CN102951005A - 独立控制左右车轮功率输出的混合动力汽车用有源传动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种独立控制左右车轮功率输出的混合动力汽车用有源传动装置，包括一发动机、一发电机、两周转轮系以及左/右驱动电机；第一周转轮系用于实现发动机、发电机以及第二周转轮系输入构件的功率耦合；第二周转轮系用于实现左/右驱动电机以及第一周转轮系输出构件的功率耦合；第一周转轮系输出构件与第二周转轮系输入构件之间通过直齿轮副或者锥齿轮副驱动连接；左/右驱动电机分别与左右轮边驱动轴驱动连接。本发明的优点是结构紧凑、具备多种运行模式，能够为发动机实现无级变速，同时能够左右轮独立控制功率输出。
Description
技术领域
本发明涉及一种混合动力汽车用有源传动装置，特别涉及一种独立控制左右车轮功率输出的混合动力汽车用有源传动装置。
背景技术
在混合动力车辆技术领域，已经提出各种动力驱动系统结构形式，依据其传动方式可大致将其分为两类：1）定轴轮系；2）周转轮系。与前者相比，后者具备一定的优势。首先，相比定轴轮系，周转轮系具备较多自由度这样一个特点使得周转轮系可以通过较少的零部件实现较多的运行模式。其次，对于基于周转轮系的有源传动装置而言，通常发动机转速与车速解耦，相当于实现了无级变速。
对于基于周转轮系实现的单电机并联式混合动力车辆而言，虽然发动机转速与车速解耦，但是发动机转矩并未与车辆需求转矩解耦，即发动机工作点的优化空间是有限的。如果在此基础上再增加一个电机，从而形成双电机混联式混合动力车辆，那么，发动机工作点的优化空间将大大增加。此外，由于同时存在两个电机参与工作，因此车辆有望在纯电动工况下，获得较大的动力。
日本丰田公司的产品THS通过在一行星轮系的保持架上连接一发动机，同时在太阳轮上连接一发电机，最后将一电机以及车轮连接到齿圈，THS实现了包括：纯电动行驶、混合动力行驶、驻车启动发动机以及驻车发电等在内的常规运行模式。但是，当要求在实现上述常规运行模式的同时，还要求其能够在特殊路况上行驶时，THS就不再适合。例如：1）要求车辆能够实现原地转向；2）要求车辆的驱动轮能够实现电子差速功能等，而这正是本发明拟解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是要提供一种结构紧凑的独立控制左右车轮功率输出的混合动力汽车用有源传动装置。
为了解决以上的问题，本发明提供了一种独立控制左右车轮功率输出的混合动力汽车用有源传动装置，包括一发动机、一发电机、两周转轮系以及左/右驱动电机；所述第一周转轮系用于实现发动机、发电机以及第二周转轮系输入构件的功率耦合；所述第二周转轮系用于实现左/右驱动电机以及第一周转轮系输出构件的功率耦合；第一周转轮系输出构件与第二周转轮系输入构件之间通过直齿轮副或者锥齿轮副驱动连接；左/右驱动电机分别与左右轮边驱动轴驱动连接。
所述第一周转轮系由行星轮系构成，至少包括一太阳轮、一保持架以及一齿圈；发动机与保持架驱动连接，发电机与太阳轮驱动连接，第一周转轮系的输出构件为齿圈。
所述第二周转轮系由差动轮系构成，至少包括一差速器壳以及两输出行星轮；左/右驱动电机与两输出行星轮之间驱动连接，第二周转轮系的输入构件为差速器壳。
固结于齿圈上的一锥齿轮与固结于差速器壳上的另一锥齿轮正交旋转驱动连接，以此构成第一周转轮系与第二周转轮系之间的动力传递路径。
本发明的优越功效在于：提供了一种结构紧凑、具备多种运行模式，能够为发动机实现无级变速，同时要求左右轮独立控制功率输出特殊路况下使用的混合动力汽车用有源传动装置，具备一定的实际应用价值。
附图说明
附图1为本发明的原理图；
附图2为本发明的车辆在驻车发电模式下的转速分布图；
附图3为本发明的车辆在混合动力直驶模式下的转速分布图；
附图4为本发明的车辆在纯电动直驶模式下的转速分布图；
附图5为本发明的车辆在原地纯电动转向模式下的转速分布图；
附图6为本发明的车辆在大半径混合动力转向模式下的转速分布图；
附图标号说明
1－发动机； 2－发电机；
3－第一周转轮系； 4－第二周转轮系；
5－左驱动电机； 6－右驱动电机；
7－左侧轮边驱动轴； 8－右侧轮边驱动轴；
9－左侧驱动轮； 10－右侧驱动轮；
11－太阳轮； 12－保持架；
13－齿圈； 14－差速器壳；
15－行星轮。
