CN102821996B - 具有两个断点的用于插入式混合动力车辆的单速传动系 - Google Patents

Abstract

本发明披露了一种用于车辆的动力传输系统（10），该车辆有待由车辆携带的一个原动机通过一个第一输入驱动轴（12）以及由车辆携带的一个电动机通过一个第二输入驱动轴（14）来驱动。一种动力传输系统（10）对有待被机械地互联到一个输出驱动轴（16）上的第一输入驱动轴和第二输入驱动轴（12，14）进行支撑，该输出驱动轴用于驱动该车辆的多个从动车轮。一个离合器（18）相对于该输出驱动轴（16）来接合（18a）和脱离接合（18b）该第一输入驱动轴（12）。一个第一输出驱动链轮（24）被连接到该输出驱动轴（16）上，一个第二输出驱动链轮（22）被连接到该第二输入驱动轴（14）上，并且一个无端环路链轮接合驱动构件（26）在该第一链轮与该第二链轮（24，22）之间延伸。一个断开机构（20）相对于该输出驱动轴（16）来接合（20b）和脱离接合（20a）该第二输入驱动轴（14）。该断开机构（20）是位于这些链轮（24，22）之一与其对应的驱动轴（16，14）之间。

Description

具有两个断点的用于插入式混合动力车辆的单速传动系

技术领域

本发明涉及通过车辆上携带的电动机来推进陆地车辆，其中由车身框架支撑的一台电动机与用于驱动车辆的一个原动机而非另一台电动机相结合来驱动车辆；其中电动机和原动机是与用于驱动车辆的驱动车轮机械地互联的，该车辆带有一个动力传输系统，该动力传输系统包括相对可旋转的多个本体，这些本体配备有多个齿以及多个交互接合的元件（如链轮和链条、或者皮带和皮带轮），由此，一个可旋转的本体将通过与这些交互接合的元件进行滚动接触而将运动或动力赋予另一个可旋转的本体或者接收来自另一个旋转本体的运动或动力；其中该动力传输系统的传动装置将原动机和电动机单独地或整体地连接到同一个负载上；其中该动力传输系统包括与链条或皮带处于驱动性的接合的一个动力输入链轮或皮带轮，以便用于链条或皮带沿着一个循环的行进路径而前进；并且其中一个动力输出链轮或皮带轮在沿着这样的循环路径的一个位置处与该链条或皮带相接合以便被该链条或皮带驱动并且提供用于驱动该负载的动力，其中每个链轮或皮带轮的结构包括一个链条接合或皮带接合驱动面，该驱动面由环圆周地间隔开的、径向延伸的多个齿或脊形成，这些齿或脊旨在与沿链条或皮带的长度对应地间隔开的、径向延伸的多个表面进行驱动性的接合；其中离合器的操作受到调节并且这种调节是与原动机和电动机的调节相关的。

背景技术

通常已知的是提供一个类似分动箱的装置，这个装置允许将装备有一个汽油发动机的两轮驱动（2WD）车辆转换成已知为“插入式混合电动车辆”（Plug-in Hybrid ElectricVehicle）、或PHEV车辆的车辆。这个动力传输系统包括两个动力输入、一个动力输出、以及在一个接合的位置与一个脱离接合的位置之间是可移动的一个离合器机构。一个动力输入与该传动系（例如，接收来自发动机的动力）接界。另一个动力输入与一台电动机接界。动力输出与一个驱动轴接界并且提供转矩到车轮上。一个链条和两个链轮将动力从电动机传送到动力输出轴上。这个动力传输系统允许后部动力输出轴（即，这些车轮）通过一个离合器机构而与发动机/变速器相联接和脱离联接。它允许后部动力输出轴（即，这些车轮）经由电动机被驱动。它还允许这些车轮由可燃气体发动机和电动机二者来驱动。离合器可以使发动机/变速器与输出轴相联接和脱离联接。然而，这个输出轴始终是通过动力传输系统而与电动机相连接的，因此使得当以气体模式运行时这种设计是较低效率地运行的，换言之，电动机始终是由该输出轴通过链条和链轮并且最后通过电动机动力输入轴来受到驱动的。

