CN101450619B - 储能式差动混合动力分配*** - Google Patents

储能式差动混合动力分配*** Download PDF

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Abstract

本发明提供一种储能式差动混合动力分配***，为用以驱动全轮驱动(AllWheel？Driving)的交通工具，是由内燃引擎(或其他回转动力源)回转动能输出端，经中间传动及操控接口装置驱动前轮，及驱动储能式差动混合动力装置的输入端，再输出驱动后轮，储能式差动混合动力装置中设有具有发电机及马达功能的电机组，藉操控电机组作马达或发电机功能运转，以调控前轮及后轮的动力分配。

Description

储能式差动混合动力分配***
技术领域
本发明是提供储能式差动混合动力分配***，为关于全轮驱动(AllWheelDriving)交通工具的前轮及后轮的驱动动能，即时作动力分配的技术创新，以期在恶劣路况及气候下，提升行车性能及安全性，以及可以混合动力(HYBRID)功能运转。
背景技术
传统全驱车(AllWheelDriving)，简称AWD，通常指前二轮及后二轮四轮驱动车，当然亦指前二轮后一轮或前一轮后二轮、或再增加后轮的六驱、八驱车...等，目前约分为下列***：
(1)全时驱动式(FullTimeDriving)，即引擎动力全时间驱动前后轮组，而在原动侧与后轮组与动力源之间加设可差动阻尼器，如VW的SYNCRO，此方式优点为前后轮皆有驱动力、驱动性能良好，缺点为损失较大且油耗较高。
(2)即时驱动式(RealTimeDriving)，为在后轮与动力源之间设置可控的机械式或电磁式或流体动力式离合器，通过人工或自动检测的操控，在驱动状况需要时，藉离合器闭合以驱动后轮，而在一般路况则以前轮驱动以节省燃料，此方式的缺陷在不论以人工操控或自动操控，当路况需要时，后轮产生动能的时间皆会有些微延迟，不能即时响应。
(3)前后轮间设置中间差动轮组，此方式的缺陷在于其中一差动输出端打滑时，另一差动输出端即失去动力，例如前轮打滑，则后轮亦会失去动力。
前述三种方式的共同缺陷为其中一轮组打滑时，另一轮组即失去动力，若加设抗滑阻尼，则更形成动力损失，机件温升加快且动力性能大幅下降，其性能的缺陷如下：
1、颠簸路况后轮无法与前轮作主动的异步驱动，例如某些状况下后轮需快于前轮；
2、爬坡或重载启动时，无法操控后轮产生较前轮大的动力；无法作前后轮动力的随机分配。
发明内容
本发明的主要目的，乃在于提供一种储能式差动混合动力分配***，为用以驱动全轮驱动(AllWheelDriving)的交通工具，是由内燃引擎(或其他回转动力源)回转动能输出端，经中间传动及操控接口装置驱动前轮，及驱动储能式差动混合动力装置的输入端，再输出驱动后轮，储能式差动混合动力装置中设有具有发电机及马达功能的电机组，藉操控电机组作马达或发电机功能运转，以调控前端及后端负载的动力分配，以及可以混合动力(HYBRID)功能运转。
附图说明
图1为本发明所述储能式差动混合动力分配***的实施例方块示意图。
图2为图1的部分结构例示意图。
具体实施方式
以下配合附图详细说明本发明的特征及优点：
本案所揭示的储能式差动混合动力分配***，为用以驱动全轮驱动(AllWheelDriving)交通工具，主要由内燃引擎(或其他回转动力源)的回转动能输出端，经变速或离合功能的中间传动及操控接口装置或连结装置，以将回转动能经前轮传动装置总成传输动力驱动前轮，以及将动力传输至储能式差动混合动力装置的输入端，再经由储能式差动混合动力装置的输出端驱动后轮，该储能式差动混合动力装置中设有具有发电机及马达功能的电机组、以及传动用三端轴差动轮组、以及储放电装置、及电控装置所组成；上述三端轴差动轮组的结构含有两差动轴及一组输入轴，其输入轴直接或经传动装置耦合于电机装置的转动部分，而两差动轴其中之一差动轴供联结于中间传动及操控接口装置的回转动能输出端，另一差动轴供驱动后轮，或供驱动其他负载。
电机装置转子的转轴与固定部分机壳间，可依需要选择性设有制动器，制动器并接受操控装置的控制，以操控电机装置的转子的转轴与固定部分机壳间，呈闭合制动或释放状态；电机装置于输入电能时供作为马达功能运转，于被外部回转动能所驱动时作发电机功能运转，其发电电能可供对储放电装置充电，或对其他电能驱动负载供电，电机置藉发电输出时的电流形成反转矩，而在所耦合的三端轴差动轮组形成差动阻尼功能，或供作为制动刹车时的再生发电制动功能运转。
电机装置可依需要接受中央控制器及驱动电路装置的操控，以选择性作为马达功能的正转或反转驱动运转，或作为作发电机功能运转以作再生发电制动，于采用引擎作为回转动力单元，而前轮与后轮之间因路况变化而具有转速差时，或于上下坡路或急速加速须调整前轮与后轮的动力分配时，可藉差动混合动力装置的电机装置，作发电机功能运作以对储放电装置充电，而藉操控其充电电能以操控电机装置发电输出的反转矩，进而被动调控与前轮与后轮间的动力分配。
于前轮与后轮之间因路况变化而具有转速差时，或于上下坡路或急速加速须调整前轮与后轮的动力分配时，电机装置亦可接受中央控制器及驱动电路装置的操控，以藉储放电装置的电能，驱动电机装置作马达功能的正转或反转运转，以单独作回转输出驱动负载，或与引擎同时回转驱动前轮与后轮；或藉马达作正转或反转的运转，以主动调节前轮及后轮的动力分配，兹依附图的实施例说明如下：
图1所示为本发明所述储能式差动混合动力分配***的实施例方块示意图，图2所示为图1的部分结构例示意图；其主要构成含：
——回转动力单元100：为由内燃引擎或其他回转动力源所构成，其回转输出轴101经离合器102、或具有变速装置功能的中间传动及操控接口装置103，以经前轮传动装置总成106驱动前轮107，及经驱动差动混合动力装置104直接或经差动轮组113驱动后轮114；
——中间传动及操控接口装置103：包括具有手排、或自排、或手控自排变速装置及其他离合器等习惯使用的人机操作接口装置所构成，供切换变速驱动前轮107，中间传动及操控接口装置103的输入端为供输入回转动力单元100的回转动能，其输出端的一供驱动前轮传动装置总成106，进而驱动前轮107；中间传动及操控接口装置103的另一输出端，供联结差动混合动力装置104的差动轴105以传输回转动能，而由差动混合动力装置104的另一差动轴110供直接或经差动轮组113联结后轮114；
