CN101450618B - 储能式双动耦合动力分配系统 - Google Patents

储能式双动耦合动力分配系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种储能式双动耦合动力分配系统,所述储能式双动耦合动力分配系统是供驱动全轮驱动(All Wheel Driving)载具,主要由回转动力源的回转输出端,经中间传动及操控接口装置输出端驱动前轮传动装置总成进而驱动前轮,中间传动及操控接口装置的输出端同时供驱动双动式电磁耦合装置的一回转输入端,而由双动式电磁耦合驱动装置的另一回转输出端供驱动后轮,所述双动式电磁耦合装置为双端可回转结构,其双端轴分别结合于可回转磁场结构及可回转转子结构,并接受操控装置的控制,以调控前轮及后轮间的动力分配。

Description

储能式双动耦合动力分配系统
技术领域
本发明提供一种储能式双动耦合动力分配系统,为关于全轮驱动(AllWheel Driving)载具的前轮及后轮的驱动动能,即时作动力分配的技术创新,以期在恶劣路况及气候下,提升行车性能及安全性,以及能以混合动力(HYBRID)功能运转。
背景技术
传统全驱车(All Wheel Driving),简称AWD,通常指前二轮及后二轮四轮驱动车,当然亦指前二轮后一轮或前一轮后二轮、或再增加后轮的六驱、八驱车……等,目前约分为下列系统:
(1)全时驱动式(Full Time Driving),即引擎动力全时间驱动前后轮组,而在原动侧与后轮组与动力源之间加设可差动阻尼器,如VW的SYNCRO,此方式优点为前后轮皆有驱动力、驱动性能良好,缺点为损失较大且油耗较高。
(2)即时驱动式(Real Time Driving),为在后轮与动力源之间设置可控的机械式或电磁式或流力式离合器,通过人工或自动检测的操控,在驱动状况需要时,通过离合器闭合以驱动后轮,而在一般路况则以前轮驱动以节省燃料,此方式的缺失在不论以人工操控或自动操控,当路况需要时,后轮产生动能的时间皆会有些微延迟,不能即时响应。
(3)前后轮间设置中间差动轮组,此方式的缺失在于其中一差动输出端打滑时,另一差动输出端即失去动力,例如前轮打滑,则后轮亦会失去动力。
上述三种方式的共同缺失为其中一轮组打滑时,另一轮组即失去动力,若加设抗滑阻尼,则更形成动力损失,机件温升加快且动力性能大幅下降,其性能的缺失如下:
1、颠簸路况后轮无法与前轮作主动的异步驱动,例如某些状况下后轮需快于前轮;
2、爬坡或重载启动时,无法操控后轮产生较前轮大的动力;
3、无法作前后轮动力的随机分配。
发明内容
本发明的主要目的,在于提供一种储能式双动耦合动力分配系统。所述系统为用以驱动全轮驱动载具,由回转动力源的回转输出端,经中间传动及操控接口装置输出端,驱动前轮传动装置总成进而驱动前轮,中间传动及操控接口装置的输出端同时供驱动双动式电磁耦合装置的一回转输入端,而由双动式电磁耦合驱动装置的另一回转输出端供驱动后轮,所述双动式电磁耦合装置为双端可回转结构,其双端轴分别结合于可回转磁场结构及可回转转子结构,并接受操控装置的控制,以调控前轮及后轮间的动力分配,以及可以混合动力功能运转。
本发明的有益效果在于,本发明提供的一种储能式双动耦合动力分配系统,为关于全轮驱动载具的前轮及后轮的驱动动能,即时作动力分配的技术创新,在恶劣路况及气候下,能够提升行车性能及安全性,以及能以混合动力功能运转。
附图说明
图1为本发明提供的储能式双动耦合动力分配系统的实施例示意图。
图2为图1的部分结构例示意图。
具体实施方式
本发明所揭示的储能式双动耦合动力分配系统,为用于驱动全轮驱动交通工具,主要由内燃引擎(或其他回转动力源)的回转输出端,经变速或离合功能的中间传动及操控接口装置或连结装置,以将回转动能经前轮传动装置总成驱动前轮,以及联结回转动能驱动双动式电磁耦合装置的回转输入端,再经由双动式电磁耦合装置的另一回转输出端供驱动后轮,所述双动式电磁耦合装置为呈可回转的双端轴的结构,其双端轴分别结合于供构成可回转磁场结构及可回转转子结构的第一回转电机结构及第二回转电机结构,分别构成所述双动式电磁耦合装置1004的输入端与输出端,并接受操控装置的控制。
兹依附图的实施例说明如下:
图1所示为本发明提供的储能式双动耦合动力分配系统的实施例示意图,图2所示为图1的部分结构例示意图,其主要构成包括:
回转动力单元1000:为由内燃引擎或其他回转动力源所构成,其回转输出轴1001经依需要选定的离合器1002、或具变速装置功能的中间传动及操控接口装置1003,以经前轮传动装置总成1006驱动前轮1007,以及经双动式电磁耦合驱动装置1004驱动后轮1114;
离合器1002:为由人力或机力或电磁力或流力或离心力等所驱动的离合装置,或为单向传动装置所构成;所述离合器为供设置于回转动力单元1000与中间传动及操控接口装置1003之间,而接受中央控制器1118的操控以作结合或脱离的运作;所述离合器可依需要选择设置或不设置;
中间传动及操控接口装置1003:包括供切换变速驱动负载的自排或手排或手控自排变速装置及离合器等习用人机操作接口装置所构成,其输入端供输入回转动力单元1000的回转动能,其输出端的一供驱动前轮传动装置总成1006,以驱动前轮1007;
中间传动及操控接口装置1003的另一输出端供驱动双动式电磁耦合驱动装置1004,而由双动式电磁耦合驱动装置1004的输出端驱动后轮1114;
前轮传动装置总成1006:为依负载性质而设置,含可选择性设置前轮差动轮组1017供驱动两输出端的前轮1007,或选择性设置传动轮组供驱动单独的前轮,或依需要选择性设置可操控离合器1016,供传输或切断对前轮的回转动能;所述前轮传动装置总成可依需要选择设置或不设置;
