專利名稱：車輛驅動裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種車輛驅動裝置，該裝置利用一個電動馬達或其它旋轉驅動源驅動車輛的一個或多個車輪。
背景技術：
在日本實用新型公開文獻No.55-138129中披露了傳統車輛驅動裝置的一個例子，其中車輪是由一個旋轉裝置驅動的。該文獻披露了一種四輪驅動車輛，在其一對前輪和一對后輪中，一對由發動機驅動，另一對(不由發動機驅動的)由一個電動馬達驅動。
鑒于以上內容，本領域技術人員由該公開文獻可知，目前需要一種改進的車輛驅動裝置。本發明即是針對本領域的這一需求和其它需求作出的，通過該公開文獻，這些需求對本領域技術人員來說是顯而易見的。
發明內容
目前已知，當用來驅動車輪的驅動扭矩由一個電動馬達單獨提供時，例如上述文獻公開的傳統車輛驅動裝置，電動馬達必須具有大的輸出能力，使之既能在低轉速時提供高扭矩，又能在中等至高轉速時提供足夠的扭矩。提高電動馬達輸出的一種可行方法是增加線圈繞組數并提高馬達的磁通量。但是，增加線圈繞組數會導致電動馬達的尺寸變大，并會限制馬達在車輛內的布局自由度。
針對上述問題，本發明的一個目的在于提供一種車輛驅動裝置，在低轉速至高轉速時輸出足夠的驅動扭矩，同時防止旋轉驅動源的尺寸變大。
為了實現上述目的，本發明提供一種車輛驅動裝置，包括第一和第二旋轉驅動源，其輸出傳送至一個輪軸；以及一個安裝在所述輪軸和所述第一、第二旋轉驅動源之間的減速齒輪，該減速齒輪能夠以不同減速比將所述第一和第二旋轉驅動源的輸出傳遞至所述輪軸。
根據本發明所述的車輛驅動裝置，所述減速齒輪是一個多級傳動減速齒輪，具有一個與所述第一旋轉驅動源相連的第一軸和一個與所述第二旋轉驅動源相連的中間軸。
根據本發明所述的車輛驅動裝置，所述第一和第二旋轉驅動源相對于所述減速齒輪的重心大致對稱。
根據本發明所述的車輛驅動裝置，所述減速齒輪還包括一個設置在所述第一軸和所述中間軸之間的第一齒輪減速裝置，以及一個設置在所述中間軸和所述輪軸之間的第二齒輪減速裝置，通過該第一和第二齒輪減速裝置將所述第一旋轉驅動源的輸出傳遞至所述輪軸，通過該第二齒輪減速裝置將所述第二旋轉驅動源的輸出傳遞至所述輪軸。
根據本發明所述的車輛驅動裝置，所述減速齒輪的所述第一和第二齒輪減速裝置傳送所述第一旋轉驅動源的輸出至所述輪軸時采用的減速比大于傳送所述第二旋轉驅動源時的減速比。
根據本發明所述的車輛驅動裝置，所述車輛驅動裝置還包括一個安裝在所述第一旋轉驅動源和所述減速齒輪之間的離合器。
根據本發明所述的車輛驅動裝置，所述第一旋轉驅動源相對于所述減速齒輪的縱向中軸設置在所述減速齒輪的第一側，其中，所述減速齒輪的縱向中軸大致垂直于所述輪軸；以及所述第二旋轉驅動源相對于所述減速齒輪的縱向中軸設置在所述減速齒輪與所述第一側相反的第二側。
根據本發明所述的車輛驅動裝置，所述車輛驅動裝置還包括一個安裝在所述第一旋轉驅動源和所述減速齒輪之間的離合器，用來中斷向所述輪軸傳送所述第一旋轉驅動源的輸出。
根據本發明所述的車輛驅動裝置，根據所述減速齒輪的質量平衡，相對于所述減速齒輪定位所述第一和第二旋轉驅動源。
根據本發明所述的車輛驅動裝置，所述第一旋轉驅動源和所述第二旋轉驅動源相對于所述減速齒輪的縱向中軸設置在所述減速齒輪的第一側，其中，所述減速齒輪的縱向中軸大致垂直于所述輪軸。
