功率传输系统和驱动系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种功率传输系统和驱动系统。该功率传输系统包括：功率分配装置；牵引轴，连接于所述功率分配装置；动力输出轴，连接于所述功率分配装置；第一电机，连接于所述功率分配装置和所述牵引轴两者中之至少一者并产生第一输出功率；及第二电机，连接于所述功率分配装置并产生第二输出功率。所述第二输出功率通过所述功率分配装置分配给所述牵引轴和所述动力输出轴。本发明还涉及一种驱动系统，其包括功率传输系统。本发明的功率传输系统的第二电机的输出功率可分配给牵引轴和动力输出轴。在一些工作模式下，第二电机和第一电机可共同驱动牵引轴，第二电机可辅助第一电机工作，从而有效合理地利用第一电机和第二电机。
【专利说明】功率传输系统和驱动系统【技术领域】
[0001 ] 本发明有关一种功率传输系统和驱动系统,尤其涉及一种用于农业或工业车辆的功率传输系统及具有该功率传输系统的驱动系统。
【背景技术】
[0002]农业或工业车辆，例如拖拉机，可装备不同的作业工具来实现农业或工业生产。传统的农业或工业车辆具有用以驱动车辆的第一电机和用以驱动作业工具的第二电机。第一电机和第二电机独立工作，因此每一电机必须能够相应地提供足够高的功率使得车辆可以工作在各种工作模式下。第一电机必须能够提供足够高的功率驱动大负载的车辆，第二电机必须能够提供足够高的功率驱动各种作业工具。为了驱动大负载，第一电机需要是高额定功率和大尺寸的电机。然而，在一些工作模式下，第一电机和第二电机的其中之一需输出很高的功率来提供较大的驱动力，而其中另一个只需输出很低的功率或者甚至处于闲置状态。在该些工作模式下，一个电机超负荷工作，而另一个电机没有被有效的利用，从而导致车辆的驱动系统效率低下。
[0003]因此，有必要提供一种功率传输系统和驱动系统来解决上面提及的技术问题。
【发明内容】
[0004]本发明的一个方面在于提供一种功率传输系统。该功率传输系统包括:功率分配装置；牵引轴，连接于所述功率分配装置；动力输出轴，连接于所述功率分配装置；第一电机，连接于所述功率分配装置和所述牵引轴两者中之至少一者并产生第一输出功率；及第二电机，连接于所述功率分配装置并产生第二输出功率。所述第二输出功率通过所述功率分配装置分配给所述牵引轴和所述动力输出轴。
[0005]本发明的另一个 方面在于提供一种驱动系统。该驱动系统包括功率传输系统、能量供给系统及控制系统。该功率传输系统包括:功率分配装置；牵引轴，连接于所述功率分配装置；动力输出轴，连接于所述功率分配装置；第一电机，连接于所述功率分配装置和所述牵引轴两者中之至少一者并产生第一输出功率；及第二电机，连接于所述功率分配装置并产生第二输出功率。所述第二输出功率通过所述功率分配装置分配给所述牵引轴和所述动力输出轴。能量供给系统连接于所述功率传输系统并用以提供功率给所述功率传输系统。控制系统连接于所述能量供给系统并用以控制所述功率传输系统传输来自所述能量供给系统的功率。
[0006]本发明的功率传输系统的第二电机的输出功率可分配给牵引轴和动力输出轴。在一些工作模式下，第二电机和第一电机可共同驱动牵引轴，第二电机可辅助第一电机工作，从而有效合理地利用第一电机和第二电机。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]通过结合附图对于本发明的实施方式进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中:
[0008]图1所示为本发明驱动系统的一个实施例的模块原理图；
[0009]图2所示为本发明驱动系统的另一个实施例的模块原理图；
[0010]图3所示为本发明驱动系统的再一个实施例的模块原理图；
[0011]图4所示为本发明驱动系统的一个实施例的详细示意图；
[0012]图5所示为图4所示的驱动系统的控制系统的模块原理图；
[0013]图6所示为图5所示的控制系统的第一控制单元控制驱动系统的功率传输系统工作在第一工作模式下的一个实施例的模块原理图；
[0014]图7所示为图5所示的控制系统的第二控制单元控制功率传输系统工作在第二工作模式下的一个实施例的模块原理图；
[0015]图8所示为图5所示的控制系统的第二控制单元控制功率传输系统工作在第二工作模式下的另一个实施例的模块原理图；
[0016]图9所不为本发明驱动系统的另一个实施例的详细不意图；
[0017]图10所示为本发明驱动系统的另一个实施例的详细示意图；
[0018]图11所示为图10的驱动系统工作在第一工作模式下的示意图；
[0019]图12所示为图10的驱动系统工作在第二工作模式下的示意图；
[0020]图13所示为本发明驱动系统的另一个实施例的详细示意图；
