CN104340046A - 具有提供电功率的离合器促动器的车辆动力传动系 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有提供电功率的离合器促动器的车辆动力传动系。车辆动力传动系包括第一可旋转构件和第二可旋转构件。离合器具有接合状态，在接合状态中扭矩通过所述离合器在第一可旋转构件和第二可旋转构件之间传递。离合器具有脱开状态，在脱开中扭矩不通过所述离合器在第一可旋转构件和第二可旋转构件之间传递。离合器促动器包括电动机-发电机，其具有转子和定子，所述转子由第一可旋转构件和第二可旋转构件中的一个旋转地驱动，所述定子可供能以相对于第一可旋转构件和第二可旋转构件中的所述一个旋转地驱动转子。控制器操作地连接到定子，且配置为控制电动机-发电机，使之用作发电机以在转子上提供扭矩。电动机-发电机提供电功率到车辆部件。

Description

具有提供电功率的离合器促动器的车辆动力传动系
技术领域
本教导大致包括具有离合器的车辆动力传动系，所述离合器具有提供电功率的离合器促动器。
背景技术
机动车辆通常具有由电供能的附件，比如头灯和音响系统。用于附件的电功率通常由电池提供。电池则由发动机驱动的交流发电机供能。在混合动力车辆中，混合动力电动机-发电机提供用于车辆附件的电能。由于混合动力电动机-发电机通常以与电附件所需要的电压不同的电压提供功率，因此需要功率转换器，有时称为辅助功率模块，以将功率从由混合动力电动机-发电机提供的电压水平转换为电附件所需要的电压水平。将车辆动力传动系中的部件(特别是影响机械或电功率传输的那些)数量和复杂性最小化能提高动力传动系的总体效率。
发明内容
提供了一种车辆动力传动系，其配置为使用由一个或多个离合器促动器产生的电能来将电功率提供到一个或多个车辆部件，比如车辆电附件。车辆动力传动系包括第一可旋转构件和第二可旋转构件。离合器具有接合状态，在接合状态中扭矩通过所述离合器在第一可旋转构件和第二可旋转构件之间传递。离合器具有脱开状态，在脱开状态中扭矩不通过所述离合器在第一可旋转构件和第二可旋转构件之间传递。离合器促动器包括电动机-发电机，其具有转子和定子，所述转子由第一可旋转构件和第二可旋转构件中的一个旋转地驱动，所述定子可供能以相对于第一可旋转构件和第二可旋转构件中的所述一个旋转地驱动转子。控制器操作地连接到定子，且配置为控制电动机-发电机使之用作发电机，以在转子上提供扭矩(即制动扭矩)，以将离合器的状态从接合状态和脱开状态中的一个改变为接合状态和脱开状态中的另一个。至少一个车辆部件操作地连接到所述定子。当电动机-发电机用作发电机时，电动机-发电机提供电功率到车辆部件。
例如，通过利用能提供电能为车辆电附件供能的一个或多个离合器促动器，车辆电池的电荷状态不被耗尽。这对于利用电池中的电能用于车辆推进的混合动力车辆来说是特别有利的。而且，在一些实施例中，对于由离合器促动器的电动机-发电机产生的电功率，可避免使用转换器或辅助功率模块，这可提高总体车辆效率。使用离合器促动器的电动机-发电机替代单独的混合动力电动机-发电机来提供电功率，可以有效地在车辆水平下具有负的功率损失(即功率节省)。在一些实施例中，离合器促动器的电动机-发电机可以是包括在动力传动系中的唯一的发电机。在其他实施例中，一个或多个离合器促动器可被使用，且一个或多个离合器促动器的相应电动机-发电机可以是配置为提供车辆推进的混合动力电动机-发电机。在一些实施例中，离合器促动器的电动机-发电机还可被用来起动发动机。
根据本发明的另一方面，提供一种用于提供牵引扭矩到车轮的车辆动力传动系，该动力传动系包括：
发动机，具有发动机曲轴；
变速器，具有变速器输入构件和变速器输出构件，变速器配置为以不同的扭矩比将驱动扭矩从变速器输入构件提供到变速器输出构件；其中变速器输出构件配置为连续地操作地连接到车轮；
