本公開涉及車輛的線控驅(qū)動領(lǐng)域,具體地,涉及一種車輛線控驅(qū)動機(jī)構(gòu)、使用該機(jī)構(gòu)的驅(qū)動橋和使用該驅(qū)動橋的電動汽車。
背景技術(shù):
線控驅(qū)動方式越來越多地應(yīng)用在車輛工程中,尤其是隨著電動汽車的興起,該線控驅(qū)動方式對于電動汽車的性能的改進(jìn)也越來越重要。其中,作為從飛機(jī)駕駛控制上的演化而來的線控驅(qū)動技術(shù),是利用傳感器感知駕駛員的駕駛意圖,并將其通過導(dǎo)線輸送給中央處理器,中央處理器再發(fā)送指令給相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成駕駛員的相關(guān)操作。其中,采用該線控驅(qū)動方式,可以降低部件的復(fù)雜性、減輕質(zhì)量、降低油耗和制造成本,也相應(yīng)提高了可靠性和安全性?,F(xiàn)階段的線控驅(qū)動方式對于同一驅(qū)動橋的兩側(cè)車輪的扭矩輸出不好控制,造成車輛性能不高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本公開的目的是提供一種車輛線控驅(qū)動機(jī)構(gòu),使用該車輛線控驅(qū)動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動橋和使用該驅(qū)動橋的電動汽車,該車輛線控驅(qū)動機(jī)構(gòu)能夠穩(wěn)定且靈活地實(shí)現(xiàn)對兩側(cè)車輪的扭矩輸出的控制。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本公開提供一種車輛線控驅(qū)動機(jī)構(gòu),其中,該車輛線控驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、行星齒輪系和電磁制動器,所述行星齒輪系具有與所述電機(jī)的輸出軸傳動相連的輸入端,以及用于與車橋一側(cè)的第一半軸傳動相連的第一輸出端和用于與車橋另一側(cè)的第二半軸傳動相連的第二輸出端,所述第一輸出端和所述第二輸出端分別與所述輸入端傳動相連,其中所述電磁制動器包括用于制動所述第一輸出端的第一電磁制動器,以及用于制動所述第二輸出端的第二電磁制動器。
可選地,所述行星齒輪系包括齒圈、第一行星輪、第一行星架、第一太陽輪以及第二行星輪、第二行星架和第二太陽輪,所述第一行星輪嚙合在所述齒圈和所述第一太陽輪之間,所述第二行星輪嚙合在所述齒圈和所述第二太陽輪之間,所述第一行星架支撐所述第一行星輪,所述第二行星架支撐所述第二行星輪,所述齒圈與所述電機(jī)的輸出軸傳動相連以形成所述輸入端,所述第一行星架和所述第一太陽輪中的一者用于與所述第一半軸傳動相連以形成所述第一輸出端,另一者與所述第一電磁制動器相連,所述第二行星架和所述第二太陽輪中的一者用于與所述第二半軸傳動相連以形成所述第二輸出端,另一者與所述第二電磁制動器相連。
可選地,所述第一行星架的中心具有第一驅(qū)動軸以形成所述第一輸出端,該第一驅(qū)動軸與所述第一半軸傳動相連,所述第二行星架的中心具有第二驅(qū)動軸以形成所述第二輸出端,該第二驅(qū)動軸與所述第二半軸傳動相連。
可選地,所述第一太陽輪與所述第一電磁制動器相連,所述第二太陽輪與所述第二電磁制動器相連。
可選地,所述齒圈與所述電機(jī)的輸出軸通過齒輪傳動連接。
可選地,所述第一行星輪和所述第二行星輪相同,所述第一行星架和所述第二行星架相同,所述第一太陽輪和所述第二太陽輪相同,所述第一驅(qū)動軸和所述第二驅(qū)動軸相同。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,本公開還提供一種驅(qū)動橋,包括用于與第一車輪相連的第一半軸和與用于與第二車輪相連的第二半軸,其中,還包括本公開提供的車輛線控驅(qū)動機(jī)構(gòu)。
