專利名稱：具有雙驅(qū)主泵的電動(dòng)變矩器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有電動(dòng)變矩器組件的混合動(dòng)力車輛。
背景技術(shù)：
混合電動(dòng)車輛(HEV)可選擇性地采用不同的動(dòng)力源以優(yōu)化燃料經(jīng)濟(jì)性。動(dòng)力源通常是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和高壓電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元(MGU)或多個(gè)MGU，并可相對(duì)于彼此串聯(lián)布置或者并聯(lián)布置以提供各種車輛運(yùn)轉(zhuǎn)模式。在混合動(dòng)力車輛中，每當(dāng)HEV處于靜止?fàn)顟B(tài)或當(dāng)自由滑行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)可自動(dòng)關(guān)閉以使空轉(zhuǎn)燃料消耗量最小化，并且當(dāng)HEV的駕駛員要求車輛前行或后行時(shí)-例如通過踩下加速器踏板，可通過MGU或輔助起動(dòng)器電機(jī)快速地再次啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。在自動(dòng)變速器中，為了將輸入扭矩從兩個(gè)或任一動(dòng)力源傳遞至變速器的輸入構(gòu)件，液力變矩器代替機(jī)械摩擦離合器。由此，變矩器組件在動(dòng)力源與變速器之間提供液力聯(lián)接，同時(shí)還在低車速時(shí)使扭矩倍增并且通過內(nèi)部摩擦離合器提供機(jī)械連接以提高效率。在某些車輛設(shè)計(jì)中，電動(dòng)變矩器組件可用于代替液力變矩器以便用機(jī)電裝置代替后者的某些液壓部件，同時(shí)仍提供類似水平的輸入聯(lián)接和扭矩倍增。

發(fā)明內(nèi)容
因此，在此所述的車輛包括電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元(MGU)、內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)、具有可取決于運(yùn)轉(zhuǎn)模式而通過發(fā)動(dòng)機(jī)和/或MGU旋轉(zhuǎn)的輸入構(gòu)件的變速器以及具有泵的電動(dòng)變矩器組件。電動(dòng)變矩器組件還包括選擇性地將發(fā)動(dòng)機(jī)連接至固定構(gòu)件以將發(fā)動(dòng)機(jī)接地的制動(dòng)離合器組件、閉鎖離合器以及雙小齒輪行星齒輪組，所述雙小齒輪行星齒輪組具有第一、第二和第三構(gòu)件。由發(fā)動(dòng)機(jī)和MGU中較快的一個(gè)通過齒輪組驅(qū)動(dòng)泵，且所述驅(qū)動(dòng)通過以單獨(dú)或彼此組合的方式選擇性地接合兩個(gè)被動(dòng)單向離合器中的一個(gè)來實(shí)現(xiàn)。電動(dòng)變矩器組件還設(shè)置為包括以下部件適于選擇性地將發(fā)動(dòng)機(jī)連接至固定構(gòu)件的制動(dòng)離合器組件、與變速器的輸入構(gòu)件驅(qū)動(dòng)連接的泵、雙小齒輪行星齒輪組以及適于選擇性地鎖定所有齒輪組構(gòu)件以便共同旋轉(zhuǎn)的閉鎖離合器。如上所述，在預(yù)定的運(yùn)轉(zhuǎn)模式期間，電動(dòng)變矩器組件使用發(fā)動(dòng)機(jī)和MGU中較快的一個(gè)通過齒輪組來驅(qū)動(dòng)泵，且所述驅(qū)動(dòng)通過以單獨(dú)或組合方式選擇性地接合兩個(gè)被動(dòng)單向裝置中的一個(gè)來實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)MGU減速時(shí)，來自MGU的慣性扭矩通過齒輪組傳遞至發(fā)動(dòng)機(jī)以幫助發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。方案1. 一種車輛，包括 電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元(MGU)； 內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)；
具有輸入構(gòu)件的變速器，所述輸入構(gòu)件能夠可選地通過所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述MGU旋轉(zhuǎn)；
以及