根據本發明所述的車輛驅動裝置，該車輛驅動裝置還包括一個離合器，該離合器安裝在所述第一旋轉驅動源與所述減速齒輪之間和/或所述第二旋轉驅動源與所述減速齒輪之間。
根據本發明所述的車輛驅動裝置，所述第一和第二旋轉驅動源是馬達。
根據本發明所述的車輛驅動裝置，所述第一和第二旋轉驅動源是電動馬達。
根據本發明所述的車輛驅動裝置，所述第一和第二旋轉驅動源具有大致相同的扭矩特性。
為了實現上述目的，本發明還提供一種車輛驅動裝置，包括用于將輸出傳送至輪軸的第一和第二旋轉驅動裝置；以及按不同減速比將所述第一和第二旋轉驅動裝置的輸出傳送至所述輪軸的扭矩傳遞裝置。
本發明車輛驅動裝置，第一和第二旋轉驅動源的輸出通過減速齒輪以不同減速比傳送至輪軸，因而能夠在車輛由低速至高速行駛時均提供足夠的驅動扭矩。此外，通過使用兩個旋轉驅動源，避免了使用一個大的旋轉驅動源，因而能為車輛驅動裝置在車輛內的布局提供更高的自由度。
參見附圖，這些附圖是原始公開的一部分圖1是本發明第一實施例車輛驅動裝置的示意圖，該裝置包括兩個電動馬達。
圖2是本發明第一實施例車輛驅動裝置的示意圖，該裝置的兩個電動馬達采用另一種布局方式。
圖3是本發明第二實施例車輛驅動裝置的示意圖。
具體實施例方式
下面結合
本發明的優選實施例。通過這里公開的內容，本領域技術人員應能理解，以下對本發明實施例的描述僅用來說明本發明，而不用來限制由權利要求書及其等同方案定義的發明。
首先參見圖1，該圖顯示的是本發明第一實施例的車輛驅動裝置。如圖1所示，第一實施例的車輛驅動裝置主要包括一個第一電動馬達M1，一個第二電動馬達M2，以及一個減速齒輪G。第一和第二電動馬達M1、M2的輸出通過減速齒輪G傳送至一個輪軸2。輪軸2與一對車輪1L、1R相連接。因此，車輪1L和1R由第一馬達M1和/或第二馬達M2的輸出驅動。在第一實施例中，第一和第二電動馬達M1、M2優先具有相同的扭矩特性。第一和第二電動馬達M1、M2是本領域熟知的常規部件。由于第一和第二電動馬達M1、M2是本領域所熟知的，這里不再詳細討論和說明其具體結構和配置。
減速齒輪G優先采用兩級減速齒輪，其第一軸3與第一電動馬達M1相連，中間第二軸4與第二電動馬達M2相連。減速齒輪G的作用是使第一軸3的轉動(第一電動馬達M1的輸出)傳遞至輪軸2之前，首先經過兩級減速(即使用兩個齒輪系)。
更具體地，如圖1所示，第一軸3的轉動優先通過一個包括一對第一減速齒輪5的第一齒輪減速裝置，以減速比R1(例如R1＝6)減速，然后傳遞至第二軸4。接著，第二軸4的轉動優先通過一個包括一對第二減速齒輪6的第二齒輪減速裝置，以減速比R2(例如R2＝6)減速，然后傳遞至輪軸2。因此，第一電動馬達M1的輸出以適于低速行駛的減速比(在本例中，R1×R2＝36)傳遞至輪軸2，同時，第二電動馬達M2的輸出以適于高速行駛的減速比(在本例中，R2＝6)傳遞至輪軸2。第二減速齒輪6的輸出端優先與差動齒輪7相連。
