CN207825938U - 一种驱动机构及汽车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例提供了一种驱动机构及汽车，驱动机构包括：发动机、变速器、轴间差速器、轮间差速器、轮边减速器和用于驱动车轮转动或者回收制动能量的轮毂电机；通过驱动机构的发动机、变速器、轴间差速器、轮间差速器和轮边减速器向车轮传递第一扭矩流，通过驱动机构的轮毂电机、轮边减速器向车轮传递第二扭矩流，第一扭矩流和/或第二扭矩流在车轮上耦合，进而控制车轮转动。驱动机构可以代替机械差速锁，差速范围可调，物料成本低，系统可靠性高，可节省成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车技术领域，特别涉及一种驱动机构及汽车。
背景技术
所谓高机动性越野汽车是指汽车底盘的最小离地距离高于一般越野车，涉水深度也深于普通越野车，越野行驶的越障能力也强。这种高机动性越野汽车一般在特殊场合使用，例如野外作业，军事活动，抢险救灾等。现有的越野车通过差速锁来实现一个车轮着地时也能行驶或越障的效果。对与现有的带差速锁的车辆而言，具有差速范围不可调的缺点，且在混合动力的越野车上加装差速锁具有一定的控制难度。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了一种驱动机构及汽车，可解决现有的越野车差速范围不可调的问题。
为了解决上述技术问题，依据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种驱动机构，包括：发动机、变速器、轴间差速器、轮间差速器、轮边减速器和用于驱动车轮转动或者回收制动能量的轮毂电机；
所述发动机的第一端与所述变速器的第一端相连，所述变速器的第二端与所述轴间差速器的第一端相连；
所述轴间差速器的第二端与所述轮间差速器的第一端相连；
所述轮间差速器的第二端与所述轮边减速器第一端相连；
所述轮边减速器第二端与车轮相连，所述轮边减速器第三端与所述轮毂电机相连；
通过所述驱动机构的发动机、变速器、轴间差速器、轮间差速器和轮边减速器向车轮传递第一扭矩流，通过所述驱动机构的轮毂电机、轮边减速器向车轮传递第二扭矩流，所述第一扭矩流和/或所述第二扭矩流在车轮上耦合，进而控制车轮转动。
可选地，所述驱动机构还包括：行星齿轮；
所述轮间差速器的第二端通过半轴与行星齿轮相连，所述行星齿轮通过传动轴与所述轮间差速器的第一端相连；
其中，通过所述发动机、变速器、轴间差速器、传动轴、轮间差速器、半轴、行星齿轮、轮边减速器向车轮传递所述第一扭矩流；
通过所述轮毂电机、行星齿轮、传动轴、轮边减速器向车轮传递所述第二扭矩流。
可选地，所述行星齿轮包括：行星架、齿圈、太阳轮和行星轮；
所述轮间差速器的第二端通过半轴与所述行星架相连，所述行星架还与所述行星轮啮合；
所述齿圈和所述太阳轮与所述行星轮啮合；所述齿圈与所述传动轴的第一端相连，所述传动轴的第二端与所述轮间差速器的第一端相连；
其中，通过所述发动机、变速器、轴间差速器、传动轴、轮间差速器、半轴、行星架、齿圈、轮边减速器向车轮传递所述第一扭矩流；
通过所述轮毂电机、太阳轮、行星轮、齿圈、传动轴、轮边减速器和车轮向车轮传递所述第二扭矩流。
可选地，所述驱动机构还包括：离合器；
所述轮间差速器的第二端通过半轴与离合器相连，所述离合器通过传动轴与所述轮间差速器的第一端相连；
其中，所述第一扭矩流的传递路线依次为发动机、变速器、轴间差速器、传动轴、轮间差速器、半轴、离合器、轮边减速器；
所述第二扭矩流的传递路线依次为轮毂电机、离合器、传动轴、轮边减速器。