電動(dòng)變矩器組件，該電動(dòng)變矩器組件具有 泵；制動(dòng)離合器組件，所述制動(dòng)離合器組件將所述發(fā)動(dòng)機(jī)選擇性地連接至固定構(gòu)件； 雙小齒輪行星齒輪組，所述雙小齒輪行星齒輪組具有分別連接至所述變速器、所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述MGU中不同的一個(gè)的第一、第二和第三構(gòu)件；以及
閉鎖離合器，所述閉鎖離合器適于鎖定所述齒輪組的第一、第二和第三構(gòu)件以便共同旋轉(zhuǎn)；
其中，在車輛的預(yù)定運(yùn)轉(zhuǎn)模式中由所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述MGU中較快的一個(gè)通過所述齒輪組來驅(qū)動(dòng)所述泵，所述驅(qū)動(dòng)以單獨(dú)或彼此組合的方式利用所述閉鎖離合器和所述制動(dòng)離合器組件的選擇性接合來實(shí)現(xiàn)。方案2.如方案1所述的車輛，其中所述電動(dòng)變矩器組件構(gòu)造成當(dāng)所述MGU減速時(shí)選擇性地允許來自所述MGU的慣性扭矩通過所述齒輪組傳遞至所述發(fā)動(dòng)機(jī)，以便幫助發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。方案3.如方案1所述的車輛，其中所述車輛具有純電動(dòng)(EV)發(fā)動(dòng)模式、EV驅(qū)動(dòng)模式和再生模式，并且其中所述制動(dòng)組件包括單向離合器，所述單向離合器在EV發(fā)動(dòng)模式、EV驅(qū)動(dòng)模式以及再生模式中的每一個(gè)期間都被接合。方案4.如方案3所述的車輛，其中在EV驅(qū)動(dòng)模式和再生模式期間所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過所述制動(dòng)組件的接合被接地。方案5.如方案1所述的車輛，還包括一對(duì)單向離合器，所述一對(duì)單向離合器每個(gè)都連接至所述閉鎖離合器的相反側(cè)，并且定位在所述齒輪組與所述泵之間以便所述泵通過所述一對(duì)單向離合器中的至少一個(gè)來驅(qū)動(dòng)。方案6.如方案1所述的車輛，還包括定位在所述發(fā)動(dòng)機(jī)與所述制動(dòng)組件之間的外部干式減震器和撓性片設(shè)備。方案7. —種用于車輛的電動(dòng)變矩器組件，所述車輛具有電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元 (MGU)、內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以及具有能夠可選地通過所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述MGU旋轉(zhuǎn)的輸入構(gòu)件的變速器，所述電動(dòng)變矩器組件包括
泵；
制動(dòng)離合器組件，所述制動(dòng)離合器組件適于將所述發(fā)動(dòng)機(jī)選擇性地連接至固定構(gòu)件； 雙小齒輪行星齒輪組，所述雙小齒輪行星齒輪組具有每個(gè)都連接至所述變速器、所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述MGU中不同的一個(gè)的第一、第二和第三構(gòu)件；以及
閉鎖離合器，所述閉鎖離合器適于選擇性地鎖定所述齒輪組以便所述第一、第二和第三構(gòu)件共同旋轉(zhuǎn)；
其中，所述變矩器組件構(gòu)造成在車輛的預(yù)定運(yùn)轉(zhuǎn)模式期間使用所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述MGU 中較快的一個(gè)通過所述齒輪組來驅(qū)動(dòng)所述泵，所述驅(qū)動(dòng)還以單獨(dú)或彼此組合的方式利用所述閉鎖離合器和所述制動(dòng)離合器組件的選擇性接合來實(shí)現(xiàn)。方案8.如方案7所述的電動(dòng)變矩器組件，其中所述電動(dòng)變矩器組件構(gòu)造成當(dāng)所述MGU減速時(shí)選擇性地允許來自所述MGU的慣性扭矩通過所述齒輪組傳遞至所述發(fā)動(dòng)機(jī)以便幫助發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。方案9.如方案7所述的電動(dòng)變矩器組件，其中所述車輛具有純電動(dòng)(EV)發(fā)動(dòng)模式、EV驅(qū)動(dòng)模式和能量再生模式，并且其中所述制動(dòng)組件包括單向離合器，所述單向離合器在EV發(fā)動(dòng)模式、EV驅(qū)動(dòng)模式以及能量再生模式中的每一個(gè)期間都可被接合。