离合器1016:为由人力或机力或电磁力或流力或离心力等所驱动的离合装置,或为单向传动装置所构成;所述离合器为供设置于中间传动及操控接口装置1003回转动能输出端与前轮差动轮组1017之间,以接受中央控制器1118的操控作结合或脱离的运作;所述离合器可依需要选择设置或不设置;
双动式电磁耦合驱动装置1004:含由交流或直流、无刷或有刷式电机结构所构成,为可作双动运转的回转电机结构,包括由供构成可转动的磁场结构、及可转动的转子结构的第一回转电机结构及第二回转电机结构,分别构成双动式电磁耦合装置1004的输入端与输出端,第一回转电机结构及第二回转电机结构分别供耦合于中间传动及操控接口装置1003的输出端,以及经后轮差动轮组1113驱动后轮1114,或选择性设置传动轮组供驱动单独的后轮;
后轮差动轮组1113:为依负载性质而设置,含可选择性设置差动轮组,或选择性设置传动轮组供驱动单独负载;所述后轮差动轮组可依需要选择设置或不设置;
离合器1116:为由人力或机力或电磁力或流力或离心力等所驱动的离合装置,或为单向传动装置所构成;所述离合器1116为设置于供构成可回转磁场结构及可回转转子结构的第一回转电机结构及第二回转电机结构之间,供接受中央控制器1118的操控,而使供构成可回转磁场结构与可回转转子结构的第一回转电机结构及第二回转电机结构作结合或脱离;所述离合器可依需要选择设置或不设置;
离合器1120:为由人力或机力或电磁力或流力或离心力等所驱动的离合装置,或为单向传动装置所构成;所述离合器1120为设置于中间传动及操控接口装置1003的回转动能输出端,与双动式电磁耦合驱动装置1004的输入端之间,供接受中央控制器1118的操控,而使中间传动及操控接口装置1003与双动式电磁耦合驱动装置1004间作联结或脱离;所述离合器可依需要选择设置或不设置;
制动器1121:为由人力或机力或电磁力或流力所操控的可操控制动功能装置,供设置于双动式电磁耦合驱动装置1004的输入端与静止机体之间,以接受中央控制器1118的操控,对双动式电磁耦合驱动装置1004的输入端作闭合制动或释放的运作;所述制动器可依需要选择设置或不设置;
驱动电路装置1115:为由机电或固态电子元件所构成,为设置于双动式电磁耦合驱动装置1004与储放电装置1117之间,供接受中央控制器1118操控指令的操作,以驱动双动式电磁耦合驱动装置1004作为马达功能的正转或反转运转,或作输入或输出电流及电压的调控,以操控双动式电磁耦合驱动装置1004作为发电机功能运转,供对储放电装置1117充电或对其他负载输出电能,并通过控制其发电输出的电压电流的大小,以操控双动式电磁耦合驱动装置1004双动运转的耦合转矩;
中央控制器1118:为由机电或固态电子元件所构成,供输出操控指令,以操控驱动电路装置1115,以操控双动式电磁耦合驱动装置1004,以及操控回转动力单元1000,以及操控上述的离合器及制动器;
储放电装置1117:为由可充放电的二次电池、或电容、或超电容所构成;
前轮1007:含由一个或一个以上经中间传动及操控接口装置1003所驱动或再经前轮传动装置总成1006所驱动的轮组、或履带或其他负载所构成;
后轮1114:含由一个或一个以上被直接或经传动装置,或后轮差动轮组1113所驱动的轮组、或履带或其他负载所构成。
所述储能式双动耦合动力分配系统,其各组件间的结构设置,可依需要做选择,其结构方式如下,其中:
双动式电磁耦合驱动装置1004可依结构需要选择设置方式如下:
(1)双动式电磁耦合驱动装置1004可为与后轮差动轮组1113呈共构;或
(2)双动式电磁耦合驱动装置1004可为与中间传动及操控接口装置1003呈共构;或
(3)双动式电磁耦合驱动装置1004可为独立设置于中间传动及操控接口装置1003与后轮差动轮组1113之间。
制动器1121及离合器1120可依结构需要选择设置方式如下:
(1)制动器1121可为设置于双动式电磁耦合驱动装置1004;或
(2)制动器1121可为与离合器1120设置于前轮传动装置总成1006;或
(3)制动器1121可为与离合器1120共同设置于中间传动及操控接口装置1003;或
(4)离合器1120可为设置于前轮传动装置总成1006;或
(5)离合器1120可为与制动器1121共同设置于双动式电磁耦合驱动装置1004;或
(6)离合器1120及制动器1121可为共构装置;或
(7)离合器1120可为独立设置;或
(8)制动器1121可为独立设置;或
(9)制动器1121及离合器1120可为共构装置而独立设置。
离合器1002可依结构需要选择设置方式如下:
(1)离合器1002可为设置于回转动力单元1000;或
(2)离合器1002可为设置于前轮传动装置总成1006;或
(3)离合器1002可为设置于中间传动及操控接口装置1003;或
(4)离合器1002可为独立设置于回转动力单元1000及前轮传动装置总成1006之间;或
(5)离合器1002可为独立设置于回转动力单元1000及中间传动及操控接口装置1003之间。
所述储能式双动耦合动力分配系统的回转动力单元1000所输出回转动能,经中间传动及操控接口装置1003的输出端,驱动前轮传动装置总成1006进而驱动前轮1007,以及由中间传动及操控接口装置1003的另一输出端,经离合器1120联结双动式电磁耦合驱动装置1004的输入端,再经由双动式电磁耦合驱动装置1004的轮出端,经后轮差动轮组1113驱动后轮1114,双动式电磁耦合驱动装置1004的输出端与后轮1114的传动方式,包括直接通往后轮1114,或经变速或离合功能的传动装置再通往后轮1114,或经后轮差动轮组1113驱动具差动性需求的后轮1114,例如两侧的后轮组,或选择性设置传动轮组供驱动单独的后轮。
所述储能式双动耦合动力分配系统,应用于全轮驱动载具时,可通过中间传动及操控接口装置1003及中央控制器1118的操控,以操控离合器1002、离合器1016、离合器1116、离合器1120、制动器1121,以及经驱动电路装置1115操控双动式电磁耦合驱动装置1004,而具有以下全部或部分功能含:
