專利名稱：分配式差動混合復合動力系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及種分配式差動混合復合動力系統(tǒng)。
近年來能源及噪音污染日趨嚴重，電力驅(qū)動載具的污染程度較低，故能減輕上述的問題；但一直以來，電動載具的研究及發(fā)展因受電瓶容量的局限而無法獲得較大航程，若欲通過增加電瓶的體積及數(shù)量以克服該問題，相對地亦會增加載具本身重量而耗費較多電能，不合經(jīng)濟性，故在電瓶技術問題未獲得重大突破前，較為實用的驅(qū)動方式為采用復式驅(qū)動結構的設計，目前已被發(fā)展出來的包括有(A)功率串聯(lián)動力混合式此種型式為復合電動汽車最典型的結構型式，它是通過引擎驅(qū)動發(fā)電機產(chǎn)生電能對電瓶充電，再由電瓶供電給驅(qū)動馬達以帶動車輛，但此項方式的能源總效率偏低，如通用汽車所發(fā)表的GMHX3；(B)同步共軸式系將引擎動力輸出軸藉離合器直接串聯(lián)結合驅(qū)動馬達的轉(zhuǎn)軸，再對車輛產(chǎn)生驅(qū)動及控速作用，如德國國民汽車的VWCHICO。
上述(B)項中所述引擎與馬達兩者僅能擇其中之一作輸出驅(qū)動而無法作功率相加。
本發(fā)明目的是提供一種分配式差動混合復合動力系統(tǒng)，以解決上述現(xiàn)有技術的問題。
本發(fā)明所揭示的分配式差動混合復合動力系統(tǒng)，其特征在于藉引擎(或其他旋轉(zhuǎn)動力源)輸出軸的輸出功率除供操控驅(qū)動前段負載外，并結合一差動混合驅(qū)動裝置以驅(qū)動末段負載，該差動混合驅(qū)動裝置的電機組系由交流或直流有刷式或無刷式電機所構成的電機組結合傳動用三端軸差動輪組所組成，其結構包括一組呈三端軸的差動齒輪結構，其中具有兩組差動輸出軸及一組輸入軸經(jīng)傳動齒輪組耦合于電機裝置，而兩組差動齒輪的輪軸分別耦合于來自主動側旋轉(zhuǎn)動力單元所驅(qū)動的傳動用中軸及經(jīng)離合器耦合于后端差動齒輪箱的輸入軸，以驅(qū)動兩側可差動的末段負載；上述三端軸差動齒輪是可由行星式齒輪組取代的，而齒輪組亦可由摩擦輪所取代；上述電機組其轉(zhuǎn)子與定子間設有制動器，制動器并接受操控裝置的操控而于輸入電流時產(chǎn)生電機驅(qū)動功能；或藉外力所牽動作發(fā)電輸出；此項設計可將引擎對末段負載的輸出與電機組的輸出作功率相加及速度目加，且其相加過程不受兩者速度關系所影響；整體而言系統(tǒng)的總體積較小，節(jié)省成本及空間，電機組能接受操控裝置的控制，而于輸入電流時產(chǎn)生電動機驅(qū)動功能供驅(qū)動前段負載或后負載或同時驅(qū)動或作為啟動引擎，或于接受引擎回轉(zhuǎn)動能輸入時與負載間形成轉(zhuǎn)速差而作發(fā)電輸出，并藉輸出電流形成耦合扭矩產(chǎn)生可操控變速的差動調(diào)整功能，或作為再生發(fā)電制動，特別是于以引擎為主動力的驅(qū)動時，藉差動混合驅(qū)動裝置結構中之三端軸差動齒輪組兩差動軸之間的轉(zhuǎn)速差以牽動電機組對蓄電瓶充電，而控制其充電電流大小即可獲調(diào)整與負載間的轉(zhuǎn)速差，而引擎因可為呈定速度或僅調(diào)變部分轉(zhuǎn)速以維持運轉(zhuǎn)于較高運轉(zhuǎn)效率及較低污染的工作區(qū)，而經(jīng)由差動混合驅(qū)動裝置產(chǎn)生差速輸出，因此可在低速段變速驅(qū)動中提升引擎效率及減少污染，獲得對蓄電瓶充電電能及作可變速的耦合，此外亦可作為驅(qū)動馬達以單獨作旋轉(zhuǎn)輸出以驅(qū)動負載或與引擎同時旋轉(zhuǎn)驅(qū)動負載。
以下配合附圖詳細說明本發(fā)明的特征及優(yōu)點

圖1所示是本發(fā)明的實施例；圖2所示是圖1的應用系統(tǒng)之一；
圖3所示是圖1的應用系統(tǒng)之二；圖4所示是圖1的應用系統(tǒng)之三；圖5所示是圖1的應用系統(tǒng)之四；圖6所示是圖1的應用系統(tǒng)之五；圖7所示是圖1的應用系統(tǒng)之六；圖8所示是圖1的應用系統(tǒng)之七。
