專利名稱：獨(dú)立控制左右車輪功率輸出的混合動(dòng)力汽車用有源傳動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混合動(dòng)力汽車用有源傳動(dòng)裝置，特別涉及一種獨(dú)立控制左右車輪功率輸出的混合動(dòng)力汽車用有源傳動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
在混合動(dòng)力車輛技術(shù)領(lǐng)域，已經(jīng)提出各種動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式，依據(jù)其傳動(dòng)方式可大致將其分為兩類1)定軸輪系；2)周轉(zhuǎn)輪系。與前者相比，后者具備一定的優(yōu)勢(shì)。首先，相比定軸輪系，周轉(zhuǎn)輪系具備較多自由度這樣一個(gè)特點(diǎn)使得周轉(zhuǎn)輪系可以通過(guò)較少的零部件實(shí)現(xiàn)較多的運(yùn)行模式。其次，對(duì)于基于周轉(zhuǎn)輪系的有源傳動(dòng)裝置而言，通常發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與車速解耦，相當(dāng)于實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)變速?！?br> 對(duì)于基于周轉(zhuǎn)輪系實(shí)現(xiàn)的單電機(jī)并聯(lián)式混合動(dòng)力車輛而言，雖然發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與車速解耦，但是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩并未與車輛需求轉(zhuǎn)矩解耦，即發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)的優(yōu)化空間是有限的。如果在此基礎(chǔ)上再增加一個(gè)電機(jī)，從而形成雙電機(jī)混聯(lián)式混合動(dòng)力車輛，那么，發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)的優(yōu)化空間將大大增加。此外，由于同時(shí)存在兩個(gè)電機(jī)參與工作，因此車輛有望在純電動(dòng)工況下，獲得較大的動(dòng)力。日本豐田公司的產(chǎn)品THS通過(guò)在一行星輪系的保持架上連接一發(fā)動(dòng)機(jī)，同時(shí)在太陽(yáng)輪上連接一發(fā)電機(jī)，最后將一電機(jī)以及車輪連接到齒圈，THS實(shí)現(xiàn)了包括純電動(dòng)行駛、混合動(dòng)力行駛、駐車啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)以及駐車發(fā)電等在內(nèi)的常規(guī)運(yùn)行模式。但是，當(dāng)要求在實(shí)現(xiàn)上述常規(guī)運(yùn)行模式的同時(shí)，還要求其能夠在特殊路況上行駛時(shí)，THS就不再適合。例如1)要求車輛能夠?qū)崿F(xiàn)原地轉(zhuǎn)向；2)要求車輛的驅(qū)動(dòng)輪能夠?qū)崿F(xiàn)電子差速功能等，而這正是本發(fā)明擬解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是要提供一種結(jié)構(gòu)緊湊的獨(dú)立控制左右車輪功率輸出的混合動(dòng)力汽車用有源傳動(dòng)裝置。為了解決以上的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種獨(dú)立控制左右車輪功率輸出的混合動(dòng)力汽車用有源傳動(dòng)裝置，包括一發(fā)動(dòng)機(jī)、一發(fā)電機(jī)、兩周轉(zhuǎn)輪系以及左/右驅(qū)動(dòng)電機(jī)；所述第一周轉(zhuǎn)輪系用于實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)以及第二周轉(zhuǎn)輪系輸入構(gòu)件的功率耦合；所述第二周轉(zhuǎn)輪系用于實(shí)現(xiàn)左/右驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及第一周轉(zhuǎn)輪系輸出構(gòu)件的功率耦合；第一周轉(zhuǎn)輪系輸出構(gòu)件與第二周轉(zhuǎn)輪系輸入構(gòu)件之間通過(guò)直齒輪副或者錐齒輪副驅(qū)動(dòng)連接；左/右驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別與左右輪邊驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)連接。