(1)于引擎作为回转动力单元1000时,离合器1002闭合、离合器1016为脱离,制动器1121脱离,离合器1116亦脱离,离合器1120闭合,通过储放电装置1117的电能经驱动电路装置1115的操控,驱动双动式电磁耦合装置1004作为马达功能的正转或反转运转,与引擎共同回转驱动后轮1114,以调控后轮1114的动力,协助于加速、爬坡、下坡、抗滑、制动刹车等各种需求的运作;或
(2)于引擎作为回转动力单元1000时,离合器1002闭合、离合器1016为闭合,制动器1121脱离,离合器1116亦脱离,离合器1120闭合,通过储放电装置1117的电能经驱动电路装置1115的操控,驱动双动式电磁耦合装置1004作为马达功能运转,而通过双动式电磁耦合装置1004的正转或反转运转,与引擎共同回转驱动前轮1007及后轮1114,以调控前轮1007及后轮1114的动力分配,进而操控系统作全轮驱动的运作,协助于加速、爬坡、下坡、抗滑、制动刹车等各种需求的运作;或
(3)于引擎作为回转动力单元1000时,离合器1002闭合、离合器1016为脱离,制动器1121脱离,离合器1116亦脱离,离合器1120闭合,通过储放电装置1117的电能经驱动电路装置1115的操控,驱动双动式电磁耦合装置1004作为马达功能的正转或反转运转,与引擎共同回转驱动后轮1114,以调控后轮1114的动力,协助于加速、爬坡、下坡、抗滑、制动刹车等各种需求的运作,并使引擎被操控运转于最佳燃料比量(BSFC)能源效率较高较省燃料的区域;或
(4)于引擎作为回转动力单元1000时,离合器1002闭合、离合器1016为闭合,制动器1121脱离,离合器1116亦脱离,离合器1120闭合,通过储放电装置1117的电能经驱动电路装置1115的操控,驱动双动式电磁耦合装置1004作为马达功能运转,而通过双动式电磁耦合装置1004的正转或反转运转,与引擎共同回转驱动前轮1007及后轮1114,以调控前轮1007及后轮1114的动力分配,进而操控系统作全轮驱动的运作,协助于加速、爬坡、下坡、抗滑、制动刹车等各种需求的运作,并使引擎被操控运转于最佳燃料比量能源效率较高较省燃料的区域;或
(5)于引擎作为回转动力单元1000时,离合器1002闭合、离合器1016为脱离,制动器1121呈脱离,离合器1116亦呈脱离,离合器1120闭合,通过双动式电磁耦合装置1004的第一回转电机结构,与中间传动及操控接口装置1003的回转动能输出端经离合器1120耦合,而双动式电磁耦合装置1004的第二回转电机结构,供与驱动后轮1114的后轮差动轮组1113耦合,于双动式电磁耦合装置1004的第一回转电机结构与第二回转电机结构之间具转速差时,通过两者间的转速差,产生发电机功能对储放电装置1117充电,并通过操控充电电流的大小,进而操控差动耦合扭矩的大小,以调控后轮1114的动力;或
(6)于引擎作为回转动力单元1000时,离合器1002闭合、离合器1016为脱离,制动器1121呈脱离,离合器1116亦呈脱离,离合器1120闭合,通过双动式电磁耦合装置1004的第一回转电机结构,与中间传动及操控接口装置1003的回转动能输出端经离合器1120耦合,而双动式电磁耦合装置1004的第二回转电机结构,供与驱动后轮1114的后轮差动轮组1113耦合,于双动式电磁耦合装置1004的第一回转电机结构与第二回转电机结构之间具转速差时,通过两者间的转速差,产生发电机功能对储放电装置1117充电,并通过操控充电电流的大小,进而操控差动耦合扭矩的大小,以调控后轮1114的动力,并使引擎被操控运转于最佳燃料比量能源效率较高较省燃料的区域;或
(7)于引擎作为回转动力单元1000时,离合器1002闭合、离合器1016为闭合,制动器1121呈闭合,离合器1116亦呈脱离,离合器1120脱离,双动式电磁耦合装置1004的第一回转电机结构,通过制动器1121锁固,双动式电磁耦合装置1004的第二回转电机结构,供与驱动后轮1114的后轮差动轮组1113耦合,于引擎驱动前轮1007时,通过设有前轮1007的共构车体所设置的后轮1114被作拖曳驱动,使双动式电磁耦合装置1004的第一回转电机结构与第二回转电机结构之间具转速差,通过两者间的转速差,产生发电机功能对储放电装置1117充电,并通过操控充电电流的大小,进而操控差动耦合扭矩的大小,以调控前轮1007的动力;或
(8)于引擎作为回转动力单元1000时,离合器1002闭合、离合器1016为闭合,制动器1121呈闭合,离合器1116亦呈脱离,离合器1120脱离,双动式电磁耦合装置1004的第一回转电机结构,通过制动器1121锁固,双动式电磁耦合装置1004的第二回转电机结构,供与驱动后轮1114的后轮差动轮组1113耦合,于引擎驱动前轮1007时,通过设有前轮1007的共构车体所设置的后轮1114被作拖曳驱动,使双动式电磁耦合装置1004的第一回转电机结构与第二回转电机结构之间具转速差,通过两者间的转速差,产生发电机功能对储放电装置1117充电,并通过操控充电电流的大小,进而操控差动耦合扭矩的大小,以调控前轮1007的动力,并使引擎被操控运转于最佳燃料比量能源效率较高较省燃料的区域;或
(9)于引擎作为回转动力单元1000时,离合器1002闭合,离合器1016为脱离,制动器1121呈脱离,离合器1116亦呈脱离,离合器1120闭合,双动式电磁耦合装置1004的第一回转电机结构,与中间传动及操控接口装置1003的回转动能输出端经离合器1120耦合,而双动式电磁耦合装置1004的第二回转电机结构,直接或经后轮差动轮组1113驱动后轮1114,而通过储放电装置1117的电能经驱动电路装置1115的操控,驱动双动式电磁耦合驱动装置1004作马达功能运转,作转速相加以协助引擎驱动后轮1114;或
