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CN115052771A - 用于混合动力或电动车辆的配有扭转动态减振器的传动系 - Google Patents

用于混合动力或电动车辆的配有扭转动态减振器的传动系 Download PDF

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CN115052771A
CN115052771A CN202080087758.7A CN202080087758A CN115052771A CN 115052771 A CN115052771 A CN 115052771A CN 202080087758 A CN202080087758 A CN 202080087758A CN 115052771 A CN115052771 A CN 115052771A
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Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的传动系(1)，该传动系包括电机(2)和减速机构(3)，该减速机构被设计成将驱动转矩传输至机动车辆的车轮；电机(2)包括配备有转子轴(4)的转子，所述转子轴(4)旋转地联接至减速机构(3)的初动轴(5)，传动系(1)进一步包括扭转动态减振器(13)，所述扭转动态减振器(13)包括支撑元件(14)、惯性体(15)以及弹性构件(16)，该惯性体被安装成能够绕轴线X相对于支撑元件(14)旋转，该弹性构件阻碍惯性体(15)绕所述轴线X相对于支撑元件(14)的相对旋转。

Description

用于混合动力或电动车辆的配有扭转动态减振器的传动系
技术领域
本发明涉及用于机动车辆、特别是电动或混合动力车辆，即包括至少一个能够推进车辆的电机的车辆的传动系的领域。
背景技术
众所周知的是包括能够推进车辆的电机以及减速机构，例如齿轮箱，的传动系，该减速机构插入在电机的轴与车辆的车轮之间转矩传输路径中。
申请人发现电机不能产生恒定的转矩，并且存在特别是由电机磁体磁化的均匀性缺陷而引起的非周期行为。这些非周期行为产生振动，这些振动可能传输至整个传动系以及车辆的车轮并且可能因此引起特别不期望的摇晃、噪音和噪音干扰。这些非周期行为特别容易产生振动，这些振动在其频率与传动系的谐振频率相对应时是特别严重的。
发明内容
支撑本发明的一个理念是提出一种能够解决上述缺点的传动系，即能够有效地过滤掉电机容易产生的振动的传动系。
为此，本发明提出了一种用于机动车辆的传动系，该传动系包括电机和减速机构，该减速机构被设计成将驱动转矩传输至机动车辆的车轮；电机包括配备有转子轴的转子，所述该转子轴旋转地联接至减速机构的初动轴，该传动系进一步包括扭转动态减振器，所述扭转动态减振器包括支撑元件、惯性体以及弹性构件，该惯性体被安装成能够绕轴线X相对于支撑元件旋转，该弹性构件阻碍惯性体绕所述轴线X相对于支撑元件的相对旋转。
因此，凭借扭转动态减振器，限制了传动系中的振动、特别是所述传动系的谐振频率周围的振动。
根据其他实施例，传动系可以具有一个或多个下文描述的特征。
根据一个实施例，扭转动态减振器的谐振频率在1与20Hz之间，并且优选地在4与10Hz之间。
根据一个实施例，惯性体的惯性矩在0.001与0.010kg.m2之间，并且更具体地在0.005与0.006kg.m2之间。
根据一个实施例，弹性构件被配置成提供在0.01与0.70Nm/°之间的角刚度。
根据一个实施例，联接装置是离合器装置。根据一个实施例，离合器装置包括第一离合器和第二离合器。
根据一个实施例，减速机构是齿轮箱。
根据一个实施例，齿轮箱包括第一初动轴和第二初动轴，并且离合器装置包括第一离合器和第二离合器，这些离合器分别旨在将转子轴联接至第一初动轴和第二初动轴。
根据一个实施例，定位支撑元件的方式为使得当转矩从转子轴传输至车辆的车轮时该支撑元件旋转地受驱动，并且有利地以与转子轴相同的速度旋转地受驱动。
根据一个实施例，该支撑元件在旋转意义上固定至转子轴。
根据一个实施例，该转子轴藉由联接装置旋转地联接至减速机构的初动轴。
根据一个实施例，该扭转动态减振器的支撑元件安装在联接装置上。根据一个实施例，当联接装置是离合器装置时，该扭转动态减振器的支撑元件安装在离合器装置的机构上或安装在离合器盘上。
根据一个实施例，该扭转动态减振器的支撑元件安装在初动轴上。
根据一个实施例，该支撑元件安装在转子轴上。
根据实施例，该扭转动态减振器包括磁滞装置。根据一个有利的实施例，该磁滞装置被配置成施加摩擦转矩，该摩擦转矩随着惯性体相对于支撑元件的角行程增大而增大。
根据一个实施例，本发明提出了一种配备有前述传动系的机动车辆。
附图说明
.参考附图，从下面的对本发明的多个特定实施例的仅通过非限制性说明的方式给出的描述中，将更好地理解本发明，并且本发明的其他目的、细节、特征和优点将变得更加清楚。
[图1]图1是根据第一实施例的传动系的示意图。
[图2]图2是根据第二实施例的传动系的示意图。
[图3]图3是根据第三实施例的传动系的示意图。
[图4]图4是根据第四实施例的传动系的示意图。
[图5]图5是根据一个实施例的扭转动态减振器的特征曲线。
[图6]图6是根据另一个实施例的扭转动态减振器的特征曲线。
具体实施方式
下文参考图1描述根据第一实施例的用于电动车辆的传动系1。传动系1沿转矩传输路径依次包括电机2、减速机构3和差速器(未描绘)，该差速器能够驱动机动车辆的两个侧向相对的车轮。减速机构3能够在车辆的车轮处实现所期望的速度和转矩水平。
电机2例如是永磁同步电机。电机2包括定子和转子，该转子配备有转子轴4。