发明内容

为了使效率最大化，所希望的是对动力传输系统提供某一类型的断开机构从而允许在以气体模式运行时具有较高效率的运行。因此，一种动力传输系统可以对有待被机械地互联到一个输出驱动轴上的一个第一输入驱动轴和第二输入驱动轴进行支撑，该输出驱动轴用于驱动这个车辆的多个从动车轮。该动力传输系统可以包括一个离合器，该离合器用于相对于该输出驱动轴来接合和脱离接合该第一输入驱动轴。一个第一输出驱动链轮可以连接到该输出驱动轴上。一个第二输出驱动链轮可以连接到第二输入驱动轴上。一个无端环路链轮接合驱动构件可以在该第一链轮与该第二链轮之间延伸。一个断开机构可以相对于该输出驱动轴来接合和脱离接合该第二输入驱动轴。这个断开机构可以位于第一输出驱动链轮与对应的输出驱动轴之间、或者第二输出驱动链轮与对应的第二输入驱动轴之间。

在结合附图阅读为实施本发明所考虑的最佳模式的以下说明时，对于本领域的普通技术人员而言，本发明的其他应用将变得清楚。

附图说明

本说明在此参照了附图，其中相似的参考号贯穿这几个视图指代相似的零件，并且在附图中：

图1是一种动力传输系统的示意图，该动力传输系统具有一个第一动力输入、一个第二动力输入、一个单个动力输出、位于该第一动力输入与该单个动力输出之间的一个离合器、在第二动力输入与该单个动力输出之间的一个链条与链轮连接、以及在第二动力输入与链轮之间的一个断开机构，其中该动力传输系统被示出是处于第一运行模式，在该第一运行模式中离合器被接合而该断开机构被脱离接合从而允许动力单独地从第一动力输入来传输；

图2是图1的动力传输系统的示意图，其中该动力传输系统被示出是处于第二运行模式，在该第二运行模式中该离合器被接合并且该断开机构被接合从而允许动力从第一动力输入和第二动力输入同时传输；

图3是图1和图2的动力传输系统的示意图，其中该动力传输系统被示出是处于第三运行模式，在该第三运行模式中离合器被脱离接合而该断开机构被接合从而允许动力单独地从第二动力输入来传输；

图4是一个动力传输系统的一个替代性示意图，该动力传输系统具有一个第一动力输入、一个第二动力输入、一个单个动力输出、位于该第一动力输入与该单个动力输出之间的一个离合器、在第二动力输入与该单个动力输出之间的一个链条与链轮连接、以及在第二动力输入与链轮之间的一个断开机构，其中，该动力传输系统被示出是处于第一运行模式，该第一运行模式中离合器被接合而该断开机构被脱离接合从而允许动力单独地从第一动力输入来传输；

图5是图4的动力传输系统的示意图，其中该动力传输系统被示出是处于第二运行模式，在该第二运行模式中离合器被接合并且该断开机构被接合从而允许动力从第一动力和第二动力输入来同时传输；并且

图6是图4和图5的动力传输系统的示意图，其中该动力传输系统被示出是处于第三运行模式，在该第三运行模式中离合器被脱离接合而该断开机构被接合从而允许动力单独地从第二动力输入来传输。