圖1所示為此項分配式差動混合復合動力系統(tǒng)的實施例，其構成特征含有主動側回轉(zhuǎn)動力單元P101，其輸出先供控制驅(qū)動前段負載再轉(zhuǎn)往差動混合驅(qū)動裝置M101的輸入端供驅(qū)動末段負載；差動混合驅(qū)動裝置M101的輸出端與末端負載的傳動方式包括直接通往另一部份負載(或經(jīng)傳動元件再通往另一部份負載)，或經(jīng)末端差動輪組傳給需差動驅(qū)動的負載(如兩側的后車輪組)；其主要構成如下主動側回轉(zhuǎn)動力單元P101為一內(nèi)燃引擎或其他回轉(zhuǎn)動力源，具有回轉(zhuǎn)輸出軸S102藉離合器CL102輸往中間傳動裝置與操控界面M102；內(nèi)燃引擎并設有轉(zhuǎn)速檢測裝置SD101以將引擎轉(zhuǎn)速信號輸往中央控制器CCU101，及操控油門CG101接受中央控制器CCU101的操控以改變引擎轉(zhuǎn)速或使引擎作定速運轉(zhuǎn)；中間傳動裝置及操控界面M102(包括僅供切換變速驅(qū)動前段負載或供切換變速驅(qū)動整體負載的傳統(tǒng)前輪傳動的自動或手動變速操控系統(tǒng))在輸入中軸S101與前段負載間設有離合器CL103供操控中間傳動裝置與作為前段負載的前輪間作耦合傳動或切斷兩者的傳動關系，該離合器CL103亦可在所述界面排檔具有空檔的狀況由空檔所取代或同時并存。中軸S101為耦合于離合器CL102的輸出側并呈向后直接延伸或經(jīng)由傳動裝置使中軸S101與直接負載的輸出轉(zhuǎn)速具有等速比或不等速比的轉(zhuǎn)速比例(類似四輪傳動的向后延伸的后輪傳動中軸)，中軸S101與固定機殼之間并設有由中央控制器CCU101所操控的制動器B101；直接驅(qū)動的前段負載W101為一個或一個以上被驅(qū)動的輪并具有來自負載的驅(qū)動阻抗；差動混合驅(qū)動裝置M101為由電機組U101結合傳動用三端軸差動輪組所組成，其結構包括一組呈三端軸的差動齒輪結構，其中具有兩組差動輸出軸及一組輸入軸經(jīng)傳動齒輪組耦合于電機裝置U101，而兩組差動齒輪的輪軸分別耦合于來自主動側回轉(zhuǎn)動力單元所驅(qū)動的傳動用中軸S101及經(jīng)離合器CL104耦合于后端差動齒輪箱GB101的輸入軸，以驅(qū)動兩側可差動的末段負載W102；上述三端軸差動齒輪亦可由行星式齒輪組取代的，而齒輪組亦可由摩擦輪所取代；電機組U101其轉(zhuǎn)子與定子間設有制動器B103，B103并接受中央控制器CCU101所操控供在操控中提供直接使電機組U101的轉(zhuǎn)子與定子作機械性同步鎖定；上述電機組U101為由交流或直流無刷或有刷式電機結構所構電機組U101為由交流或直流無刷或有刷式電機結構所構成，特別適用具有隨負荷愈小速度愈高的電機特性串激或助復激型所構成或可作電流值操控(含恒流操控)的交流或直流有刷或無刷電機供產(chǎn)生協(xié)助驅(qū)動負荷的加值扭力，并接受驅(qū)動電路D101的驅(qū)動操控；驅(qū)動電路裝置D101，設置于電機組U101與蓄電瓶BT101之間接受中央控制器CCU101的操控指令所操控，能驅(qū)動電機組U101作為馬達的驅(qū)動器或作為電流及電壓調(diào)節(jié)器以使電機組U101作為發(fā)電機功能對電瓶充電或?qū)ζ渌撦d輸出電能或呈可控制電流的發(fā)電輸出；
中央控制器CCU101則依操作者的操作指令及主動側回轉(zhuǎn)動力單元P101的動作狀態(tài)而作成相對應的操控指令并將之輸往驅(qū)動電路裝置D101；差動混合驅(qū)動裝置M101的差動輸出端軸與供耦合后端差動齒輪箱間的離合器CL104的連續(xù)側進一步可依需求加設與機殼間的制動器B102，以供作為驅(qū)動前端負載或啟動引擎或作靜止中發(fā)電以由引擎驅(qū)動電機組U101作為發(fā)電機功能對電瓶充電或?qū)ζ渌撦d供電；若作為交流發(fā)電輸出功能時，其U101為選用具有交流發(fā)電功能的電機組，包括設有永磁式或繞組激磁式磁極的變頻驅(qū)動型電機裝置，或同一電樞繞組同時設有供作交流輸出導電環(huán)及供作直流輸出/輸入換向器的有刷整流子或電機裝置，其交流輸出可為不定頻輸出或藉引擎定速控制作定頻輸出；上述直接驅(qū)動負載與差動分配負載包括由含有一組或一組以上的回轉(zhuǎn)動力源及一組或一組以上直接驅(qū)動負載及一組或一組以上差動混合驅(qū)動裝置M101及其所驅(qū)動負載群作順序串聯(lián)結合的擴大型態(tài)的復式串聯(lián)結構。