——差动混合动力装置104：为由电机装置108、结合传动用三端轴差动轮组109所组成，其结构含两差动轴105、110及一组输入轴111联结于呈三端轴的差动轮组109结构，输入轴111直接或经传动装置耦合于电机装置108，而两差动轴105、110，其中一差动轴105供直接或经离合器1116联结来自中间传动及操控接口装置103的回转动能输出端，另一差动轴110供直接或经差动轮组113耦合于后轮114，或供驱动其他负载；上述三端轴差动轮组109亦可由游星式轮组取代之，而齿轮组亦可由摩擦作用传动装置或其他传动装置所取代；
——差动轴105：为经由中间传动及操控接口装置103作输出，其输出转速与回转动力单元100的输出轴101可为具有等速比或不等速比转速比例；
——前轮传动装置总成106：为由习惯使用的传动机构所构成，供输入来自中间传动及操控接口装置103的回转动能，进而驱动前轮107，其结构中可选择性设置前轮差动轮组1017，而由其两可差动输出端驱动前轮107，或选择性设置传动轮组供驱动单独轮组，此外亦可依需要选择性设置可操控离合器1016，供传输或切断中间传动及操控接口装置103对前轮差动轮组1017及前轮107的回转动能；所述装置可依负载性质而选择性设置或不设置；
——离合器1016：为由人力、或机械力、或电磁力、或流体动力、或离心力等所驱动的离合装置，或为单向传动装置所构成；所述离合器1016为供设置于中间传动及操控接口装置103回转动能输出端，与前轮差动轮组1017之间，供接受中央控制器118的操控作结合或脱离的运作，以操控前轮107与中间传动及操控接口装置103之间回转动能的联结或切离；所述离合器可依需要选择性设置或不设置；
——离合器1116：为由人力、或机械力、或电磁力、或流体动力、或离心力等所驱动的离合装置，或为单向传动装置所构成；所述离合器1116为供联结于中间传动及操控接口装置103回转动能输出端，与差动混合动力装置104的差动轴105之间，供接受中央控制器118的操控作结合或脱离的运作，以操控中间传动及操控接口装置103与差动混合动力装置104之间回转动能的联结或切离；所述离合器可依需要选择性设置或不设置；
——制动器116：为由人力、或机械力、或电磁力、或流体动力所操控的制动装置，供设置于电机装置108的转子与静止机体之间；所述装置可依需要选择设置或不设置；
——制动器126：为由人力、或机械力、或电磁力、或流体动力所操控的制动装置，供设置于差动轴105与静止机体之间；所述装置可依需要选择设置或不设置；
——电机装置108：可由交流或直流、无刷或有刷式电机结构所构成，以接受驱动电路装置115作驱动操控，转子的转轴与固定部分机壳间设有制动器116，制动器116接受中央控制器118的操控，以操控电机装置108的转子与固定部分机壳呈闭合制动或释放；制动器116可依需要选择设置或不设置；
电机装置108于输入电能时供作马达功能运转，而于被回转动能所驱动时作发电机功能运转，其发电电能可供对储放电装置117充电或对其他负载供电，电机装置藉发电输出的电流时形成反转矩，而在所耦合的三端轴差动轮组形成差动阻尼功能，或供作为制动刹车时的再生发电制动功能；此外于引擎作为驱动主动力而前轮与后轮之间因路况变化而具有转速差时，可藉差动混合动力装置104的电机装置108作发电机功能运转以对储放电装置充电，而藉操控其充电电能以操控电机装置108的反转矩，进而被动调控前轮与后轮间的动力分配；
于前后端负载间因路况变化而具有转速差时，或于上下坡路或急速加速须调整前轮与后轮之间的动力分配时，电机装置108亦可接受中央控制器118及驱动电路装置115的操控，以藉储放电装置117的电能驱动电机装置108作马达功能的正转或反转运转，以单独作回转输出驱动负载，或与引擎同时回转驱动前轮107及后轮114；或藉马达作正转或反转的运转，以主动调节前轮及后轮的动力分配；
——驱动电路装置115：为由机电或固态电子元件所构成，为设置于电机装置108与储放电装置117之间，供接受中央控制器118的操控，以操控电机装置108作马达功能的正转或反转运转，或操控电机装置108作为发电机功能运转，以对储放电装置117充电或操控对其他负载输出电能，并藉控制发电输出的电能在电机装置108形成反转矩，以操控前轮与后轮之间的动力分配；
——中央控制器118：为由电机或固态电子元件所构成，供输出操控指令输往驱动电路装置115以操控电机装置108，以及操控回转动力单元100及操控前述离合器及制动器；
——储放电装置117：为由可充放电的二次电池、或电容、或超电容所构成；
——前轮107：含由一个或一个以上的轮组、或履带或其他负载所构成，由中间传动及操控接口装置103所直接驱动，或由中间传动及操控接口装置103经选择性设置的前端传动装置106所驱动；
——后轮114：含由一个或一个以上被直接或经传动装置，或经差动轮组113所驱动的轮组、或履带或其他负载所构成。
所述储能式差动混合动力分配***，其各组件间的结构设置，可依需要做选择，其结构方式如下，其中：
——差动混合动力装置104可依结构需要选择设置方式如下：
(1)差动混合动力装置104可为与差动轮组113呈现为同一结构；或
(2)差动混合动力装置104可为与中间传动及操控接口装置103呈现为同一结构；或
(3)差动混合动力装置104可为设置于中间传动及操控接口装置103与差动轮组113之间。
——制动器126及离合器1116可依结构需要选择设置方式如下：
(1)制动器126可为设置于差动混合动力装置104；或
(2)制动器126可为与离合器1116共同设置于中间传动及操控接口装置103；或
(3)离合器1116可为设置于中间传动及操控接口装置103；或
(4)离合器1116可为与制动器126共同设置于差动混合动力装置104；或
(5)离合器1116及制动器126可为同一结构装置；或
(6)离合器1116可为独立设置；或