方案10.如方案9所述的電動(dòng)變矩器組件，其中所述制動(dòng)組件還包括帶，所述帶適于在EV驅(qū)動(dòng)模式和能量再生模式期間將所述發(fā)動(dòng)機(jī)接地。方案11.如方案7所述的電動(dòng)變矩器組件，還包括一對(duì)單向離合器，所述一對(duì)單向離合器每個(gè)都連接至所述閉鎖離合器的相反側(cè)，并且定位在所述齒輪組與所述泵之間以便所述泵通過所述一對(duì)單向離合器中的至少一個(gè)來驅(qū)動(dòng)。方案12.如方案7所述的電動(dòng)變矩器組件，還包括定位在所述發(fā)動(dòng)機(jī)與所述制動(dòng)組件之間的外部干式減震器和撓性片設(shè)備。方案13. —種用于車輛的電動(dòng)變矩器組件，所述車輛具有電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元 (MGU)、內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以及具有輸入構(gòu)件的變速器，所述輸入構(gòu)件能夠可選地通過所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述MGU旋轉(zhuǎn)，所述電動(dòng)變矩器組件包括
行星齒輪組，所述行星齒輪組具有連接至所述MGU的太陽輪、連接至所述變速器的齒圈以及具有第一和第二小齒輪的行星架構(gòu)件；
適于選擇性地將所述發(fā)動(dòng)機(jī)接地的制動(dòng)離合器組件，其中所述制動(dòng)離合器組件是與電動(dòng)應(yīng)用的帶并聯(lián)的單向離合器；
泵，所述泵與所述輸入構(gòu)件驅(qū)動(dòng)連接，并且能夠可選地通過所述齒圈和所述行星架構(gòu)件驅(qū)動(dòng)；以及
閉鎖離合器，所述閉鎖離合器適于選擇性地鎖定所述齒輪組以便所述齒圈、所述太陽輪和所述行星架構(gòu)件彼此整體地旋轉(zhuǎn)；
其中，所述電動(dòng)變矩器組件構(gòu)造成在車輛的預(yù)定運(yùn)轉(zhuǎn)模式期間使用所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述 MGU中較快的一個(gè)通過所述齒輪組來驅(qū)動(dòng)所述泵，所述驅(qū)動(dòng)還以單獨(dú)或彼此組合的方式利用所述閉鎖離合器和所述制動(dòng)離合器組件的選擇性接合來實(shí)現(xiàn)。方案14.如方案13所述的電動(dòng)變矩器組件，其中所述電動(dòng)變矩器組件構(gòu)造成當(dāng)所述MGU減速時(shí)選擇性地允許來自所述MGU的慣性扭矩通過所述齒輪組傳遞至所述發(fā)動(dòng)機(jī)以便幫助發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。方案15.如方案13所述的電動(dòng)變矩器組件，其中所述車輛具有純電動(dòng)(EV)發(fā)動(dòng)模式、EV驅(qū)動(dòng)模式和能量再生模式，并且其中所述制動(dòng)組件包括單向離合器，所述單向離合器在EV發(fā)動(dòng)模式、EV驅(qū)動(dòng)模式以及再生模式中的每一個(gè)期間都被接合。方案16.如方案13所述的電動(dòng)變矩器組件，其中在EV驅(qū)動(dòng)模式和再生模式中的每一個(gè)期間所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過所述制動(dòng)組件的接合被接地。方案17.如方案13所述的電動(dòng)變矩器組件，還包括一對(duì)單向離合器，所述一對(duì)單向離合器每個(gè)都連接至所述閉鎖離合器的相反側(cè)，并且定位在所述齒輪組與所述泵之間以便所述泵通過所述一對(duì)單向離合器中的至少一個(gè)來驅(qū)動(dòng)。方案18.如方案13所述的電動(dòng)變矩器組件，還包括定位在所述發(fā)動(dòng)機(jī)與所述制動(dòng)組件之間的外部干式減震器和撓性片設(shè)備。本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他特征和優(yōu)點(diǎn)通過下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施本發(fā)明的最佳模式的詳細(xì)描述而變得清楚。


圖1是配置有根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)變矩器組件的車輛的示意圖；圖2是可用于圖1所示車輛內(nèi)的行星齒輪組的示意性杠桿圖； 圖3是電動(dòng)變矩器組件的示意圖，所述電動(dòng)變矩器組件具有可用作圖2所示齒輪組的實(shí)施方式的雙小齒輪行星齒輪組；以及
圖4是描繪圖1所示車輛的各種可能的運(yùn)行模式的表格。
