用于固定电动车辆的静止状态的固定装置的制作方法

本发明涉及一种用于固定电动车辆的静止状态的固定装置、一种用于固定电动车辆的静止状态的方法、以及一种具有根据本发明的固定装置的电动车辆。

背景技术：

已知的是，在电动车辆中以及也在正常驱动式车辆中，必须使车辆在静止状态下固定以防溜车。在具有手动的换挡变速器的车辆中，这通常通过置入第一挡来提供。在这种情况下，驻车制动器也可以额外地以手制动器的形式来保证静止状态固定。在自动变速器中必须置入独立的变速器锁定件，该变速器锁定件在自动变速器中也已知为具有符号“p”的驻车位置。然而，在车辆在倾斜的停车位置驻车的情况下，即例如在斜坡上，通常此外同样必须额外地使用驻车制动器作为摩擦配合的制动器。

在已知的解决方案中不利的是大的结构复杂性，这种复杂性是由于两个完全相互独立的制动装置或固定装置的组合而产生的。因此，除了锁定装置之外，在自动变速器中必须设有独立的摩擦配合的制动装置，该制动装置仅在少的使用情况下(即例如在斜坡驻车时)是必要的。这导致在生产这种车辆时空间需求提高、重量增大并且成本需求提高。

技术实现要素：

本发明的目的在于，至少部分地消除上述缺点。本发明的目的尤其在于，能够以成本有效且简单的方式提供对电动车辆的静止状态固定。

上述目的通过具有优选实施方式所述的特征的固定装置、具有优选实施方式所述的特征的方法、以及具有优选实施方式所述的特征的电动车辆实现。本发明的其他特征和细节从附图和附图说明中得出。在此，结合根据本发明的固定装置描述的特征和细节自然也适用于与根据本发明的方法以及根据本发明的电动车辆相结合，并且相应地反之亦然，使得始终交替地参考或能够参考关于公开的本发明的各个方面。

根据本发明，提出一种用于固定电动车辆的静止状态的固定装置。这样的固定装置具有变速器锁定装置和差速器锁定装置。变速器锁定装置配备有具有变速器锁定轴的变速器锁定驱动器以用于在变速器锁定位置和变速器释放位置之间驱动变速器锁定器件。此外，差速器锁定装置配备有具有差速器锁定轴的差速器锁定驱动器以用于在差速器锁定位置和差速器释放位置之间驱动差速器锁定器件。在此，另外变速器锁定轴和差速器锁定轴以传输驱动的方式相互连接。

在根据本发明的固定装置中，这个固定装置尤其可以在纯电动车辆上使用。然而，原理上也可设想在具有组合驱动的电动车辆、即所谓的混合动力车辆中的使用可能性。本发明的目的在于，尤其将固定装置设计为无摩擦的，即没有摩擦配合的驻车制动器。为此，根据本发明使用由两个锁定装置的组合，这两个锁定装置作用在电动车辆的驱动系上。

这两个锁定装置中的第一锁定装置涉及变速器锁定装置。这样的变速器锁定装置可以以已知解决方案(尤其在使用自动变速器的情况下，所谓的驻车位置)构造为变速器锁定装置。为了使变速器锁定装置能够执行在变速器释放位置和变速器锁定位置之间运动，根据本发明设有变速器锁定驱动器。这个变速器锁定驱动器可以例如设计成电动致动的。然而，原理上，在本发明的意义上也可设想手动的或部分手动的变速器锁定驱动器。来自变速器锁定驱动器的驱动运动藉由驱动器锁定轴来传递。这个驱动运动尤其涉及旋转的驱动运动，该驱动运动实现变速器锁定轴的驱动旋转。在变速器锁定轴旋转时，变速器锁定器件(尤其现在以平移的方式)可以在变速器锁定位置和变速器释放位置之间运动。自然也可设想提供额外的回位器件，例如弹簧弹性的回位器件。

