專利名稱：寬節(jié)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及一種用于車輛的寬節(jié)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)單元。
背景技術(shù)：
為了產(chǎn)出更高效率的車輛，混合驅(qū)動(dòng)車輛動(dòng)力系統(tǒng)集合非電化的電動(dòng)機(jī)和傳統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。來自發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的扭矩通常通過變速器被傳導(dǎo)到車輛的被驅(qū)動(dòng)輪。混合驅(qū)動(dòng)車輛動(dòng)力系統(tǒng)的效率通常與發(fā)動(dòng)機(jī)必須運(yùn)行以附加到或替代電動(dòng)機(jī)用于驅(qū)動(dòng)車輛的時(shí)間的百分比有關(guān)。一些混合動(dòng)力系統(tǒng)使用單個(gè)電動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)的合作。在這樣的動(dòng)力系統(tǒng)中，變速器輸出，和車速一樣，直接地與發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的速度和扭矩有關(guān)。其他混合動(dòng)力系統(tǒng)使用兩個(gè)電動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)合作用于驅(qū)動(dòng)車輛。附加地，車輛可僅僅使用電推進(jìn)。在這種情況中，車輛的動(dòng)力系統(tǒng)將具有一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)且沒有內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。在混合動(dòng)力系統(tǒng)或純電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)被操作地連接到變速器，該變速器包括行星齒輪以致電動(dòng)機(jī)的扭矩和速度可獨(dú)立于車輛的速度和期望的加速度選定。在混合動(dòng)力系統(tǒng)中，發(fā)動(dòng)機(jī)的控制通常通過來自電動(dòng)機(jī)(一個(gè)或多個(gè))的個(gè)別扭矩貢獻(xiàn)的變化而完成。因此，這樣的混合電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)和純電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)每個(gè)可提供來自電動(dòng)機(jī)的可選擇的扭矩貢獻(xiàn)，且在混合動(dòng)力系統(tǒng)的情況中，可同樣提供來自發(fā)動(dòng)機(jī)的可選擇的扭矩貢獻(xiàn)，以用于驅(qū)動(dòng)主體車輛。

發(fā)明內(nèi)容
一種可與多個(gè)動(dòng)力源連接用于啟動(dòng)和推進(jìn)車輛的機(jī)電驅(qū)動(dòng)單元，包括輸出構(gòu)件，靜止構(gòu)件，齒輪系和扭矩傳輸設(shè)備。該驅(qū)動(dòng)單元還包括復(fù)合行星齒輪裝置，該復(fù)合行星齒輪裝置具有第一，第二，第三和第四接合點(diǎn)。該動(dòng)力源包括第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)。該第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)在第一接合點(diǎn)處通過齒輪系被操作地連接到復(fù)合行星齒輪裝置，同時(shí)輸出構(gòu)件在第二接合點(diǎn)處被操作地連接到復(fù)合行星齒輪裝置。附加地，第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)在第四接合點(diǎn)處被操作地連接到復(fù)合行星齒輪裝置。此外，扭矩傳輸設(shè)備可接合以將第三接合點(diǎn)接地到靜止構(gòu)件。復(fù)合行星齒輪裝置可包括與第二行星齒輪組互連的第一行星齒輪組。在這種情況下，相應(yīng)的第一和第二行星齒輪組每個(gè)可包括第一，第二和第三構(gòu)件，且其中第一行星齒輪組的兩個(gè)構(gòu)件被操作地連接到第二行星齒輪組的兩個(gè)構(gòu)件。第一接合點(diǎn)可由第一行星齒輪組的第一構(gòu)件所限定。第二接合點(diǎn)可由與第二行星齒輪組的第一構(gòu)件互連的第一行星齒輪組的第二構(gòu)件所限定。第三接合點(diǎn)可由與第二行星齒輪組的第二構(gòu)件互連的第一行星齒輪組的第三構(gòu)件所限定。此外，第四接合點(diǎn)可由第二行星齒輪組的第三構(gòu)件所限定。