[0021]图14所示为本发明驱动系统的再一个实施例的详细示意图。
【具体实施方式】
[0022]除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
[0023]图1所不为一个实施例的驱动系统100的模块原理图。该驱动系统100用于农业或工业车辆，尤其是拖拉机。驱动系统100用以驱动车辆的传动装置12和安装于车辆的作业工具14。驱动系统100包括控制系统101、能量供给系统103和功率传输系统105。能量供给系统103连接于功率传输系统105并用以提供功率给功率传输系统105。在此实施例中能量供给系统103提供的功率是电功率，可以是交流电功率或直流电功率。控制系统101连接于能量供给系统103并用以控制功率传输系统105传输来自能量供给系统103的功率。
[0024]功率传输系统105与能量供给系统103连接，用以传输来自能量供给系统103的功率至传动装置12和作业工具14。在此实施例中，功率传输系统105将来自能量供给系统103的电功率转换为机械功率提供给传动装置12和作业工具14。功率传输系统105包括功率分配装置107、牵引轴109、动力输出轴111、第一电机113及第二电机115。第一电机113和第二电机115连接于能量供给系统103。第一电机113能够作为电动机或发电机。在此实施例中，第一电机113作为电动机，用以将来自能量供给系统103的电功率转换为第一机械功率。第一电机113连接于功率分配装置107和牵引轴109两者中之至少一者。本实施例中，第一电机113连接于功率分配装置107并产生第一输出功率,即第一机械功率，提供给功率分配装置107。
[0025]第二电机115能够作为电动机或发电机。此实施例中，第二电机115作为电动机，用以将来自能量供给系统103的电功率转换为第二机械功率。第二电机115连接于功率分配装置107并产生第二输出功率，即第二机械功率，提供给功率分配装置107。牵引轴109连接在功率分配装置107和传动装置12之间，用以传递来自功率分配装置107的功率给传动装置12。传动装置12可与车辆的车轮机械连接来驱动车辆行驶。动力输出轴111连接在功率分配装置107和作业工具14之间，用以传输来自功率分配装置107的功率至作业工具14来操作作业工具14。
[0026]在图示实施例中，第一电机113的第一输出功率通过功率分配装置107分配给牵引轴109和动力输出轴111。第二电机115的第二输出功率通过功率分配装置107分配给牵引轴109和动力输出轴111。第一输出功率和第二输出功率可有效地用来驱动车辆和作业工具14。车辆可工作在多种工作模式下。在第一工作模式下，驱动系统100驱动的负载较小且作业工具14工作。例如旋耕模式下，车辆低速行驶且作业工具14匀速旋转。在此工作模式下，功率分配装置107分配第一输出功率和第二输出功率给牵引轴109和动力输出轴111来驱动车辆和作业工具14。在一种实施例中,第一电机113的第一输出功率传递给牵引轴109,第二电机115的第二输出功率传递给动力输出轴111。第一电机113驱动车辆，第二电机115驱动作业工具14。在另一种实施例中,第一输出功率和第二输出功率均传递给牵引轴109和动力输出轴111。第一电机113和第二电机115合作驱动车辆的传动装置12和作业工具14。
[0027]在第二工作模式下，驱动系统100驱动大负载。例如犁耕模式下，安装于动力输出轴111的作业工具14没有工作，车辆拖着犁耕地。在该模式下，功率分配装置107传输第一电机113的第一输出功率和第二电机115的第二输出功率给牵引轴109来驱动车辆。第一电机113和第二电机115共同驱动车辆，因此小尺寸和低额定功率的电机可以被用来作为第一电机113和第二电机115来驱动大的负载。第一电机113和第二电机115被有效利用，从而驱动系统100的效率提高。车辆也可工作在其他工作模式下，例如，在一种工作模式下，第一电机113驱动小负载，作业工具14没有工作。
[0028]图2所示为另一个实施例的驱动系统200的模块原理图。该实施例的驱动系统200类似于图1所示的驱动系统100。下面主要描述驱动系统200不同于图1所示驱动系统100的主要特征。驱动系统200的牵引轴包括第一轴209和独立于第一轴的第二轴210。第一轴209和第二轴210分别连接于传动装置12。第一电机113连接于第二轴210,第一电机113的第一输出功率通过第二轴210传递至车辆的传动装置12。第一轴209和安装有作业工具14的动力输出轴111分别连接于功率分配装置107。第二电机115的第二输出功率通过功率分配装置107分配给动力输出轴111和第一轴209。