具体实施方式

如在此使用的，发动机或者原动机被限定为旋转能量的主要来源。如在此使用的，输入轴被限定为从一个发动机接收旋转运动并将这种运动传送到一个齿轮传动系或者离合器上的机构。如在此使用的，齿轮传动系被限定为包括至少一个齿轮啮合动力路径的机构。该机构能够改变一个发动机的机械输出与一个负载之间的速比或者旋转方向。如在此使用的，速比被限定为一个输出轴的转速除以一个输入轴的转速。如在此使用的，负载被限定为一种机构，这种机构从一个齿轮传动系或者离合器接收旋转运动以便进行有用的工作。如在此使用的，离合器被限定为一种机构，这种机构使得两个可相对旋转的零件连接到一起而共同旋转或者使这些零件脱离连接。如在这种限定中所使用的这种离合器是可以被使用而无需齿轮传动系、或者在动力传动系中被使用在齿轮传动系之前或者之后的一种离合器。如在此使用的，齿轮啮合动力路径或者动力传输系统被限定为一种机构，这种机构包括多个相对可旋转的本体，这些本体具有多个接合表面或者由带或者链条驱动性地连接，由此一个可旋转的本体通过滚动接触来赋予另一个旋转本体旋转运动或动力或从其接收旋转运动或动力。如在此使用的，输出轴被限定为一种机构，这种机构从一个齿轮传动系或者离合器接收旋转运动并将这种运动传送到一个负载上。如在此使用的，链条或者带被限定为一种动力传输构件，这种动力传输构件形成一个循环圈并且由挠性材料或铰接的多个刚性链节构成，以便允许该构件与一个链轮或者皮带轮驱动面的曲率半径一致并且在使用中旨在被驱动在一个循环路径中；并且，通过与该链轮或者皮带轮驱动面接触，将动力传送到该链轮或者皮带轮上或者从其提取动力。如在此使用的，链轮或者皮带轮被限定为一种装置，这种装置围绕一个轴线可旋转并且具有与该旋转轴线径向间隔开的一个驱动面，这个驱动面用来与一个链条或者带进行预期的动力传输接合从而在该链条或者带的循环路径上将其驱动或者从该链条或者带提取动力来驱动一个输出负载装置。

现参见图1-3，示意性地展示了用于陆地车辆的一个齿轮啮合动力路径或者一个动力传输系统10，它是由该车辆上携带的电动机和发动机或者原动机来供以动力的。该原动机或内燃发动机通过一个第一输入驱动轴12、并与通过一个第二输入驱动轴14对车辆进行驱动的电动机相结合来驱动车辆。电动机和原动机通过该齿轮啮合动力路径而与用于驱动车辆的这些驱动车轮机械地互联。该齿轮啮合动力路径或者动力传输系统10包括相对可旋转的配备有多个齿的多个链轮本体22、24以及一个无端挠性环路动力传输构件26，由此一个可旋转的链轮本体24将通过与无端挠性环路动力传输构件26进行接触来传输来自另一个链轮本体22的动力。传输系统10将原动机和电动机单独地（图1，原动力单独地；图3，电动机单独地）或者整体地（图2，原动机和电动机二者）连接到同一个负载上。动力传输系统10包括一个可旋转的动力输入链轮本体22，该可旋转的动力输入链轮本体与无端挠性环路动力传输构件26处于驱动性的接合用于使该无端挠性环路动力传输构件沿一个循环的行进路径前进。一个可旋转的动力输出链轮本体24在沿着该循环路径的一个位置处与无端挠性环路动力传输构件26相接合以便被该无端挠性环路动力传输构件26（通过举例而非限定的，如多个齿接合元件）驱动并且提供用于驱动一个负载的动力。每个链轮本体22、24的结构包括一个驱动面，该驱动面由环圆周地间隔开的、径向延伸的多个齿形成，这些齿旨在与沿无端挠性环路动力传输构件26的长度对应地间隔开的、径向延伸的多个表面进行驱动性的接合。动力传输系统10包括一个离合器18，该离合器用于相对于该输出驱动轴16来接合（图1-2，位置18a）和脱离接合（图3，位置18b）第一输入驱动轴12。在一个动力传动系中可以使用离合器18而无需一个齿轮传动系，或者被使用在齿轮传动系之前或者之后。一种断开机构20被提供在动力传输系统10中用于相对于该输出驱动轴16来接合（图2-3，位置20b）和脱离接合（图1，位置20a）第二输入轴14。如在图1-3中所展示的，该断开机构20位于第二链轮22与对应的第二输入驱动轴14之间。

