本發(fā)明涉及用于車輛的動(dòng)力系，更具體而言，本發(fā)明涉及一種動(dòng)力系，其可以實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力車輛或電動(dòng)車輛，并且能夠執(zhí)行車輛的左右扭矩矢量分配。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有技術(shù)中，混合動(dòng)力車輛和電動(dòng)車輛的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是簡(jiǎn)單的齒輪系統(tǒng)，所以用于驅(qū)動(dòng)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)的操作點(diǎn)取決于車輛的速度。因此，用于驅(qū)動(dòng)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)在最佳操作點(diǎn)處進(jìn)行驅(qū)動(dòng)是受到限制的，所以燃料效率的改善受到限制，并且由于車輛在高速行駛時(shí)會(huì)有電動(dòng)機(jī)的速度上限(軸承耐久性的限制)，這使得動(dòng)力不能在高速下傳輸。

此外，在車輛轉(zhuǎn)動(dòng)左右車輪時(shí)用于確保穩(wěn)定性的扭矩矢量分配的應(yīng)用是受到限制的，因此在車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)的穩(wěn)定性確保也是受到限制的。

公開(kāi)于本發(fā)明背景部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的各個(gè)方面致力于提供一種用于車輛的動(dòng)力系，其能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)(其提供用于驅(qū)動(dòng)車輛的動(dòng)力)操作在最佳操作點(diǎn)處，使得車輛通過(guò)電動(dòng)機(jī)在高速下被驅(qū)動(dòng)，并且使得車輛的左右輪可以進(jìn)行扭矩矢量分配，從而大幅度提高車輛的商業(yè)價(jià)值。

根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面，提供了一種用于車輛的動(dòng)力系，其可以包括：動(dòng)力源；左電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)和右電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)；左行星齒輪組和右行星齒輪組，所述左行星齒輪組和右行星齒輪組各自具有連接到動(dòng)力源的第一旋轉(zhuǎn)構(gòu)件、連接到驅(qū)動(dòng)輪的第二旋轉(zhuǎn)構(gòu)件以及連接到左電 動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)或右電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的其中一個(gè)的第三旋轉(zhuǎn)構(gòu)件；制動(dòng)器，所述制動(dòng)器配置為限制左行星齒輪組和右行星齒輪組中每一個(gè)的第一旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)；左離合器，所述左離合器選擇性地將左行星齒輪組的第二旋轉(zhuǎn)構(gòu)件和第三旋轉(zhuǎn)構(gòu)件彼此連接或斷開(kāi)；以及右離合器，所述右離合器選擇性地將右行星齒輪組的第二旋轉(zhuǎn)構(gòu)件和第三旋轉(zhuǎn)構(gòu)件彼此連接或斷開(kāi)。

在所述左行星齒輪組和右行星齒輪組中，第一旋轉(zhuǎn)構(gòu)件是太陽(yáng)輪，第二旋轉(zhuǎn)構(gòu)件是行星架，并且第三旋轉(zhuǎn)構(gòu)件是內(nèi)齒圈。

所述動(dòng)力源可以是內(nèi)燃機(jī)，并且來(lái)自內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力可以通過(guò)設(shè)置在輸入軸上的驅(qū)動(dòng)齒輪傳輸，該輸入軸將左行星齒輪組的太陽(yáng)輪和右行星齒輪組的太陽(yáng)輪彼此連接。

所述驅(qū)動(dòng)齒輪可以設(shè)置在左行星齒輪組和右行星齒輪組之間，并且在左行星齒輪組和右行星齒輪組之間制動(dòng)器可以限制輸入軸的旋轉(zhuǎn)。

所述制動(dòng)器可以設(shè)置在左行星齒輪組和右行星齒輪組之間以限制輸入軸的旋轉(zhuǎn)，并且獲得緊湊的配置。

在車輛停止發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的時(shí)候，在左離合器、右離合器以及制動(dòng)器脫離的狀態(tài)下，通過(guò)操作左電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)和右電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的至少一個(gè)而可以使發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)，并且，驅(qū)動(dòng)輪可以通過(guò)車輛的慣性而停止且給左行星齒輪組和右行星齒輪組提供反作用力。

在電動(dòng)車輛EV驅(qū)動(dòng)模式中，通過(guò)脫離左離合器和右離合器并接合制動(dòng)器，輸入軸和發(fā)動(dòng)機(jī)可以被固定，而由左電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)和右電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力。

