(57)【要約】  車両用の車両ドライブラインシステムであって、前記システムは、ピニオン（１０３）を介してエンジンに接続可能なディファレンシャルハウジング（１０６）を有するディファレンシャル（１００）と、それぞれのホイールアクスルと接続可能な二つの出力シャフト（１１１、１１２）と、ディファレンシャルハウジング（１０６）に選択的に接続される電気モータ（１８０）とを含み、前記ディファレンシャルハウジング（１０６）は、中空シャフト（１１３）内に延び、ディファレンシャルハウジング（１０６）は、ピニオン（１０３）と噛み合うように構成された外側ギア装置（１０４）と、出力シャフト（１１１、１１２）と接続された内側ギア装置（１０７）とを含む。本車両ドライブラインシステムは、中空シャフト（１１３）に接続された第一減速ギア装置（１６０）と、ディファレンシャルハウジング（１０６）と第一減速ギア装置（１６０）との間に設けられたアクチュエータ装備（１９０）とをさらに含む。アクチュエータ装備は、以下のモードのうちのいずれかでトルクを選択的に伝達するように構成される。ｉ）アクチュエータ装備（１９０）が、中空シャフト（１１３）のみを介した電気モータ（１８０）からディファレンシャルハウジング（１０６）へのトルク伝達を可能にするように作動させられるように構成される第一ドライブモード。ｉｉ）アクチュエータ装備（１９０）が、第一減速ギア装置（１６０）を介した電気モータ（１８０）から中空シャフト（１１３）へのトルク伝達を可能にするように作動させられるように構成される第二ドライブモード。【選択図】図２
2019536683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用の車両ドライブラインシステムであって、前記システムは、ピニオン（１０３）を介してエンジンに接続可能なディファレンシャルハウジング（１０６）を有するディファレンシャル（１００）と、それぞれのホイールアクスルと接続可能な二つの出力シャフト（１１１、１１２）と、前記ディファレンシャルハウジング（１０６）に選択的に接続される電気モータ（１８０）と、を含み、
前記ディファレンシャルハウジング（１０６）は、中空シャフト（１１３）内に延び、前記ディファレンシャルハウジング（１０６）は、前記ピニオン（１０３）と噛み合うように構成された外側ギア装置（１０４）と、前記出力シャフト（１１１、１１２）と接続された内側ギア装置（１０７）と、を含み、
前記車両ドライブラインシステムは、前記中空シャフト（１１３）に接続された第一減速ギア装置（１６０）と、前記ディファレンシャルハウジング（１０６）と前記第一減速ギア装置（１６０）との間に設けられたアクチュエータ装備（１９０）と、をさらに含み、
前記アクチュエータ装備は、以下のモード：
ｉ）前記アクチュエータ装備（１９０）が、前記中空シャフト（１１３）を直接介した前記電気モータ（１８０）から前記ディファレンシャルハウジング（１０６）へのトルク伝達を可能にするように作動させられるように構成される第一ドライブモード、
ｉｉ）前記アクチュエータ装備（１９０）が、前記第一減速ギア装置（１６０）を介した前記電気モータ（１８０）から前記中空シャフト（１１３）へのトルク伝達を可能にするように作動させられるように構成される第二ドライブモード、
のうちのいずれかでトルクを選択的に伝達するように構成される、車両ドライブラインシステム。
【請求項２】
前記アクチュエータ装備は、
ｉｉｉ）前記アクチュエータ装備（１９０）が、前記電気モータ（１８０）から前記ディファレンシャルハウジング（１０６）へのトルク伝達を不能にするように構成される第三ニュートラルモード
でトルクを選択的に伝達するようにさらに構成される、請求項１に記載の車両ドライブラインシステム。
【請求項３】
前記車両ドライブラインシステムは、前記出力シャフトのうちの一つ（１１１）と選択的に前記第一減速ギア装置（１６０）とに接続された第二減速ギア装置（１７０）をさらに含む、請求項１または２に記載の車両ドライブラインシステム。
【請求項４】
前記アクチュエータ装備（１９１）は、
ｉｖ）前記アクチュエータ装備（１９１）が、前記第二減速ギア装置（１７０）を介した前記電気モータ（１８０）から前記出力シャフト（１１１）へのトルク伝達を可能にするように作動させられるように構成される第四トルクベクタリングモード
でトルクを選択的に伝達するようにさらに構成される、請求項３に記載の車両ドライブラインシステム。
【請求項５】
前記アクチュエータ装備（１９０）は、
ｖ）前記アクチュエータ装備（１９０）が、前記第一（１６０）および第二（１７０）減速ギア装置を介した前記電気モータ（１８０）から前記中空シャフト（１１３）および前記出力シャフト（１１１）へのトルク伝達を不能にするように作動させられるように構成される第五ニュートラルモード
でトルクを選択的に伝達するようにさらに構成される、請求項４に記載の車両ドライブラインシステム。
【請求項６】
前記アクチュエータ装備（１９０）は、前記第一減速ギア装置（１６０）を選択的にフリーホイールさせ、前記第一（１６０）および第二（１７０）減速ギア装置を選択的に切断するようにさらに構成される、請求項５に記載の車両ドライブラインシステム。
【請求項７】
前記アクチュエータ装備（１９０）は、前記第四トルクベクタリングモードでトルクを選択的に伝達する際に、前記第二減速ギア装置（１７０）を介した前記電気モータ（１８０）から前記出力シャフト（１１１）のみへのトルク伝達を可能にするために前記第一減速ギア装置（１６０）をフリーホイールさせるように作動させられるようにさらに構成される、請求項５または６に記載の車両ドライブラインシステム。
【請求項８】
前記第一減速ギア装置（１３０）は、前記ディファレンシャルハウジング（１０６）の前記中空シャフト（１１３）の周りに同軸に設けられた最終ギア（１６４）を有するギア列であり、前記最終ギア（１６４）は、前記アクチュエータ装備（１９０）と接続するためのスプラインなどの手段を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の車両ドライブラインシステム。
【請求項９】
前記第一減速ギア装置（１６０）は遊星ギア装置である、請求項８に記載の車両ドライブラインシステム。
【請求項１０】
前記第一減速ギア装置（１６０）は、前記ディファレンシャルハウジング（１０６）に接続された出力シャフト（１６３）を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の車両ドライブラインシステム。
【請求項１１】
前記第一減速ギア装置（１３０）の前記出力シャフト（１６３）は、遊星キャリア（１６３）によって形成され、前記第一減速ギア装置（１６０）は、前記遊星キャリア（１６３）と噛み合うリングホイール（１６１）をさらに含む、請求項１０に記載の車両ドライブラインシステム。
【請求項１２】
前記第二減速ギア装置（１７０）は、前記アクチュエータ装備（１９０）と接続するためのスプラインなどの手段を有するギア（１７２）を有するギア列である、請求項３〜１２のいずれか一項に記載の車両ドライブラインシステム。
【請求項１３】
前記第二減速ギア装置（１７０）は遊星ギア装置である、請求項１２に記載の車両ドライブラインシステム。
【請求項１４】
前記第二減速ギア装置（１７０）の前記ギア（１７２）はリングホイールである、請求項１３に記載の車両ドライブラインシステム。