现在，除了变速器锁定装置之外，额外地设有差速器锁定装置。如这个差速器锁定装置的名称已包含的，这个差速器锁定装置在本发明的意义上作用在电动车辆的差速器上，即同样作用在电动车辆的变速器装置的一部分上。差速器锁定装置也配备有差速器锁定驱动器，该差速器锁定驱动器可以具有电动致动的构型。然而在此，原理上同样可设想手动的或部分手动的驱动器构型。在这个构型中差速器锁定轴也被设计成用于接收并传递差速器锁定运动(尤其呈旋转运动的形式)。现在，差速器锁定器件的运动同样可以优选平移式地通过差速器释放位置和差速器锁定位置之间的差速器驱动运动来执行。

根据本发明的核心思想现在通过以下方式实现，变速器锁定轴和差速器锁定轴以传输驱动的方式相互连接。这种传输驱动的连接尤其涉及变速器锁定装置和差速器锁定装置从相应的释放位置到相应的锁定位置的驱动运动。这实现在固定装置的总系统的设计中非常成本有效的冗余，如这将在下文中关于功能性进行简短说明。

如果要停放车辆，那么必须固定电动车辆的静止状态。为此，驾驶员例如置入电动车辆的变速器换挡杆的驻车位置。因此，藉由变速器锁定驱动器触发变速器锁定运动，以便藉由变速器锁定轴使变速器锁定器件从变速器释放位置(来自驾驶运行)转移到变速器锁定位置(即固定运行)。现在，通过使变速器锁定轴在将驱动运动传输到变速器锁定器件上时额外地以传输驱动的方式与差速器锁定轴相连接，这个驱动运动也可以至少部分地传输到差速器锁定轴中。换言之，现在变速器驱动运动被分开并且提供两个锁定器件(即变速器锁定器件和差速器锁定器件)，以使差速器锁定器件也从差速器释放位置运动到差速器锁定位置。因此本身针对差速器锁定驱动器的失效保证：在根据本发明的固定装置中，从变速器锁定驱动器出发，单独的两个锁定器件(即变速器锁定器件和差速器锁定器件)可以运动至各自的锁定位置中。

上述说明也在相反的情况中起作用，即在变速器锁定驱动器失效或部分失效时。通过传输驱动的连接，差速器锁定驱动器的驱动运动也可以从差速器锁定轴传输到变速器锁定轴，使得从差速器锁定驱动器出发，差速器锁定运动不仅使差速器锁定器件从差速器释放位置运动至差速器锁定位置，而且额外地也使变速器锁定器件从变速器释放位置运动至变速器锁定位置。

具有对应的冗余固定的上述两个失效情况自然在相反的方向上也是有效的，即从锁定位置向相应的释放位置。

通过变速器锁定驱动器与差速器锁定驱动器的耦合获得冗余的运行。通过上述耦合，可以单独的驱动器(即一方面变速器锁定驱动器和另一方面差速器锁定驱动器)的设计可以构造得更小、更紧凑并且更成本有效。车辆的实际存在的制动器可以对应地构造得更小，因为它们可以仅针对行驶制动情况来设计，并且因此在考虑到可再生的制动优点的情况下进行设计。静止状态固定以这种方式完全独立于电动车辆的行驶制动功能而设计。这种固定装置因此设计为特别自给自足的并且统一的，并且可以以特别低的耗费甚至被集成到变速器壳体中。

根据本发明的上述固定装置可以进一步有利地设计：差速器锁定器件具有差速器锁定区段，该差速器锁定区段在差速器锁定位置形状配合地接合入配合差速器锁定区段中。在本发明的意义上可以设想，形状配合的接合是例如呈爪式耦合或花键连接的形式(例如借助于滑动套筒)。替代于原理上可能的摩擦配合的锁定功能，形状配合的锁定实现了安全性的提高。由于固定装置仅必须保证电动车辆的静止状态下的固定，因此用于降低动能的摩擦配合在此也是不必要的。硬固定在此提供了更大的优点，因为它一方面是大体上无磨损的并且另一方面带来特别紧凑的根据本发明的优点。

另一个优点在于：在根据本发明的固定装置中，在变速器锁定位置和变速器释放位置之间的路径传动比与在差速器锁定位置和差速器释放位置之间的路径传动比相对应或大体上相对应。在本发明的意义上，路径传动比与在锁定位置和所属的释放位置之间的总路径和驱动运动的对应传动比相对应。路径传动比的组合因此可以说给出了在锁定位置和释放位置之间的运动时长。通过变速器锁定驱动器和差速器锁定驱动器的耦合和在这两个路径传动比之间的对应一致可以实现，这些运动至少部分地同步地或甚至同时或大体上同时地执行。与两个锁定驱动器是否提供完全的功能无关，通过路径传动比的关联性同时或大体上同时到达相应锁定位置和/或相应释放位置。