可選地,所述第一輸出端與所述第一半軸通過第一聯(lián)軸器傳動相連,所述第二輸出端與所述第二半軸通過第二聯(lián)軸器傳動相連。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,本公開還提供一種電動汽車,其中,包括本公開提供所述的驅(qū)動橋,以及連接在所述第一半軸上的第一車輪和連接在所述第二半軸上的第二車輪。
可選地,所述電動汽車還包括控制器、用于檢測所述第一車輪的輪速的第一輪速傳感器以及用于檢測所述第二車輪的輪速的第二輪速傳感器,所述第一輪速傳感器和所述第二輪速傳感器分別與所述控制器電連接,所述控制器分別與所述電機(jī)和所述電磁制動器電連接。
通過上述技術(shù)方案,行星齒輪系的兩個輸出端能夠?qū)⑤斎攵说碾姍C(jī)扭矩穩(wěn)定輸出給兩側(cè)車輪,并且通過兩個電磁制動器可以分別對兩個輸出端進(jìn)行制動從而靈活實(shí)現(xiàn)對兩側(cè)車輪的扭矩輸出的調(diào)節(jié)。
本公開的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。
附圖說明
附圖是用來提供對本公開的進(jìn)一步理解,并且構(gòu)成說明書的一部分,與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本公開,但并不構(gòu)成對本公開的限制。在附圖中:
圖1是本公開示例性的第一實(shí)施方式提供的線控驅(qū)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理圖;
圖2是本公開示例性的第二實(shí)施方式提供的線控驅(qū)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理圖;
圖3是本公開示例性的第三實(shí)施方式提供的線控驅(qū)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本公開的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是,此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本公開,并不用于限制本公開。
在本公開中,在未作相反說明的情況下,使用的方位詞如“上、下、左、右”通常是指以相應(yīng)附圖的圖面方面為基準(zhǔn)定義的?!皟?nèi)、外”是指相應(yīng)部件輪廓的內(nèi)和外。
如圖1至圖3所示,本公開通過示意性的三種實(shí)施方式提供的車輛線控驅(qū)動機(jī)構(gòu),均能夠保證對兩側(cè)車輛穩(wěn)定且靈活的扭矩輸出,能夠有效改善電動汽車的操控性等性能。其中三種示例性實(shí)施方式中的類似的結(jié)構(gòu)、效果等為了避免重復(fù),在之前已經(jīng)詳細(xì)描述的情況下,不做過多贅述。
如圖1所示,在公開的第一實(shí)施方式中,該車輛線控驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括電機(jī)101、行星齒輪系102和電磁制動器103,行星齒輪系102具有與電機(jī)101的輸出軸傳動相連的輸入端,以及用于與車橋一側(cè)的第一半軸111傳動相連的第一輸出端和用于與車橋另一側(cè)的第二半軸112傳動相連的第二輸出端,第一輸出端和第二輸出端分別與輸入端傳動相連,其中電磁制動器103包括用于制動第一輸出端的第一電磁制動器1031,以及用于制動第二輸出端的第二電磁制動器1032。
這樣,利用行星齒輪輪系的傳動比大,噪音小等特點(diǎn),本實(shí)施方式中的車輛線控驅(qū)動機(jī)構(gòu)利用行星齒輪系的兩個輸出端能夠?qū)⑤斎攵说碾姍C(jī)扭矩穩(wěn)定輸出給兩側(cè)車輪,并且通過兩個電磁制動器可以分別對兩個輸出端進(jìn)行制動從而靈活實(shí)現(xiàn)對兩側(cè)車輪的扭矩輸出的調(diào)節(jié)。另外采用單電機(jī)驅(qū)動能夠消除多電機(jī)驅(qū)動電機(jī)自身生產(chǎn)的誤差,使得扭矩輸出更加穩(wěn)定。其中采用的電磁制動器可以便于獨(dú)立受控,反應(yīng)靈敏,有效根據(jù)當(dāng)前路況通過對相應(yīng)輸出端的制動強(qiáng)弱的變化來調(diào)整兩側(cè)車輛的扭矩輸出,提升車輛的操控性能。