(10)于引擎作为回转动力单元1000时,离合器1002闭合,离合器1016为闭合,制动器1121呈脱离,离合器1116亦呈脱离,离合器1120闭合,双动式电磁耦合装置1004的第一回转电机结构,与中间传动及操控接口装置1003的回转动能输出端经离合器1120耦合,而双动式电磁耦合装置1004的第二回转电机结构,直接或经后轮差动轮组1113,驱动后轮1114,而通过储放电装置1117的电能经驱动电路装置1115的操控,驱动双动式电磁耦合驱动装置1004作马达功能运转,作转速相加以协助引擎驱动前轮1007及后轮1114,进而操控系统作全轮驱动的运作;或
(11)于引擎作为回转动力单元1000时,离合器1002闭合,离合器1016为脱离,制动器1121呈脱离,离合器1116亦呈脱离,离合器1120闭合,双动式电磁耦合装置1004的第一回转电机结构,与中间传动及操控接口装置1003的回转动能输出端经离合器1120耦合,而双动式电磁耦合装置1004的第二回转电机结构,直接或经后轮差动轮组1113驱动后轮1114,而通过储放电装置1117的电能经驱动电路装置1115的操控,驱动双动式电磁耦合驱动装置1004作马达功能运转,以协助引擎驱动后轮1114,并使引擎被操控运转于最佳燃料比量能源效率较高较省燃料的区域;
(12)于引擎作为回转动力单元1000时,离合器1002闭合,离合器1016为闭合,制动器1121呈脱离,离合器1116亦呈脱离,离合器1120闭合,双动式电磁耦合装置1004的第一回转电机结构,与中间传动及操控接口装置1003的回转动能输出端经离合器1120耦合,而双动式电磁耦合装置1004的第二回转电机结构,直接或经后轮差动轮组1113,驱动后轮1114,而通过储放电装置1117的电能经驱动电路装置1115的操控,驱动双动式电磁耦合驱动装置1004作马达功能运转,以协助引擎驱动前轮1007及后轮1114,进而操控系统作全轮驱动的运作,并使引擎被操控运转于最佳燃料比量能源效率较高较省燃料的区域;
(13)离合器1120呈脱离,制动器1121呈闭合,由储放电装置1117的电能经驱动电路装置1115的操控,驱动双动式电磁耦合装置1004的第二回转电机结构,以单独作正转或反转的回转输出驱动后轮1114;或
(14)于引擎作为回转动力单元1000时,离合器1002呈闭合,离合器1016呈闭合,离合器1020呈脱离,离合器1116呈脱离,制动器1021呈闭合,由引擎动能经离合器1016驱动前轮1007,而通过储放电装置1117的电能经驱动电路装置1115的操控驱动双动式电磁耦合装置1004作马达功能运转,以驱动后轮1114,进而操控系统作全轮驱动的运作;
(15)于引擎作为回转动力单元1000时,离合器1002呈闭合,离合器1016呈闭合,离合器1020呈脱离,离合器1116呈脱离,制动器1021呈闭合,由引擎动能经离合器1016驱动前轮1007,而通过储放电装置1117的电能经驱动电路装置1115的操控驱动双动式电磁耦合装置1004作马达功能运转,以驱动后轮1114,进而操控系统作全轮驱动的运作,并使引擎被操控运转于最佳燃料比量能源效率较高较省燃料的区域;
(16)以引擎作为回转动力单元1000时,离合器1002闭合、离合器1016呈闭合,离合器1120呈脱离,离合器1116呈脱离,制动器1121呈脱离,而由回转动力单元1000的回转动能驱动前输1007;或
(17)以引擎作为回转动力单元1000时,离合器1002闭合、离合器1016呈脱离,制动器1121呈脱离,离合器1120闭合、离合器1116呈闭合,而由回转动力单元1000的回转动能驱动后轮1114;或
(18)以引擎作为回转动力单元1000时,离合器1002闭合、离合器1016呈闭合,制动器1121呈脱离,离合器1120闭合、离合器1116呈闭合,而由回转动力单元1000的回转动能驱动后轮1114及前轮1007,进而操控系统作全轮驱动的运作;或
(19)于引擎作为回转动力单元1000时,离合器1002可为闭合或脱离,离合器1016脱离,离合器1120呈脱离,离合器1116呈脱离,制动器1121呈闭合,而于下坡或刹车或减速制动时,由双动式电磁耦合驱动装置1004作发电机功能运转,对储放电装置1117充电或供电至其他电能驱动负载,以作再生发电制动;或
(20)以引擎作为回转动力单元1000时,离合器1002呈闭合,离合器1016呈闭合,离合器1120呈脱离,离合器1116呈脱离,制动器1121呈闭合制动,而于下坡或刹车或减速制动时,由双动式电磁耦合驱动装置1004作发电机功能运转,对储放电装置1117充电或供电至其他电能驱动负载,以作再生发电制动,以和引擎的阻尼共同作制动刹车功能的运作;或
(21)以引擎作为回转动力单元1000时,离合器1002呈闭合,离合器1016呈闭合,离合器1120呈闭合,离合器1116呈闭合,制动器1121呈脱离,而于下坡或刹车或减速制动时,由引擎的阻尼作为制动刹车功能的运作。
所述储能式双动耦合动力分配系统,亦可进一步将回转动力单元1000传输至前轮1007的速比,及传输往后轮1114的速比,作成不同速比的配置,而于四轮驱动(4WD)或全轮驱动时,或滑行时,若离合器1116未闭合或未设置,则于驱动中,双动式电磁耦合装置1004的第一回转电机结构与第二回转电机结构之间,将呈不同转速运转,包括:
第一回转电机结构的转速快于第二回转电机结构;或
第二回转电机结构的转速快于第一回转电机结构;
上述于驱动中,双动式电磁耦合装置1004的第一回转电机结构及第二回转电机结构之间呈不同转速的转速差,可供作为发电机功能运转,以供对储放电装置1117充电或对其他负载供电,以及进一步可调控引擎运转于最佳燃料比量能源效率较高较省燃料的区域。
所述储能式双动耦合动力分配系统,在实际应用中,可供同时驱动前轮组及后轮组,亦可供驱动前轮组或仅驱动后轮组,其中:
