雙離合器傳動(dòng)系架構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】雙離合器傳動(dòng)系架構(gòu)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)涉及并且要求于2013年7月31日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?3/955,567的優(yōu)先權(quán)權(quán)利，該申請(qǐng)通過(guò)引用以其全部?jī)?nèi)容結(jié)合于本發(fā)明。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本文所公開(kāi)的實(shí)施方案涉及一種傳動(dòng)系架構(gòu)，更具體而言，涉及一種用于傳動(dòng)系架構(gòu)的雙離合器系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]車(chē)輛傳動(dòng)系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為旨在提高燃料經(jīng)濟(jì)性并且減少碳排放。為了完成這些任務(wù)，將混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)整合至許多車(chē)輛中。不幸的是，由于混合動(dòng)力車(chē)輛提供的投資回報(bào)較低，當(dāng)前市場(chǎng)拒絕許多混合動(dòng)力車(chē)輛模型。特別是，這些模型大多整合有再生能量系統(tǒng)。將再生能量系統(tǒng)整合至車(chē)輛中較困難并且很昂貴。從而使得混合動(dòng)力車(chē)輛的成本顯著地高于同等的非混合動(dòng)力的構(gòu)造和模型的成本。此外，混合動(dòng)力系統(tǒng)難以維護(hù)，這進(jìn)一步增加了與擁有混合動(dòng)力車(chē)輛相關(guān)聯(lián)的成本。典型地，與購(gòu)買(mǎi)和維護(hù)混合動(dòng)力車(chē)輛有關(guān)的費(fèi)用不會(huì)由與混合動(dòng)力車(chē)輛的燃料經(jīng)濟(jì)性的提高相關(guān)聯(lián)的燃料成本的降低而抵消。
[0005]車(chē)輛中存在幾種可用能源。燃料能源和低電壓能源系統(tǒng)為給車(chē)輛提供動(dòng)力的最常見(jiàn)能源。然而，這些能源增加了車(chē)輛的燃料消耗。目前，汽車(chē)行業(yè)從依賴燃料能源轉(zhuǎn)移到實(shí)現(xiàn)提高燃料經(jīng)濟(jì)性。如上所述，再生能量系統(tǒng)有效地降低了燃料消耗，但是這樣做會(huì)增加制造與維護(hù)成本。車(chē)輛中的額外能源來(lái)自車(chē)輛的動(dòng)能和勢(shì)能，即，當(dāng)來(lái)自變速器的動(dòng)力不被施加至車(chē)輪時(shí)通過(guò)車(chē)輪的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的能量。大部分車(chē)輛未能獲取車(chē)輛的動(dòng)能和勢(shì)能，這部分的能量通常被浪費(fèi)掉了。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在一個(gè)實(shí)施方案中，一種傳動(dòng)系架構(gòu)包括發(fā)動(dòng)機(jī)和起動(dòng)裝置，所述起動(dòng)裝置具有配置為選擇性機(jī)械地接合至所述發(fā)動(dòng)機(jī)以從所述發(fā)動(dòng)機(jī)接收動(dòng)力的渦輪。圍繞著發(fā)射裝置設(shè)置有齒圈。發(fā)動(dòng)機(jī)鎖定離合器將所述發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械地接合至所述齒圈。渦輪鎖定離合器將所述起動(dòng)裝置的渦輪機(jī)械地接合至所述齒圈。輔助裝置中的至少一個(gè)接收來(lái)自齒圈的動(dòng)力或者將動(dòng)力傳遞至齒圈。發(fā)動(dòng)機(jī)鎖定離合器和渦輪鎖定離合器選擇性地接合齒圈，以為至少一些輔助裝置提供動(dòng)力。