在本實(shí)施方式中,為了實(shí)現(xiàn)一個輸入端,兩個輸出端的結(jié)構(gòu),行星齒輪系102包括齒圈104、第一行星輪105、第一行星架106、第一太陽輪107以及第二行星輪108、第二行星架109和第二太陽輪110,第一行星輪105嚙合在齒圈104和第一太陽輪107之間,第二行星輪108嚙合在齒圈和第二太陽輪之間,第一行星架108支撐第一行星輪105,第二行星架109支撐第二行星輪108,齒圈104與電機(jī)101的輸出軸傳動相連以形成輸入端,第一行星架和第一太陽輪中的一者用于與第一半軸111傳動相連以形成第一輸出端,另一者與第一電磁制動器1031相連,第二行星架和第二太陽輪中的一者用于與第二半軸112傳動相連以形成第二輸出端,另一者與第二電磁制動器1032相連。即,行星齒輪系102使用一個齒圈104作為輸入端,并同時具有兩個輸出端。其中,行星架和太陽輪中的一者作為輸出端另一者用于制動,有效利用了行星齒輪系的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。在其他實(shí)施方式中,還可以將輸出端同時用于制動。例如同時采用行星架進(jìn)行輸出和制動。
具體地,在本實(shí)施方式中,第一行星架的中心具有第一驅(qū)動軸113以形成第一輸出端,該第一驅(qū)動軸與第一半軸111傳動相連,第二行星架的中心具有第二驅(qū)動軸114以形成第二輸出端,該第二驅(qū)動軸與第二半軸112傳動相連。即本實(shí)施方式采用行星架輸出,輸出效率高。另外,第一太陽輪107與第一電磁制動器1031相連,第二太陽輪110與第二電磁制動器1032相連,即采用太陽輪制動,制動效果明顯。當(dāng)需要對某一輸出端進(jìn)行制動時,只需通過相應(yīng)的電磁制動器對相應(yīng)的太陽輪進(jìn)行制動即可。
其中電磁制動器為本領(lǐng)域公知部件,是現(xiàn)代工業(yè)中一種理想的自動化執(zhí)行元件,在機(jī)械傳動系統(tǒng)中主要起傳遞動力和控制運(yùn)動等作用,具有結(jié)構(gòu)緊湊,操作簡單,響應(yīng)靈敏,壽命長久,使用可靠,易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制等優(yōu)點(diǎn)。在本實(shí)施方式中,其可以安裝到太陽輪的輸出軸上,當(dāng)其中的電磁鐵受控得電后產(chǎn)生對太陽輪上的輸出軸進(jìn)行制動。當(dāng)太陽輪被制動減速或停轉(zhuǎn)后,迫使相應(yīng)的行星輪減速或停轉(zhuǎn),此時能夠使得通過行星架的扭矩輸出減弱或停止,從而起到對相應(yīng)側(cè)車輪的控制。
在本實(shí)施方式中,為了實(shí)現(xiàn)齒圈104和電機(jī)101之間的傳動,可選地,齒圈104與電機(jī)101的輸出軸通過齒輪傳動連接,例如電機(jī)的輸出軸上通過鍵連接齒輪,該齒輪可以和齒圈的外側(cè)齒嚙合。從而形成行星齒輪系102的輸入端。其他實(shí)施方式中,電機(jī)101和齒圈104之間還可以采用鏈傳動、帶傳動等其他方式。
在本實(shí)施方式中,為了保證兩側(cè)車輛的穩(wěn)定同步運(yùn)動,第一行星輪105和第二行星輪108相同,第一行星架106和第二行星架109相同,第一太陽輪107和第二太陽輪110相同,第一驅(qū)動軸113和第二驅(qū)動軸114相同。即齒圈至兩個輸出端的各部件的不論結(jié)構(gòu)、數(shù)量、尺寸以及裝配方式均相同,從而保證能夠使得兩個輸出端在不進(jìn)行制動的情況下,能夠同步穩(wěn)定的進(jìn)行扭矩輸出。