[0029]图3所不为再一个实施例的驱动系统300的模块原理图。该实施例的驱动系统300类似于图1所示的驱动系统100。下面主要描述驱动系统300不同于图1所示驱动系统100的主要特征。第一电机113连接于牵引轴109和功率分配装置107。第一电机113的第一输出功率可通过牵引轴109传递给传动装置12，且可通过功率分配装置107和动力输出轴111传递给作业工具14。
[0030]图4所不为一个实施例的驱动系统400的详细不意图。驱动系统400用以驱动传动装置42和作业工具44。驱动系统400包括控制系统401、能量供给系统403和功率传输系统405。功率传输系统405包括功率分配装置407、牵引轴409、动力输出轴411、第一电机413和第二电机415。功率分配装置407包括齿轮组420。在此实施例中，齿轮组420包括行星齿轮组，行星齿轮组包括太阳齿轮422、外齿环424、啮合于太阳齿轮422和外齿环424之间的多个行星齿轮426，及连接该多个行星齿轮426的行星架428。在一些实施例中，齿轮组420可包括差速器或由若干齿轮组成的其他结构的齿轮组。
[0031]第一电机413连接于动力分配装置407的齿轮组420和牵引轴409。在此实施例中，第一电机413机械连接于外齿环424。在其他一些实施例中,第一电机413可以机械连接于太阳齿轮422或行星架428。在图不实施例中，第一电机413包括第一转动端4131和第二转动端4132。第一转动端4131和第二转动端4132分别连接于牵引轴409和功率分配装置407。第一电机413可以是双输出电机,其具有一个两端延伸出电机主体的转轴。在此实施例中，牵引轴409通过第一电机413连接于齿轮组420。第二电机415连接于齿轮组。在此实施例中，第二电机415机械连接于太阳齿轮422。在其他一些实施例中，第二电机415可机械连接于外齿环424或行星架428。动力输出轴411连接于齿轮组420。在此实施例中，动力输出轴411机械连接于行星架428。在其他一些实施例中，动力输出轴411机械连接于太阳齿轮422或外齿环424。在图示实施例中，动力输出轴411包括制动器4111，该制动器4111可用来锁死动力输出轴411。控制系统401控制电控制器(未图不)操作制动器4111。
[0032]能量供给系统403电连接于第一电机413和第二电机415。在此实施例中，能量供给系统403包括电源430和与电源430连接的逆变器432。电源430可以是电池或其他直流电源。逆变器432将电源430的直流电转换为交流电提供给第一电机413和第二电机415。在一些实施例中，能量供给系统403包括分别连接于第一电机413和第二电机415的两个逆变器432，两个逆变器432分别提供交流电给第一电机413和第二电机415。在一些实施例中，第一电机413和第二电机415为直流电机，能量供给系统403提供直流电给第一电机413和第二电机415。
[0033]控制系统401通过传感器440和441连接于牵引轴409和第二电机415来接收来自牵引轴409和第二电机415的反馈信号。在此实施例中，反馈信号可以是牵引轴409的角速度ωτ和第二电机415的角速度ω2。在此实施例中，第一电机413连接于牵引轴409，因此第一电机413的角速度《1与牵引轴409的角速度ωτ相等。在其他实施例中，反馈信号可以是转速、线速度、电流、电压、转矩或其他可被检测并被控制系统401处理的信号。控制系统401电连接于逆变器432，用以通过逆变器432来控制第一电机413和第二电机415。
[0034]驱动系统400工作在第一工作模式下时，驱动系统400驱动的负载较小且作业工具44工作。例如旋耕工作模式，车辆低速行驶且作业工具44匀速旋转。此时制动器4111释放，动力输出轴411可转动。第一电机413驱动传动装置42以牵引车辆。在图示实施例中，第一电机413转动外齿环424，第二电机415转动太阳齿轮422，从而行星齿轮426被外齿环424和太阳齿轮422转动。动力输出轴411通过行星架428被行星齿轮426转动，从而驱动安装于动力输出轴411的作业工具44。
[0035]在此工作模式下，第一电机413的第一输出功率通过功率分配装置407分配给牵引轴409和动力输出轴411。第一输出功率通过齿轮组420和动力输出轴411传递至作业工具44，且通过牵引轴409传递至传动装置42。第二电机415的第二输出功率通过功率分配装置407分配给牵引轴409和动力输出轴411。第二输出功率通过齿轮组420传递至作业工具44，且通过齿轮组420、第一电机413和牵引轴409传递至传动装置42。第一电机413和第二电机415合作驱动车辆的传动装置42和作业工具44。
