專利名稱：車輛的驅(qū)動裝置和用于驅(qū)動車輛的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有權(quán)利要求1前序部分特征的車輛的驅(qū)動裝置以及一種用于 驅(qū)動車輛的方法。
背景技術(shù)：
已知的是，在車輛中除了內(nèi)燃機之外還安裝電機用于所謂的混合驅(qū)動。DE 10 2007 021 359 Al描述了這樣一種混合構(gòu)造型式，其中，有一電機經(jīng)由驅(qū)動軸來驅(qū)動交錯聯(lián) 接的減速行星輪系。純電動車也是已知的。對于電動車，特別是較重車輛的加速很成問題，在起伏不平 的車行道上尤其如此，這是因為，電機在車輛起步或開動時按照構(gòu)造形式在某些情況下可 能只提供相當(dāng)小的轉(zhuǎn)矩用于驅(qū)動車輪。為了克服這一點，例如要安裝大型的電機，它自然能 提供所需要的轉(zhuǎn)矩。然而，為此在車輛中需要附加的結(jié)構(gòu)空間。該起步開動問題的另一解 決方案例如在于，采用一種與多擋變速器相組合的離合器。該離合器用于使電機在車輛開 動之前便已經(jīng)在一個有利的特性曲線區(qū)域內(nèi)運行。在接合以后，則可以用足夠的轉(zhuǎn)矩實現(xiàn) 車輛起步。在該解決方案中不利的是，離合器隨著時間推移而磨損。

發(fā)明內(nèi)容
從現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的目的在于，提出一種用于電動車的驅(qū)動系統(tǒng)，它在開動 /起步時能提供較高的轉(zhuǎn)矩，不用離合器就行。上述目的的設(shè)備部分(物的部分)的解決方案由一種具有權(quán)利要求1特征的驅(qū)動 裝置所描述。上述目的的方法部分的解決方案通過一種具有權(quán)利要求5措施的方法得以實現(xiàn)。按照本發(fā)明的用于車輛的驅(qū)動裝置包括兩個經(jīng)由一行星齒輪傳動機構(gòu)接合的電 機以及一個與所述行星齒輪傳動機構(gòu)接合的車軸驅(qū)動單元。行星齒輪傳動機構(gòu)的太陽輪的 驅(qū)動軸與第一電機相接合。行星齒輪傳動機構(gòu)的內(nèi)齒輪的驅(qū)動軸與第二電機相接合。在 此，可以根據(jù)電機的旋轉(zhuǎn)方向按下述方式驅(qū)動太陽輪和內(nèi)齒輪的驅(qū)動軸，即，使得行星齒輪 傳動機構(gòu)的各行星齒輪或者行星齒輪架并不將旋轉(zhuǎn)運動傳遞到車軸驅(qū)動單元上。為了防 止行星齒輪架往車軸驅(qū)動單元上以及進而往各車輛車輪上傳遞旋轉(zhuǎn)運動，在起動/加速階 段，使太陽輪驅(qū)動軸和內(nèi)齒輪驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)速度相互協(xié)調(diào)匹配。隨著達到確定的電機轉(zhuǎn)速，此時兩電機產(chǎn)生足夠的轉(zhuǎn)矩，則就可以開始進行開動 階段。為此，將其中一個電機的轉(zhuǎn)速降低，或甚至降到零。由此使得各行星齒輪圍繞太陽輪 開始周轉(zhuǎn)。由行星齒輪的滾動運動引起的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由行星齒輪架被傳遞到車軸驅(qū)動單元上。 此時獲得的能量足以在起伏不平的車行道上將即便較重的車輛由停止?fàn)顟B(tài)加速。車軸驅(qū)動單元可以具有一差速傳動機構(gòu)，其中，該差速傳動機構(gòu)也可設(shè)計為電子 控制的差速傳動機構(gòu)。為了也能以越來越高的速度有效地驅(qū)動車輛，要在開動/起步之后發(fā)動第二電
3機。第二電機按照與太陽輪驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)方向相同的旋轉(zhuǎn)方向來驅(qū)動內(nèi)齒輪驅(qū)動軸。在按照本發(fā)明的用于驅(qū)動車輛的方法中，在一個起動階段，使第一電機和第二電 機的驅(qū)動軸被彼此反向地驅(qū)動，其中，由第一電機驅(qū)動的驅(qū)動軸是驅(qū)動行星齒輪傳動機構(gòu) 的太陽輪，而由第二電機驅(qū)動的驅(qū)動軸是驅(qū)動行星齒輪傳動機構(gòu)的內(nèi)齒輪，并且是采取這 樣的方式，即，使行星齒輪傳動機構(gòu)的行星齒輪架停止不動，從而在該起動階段并不將驅(qū)動 運動傳遞到經(jīng)由車軸驅(qū)動單元與驅(qū)動軸接合的輪軸上。