具有電機的驅動組件和具有這種驅動組件的機動車輛的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于多輪軸驅動式機動車輛的電動驅動組件，機動車輛包括內燃機、具有用于驅動后輪軸的輸出軸的多級變速器，以及可以可選地驅動的前輪軸。驅動組件包括電機(6)、傳動性地連接到電機(6)上的減速傳動裝置(7)、傳動性地連接到減速傳動裝置(7)上且可傳動性地連接到用于驅動前輪軸的前推進軸(65)上的傳動軸(9)，以及殼體5，電機(6)和減速傳動裝置(7)布置在殼體5中。殼體(5)包括連接器件(16)，以將驅動組件(2)連接到多級變速器上。電動驅動組件設計成使得在電動驅動組件安裝在多級變速器(56)處的情況下，后推進軸(57)可至少間接地連接到多級變速器的輸出軸上，以驅動后輪軸。此外，本發(fā)明涉及具有這種傳動系組件的機動車輛。
【專利說明】具有電機的驅動組件和具有這種驅動組件的機動車輛

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于包括兩個驅動源的多輪軸驅動式機動車輛的電動驅動組件，以及具有這種電動驅動組件的機動車輛。具有兩個驅動源的驅動概念也稱為混合驅動，并且這樣配備的機動車輛也稱為混合車輛。內燃機大體設為第一驅動源，并且電機設為第二驅動源。內燃機和電機可各自自己或在彼此疊加時聯(lián)合起來驅動機動車輛。

【背景技術】
[0002]混合驅動的優(yōu)點在于，內燃機可在有利效率范圍中更頻繁地運行更長的時間段。當車輛加速時，內燃機和電機可聯(lián)合運行。在車輛的制動和巡航期間，制動能量的一部分可被回收和存儲在蓄能器中。更具體而言在市內交通中和在下坡行駛期間，能量回收有助于減少燃料消耗。如果不需要或僅需要少量驅動動力，則內燃機可完全關閉。在巡航期間，在靜態(tài)狀況下或在利用充好電的蓄能器以低速行駛時(例如在停泊車輛時)可能是這樣。
[0003]通常，內燃機傳動性地連接到多級變速器上，多級變速器將內燃機產生的扭矩傳遞到傳動系。在機動車輛僅由后輪軸驅動的情況下，扭矩由多級變速器通過推進軸傳遞到后輪軸差速傳動件。后輪軸差速傳動件將引入的扭矩分配到用于驅動輪的兩個輸出軸，兩個輸出軸相對于彼此具有差速作用，即如果兩個輸出軸中的一個較快地旋轉，則兩個輸出軸中的另一個對應地較慢地旋轉，并且反之亦然。在全輪驅動機動車輛的情況下，中心差速器連接在多級變速器下游，以便將引入的扭矩的一部分傳遞到后輪軸，并且將扭矩的一部分傳遞到前輪軸。
[0004]根據(jù)DE 199 19 454 Al，已知一種機動車輛驅動組件具有內燃機、齒輪變換組件和電機。內燃機通過萬向軸來驅動后輪。電機可通過單獨的聯(lián)接件和傳動軸傳動性地連接到前輪上。電機的轉子通過連接傳動件而連接到單獨的聯(lián)接件上。
[0005]US 2006/0113127 Al提出了一種混合機動車輛，其具有內燃機、電動主馬達和電動輔馬達。電動主馬達布置在多級變速器的后端處，電動主馬達的輸出軸傳動性地連接到多級變速器的輸出軸上。電動輔馬達布置成鄰接內燃機，并且通過帶傳動件連接到曲柄軸上。兩個電機各自連接到電池上。
[0006]根據(jù)DE 10 2008 037 886 Al，已知一種驅動組件用于由多個輪軸驅動的機動車輛。驅動組件包括分動箱，其將驅動單元引入的扭矩傳遞到后傳動系和前傳動系。后傳動系永久性地傳動性地連接到分動箱上，以便能夠永久地將扭矩傳遞到后輪軸。前傳動系可以可選地傳動性地連接到分動箱上，以將扭矩傳遞到前輪軸。
[0007]特別在后輪軸驅動式機動車輛具有沿縱向布置的內燃機的情況下，結合用于混合驅動的電機通常是復雜的，因為可獲得的安裝空間有限。另外，可能需要對混合驅動件必須附連到其上的固定構件執(zhí)行昂貴的重新設計過程，因此增加了變動量和相關成本。
[0008]因此本發(fā)明的目標是，提供用于多輪軸驅動式機動車輛、更具體而言具有沿縱向安裝的內燃機的機動車輛的電動驅動組件，所述電動驅動組件具有緊湊設計且可容易地結合在可用的安裝空間中。此外，目標是提供包括這種電動驅動組件的多輪軸驅動式機動車輛。


【發(fā)明內容】

[0009]目標通過提供用于多輪軸驅動式機動車輛、相應地四輪驅動式機動車輛的電動驅動組件來實現(xiàn)，機動車輛包括內燃機、具有用于驅動后輪軸輸出軸的多級變速器，以及可以可選地驅動的前輪軸,所述電動驅動組件包括電機、傳動性地連接到電機上的減速傳動裝置、傳動性地連接到減速傳動裝置上且可連接到用于驅動前輪軸的前推進軸上的傳動軸，以及殼體，電機和減速傳動裝置布置在殼體中，其中殼體包括連接器件，以將殼體連接到多級變速器上，其中電動驅動組件設計成使得在電動驅動組件安裝在多級變速器處的情況下，后推進軸可至少間接地連接到多級變速器的輸出軸上，以驅動后輪軸。在當前情況下，用語“傳動性地連接”包括所述元件能夠例如通過布置在傳動系內的聯(lián)接件傳動性地彼此連接。