具體實(shí)施例方式參閱附圖，其中幾個(gè)附圖中相同的附圖標(biāo)記始終指代相同或類似的部件，圖1所示為混合電動(dòng)車輛10。車輛10包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12、電動(dòng)變矩器組件14、電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元(MGU) 16和變速器18。雖然為簡要起見沒有在圖1中示出，但是MGU16通過功率變換器模塊電連接至能量存儲(chǔ)系統(tǒng)-例如可充電的電池，并且適于根據(jù)需要選擇性地從能量存儲(chǔ)系統(tǒng)吸取功率以及傳遞功率至能量存儲(chǔ)系統(tǒng)。車輛10上的各種部件之間的多向動(dòng)力流通過一個(gè)或多個(gè)控制器觀使用動(dòng)力流命令信號(hào)11來控制。車輛10可由發(fā)動(dòng)機(jī)12和MGU16中的兩個(gè)或任一個(gè)提供動(dòng)力，以提供多個(gè)不同的運(yùn)轉(zhuǎn)模式-例如圖4中詳細(xì)示出的十個(gè)不同的運(yùn)轉(zhuǎn)模式。如圖所示，發(fā)動(dòng)器減震器20-例如外部干式減震器和撓性片設(shè)備可連接至發(fā)動(dòng)機(jī)12的輸出側(cè)，以在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)期間減弱發(fā)動(dòng)機(jī)噪音或振動(dòng)的影響。來自變速器18的輸出扭矩(箭頭TJ最終傳遞至一組車輪15以推進(jìn)車輛10。電動(dòng)變矩器組件14包括制動(dòng)器組件22和泵對(duì)。變速器18的輸入構(gòu)件四通過雙小齒輪行星齒輪組30使用來自發(fā)動(dòng)機(jī)12或MGU16中的一個(gè)的輸入扭矩(Tin)來驅(qū)動(dòng)。制動(dòng)器組件22可包括空轉(zhuǎn)元件或單向離合器23以及制動(dòng)離合器25，該制動(dòng)離合器在圖1中示意性地示出為一組離合器片，但是其可設(shè)置為任何適當(dāng)?shù)闹苿?dòng)器。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中制動(dòng)離合器25可構(gòu)造成電動(dòng)應(yīng)用的帶-例如穿過來自減震器20的可旋轉(zhuǎn)輸入轂，或適于用作發(fā)動(dòng)機(jī)接地離合器的任何其他構(gòu)造。制動(dòng)器組件22適于為用于變速器18的任何液壓裝置提供低損失和最小的沖擊。在圖1所示的位置設(shè)置單向離合器23可以簡化發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制的復(fù)雜性。例如，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)事件期間，僅需要控制離合器沈(見圖3)和MGU16。變速器18被齒輪組30 (見圖幻選擇性地驅(qū)動(dòng)，所述齒輪組30是如下所述的電動(dòng)變矩器組件14的一體化部分。因此控制器28適用于控制電動(dòng)變矩器組件14，從而提供包括圖4的表格50中給出的至少一個(gè)純電動(dòng)(EV)模式的多個(gè)不同的車輛運(yùn)轉(zhuǎn)模式，并且確保泵M在某些預(yù)定的運(yùn)轉(zhuǎn)模式期間被發(fā)動(dòng)機(jī)12和MGU16中較快的一個(gè)驅(qū)動(dòng)。也就是說， 當(dāng)MGU16作為發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)-例如在能量再生事件期間，發(fā)動(dòng)機(jī)12可通過齒輪組30以一種方式驅(qū)動(dòng)泵對(duì)。同樣地，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)，MGU可用于通過齒輪組30以另一種方式驅(qū)動(dòng)泵M。如圖3詳細(xì)示出并且在下面描述的，齒輪組30由此允許它的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)點(diǎn)達(dá)到泵M， 并且當(dāng)MGU減速時(shí)還容許來自MGU16的慣性扭矩傳遞至發(fā)動(dòng)機(jī)12，從而幫助發(fā)動(dòng)機(jī)開動(dòng)和起動(dòng)?？刂破饔^可構(gòu)造成數(shù)字計(jì)算機(jī)，所述數(shù)字計(jì)算機(jī)具有微處理器或中央處理器、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、可存取存儲(chǔ)器(RAM)、電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)、高速時(shí)鐘、模擬到數(shù)字(A/D)和數(shù)字到模擬(D/A)電路以及輸入/輸出電路和裝置(1/0)，此外還有適當(dāng)?shù)男盘?hào)調(diào)節(jié)和緩沖電路。存駐在控制器14中或可通過其存取的任何算法從而可存儲(chǔ)在 ROM中并且由控制器自動(dòng)執(zhí)行以提供相應(yīng)的功能。