可选地，所述驱动机构还包括：整车控制器、用于控制所述轮毂电机的电机控制器、加速踏板信号采集装置、空档位置信号采集装置、离合器踏板信号采集装置、车速信号采集装置、方向盘转角信号采集装置和电量采集装置；
所述整车控制器分别与所述电机控制器、所述加速踏板信号采集装置、所述空档位置信号采集装置、所述离合器踏板信号采集装置、所述车速信号采集装置、所述方向盘转角信号采集装置和所述电量采集装置电连接。
依据本实用新型实施例的另一个方面，还提供了一种汽车，包括：如上所述的驱动机构。
可选地，所述汽车还包括：皮带驱动起动发电机BSG，所述BSG与所述发动机的第二端相连。
可选地，所述驱动机构中的轮毂电机的数量为两个或四个。
可选地，所述轮毂电机安装在所述汽车的底盘上。
可选地，所述汽车为纯电动汽车、油电混合动力汽车或者燃油汽车。
本实用新型的实施例具有如下有益效果：
在本实用新型实施例中，利用轮毂电机取代差速器锁，当一边车轮打滑时，轮毂电机加载反向力矩，可达到差速锁的效果，即所述驱动机构可以代替机械差速锁，差速范围可调，物料成本低，系统可靠性高，可节省成本。所述驱动机构结合整车控制策略，只在需要的轮端介入差速控制，且可以以不同控制策略可使差速锁更有效。
进一步地，所述驱动机构的轮毂电机通过轮边减速器带动车轮，可实现纯电驱动、混合驱动或者车轮反拖轮毂电机发电来实现制动能量的回收，可解决机械差速锁有制动能量难回收的问题。同时，轮边减速器也可接收轮间差速器的半轴驱动，可实现纯机械驱动和与电机共同工作的混合驱动，既解决了其油耗高的问题也同时增加了其驱动力，也即越野能力更强。所述驱动机构采用的是对轮边减速器的双端并行输入，提高了系统可靠性，特别符合军事需求。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种驱动机构的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的另一种驱动机构的结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的再一种驱动机构的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
图1为本实用新型实施例提供的一种驱动机构的结构示意图，参见图1，所述驱动机构包括：发动机1、变速器2、轴间差速器3、轮间差速器4、轮边减速器5和用于驱动车轮转动或者回收制动能量的轮毂电机6。其中，
所述发动机1的第一端与所述变速器2的第一端相连，所述变速器2的第二端与所述轴间差速器3的第一端相连；所述轴间差速器3的第二端与所述轮间差速器4的第一端相连；所述轮间差速器4的第二端与所述轮边减速器5第一端相连；所述轮边减速器5第二端与车轮相连，所述轮边减速器5第三端与所述轮毂电机6相连。
通过所述驱动机构的发动机1、变速器2、轴间差速器3、轮间差速器4和轮边减速器5向车轮传递第一扭矩流，通过所述驱动机构的轮毂电机6、轮边减速器5向车轮传递第二扭矩流，所述第一扭矩流和/或所述第二扭矩流在车轮上耦合，进而控制车轮转动。
需要说明的是，所述驱动机构中的轮毂电机6的数量至少为两个，当然并不仅限于此。
在本实用新型实施例中，利用轮毂电机6取代差速器锁，当一边车轮打滑时，轮毂电机6加载反向力矩，可达到差速锁的效果，即所述驱动机构可以代替机械差速锁，差速范围可调，物料成本低，系统可靠性高，可节省成本。所述驱动机构结合整车控制策略，只在需要的轮端介入差速控制，且可以以不同控制策略可使差速锁更有效。