[0036]驱动系统400工作在第二工作模式下时，驱动系统400驱动的负载较大。例如犁耕模式，作业工具44未工作，车辆拖着犁耕地。在图示实施例中，动力输出轴411被制动器4111锁死，因此与动力输出轴411连接的行星架428固定不动。第一电机413转动外齿环424,第二电机415转动太阳齿轮422,每一行星齿轮426自转。第一电机413转动牵引轴409来驱动传动装置42。在此工作模式下，第二电机415的第二输出功率通过齿轮组420、第一电机413和牵引轴409传递给传动装置42。第一电机413的第一输出功率通过牵引轴409传递给传动装置42。第一电机413和第二电机415共同驱动传动装置42，从而提供大的驱动力来驱动大负载。例如在犁耕模式下，第一电机413和第二电机415提供大的驱动力来克服犁耕时的阻力。
[0037]第一电机413的额定功率和第二电机415的额定功率的和等于或大于提供给传动装置42的最大功率。第一电机413的额定功率和第二电机415的额定功率可小于提供给传动装置42的最大功率。因此，低功率等级和小尺寸的电机可用来作为第一电机413和第二电机415。第一电机413和第二电机415可以协力工作，因此驱动系统400的效率提高。驱动系统400还可工作在其他工作模式下。在一些工作模式下，第一电机413或第二电机415工作驱动小负载。
[0038]图5所示为图4所示的驱动系统400的控制系统401的一实施例的模块原理图。控制系统401包括多个控制单元450、452、454及选择单元455。多个控制单元450、452、454分别控制图4所不的功率传输系统405工作在不同的工作模式下。在本实施例中，多个控制单元450、452、454包括第一控制单元450、第二控制单元452和第三控制单元454。第一控制单元450用以控制功率传输系统405工作在第一工作模式下。第二控制单元452用以控制功率传输系统405工作在第二工作模式下。第三控制单元454用以控制功率传输系统405工作在其他任一工作模式下。在一些实施例中，第三控制单元454包括分别实现不同功能的多个子控制单元(未图示)和与子控制单元连接且用来选择其中一个子控制单元的一个或多个子选择单元(未图示)。
[0039]选择单元455连接于控制单元450、452、454，用以选择其中一个控制单元450、452或454。选择单元455接收模式指令信号且根据模式指令信号选择一个控制单元450、452或454工作。模式指令信号可以由操作者通过控制面板输入。在一些实施例中，选择单元455与上游的处理单元，例如上游的选择单元或上游的控制单元，连接且接收来自上游的处理单元的模式指令信号。
[0040]在图不实施例中，选择单兀455包括第一选择器456和第二选择器458。第一选择器456连接于第一控制单元450和第二选择器458之间。第一选择器456接收模式指令信号并根据该模式指令信号判断是否命令功率传输系统405工作在第一工作模式下。如果是，第一选择器456命令第一控制单兀450工作。否则，第一选择器456输出模式指令信号至第二选择器458。[0041]第二选择器458接收来自第一选择器456的模式指令信号并根据该模式指令信号判断是否命令功率传输系统405工作在第二工作模式下。如果是，第二选择器458命令第二控制单元452工作。否则，第二选择器458命令第三控制单元454工作。在一些实施例中，选择单元455可以先判断是否命令功率传输系统405工作第二工作模式或其他任一工作模式下。
[0042]图6所示为图5所示的第一控制单元450控制功率传输系统405工作在第一工作模式下的一个实施例的模块原理图。在第一工作模式下，第一电机413和第二电机415的转矩由第一控制单元450控制，第一电机413和第二电机415的角速度由操作者人工控制或者由图4所示的控制系统401自动控制。第一控制单元450接收一个或多个指令信号并产生控制信号提供给第一电机413和第二电机415。在此实施例中，指令信号是车辆的指令速度V/和动力输出轴411的指令角速度ωρπ；。指令速度V/可以由操作者通过车辆的操作装置(例如油门和巡航指令装置)输入，或者由控制系统401设置。动力输出轴411的指令角速度ωρπ；可以由控制系统401设置或由操作者通过操作装置输入。
[0043]第一控制单元450包括调节器460、连接于调节器460用来控制第一电机413的第一控制模块461及连接于调节器460用来控制第二电机415的第二控制模块462。调节器460用来接收指令信号K和ω ρτο*并产生第一指令信号给第一电机413和第二指令信号给第二电机415。在图示实施例中，第一指令信号为第一电机413的指令角速度ωΛ第二指令信号为第二电机415的指令角速度ω/。
[0044]第一控制模块461用以接收第一指令信号并产生第一控制信号提供给第一电机413。第一控制模块461包括第一加法器463和连接于第一加法器463的第一控制器464。第一加法器463连接于调节器460,用以产出第一电机413的指令角速度ω ^与第一电机413的角速度Q1的差值Aco115第一控制器464用以接收该差值Λ Co1并产生第一控制信号给第一电机413来控制第一电机413的转矩。