如在图1-3中所示，动力传输系统10可以包括位于第二输出驱动链轮22与第二输入驱动轴14之间的断开机构20。可替代地，如在图4-6中所示，断开机构20可以位于第一输出驱动链轮24与输出驱动轴16之间。如在图4-6所示，断开机构20可以沿输出驱动轴16位于离合器18与第一输出链轮24之间。第一输入驱动轴12和第二输入驱动轴14可以相对于彼此而平行地且偏置地延伸。第一输入驱动轴12可以相对于输出驱动轴16同轴地延伸。第二输入驱动轴14可以相对于输出驱动轴16平行地且偏置地延伸。

现在参见图4-6，图中示意性地展示了用于陆地车辆的一个齿轮啮合动力路径、或者一个动力传输系统10，它是由该车辆携带的电动机和发动机或者原动机来供以动力的。该原动机或内燃发动机是通过一个第一输入驱动轴12、并与用于通过一个第二输入驱动轴14对车辆进行驱动的电动机相结合来驱动车辆的。电动机和原动机是通过该齿轮啮合动力路径而与用于驱动车辆的这些驱动车轮机械地互联的。该齿轮啮合动力路径或动力传输系统10包括相对可旋转的配备有多个齿的多个链轮本体22、24以及一个无端挠性环路动力传输构件26，通过举例而非限定性的，如多个齿接合元件，由此一个可旋转的链轮本体24将通过与无端挠性环路动力传输构件26相接触而对来自另一个链轮本体22的动力进行传输。传输系统10将原动机和电动机单独地（图4，原动机单独地；图6，电动机单独地）或者整体地（图5，原动机和电动机二者）连接到同一个负载上。动力传输系统10包括一个可旋转的动力输入链轮本体22，该可旋转的动力输入链轮本体与无端挠性环路动力传输构件26处于驱动性接合用于使该无端挠性环路动力传输构件26沿一个循环的行进路径而前进。一个可旋转的动力输出链轮本体24在沿着该循环路径的一个位置处与无端挠性环路动力传输构件26相接合以便被无端挠性环路动力传输构件26驱动并且提供用于驱动一个负载的动力。每个链轮本体22、24的结构包括一个驱动面，该驱动面由环圆周地间隔开的、径向延伸的多个齿形成，这些齿旨在与沿无端挠性环路动力传输构件26的长度对应地间隔开的、径向延伸的多个表面进行驱动性的接合。动力传输系统10包括一个离合器18，该离合器用于相对于该输出驱动轴16来接合（图4-5，位置18a）和脱离接合（图6，位置18b）第一输入驱动轴12。在一个动力传动系中可以使用离合器18而无需齿轮传动系，或者被使用在齿轮传动系之前或者之后。一种断开机构20被提供在动力传输系统10中，用于相对于该输出驱动轴16来接合（图5-6，位置20b）和脱离接合（图4，位置20a）第二输入轴14。如在图4-6中看到的，断开机构20位于第一链轮24与对应的输出驱动轴16之间。

如先前相对于图1-3所说明的，动力传输系统10可以包括位于第二输出驱动链轮22与第二输入驱动轴14之间的断开机构20。可替代地，如在图4-6中所示，断开机构20可以位于第一输出驱动链轮24与输出驱动轴16之间。如在图4-6中所示，该断开机构20可以沿输出驱动轴16位于离合器18与第一输出链轮24之间。第一输入驱动轴12和第二输入驱动轴14可以相对于彼此而平行地且偏置地延伸。第一输入驱动轴12可以相对于输出驱动轴16共轴地延伸。第二输入驱动轴14可以相对于输出驱动轴16平行地且偏置地延伸。

