专利名称：一种车辆的驱动系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种车辆的驱动系统。
背景技术：
在车辆现有的驱动系统中，在传动路线中都设置有用于控制发动机与传 动路线结合或分离的离合器。例如，当开动汽车时，首先将离合器分离，再 启动发动机，当发动机进入稳定的怠速工况后，再使离合器接合，从而使汽 车起步。
但是，当车辆正常行驶时，上述离合器处于接合状态，以允许发动机的 动力传递至传动线路中。如果此时松开加速踏板，则发动机的转速会减小， 而车辆在惯性的作用下，具有保持原有速度的趋势。因而，在发动机的驱动 轴与传动线路之间会产生一个相对的转速差，而且，该转速差会通过接合的 离合器而传递到发动机的驱动轴上，从而对发动机造成不利影响。换句话说， 当作为驱动部分的发动机减速时，作为从动部分的车辆的惯性会对发动机产 生不利影响。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服车辆现有的驱动系统中，在车辆运行的情况 下当发动机的转速下降时，车辆的惯性会对发动机产生不利影响的缺陷，而 提供一种能克服该缺陷的车辆的驱动系统。
本实用新型提供了一种车辆的驱动系统，该驱动系统包括动力源和由动 力源驱动的车轮驱动轴，其中，在所述动力源与车轮驱动轴之间设置有棘轮 机构，该棘轮机构仅允许所述动力源的动力单向传递到所述车轮驱动轴。
根据本实用新型的驱动系统，在动力源(如发动机)和由该动力源提供动力的车轮驱动轴之间设置了棘轮机构。利用该棘轮机构的单向传递运动的 性质，仅允许动力由动力源传递给车轮驱动轴，而不允许车轮驱动轴的运动 传递给动力源。从而克服了当动力源中的转速低于车轮驱动轴中的转速时， 对动力源的不利影响，而且当动力源向驱动装置传递动力时，仍然能确保将 动力充分传递到车轮驱动轴。
图1为根据本实用新型一种实施方式的驱动系统的示意图; 图2为图1中驱动系统的动力源与棘轮机构的连接示意图。
具体实施方式
下面对本实用新型的优选实施方式进行详细的描述。
本实用新型提供的车辆的驱动系统包括动力源和由动力源驱动的车轮 驱动轴，其中，在所述动力源与车轮驱动轴之间设置有棘轮机构，该棘轮机 构仅允许所述动力源的动力单向传递到所述车轮驱动轴。
由于本实用新型所提供的驱动系统中，在动力源与车轮驱动轴之间设置 有棘轮机构，而该棘轮机构根据其运动性质仅允许动力(转矩)从所述动力 源传递给车轮驱动轴，而不允许车轮驱动轴的运动状态反馈至动力源。因而， 当车轮驱动轴的转度大于动力源的转速时(如车辆下坡时)，不会对动力源 产生不利影响。
所述动力源可以为具有输出轴的发动机。为了防止作为动力源的发动机 受到车轮驱动轴的转速的影响，优选地，该发动机可以通过所述棘轮机构而 将驱动力传递到车轮驱动轴。进一步优选地，所述驱动系统还包括离合器和 具有输入轴和输出轴的变速器，所述发动机的输出轴通过所述离合器与所述 变速器的输入轴连接，该变速器的输出轴连接到所述车轮驱动轴，所述棘轮机构设置在所述发动机的输出轴和所述离合器之间。
所述动力源还可以为具有输出轴的电动机。优选地，在作为动力源的该 电动机与车轮驱动轴之间设置有棘轮机构，电动机的驱动通过该棘轮机构而
传递给车轮驱动轴，从而防止车轮驱动轴的转速对电动机的不利影响。进一 步优选地，所述驱动系统还包括离合器和具有输入轴和输出轴的变速器，所 述电动机的输出轴通过所述离合器与所述变速器的输入轴连接，该变速器的 输出轴连接到所述车轮驱动轴，所述棘轮机构设置在所述电动机的输出轴和 所述离合器之间。