前轮组包括一轮或一轮以上的圆形轮,或特定几何形状的回转轮;
后轮组包括一轮或一轮以上的圆形轮,或特定几何形状的回转轮;
所述轮组包括履带结构。
在所述储能式双动耦合动力分配系统中,离合器1002、1016、1116、1120及制动器1121为可依需要选择设置或不设置,系统的运作功能亦作相对的增减;其增减功能的推定为熟悉全轮驱动的技术人员可轻易了解,此处不再赘述。
综合上述,在本发明提供的储能式双动耦合动力分配系统可应用于车辆、船舶、或作为其他固定式复合驱动动力的全轮驱动载具,在实际应用中,可视需要选择其输出功能周边配件,以弹性选择所需系统。

Claims (3)

1.一种储能式双动耦合动力分配系统,其特征在于,所述储能式双动耦合动力分配系统为用以驱动全轮驱动载具,主要由回转动力源的回转输出端,经中间传动及操控接口装置输出端,驱动前轮传动装置总成进而驱动前轮,中间传动及操控接口装置的输出端同时供驱动双动式电磁耦合装置的一回转输入端,而由双动式电磁耦合驱动装置的另一回转输出端供驱动后轮,所述双动式电磁耦合装置为双端可回转结构,其双端轴分别结合于可回转磁场结构及可回转转子结构,并接受操控装置的控制,以调控前轮及后轮间的动力分配,以及可以混合动力功能运转,其主要构成包括:
回转动力单元(1000):为由内燃引擎或其他回转动力源所构成,其回转输出轴(1001)经依需要选定的第一离合器(1002)、或具变速装置功能的中间传动及操控接口装置(1003),以经前轮传动装置总成(1006)驱动前轮(1007),以及经双动式电磁耦合驱动装置(1004)驱动后轮(1114);
第一离合器(1002):为由人力或机力或电磁力或流力或离心力所驱动的离合装置,或为单向传动装置所构成;所述离合器为供设置于回转动力单元(1000)与中间传动及操控接口装置(1003)之间,而接受中央控制器(1118)的操控以作结合或脱离的运作;所述第一离合器(1002)可依需要选择设置或不设置;
中间传动及操控接口装置(1003):包括供切换变速驱动负载的自排或手排或手控自排变速装置及离合器所构成,其输入端供输入回转动力单元(1000)的回转动能,其输出端的一端供驱动前轮传动装置总成(1006),以驱动前轮(1007);
中间传动及操控接口装置(1003)的另一输出端供驱动双动式电磁耦合驱动装置(1004),而由双动式电磁耦合驱动装置(1004)的输出端驱动后轮(1114);
前轮传动装置总成(1006):为依负载性质而设置,含可选择性设置前轮差动轮组(1017)供驱动两输出端的前轮(1007),或选择性设置传动轮组供驱动单独的前轮,或依需要选择性设置可操控第二离合器(1016),供传输或切断对前轮的回转动能;所述前轮传动装置总成可依需要选择设置或不设置;
第二离合器(1016):为由人力或机力或电磁力或流力或离心力所驱动的离合装置,或为单向传动装置所构成;所述第二离合器(1016)为供设置于中间传动及操控接口装置(1003)回转动能输出端与前轮差动轮组(1017)之间,以接受中央控制器(1118)的操控作结合或脱离的运作;所述第二离合器(1016)可依需要选择设置或不设置;
双动式电磁耦合驱动装置(1004):含由交流或直流、无刷或有刷式电机结构所构成,为可作双动运转的回转电机结构,包括由供构成可转动的磁场结构、及可转动的转子结构的第一回转电机结构及第二回转电机结构,分别构成双动式电磁耦合装置(1004)的输入端与输出端,第一回转电机结构及第二回转电机结构分别供耦合于中间传动及操控接口装置(1003)的输出端,以及经后轮差动轮组(1113)驱动后轮(1114),或选择性设置传动轮组供驱动单独的后轮;
后轮差动轮组(1113):为依负载性质而设置,含可选择性设置差动轮组,或选择性设置传动轮组供驱动单独负载;所述后轮差动轮组可依需要选择设置或不设置;
第三离合器(1116):为由人力或机力或电磁力或流力或离心力所驱动的离合装置,或为单向传动装置所构成;所述第三离合器(1116)为设置于供构成可回转磁场结构及可回转转子结构的第一回转电机结构及第二回转电机结构之间,供接受中央控制器(1118)的操控,而使供构成可回转磁场结构与可回转转子结构的第一回转电机结构及第二回转电机结构作结合或脱离;所述第三离合器(1116)可依需要选择设置或不设置;
第四离合器(1120):为由人力或机力或电磁力或流力或离心力所驱动的离合装置,或为单向传动装置所构成;所述第四离合器(1120)为设置于中间传动及操控接口装置(1003)的回转动能输出端,与双动式电磁耦合驱动装置(1004)的输入端之间,供接受中央控制器(1118)的操控,而使中间传动及操控接口装置(1003)与双动式电磁耦合驱动装置(1004)间作联结或脱离;所述第四离合器(1120)可依需要选择设置或不设置;
第一制动器(1121):为由人力或机力或电磁力或流力所操控的可操控制动功能装置,供设置于双动式电磁耦合驱动装置(1004)的输入端与静止机体之间,以接受中央控制器(1118)的操控,对双动式电磁耦合驱动装置(1004)的输入端作闭合制动或释放的运作;所述第一制动器(1121)可依需要选择设置或不设置;
驱动电路装置(1115):为由机电或固态电子元件所构成,为设置于双动式电磁耦合驱动装置(1004)与储放电装置(1117)之间,供接受中央控制器(1118)操控指令的操作,以驱动双动式电磁耦合驱动装置(1004)作为马达功能的正转或反转运转,或作输入或输出电流及电压的调控,以操控双动式电磁耦合驱动装置(1004)作为发电机功能运转,供对储放电装置(1117)充电或对其他负载输出电能,并通过控制其发电输出的电压电流的大小,以操控双动式电磁耦合驱动装置(1004)双动运转的耦合转矩;
