(57)【要約】  本明細書では、車軸ハウジングと、出力シャフトが駆動的に連結されたモータ／発電機であって、前記出力シャフトには、出力ギアが回転可能に搭載される、モータ／発電機と、ディファレンシャルハウジングに収納され、一対の車輪が端部に取り付けられる一対の車軸ハーフシャフトに駆動的に連結されたディファレンシャルアセンブリと、車軸ハウジングに収納され、出力ギアおよび前記ディファレンシャルアセンブリに駆動的に連結された二速トランスミッションとを備える電気車軸アセンブリであって、出力シャフトは、モータ／発電機及びディファレンシャルアセンブリに駆動的に連結される、電気車軸アセンブリを提供する。
2020531333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸ハウジングと、
出力シャフトが駆動的に連結されたモータ／発電機であって、前記出力シャフトには、出力ギアが回転可能に搭載される、モータ／発電機と、
ディファレンシャルハウジングに収納され、一対の車輪が端部に取り付けられる一対の車軸ハーフシャフトに駆動的に連結されたディファレンシャルアセンブリと、
前記車軸ハウジングに収納され、前記出力ギアと前記ディファレンシャルアセンブリとに駆動的に連結された二速トランスミッションと
を備える電気車軸アセンブリであって、
前記出力シャフトは、前記モータ／発電機及び前記ディファレンシャルアセンブリに駆動的に連結される、電気車軸アセンブリ。
【請求項２】
前記二速トランスミッションは、カウンタシャフトギアが回転可能に搭載され、かつ、二速ギアが回転可能に搭載されたカウンタシャフトを有し、前記カウンタシャフトギアは、前記出力ギアと噛み合い係合する、請求項１に記載の電気車軸アセンブリ。
【請求項３】
前記ディファレンシャルアセンブリは、車軸ハーフシャフト上に回転搭載された第１従動ギアと、前記車軸ハーフシャフト上に回転搭載された第２従動ギアと、継手スリーブとを有し、前記二速ギアは、前記第１従動ギア及び前記第２従動ギアと選択的に噛み合う、請求項２に記載の電気車軸アセンブリ。
【請求項４】
前記出力シャフトと、前記一対の車軸ハーフシャフトと、前記カウンタシャフトとは互いに平行である、請求項２または３に記載の電気車軸アセンブリ。
【請求項５】
車軸ハーフシャフトと車輪とに駆動的に取り付けられる車輪端部減速ギアセットを更に備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の電気車軸アセンブリ。
【請求項６】
前記車輪端部減速ギアセットは、遊星ギアセットである、請求項５に記載の電気車軸アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願］
本出願は、２０１７年８月３１日に出願された中国実用新案出願第ＣＮ２０１７２１１１０１２１．７号、２０１７年８月３１日に出願された中国特許出願番号第ＣＮ２０１７１０７７５６９６．９号、２０１７年８月３１日に出願された中国実用新案出願第ＣＮ２０１７２１１０９２３７．９号、及び２０１７年８月３１日に出願された中国特許出願番号ＣＮ２０１７１０７７２６１６．４号に対する優先権とその利益を主張するものであり、これらの出願は、参照により本明細書に内包される。
【背景技術】
【０００２】
現在、大部分の純粋な電気車両は、駆動モータと、ドライブシャフトと、ディファレンシャルアセンブリと、車軸と、車輪端部とを備える従来型内燃機関のパワートレインを使用している。ディファレンシャルは、駆動モータが高いパフォーマンス要件に合致して、高い最大効率を維持していることを要求する一定の速度比を有する。駆動モータをその高効率レンジ外で作動させると、エネルギーの浪費を発生させ、その結果、車両の航続距離に悪影響を与え、モータ選択を駆動し、コストを制御することが困難になる。
【０００３】
同時に、内燃機関車両に使われるトランスミッションの従来の構造は大きく、効率のロスにつながっている。加えて、トランスミッションを作り上げている各々の部品の大きなサイズは、車両内部のスペースを占有して、車両の乗客定員に影響し、かつバッテリー用のスペースを占有して、車両の運転距離に影響する。
【０００４】
従来技術の欠点を解決するために、本発明の目的は、統合されたトランスミッション及びディファレンシャル二速電気車軸を提供することである。
【０００５】