[0010]優(yōu)點在于，電動驅動組件也可容易地結合在具有沿縱向安裝的內燃機和主要驅動的后輪軸的現(xiàn)有的機動車輛概念中。為了這個目的，也可稱為混合齒輪箱或混合驅動件的驅動組件可容納在安裝空間中，在具有全輪驅動的機動車輛模型中，該安裝空間本來用于分動箱或全輪驅動件。驅動組件可通過適當?shù)倪B接器件連接到多級變速器的殼體上，例如通過凸緣連接或螺栓連接。因而能夠使用分動箱的本來用于全輪驅動件的連接區(qū)域、相應地附連點。這是有利的，因為不需要機動車輛結構、多級變速器或連接器件有任何設計變化，這對設計和生產有有利的作用。要理解，也可稱為主變速器的多級變速器可設置成自動或手動變速器的形式，這取決于需要。另一個優(yōu)點在于，電機和減速傳動裝置結合到共同的殼體中。兩個構件形成具有緊湊設計的單元。通過將兩個構件共同布置在一個單個殼體中，實現(xiàn)了輕重量的單元，并且另外，能夠減少生產和組裝成本。
[0011 ] 優(yōu)選地，電動驅動組件構造成使得(相應地包括器件，所述器件構造成使得)在電動驅動組件安裝到多級變速器上的情況下，后推進軸可至少間接地傳動性地連接到多級變速器的輸出軸上。換句話說，推進軸可連接到變速器軸上，以在電動驅動組件已經安裝到多級變速器上時的情況下進行扭矩傳遞。
[0012]根據(jù)第一實施例，所述器件可包括貫通式傳動軸，以通過殼體而傳遞扭矩。在這個情況下，推進軸間接地通過貫通式傳動軸傳動性地連接到多級變速器上。貫通式傳動軸支承在殼體中，以便可圍繞旋轉軸線旋轉。在一端處，貫通式傳動軸包括輸入部件，以傳動性地連接到多級變速器的輸出軸上。在另一端處，貫通式傳動軸包括輸出部件，以傳動性地連接到后推進軸上。考慮到單元的安裝空間的尺寸，將電動驅動件和貫通式傳動件結合在共同殼體中是特別有利的。在貫通式傳動件和電機的活動部件之間，僅存在電機的壁，使得電機可布置成緊鄰貫通式傳動件。這有利地影響組件的尺寸，使得因而能夠將組件布置在這個位置(而非分動箱)，即在動力路徑中布置在多級變速器后面、相應地在其下游。在輸入部件的區(qū)域中，貫通式傳動軸借助于第一軸承可旋轉地支承在殼體中，并且更具體而言，推薦的是，將第一軸承布置成相對于電機的第一端部面沿軸向偏移。如果電機安裝有向前指向的軸頸，則第一軸承優(yōu)選與軸頸交迭。在輸出部件的區(qū)域中，貫通式傳動軸借助于第二軸承可旋轉地支承在殼體中，第二軸承優(yōu)選相對于電機的第二端部面沿軸向偏移。
[0013]取決于安裝空間狀況，容許在電動驅動組件安裝到多級變速器上的情況下在推進軸和多級變速器之間實現(xiàn)傳動連接的所述器件也可設置成不同于貫通式傳動軸的形式。例如，所述器件可設置成具體而言殼體的環(huán)形或C形固定臂或支架的形式。固定臂可通過固定器件穩(wěn)固地連接到多級變速器的殼體上。在這個實施例中，推進軸必須直接地連接到多級變速器的輸出上，推進軸以相對于固定臂沒有接觸的方式延伸通過固定臂、相應地穿過固定臂。
[0014]電機包括縱向軸線，其可由軸頸的旋轉軸線限定。在優(yōu)選的實施例中，電機的縱向軸線布置成離貫通式傳動軸的旋轉軸線有距離，更具體而言使得電機和貫通式傳動軸之間的距離盡可能地短。兩個軸線優(yōu)選至少大致彼此平行延伸。這表示所述軸線可彼此平行延伸，但是它們也可在一定距離處彼此交叉，其中如果在所述兩個斜軸線之間的最短距離的方向上看的話，包含在軸線之間的角度可高達10°。此外，根據(jù)有利實施例，推薦的是，電機的縱向軸線布置成離傳動軸的旋轉軸線有距離。更具體而言，推薦的是，傳動軸的旋轉軸線對準成使得能夠與前推進軸實現(xiàn)剛性附連。照這樣，能夠在推進軸中沒有旋轉接頭(諸如萬向接頭)的情況下進行，這對成本具有有利作用。傳動軸的旋轉軸線和電機的縱向軸線可至少大致彼此平行延伸，上面的定義也適合這個情況?？傊鰧嵤├龑崿F(xiàn)電動驅動組件的緊湊設計。