此外，根据本实用新型的驱动系统的一种优选实施方式，如图1所示，
所述动力源可以为具有输出轴3的发动机1和具有输出轴4的电动机2。同 样地，发动机1和电动机2分别设置有棘轮机构，所述发动机1和电动机2 分别通过各自的棘轮机构将动力传递给车轮驱动轴，由于所述棘轮机构仅允 许动力从发动机和电动机传递给车轮驱动轴，而不允许车轮驱动轴与发动机 和电动机的转速差对发动机和电动机产生不利影响。
优选地，为了便于对发动机1和电动机2输出的动力进行调控，所述驱 动系统还包括离合器5和具有输入轴6和输出轴7的变速器8，所述棘轮机 构包括第一棘轮机构9和第二棘轮机构IO，所述发动机1的输出轴3依次通 过所述第一棘轮机构9和离合器5与所述变速器的输入轴6连接；所述电动 机2的输出轴4依次通过所述第二棘轮机构10和离合器5与所述变速器的 输入轴6连接。
如图1所示，发动机1的动力通过第一棘轮机构9传递给离合器5，再 通过离合器5传递给变速器8的输入轴6，然后通过变速器8的输出轴7传 递给车轮驱动轴33。该第一棘轮机构9仅允许发动机1的旋转传递给离合器 5，而不会将离合器5的运动反向传递给发动机1。例如，当发动机1的转速 下降时，车辆由于自身的惯性还会具有保持原来的较高速度的趋势，这样，在离合器5与发动机1的输出轴3之间会产生转速差，由于第一棘轮机构9 的存在，而在第一棘轮机构9中会出现打滑，从而防止该转速差传递给发动 机1的输出轴3，以对发动机1造成不利影响。
电动机2的动力通过第二棘轮机构10而传递给离合器5，在通过离合器 5传递给变速器8，继而传递至车轮驱动轴33。与上述发动机1的情况类似， 由于第二棘轮机构10的存在，当电动机2的转速下降时，电动机2的主轴 的转速与离合器5的转速具有转速差，该转速差不会对电动机2造成不利影 响。
下面通过图2详细描述第一棘轮机构9、第二棘轮机构10、发动机1和 电动机2之间的连接关系。
如图2所示，所述第一棘轮机构9包括第一棘轮11和位于第一棘轮11 内的第一内轴12;所述第二棘轮机构10包括第二棘轮16和位于第二棘轮 16内的第二内轴17，其中，所述发动机的输出轴3与所述第一棘轮11固定 连接，所述第一内轴12与第二内轴17固定连接或者一体形成，所述第二棘 轮16与所述电动机的输出轴4啮合。
第一棘轮机构9包括第一棘轮11和第一内轴12，所述发动机1的输出 轴3与第一棘轮11固定连接或为一体结构(二者具有相同的运动状态)。当 发动机1运行时，发动机1的输出轴3与第一棘轮11 一同旋转，从而将运 动或转矩传递给第一棘轮11内的第一内轴12，使第一内轴12同步旋转。再 传递至离合器5和变速器8。
当车辆的发动机1的转速下降时，如车辆在下坡时(发动机可以减慢转 速，但车辆在重力作用下仍然具有保持较高速度的趋势)，第一内轴12的转 速会高于发动机1的输出轴3的转速，但是第一内轴12与第一棘轮11之间 会发生打滑，从而避免该转速差对发动机1的不利影响。
类似地，第二棘轮机构10包括第二棘轮16和第二内轴17，第二棘轮16通过传动装置与电动机2连接，从而用于将电动机2的动力传递至第二内 轴17。所述传动装置可以为齿轮传动，如设置在电动机2的输出轴4上的齿 轮21与设置在第二棘轮16外表面上的齿廓之间的啮合。当电动机2运行时， 电动机2的输出轴4驱动第二棘轮16旋转，从而将电动机2的动力传递给 第二内轴17，继而传递至离合器5和变速器8。
