用于具有内燃机的工业卡车的驱动系统的制作方法

文档序号:3955776阅读:271来源:国知局
专利名称:用于具有内燃机的工业卡车的驱动系统的制作方法
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1所述的驱动系统,其用于具有作 为主要能源的内燃机的工业卡车。
背景技术
用于机动车的混合驱动已经知道了很长时间。在US 3,566,717中, 公开了 一种用于机动车的驱动系统,其中内燃机的轴连接到三轴行星 齿轮装置的第一轴上。第一电机连接到三轴行星齿轮装置的第二轴上。 第三轴连接到第二电机上,并且连接到车辆的车轮上。作为部分在经 行星齿轮装置的第三轴的机械路径上和剩余部分在从第一到第二电机 的电气路径上分配的动力,完成动力传递。从内燃机作用在车辆车轮 上的传动比由内燃机和第一电机的速度比设置。已知布置可以用作无 级齿轮机构,但由于内部动力流,仅适用于一个行驶方向。
从DE 101 41 923得知一种用于沖几动车的驱动系统,其中内燃枳i 的轴连接到三轴行星齿轮装置的第 一轴上。第 一 电机连接到行星齿轮 装置的第二轴上,并且第三轴连接到第二电机和车辆车轮上。为了反 向驱动,行星齿轮装置的第三轴与第二电机和车辆车轮的连接由离合 器分离,并且内燃机的轴和第一电机的轴借助于离合器连接,从而从 以发电机方式操作的第一电机到第二电机的串联电气动力传递是可能 的。为了在动力分配模式与串联模式之间切换,把从内燃机传递到车 轮的动力减小到零是必要的。
从DE 103 40 472得知一种用于工业卡车的驱动系统,其中内燃 机的轴连接到三轴行星齿轮装置的轴上。第 一电机连接到行星齿轮装 置的第二轴上,并且第三轴连接到变速齿轮上,其输出轴连接到加法 齿轮上。第二电机连接到加法齿轮的其它输入轴上,其输出作用在车 轮上。在三轴行星齿轮装置上的锁止离合器允许串联电气操作,其中
由内燃机产生的动力由第一电机转换成电流,该电流供给到第二电机 作为驱动电流。为此,变速齿轮换档到空档位置。正向和反向驱动在 串联模式中是可能的。而且,通过换档到属于行驶相应方向的变速级 中的变速齿轮,正向和反向驱动在动力分配模式中是可能的。为了在 动力分配模式与串联模式之间变换,当使用与锁止离合器相关的传动 步骤时,有可能在速度同步动力换档中保持从内燃机到车轮传递的动 力恒定。
一般地,离合器设计成液压致动多板离合器。以已知方式,液压 致动离合器一般包括共同转动活塞,从而致动所要求的压力介质必须 传输到结构昂贵且易受到维修的转动部分。

发明内容
本发明的目的是提供一种用于工业卡车的混合驱动系统,该混合 驱动系统提供变速装置的无级调节、良好的可控制性及良好的效率。 除行驶驱动之外还打算实现工业卡车的操作功能,除作为主要能源的 内燃机的操作之外,也想要至少偶尔地实现零排放操作,以便驶过仓 库或容器。最后,对于驱动系统高的加速度,想要在行驶的正向和反 向上都实现爬坡能力和高的行驶速度。
这个目的由权利要求1的特征实现。
在根据本发明的驱动系统中,提供包括两个固定连杆的四轴行星 齿轮装置或包括一个固定连杆的行星齿轮装置。第 一轴连接到内燃机 上,并且第二轴机械地连接到第一电机上。电机电气连接到工业卡车 的车载电源上。制动器连接到行星齿轮装置的第三轴上,而第四轴连 接到变速齿轮上。变速齿轮连接到加法齿轮上,加法齿轮的其它输入 轴连接到第二电机上,该第二电机连接到车载电源上。加法齿轮的输 出轴连接到工业卡车的从动车轮上。传感器装置感测内燃机的和第一 与第二电机的速度。控制和调节装置根据设置点信号和传感器装置的 输出信号,设置电机的和内燃机的速度和/或转矩。而且,控制电机的 电动机操作和发电机操作及变速齿轮和制动器的致动。
如果对于根据本发明的驱动系统不致动制动器,则四轴行星齿轮
装置作为差动装置操作。当致动制动器时,行星齿轮装置转换成在分 离轴之间具有固定传动比的直接传动装置。根据本发明的驱动系统允 许串联电气操作和电气动力分配操作。另外,与电能蓄能器相关,具 有零排放的纯电气操作是可能的。
要理解,从动车轮和内燃机关于它们在齿轮布置上的位置可以交换。
变速齿轮可以是换向齿轮。第二电机可以由并联布置的两个电机 形成, 一个相应电机连接到从动车轮上。
根据本发明的 一个实施例,用于工业卡车的辅助功能的消耗装置 可以是液压泵。为了制动的目的,根据本发明的另外实施例,可控制 节流阀可以与液压泵相联。
对于包括两个固定连杆的四轴齿轮装置的两个分离轴和两个联接 轴,不同的轴布置是可想到的。根据本发明实施例的一种变速布置提 供成,第一联接轴由两个行星齿轮的星形轴形成,并且第二联接轴由 一个行星齿轮的太阳轮轴和另一个行星齿轮的齿圏轴形成。在本发明 的另外实施例中,提供成,第一联接轴由两个行星齿轮的齿圏轴形成, 并且第二联接轴由一个行星齿轮的太阳轮轴和另一个行星齿轮的星形 轴形成。