在一个第一运行模式中，如在图1和图4中所展示的，离合器18可以被接合18a并且断开机构20可以被脱离接合20a，从而允许动力传输系统10通过第一输入驱动轴12和离合器18单独地从内燃发动机或原动机传输动力到输出驱动轴16以便驱动从动车轮负载。在一个第二运行模式中，如在图2和图5中所展示的，离合器18可以被接合18a并且断开机构20可以被接合20b从而允许动力传输系统10通过第一输入驱动轴12从内燃发动机或原动机并且同时通过第二输入驱动轴14、链轮22、24以及挠性圈动力传输构件26从电动机传输动力到输出驱动轴16以便驱动从动车轮负载。在一个第三运行模式中，如在图3和图6中所展示的，离合器18可以被脱离接合18b并且断开机构20可以被接合20b从而允许动力传输系统10通过第二输入驱动轴14、链轮22、24以及挠性圈动力传输构件26将动力单独地从电动机传输到输出驱动轴16以便驱动从动车轮负载。在一个第四运行模式（未展示）中，离合器18可以被脱离接合18b并且断开机构20可以被脱离接合20a从而允许输出驱动轴16旋转而不是由内燃发动机或原动机通过第一输入驱动轴12或者由电动机通过第二输入驱动轴14来驱动。在操作中，图1-3以及图4-6的构形之间的差异在于，在图1-3中，这些链轮22、24以及挠性圈动力传输构件26是在第一运行模式中、第二运行模式中、第三运行模式中和第四运行模式中旋转的，而在图4-6中，这些链轮22、24以及挠性圈动力传输构件26仅在第二运行模式中和第三运行模式中旋转。

虽然本发明已经结合目前所考虑到的最实用和优选的实施方案进行了说明，应该理解本发明不限于所披露的这些实施方案，而相反地是旨在涵盖在所附权利要求的精神和范围中包括的不同的修改和等效安排，对该范围应给予最广义的解释以便涵盖如法律所容许的所有此类修改和等效结构。

Claims (11)

1.一种动力传输系统（10），该系统用于对有待被机械地互联到一个输出驱动轴（16）上的一个第一输入驱动轴（12）以及第二输入驱动轴（14）进行支撑，该输出驱动轴用于驱动一个车辆的多个从动车轮，该动力传输系统包括：

一个离合器（18），该离合器用于相对于该输出驱动轴（16）接合（18a）和脱离接合（18b）该第一输入驱动轴（12）；

连接到该输出驱动轴（16）上的一个第一输出驱动链轮（24）；

连接到该第二输入驱动轴（14）上的一个第二输出驱动链轮（22）；

在该第一输出驱动链轮与第二输出驱动链轮（24，22）之间延伸的一个无端挠性环路动力传输构件（26）；以及

一种断开机构（20），该断开机构用于相对于该输出驱动轴（16）来接合（20b）和脱离接合（20a）该第二输入驱动轴（14），该断开机构（20）连接和断开该第一输出驱动链轮（24）与对应的该输出驱动轴（16）；其中该离合器（18）被接合（18a）并且该断开机构（20）被脱离接合（20a），从而该第一输入驱动轴（12）连接该输出驱动轴（16）。

2.根据权利要求1所述的动力传输系统（10），其中该断开机构（20）是沿该输出驱动轴（16）位于该离合器（18）与该第一输出驱动链轮（24）之间的。

3.根据权利要求1所述的动力传输系统（10），进一步包括：

相对于彼此而平行地且偏置地延伸的该第一输入驱动轴和第二输入驱动轴（12，14）。

4.根据权利要求1所述的动力传输系统（10），进一步包括：

相对于该输出驱动轴（16）共轴地延伸的第一输入驱动轴（12）。

5.根据权利要求1所述的动力传输系统（10），进一步包括：

相对于该输出驱动轴（16）平行地并且偏置地延伸的该第二输入驱动轴（14）。

6.一种在有待由车辆携带的电动机以及原动机驱动的车辆中的动力传输系统（10），该原动机通过一个第一输入驱动轴（12）对该车辆进行驱动并且该电动机通过一个第二输入驱动轴（14）对该车辆进行驱动；该动力传输系统（10）用于对有待被机械地互联到一个输出驱动轴（16）上的一个第一输入驱动轴以及第二输入驱动轴（12，14）进行支撑，该输出驱动轴用于驱动该车辆的多个从动车轮；一个离合器（18），该离合器用于相对于该输出驱动轴（16）来接合（18a）和脱离接合（18b）该第一输入驱动轴（12）；被连接到该输出驱动轴（16）上的一个第一输出驱动链轮（24）；被连接到该第二输入驱动轴（14）上的一个第二输出驱动链轮（22）；以及在该第一输出驱动链轮与第二输出驱动链轮（24，22）之间进行延伸的一个无端挠性环路动力传输构件（26）；该动力传输系统（10）的改进，包括：