【請求項１５】
前記第二減速ギア装置（１７０）の前記ギア（１７２）は、前記第一減速ギア装置（１６０）の前記リングホイール（１６１）と実質的に同軸に設けられる、請求項１１および請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の車両ドライブラインシステム。
【請求項１６】
前記アクチュエータ装備（１９０）は、前記リングホイール（１６１）の選択的制動を可能にする第一接続（１５１）と、前記第二減速ギア装置（１７０）の前記リングホイール（１７２）との選択的接続を可能にする第二接続（１５２）と、前記第一減速ギア装置（１６０）の遊星キャリアシャフト（１６３）との選択的接続を可能にする第三接続（１５３）とを有する油圧システムを含み、前記油圧システムは、シフト機構と、前記シフト機構を所望のシフト位置に保つための拘束デバイスとを含む、請求項１１および請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の車両ドライブラインシステム。
【請求項１７】
前記アクチュエータ装備はシフトスリーブ（１９１）を含み、前記中空シャフト（１１３）は、シフトスリーブ（１９１）と接続するためのスプラインなどの係合手段が提供された半径方向突出部（１４１）を有し、前記シフトスリーブ（１９１）は、前記電気モータ（１８０）を前記ディファレンシャルハウジング（１０６）に接続するために作動させられるように構成され、
前記シフトスリーブ（１９１）は、前記電気モータ（１８０）を前記第一減速ギア装置（１６０）に接続するために作動させられるようにさらに構成される、
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の車両ドライブラインシステム。
【請求項１８】
前記内側ギア装置（１０７）は、前記半径方向突出部（１４１）を有する前記中空シャフト（１１３）を形成する、請求項１６に記載の車両ドライブラインシステム。
【請求項１９】
前記アクチュエータ装備（１９０）は、前記第一減速ギア装置（１６０）の前記リングホイール（１６１）と前記第二減速ギア装置（１７０）の前記リングホイール（１７２）との間に設けられたクラッチ装備（１９２）をさらに含む、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の車両ドライブラインシステム。
【請求項２０】
前記電気モータ（１８０）は、第三減速ギア装置（１３０）を介して前記ディファレンシャルハウジング（１０６）に選択的に接続される、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の車両ドライブラインシステム。
【請求項２１】
前記第三減速ギア装置（１３０）は、前記ディファレンシャルハウジング（１０６）の前記中空シャフト（１４１）の周りに同軸に設けられた最終ギア（１３４）を有するギア列を含み、前記最終ギア（１３４）は、前記シフトスリーブ（１９１）と接続するための手段を有する、請求項２０および請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の車両ドライブラインシステム。
【請求項２２】
前記電気モータ（１８０）は、前記中空シャフト（１１３）の半径方向外側に設けられる、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の車両ドライブラインシステム。
【請求項２３】
前記電気モータ（１８０）は、遊星ギア装置（１３０）を介して前記ディファレンシャルハウジング（１０６）に接続可能である、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の車両ドライブラインシステム。
【請求項２４】
前記ディファレンシャルハウジング（１０６）は、前記ディファレンシャルハウジング（１０６）の前記外側ギア装置（１０４）を前記ディファレンシャルハウジング（１０６）の前記内側ギア装置（１０７）に選択的に接続するように構成された切断クラッチ（１９３）をさらに含む、請求項１〜２３のいずれか一項に記載の車両用の車両ドライブラインシステム。
【請求項２５】
車両用の全輪ドライブアクスルであって、前記全輪ドライブアクスルは、ピニオン（１０３）を介してエンジンに接続可能なディファレンシャルハウジング（１０６）を有するディファレンシャル（１００）と、それぞれのホイールアクスルと接続可能である二つの出力シャフト（１１１、１１２）と、を含み、
前記ディファレンシャルハウジング（１０６）は、中空シャフト（１１３）内に延び、前記ディファレンシャルハウジング（１０６）は、前記ピニオン（１０３）と噛み合うように構成された外側ギア装置（１０４）と、前記出力シャフト（１１１、１１２）と接続された内側ギア装置（１０７）と、を含み、前記全輪ドライブアクスルは、
前記ディファレンシャルハウジング（１０６）の前記外側ギア装置（１０４）を前記ディファレンシャルハウジング（１０６）の前記内側ギア装置（１０７）に選択的に接続するように構成された切断クラッチ（１９３）を含む第一モジュール、
前記ディファレンシャルハウジング（１０６）に選択的に接続される電気モータ（１８０）を含む第二モジュール、
前記電気モータ（１１３）に接続され、前記中空シャフト（１１３）に選択的に接続可能な第一減速ギア装置（１６０）を含む第三モジュール、および
前記出力シャフトのうちの一つ（１１１）に接続され、前記第一減速ギア装置（１６０）に選択的に接続可能な第二減速ギア装置（１７０）を含む第四モジュール、
を含む接続可能なモジュールの群より選択される一つ以上のモジュールと接続されるように構成される、全輪ドライブアクスル。
【請求項２６】
車両用の全輪ドライブアクスルを提供するための方法であって、
前記ディファレンシャルハウジング（１０６）の前記外側ギア装置（１０４）を前記ディファレンシャルハウジング（１０６）の前記内側ギア装置（１０７）に選択的に接続するように構成された切断クラッチ（１９３）を含む第一モジュール、
前記ディファレンシャルハウジング（１０６）に選択的に接続される電気モータ（１８０）を含む第二モジュール、
前記電気モータ（１１３）に接続され、前記中空シャフト（１１３）に選択的に接続可能な第一減速ギア装置（１６０）を含む第三モジュール、および
出力シャフトのうちの一つ（１１１）に接続され、前記第一減速ギア装置（１６０）に選択的に接続可能な第二減速ギア装置（１７０）を含む第四モジュール、
を含むモジュールの群より選択される一つ以上の接続可能なモジュールを接続することによって、前記全輪ドライブアクスルの所望の機能が達成される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両ドライブラインシステムに関する。特に、本発明は、選択的ハイブリッド化およびトルクベクタリングを可能にする電気モータを含む車両ドライブラインシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、原動機を備えた車両ドライブラインシステムに追加の電気モータを加える傾向がある。追加の電気モータの実施は、新たな機能および利益を可能にする。
【０００３】