圖1實施例的功能如表1所示，其內(nèi)容簡要如下F1-A，F(xiàn)1-B，F(xiàn)1-C，F(xiàn)1-D為引擎運轉(zhuǎn)驅(qū)動時對負載低速輸出驅(qū)動的各種系統(tǒng)運作；F1、F3為以電瓶電力輸入電機組U101作馬達運作以驅(qū)動負載的系統(tǒng)運作；F5及F6及F7為負載側機械動能反饋驅(qū)動電機組U101作為發(fā)電機將電能回收至蓄電瓶或藉引擎阻尼制動的系統(tǒng)動作；F8為由引擎驅(qū)動電機組U101作為發(fā)電機對蓄電瓶充電的系統(tǒng)操作；此功能并進一步含有可作預設自動停止充電的時間操控，若作為交流發(fā)電輸出功能時，其U101為選用具有交流發(fā)電功能的電機組，含設有永磁式或繞組激磁式磁極的變頻驅(qū)動型電機裝置，或同一電樞繞組同時設有供作交流輸出導電環(huán)及供作直流輸出/輸入換向器的有刷整流子式電機裝置，其交流輸出可為不定頻輸出或藉引擎定速控制作定頻輸出；F9為由電機組U101作為馬達運作，藉電瓶電力驅(qū)動馬達進而啟動引擎；F10空速滑行為將系統(tǒng)所有離合器及制動器呈隔斷(OFF)狀態(tài)，以利于低損失的滑行。
上述系統(tǒng)具有的操作功能說明如下F1-A以操控引擎油門方式由低速操控驅(qū)動至高速運轉(zhuǎn)功能，含有以內(nèi)燃引擎為主動側回轉(zhuǎn)動力源而藉引擎油門的操控以驅(qū)動末段負載，此時離合器CL102及CL04呈起作用(ON)，CL103呈OFF的狀態(tài)；制動器B101及B102呈OFF狀態(tài)，B103呈ON狀態(tài)；以內(nèi)燃引擎為主動側回轉(zhuǎn)動力源而藉引擎油門的操控同時驅(qū)動前段及末段負載，此時離合器CL102及CL103及CL104皆呈ON的狀態(tài)；制動器B101及B102呈OFF狀態(tài)，B103呈ON狀態(tài)；以內(nèi)燃引擎為主動側回轉(zhuǎn)動力源而藉引擎油門的操控驅(qū)動前段負載，此時離合器CL102及CL103呈ON的狀態(tài)，CL104呈OFF的狀態(tài)，制動器B101及B102及B103皆呈OFF狀態(tài)；F1-B以操控引擎油門及同時操控電機組U101由低速操控驅(qū)動至高速同時充電功能，含有以內(nèi)燃引擎為主動側回轉(zhuǎn)動力源而藉引擎油門的操控引擎轉(zhuǎn)速變化及同時操控電機組U101作發(fā)電機作用對電瓶充電及驅(qū)動末段負載，此時離合器CL103呈OFF的狀態(tài)，CL102及CL104呈ON的狀態(tài)，制動器B101及B102及B103皆呈OFF的狀態(tài)；
以內(nèi)燃引擎為主動側回轉(zhuǎn)動力源而藉引擎油門的操控引擎轉(zhuǎn)速變化及同時操控電機組U101作發(fā)電機作用對電瓶充電，以同時驅(qū)動前段及末段負載，制動器B101及B102及B103皆呈OFF的狀態(tài)；以內(nèi)燃引擎為主動側回轉(zhuǎn)動力源而藉引擎油門操控引擎轉(zhuǎn)速變化及驅(qū)動前段負載及同時操控電機組U101作發(fā)電機作用對電瓶充電，此時離合器CL104呈OFF狀態(tài)，CL102及CL103呈ON狀態(tài)，制動器B101及B103皆呈OFF狀態(tài)，B102呈ON的狀態(tài)；F1-C以引擎控速或定速運轉(zhuǎn)藉操控電機組U101對電瓶充電的電流以改變對負載輸出功率功能，含有以內(nèi)燃引擎為主動側回轉(zhuǎn)動力源而藉引擎油門及轉(zhuǎn)速反饋信號以操控引擎作定速運轉(zhuǎn)及同時操控電機組U101對電瓶充電的電流以調(diào)整耦合轉(zhuǎn)矩驅(qū)動末段負載，此時離合器CL103呈OFF狀態(tài)，CL102及CL102及CL104呈ON狀態(tài)，制動器B101及B103及B103皆呈OFF的狀態(tài)；以內(nèi)燃引擎為主動側回轉(zhuǎn)動力源而藉引擎油門及轉(zhuǎn)速反饋信號以操控引擎轉(zhuǎn)速以驅(qū)動前段負載及同時操控電機組U101對電瓶充電的電流以調(diào)整耦合轉(zhuǎn)矩驅(qū)動末段負載，此時離合器CL102