專利名稱：獨立控制左右車輪功率輸出的混合動力汽車用有源傳動裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種混合動力汽車用有源傳動裝置，特別涉及一種獨立控制左右車輪功率輸出的混合動力汽車用有源傳動裝置。
背景技術：
在混合動力車輛技術領域，已經提出各種動力驅動系統結構形式，依據其傳動方式可大致將其分為兩類1)定軸輪系；2)周轉輪系。與前者相比，后者具備一定的優勢。首先，相比定軸輪系，周轉輪系具備較多自由度這樣一個特點使得周轉輪系可以通過較少的零部件實現較多的運行模式。其次，對于基于周轉輪系的有源傳動裝置而言，通常發動機轉速與車速解耦，相當于實現了無級變速。·
對于基于周轉輪系實現的單電機并聯式混合動力車輛而言，雖然發動機轉速與車速解耦，但是發動機轉矩并未與車輛需求轉矩解耦，即發動機工作點的優化空間是有限的。如果在此基礎上再增加一個電機，從而形成雙電機混聯式混合動力車輛，那么，發動機工作點的優化空間將大大增加。此外，由于同時存在兩個電機參與工作，因此車輛有望在純電動工況下，獲得較大的動力。日本豐田公司的產品THS通過在一行星輪系的保持架上連接一發動機，同時在太陽輪上連接一發電機，最后將一電機以及車輪連接到齒圈，THS實現了包括純電動行駛、混合動力行駛、駐車啟動發動機以及駐車發電等在內的常規運行模式。但是，當要求在實現上述常規運行模式的同時，還要求其能夠在特殊路況上行駛時，THS就不再適合。例如1)要求車輛能夠實現原地轉向；2)要求車輛的驅動輪能夠實現電子差速功能等，而這正是本發明擬解決的問題。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是要提供一種結構緊湊的獨立控制左右車輪功率輸出的混合動力汽車用有源傳動裝置。為了解決以上的問題，本發明提供了一種獨立控制左右車輪功率輸出的混合動力汽車用有源傳動裝置，包括一發動機、一發電機、兩周轉輪系以及左/右驅動電機；所述第一周轉輪系用于實現發動機、發電機以及第二周轉輪系輸入構件的功率耦合；所述第二周轉輪系用于實現左/右驅動電機以及第一周轉輪系輸出構件的功率耦合；第一周轉輪系輸出構件與第二周轉輪系輸入構件之間通過直齒輪副或者錐齒輪副驅動連接；左/右驅動電機分別與左右輪邊驅動軸驅動連接。所述第一周轉輪系由行星輪系構成，至少包括一太陽輪、一保持架以及一齒圈；發動機與保持架驅動連接，發電機與太陽輪驅動連接，第一周轉輪系的輸出構件為齒圈。所述第二周轉輪系由差動輪系構成，至少包括一差速器殼以及兩輸出行星輪；左/右驅動電機與兩輸出行星輪之間驅動連接，第二周轉輪系的輸入構件為差速器殼。
固結于齒圈上的一錐齒輪與固結于差速器殼上的另一錐齒輪正交旋轉驅動連接，以此構成第一周轉輪系與第二周轉輪系之間的動力傳遞路徑。本發明的優越功效在于提供了一種結構緊湊、具備多種運行模式，能夠為發動機實現無級變速，同時要求左右輪獨立控制功率輸出特殊路況下使用的混合動力汽車用有源傳動裝置，具備一定的實際應用價值。
附圖I為本發明的原理 附圖2為本發明的車輛在駐車發電模式下的轉速分布 附圖3為本發明的車輛在混合動力直駛模式下的轉速分布圖； 附圖4為本發明的車輛在純電動直駛模式下的轉速分布 附圖5為本發明的車輛在原地純電動轉向模式下的轉速分布 附圖6為本發明的車輛在大半徑混合動力轉向模式下的轉速分布 附圖標號說明
I一發動機；2 —發電機；
3一第一周轉輪系；4 一第二周轉輪系；
5一左驅動電機；6 —右驅動電機；
7一左側輪邊驅動軸；8 —右側輪邊驅動軸；
9 一左側驅動輪；10 —右側驅動輪；
II一太陽輪；12 —保持架；
13 —齒圈；14 一差速器殼；
15 —行星輪。