[0007]在一個(gè)實(shí)施方案中，提供了一種雙鎖定離合器。所述雙鎖定離合器包括圍繞著起動(dòng)裝置設(shè)置的齒圈。發(fā)動(dòng)機(jī)鎖定離合器將傳動(dòng)系架構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械地接合至所述齒圈。渦輪鎖定離合器將所述起動(dòng)裝置的渦輪機(jī)械地接合至所述齒圈。輔助裝置中的至少一個(gè)接收來(lái)自齒圈的動(dòng)力或者將動(dòng)力傳遞至齒圈。發(fā)動(dòng)機(jī)鎖定離合器和渦輪鎖定離合器選擇性地接合齒圈，以為至少一些輔助裝置提供動(dòng)力。
[0008]在一個(gè)實(shí)施方案中，提供了一種用于給車(chē)輛的輔助裝置提供動(dòng)力的方法。該方法包括提供圍繞著車(chē)輛的起動(dòng)裝置設(shè)置的齒圈。發(fā)動(dòng)機(jī)鎖定離合器設(shè)置為將發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械地接合至所述齒圈。渦輪鎖定離合器設(shè)置為將所述起動(dòng)裝置的渦輪機(jī)械地接合至所述齒圈。所述方法還包括將發(fā)動(dòng)機(jī)鎖定離合器和渦輪鎖定離合器選擇性地接合至齒圈，以為車(chē)輛的至少一些輔助裝置提供動(dòng)力。
[0009]本發(fā)明還公開(kāi)了其他的實(shí)施方案。
【附圖說(shuō)明】
[0010]通過(guò)參考結(jié)合附圖所呈現(xiàn)的本發(fā)明的各種示例性實(shí)施方案的如下描述，本文所描述的實(shí)施方案以及所包含的其他特征、優(yōu)點(diǎn)和公開(kāi)內(nèi)容，以及實(shí)現(xiàn)這些特征、優(yōu)點(diǎn)和公開(kāi)內(nèi)容的方法將變得明顯，并且能夠更好地理解本發(fā)明，其中:
[0011]圖1為根據(jù)實(shí)施方案而形成的傳動(dòng)系架構(gòu)的示意圖。
[0012]圖2為圖1中所示的傳動(dòng)系架構(gòu)的示意圖，其示出了在速度操作下發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉期間的動(dòng)力流。
[0013]圖3為圖1中所示的傳動(dòng)系架構(gòu)的示意圖，其示出了在停止操作下發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉期間的動(dòng)力流。
[0014]圖4為圖1中所示的傳動(dòng)系架構(gòu)的示意圖，其示出了在停車(chē)操作下發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間的動(dòng)力流。
[0015]圖5為圖1中所示的傳動(dòng)系架構(gòu)的示意圖，其示出了在行駛操作期間的動(dòng)力流。
[0016]圖6示出了用于操作圖1中所示的傳動(dòng)系架構(gòu)的方法。
[0017]圖7為根據(jù)實(shí)施方案而形成的傳動(dòng)系架構(gòu)的另一個(gè)實(shí)施方案的示意圖。
[0018]圖8為圖7中所示的傳動(dòng)系架構(gòu)的示意圖，其示出了在加速操作期間的動(dòng)力流。
[0019]圖9為圖7中所示的傳動(dòng)系架構(gòu)的示意圖，其示出了在巡航操作期間的動(dòng)力流。
[0020]圖10為圖7中所示的傳動(dòng)系架構(gòu)的示意圖，其示出了在移動(dòng)操作時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉期間的動(dòng)力流。
[0021]圖11示出了用于操作圖7中所示的傳動(dòng)系架構(gòu)的方法。
[0022]圖12為根據(jù)實(shí)施方案而形成的齒圈總成的示意圖。
[0023]圖13為根據(jù)實(shí)施方案而形成的齒圈總成的示意圖。
[0024]圖14為根據(jù)實(shí)施方案而形成的齒圈總成的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]通過(guò)參考結(jié)合附圖所呈現(xiàn)的公開(kāi)的方法與系統(tǒng)的如下描述，本發(fā)明的特征與優(yōu)點(diǎn)以及實(shí)現(xiàn)這些特征與優(yōu)點(diǎn)的方法將變得更明顯，并且更容易理解。圖中的組件并不必須按照比例繪制，而是重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的原理。此外，貫穿不同的視圖，圖中相似的附圖標(biāo)記指代對(duì)應(yīng)的部件，但是并非所有的附圖標(biāo)記都顯示在了每個(gè)圖中。