二速トランスミッションを統合することによって、車両は、モータが高効率動作レンジで稼働するスピードで駆動することができ、駆動モータの効率を改善し、エネルギー消費を低減し、大部分の都市交通状態に適したドライブ及びオーバードライブ状態で動作することができる。一方、トランスミッションのコンパクトな構成を有し、効率を改善し、乗客コンパートメントの能力を強化し、コンパートメントのバッテリー能力を増加させ、それによって、運送体の単位質量当たりのエネルギー消費を低減させる。
【０００６】
従来技術の欠点を解決するために、本発明の目的は、ディファレンシャルアセンブリと従来型機械的車軸と電気車軸アセンブリとを深度統合によって電気車軸アセンブリとすることによって、統合化された二速トランスミッションを提供することである。
【０００７】
統合された二速トランスミッションは、車両が、要求されるスピードで高効率動作レンジでモータを作動させることが可能で、それによって、モータの効率は改善され、エネルギー消費を低減させる。このアセンブリによって提供される巡航運転と超過速度は、大部分の都市型交通条件にとって十分である。
【０００８】
さらに、このアセンブリのコンパクトな構造は、トランスミッションのサイズを比較的に低減し、客室の乗客定員を増大し、客室のバッテリー能力を増大して、その結果、単位負荷当たりのエネルギー消費を低減させる。
【発明の概要】
【０００９】
本明細書では、車軸ハウジングと、出力シャフトが駆動的に連結されたモータ／発電機であって、出力シャフトには、出力ギアが回転可能に搭載される、モータ／発電機と、ディファレンシャルハウジングに収納され、一対の車輪が端部に取り付けられた一対の車輪ハーフシャフトに駆動的に連結されたディファレンシャルアセンブリと、車軸ハウジングに収納され、出力ギアとディファレンシャルアセンブリとに駆動的に連結された二速トランスミッションとを備える電気車軸アセンブリであって、出力シャフトは、モータ／発電機とディファレンシャルアセンブリに駆動的に連結された電気車軸アセンブリを提供する。
【００１０】
幾つかの実施形態において、二速トランスミッションは、カウンタシャフトギアが回転可能に搭載され、かつ、二速ギアが回転可能に搭載されたカウンタシャフトを有し、カウンタシャフトギアは、出力ギアと噛み合い係合する。
【００１１】
幾つかの実施形態において、ディファレンシャルアセンブリは、車軸ハーフシャフト上に搭載された第１従動ギアと、車軸ハーフシャフト上に回転可能に搭載された第２従動ギアと、継手スリーブとを備えており、二速ギアは、第１従動ギアと第２従動ギアに選択的に噛み合う。
【００１２】
幾つかの実施形態において、出力シャフトと、車軸ハーフシャフトと、カウンタシャフトは互いに平行である。
【００１３】
幾つかの実施形態において、電気車軸アセンブリは、車軸ハーフシャフトと車輪とに駆動的に取り付けられた車輪端部減速ギアセットを更に備える。
【００１４】
幾つかの実施形態において、車輪端部減速ギアセットは、遊星ギアセットである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本発明の新規な特徴は、特に、添付する請求項の中で説明される。本発明の特徴と利益に関するより良い理解は、本発明の原理を使用した具体的実施形態を説明する以下の詳細な記述と、それに付属する以下の図面を参照して得られるであろう。
【図１】電気車軸アセンブリの好適な実施形態の斜視図である。
【図２】図１の電気車軸アセンブリの部分図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
反する事が明確に規定されない限り、好適な実施形態は、様々な別の展開と手順の順番を取る可能性があることを理解すべきである。付属の図面で説明され、以下の明細書に記述された特定の構成と、部品及び特徴は、添付された特許請求の範囲で規定された本発明の思想の単なる例示的実施形態であるということを理解すべきである。開示された実施形態に関する、特定の寸法、方向、又はその他の物理的特徴は明確にそれ以外の説明がない限り、限定的であると考えるべきではない。また、例外もあるが、様々な実施形態の中の同様の要素は、一般的に、本出願の範囲内では、同様の参照番号を使って説明され得る。
【００１７】
本明細書では、従来の電気車両駆動ユニットに従来の機械的車軸の機能を統合し、車軸に二速自動トランスミッションを統合することによって、当該機能を構造及び機能で置き換える電気車軸アセンブリを提供する。