及CL103及CL104皆呈ON狀態(tài)，制動器B101及B102及B103皆呈OFF狀態(tài)；F1-D藉電機組U101本身捷路電流操控輸出轉(zhuǎn)矩進而改變轉(zhuǎn)速功能，含有以內(nèi)燃引擎為主動側回轉(zhuǎn)動力源而藉引擎油門及轉(zhuǎn)速反饋信號操控引擎轉(zhuǎn)速作變速或作定速運轉(zhuǎn)，而同時操控電機組U101作發(fā)電機作用，并對其發(fā)電輸出端形成捷路電流作操控以改變其耦合轉(zhuǎn)矩從而改變其對末段負載的驅(qū)動轉(zhuǎn)速，此時離合器CL103呈OFF狀態(tài)，CL102及CL104呈ON狀態(tài)，制動器B101及B102及B103皆呈OFF的狀態(tài)；以內(nèi)燃引擎為主動側回轉(zhuǎn)動力源而藉引擎油門及轉(zhuǎn)速反饋信號操控引擎轉(zhuǎn)速，而同時操控電機組U101作發(fā)電機作用，并對其發(fā)電輸出端形成捷路電流作操控以改變其耦合轉(zhuǎn)矩，進而改變其對前段及末段負載的驅(qū)動功率，此時離合器CL102，CL103，CL104皆呈ON狀態(tài)，制動器B101及B102皆呈OFF狀態(tài)；F2電瓶電力驅(qū)動電機組U101對末段負載作變速及正反轉(zhuǎn)輸出功能，含有以電瓶電力輸入電機組U101以驅(qū)動末段負載；此時電機組U101接電力而呈電動馬達運作功能而制動器B101呈ON的閉合狀態(tài)，B102及B103皆呈OFF狀態(tài)，離合器CL102與控制前端負載的離合器CL103呈OFF狀態(tài)，CL104則呈ON狀態(tài)；F3電瓶電力驅(qū)動電機組U101對前段負載作變速及正反轉(zhuǎn)輸出功能，含有以電瓶電力輸入電機組U101驅(qū)動前段負載；此時電機組U101接受電力而呈電動馬達運作功能而制動器B102呈ON的閉合狀態(tài)，B101及B103皆呈OFF狀態(tài)，B102呈ON狀態(tài)，離合器CL102及CL104呈OFF狀態(tài)，CL103則呈ON狀態(tài)；F4-A由引擎以設定轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)加上由操控電機組U101作為馬達轉(zhuǎn)速與其作功率相加以驅(qū)動末段負載功能，含有以內(nèi)燃引擎為主動側回轉(zhuǎn)動力源，在引擎變速或定速運轉(zhuǎn)中同時藉由電瓶的電能驅(qū)動電機組U101與引擎功率相加以同時驅(qū)動末段負載，此時離合器CL103呈OFF狀態(tài)，CL102及CL104呈ON狀態(tài)，制動器B101及B102及B103皆呈OFF的狀態(tài)；F4-B由引擎以設定轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)加上由操控電機組U101作為馬達功能運轉(zhuǎn)，兩者作功率相加以驅(qū)動前段及末段負載功能，含有
以內(nèi)燃引擎為主動側回轉(zhuǎn)動力源，在引擎變速或定速運轉(zhuǎn)中同時藉由電瓶的電能驅(qū)動電機組U101與引擎功率相加以同時驅(qū)動前段負載及末段負載，此時離合器CL102及CL103及CL104皆呈ON狀態(tài)，制動器B101及B102及B103皆呈OFF的狀態(tài)；F5電機組U101作為發(fā)電機將末段動能回收為電能充電至電瓶功能，含有引擎減速或關閉油門；以電機組U101作發(fā)電機運轉(zhuǎn)，以將末段負載的回轉(zhuǎn)機械能轉(zhuǎn)為電能對電瓶充電，或以其他負載耗用電能，以獲得阻尼，而與引擎活塞摩擦阻尼共同構成制動阻尼，此時，制動器B101及B102及B103皆呈OFF狀態(tài)，離合器CL103呈OFF狀態(tài)，CL102及CL104呈ON狀態(tài)，此時引擎可為停止或慢速運轉(zhuǎn)；以電機組U101作發(fā)電機功能運轉(zhuǎn)以將末段負載反饋的回轉(zhuǎn)機械能轉(zhuǎn)為電能對電瓶充電或以其他負載耗用電能以獲得阻尼，此時制動器B101呈ON而B102及B103皆呈OFF狀態(tài)，離合器CL102、CL103呈OFF狀態(tài)，此時引擎可為停止或轉(zhuǎn)速較相對滑行速度為