CN103958326B - 轿车和轿车模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轿车，其包括车身、马达(3)和车轴，该车轴具有一个与车身连接的轴支座(1)和两个在侧面分别通过连接装置可运动地连接在轴支座上的车轮，车轮能经由连接装置通过马达(3)运动，并且马达(3)的壳体(6)构成轴支座(1)的传递横向力的横向桥。根据本发明，所述轴支座(1)通过马达(3)的壳体(6)固定在车身上，所述连接装置至少包括导杆装置(2)，所述车轮作为驱动轮分别通过一个铰接轴(4)由马达驱动，所述导杆装置直接支撑在马达的壳体上，或直接支撑在连接在马达上的紧固元件上，并且所述车轴包括两个分别配置给一个车轮的侧面车轴区段并且包括所述马达，马达的壳体是所述侧面车轴区段之间的唯一的横向桥。

Description

轿车和轿车模块
技术领域
本发明涉及一种包括车身的轿车。所述车轴优选为双轮辙车辆的驱动轴，在此为了支撑在车道上设置至少另一车轮、通常设置至少另一车轴。原则上本发明也涉及具有多个驱动轴的轿车、尤其是全轮驱动的轿车。所描述的驱动轴的方案可在具有两个车轴的全轮驱动车辆中设置在两个车轴上或仅设置在这两个车轴之一上。
本发明具体涉及这样的轿车，其车身设置用于容纳和保护人员。
背景技术
现代轿车的设计要求非常高。车身在碰撞时必须将尽可能多的动能转换为变形功并且乘客车厢基本上不变形。此外，对于行驶运行力求高的刚度、小的振动倾向和高的运行强度。尤其是整个车身或部分车身不应具有在行驶运行时易于激发的固有频率。最后在车身受损情况下希望能够尽可能简单地维修。
鉴于所描述的要求，在实践中为轿车广泛使用承载式车身。在设计和制造现代轿车时，车身构成一个模块，该模块在组装时与其它模块、如前轴和后轴以及马达和其它安装件组合。在批量生产中，在此通常预制各个模块并且在连续的过程中将它们依次组装。对于马达在此在车身中设置马达室，在安装时将马达放入该马达室中，马达通过可弹性变形的马达机座支撑在车身上。通过弹性马达机座支撑在承载式车身中有利于在负载突然变化时允许马达在一定程度上运动并且可使显著降低轿车舒适度的振动远离车身。
作为其它模块现代轿车具有前轴和后轴，所述车轴分别包括一个固定在车身上的轴支座以及分别通过导杆装置连接在轴支座上的车轮。在驱动轴中车轮通过铰接轴连接到变速器装置上，变速器装置通常包括减速器和差速器。铰接轴设置用于将驱动能量从马达或变速器传递到驱动轮上，马达和车辆驱动轴则通过连接在它们之间的车身连接。
DE102004022242A1公开了一种用于轿车的车轴结构。装有所描述的车轴结构的轿车包括车身、马达和车轴，车轴具有一个与车身连接的轴支座和两个在侧面分别通过连接装置可运动地连接在轴支座上的车轮。连接装置包括导杆装置，借助导杆装置车轮可相对于地面在垂直方向上运动，以便允许弹动。此外，连接装置也包括转向横拉杆装置，借助该转向横拉杆装置可调整车轮转弯角度以便控制轿车。马达具有圆柱形或基本上圆柱形的壳体并且仅跨接轴支座的中间区段。轴支座的其它重要组成部件为设置在壳体端面上的构件，借助所述构件轴支座可固定在车身上并且连接装置固定在壳体上。另外有利的是，可为结构不同的车辆平台使用适合的侧面构件。
发明内容
有鉴于此，本发明的任务在于，提高轴支座的稳定性和刚度。