在本發明第一實施例中，第一和第二電動馬達M1、M2的布置或定位優先根據減速齒輪G的質量平衡來確定。更具體地，如圖1所示，第一電動馬達M1優先安裝在減速齒輪G的右側(更靠近車輪1R的一側)，第二電動馬達M2優先安裝在減速齒輪G的左側(更靠近車輪1L的一側)。換句話說，在圖1中，第一和第二電動馬達M1、M2以相對于減速齒輪G的縱向中軸大致對稱的方式進行布置，其中，減速齒輪G的縱向中軸近似垂直于輪軸2。當然，本領域技術人員通過本公開應該知道，還可以將第一和第二電動馬達M1、M2布置成相對于減速齒輪G的橫向中軸大致對稱，其中，減速齒輪G的橫向中軸近似平行于輪軸2。總之，第一和第二電動馬達M1、M2優先布置成相對于減速齒輪G的重心大致對稱。
在本發明第一實施例中，第一電動馬達M1優先構成第一旋轉驅動源，第二電動馬達M2優先構成第二旋轉驅動源M2。
下面說明第一實施例車輛驅動裝置的工作方式和效果。
當車輛從停止狀態起動或低速行駛時，優先驅動至少第一電動馬達M1，將其輸出傳送至輪軸2。由于使用適于低速行駛的減速比將第一電動馬達M1的輸出傳遞至輪軸2，使得通過驅動第一電動馬達M1能夠在低速下獲得大扭矩。因此，當車輛開始運動或低速行駛時，能夠向車輛施加大扭矩。隨著車速的增加，當車輛從低速行駛變為高速行駛時，優先驅動至少第二電動馬達M2，將其輸出傳遞至輪軸2。如上所述，第一實施例的車輛驅動裝置應該配置得使第二電動馬達M2能夠輸出足夠的驅動扭矩，以便在高速下進行穩定加速。當以高轉速驅動輪軸2時，即使第一電動馬達M1運轉，它對輪軸2的驅動也不大，這是因為電動馬達輸出的驅動扭矩通常隨馬達轉速的增大而減小。另一方面，由于使用適于高速行駛的減速比將第二電動馬達M2的輸出傳遞至輪軸2，使得第二電動馬達M2能夠輸出足夠的驅動扭矩。換句話說，當車速相對較高時，即使第一電動馬達M1的轉速變高，第二電動馬達M2的轉速也不會變得與第一電動馬達M1一樣高，因此，當車速相對較高時仍能獲得足夠的扭矩。
因此，通過使用不同減速比(即適于低速行駛的減速比和適于高速行駛的減速比)將第一和第二電動馬達M1、M2的輸出傳遞至輪軸2，具有相同扭矩特性的第一和第二電動馬達M1、M2可以在低速至高速時均輸出足夠的驅動扭矩。此外，使用一個大電動馬達同樣能在低速和高速時均獲得驅動扭矩，但與之相比，第一實施例的第一和第二電動馬達M1、M2在車輛驅動裝置中的布局具有更高的自由度。
通過上述方式將第一和第二電動馬達M1、M2配置成具有相同的扭矩特性，由于使用了相同部件，因而能夠降低成本。當然，可以將第一和第二電動馬達M1、M2配置成具有不同的扭矩特性。如果使用具有不同扭矩特性的兩個電動馬達作為第一和第二電動馬達M1、M2，扭矩特性適于低速的馬達應該用作第一電動馬達M1，而扭矩特性適于高速的馬達則應該用作第二電動馬達M2。扭矩特性適于低速的馬達指的是扭矩峰值在低轉速時出現的電動馬達。同樣，扭矩特性適于高速的馬達指的是扭矩峰值在高轉速時出現的電動馬達。
另外，在本發明中，由于將兩級減速齒輪G安裝在第一電動馬達M1和輪軸2之間，因而能容易地獲得適于低速行駛的大減速比。同樣，由于減速齒輪G具有中間第二軸4，并且第二電動馬達M2與第二軸4相連，因而無需為高速行駛提供一個單獨的減速齒輪。這樣能夠避免減速齒輪G的尺寸變大。