可以进一步有利的是，在根据本发明的固定装置中，变速器锁定器件和/或差速器锁定器件具有弹簧补偿件以用于在相应的驱动运动时提升或取消锁止位置。这样的弹簧补偿件在锁止位置(即例如在爪式离合器中以齿对齿的方式锁止)形成补偿可能性。因此，相应的锁定器件可以向锁定位置运动，以便即使在锁止情况下也可靠地卡入相应的锁定位置。固定功能因此明显改善。

另一个可获得的优点是，在根据本发明的固定装置中，变速器锁定装置对多挡变速器起作用。因此在电动马达中也可以使用输入变速器，以保证希望的驱动功能。然而，尤其提供优选具有两个或多个前进挡的多挡变速器，以便即使在电动马达功率较低的情况下也可以在电动车辆上提供高的速度差。变速器锁定装置被安装在这样的变速器中，并且可以额外地设计为已知的停车位置。

此外，本发明带来的优点是：在根据本发明的固定装置中，该变速器锁定轴和/或该差速器锁定轴具有耦合区段以用于藉由该变速器锁定轴和/或该差速器锁定轴实现该变速器锁定驱动器和该差速器锁定驱动器的相关联的传输。因此，这样相关联的传输是用于两个运动的共用的区段。换言之，在耦合区段中，变速器锁定轴和变速器锁定运动以及差速器锁定运动和/或反之差速器锁定轴在其耦合区段传输变速器锁定运动和差速器锁定运动。通过共用的传输可能性在相应的耦合区段中，可以提高总系统的紧凑性，并且因此减少所需的构造空间。

还有利的是，在根据本发明的固定装置中，该变速器锁定装置和/或该差速器锁定装置具有空转区段以用于使该变速器锁定轴和/或该差速器锁定轴与驱动方向相反地空转。这可以理解为：尤其当相应的驱动器存在故障时，为了从相应的锁定位置运动到相应的释放位置而提供空转。这实现了：当在这样的冗余使用情况下唯一工作的驱动器必须共同组合地操作变速器锁定装置和差速器锁定装置时，完好的驱动器不必拖着相应有缺陷的驱动器并且因此不产生不必要地更大的阻力。

同样地，本发明的主题是一种用于固定电动车辆的静止状态的方法，尤其借助于根据本发明的固定装置，该方法具有如下步骤：

-执行变速器锁定运动以使变速器锁定器件从变速器释放位置向变速器锁定位置运动，

-执行差速器锁定运动以使差速器锁定器件从差速器释放位置向差速器锁定位置运动。

通过参照本发明的固定装置，本发明方法带来了已经详细地参照本发明的固定装置所阐述的优点相同的优点。

此外有利的是，在根据本发明的方法中，变速器锁定运动和差速器锁定运动至少部分地同时执行，尤其以相同的开始时间点和/或相同的结束时间点。这使得同步或至少部分同步地执行这两种锁定运动。例如可以以几何结构上的方式来提供关联，如参照路径传动比已经阐述的。然而在本发明的意义上，原理上也可设想借助于开环控制和/或闭环控制进行关联，即这种关联的软件技术上的解决方案。

同样地，本发明的主题是一种电动车辆，该电动车辆具有根据本发明的固定装置。由此，根据本发明的电动车辆带来了与参照根据本发明的固定装置已经详细描述的优点相同的优点。

附图说明

本发明的其他优点、特征和细节从下文的说明中得出，其中参照附图对本发明的实施例进行详细说明。在此，在权利要求书和说明书中提及的特征可以分别单独地或在任意组合中是对本发明而言重要的。附图中示意性地示出：