[0045]第二控制模块462类似于第一控制模块461。第二控制模块462用以接收第二指令信号并产生第二控制信号给第二电机415来控制第二电机415的转矩。第二控制模块462包括第二加法器465和第二控制器466。第二加法器465的功能与第一加法器463的功能类似，第二控制器466的功能与第一控制器464的功能类似。在一些实施例中，第二控制器466和第一控制器464具有相同的参数。在另一些实施例中，第二控制器466的一个或多个参数与第一控制器464的对应参数不同。第一电机413和第二电机415分别由第一控制单元450控制并通过功率分配装置407驱动传动装置42和作业工具44。
[0046]图7所示为图5所示的第二控制单元452控制功率传输系统405工作在第二工作模式下的一个实施例的模块原理图。在第二工作模式下，第一电机413和第二电机415的转矩由第二控制单元452控制，第一电机413和第二电机415的角速度由操作者人工控制或者由图4所示的控制系统401自动控制。第二控制单元452用来接收指令信号并产生控制信号给第一电机413和第二电机415。本实施例中，指令信号为车辆的指令速度K。
[0047]第二控制单元452包括调节器470、连接于调节器470的加法器472和连接于加法器472的控制器473。调节器470用来接收指令信号V/并产生牵引轴409的指令角速度ω/。加法器472用来接收指令角速度ω/并产生指令角速度ω/和牵引轴409的角速度ωτ的差值Λ ωτ。控制器473用来接收差值Λ ωτ并产生控制信号来控制第一电机413和第二电机415。第一电机413和第二电机415通过功率分配装置407共同驱动传动装置42。
[0048]图8所示为图5所示的第二控制单元452控制功率传输系统405工作在第二工作模式下的另一个实施例的模块原理图。本实施例的第二控制单元452大体上类似于图7所示的第二控制单元452。图8所示的第二控制单元452不同于图7所示的第二控制单元452的其中一个主要特征是:图8所示的第二控制单元452包括两个控制器481、483，两个控制器481、483分别控制第一电机413和第二电机415。控制器481、483接收来自加法器472的差值Λ ^^并分别产生第一控制信号给第一电机413和第二控制信号给第二电机415。第二控制单元452独立地控制第一电机413和第二电机415。
[0049]图9所示为另一个实施例的驱动系统500的详细示意图。驱动系统500的总体结构和工作原理大体上类似于图4所示的驱动系统400。下面主要说明图5所示的驱动系统500不同于图4所不的驱动系统400的主要特征。功率传输系统505包括第一齿轮506和啮合于第一齿轮506的第二齿轮508。第一齿轮506连接于行星齿轮组420的外齿环424。第一电机513和牵引轴409连接于第二齿轮508。第一电机513可以转动牵引轴409和第二齿轮508。第二齿轮508带动第一齿轮506，第一齿轮506带动外齿环424。在此实施例中，第一电机513具有单转动端5131，该转动端5131连接于第二齿轮408。在一些实施例中，第一电机513可以具有双转动端，双转动端分别连接于第二齿轮508和其他装置，例如齿轮和作业工具。
[0050]在图不实施例中，第一电机513的第一输出功率和第二电机415的第二输出功率通过行星齿轮组420、第一齿轮506和第二齿轮508分配给牵引轴509和动力输出轴411。在第一工作模式下，第一电机513的第一输出功率通过第二齿轮508和牵引轴409传递给传动装置42，且通过第二齿轮508、第一齿轮506、行星齿轮组420和动力输出轴411传递给作业工具44。第二电机415的第二输出功率通过行星齿轮组420传递给作业工具44，且通过行星齿轮组420、第一齿轮506、第二齿轮508和牵引轴409传递给传动装置42。在第二工作模式下，动力输出轴411被锁死。第一电机513的第一输出功率通过牵引轴409传递给传动装置42。第二电机415的第二输出功率通过行星齿轮组420、第一齿轮506、第二齿轮508和牵引轴409传递给传动装置42。