具體實施例方式請參閱附圖所示，對本發明作進一步的描述。如圖I所示，本發明提供了一種獨立控制左右車輪功率輸出的混合動力汽車用有源傳動裝置，包括一發動機I、一發電機2、第一周轉輪系3和第二周轉輪系4、左驅動電機5和右驅動電機6 ;所述第一周轉輪系3用于實現發動機I、發電機2以及第二周轉輪系4輸入構件的功率耦合；所述第二周轉輪系4用于實現左驅動電機5和右驅動電機6以及第一周轉輪系3輸出構件的功率耦合；第一周轉輪系3輸出構件與第二周轉輪系4輸入構件之間通過直齒輪副或者錐齒輪副驅動連接；左驅動電機5和右驅動電機6分別與左右輪邊驅動軸7、8驅動連接。所述第一周轉輪系3由行星輪系構成，至少包括一太陽輪11、一保持架12以及一齒圈13 ;發動機I與保持架12驅動連接，發電機2與太陽輪11驅動連接，第一周轉輪系3的輸出構件為齒圈13。所述第二周轉輪系4由差動輪系構成，至少包括一差速器殼14以及兩輸出行星輪15 ;左驅動電機5和右驅動電機6與兩輸出行星輪15之間驅動連接，第二周轉輪系4的輸入構件為差速器殼14。固結于齒圈13上的一錐齒輪與固結于差速器殼14上的另一錐齒輪正交旋轉驅動連接，以此構成第一周轉輪系3與第二周轉輪系4之間的動力傳遞路徑。本發明的車輛可具有多種運行模式，現舉例說明
Cl)駐車充電模式(如圖2)
當車輛處于駐車充電模式時，齒圈13被鎖死，發動機I正向旋轉并且輸出功率，發電機
2正向旋轉并且吸收功率，向電池充電。由于左/右側車輪9/10被鎖死，因此第二周轉輪系4被整體鎖死。(2)混合動力直駛模式(如圖3):
當車輛處于混合動力直駛模式時，齒圈13正向旋轉并且向差速器殼14輸出功率，發動機I正向旋轉并且輸出功率，發電機2正向旋轉并且吸收功率，向電池充電。第二周轉輪系4將輸入自差速器殼14的功率平均向左右兩側分配，與左驅動電機5和右驅動電機6 通過正向旋轉輸出的功率一起共同驅動車輛直駛。(3)純電動直駛模式(如圖4)
當車輛處于純電動直駛模式時，發動機I處于關機狀態并且被鎖死，發電機2反向空轉，齒圈13與差速器殼14之間沒有功率傳遞。僅僅由左驅動電機5和右驅動電機6通過正向旋轉輸出的功率驅動車輛直駛。(4)原地純電動轉向模式(如圖5)
當車輛處于原地純電動轉向模式時，發動機I處于關機狀態，第一周轉輪系3與差速器殼14 一起被鎖死。左驅動電機5和右驅動電機6只能沿相反方向旋轉，以此實現原地轉向。(5)大半徑混合動力轉向模式(如圖6):
當車輛處于大半徑混合動力轉向模式時，齒圈13正向旋轉并且向差速器殼14輸出功率，發動機I正向旋轉并且輸出功率，發電機2正向旋轉并且吸收功率，向電池充電。以大半徑向右轉為例，右驅動電機6被鎖死，左驅動電機5正向旋轉并且輸出功率。當車輛在行駛過程中，若右側驅動輪10被迫懸空，左側驅動電機5將繼續為車輛提供動力。同理，當車輛在行駛過程中，若左側驅動輪9被迫懸空，右側驅動電機6將繼續為車輛提供動力。
權利要求
1.一種獨立控制左右車輪功率輸出的混合動力汽車用有源傳動裝置，包括一發動機、一發電機、兩周轉輪系以及左/右驅動電機；其特征在于所述第一周轉輪系用于實現發動機、發電機以及第二周轉輪系輸入構件的功率耦合；所述第二周轉輪系用于實現左/右驅動電機以及第一周轉輪系輸出構件的功率耦合；第一周轉輪系輸出構件與第二周轉輪系輸入構件之間通過直齒輪副或者錐齒輪副驅動連接；左/右驅動電機分別與左右輪邊驅動軸驅動連接。
2.根據權利要求I所述的獨立控制左右車輪功率輸出的混合動力汽車用有源傳動裝置，其特征在于所述第一周轉輪系由行星輪系構成，至少包括一太陽輪、一保持架以及一齒圈；發動機與保持架驅動連接，發電機與太陽輪驅動連接，第一周轉輪系的輸出構件為齒圈。
3.根據權利要求I所述的獨立控制左右車輪功率輸出的混合動力汽車用有源傳動裝置，其特征在于所述第二周轉輪系由差動輪系構成，至少包括一差速器殼以及兩輸出行星輪；左/右驅動電機與兩輸出行星輪之間驅動連接，第二周轉輪系的輸入構件為差速器殼。
全文摘要
本發明公開一種獨立控制左右車輪功率輸出的混合動力汽車用有源傳動裝置，包括一發動機、一發電機、兩周轉輪系以及左/右驅動電機；第一周轉輪系用于實現發動機、發電機以及第二周轉輪系輸入構件的功率耦合；第二周轉輪系用于實現左/右驅動電機以及第一周轉輪系輸出構件的功率耦合；第一周轉輪系輸出構件與第二周轉輪系輸入構件之間通過直齒輪副或者錐齒輪副驅動連接；左/右驅動電機分別與左右輪邊驅動軸驅動連接。本發明的優點是結構緊湊、具備多種運行模式，能夠為發動機實現無級變速，同時能夠左右輪獨立控制功率輸出。
文檔編號B60K6/36GK102951005SQ20121041978
公開日2013年3月6日 申請日期2012年10月29日 優先權日2012年10月29日
發明者鐘再敏, 陳辛波, 余卓平, 吳海康 申請人:同濟大學