本發(fā)明涉及一種帶有經由變速裝置連接于至少一個驅動輪的能量回收裝置的混合動力車輛。

背景技術：

使用內燃發(fā)動機(ICE)、輔助驅動源和貯能單元的組合的混合動力車輛變得越來越普遍，因為它們更有效地利用能量。特別地，內燃發(fā)動機能間歇性地和/或工況良好地操作，并且制動能量可被回收和存儲以備隨后使用。制動能量能通過能量回收裝置被回收和存儲。

為了有效地回收制動能量，期望將制動能量基本上僅傳遞至能量回收裝置而非使用制動能量旋轉內燃發(fā)動機。另一方面，至少對于平行混合型的混合動力車輛來說，內燃發(fā)動機需要能夠通過變速裝置驅動驅動輪。

此外，期望保持車輛設計的靈活性(例如對于變速裝置、內燃發(fā)動機和能量回收裝置等等的類型而言)，同時仍然滿足現代汽車的經常非常嚴格的空間限制。

因此混合動力車輛需要非常緊湊的方案，使得內燃發(fā)動機與變速裝置之間能夠以可控轉矩傳動從而在減速期間變速裝置能夠驅動能量回收裝置，并且在加速期間內燃發(fā)動機以及能量回收裝置能夠驅動變速裝置。

技術實現要素：

有鑒于現有技術的上述和其它缺陷，本發(fā)明的一個目的是提供一種具有非常緊湊的方案的混合動力車輛，使得內燃發(fā)動機與變速裝置之間能夠以可控轉矩傳動從而在減速期間變速裝置能夠驅動能量回收裝置，并且在加速期間內燃發(fā)動機和能量回收裝置能夠驅動變速裝置。

根據本發(fā)明，因此提供了一種混合動力車輛，包括：可操作以旋轉內燃發(fā)動機的驅動軸的內燃發(fā)動機；變速裝置；旋轉連接于變速裝置的至少一個驅動輪；耦接設備，其設置在所述內燃發(fā)動機與所述變速裝置之間用于將所述內燃發(fā)動機的驅動軸與所述變速裝置可控地旋轉連接以經由所述變速裝置提供轉矩至所述至少一個驅動輪，所述耦接設備可被控制在其中所述內燃發(fā)動機的所述驅動軸旋轉連接于所述變速裝置的第一狀態(tài)與其中所述內燃發(fā)動機的所述驅動軸與所述變速裝置旋轉分離的第二狀態(tài)之間；以及具有經由柔性驅動構件旋轉連接于耦接設備的軸的能量回收裝置，用于允許從至少一個驅動輪的減速回收的能量的回收和存儲。

在耦接設備的第二狀態(tài)(以及第一狀態(tài))中，能量回收裝置的軸經由耦接設備連接于變速裝置。因此，能量回收裝置可被控制以在加速或滑行(coasting)期間將能量供至至少一個驅動輪，并且在混合動力車輛的減速期間可回收和存儲制動能量。

變速裝置可以是用于將轉矩從內燃發(fā)動機傳遞至驅動輪的任何種類的變速裝置，例如手動或自動齒輪箱或無級變速器。

根據實施例，本發(fā)明的混合動力車輛可進一步包括：傳感器，其用于感測指示至少一個驅動輪的期望減速的參數值；以及連接于所述傳感器且連接于耦接設備的控制單元，用于當所感測的參數值指示混合動力車輛的期望減速時將耦接設備控制為第二狀態(tài)。

指示驅動輪的期望減速的參數值可以是指示使用者釋放加速器的控制信號的值或指示巡航控制系統發(fā)出從內燃發(fā)動機降低動力輸出的信號的控制信號的值。

本發(fā)明基于這樣的認識：通過在內燃發(fā)動機與變速裝置之間提供可控的耦接設備并且使用柔性驅動構件(例如帶或鏈條)連接耦接設備與能量回收裝置，能獲得緊湊和柔性傳動系統(driveline)的方案與制動能量的能量高效回收的結合。這樣，當制動能量被回收和存儲在能量回收裝置內時內燃發(fā)動機能與變速裝置分離，并且能量回收裝置能被設置為“離軸(off-axis)”使得內燃發(fā)動機-變速裝置總成的長度增加可被保持為最小。

