Variationen, die nicht von der Substanz der Offenbarung abweichen, innerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung liegen. Solche Variationen sind nicht als Abweichung vom Geist und Schutzumfang der Offenbarung anzusehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 16/005448 [0001]

Claims

Antriebsstrang für ein Fahrzeug, umfassend: ein Rahmenelement; einen Achsschenkel; einen Lenker, der den Achsschenkel mit dem Rahmenelement koppelt; eine Nabe, die mit dem Achsschenkel gekoppelt und dazu ausgelegt ist, ein Antriebsrad zur Drehung um eine Radachse relativ zu dem Achsschenkel zu stützen; einen Elektromotor mit einem Rotor, der um eine Motorabtriebsachse drehbar ist, wobei der Motor so gestützt wird, dass sich eine Ausrichtung der Motorabtriebsachse relativ zu dem Achsschenkel und dem Rahmenelement ändert, wenn sich eine Ausrichtung des Lenkers relativ zu dem Rahmenelement ändert; und ein Achselement, das den Rotor mit der Nabe zur Drehmomentübertragung dazwischen koppelt.
Antriebsstrang nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Lenkelement, wobei das Lenkelement mit dem Achsschenkel gekoppelt und konfiguriert ist, um einen Lenkwinkel des Achsschenkels einzustellen.
Antriebsstrang nach Anspruch 1, ferner umfassend ein erstes Gleichlaufgelenk, welches das Achselement mit der Nabe koppelt.
Antriebsstrang nach Anspruch 3, ferner umfassend ein zweites Gleichlaufgelenk, welches das Achselement mit dem Rotor des Motors koppelt.
Antriebsstrang nach Anspruch 1, wobei der Motor an dem Rahmenelement angebracht ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 5, ferner umfassend ein Verbindungselement, wobei das Verbindungselement ein erstes Ende, das mit dem Lenker gekoppelt ist, und ein zweites Ende, das mit dem Motor gekoppelt ist, einschließt, wobei das Verbindungselement konfiguriert ist, um sich um den Motor relativ zu dem Rahmenelement basierend auf einer Position des Lenkers zu bewegen.
Antriebsstrang nach Anspruch 5, ferner umfassend eine Vielzahl von Buchsen, die den Motor relativ zu dem Rahmenelement stützt und eine Gelenkverbindung aufweist, die eine Gelenkbewegung des Motors über einen Winkelbereich relativ zu dem Rahmenelement ermöglicht.
Antriebsstrang nach Anspruch 1, wobei der Motor an dem Lenker angebracht ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 8, ferner umfassend eine Vielzahl von Buchsen, die den Motor relativ zu dem Lenker stützt und eine Gelenkverbindung aufweist, die eine Gelenkbewegung des Motors über einen Winkelbereich relativ zu dem Rahmenelement ermöglicht.
Antriebsstrang nach Anspruch 8, wobei der Motor an dem Lenker an einer Stelle entlang des Lenkers angebracht ist, die näher an dem Rahmenelement ist als der Achsschenkel liegt.
Antriebsstrang für ein Fahrzeug, umfassend: ein Rahmenelement; einen Achsschenkel; einen Lenker, der den Achsschenkel mit dem Rahmenelement koppelt; eine Nabe, die mit dem Achsschenkel gekoppelt und dazu ausgelegt ist, ein Antriebsrad zur Drehung um eine Radachse relativ zu dem Achsschenkel zu stützen; einen Elektromotor mit einem Rotor, der um eine Motorabtriebsachse drehbar ist, wobei der Motor an dem Rahmenelement angebracht ist und relativ zu dem Rahmenelement zwischen einer ersten Motorposition, in der die Motorabtriebsachse und die Radachse einen ersten Winkel bilden, und einer zweiten Motorposition, in der die Motorabtriebsachse und die Radachse einen zweiten Winkel bilden, der sich von dem ersten Winkel unterscheidet, beweglich ist, und ein Achselement, das den Rotor mit der Nabe zur Drehmomentübertragung dazwischen koppelt.
Antriebsstrang nach Anspruch 11, ferner umfassend ein Lenkelement, wobei das Lenkelement mit dem Achsschenkel gekoppelt und konfiguriert ist, um einen Lenkwinkel des Achsschenkels einzustellen.
Antriebsstrang nach Anspruch 11, ferner umfassend mindestens ein Gleichlaufgelenk, wobei das mindestens eine Gleichlaufgelenk das Achselement an die Nabe oder den Rotor des Motors koppelt.
Antriebsstrang nach Anspruch 11, ferner umfassend ein Verbindungselement, wobei das Verbindungselement ein erstes Ende, das mit dem Lenker gekoppelt ist, und ein zweites Ende, das mit dem Motor gekoppelt ist, einschließt, wobei das Verbindungselement konfiguriert ist, um den Motor zwischen der ersten und der zweiten Motorposition basierend auf einer Position des Lenkers zu bewegen.
Antriebsstrang nach Anspruch 11, ferner umfassend eine Vielzahl von Buchsen, die den Motor relativ zu dem Rahmenelement stützt.
Antriebsstrang für ein Fahrzeug, umfassend: ein Rahmenelement; einen Achsschenkel; einen Lenker, der den Achsschenkel mit dem Rahmenelement koppelt; eine Nabe, die mit dem Achsschenkel gekoppelt und dazu ausgelegt ist, ein Antriebsrad zur Drehung um eine Radachse relativ zu dem Achsschenkel zu stützen; einen Elektromotor mit einem Rotor, der um eine Motorabtriebsachse drehbar ist, wobei der Motor an dem Lenker angebracht ist und relativ zu dem Rahmenelement zwischen einer ersten Motorposition, in der die Motorabtriebsachse und die Radachse einen ersten Winkel bilden, und einer zweiten Motorposition, in der die Motorabtriebsachse und die Radachse einen zweiten Winkel bilden, der sich von dem ersten Winkel unterscheidet, beweglich ist, und ein Achselement, das den Rotor mit der Nabe zur Drehmomentübertragung dazwischen koppelt.
Antriebsstrang nach Anspruch 16, ferner umfassend eine Vielzahl von Buchsen, die den Motor relativ zu dem Lenker stützt und eine Gelenkverbindung aufweist, die eine Gelenkbewegung des Motors über einen Winkelbereich relativ zu dem Lenker ermöglicht.
Antriebsstrang nach Anspruch 16, wobei der Motor an dem Lenker an einer Stelle entlang des Lenkers angebracht ist, die näher an dem Rahmenelement als der Achsschenkel liegt.
Antriebsstrang nach Anspruch 16, ferner umfassend ein Lenkelement, wobei das Lenkelement mit dem Achsschenkel gekoppelt und konfiguriert ist, um einen Lenkwinkel des Achsschenkels einzustellen.
Antriebsstrang nach Anspruch 16, ferner umfassend mindestens ein Gleichlaufgelenk, wobei das mindestens eine Gleichlaufgelenk das Achselement an die Nabe oder den Rotor des Motors koppelt.