离合器，具有接合状态，在接合状态中扭矩通过所述离合器在发动机曲轴和变速器输入构件之间传递；其中离合器具有脱开状态，在脱开状态中扭矩不通过所述离合器在第一可旋转构件和第二可旋转构件之间传递；
离合器促动器，其包括：
电动机-发电机，具有可由发动机曲轴可旋转地驱动的转子，且具有可供能以相对于发动机曲轴可旋转地驱动转子的定子；
控制器，操作地连接到定子，且配置为控制电动机-发电机使之用作发电机，以由此在转子上提供扭矩，从而将离合器的状态从接合状态和脱开状态中的一个改变为接合状态和脱开状态中的另一个；
至少一个车辆电附件，操作地连接到定子，且其中当电动机-发电机用作发电机时，电动机-发电机提供电功率到所述至少一个车辆电附件。
优选地，其中离合器包括将离合器偏压到脱开状态的至少一个偏压构件；且其中电动机-发电机在电动机-发电机用作发电机时克服所述至少一个偏压构件的偏压力，电动机-发电机由此在转子上提供扭矩，使得转子沿前进旋转方向相对于发动机曲轴旋转，以接合离合器。
优选地，其中当发动机曲轴旋转时，电动机-发电机用作发电机，以提供电功率到所述至少一个车辆电附件。
优选地，其中变速器包括至少一个在变速器输入构件和变速器输出构件之间的可选择性接合的扭矩传输装置；和其中变速器可操作在空档状态中，在所述空档状态中所述至少一个可选择性接合的扭矩传输装置不被接合，且在该空挡状态中电动机-发电机可作为发电机操作，以在离合器处于接合状态中的情况下供给电功率到所述至少一个车辆电附件。
优选地，其中离合器包括将离合器偏压到脱开状态的至少一个偏压构件；其中电动机-发电机可控制为用作电动机，以在离合器由于所述至少一个偏压构件以及用作电动机的电动机-发电机的扭矩之一的作用而处于脱开状态的情况下，旋转发动机曲轴以起动发动机。
优选地，其中电动机-发电机是包括在车辆动力传动系中的唯一的电动机-发电机，其配置为起动发动机且提供电功率到所述至少一个车辆电附件。
优选地，其中离合器包括可旋转离合器壳体，其固定为随发动机曲轴旋转；其中离合器促动器包括延伸到所述离合器壳体中的中空驱动螺杆；其中转子固定到驱动螺杆；其中变速器输入构件延伸穿过中空驱动螺杆进入离合器壳体；其中，离合器还包括：压力盘，通过花键连接到离合器壳体且被支撑在驱动螺杆上；至少一个偏压构件，将压力盘偏压到相对于离合器壳体的轴向位置；离合器盘，在离合器壳体内通过花键连接到变速器输入构件，且配置为随变速器输入构件旋转；其中在离合器处于接合状态中时离合器盘支撑摩擦材料使其足以接合离合器壳体，从而使得在离合器处于接合状态中时发动机曲轴和变速器输入构件一起旋转；和其中当电动机-发电机用作发电机时，驱动螺杆相对于离合器壳体的旋转轴向地移动压力盘以克服偏压构件的偏压力，并由此将离合器的状态从脱开状态改变到接合状态。
根据本发明又一方面，提供一种车辆动力传动系，包括：
变速器，其具有：
第一可旋转构件，其配置为接收机械功率输入；
第二可旋转构件；
离合器，具有接合状态，在接合状态中扭矩通过所述离合器在第一可旋转构件和第二可旋转构件之间传递；其中离合器具有脱开状态，在脱开状态中扭矩不通过所述离合器在第一可旋转构件和第二可旋转构件之间传递；
离合器促动器，其包括：
电动机-发电机，具有可由第一可旋转构件可旋转地驱动的转子，且具有可供能以相对于第一可旋转构件可旋转地驱动转子的定子；
控制器，操作地连接到定子，且配置为控制电动机-发电机使之用作发电机，以在转子上提供足以将离合器的状态从接合状态和脱开状态中的一个改变为接合状态和脱开状态中的另一个的制动扭矩，由此将机械功率输入的一部分转换为电功率；和
至少一个车辆电附件，操作地连接到定子，并由电动机-发电机所提供的电功率供能。
优选地，其中控制器配置为确定车辆电附件的功率要求；和其中控制器控制定子以提供与车辆电附件的功率要求相关的，且在通过离合器传递希望的机械功率所需要的最小量和与电动机-发电机的发电容量相对应的最大量之间的制动扭矩量。