减速机构3至少包括初动轴5，该初动轴通过联接装置6旋转地联接至转子轴4。联接装置6特别地可以是永久联接装置或离合器装置。在所描绘的实施例中，联接装置6是花键套筒，该花键套筒在一方面与形成在转子轴4上的花键(未展示)协作，在另一方面与形成在初动轴5上的花键(未展示)协作。
减速机构3进一步包括二级轴7和三级轴8。三级轴8能够连接至差速器，该差速器自身连接至车辆的车轮。初动轴5、二级轴7和三级轴8被定位成彼此平行。初动轴5配备有与第一齿轮10啮合的齿轮9，该第一齿轮与二级轴7一体旋转。二级轴7进一步包括与同三级轴8一体旋转的齿轮11啮合的第二齿轮11。齿轮9、10、11、12上齿的数量被确定为使得减速机构3能够使得转速从初动轴5向三级轴8降低，由此可以增大转矩。
根据未描绘的变体实施例，减速机构3是具有多个减速比的齿轮箱。在这种情况下，传动系1包括离合器装置，该离合器装置被配置成使转子轴4相对于齿轮箱的初动轴5联接或断开联接。因此，这种离合器装置允许在传动比改变期间中断转矩的传输。
根据一个特定变体，齿轮箱包括第一初动轴和第二初动轴，该第二初动轴是空心的并且包围该第一初动轴。第一初动轴和第二初动轴各自包括与二级轴的齿轮啮合的齿轮。在这种情况下，离合器装置包括第一离合器和第二离合器，该第一离合器和该第二离合器分别能够将转子轴4联接至第一初动轴和第二初动轴。为了改变传动比，第一离合器和第二离合器中的一者从其接合位置移动至其脱接合位置而另一者从其脱接合位置移动至其接合位置，使得驱动转矩从第一离合器和第二离合器中的一者逐渐传递至另一者。因此，这种离合器装置可以改变传动比而不中断转矩，也就是说，同时保持驱动转矩到车辆车轮的传输。
传动系1还包括扭转动态减振器13。这种扭转动态减振器13包括弹簧质量系统，该弹簧质量系统与机动车辆的传动系1平行地作用。
扭转动态减振器13包括支撑元件14、惯性体15(例如是环形形状的)以及弹性构件16(比如弹簧)，该惯性体被安装成能够绕轴线X相对于支撑元件14旋转。弹性构件16被定位在支撑元件14与惯性体15之间并且阻碍惯性体15绕轴线X相对于支撑元件14的旋转。通过举例的方式，文献FR 3051029、FR 3027985、FR 2865516、FR 2824374、WO 11060752以及DE10201223751中描述了这种扭转动态减振器13。
这种扭转动态减振器13能够选择性地过滤掉确定频率范围上的振动。因此，惯性体15的惯性矩和弹性构件16的集合的刚度被定制为使得扭转动态减振器13的谐振频率与待过滤掉的振动的频率相对应。扭转动态减振器13的谐振频率例如在1与20Hz之间，更具体地在4与10Hz之间，例如为6至8Hz的量级，这更具体地与传动系1的谐振频率相对应。
惯性体15的惯性矩例如在0.001与0.010kg.m2之间，并且更具体地在0.005与0.006kg.m2之间。因此，这种扭转动态减振器13特别地适于与惯性矩为大致10倍以上、即在0.010与0.100kg.m2之间的转子相关联。
此外，模拟扭转动态减振器13的弹性构件16的集合的单个弹性构件的角刚度例如在0.01与0.70Nm/°之间。
在图1的实施例中，扭转动态减振器13安装在将转子轴4与减速机构3的初动轴5联接的联接装置6上。因此，通过举例的方式，当联接装置6是套筒时，扭转动态减振器13的支撑元件14安装在所述套筒上。当联接装置6是离合器装置时，扭转动态减振器13的支撑元件14可以特别地安装在离合器装置的机构上或安装在所述离合器的摩擦盘上。
图2、图3和图4描绘了根据其他实施例的传动系。这些实施例就扭转动态减振器13的位置而言与上文描述的实施例不同。应注意，在所有展示的实施例中，扭转动态减振器13直接与转子轴4相关联或与传动系的没有减速比地连接至所述转子轴4的元件相关联。
在图2的实施例中，扭转动态减振器13的支撑元件14安装在转子轴4上。在图2中，扭转动态减振器13在转子轴4的一个端部处固定至所述轴4，该端部与联接至减速机构3的初动轴5的端部相反。
在图2和图3的实施例中，扭转动态减振器13的支撑元件14安装在初动轴5上。在图3的实施例中，扭转动态减振器13的支撑元件14定位在支撑初动轴5的两个轴承之间，然而，在图4的实施例中，扭转动态减振器13的支撑元件14定位在初动轴5的一个端部处，该端部与联接至转子轴4的端部相反。
根据实施例变体，扭转动态减振器13包括磁滞装置(未描绘)。磁滞装置被配置成在惯性体15与支撑元件14之间存在相对旋转时施加摩擦阻性转矩，使得可以通过摩擦耗散弹性构件16中积累的能量的一部分。
图5示出了展示穿过扭转动态减振器13的转矩随惯性体15相对于支撑元件14的角行程而变的曲线。在图5的实施例中，磁滞装置施加根据角行程而变化的摩擦转矩，并且更具体地，该摩擦转矩随着惯性体相对于其静止位置的行程增大而增大。在此实施例变体中，展示摩擦转矩随角行程而变的曲线是线性函数。换言之，摩擦转矩随角行程成比例地改变。通过举例的方式，申请WO 11060752中描述了能够获得这种摩擦转矩的磁滞装置的结构。
图6示出了根据另一个实施例的展示穿过扭转动态减振器的转矩随惯性体相对于支撑元件的角行程而变的曲线。磁滞装置类似地施加根据角行程而变、并且更具体地增大的摩擦转矩。然而，在此实施例中，摩擦转矩逐步增大。为了实现这一点，磁滞装置包括第一磁滞器件和有条件地启用的第二磁滞器件，该第一磁滞器件施加保持恒定的摩擦转矩而无论角行程有多大，该第二磁滞器件仅在某些相对位置施加摩擦转矩。特别地，该有条件地启用的第二磁滞器件仅在一个方向上施加摩擦转矩，也就是说在行程增大并且高于阈值角度值时施加摩擦转矩。
虽然已结合多个特定实施例描述了本发明，但是非常明显的是，本发明决不局限于此，并且本发明包括所描述的装置的所有技术等同物及其组合，这些都落入本发明的范围内。
动词“具有”、“包括”或“包含”及其变化形式的使用不排除权利要求中所述的要素或步骤之外的要素或步骤的存在。
在权利要求中，圆括号中的任何附图标记不应该被解释为限制权利要求。