同时，在本实用新型实施例中，所述驱动机构的轮毂电机6通过轮边减速器5带动车轮，可实现纯电驱动、混合驱动或者车轮反拖轮毂电机6发电来实现制动能量的回收，可解决机械差速锁有制动能量难回收的问题。同时，轮边减速器5也可接收轮间差速器4的半轴驱动，可实现纯机械驱动和与电机共同工作的混合驱动，既解决了其油耗高的问题也同时增加了其驱动力，也即越野能力更强。所述驱动机构采用的是对轮边减速器5的双端并行输入，提高了系统可靠性，特别符合军事需求。
当需要更大驱动扭矩时，可在上述驱动机构的基础上，增加行星齿轮或离合器。所述轮毂电机6启动，可通过轮边减速器5增大扭矩，再经行星齿轮或离合器将第二扭矩流传递给车轮，这样，由于直接在车轮端介入驱动，控制更敏捷有效，驱动效率更高。
为此，在上述实施例的基础上，本实用新型实施例还提供了另一种驱动机构，图2所示的情形为在驱动机构中增加行星齿轮的组成原理图。参见图2，所述驱动机构还包括：行星齿轮7。其中，所述轮间差速器4的第二端通过半轴与行星齿轮7相连，所述行星齿轮7通过传动轴8与所述轮间差速器4的第一端相连。
在本实用新型实施例中，通过所述发动机1、变速器2、轴间差速器3、传动轴8、轮间差速器4、半轴、行星齿轮7、轮边减速器5向车轮传递所述第一扭矩流；通过所述轮毂电机6、行星齿轮7、传动轴8、轮边减速器5向车轮传递所述第二扭矩流。
在本实用新型实施例中，所述轮毂电机6通过一个行星齿轮7构成的减速器与轮边减速器5连接，轮边减速器5的一个驱动是通过行星齿轮7传递的，轮边减速器5的另一个驱动来自于驱动桥的输出半轴。即车轮9的驱动由驱动半轴经行星齿轮7来驱动，再加上轮毂电机6的驱动，在行星齿轮7中复合组成混合驱动。
继续参见图2，可选地，所述行星齿轮7包括：行星架71、齿圈72、太阳轮73和行星轮74。所述轮间差速器4的第二端通过半轴与所述行星架71相连，所述行星架71还与所述行星轮74啮合；所述齿圈72和所述太阳轮73与所述行星轮74啮合；所述齿圈72与所述传动轴8的第一端相连，所述传动轴8的第二端与所述轮间差速器4的第一端相连。图3为增加电机后组成混合驱动的驱动机构。其中，减速器的结构是由行星齿轮组成的无离合器形式。
其中，通过所述发动机1、变速器2、轴间差速器3、传动轴8、轮间差速器4、半轴、行星架71、齿圈72、轮边减速器5向车轮9传递所述第一扭矩流；通过所述轮毂电机6、太阳轮73、行星轮74、齿圈72、传动轴8、轮边减速器5和车轮9向车轮9传递所述第二扭矩流。
在上述实施例的基础上，本实用新型实施例还提供了又一种驱动机构，所述驱动机构还包括：离合器；所述轮间差速器4的第二端通过半轴与离合器相连，所述离合器通过传动轴8与所述轮间差速器4的第一端相连。
其中，所述第一扭矩流的传递路线依次为发动机1、变速器2、轴间差速器3、传动轴8、轮间差速器4、半轴、离合器、轮边减速器5；所述第二扭矩流的传递路线依次为轮毂电机6、离合器、传动轴8、轮边减速器5。
在上述实施例的基础上，本实用新型实施例还提供了再一种驱动机构，所述驱动机构还包括：整车控制器、用于控制所述轮毂电机6的电机控制器、加速踏板信号采集装置、空档位置信号采集装置、离合器踏板信号采集装置、车速信号采集装置、方向盘转角信号采集装置和电量采集装置。
所述整车控制器分别与所述电机控制器、所述加速踏板信号采集装置、所述空档位置信号采集装置、所述离合器踏板信号采集装置、所述车速信号采集装置、所述方向盘转角信号采集装置和所述电量采集装置电连接。
在本实用新型实施例中，所述整车控制器用于根据所述加速踏板信号采集装置、所述空档位置信号采集装置、所述离合器踏板信号采集装置、所述车速信号采集装置、所述方向盘转角信号采集装置和/或所述电量采集装置采集到的信号，向所述电机控制器发送控制信号；所述电机控制器根据所述控制信号控制所述轮毂电机6。