在替代實(shí)施例中，第一接合點(diǎn)可由與第二行星齒輪組的第一構(gòu)件互連的第一行星齒輪組的第一構(gòu)件所限定。第二接合點(diǎn)可由第一行星齒輪組的第二構(gòu)件所限定。第三接合點(diǎn)可由與第二行星齒輪組的第二構(gòu)件互連的第一行星齒輪組的第三構(gòu)件所限定。最后，第四接合點(diǎn)可由第二行星齒輪組的第三構(gòu)件所限定。第一，第二，第三和第四接合點(diǎn)可在扭矩傳輸設(shè)備和輸出構(gòu)件之間提供至少3比I的齒輪比傳播。在驅(qū)動(dòng)單元中的最高數(shù)值齒輪比可為大約4比I且最小數(shù)值齒輪比可為大約0.7比I。第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)可被布置在第一旋轉(zhuǎn)軸線上且第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)可被布置在第二旋轉(zhuǎn)軸線上，其中第一軸線可大致平行于第二軸線。動(dòng)力源還可包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。在這樣的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)可被布置在第一旋轉(zhuǎn)軸線上且在第三接合點(diǎn)處被操作地連接到復(fù)合行星齒輪裝置。該扭矩傳輸設(shè)備可通過電促動(dòng)設(shè)備選擇性地接合和脫離。附加地，扭矩傳輸設(shè)備可為帶，滾柱-星輪式，爪形離合器和斜撐類型的制動(dòng)器中的一個(gè)。因此，如果靜止構(gòu)件是機(jī)電驅(qū)動(dòng)單元的外殼，扭矩傳輸設(shè)備可被使用到相對于外殼制動(dòng)第三接合點(diǎn)。與第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)相比，該第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)可被配置為產(chǎn)生更大的扭矩且體型上更大。附加地，第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)可使用非稀土磁體。驅(qū)動(dòng)單元還可包括第一液壓泵和第二液壓泵。在這樣的情況下，第一泵可被操作地連接到第三接合點(diǎn)，第二泵可被操作地連接到輸出構(gòu)件。結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)，第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的這樣的驅(qū)動(dòng)單元可為具有EVT的混合動(dòng)力系統(tǒng)的一部分，該EVT被布置為提供單模式寬節(jié)點(diǎn)齒輪比傳播構(gòu)造以起動(dòng)和推進(jìn)車輛。當(dāng)結(jié)合附圖和附屬權(quán)利要求時(shí)，從下面的用于執(zhí)行如所附權(quán)利要求限定的上述發(fā)明的實(shí)施例和最佳方法的具體描述可容易地明白本公開的上述特征和優(yōu)點(diǎn)，以及其它特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是示出了被使用作為車輛的混合動(dòng)力系統(tǒng)的一部分的寬節(jié)點(diǎn)復(fù)合-分流(compound-split)電動(dòng)無極變速器(electrical variable transmission, EVT)的不意性符號圖。圖2是示出了在圖1中以符號圖形式表達(dá)的寬節(jié)點(diǎn)ETV的示意性杠桿圖。圖3是示出了在圖1中以符號圖形式表達(dá)的寬節(jié)點(diǎn)ETV的示意性杠桿圖的另一實(shí)施例。圖4是示出了被使用作為車輛的混合動(dòng)力系統(tǒng)的一部分的寬節(jié)點(diǎn)EVT的另一實(shí)施例的示意性符號圖。圖5是示出了在圖4中以符號圖形式表達(dá)的寬節(jié)點(diǎn)ETV的示意性杠桿圖。圖6是曲線圖，示出了圖1至圖5中的寬節(jié)點(diǎn)ETV的每發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的車輛行車距離的對比。
具體實(shí)施例方式參考附圖，其中相同的參考標(biāo)號表示相同的部件，圖1示出了混合動(dòng)力系統(tǒng)10，該動(dòng)力系統(tǒng)被配置發(fā)動(dòng)和推進(jìn)車輛，也就是，操作車輛在低和高行駛速度之間的所有速度范圍。該混合動(dòng)力系統(tǒng)10包括多個(gè)動(dòng)力源,這些動(dòng)力源包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12,第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14，和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)16，全都連接到機(jī)電驅(qū)動(dòng)單元，該機(jī)電驅(qū)動(dòng)單元被描述為“電動(dòng)無極變速器”(EVT) 18。