專利名稱：用于具有電動機器的門式車橋的機動車的推進裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于機動車輛的驅動設備，該驅動設備具有一個空心門式車橋， 該門式車橋容納兩個電動機器，在各自情況下在該門式車橋的兩個末端的區(qū)域中可旋轉地安裝一個車輪并且每個車輪可僅通過與所述車輪相關聯的電動機器而被驅動，并且該驅動設備具有一個減速齒輪機構，該減速齒輪機構被安排在對應的電動機器和與所述電動機器相關聯的車輪之間。
背景技術：
從DE 295 18 401 Ul中已知在一種多功能車輛中使用了這種類型的驅動設備。 這種多功能車輛是一輛用于運送人員的城市客車。在城市客車里，要求將一個車廂地板 (carriage floor)安置在低水平處并且延伸通過整個客車，特別是后橋的區(qū)域，該后橋是一種剛性車橋的形式。為了實現這一點，該空心門式車橋配備有兩個電動機器，這些電動機器由所述門式車橋容納并且它們是電驅動電動機的形式。一個減速齒輪機構(它是一種直齒輪級(spur gear stage)的形式)被安排在對應的電動機器和與所述電動機器相關聯的車輪之間。從DE 296 11 867 Ul中還已知一種具有在前言中提到類型的多個特征的驅動設備。DE 44 34 237 Al披露了一種車輛的車橋，這種車橋具有兩個電動單輪驅動器，特別是用于農用車輛。這兩個單輪驅動器能夠通過一個離合器以一種壓力配合 (force-fitting)的方式被連接，以便在車輛車橋的這些驅動車輪承受非均勻載荷的情況下避免一個單輪驅動器在一個相對長的時間段里過載。將對應的電動單輪驅動器連接到一個減速齒輪機構上，該減速齒輪機構是一種直齒輪級的形式，并且所述減速齒輪機構被連接到一個行星齒輪機構上，該行星齒輪機構被連接到與這個單輪驅動器相關聯的車輪上。 車輪的軸是相對于電動機的轉子的旋轉軸線徑向偏置地安排的。用于對應的電動機的電輸入能量具體地是由受該車輛自身的內燃發(fā)動機驅動的一個發(fā)電機來產生的。DE 10 2004 003 634 Al披露了一種機動車輛的門式車橋驅動器，其中與對應的車輪相關的扭矩流是從一個行星齒輪機構被引入輸出軸之中，該輸出軸通過一個直齒輪級形式的減速齒輪機構而以一種抗扭轉(rotationally fixed)的方式被連接至車輪。DE 202 13 670 Ul描述了一種機動車輛的直接受驅動的驅動車橋，該驅動車橋具有被安裝在一個公用殼體內的兩個電驅動電動機。所描述的驅動設備或車橋設計的一個缺點是(特別是如果這些設計涉及一個門式車橋)它們是一種剛性車橋的形式。出于振動和舒適性的原因，因此這種類型的驅動設備被保留用于多功能車輛(例如在客車或農用車輛中)。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是在引言中提及的這種類型的驅動設備中提供從對應的車輪到減速齒輪機構的一種分立的連接，所述連接允許車輪以一種非剛性的方式被安裝。這一目的是通過以下方式實現的，即對應的減速齒輪機構通過一個萬向軸連接至與這個減速齒輪機構相關聯的車輪。在減速齒輪機構和與所述減速齒輪機構相關聯的車輪之間通過萬向軸進行的這種壓力配合連接允許傳送扭矩而無需這個車橋是剛性的。結果是，與根據所討論的現有技術的機動車輛相對比，配備有這種驅動設備的機動車輛可以配備有一個獨立懸架系統(tǒng)。這相當大地擴展了這種驅動設備的使用領域，特別是對于小汽車而言，出于駕駛舒適性和駕駛安全性的原因，有利的是如果每個車輪能夠單獨地經受彈簧壓縮和彈簧伸長，這就是說獨立于車輛的其他車輪。對應的萬向軸優(yōu)選地被設計為一種雙聯萬向節(jié)(double cardan joint)，并且在其端部的區(qū)域中以壓力配合的方式連接至直齒輪級的一個輸出軸和一個車輪輪轂。