具体实施方式
请参阅附图所示，对本发明作进一步的描述。
如图1所示，本发明提供了一种独立控制左右车轮功率输出的混合动力汽车用有源传动装置，包括一发动机1、一发电机2、第一周转轮系3和第二周转轮系4、左驱动电机5和右驱动电机6；所述第一周转轮系3用于实现发动机1、发电机2以及第二周转轮系4输入构件的功率耦合；所述第二周转轮系4用于实现左驱动电机5和右驱动电机6以及第一周转轮系3输出构件的功率耦合；第一周转轮系3输出构件与第二周转轮系4输入构件之间通过直齿轮副或者锥齿轮副驱动连接；左驱动电机5和右驱动电机6分别与左右轮边驱动轴7、8驱动连接。
所述第一周转轮系3由行星轮系构成，至少包括一太阳轮11、一保持架12以及一齿圈13；发动机1与保持架12驱动连接，发电机2与太阳轮11驱动连接，第一周转轮系3的输出构件为齿圈13。
所述第二周转轮系4由差动轮系构成，至少包括一差速器壳14以及两输出行星轮15；左驱动电机5和右驱动电机6与两输出行星轮15之间驱动连接，第二周转轮系4的输入构件为差速器壳14。
固结于齿圈13上的一锥齿轮与固结于差速器壳14上的另一锥齿轮正交旋转驱动连接，以此构成第一周转轮系3与第二周转轮系4之间的动力传递路径。
本发明的车辆可具有多种运行模式，现举例说明：
（1）驻车充电模式（如图2）：
当车辆处于驻车充电模式时，齿圈13被锁死，发动机1正向旋转并且输出功率，发电机2正向旋转并且吸收功率，向电池充电。由于左/右侧车轮9/10被锁死，因此第二周转轮系4被整体锁死。
（2）混合动力直驶模式（如图3）：
当车辆处于混合动力直驶模式时，齿圈13正向旋转并且向差速器壳14输出功率，发动机1正向旋转并且输出功率，发电机2正向旋转并且吸收功率，向电池充电。第二周转轮系4将输入自差速器壳14的功率平均向左右两侧分配，与左驱动电机5和右驱动电机6通过正向旋转输出的功率一起共同驱动车辆直驶。
（3）纯电动直驶模式（如图4）：
当车辆处于纯电动直驶模式时，发动机1处于关机状态并且被锁死，发电机2反向空转，齿圈13与差速器壳14之间没有功率传递。仅仅由左驱动电机5和右驱动电机6通过正向旋转输出的功率驱动车辆直驶。
（4）原地纯电动转向模式（如图5）：
当车辆处于原地纯电动转向模式时，发动机1处于关机状态，第一周转轮系3与差速器壳14一起被锁死。左驱动电机5和右驱动电机6只能沿相反方向旋转，以此实现原地转向。
（5）大半径混合动力转向模式（如图6）：
当车辆处于大半径混合动力转向模式时，齿圈13正向旋转并且向差速器壳14输出功率，发动机1正向旋转并且输出功率，发电机2正向旋转并且吸收功率，向电池充电。以大半径向右转为例，右驱动电机6被锁死，左驱动电机5正向旋转并且输出功率。
当车辆在行驶过程中，若右侧驱动轮10被迫悬空，左侧驱动电机5将继续为车辆提供动力。
同理，当车辆在行驶过程中，若左侧驱动轮9被迫悬空，右侧驱动电机6将继续为车辆提供动力。
Claims (3)
1.一种独立控制左右车轮功率输出的混合动力汽车用有源传动装置，包括一发动机、一发电机、两周转轮系以及左/右驱动电机；其特征在于：所述第一周转轮系用于实现发动机、发电机以及第二周转轮系输入构件的功率耦合；所述第二周转轮系用于实现左/右驱动电机以及第一周转轮系输出构件的功率耦合；第一周转轮系输出构件与第二周转轮系输入构件之间通过直齿轮副或者锥齿轮副驱动连接；左/右驱动电机分别与左右轮边驱动轴驱动连接。
2.根据权利要求1所述的独立控制左右车轮功率输出的混合动力汽车用有源传动装置，其特征在于：所述第一周转轮系由行星轮系构成，至少包括一太阳轮、一保持架以及一齿圈；发动机与保持架驱动连接，发电机与太阳轮驱动连接，第一周转轮系的输出构件为齿圈。
3.根据权利要求1所述的独立控制左右车轮功率输出的混合动力汽车用有源传动装置，其特征在于：所述第二周转轮系由差动轮系构成，至少包括一差速器壳以及两输出行星轮；左/右驱动电机与两输出行星轮之间驱动连接，第二周转轮系的输入构件为差速器壳。
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| PB01 | Publication | ||
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Application publication date: 20130306 |