そのような機能の一例は、ハイブリッド技術、すなわち既存の内燃機関ドライブに電気ドライブを追加し、車両が電気的に、内燃機関によって、またはその両方で駆動されることを可能にする技術である。本出願人は、例えば特許文献１または特許文献２に記載されるように、ハイブリッドドライブのためのいくつかの解決策を過去に提示している。
【０００４】
そのような機能の別の例は、トルクベクタリング、すなわちトルクを縦にすなわちフロントアクスルとリヤアクスルとの間に、または横にすなわち共通アクスル上の二つの車輪の間に、選択的に伝達することである。
【０００５】
したがって、自動車製造業者が電気モータを使用して所望の機能を設計することを可能にするための汎用的なアプローチが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１０１０１５０６号
【特許文献２】国際公開第２０１２０６６０３５号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、従来技術の欠点を克服する車両ドライブラインシステムを提供することである。特に本発明の着想は、ハイブリッドドライブまたはトルクベクタリングを得るために電気モータをディファレンシャル入力に選択的に接続することができる車両ドライブラインシステムを提供することである。
【０００８】
さらに、自動車製造業者は通常顧客のニーズに応じて機器を提供するため、一つの目的は、設計者または自動車製造業者が可能な限り少ない労力および構造上の修正により機能を追加または除去することを可能にするモジュールベースのシステムを提供することである。
【０００９】
車両用の本車両ドライブラインシステムは、ピニオンを介してエンジンに接続可能なディファレンシャルハウジングを有するディファレンシャルと、それぞれのホイールアクスルと接続可能な二つの出力シャフトと、ディファレンシャルハウジングに選択的に接続される電気モータとを含む。
【００１０】
電気モータのディファレンシャルハウジングへの選択的接続を提供するために、前記ディファレンシャルハウジングは中空シャフト内に延び、ディファレンシャルハウジングは、ピニオンと噛み合うように構成された外側ギア装置と、出力シャフトと接続された内側ギア装置とを含む。
【００１１】
本車両ドライブラインシステムは、中空シャフトに接続された第一減速ギア装置と、ディファレンシャルハウジングと第一減速ギア装置との間に設けられたアクチュエータ装備とをさらに含む。第一減速ギア装置とディファレンシャルハウジングとの間でトルクを選択的に伝達することによって、電気モータによって提供されるトルクを制御するための異なるモードが達成されうる。
【００１２】
したがって、アクチュエータ装備は、以下のモードのうちのいずれかでトルクを選択的に伝達するように構成される。
ｉ）アクチュエータ装備が、中空シャフトのみを介した電気モータからディファレンシャルハウジングへのトルク伝達を可能にするように作動させられるように構成される第一モード。
ｉｉ）アクチュエータ装備が、第一減速ギア装置を介した電気モータから中空シャフトへのトルク伝達を可能にするように作動させられるように構成される第二モード。
【００１３】
ゆえに、複雑性がより低く、より場所をとらない車両ドライブラインシステムを可能にする様式でローギアおよびハイギア電気モータドライブモードが達成される。前記車両ドライブラインシステムは、モジュール式解決策も提供し、それによって、煩わしい変更を必要とせずに第一減速ギア装置を車両ドライブラインシステムに装着することによって既存の車両ドライブラインシステムに対して電気モータの機能が実施されうる。
【００１４】
アクチュエータ装備は、
ｉｉｉ）アクチュエータ装備が、電気モータからディファレンシャルハウジングへのトルク伝達を不能にするように構成される第三モード
でトルクを選択的に伝達するようにさらに構成されうるのが有利である。
【００１５】
一実施形態によれば、車両ドライブラインシステムは、出力シャフトのうちの一つと第一減速ギア装置とに接続された第二減速ギア装置をさらに含む。第二減速ギア装置の追加により、より場所をとらず複雑性がより低い様式でトルクベクタリングおよび電気モータの追加のニュートラルギアが可能になる。第二減速ギア装置の追加は、車両ドライブラインシステムの大きな変更を一切必要とせず、それによって取り付けおよび製造がより容易な車両ドライブラインシステムが達成されうる。
【００１６】
第二減速ギア装置を用いて、アクチュエータ装備は、
ｉｖ）アクチュエータ装備が、第二減速ギア装置を介した電気モータから出力シャフトへのトルク伝達（例えばトルクベクタリング）を可能にするように作動させられるように構成される第四モード
でトルクを選択的に伝達するようにさらに構成されうる。
【００１７】
加えて、アクチュエータ装備は、
ｖ）アクチュエータ装備が、第一および第二減速ギア装置を介した電気モータから中空シャフトおよび出力シャフトへのトルク伝達を不能にするように作動させられるように構成される第五モード
でトルクを選択的に伝達するようにさらに構成されうる。
【００１８】
第一減速ギア装置は、ディファレンシャルハウジングの中空シャフトの周りに同軸に設けられた最終ギアを有するギア列であるのが好ましい。前記最終ギアは、スプラインのような、アクチュエータ装備と接続するための手段を有しうる。減速ギアは、電気モータからディファレンシャルハウジングにトルクを提供するためにディファレンシャルハウジングに接続された出力シャフトをさらに有しうる。
【００１９】
第一減速ギア装置は遊星ギア装置であるのが有利であり、第一減速ギア装置の出力シャフトは遊星キャリアによって形成され、第一減速ギア装置は遊星キャリアと噛み合うリングホイールをさらに含む。
【００２０】
また、第二減速ギア装置は、スプラインのようなアクチュエータ装備と接続するための手段を有するギアを有するギア列でありうる。
【００２１】
第二減速ギア装置は遊星ギア装置であるのが有利であり、第二減速ギア装置のギアはリングホイールである。
【００２２】
空間節約の目的で、第二減速ギア装置のギアは第一減速ギア装置のリングホイールと実質的に同軸に設けられうる。
【００２３】
一実施形態によれば、アクチュエータ装備は、リングホイールの選択的制動を可能にする第一接続と、第二減速ギア装置のリングホイールとの選択的接続を可能にする第二接続と、第一減速ギア装置の遊星キャリアシャフトとの選択的接続を可能にする第三接続とを有する油圧システムを含む。
【００２４】
この油圧システムは、シフト機構と、シフト機構を所望のシフト位置に保つための拘束デバイスとをさらに含みうる。したがって、単一の構成要素を用いて第一〜第五モードが可能である。それによって、アクチュエータ装備全体が第一および第二減速ギア装置を用いて電気モータギア機能全体のモジュール化をさらに可能にして設けられうる。ゆえに、実施するのがより簡単な、複雑性がより低くより軽量な車両ドライブラインシステムが達成される。
【００２５】
別の実施形態によれば、アクチュエータ装備は、代わりにシフトスリーブを含むことができ、中空シャフトは、シフトスリーブと接続するためのスプラインなどの係合手段が提供された半径方向突出部を有する。前記シフトスリーブは、電気モータを前記ディファレンシャルハウジングに接続するために作動させられるように構成されうる。シフトスリーブは、電気モータを前記第一減速ギア装置に接続するように構成されるのが好ましい。前記シフトスリーブにより、場所をとる複雑な構成要素を必要としない様式で第一〜第三モードが達成されうる。