各行星齒輪并不圍繞太陽輪運動。緊接著所述起動階段是一個開動階段，此時，第二電機不驅(qū)動內(nèi)齒輪的驅(qū)動軸而 只是由第一電機驅(qū)動太陽輪的驅(qū)動軸?，F(xiàn)在，行星齒輪圍繞太陽輪旋轉(zhuǎn)并驅(qū)動行星齒輪架。 在速度較高時則再由第二電機操縱內(nèi)齒輪的驅(qū)動軸。這一次，行星齒輪傳動機構(gòu)的內(nèi)齒輪 的驅(qū)動軸和太陽輪的驅(qū)動軸是同向旋轉(zhuǎn)。所述方法的優(yōu)點在于，在車輛開動之前便已為其提供足夠的驅(qū)動能量，該驅(qū)動能 量然后被直接傳遞到車軸驅(qū)動單元，而無接合器/離合器損耗。這樣便允許使用較小型的 電機，與用于無起動階段驅(qū)動車輛的電機相比，該較小型的電機需要較少的結(jié)構(gòu)空間并且 具有較小的重量。


下文借助在附圖中示出的實施例更詳細地描述本發(fā)明。其中示出圖1驅(qū)動裝置在起動階段的簡化示意圖；圖2驅(qū)動裝置在開動階段的簡化示意圖；圖3驅(qū)動裝置在行駛過程中的簡化示意圖；圖4驅(qū)動裝置在高速級的簡化示意圖；圖5驅(qū)動裝置在倒車行駛時的簡化示意圖。
具體實施例方式圖1中示出的用于車輛的驅(qū)動裝置1包括一個在圖面左邊示出的第一電機2和在 圖面右邊示出的第二電機3。由第一和第二電機2、3驅(qū)動的驅(qū)動軸4、5經(jīng)由一個在圖平面 中央在電機2、3之間示出的行星齒輪傳動機構(gòu)6相互接合。在此，由第一電機2驅(qū)動的驅(qū) 動軸4連接于行星齒輪傳動機構(gòu)6的太陽輪7，由第二電機3驅(qū)動的驅(qū)動軸5連接于行星齒 輪傳動機構(gòu)的內(nèi)齒輪8。在太陽輪7與內(nèi)齒輪8之間設(shè)置有行星齒輪9，它們以其外齒圈的 輪齒嵌合到內(nèi)齒輪8的內(nèi)齒圈和太陽輪7的外齒圈中。各行星齒輪9由一行星齒輪架12 支承，行星齒輪架又與一個車軸驅(qū)動單元10作用連接。行星齒輪架12與齒輪13相連接。 行星齒輪架12的旋轉(zhuǎn)運動1 1地傳遞到齒輪13。車軸驅(qū)動單元10具有一差速傳動機構(gòu)11，用以向輪軸傳遞轉(zhuǎn)動運動。在一個起動階段，太陽輪7和內(nèi)齒輪8的驅(qū)動軸4、5彼此反向旋轉(zhuǎn)，這一點由標(biāo)出 的箭頭可以看出。該反向性由此而產(chǎn)生，即，電機2、3以其輸出側(cè)相互面對。觀察每一電機 2、3本身，在這里是順時針方向旋轉(zhuǎn)。各驅(qū)動軸4、5的旋轉(zhuǎn)速度相互間如此協(xié)調(diào)匹配，使得行星齒輪傳動機構(gòu)6的行星 齒輪9不圍繞太陽輪7運動，因而沒有旋轉(zhuǎn)運動被傳遞到車軸驅(qū)動單元10以及車輪上。通過在起動階段達到的轉(zhuǎn)速，各電機在一個有利的特性曲線區(qū)域內(nèi)運行，從而在車輛開動之前得到了提高的轉(zhuǎn)矩。該轉(zhuǎn)矩在車輛開動時經(jīng)由行星齒輪9和行星齒輪架12 傳遞到車軸驅(qū)動單元10上(圖2)。如果要開走車輛，則將內(nèi)齒輪8的驅(qū)動軸5的轉(zhuǎn)動予以 停止。各行星齒輪9開始圍繞太陽輪7運動，此時將行星齒輪架12的旋轉(zhuǎn)運動經(jīng)由車軸驅(qū) 動單元10傳遞到車輛的車輪上。由于太陽輪7在開動之前便已旋轉(zhuǎn)，從開始開動起，可以 將一個(與太陽輪7隨著開動才開始旋轉(zhuǎn)的情況相比)更大的力傳遞到車軸驅(qū)動單元10。 因此，較重的車輛在起伏不平的車行道表面上開動時也可以利用電機進行驅(qū)動。為了在車輛行駛時提供更多的驅(qū)動能量，應(yīng)通過第二電機3以與太陽輪7驅(qū)動軸 4同向的方向驅(qū)動內(nèi)齒輪8驅(qū)動軸5 (圖3)。為達到高速級(圖4)，以第一電機2接合于第一驅(qū)動軸4的太陽輪7的兩倍速度 對第二電機3接合于內(nèi)齒輪8的驅(qū)動軸5進行驅(qū)動。為了實現(xiàn)車輛倒車行駛，則斷開第二電機3的驅(qū)動軸5并通過第一電機2使接合 于太陽輪7的驅(qū)動軸4向相反的方向旋轉(zhuǎn)(圖5)。在本發(fā)明中可以完全取消離合器。通過兩電機相對轉(zhuǎn)速的改變，能夠類似于采用 自動變速器那樣平順地在最理想轉(zhuǎn)矩生成的情況下實現(xiàn)全部所要求的行駛狀態(tài)。經(jīng)由未詳 細示出的控制單元可實現(xiàn)對驅(qū)動裝置的操縱，該控制單元按照所要求的速度將各電機的轉(zhuǎn) 速和轉(zhuǎn)向相互協(xié)調(diào)匹配。附圖標(biāo)記清單1 驅(qū)動裝置2 電機3 電機4 驅(qū)動軸5 驅(qū)動軸6 行星齒輪傳動機構(gòu)7 太陽輪8 內(nèi)齒輪9 行星齒輪10 車軸驅(qū)動單元11 差速傳動機構(gòu)12 行星齒輪架13 齒輪