在本发明的另外实施例中,第一联接轴由两个行星齿轮的星形轴 形成,并且第二联接轴由两个行星齿轮的太阳轮轴形成。在本发明的 另外实施例中,第一联接轴由一个行星齿轮的星形轴和另一个行星齿 轮的太阳轮轴形成,并且第二联接轴由一个行星齿轮的太阳轮轴和另 一个行星齿轮的星形轴形成。
根据本发明的另外实施例,制动器和内燃机可以布置在联接轴上, 第一电机以及变速齿轮能够连接到两个分离轴上。可选择地,制动器 和内燃机可以连接到两个分离轴上。
在本发明的另外实施例中,包括两个固定连杆的四轴行星齿轮装 置的一个级的行星齿轮可以设计为分级式行星齿轮。可以提供太阳轮, 而不是齿圏。
当使用包括一个固定连杆的四轴行星齿轮装置时,可以提供三级 行星齿轮,行星齿轮的各级分别与太阳轮或齿圏相啮合,并且固定连 杆以及与行星齿轮相啮合的三个大齿轮分别连接到联接轴上。可选择 地,可以提供成,固定连杆设有二级行星齿轮,太阳轮和齿圏与一个 级的行星齿轮相啮合,以及太阳轮或齿圏与另一个级的行星齿轮相啮 合,并且固定连杆以及与行星齿轮相啮合的三个大齿轮分别连接到联 接轴上。
根据本发明的另外实施例,第一电机可以设计成空心轴电机,并 且绕四轴行星齿轮装置的一个联接轴同心地布置。第二电机也可以设 计成空心轴电机,并且绕变速齿轮的输出轴同心地布置。加法齿轮可 以选择性地通过把空心轴电机用凸缘直接连接到变速齿轮的输出轴上 而被代替。
根据本发明的另外实施例,变速齿轮和/或换向齿轮可以设计成包 括两个固定连杆具有两个分离轴和两个联接轴的四轴齿轮装置,并且 对于第一四轴行星齿轮装置同心地布置。变速齿轮或换向齿轮的第一 轴可以连接到第一四轴行星齿轮装置的输出轴上,变速齿轮和/或换向 齿轮的第二和第三轴连接到制动器上。变速齿轮和/或换向齿轮的第四 轴连接到工业卡车的至少一个从动车轮上。根据本发明的另外实施例, 变速齿轮和换向齿轮设计成三轴行星齿轮装置,变速齿轮和换向齿轮 的第一轴能够连接到四轴行星齿轮装置的输出轴上,而且变速齿轮和 换向齿轮的第二轴连接到工业卡车的至少一个从动车轮上,变速齿轮 和/或换向齿轮的第三轴能够借助于制动器被制动,及变速齿轮和/或 换向齿轮的两个轴能够借助于离合器彼此连接。可选择地,变速齿轮 和/或换向齿轮也可以设计成辅助齿轮,输入轴能够连接到四轴行星齿 轮装置的输出轴上,并且变速齿轮和/或换向齿轮的输出轴连接到工业 卡车的至少一个从动车轮上。
在根据本发明的驱动系统中,具有动力产生的串联模式、动力分 配模式、机械模式、同步动力换档以及换向是可能的。本发明也允许 辅助功能的燃烧-驱动操作以及辅助功能的电动势提供。根据本发明的
驱动系统也允许在降低负载携带装置(有效降低)时的能量回收、以 及具有零排放的电动势驱动。


下文参照在附图中表示的实施例更详细地描述本发明,在附图中 图1示意表示根据本发明具有四轴行星齿轮装置的、用于工业卡 车的驱动系统。
图2示意表示包括两个固定连杆的四轴行星齿轮装置和作为三轴 行星齿轮装置的换向齿轮。
图3表示包括两个固定连杆的四轴行星齿轮装置和作为四轴行星 齿轮装置的换向齿轮。
图4表示包括一个固定连杆的四轴行星齿轮装置和作为四轴行星 齿轮装置的换向齿轮。
图5表示包括两个固定连杆的四轴行星齿轮装置和作为四轴行星 齿轮装置的换向齿轮。
图6表示包括两个固定连杆的四轴行星齿轮装置和作为四轴行星 齿轮装置的换向齿轮。
图7表示包括一个固定连杆的四轴行星齿轮装置和作为辅助齿轮 的换向齿轮。
图8表示根据本发明作为具有空心轴电机的结构单元的驱动系统。
图9表示根据本发明作为具有横向布置电机和在输出侧上的液压 泵的结构单元的驱动系统。
具体实施例方式
内燃机ICE连接到四轴行星齿轮装置10的第一轴上。第一电机 EM1连接到行星齿轮装置10的第二轴上。换向齿轮12连接到行星齿 轮装置IO的另外轴上,它包括正向和反向位置以及空档位置。行星齿 轮装置10的第四轴连接到制动器14上。第一电机EM1电气连接到 包含电池的动力电子单元16上,该电池是车载电源的元件。所述动力 电子单元电气连接到第二电机EM2上。第二电机EM2的轴是加法齿
轮18的输入轴,其第二输入轴是换向齿轮12的输出轴。加法齿轮18 的输出轴经差动齿轮20连接到两个从动车轮22、 24的驱动轴上。第 一液压泵Pl由电机EM1的轴驱动,并且第二液压泵P2由第二电机 EM2的轴驱动。第三液压泵P1由内燃机ICE的输出轴驱动。
传感器装置与根据图l的驱动系统相联,它感测内燃机ICE和电 机EM1与EM2的速度,以及内燃机ICE和未表示的电气蓄能器的电 机EM1与EM2的、和用于传动的液压介质的温度。未表示所述传感 器装置。表示控制和调节装置ll,它根据由工业卡车的操作人员致动 的设置点发生器的设置点信号,控制或调节内燃机ICE和电机EM1 与EM2的速度和/或转矩,并且通过把传感器装置的输出信号当作基 础,变换电机EM1与EM2的电动机操作或发电机操作,以及控制变 速齿轮10和制动器14的致动。它也包含制动器控制装置13。下文, 参照根据图1的驱动系统公开工业卡车的几种典型操作模式。