該動(dòng)力系統(tǒng)10還具有儲(chǔ)能系統(tǒng)，該儲(chǔ)能系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)電池，該電池未特別顯示，但被那些本領(lǐng)域技術(shù)人員所知。該儲(chǔ)能系統(tǒng)被操作地連接到第一和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14，16以致電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)可傳遞扭矩到發(fā)動(dòng)機(jī)12或接受來自發(fā)動(dòng)機(jī)12的扭矩。雖然未顯示，該動(dòng)力系統(tǒng)10還包括控制器或電子控制單元(ECU)。該控制器被操作地連接到動(dòng)力源和儲(chǔ)能系統(tǒng)以控制從動(dòng)力源到EVT 18的扭矩的分配。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，“電動(dòng)無極變速器”包括變速器行星齒輪系，該行星齒輪系被操作地連接到發(fā)動(dòng)機(jī)12，第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)16的每個(gè)。傳導(dǎo)發(fā)動(dòng)機(jī)12和兩個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14，16相應(yīng)的扭矩到行星齒輪系的不同構(gòu)件允許動(dòng)力源中的一個(gè)輔助或平衡另兩個(gè)中任一個(gè)的操作。因此，被操作地連接到EVT 18的一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)12和兩個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14，16的組合允許發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的速度和扭矩獨(dú)立地被控制和被選擇以便更有效地供應(yīng)動(dòng)力到主體車輛。雖然所示混合動(dòng)力系統(tǒng)10包括發(fā)動(dòng)機(jī)12，EVT 18也可僅能連接到第一和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14，16。在這種情況下，動(dòng)力系統(tǒng)10將不再是混合類型，而是純電動(dòng)的，且那么EVT 18可廣義地稱為機(jī)電驅(qū)動(dòng)單元。為了簡單和清晰起見，本說明書的其余部分將被連接到發(fā)動(dòng)機(jī)12，以及被連接到電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14，16的EVT 18稱為機(jī)電驅(qū)動(dòng)單元。附加地，混合動(dòng)力系統(tǒng)10的連接關(guān)系，其將在下面更詳細(xì)地描述，可允許全面下降來自第一和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14，16的組合的扭矩要求同時(shí)提供與其他系統(tǒng)相比合意的車輛性能。EVT 18包括兩個(gè)行星齒輪組，以杠桿圖形式描述在圖2中。杠桿圖是機(jī)械設(shè)備例如自動(dòng)變速器的部件的示意圖。單個(gè)杠桿每個(gè)可表示單個(gè)行星齒輪組，復(fù)合行星齒輪裝置(compound planetary gear arrangement)具有兩個(gè)或多個(gè)互連的行星齒輪組,或外齒輪組。在行星齒輪組杠桿中，該主體齒輪組的三個(gè)基礎(chǔ)機(jī)械部件，也就是恒星齒輪，行星齒輪架和環(huán)形齒輪構(gòu)件，其每個(gè)通過特定桿上的接合點(diǎn)表示。因此，通常單個(gè)行星齒輪組杠桿包括三個(gè)接合點(diǎn)，一個(gè)用于恒星齒輪構(gòu)件，一個(gè)用于行星齒輪架構(gòu)件，以及一個(gè)用于環(huán)形齒輪構(gòu)件。每個(gè)行星齒輪組杠桿的接合點(diǎn)之間的相對長度可被用于表示每個(gè)相應(yīng)齒輪組的環(huán)形齒輪和恒星齒輪的齒輪比。這些桿的比，轉(zhuǎn)而被用于改變變速器的齒輪比以便達(dá)到適當(dāng)?shù)谋壤捅壤墧?shù)。各個(gè)行星齒輪組的接合點(diǎn)之間的機(jī)械耦合或相互連接由細(xì)小橫線所示出，且扭力傳輸設(shè)備(譬如離合器和制動(dòng)器)是以交錯(cuò)指狀物形式示出。如果該設(shè)備是制動(dòng)器，指狀物中的一組是接地的。