本发明实现一种轿车，其包括车身、马达和车轴，该车轴具有一个与车身连接的轴支座和两个在侧面分别通过连接装置可运动地连接在轴支座上的车轮，车轮能经由连接装置通过马达运动，并且马达的壳体构成轴支座的传递横向力的横向桥，所述轴支座通过马达的壳体固定在车身上，所述连接装置至少包括导杆装置，所述车轮作为驱动轮分别通过一个铰接轴由马达驱动，所述导杆装置直接支撑在马达的壳体上，或直接支撑在连接在马达上的紧固元件上，并且所述车轴包括两个分别配置给一个车轮的侧面车轴区段并且包括所述马达，马达的壳体是所述侧面车轴区段之间的唯一的横向桥。
从具有开头所描述特征的轿车出发，根据本发明该任务通过下述方式解决：所述轴支座通过马达壳体固定在车身上。根据本发明，马达作为支承性的和至少传递横向力的部件集成在驱动轴中。在传统的轿车中，轴支座的横向桥仅用于形成稳定的车轴，而本发明马达壳体具有双重功能。在此本发明利用下述认识：通常马达壳体本来就须具有高强度，以便容纳作为轿车驱动装置的内燃机或电机。根据本发明壳体的稳定性也用于传递至少一部分作用于轴支座的横向力。所描述的方案不仅可用于前驱动轴而且也可用于后驱动轴。根据本发明，壳体不仅用于容纳马达而且也用于将整个轴支座固定在车身上。由此本发明提出这样的教导：设置一种特殊的壳体形状，该壳体形状也考虑了用于固定的机械要求。通过将壳体构造为坚固的支承构件，基于一体设计实现了更高的稳定性和刚度。总体上减少了彼此待连接部件的数量，从而也避免了潜在的薄弱位置。尽管基于壳体的一体设计加难了壳体本身的制造，但总体上也减少了安装费用。根据本发明有意放弃了模块化结构方式，以便实现更好的机械特性。行驶驱动装置或伺服驱动装置在机动车中可能通过以支座、缓冲器或类似物形式的弹性连接元件连接到车身上，以避免从马达驱动装置向车身的乘客车厢传递噪音以及振动。根据DE102004022242A1，马达壳体至少通过侧面元件与车身分离。相反，本发明提出了将壳体直接固定到车身上的教导，在此必要时可以通过其它措施来抑制噪音和振动的传递。
从传统的具有前横向桥和后横向桥的轴支座出发，通过根据本发明规定的通过马达壳体支撑横向力可省却两个横向桥之中的至少一个。当在已有车辆方案中将马达事后集成到作为轿车模块的驱动车轴中时特别适合省却两个横向桥之一。与是否设置另一横向桥无关，整个轴支座在车身上的固定始终通过壳体进行。
本发明尤其适合用于集成电动马达，因为电动马达可设置在紧凑的牢固的壳体中。但原则上也可将内燃机集成到根据本发明方案的驱动轴中，在此时，发动机缸体构成马达壳体。
所描述的马达可涉及轿车唯一的驱动马达或辅助马达。所描述的方案尤其适合用于具有混合驱动装置的车辆，其中，集成在车轴中的马达为电动马达并且根据情况可用作辅助马达或唯一的驱动马达。在混合动力车辆中，优选在市区和短距离中仅通过电动马达进行驱动，内燃机在长距离或高速时接入或用作唯一的驱动源。通过将电动马达集成到车轴中可最大程度地减少安装空间。这在混合动力车辆中尤为有利，因为蓄电池也进一步占用安装空间，否则该安装空间可用于行李舱或乘客车厢。当设置纯电动驱动时，可为一个车轴也可为两个车轴配备集成的马达。电动马达的优点在于，电动马达可在制动时用作发电机以便回收能量。除了纯电动车辆或混合动力车辆外，下述方案也是可能的：内燃机不用于直接驱动而是用于发电机发电，所获得的电能直接用于电动马达或暂存于蓄电池中。该技术又称为“增程技术”。