慢，而CL104呈ON的狀態(tài)，此時引擎可為運轉(zhuǎn)或停止狀態(tài)；F6電機組U101作為發(fā)電機將前段動能回收為電能充電至電瓶功能，含有引擎減速或關閉油門，以電機組U101作發(fā)電機運轉(zhuǎn)，以將前段負載的回轉(zhuǎn)機械能轉(zhuǎn)為電能對電瓶充電或以其他負載耗用電能以獲得阻尼，而與引擎活塞磨擦阻尼共同構成制動阻尼，此時制動器B101及B103皆呈OFF狀態(tài)，B102呈ON的狀態(tài)，離合器CL104為OFF狀態(tài)，CL102及CL103呈ON狀態(tài)，此時引擎可為停止或慢速運轉(zhuǎn)；以電機組U101作發(fā)電機功能運轉(zhuǎn)以將前段負載反饋的回轉(zhuǎn)機械能轉(zhuǎn)為電能對電瓶充電或以其他負載耗用電能以獲得阻尼，此時制動器B102呈ON狀態(tài)而B101及B103皆呈OFF狀態(tài)，離合器CL102、CL104呈OFF狀態(tài)，CL103呈ON狀態(tài)，此時引擎可為停止或轉(zhuǎn)速較目對滑行速度為慢，而因CL102呈OFF的狀態(tài)，此時引擎可為運轉(zhuǎn)或停止狀態(tài)；F7全部負載經(jīng)引擎阻尼制動，含有引擎減速或關閉油門，發(fā)電機運轉(zhuǎn)，以將前段負載及末段負載的回轉(zhuǎn)機械能轉(zhuǎn)為電能以獲得阻尼，而與引擎活塞磨擦阻尼共同構成制動阻尼，此時制動器B101及B102及B103皆呈OFF的狀態(tài)，離合器CL102及CL103及CL104皆呈ON狀態(tài)，此時引擎可為停止或慢速運轉(zhuǎn)；F8系統(tǒng)自行充電(可定時停機)功能，含有電機組U101被主動側回轉(zhuǎn)動力單元所驅(qū)動，作為發(fā)電機對電瓶充電或供應其他負載；此時原動引擎啟動，制動器B101及B103皆呈OFF狀態(tài)，B102呈ON狀態(tài)，離合器CL103及CL104呈OFF狀態(tài)，CL102呈ON狀態(tài)，可進一步以定時器預設引擎充電時間或作控量充電，而作自動停機，若作為交流發(fā)電輸出功能時，其U101為選用具有交流發(fā)電功能的電機組，含設有永磁式或繞組激磁式磁極的變頻驅(qū)動型電機裝置，或同一電樞繞組同時設有供作交流輸出導電環(huán)及供作直流輸出/輸入換向器的有刷整流子式電機裝置，其交流輸出可為不定頻輸出或藉引擎定速控制作定頻輸出；F9電機組U101作啟動馬達啟動引擎功能，含有電機組U101作為啟動主動側引擎；此時制動器B102呈ON的閉合狀態(tài)，B101及B103皆呈OFF狀態(tài)，前端操作機構界面M102與前端耦合的離合器CL103及CL104呈OFF狀態(tài)，離合器CL102則呈ON的閉合狀態(tài)；F10空速滑行；為系統(tǒng)不輸出功率及不制動下的滑行功能，含有
引擎可為運轉(zhuǎn)或停止，制動器B101及B102及B103皆呈OFF狀態(tài)，離合器CL102，CL103，CL104皆呈OFF的狀態(tài)。
圖1所示的分配式差動耦合復合動力系統(tǒng)主要結構實施例在實際應用時包括下列的變化圖2所示為圖1的應用系統(tǒng)之一為揭示減設離合器CL104的應用例，此系統(tǒng)中的各項功能如表2所示。
圖3所示為圖1的應用系統(tǒng)之二為揭示減設離合器CL104及制動器B102的應用例，此系統(tǒng)中的各項功能如表3所示。
圖4所示為圖1的應用系統(tǒng)之三為揭示減設B102，B103及CL104，其各項功能如表4所示。
圖5所示為圖1的應系統(tǒng)之四為揭示增設離合器CL105于末段輸出中軸與中間傳動裝置之間，而供操控前段負載的離合器CL103則保留，(或以中間傳動裝置的變速排檔取代之)，其功能如表5所示，除如表1所示外，并增如下功能F11引擎供驅(qū)動前段負載，電機組U101由電瓶輸入電力供驅(qū)動后段負載，兩者為獨立運作而驅(qū)動共同負載，此時制動器B101呈ON狀態(tài)，B102及B103皆呈OFF狀態(tài)，離合器CL105呈OFF狀態(tài)，CL102，CL103，CL104呈ON狀態(tài)；F12引擎供驅(qū)動前段負載，電機組U101被貼地牽動作為發(fā)電機對電瓶充電，此時制動器B101呈ON狀態(tài)，B102及B103皆呈OFF狀態(tài)，離合器CL105呈OFF狀態(tài)，CL102，CL103，CL104呈ON狀態(tài)。