【００２６】
前記アクチュエータ装備は、第四および第五モードを可能にするためのクラッチ装備をさらに含むことができ、このクラッチ装備は第一減速ギア装置のリングホイールと第二減速ギア装置のリングホイールとの間に設けられる。
【００２７】
一実施形態によれば、車両用の全輪ドライブアクスルが提供され、前記全輪ドライブアクスルは、ピニオン（１０３）を介してエンジンに接続可能なディファレンシャルハウジング（１０６）を有するディファレンシャル（１００）と、それぞれのホイールアクスルと接続可能である二つの出力シャフト（１１１、１１２）とを含む。
【００２８】
ディファレンシャルハウジングは、中空シャフト内に延びることができ、ピニオンと噛み合うように構成された外側ギア装置と、出力シャフトと接続された内側ギア装置とを含む。
【００２９】
一態様によれば、全輪ドライブアクスルは、ディファレンシャルハウジングの外側ギア装置をディファレンシャルハウジングの内側ギア装置に選択的に接続するように構成された切断クラッチを含む第一モジュールと、ディファレンシャルハウジングに選択的に接続される電気モータを含む第二モジュールとを含む接続可能なモジュールの群より選択される一つ以上のモジュールと接続されるように構成される。前記群は、電気モータに接続され、中空シャフトに選択的に接続可能な第一減速ギア装置を含む第三モジュールと、出力シャフトのうちの一つに接続され、第一減速ギア装置に選択的に接続可能な第二減速ギア装置を含む第四モジュールとをさらに含みうる。
【００３０】
一実施形態によれば、車両用の全輪ドライブアクスルを提供する方法が達成される。ディファレンシャルハウジングの外側ギア装置をディファレンシャルハウジングの内側ギア装置に選択的に接続するように構成された切断クラッチを含む第一モジュールと、ディファレンシャルハウジングに選択的に接続される電気モータを含む第二モジュールとを含むモジュールの群より選択される一つ以上の接続可能なモジュールを接続することによって、全輪ドライブアクスルの所望の機能が達成される。前記接続可能なモジュールの群は、電気モータに接続され、中空シャフトに選択的に接続可能な第一減速ギア装置を含む第三モジュールと、出力シャフトのうちの一つに接続され、第一減速ギア装置に選択的に接続可能な第二減速ギア装置を含む第四モジュールとをさらに含みうる。
【００３１】
前述の全輪ドライブアクスルおよびそのようなアクスルを提供する方法により、機能を追加するためのモジュール式構成を有するアクスルが達成される。それによって、取り付けおよび製造がはるかに簡単な、複雑性のより低いアクスルが達成される。これは、車両ドライブアクスルの機能のカスタマイズ性の向上も提供する。
【００３２】
好ましい実施形態が、添付の従属請求項によって定義される。
【００３３】
添付の図面を参照しながら、本発明をさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】一実施形態による車両ドライブラインシステムの概略断面図である。
【図２】一実施形態による車両ドライブラインシステムの概略断面図である。
【図３】一実施形態による車両ドライブラインシステムの概略断面図である。
【図４】一実施形態による車両ドライブラインシステムの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１には、車両用の車両ドライブラインシステムが示される。本車両ドライブラインシステムは、関連するアクスルのハイブリッドドライブまたはトルクベクタリングを選択的に可能にするために、車両のフロントアクスルまたはリヤアクスルのいずれかに使用されるように構成される。したがって、車両は、前輪ドライブ車両、後輪ドライブ車両、または全輪ドライブ車両でありうる。図１に示されるシステムは、例えば前輪ドライブ車両のフロントアクスルに取り付けられてもよく、ピニオン１０３を介してエンジンに接続されたディファレンシャル１００を含む。ディファレンシャル１００は、ピニオン１０３から入力トルクを受け取り、前輪を駆動することを意図した二つの出力シャフト１１１および１１２を有する。ディファレンシャル１００は、出力シャフト１１１および１１２にトルクを伝達するように適合されたディファレンシャルハウジング１０６を有する。図１に見られるように、ディファレンシャルハウジング１０６は、出力シャフトのうちの一つ１１１の一部を取り囲む中空シャフト１１３内に延びる。中空シャフト１１３には、ディファレンシャル１００のギア装置から軸方向にずらして配置された半径方向突出部１４１が提供される。半径方向突出部１４１には、例えば中空シャフト１１３を電気モータ１８０に接続することが意図されたスプラインのような係合手段が提供されうる。この接続は、半径方向突出部１４１上に提供された係合手段と接続するために中空シャフト１１３に沿って軸方向に移動するように作動させられうるシフトスリーブ１９１を含むアクチュエータ装備１９０を通じて達成される。シフトスリーブ１１３と半径方向突出部１４１との間の接続の間には、電気モータ１８０がディファレンシャルハウジング１００に接続され、それによって電気モータ１８０からディファレンシャルハウジング１０６へのトルク伝達が可能になる。これにより、車両の電気ドライブが達成される。
【００３６】
この目的のために、フロントアクスルから半径方向にずらして配置された電気モータ１８０は、ギア列によって形成された減速ギア装置１３０に接続される。ギア列１３０は、ディファレンシャル１００の出力シャフト１１１と同軸に設けられた最終ギア１３４を含み、例えばスプラインまたは類似のものを介してシフトスリーブ１１３と接続される。ゆえに、電気モータ１８０の運転時には、シフトスリーブ１９１が、電気モータ１８０の速度と減速ギア装置１３０のギア比とによって決定される速度で回転する。
【００３７】
シフトスリーブ１９１の作動により、電気モータ３１からのトルクがディファレンシャルハウジング１０６に選択的に伝達されうる。エンジンからピニオン１０３にトルクが伝達されない場合には、電気モータ１８０のみによって駆動されるアクスル、すなわち電気ドライブが可能になる。他方で、機械全輪ドライブが提供されるように前記ピニオン１０３が実際にトルクをディファレンシャル１００に伝達しているときには、電気モータ１８０はフロントアクスルに追加の駆動トルクを加える。
【００３８】
したがって、図１の車両ドライブラインシステムは、いくつかの高価で場所をとる構成要素を必要とせずに電気ドライブを可能にすることによって、従来のドライブラインシステムが前輪ドライブシステムであっても、後輪ドライブシステムであっても、または全輪ドライブシステムであっても従来のドライブシステムをサポートするための選択的トルク伝達を可能にする。
【００３９】
ディファレンシャルハウジング１０６は、ピニオン１０３と駆動接続し、出力シャフト１１１および１１２と駆動接続を形成する中空シャフト１１３と選択的に接続可能である外側ギア装置１０４をさらに含む。したがって、外側ギア装置１０４は、ピニオン１０３と噛み合い、出力シャフト１１１および１１２に接続された中空シャフト１１３を形成する内側ギア装置１０７と選択的に接続するように構成される。内側ギア装置１０７と外側ギア装置１０４とは、シフトスリーブ１９１の作動を通じて接続しうる。図１にさらに示すように、中空シャフト１９１を形成する内側ギア装置１０７には、半径方向突出部１４１が提供される。