在构造为电动马达的方案中，电动马达例如可构造为具有鼠笼式转子的异步电动机或具有电激励或永久磁铁激励的同步电动机。适宜进行空气冷却和/或水冷却。在本发明的范畴中可规定，所述车轴包括两个分别配置给一个驱动轮的侧面车轴区段并且包括所述马达，马达壳体是所述侧面车轴区段之间唯一的横向桥。通过该方案完全放弃了常见的框架状轴支座方案，在此所有作用于驱动车轴的横向力通过马达壳体导走。
马达在车轴俯视观察中、即在安装的车辆中在垂直于车道的观察中处于两个驱动轮之间的连接线上，从而马达壳体作为横向桥传递绝大部分作用于轴支座的横向力，或在不存在其它横梁的情况下传递所有作用于轴支座的横向力。
可通过下述方式实现进一步的简化：导杆装置分别直接支撑在马达壳体上或直接支撑在连接在马达上的紧固元件上。当导杆装置构造为多导杆时，多导杆的各单个导杆在多个彼此隔开的位置上直接连接到马达壳体上。
根据本发明，马达设置用于传递至少部分作用于轴支座的横向力。但基于壳体稳定的结构方式壳体也可用于传递纵向力，因为整个车轴通过马达壳体支撑在车身上。
与车轴在车身上的固定无关，驱动轮通常通过弹簧/阻尼装置支撑，在此可通过减振支柱直接支撑在车身上。在此有利的是，忽略车身的扭曲或在固定处(如橡胶轴承中)的活动性的话，集成在车轴中的马达的位置相对于车身精确固定。
在本发明的范畴中，车轴通常固定在车身下侧上，在此可固定在车身的支承纵梁上。
与构造为内燃机或电动马达无关，马达壳体可具有差速器和/或变速器。差速器设置用于在转弯行驶时实现各驱动轮的不同速度，变速器则用于实现驱动装置和输出装置之间的扭矩和转速变换。在此所有已知的变速器类型如双离合器变速器、自动变速器、有级变速器、电子控制的有级变速器或无级变速器是合适的。
然而，尤其是在电动马达的情况下也可想到无需变速器和/或差速器的方案。例如可规定，电动马达具有两个容纳在壳体中的、可彼此独立控制的转子，所述转子分别配置给一个驱动轮。为了能够分开控制，还须在壳体中设置两个彼此分开的定子。通过相应控制两个彼此独立的转子可电子模仿差速器功能，由此可进一步简化并且减少重量。在恶劣路面如冰雪路面上的控制可能性比常见的差速器更好。
集成有马达的驱动车轴为半刚性轴或优选是具有独立悬架的轴，其中导杆装置尤其可以是一个与麦弗逊悬架连接的横导杆、一个双导杆或一个具有纵向导杆和横导杆的多导杆。本发明方案基本上不限制导杆装置的选择。
本发明的主题还包括用于本发明的轿车的轿车模块，该轿车模块包括一个能固定在车身上的轴支座和两个在侧面分别通过连接装置可运动地连接在轴支座上的车轮支座，马达的壳体构成轴支座的传递横向力的横向桥，并且驱动轮的车轮支座能分别经由连接装置通过马达运动，所述轴支座构造成，用于通过马达的壳体固定在车身上。在安装轿车时，所描述的轿车模块作为预制单元通过壳体被固定在车身上。此外，驱动轮本身、即轮辋连同安装在其上的轮胎被固定在驱动轮的车轮支座上。关于轿车模块的优选实施方式，参见上述对本发明轿车的说明。
附图说明
下面参考仅示出实施例的附图来解释本发明。附图如下：
图1为轿车的后驱动轴；
图2为轿车前轴。
具体实施方式
图1示出车轴形式的轿车模块。车轴固定在轿车车身上，该车轴——在本实施例中为后驱动轴——包括一个中间轴支座1和两个在侧面分别通过导杆装置2连接在轴支座上的、由马达3分别通过一个铰接轴4驱动的驱动轮。为清楚起见，图1中仅示出具有轮毂和制动盘的驱动轮的车轮支座5，驱动轮以其轮辋和其轮胎被用螺栓联接到所述驱动轮的车轮支座上。