本实用新型实施例还提供了一种汽车，包括：如上所述的驱动机构。所述汽车可为纯电动汽车、油电混合动力汽车或者燃油汽车，当然并不仅限于此。
所述汽车处于正常行驶状态且不启动差速锁时，发动机1通过传动系统连接到车轮9。所述第一扭矩流(车轮9的驱动力)的传递路线依次为：发动机1、变速器2、轴间差速器3、传动轴8、轮间差速器4、半轴、行星架71、齿圈72、轮边减速器5和车轮9。同时，车载大容量高压电池供电，经高压电缆连到4个轮毂电机6，轮毂电机6产生扭矩。所述第二扭矩流(轮毂电机扭矩传动)的传递路线依次为：电机、太阳轮73、行星轮74、齿圈72、传动轴8、轮边减速器5、车轮9。这两股力矩在车轮9上耦合，共同驱动车辆前行或后退。
在本实用新型实施例中，所述汽车处于滑移行驶状态且启动差速锁时，当有滑移情况发生，也就是当左右轮、前后轮没有按方向盘转角意图行驶时。相应电机产生反扭矩。模拟地面附着力。而使无滑移车轮9就有较高扭矩以推动车辆行驶。
在本实用新型实施例中，所述轮间差速器4包括：第一轮间差速器和第二轮间差速器，所述轴间差速器3的第二端与所述第一轮间差速器的第一端相连；所述轴间差速器3的第三端与所述第二轮间差速器的第一端相连。
所述轮边减速器5包括：第一轮边减速器、第二轮边减速器、第三轮边减速器和第四轮边减速器；所述第一轮边减速器的第一端和第二轮边减速器的第一端分别与所述第一轮间差速器的第二端和第三端相连，所述第三轮边减速器的第一端和第四轮边减速器的第一端分别与所述第二轮间差速器的第二端和第三端相连；
所述轮毂电机6的数量至少为2个，所述轮毂电机6包括：第一轮毂电机、第二轮毂电机、第三轮毂电机和第四轮毂电机；所述第一轮毂电机与所述第一轮边减速器的第二端相连，所述第二轮毂电机与所述第二轮边减速器的第二端相连，所述第三轮毂电机与所述第三轮边减速器的第二端相连，所述第四轮毂电机与所述第四轮边减速器的第二端相连。本实用新型实施例中，所述汽车采用4个轮毂电机，对整车的越野性能大有提高。
需要说明的是，轮毂电机的数量可为两个或四个，在本实用新型实施例中并不具体限定所述轮毂电机的数量。
可选地，所述轮毂电机6可安装在所述汽车的底盘上，这样没有增加悬架的非簧载质量，对整车性能没有影响。
在本实用新型实施例中，四个车轮端可分别用四个轮毂电机6，可以代替三把差速锁的算法。需要说明的是，本实用新型实施例并不仅限于上述的情形，4个车轮端还可分别用两个轮毂电机6，可以代替两把差速锁的算法。
所述车轮9包括：第一车轮、第二车轮、第三车轮和第四车轮；所述第一车轮与所述第一轮边减速器的第三端相连，所述第二车轮与所述第二轮边减速器的第三端相连，所述第三车轮与所述第三轮边减速器的第三端相连，所述第四车轮与所述第四轮边减速器的第三端相连。
在本实用新型实施例中，所述汽车还包括：皮带驱动起动发电机(Belt DrivenStarter Generator，BSG)10，所述BSG10与所述发动机的第二端相连。
汽车的四个车轮9都安装了轮毂电机6。电机通过减速器带动车轮9，可实现纯电驱动、混合驱动，或者车轮9反拖电机发电实现制动能量的回收。轮边减速器5同时也受连接差速器的半轴驱动，可实现纯机械驱动和与电机共同工作的混合驱动。
所述汽车可为越野车，在城市行驶可实现纯电驱动(4轮或2轮驱动)，越野时发动机1驱动或混合驱动，兼顾了节油减排和高越野性能需求。
最为重要的是，内燃机的特性在低速运转时扭矩输出低而不稳定，越野车刚好需要低速有大扭矩来脱困。轮毂电机6驱动特性正好符合了越野车的要求，扭矩的控制也更为精确。