杠桿圖的形式、目的和用途的進(jìn)一步解釋可在由Benford, Howard和Leising, Maurice為作者的美國汽車工程師協(xié)會(huì)論文810102 “TheLever Analogy: A New Tool in Transmission Analysis (杠桿分析法:變速器分析中的新工具)”(1981)中找到，其在此通過參考全部并入。在圖1和圖2中能看到，EVT 18包括復(fù)合-分流行星齒輪裝置20?？傊?，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，四接合點(diǎn)杠桿(如圖2所示)，通過提供兩個(gè)單獨(dú)的固定連接被建立，也就是，在一個(gè)行星齒輪組的構(gòu)件和另一行星齒輪組的構(gòu)件之間的配對。例如，這樣的固定連接可被提供在一個(gè)行星齒輪組的行星齒輪架和另一齒輪組的環(huán)形齒輪之間或一個(gè)齒輪組的行星齒輪架和另一齒輪組的恒星齒輪之間。當(dāng)單個(gè)這樣的固定連接被使用時(shí)，該主體連接用于將獨(dú)立旋轉(zhuǎn)慣量(separately rotating inertias)(繞共同的中心軸線)的最大數(shù)值從六降低到四，且將總體自由度從四降低到二。因此被約束的情況下，復(fù)合-分流行星齒輪裝置20提供，按旋轉(zhuǎn)速度的順序，第一，第二，第三，第四接合點(diǎn)。然而，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，各種復(fù)合行星齒輪裝置可被構(gòu)造以提供四個(gè)接合點(diǎn)杠桿，該杠桿將實(shí)現(xiàn)這樣的結(jié)果且將它們置于圖2中的杠桿圖的范圍內(nèi)。如圖1中所示，復(fù)合-分流行星齒輪裝置20包括第一行星齒輪組22，該第一行星齒輪組22與第二行星齒輪組24互連，其中第一行星齒輪組的兩個(gè)構(gòu)件被操作地連接到第二行星齒輪組的兩個(gè)構(gòu)件。在圖2中能看到，杠桿26表示復(fù)合-分流行星齒輪裝置20分別包括第一，第二，第三和第四接合點(diǎn)26-1，26-2, 26-3和26_4。第一接合點(diǎn)26_1表不第一行星齒輪組22的第一構(gòu)件或由第一行星齒輪組22的第一構(gòu)件所限定，第二接合點(diǎn)26-2由與第二行星齒輪組24的第一構(gòu)件互連的第一行星齒輪組的第二構(gòu)件所限定，第三接合點(diǎn)26-3由與第二行星齒輪組的第二構(gòu)件互連的第一行星齒輪組的第三構(gòu)件所限定，且第四接合點(diǎn)26-4由第二行星齒輪組的第三構(gòu)件所限定。又如圖1所示，第一齒輪組22包括環(huán)形齒輪構(gòu)件28，架構(gòu)件30和恒星齒輪構(gòu)件32。此外，第二齒輪組24包括環(huán)形齒輪構(gòu)件34，架構(gòu)件36和恒星齒輪構(gòu)件38。如圖2中所示，且根據(jù)第一和第二齒輪組22，24的上述結(jié)構(gòu)，第一接合點(diǎn)26-1可表示第一齒輪組22的環(huán)形齒輪構(gòu)件28。附加地，第二接合點(diǎn)26-2可表示與第二齒輪組24的環(huán)形齒輪構(gòu)件34互連的第一齒輪組22的架構(gòu)件30。第三接合點(diǎn)26-3可表示與第二齒輪組24的架構(gòu)件36互連的第一齒輪組22的恒星齒輪構(gòu)件32。最后，第四接合點(diǎn)26-4可表示第二齒輪組24的恒星齒輪構(gòu)件38。因此，第一行星齒輪組22和第二行星齒輪組24被連接以致得到的結(jié)構(gòu)提供了四接合點(diǎn)杠桿，該接合點(diǎn)杠桿包括接合點(diǎn)26-1，26-2，26-3，和26_4，雖然個(gè)別的齒輪組構(gòu)件不是必須按照上述次序被連接。如圖3中所示，杠桿26還可由可分別對應(yīng)于第一行星齒輪組22和第二行星齒輪組24的兩個(gè)獨(dú)自的杠桿39-1和40-1表示。因此，在圖3中，接合點(diǎn)26_2和26_3被表示為固定相互連接，以致得到的結(jié)構(gòu)有效地產(chǎn)生四接合點(diǎn)杠桿，和圖2中所示相似。如此，圖1中所示的動(dòng)力系統(tǒng)10是由圖2和3中所示的杠桿圖表示的動(dòng)力系統(tǒng)10的具體實(shí)施例。因此,如圖1中所示的EVT 18是由示意性符號圖表示的,且描述了對應(yīng)于且反映了圖2和圖3中的杠桿圖的具體復(fù)合-分流行星齒輪裝置20。雖然具體的動(dòng)力系統(tǒng)10在圖1中示出，將理解具體實(shí)施例性質(zhì)上僅僅是示例性的，且在圖2和圖3的杠桿圖范圍內(nèi)的其他動(dòng)力系統(tǒng)配置也可考慮。在圖1中可看到，發(fā)動(dòng)機(jī)12和第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14被布置在共同第一旋轉(zhuǎn)軸線41上，且第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)被布置在第二旋轉(zhuǎn)軸線42上，其中第一軸線大致平行于第二軸線。EVT 18還包括齒輪系44。