当电动机2的转速下降时，即便此时第二内轴17的转速相对高于第二 棘轮16的转速，但该转速差不会通过该第二棘轮机构传递给第二棘轮(第 二内轴17和第二棘轮16之间出现打滑)，从而防止该转速差对电动机2造 成不利影响。
为了将当发动机1和电动机2都启动以驱动车辆时的动力复合在一起， 在第一棘轮机构9中，第一棘轮11驱使第一内轴12的旋转方向，与在第二 棘轮机构10中，第二棘轮16驱使第二内轴17的旋转方向相同(还需要保 证第一内轴12和第二内轴17的转速相同)。而当发动机1和电动机2的转 速下降时，由于第一棘轮机构9和第二棘轮机构10的存在，也不会对发动 机1和电动机2造成不利影响。
此外，当仅发动机1驱动车辆时，与发动机1的输出轴3固定连接或一 体制成的第一棘轮11驱使第一内轴12旋转，从而也驱使第二内轴17也旋 转，但是该第二内轴17的旋转不会使第二棘轮16旋转，在第二内轴17和 第二棘轮16之间出现打滑。这样，正在运行的发动机1不会影响到没有启 动的电动机2。
反之亦然。当仅电动机2驱动车辆时，第二棘轮16在电动机2的驱动 下旋转，同时使第二内轴17旋转，进而使第一内轴16也一同旋转。但第一 内轴12也不会将旋转传递给第一棘轮11，而是在第一内轴12和第一棘轮 11之间出现打滑。这样，正在运行的电动机2也不会影响没有启动的发动机根据本实用新型的驱动系统与传统的驱动相比最大的不同之处就在于， 在驱动线路上设置了棘轮机构，该棘轮机构仅允许动力从动力源传递至车轮 驱动轴，而防止车轮驱动轴的转动反馈至动力源，以对动力源造成损害。
为了利用车辆的惯性，将多余的能量储存起来，优选地，所述驱动系统
还包括具有输出轴24的第一电机25，该第一电机25的输出轴24通过齿轮 啮合与所述变速器的输出轴7连接。
如图1所示，所述驱动系统中还设置有第一电机25，通过设置在输出轴 24上的齿轮26与设置在变速器8的输出轴7上的齿轮23之间的啮合，该第 一电机25与变速器8的输出轴7连接起来。
在车辆的加速过程中，当松开加速踏板时，发动机1或电动机2的转速 会下降，而车辆仍将保持原有的较高速度，也就是说，在变速器8的运行速 度和发动机1或电动机2的转速之间会产生转速差。在该情况下，可以使第 一电机25发电，从而将该惯性产生的能量储存起来，同时可以使车辆的运 行速度及时降低，以与发动机1或电动机2的转速对应。
为了储存第一电机25的电力，所述驱动系统还具有第一电池组27和第 二电池组28，所述第一电池组27和第二电池组28与所述第一电机25和所 述电动机2电连接。当第一电机25产生电力时，可以选择地存入第一电池 组27或第二电池组28。但是如果驱动源是电动机2，此时给电动机2供电 的电池组与第一电机25储存电力的电池组为不同的电池组，例如，当第一 电池组27向电动机2供电时，如果第一电机25产生电力，则该电力储存在 第二电池组28中，而不是储存在第一电池组27中。这是为了避免电池组同 时供电和存储电力时承受的冲击较大，从而对电池组造成损害。
更优选地，为了进一步将车辆的惯性能量储存起来，所述驱动系统还包 括固定设置在车辆的车轮驱动轴33上的至少一个齿轮30，和具有输出轴的 至少一个第二电机31，该第二电机的输出轴上固定设置有齿轮32，该齿轮32与设置于所述驱动轴33上的齿轮30啮合。当需要将车辆的惯性能量储存 起来时，通过所述齿轮32与齿轮30的啮合，使第二电机31发电。