此外，在第一實施例中，根據減速車輪G的質量平衡將第一電動馬達M1安裝在減速齒輪G的左側(更靠近車輪1L側)，將第二電動馬達M2安裝在減速齒輪G的右側(更靠近車輪1R側)，這使得第一和第二電動馬達M1、M2以及減速齒輪G作為一個整體，其質量相對于車輛橫向方向是平衡的，因而能防止過度偏離平衡狀態。當然，本發明不應局限于第一和第二電動馬達M1、M2的這種布置或定位。在本發明中，第一和第二電動馬達M1、M2優先相對于減速齒輪G定位，以使第一和第二電動馬達M1、M2以及減速齒輪G的整體質量大致平衡。換句話說，如果減速齒輪G自身的質量平衡偏離得非常嚴重，例如偏向中心左側(即朝向車輪1L)，則優先將第一和第二電動馬達M1、M2安裝在減速齒輪G的右側(更靠近車輪1R側)，如圖2所示。在這種情況下，由于第一和第二電動馬達M1、M2會抵消減速齒輪G自身的質量偏離，因而能減小第一和第二電動馬達M1、M2以及減速齒輪G的質量平衡沿車輛橫向方向偏離平衡狀態的程度。當然，除了考慮減速齒輪G的橫向質量偏離以外，在設置第一和第二電動馬達M1、M2的縱向位置時，還可以考慮減速齒輪G在車輛縱向方向上的質量平衡。
雖然電動馬達的輸出扭矩在高轉速時通常會減小，但由于使用了第一和第二電動馬達M1、M2作為驅動車輛的驅動源，因而第一實施例的車輛驅動裝置能夠在低速至高速時均獲得足夠的驅動扭矩。
本發明使用的減速齒輪G不限于兩級減速齒輪。例如，可以使用具有一個第一軸(對應于第一軸3)和多個中間軸的三級或四級減速齒輪作為本發明的減速齒輪G。這時，第二電動馬達M2可以與第一軸下游的任意中間軸相連。
雖然在本發明第一實施例中，通過減速齒輪G將第一電動馬達M1到輪軸2的輸出傳遞路徑和第二電動馬達M2到輪軸2的輸出傳遞路徑合并成了一個，但本發明不限于這種方案。兩個輸出傳遞路徑可以完全獨立或采用其它任何方式，只要第一和第二電動馬達M1、M2的輸出能夠以不同的減速比傳遞至輪軸2即可。
另外，本發明不應局限于使用第一和第二電動馬達M1、M2作為旋轉驅動源。例如，可以使用一個(或多個)液壓馬達代替第一和第二電動馬達M1、M2中的一個或兩個來實現本發明。
另外，雖然第一實施例的車輛驅動裝置使用了兩個電動馬達(第一和第二電動馬達M1、M2)，但馬達的數量不應限于兩個。也可以使用三個或多個電動馬達，只要能以不同減速比將至少兩個電動馬達的輸出傳遞至輪軸2即可。
圖1中的車輪1R和1L可以是車輛的任意一對車輪。換句話說，本發明車輪驅動裝置優先用于具有至少兩個車輪(1R和1L)，并由第一和第二電動馬達M1、M2驅動的任何車輛。例如，本發明可用于四輪驅動車輛，其前輪或后輪中的一對由本發明車輛驅動裝置的第一和第二電動馬達M1、M2驅動，另一對(不由第一和第二電動馬達M1、M2驅動的)由發動機驅動。另外，本發明也可用于兩輪驅動車輛，其前輪或后輪由本發明車輛驅動裝置的第一和第二電動馬達M1、M2驅動。
因此，在本發明中，由于至少第一和第二電動馬達M1、M2能夠以不同減速比將其輸出傳送至輪軸2，使得在低速至高速時均能獲得足夠的驅動扭矩。此外，與使用一個單獨的大旋轉驅動源在低速至高速時獲得驅動扭矩相比，車輛驅動裝置的布局自由度得到了提高。
下面結合圖3說明第二實施例的車輛驅動裝置。考慮到第一實施例和第二實施例之間的相似性，第二實施例中與第一實施例相同的部分使用與第一實施例相同的附圖標記。并且為簡明起見，省略了第二實施例中與第一實施例相同部分的說明。第二實施例中與第一實施例不同的部分以撇號(′)標出。
第二實施例的車輛驅動裝置與第一實施例基本相同，不同之處在于第一電動馬達M1和減速齒輪5之間的第一軸3′上裝有一個電磁離合器8或其它類型的離合器，如圖3所示。