這樣,根據(jù)上述的線控驅(qū)動機(jī)構(gòu),本實(shí)施方式還提供一種驅(qū)動橋,該驅(qū)動橋包括用于與第一車輪117相連的第一半軸111和與用于與第二車輪118相連的第二半軸112,以及本實(shí)施方式中上述的車輛線控驅(qū)動機(jī)構(gòu)。其中為了提升兩側(cè)車輪的適應(yīng)性,第一輸出端與第一半軸可以通過第一聯(lián)軸器115傳動相連,第二輸出端與第二半軸可以通過第二聯(lián)軸器116傳動相連。聯(lián)軸器作為本領(lǐng)域公知部件,其萬向聯(lián)軸特點(diǎn),可以使得相連的兩個軸在異線情況下實(shí)現(xiàn)動力傳遞,使得車輪的適應(yīng)性更好。
進(jìn)一步地,在本實(shí)施方式提供的電動汽車,包括上述的驅(qū)動橋,以及連接在第一半軸111上的第一車輪117和連接在第二半軸112上的第二車輪118。此外,在本實(shí)施方式中,如圖1所示,電動汽車還包括控制器119、用于檢測第一車輪的輪速的第一輪速傳感器120以及用于檢測第二車輪的輪速的第二輪速傳感器121,第一輪速傳感器和第二輪速傳感器分別與控制器電連接,控制器分別與電機(jī)和電磁制動器電連接。其中控制器可以集成于整車控制器(VCU)中或者使用獨(dú)立的控制器例如微程序控制器(MCU),從而根據(jù)當(dāng)前左右輪的輪速對電機(jī)101和兩個電磁制動器分別控制,實(shí)現(xiàn)對車輛的整體線控驅(qū)動。其中控制器和傳感器以及各受控部件之間可以通過CAN總線實(shí)現(xiàn)信號傳輸。
其中通過輪速調(diào)整對兩個車輪的扭矩輸出能夠在車輛行駛過程中在兩個車路上產(chǎn)生不同的制動力矩,實(shí)時修正車身的運(yùn)動狀態(tài),能夠?qū)崿F(xiàn)防止車輛打滑、防止車輛側(cè)翻、防止車輛甩尾等等功能,大大提高電動汽車的智能化。其中具體的控制方式將結(jié)合下述的第二實(shí)施方式和第三實(shí)施方式一起闡述。
上述參照圖1介紹了本公開的第一實(shí)施方式,下面結(jié)合圖2介紹本公開的第二實(shí)施方式。
如圖2所示,本公開第二實(shí)施方式提供的車輛線控驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括第一電機(jī)2011、第二電機(jī)2012、第一行星齒輪系2021、第二行星齒輪系2022和差速器222,第一行星齒輪系2021具有與第一電機(jī)2011的輸出軸傳動相連的第一輸入端,以及用于與車橋一側(cè)的第一半軸211傳動相連的第一輸出端,第二行星齒輪系2022具有與第二電機(jī)2012的輸出軸傳動相連的第二輸入端,以及用于與車橋另一側(cè)的第二半軸212傳動相連的第三輸出端,第一行星齒輪系還具有第二輸出端,第二行星齒輪系還具有第四輸出端,第二輸出端和第四輸出端分別傳動連接在差速器的兩側(cè)。
這樣,第二實(shí)施方式中的線控驅(qū)動機(jī)構(gòu)采用雙電機(jī)驅(qū)動,從而使得驅(qū)動能量足,兩個行星齒輪系能夠分別為兩個電機(jī)進(jìn)行中間傳動,具有傳動比范圍大,噪音小的特點(diǎn)。另外由于采用獨(dú)立的兩個驅(qū)動和傳動機(jī)構(gòu),因此采用差速器連接在兩個行星齒輪系之間,可以使得左右輪的轉(zhuǎn)速既可以在直行時保持一致從而能夠校正左右驅(qū)動電機(jī)不能完全一致帶來的誤差,又能夠在轉(zhuǎn)彎時實(shí)現(xiàn)兩側(cè)車輪的輪速差。另外通過對兩個電機(jī)的獨(dú)立控制,可以實(shí)現(xiàn)對左右車輪輸出扭矩的控制。其中本實(shí)施方式中的差速器可以是本領(lǐng)域內(nèi)公知的普通差速器,也可以是帶制動功能的差速器。