为了储存第二电机31的电力，优选地，所述驱动系统还包括第三电池 组34，所述第三电池组34用于接收并储存来自所述第二电机31的电力且与 所述电动机2电连接。这样，该第三电池组34既可以从第二电机31接收电 力，也可以向电动机2供电，以驱动电动机2运行。为了协调第一电池组27、 第二电池组28和第三电池组34，优选地，第二电机31还可以与向第一电池 组27和第二电池组28充电。这样，当第三电池组34电量充满时，可以向 没有充满的第一电池组27和第二电池组28充电。从而有效地将能量储存起 来。
此夕卜，第一电池组27、第二电池组28和第三电池组34还可以供应第一 电机25和第二电机31作为电动机使用，从而向车辆提供动力。
通过以上描述可知，在本实用新型的车辆的驱动系统中，通过在动力源 和车轮驱动轴之间设置了棘轮机构，可以避免车辆的惯性对动力源的损害。 而且通过设置第一电机25和第二电机31 ，可以将车辆惯性的能量储存起来， 以供应电动机2使用。
下面，参考图1对本实用新型的优选实施方式的驱动系统的运行过程进 行描述。
当车辆起步时，启动发动机l，利用发动机1的动力启动车辆。发动机 1的旋转通过第一棘轮机构9传递至离合器5和变速器8，进而传递至车轮 驱动轴33，从而使车辆行驶。由于第二棘轮机构IO的设置，在发动机l运 行时，不会将转动传递至电动机2的输出轴4。
如果在发动机1的运行过程中，加速踏板松开或者在下坡时，发动机l 的转速下降，而车辆具有仍然保持原有较高速度的趋势，此时，第一电机25 发电，并在调节器29的调节控制下将电力传输至第一电池组27或第二电池组28。同时，第二电机31也可以发电，从而将该第二电机31产生的电力传 输至第三电池组34。
由于在该过程中，随着第一电机25和第二电机31的发电，车辆的速度 会降低，当车辆的速度降低到预定值时，所述第一电机和第二电机停止发电， 以防止增大车辆行驶的阻力。
当第一电池组27、第二电池组28或第三电池组34中的任意一个充满时， 可以将发动机l的驱动转换至由电动机2的驱动。此时，电动机2启动，该 电动机2通过第二棘轮机构10驱动第二内轴17旋转，还满足第二内轴17 的转速与第一内轴12在发动机1的驱动下的转速相等，即电动机2和发动 机1同时驱动。在平稳启动电动机2后，可以使发动机l停止。当发动机l 停止后，虽然第一内轴12 (与第二内轴17固定连接或一体结构)仍然在旋 转，但是该旋转不会传递给发动机1的输出轴3，自然不会影响发动机l。
在电动机2作为驱动动力源时，第一电机25和第二电机31仍然可以发 电，该过程与发动机l作为驱动动力源时相同，在此不再赘述。但是，不同 的是，给电动机2供电的电池组与所述电机在充电时充电的电池组不同，例 如，当给电动机2供电的电池组为第一电池组27时，则所述电机充电的电 池组为第二电池组28或第三电池组34，而不是该第一电池组27。
如果需要加大车辆的动力，即加大动力源的扭矩，此时可以再次启动发 动机l。利用发动机1和电动机2同时作为驱动动力源。当电池组的电量消 耗完毕时，可以将电动机2停止，而启动发动机l。
从以上描述可知，无论是仅发动机1作为动力源，仅电动机2作为动力 源，还是发动机1和电动机2作为动力源，或者是发动机1与电动机2相互 转换过程中，由于第一棘轮机构9和第二棘轮机构10的存在，二者之间不 会相互影响。而且，还可以将车辆的惯性能量储存起来，从而节省了能源。
权利要求1.一种车辆的驱动系统，该驱动系统包括动力源和由动力源驱动的车轮驱动轴，其特征在于，在所述动力源与车轮驱动轴之间设置有棘轮机构，该棘轮机构仅允许所述动力源的动力单向传递到所述车轮驱动轴。