該齒輪系44被配置為操作地將第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)16在第一接合點(diǎn)處26-1處連接到復(fù)合-分流行星齒輪裝置20。該齒輪系44可被配置為單級或雙級平行軸齒輪組。繼續(xù)參考圖1，發(fā)動(dòng)機(jī)12,第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)16通過輸入構(gòu)件裝置被操作地連接到EVT 18，該輸入構(gòu)件裝置將扭矩從動(dòng)力源傳輸?shù)綇?fù)合-分流行星齒輪裝置20。該輸入構(gòu)件裝置包括被用作輸入構(gòu)件46的發(fā)動(dòng)機(jī)12的輸出軸；被用作輸入構(gòu)件48的第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14的轉(zhuǎn)子；被用作輸入構(gòu)件50的第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)16的轉(zhuǎn)子。該輸入構(gòu)件46被配置為提供發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩到EVT 18。該輸入構(gòu)件48和輸入構(gòu)件50每個(gè)被配置為提供扭矩從相應(yīng)的第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)16到EVT 18。如圖2至圖3中可以看到的，輸入構(gòu)件46被持續(xù)地連接到第三接合點(diǎn)26_3，輸入構(gòu)件48被持續(xù)地連接到第四接合點(diǎn)26-4，輸入構(gòu)件50被持續(xù)地連接到接合點(diǎn)26-1。EVT18還包括輸出構(gòu)件52。該輸出構(gòu)件52被持續(xù)地連接到第二接合點(diǎn)26-2且被配置為提供來自復(fù)合-分流行星齒輪裝置20的輸出扭矩用于啟動(dòng)和推進(jìn)車輛。如圖1中所示，輸出構(gòu)件可被配置為鏈傳動(dòng)構(gòu)件，該鏈傳動(dòng)構(gòu)件將架構(gòu)件30連接到差動(dòng)單元53。該輸出構(gòu)件52還可被配置為齒輪傳動(dòng)。在圖1至圖3中可以看到的，EVT 18還包括靜止構(gòu)件，例如變速器箱或外殼54。第三接合點(diǎn)26-3可通過可接合扭矩傳輸設(shè)備56選擇性地與外殼54連接從而使第三接合點(diǎn)26-3接地。該扭矩傳輸設(shè)備56可通過電促動(dòng)設(shè)備(例如螺線管)選擇性地接合和脫離。附加地，扭矩傳輸設(shè)備56可被配置為帶，滾柱-星輪式單向離合器，爪形離合器或斜撐類型的制動(dòng)器。因此，扭矩傳輸設(shè)備56可被用于相對于外殼54制動(dòng)第三接合點(diǎn)26-3。電促動(dòng)的扭矩傳輸設(shè)備56允許減少混合動(dòng)力系統(tǒng)10以及純電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)應(yīng)用(即沒有發(fā)動(dòng)機(jī)12)中的效率損耗。附加地，電促動(dòng)的扭矩傳輸設(shè)備56能增加純電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)扭矩能力?；旌蟿?dòng)力系統(tǒng)110被描述在圖4中?；旌蟿?dòng)力系統(tǒng)110相似于圖1中不出的混合動(dòng)力系統(tǒng)10，其中混合動(dòng)力系統(tǒng)110也可由示出在圖2中的杠桿26表示，且由此為主體寬節(jié)點(diǎn)EVT的另一實(shí)施例?；旌蟿?dòng)力系統(tǒng)110包括具有復(fù)合-分流行星齒輪裝置120的EVT118。如圖4中所示，復(fù)合-分流行星齒輪裝置120包括與第二行星齒輪組124互連的第一行星齒輪組122，其中第一行星齒輪組的兩個(gè)構(gòu)件被操作地連接到第二行星齒輪組的兩個(gè)構(gòu)件。在圖5中可以看到的，杠桿126還可表示復(fù)合-分流行星齒輪裝置120。該杠桿126包括相應(yīng)的第一，第二，第三和第四接合點(diǎn)126-1，126-2，126-3和126-4。第一接合點(diǎn)126-1表不第一行星齒輪組122的第一構(gòu)件或由第一行星齒輪組122的第一構(gòu)件所限定,該第一行星齒輪組122的第一構(gòu)件與第二行星齒輪組124的第一構(gòu)件互連，第二接合點(diǎn)126-2由第一行星齒輪組的第二構(gòu)件所限定，第三接合點(diǎn)126-3由與第二行星齒輪組的第二構(gòu)件互連的第一行星齒輪組的第三構(gòu)件所限定，且第四接合點(diǎn)126-4由第二行星齒輪組的第三構(gòu)件所限定。又如圖4所示，第一齒輪組122包括環(huán)形齒輪構(gòu)件128，架構(gòu)件130和恒星齒輪構(gòu)件132。此外，第二齒輪組124包括環(huán)形齒輪構(gòu)件134，架構(gòu)件136和恒星齒輪構(gòu)件138。