中央控制器(1118):为由机电或固态电子元件所构成,供输出操控指令,以操控驱动电路装置(1115)以供操控双动式电磁耦合装置(1004),以及操控回转动力单元(1000),以及操控上述的第一离合器(1002)、第二离合器(1016)、第三离合器(1116)、第四离合器(1120)及第一制动器(1121);
储放电装置(1117):为由可充放电的二次电池、或电容、或超电容所构成;
前轮(1007):含由一个或一个以上经中间传动及操控接口装置(1003)所驱动或再经前轮传动装置总成(1006)所驱动的轮组、或履带或其他负载所构成;
后轮(1114):含由一个或一个以上被直接或经传动装置,或后轮差动轮组(1113)所驱动的轮组、或履带或其他负载所构成;
所述储能式双动耦合动力分配系统,其各组件间的结构设置,可依需要做选择,其结构方式如下,其中:
双动式电磁耦合驱动装置(1004)可依结构需要选择设置方式如下:
1)双动式电磁耦合驱动装置(1004)可为与后轮差动轮组(1113)呈共构;或
2)双动式电磁耦合驱动装置(1004)可为与中间传动及操控接口装置(1003)呈共构;或
3)双动式电磁耦合驱动装置(1004)可为独立设置于中间传动及操控接口装置(1003)与后轮差动轮组(1113)之间;
第一制动器(1121)及第四离合器(1120)可依结构需要选择设置方式如下:
1)第一制动器(1121)可为设置于双动式电磁耦合驱动装置(1004);或
2)第一制动器(1121)可为与第四离合器(1120)设置于前轮传动装置总成(1006);或
3)第一制动器(1121)可为与第四离合器(1120)共同设置于中间传动及操控接口装置(1003);或
4)第四离合器(1120)可为设置于前轮传动装置总成(1006);或
5)第四离合器(1120)可为与第一制动器(1121)共同设置于双动式电磁耦合驱动装置(1004);或
6)第四离合器(1120)及第一制动器(1121)可为共构装置;或
7)第四离合器(1120)可为独立设置;或
8)第一制动器(1121)可为独立设置;或
9)第一制动器(1121)及第四离合器(1120)可为共构装置而独立设置;
第一离合器(1002)可依结构需要选择设置方式如下:
1)第一离合器(1002)可为设置于回转动力单元(1000);或
2)第一离合器(1002)可为设置于前轮传动装置总成(1006);或
3)第一离合器(1002)可为设置于中间传动及操控接口装置(1003);或
4)第一离合器(1002)可为独立设置于回转动力单元(1000)及前轮传动装置总成(1006)之间;或
5)第一离合器(1002)可为独立设置于回转动力单元(1000)及中间传动及操控接口装置(1003)之间;
所述回转动力单元(1000)所输出回转动能,经中间传动及操控接口装置(1003)的输出端,驱动前轮传动装置总成(1006)进而驱动前轮(1007),以及由中间传动及操控接口装置(1003)的另一输出端,经第四离合器(1120)联结双动式电磁耦合驱动装置(1004)的输入端,再经由双动式电磁耦合驱动装置(1004)的输出端,经后轮差动轮组(1113)驱动后轮(1114),双动式电磁耦合驱动装置(1004)的输出端与后轮(1114)的传动方式,包括直接通往后轮(1114),或经变速或离合功能的传动装置再通往后轮(1114),或经后轮差动轮组(1113)驱动具差动性需求的后轮(1114),其包括两侧的后轮组,或选择性设置传动轮组供驱动单独的后轮;
所述储能式双动耦合动力分配系统,应用于全轮驱动载具时,可通过中间传动及操控接口装置(1003)及中央控制器(1118)的操控,以操控第一离合器(1002)、第二离合器(1016)、第三离合器(1116)、第四离合器(1120)、第一制动器(1121),以及经驱动电路装置(1115)操控双动式电磁耦合驱动装置(1004),而具有以下全部或部分功能含:
1)于引擎作为回转动力单元(1000)时,第一离合器(1002)闭合、第二离合器(1016)为脱离,第一制动器(1121)脱离,第三离合器(1116)亦脱离,第四离合器(1120)闭合,通过储放电装置(1117)的电能经驱动电路装置(1115)的操控,驱动双动式电磁耦合装置(1004)作为马达功能的正转或反转运转,与引擎共同回转驱动后轮(1114),以调控后轮(1114)的动力,协助于加速、爬坡、下坡、抗滑、制动剎车;或
2)于引擎作为回转动力单元(1000)时,第一离合器(1002)闭合、第二离合器(1016)为闭合,第一制动器(1121)脱离,第三离合器(1116)亦脱离,第四离合器(1120)闭合,通过储放电装置(1117)的电能经驱动电路装置(1115)的操控,驱动双动式电磁耦合装置(1004)作为马达功能运转,而通过双动式电磁耦合装置(1004)的正转或反转运转,与引擎共同回转驱动前轮(1007)及后轮(1114),以调控前轮(1007)及后轮(1114)的动力分配,进而操控系统作全轮驱动的运作,协助于加速、爬坡、下坡、抗滑、制动剎车;或
3)于引擎作为回转动力单元(1000)时,第一离合器(1002)闭合、第二离合器(1016)为脱离,第一制动器(1121)脱离,第三离合器(1116)亦脱离,第四离合器(1120)闭合,通过储放电装置(1117)的电能经驱动电路装置(1115)的操控,驱动双动式电磁耦合装置(1004)作为马达功能的正转或反转运转,与引擎共同回转驱动后轮(1114),以调控后轮(1114)的动力,协助于加速、爬坡、下坡、抗滑、制动剎车,并使引擎被操控运转于最佳燃料比量能源效率较高较省燃料的区域;或