結(jié)合圖1參閱圖2，如上所述在示意性杠桿圖中示出的雙小齒輪行星齒輪組30構(gòu)造成包括分別標(biāo)示為A、B和C的三個(gè)節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)A連接至發(fā)動(dòng)機(jī)12，所述連接可通過圖1 所示的實(shí)施方式中的減震器20實(shí)現(xiàn)。節(jié)點(diǎn)B連接至變速器18。節(jié)點(diǎn)C連接至MGU16。齒輪組30允許圖1和4中的泵M通過節(jié)點(diǎn)A或節(jié)點(diǎn)C驅(qū)動(dòng)，根據(jù)一個(gè)可能的實(shí)施方式所述節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)C可以是齒圈或行星架構(gòu)件，然而其他構(gòu)造也是可行的。使用這種構(gòu)造，在某些預(yù)定的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)或模式下-例如空轉(zhuǎn)情況下允許泵M以相對(duì)較快的速率運(yùn)轉(zhuǎn)，從而可有助于使需要的泵的尺寸最小化，此外還避免了對(duì)經(jīng)常存在于混合動(dòng)力系統(tǒng)中并且被稱為輔助泵的第二電動(dòng)泵的需求。齒輪組30還為泵M提供足夠的齒輪減速，由此當(dāng)在低車速下期望時(shí)允許相對(duì)于車軸以高速比-例如大約42:1的比率驅(qū)動(dòng)泵，與此相對(duì)的是在較高速度下并且在常規(guī)自動(dòng)變速器設(shè)計(jì)中大約18:1的比率。參閱圖3，圖1中的電動(dòng)變矩器組件14包括如上所述的雙小齒輪行星齒輪組 30-即具有行星架構(gòu)件32的行星齒輪組，如圖所示所述行星架構(gòu)件32具有兩組小齒輪34。 齒輪組30包括齒圈36和太陽輪38，所述齒圈36和太陽輪38由行星架構(gòu)件32可旋轉(zhuǎn)地支撐。如圖1所示，在電動(dòng)變矩器組件14內(nèi)，齒輪組30連接至閉鎖離合器沈，所述閉鎖離合器沈可響應(yīng)于來自控制器觀的信號(hào)11選擇性地接合，以將行星架構(gòu)件32、齒圈36和太陽輪38選擇性地鎖定在一起以便共同旋轉(zhuǎn)。在同一圖中還示出了，齒輪組30將由發(fā)動(dòng)機(jī)12 和/或MGU16(見圖1)產(chǎn)生的輸入扭矩最終傳遞至泵M和變速器18。一對(duì)單向離合器40 可連接至閉鎖離合器沈的相反側(cè)，并且定位在齒輪組30與泵M之間以便通過單向離合器 40中的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)泵。這種構(gòu)造提供雙驅(qū)能力，或通過發(fā)動(dòng)機(jī)12和/或MGU16驅(qū)動(dòng)泵 24。在一個(gè)可能的實(shí)施方式中，MGU16可相對(duì)于變速器18軸線偏置地放置以獲得改善的封裝-例如用于當(dāng)本發(fā)明將在前輪驅(qū)動(dòng)車輛中實(shí)施時(shí)增加空間。然而，同軸構(gòu)造也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。參閱圖4，表格50描繪了各種可能的運(yùn)轉(zhuǎn)模式-即模式1-10，使用制動(dòng)器組件22、 電動(dòng)變矩器組件14以及在圖2中示出的閉鎖離合器沈。各種模式允許用發(fā)動(dòng)機(jī)12驅(qū)動(dòng)圖 1和2中的泵即模式5-8和模式10，以及通過MGU16驅(qū)動(dòng)圖1和2中的泵即模式 2-4和模式9。在模式1中，泵M未被驅(qū)動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)12關(guān)閉，并且不需要液壓力。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵的模式
從模式1-即空轉(zhuǎn)/發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉開始，并且參照?qǐng)D1和2中示出的結(jié)構(gòu)，單向離合器23、 制動(dòng)離合器25以及閉鎖離合器沈都被釋放。在發(fā)動(dòng)機(jī)12關(guān)閉的情況下，泵M由此未被驅(qū)動(dòng)，或可通過MGU16驅(qū)動(dòng)。如果泵M在該模式下沒有以其他方式驅(qū)動(dòng)，那么圖1所示的變速器18保持空轉(zhuǎn)。為進(jìn)入模式2-即電動(dòng)車輛(EV)發(fā)動(dòng)，單向離合器23接合或鎖定以防止空轉(zhuǎn)，并且由MGU16直接驅(qū)動(dòng)泵24。在一個(gè)實(shí)施方式中，閉鎖離合器沈可被容許達(dá)到閾值速度的有限滑動(dòng)量-例如大約1. 5MPH，以將泵的速度保持在閾值速度-例如大約800RPM。或者，在該模式中可采用小的輔助泵(未示出)用于純EV運(yùn)轉(zhuǎn)。為進(jìn)入模式3-即EV驅(qū)動(dòng)，制動(dòng)離合器25被應(yīng)用或接合同時(shí)單向離合器23保持接合。在該模式中，根據(jù)需要，可控制閉鎖離合器26上的滑動(dòng)以提供期望的輸出。在模式 3中通過行星齒輪組30進(jìn)行的EV驅(qū)動(dòng)可允許(通過齒輪減速)大體上降低的電動(dòng)機(jī)扭矩需求，這又可使MGU16能夠減小尺寸?？赏ㄟ^繼續(xù)允許閉鎖離合器沈滑動(dòng)同時(shí)釋放制動(dòng)離合器25來進(jìn)入模式4-即EV /發(fā)動(dòng)機(jī)開啟。單向離合器23被允許超限運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)于模式9-即再生制動(dòng)/ EV模式，隨著單向離合器23被接合或鎖定，閉鎖離合器26被完全釋放并且制動(dòng)離合器25被接合。發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵的樽式
圖3所示的模式5-8和模式9，允許泵M由發(fā)動(dòng)機(jī)12通過圖2所示的行星齒輪組30 驅(qū)動(dòng)。從模式5開始-即發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)/并聯(lián)，閉鎖離合器沈被完全接合，制動(dòng)離合器25被釋放并且允許單向離合器23超限運(yùn)轉(zhuǎn)。模式6和7允許發(fā)動(dòng)機(jī)12按鍵式起動(dòng)-即相應(yīng)地在水平面和斜坡上通過從輔助起動(dòng)器電機(jī)(未示出)吸取功率。模式6與模式5的不同之處是，在模式6中閉鎖離合器 26被完全釋放并且在模式5中被完全接合。如果沒有設(shè)置輔助起動(dòng)器電機(jī)，當(dāng)變速器18處于空檔狀態(tài)時(shí)-例如在典型的按鍵起動(dòng)期間，可通過MGU16的運(yùn)轉(zhuǎn)以及閉鎖離合器沈的應(yīng)用來起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12。對(duì)于模式7，減速的MGU16可補(bǔ)充起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12所需的扭矩。這種能力可用于減少所需的來自電池的電功率或減少所需的來自電動(dòng)機(jī)的電磁扭矩，或可用于將兩者都減小。在模式8中，通過應(yīng)用摩擦元件25以及允許空轉(zhuǎn)元件23超限運(yùn)轉(zhuǎn)來啟用能量再生。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到圖1所示車輛10的潛在競爭優(yōu)勢(shì)。通過使用具有兩個(gè)離合器-即圖1所示的制動(dòng)器組件22和圖2所示的閉鎖離合器沈的電動(dòng)變矩器組件14以及如圖2所示的行星齒輪組30，如上所述，泵M可由發(fā)動(dòng)機(jī)12和MGU16中較快的一個(gè)驅(qū)動(dòng)，由此優(yōu)化泵的容量以使泵在空轉(zhuǎn)時(shí)能夠快速運(yùn)轉(zhuǎn)。通過在較低速度時(shí)將泵M用鎖定離合器沈鎖定，與比率大約為18:1的常規(guī)設(shè)計(jì)相比，可實(shí)現(xiàn)大約42:1的增大的比率。此外，如上所述，本發(fā)明使來自MGU16的慣性扭矩能夠用于發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)，在此所述的構(gòu)造降低“航行”發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)(車輛移動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng))所需的電功率成本。 使用電動(dòng)機(jī)慣性起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12，可降低起動(dòng)條件。例如，如果常規(guī)起動(dòng)需要15KW的功率，并且如果在一個(gè)實(shí)施方式中這一數(shù)字可被降低至大約5KW的功率，額外的IOKM功率可用于在不需要采用更大的電池的情況下為車輛10提供動(dòng)力。