在本實(shí)施方式中,如圖2所示,第一行星齒輪系包括第一齒圈2041、第一行星輪205、第一行星架206、第一太陽輪207,第二行星齒輪系包括第二齒圈2042、第二行星輪208、第二行星架209和第二太陽輪210,第一行星輪105嚙合在第一齒圈2041和第一太陽輪之間,第二行星輪嚙合在第二齒圈2042和第二太陽輪之間,第一行星架支撐第一行星輪,第二行星架支撐第二行星輪,第一齒圈2041與第一電機(jī)2011的輸出軸傳動相連以形成第一輸入端,第一行星架206和第一太陽輪207中的一者用于與第一半軸210傳動相連以形成第一輸出端,另一者與差速器222相連以形成第二輸出端,第二行星架208和第二太陽輪210中的一者用于與第二半軸211傳動相連以形成第三輸出端,另一者與差速器222相連以形成第四輸出端。即,兩個行星齒輪系可以相對獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)對兩個電機(jī)對兩個車輪的傳動。
在本實(shí)施方式中,如圖2所述,進(jìn)一步地,第一行星架的中心具有第一驅(qū)動軸213以形成第一輸出端,該第一驅(qū)動軸與第一半軸211傳動相連,第二行星架的中心具有第二驅(qū)動軸214以形成第三輸出端,該第二驅(qū)動軸與第二半軸212傳動相連。即采用行星架為車輪進(jìn)行扭矩輸出,輸出效率更高。另外,在本實(shí)施方式中,第一太陽輪與差速器的一側(cè)相連以形成第二輸出端,第二太陽輪與差速器的另一側(cè)相連以形成第四輸出端,即兩個行星齒輪系統(tǒng)的兩個太陽輪通過差速器相連,以能夠?qū)崿F(xiàn)不同路況下的兩個行星齒輪系統(tǒng)的正常穩(wěn)定的輸出。
與第一實(shí)施方式類似地,第一齒圈2041與第一電機(jī)2011的輸出軸之間,第二齒圈2042和第二電機(jī)2012的輸出軸之間均通過齒輪傳動連接。另外為了保證對兩側(cè)車輪正常行駛狀態(tài)下的扭矩輸出一致,第一電機(jī)2041和第二電機(jī)2011相同,第一行星輪系2021和第二行星輪系2022相同且關(guān)于差速器對稱設(shè)置。其中的相同是指擁有的部件的種類、數(shù)量、尺寸和裝配方式均相同。
在第二實(shí)施方式提供的驅(qū)動橋中,包括用于與第一車輪217相連的第一半軸和與用于與第二車輪218相連的第二半軸,以及上述的第二實(shí)施方式中的車輛線控驅(qū)動機(jī)構(gòu)。具體地,第一輸出端與第一半軸211通過第一聯(lián)軸器215傳動相連,第三輸出端與第二半軸212通過第二聯(lián)軸器216傳動相連。
在第二實(shí)施方式提供的電動汽車中包括上述第二實(shí)施方式提供的驅(qū)動橋,以及連接在第一半軸211上的第一車輪217和連接在第二半軸212上的第二車輪218。另外,本實(shí)施方式中的電動汽車還包括控制器219、用于檢測第一車輪的輪速的第一輪速傳感器220以及用于檢測第二車輪的輪速的第二輪速傳感器221,第一輪速傳感器和第二輪速傳感器分別與控制器219電連接,控制器219分別與第一電機(jī)和第二電機(jī)電連接。即控制器可以根據(jù)輪速對兩個電機(jī)進(jìn)行單獨(dú)控制,從而根據(jù)需求輸出不同的扭矩。以使得車輪適應(yīng)不同的路況。
其中通過輪速調(diào)整對兩個車輪的扭矩輸出能夠在車輛行駛過程中在兩個車路上產(chǎn)生不同的制動力矩,實(shí)時修正車身的運(yùn)動狀態(tài),能夠?qū)崿F(xiàn)防止車輛打滑、防止車輛側(cè)翻、防止車輛甩尾等等功能,大大提高電動汽車的智能化。其中具體地控制方式將結(jié)合下述的第一實(shí)施方式和第三實(shí)施方式一起闡述。
上述介紹了本公開第二實(shí)施方式,下述中將結(jié)合圖3介紹本公開的第三實(shí)施方式。
如圖3所示,在第三實(shí)施方式提供的車輛線控驅(qū)動機(jī)構(gòu)中,包括具有第一輸出軸和第二輸出軸的電機(jī)301、第一行星齒輪系3021、第二行星齒輪系3022和差速器322,第一行星齒輪系3021具有與第一輸出軸傳動相連的第一輸入端,以及用于與車橋一側(cè)的第一半軸311傳動相連的第一輸出端,第二行星齒輪系3022具有與第二輸出軸傳動相連的第二輸入端,以及用于與車橋另一側(cè)的第二半軸312傳動相連的第三輸出端,第一行星齒輪系3021還具有第二輸出端,第二行星齒輪系3022還具有第四輸出端,第二輸出端和第四輸出端分別傳動連接在差速器322的兩側(cè)并且第二輸出端和差速器322之間連接有第一制動器3031,第四輸出端與差速器之間連接有第二制動器3032。