4)于引擎作为回转动力单元(1000)时,第一离合器(1002)闭合、第二离合器(1016)为闭合,第一制动器(1121)脱离,第三离合器(1116)亦脱离,第四离合器(1120)闭合,通过储放电装置(1117)的电能经驱动电路装置(1115)的操控,驱动双动式电磁耦合装置(1004)作为马达功能运转,而通过双动式电磁耦合装置(1004)的正转或反转运转,与引擎共同回转驱动前轮(1007)及后轮(1114),以调控前轮(1007)及后轮(1114)的动力分配,进而操控系统作全轮驱动的运作,协助于加速、爬坡、下坡、抗滑、制动剎车,并使引擎被操控运转于最佳燃料比量能源效率较高较省燃料的区域;或
5)于引擎作为回转动力单元(1000)时,第一离合器(1002)闭合、第二离合器(1016)为脱离,第一制动器(1121)呈脱离,第三离合器(1116)亦呈脱离,第四离合器(1120)闭合,通过双动式电磁耦合装置(1004)的第一回转电机结构,与中间传动及操控接口装置(1003)的回转动能输出端经第四离合器(1120)耦合,而双动式电磁耦合装置(1004)的第二回转电机结构,供与驱动后轮(1114)的后轮差动轮组(1113)耦合,于双动式电磁耦合装置(1004)的第一回转电机结构与第二回转电机结构之间具转速差时,通过两者间的转速差,产生发电机功能对储放电装置(1117)充电,并通过操控充电电流的大小,进而操控差动耦合扭矩的大小,以调控后轮(1114)的动力;或
6)于引擎作为回转动力单元(1000)时,第一离合器(1002)闭合、第二离合器(1016)为脱离,第一制动器(1121)呈脱离,第三离合器(1116)亦呈脱离,第四离合器(1120)闭合,通过双动式电磁耦合装置(1004)的第一回转电机结构,与中间传动及操控接口装置(1003)的回转动能输出端经第四离合器(1120)耦合,而双动式电磁耦合装置(1004)的第二回转电机结构,供与驱动后轮(1114)的后轮差动轮组(1113)耦合,于双动式电磁耦合装置(1004)的第一回转电机结构与第二回转电机结构之间具转速差时,通过两者间的转速差,产生发电机功能对储放电装置(1117)充电,并通过操控充电电流的大小,进而操控差动耦合扭矩的大小,以调控后轮(1114)的动力,并使引擎被操控运转于最佳燃料比量能源效率较高较省燃料的区域;或
7)于引擎作为回转动力单元(1000)时,第一离合器(1002)闭合、第二离合器(1016)为闭合,第一制动器(1121)呈闭合,第三离合器(1116)亦呈脱离,第四离合器(1120)脱离,双动式电磁耦合装置(1004)的第一回转电机结构,通过第一制动器(1121)锁固,双动式电磁耦合装置(1004)的第二回转电机结构,供与驱动后轮(1114)的后轮差动轮组(1113)耦合,于引擎驱动前轮(1007)时,通过设有前轮(1007)的共构车体所设置的后轮(1114)被作拖曳驱动,使双动式电磁耦合装置(1004)的第一回转电机结构与第二回转电机结构之间具转速差,通过两者间的转速差,产生发电机功能对储放电装置(1117)充电,并通过操控充电电流的大小,进而操控差动耦合扭矩的大小,以调控前轮(1007)的动力;或
8)于引擎作为回转动力单元(1000)时,第一离合器(1002)闭合、第二离合器(1016)为闭合,第一制动器(1121)呈闭合,第三离合器(1116)亦呈脱离,第四离合器(1120)脱离,双动式电磁耦合装置(1004)的第一回转电机结构,通过第一制动器(1121)锁固,双动式电磁耦合装置(1004)的第二回转电机结构,供与驱动后轮(1114)的后轮差动轮组(1113)耦合,于引擎驱动前轮(1007)时,通过设有前轮(1007)的共构车体所设置的后轮(1114)被作拖曳驱动,使双动式电磁耦合装置(1004)的第一回转电机结构与第二回转电机结构之间具转速差,通过两者间的转速差,产生发电机功能对储放电装置(1117)充电,并通过操控充电电流的大小,进而操控差动耦合扭矩的大小,以调控前轮(1007)的动力,并使引擎被操控运转于最佳燃料比量能源效率较高较省燃料的区域;或
9)于引擎作为回转动力单元(1000)时,第一离合器(1002)闭合,第二离合器(1016)为脱离,第一制动器(1121)呈脱离,第三离合器(1116)亦呈脱离,第四离合器(1120)闭合,双动式电磁耦合装置(1004)的第一回转电机结构,与中间传动及操控接口装置(1003)的回转动能输出端经第四离合器(1120)耦合,而双动式电磁耦合装置(1004)的第二回转电机结构,直接或经后轮差动轮组(1113)驱动后轮(1114),而通过储放电装置(1117)的电能经驱动电路装置(1115)的操控,驱动双动式电磁耦合驱动装置(1004)作马达功能运转,作转速相加以协助引擎驱动后轮(1114);或
10)于引擎作为回转动力单元(1000)时,第一离合器(1002)闭合,第二离合器(1016)为闭合,第一制动器(1121)呈脱离,第三离合器(1116)亦呈脱离,第四离合器(1120)闭合,双动式电磁耦合装置(1004)的第一回转电机结构,与中间传动及操控接口装置(1003)的回转动能输出端经第四离合器(1120)耦合,而双动式电磁耦合装置(1004)的第二回转电机结构,直接或经后轮差动轮组(1113),驱动后轮(1114),而通过储放电装置(1117)的电能经驱动电路装置(1115)的操控,驱动双动式电磁耦合驱动装置(1004)作马达功能运转,作转速相加以协助引擎驱动前轮(1007)及后轮(1114),进而操控系统作全轮驱动的运作;或
11)于引擎作为回转动力单元(1000)时,第一离合器(1002)闭合,第二离合器(1016)为脱离,第一制动器(1121)呈脱离,第三离合器(1116)亦呈脱离,第四离合器(1120)闭合,双动式电磁耦合装置(1004)的第一回转电机结构,与中间传动及操控接口装置(1003)的回转动能输出端经第四离合器(1120)耦合,而双动式电磁耦合装置(1004)的第二回转电机结构,直接或经后轮差动轮组(1113)驱动后轮(1114),而通过储放电装置(1117)的电能经驱动电路装置(1115)的操控,驱动双动式电磁耦合驱动装置(1004)作马达功能运转,以协助引擎驱动后轮(1114),并使引擎被操控运转于最佳燃料比量能源效率较高较省燃料的区域;