因此，本發(fā)明的實施例提供了更緊湊的制動能量回收方案，特別是沿驅動軸的方向，其又提供了混合動力車輛構造的增加的靈活性。

雖然用柔性構件驅動能量回收裝置本身提供了更緊湊的方案，將耦接設備設計為沿徑向而非沿其軸向延伸，這就提供了沿內燃發(fā)動機-變速箱總成的關鍵長度方向的進一步空間節(jié)省。

根據本發(fā)明的實施例，耦接設備因此可包括能繞旋轉軸線旋轉且連接于所述內燃發(fā)動機的驅動軸的第一可旋轉構件，所述第一可旋轉構件包括第一摩擦離合器構件；能繞所述旋轉軸線旋轉且經由所述柔性驅動構件連接于所述變速裝置和所述能量回收裝置的第二可旋轉構件，所述第二可旋轉構件包括第二摩擦離合器構件；固定構件；設置在第一可旋轉構件與第二可旋轉構件之間以允許第一可旋轉構件與第二可旋轉構件之間相對旋轉的第一軸承；位于所述第一可旋轉構件和所述第二可旋轉構件之一與所述固定構件之間以允許所述第一可旋轉構件和所述第二可旋轉構件中每個與所述固定構件之間相對旋轉的第二軸承；以及致動器，可被控制為從第二摩擦離合器構件釋放第一摩擦離合器構件以允許第二可旋轉構件相對第一可旋轉構件旋轉，藉此將耦接設備從第一狀態(tài)轉換為第二狀態(tài)，其中第一軸承、第二軸承和第一和第二摩擦離合器構件同心設置。

通過第一軸承和第二軸承以及第一和第二摩擦離合器構件的同心設置，耦接設備的軸向尺寸能實質上被減少，有助于期望的緊湊和柔性內燃發(fā)動機-變速箱總成。

特別地，所述第一軸承、所述第二軸承以及所述第一和第二摩擦離合器構件可在垂直于所述旋轉軸線的平面內彼此徑向向外地設置。

此外，根據各種實施例，所述第一軸承可被設置為比第二軸承距旋轉軸線更近，并且第二軸承可被設置為比第一和第二摩擦離合器構件距旋轉軸線更近。

為了進一步提供期望的緊湊方案，同時仍然提供內燃發(fā)動機與變速裝置的有效連接和分離，第一可旋轉構件可包括連接于內燃發(fā)動機驅動軸的主飛輪；包括第一摩擦離合器構件的副飛輪；以及連接主飛輪與副飛輪的至少一個周緣彈簧。

通過使用所謂的雙質量飛輪作為第一可旋轉構件，內燃發(fā)動機為第一摩擦離合器構件提供的轉矩函數(相對于時間)是平滑的從而轉矩變化變得不那么突然。這就要求使用更緊湊的摩擦離合器構件和致動器，這又提供了更緊湊和/或經久耐用的耦接設備。

根據實施例，主飛輪可包括徑向面對的第一細長形凹陷；副飛輪可包括與第一細長形凹陷相對的第二細長形凹陷；并且球可容納于第一細長形凹陷和第二細長形凹陷內用于限制副飛輪相對于主飛輪的軸向運動。

藉此，當操作耦接設備(致動器從第二摩擦離合器構件釋放第一摩擦離合器構件)時可防止主飛輪構件與第二飛輪構件之間不期望的相對軸向運動。此外，能以非常緊湊的方式獲得該效果。