[0015]電機可用作將電能轉換成機械能的馬達，或用作將機械能轉換成電能的發(fā)電機。當用作馬達時，電機驅動前輪軸。這可與驅動后輪軸同時進行，即在與后輪軸被內燃機驅動的同時，前輪軸被電動馬達驅動。這個運行模式可選擇來例如使機動車輛加速。但是，借助于電動馬達驅動前輪軸也可獨立于驅動后輪軸而進行，即前輪軸可在后輪軸不被驅動的情況下被驅動。例如為了停泊車輛或當在所謂的停停走走的模式中駕駛車輛時，可選擇這個運行模式。當用作發(fā)電機時，電機被前輪軸驅動，機械能轉換成電能。這個運行模式可例如在對機動車輛制動時使用，使得可回收制動能量。在將電機用作發(fā)電機時產生的電能存儲在蓄能器中，蓄能器布置在機動車輛中且電連接到電機上。電機優(yōu)選包括最大60伏的標稱電壓，更具體而言48伏的標稱電壓。電機因而有利地包括緊湊的尺寸，并且其可結合到機動車輛的車載電力供應系統(tǒng)中。
[0016]為了實現(xiàn)電機的快速和可變控制以及使電機的性能特性最佳地適于需要的輪軸力矩，有利的是在電機和前輪軸之間的傳動系中提供可在外部控制的聯(lián)接件。照這樣，可根據(jù)需要控制可傳遞到前輪軸的扭矩、相應地制動力矩。聯(lián)接件優(yōu)選在電動驅動組件的殼體內部布置在電機和減速傳動裝置之間的動力路徑中或在減速傳動裝置和傳動軸之間的動力路徑中。借助于聯(lián)接件，可按照需要選擇性地開始或中斷電機和傳動軸之間的扭矩傳遞。要理解，備選地或另外，另外的聯(lián)接件可在電動驅動組件之外設置在前傳動系中，例如在前推進軸中，在前輪軸差速器處或中，或在一個或兩個前輪軸側部軸中。
[0017]根據(jù)另一個實施例，聯(lián)接件的第一部件以在旋轉方面固定的方式連接到減速傳動裝置的輸出部件上。聯(lián)接件的第二聯(lián)接部件傳動性地連接到電動驅動組件的驅動軸上?？梢钥蛇x地使兩個聯(lián)接部件彼此接合或彼此脫開，使得可開始或中斷對前輪軸的扭矩傳遞。根據(jù)優(yōu)選的實施例，聯(lián)接件設置成貼合鎖定(form-locking)聯(lián)接件的形式，即提供了可彼此接合或脫開的第一和第二貼合鎖定器件。貼合鎖定聯(lián)接件的示例為爪式聯(lián)接件、帶齒聯(lián)接件或爪形離合器。但是，要理解，聯(lián)接件也可具有不同的設計，例如呈摩擦板聯(lián)接件的形式。
[0018]聯(lián)接件優(yōu)選由電子控制單元根據(jù)行駛狀況或行駛動態(tài)性控制。為了促動聯(lián)接件，提供了促動器，更具體而言，可以機電或電磁的方式促動促動器。但是，也可設想使用氣動或液壓促動器。
[0019]電機傳動性地連接到減速傳動裝置上或可傳動性地連接到減速傳動裝置上。減速傳動裝置減慢電動馬達產生的旋轉運動，即傳動裝置輸出部件的旋轉速度比傳動裝置輸入部件的旋轉速度更慢。減速傳動裝置優(yōu)選設置成單級圓柱形傳動裝置或斜面體傳動裝置。與此相關，圓柱形傳動裝置表示具有圓柱形齒輪的傳動裝置，圓柱形齒輪包括直嚙合(正齒輪)或斜嚙合(螺旋齒輪)。如果在傳動裝置的輸入和輸出之間存在大致90°的角度偏移，則也可使用準雙曲面齒輪。特別有利的是減速傳動裝置具有為四至六的減速比，優(yōu)選大致為五。備選地，減速傳動裝置也可包括具有對應的減速比的傳動鏈或帶。
[0020]根據(jù)優(yōu)選的實施例，電動驅動組件的殼體包括扭矩支承器件，其用于將電動驅動組件、相應地包括電動驅動組件的發(fā)動機-變速器單元連接到固定構件(例如車輛本體)上，以及支承反作用力矩。另外，扭矩支承器件具有減震和噪音隔離功能。扭矩支承器件優(yōu)選包括軸套，保持和減震部件插入軸套中以連接到車輛本體上。根據(jù)有利實施例，推薦的是，扭矩支承器件和傳動軸在電動驅動組件安裝好的狀況中布置成至少關于電動驅動組件的中心縱向面大致對稱。特別有利的是由貫通式傳動軸的旋轉軸線和傳動軸的旋轉軸線形成的第一平面和貫通式傳動軸和扭矩支承器件的軸線形成的第二平面包含大致90° ±15°的角度。照這樣，實現(xiàn)了緊湊設計的電動驅動組件，以及良好地結合到現(xiàn)有的車輛結構中。
[0021]此外，上面提到的目標通過提供一種多輪軸驅動式機動車輛來實現(xiàn)，其包括可通過后推進軸驅動的后輪軸、可通過前推進軸驅動的前輪軸、沿縱向布置的內燃機、傳動性地連接到內燃機上的多級變速器和可設置成上面提到的實施例中的一個或若干個的形式的電動驅動組件。推薦的是，電動驅動組件的殼體通過連接器件穩(wěn)固地連接到多級變速器的殼體上，其中后推進軸在穿過殼體時至少間接地傳動性地連接到多級變速器的輸出軸上，并且電動驅動組件的傳動軸通過前推進軸傳動性地連接到前輪軸上。