所述第一周轉(zhuǎn)輪系由行星輪系構(gòu)成，至少包括一太陽(yáng)輪、一保持架以及一齒圈；發(fā)動(dòng)機(jī)與保持架驅(qū)動(dòng)連接，發(fā)電機(jī)與太陽(yáng)輪驅(qū)動(dòng)連接，第一周轉(zhuǎn)輪系的輸出構(gòu)件為齒圈。所述第二周轉(zhuǎn)輪系由差動(dòng)輪系構(gòu)成，至少包括一差速器殼以及兩輸出行星輪；左/右驅(qū)動(dòng)電機(jī)與兩輸出行星輪之間驅(qū)動(dòng)連接，第二周轉(zhuǎn)輪系的輸入構(gòu)件為差速器殼。
固結(jié)于齒圈上的一錐齒輪與固結(jié)于差速器殼上的另一錐齒輪正交旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)連接，以此構(gòu)成第一周轉(zhuǎn)輪系與第二周轉(zhuǎn)輪系之間的動(dòng)力傳遞路徑。本發(fā)明的優(yōu)越功效在于提供了一種結(jié)構(gòu)緊湊、具備多種運(yùn)行模式，能夠?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，同時(shí)要求左右輪獨(dú)立控制功率輸出特殊路況下使用的混合動(dòng)力汽車用有源傳動(dòng)裝置，具備一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。


附圖I為本發(fā)明的原理 附圖2為本發(fā)明的車輛在駐車發(fā)電模式下的轉(zhuǎn)速分布 附圖3為本發(fā)明的車輛在混合動(dòng)力直駛模式下的轉(zhuǎn)速分布圖； 附圖4為本發(fā)明的車輛在純電動(dòng)直駛模式下的轉(zhuǎn)速分布 附圖5為本發(fā)明的車輛在原地純電動(dòng)轉(zhuǎn)向模式下的轉(zhuǎn)速分布 附圖6為本發(fā)明的車輛在大半徑混合動(dòng)力轉(zhuǎn)向模式下的轉(zhuǎn)速分布 附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明
I一發(fā)動(dòng)機(jī)；2 —發(fā)電機(jī)；
3一第一周轉(zhuǎn)輪系；4 一第二周轉(zhuǎn)輪系；
5一左驅(qū)動(dòng)電機(jī)；6 —右驅(qū)動(dòng)電機(jī)；
7一左側(cè)輪邊驅(qū)動(dòng)軸；8 —右側(cè)輪邊驅(qū)動(dòng)軸；
9 一左側(cè)驅(qū)動(dòng)輪；10 —右側(cè)驅(qū)動(dòng)輪；
II一太陽(yáng)輪；12 —保持架；
13 —齒圈；14 一差速器殼；
15 —行星輪。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱附圖所示，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。如圖I所示，本發(fā)明提供了一種獨(dú)立控制左右車輪功率輸出的混合動(dòng)力汽車用有源傳動(dòng)裝置，包括一發(fā)動(dòng)機(jī)I、一發(fā)電機(jī)2、第一周轉(zhuǎn)輪系3和第二周轉(zhuǎn)輪系4、左驅(qū)動(dòng)電機(jī)5和右驅(qū)動(dòng)電機(jī)6 ;所述第一周轉(zhuǎn)輪系3用于實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)I、發(fā)電機(jī)2以及第二周轉(zhuǎn)輪系4輸入構(gòu)件的功率耦合；所述第二周轉(zhuǎn)輪系4用于實(shí)現(xiàn)左驅(qū)動(dòng)電機(jī)5和右驅(qū)動(dòng)電機(jī)6以及第一周轉(zhuǎn)輪系3輸出構(gòu)件的功率耦合；第一周轉(zhuǎn)輪系3輸出構(gòu)件與第二周轉(zhuǎn)輪系4輸入構(gòu)件之間通過(guò)直齒輪副或者錐齒輪副驅(qū)動(dòng)連接；左驅(qū)動(dòng)電機(jī)5和右驅(qū)動(dòng)電機(jī)6分別與左右輪邊驅(qū)動(dòng)軸7、8驅(qū)動(dòng)連接。