Claims (10)

1.一种用于机动车辆的传动系(1)，所述传动系包括电机(2)和减速机构(3)，所述减速机构被设计成将驱动转矩传输至所述机动车辆的车轮；所述电机(2)包括配备有转子轴(4)的转子，所述转子轴(4)旋转地联接至所述减速机构(3)的初动轴(5)，所述传动系(1)进一步包括扭转动态减振器(13)，所述扭转动态减振器(13)包括支撑元件(14)、惯性体(15)以及弹性构件(16)，所述惯性体被安装成能够绕轴线X相对于所述支撑元件(14)旋转，所述弹性构件阻碍所述惯性体(15)绕所述轴线X相对于所述支撑元件(14)的相对旋转。
2.如权利要求1所述的传动系(1)，其中，所述扭转动态减振器(13)的谐振频率在1与20Hz之间。
3.如权利要求2所述的传动系(1)，其中，所述扭转动态减振器(13)的谐振频率在4与10Hz之间。
4.如权利要求1至3中任一项所述的传动系(1)，其中，所述惯性体(15)的惯性矩在0.001与0.010kg.m2之间。
5.如权利要求1至4中任一项所述的传动系(1)，其中，所述惯性体(15)的惯性矩在0.005与0.006kg.m2之间。
6.如权利要求1至6中任一项所述的传动系，其中，所述转子轴(4)藉由联接装置(6)旋转地联接至所述减速机构(3)的初动轴(5)，所述扭转动态减振器(13)的支撑元件(14)安装在所述联接装置(6)上。
7.如权利要求1至6所述的传动系，其中，所述扭转动态减振器(13)的支撑元件(14)安装在所述转子轴(4)上。
8.如权利要求1至6所述的传动系，其中，所述扭转动态减振器(13)的支撑元件(14)安装在所述初动轴(5)上。
9.如权利要求1至8中任一项所述的传动系(1)，其中，所述扭转动态减振器(13)包括磁滞装置。
10.一种配备有如权利要求1至9中任一项所述的传动系(1)的机动车辆。
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