根据本发明，马达3的壳体6是轴支座1的传递横向力的横向桥。马达3连同其壳体6用作唯一的设置用于传递横向力的元件，并且导杆装置2分别直接支撑在马达壳体上。还可看到，整个轿车模块在马达3壳体6上与车身用螺栓联接，从而不仅横向力，而且所有纵向力也支撑在壳体6上。
图2示出轿车前轴。据此，在本发明的范畴中转向传动机构也可集成到壳体106中，该壳体容纳作为用于转向致动器的驱动装置的马达103并且也可包含差速器或减速器。
根据图2，轴支座1的固定也通过壳体106进行。另外，为了加固，设置具有侧面纵向支架8和一个后方的横向桥9的框架7。横向力在此不仅被壳体106而且也被横向桥9承受。在该实施例中，在壳体106中除了设置作为用于转向致动器的驱动装置的马达103外，也设置用于驱动车轮的马达3。
借助用于转向致动器的马达103的驱动能量，根据驾驶员的转向规定，转向横拉杆100在其纵向方向上运动，在此时车轮105转动到希望的位置中。
根据常见结构，轿车模块还包括用于相对于车身支撑和缓冲驱动轮的减振支柱11以及包括稳定器12。

Claims (9)

1.轿车，其包括车身、马达(3、103)和车轴，该车轴具有一个与车身连接的轴支座(1)和两个在侧面分别通过连接装置可运动地连接在轴支座上的车轮，车轮能经由连接装置通过马达(3、103)运动，并且马达(3、103)的壳体(6、106)构成轴支座(1)的传递横向力的横向桥，所述轴支座(1)通过马达(3)的壳体(6、106)固定在车身上，所述连接装置至少包括导杆装置(2)，所述车轮作为驱动轮分别通过一个铰接轴(4)由马达(3)驱动，所述导杆装置(2)直接支撑在马达(3)的壳体(6)上，或直接支撑在连接在马达上的紧固元件上，并且所述车轴包括两个分别配置给一个车轮的侧面车轴区段并且包括所述马达(3、103)，马达(3、103)的壳体(6、106)是所述侧面车轴区段之间的唯一的横向桥。
2.根据权利要求1的轿车，其特征在于，所述导杆装置(2)构造为一个横导杆或一个多导杆。
3.根据权利要求1或2的轿车，其特征在于，所述连接装置至少包括转向横拉杆装置(100)，所述车轮在其定向方面能通过转向横拉杆装置(100)由马达(103)调整。
4.根据权利要求1或2的轿车，其特征在于，所述马达(3、103)在车轴的俯视观察中处于两个车轮之间的连接线上并且作为横向桥传递绝大部分作用于轴支座(1)的横向力或所有作用于轴支座(1)的横向力。
5.根据权利要求1或2的轿车，其特征在于，所述马达(3、103)是电动马达。
6.根据权利要求5的轿车，其特征在于，所述电动马达具有两个容纳在壳体(6、106)中的、能彼此独立控制的转子，所述转子分别配置给一个车轮。
7.根据权利要求1或2的轿车，其特征在于，在壳体(6、106)中容纳差速器和/或变速器。
8.根据权利要求1或2的轿车，其特征在于，所述车轴固定在车身下侧上。
9.轿车模块，用于根据权利要求1至8之一的轿车，该轿车模块包括一个能固定在车身上的轴支座(1)和两个在侧面分别通过连接装置可运动地连接在轴支座(1)上的车轮支座(5)，马达(3、103)的壳体(6、106)构成轴支座(1)的传递横向力的横向桥，并且驱动轮的车轮支座(5)能分别经由连接装置通过马达(3、103)运动，其特征在于，所述轴支座(1)构造成，用于通过马达(3、103)的壳体(6、106)固定在车身上。
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