通过致动在四轴行星齿轮装置上的制动器14和脱开变速齿轮10, 即变换到空档位置,内燃机ICE的动力传递到第一电机EM1,它因 而作为发电机操作。以这种方式产生的电流可以用来向电池(未表示) 充电、用于车辆的电气消耗装置(未表示)、用于外部电气消耗装置(未 表示)、以及作为用于第二电机EM2的驱动电流。行星齿轮装置10 的传动比由四轴行星齿轮装置的大齿轮的齿数生成。
当制动器14被释放并且换向齿轮12变换到属于相应行驶方向的 档位时,动力分配模式生成。内燃机ICE的动力从连接到换向齿轮12 上的行星齿轮装置10的轴部分机械地传递到加法齿轮18,并且从电 机EM1经动力电子单元16部分电气传递到其它电机EM2且从此传 递到加法齿轮18。
在高拉力和低驱动速度下,制动器14被致动并且换向齿轮12处 于属于相应行驶方向的档位中。内燃机ICE的动力直接机械地传递到 驱动车轮22、 24,电机EM1和EM2以关于驱动速度的预定传动比相 联系。
从上述串联模式到类似地公开的动力分配模式的转换由保持致动
的制动器14实现,换向齿轮12在同步驱动和输出速度的点处被变换 到属于相应行驶方向的档位中,并且电机EM1和EM2的动力被调整 到在动力分配模式中的负载状态。然后释放制动器14。
通过把第二电机EM2调整成它完全施加输出转矩,实现从串联 模式到动力分配模式的转换,驱动电流从电气蓄能器(电池)获取。 然后释放制动器14,并且将内燃机ICE和第一电机EM1的速度调整 成,换向齿轮12到达同步驱动和输出速度的点,此后,它被变换到属 于相应行驶方向的档位中。将内燃机ICE和两个电机EM1与EM2调 整到在动力分配模式中的负载状态。
液压泵Pl例如用于工业卡车的升降功能。为了启动这种功能, 致动制动器14,并且将换向齿轮12变换到空档位置中。内燃机ICE 的动力机械地连接到第一电机EM1上,驱动液压泵P1。电动升降由 传递给消耗装置(液压泵P1)的第一电机EM1的动力产生,消耗装 置被连接到第一电机EM1的轴上,电力取自电气蓄能器(电池)。在 这种情况下,释放制动器14,并且脱开换向齿轮12 (空档位置)。可 以关闭内燃^f几ICE。
为了在降低在工业卡车中的负载携带装置时回收能量,电机EM1 经液压泵Pl被驱动,因而以发电机方式产生供给到电池的电流。在 这种连接中,释放制动器14,并且脱开换向齿轮12。
在电动驱动期间,第二电机EM2完全施加输出转矩,驱动电流 取自电气蓄能器。脱开换向齿轮12,并且可以关闭内燃机ICE。
图1所示的驱动系统提供各种制动可能性。为此,提供制动控制 装置(未表示)。在低制动力的情况下,换向齿轮12保持在空档位置 中,并且/或者变换到所述位置中,并且致动第二电机EM2,从而制 动转矩由此仅由发电机产生的制动施加。以发电才几方式产生的电流用 来向电气蓄能器(电池17)充电。
在高设置制动力的情况下,变速齿轮和换向齿轮保持在属于相应 行驶/速度方向的档位中,并且/或者变换到所述位置中。控制第二电 机EM2,从而以发电机方式产生的容许制动转矩被施加,并且以发电
机方式产生的电流用来向电气蓄能器充电。将内燃机驱动到发动机制
动模式中(即,仅由其带动)。致动第一电机EM1,从而经行星齿轮 装置IO连接的内燃机ICE的速度采用预定值,并且以发电机方式产 生的电流用来向电气蓄能器充电。
对于非常高制动力, 一降落到预定驱动速度以下,换向齿轮12 就被留在空档位置中或变换到所述位置中。控制第二电机EM2,从而 制动转矩仅由第二电机EM2通过由发电机产生的制动而施加。制动 器14由制动控制装置13致动。而且,致动第一电机EMl,从而对连 接到行星齿轮装置IO上的内燃机ICE加速,直到内燃机ICE的速度 采用特定的预定值,以发电机方式由第二电机EM2产生的电流至少 部分地被消耗。
对于非常高制动力,控制与例如液压泵Pl相联的节流阀,从而 当对于内燃机ICE的速度超过预定值时,产生辅助制动转矩。在图1 中,泵P1、 P2及P3连接到阀块15上,该阀块15用来供给多个消耗 装置以及用于制动目的的节流阀装置。而且,在换向齿轮12和第二电 机EM2的车轮側,可以装配另外的制动器。当对于内燃机ICE的速 度超过预定值时,在车轮侧上的制动器17可以产生辅助制动转矩。