[0051]图10所示为另一个实施例的驱动系统600的详细示意图。驱动系统600用以驱动传动装置62和作业工具64。驱动系统600包括控制系统601、能量供给系统603和功率传输系统605。功率传输系统605包括功率分配装置607、牵引轴609、动力输出轴611、第一电机613和第二电机615。牵引轴609、动力输出轴611、第一电机613和第二电机615连接于功率分配装置607。功率分配装置607包括机械耦合装置617和切换装置619。本实施例中，机械耦合装置617为齿轮组。齿轮组可以包括行星齿轮组、差速器或其他结构的齿轮组合。在图示实施例中，机械耦合装置617包括行星齿轮组620。行星齿轮组620类似于图4所示的行星齿轮组420。行星齿轮组620包括太阳齿轮622、外齿环624、多个啮合于太阳齿轮622和外齿环624之间的行星齿轮626及连接多个行星齿轮626的行星架628。[0052]第一电机613连接于功率分配装置607的齿轮组617。在图示实施例中，第一电机613通过一对齿轮623和625机械连接于行星齿轮组620的太阳齿轮622。在其他实施例中，第一电机613可以机械连接于外齿环624或行星架628。牵引轴609连接于功率分配装置607的齿轮组617。在图示实施例中，牵引轴609通过与外齿环624啮合的齿轮627机械连接于外齿环624。在其他实施例中，牵引轴609可以机械连接于太阳齿轮622或行星架 628。
[0053]切换装置619连接于牵引轴609、动力输出轴611和第二电机615。第二电机615通过切换装置619连接于牵引轴609和动力输出轴611两者中之一者。在图示实施例中，切换装置619通过机械耦合装置617连接于牵引轴609。切换装置619机械连接于行星齿轮组620的行星架628。在其他实施例中，切换装置619可以机械连接于太阳齿轮622或外齿环624。
[0054]切换装置619可以是同步装置或其他任一可以改变连接关系的机械装置。在图示实施例中，切换装置619包括第一止动环6191、第二止动环6193和啮合套6195。第一止动环6191通过与其啮合的齿轮631连接于动力输出轴611。第二止动环6193通过与其啮合的齿轮633连接于行星齿轮组620的行星架628。啮合套6195滑动位于第一止动环6191和第二止动环6193之间，且可以与第一止动环6191和第二止动环6193啮合。第二电机615连接于啮合套6195，因此第二电机615可以通过切换装置619连接于动力输出轴611或机械耦合装置617。牵引轴609连接于机械耦合装置617，因此第二电机615可以通过切换装置619连接于动力输出轴611或牵引轴609。
[0055]能量供给系统603的结构和工作原理大体上类似于图4所示的能量供给系统403。控制系统601用来控制功率传输系统605工作在多种工作模式下。控制系统601的总体结构大体上类似于图5所不的控制系统401。控制系统601控制第一电机613、第二电机615和切换装置619。在图示实施例中，一电控制装置602连接在控制系统601和切换装置619的啮合套6195之间。控制系统601控制电控制装置602操作啮合套6195。
[0056]图11所示为图10的驱动系统600工作在第一工作模式下的示意图。在第一工作模式下，第二电机615通过切换装置619与动力输出轴611连接。在图示实施例中，控制系统601控制电控制装置602操作啮合套6195，使得啮合套6195滑向第一止动环6191并与第一止动环6191哨合,从而第二电机615与动力输出轴611连接。第二电机615的第二输出功率通过切换装置619、齿轮631和动力输出轴611传递给作业工具64，从而第二电机615驱动作业工具64。第一电机613通过机械耦合装置617与牵引轴609连接，从而第一电机613驱动附加于牵引轴609的传动装置62。在图不实施例中，第一电机613的第一输出功率通过一对齿轮623和625、行星齿轮组620、齿轮627和牵引轴609传递给传动装置62。
[0057]在第一工作模式下，第二电机615的第二输出功率通过功率分配装置607分配给动力输出轴611,第一电机613的第一输出功率通过功率分配装置607分配给牵引轴609。第一电机613驱动车辆且第二电机615驱动作业工具64工作。在第一工作模式下，第一电机613驱动小负载，作业工具64工作，例如旋耕模式。
[0058]图12所示为图10的驱动系统600工作在第二工作模式下的示意图。在第二工作模式下，作业工具64未工作。第二电机615通过切换装置619和机械耦合装置617连接于牵引轴609。在图示实施例中，控制系统601控制电控制装置602操作啮合套6195，使得啮合套6195滑向第二止动环6193并与第二止动环6193啮合，从而第二电机615与机械耦合装置617连接。第二电机615连接于行星齿轮组620的行星架628。第二电机615通过行星架628转动行星齿轮626，第一电机613转动太阳齿轮622，从而外齿环624随之转动。外齿环624带动牵引轴609，从而驱动传动装置62。
[0059]第一电机613的第一输出功率通过机械耦合装置617和牵引轴609传递给传动装置62。第二电机615的第二输出功率通过切换装置619、机械耦合装置617和牵引轴609传递给传动装置62。第一电机613和第二电机615合作驱动车辆的传动装置62,因此可以驱动大负载。例如，犁耕模式下，第一电机613和第二电机615共同驱动车辆拖着犁耕地，第一电机613和第二电机615可以提供较大的牵引力来克服耕地时大的阻力。