雖然已經(jīng)詳細(xì)描述了實(shí)施本發(fā)明的最佳模式，那些熟悉本發(fā)明所涉及領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的用于實(shí)施本發(fā)明的各種備選設(shè)計(jì)和實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1.一種車輛，包括 電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元(MGU)； 內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)；具有輸入構(gòu)件的變速器，所述輸入構(gòu)件能夠可選地通過所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述MGU旋轉(zhuǎn)；以及電動(dòng)變矩器組件，該電動(dòng)變矩器組件具有 泵；制動(dòng)離合器組件，所述制動(dòng)離合器組件將所述發(fā)動(dòng)機(jī)選擇性地連接至固定構(gòu)件； 雙小齒輪行星齒輪組，所述雙小齒輪行星齒輪組具有分別連接至所述變速器、所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述MGU中不同的一個(gè)的第一、第二和第三構(gòu)件；以及閉鎖離合器，所述閉鎖離合器適于鎖定所述齒輪組的第一、第二和第三構(gòu)件以便共同旋轉(zhuǎn)；其中，在車輛的預(yù)定運(yùn)轉(zhuǎn)模式中由所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述MGU中較快的一個(gè)通過所述齒輪組來驅(qū)動(dòng)所述泵，所述驅(qū)動(dòng)以單獨(dú)或彼此組合的方式利用所述閉鎖離合器和所述制動(dòng)離合器組件的選擇性接合來實(shí)現(xiàn)。
2.如權(quán)利要求1所述的車輛，其中所述電動(dòng)變矩器組件構(gòu)造成當(dāng)所述MGU減速時(shí)選擇性地允許來自所述MGU的慣性扭矩通過所述齒輪組傳遞至所述發(fā)動(dòng)機(jī)，以便幫助發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。
3.如權(quán)利要求1所述的車輛，其中所述車輛具有純電動(dòng)(EV)發(fā)動(dòng)模式、EV驅(qū)動(dòng)模式和再生模式，并且其中所述制動(dòng)組件包括單向離合器，所述單向離合器在EV發(fā)動(dòng)模式、EV驅(qū)動(dòng)模式以及再生模式中的每一個(gè)期間都被接合。
4.如權(quán)利要求3所述的車輛，其中在EV驅(qū)動(dòng)模式和再生模式期間所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過所述制動(dòng)組件的接合被接地。
5.如權(quán)利要求1所述的車輛，還包括一對(duì)單向離合器，所述一對(duì)單向離合器每個(gè)都連接至所述閉鎖離合器的相反側(cè)，并且定位在所述齒輪組與所述泵之間以便所述泵通過所述一對(duì)單向離合器中的至少一個(gè)來驅(qū)動(dòng)。
6.如權(quán)利要求1所述的車輛，還包括定位在所述發(fā)動(dòng)機(jī)與所述制動(dòng)組件之間的外部干式減震器和撓性片設(shè)備。
7.一種用于車輛的電動(dòng)變矩器組件，所述車輛具有電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元(MGU)、內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以及具有能夠可選地通過所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述MGU旋轉(zhuǎn)的輸入構(gòu)件的變速器，所述電動(dòng)變矩器組件包括泵；制動(dòng)離合器組件，所述制動(dòng)離合器組件適于將所述發(fā)動(dòng)機(jī)選擇性地連接至固定構(gòu)件； 雙小齒輪行星齒輪組，所述雙小齒輪行星齒輪組具有每個(gè)都連接至所述變速器、所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述MGU中不同的一個(gè)的第一、第二和第三構(gòu)件；以及閉鎖離合器，所述閉鎖離合器適于選擇性地鎖定所述齒輪組以便所述第一、第二和第三構(gòu)件共同旋轉(zhuǎn)；其中，所述變矩器組件構(gòu)造成在車輛的預(yù)定運(yùn)轉(zhuǎn)模式期間使用所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述MGU 中較快的一個(gè)通過所述齒輪組來驅(qū)動(dòng)所述泵，所述驅(qū)動(dòng)還以單獨(dú)或彼此組合的方式利用所述閉鎖離合器和所述制動(dòng)離合器組件的選擇性接合來實(shí)現(xiàn)。