圖6所示為圖1的應用系統(tǒng)之五為揭示增設離合器CL105于末段輸出中軸與中間傳動裝置之間，而減設離合器CL104的應用例，其功能如表6所示。
圖7所示為圖1的應用系統(tǒng)之六為揭示增設離合器CL105于末段輸出中軸與中間傳動裝置之間，而減設離合器CL104與制動器B102的應用例，其功能如表7所示。
圖8所示為圖1的應用系統(tǒng)之七為揭示增設離合器CL105而減設離合器CL104與制動器B102及B103的應用例，其功能如表8所示。
上述列舉各項應用例僅供參考，其實際應用可視需求性能而在不變本案設計下，將前段與末段負載作分配式差動混合構成對負載作復合驅(qū)動的特征，從而選擇相應的操控元件構成在系統(tǒng)運用于載具的圖1-8結構例中，因傳動速度比及輪胎外徑差異性使前段負載與末段負載及主動源的角位移關系包括兩者的角位移速度與主動側回轉(zhuǎn)動力源間依輪系比例運轉(zhuǎn)關系，或兩者角位移關系及與主動側回轉(zhuǎn)動力源間未能依輪系比例運轉(zhuǎn)(如因路面滑動)，特別是末段負載之角位稱量與主動側回轉(zhuǎn)動力源或前段負載間可特別設定不依輪系關系比例運轉(zhuǎn)而由電機組U101作差動調(diào)節(jié)；電機組U101的差動調(diào)節(jié)方式包括以輸入電能作電動機功能的主動調(diào)節(jié)或以輸出電能作發(fā)電機式被動調(diào)節(jié)功能；前述前段負載與末段負載在驅(qū)動載具應用中，前段負載可為前輪或后輪，末段負載亦可為與前者定義相配合的前輪或后輪結構；在分配式差動混合復合動力系統(tǒng)的分段差動驅(qū)動特征架構下其操作功能極多，實際應用可視需要由全部功能或部分功能所構成。
綜合上述，此項分配式差動混合復合動力系統(tǒng)可應用于車輛、船舶、或作為其他固定式復合驅(qū)動力；前述的各項實施例，為揭示本案分配式差動混合復合動力系統(tǒng)的各種應用模式，在實際應用中，可視需要而選擇其輸出功能周邊配件，以彈性選擇所需系統(tǒng)。
元件符號說明B101，B102，B103制動器
BT101蓄電瓶CCU101中央控制器CG101可操控油門CL102，CL103，CL104，CL105離合器D101驅(qū)動電路裝置GB101差動齒輪箱M101差動混合驅(qū)動裝置M102中間傳動裝置及操作界面P101主動側回轉(zhuǎn)動力單元S101中軸S102回轉(zhuǎn)輸出軸SD101轉(zhuǎn)速檢測裝置U101電機組W101，W102負載表1
表2
表3
表4
表5
表6
表7
表8
權利要求
1.一種分配式差動混合復合動力系統(tǒng)，用于驅(qū)動交流工具如車輛、船舶、飛行器或其他機械結構(或其他工業(yè)或產(chǎn)業(yè)設備)的回轉(zhuǎn)驅(qū)動用途，主要由內(nèi)燃引擎(或其他回轉(zhuǎn)動力源)之回轉(zhuǎn)輸出軸直接或經(jīng)傳動齒輪、皮帶或鏈條等傳動裝置或連結器除將動力驅(qū)動前段負載外，亦將動力耦合于差動混合驅(qū)動裝置的輸入軸以驅(qū)動末段負載，該差動混合式驅(qū)動裝置為由電機組結合傳動用三端軸差動輪組所組成，其結構含一組呈三端軸的差動齒輪結構，其中具有兩組差動輸出軸及一組輸入軸經(jīng)傳動齒輪組耦合于電機裝置，而兩組差動齒輪的輪軸分別耦合于來自主動側回轉(zhuǎn)動力單元所驅(qū)動的傳動用中軸及經(jīng)離合器耦合于后端差動齒輪箱的輸入軸，以驅(qū)動兩側可差動末段負載；上述三端軸差動齒輪亦可由行星式齒輪組取代，而齒輪組亦可由磨擦輪所取代；電機組的轉(zhuǎn)子與定子間設有制動器，制動器并接受操控裝置的控制，而于輸入電流時產(chǎn)生電動機的驅(qū)動功能，或作為發(fā)電輸出并藉輸出電流形成耦合扭矩產(chǎn)生可變速耦合功能，或用以啟動引擎和作為再生發(fā)電制動，特別是于引擎為主動力的驅(qū)動時藉差動混合驅(qū)動裝置的電機組以對蓄電瓶充電，而操控其充電電流即可獲調(diào)整與末段負載間的轉(zhuǎn)速差，引擎可為定速或調(diào)變部份轉(zhuǎn)速以維持運轉(zhuǎn)于較高運轉(zhuǎn)效率及較低污染的工作轉(zhuǎn)速，而藉由差動混合驅(qū)動裝置產(chǎn)生差速輸出將部份動力作為對負載的驅(qū)動輸出，而另一部分動能為由差動混合驅(qū)動裝置的電機組作發(fā)電機對電瓶組充電，即在低驅(qū)動速度段的變速驅(qū)動中提升引擎效率及減少污染中獲得對蓄電瓶充電電能及作可變速的耦合，此外亦可作為驅(qū)動馬達以單獨作回轉(zhuǎn)輸出驅(qū)動負載或與引擎同時回轉(zhuǎn)驅(qū)動負載，其特征在于包括主動側回轉(zhuǎn)動力單元P101，其輸出先供操控驅(qū)動前段負載再輸往差動混合驅(qū)動裝置M101的輸入端供驅(qū)動末段負載；差動混合驅(qū)動裝置M101，輸出端與末端負載的傳動方式包括直接通往另一部份負載(或經(jīng)傳動元件再通往另一部份負載)，或經(jīng)末端差動輪系傳給須差動驅(qū)動的負載(如兩側之后車輪組)其主要構成如下主動側回轉(zhuǎn)動力單元P101為一內(nèi)燃引擎或其他回轉(zhuǎn)動力源具有回轉(zhuǎn)輸出軸S102，藉離合器CL102輸往中間傳動裝置操控界面M102；內(nèi)燃引擎并設有轉(zhuǎn)速檢測裝置SD101以將引擎轉(zhuǎn)速信號輸往中央控制器CCU101及可操控油門CG101供接受中央控制器CCU101的操控以改變引擎轉(zhuǎn)速或使引擎作定速運轉(zhuǎn)；中間傳動裝置及操作界面M102(包括僅供切換變速驅(qū)動前段負載或供切換變速驅(qū)動整體負載的傳統(tǒng)前輪傳動的自動或手動變速操控系統(tǒng))在輸入中軸S101與前段負載間設有間作耦合傳動或切斷兩者的傳動關系，所述離合器CL103亦可在所述界面排檔具有空檔的狀況由空檔所取代或同時并存著，中軸S101為耦合于離合器CL102的輸出側并呈向后直接延伸或經(jīng)由傳動裝置使中軸S101與直接負載的輸出轉(zhuǎn)速具有等速比或不等速比的轉(zhuǎn)速比例(類似四輪傳動的向后延伸的后輪傳動中軸)，中軸S101與固定機殼之間并設有由中央控制器CCU101所操控的制動器B101；直接驅(qū)動的前段負載W101為一個或一個以上被驅(qū)動的輪并具有來自于負載的驅(qū)動阻抗；差動混合驅(qū)動裝置M101為由電機組U101結合傳動用三端軸差動輪組所組成，其結構含一組呈三端軸的差動齒輪結構，其中具有兩組差動輸出軸及一組輸入軸經(jīng)傳動齒輪組耦合于電機裝置U101，而兩組差動齒輪的輪軸分別耦合于來自主動側回轉(zhuǎn)動力單元所驅(qū)動的傳動用中軸S101及經(jīng)離合器CL104耦合于后端差動齒輪箱GB101的輸入軸，以驅(qū)動兩側可差動末段負載W102；上述三端軸差動齒輪亦可由行星式齒輪組取代之，而齒輪組亦可由摩擦輪所取代；電機組U101其轉(zhuǎn)子與定子間設有制動器B103，B103并接受中央控制器CCU101的操控供操控中提供直接電機組U101的轉(zhuǎn)子與定子作機械性同步鎖定；上述電機組U101為由交流或直流無刷或有刷式電機結構所構成，特別適用具有隨負荷愈小速度愈高的電機特性串激或助復激型所構成或可作電流值操控(含恒流操控)的交流或直流有刷或無刷電機，供產(chǎn)生協(xié)助驅(qū)動負荷的加值扭力，并接受驅(qū)動電路D101的驅(qū)動操控；驅(qū)動電路裝置D101為介于電機組U101與蓄電瓶BT101之間接受中央控制器CCU101的操控指令所操控，能驅(qū)動電機組U101作為馬達的驅(qū)動器或作為電流及電壓調(diào)節(jié)器以使電機組U101作為電機功能對電瓶充電或?qū)ζ渌撦d輸出電能或呈可控制電流的發(fā)電輸出；中央控制器CCU101則依操作者操作指令及主動側回轉(zhuǎn)動力單元P101的運作狀態(tài)而作成相應的操控指令并將之輸往驅(qū)動電路裝置D101；差動混合驅(qū)動裝置M101的差動輸出端軸與供耦合后端差動齒輪箱間離合器CL104的連結側進一步可依需求加設與機殼間的制動器B102，以供作為驅(qū)動前端負載或啟動引擎或作靜止中發(fā)電以由引擎驅(qū)動電機組U101作為發(fā)電機功能對電瓶充電或?qū)ζ渌撦d供電；若作為交流發(fā)電輸出功能時，其U101為選用具有交流發(fā)電功能的電機組，含設有永磁或繞組激磁式磁極的變頻驅(qū)動型電機裝置，或同一電樞繞組同時設有供作交流輸出導電環(huán)及供作直流輸出/輸入換向器的有刷整流子式電機裝置，其交流輸出可為不定頻輸出或藉引擎定速控制作定頻輸出；上述直接驅(qū)動負載與差動分配負載包括由含有一組或一組以上的回轉(zhuǎn)動力源，一組或一組以上直接驅(qū)動負載，一組或一組以上差動混合驅(qū)動裝置M101及其所驅(qū)動負載群作順序串聯(lián)結合的擴大型態(tài)的復式串聯(lián)結構。