优选地，其中离合器是第一离合器，离合器促动器是第一离合器促动器，电动机-发电机是第一电动机-发电机；且所述动力传动系还包括：
至少一个额外的可旋转构件；
至少一个不同于第一离合器的额外的离合器，连接在变速器中的一对可旋转构件之间；
至少一个额外的离合器促动器，配置为促动所述至少一个额外的离合器；其中所述至少一个额外的离合器促动器与第一离合器促动器基本相同且具有第二混合动力电动机-发电机；
功率转换器，操作地连接到所述至少一个车辆电附件和混合动力电动机-发电机；
其中变速器配置为使得在变速器的至少两个不同的操作模式过程中，第一离合器促动器和所述至少一个额外的离合器促动器中的至少一个被促动；和
其中电动机-发电机可控制为提供再生制动操作模式和纯电动操作模式中的至少一种。
当结合附图理解进行时，本教导的上述特征和优势及其他特征和优势将从用于实施本教导的最佳模式的以下详细描述变得显而易见。
附图说明
图1是具有动力传动系的车辆的示意性图示，所述动力传动系具有带有根据本教导的第一方面的离合器促动器的离合器。
图2是具有动力传动系的车辆的示意性图示，所述动力传动系具有带有根据本教导的第二方面的离合器促动器的离合器。
图3是具有动力传动系的车辆的示意性图示，所述动力传动系具有多个带有多个根据本教导的第三方面的离合器促动器的离合器。
图4是具有动力传动系的车辆的示意性图示，所述动力传动系具有多个带有多个根据本教导的第四方面的离合器促动器的离合器。
图5是图1-4的离合器促动器和离合器的一个实施例的局部剖视图形式的示意图，其中离合器处于脱开状态且以虚线图示为处于接合状态。
图6是图1-4的离合器促动器和离合器的另一个实施例的局部剖视图形式的示意图，其中离合器处于脱开状态且以虚线图示为处于接合状态。
具体实施方式
参考附图，其中在若干幅视图中相似的参考标号指示相似的部件，图1显示了具有动力传动系12的车辆10，所述动力传动系12能提供牵引扭矩到车轮14，用于推进车辆10。动力传动系12包括原动机，比如通过燃烧燃料产生驱动扭矩的发动机16。动力传动系12还包括变速器18，其能通过齿轮传动设备19，以变速器输出构件20的扭矩对变速器输入构件22的扭矩的各种比值，将扭矩从发动机16提供到车轮14。通过不同的扭矩传输装置(比如离合器、制动器或同步器)的选择性接合，不同的比率被建立。如这里所讨论的，扭矩传输装置的至少一种是旋转离合器，其在接合时传输扭矩，所述扭矩沿从变速器输入构件22到变速器输出构件20的扭矩传输路径被传送。图1的动力传动系12包括一个这样的旋转离合器，第一离合器24，其一个实施例在图5中更详细地示出，且其替换实施例在图6中显示。第一离合器促动器26促动离合器24，以从脱开状态向接合状态，或在一些实施例中从接合状态向脱开状态改变其状态。
如这里所讨论的，离合器促动器26在促动离合器24时产生电功率，且该电功率被用来为一个或多个车辆电附件28供能。控制器32操作地连接到离合器促动器26、连接到电池30并连接到电附件28，且配置为执行引导所述的电功率的算法。如果控制器32、电池30和附件28共用共同的电压，则它们可以通过直流(DC)电力总线31以“T”形布置方式并联地连接，如图所示。电动机-发电机62通过单独的低电压交流电(AC)电力线33(即，三相A,B,C线)连接到控制器32。如果离合器促动器26产生比满足电附件28的功率要求所需要的电能更多的电能，则如果电池30的电荷状态低于预定的最大电荷状态，控制器32将多余的功率引导到电池30。替代地，电动机-发电机62可被控制为使得所提供的电功率的量可在最小量(当通过离合器24传递希望量的机械功率时被提供的)和最大量(对应于电动机-发电机62的发电能力)之间变化。被提供的电功率的量能在该最小和最大量之间变化，以更精确地满足车辆电附件28的变化的电功率要求。如果离合器促动器26没有正在促动离合器24且因此没有正在产生电功率，则控制器32将电功率从电池30引导到电附件28。另外，如果离合器促动器26没有正在产生足够的电能以满足车辆电附件28的功率要求，则由离合器促动器26提供的电功率由来自电池30的电功率补偿，以满足车辆操作中的附件28的功率要求。