下文,根据图l描述用于四轴行星齿轮装置10和换向齿轮12的 几个建设性实施例。在图2中,可以看到包括两个固定连杆、具有两 个分离轴和两个联接轴的四轴行星齿轮装置10a,第一联接轴30由一 个行星齿轮系的星形轴和另一个行星齿轮系36的太阳轮轴形成。第二 联接轴32由一个行星齿轮系34的齿圏轴和另一个行星齿轮系36的星 形轴形成。行星齿轮装置是差动装置,并且制动器14a连接到第二行 星齿轮系36的齿圏上。换向齿轮12a是三轴行星齿轮装置,第一轴连 接到四轴行星齿轮装置10a的输出轴上,并且第二轴连接到工业卡车 的至少一个从动车轮上。输出轴由38指示。换向齿轮12a的第三轴设 有制动器40,并且因而可以被制动。换向齿轮12a的两个轴能够借助 于离合器42彼此连接。在图示的情况下,所述轴是轴38和连接到变 速齿轮的齿圏上的轴。在图3中,可以看到包括两个固定连杆的四轴行星齿轮装置10b 以及作为四轴行星齿轮装置的换向齿轮12b。行星齿轮装置10b的第 一联接轴由一个行星齿轮系的星形轴和另 一个行星齿轮系的太阳轮轴 形成,并且第二联接轴由一个行星齿轮系的太阳轮轴和另一个行星齿 轮系的星形轴形成。在换向齿轮12b中,制动器40与一个联接轴相联, 另一个联接轴连接到输出38上。
在图4中,行星齿轮装置10c是包括一个固定连杆的四轴行星齿 轮装置,并且换向齿轮12c是四轴行星齿轮装置10e。行星齿轮装置 10c的固定连杆设有三级行星齿轮44,行星齿轮的每一级分别与太阳 轮或齿圏相啮合。固定连杆以及与行星齿轮44相啮合的三个大齿轮分 别连接到一联接轴上。制动器14c连接到与分级式行星齿轮44的最后 级相连接的太阳轮上。
图5表示包括两个固定连杆的四轴行星齿轮装置10d、和作为四 轴行星齿轮装置的换向齿轮12d。第一联接轴由两个行星齿轮的齿圏 轴形成。第二联接轴由一个行星齿轮系的太阳轮轴和另一个行星齿轮 系的星形轴形成。
在根据图6的实施例中,行星齿轮装置10e是包括两个固定连杆 的四轴行星齿轮装置,并且换向齿轮12e是四轴行星齿轮装置。行星 齿轮装置10e的第一联接轴由两个行星齿轮系的星形轴形成,并且第 二联接轴由两个行星齿轮系的太阳轮轴形成。
在图7中,换向齿轮12f是包括一个固定连杆、具有两级行星齿 轮50的四轴行星齿轮装置, 一太阳轮和齿圏与一个级的行星齿轮相啮 合,以及一太阳轮或齿圏与另一级的行星齿轮相啮合。固定连杆以及 与行星齿轮50相啮合的三个大齿轮分别连接到一联接轴上。换向齿轮 12f是辅助齿轮,换向齿轮12f的输入轴连接到行星齿轮装置10f的输 出轴上,换向齿轮12f的输出轴连接到工业卡车的至少一个从动车轮 (这里未表示)上。输出轴38的转动方向取决于两个离合器52、 54 的哪一个被致动。换向齿轮的传动比包括彼此啮合的三个大齿轮,并 且其它传动比包括彼此啮合的两个大齿轮,从而依据离合器的致动,
生成一个或另一个转动方向。
在图8中,表示齿轮箱体56,其中第一和第二电机EM1和EM2 共轴地布置,并且在彼此远离的轴向距离处。第二电机EM2绕换向 齿轮12g的输出轴同心地布置。加法齿轮(见图1)通过把电机EM2 用凸缘直接连接到换向齿轮12g的输出轴上而被代替。四轴行星齿轮 装置是包括一个固定连杆的四轴行星齿轮装置,如图4中所示。换向 齿轮12g是四轴行星齿轮装置。同心布置的液压泵Pl由第一电机EM1 的空心轴直接驱动。
在图9中,表示对于图8的布置的替换,其中电机EM1和EM2 布置成使它们的轴平行并且在彼此离开的距离处。行星齿轮装置10h 和换向齿轮12h与根据图8的驱动系统相同。第二液压泵P2由第二 电机EM2的轴通过对应齿轮和/或由换向齿轮12h的输出轴驱动。
权利要求
1.一种用于工业卡车的驱动系统,包括内燃机,四轴行星齿轮装置,包括两个或一个固定连杆,所述固定连杆借助于第一轴可以连接到内燃机的轴上,第一电机,其机械地连接到所述四轴行星齿轮装置的第二轴上,并且电气连接到车辆的车载电源上,制动器,其连接到所述四轴行星齿轮装置的另一轴上,变速齿轮,其连接到所述四轴行星齿轮装置的第四轴上,加法齿轮,其连接到所述变速齿轮上,加法齿轮的其它输入轴连接到与车载电源电气连接的第二电机上,并且加法齿轮的输出轴连接到工业卡车的至少一个从动车轮上,至少一个消耗装置,用于车辆的至少一个辅助功能,并连接到行星齿轮装置的其中一个轴上,传感器装置,其感测内燃机和第一、第二电机的速度,并且产生相应的信号,及控制和调节装置,它根据由工业卡车的操作人员致动的设置值发生器的设置点信号控制或调节电机和内燃机的速度和/或转矩,并且通过把传感器装置的输出信号作为基础,切换电机的电动机操作或发电机操作,且控制变速齿轮和制动器的致动。
2. 根据权利要求1所述的驱动系统,其特征在于,从动车轮和内 燃机相对于齿轮装置交换位置。
3. 根据权利要求1或2所述的驱动系统,其特征在于,变速齿轮 是换向齿轮。
4. 根据权利要求1至3任一项所述的驱动系统,其特征在于,第 二电机由并联布置的且分别连接到一驱动车轮上的两个电机形成。