權(quán)利要求
1.車輛的驅(qū)動裝置，包括兩個經(jīng)由一行星齒輪傳動機構(gòu)(6)接合的電機(2、3)以及一 個與所述行星齒輪傳動機構(gòu)(6)的各行星齒輪(9)接合的用于車輪驅(qū)動的車軸驅(qū)動單元 (10)，其中，用于行星齒輪傳動機構(gòu)(6)的太陽輪(7)的驅(qū)動軸⑷與第一電機(2)相接合， 而用于行星齒輪傳動機構(gòu)(6)的內(nèi)齒輪(8)的驅(qū)動軸(5)與第二電機(3)相接合，其中，所 述太陽輪(7)和所述內(nèi)齒輪(8)在起動階段能夠彼此反向旋轉(zhuǎn)，而不進行車輪驅(qū)動。
2.按照權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述太陽輪(7)的驅(qū)動軸⑷和所述 內(nèi)齒輪(8)的驅(qū)動軸(5)能以不同的速度旋轉(zhuǎn)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述車軸驅(qū)動單元(10)具有一 差速傳動機構(gòu)(11)。
4.按照權(quán)利要求3所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述差速傳動機構(gòu)(11)是一種電動 的差速傳動機構(gòu)。
5.用于驅(qū)動車輛的方法，該車輛具有按照權(quán)利要求1至4之一項所述的驅(qū)動裝置，其特 征在于，在起動階段以下述方式驅(qū)動第一電機(2)和第二電機(3)的驅(qū)動軸(4、5)，即，使行 星齒輪傳動機構(gòu)(6)的行星齒輪架(12)停止不動，從而在該起動階段并不將驅(qū)動運動傳遞 到經(jīng)由車軸驅(qū)動單元(10)與驅(qū)動軸(4、5)接合的輪軸上。
6.按照權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，為了開動車輛，使太陽輪(7)的驅(qū)動軸 (4)進行旋轉(zhuǎn)，進而使得行星齒輪架(12)旋動，而內(nèi)齒輪(8)的驅(qū)動軸停止不動。
7.按照權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，在緊接著所述起動階段的行駛操作 中，由電機(2、3)將太陽輪(7)和內(nèi)齒輪(8)同向旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動。
8.按照權(quán)利要求5至7之一項所述的方法，其特征在于，內(nèi)齒輪(8)的驅(qū)動軸(5)比太 陽輪(7)的驅(qū)動軸(4)更快地旋轉(zhuǎn)。
9.按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，內(nèi)齒輪(8)的驅(qū)動軸(5)以太陽輪(7)的 驅(qū)動軸(4)的兩倍速度旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種車輛的驅(qū)動裝置(1)，包括兩個經(jīng)由一行星齒輪傳動機構(gòu)(6)接合的電機(2、3)以及一個與所述行星齒輪傳動機構(gòu)(6)接合的用于車輪驅(qū)動的車軸驅(qū)動單元(10)，其中，用于行星齒輪傳動機構(gòu)(6)的太陽輪(7)的驅(qū)動軸(4)與第一電機(2)相接合，而用于行星齒輪傳動機構(gòu)(6)的內(nèi)齒輪(8)的驅(qū)動軸(5)與第二電機(3)相接合。在按照本發(fā)明的用于驅(qū)動車輛的方法中，所述太陽輪(7)和所述內(nèi)齒輪(8)在一個起動階段彼此反向旋轉(zhuǎn)。由此使得各電機在啟動之前便已經(jīng)在一特性曲線區(qū)域內(nèi)以較高的轉(zhuǎn)矩運行，這樣，在相對轉(zhuǎn)速改變的情況下對于行駛機構(gòu)的加速能產(chǎn)生有利影響。
文檔編號B60K17/356GK101992686SQ201010254610
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月12日
發(fā)明者T·馬斯 申請人:本特勒爾汽車技術(shù)有限公司