8.如權(quán)利要求7所述的電動(dòng)變矩器組件，其中所述電動(dòng)變矩器組件構(gòu)造成當(dāng)所述MGU 減速時(shí)選擇性地允許來自所述MGU的慣性扭矩通過所述齒輪組傳遞至所述發(fā)動(dòng)機(jī)以便幫助發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。
9.如權(quán)利要求7所述的電動(dòng)變矩器組件，其中所述車輛具有純電動(dòng)(EV)發(fā)動(dòng)模式、EV 驅(qū)動(dòng)模式和能量再生模式，并且其中所述制動(dòng)組件包括單向離合器，所述單向離合器在EV 發(fā)動(dòng)模式、EV驅(qū)動(dòng)模式以及能量再生模式中的每一個(gè)期間都可被接合。
10.一種用于車輛的電動(dòng)變矩器組件，所述車輛具有電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元(MGU)、內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以及具有輸入構(gòu)件的變速器，所述輸入構(gòu)件能夠可選地通過所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述MGU 旋轉(zhuǎn)，所述電動(dòng)變矩器組件包括行星齒輪組，所述行星齒輪組具有連接至所述MGU的太陽輪、連接至所述變速器的齒圈以及具有第一和第二小齒輪的行星架構(gòu)件；適于選擇性地將所述發(fā)動(dòng)機(jī)接地的制動(dòng)離合器組件，其中所述制動(dòng)離合器組件是與電動(dòng)應(yīng)用的帶并聯(lián)的單向離合器；泵，所述泵與所述輸入構(gòu)件驅(qū)動(dòng)連接，并且能夠可選地通過所述齒圈和所述行星架構(gòu)件驅(qū)動(dòng)；以及閉鎖離合器，所述閉鎖離合器適于選擇性地鎖定所述齒輪組以便所述齒圈、所述太陽輪和所述行星架構(gòu)件彼此整體地旋轉(zhuǎn)；其中，所述電動(dòng)變矩器組件構(gòu)造成在車輛的預(yù)定運(yùn)轉(zhuǎn)模式期間使用所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述 MGU中較快的一個(gè)通過所述齒輪組來驅(qū)動(dòng)所述泵，所述驅(qū)動(dòng)還以單獨(dú)或彼此組合的方式利用所述閉鎖離合器和所述制動(dòng)離合器組件的選擇性接合來實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
一種車輛，其包括電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)單元(MGU)、內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器以及電動(dòng)變矩器組件，所述變速器具有可通過發(fā)動(dòng)機(jī)或MGU旋轉(zhuǎn)的輸入構(gòu)件。所述變矩器組件具有與變速器驅(qū)動(dòng)連接的泵、用于將發(fā)動(dòng)機(jī)選擇性地連接至固定構(gòu)件的制動(dòng)離合器組件、閉鎖離合器以及雙小齒輪行星齒輪組。當(dāng)MGU減速時(shí)，電動(dòng)變矩器組件允許來自MGU的慣性扭矩通過齒輪組傳遞以便幫助發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。由發(fā)動(dòng)機(jī)和MGU中較快的一個(gè)通過齒輪組來驅(qū)動(dòng)泵，且該驅(qū)動(dòng)通過閉鎖離合器和制動(dòng)離合器組件的單獨(dú)或彼此組合方式的選擇性接合來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明還提供一種如上所述構(gòu)造的電動(dòng)變矩器，所述電動(dòng)變矩器還可包括用于在某些運(yùn)轉(zhuǎn)模式期間將發(fā)動(dòng)機(jī)接地的電力致動(dòng)的帶。
文檔編號(hào)B60K6/36GK102275495SQ201110150760
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月7日
發(fā)明者W. 梅利特 E., M. 哈特 J., 謝內(nèi)克 N., H. 斯維爾斯 S. 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司