(7)制动器126可为独立设置；或
(8)制动器126及离合器1116可为同一结构装置而独立设置。
——离合器102可依结构需要选择设置方式如下：
(1)离合器102可为设置于回转动力单元100；或
(2)离合器102可为设置于中间传动及操控接口装置103；或
(3)离合器102可为独立设置于回转动力单元100与中间传动及操控接口装置103之间。
所述储能式差动混合动力分配***的电机装置108，其对前轮107及后轮114间的差动调节或动力分配的方式，包括由储放电装置117的电能驱动电机装置108作马达功能的正转或反转运转，以主动调节前轮与后轮之间负载的转速差或动力分配；或回转动能经由三端轴差动轮组109驱动电机装置108作发电机功能的运转，其发电电能供对储放电装置117充电或对其他电能驱动的负载供电，其发电输出的电能在电机装置108形成反转矩，而在所耦合的三端轴差动轮组109形成差动阻尼功能，以被动调节前轮107与后轮114间的转差。
所述储能式差动混合动力分配***，应用于全轮驱动(AllWheelDriving)交通工具时，可藉中间传动及操控接口装置103及中央控制器118的操控，以操控离合器102、离合器1016、离合器1116、制动器116、制动器126，以及经驱动电路装置115驱动电机装置108，而具有以下全部或部分功能含：
(1)于引擎作为回转动力单元100时，离合器102闭合、离合器1016脱离，离合器1116闭合，制动器126脱离，制动器116为脱离，藉储放电装置117的电能经驱动电路装置115的操控，驱动电机装置108作为马达功能的正转或反转运转，与引擎共同回转驱动后轮114，以调控后轮114的动力，协助于加速、爬坡、下坡、抗滑、制动刹车等各种需求的运作；或
(2)于引擎作为回转动力单元100时，离合器102闭合、离合器1016为闭合，制动器126脱离，离合器1116闭合，制动器116脱离，藉储放电装置117的电能经驱动电路装置115的操控，驱动电机装置108作为马达功能运转，而藉电机装置108的正转或反转运转，与引擎共同回转驱动前轮107及后轮114，以调控前轮107及后轮114的动力分配，进而操控***作全轮驱动(AllWheelDriving)的运作，协助于加速、爬坡、下坡、抗滑、制动刹车等各种需求的运作；或
(3)于引擎作为回转动力单元100时，离合器102闭合、制动器116为脱离，离合器1016脱离，离合器1116闭合，制动器126脱离，藉储放电装置117的电能经驱动电路装置115的操控，驱动电机装置108作为马达功能的正转或反转运转，与引擎共同回转驱动后轮114，以调控后轮114的动力，协助于加速、爬坡、下坡、抗滑、制动刹车等各种需求的运作，并使引擎***控运转于最佳燃料比量(BSFC)能源效率较高较省燃料的区域；或
(4)于引擎作为回转动力单元100时，离合器102闭合、离合器1016为闭合，制动器126脱离，离合器1116闭合，制动器116脱离，藉储放电装置117的电能经驱动电路装置115的操控，驱动电机装置108作为马达功能运转，而藉电机装置108的正转或反转运转，与引擎共同回转驱动前轮107及后轮114，以调控前轮107及后轮114的动力分配，进而操控***作全轮驱动(AllWheelDriving)的运作，协助于加速、爬坡、下坡、抗滑、制动刹车等各种需求的运作，并使引擎***控运转于最佳燃料比量(BSFC)能源效率较高较省燃料的区域；或
(5)于引擎作为回转动力单元100时，离合器102闭合、离合器1016为脱离，制动器126呈脱离，离合器1116闭合，制动器116脱离，藉差动混合动力装置104的差动轴105，与中间传动及操控接口装置103的回转动能输出端经离合器1116耦合，而差动混合动力装置104的差动轴110，供与驱动后轮114的后轮差动轮组113耦合，于差动混合动力装置104的差动轴105与差动轴110之间具有转速差时，藉两者间的转速差驱动电机装置108，产生发电机功能对储放电装置117充电，并藉操控充电电流的大小，进而操控差动耦合扭矩的大小，以调控后轮114的动力；或
(6)于引擎作为回转动力单元100时，离合器102闭合、离合器1016为脱离，制动器126呈脱离，离合器1116闭合，制动器116脱离，藉差动混合动力装置104的差动轴105，与中间传动及操控接口装置103的回转动能输出端经离合器1116耦合，而差动混合动力装置104的差动轴110，供与驱动后轮114的后轮差动轮组113耦合，于差动混合动力装置104的差动轴105与差动轴110之间具有转速差时，藉两者间的转速差驱动电机装置108，产生发电机功能对储放电装置117充电，并藉操控充电电流的大小，进而操控差动耦合扭矩的大小，以调控后轮114的动力，并使引擎***控运转于最佳燃料比量(BSFC)能源效率较高较省燃料的区域；或
(7)于引擎作为回转动力单元100时，离合器102闭合、离合器1016为闭合，制动器126呈闭合，离合器1116亦呈脱离，制动器116脱离，差动混合动力装置104的差动轴105，通过制动器126锁定，差动混合动力装置104的差动轴110，供与驱动后轮114的后轮差动轮组113耦合，于引擎驱动前轮107时，藉设有前轮107的同一结构车体所设置的后轮114被作拖曳驱动，使差动混合动力装置104的差动轴105与差动轴110之间具有转速差，藉两者间的转速差，驱动电机装置108产生发电机功能对储放电装置117充电，并藉操控充电电流的大小，进而操控差动耦合扭矩的大小，以调控前轮107的动力；或
(8)于引擎作为回转动力单元100时，离合器102闭合、离合器1016为闭合，制动器126呈闭合，离合器1116亦呈脱离，制动器116脱离，差动混合动力装置104的差动轴105，通过制动器126锁定，差动混合动力装置104的差动轴110，供与驱动后轮114的后轮差动轮组113耦合，于引擎驱动前轮107时，藉设有前轮107的同一结构车体所设置的后轮114被作拖曳驱动，使差动混合动力装置104的差动轴105与差动轴110之间具有转速差，藉两者间的转速差，驱动电机装置108产生发电机功能对储放电装置117充电，并藉操控充电电流的大小，进而操控差动耦合扭矩的大小，以调控前轮107的动力，并使引擎***控运转于最佳燃料比量(BSFC)能源效率较高较省燃料的区域；或