[0022]這導致有結合創(chuàng)造性電動驅動組件提到的優(yōu)點，在此程度上，這里對創(chuàng)造性電動驅動組件進行參照。電動驅動組件設計成緊湊的，使得其可容易地結合到具有沿縱向內置的內燃機和主要驅動的后輪軸的車輛的現(xiàn)有機動車輛結構中。關于在電動驅動組件和車輛之間的接口，不需要任何或幾乎任何自適應性措施，這對設計和生產工作和成本有有利作用。如上面描述，殼體的穿透可通過貫通式傳動軸來實現(xiàn)，貫通式傳動軸的輸入部件連接到多級變速器的輸出軸上，并且其輸出部件連接到后推進軸上。但是，推進軸也能夠穿過殼體的孔口和直接地連接到多級變速器的輸出軸上。
[0023]前輪軸包括前輪軸差速器和兩個側部軸，以驅動前輪。前輪軸差速器件將前推進軸引入的扭矩分配到兩個側部軸。為了這個目的，差速器包括傳動性地連接到推進軸的輸入，以及各自傳動性地連接到相應的側部軸上的兩個輸出。根據(jù)可行實施例，至少一個聯(lián)接件可布置在電動驅動組件的傳動軸和兩個前輪之間的傳動系中。通過打開至少一個聯(lián)接件，輪的旋轉運動可與傳動系的其余部分脫開，使得減少摩擦損失。聯(lián)接件可布置在差速器的內部，例如在輸入部件(環(huán)齒輪)和差速器支架之間，或布置在差速器之外，例如在輸出部件(側部軸齒輪)和側部軸之間，或在側部軸和輪之間的輪轂的區(qū)域中。
[0024]根據(jù)優(yōu)選的實施例，在差速器的輸入和兩個輸出之間提供為三至五的減速比，優(yōu)點在于一方面減速傳動裝置的減速比和另一方面前輪軸差速器的減速比可共同用于設定電機的旋轉速度和前輪軸的旋轉速度之間所需要的總減速比。例如，如果適當?shù)剡x擇前輪軸差速器的減速比，則能夠僅僅利用電動驅動組件的單級減速傳動裝置在電機和前輪軸之間實現(xiàn)18至22的總減速比i。因為減速傳動裝置需要僅一級，所以其具有特別緊湊的形狀，這又對整個電動驅動組件的尺寸有積極作用。
[0025]特別有利的是使用具有60或48伏的標稱電壓的電機，其可容易地結合在機動車輛的車載供應系統(tǒng)中。在這種程度上，除了用作前輪軸的驅動件，電機也可用作用于機動車輛的所有電力單元的功率供應。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]將在下面參照附圖來闡述本發(fā)明的優(yōu)選的實施例，其中圖1顯示第一實施例中的創(chuàng)造性電動驅動組件
a)為從后面成角度地看到的透視圖，
b)為從前面成角度地看到的透視圖，
c)為類似于圖1b的透視圖，其中殼體部件被剖開，
d)為通過貫通式傳動件、電機和傳動軸的軸線的縱向截面。
[0027]圖2是具有根據(jù)圖1a)至Id)的創(chuàng)造性電動驅動組件的機動車輛的示意圖。
[0028]圖3是第二實施例中的具有創(chuàng)造性電動驅動組件的機動車輛的示意圖。
[0029]圖4是第三實施例中的具有創(chuàng)造性電動驅動組件的機動車輛的示意圖。
[0030]圖5是第四實施例中的具有創(chuàng)造性電動驅動組件的機動車輛的示意圖。
[0031]圖6是第五實施例中的具有創(chuàng)造性電動驅動組件的機動車輛的示意圖。
[0032]圖7是第六實施例中的具有創(chuàng)造性電動驅動組件的機動車輛的示意圖。
[0033]部件列表
2電動驅動組件 3貫通式傳動件 4電動驅動件 5殼體 6電機
7減速傳動裝置 8聯(lián)接件 9傳動軸 12促動器 13殼體部件 14殼體部件 15連接器件 16連接器件 17軸承 18軸承19軸密封件20軸密封件21密封件22第一端23第二端24 齒槽(spline)25第二端26凸緣部分27齒槽28傳動軸頸29小齒輪30齒輪31轂32軸承33套管凸出部34內部面35軸承襯套36凸緣部分37支承面38軸承39密封環(huán)41輸出軸42第一聯(lián)接部件43第二聯(lián)接部件44齒槽45調檔叉46環(huán)形凹槽47扭矩支承器件48軸套49傳動系組件50機動車輛51第一傳動系52后輪軸53前輪軸54內燃機55主離合器56多級變速器57后推進軸58后輪軸差速器 59側部軸 60側部軸 61差速傳動件 62輪 63輪
64第二傳動系 65第二推進軸 66側部軸 67側部軸 68輪 69輪
A旋轉軸線 B旋轉軸線 C軸線。

【具體實施方式】
[0034]將在下面共同描述的圖1a)至Id)顯示創(chuàng)造性電動驅動組件2。電動驅動組件2可在多輪軸、相應地全輪驅動式機動車輛(本文未顯示)中使用，該機動車輛包括由作為主要驅動件的內燃機驅動的后輪軸，以及可以可選地驅動的前輪軸。后輪軸由后推進軸驅動，后推進軸傳動性地連接到機動車輛的多級變速器上。前輪軸通過前推進軸驅動，前推進軸傳動性地連接到電動驅動組件2上。形成輔助驅動件的電動驅動組件2可固定到機動車輛的多級變速器上，更具體而言固定到多級變速器的后部部分上。