[0026]為了促進(jìn)對(duì)本發(fā)明原理的理解，下面將參照示于附圖中的具體實(shí)施方案并且使用特定的語(yǔ)言描述所述具體實(shí)施方案。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是這并不旨在限制本發(fā)明的范圍。如同正常情況下對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的人員所出現(xiàn)的情況一樣，示出的裝置中的改變和修改、如本文所示的本發(fā)明原理的更多應(yīng)用希望得到保護(hù)。這種替代的實(shí)施方案需要對(duì)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的本文所討論的實(shí)施方案進(jìn)行某些修改。
[0027]本文公開(kāi)了一種用于車(chē)輛的傳動(dòng)系架構(gòu)，其中，所述架構(gòu)包括經(jīng)由起動(dòng)裝置(launch device)而接合的發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器，該起動(dòng)裝置配置為選擇性機(jī)械地接合至發(fā)動(dòng)機(jī)以及接合至變速器。在一個(gè)實(shí)施方案中，起動(dòng)裝置包括機(jī)械地接合至發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪(該渦輪機(jī)械地接合至變速器)的具有栗輪的扭矩變換器。齒圈設(shè)置為圍繞起動(dòng)裝置。應(yīng)當(dāng)注意的是，在其他實(shí)施方案中，齒圈可以由傳動(dòng)帶系統(tǒng)、鏈?zhǔn)津?qū)動(dòng)或者任何其他用于接合至發(fā)動(dòng)機(jī)和/或變速器的合適的機(jī)構(gòu)來(lái)代替。發(fā)動(dòng)機(jī)鎖定離合器將發(fā)動(dòng)機(jī)選擇性機(jī)械地接合至齒圈，渦輪鎖定離合器將起動(dòng)裝置的渦輪選擇性機(jī)械地接合至齒圈。在一個(gè)實(shí)施方案中，可以由中間軸而將變速器接合至齒圈。或者，可以由輸出軸而將變速器接合至齒圈。輔助裝置接收來(lái)自齒圈的動(dòng)力或者將動(dòng)力傳遞至齒圈。發(fā)動(dòng)機(jī)鎖定離合器和渦輪鎖定離合器選擇性地接合齒圈，以向至少一些輔助裝置提供動(dòng)力。在一個(gè)實(shí)施方案中，在行駛操作期間，發(fā)動(dòng)機(jī)鎖定離合器和渦輪鎖定離合器都機(jī)械地接合至齒圈，以將來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞至輔助裝置并且傳遞至變速器。在一個(gè)實(shí)施方案中，在停車(chē)操作下發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間，發(fā)動(dòng)機(jī)鎖定離合器將發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械地接合至齒圈，而渦輪鎖定離合器從齒圈釋放，以將來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞至輔助裝置，而不傳遞至變速器。在一個(gè)實(shí)施方案中，在停車(chē)操作下發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉期間，發(fā)動(dòng)機(jī)鎖定離合器和渦輪鎖定離合器從齒圈釋放，從而可以而將來(lái)自低電壓能量存儲(chǔ)器的電力經(jīng)由齒圈而傳遞至輔助裝置。在一個(gè)實(shí)施方案中，在速度操作下發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉期間，發(fā)動(dòng)機(jī)鎖定離合器從齒圈釋放，而渦輪鎖定離合器將變速器機(jī)械地接合至齒圈，以將來(lái)自車(chē)輪的動(dòng)能經(jīng)由變速器而傳遞至輔助裝置。在一個(gè)實(shí)施方案中，車(chē)輛的勢(shì)能被轉(zhuǎn)換為車(chē)輪中的動(dòng)能，并且經(jīng)由變速器和齒圈傳遞至輔助裝置。在一個(gè)實(shí)施方案中，可以應(yīng)用固定的電動(dòng)力輸出(Power Takeoff，ΡΤ0)模式，在該模式下，系統(tǒng)通過(guò)固定AC的電輔助能源(燃料電池)和適量的液壓動(dòng)力以中和的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)齒圈。