2.如權利要求1所述的分配式差動混合復合動力系統(tǒng)，其特征在于，其功能如表1所示的部分或全部。
3.如權利要求1所述的分配式差動混合復合動力系統(tǒng)，其特征在于，進一步可減設離合器CL104，其功能如表2所示的部份或全部。
4.如權利要求1所述的分配式差動混合復合動力系統(tǒng)，其特征在于，進一步可減設離合器CL104及制動器B102，其各項功能如表3所示的部份或全部。
5.如權利要求1所述的分配式差動混合復合動力系統(tǒng)，其特征在于，進一步可減設B102，B103及CL104，其功能如表4所示的部份或全部。
6.如權利要求1所述的分配式差動混合復合動力系統(tǒng)，其特征在于，進一步可增設離合器CL105于末段輸出中軸與中間傳動裝置之間，而供操控前段負載的離合器CL103則保留(或以中間傳動裝置的變速排檔取代之)，其功能如表5所示的部份或全部。
7.如權利要求1所述的分配式差動混合復合動力系統(tǒng)，其特征在于，進一步可增設離合器CL105于末段輸出中軸與中間傳動裝置之間，而減設離合器CL104的應用例，其功能如表6所示的部分或全部。
8.如權利要求1所述的分配式差動混合復合動力系統(tǒng)，其特征在于，進一步可增設離合器CL105于末段輸出中軸與中間傳動裝置之間，而減設離合器CL104與制動器B102，其功能如表7所示的部分或全部。
9.如權利要求1所述的分配式差動混合復合動力系統(tǒng)，其特征在于，進一步可增設離合器CL105而減設離合器CL104與制動器B102及B103，其功能如表8所示的部分或全部。
10.如權利要求1，2，3，4，5，6，7，8或9所述的分配式差動混合復合動力系統(tǒng)，其特征在于，其傳動速度比及輪胎外徑差異性使前段負載與末段負載及主動源的角位移關系含兩者之角位移速度與主動側回轉(zhuǎn)動力源間依輪系比例運轉(zhuǎn)關系，或兩者角位移關系及主動側回轉(zhuǎn)動力源間未能依輪系比例運轉(zhuǎn)(如因路面滑動)，特別是末段負載的角位移量與主動側回轉(zhuǎn)動力源或前段負載間可特別設定不依輪系關系比例運轉(zhuǎn)而由電機組U101作差動調(diào)節(jié)。
11.如權利要求1，2，3，4，5，6，7，8或9所述的分配式差動混合復合動力系統(tǒng)，其特征在于，所述電機組U101的差動調(diào)節(jié)方式包括以輸入電能作電動機功能的主動調(diào)節(jié)或以輸出電能作發(fā)電機功能的被動調(diào)節(jié)功能。
12.如權利要求1，2，3，4，5，6，7，8或9所述的分配式差動混合復合動力系統(tǒng)，其特征在于，其前述前段負載與末段負載在驅(qū)動載具應用中，前段負載可為前輪或后輪，末段負載亦可為與前者定義相配合的前輪或后輪結構。
全文摘要
此系統(tǒng)為由內(nèi)燃引擎(或其他回轉(zhuǎn)動力源)輸出轉(zhuǎn)軸直接或經(jīng)傳動裝置驅(qū)動前段負載，同時耦合于由電機組結合三端軸差動輪組構成的差動混合驅(qū)動裝置輸入軸以驅(qū)動末段負載，三端軸輪組輸入軸耦合于電機組，其余兩差動輪組之一耦合主動側傳動軸，另一組經(jīng)離合器耦合后端差動輪組輸入軸，供驅(qū)動兩組可差動負載；電機組轉(zhuǎn)子與定子間設制動器以接受操控作電動機運轉(zhuǎn)或發(fā)電輸出，或定子與轉(zhuǎn)子間藉發(fā)電輸出形成可變耦合轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速功能。
文檔編號B60K6/00GK1167052SQ96106828
公開日1997年12月10日 申請日期1996年5月30日 優(yōu)先權日1996年5月30日
發(fā)明者楊泰和 申請人:楊泰和