[0035]電動驅動組件2包括電機6、減速傳動裝置7、可選地可用促動器在外部控制的聯(lián)接件8，以及傳動軸9。所述構件中至少減速傳動裝置7和電機6布置在公共殼體5中且形成緊湊單元。減速傳動裝置會減慢電機6產生的旋轉，即傳動裝置輸出部件的旋轉速度比傳動裝置輸入部件的旋轉速度更慢。電機6和減速傳動裝置7也結合起來稱為電動驅動件
4。此外，電動驅動組件2包括器件3，其設計成使得在電動驅動組件2安裝在多級變速器上的情況下，后推進軸可傳動性地連接到多級變速器的輸出軸上。
[0036]聯(lián)接件8用于將電機4可選地傳動性地連接到傳動軸9，并且相應地，連接到機動車輛的前輪軸。聯(lián)接件8由電子控制單元(示意性地示出)相應地根據(jù)行駛動態(tài)性和扭矩需要來控制。為了促動聯(lián)接件8，提供促動器12，在當前實施例中，其設置成電磁促動器的形式。要理解，也可使用其它類型促動器，例如機電、氣動或液壓促動器?？捎纱賱悠?2控制的聯(lián)接件8可用于選擇性地實現(xiàn)或中斷從電動驅動4到前輪軸的扭矩傳遞。在這個程度上，聯(lián)接件8用作所謂的懸掛式(hang-on)聯(lián)接件，用于可選地驅動機動車輛的第二前輪軸。
[0037]驅動組件2的殼體5分成兩個部分，并且包括第一殼體部件13和第二殼體部件14，第一殼體部件13和第二殼體部件14可通過適當?shù)穆菟ㄟB接件15彼此連接。兩個殼體部件13、14的連結平面與貫通式傳動件3的旋轉軸線A和傳動軸9的旋轉軸線C相交。因此，能夠沿軸向安裝所述構件。第二殼體部件14包括附連器件16，例如，其可設置成凸緣凸出部，并且構造成通過適當?shù)穆菟ㄟB接件連接到機動車輛的多級變速器上。在圖2至6中顯示固定到多級變速器56上的電動驅動組件2的安裝好的狀況。為了密封多級變速器和旋轉構件之間的連結區(qū)域，提供了密封環(huán)21，在安裝好的狀況下，其與多級變速器56的相應的密封面處于密封性接觸。因為驅動組件2穩(wěn)固地連接到多級變速器56上，所以所述兩個機器元件以及內燃機和主聯(lián)接件共同形成公共驅動單元。為了將所述單元連接到本體部分上，兩個機械元件中的僅一個(多級變速器56或驅動組件2)需要包括附連器件。
[0038]上面提到的容許在驅動組件2安裝在多級變速器上的情況下推進軸傳動性地連接到多級變速器上的器件3設置成貫通式傳動軸的形式。貫通式傳動軸3可旋轉地支承在殼體5中且用來將扭矩從多級變速器傳遞到推進軸。為了將傳動軸3支承在殼體5中，第一軸承17設置在輸入附近，而第二軸承18設置在輸出附近。所述第一和第二軸承17、18限定旋轉軸線A。為了密封在貫通式傳動軸3和殼體5之間形成的環(huán)形室，提供了軸密封環(huán)19,20ο
[0039]在也可稱為輸入側端的第一端22處，貫通式傳動軸3包括提供來引入扭矩的輸入部件23。輸入部件23包括具有內部齒槽結構24的孔口。包括相應的外部齒槽結構的軸頸可以在旋轉方面固定的方式插入內部齒槽結構24中。要理解，所述在旋轉方面固定地連接傳動軸3與附連構件僅提供了許多可設想到的可能性中的一個。除了在該情況下軸結構和轂結構也可在動力學上反過來的齒連接或齒槽連接，任何其它非圓形可插入的結構或還有凸緣連接和螺栓連接都是適當?shù)摹?br> [0040]在也可稱為輸出側端的第二端25處，貫通式傳動軸3包括設置成凸緣元件的形式的輸出部件26。凸緣元件26以在旋轉方面固定且沿軸向固定的方式連接到貫通式傳動軸3上。在旋轉方面固定的連接通過齒槽27實現(xiàn)，但是在這個情況下，也可設想到任何其它連接器件。凸緣元件26用于連接推進軸(本文未示出)，扭矩通過推進軸傳遞到后輪軸差速器。再次，要理解，輸出部件26、相應地與推進軸的連接件可設置成其它形式，如已經關于輸入部件闡述的那樣。
[0041]電機6接收在殼體5中，以便鄰接貫通式傳動軸3，其中貫通式傳動軸3的外部面和電機6的外部面之間的間隙保持較小，使得電動驅動組件2整體上具有緊湊徑向尺寸。用于支承貫通式傳動軸3的第一和第二軸承17、18相對于電機6的活動部件沿軸向偏移,這對組件具有節(jié)省空間的作用。第一軸承17至少部分地沿軸向相應地與傳動軸頸28和減速傳動裝置7交迭?？煽吹?，電機6的旋轉軸線B至少大致平行于貫通式傳動軸3的旋轉軸線A而延伸。
[0042]小齒輪29固定成在旋轉方面固定且沿軸向固定在電機6的傳動軸頸28上。小齒輪29接合齒輪30，齒輪30包括比小齒輪29更大的直徑和更多的齒。小齒輪29和齒輪30結合起來形成減速傳動裝置7。要理解，代替圓柱形傳動裝置，也可設想到使用不同的減速單元，諸如傳動鏈或帶。