在電子的連續(xù)可變變速器E-CVT模式中，左離合器和右離合器以及制動(dòng)器可以是脫離的，發(fā)動(dòng)機(jī)可以是運(yùn)行的，來(lái)自左電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)和右電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的扭矩可以被控制以使發(fā)動(dòng)機(jī)在最優(yōu)操作點(diǎn)處操作，從而提高車輛的燃料效率。

動(dòng)力源可以是通過(guò)電力運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，所述電動(dòng)機(jī)包括在輸入軸上的轉(zhuǎn)子，該輸入軸將左行星齒輪組的太陽(yáng)輪和右行星齒輪組的太陽(yáng)輪彼此連接。

根據(jù)本發(fā)明，能夠使為驅(qū)動(dòng)車輛提供動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)操作 在最佳操作點(diǎn)處，能夠使車輛通過(guò)電動(dòng)機(jī)在高速下被驅(qū)動(dòng)，更能夠?qū)崿F(xiàn)車輛的左右輪扭矩矢量分配，因此大幅度提高車輛的商業(yè)價(jià)值。

應(yīng)當(dāng)了解，通常，如此處所使用的“車輛”或“車輛的”或其他相似術(shù)語(yǔ)包括，例如乘用車(包括運(yùn)動(dòng)型多功能汽車SUV，大客車，卡車，多種商用車輛)，船只(包括多種小船和輪船)，飛機(jī)等等，并且包括混合動(dòng)力車輛，電動(dòng)車輛，插入式電動(dòng)車輛，氫動(dòng)力車輛，以及其他可替代燃料車輛(例如從石油以外的原料中提取燃料)。正如此處所引用，混合動(dòng)力車輛是具有兩個(gè)或更多動(dòng)力源的車輛，例如，由汽油和電動(dòng)力共同提供動(dòng)力的汽車。

本發(fā)明的方法和裝置具有其他的特性和優(yōu)點(diǎn)，這些特性和優(yōu)點(diǎn)從并入本文中的附圖和隨后的具體實(shí)施方式中將是顯而易見(jiàn)的，或者將在并入本文中的附圖和隨后的具體實(shí)施方式中進(jìn)行詳細(xì)陳述，這些附圖和具體實(shí)施方式共同用于解釋本發(fā)明的特定原理。

附圖說(shuō)明

圖1為示出了根據(jù)本發(fā)明的用于車輛的動(dòng)力系的示意圖；

圖2為詳細(xì)示出了圖1所示動(dòng)力系中利用發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源的示例的示意圖；

圖3為詳細(xì)示出了圖1所示動(dòng)力系中利用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源的具體例子的示意圖；

圖4為示出了通過(guò)圖2所示動(dòng)力系獲得的操作模式的圖表；

圖5-圖16分別為示出了圖4所示的操作模式的示意圖；

應(yīng)當(dāng)了解，所附附圖并不必須是按比例繪制的，其示出了某種程度上經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化了的本發(fā)明的基本原理各個(gè)特征。本文所公開(kāi)的本發(fā)明的具體設(shè)計(jì)特征包括例如具體尺寸、方向、位置和外形將部分地由具體所要應(yīng)用和使用的環(huán)境來(lái)確定。

具體實(shí)施方式

下面將詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案，在附圖中和以下的描述中示出了這些實(shí)施方案的實(shí)例。盡管本發(fā)明將與示例性實(shí)施方案相結(jié)合進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，本說(shuō)明書并非旨在將本發(fā)明限制為那 些示例性實(shí)施方案。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實(shí)施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種替換、修改、等效形式以及其它實(shí)施方案。

下文中，將參考附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述。

參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案，用于車輛的動(dòng)力系包括：動(dòng)力源PW、左電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)LMG和右電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)RMG、左行星齒輪組LPG和右行星齒輪組RPG、制動(dòng)器B、左離合器LCL以及右離合器RCL；所述左行星齒輪組LPG和右行星齒輪組RPG各自具有連接到動(dòng)力源的第一旋轉(zhuǎn)構(gòu)件、連接到驅(qū)動(dòng)輪的第二旋轉(zhuǎn)構(gòu)件以及連接到左電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)LMG或右電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)RMG其中之一的第三旋轉(zhuǎn)構(gòu)件；所述制動(dòng)器B限制左行星齒輪組LPG和右行星齒輪組RPG的第一旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)；所述左離合器LCL將左行星齒輪組LPG的第二旋轉(zhuǎn)構(gòu)件和第三旋轉(zhuǎn)構(gòu)件彼此連接或斷開(kāi)，所述右離合器RCL將右行星齒輪組RPG的第二旋轉(zhuǎn)構(gòu)件和第三旋轉(zhuǎn)構(gòu)件彼此連接或斷開(kāi)。