下面說明第二實施例的工作方式和效果。
如本發明第一實施例所述，當車輛從停止狀態起動或低速行駛時，優先操縱至少第一電動馬達M1，將其輸出傳送至輪軸2。這時離合器8嚙合，使得第一電動馬達M1的輸出傳遞至輪軸2。當車輛從低速行駛改為高速行駛時，優先起動第二電動馬達M2。然后，在本發明第二實施例中，當第一電動馬達M1停止時，釋放離合器8。
當車速較高時，由于第一電動馬達M1以適于低速行駛的高減速比連接至輪軸2，如果第一電動馬達M1保持與第一軸3′的嚙合狀態，其轉速可能非常高。因此，在第二實施例中，通過在車速較高時斷開離合器8，可以避免第一電動馬達M1以過高的速度轉動，從而減少了第一電動馬達M1的電刷和其它部件不必要的磨損。此外，通過在高速行駛時斷開第一電動馬達M1，可以降低磨擦損失并防止燃料效率的降低。而且，如果使用液壓馬達代替第一電動馬達M1，通過釋放離合器8并使馬達與第一軸3′斷開，能夠避免液壓馬達出現空蝕現象。
雖然第二實施例具有安裝在第一電動馬達M1和減速齒輪5之間的離合器8，但本發明不應局限于這種結構。也可以在第二電動馬達M2和減速齒輪6之間安裝一個輔助離合器。這樣，通過使用輔助離合器終止對第二電動馬達M2的驅動輸入并斷開第二電動馬達M2，使第二電動馬達M2的磨擦損失在低速行駛時保持在低水平。
第二實施例的其它結構特征和效果與第一實施例大致相同。
這里使用的方向性用語“向前，向后，上面，向下，垂直，水平，下面、橫向”以及任何其它類似方向性用語，指的是裝有本發明的車輛的方向。因此，應該根據裝有本發明的車輛來解釋這些用來說明本發明的詞語。
這里使用的“大致”、“大約”、“近似”等表示程度的用語，指的是由它們修飾的詞語具有合理偏差，不會顯著改變最終結果。例如，可以認為由它們修飾的詞語至少具有±5％的偏差，只要這種偏差不會背離被修飾詞的原意。
本申請要求日本專利申請No.2003-337882的優先權。日本專利申請No.2003-337882公開的全部內容均可在此作為參考。
雖然僅使用優選實施例對本發明進行了說明，但是通過本公開，在不脫離由權利要求書限定的本發明的范圍內，本領域技術人員應有能力作出各種改變和修改。另外，對本發明實施例的上述說明僅是說明性的，不用來限制由權利要求書及其等同方案限定的本發明。因此，本發明的范圍不應局限于所披露的實施例。
權利要求
1.一種車輛驅動裝置，其特征在于該車輛驅動裝置包括第一和第二旋轉驅動源，其輸出傳送至一個輪軸；以及一個安裝在所述輪軸和所述第一、第二旋轉驅動源之間的減速齒輪，該減速齒輪能夠以不同減速比將所述第一和第二旋轉驅動源的輸出傳遞至所述輪軸。
2.根據權利要求1所述的車輛驅動裝置，其特征在于所述減速齒輪是一個多級傳動減速齒輪，具有一個與所述第一旋轉驅動源相連的第一軸和一個與所述第二旋轉驅動源相連的中間軸。
3.根據權利要求2所述的車輛驅動裝置，其特征在于所述第一和第二旋轉驅動源相對于所述減速齒輪的重心大致對稱。
4.根據權利要求2所述的車輛驅動裝置，其特征在于所述減速齒輪還包括一個設置在所述第一軸和所述中間軸之間的第一齒輪減速裝置，以及一個設置在所述中間軸和所述輪軸之間的第二齒輪減速裝置，通過該第一和第二齒輪減速裝置將所述第一旋轉驅動源的輸出傳遞至所述輪軸，通過該第二齒輪減速裝置將所述第二旋轉驅動源的輸出傳遞至所述輪軸。