进一步参考图1，发动机16具有曲轴34，所述曲轴34操作地连接用于在离合器24接合时随变速器输入构件22旋转。静止钟形壳体36围绕离合器24和离合器促动器26。钟形壳体36能安装到围绕齿轮传动设备19的变速器壳体38或与之一体形成。齿轮传动设备19包括第一组啮合齿轮40、42和第二组相互啮合齿轮46、48，所述第一组啮合齿轮40、42在同步器44被切换到右侧以接合齿轮40与输入构件22时能以第一齿轮比将扭矩从输入构件22传输到输出构件20，所述第二组互相啮合齿轮46、48能在同步器44被切换到左侧以接合齿轮46与输入构件22时将扭矩从输入构件22传输到输出构件20，如本领域技术人员理解的。可以包括额外的互相啮合齿轮组和同步器。同步器44能手动切换，这包括通过手或脚(如果变速器18是手动变速器)，或可以在控制器32或其他控制器的控制下自动地切换(如果变速器18是自动化的手动变速器)。最终驱动齿轮组包括相互啮合齿轮50、52，其将扭矩从变速器输出构件20经由差速器56传输到半轴54A、54B。半轴54A、54B操作地连接到车轮14。
现在参考图5，更详细地显示了离合器24和离合器促动器26的一个实施例。离合器24包括可旋转离合器壳体60，其固定为随可旋转构件一致旋转，所述可旋转构件在该实施例中显示为发动机曲轴34。即，离合器壳体60以与发动机曲轴34相同速度并与之一起旋转。在该实施例中，发动机曲轴34被称为第一可旋转构件，且是用于离合器24的机械功率输入构件。替代地，阻尼器可定位在曲轴34和离合器壳体60之间。在这样的实施例中，单独的轴将阻尼器连接到离合器壳体60。
离合器促动器26包括电动机-发电机62和延伸到离合器壳体60中的中空驱动螺杆64。电动机-发电机62具有带有电绕组68的定子66。定子66固定到静止构件，比如钟形壳体36。电动机-发电机62包括转子70，转子70安装在驱动螺杆64上且与之一致旋转。离合器24包括压力盘72，压力盘72具有外端部74，所述外端部74通过花键连接到离合器壳体60的带有花键的内壁76。驱动螺杆74具有螺纹部分77。压力盘72具有内开口80，内开口80尺寸和形状制成在螺纹部分处安装到驱动螺杆64。
驱动螺杆64能相对于离合器壳体64在承载表面78处旋转。套筒84帮助轴向固定转子70和驱动螺杆64。定子66能通过图1的控制器32控制为用作电动机或用作发电机，以相对于离合器壳体60、并由此相对于发动机曲轴34旋转地驱动转子70。当转子70相对于离合器壳体60旋转时，压力盘72将在离合器促动器26的促动范围上在螺纹部分77上轴向地运动，所述离合器促动器26的促动范围可以是驱动螺杆64的多圈转动，直到压力盘72遇到图5的右侧的螺纹部分77的端部，或图5的左侧处的螺纹部分77的端部。
变速器输入构件22，也称为第二可旋转构件，延伸穿过中空驱动螺杆64进入离合器壳体60。在所示实施例中，当电动机-发电机62不被供能时，至少一个偏压构件将压力盘72相对于离合器壳体60偏压到预定轴向位置。在图5的实施例中，偏压构件是弹簧86。弹簧86被显示为将压力盘72偏压到脱开位置。在其他实施例中，比如关于图6所示和所讨论的，弹簧可定位为将压力盘72偏压到接合位置。在其他实施例中，没有使用偏压构件。
离合器盘90通过花键连接到离合器壳体60内的变速器输入构件22，且配置为随变速器输入构件22旋转。离合器盘90固定到毂93，所述毂93通过花键连接到变速器输入构件22的带花键的端部。替代地，阻尼器(未示出)可定位在变速器盘90和毂93之间。离合器盘90支撑摩擦材料92，所述摩擦材料92在离合器24处于接合状态时足以接合离合器壳体60，使得发动机曲轴34和变速器输入构件22一起一致旋转。