(9)于引擎作为回转动力单元100时，离合器102闭合，离合器1016为脱离，制动器126呈脱离，离合器1116闭合，制动器116脱离，差动混合动力装置104的差动轴105，与中间传动及操控接口装置103的回转动能输出端经离合器1116耦合，而差动混合动力装置104的差动轴110，直接或经后轮差动轮组113驱动后轮114，而通过储放电装置117的电能经驱动电路装置115的操控，驱动差动混合动力装置104的电机装置108作马达功能运转，作转速相加以协助引擎驱动后轮114；或
(10)于引擎作为回转动力单元100时，离合器102闭合，离合器1016为闭合，制动器126呈脱离，离合器1116闭合，制动器116脱离，差动混合动力装置104的差动轴105，与中间传动及操控接口装置103的回转动能输出端经离合器1116耦合，而差动混合动力装置104的差动轴110，直接或经后轮差动轮组113，驱动后轮114，而通过储放电装置117的电能经驱动电路装置115的操控，驱动差动混合动力装置104的电机装置108作马达功能运转，作转速相加以协助引擎驱动前轮107及后轮114，进而操控***作全轮驱动(AllWheelDriving)的运作；或
(11)于引擎作为回转动力单元100时，离合器102闭合，离合器1016为脱离，制动器126呈脱离，离合器1116闭合，制动器116脱离，差动混合动力装置104的差动轴105，与中间传动及操控接口装置103的回转动能输出端经离合器1116耦合，而差动混合动力装置104的差动轴110，直接或经后轮差动轮组113驱动后轮114，而通过储放电装置117的电能经驱动电路装置115的操控，驱动差动混合动力装置104的电机装置108作马达功能运转，以协助引擎驱动后轮114，并使引擎***控运转于最佳燃料比量(BSFC)能源效率较高较省燃料的区域；
(12)于引擎作为回转动力单元100时，离合器102闭合，离合器1016为闭合，制动器126呈脱离，离合器1116闭合，制动器116脱离，差动混合动力装置104的差动轴105，与中间传动及操控接口装置103的回转动能输出端经离合器1116耦合，而差动混合动力装置104的差动轴110，直接或经后轮差动轮组113，驱动后轮114，而通过储放电装置117的电能经驱动电路装置115的操控，驱动差动混合动力装置104的电机装置108作马达功能运转，以协助引擎驱动前轮107及后轮114，进而操控***作全轮驱动(AllWheelDriving)的运作，并使引擎***控运转于最佳燃料比量(BSFC)能源效率较高较省燃料的区域；
(13)离合器1116呈脱离，制动器126呈闭合，制动器116脱离，由储放电装置117的电能经驱动电路装置115的操控，驱动差动混合动力装置104的电机装置108，以单独作正转或反转的回转输出驱动后轮114；或
(14)于引擎作为回转动力单元100时，离合器102呈闭合，离合器1016呈闭合，制动器116呈脱离，离合器1116呈脱离，制动器126呈闭合，由引擎动能经离合器1016驱动前轮107，而通过储放电装置117的电能经驱动电路装置115的操控驱动差动混合动力装置104的电机装置108作马达功能运转，以驱动后轮114，进而操控***作全轮驱动(AllWheelDriving)的运作；
(15)于引擎作为回转动力单元100时，离合器102呈闭合，离合器1016呈闭合，制动器116呈脱离，离合器1116呈脱离，制动器126呈闭合，由引擎动能经离合器1016驱动前轮107，而通过储放电装置117的电能经驱动电路装置115的操控驱动差动混合动力装置104的电机装置108作马达功能运转，以驱动后轮114，进而操控***作全轮驱动(AllWheelDriving)的运作，并使引擎***控运转于最佳燃料比量(BSFC)能源效率较高较省燃料的区域；
(16)以引擎作为回转动力单元100时，离合器102闭合、离合器1016呈闭合，制动器116呈脱离，离合器1116呈脱离，制动器126呈脱离，而由回转动力单元100的回转动能驱动前输107；或
(17)以引擎作为回转动力单元100时，离合器102闭合、操控离合器1016呈脱离，制动器126呈脱离，制动器116闭合、离合器1116呈闭合，而由回转动力单元100的回转动能驱动后轮114；或
(18)以引擎作为回转动力单元100时，离合器102闭合、操控离合器1016呈闭合，制动器126呈脱离，制动器116闭合、离合器1116呈闭合，而由回转动力单元100的回转动能驱动后轮114及前轮107，进而操控***作全轮驱动(AllWheelDriving)的运作；或
(19)于引擎作为回转动力单元100时，离合器102可为闭合或脱离，离合器1016脱离，制动器116呈脱离，离合器1116呈脱离，制动器126呈闭合，而于下坡或刹车或减速制动时，由差动混合动力装置104的电机装置108作发电机功能运转，对储放电装置117充电或供电至其他电能驱动负载，以作再生发电制动；或
(20)以引擎作为回转动力单元100时，离合器102呈闭合，离合器1016呈闭合，制动器116呈脱离，离合器1116呈脱离，制动器126呈闭合制动，而于下坡或刹车或减速制动时，由差动混合动力装置104的电机装置108作发电机功能运转，对储放电装置117充电或供电至其他电能驱动负载，以作再生发电制动，以和引擎的阻尼共同作制动刹车功能的运作；或
(21)以引擎作为回转动力单元100时，离合器102呈闭合，离合器1016呈闭合，制动器116呈闭合，离合器1116呈闭合，制动器126呈脱离，而于下坡或刹车或减速制动时，由引擎的阻尼作为制度刹车功能的运作。
所述储能式差动混合动力分配***，亦可进一步将回转动力单元100传输至前轮107之速比，及传输往后轮114之速比，作成不同速比的配置，而于四轮驱动(4WD)或全轮驱动(AllWheelDriving)时，或滑行时，若制动器116未闭合或未设置，则于驱动中，差动混合动力装置104的差动轴105与差动轴110之间，将呈不同转速运转，包括：