這種門式車橋與車輪劃痕的軸的徑向偏置優(yōu)選地由一個直齒輪級形式的減速齒輪機構來補償。認為特別有利的是如果將一個行星齒輪機構安排在對應的電動機器與面向所述電動機器的直齒輪級之間。借助于在電動機器和與所述電動機器相關聯的車輪之間的這個齒輪機構的設計，可實現將一個特別高的扭矩傳輸至車輪，但是能夠達到的最大速度會減小。這些直齒輪級和/或行星齒輪機構優(yōu)選是該門式車橋的構成部分。該門式車橋尤其是被剛性地固定到機動車輛的底盤橫構件及車身。根據本發(fā)明的一個具體的實施方案，所作出的安排是使得該門式車橋具有用于容納這兩個電動機器的一個整體式殼體。因此，這些電動機器不要求在殼體外部的任何安裝空間，并且由于這個原因，該門式框架能以一種節(jié)省空間的方式被安排在車輛的底架 (undercarriage)區(qū)域中。認為特別有利的是如果對應的電動機器的殼體由該門式車橋的殼體形成。對應的電動機器的定子因此以一種壓力配合并且抗扭轉的方式被連接到這個整體式殼體，尤其是在將該整體式殼體和該對應的電動機器的定子結合之前，通過將該整體式殼體進行加熱并將該對應的電動機器的定子進行冷卻來實現收縮包繞。對于這些電動機器，優(yōu)選地在每種情況下提供一個旋轉角度傳感器或者一個旋轉速度傳感器用于檢測電動機器轉子的位置或者轉子的旋轉速度。為此，一個傳感器配合件 (該相關聯的傳感器檢測其位置)被具體地提供在電動機器的對應的軸上。如果提供一個扭矩傳感器來檢測對應的車輪的傳動系中的扭矩，這也被認為是有利的。其結果是，可根據有待借助對應車輪引入的所希望的扭矩來單獨地控制對應的電動驅動器。本發(fā)明還提出了一種機動車輛，具體是一種小汽車，它具有一個前橋和一個后橋， 可使該前橋和/或后橋裝備有根據本發(fā)明所述的驅動設備并且具有一個獨立懸架系統(tǒng)。特別地，這種機動車輛是如下的一種機動車輛，其中前橋裝備有根據本發(fā)明所述的驅動設備， 并且后橋通過一臺內燃發(fā)動機來驅動。具體地講，這種機動車輛具有一種能量儲存裝置，并且這些電動機器在電動機模式和發(fā)電機模式中是有效的。因此根據本發(fā)明的驅動設備尤其用于一種可通過混合動力驅動器來驅動的車輛中。這種混合動力系統(tǒng)通過附加這些另外的電動驅動機器和能量儲存裝置來起作用以便增加車輛的動力并且減少消耗，特別在跑車中。具體針對車輪的正或負的扭矩就能夠通過這兩個電動機器施加在機動車輛的前橋的這些驅動軸上。這種車輛是通過操作這些電動機器進行加速(電動機模式)或減速(發(fā)電機模式)。能量儲存裝置在此過程中放電或充電。 重要的是在這些電動機器的扭矩之間是沒有任何機械性聯接的。門式車橋的功能是將這些電動機器提供的扭矩通過合適的減速裝置傳輸到車輛的前輪。為此，包括行星齒輪級和直齒輪級的一個兩級齒輪機構在各自情況下被凸緣連接 (flange-connected)到這些電動機器的輸出軸。齒輪機構的這些輸出軸通過多個萬向軸直接連接到這些車輪上。在這種情況中，可以提供一個可分離的離合器來用于緊急情況。因此，一個多片式離合器可以形成在減速齒輪機構中在環(huán)形齒輪與殼體之間。所述離合器在沒有操作的情況下是閉合的并且能夠被液壓地打開。所述離合器首先起到的作用是安全功能，從而使得這些電動機器可以與車輪機械地斷開連接，例如在短路的情況下，并且其次起到一個部件保護裝置的作用。在一個高扭矩被施加在驅動側從而可能會損壞齒輪機構或者這些驅動軸的情況下，離合器會打滑從而減小該過度的扭矩。而打滑轉矩是通過為離合器提供限定的預緊力的這些接觸壓力彈簧的彈簧參數來設定的。齒輪機構傳動比允許顯著增加通過門式車橋能夠傳輸的最大扭矩。因此，在對應車輪上產生的扭矩能夠被容易地乘以 (例如)一個6至8的因數。在根據本發(fā)明的機動車輛中，包含了這些電動機器的門式車橋具體地是相對于前橋縱向地安排的。在門式車橋兩側上的減速裝置首先用于適配旋轉速度并且其次用于調整 Z方向上的高度，以便確保到這些萬向軸的一種機械連接。為了得到一個低的重心，這種門式車橋被盡可能地安裝為靠近該車輛的底架。該門式車橋優(yōu)選地直接位于車輛的轉向系統(tǒng)或者一個轉向齒輪機構的后面。在這種情況下，該門式車橋可以被通用地使用，因為它是 “可旋轉的”，并且因此豎直方向的車橋間隔可以借助對安裝件或固定裝置的定位來適配于具有不同車輛高度的不同車輛。從多個從屬權利要求、下面的