【００１８】
電気制御によるシフト実行ユニットを用いて二速自動トランスミッションによるギアシフトを達成すべく、本発明は、二速トランスミッションを有する電気車両の従来型動力伝達構造と、従来型車軸アセンブリとの統合に基づいている。アセンブリは、従来型ドライブシャフトを取り除き、車軸ハーフシャフトを介して動力を車輪に直接入力する。
【００１９】
モータ／発電機の動力は、モータ出力ギアと、二速トランスミッションと、ディファレンシャルアセンブリと、車軸の一組の車軸ハーフシャフトとを介して車輪端部に伝達される。従来型トランスミッションのベベルギアは、動力の入出力端部が同軸上になるよう取り除かれるので、動力出力がスムーズかつ効率的である。
【００２０】
二速自動トランスミッションは、モータ／発電機を高効率作動レンジに保ち、エネルギー消費を低減させる。ドライブシャフト及びベベルギアを取り除くことにより、部品点数が低減し、アセンブリがコンパクトかつ軽量になり、乗客コンパートメントスペース及びバッテリーレイアウトスペースが増加し、製品適合性及び競争力が改善される。
【００２１】
電気車軸アセンブリの好適な一実施形態が図１に示されている。電気車軸アセンブリ１００は、モータ／発電機１と、車軸ハウジング６と、ディファレンシャルアセンブリ３と、車軸ハーフシャフト４と、二速トランスミッションと、車輪端部とを備える。
【００２２】
電気車軸アセンブリは一般的に、車軸ハーフシャフトの一端にそれぞれ駆動的に連結された一対の車輪を備えるモータ車両のための車軸アセンブリの一部である。一対の車輪は、モータ車両のための一対の駆動輪を形成するものと理解され得る。幾つかの実施形態において、車両は、一対の前部駆動輪、一対の後部駆動輪、又は、二対の前部及び後部駆動輪を有してよい。
【００２３】
モータ／発電機は、電気で動力を与えられ、回転運動及びトルクを出力することができる。幾つかの実施形態において、電力はバッテリーパックによって提供される。幾つかの実施形態において、電気モータは、電気車両のブレーキ操作中に、ブレーキ力を電気に変換するための電気発電機として働く。
【００２４】
幾つかの実施形態において、ディファレンシャルアセンブリ３は、回転動力を伝達するために実装される一般的なディファレンシャルギアセットである。幾つかの実施形態において、ディファレンシャルアセンブリは、ディファレンシャルハウジングと、軸方向に関して反対方向に伸びる２つの車軸ハーフシャフトを有する、ディファレンシャルハウジング内に配置されたディファレンシャルギア機構とを備える。ディファレンシャルギア機構は、これらの車軸ハーフシャフトそれぞれに駆動的に連結される。次に、これらの車軸ハーフシャフトは、適切な結合手段を介して車輪に駆動的に結合される。
【００２５】
電気モータ／発電機１は、出力ギア７ａが回転結合された出力／ロータシャフト７に駆動的に連結される。出力ギア７ａは、カウンタシャフトギア８と噛み合い係合する。
【００２６】
幾つかの実施形態において、二速トランスミッション２は、ディファレンシャルアセンブリ３と一緒に車軸ハウジング６に収納される。二速トランスミッション２は、ディファレンシャルアセンブリ３に結合される。
【００２７】
幾つかの実施形態において、車軸アセンブリは、車軸ハーフシャフト４と車輪とに駆動的に連結された車輪端部減速ギアセット５を更に備える。幾つかの実施形態において、車輪端部減速ギアセット５は遊星ギアセットである。
【００２８】
カウンタシャフトギア８は、カウンタシャフト９に回転結合される。
【００２９】
幾つかの実施形態において、出力シャフト７は、ディファレンシャルアセンブリ３と連結された車軸キャビティギアシャフトである。
【００３０】
幾つかの実施形態において、車軸ハーフシャフト４は、出力シャフト７のシャフトキャビティと、ディファレンシャルアセンブリ３と、オプションとして車輪端部減速ギアセット５と、車輪端部とを通過し、これらは車軸ハーフシャフト４に順次連結される。
【００３１】
電気モータ／発電機１は、出力シャフト７のキャビティを介して、ディファレンシャルアセンブリ３と車軸ハーフシャフト４とに連結された出力シャフト７に駆動的に連結される。
【００３２】
幾つかの実施形態において、二速トランスミッション２は、カウンタシャフト９と、カウンタシャフト９に搭載されたカウンタシャフトギア８と、カウンタシャフト９に回転結合された二速ギア１０とを備える。カウンタシャフトギア８は、モータ／発電機１と二速ギア１０との軸方向間でカウンタシャフト９に搭載される。