如圖5中所不且根據(jù)第一和第二齒輪組122，124的上述結(jié)構(gòu),第一接合點(diǎn)126-1可表不與第二行星齒輪組124的環(huán)形齒輪構(gòu)件134互連的第一齒輪組122的環(huán)形齒輪構(gòu)件128。附加地，第二接合點(diǎn)126-2可表示第一齒輪組122的架構(gòu)件130。第三接合點(diǎn)126-3可表示與第二齒輪組124的架構(gòu)件136互連的第一齒輪組122的恒星齒輪構(gòu)件132。最后，第四接合點(diǎn)126-4可表示第二齒輪組124的恒星齒輪構(gòu)件138。因此，第一行星齒輪組122和第二行星齒輪組124被連接以致得到的結(jié)構(gòu)提供了四接合點(diǎn)杠桿，該接合點(diǎn)杠桿包括接合點(diǎn)126-1，126-2，126-3，和126-4，雖然個(gè)別的齒輪組構(gòu)件不是必須按照上述次序被連接。如圖5中所示，杠桿126可由分別對應(yīng)于第一行星齒輪組122和第二行星齒輪組124的兩個(gè)獨(dú)自的杠桿139-1和140-1表示。此外，杠桿126還可由圖2中描述的杠桿26表示。
EVT 18的第一，第二，第三和第四接合點(diǎn)26-1，26-2，26-3，26-4和EVT 118的接合點(diǎn)126-1，126-2，126-3，126-4上述配置的特殊益處是主體EVT有能力提供寬節(jié)點(diǎn)齒輪比傳播，如圖6中所示曲線圖中所示且其將在下面更詳細(xì)的描述。如被使用在這方面，“節(jié)點(diǎn)寬度”的概念反映了發(fā)動(dòng)機(jī)的每轉(zhuǎn)下車輛行駛距離，術(shù)語“寬節(jié)點(diǎn)”是指，與使用標(biāo)準(zhǔn)的單模式的EVT的車輛相比，使用EVT 18或EVT 118的車輛的行駛距離。圖6示出了由曲線70描繪的用于驅(qū)動(dòng)車輛的作為發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的分?jǐn)?shù)的電動(dòng)動(dòng)力路徑大小對發(fā)動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)車輛的行駛距離(以米為單位)的圖表64。電動(dòng)動(dòng)力路徑大小示出在圖表64的Y軸上且通過標(biāo)號65不出，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)車輛行駛距離被不出在圖表的X軸上且通過標(biāo)號67示出。附加地，圖表64比較EVT 18和EVT 118的示意性實(shí)施例中的節(jié)點(diǎn)寬度，其由用字母A和B標(biāo)識出的機(jī)械點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)之間的距離66和由標(biāo)繪在曲線70上的字母D和E標(biāo)識出的點(diǎn)之間的距離68示出。在一個(gè)具體實(shí)施例中，當(dāng)電動(dòng)動(dòng)力路徑(來自第一和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14，16)是零時(shí)，具有EVT 18和EVT 118的發(fā)動(dòng)機(jī)12每轉(zhuǎn)車輛行駛的距離66超過大約0.8米。如所示，對相同配置，當(dāng)來自第一和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14，16的電動(dòng)動(dòng)力約等于字母C標(biāo)識出的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的分?jǐn)?shù)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)12的每轉(zhuǎn)車輛行駛距離68超出1.2米。相比之下，在一般的單模式復(fù)合-分流EVT中，距離66通常大約為0.5米，同時(shí)距離68在1.2米之下。因此，與一般代表性的單模式復(fù)合-分流EVT相比，EVT18和EVT 118的較大的距離66表明EVT 18和EVT 118具有寬節(jié)點(diǎn)齒輪比傳播。作為結(jié)果，EVT 18和EVT 118能夠提供在扭矩傳輸設(shè)備56 (也就是輸入構(gòu)件46)和環(huán)形齒輪構(gòu)件34 (也就是輸出構(gòu)件52)之間至少3比I的齒輪比傳播。此外，具有第一，第二，第三和第四接合點(diǎn)26-1，26-2，26-3，26-4的這樣配置的EVT 18和EVT 118的最高數(shù)值齒輪比可具有大約4比I的最高數(shù)值齒輪比和大約0.7比I的最低數(shù)值齒輪比。結(jié)果，第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14可為不同的大小，也就是，物理上比第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)16更小。