5. 根据权利要求1至4任一项所述的驱动系统,其特征在于,用 于车辆辅助功能的消耗装置被连接到所述第一电机的轴上。
6. 根据权利要求1至5任一项所述的驱动系统,其特征在于,至 少一个另外的消耗装置为车辆提供辅助功能,它布置在变速齿轮或换 向齿轮或第二电机的车轮侧上。
7. 根据权利要求1至6任一项所述的驱动系统,其特征在于,用 于车辆辅助功能的消耗装置是液压泵。
8. 根据权利要求7所述的驱动系统,其特征在于,提供与一齿轮 轴同心布置的至少一个空心轴-液压泵(Pl )。
9. 根据权利要求7或8所述的驱动系统,其特征在于,提供在两 个转动方向上操作的至少一个液压泵。
10. 根据权利要求7至9任一项所述的驱动系统,其特征在于,为 了制动目的, 一个可控制节流阀(15)与至少一个液压泵(Pl)相关 联。
11. 根据权利要求1至10任一项所述的驱动系统,其特征在于, 至少一个制动器(17 )布置在变速齿轮或换向齿轮或第二电机(EM2 ) 的车轮侧上。
12. 根据权利要求1至11任一项所述的驱动系统,其特征在于, 所述制动器是电磁制动器、盘制动器或多盘制动器。
13. 根据权利要求1至12任一项所述的驱动系统,其特征在于, 一传感器装置感测内燃机和/或第一和第二电机和/或调节和控制装置(11 )和/或电气蓄能器和/或液压装置的温度,并产生相应的温度信号, 并且所述控制和调节装置通过把所述传感器装置的输出信号当作基础 控制内燃机和电机的动力,从而不超过用于操作温度的预定值。
14. 根据权利要求1至13任一项所述的驱动系统,其特征在于, 对于包括两个固定连杆、具有两个分离轴和两个联接轴的四轴齿轮装 置,第一联接轴由两个行星齿轮的星形轴形成,并且第二联接轴由两 个行星齿轮的齿圏轴形成。
15. 根据权利要求1至12任一项所述的驱动系统,其特征在于, 在包括两个固定连杆、具有两个分离轴和两个联接轴的四轴齿轮装置 中,第一联接轴由一个行星齿轮系的星形轴和另一个行星齿轮系的齿 圏轴形成,并且第二联接轴由一个行星齿轮系的齿圏轴和另一个行星 齿轮系的星形轴形成。
16. 根据权利要求1至13任一项所述的驱动系统,其特征在于, 在包括两个固定连杆、具有两个分离轴和两个联接轴的四轴齿轮装置 中,第一联接轴由两个行星齿轮系的星形轴形成,并且第二联接轴由 一个行星齿轮系的太阳轮轴和另一个行星齿轮系的齿圏轴形成。
17. 根据权利要求1至13任一项所述的驱动系统,其特征在于, 在包括两个固定连杆、具有两个分离轴和两个联接轴的四轴齿轮装置 中,第一联接轴由一个行星齿轮系的星形轴和另一个行星齿轮系的太 阳轮轴形成,并且第二联接轴由一个行星齿轮系的齿圏轴和另一个行 星齿轮系的星形轴形成。
18. 根据权利要求1至13任一项所述的驱动系统,其特征在于, 在包括两个固定连杆、具有两个分离轴和两个联接轴的四轴齿轮装置 中,第一联接轴由两个行星齿轮系的齿圏轴形成,并且第二联接轴由 一个行星齿轮系的太阳轮轴和另一个行星齿轮系的星形轴形成。
19. 根据权利要求1至13任一项所述的驱动系统,其特征在于, 在包括两个固定连杆、具有两个分离轴和两个联接轴的四轴齿轮装置 中,第一联接轴由一个行星齿轮系的星形轴和另一个行星齿轮系的齿 圏轴形成,并且第二联接轴由一个行星齿轮系的齿圏轴和另一个行星 齿轮系的太阳轮轴形成。
20. 根据权利要求1至13任一项所述的驱动系统,其特征在于, 在包括两个固定连杆、具有两个分离轴和两个联接轴的四轴齿轮装置 中,第一联接轴由两个行星齿轮系的星形轴形成,并且第二联接轴由 两个行星齿轮系的太阳轮轴形成。
21. 根据权利要求1至13任一项所述的驱动系统,其特征在于, 在包括两个固定连杆、具有两个分离轴和两个联接轴的四轴齿轮装置 中,第一联接轴由一个行星齿轮系的星形轴和另一个行星齿轮系的太 阳轮轴形成,并且第二联接轴由一个行星齿轮系的太阳轮轴和另一个 行星齿轮系的星形轴形成。
22. 根据权利要求1至13任一项所述的驱动系统,其特征在于, 在包括两个固定连杆、具有两个分离轴和两个联接轴的四轴齿轮装置 中,第一联接轴由一个行星齿轮系的星形轴和另一个行星齿轮系的太 阳轮轴形成,并且第二联接轴由一个行星齿轮系的太阳轮轴和另一个 行星齿轮系的齿圏轴形成。
23. 根据权利要求1至13任一项所述的驱动系统,其特征在于, 在包括两个固定连杆、具有两个分离轴和两个联接轴的四轴齿轮装置 中,第一联接轴由一个行星齿轮系的星形轴和另一个行星齿轮系的齿 圏轴形成,并且第二联接轴由两个行星齿轮系的太阳轮轴形成。
24. 根据权利要求1至13任一项所述的驱动系统,其特征在于, 在包括两个固定连杆、具有两个分离轴和两个联接轴的四轴齿轮装置 中,第一联接轴由两个行星齿轮系的齿圏轴形成,并且第二联接轴由 两个行星齿轮系的太阳轮轴形成。