图1示出根据本发明的固定装置的一种实施方式，

图2以侧向图示示出图1的实施方式，

图3示出图1和图2在电动车辆上的实施方式，

图4以侧向图示示出图3的实施方式，

图5示出图3和图4的实施方式的部分截面图，

图6示出图5在差速器锁定位置的实施方式，

图7以等距细节图示示出图3至图6的实施方式，

图8以侧向图示示出图7的实施方式，以及

图9示出根据本发明的固定装置的示意性图示。

具体实施方式

图1和图2示意性地示出根据本发明的固定装置10。这个固定装置设有两个独立的驱动器，即变速器锁定驱动器22和差速器锁定驱动器42。变速器锁定驱动器22和差速器锁定驱动器42分别实施为要么机电的致动器、要么液压的致动器。由此设计有变速器锁定装置20和差速器锁定装置40。针对工作方式，现在这两个轴(即变速器锁定轴24和差速器锁定轴44)藉由相应的耦合区段25和45驱动式地相互连接。通过变速器锁定驱动器22与差速器锁定驱动器42的耦合获得冗余的运行。

针对固定情况的置入，即驱动车轮的锁定，现在启用这两个驱动器22和42中的至少一个驱动器。在正常驱动运行中，启用变速器锁定驱动器22和差速器锁定驱动器42以产生相应的锁定运动。在此，这种锁定运动在两种情况下是旋转运动，这个旋转运动藉由变速器锁定轴24和差速器锁定轴44被驱动。对应的锁定运动相应地(在此藉由这两个耦合区段25和45以冗余的方式)一方面作用在变速器锁定器件26上并且另一方面作用在差速器锁定器件46上。变速器锁定器件26和差速器锁定器件46在此设计为用于形状配合的接合，以便提供对应的锁定功能。在图2中，已可以看出差速器锁定器件46的差速器锁定区段48的销式延伸部或鼻形突出部。如果存在这两个驱动器22和42中的一个驱动器的失效，那么通过藉由耦合区段25和45的耦合，各自仍完好的驱动器22或42可以使两个锁定器件(即变速器锁定器件26和差速器锁定器件26)单独地运动到各自的锁定位置。

在图1中，藉由箭头运动还展示了从差速器释放位置df到差速器锁定位置ds的相应运动方向或从变速器释放位置gf到变速器锁定位置gs的相应运动方向。

图3和图4示意性地示出(在此具有多挡变速器110的)电动车辆100上的安装。工作方式对应于图1和图2所描述的工作方式。在图4中，对应地展示了从驱动轮出来的力路径kp。这个力路径kp传导力，该力例如通过在斜坡上驻车时的下坡从动力从驱动轮被引入多挡变速器110。现在，这个力沿着力路径kp得到双重支撑，即一方面在多挡变速器110内部在变速器锁定装置20的变速器锁定器件26上得到支撑，并且另一方面在差速器锁定装置40的差速器锁定器件46上得到支撑。

在图5和图6中，再次很好地展示了差速器锁定器件46的锁定效果。图5示出差速器释放位置，差速器锁定器件46的相应的差速器锁定区段48(在此作为花键设计)在图6中在差速器锁定位置ds中卡入的所属的配合差速器锁定区段50。

图7和图8示出结合到电动车辆100上，这种结合再次展示了紧凑的构造方式。尤其，现有的变速器锁定驱动器22也可以用于根据本发明的固定装置10，使得仅须将差速器锁定装置46和在那里主要是差速器锁定驱动器42作为附加构件集成到电动车辆100中。

最后，图9以示意性的构造示出用于固定电动车辆100的静止状态的固定装置10。固定装置10一方面由变速器锁定装置20和差速器锁定装置40构成，其中变速器锁定装置20具有带有变速器锁定轴24的机电的或液压的变速器锁定驱动器22，该变速器锁定轴负责在变速器锁定位置gs和变速器释放位置gf之间驱动变速器锁定器件26。差速器锁定装置40具有同样带有差速器锁定轴44的机电的或液压的差速器锁定驱动器42，该差速器锁定轴负责在差速器锁定位置ds和差速器释放位置df之间驱动差速器锁定器件46。为了产生冗余的布置，变速器锁定轴24和差速器锁定轴44以传输驱动的方式相互连接，这在图9中以附图标记60示意性地展示。

上述对实施方式的说明仅在示例的范围内描述了本发明。在不背离本发明的范围的情况下，只要在技术上有意义，自然也可以将这些实施方式的单独的特征自由地彼此组合。