2. 根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述动力源为具有 输出轴的发动机。
3. 根据权利要求2所述的驱动系统，其特征在于，该驱动系统还包括 离合器和具有输入轴和输出轴的变速器，所述发动机的输出轴通过所述离合 器与所述变速器的输入轴连接，该变速器的输出轴连接到所述车轮驱动轴， 所述棘轮机构设置在所述发动机的输出轴和所述离合器之间。
4. 根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述动力源为具有 输出轴的电动机。
5. 根据权利要求4所述的驱动系统，其特征在于，该驱动系统还包括 离合器和具有输入轴和输出轴的变速器，所述电动机的输出轴通过所述离合器与所述变速器的输入轴连接，该变速器的输出轴连接到所述车轮驱动轴， 所述棘轮机构设置在所述电动机的输出轴和所述离合器之间。
6. 根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述动力源包括具 有输出轴(3)的发动机(1)和具有输出轴(4)的电动机(2)。
7. 根据权利要求6所述的驱动系统，其特征在于，该驱动系统还包括 离合器(5)和具有输入轴(6)和输出轴(7)的变速器(8)，所述棘轮机 构包括第一棘轮机构(9)和第二棘轮机构(10)，其中，所述发动机(1)的输出轴(3)依次通过所述第一棘轮机构(9)和离 合器(5)与所述变速器的输入轴(6)连接；所述电动机(2)的输出轴(4)依次通过所述第二棘轮机构(10)和离 合器(5)与所述变速器的输入轴(6)连接。
8. 根据权利要求7所述的驱动系统，其特征在于，所述第一棘轮机构 (9)包括第一棘轮(11)和位于第一棘轮(11)内的第一内轴(12);所述第二棘轮机构(10)包括第二棘轮(16)和位于第二棘轮(16)内的第二内 轴(17)，其中，所述发动机的输出轴(3)与所述第一棘轮(11)固定连接， 所述第一内轴(12)与第二内轴(17)固定连接或者一体形成，所述第二棘 轮(17)与所述电动机的输出轴(4)啮合。
9. 根据权利要求6所述的驱动系统，其特征在于，该驱动系统还包括 具有输出轴(24)的第一电机(25)，该第一电机(25)的输出轴(24)通 过齿轮啮合与所述变速器的输出轴(7)连接。
10. 根据权利要求9所述的驱动系统，其特征在于，所述驱动系统还包 括第一电池组(27)和第二电池组(28)，所述第一电池组(27)和第二电 池组(28)与所述第一电机(25)和所述电动机(2)电连接。
专利摘要本实用新型提供了一种车辆的驱动系统，该驱动系统包括动力源和由动力源驱动的车轮驱动轴，其中，在所述动力源与车轮驱动轴之间设置有棘轮机构，该棘轮机构仅允许所述动力源的动力单向传递到所述车轮驱动轴。根据本实用新型的驱动系统，在动力源和由该动力源提供动力的车轮驱动轴之间设置了棘轮机构。利用该棘轮机构的单向传递运动的性质，仅允许动力由动力源传递给车轮驱动轴，而不允许车轮驱动轴的运动传递给动力源。从而克服了当动力源中的转速低于车轮驱动轴中的转速时，对动力源的不利影响，而且当动力源向驱动装置传递动力时，仍然能确保将动力充分传递到车轮驱动轴。
文档编号B60K17/26GK201158304SQ20072031086
公开日2008年12月3日 申请日期2007年12月28日 优先权日2007年12月28日
发明者吴寒杰, 陈永兴, 魏德贤 申请人:比亚迪股份有限公司