25. 根据权利要求1至13任一项所述的驱动系统,其特征在于, 在包括两个固定连杆、具有两个分离轴和两个联接轴的四轴齿轮装置 中,第一联接轴由一个行星齿轮系的太阳轮轴和另一个行星齿轮系的 齿圏轴形成,并且第二联接轴由一个行星齿轮系的齿圏轴和另一个行 星齿轮系的太阳轮轴形成。
26. 根据权利要求1至24任一项所述的驱动系统,其特征在于, 在包括两个固定连杆的四轴行星齿轮装置中,内燃机连接到一个联接 轴上,第一电机连接到另一个联接轴上,制动器以及变速齿轮连接到 两个分离轴上。
27. 根据权利要求1至25任一项所述的驱动系统,其特征在于, 在包括两个固定连杆的四轴行星齿轮装置中,制动器连接到一个联接 轴上,第一电机连接到另一个联接轴上,内燃机以及变速齿轮连接到 两个分离轴上。
28. 根据权利要求1至25任一项所述的驱动系统,其特征在于, 在包括两个固定连杆的四轴行星齿轮装置中,内燃机连接到一个联接 轴上,制动器连接到另一个联接轴上,第一电机以及变速齿轮连接到 两个分离轴上。
29. 根据权利要求1至25任一项所述的驱动系统,其特征在于, 在包括两个固定连杆的四轴行星齿轮装置中,第 一 电机连接到 一个联 接轴上,变速齿轮连接到另一个联接轴上,制动器以及内燃机连接到 两个分离轴上。
30. 根据权利要求1至25任一项所述的驱动系统,其特征在于, 在包括两个固定连杆、具有两个分离轴和两个联接轴的四轴行星齿轮 装置中,内燃机连接到一个联接轴上,变速齿轮连接到另一个联接轴 上,制动器以及第一电机连接到两个分离轴上。
31. 根据权利要求1至25任一项所述的驱动系统,其特征在于, 在包括两个固定连杆、具有两个分离轴和两个联接轴的四轴行星齿轮 装置中,制动器连接到一个联接轴上,变速齿轮连接到另一个联接轴 上,内燃机以及第一电机连接到两个分离轴上。
32. 根据权利要求1至29任一项所述的驱动系统,其特征在于, 在包括两个固定连杆的四轴行星齿轮装置中, 一个级的行星齿轮设计 为分级式行星齿轮,并且提供太阳轮而不是齿圏。
33. 根据权利要求1至13任一项所述的驱动系统,其特征在于, 在包括一个固定连杆的四轴行星齿轮装置中,所述固定连杆设有三级 行星齿轮,每一级的行星齿轮分别与一太阳轮或齿圏相啮合,并且所 述固定连杆以及与行星齿轮相啮合的三个大齿轮分别连接到一联接轴 上。
34. 根据权利要求1至13任一项所述的驱动系统,其特征在于, 在包括一个固定连杆的四轴行星齿轮装置中,所述固定连杆设有二级 行星齿轮, 一太阳轮和齿圏与一个级的行星齿轮相啮合,以及一太阳 轮或齿圏与另一级的行星齿轮相啮合,并且固定连杆以及与行星齿轮 相啮合的三个大齿轮分别连接到一联接轴上。
35. 根据权利要求32至34所述的驱动系统,其特征在于,在四轴 行星齿轮装置中,存在与一第二制动器相连接的至少一个另外的太阳 轮或齿圏。
36. 根据权利要求1至12任一项或32或33所述的驱动系统,其 特征在于,在包括一个固定连杆的四轴行星齿轮装置中,在星形轴上 的内燃机、第一电机、制动器以及变速齿轮连接到一个相应联接轴上。
37. 根据权利要求1至13任一项或32或33所述的驱动系统,其 特征在于,在包括一个固定连杆的四轴行星齿轮装置中,在星形轴上 的第一电机、内燃机、制动器以及变速齿轮连接到一个相应联接轴上。
38. 根据权利要求1至13任一项或32或33所述的驱动系统,其 特征在于,在包括一个固定连杆的四轴行星齿轮装置中,在星形轴上 的制动器、第一电机、内燃机以及变速齿轮连接到一个相应联接轴上。
39. 根据权利要求1至13任一项或32或33所述的驱动系统,其 特征在于,在包括一个固定连杆的四轴行星齿轮装置中,具有星形轴 的变速齿轮、第一电机、制动器以及内燃机连接到一个相应联接轴上。
40. 根据权利要求1至39任一项所述的驱动系统,其特征在于, 第一电机构造成空心轴电机,并且绕四轴行星齿轮装置的一个联接轴 同心地布置。
41. 根据权利要求1至40任一项所述的驱动系统,其特征在于, 第二电机设计成空心轴电机,并且绕变速齿轮的输出轴同心地布置, 所述加法齿轮选择性地通过把空心轴电机用凸缘直接连接到变速齿轮 的输出轴上而被代替。
42. 根据权利要求1至41任一项所述的驱动系统,其特征在于, 第一和第二电机布置成与四轴行星齿轮装置和/或变速齿轮横向相邻。
43. 根据权利要求1至40任一项所述的驱动系统,其特征在于, 在变速齿轮或换向齿轮(12)中,可以啮合一空档位置以及两个或多 个齿轮。
44. 根据权利要求1至43任一项所述的驱动系统,其特征在于, 变速齿轮和/或换向齿轮被设计成包括两个固定连杆、具有两个分离轴 和两个联接轴的四轴齿轮装置,并且其相对于第一四轴行星齿轮装置 同心地布置,变速齿轮和/或换向齿轮的第 一轴能够连接到第一四轴行 星齿轮装置的输出轴上,变速齿轮和/或换向齿轮的第二和第三轴连接7 到一个相应制动器上,及变速齿轮和/或换向齿轮的第四轴连接到工业 卡车的至少一个从动车轮上。