【００４０】
半径方向突出部１４１と組み合わせた内側ギア装置１０７および外側ギア装置１０４は、シフトスリーブ１９１の位置に応じて異なるトルク伝達モードを可能にする。
【００４１】
さらに図１を参照すると、電気モータ１８０は、軸方向に移動させられるシフトスリーブ１９１を介してディファレンシャルハウジング１０６に接続され、それによって減速ギア１３０の最終ギア１３４をディファレンシャルハウジング１０６の内側ギア装置１０７に半径方向突出部４２を介して直接、または以下にさらに説明される切断クラッチ１９３によって内側ギア装置２２に接続された外側ギア装置２１を介して接続する。
【００４２】
前述のように、車両ドライブラインシステムは、切断クラッチ１９３をさらに含みうる。切断クラッチ１９３は、ディファレンシャルハウジング１０６の外側ギア装置１０４をディファレンシャルハウジング１０６の内側ギア装置１０７に選択的に接続するように構成される。したがって、切断クラッチ１９３は、外側ギア装置１０４を内側ギア装置１０７ならびに出力シャフト１１１および１１２に選択的に接続しうる。ゆえに、切断クラッチ１９３を接続することによって、および電気モータ１８０をディファレンシャル１００から切断することによって、機械全輪ドライブが提供される。
【００４３】
切断クラッチ１９３と組み合わされたシフトスリーブ１９１を含みうるアクチュエータ装備１９０は、以下に述べるドライブモードのいずれかに配置されるように構成されうる。これらのモードは、車両ドライブラインシステムが全輪ドライブ車両に提供されることを要するが、以上に説明したように、車両ドライブラインシステムは、前輪ドライブ車両または後輪ドライブ車両に、対応する機能を提供するために設けられてもよい。
【００４４】
第一ドライブモードでは、切断クラッチ１９３が外側ギア装置１０４と内側ギア装置１０７とを接続し、シフトスリーブ１９１が減速ギア装置１３０の最終ギア１３４をディファレンシャルハウジング１０６の内側ギア装置１０７に直接接続する。これにより、電気全輪ドライブと組み合わせた機械全輪ドライブが可能になる。
【００４５】
第二ドライブモードでは、切断クラッチ１９３が外側ギア装置１０４と内側ギア装置１０７とを接続し、シフトスリーブ１９１が減速ギア装置１３０の最終ギア１３４をディファレンシャルハウジング１０６の内側ギア装置１０７に直接接続しない。これにより、機械全輪ドライブが可能になる。
【００４６】
第三ドライブモードでは、切断クラッチ１９３が切断され、電気モータ１８０が内側ギア装置１０７およびシフトスリーブ１９１を介してディファレンシャルハウジング１０６を駆動する。これにより、純粋に電気駆動のアクスルが可能になる。
【００４７】
第四ドライブモードでは、切断クラッチ１９３が切断され、電気モータ１８０が内側ギア装置１０７およびシフトスリーブ１９１を介してディファレンシャルハウジング１０６を駆動しない。これにより、非駆動アクスルが可能になる。
【００４８】
上述の実施形態は、電気モータ１０７の限定的な制御を提供する。電気モータ１８０によって提供されるトルクを制御するための追加の手段を提供するために、本車両システムは、減速ギア装置１６０をさらに含みうる。
【００４９】
図２を参照すると、減速ギア装置１６０は、ディファレンシャルハウジング１０６の中空シャフト１１３の周りに同軸に設けられた最終ギア１６４を有するギア列である。減速ギア装置１６０は、シフトスリーブ１９１を含むアクチュエータ装備１９０に接続可能であり、シフトスリーブ１９１を含むアクチュエータ装備１９０は、減速ギア装置１３０を他方の減速ギア装置１６０に接続するために作動させられるようにさらに構成される。シフトスリーブ１９１を受けるために、減速ギア装置１６０には、シフトスリーブ１９１と接続するためのスプラインのような受け手段が提供されうる。
【００５０】
減速ギア装置１６０は、遊星キャリア１６３によって出力シャフトが形成される遊星ギア装置とすることができ、この出力シャフトは中空シャフト１１３を介してディファレンシャルハウジング１０６に接続される。遊星キャリア１６３は、トルク伝達を可能にするために静止したリングホイール１６１とさらに噛み合う。
【００５１】
前記減速ギア装置１６０は、電気モータ１８０から伝達されるトルクを制御する手段を追加する車両ドライブラインモードを可能にする。減速ギア装置１６０を用いて、およびシフトスリーブ１９１またはさらに後述する油圧システムを含みうるアクチュエータ装備１９０は、トルクを以下のモードのいずれかで選択的に伝達するように構成される。これらのモードは、車両ドライブラインシステムが全輪ドライブ車両に提供されることを要するが、以上に説明したように、車両ドライブラインシステムは、前輪ドライブ車両または後輪ドライブ車両に、対応する機能を提供するために設けられてもよい。
【００５２】
ｉ）アクチュエータ装備１９０が、中空シャフトのみを介した電気モータ１８０からディファレンシャルハウジング１０６へのトルク伝達を可能にするように作動させられるように構成される第一モード。
【００５３】
図２を参照すると、前記第一モードでは、シフトスリーブ１９１は、中空シャフト１１３の半径方向突出部１４１を介して電気モータ１８０をディファレンシャルハウジング１０６の内側ギア装置１０７に接続するように配置されるように構成される。ゆえに、電気モータ１８０は、ディファレンシャルハウジング１０６および内側ギア装置１０７と接続される。
【００５４】
ｉｉ）アクチュエータ装備１９０が、第一減速ギア装置１６０を介した電気モータ１８０から中空シャフト１１３へのトルク伝達を可能にするように作動させられるように構成される第二モード。上述の第一モードｉ）および第二モードｉｉ）は電気ドライブモードでありうる、すなわち出力シャフト１１１および１１２は、減速ギア装置１３０を介して、任意に第一減速ギア装置１６０も介して、電気モータ１８０のみによって駆動されうる。
【００５５】
第一モードでは、電気モータ１８０が減速ギア１３０と係合し、減速ギア１３０が中空シャフト１１３と同軸に設けられたギア１３４と係合する。この同軸ギア１３４はさらに、出力シャフト１１１、１１２と駆動接続された中空シャフト１１３と係合される。
【００５６】
第二モードでは、同軸ギア１３４が第一減速ギア装置１６０（ここでは遊星ギア装置の形態である）の太陽ギア１６４と係合する。太陽ギア１６４は遊星ギア１６２を駆動し、関連する遊星キャリア１６３が中空シャフト１１３と駆動接続する。
【００５７】
電気モータ１８０は、中空シャフト１１３を介してディファレンシャルハウジングのみに接続されうる。上述のモードｉ）およびｉｉ）では、出力シャフト１１１、１１２は、第一減速ギア装置１６０と直接係合されない。
【００５８】
電気モータ１８０から中空シャフト１１３へのトルク伝達は、第一減速ギア装置１６０のリングホイール１６１を制動することによって達成され、それによって第一減速ギア装置１６０の遊星ギア１６２から中空シャフト１１３に接続された遊星キャリア１６３にトルクが伝達される。したがって、モジュール式設置に適したコンパクトな設計が達成される。
【００５９】
第一減速ギア装置１６０は、中空シャフト１１３および出力シャフト１１１、１１２と同軸に設けられうるスタンドアロンモジュールなどのモジュールとして提供されうる。このモジュールも中空シャフト１１３と接続可能であり、好ましくは遊星キャリア１６３が中空シャフト１１３に接続される。