這樣,在本實(shí)施方式中,采用了雙輸出的單電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動,能夠減少使用兩個電機(jī)由于制造等因素帶來的驅(qū)動誤差,同樣采用兩個獨(dú)立的行星齒輪系進(jìn)行傳動,具有傳比大,噪音小的特點(diǎn),另外與第二實(shí)施方式類似地,采用差速器將兩個獨(dú)立的行星齒輪系相連,可以保證在車輛直行和轉(zhuǎn)彎過程中的兩側(cè)車輪適應(yīng)問題。另外由于采用單電機(jī)進(jìn)行兩個獨(dú)立的行星齒輪系進(jìn)行驅(qū)動,為了實(shí)現(xiàn)對兩側(cè)車輛輸出扭矩的調(diào)節(jié),本實(shí)施方式還采用了為兩側(cè)行星齒輪系分別配備制動器的方式,這樣通過獨(dú)立控制兩個制動器,可以自由控制兩邊的制動狀態(tài)。其中兩個制動器在本實(shí)施方式中可以為市場上各種能夠電控的機(jī)械制動器,例如,可以包括裝到相應(yīng)傳動軸上的轉(zhuǎn)動摩擦片,以及相對于車架固定的制動齒,可以通過控制制動齒與摩擦片外周的摩擦齒的嚙合或脫離嚙合來實(shí)現(xiàn)制動。在其他實(shí)施方式中,也可以采用第一實(shí)施方式中的電磁制動器實(shí)現(xiàn)。其中本實(shí)施方式中的差速器可以是本領(lǐng)域內(nèi)公知的普通差速器,也可以是帶制動功能的差速器。
在本實(shí)施方式中,為了實(shí)現(xiàn)一個雙輸出電機(jī)驅(qū)動兩個獨(dú)立的行星齒輪系,如圖2所示,第一行星齒輪系包括第一齒圈3041、第一行星輪305、第一行星架306、第一太陽輪307,第二行星齒輪系包括第二齒圈3042、第二行星輪308、第二行星架309和第二太陽輪310,第一行星輪305嚙合在第一齒圈3041和第一太陽輪307之間,第二行星輪嚙合在第二齒圈3042和第二太陽輪310之間,第一行星架306支撐第一行星輪305,第二行星架309支撐第二行星輪308,第一齒圈3041與第一輸出軸傳動相連以形成第一輸入端,第二齒圈3042與第二輸出軸傳動相連以形成第二輸入端,第一行星架和第一太陽輪中的一者用于與第一半軸傳動相連以形成第一輸出端,另一者與第一制動器相連以形成第二輸出端,第二行星架和第二太陽輪中的一者用于與第二半軸傳動相連以形成第三輸出端,另一者與第二制動器相連以形成第四輸出端。
更具體地,第一行星架306的中心具有第一驅(qū)動軸313以形成第一輸出端,該第一驅(qū)動軸與第一半軸311傳動相連,第二行星架309的中心具有第二驅(qū)動軸314以形成第三輸出端,該第二驅(qū)動軸與第二半軸312傳動相連。即在本實(shí)施方式中,仍采用行星架作為車輛的輸出端。另外,第一太陽輪307與第一制動器3031相連以形成第二輸出端,第二太陽輪310與第二制動器3032相連以形成第四輸出端,即使用太陽輪作為制動輪。
另外,第一齒圈3041與第一輸出軸之間,第二齒圈3042和第二輸出軸之間均通過齒輪傳動連接。
為了保證兩側(cè)車輛的穩(wěn)定行駛,第一行星輪系3021和第二行星輪系3022相同且關(guān)于差速器322對稱設(shè)置,第一制動器3031和第二制動器3032相同且關(guān)于差速器322對稱設(shè)置。從而能夠在正常行駛時,為兩側(cè)車輛提供的相同的扭矩輸出,并且便于控制。
在本實(shí)施方式中提供的驅(qū)動橋中,包括用于與第一車輪317相連的第一半軸311和與用于與第二車輪318相連的第二半軸312,還包括本實(shí)施方式中的上述車輛線控驅(qū)動機(jī)構(gòu)。其中,第一輸出端與第一半軸311通過第一聯(lián)軸器315傳動相連,第三輸出端與第二半軸312通過第二聯(lián)軸器316傳動相連。