[0043]齒輪30通過軸承32支承在殼體5的套管凸出部33中，以便可圍繞旋轉軸線C旋轉。齒輪30包括階梯式貫通孔口 34，傳動軸9可旋轉地支承在其中。為了在傳動軸9的圓柱形外部面和齒輪30的圓柱形內部面之間實現(xiàn)可旋轉地支承狀況，提供了滑動襯套35。傳動軸9在其接近電動馬達6的端部處包括沿徑向向外凸出的凸緣部分36，其沿軸向支承在齒輪30的支承面37上。在凸緣部分36和支承面37之間，可提供減少摩擦器件，諸如適當?shù)耐繉踊蚧瑒颖P。在其自由端的區(qū)域中，傳動軸9通過軸承38支承成可圍繞旋轉軸線C旋轉，并且借助于密封環(huán)39相對于殼體5而密封。
[0044]聯(lián)接件8設置成貼合鎖定聯(lián)接件的形式，并且包括制造成與齒輪30的轂31成整體的第一聯(lián)接部件42，以及以在旋轉方面固定且沿軸向可移位的方式布置在傳動軸43上的第二聯(lián)接部件43。齒輪30的轂31也可稱為傳動裝置7的輸出部件。第一聯(lián)接部件42和第二聯(lián)接部件43各自包括爪，爪可彼此接合以便傳遞扭矩，并且可彼此脫開以便打開聯(lián)接件。為了打開和閉合聯(lián)接件8，第二聯(lián)接部件43可在傳動軸9上沿軸向移動向第一聯(lián)接部件42或移動遠離第一聯(lián)接部件42。提供齒槽連接或齒連接44來在第二聯(lián)接部件43和傳動軸9之間實現(xiàn)在旋轉方面固定且沿軸向可移位的連接。
[0045]如上面已經提到的那樣，提供了促動器12，以促動聯(lián)接件8。在當前實施例中，促動器12設置成電磁促動器的形式，并且其電連接到機動車輛(未示出)的電子控制單元上。通過借助于電子控制單元(ECU)來控制促動器12，接合聯(lián)接部件43的相應的周向凹槽46的調檔叉45可選擇性地沿軸向移動遠離促動器12或移動向促動器12。照這樣，聯(lián)接部件43沿軸向移動，使得兩個聯(lián)接部件42、43的爪彼此接合或脫開。
[0046]在聯(lián)接件8的閉合狀況中，在前輪軸和電機6之間產生傳動連接。在這個狀況下，電機6能夠驅動機動車輛的前輪軸(馬達運行模式)或其可由前輪軸驅動以將機械能轉換成電能(發(fā)電機運行模式)。
[0047]如圖1b至Ic中特別顯而易見的，電動組件2包括扭矩支承器件47，當在固定構件處例如在車輛本體處運行時，該器件47支承電動驅動組件2。扭矩支承器件47包括軸套48，螺栓(未示出)或連接到車輛本體上的其它支承部件可穿過軸套48。在安裝好的狀況下，軸套48和傳動軸9布置在包含旋轉軸線A的豎向平面的不同側。在電動驅動組件2的軸向視圖中，軸套的縱向軸線D、貫通式傳動軸3的旋轉軸線A和傳動軸9的旋轉軸線C可看作基本等腰三角形的拐角點，由貫通式傳動軸3的旋轉軸線A和傳動軸9的旋轉軸線C形成的第一平面和由貫通式傳動軸3的旋轉軸線A和軸套48的軸線D形成的第二平面包含大致90° ±15°的角度。
[0048]圖2至7最初將關于它們共同具有的特性來共同描述。它們各自顯示具有主要驅動的后輪軸52和可以可選地驅動的前輪軸53的機動車輛50的傳動系組件49。在主(第一)傳動系51中，可認識到有沿縱向安裝的內燃機54、主離合器55、具有輸出軸41的多級變速器56、貫通式傳動件3、后推進軸57以及后輪軸52。后輪軸52包括后輪軸差速器58，后輪軸差速器58將推進軸57引入的扭矩傳遞相應地分配到兩個側部軸59、60和連接到側部軸上的輪62、63上。
[0049]另外，傳動系組件49包括第二傳動系64，以驅動前輪軸53。第二傳動系64包括具有減速傳動裝置7和聯(lián)接件8的電動驅動件4、前推進軸65和傳動性地連接到前推進軸65上的前輪軸53。前輪軸53包括差速傳動件61，其將引入的扭矩傳遞、相應地分配到兩個前側部軸66、67上和連接到兩個前側部軸66、67上的輪68、69上。
[0050]創(chuàng)造性傳動系組件49的特征在于使用創(chuàng)造性電動驅動2，其包括作為第一傳動系51的一部分的貫通式傳動軸3，以及作為第二傳動系64的一部分的電動驅動件4。
[0051]創(chuàng)造性電動驅動組件2的殼體5穩(wěn)固地連接到多級變速器56的殼體上。通過將貫通式傳動軸3和電動驅動件4結合到電動驅動組件2中而形成一個單元，實現(xiàn)緊湊設計，這允許創(chuàng)造性單元2布置在多級變速器的區(qū)域中。