所述汽车在整车在没有安装差速锁的情况下也可以实现差速锁的功能。所述汽车可为四驱、两驱以及多驱的架构。所述汽车可为手动挡变速器和自动挡变速器，所述驱动机构可在纯电驱动、内燃机驱动、油电混合驱动上均可实现差速锁。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种驱动机构，其特征在于，包括：发动机、变速器、轴间差速器、轮间差速器、轮边减速器和用于驱动车轮转动或者回收制动能量的轮毂电机；
所述发动机的第一端与所述变速器的第一端相连，所述变速器的第二端与所述轴间差速器的第一端相连；
所述轴间差速器的第二端与所述轮间差速器的第一端相连；
所述轮间差速器的第二端与所述轮边减速器第一端相连；
所述轮边减速器第二端与车轮相连，所述轮边减速器第三端与所述轮毂电机相连；
通过所述驱动机构的发动机、变速器、轴间差速器、轮间差速器和轮边减速器向车轮传递第一扭矩流，通过所述驱动机构的轮毂电机、轮边减速器向车轮传递第二扭矩流，所述第一扭矩流和/或所述第二扭矩流在车轮上耦合，进而控制车轮转动。
2.根据权利要求1所述的驱动机构，其特征在于，所述驱动机构还包括：行星齿轮；
所述轮间差速器的第二端通过半轴与行星齿轮相连，所述行星齿轮通过传动轴与所述轮间差速器的第一端相连；
其中，通过所述发动机、变速器、轴间差速器、传动轴、轮间差速器、半轴、行星齿轮、轮边减速器向车轮传递所述第一扭矩流；
通过所述轮毂电机、行星齿轮、传动轴、轮边减速器向车轮传递所述第二扭矩流。
3.根据权利要求2所述的驱动机构，其特征在于，所述行星齿轮包括：行星架、齿圈、太阳轮和行星轮；
所述轮间差速器的第二端通过半轴与所述行星架相连，所述行星架还与所述行星轮啮合；
所述齿圈和所述太阳轮与所述行星轮啮合；所述齿圈与所述传动轴的第一端相连，所述传动轴的第二端与所述轮间差速器的第一端相连；
其中，通过所述发动机、变速器、轴间差速器、传动轴、轮间差速器、半轴、行星架、齿圈、轮边减速器向车轮传递所述第一扭矩流；
通过所述轮毂电机、太阳轮、行星轮、齿圈、传动轴、轮边减速器和车轮向车轮传递所述第二扭矩流。
4.根据权利要求1所述的驱动机构，其特征在于，所述驱动机构还包括：离合器；
所述轮间差速器的第二端通过半轴与离合器相连，所述离合器通过传动轴与所述轮间差速器的第一端相连；
其中，所述第一扭矩流的传递路线依次为发动机、变速器、轴间差速器、传动轴、轮间差速器、半轴、离合器、轮边减速器；
所述第二扭矩流的传递路线依次为轮毂电机、离合器、传动轴、轮边减速器。
5.根据权利要求1所述的驱动机构，其特征在于，所述驱动机构还包括：整车控制器、用于控制所述轮毂电机的电机控制器、加速踏板信号采集装置、空档位置信号采集装置、离合器踏板信号采集装置、车速信号采集装置、方向盘转角信号采集装置和电量采集装置；
所述整车控制器分别与所述电机控制器、所述加速踏板信号采集装置、所述空档位置信号采集装置、所述离合器踏板信号采集装置、所述车速信号采集装置、所述方向盘转角信号采集装置和所述电量采集装置电连接。
6.一种汽车，其特征在于，包括：如权利要求1～5任一项所述的驱动机构。
7.根据权利要求6所述的汽车，其特征在于，所述汽车还包括：皮带驱动起动发电机BSG，所述BSG与所述发动机的第二端相连。
8.根据权利要求6所述的汽车，其特征在于，所述驱动机构中的轮毂电机的数量为两个或四个。
9.根据权利要求6所述的汽车，其特征在于，所述轮毂电机安装在所述汽车的底盘上。
10.根据权利要求6所述的汽车，其特征在于，所述汽车为纯电动汽车、油电混合动力汽车或者燃油汽车。
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