——差动轴105的转速快于差动轴110；或
——差动轴110的转速快于差动轴105。
上述于驱动中，差动混合动力装置104的差动轴105与差动轴110之间呈不同转速的转速差，可供驱动差动混合动力装置104的电机装置108作为发电机功能运转，以供对储放电装置117充电或对其他负载供电，以及进一步可调控引擎运转于最佳燃料比量(BSFC)能源效率较高较省燃料的区域。
所述储能式差动混合动力分配***，在实际应用中，可供同时驱动前轮组及后轮组，亦可供驱动前轮组或供驱动后轮组，其中：
——前轮组包括一轮或一轮以上的圆形轮，或特定几何形状的回转轮；
——后轮组包括一轮或一轮以上的圆形轮，或特定几何形状的回转轮；
前述轮组包括履带结构。
所述***中，离合器102、1016、1116及制动器116、126为可依需要选择设置或不设置，***的运作功能亦作相对的增减；其增减功能的推定为熟悉全轮驱动的技术人员可轻易了解，此处不再赘述。
综合上述，所述储能式差动混合动力分配***可应用于车辆、船舶、或作为其他固定式复合驱动动力的全轮驱动交通工具，在实际应用中，可视需要选择其输出功能周边配件，以弹性选择所需***。

Claims (4)

1.一种储能式差动混合动力分配***，其特征在于，所述***为用以驱动全轮驱动交通工具，主要由回转动力源的回转动能输出端，经变速或离合功能的中间传动及操控接口装置或连结装置，以将回转动能经前轮传动装置总成传输动力驱动前轮，以及将动力传输至储能式差动混合动力装置的输入端，再经由储能式差动混合动力装置的输出端驱动后轮，该储能式差动混合动力装置中设有具有发电机及马达功能的电机组、以及传动用三端轴差动轮组、以及储放电装置、及电控装置所组成；上述三端轴差动轮组的结构含有两差动轴及一组输入轴，其输入轴直接或经传动装置耦合于电机装置的转动部分，而两差动轴其中之一差动轴供联结于中间传动及操控接口装置的回转动能输出端，另一差动轴供驱动后轮，或供驱动其他负载，其主要构成含：
回转动力单元(100)：为由回转动力源所构成，其回转输出轴(101)经第一离合器(102)、或具有变速装置功能的中间传动及操控接口装置(103)，以经前轮传动装置总成(106)驱动前轮(107)，及经驱动差动混合动力装置(104)直接或经差动轮组(113)驱动后轮(114)；
中间传动及操控接口装置(103)：包括具有手排、或自排、或手控自排变速装置及其他离合器习惯使用的人机操作接口装置所构成，供切换变速驱动前轮(107)，中间传动及操控接口装置(103)的输入端为供输入回转动力单元(100)的回转动能，其输出端的一供驱动前轮传动装置总成(106)，进而驱动前轮(107)；中间传动及操控接口装置(103)的另一输出端，供联结差动混合动力装置(104)的第一差动轴(105)以传输回转动能，而由差动混合动力装置(104)的第二差动轴(110)供直接或经差动轮组(113)联结后轮(114)；
差动混合动力装置(104)：为由电机装置(108)、结合传动用三端轴差动轮组(109)所组成，其结构含第一差动轴(105)、第二差动轴(110)及一组输入轴(111)联结于呈三端轴的差动轮组(109)结构，输入轴(111)直接或经传动装置耦合于电机装置(108)，而第一差动轴(105)、第二差动轴(110)，其中，第一差动轴(105)供直接或经第三离合器(1116)联结来自中间传动及操控接口装置(103)的回转动能输出端，第二差动轴(110)供直接或经差动轮组(113)耦合于后轮(114)，或供驱动其他负载；上述三端轴差动轮组(109)亦可由游星式轮组取代之，而齿轮组亦可由摩擦作用传动装置或其他传动装置所取代；
第一差动轴(105)：为经由中间传动及操控接口装置(103)作输出，其输出转速与回转动力单元(100)的输出轴(101)具有等速比或不等速比转速比例；
前轮传动装置总成(106)：为由习惯使用的传动机构所构成，供输入来自中间传动及操控接口装置(103)的回转动能，进而驱动前轮(107)，其结构中可选择性设置前轮差动轮组(1017)，而由其两可差动输出端驱动前轮(107)，或选择性设置传动轮组供驱动单独轮组，此外亦可依需要选择性设置可操控第二离合器(1016)，供传输或切断中间传动及操控接口装置(103)对前轮差动轮组(1017)及前轮(107)的回转动能；所述前轮传动装置总成(106)可依负载性质而选择性设置或不设置；
第二离合器(1016)：为由人力、或机械力、或电磁力、或流体动力、或离心力所驱动的离合装置，或为单向传动装置所构成；所述第二离合器(1016)为供设置于中间传动及操控接口装置(103)回转动能输出端，与前轮差动轮组(1017)之间，供接受中央控制器(118)的操控作结合或脱离的运作，以操控前轮(107)与中间传动及操控接口装置(103)之间回转动能的联结或切离；所述第二离合器可依需要选择性设置或不设置；
第三离合器(1116)：为由人力、或机械力、或电磁力、或流体动力、或离心力所驱动的离合装置，或为单向传动装置所构成；所述第三离合器(1116)为供联结于中间传动及操控接口装置(103)回转动能输出端，与差动混合动力装置(104)的第一差动轴(105)之间，供接受中央控制器(118)的操控作结合或脱离的运作，以操控中间传动及操控接口装置(103)与差动混合动力装置(104)之间回转动能的联结或切离；所述第三离合器可依需要选择性设置或不设置；
第一制动器(116)：为由人力、或机械力、或电磁力、或流体动力所操控的制动装置，供设置于电机装置(108)的转子与静止机体之间；所述第一制动器可依需要选择设置或不设置；
第二制动器(126)：为由人力、或机械力、或电磁力、或流体动力所操控的制动装置，供设置于第一差动轴(105)与静止机体之间；所述第二制动器可依需要选择设置或不设置；
电机装置(108)：可由交流或直流、无刷或有刷式电机结构所构成，以接受驱动电路装置(115)作驱动操控，转子的转轴与固定部分机壳间设有第一制动器(116)，第一制动器(116)接受中央控制器(118)的操控，以操控电机装置(108)的转子与固定部分机壳呈闭合制动或释放；第一制动器(116)可依需要选择设置或不设置；