在本實(shí)施方式提供的電動汽車中,包括本實(shí)施方式提供驅(qū)動橋,以及連接在第一半軸311上的第一車輪317和連接在第二半軸312上的第二車輪318。另外,該電動汽車還包括控制器319、用于檢測第一車輪的輪速的第一輪速傳感器320以及用于檢測第二車輪的輪速的第二輪速傳感器321,第一輪速傳感器和第二輪速傳感器分別與控制器電連接,控制器分別與電機(jī)、第一制動器和第二制動器電連接。即能夠根據(jù)兩側(cè)輪速對兩側(cè)車輛的扭矩進(jìn)行調(diào)節(jié)。
其中通過輪速調(diào)整對兩個車輪的扭矩輸出能夠在車輛行駛過程中在兩個車路上產(chǎn)生不同的制動力矩,實(shí)時修正車身的運(yùn)動狀態(tài),能夠?qū)崿F(xiàn)防止車輛打滑、防止車輛側(cè)翻、防止車輛甩尾等等功能,大大提高電動汽車的智能化。
在本公開各實(shí)施方式中,當(dāng)日常行車過程時,相應(yīng)的電機(jī)得電工作,經(jīng)過行星輪系,相應(yīng)聯(lián)軸器、相應(yīng)半軸等機(jī)構(gòu)驅(qū)動左、右車輪旋轉(zhuǎn),第二和第三實(shí)施方式中的差速器在車輛直行時,消除兩邊驅(qū)動電機(jī)自身的生產(chǎn)誤差,使左、右輪的驅(qū)動力矩相等。另外,在轉(zhuǎn)彎等路況行駛中,通過控制器感知兩側(cè)車輛的輪速,通過控制第二實(shí)施方式中的兩個電機(jī),或者第一和第三實(shí)施方式中的兩個制動器的制動狀態(tài),來控制對控制兩側(cè)車輪的扭矩輸出,從而產(chǎn)生不同的制動力矩。
下面以防止車輛打滑、防止車輛側(cè)翻、ABS防抱死為例,描述本公開各實(shí)施方式提供的線控驅(qū)動機(jī)構(gòu)在特殊情況下的應(yīng)用,其中通過調(diào)整兩側(cè)車輛的輸出扭矩來實(shí)現(xiàn)下述情況的處理的原理為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。
防止車輛打滑:電動汽車往往是多輪驅(qū)動,差速與差力控制是設(shè)計是控制防打滑的兩大研究方向。其中,轉(zhuǎn)向時各輪轉(zhuǎn)向半徑不同,要求各車輪能夠以不同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動.當(dāng)各車輪接觸路面狀況有差異時,地面附著力不同,各輪輸出的最大牽引力亦不同,如果不進(jìn)行調(diào)節(jié),系統(tǒng)輸出力是一致的,牽引力就由附著力最小的那個車輪決定,即驅(qū)動每個車輪的牽引力不能超過附著系力,否則該車輪將會打滑。這樣整個車輛的驅(qū)動力就有可能不能驅(qū)動整個車輛前進(jìn),因此要求各車輪能夠?qū)崿F(xiàn)差數(shù)、差力控制。本公開的各實(shí)施方式中可安裝轉(zhuǎn)速傳感器,能夠?qū)崟r反饋車輛運(yùn)行過程中每個車輪的轉(zhuǎn)速,由控制器根據(jù)預(yù)先設(shè)定的計算程序判斷車輪是否處于打滑狀態(tài),例如預(yù)設(shè)輪速閾值,輪速差閾值。通過實(shí)時輪速和閾值之間的比較,可以得知當(dāng)前車輛是否正常行駛,這樣,控制器可以通過電控方式控制相應(yīng)的電機(jī)的輸出和/或制動器的制動狀態(tài),使得各輪邊半軸產(chǎn)生于車身運(yùn)行狀態(tài)相符合的驅(qū)動力矩和轉(zhuǎn)速,或是直接將打滑輪由驅(qū)動狀態(tài)變?yōu)楦訝顟B(tài),即停止扭矩輸出。這樣系統(tǒng)就可以重新建立工作力矩,防止車輛打滑。