以及附圖本身中可以獲得本發(fā)明的進一步特征。

一個優(yōu)選的示例性實施方案在以下描述中將更詳細地解釋，并且在附圖中展示， 在附圖中圖1示出了根據本發(fā)明的驅動設備的三維圖示，圖2是圖1所示驅動設備的示意性設計，包括與該門式車橋相關聯的這些車輪。 具體實施方案裝備有根據本發(fā)明所述的驅動設備的機動車輛尤其是一輛小汽車，該小汽車旨在用于比賽并且其中與后橋相關聯的這些獨立懸掛的車輪是由一臺內燃發(fā)動機來驅動的并且其中與前橋相關聯的并且同樣是獨立懸掛的這些車輪可由電動機來驅動，例如為了通過前輪來施加額外的驅動扭矩。以下說明涉及機動車輛在前橋區(qū)域的設計以及在這個方面根據本發(fā)明形成的驅動設備。這個驅動設備1具有一個門式車轎2，該門式車橋帶有一個處于管的形式的中央殼體3。所述殼體用于容納兩個電動機器4。對應的機器4的定子5以一種抗扭轉的方式被安裝在殼體3中，殼體3具有機器4的殼體的功能。對應的機器4的定子5容納有所述機器的轉子6。這個驅動設備1是關于在這些電動機器4之間并且垂直于這些轉子6的旋轉軸線而安排的平面對稱地設計的。用來檢測對應的轉子6的旋轉角度的一個旋轉角度傳感器7 被安排在這個對稱性的平面中。這些轉子6的旋轉速度還可以優(yōu)選地通過處于一種旋轉速度傳感器形式的傳感器來確定，以便因此能夠根據所希望的行駛狀態(tài)來致動這兩個電動機器4。該車輛具有一個能量儲存裝置，并且因此這些電動機器4可在電動機模式或發(fā)電機模式下是有效的。一個行星齒輪機構8被凸緣連接到殼體3的對應的端部。以一個直齒輪級9為形式的另一個減速齒輪機構被安排在這個行星齒輪機構8相對于扭矩流的下游處。所述直齒輪級被凸緣連接到行星齒輪機構8。至此已經說明的門式車橋2是位于前端的在前橋區(qū)域中。為了得到一個低的重心，這種門式車橋2盡可能地被定位為靠近車輛的底架。此外，門式車橋2被定位為盡可能靠近該車輛的一個轉向齒輪機構。門式車橋2在兩點處通過殼體被固定到車輛的底盤橫構件上。此外，兩個保持件被提供在直齒輪級9上方的齒輪機構上以便被固定到車輛的車身上。對應的電動機器4的輸出軸以一種抗扭轉的方式連接到相關聯的行星齒輪機構8 的太陽輪上。行星齒輪機構8的環(huán)形齒輪是靜止的。容納了多個行星齒輪的行星架以一種抗扭轉的方式連接到直齒輪級9的小齒輪上，所述直齒輪級與該直齒輪級9的較大齒輪相嚙合。一個萬向軸10 (它在其兩個末端的區(qū)域具有一個接頭11)以一種抗扭轉的方式連接到對應的直齒輪級4的輸出端上。萬向軸10是在所述萬向軸從相關聯的直齒輪級9避開的那一端的區(qū)域中以一種抗扭轉的方式連接到車輛的相關聯的前輪12的輪轂上，如僅被展示用于圖2。這個圖額外展示了用于這個對應的前輪12的一個彈簧支承件13。這旨在以一種高度簡化的方式來展示車輪12的一個獨立懸架系統(tǒng)。圖2清晰地示出在該驅動設備形成有多個萬向軸10時，所述驅動設備是電動驅動的，其中這些電動機器4以及殼體3被安排在低于車輪12的旋轉軸線的水平上。在圖2中，這些箭頭代表扭矩箭頭，用于表示對應的電動機器4的區(qū)域中的以及與所述電動機器相關聯的萬向軸10的區(qū)域中的扭矩，而不依賴于對應的電動機器4是否處于電動機模式或是發(fā)電機模式。
權利要求