电机装置(108)于输入电能时供作马达功能运转，而于被回转动能所驱动时作发电机功能运转，其发电电能可供对储放电装置(117)充电或对其他负载供电，电机装置藉发电输出的电流时形成反转矩，而在所耦合的三端轴差动轮组形成差动阻尼功能，或供作为制动刹车时的再生发电制动功能；此外于引擎作为驱动主动力而前轮与后轮之间因路况变化而具有转速差时，可藉差动混合动力装置(104)的电机装置(108)作发电机功能运转以对储放电装置充电，而藉操控其充电电能以操控电机装置(108)的反转矩，进而被动调控前轮与后轮间的动力分配；
于前后端负载间因路况变化而具有转速差时，或于上下坡路或急速加速须调整前轮与后轮之间的动力分配时，电机装置(108)亦可接受中央控制器(118)及驱动电路装置(115)的操控，以藉储放电装置(117)的电能驱动电机装置(108)作马达功能的正转或反转运转，以单独作回转输出驱动负载，或与引擎同时回转驱动前轮(107)及后轮(114)；或藉马达作正转或反转的运转，以主动调节前轮及后轮的动力分配；
驱动电路装置(115)：为由机电或固态电子元件所构成，为设置于电机装置(108)与储放电装置(117)之间，供接受中央控制器(118)的操控，以操控电机装置(108)作马达功能的正转或反转运转，或操控电机装置(108)作为发电机功能运转，以对储放电装置(117)充电或操控对其他负载输出电能，并藉控制发电输出的电能在电机装置(108)形成反转矩，以操控前轮与后轮之间的动力分配；
中央控制器(118)：为由电机或固态电子元件所构成，供输出操控指令输往驱动电路装置(115)以操控电机装置(108)，以及操控回转动力单元(100)及操控前述离合器及制动器；
储放电装置(117)：为由可充放电的二次电池、或电容、或超电容所构成；
前轮(107)：含由一个或一个以上的轮组、或履带或其他负载所构成，由中间传动及操控接口装置(103)所直接驱动，或由中间传动及操控接口装置(103)经选择性设置的前端传动装置(106)所驱动；
后轮(114)：含由一个或一个以上被直接或经传动装置，或经差动轮组(113)所驱动的轮组、或履带或其他负载所构成；
所述储能式差动混合动力分配***，其各组件间的结构设置，可依需要做选择，其结构方式如下，其中：
差动混合动力装置(104)依结构需要设置方式如下：
(1)差动混合动力装置(104)与差动轮组(113)呈现为同一结构；或
(2)差动混合动力装置(104)与中间传动及操控接口装置(103)呈现为同一结构；或
(3)差动混合动力装置(104)设置于中间传动及操控接口装置(103)与差动轮组(113)之间；
第二制动器(126)及第三离合器(1116)可依结构需要选择设置方式如下：
(1)第二制动器(126)设置于差动混合动力装置(104)；或
(2)第二制动器(126)与第三离合器(1116)共同设置于中间传动及操控接口装置(103)；或
(3)第三离合器(1116)设置于中间传动及操控接口装置(103)；或
(4)第三离合器(1116)与第二制动器(126)共同设置于差动混合动力装置(104)；或
(5)第三离合器(1116)及第二制动器(126)同一结构装置；或
(6)第三离合器(1116)独立设置；或
(7)第二制动器(126)独立设置；或
(8)第二制动器(126)及第三离合器(1116)同一结构装置而独立设置；
第一离合器(102)可依结构需要选择设置方式如下：
(1)第一离合器(102)设置于回转动力单元(100)；或
(2)第一离合器(102)设置于中间传动及操控接口装置(103)；或
(3)第一离合器(102)独立设置于回转动力单元(100)与中间传动及操控接口装置(103)之间；
其中，所述电机装置(108)对前轮(107)及后轮(114)间的差动调节或动力分配的方式，包括由储放电装置(117)的电能驱动电机装置(108)作马达功能的正转或反转运转，以主动调节前轮与后轮之间负载的转速差或动力分配；或回转动能经由三端轴差动轮组(109)驱动电机装置(108)作发电机功能的运转，其发电电能供对储放电装置(117)充电或对其他电能驱动的负载供电，其发电输出的电能在电机装置(108)形成反转矩，而在所耦合的三端轴差动轮组(109)形成差动阻尼功能，以被动调节前轮(107)与后轮(114)间的转差；
所述储能式差动混合动力分配***，应用于全轮驱动交通工具时，可藉中间传动及操控接口装置(103)及中央控制器(118)的操控，以操控第一离合器(102)、第二离合器(1016)、第三离合器(1116)、第一制动器(116)、第二制动器(126)，以及经驱动电路装置(115)驱动电机装置(108)，而具有以下全部或部分功能含：
(1)于引擎作为回转动力单元(100)时，第一离合器(102)闭合、第二离合器(1016)脱离，第三离合器(1116)闭合，第二制动器(126)脱离，第一制动器(116)为脱离，藉储放电装置(117)的电能经驱动电路装置(115)的操控，驱动电机装置(108)作为马达功能的正转或反转运转，与引擎共同回转驱动后轮(114)，以调控后轮(114)的动力，协助于加速、爬坡、下坡、抗滑、制动刹车各种需求的运作；或
(2)于引擎作为回转动力单元(100)时，第一离合器(102)闭合、第二离合器(1016)为闭合，第二制动器(126)脱离，第三离合器(1116)闭合，第一制动器(116)脱离，藉储放电装置(117)的电能经驱动电路装置(115)的操控，驱动电机装置(108)作为马达功能运转，而藉电机装置(108)的正转或反转运转，与引擎共同回转驱动前轮(107)及后轮(114)，以调控前轮(107)及后轮(114)的动力分配，进而操控***作全轮驱动的运作，协助于加速、爬坡、下坡、抗滑、制动刹车各种需求的运作；或
(3)于引擎作为回转动力单元(100)时，第一离合器(102)闭合、第一制动器(116)为脱离，第二离合器(1016)脱离，第三离合器(1116)闭合，第二制动器(126)脱离，藉储放电装置(117)的电能经驱动电路装置(115)的操控，驱动电机装置(108)作为马达功能的正转或反转运转，与引擎共同回转驱动后轮(114)，以调控后轮(114)的动力，协助于加速、爬坡、下坡、抗滑、制动刹车各种需求的运作，并使引擎***控运转于最佳燃料比量能源效率较高较省燃料的区域；或