在各個(gè)實(shí)施方案中，在左行星齒輪組LPG和右行星齒輪組RPG的每一個(gè)中，第一旋轉(zhuǎn)元件是太陽(yáng)輪S，第二旋轉(zhuǎn)元件是行星架C，第三旋轉(zhuǎn)元件是內(nèi)齒輪R。

也即，來(lái)自動(dòng)力源PW的動(dòng)力(其是驅(qū)動(dòng)車輛的主要部分)分別通過(guò)左行星齒輪組LPG和右行星齒輪組RPG適當(dāng)調(diào)節(jié)并單獨(dú)地供應(yīng)至左右驅(qū)動(dòng)輪W，并且，左電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)LMG和右電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)RMG分別連接行星齒輪組。因此，能夠作為驅(qū)動(dòng)車輛的動(dòng)力源PW的發(fā)動(dòng)機(jī)E或電動(dòng)機(jī)M可以在最佳操作點(diǎn)上操作，車輛可以通過(guò)電動(dòng)機(jī)M在高速下被驅(qū)動(dòng)，扭矩矢量分配可以應(yīng)用于車輛的左輪和右輪，從而大幅度提高車輛的商業(yè)價(jià)值。

圖2顯示了利用發(fā)動(dòng)機(jī)E(其是內(nèi)燃機(jī))作為動(dòng)力源PW的實(shí)施方案，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)E的動(dòng)力通過(guò)安裝在輸入軸1上的驅(qū)動(dòng)齒輪3傳輸，所述輸入軸將左行星齒輪組LPG的太陽(yáng)輪S和右行星齒輪組RPG的太陽(yáng)輪S彼此連接。

驅(qū)動(dòng)齒輪3設(shè)置在左行星齒輪組LPG和右行星齒輪組RPG之間，制動(dòng)器B設(shè)置在左行星齒輪組LPG和右行星齒輪組RPG之間以限制輸入軸1的旋轉(zhuǎn)，并且獲得緊湊的配置。

圖3顯示了利用電動(dòng)機(jī)M(其通過(guò)電力運(yùn)行)作為動(dòng)力源PW的各個(gè)實(shí)施方案，其中，電動(dòng)機(jī)M設(shè)置有在輸入軸1上的轉(zhuǎn)子，所述輸入軸將左行星齒輪組LPG的太陽(yáng)輪S和右行星齒輪組RPG的太陽(yáng)輪S彼此連接。

在下文中，圖4所示的操作模式，將在發(fā)動(dòng)機(jī)E作為動(dòng)力源PW的圖2基礎(chǔ)上，依次參考圖5至圖16進(jìn)行描述。

參考圖5，顯示了車輛停止時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)E啟動(dòng)的情況；此時(shí)，左離合器LCL和右離合器RCL(下文中被稱為左離合器LCL和右離合器RCL)及制動(dòng)器B均處于脫離狀態(tài)，通過(guò)運(yùn)行左電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)LMG或右電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)RMG中的兩個(gè)或其中一個(gè)使得發(fā)動(dòng)機(jī)被起動(dòng)，其中，驅(qū)動(dòng)輪W通過(guò)車輛的慣性而停止，且給左行星齒輪組和右行星齒輪組提供反作用力。

圖6顯示了電池通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)1充電的狀態(tài)，在該狀態(tài)中，左離合器LCL和右離合器RCL及制動(dòng)器B處于脫離狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)1啟動(dòng)，且左電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)LMG和右電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)RMG通過(guò)來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)E的動(dòng)力操作，由此產(chǎn)生電能。

圖7顯示了EV驅(qū)動(dòng)模式(其是電動(dòng)車輛模式)，其中，通過(guò)脫離左/右離合器LCL/RCL并接合制動(dòng)器B，可固定輸入軸1和發(fā)動(dòng)機(jī)E，并且左電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)LMG和右電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)RMG產(chǎn)生動(dòng)力，所以車輛在EV模式下被驅(qū)動(dòng)。

圖8顯示了從EV驅(qū)動(dòng)模式(其是電動(dòng)車輛模式)到混合電動(dòng)力車輛(HEV)模式(其是混合動(dòng)力模式)的轉(zhuǎn)換，其中，在車輛速度超過(guò)EV驅(qū)動(dòng)所獲得的預(yù)定水平時(shí)，通過(guò)松開(kāi)制動(dòng)器B并通過(guò)從左電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)LMG和右電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)RMG產(chǎn)生反向扭矩而使發(fā)動(dòng)機(jī)E起動(dòng)，行星架提供對(duì)著車輛的慣性力的反作用力。