【００６０】
モジュールとして提供されるときには、第一減速ギア装置１６０は、減速ギア１３０の軸方向外側に取り付けられうる。ゆえに、第一減速ギア装置１６０は、減速ギア１３０を間に設けてディファレンシャルハウジング１０６の軸方向外側に取り付けられうる。電気モータ１８０は、軸外に、すなわち出力シャフト１１１、１１２から半径方向に離れて設けられ、また、好ましくはディファレンシャルに向かって第一減速ギア装置１６０の軸方向内方に設けられる。
【００６１】
上述の装備は、第一減速ギア装置１６０が、電気モータ１８０または減速ギア１３０を取り外しまたは移動せずに車両ドライブラインシステムに設置されうる点で、スタンドアロンモジュールとして提供および設置されうることを促進する。第一減速ギア装置１６０はさらに、二ギア電気ドライブを得るために、電気モータ１８０または減速ギア１３０を取り外さずに出力シャフト１１１、１１２と同軸に取り付けられ中空シャフト１１３に接続されることができる。
【００６２】
図２を参照すると、前記第二モードでは、シフトスリーブ１９１は、減速ギア装置１６０を介して電気モータ１８０を内側ギア装置１０７に接続するように配置されるように構成される。ゆえに、電気モータ１８０は減速ギア装置を介して中空シャフト１１３に接続される。第二モードは、減速ギア装置１６０を介した電気モータ１８０の接続により、第一モードよりも高い伝達率を提供する。したがって、第一モードは、ハイギア電気モータ接続モードを提供し、第二モードはローギア電気モータ接続モードを提供する。
【００６３】
ｉｉｉ）アクチュエータ装備１９０が、電気モータ１８０からディファレンシャルハウジング１０６へのトルク伝達を不能にするように構成される第三モード。
【００６４】
図２を参照すると、前記第三モードでは、シフトスリーブ１９１が、半径方向突出部１４１および第一減速ギア装置１６０をディファレンシャルハウジング１０６から切断するように配置されるように構成される。ゆえに、電気モータ１８０は、残りの車両ドライブラインシステムにトルクを一切提供しない。したがって、第三モードは、ローギアおよびハイギア電気モータ接続モードに加えてニュートラル電気モータ接続モードを提供する。
【００６５】
半径方向突出部１４１を介した電気モータ１８０のディファレンシャルハウジング１０６への接続を可能にする減速ギア装置１３０は、減速ギア装置１３０に選択的に接続される減速ギア装置１６０よりも高い伝達比を有しうるのが好ましい。このように、車両ドライブラインシステムに追加される減速ギア装置１６０は、よりコンパクトで複雑性がより低くなりうるため、取り付けおよび配設がより簡単な、よりコンパクトな車両ドライブラインシステムがもたらされる。さらに、電気モータ１８０により近い増加した伝達比を有することにより、摩擦による追加の損失を導入することなく前記電気モータ１８０によって提供されるトルクの増加がもたらされる。
【００６６】
減速ギア装置１６０は、５：１〜１．５：１の間の伝達比を有するのが有利であり、３：１〜２：１の間の伝達比を有するのがさらに有利である。減速ギア装置１３０の伝達比は、有利には２０：１〜５：１の間、さらに有利には１５：１〜１０：１の間、さらにより有利には１３：１でありうる。
【００６７】
図３および４を参照すると、車両ドライブラインシステムは、追加の減速ギア装置１７０をさらに含みうる。減速ギア装置１７０は、出力シャフトのうちの一つ１１１と減速ギア装置１６０とに接続される。
【００６８】
図３に見られるように、アクチュエータ装備１９０は、前述のモード１〜３と追加のモードとの両方を達成するためのシステムを含みうる。このシステムは、三つの選択的接続を可能にする油圧システムであるのが好ましい。
【００６９】
リングホイール１６１の選択的制動を可能にする第一接続１５１、第二減速ギア装置１７０のリングホイール１７２との選択的接続を可能にする第二接続１５２、および第一減速ギア装置１６０の遊星キャリアシャフト１６３との選択的接続を可能にする第三接続１５３である。
【００７０】
前記油圧システムは、シフト機構と、シフト機構を所望のシフト位置に保つための拘束デバイスとを含む。拘束デバイスは、五つの位置の間で移動可能なシフト機構のシフトピストンにより移動可能である。シフト機構のシフトピストンが第一シフト位置にあるとき、第一減速ギア装置１６０のリングホイールがロックされ、中空シャフト１１３内に延びる遊星キャリアシャフト１６３から切断されるとともに、リングホイール１７２からも切断される。ゆえに、第一減速ギア装置１６１が中空シャフト１１３にトルクを提供することができ、それによって前述の第二モードが達成されうる。
【００７１】
したがって、トルクを選択的に伝達するための前述のアクチュエータ装備の第一モードは、油圧システムを第一シフト位置に作動させ、ここで第一減速ギア装置１６０のリングホイール１６１がロック解除され、すなわちフリーホイールさせられ、中空シャフト１１３内に延びる遊星キャリアシャフト１６３に接続される一方で、リングホイール１７２から切断されることによって達成されうる。
【００７２】
選択的にトルクを伝達するための前述のアクチュエータ装備の第二モードは、油圧システムを第二シフト位置に作動させ、ここで第一減速ギア装置１６０のリングホイール１６１がロックまたは制動され、中空シャフト１１３内に延びる遊星キャリアシャフト１６３から切断されるとともに、リングホイール１７２からも切断されることによって達成されうる。
【００７３】
選択的にトルクを伝達するための前述のアクチュエータ装備の第三モードは、油圧システムを第三シフト位置に作動させ、ここで第一減速ギア装置１６０のリングホイール１６１がフリーホイールさせられ、中空シャフト１１３内に延びる遊星キャリアシャフト１６３から切断されるとともに、リングホイール１７２からも切断されることによって達成されうる。
【００７４】
シフト機構は、第一減速ギア装置１６０のリングホイール１６１が第二減速ギア装置１７０のリングホイール１７２に接続される第四シフト位置も有する。ゆえに、電気モータ１８０から出力シャフト１１１にトルクが提供されうる。したがって、トルクベクタリングが達成されうる。
【００７５】
シフト機構は、第一減速ギア装置１６０のリングホイール１６１と第二減速ギア装置１７０のリングホイール１７２とが切断され、リングホイール１６１がフリーホイールさせられ、遊星キャリアシャフト１６３から切断される、第五シフト位置をさらに有する。その結果、電気モータ１８０によってディファレンシャルハウジング１０６にトルクが提供されず、それによって追加のニュートラルギアが達成されることができ、したがってより強固なシステムが提供される。
【００７６】
シフト機構に完全なトルクベクタリングを提供するために、シフト機構が第四シフト位置にあるときに、リングホイール１６１が遊星キャリアシャフト１６３から切断されるとともにフリーホイールさせられうる。それによって、電気モータ１８０から出力シャフト１１１にのみトルクが伝達され、それによって完全なトルクベクタリングが達成される。
【００７７】
図４を参照すると、アクチュエータ装備１９０は、クラッチ装備１９２をさらに含む。クラッチ装備１９２は、第一減速ギア装置１６０のリングホイール１６１と第二減速ギア装置１７０のリングホイール１７２との間に設けられる。