因此，第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14可被配置產(chǎn)生比第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)16更小的扭矩。附加地，第一和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14，16每個(gè)可被配置為具有實(shí)心鐵心且使用非稀土磁體，其顯著地比稀土類型磁體更加普遍且更便宜。如圖1和圖4所示，EVT 18和EVT 118每個(gè)還包括第一液壓泵58和第二液壓泵60。第一和第二液壓泵58，60被配置為提供承壓流體以潤滑復(fù)合-分流行星齒輪裝置20，以及發(fā)動(dòng)機(jī)12和第一和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14，16。如所示，第一泵58被操作地連接到第三接合點(diǎn)26-3且第二泵60被操作地連接到輸出構(gòu)件52，然而，兩個(gè)泵的位置可互換。EVT18和EVT 118每個(gè)還包括阻尼器62。阻尼器62被操作地連接到發(fā)動(dòng)機(jī)12且被配置為在振動(dòng)可能通過輸入構(gòu)件46被傳輸?shù)綇?fù)合-分流行星齒輪裝置20之前吸收由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的這些扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。EVT 18和EVT 118的上述配置為成本有效，單模式復(fù)合-分流機(jī)電驅(qū)動(dòng)單元，該驅(qū)動(dòng)單元體現(xiàn)出了雙模式系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)(其提供了用于從停車啟動(dòng)車輛的第一模式和用于推動(dòng)處于較高速度的主體車輛的單獨(dú)的第二模式)，但避免了雙模式系統(tǒng)的機(jī)械和控制的復(fù)雜性。因此，EVT 18和EVT 118的每個(gè)是單模式復(fù)合-分流機(jī)電驅(qū)動(dòng)單元，該驅(qū)動(dòng)單元能產(chǎn)生和引導(dǎo)足夠的扭矩用于啟動(dòng)和推進(jìn)車輛，且還支持發(fā)動(dòng)機(jī)停止-啟動(dòng)(stop-start)功能。附加地，EVT 18和EVT 118能夠在車輛的儲(chǔ)能系統(tǒng)操作模式的驅(qū)動(dòng)和電再生期間提供動(dòng)力系統(tǒng)10的降低工作效率的損耗。此外，因?yàn)镋VT 18和EVT 118每個(gè)都是偏離軸線布局，也就是，發(fā)動(dòng)機(jī)12和電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14被布置在第一旋轉(zhuǎn)軸線41上,而電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)16被布置在第二旋轉(zhuǎn)軸線42上，EVT 18和118特別適合前車輪驅(qū)動(dòng)車輛應(yīng)用，其中動(dòng)力系統(tǒng)10大致相對于主體車輛的縱向軸線橫向地定位。詳細(xì)的說明書和附圖支持和描述了本發(fā)明是支持性和示意性的，但是本發(fā)明的范圍僅受到權(quán)利要求的限定。盡管用于執(zhí)行本發(fā)明的一些最佳模式和其他實(shí)施例已經(jīng)詳細(xì)地描述，存在用于實(shí)施所附權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的各種替代設(shè)計(jì)和實(shí)施例。相關(guān)申請的交叉引用本申請要求于2011年11月4日申請的美國臨時(shí)專利申請N0.61/555，784的權(quán)益，其由此通過參考而全部并入。
權(quán)利要求
1.一種可與多個(gè)動(dòng)力源連接用于啟動(dòng)和推進(jìn)車輛的機(jī)電驅(qū)動(dòng)單元，包括: 輸出構(gòu)件， 靜止構(gòu)件， 齒輪系； 扭矩傳輸設(shè)備； 復(fù)合行星齒輪裝置，具有第一接合點(diǎn)，第二接合點(diǎn)，第三接合點(diǎn)和第四接合點(diǎn)， 動(dòng)力源包括: 第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)；及 第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)， 其中: 第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)在第一接合點(diǎn)處通過齒輪系被操作地連接到復(fù)合行星齒輪裝置； 輸出構(gòu)件在第二接合點(diǎn)處被操作地連接到復(fù)合行星齒輪裝置； 第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)在第四接 合點(diǎn)處被操作地連接到復(fù)合行星齒輪裝置；及 扭矩傳輸設(shè)備可被接合以將第三接合點(diǎn)接地到靜止構(gòu)件。