圖9示出了實(shí)施電子的連續(xù)可變變速器(E-CVT)功能的狀態(tài)，所述功能可連續(xù)調(diào)整在HEV模式下(其是混合動(dòng)力模式)的傳動(dòng)比。

在這種情況下，左離合器LCL和右離合器RCL和制動(dòng)器B都脫離，并且發(fā)動(dòng)機(jī)E運(yùn)行，來(lái)自左電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)LMG和右電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)RMG的扭矩被適當(dāng)控制，以使得發(fā)動(dòng)機(jī)E能夠在最優(yōu)操作點(diǎn)處操作，因此提高車輛的燃料效率。

圖10顯示了在HEV驅(qū)動(dòng)下傳動(dòng)比為1:1的狀態(tài)，其中，左離合器LCL和右離合器RCL都是接合的，而制動(dòng)器B是脫離的。

由于左離合器LCL和右離合器RCL是接合的，左行星齒輪組LPG和右行星齒輪組RPG整體旋轉(zhuǎn)，所以來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)E的動(dòng)力是以無(wú)變化的相同速度輸出到驅(qū)動(dòng)輪W，其中，左電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)LMG和右電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)RMG被適當(dāng)?shù)乜刂?，以根?jù)車輛行駛狀態(tài)發(fā)電或驅(qū)動(dòng)車輛。

圖11顯示了一種爬行狀態(tài)，在該狀態(tài)中，制動(dòng)器B是接合的，左離合器LCL和右離合器RCL是脫離的，發(fā)動(dòng)機(jī)是停止的，而左電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)LMG和右電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)RMG運(yùn)行以產(chǎn)生用于爬行的動(dòng)力。

圖12顯示了當(dāng)車輛被驅(qū)動(dòng)時(shí)，以1:1傳動(dòng)比發(fā)電的具體情況，其中，通過(guò)接合左離合器LCL和右離合器RCL實(shí)現(xiàn)1:1的傳動(dòng)比，車輛由來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)E的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，并且左電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)LMG和右電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)RMG發(fā)電以給電池充電。

圖13和圖14顯示了再生制動(dòng)，圖13顯示了制動(dòng)器接合且左離合器LCL和右離合器RCL脫離狀態(tài)下的低速再生制動(dòng)，圖14顯示了左離合器LCL和右離合器RCL接合且制動(dòng)器B脫離狀態(tài)下的高速再生制動(dòng)。

在圖13中，通過(guò)左行星齒輪組LPG和右行星齒輪組RPG，來(lái)自驅(qū)動(dòng)輪的動(dòng)力增加，并且操作左電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)LMG和右電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)RMG，由此進(jìn)行再生制動(dòng)。在圖14中，來(lái)自驅(qū)動(dòng)輪W的動(dòng)力無(wú)變化地直接操作左電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)LMG和右電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)RMG，由此進(jìn)行再生制動(dòng)。

圖15示出了高速扭矩矢量分配，其中，左離合器LCL和右離合器RCL以及制動(dòng)器B都是脫離的，并且不管發(fā)動(dòng)機(jī)E是運(yùn)行還是關(guān)閉，通過(guò)分別適當(dāng)?shù)夭⑶要?dú)立地控制左電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)LMG和右電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)RMG以發(fā)電和驅(qū)動(dòng)車輛，扭矩被分配至左右驅(qū)動(dòng)輪W，從而保證車輛拐彎時(shí)的穩(wěn)定性。

圖16示出了低速扭矩矢量分配，其中，制動(dòng)器B是接合的，發(fā)動(dòng)機(jī)E是停止的，并且通過(guò)分別適當(dāng)?shù)夭⑶要?dú)立地控制左電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)LMG和右電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)RMG以發(fā)電和驅(qū)動(dòng)車輛，扭矩被分配至左右驅(qū)動(dòng)輪W，從而保證車輛拐彎時(shí)的穩(wěn)定性。

前面對(duì)本發(fā)明具體示例性實(shí)施方案所呈現(xiàn)的描述是出于說(shuō)明和描述的目的。前面的描述并不想要成為毫無(wú)遺漏的，也不是想要把本發(fā)明限制為所公開(kāi)的精確形式，顯然，根據(jù)上述教導(dǎo)很多改變和變化都是可能的。選擇示例性實(shí)施方案并進(jìn)行描述是為了解釋本發(fā)明的特定原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的其它技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種示例性實(shí)施方案及其不同選擇形式和修改形式。本發(fā)明的范圍意在由所附權(quán)利要求書及其等價(jià)形式所限定。