【００７８】
前記クラッチ装備１９２は、減速ギア装置１７０を減速ギア装置１６０と選択的に接続し、および／または、減速ギア装置１６０を介した電気モータ１８０からディファレンシャルハウジング１０６の内側ギア装置１０７へのトルク伝達を可能にするように作動させられるように構成されうる。
【００７９】
クラッチ装備は二つのクラッチを含むのが好ましい。第一クラッチは、第一減速ギア装置１６０のギアと第二減速ギア装置１７０のギアとの間に設けられるのが有利である。図４に見られるように、クラッチ装備１９２は第一減速ギア装置１６０のリングホイール１６１と第二減速ギア装置のリングホイール１７２とを接続する第一クラッチを含む。それによって、前記リングホイールが第一クラッチを介して接続される。クラッチ装備は、第一減速ギア装置のリングホイール１６１を選択的に制動するように適合された第二クラッチをさらに含む。
【００８０】
したがって、トルクを選択的に伝達するための前述のアクチュエータ装備の第一モードは、前記リングホイール１６１と１７２とを切断するように前記第一クラッチを作動させ、リングホイール１６１をフリーホイールさせるように第二クラッチを作動させ、第一減速ギア装置１６０のギア１６４、例えば太陽ギアと接続するようにシフトスリーブ１９１を作動させることによって達成されうる。
【００８１】
選択的にトルクを伝達するための前述のアクチュエータ装備の第二モードは、リングホイール１６１をロックまたは制動するように第二クラッチを作動させ、リングホイール１６１とリングホイール１７２とを切断するように第一クラッチを作動させることによって達成される。
【００８２】
選択的にトルクを伝達するための前述のアクチュエータ装備の第三モードは、図１および図２に開示された実施形態にしたがって、半径方向突出部１４１または第一減速ギア装置１６０のギア１６４と接続しないようにシフトスリーブ１９１を作動させることによって達成される。
【００８３】
前記クラッチを選択的に作動させることによって、トルクベクタリングおよび電気モータ１８０の追加のニュートラルギアが達成されうる。
【００８４】
例えば、第一減速ギア装置１６０のリングホイール１６１が第二減速ギア装置１７０のリングホイール１７２に接続されるように第一クラッチを作動させることによって、電気モータ１８０から出力シャフト１１１にトルクが提供されうる。したがって、トルクベクタリングが達成されうる。
【００８５】
減速ギア装置１６０のリングホイール１６１をロック解除するように第二クラッチを作動させることによって、第一減速ギア装置１６０の前記リングホイール１６１と第二減速ギア装置１７０のリングホイール１７２とが第一クラッチを介して切断され、ディファレンシャルハウジング１０６または出力シャフト１１１にトルクが提供されない。これにより、シフトスリーブ１９１が半径方向突出部１４１に接続されていても、電気モータ１８０のニュートラルギアが達成されうる。これによって、より強固なシステムが可能になる。
【００８６】
完全なトルクベクタリングを提供するために、第一クラッチは、第一減速ギア装置１６０と第二減速ギア装置１７０とが第二クラッチを介して接続されたときに、第一減速ギア装置１６０のリングホイール１６１をフリーホイールさせるように作動させられるように構成されうる
。それによって、電気モータ１８０から出力シャフト１１１にのみトルクが伝達され、それによって完全なトルクベクタリングが達成される。
【００８７】
図４に開示されたシフトスリーブ１９１と合わせたクラッチ装備１９２または図３に開示された油圧システムを含むアクチュエータ装備１９０は、減速ギア装置１７０と組み合わさって、電気モータ１８０から伝達されるトルクを制御する手段およびトルクベクタリング性能を追加する追加の車両ドライブラインシステムモードを可能にする。減速ギア装置１７０およびアクチュエータ装備１９０を用いて、車両ドライブラインシステムは、以下に述べる追加のドライブモードのいずれかに配置されるように構成されうる。これらのモードは、車両ドライブラインシステムが全輪ドライブ車両に提供されることを要するが、以上に説明したように、車両ドライブラインシステムは、前輪ドライブ車両または後輪ドライブ車両に、対応する機能を提供するために設けられてもよい。
【００８８】
ｉｖ）アクチュエータ装備１９０が、第一減速ギア装置１６０および第二減速ギア装置１７０を介して電気モータ１８０を前記出力シャフトのうちの一つ１１１に接続するように作動させられるように構成される第四モード。前記第四モードでは、アクチュエータ装備１９０は、減速ギア装置１６０を介した電気モータ１８０からディファレンシャルハウジング１０６へのトルク伝達を不能にするために前記減速ギア装置１６０をロック解除するようにさらに構成されうる。したがって、電気モータ１８０から出力シャフト１１１にもっぱらトルクが伝達される。その結果、トルクベクタリングモードが達成される。
【００８９】
ｖ）アクチュエータ装備１９０が、電気モータ１８０から内側ギア装置１０７または出力シャフト１１１へのトルク伝達をさせないように配置されるように構成される第五モード。これは、アクチュエータ装備１９０が、減速ギア装置１６０と１７０とを互いに切断するとともに減速ギア装置１６０をロック解除するように作動させられるように構成されることによって達成される。したがって、追加の電気モータニュートラルドライブモードが達成されうる。
【００９０】
上述の追加のモードは、減速ギア装置１６０および１７０ならびにアクチュエータ装備１９０を含む別々のモジュールを用いた電気モータ１８０の制御を可能にする。これによって、車両ドライブラインシステムのより良い保守性と、よりコンパクトで複雑性がより低い車両ドライブラインシステムが可能になる。
【００９１】
以上に記載されたドライブモードを振り返ると、前述の別々のモジュールでは、ローギア電気モータ接続モードすなわち第二モードには、減速ギア装置１６０からのトルク伝達を可能にするためにアクチュエータ装備１９０が減速ギア装置１６０をロックすることが必要であることに注意しなければならない。
【００９２】
図３および図４を再び参照すると、減速ギア１６０と出力シャフトのうちの一つ１１１とを接続する減速ギア１７０は、ギア１７０にアクチュエータ装備１９０と接続するための手段、例えばクラッチ装備１９２または油圧システムが提供されたギア列でありうる。
【００９３】
前記減速ギア１７０は、複雑性がより低い減速ギア１７０が車両ドライブラインシステムに装着されることを達成するために、減速ギア装置１３０よりも低い伝達比を有しうるのが有利である。ゆえに、取り付けおよび配設がより簡単な、複雑性がより低くより軽量な車両ドライブシステムが達成されうる。
【００９４】
カスタマイズ可能な全輪ドライブアクスルを達成するために、図１〜４に示すアクスルは、モジュール式に前述の構成要素のいずれかと接続されるように構成される。ゆえに、前記構成要素はモジュールにおいて提供されることができ、接続可能なモジュールの群より一つ以上のモジュールが選択される。
【００９５】
前記モジュールの群は、以下の接続可能なモジュールを含みうる。
１）ディファレンシャルハウジング１０６の外側ギア装置１０４をディファレンシャルハウジング１０６の内側ギア装置１０７に選択的に接続するように構成された切断クラッチ１９３を含む第一モジュール。