[0060]图13所示为另一个实施例的驱动系统700的详细示意图。驱动系统700的总体结构和工作原理大体上类似于图10所示的驱动系统600。驱动系统700不同于图10所示的驱动系统600的其中一个特征是:机械耦合装置717为另一种形式的齿轮组，其包括一对齿轮7171和7173。第一电机613与第一齿轮7171连接，切换装置619的第二止动环6193与第二齿轮7173连接。此实施例中，牵引轴609与第一齿轮7171连接。在其他实施例中，牵引轴609可以与第二齿轮7173连接。第一电机613通过该对齿轮7171和7173转动牵引轴609。在第二工作模式下，切换装置619的啮合套6195与第二止动环6193啮合，第二电机615通过切换装置619、齿轮633和该对齿轮7171和7173连接于牵引轴609，从而与第一电机613共同驱动传动装置62。
[0061]图14所示为再一个实施例的驱动系统800的详细示意图。驱动系统800包括控制系统801、能量供给系统803和功率传输系统805。功率传输系统805包括功率分配装置807、牵引轴809、810、动力输出轴811、第一电机813和第二电机815。在本实施例中，牵引轴809、810包括第一轴809和独立于第一轴809的第二轴810。第一轴809连接于第一传动装置82，用以传递功率给第一车轮组86。本实施例中，第一车轮组86可以是一对后轮。第二轴810连接于第二传动装置83，用以传递功率给第二车轮组87。本实施例中，第二车轮组87可以是一对前轮。
[0062]第一电机813通过一对齿轮823与第一轴809连接来驱动第一车轮组86。第二轴810、动力输出轴811和第二电机815连接于功率分配装置807。第二电机815通过功率分配装置807连接于第二轴810和动力输出轴811两者中之至少一者。第二电机815的第二输出功率通过功率分配装置807分配给第二轴810和动力输出轴811。在一种实施例中，功率分配装置807可包括齿轮组(未图示)，例如行星齿轮组。第二电机815、第二轴810和动力输出轴811连接于齿轮组。制动器(未图不)设置于动力输出轴811,可用来锁死动力输出轴811。在图示实施例中，功率分配装置807包括切换装置819，切换装置819类似于图10所示的切换装置619。
[0063]第二电机815、第二轴810和动力输出轴811连接于切换装置819。第二电机815通过切换装置819连接于第二轴810和动力输出轴811两者中之一者。切换装置819可以是同步装置或其他任一可以改变连接关系的机械装置。在图示实施例中，切换装置819包括第一止动环8191、第二止动环8193和啮合套8195。第一止动环8191通过与其啮合的齿轮835和与齿轮835连接的一对齿轮836连接于动力输出轴811。第二止动环8193通过与其啮合的齿轮833连接于第二传动装置83。啮合套8195滑动位于第一止动环8191和第二止动环8193之间，且能够与第一止动环8191和第二止动环8193啮合。啮合套8195与第二电机815连接，因此第二电机815可以通过切换装置819连接于动力输出轴809或第二轴810。控制系统801控制一电控制装置802操作啮合套8195。电控制装置802类似于图10所示的电控制装置602。
[0064]在第一工作模式下，啮合套8195滑向第一止动环8191且与第一止动环8191啮合，从而第二电机815与动力输出轴811连接。第二电机815的第二输出功率通过切换装置819和功率输出轴811传递给作业工具84来驱动作业工具84。第一电机813的第一输出功率传递给第一传动装置82来驱动连接于第一传动装置82的第一车轮组86。
[0065]在第二工作模式下，啮合套8195滑向第二止动环8193且与第二止动环8193啮合，从而第二电机815与第二轴810连接。第二电机815的第二输出功率通过切换装置819和第二轴810传递给第二传动装置83来驱动连接于第二传动装置83的第二车轮组87。第一电机813和第二电机815分别驱动第一车轮组86和第二车轮组87，车辆的四个车轮均被驱动，从而提高车辆的牵引力来克服大阻力，而且即使在湿软的土地上车辆也具有很好的牵引能力。
[0066]能力供给系统803的结构和工作原理大体上类似于图4所示的能量供给系统400。控制系统801用来控制功率传输系统805工作在多种工作模式下。控制系统801的总体结构大体类似于图5所不的控制系统401。控制系统801控制第一电机813、第二电机815和切换装置819。
[0067]虽然结合特定的实施方式对本发明进行了说明，但本领域的技术人员可以理解，对本发明可以作出许多修改和变型。因此，要认识到，权利要求书的意图在于涵盖在本发明真正构思和范围内的所有这些修改和变型。
【权利要求】