有利地，主飛輪可包括多個徑向面對的第一細長形凹陷；副飛輪可包括多個第二細長形凹陷，每個第二細長形凹陷都與相應的一個第一細長形凹陷相對；并且球可容納于其中一個所述第一細長形凹陷和相應的一個所述第二細長形凹陷內以限制副飛輪相對于主飛輪的相對軸向運動。

概括地說，根據各種實施例，本發(fā)明涉及一種混合動力車輛，包括內燃發(fā)動機；變速裝置；旋轉連接于變速裝置的至少一個驅動輪；設置在所述內燃發(fā)動機與所述變速裝置之間的耦接設備，所述耦接設備可被控制在其中所述內燃發(fā)動機的所述驅動軸旋轉連接于所述變速裝置的第一狀態(tài)與其中所述內燃發(fā)動機的所述驅動軸與所述變速裝置旋轉分離的第二狀態(tài)之間?；旌蟿恿囕v進一步包括經由柔性驅動構件連接于耦接設備的能量回收裝置，用于允許從至少一個驅動輪的減速回收能量的回收和存儲；用于感測指示期望減速的參數值的傳感器；以及控制單元，用于當感測的參數值指示混合動力車輛的期望減速時將耦接設備控制為第二狀態(tài)。

附圖說明

現在參照示出本發(fā)明示例實施例的附圖更詳細地描述本發(fā)明的這些及其它方面，其中：

圖1示意性地示出根據本發(fā)明一個示例實施例的混合動力車輛；

圖2是包括在圖1中混合動力車輛內的耦接設備和能量回收裝置的透視圖；以及

圖3是圖2中耦接設備的截面圖。

具體實施方式

圖1示意性地示出形為汽車1的混合動力車輛，其具有用虛線表示的非常示意性的傳動系統2以示出現代汽車本體內有限的可用橫向空間。

如圖1所示，傳動系統2包括內燃發(fā)動機(ICE)3、變速裝置4、驅動輪5a-b、耦接設備7和能量回收裝置8。

耦接設備7設置在內燃發(fā)動機3與變速裝置4之間用于可控地旋轉連接內燃發(fā)動機3的驅動軸(圖1未示出)與變速裝置4，藉此從內燃發(fā)動機3傳送轉矩至驅動輪5a-b。

下面將參照圖2和圖3詳細地描述，能量回收裝置8經由柔性驅動構件(圖1未示出)可旋轉地連接于耦接裝置7以使得能量回收裝置8能夠經由變速裝置4驅動驅動輪5a-b，并且當期望降低汽車1的速度時使得能量回收裝置8有助于放慢驅動輪5a-b以回收制動能量。

本領域技術人員可知，能量回收裝置可包括飛輪和/或發(fā)電機，并且回收的能量可被存儲在飛輪的旋轉中和/或存儲為在電能存儲裝置(例如電池或超級電容器)中的電能。

再次參照圖1，汽車1額外地包括控制單元10，控制單元10連接于耦接設備7且連接于用于感測指示汽車1期望減速的參數的傳感器。在圖1所示的示例情形下，傳感器示意性地被示出為感測油門踏板11的位置。當駕駛員把她的/他的腳從油門踏板11移走時，這是一個表示期望減速的指示。明顯地，還有很多其它可指示期望減速的參數，例如操作制動踏板、來自巡航控制系統的控制信號等等。

為了提供新汽車模型的合理研發(fā)和模型方案中的多樣性，期望能夠在車身設計賦予的約束之內結合不同的內燃發(fā)動機3和變速裝置4。為此，非常期望提供在橫向上與內燃發(fā)動機-變速設備的最小延伸選擇性可接合的能量回收裝置。這可通過此處描述的本發(fā)明實施例實現。

現在參照圖2，通過將能量回收裝置8的軸13經由柔性驅動構件(此處示出為帶14)旋轉連接至耦接設備7來實現內燃發(fā)動機-傳動設備的橫向上的上述期望最小延伸。應注意到，柔性驅動構件可選地為鏈條的形式。