45. 根据权利要求1至43任一项所述的驱动系统,其特征在于, 在作为包括两个固定连杆的四轴行星齿轮装置的变速齿轮和/或换向 齿轮中,制动器布置在两个分离轴上。
46. 根据权利要求1至43任一项所述的驱动系统,其特征在于, 在作为包括两个固定连杆的四轴行星齿轮装置的变速齿轮和/或换向 齿轮中,制动器布置在两个联接轴上。
47. 根据权利要求1至43任一项所述的驱动系统,其特征在于, 在作为包括两个固定连杆的四轴行星齿轮装置的变速齿轮和/或换向 齿轮中, 一个制动器布置在联接轴上,另一个制动器布置在分离轴上。
48. 根据权利要求1至43任一项所述的驱动系统,其特征在于, 变速齿轮和/或换向齿轮设计成三轴行星齿轮装置,变速齿轮和换向齿 轮的第一轴能够连接到四轴行星齿轮装置的输出轴上,变速齿轮和换 向齿轮的第二轴连接到工业卡车的至少一个从动车轮上,变速齿轮和/ 或换向齿轮的第三轴能够借助于制动器被制动,及变速齿轮和/或换向 齿轮的两个轴能够借助于离合器彼此连接。
49. 根据权利要求1至43任一项所述的驱动系统,其特征在于, 变速齿轮和/或换向齿轮设计成辅助齿轮,变速齿轮和/或换向齿轮的 输入轴能够连接到四轴行星齿轮装置的输出轴上,并且变速齿轮和/ 或换向齿轮的输出轴连接到工业卡车的至少一个从动车轮上
50. 根据权利要求1至47任一项所述的驱动系统,其特征在于, 所述车载电源设有电气蓄能器,并且车辆制动控制装置在低设置制动 力的情况下,把变速齿轮和/或换向齿轮留在和/或变换到空档位置中, 并且控制第二电机,从而制动转矩仅由第二电机通过由发电机产生的 制动而施加,并且以发电机方式产生的电流用来向电气蓄能器充电。
51. 根据权利要求1至49任一项所述的驱动系统,其特征在于, 车载电源设有电气蓄能器,并且车辆制动控制装置在高设置制动力的 情况下,把变速齿轮和/或换向齿轮留在和/或变换到属于相应行驶方 向/车辆速度的档位中,并且控制第二电机,从而由发电机产生的容许 制动转矩被施加,并且以发电机方式产生的电流用来向电气蓄能器充 电,在被驱动模式中车辆制动控制装置控制内燃机,及控制第一电机, 从而经由四轴行星齿轮装置连接的内燃机的速度釆用特定的预定值, 并且以发电机方式产生的电流用来向电气蓄能器充电。
52. 根据权利要求1至50任一项所述的驱动系统,其特征在于, 车辆制动控制装置在一旦降落到预定车辆速度以下,就把变速齿轮和/ 或换向齿轮留在和/或变换到空档位置中,并且控制第二电机,从而制 动转矩仅由第二电机通过由发电机产生的制动而施加,车辆制动控制装置致动(即,闭合)连接到四轴行星齿轮装置上的制动器,并且控 制第一电机,从而连接到四轴行星齿轮装置上的内燃机被加速,直到 内燃机的速度采用特定的预定值,以发电机方式由第二电机产生的电 流至少部分地被消耗。
53. 根据权利要求1至50任一项所述的驱动系统,其特征在于, 车辆制动控制装置控制液压泵的节流阀,从而当对于内燃机的速度超 过预定值时,产生辅助制动转矩。
54. 根据权利要求1至52任一项所述的驱动系统,其特征在于, 提供车辆制动控制装置(13),它控制至少一个液压泵(P2)的节流 阀(15),从而当车辆制动减速度与设置值的偏差超过预定值时,产生 辅助制动转矩。
55. 根据权利要求1至53任一项所述的驱动系统,其特征在于, 车辆制动控制装置控制在车轮侧的制动器(17),从而当对于内燃机(ICE)的速度超过预定值时,所述车辆制动控制装置产生辅助制动 转矩。
56. 根据权利要求1至53任一项所述的驱动系统,其特征在于, 车辆制动控制装置控制在车轮侧的至少一个制动器(17),从而当车辆 制动减速度与设置值的偏差超过预定值时,产生辅助制动转矩。
57. 用来操作根据权利要求1至55任一项所述的驱动系统的方法, 其特征在于,通过致动在四轴行星齿轮装置上的制动器和脱开变速齿轮,将内燃机的动力传递到第一电机,并且所述电机作为发电机操作, 以这种方式产生的电流用来向用于车辆电力消耗装置、外部电力消耗 装置的电池充电,或者作为用于第二电机的驱动电流。
58. 用来操作根据权利要求1至56任一项所述的驱动系统的方法, 其特征在于,释放在四轴行星齿轮装置上的制动器,并且将变速齿轮 和/或换向齿轮变换到属于相应行驶方向的档位中,并且内燃机的动力 从连接到变速齿轮上的四轴行星齿轮装置的轴部分机械地传递到加法 齿轮,并由电机经由车载电源部分电气传递到另一个电机且从所述电 机传递到加法齿轮。
59. 用来操作根据权利要求1至56任一项所述的驱动系统的方法, 其特征在于,在特定的操作范围中,例如在高拉力和低驱动速度下, 将在四轴行星齿轮装置上的制动器致动,并且把变速齿轮和/或换向齿 轮留在和/或变换到属于相应行驶方向的档位中,内燃机的动力直接机 械地传递到驱动车轮,两个电机以关于车辆速度的预定比率相联系。