差動制動防止車輛側(cè)翻:汽車在發(fā)生轉(zhuǎn)向不足時會產(chǎn)生向理想軌跡曲線外側(cè)偏離的傾向,而轉(zhuǎn)向過度則正好相反,有著向理想軌跡曲線內(nèi)側(cè)偏離的傾向。因此為了糾正不足轉(zhuǎn)向或轉(zhuǎn)向過度傾向,需要產(chǎn)生一個反偏航轉(zhuǎn)矩,本發(fā)明通過對電機(jī)和/或相應(yīng)制動器的控制可以實(shí)現(xiàn)對于兩側(cè)車輛實(shí)現(xiàn)差動制動,當(dāng)出現(xiàn)轉(zhuǎn)向不足時,制動力會作用在內(nèi)側(cè)的后輪上,而在嚴(yán)重轉(zhuǎn)向過度時,會出現(xiàn)甩尾,這種傾向可以通過對外側(cè)的前輪進(jìn)行制動得到糾正,將車輛帶回到所期望的軌跡曲線上來。
另外ABS防抱死在于:ABS主要有兩方面作用,一是為了防止車輪抱死,保持制動時汽車的方向穩(wěn)定性,二是縮短汽車制動距離。在車輛緊急剎車過程中,隨著制動轉(zhuǎn)矩的增強(qiáng),車身和輪胎之間會產(chǎn)生相對滑動,即二者速度存在一定的差值,原來滾動的車輪逐漸出現(xiàn)輪胎抱死的趨勢,其滾動性越來越小,與路面之間的運(yùn)動更多的趨向于滑動?;坡示褪怯脕砻枋鲕囂ビ蓾L動狀態(tài)轉(zhuǎn)換為抱死狀態(tài)的物理量。制動過程可以用制動力矩和地面摩擦力構(gòu)成的動力學(xué)系統(tǒng)來描述,滑移率是指制動時,在車輪運(yùn)動中滑動成分所占的比例,λ為車輪滑移率,當(dāng)輪胎與路面之間是完全滾動的運(yùn)動狀態(tài)時,定義λ=0,當(dāng)輪胎與路面之間是完全滑動的運(yùn)動狀態(tài)時,定義λ=1,當(dāng)輪胎與路面是處于滾動與滑動的運(yùn)動狀態(tài)之間時,0<λ<1。
這樣車輛制動時,輪胎抱死的關(guān)鍵在于滑移率與輪胎和路面接觸面之間的附著系數(shù)呈一定的非線性曲線關(guān)系。本公開的各實(shí)施方式可實(shí)現(xiàn)車輛開始制動時,迅速的提供制動壓力,此時車輪輪速下降迅速,車輪滑移率增大,車輪開始從附著系數(shù)與滑移率曲線的穩(wěn)定區(qū)轉(zhuǎn)向非穩(wěn)定區(qū)。當(dāng)車輪進(jìn)入曲線的非穩(wěn)定區(qū)域時,通過輪速傳感器監(jiān)測,將信息傳給控制器,控制器發(fā)出降壓信號,從而迅速降低相應(yīng)側(cè)車輪的制動轉(zhuǎn)矩,使滑移率與之匹配。通過減小制動轉(zhuǎn)矩,滑移率值回歸到穩(wěn)定區(qū)域后,此時進(jìn)行壓力保持。當(dāng)滑移率數(shù)值向最佳滑移率左側(cè)偏移時,使驅(qū)動電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩變大,加大制動轉(zhuǎn)矩,以上過程反復(fù)進(jìn)行,達(dá)到ABS的制動效果。
以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本公開的三種可選的實(shí)施方式,但是,本公開并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié),在本公開的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi),可以對本公開的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型,這些簡單變型均屬于本公開的保護(hù)范圍。
另外需要說明的是,在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征,在不矛盾的情況下,可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合,為了避免不必要的重復(fù),本公開對各種可能的組合方式不再另行說明。
此外,本公開的三種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合,只要其不違背本公開的思想,其同樣應(yīng)當(dāng)視為本公開所公開的內(nèi)容。