2.按權(quán)利要求1所述的機(jī)電驅(qū)動(dòng)單元，其中: 復(fù)合行星齒輪裝置包括與第二行星齒輪組互連的第一行星齒輪組。
第一和第二行星齒輪組包括相應(yīng)的第一，第二和第三構(gòu)件；及 第一行星齒輪組的兩個(gè)構(gòu)件被操作地連接到第二行星齒輪組的兩個(gè)構(gòu)件。
3.按權(quán)利要求2所述的機(jī)電驅(qū)動(dòng)單元，其中第一接合點(diǎn)由第一行星齒輪組的第一構(gòu)件所限定，第二接合點(diǎn)由與第二行星齒輪組的第一構(gòu)件互連的第一行星齒輪組的第二構(gòu)件所限定，第三接合點(diǎn)由與第二行星齒輪組的第二構(gòu)件互連的第一行星齒輪組的第三構(gòu)件所限定，且第四接合點(diǎn)由第二行星齒輪組的第三構(gòu)件所限定。
4.按權(quán)利要求2所述的機(jī)電驅(qū)動(dòng)單元，其中 第一接合點(diǎn)由與第二行星齒輪組的第一構(gòu)件互連的第一行星齒輪組的第一構(gòu)件所限定，第二接合點(diǎn)由第一行星齒輪組的第二構(gòu)件所限定，第三接合點(diǎn)由與第二行星齒輪組的第二構(gòu)件互連的第一行星齒輪組的第三構(gòu)件所限定，且第四接合點(diǎn)由第二行星齒輪組的第三構(gòu)件所限定。
5.按權(quán)利要求1所述的機(jī)電驅(qū)動(dòng)單元，其中，第一，第二，第三和第四接合點(diǎn)在扭矩傳輸設(shè)備和輸出之間提供至少3比I的齒輪比傳播。
6.按權(quán)利要求1所述的機(jī)電驅(qū)動(dòng)單兀，其中，第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)被布置在第一旋轉(zhuǎn)軸線上，且第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)被布置在第二旋轉(zhuǎn)軸線上，其中，第一軸線大致平行于第二軸線，且其中多個(gè)動(dòng)力源還包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)被布置在第一旋轉(zhuǎn)軸線上且在第三接合點(diǎn)處被操作地連接到復(fù)合行星齒輪裝置。
7.按權(quán)利要求1所述的機(jī)電驅(qū)動(dòng)單元，其中，扭矩傳輸設(shè)備通過電促動(dòng)設(shè)備選擇性地接合和脫離。
8.按權(quán)利要求1所述的機(jī)電驅(qū)動(dòng)單元，其中，扭矩傳輸設(shè)備是帶式制動(dòng)器，滾柱-星輪式制動(dòng)器，爪形離合器和斜撐制動(dòng)器中的一種。
9.按權(quán)利要求1所述的機(jī)電驅(qū)動(dòng)單元，其中，與第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)相比，第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)被配置為產(chǎn)生更大扭矩且在物理上更大，且其中第一和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)每個(gè)使用非稀土磁體。
10.按權(quán)利要求1所述的機(jī)電驅(qū)動(dòng)單元，還包括第一液壓泵和第二液壓泵，其中，第一液壓泵被操作地連接到第三 接合點(diǎn)且第二液壓泵被操作地連接到輸出構(gòu)件。
全文摘要
一種可與多個(gè)動(dòng)力源連接用于啟動(dòng)和推進(jìn)車輛的機(jī)電驅(qū)動(dòng)單元，包括輸出構(gòu)件，靜止構(gòu)件，齒輪系和扭矩傳輸設(shè)備。該驅(qū)動(dòng)單元還包括復(fù)合行星齒輪裝置，該復(fù)合行星齒輪裝置具有第一，第二，第三和第四接合點(diǎn)。該動(dòng)力源包括第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)。該第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)在第一接合點(diǎn)處通過齒輪系被操作地連接到復(fù)合行星齒輪裝置，且輸出構(gòu)件在第二接合點(diǎn)處被操作地連接到復(fù)合行星齒輪裝置。附加地，第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)在第四接合點(diǎn)處被操作地連接到復(fù)合行星齒輪裝置。此外，扭矩傳輸設(shè)備可接合以將第三接合點(diǎn)接地到靜止構(gòu)件。
文檔編號B60K6/44GK103085644SQ20121043585
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者G.塔梅, A.J.科斯綈, A.G.霍爾姆斯, B.M.康倫 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司