(4)于引擎作为回转动力单元(100)时，第一离合器(102)闭合、第二离合器(1016)为闭合，第二制动器(126)脱离，第三离合器(1116)闭合，第一制动器(116)脱离，藉储放电装置(117)的电能经驱动电路装置(115)的操控，驱动电机装置(108)作为马达功能运转，而藉电机装置(108)的正转或反转运转，与引擎共同回转驱动前轮(107)及后轮(114)，以调控前轮(107)及后轮(114)的动力分配，进而操控***作全轮驱动的运作，协助于加速、爬坡、下坡、抗滑、制动刹车各种需求的运作，并使引擎***控运转于最佳燃料比量能源效率较高较省燃料的区域；或
(5)于引擎作为回转动力单元(100)时，第一离合器(102)闭合、第二离合器(1016)为脱离，第二制动器(126)呈脱离，第三离合器(1116)闭合，第一制动器(116)脱离，藉差动混合动力装置(104)的第一差动轴(105)，与中间传动及操控接口装置(103)的回转动能输出端经第三离合器(1116)耦合，而差动混合动力装置(104)的第二差动轴(110)，供与驱动后轮(114)的后轮差动轮组(113)耦合，于差动混合动力装置(104)的第一差动轴(105)与第二差动轴(110)之间具有转速差时，藉两者间的转速差驱动电机装置(108)，产生发电机功能对储放电装置(117)充电，并藉操控充电电流的大小，进而操控差动耦合扭矩的大小，以调控后轮(114)的动力；或
(6)于引擎作为回转动力单元(100)时，第一离合器(102)闭合、第二离合器(1016)为脱离，第二制动器(126)呈脱离，第三离合器(1116)闭合，第一制动器(116)脱离，藉差动混合动力装置(104)的第一差动轴(105)，与中间传动及操控接口装置(103)的回转动能输出端经第三离合器(1116)耦合，而差动混合动力装置(104)的第二差动轴(110)，供与驱动后轮(114)的后轮差动轮组(113)耦合，于差动混合动力装置(104)的第一差动轴(105)与第二差动轴(110)之间具有转速差时，藉两者间的转速差驱动电机装置(108)，产生发电机功能对储放电装置(117)充电，并藉操控充电电流的大小，进而操控差动耦合扭矩的大小，以调控后轮(114)的动力，并使引擎***控运转于最佳燃料比量能源效率较高较省燃料的区域；或
(7)于引擎作为回转动力单元(100)时，第一离合器(102)闭合、第二离合器(1016)为闭合，第二制动器(126)呈闭合，第三离合器(1116)亦呈脱离，第一制动器(116)脱离，差动混合动力装置(104)的第一差动轴(105)，通过第二制动器(126)锁定，差动混合动力装置(104)的第二差动轴(110)，供与驱动后轮(114)的后轮差动轮组(113)耦合，于引擎驱动前轮(107)时，藉设有前轮(107)的同一结构车体所设置的后轮(114)被作拖曳驱动，使差动混合动力装置(104)的第一差动轴(105)与第二差动轴(110)之间具有转速差，藉两者间的转速差，驱动电机装置(108)产生发电机功能对储放电装置(117)充电，并藉操控充电电流的大小，进而操控差动耦合扭矩的大小，以调控前轮(107)的动力；或
(8)于引擎作为回转动力单元(100)时，第一离合器(102)闭合、第二离合器(1016)为闭合，第二制动器(126)呈闭合，第三离合器(1116)亦呈脱离，第一制动器(116)脱离，差动混合动力装置(104)的第一差动轴(105)，通过第二制动器(126)锁定，差动混合动力装置(104)的第二差动轴(110)，供与驱动后轮(114)的后轮差动轮组(113)耦合，于引擎驱动前轮(107)时，藉设有前轮(107)的同一结构车体所设置的后轮(114)被作拖曳驱动，使差动混合动力装置(104)的第一差动轴(105)与第二差动轴(110)之间具有转速差，藉两者间的转速差，驱动电机装置(108)产生发电机功能对储放电装置(117)充电，并藉操控充电电流的大小，进而操控差动耦合扭矩的大小，以调控前轮(107)的动力，并使引擎***控运转于最佳燃料比量能源效率较高较省燃料的区域；或
(9)于引擎作为回转动力单元(100)时，第一离合器(102)闭合，第二离合器(1016)为脱离，第二制动器(126)呈脱离，第三离合器(1116)闭合，第一制动器(116)脱离，差动混合动力装置(104)的第一差动轴(105)，与中间传动及操控接口装置(103)的回转动能输出端经第三离合器(1116)耦合，而差动混合动力装置(104)的第二差动轴(110)，直接或经后轮差动轮组(113)驱动后轮(114)，而通过储放电装置(117)的电能经驱动电路装置(115)的操控，驱动差动混合动力装置(104)的电机装置(108)作马达功能运转，作转速相加以协助引擎驱动后轮(114)；或
(10)于引擎作为回转动力单元(100)时，第一离合器(102)闭合，第二离合器(1016)为闭合，第二制动器(126)呈脱离，第三离合器(1116)闭合，第一制动器(116)脱离，差动混合动力装置(104)的第一差动轴(105)，与中间传动及操控接口装置(103)的回转动能输出端经第三离合器(1116)耦合，而差动混合动力装置(104)的第二差动轴(110)，直接或经后轮差动轮组(113)，驱动后轮(114)，而通过储放电装置(117)的电能经驱动电路装置(115)的操控，驱动差动混合动力装置(104)的电机装置(108)作马达功能运转，作转速相加以协助引擎驱动前轮(107)及后轮(114)，进而操控***作全轮驱动的运作；或
(11)于引擎作为回转动力单元(100)时，第一离合器(102)闭合，第二离合器(1016)为脱离，第二制动器(126)呈脱离，第三离合器(1116)闭合，第一制动器(116)脱离，差动混合动力装置(104)的第一差动轴(105)，与中间传动及操控接口装置(103)的回转动能输出端经第三离合器(1116)耦合，而差动混合动力装置(104)的第二差动轴(110)，直接或经后轮差动轮组(113)驱动后轮(114)，而通过储放电装置(117)的电能经驱动电路装置(115)的操控，驱动差动混合动力装置(104)的电机装置(108)作马达功能运转，以协助引擎驱动后轮(114)，并使引擎***控运转于最佳燃料比量能源效率较高较省燃料的区域；