1.一种功率传输系统，其特征在于，其包括: 功率分配装置； 牵引轴，连接于所述功率分配装置； 动力输出轴，连接于所述功率分配装置； 第一电机，连接于所述功率分配装置和所述牵引轴两者中之至少一者并产生第一输出功率 '及 第二电机，连接于所述功率分配装置并产生第二输出功率，所述第二输出功率通过所述功率分配装置分配给所述牵引轴和所述动力输出轴。
2.如权利要求1所述的功率传输系统，其特征在于:所述功率分配装置包括齿轮组，所述牵引轴和所述第一电机连接于所述齿轮组。
3.如权利要求2所述的功率传输系统，其特征在于:所述动力输出轴连接于所述齿轮组且设有制动器。
4.如权利要求2或3所述的功率传输系统，其特征在于:所述第二电机连接于所述齿轮组。
5.如权利要求1所述的功率传输系统，其特征在于:所述第一电机连接于所述功率分配装置，所述第一输出功率通过所述功率分配装置分配给所述牵引轴和所述动力输出轴。
6.如权利要求1或2所述的功率传输系统，其特征在于:所述功率分配装置包括连接于所述牵引轴、所述动力输 出轴和所述第二电机的切换装置，所述第二电机通过所述切换装置连接于所述牵引轴和所述动力输出轴两者中之一者。
7.如权利要求1所述的功率传输系统，其特征在于:所述牵引轴包括用以传递功率给第一车轮组的第一轴和用以传递功率给第二车轮组的第二轴，所述第一电机连接于第一轴，所述第二电机通过所述功率分配装置连接于所述第二轴和所述动力输出轴两者中之至少一者。
8.如权利要求7所述的功率传输系统，其特征在于:所述功率分配装置包括连接于所述第二电机、所述第二轴和所述动力输出轴的切换装置，所述第二电机通过所述切换装置连接于所述第二轴和所述动力输出轴两者中之一者。
9.如权利要求1所述的功率传输系统，其特征在于:所述第一电机包括第一转动端和第二转动端，所述第一转动端和所述第二转动端分别连接于所述牵引轴和所述功率分配装置。
10.一种驱动系统，其特征在于，其包括: 功率传输系统，其包括: 功率分配装置； 牵引轴，连接于所述功率分配装置； 动力输出轴，连接于所述功率分配装置； 第一电机，连接于所述功率分配装置和所述牵引轴两者中之至少一者并产生第一输出功率 '及 第二电机，连接于所述功率分配装置并产生第二输出功率，所述第二输出功率通过所述功率分配装置分配给所述牵引轴和所述动力输出轴； 能量供给系统，连接于所述功率传输系统并用以提供功率给所述功率传输系统；及控制系统，连接于所述能量供给系统并用以控制所述功率传输系统传输来自所述能量供给系统的功率。
11.如权利要求10所述的驱动系统，其特征在于:所述功率分配装置包括齿轮组，所述牵引轴和所述第一电机连接于所述齿轮组。
12.如权利要求11所述的驱动系统，其特征在于:所述动力输出轴连接于所述齿轮组且设有制动器。
13.如权利要求11或12所述的驱动系统，其特征在于:所述第二电机连接于所述齿轮组。
14.如权利要求10所述的驱动系统，其特征在于:所述第一电机连接于所述功率分配装置，所述第一输出功率通过所述功率分配装置分配给所述牵引轴和所述动力输出轴。
15.如权利要求10或11所述的驱动系统，其特征在于:所述功率分配装置包括连接于所述牵引轴、所述动力输出轴和所述第二电机的切换装置，所述第二电机通过所述切换装置连接于所述牵引轴和所述动力输出轴两者中之一者。
16.如权利要求10所述的驱动系统，其特征在于:所述牵引轴包括用以传递功率给第一车轮组的第一轴和用以传递功率给第二车轮组的第二轴，所述第一电机连接于第一轴，所述第二电机通过所述功率分配装置连接于所述第二轴和所述动力输出轴两者中之至少一者O
17.如权利要求16所述的驱动系统，其特征在于:所述功率分配装置包括连接于所述第二电机、所述第二轴和所述动力输出轴的切换装置，所述第二电机通过所述切换装置连接于所述第二轴和所述动力输出轴两者中之一者。
18.如权利要求10所述的驱动系统，其特征在于:所述第一电机包括第一转动端和第二转动端，所述第一转动端和所述第二转动端分别连接于所述牵引轴和所述功率分配装置。
19.如权利要求10所述的驱动系统，其特征在于:所述控制系统包括: 多个控制单元，分别控制所述功率传输系统工作在不同的工作模式下；及 选择单元，连接于所述控制单元，用以选择其中一个控制单元。
20.如权利要求10或19所述的驱动系统，其特征在于:所述控制系统连接于所述牵引轴，用以接收来自所述牵引轴的反馈信号并产生至少一个控制信号给所述第一电机和所述第二电机。
【文档编号】B60K25/06GK103707748SQ201210370943
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2012年9月28日 优先权日:2012年9月28日
【发明者】沈祥明, 周荣晖, 孙丰诚, 周健, 康鹏举, 邱海, 李飞 申请人:通用电气公司