一种断开机构（20），用于相对于该输出驱动轴（16）来接合（20b）和脱离接合（20a）该第二输入驱动轴（14），该断开机构（20）连接和断开该第一输出驱动链轮（24）与对应的该输出驱动轴（16）；其中该离合器（18）被接合（18a）并且该断开机构（20）被脱离接合（20a），从而该第一输入驱动轴（12）连接该输出驱动轴（16）。

7.根据权利要求6所述的动力传输系统（10），其中该断开机构（20）是沿该输出驱动轴（16）位于该离合器（18）与该第一输出驱动链轮（24）之间的。

8.根据权利要求6所述的动力传输系统（10），进一步包括：

相对于彼此而平行地且偏置地延伸的该第一输入驱动轴和第二输入驱动轴（12，14）。

9.根据权利要求6所述的动力传输系统（10），进一步包括：

相对于该输出驱动轴（16）共轴地延伸的该第一输入驱动轴（12）。

10.根据权利要求6所述的动力传输系统（10），进一步包括：

相对于该输出驱动轴（16）平行地且偏置地延伸的该第二输入驱动轴（14）。

11.一种用于陆地车辆的动力传输系统（10），该陆地车辆由携带在该车辆上的电动机和内燃发动机驱动，其中该内燃发动机通过一个第一输入驱动轴（12）、并与通过一个第二输入驱动轴（14）对该车辆进行驱动的电动机相结合来驱动该车辆；其中该电动机和内燃发动机是与用于驱动该车辆的多个驱动车轮机械地互联的，该车辆包括配备有多个齿的多个相对可旋转的链轮本体（22，24）、以及具有多个齿接合元件的一个无端挠性环路动力传输构件（26），由此一个可旋转的链轮本体（24）将通过与该无端挠性环路动力传输构件（26）的这些齿接合元件相接触来传输来自另一个链轮本体（22）的动力；其中该传输系统（10）将该内燃发动机以及该电动机单独地或者整体地连接到同一个负载上；其中该动力传输系统（10）包括一个可旋转的动力输入链轮本体（22），该可旋转的动力输入链轮本体与该无端挠性环路动力传输构件（26）处于驱动性的接合用于使该无端挠性环路动力传输构件（26）沿着一个循环的行进路径而前进；并且其中一个可旋转的动力输出链轮本体（24）在沿着这样的循环路径的一个位置处与该无端挠性环路动力传输构件（26）相接合以便被该无端挠性环路动力传输构件（26）驱动并且提供用于驱动一个负载的动力，其中每个链轮本体（22，24）的结构包括一个驱动面，该驱动面由环圆周地间隔开的、径向延伸的多个齿形成，这些齿旨在与沿该无端挠性环路动力传输构件（26）的长度对应地间隔开的、径向延伸的多个齿接合表面进行驱动性的接合；该动力传输系统（10）的改进，包括：

一个离合器（18），该离合器用于相对于输出驱动轴（16）来接合（18a）和脱离接合（18b）该第一输入驱动轴（12）；以及

一个断开机构（20），该断开机构用于相对于该输出驱动轴（16）来接合（20b）和脱离接合（20a）该第二输入驱动轴（14），该断开机构（20）连接和断开该可旋转的动力输出链轮本体（24）与对应的该输出驱动轴（16），该第一输入驱动轴（12）相对于该输出驱动轴（16）共轴地延伸，该第一输入驱动轴与第二输入驱动轴（12，14）相对于彼此而平行地且偏置地延伸；其中该离合器（18）被接合（18a）并且该断开机构（20）被脱离接合（20a），从而该第一输入驱动轴（12）连接该输出驱动轴（16）。