(12)于引擎作为回转动力单元(100)时，第一离合器(102)闭合，第二离合器(1016)为闭合，第二制动器(126)呈脱离，第三离合器(1116)闭合，第一制动器(116)脱离，差动混合动力装置(104)的第一差动轴(105)，与中间传动及操控接口装置(103)的回转动能输出端经第三离合器(1116)耦合，而差动混合动力装置(104)的第二差动轴(110)，直接或经后轮差动轮组(113)，驱动后轮(114)，而通过储放电装置(117)的电能经驱动电路装置(115)的操控，驱动差动混合动力装置(104)的电机装置(108)作马达功能运转，以协助引擎驱动前轮(107)及后轮(114)，进而操控***作全轮驱动的运作，并使引擎***控运转于最佳燃料比量能源效率较高较省燃料的区域；
(13)第三离合器(1116)呈脱离，第二制动器(126)呈闭合，第一制动器(116)脱离，由储放电装置(117)的电能经驱动电路装置(115)的操控，驱动差动混合动力装置(104)的电机装置(108)，以单独作正转或反转的回转输出驱动后轮(114)；或
(14)于引擎作为回转动力单元(100)时，第一离合器(102)呈闭合，第二离合器(1016)呈闭合，第一制动器(116)呈脱离，第三离合器(1116)呈脱离，第二制动器(126)呈闭合，由引擎动能经第二离合器(1016)驱动前轮(107)，而通过储放电装置(117)的电能经驱动电路装置(115)的操控驱动差动混合动力装置(104)的电机装置(108)作马达功能运转，以驱动后轮(114)，进而操控***作全轮驱动的运作；
(15)于引擎作为回转动力单元(100)时，第一离合器(102)呈闭合，第二离合器(1016)呈闭合，第一制动器(116)呈脱离，第三离合器(1116)呈脱离，第二制动器(126)呈闭合，由引擎动能经第二离合器(1016)驱动前轮(107)，而通过储放电装置(117)的电能经驱动电路装置(115)的操控驱动差动混合动力装置(104)的电机装置(108)作马达功能运转，以驱动后轮(114)，进而操控***作全轮驱动的运作，并使引擎***控运转于最佳燃料比量能源效率较高较省燃料的区域；
(16)以引擎作为回转动力单元(100)时，第一离合器(102)闭合、第二离合器(1016)呈闭合，第一制动器(116)呈脱离，第三离合器(1116)呈脱离，第二制动器(126)呈脱离，而由回转动力单元(100)的回转动能驱动前轮(107)；或
(17)以引擎作为回转动力单元(100)时，第一离合器(102)闭合、操控第二离合器(1016)呈脱离，第二制动器(126)呈脱离，第一制动器(116)闭合、第三离合器(1116)呈闭合，而由回转动力单元(100)的回转动能驱动后轮(114)；或
(18)以引擎作为回转动力单元(100)时，第一离合器(102)闭合、操控第二离合器(1016)呈闭合，第二制动器(126)呈脱离，第一制动器(116)闭合、第三离合器(1116)呈闭合，而由回转动力单元(100)的回转动能驱动后轮(114)及前轮(107)，进而操控***作全轮驱动的运作；或
(19)于引擎作为回转动力单元(100)时，第一离合器(102)闭合或脱离，第二离合器(1016)脱离，第一制动器(116)呈脱离，第三离合器(1116)呈脱离，第二制动器(126)呈闭合，而于下坡或刹车或减速制动时，由差动混合动力装置(104)的电机装置(108)作发电机功能运转，对储放电装置(117)充电或供电至其他电能驱动负载，以作再生发电制动；或
(20)以引擎作为回转动力单元(100)时，第一离合器(102)呈闭合，第二离合器(1016)呈闭合，第一制动器(116)呈脱离，第三离合器(1116)呈脱离，第二制动器(126)呈闭合制动，而于下坡或刹车或减速制动时，由差动混合动力装置(104)的电机装置(108)作发电机功能运转，对储放电装置(117)充电或供电至其他电能驱动负载，以作再生发电制动，以和引擎的阻尼共同作制动刹车功能的运作；或
(21)以引擎作为回转动力单元(100)时，第一离合器(102)呈闭合，第二离合器(1016)呈闭合，第一制动器(116)呈闭合，第三离合器(1116)呈闭合，第二制动器(126)呈脱离，而于下坡或刹车或减速制动时，由引擎的阻尼作为制动刹车功能的运作。
2.如权利要求1所述的储能式差动混合动力分配***，其特征在于，可进一步将回转动力单元(100)传输至前轮(107)之速比，及传输往后轮(114)之速比，作成不同速比的配置，而于四轮驱动或全轮驱动时，或滑行时，若第一制动器(116)未闭合或未设置，则于驱动中，差动混合动力装置(104)的第一差动轴(105)与第二差动轴(110)之间，将呈不同转速运转，包括：
第一差动轴(105)的转速快于第二差动轴(110)；或
第二差动轴(110)的转速快于第一差动轴(105)；
上述于驱动中，差动混合动力装置(104)的第一差动轴(105)与第二差动轴(110)之间呈不同转速的转速差，可供驱动差动混合动力装置(104)的电机装置(108)作为发电机功能运转，以供对储放电装置(117)充电或对其他负载供电，以及进一步可调控引擎运转于最佳燃料比量能源效率较高较省燃料的区域。
3.如权利要求1所述的储能式差动混合动力分配***，其特征在于，在实际应用中，可供同时驱动前轮组及后轮组，亦可供驱动前轮组或供驱动后轮组，其中：
前轮组包括一轮或一轮以上的圆形轮，或特定几何形状的回转轮；
后轮组包括一轮或一轮以上的圆形轮，或特定几何形状的回转轮；
前述轮组包括履带结构。
4.如权利要求1所述的储能式差动混合动力分配***，其特征在于，所述回转动力源包括内燃引擎。
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