12)于引擎作为回转动力单元(1000)时,第一离合器(1002)闭合,第二离合器(1016)为闭合,第一制动器(1121)呈脱离,第三离合器(1116)亦呈脱离,第四离合器(1120)闭合,双动式电磁耦合装置(1004)的第一回转电机结构,与中间传动及操控接口装置(1003)的回转动能输出端经第四离合器(1120)耦合,而双动式电磁耦合装置(1004)的第二回转电机结构,直接或经后轮差动轮组(1113),驱动后轮(1114),而通过储放电装置(1117)的电能经驱动电路装置(1115)的操控,驱动双动式电磁耦合驱动装置(1004)作马达功能运转,以协助引擎驱动前轮(1007)及后轮(1114),进而操控系统作全轮驱动的运作,并使引擎被操控运转于最佳燃料比量能源效率较高较省燃料的区域;
13)第四离合器(1120)呈脱离,第一制动器(1121)呈闭合,由储放电装置(1117)的电能经驱动电路装置(1115)的操控,驱动双动式电磁耦合装置(1004)的第二回转电机结构,以单独作正转或反转的回转输出驱动后轮(1114);或
14)于引擎作为回转动力单元(1000)时,第一离合器(1002)呈闭合,第二离合器(1016)呈闭合,第五离合器(1020)呈脱离,第三离合器(1116)呈脱离,第二制动器(1021)呈闭合,由引擎动能经第二离合器(1016)驱动前轮(1007),而通过储放电装置(1117)的电能经驱动电路装置(1115)的操控驱动双动式电磁耦合装置(1004)作马达功能运转,以驱动后轮(1114),进而操控系统作全轮驱动的运作;
15)于引擎作为回转动力单元(1000)时,第一离合器(1002)呈闭合,第二离合器(1016)呈闭合,第五离合器(1020)呈脱离,第三离合器(1116)呈脱离,第二制动器(1021)呈闭合,由引擎动能经第二离合器(1016)驱动前轮(1007),而通过储放电装置(1117)的电能经驱动电路装置(1115)的操控驱动双动式电磁耦合装置(1004)作马达功能运转,以驱动后轮(1114),进而操控系统作全轮驱动的运作,并使引擎被操控运转于最佳燃料比量能源效率较高较省燃料的区域;
16)以引擎作为回转动力单元(1000)时,第一离合器(1002)闭合、第二离合器(1016)呈闭合,第四离合器(1120)呈脱离,第三离合器(1116)呈脱离,第一制动器(1121)呈脱离,而由回转动力单元(1000)的回转动能驱动前轮(1007);或
17)以引擎作为回转动力单元(1000)时,第一离合器(1002)闭合、第二离合器(1016)呈脱离,第一制动器(1121)呈脱离,第四离合器(1120)闭合、第三离合器(1116)呈闭合,而由回转动力单元(1000)的回转动能驱动后轮(1114);或
18)以引擎作为回转动力单元(1000)时,第一离合器(1002)闭合、操控第二离合器(1016)呈闭合,第一制动器(1121)呈脱离,第四离合器(1120)闭合、第三离合器(1116)呈闭合,而由回转动力单元(1000)的回转动能驱动后轮(1114)及前轮(1007),进而操控系统作全轮驱动的运作;或
19)于引擎作为回转动力单元(1000)时,第一离合器(1002)可为闭合或脱离,第二离合器(1016)脱离,第四离合器(1120)呈脱离,第三离合器(1116)呈脱离,第一制动器(1121)呈闭合,而于下坡或剎车或减速制动时,由双动式电磁耦合驱动装置(1004)作发电机功能运转,对储放电装置(1117)充电或供电至其他电能驱动负载,以作再生发电制动;或
20)以引擎作为回转动力单元(1000)时,第一离合器(1002)呈闭合,第二离合器(1016)呈闭合,第四离合器(1120)呈脱离,第三离合器(1116)呈脱离,第一制动器(1121)呈闭合制动,而于下坡或剎车或减速制动时,由双动式电磁耦合驱动装置(1004)作发电机功能运转,对储放电装置(1117)充电或供电至其他电能驱动负载,以作再生发电制动,以和引擎的阻尼共同作制动剎车功能的运作;或
21)以引擎作为回转动力单元(1000)时,第一离合器(1002)呈闭合,第二离合器(1016)呈闭合,第四离合器(1120)呈闭合,第三离合器(1116)呈闭合,第一制动器(1121)呈脱离,而于下坡或剎车或减速制动时,由引擎的阻尼作为制动剎车功能的运作。
2.如权利要求1所述的储能式双动耦合动力分配系统,其特征在于,所述储能式双动耦合动力分配系统可进一步将回转动力单元(1000)传输至前轮(1007)的速比,及传输往后轮(1114)的速比,作成不同速比的配置,而于四轮驱动或全轮驱动时,或滑行时,若第三离合器(1116)未闭合或未设置,则于驱动中,双动式电磁耦合装置(1004)的第一回转电机结构与第二回转电机结构之间,将呈不同转速运转,包括:
第一回转电机结构的转速快于第二回转电机结构;或
第二回转电机结构的转速快于第一回转电机结构;
上述于驱动中,双动式电磁耦合装置(1004)的第一回转电机结构及第二回转电机结构之间呈不同转速的转速差,可供作为发电机功能运转,以供对储放电装置(1117)充电或对其他负载供电,以及进一步可调控引擎运转于最佳燃料比量能源效率较高较省燃料的区域。
3.如权利要求1所述的储能式双动耦合动力分配系统,其特征在于,所述储能式双动耦合动力分配系统在实际应用中,可供同时驱动前轮组及后轮组,亦可供驱动前轮组或仅驱动后轮组,其中:
前轮组包括一轮或一轮以上的圆形轮,或其他特定几何形状的回转轮;
后轮组包括一轮或一轮以上的圆形轮,或其他特定几何形状的回转轮;
所述轮组包括履带结构。
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