所述第一周轉(zhuǎn)輪系3由行星輪系構(gòu)成，至少包括一太陽(yáng)輪11、一保持架12以及一齒圈13 ;發(fā)動(dòng)機(jī)I與保持架12驅(qū)動(dòng)連接，發(fā)電機(jī)2與太陽(yáng)輪11驅(qū)動(dòng)連接，第一周轉(zhuǎn)輪系3的輸出構(gòu)件為齒圈13。所述第二周轉(zhuǎn)輪系4由差動(dòng)輪系構(gòu)成，至少包括一差速器殼14以及兩輸出行星輪15 ;左驅(qū)動(dòng)電機(jī)5和右驅(qū)動(dòng)電機(jī)6與兩輸出行星輪15之間驅(qū)動(dòng)連接，第二周轉(zhuǎn)輪系4的輸入構(gòu)件為差速器殼14。固結(jié)于齒圈13上的一錐齒輪與固結(jié)于差速器殼14上的另一錐齒輪正交旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)連接，以此構(gòu)成第一周轉(zhuǎn)輪系3與第二周轉(zhuǎn)輪系4之間的動(dòng)力傳遞路徑。本發(fā)明的車輛可具有多種運(yùn)行模式，現(xiàn)舉例說(shuō)明
Cl)駐車充電模式(如圖2)
當(dāng)車輛處于駐車充電模式時(shí)，齒圈13被鎖死，發(fā)動(dòng)機(jī)I正向旋轉(zhuǎn)并且輸出功率，發(fā)電機(jī)
2正向旋轉(zhuǎn)并且吸收功率，向電池充電。由于左/右側(cè)車輪9/10被鎖死，因此第二周轉(zhuǎn)輪系4被整體鎖死。(2)混合動(dòng)力直駛模式(如圖3):
當(dāng)車輛處于混合動(dòng)力直駛模式時(shí)，齒圈13正向旋轉(zhuǎn)并且向差速器殼14輸出功率，發(fā)動(dòng)機(jī)I正向旋轉(zhuǎn)并且輸出功率，發(fā)電機(jī)2正向旋轉(zhuǎn)并且吸收功率，向電池充電。第二周轉(zhuǎn)輪系4將輸入自差速器殼14的功率平均向左右兩側(cè)分配，與左驅(qū)動(dòng)電機(jī)5和右驅(qū)動(dòng)電機(jī)6 通過(guò)正向旋轉(zhuǎn)輸出的功率一起共同驅(qū)動(dòng)車輛直駛。(3)純電動(dòng)直駛模式(如圖4)
當(dāng)車輛處于純電動(dòng)直駛模式時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)I處于關(guān)機(jī)狀態(tài)并且被鎖死，發(fā)電機(jī)2反向空轉(zhuǎn)，齒圈13與差速器殼14之間沒(méi)有功率傳遞。僅僅由左驅(qū)動(dòng)電機(jī)5和右驅(qū)動(dòng)電機(jī)6通過(guò)正向旋轉(zhuǎn)輸出的功率驅(qū)動(dòng)車輛直駛。(4)原地純電動(dòng)轉(zhuǎn)向模式(如圖5)
當(dāng)車輛處于原地純電動(dòng)轉(zhuǎn)向模式時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)I處于關(guān)機(jī)狀態(tài)，第一周轉(zhuǎn)輪系3與差速器殼14 一起被鎖死。左驅(qū)動(dòng)電機(jī)5和右驅(qū)動(dòng)電機(jī)6只能沿相反方向旋轉(zhuǎn)，以此實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向。(5)大半徑混合動(dòng)力轉(zhuǎn)向模式(如圖6):
當(dāng)車輛處于大半徑混合動(dòng)力轉(zhuǎn)向模式時(shí)，齒圈13正向旋轉(zhuǎn)并且向差速器殼14輸出功率，發(fā)動(dòng)機(jī)I正向旋轉(zhuǎn)并且輸出功率，發(fā)電機(jī)2正向旋轉(zhuǎn)并且吸收功率，向電池充電。以大半徑向右轉(zhuǎn)為例，右驅(qū)動(dòng)電機(jī)6被鎖死，左驅(qū)動(dòng)電機(jī)5正向旋轉(zhuǎn)并且輸出功率。當(dāng)車輛在行駛過(guò)程中，若右側(cè)驅(qū)動(dòng)輪10被迫懸空，左側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)5將繼續(xù)為車輛提供動(dòng)力。同理，當(dāng)車輛在行駛過(guò)程中，若左側(cè)驅(qū)動(dòng)輪9被迫懸空，右側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)6將繼續(xù)為車輛提供動(dòng)力。