【００３３】
モータ出力ギア７ａは、カウンタシャフトギア８を駆動して、カウンタシャフト９に動力を伝達する。
【００３４】
モータ／発電機１の出力シャフト７は、車軸ハーフシャフト４と軸方向に同じ線上に設置される。カウンタシャフト９は、出力シャフト７及び車軸ハーフシャフト４と平行である。
【００３５】
幾つかの実施形態において、ディファレンシャルアセンブリ３は、ギアシャフト上の一組のディファレンシャルギアと、第１従動ギア１１と、継手スリーブ１２と、第２従動ギア１４とを備える。第１従動ギア１１及び第２従動ギア１４は、車軸ハーフシャフト４に回転連結される。
【００３６】
二速ギア１０は、第１従動ギア１１及び第２従動ギア１４それぞれと選択的に係合される。
【００３７】
所望のギア選択に応じて、継手スリーブ１２は、第１従動ギア１１及び第２従動ギア１４を二速ギア１０へ選択的に結合する。
【００３８】
幾つかの実施形態では、電気シフトアクチュエータがフォークを駆動して、継手スリーブ１２を軸方向に移動させるが、他の結合装置及びアクチュエータも使用され得る。
【００３９】
継手スリーブ１２が軸方向左に移動するとき、第１従動ギア１１は二速ギア１０と係合し、ディファレンシャルハウジング１３と共に車軸ハーフシャフト４を同期的に回転させて、連結された車輪端部に動力を伝達する。一方、別の車軸ハーフシャフト（図示せず）を介するディファレンシャルアセンブリ３は、他の車輪端部（図示せず）に動力を伝達する。
【００４０】
継手スリーブ１２が軸方向右に移動するとき、第２従動ギア１４は二速ギア１０と噛み合い係合し、ディファレンシャルハウジング１３と共に車軸ハーフシャフト４とそれに連結された車輪端部とを同期的に回転させる。一方、別の車軸ハーフシャフト（図示せず）を介するディファレンシャルアセンブリ３は、他の車輪端部（図示せず）に動力を伝達する。
【００４１】
幾つかの実施形態において、モータ／発電機１は、一般的な耐荷重構造を有する車軸ハウジング６に連結される。
【００４２】
幾つかの実施形態において、車軸ハウジング６は軸受けハウジングボアを含み、当該軸受けハウジングボアを介して、二速トランスミッション２及びディファレンシャルアセンブリ３は支持される。
【００４３】
軸受けハウジングボアは、二速トランスミッションハウジング部のための軸受けハウジングボアと、車軸ハウジングの中心軸上にあるディファレンシャルアセンブリのための軸受けハウジングボアとを含む。
【００４４】
二速トランスミッションハウジング部の軸受けハウジングボアは、二速トランスミッションガイド軸受け、ヘッド軸受け及びテール軸受けを支持する。
【００４５】
車軸ハウジングの中心軸上にある軸受けハウジングボアは、ディファレンシャルアセンブリの両端部で軸受けを支持して、ディファレンシャルアセンブリを支持する。
【００４６】
幾つかの実施形態において、モータ／発電機１は、車軸ハウジング６と直接連結される。
【００４７】
モータ／発電機１は、モータ出力ギア７、ディファレンシャルアセンブリ３、車軸ハーフシャフト４、及び、オプションとして車輪端部減速ギアセット５を介して車輪端部の両側に動力を伝達する。ベベルギアは、動力の入出力端部が同軸上になるよう省略されるので、動力出力がスムーズかつ高効率である。二速トランスミッション２の使用によって、モータ／発電機１は高効率作動レンジを維持できるので、エネルギー消費が低減する。
【００４８】
幾つかの実施形態において、車軸アセンブリの動作は、それに連結された制御装置（図示せず）によって制御される。制御装置は、車両ＥＣＵ（電子制御ユニット）、車両ＥＣＵ内のサブモジュール、又は、車両ＥＣＵと通信させられる個々の制御装置などであってよい。制御装置は、ギアシフト、アクセルペダル及び他のペダルに対する操作に関する情報並びに他の関連情報を含む、モータ車両の操作者からのコマンドを受け取ることができ、その後、所望のスピードで所望の方向に回転するよう電気モータ／発電機を制御する。幾つかの実施形態において、制御装置は、シフトフォーク及び継手スリーブの動きを制御する。
【図１】
2020531333.tif 000003
【図２】
2020531333.tif 000004
【国際調査報告】
2020531333.tif 000005
2020531333.tif 000006
2020531333.tif 000007