60. 根据权利要求58所述的方法,其特征在于,在制动器(14) 所连接的轴的零交叉速度点处,致动在四轴行星齿轮装置(10)上的 制动器。
61. 根据权利要求57和58所述的用来操作驱动系统的方法,其特 征在于,从串联模式到动力分配模式的转变通过在四轴行星齿轮装置 上保持致动的制动器发生,变速齿轮和/或换向齿轮在同步驱动和输出 速度的点处变换到属于相应行驶方向的档位中,将内燃机(ICE)和 电机的动力调整到在动力分配模式中的负载状态,并且然后将在四轴 行星齿轮装置上的制动器释放。
62. 根据权利要求57至59任一项所述的用来操作驱动系统的方 法,其特征在于,从动力分配模式到串联模式的转变通过在四轴行星 齿轮装置上的制动器在制动器所连接的轴的零交叉速度点处被致动而 发生,将内燃机和电机的动力调整到在串联模式中的负载状态,并且 然后将变速齿轮和/或换向齿轮变换到空档位置中。
63. 根据权利要求56和57所述的用来操作驱动系统的方法,其特 征在于,从串联模式到动力分配模式的转变通过把第二电机调整成它 完全施加输出转矩而发生,驱动电流取自电气蓄能器,然后在四轴行 星齿轮装置上的制动器被释放,将内燃机和第 一 电机的速度调节成使 得变速齿轮和/或换向齿轮到达同步驱动和输出速度的点,此后啮合属 于相应行驶方向的档位,并且将内燃4几和两个电4几调整到在动力分配 模式中的负载状态。
64. 根据权利要求57至63任一项所述的用来操作驱动系统的方 法,其特征在于,通过致动在四轴行星齿轮装置上的制动器并且脱开 变速齿轮,将内燃机的动力传递到用于车辆辅助功能的消耗装置,并 且该消耗装置连接到第 一 电机的轴上。
65. 根据以上权利要求任一项所述的用来操作驱动系统的方法,其 特征在于,通过致动在四轴行星齿轮装置上的制动器并且脱开变速齿 轮,将第一电机的动力传递到内燃机,并且启动所述内燃机。
66. 用来操作根据权利要求1至55任一项所述的驱动系统的方法, 其特征在于,将第一电机的动力传递到用于车辆辅助功能的消耗装置, 并且该消耗装置连接到第一电机的轴上,电力取自电气蓄能器,释放 在四轴行星齿轮装置上的制动器,并且脱开变速齿轮。
67. 用来操作根据权利要求1至55任一项所述的驱动系统的方法, 其特征在于,将连接到第一电机的轴上并用于车辆辅助功能的消耗装 置的动力传递到第一电机,并且所述电机以发电机形式产生电流,该 电流供给到电气蓄能器,释放在四轴行星齿轮装置上的制动器,并且 脱开变速齿轮。
68. 用来操作根据权利要求1至55任一项所述的驱动系统的方法, 其特征在于,第二电机完全施加输出转矩,驱动电流取自电气蓄能器, 及变速齿轮被脱开。
69. 根据以上权利要求任一项所述的用来操作驱动系统的方法,其 特征在于,内燃机在行驶期间由完全施加输出转矩的第二电机启动, 驱动电流取自电气蓄能器,并且变速齿轮变换到属于相应行驶方向的 档位中,及致动第一电机,从而启动所需要的转矩被施加到内燃机上, 脱开在四轴行星齿轮装置上的制动器。
70.根据以上权利要求任一项所述的用来操作驱动系统的方法,其 特征在于,内燃机在行驶期间由完全施加输出转矩的第二电机启动, 驱动电流取自电气蓄能器,致动在四轴行星齿轮装置上的制动器并且 变速齿轮变换到属于相应行驶方向的档位中,致动第一电机,从而将 启动所需要的转矩施加到内燃机上。
全文摘要
用于工业卡车的驱动系统,包括内燃机,四轴行星齿轮装置,包括两个或一个固定连杆,所述固定连杆借助于第一轴可以连接到内燃机的轴上,第一电机,它机械地连接到四轴行星齿轮装置的第二轴上,并且电气连接到车辆的车载电源上,制动器,连接到四轴行星齿轮装置的另一轴上,变速齿轮,连接到四轴行星齿轮装置的第四轴上,加法齿轮,连接到变速齿轮上,其它输入轴连接到与车载电源电气连接的第二电机上,并且其输出轴连接到工业卡车的至少一个从动车轮上,至少一个消耗装置,用于车辆的至少一个辅助功能,它连接到行星齿轮装置的其中一个轴上,传感器装置,它感测内燃机和第一、第二电机的速度,并且产生相应的信号,及控制和调节装置,它根据由工业卡车的操作人员致动的设置值发生器的设置点信号,控制或调节电机和内燃机的速度和/或转矩,并且通过把传感器装置的输出信号取作基础,切换电机的电动机操作或发电机操作,并且控制变速齿轮和制动器的致动。
文档编号B60W10/18GK101100189SQ20071012745
公开日2008年1月9日 申请日期2007年7月5日 优先权日2006年7月5日
发明者A·罗格 申请人:容海因里希股份公司
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