5.根據權利要求4所述的車輛驅動裝置，其特征在于所述減速齒輪的所述第一和第二齒輪減速裝置傳送所述第一旋轉驅動源的輸出至所述輪軸時采用的減速比大于傳送所述第二旋轉驅動源時的減速比。
6.根據權利要求5所述的車輛驅動裝置，其特征在于所述車輛驅動裝置還包括一個安裝在所述第一旋轉驅動源和所述減速齒輪之間的離合器。
7.根據權利要求5所述的車輛驅動裝置，其特征在于所述第一旋轉驅動源相對于所述減速齒輪的縱向中軸設置在所述減速齒輪的第一側，其中，所述減速齒輪的縱向中軸大致垂直于所述輪軸；以及所述第二旋轉驅動源相對于所述減速齒輪的縱向中軸設置在所述減速齒輪與所述第一側相反的第二側。
8.根據權利要求7所述的車輛驅動裝置，其特征在于所述車輛驅動裝置還包括一個安裝在所述第一旋轉驅動源和所述減速齒輪之間的離合器，用來中斷向所述輪軸傳送所述第一旋轉驅動源的輸出。
9.根據權利要求1所述的車輛驅動裝置，其特征在于根據所述減速齒輪的質量平衡，相對于所述減速齒輪定位所述第一和第二旋轉驅動源。
10.根據權利要求9所述的車輛驅動裝置，其特征在于所述第一旋轉驅動源相對于所述減速齒輪的縱向中軸設置在所述減速齒輪的第一側，其中，所述減速齒輪的縱向中軸大致垂直于所述輪軸；以及所述第二旋轉驅動源相對于所述減速齒輪的縱向中軸設置在所述減速齒輪與所述第一側相反的第二側。
11.根據權利要求5或9所述的車輛驅動裝置，其特征在于所述第一旋轉驅動源和所述第二旋轉驅動源相對于所述減速齒輪的縱向中軸設置在所述減速齒輪的第一側，其中，所述減速齒輪的縱向中軸大致垂直于所述輪軸。
12.根據權利要求2所述的車輛驅動裝置，其特征在于根據所述減速齒輪的質量平衡，相對于所述減速齒輪定位所述第一和第二旋轉驅動源。
13.根據權利要求2、9或12所述的車輛驅動裝置，其特征在于該車輛驅動裝置還包括一個離合器，該離合器安裝在所述第一旋轉驅動源與所述減速齒輪之間和/或所述第二旋轉驅動源與所述減速齒輪之間。
14.根據權利要求1所述的車輛驅動裝置，其特征在于所述第一和第二旋轉驅動源是馬達。
15.根據權利要求1所述的車輛驅動裝置，其特征在于所述第一和第二旋轉驅動源是電動馬達。
16.根據權利要求1所述的車輛驅動裝置，其特征在于所述第一和第二旋轉驅動源具有大致相同的扭矩特性。
17.一種車輛驅動裝置，其特征在于，該車輛驅動裝置包括用于將輸出傳送至輪軸的第一和第二旋轉驅動裝置；以及按不同減速比將所述第一和第二旋轉驅動裝置的輸出傳送至所述輪軸的扭矩傳遞裝置。
全文摘要
一種車輛驅動裝置，具有一個安裝在第一和第二電動馬達之間的減速齒輪，以及一個輪軸，使得第一和第二電動馬達能夠以不同減速比向輪軸傳遞扭矩。更具體地，減速齒輪被配置為以適于低速行駛的減速比將第一電動馬達的扭矩傳遞至輪軸，以適于高速行駛的減速比將第二電動馬達的扭矩傳遞至輪軸。因此，該車輛驅動裝置能夠在低轉速至高轉速時均輸出足夠的驅動扭矩，同時避免用來驅動車輛的旋轉驅動源的尺寸增大。
文檔編號B60K7/00GK1603153SQ20041008031
公開日2005年4月6日 申請日期2004年9月28日 優先權日2003年9月29日
發明者清水弘一 申請人:日產自動車株式會社