權(quán)利要求
1.一種獨(dú)立控制左右車輪功率輸出的混合動(dòng)力汽車用有源傳動(dòng)裝置，包括一發(fā)動(dòng)機(jī)、一發(fā)電機(jī)、兩周轉(zhuǎn)輪系以及左/右驅(qū)動(dòng)電機(jī)；其特征在于所述第一周轉(zhuǎn)輪系用于實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)以及第二周轉(zhuǎn)輪系輸入構(gòu)件的功率耦合；所述第二周轉(zhuǎn)輪系用于實(shí)現(xiàn)左/右驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及第一周轉(zhuǎn)輪系輸出構(gòu)件的功率耦合；第一周轉(zhuǎn)輪系輸出構(gòu)件與第二周轉(zhuǎn)輪系輸入構(gòu)件之間通過(guò)直齒輪副或者錐齒輪副驅(qū)動(dòng)連接；左/右驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別與左右輪邊驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的獨(dú)立控制左右車輪功率輸出的混合動(dòng)力汽車用有源傳動(dòng)裝置，其特征在于所述第一周轉(zhuǎn)輪系由行星輪系構(gòu)成，至少包括一太陽(yáng)輪、一保持架以及一齒圈；發(fā)動(dòng)機(jī)與保持架驅(qū)動(dòng)連接，發(fā)電機(jī)與太陽(yáng)輪驅(qū)動(dòng)連接，第一周轉(zhuǎn)輪系的輸出構(gòu)件為齒圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的獨(dú)立控制左右車輪功率輸出的混合動(dòng)力汽車用有源傳動(dòng)裝置，其特征在于所述第二周轉(zhuǎn)輪系由差動(dòng)輪系構(gòu)成，至少包括一差速器殼以及兩輸出行星輪；左/右驅(qū)動(dòng)電機(jī)與兩輸出行星輪之間驅(qū)動(dòng)連接，第二周轉(zhuǎn)輪系的輸入構(gòu)件為差速器殼。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種獨(dú)立控制左右車輪功率輸出的混合動(dòng)力汽車用有源傳動(dòng)裝置，包括一發(fā)動(dòng)機(jī)、一發(fā)電機(jī)、兩周轉(zhuǎn)輪系以及左/右驅(qū)動(dòng)電機(jī)；第一周轉(zhuǎn)輪系用于實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)以及第二周轉(zhuǎn)輪系輸入構(gòu)件的功率耦合；第二周轉(zhuǎn)輪系用于實(shí)現(xiàn)左/右驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及第一周轉(zhuǎn)輪系輸出構(gòu)件的功率耦合；第一周轉(zhuǎn)輪系輸出構(gòu)件與第二周轉(zhuǎn)輪系輸入構(gòu)件之間通過(guò)直齒輪副或者錐齒輪副驅(qū)動(dòng)連接；左/右驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別與左右輪邊驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、具備多種運(yùn)行模式，能夠?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，同時(shí)能夠左右輪獨(dú)立控制功率輸出。
文檔編號(hào)B60K6/36GK102951005SQ20121041978
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月29日
發(fā)明者鐘再敏, 陳辛波, 余卓平, 吳?？?申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)