分配转矩时才旋转以提供转矩。
[0053]通常情况下，在差速器运行时，空心轴式电机40不接收电信号，电机转子66不会发生绕X轴的旋转，这特别适用于在车辆直线行驶时的状态。此时在此情况下，提供于驱动轴12上的转矩在第一输出轴2和第二输出轴4及其驱动的车轮之间平均地进行分配。这与常规差速器用法相同，此时差速器本质上可以作为一个常规差速器运行，如图4所示，其将全部转矩及功率由锥形齿圈16传递给差速器壳20并由其传递给横销26。当横销26绕轴线X旋转时，中间锥形小齿轮28不在横销26上发生旋转。其只是以与差速器壳20及横销26相同的转速转动左右锥形侧齿轮22和24，且左右锥形侧齿轮22和24以相同的转速分别转动第一输出轴2和第二输出轴4。由于驱动电机84的电机转子66没有旋转，转矩换向器36不传递任何转矩，并且不另外影响差速器的运行。
[0054]然而，当车辆转弯时，特别是以高速进入一个弯道时，转矩换向器36的空心轴式电机40应当接收电信号，使电机转子66发生旋转以便将更多的转矩定向传送到外侧车轮上。例如，设以驱动时车轮的旋转方向为正方向，反之为反方向。当车辆进入一个右弯道，在车辆左侧的车轮和第一输出轴2将比在车辆右侧的车轮和第二输出轴4旋转得快。转矩换向器36的空心轴式电机40接收电信号使电机转子66以及其上的减速太阳轮58产生正方向的旋转，进而减速行星齿轮系38的减速行星齿轮60会产生正向公转，进而减速行星架62产生正向旋转，这样耦合行星齿轮组82的第一星齿轮系90的第一行星齿轮68产生一个正向公转，而第二星齿轮系92的第二行星齿轮72将产生反向公转，即行第二星架50会产生一个阻碍差速器壳20运动的旋转阻力，此外，减速行星齿轮系38和耦合行星齿轮组82都起到一个转矩放大器的作用，其施加比空心轴式电机40施加到减速太阳轮58上的转矩大很多的转矩到第二行星架50上，此时双行星齿轮系32的第三行星轮46和第四行星轮48不再于双行星齿轮系32的第三齿圈42与第三太阳轮44之间自由空转，由于第二行星架50施加的阻碍环绕运动的阻力，其将转矩由差速器壳20换向至减速太阳轮58以及第一输出轴2，使得作用于第一输出轴2上的转矩比作用于第二输出轴4上的多，如图5所示。实际上第三齿圈42，通过第三行星齿轮46和第四行星齿轮48，驱动第三太阳齿轮44以及与之相连的第一输出轴2，给予第一输出轴2的更高的转速转动。因此，此时转矩换向器36起到了第一输出轴2的超速装置的作用。
[0055]一般来说，转矩换向器36的空心轴式电机40正方向旋转的转矩越大，其通过转矩换向器36传递给第一输出轴2的转矩就越大。
[0056]转矩换向器36的作用程度取决于几个条件，所有这些条件可由安装在车辆上的传感器监控，并通过一个处理器进行处理，以控制操纵空心轴式电机40的电信号，被监控的条件包括车速、横摆率、车辆横向与纵向加速度、转向角、车轮滑动率、发动机和变速器运行参数、及空心轴式电机40温度等。
[0057]类似的，当车辆进入左弯道时，空心轴式电机40接收电信号使电机转子66以及其上的减速太阳轮58反向旋转，同理，此时耦合行星齿轮组82的第二行星架50会产生一个促动环绕运动的旋转力，因此将转矩由差速器壳20传递给第二输出轴4。
[0058]另外，如果车辆进入湿滑路面或者其他一些路况较差的路面，需要按具体路面条件来分配第一输出轴2和第二输出轴4上的转矩时，也可以让转矩换向器36的空心轴式电机40接收电信号，来根据路况主动分配第一输出轴2和第二输出轴4上的转矩使车辆能够稳定的行驶。
[0059]尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【主权项】
1.一种带有双排行星齿轮转矩定向分配机构的电动差速器，其特征在于，包括: 驱动电机，其具有可输出转矩的电机输出轴； 主差速器，其包括差速器壳、驱动轴、可绕轴线旋转的第一输出轴和第二输出轴，所述第一输出轴和第二输出轴能够以相同或不同的转速同向旋转； 外壳；以及 减速行星齿轮系，其配置在所述外壳内，所述减速行星齿轮系与所述驱动电机的电机输出轴连接，接收所述电机输出轴输出的转矩，并输出与该转矩同向的转矩； 耦合行星齿轮组，其与所述减速行星齿轮系相连接，接收所述减速行星齿轮系输出的转矩，并输出与该转矩反向的转矩； 双行星齿轮系，其与所述耦合行星齿轮组连接，接收所述耦合行星齿轮组输出的转矩，所述双行星齿轮系与所述主差速器相连接，为所述第一输出轴第二输出轴提供方向相反的转矩。