[0052]創(chuàng)造性傳動系組件49使得能夠實現(xiàn)各種運行模式。根據(jù)第一運行模式，除了主要驅動的后輪軸52之外，前輪軸53可以可選地由電動驅動件4驅動。例如當機動車輛加速時可執(zhí)行這個措施，或在以小量扭矩來驅動車輛時可執(zhí)行這個措施來支持主驅動件，這是可稱為〃巡航〃的運行模式。通過另外驅動前輪軸53，機動車輛的牽引得到改進，這導致有更高的效率。根據(jù)另一個運行模式，為了驅動機動車輛，電動驅動件4可獨自使用，即主傳動系51脫開。這個運行模式可例如在〃爬行"，在低速下在城市內行駛，走走停停地行駛或停泊期間使用。根據(jù)又一個運行模式，電機6可用作發(fā)電機，在此過程期間，共同旋轉的前輪軸53所傳遞的機械能轉換成電能。這種能量回收可在制動期間進行，例如，由于在這個運行模式中有較大的制動作用，所以制動是特別有效的。
[0053]下面，將給出關于根據(jù)圖2至7的不同的實施例的具體特征的更多的細節(jié)。根據(jù)圖2的實施例包括根據(jù)圖1的示意性地示出的創(chuàng)造性電動驅動組件2。其顯示了聯(lián)接件8在減速傳動裝置7和傳動軸9之間的動力路徑中。根據(jù)圖3的實施例較大程度上對應于圖2中顯示的實施例，所以只要涉及它們共同的特征，就參照上面的描述。相同或經修改的構件被給予與相應地顯示在圖2和I中的那些相同的參考標號。唯一的差別在于，在根據(jù)圖3的當前實施例中，聯(lián)接件8布置在電機6和減速傳動裝置7之間的動力路徑中。
[0054]根據(jù)圖4的實施例是不具有聯(lián)接件的傳動系組件49的示意圖。在別的方面，圖4的實施例對應于圖2中顯示的實施例，所以在那方面，可參照上面的描述。
[0055]根據(jù)圖5的傳動系組件49較大程度上對應于圖2中顯示的傳動系組件，所以只要涉及它們的共同的特征，參照上面的描述，相同或經修改的構件被給予相同參考標號。如在根據(jù)圖2-4的實施例的情況下，再次僅示意性地顯示當前實施例，即其不是真的按比例繪制。根據(jù)圖5的當前實施例的一個具體特征在于電機6的輸出軸28指向后輪軸52。如在根據(jù)圖2的實施例的情況下，聯(lián)接件8布置在減速傳動裝置7和傳動軸9之間。另一個差異在于，前輪軸差速器61相對于內燃機54向左偏移。但是，要理解，這是任意的布置，實際布置取決于車輛結構。
[0056]根據(jù)圖6的傳動系組件49較大程度地對應于圖3中顯示的傳動系組件，所以只要涉及它們共同的特征，可參照上面的描述。相同或經修改的構件被給予與圖3中相同的參考標號。根據(jù)圖6的當前實施例的具體特征在于，除了電動驅動組件2中的聯(lián)接件8，另外的聯(lián)接件8’設置在前傳動系64中。所述另外的聯(lián)接件8’布置在前輪軸差速器61和一個輪68之間的動力路徑中，優(yōu)選地在相應的側部軸66的附連區(qū)域中。要理解，當前實施例也可修改成可消除電動驅動組件2中的聯(lián)接件8的程度，即可僅使用前輪軸53中的聯(lián)接件8’。此外，可設想到，在第二側部軸67中，也可提供相應的聯(lián)接件，作為布置在第一側部軸66的區(qū)域中的聯(lián)接件8’的補充或備選方案。將至少一個聯(lián)接件布置在輪68、69和前輪軸差速器61之間的動力路徑中是有利的，因為當聯(lián)接件打開時，差速器載體和接收在其中的旋轉部件的旋轉運動可中斷。以有利的方式，這導致在傳動系內摩擦損耗較低。
[0057]根據(jù)圖7的傳動系組件較大程度上對應于圖6中顯示的傳動系組件，所以只要涉及共同的特征，可參照上面的描述。相同或經修改的構件被給予與圖6中提到的那些相同的參考標號。當前實施例的具體特征在于聯(lián)接件8"布置在差速器61的輸入部件和兩個輸出部件之間的動力路徑中。作為結合到前輪軸差速器61的這種脫開件的示例，聯(lián)接件8" 可布置在冠齒輪和差速器載體之間。
【權利要求】
1.一種用于多輪軸驅動式機動車輛的電動驅動組件，所述多輪軸驅動式機動車輛包括內燃機、具有用于驅動后輪軸的輸出軸的多級變速器，以及可以可選地驅動的前輪軸，所述電動驅動組件(2)包括: 電機(6), 減速傳動裝置(7)，其傳動性地連接到所述電機(6)上， 傳動軸(9)，其傳動性地連接到所述減速傳動裝置(7)上且可連接到用于驅動所述前輪軸的前推進軸￠5)上，以及 殼體(5)，所述電機(6)和所述減速傳動裝置(7)布置在所述殼體(5)中，其中所述殼體(5)包括連接器件(16)，以將所述殼體(5)連接到所述多級變速器(56)上，其中所述電動驅動組件(2)構造成使得在所述電動驅動組件(2)安裝在所述多級變速器(56)處的情況下，后推進軸(57)可至少間接地連接到所述多級變速器(56)的輸出軸(41)上，以驅動所述后輪軸(52)。