下面將參照圖3更詳細描述耦接設備7，其包括連接于內燃發(fā)動機3的驅動軸的第一可旋轉構件16、第二可旋轉構件17和固定構件18。第二可旋轉構件17連接于變速裝置4并經由帶14連接于能量回收裝置的軸13。

第二可旋轉構件17被構造為能夠連接于各種不同的變速裝置。如圖2所示，第二可旋轉構件17包括用于連接于自動齒輪箱的所謂柔性板(flexplate)以及用于連接于手動齒輪箱的中心套筒20。

如圖2示意性地示出，變速裝置4和能量回收裝置8經由第二可旋轉構件17和帶14永久性地連接。通過使用致動器旋轉地彼此斷開第一可旋轉構件16和第二可旋轉構件17，內燃發(fā)動機3的驅動軸與變速裝置4(以及能量回收裝置8)可彼此分離。在圖2的示例實施例中，致動器是通過管21供以液壓流體的液壓致動器。通過圖1中的控制單元10可響應于如上所述指示期望汽車1減速的信號來控制用于操作液壓致動器的液壓流體的供應。

在圖3中，沿圖2中的直線A-A’示出耦接設備7的截面。參照圖3，第一可旋轉構件16和第二可旋轉構件17均被設置為繞旋轉軸線22可旋轉。

第一軸承24設置在第一可旋轉構件16與第二可旋轉構件17之間以允許第一可旋轉構件16與第二可旋轉構件17之間相對旋轉。

類似地，第二軸承25設置在第一可旋轉構件16與固定構件18之間。

在圖3的示例實施例中，第一可旋轉構件16被設置為所謂雙質量飛輪的形式，包括主飛輪27、副飛輪28和連接主飛輪27與副飛輪28的多個彈簧29a-b。

第一可旋轉構件16(特別是副飛輪28)包括第一摩擦離合器構件，此處為第一摩擦片30a-b的形式，并且第二可旋轉構件17包括第二摩擦離合器構件，此處為第二摩擦片31a-b的形式。

當耦接設備7接合從而第一可旋轉構件16和第二可旋轉構件17一起旋轉時，第一摩擦片30a-b和第二摩擦片31a-b經由設置在膜片彈簧33與交錯摩擦片之間的壓指34被膜片彈簧33擠壓在一起。

從圖3可看出，通過將壓指34朝圖3中的左側運動，膜片彈簧33可被推動遠離交錯的摩擦片。這通過液壓執(zhí)行機構朝圖3的左側推動第二軸承25的內圈36來實現。當膜片彈簧33被推動遠離交錯的摩擦片時，耦接設備7分離，使得第一可旋轉構件16和第二可旋轉構件17可相對彼此旋轉。

為了防止當膜片彈簧33被壓指34推動遠離時第一可旋轉構件16的第二飛輪28(沿平行于旋轉軸線22的方向)軸向運動，在主飛輪27與副飛輪28之間設置球38a-b以使主飛輪27和副飛輪28相對彼此旋轉地“搖動”，但在軸向上受限。

通過如上參照圖3所述的耦接設備的構造，以及第一軸承24、第二軸承25以及第一摩擦離合器構件30a-b和第二摩擦離合器構件31a-b同心設置在垂直于旋轉軸線22的平面內，耦接設備7在軸向上變得極其緊湊。

所屬技術領域的技術人員認識到，本發(fā)明絕不局限于如上所述的優(yōu)選實施例。相反，很多改進和變化可能處于所附權利要求的范圍內。

在權利要求中，措辭“包括”不排除其它元件或步驟的存在，并且不定冠詞“一個”不排除多個的存在。單處理機或其它單元可完成權利要求記載的若干項目的功能。在彼此不同的從屬權利要求中記載的某些測量未示出這些測量組合的純粹事實不能帶來優(yōu)點。權利要求中的任何附圖標記不應當被詮釋為限定其范圍。