2.根据权利要求1所述的带有双排行星齿轮转矩定向分配机构的电动差速器，其特征在于，所述减速行星齿轮系包括减速太阳轮、减速行星轮及减速齿圈，所述减速太阳轮与所述电机输出轴同轴固定连接，用于同所述电机输出轴共同旋转，所述减速齿圈与所述外壳相固定，所述减速行星轮分别与所述减速太阳轮和减速齿圈相啮合，使所述减速行星轮与所述电机输出轴同方向公转，并通过与所述减速行星轮相连接的减速行星架将公转的转矩输出。
3.根据权利要求2所述的带有双排行星齿轮转矩定向分配机构的电动差速器，其特征在于，所述耦合行星齿轮组包括: 第一行星齿轮系，其包括第一太阳轮、第一行星轮、第一齿圈，所述第一齿圈与所述减速行星架固定连接，以接收所述减速行星架输出的转矩，所述第一行星轮分别与所述第一太阳轮和第一齿圈相啮合，所述第一行星轮上连接有第一行星架，所述第一行星架与所述第一输出轴固定连接； 第二行星齿轮系，其包括第二太阳轮、第二行星轮、第二齿圈和第二行星架，所述第二齿圈与所述外壳固定连接，所述第二行星轮分别与所述第二太阳轮和第二齿圈相啮合，所述第二行星轮上连接有第二行星架； 其中，所述第一太阳轮和第二太阳轮为一体设计，其与所述第一输出轴可旋转的同轴连接。
4.根据权利要求3所述的带有双排行星齿轮转矩定向分配机构的电动差速器，其特征在于，双行星齿轮系包括第三太阳轮、第三行星轮、第四行星轮、第三齿圈，所述第三太阳轮与所述第一输出轴同轴固定连接，所述第三齿圈与所述差速器壳固定连接，所述第三太阳轮、第三行星轮、第四行星轮、第三齿圈依次啮合，所述第三行星轮、第四行星轮分别与所述第二行星架连接，以接收所述第二行星架传递的转矩。
5.根据权利要求2所述的带有双排行星齿轮转矩定向分配机构的电动差速器，其特征在于，所述减速太阳轮与所述第一输出轴可旋转的同轴连接。
6.根据权利要求5所述的带有双排行星齿轮转矩定向分配机构的电动差速器，其特征在于，所述电机输出轴与所述第一输出轴可旋转的同轴连接。
7.根据权利要求3所述的带有双排行星齿轮转矩定向分配机构的电动差速器，其特征在于，所述第一行太阳轮和第二太阳轮、第一行星轮和第二行星轮、第一齿圈和第二齿圈具有相同的节圆尺寸。
8.根据权利要求3所述的带有双排行星齿轮转矩定向分配机构的电动差速器，其特征在于，所述第二齿圈与所述外壳一体成型。
9.根据权利要求4所述的带有双排行星齿轮转矩定向分配机构的电动差速器，其特征在于，所述第三齿圈与所述差速器壳一体成型。
10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的带有双排行星齿轮转矩定向分配机构的电动差速器。
【专利摘要】本发明公开了带有双排行星齿轮转矩定向分配机构的电动差速器，包括，驱动电机、主差速器、外壳、减速行星齿轮系、耦合行星齿轮组和双行星齿轮系，驱动电机与减速行星齿轮系连接为其提供转矩，减速行星齿轮系依次连接耦合行星齿轮组、双行星齿轮系及主差速器，实现为差速器第一输出轴提供与电机输出轴输出的转矩同向的转矩，并为差速器第二输出轴提供与电机输出轴输出的转矩反向的转矩。本发明提供的差速器可以将经过其传输的驱动转矩选择性的定向分配给两输出轴，并且在转矩定向分配时，由于不会改变总转矩，不会使车辆减速，双排行星齿轮机构可以同时兼具转矩耦合功能和减速增扭功能，能够以同轴的方式布置驱动电机，结构紧凑，减少布置空间。
【IPC分类】F16H48-38, F16H48-06
【公开号】CN104675951
【申请号】CN201510072654
【发明人】王军年, 张垚, 李修森, 魏武, 孙文
【申请人】吉林大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年2月11日