2.根據(jù)權利要求1所述的電動驅動組件，其特征在于，提供貫通式傳動軸(3)以通過所述殼體(5)而傳遞扭矩，所述貫通式傳動軸(3)支承在所述殼體(5)中以便可圍繞旋轉軸線(A)旋轉，并且包括傳動性地連接到所述多級變速器(56)的輸出軸(41)上的輸入部件(24)，以及傳動性地連接到所述后推進軸(57)上的輸出部件(26)。
3.根據(jù)權利要求1至2中的任一項所述的電動驅動組件，其特征在于，所述電機(6)的縱向軸線(B)布置成離所述貫通式傳動軸(3)的旋轉軸線(A)有距離，并且與所述旋轉軸線(A)包圍小于10°的角度。
4.根據(jù)權利要求1至3中的任一項所述的電動驅動組件，其特征在于，所述電機(6)的縱向軸線(B)布置成離所述傳動軸(9)的旋轉軸線(C)有距離，并且與所述旋轉軸線(C)包圍小于10°的角度。
5.根據(jù)權利要求1至4中的任一項所述的電動驅動組件，其特征在于，聯(lián)接件(8)布置在所述電機(6)和所述傳動軸(9)之間的動力路徑中，所述聯(lián)接件(8)可操作來選擇性地實現(xiàn)或中斷所述電機(6)和所述傳動軸(9)之間的扭矩傳遞。
6.根據(jù)權利要求5所述的電動驅動組件，其特征在于，所述聯(lián)接件(8)包括以在旋轉方面固定的方式連接到所述減速傳動裝置(7)的輸出部件(30)上的第一聯(lián)接部件(42)，以及以在旋轉方面固定的方式連接到所述傳動軸(9)上的第二聯(lián)接部件(43)，其中所述第一和所述第二聯(lián)接部件(42，43)可以可選地接合和脫開。
7.根據(jù)權利要求5或6中的任一項所述的電動驅動組件，其特征在于，提供促動器(12)來用于促動所述聯(lián)接件(8)，更具體而言，可以機電或電磁的方式促動所述促動器(12)。
8.根據(jù)權利要求1至7中的任一項所述的電動驅動組件，其特征在于，所述減速傳動裝置(7)為單級圓柱形傳動裝置，并且更具體而言，包括為四至六的減速比。
9.根據(jù)權利要求1至8中的任一項所述的電動驅動組件，其特征在于，所述貫通式傳動件(3)在所述輸入部件(24)的區(qū)域中由第一軸承(17)可旋轉地支承，并且在所述輸出部件(26)的區(qū)域中由第二軸承(18)可旋轉地支承，其中所述第一和第二軸承(17，18)中的至少一個布置成相對于所述電機￠)的端部面沿軸向偏移。
10.根據(jù)權利要求1至9中的任一項所述的電動驅動組件，其特征在于，所述電機(6)包括最聞60伏的標稱電壓。
11.根據(jù)權利要求1至10中的任一項所述的電動驅動組件，其特征在于，所述殼體(5)包括扭矩支承器件(47)。
12.一種多輪軸驅動式機動車輛，具有可通過后推進軸驅動的后輪軸、可通過前推進軸驅動的前輪軸、沿縱向安裝的內燃機、傳動性地連接到所述內燃機上的多級變速器，以及根據(jù)權利要求1-11中的任一項所述的電動驅動組件，其特征在于，所述電動驅動組件(2)的殼體(5)通過所述連接器件(16)穩(wěn)固地連接到所述多級變速器(56)的殼體上，其中所述后推進軸(57)至少間接地傳動性地連接到所述多級變速器(56)的輸出軸￠1)上，以穿過所述殼體(5)，并且所述電動驅動組件(2)的傳動軸(9)通過所述前推進軸￠5)傳動性地連接到所述前輪軸(53)上。
13.根據(jù)權利要求12所述的機動車輛，其特征在于，所述電動驅動組件(2)包括貫通式傳動軸(3)，以通過所述殼體(5)而傳遞扭矩，其中所述貫通式傳動軸(3)的輸入部件(24)連接到所述多級變速器(56)的輸出軸上，并且其中所述貫通式傳動軸(3)的輸出部件(26)連接到所述后推進軸(57)上。
14.根據(jù)權利要求12或13所述的機動車輛，其特征在于，所述前輪軸(53)包括前輪軸差速器出1)和兩個側部軸出6，67)，以驅動前輪出8，69)，其中所述前輪軸差速器(61)將所述前推進軸(57)引入的扭矩分配到所述兩個側部軸出6，67)，其中聯(lián)接件(8)布置在所述電動驅動組件(2)的傳動軸(9)和所述兩個前輪(68，69)之間的動力路徑中。
15.根據(jù)權利要求12至14中的任一項所述的機動車輛，其特征在于，所述電機(6)集成在所述機動車輛(51)的車載功率供應中。
【文檔編號】B60K6/52GK104185565SQ201380007802
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年2月1日 優(yōu)先權日:2012年2月2日
【發(fā)明者】T.加斯曼, M.施密特, M.施韋庫奇 申請人:Gkn 動力傳動系統(tǒng)國際有限責任公司