２）ディファレンシャルハウジング１０６に選択的に接続される電気モータ１８０を含む第二モジュール。
３）電気モータ１１３に接続され、中空シャフト１１３に選択的に接続可能な第一減速ギア装置１６０を含む第三モジュール。
４）出力シャフトのうちの一つ１１１に接続され、第一減速ギア装置１６０に選択的に接続可能な第二減速ギア装置１７０を含む第四モジュール。
【００９６】
第一モジュールは、様々なモードで車両ドライブラインシステムを構成することを可能にする。例えば、クラッチ１９３を接続することによって、純粋な機械ドライブモードが得られる。
【００９７】
第二モジュールは、ディファレンシャルハウジング１０６に選択的に接続される電気モータ１８０を含む。それによって、トルクベクタリング機能ならびにハイブリッドドライブモードまたは純粋な電気ドライブモードがそれぞれ達成されうる。
【００９８】
切断クラッチ１９３を切断し、電気モータ１８０を作動させることによって、駆動アクスル１００の純粋な電気ドライブモードが得られる。
【００９９】
加えて、切断クラッチ１９３を接続し、電気モータ１８０を作動させることによって、ハイブリッドドライブモードが達成されうる。
【０１００】
第三モジュールは、電気モータ１８０と駆動接続され、中空シャフト１１３に選択的に接続可能な第一減速ギア装置１６０を含む。それによって、二ギアハイブリッドドライブモードまたは二ギア純粋電気ドライブモードがそれぞれ達成される。
【０１０１】
第四モジュールは、出力シャフト１１１、１１２のうちの一つに接続され、第一減速ギア装置１６０に選択的に接続可能な第二減速ギア装置１７０を含む。これにより、トルクベクタリング駆動モードが達成される。
【０１０２】
第四モジュールは、第一減速ギア装置１６０を含む第三モジュールの軸方向外側に設けられうる。
【０１０３】
一実施形態によれば、アクチュエータ装備１９０および切断クラッチ１９３は、以下のモードのいずれかでトルクを選択的に伝達するように構成される。
切断クラッチ１９３が外側ギア装置１０４と内側ギア装置１０７とを接続し、シフトスリーブ１９１が減速ギア１３０をディファレンシャルハウジング１０６の内側ギア装置１０７に直接接続する第一ドライブモード、
切断クラッチ１９３が外側ギア装置１０４と内側ギア装置１０７とを接続し、シフトスリーブ１９１が減速ギア１３０の最終ギア１３４をディファレンシャルハウジング１０６の内側ギア装置１０７に直接接続しない第二ドライブモード、
切断クラッチ１９３が切断され、電気モータ１８０が内側ギア装置１０７およびシフトスリーブ１９１を介してディファレンシャルハウジング１０６を駆動する第三ドライブモード、
切断クラッチ１９３が切断され、電気モータ１８０が内側ギア装置１０７およびシフトスリーブ１９１を介してディファレンシャルハウジング１０６を駆動しない第四ドライブモード。
【０１０４】
一実施形態によれば、車両ドライブラインシステム１００は、中空シャフト１１３に接続された第一減速ギア装置１６０と、ディファレンシャルハウジング１０６と第一減速ギア装置１６０との間に設けられたアクチュエータ装備１９０とをさらに含む。
【０１０５】
以上に説明したように、一つ以上の接続可能なモジュールをドライブアクスルに接続することによって車両ドライブラインシステムの所望の機能が達成され、モジュールは、ディファレンシャルハウジング１０６の外側ギア装置１０４をディファレンシャルハウジング１０６の内側ギア装置１０７に選択的に接続するように構成された切断クラッチ１９３を有する第一モジュールと、中空シャフト１１３を介してディファレンシャルハウジング１０６に選択的に接続される電気モータ１８０を有する第二モジュールと、中空シャフト１１３に接続され、第一減速ギア装置１６０を介した電気モータ１８０から中空シャフト１１３へのトルク伝達を可能にするように作動させられるように構成されたシフトスリーブ１９１によって電気モータ１１３に選択的に接続可能な第一減速ギア装置１６０を有する第三モジュールと、出力シャフトのうちの一つ１１１に接続され、第一減速ギア装置１６０に選択的に接続可能な第二減速ギア装置１７０を有する第四モジュールとを含むモジュールの群より選択される。
【０１０６】
上記のモジュールベースの構想は、全輪ドライブ道路車両用の車両ドライブラインシステム、特に、ピニオン１０３を介してエンジンに接続可能なディファレンシャルハウジング１０６を有するディファレンシャル１００が既に提供された車両アクスルを設計する改良された方法も可能にする。車両アクスルには、それぞれのホイールアクスルと接続可能な二つの出力シャフト１１１、１１２がさらに提供され、ディファレンシャルハウジング１０６は中空シャフト１１３内に延び、ディファレンシャルハウジング１０６は、ピニオン１０３と噛み合うように構成された外側ギア装置１０４と、出力シャフト１１１、１１２と接続された内側ギア装置１０７とをさらに含む。
【０１０７】
このような車両アクスルから開始して、本方法は、全輪ドライブアクスルの所望の機能を受け取るステップと、所望の機能を達成するために少数の主要モジュールから少なくとも一つのモジュールを選択するステップとを含む。機能は、少なくともトルク要件および／または速度要件および／または出力パワー要件および／または純粋な電気推進要件、機械推進要件、および／またはハイブリッド推進要件および／またはトルクベクタリング要件を含む。
【０１０８】
少なくとも一つのモジュールを選択するステップは、利用可能なモジュールのリストにアクセスし、それらのうちの少なくとも一つを選択することによって行われる。利用可能なモジュールのリストは、ディファレンシャルハウジング１０６の外側ギア装置１０４をディファレンシャルハウジング１０６の内側ギア装置１０７に選択的に接続するように構成された切断クラッチ１９３を有する第一モジュールと、ディファレンシャルハウジング１０６に選択的に接続される電気モータ１８０を有する第二モジュールと、中空シャフト１１３に接続され、電気モータ１１３に選択的に接続可能な第一減速ギア装置１６０を有する第三モジュールと、出力シャフトのうちの一つ１１１に接続され、第一減速ギア装置１６０に選択的に接続可能な第二減速ギア装置１７０を有する第四モジュールとを含む。
【０１０９】
したがって、モジュールの群より選択される一つ以上の接続可能なモジュールを接続することによって、全輪ドライブアクスルの所望の機能が達成される。
【０１１０】
第二モジュール、または第二および第三モジュール、または第二〜第四モジュールが全輪ドライブアクスルに接続されるときには、前述の実施形態によるアクチュエータ装備１９０が含まれるのが好ましい。
【０１１１】
本発明が特定の実施形態を参照して以上に説明されているが、本発明が本明細書に記載の特定の形態に限定されることを意図するものではない。むしろ、本発明は添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図１】
2019536683.tif 000003
【図２】
2019536683.tif 000004
【図３】
2019536683.tif 000005
【図４】
2019536683.tif 000006
【国際調査報告】
2019536683.tif 000007
2019536683.tif 000008
2019536683.tif 000009
2019536683.tif 000010
2019536683.tif 000011