1.一種用于機動車輛的驅動設備(1)，該驅動設備具有一個空心的門式車橋(2)并且具有減速齒輪機構(8，9)，該空心的門式車橋容納兩個電動機器G)，在各自的情況下在該門式車橋( 的兩個末端的區(qū)域中可旋轉地安裝一個車輪(1 并且每個車輪(1 可通過與所述車輪相關聯的所述電動機器(4)而被驅動；并且所述減速齒輪機構被安排在該對應的電動機器(4)和與所述電動機器相關聯的所述車輪(1 之間，其特征在于，該對應的減速齒輪機構(8，9)通過一個萬向軸(10)被連接至與這個減速齒輪機構(8，9)相關聯的所述車輪(12)。
2.如權利要求1所述的驅動設備，其特征在于，所述減速齒輪機構(8，9)具有一個直齒輪級(9)。
3.如權利要求2所述的驅動設備，其特征在于，該對應的萬向軸(10)在其末端的區(qū)域中以壓力配合的方式被連接到該直齒輪級(9)的一個輸出軸以及一個車輪輪轂。
4.如權利要求2或3所述的驅動設備，其特征在于，該減速齒輪機構(8，9)具有一個行星齒輪機構(8)，該行星齒輪機構(8)被安排在該對應的電動機器(4)和與所述電動機器相關聯的該直齒輪級(9)之間。
5.如權利要求1至4之一所述的驅動設備，其特征在于，這些直齒輪極(9)和/或該行星齒輪機構(8)是該門式車橋O)的構成部分。
6.如權利要求1至5之一所述的驅動設備，其特征在于，該門式車橋(2)具有用于容納所述兩個電動機器的一個整體式殼體(3)。
7.如權利要求6所述的驅動設備，其特征在于，該對應的電動機器(4)的殼體是由該門式車橋⑵的殼體⑶形成。
8.如權利要求1至7之一所述的驅動設備，其特征在于，提供了一個旋轉角度傳感器 (7)或者一個旋轉速度傳感器用于檢測該對應的電動機器(4)的轉子(6)的旋轉角度或旋轉速度。
9.如權利要求8所述的驅動設備，其特征在于，該傳感器(7)被安排在這些電動機器 (4)之間。
10.如權利要求8或9所述的驅動設備，其特征在于，該傳感器(7)被安裝在該門式車橋O)的殼體⑶內。
11.如權利要求1至10之一所述的驅動設備，其特征在于，提供了一個扭矩傳感器用于檢測該對應的車輪(1 的傳動系中的扭矩。
12.—種機動車輛，特別是一種小汽車，具有一個前橋和一個后橋，該前橋和/或該后橋裝備有根據權利要求1至11之一所述這些特征的一個驅動設備(1)并且具有一個獨立懸架系統(tǒng)。
13.如權利要求12所述的機動車輛，其中該前橋裝備有根據權利要求1至11之一所述這些特征的一種驅動設備，并且該后橋是通過一臺內燃發(fā)動機來驅動的。
14.如權利要求12或13所述的機動車輛，其中該車輛具有一個能量儲存裝置，并且這些電動機器(4)在電動機模式和發(fā)電機模式中是有效的。
15.如權利要求12至14之一所述的車輛，其中該門式車橋( 在該車輛的底架的區(qū)域中被直接安排在該機動車輛的一個轉向齒輪機構的下游處。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于機動車輛的驅動設備(1)，具有一個空心門式車橋(2)和減速齒輪機構(8，9)，該門式車橋容納兩個電動機器(4)，在各自的情況下在該門式車橋(2)的兩個末端的區(qū)域可旋轉地安裝一個車輪(12)并且每個車輪(12)可通過與該車輪相關聯的電動機器(4)被驅動；該減速齒輪機構被安排在對應的電動機器(4)和與該電動機器相關聯的該車輪(12)之間。本發(fā)明的目的是在這種類型的驅動設備中提供從對應的車輪到減速齒輪機構的一種分立連接，所述連接允許車輪以非剛性的方式被安裝。根據本發(fā)明，這樣安排，使得該對應的減速齒輪機構(8，9)通過一個萬向軸(10)連接至與該減速齒輪機構(8，9)相關聯的車輪(12)。
文檔編號B60K7/00GK102470747SQ201080030587
公開日2012年5月23日 申請日期2010年5月21日 優(yōu)先權日2009年7月10日
發(fā)明者D·阿姆布斯特, J·施密德, S·亨寧斯 申請人:F·波爾希名譽工學博士公司