[0028]在一個(gè)實(shí)施方案中，輔助裝置包括:輸入附屬電機(jī)，其機(jī)械地接合至齒圈；低電壓能量存儲(chǔ)器，其電接合至輸入附屬電機(jī);低電壓電子裝置，其電接合至低電壓能量存儲(chǔ)器；以及渦輪增壓器電機(jī)和排氣系統(tǒng)加熱器，其電接合至輸入附屬電機(jī)并且電接合至低電壓能量存儲(chǔ)器。在這種實(shí)施方案中，在加速操作期間，發(fā)動(dòng)機(jī)鎖定離合器和渦輪鎖定離合器將發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器機(jī)械地接合至齒圈，以將來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞至變速器和輔助裝置。在巡航操作期間，發(fā)動(dòng)機(jī)鎖定離合器和渦輪鎖定離合器將發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器機(jī)械地接合至齒圈，以將來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞至變速器和輔助裝置。巡航操作進(jìn)一步將動(dòng)力從渦輪增壓器電機(jī)傳遞至變速器。在移動(dòng)操作時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉期間，渦輪鎖定離合器將變速器機(jī)械地接合至齒圈，而發(fā)動(dòng)機(jī)鎖定離合器從齒圈釋放，以憑借輸入附屬電機(jī)而將來(lái)自變速器的動(dòng)能傳遞至低電壓電子裝置和排氣系統(tǒng)加熱器。移動(dòng)操作時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉期間進(jìn)一步將來(lái)自變速器的動(dòng)能傳遞至輔助裝置。
[0029 ]圖1為具有發(fā)動(dòng)機(jī)12、起動(dòng)裝置14以及變速器16的傳動(dòng)系架構(gòu)1的示意圖。發(fā)動(dòng)機(jī)12可以為用于驅(qū)動(dòng)車(chē)輛(未示出)，例如卡車(chē)、大客車(chē)、小汽車(chē)等等的任意適合的發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)12包括由發(fā)動(dòng)機(jī)12內(nèi)部的燃燒而弓I起旋轉(zhuǎn)的曲軸48和飛輪46。發(fā)動(dòng)機(jī)12的輸出軸18機(jī)械地接合至起動(dòng)裝置14。在示例性實(shí)施方案中，起動(dòng)裝置14為用于將來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)12的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞至變速器16的扭矩變換器。如本領(lǐng)域所熟知的，扭矩變換器的栗輪20機(jī)械地接合至發(fā)動(dòng)機(jī)12，扭矩變換器的渦輪22機(jī)械地接合至變速器16。具體而言，變速器16的輸入軸24機(jī)械地接合至渦輪22，以在傳動(dòng)系10的正常地提供動(dòng)力的操作期間從渦輪22接收動(dòng)力，從而發(fā)動(dòng)機(jī)12將動(dòng)力傳遞至變速器16，變速器16將動(dòng)力傳遞至接合至車(chē)輪(未示出)的傳動(dòng)系輸出52。
[0030]齒圈26至少部分地圍繞起動(dòng)裝置14。齒圈26機(jī)械地接合至多個(gè)輔助裝置。輔助裝置包括(但不限于)變速器油栗30、氣體制動(dòng)壓縮機(jī)32、動(dòng)力轉(zhuǎn)向栗34以及HVAC壓縮機(jī)36。此夕卜，輔