为了接合离合器24，控制器32控制电动机-发电机62用作发电机，在转子70上产生扭矩，同时将旋转的转子70的机械功率转换成特定电压(在此称为第二电压)下的电功率，并导致电流在绕组68中流动。当电动机-发电机62用作发电机时，绕组中的感应电流流动产生“制动扭矩”或“偏压扭矩”，其作用在转子70上，并最终导致转子70和驱动螺杆64相对于离合器壳体60旋转。例如，这样的旋转可以是在驱动螺杆64的一圈或两圈旋转的促动范围上。该相对旋转导致压力盘72朝向离合器盘90轴向运动，克服弹簧86的偏压力。压力盘72接触摩擦材料92，导致离合器盘90的内带花键的毂93沿带花键的变速器输入构件22轴向运动，并挤压摩擦材料92抵靠离合器壳体60的内端壁94，以接合离合器24。压力盘72被以虚线显示为运动到接合位置72A。当压力盘72处于接合位置72A时，离合器盘90被移动到图5的左侧，使得摩擦材料92压抵内壁94。在接合位置，离合器盘90以虚线被显示在90A处，摩擦材料92以虚线被显示在92A处，压力盘以虚线被显示在72A处，且弹簧86被显示为处于压缩位置86A中。在离合器24处于接合位置中的情况下，离合器壳体60与离合器盘90一致旋转，使得发动机曲轴34与变速器输入构件22一致旋转。为了脱开离合器24，控制器32关闭电动机-发电机62，比如通过断开开关，且弹簧86回复至未压缩位置，在该未压缩位置中，弹簧86偏压压力盘72到脱开位置。图5的离合器24可配置为，在没有使用电动机-发电机62的情况下(即，甚至当电动机-发电机62在离合器接合之后关断)，如果螺纹部分77和压力盘72之间的在内开口80处的摩擦力、以及驱动螺杆64和离合器壳体60之间的在承载表面78处的摩擦力超过弹簧86导致的回复力，则保持接通。相反地，如果由弹簧86造成的回复力超过该摩擦力，则图5的离合器24将释放。
当发动机曲轴34在离合器24处于接合位置且电动机-发电机62用作发电机的情况下旋转时，由于驱动螺杆64上的转子70的连续的制动扭矩，因此通过由曲轴34将机械功率输入的一部分转换为电功率，电功率被连续地产生。在图5的实施例中，电动机-发电机62配置为使得产生的电能在第二电压下，该第二电压或者与用于为车辆电附件28供能所要的电压相同，或者由控制器32转换为用于为车辆附件28供能所需要的电压(例如从AC电压转换成DC电压)。
图6显示了用于与图1-4的动力传动系一起使用的离合器24A和促动器26A的替换实施例。除了弹簧86B定位为将离合器24A偏压到接合位置之外，离合器24A和促动器26A在所有方面与图5的离合器24和离合器促动器26相似，在所述接合位置中弹簧86B、离合器盘90A、摩擦材料92A和毂93A被显示为虚线，且电动机-发电机26被供能以用作发电机，以将离合器26A运动到所示的脱开位置(弹簧显示为86C)。即，发电机62导致转子70和驱动螺杆64相对于离合器壳体60充分地旋转，以轴向地向右移动压力盘72和离合器盘90到所示的脱开位置，其中螺纹部分77和内开口80包括合适的螺纹螺旋方向。电动机-发电机62连续地被控制为发电机，以将离合器盘90保持在脱开位置中，由此连续地产生在第二电压下的电功率，其能用来为车辆附件28供能，如上所述。
在不同的实施例中，电动机-发电机62能配置为使得控制电动机-发电机62以用作电动机(而不是发电机)，而通过相对于离合器壳体60沿前进旋转方向(即与车辆14的前进推进一致的离合器壳体60的旋转方向)旋转驱动螺杆64而接合或脱开离合器24或24A。替换地，电动机-发电机62能配置为使得控制电动机-发电机62以用作发电机，而通过相对于离合器壳体60沿前进方向旋转驱动螺杆64而接合或脱开离合器24或24A。
当用于图1的动力传动系12时，离合器24或24A中的任一个使得电动机-发电机62用作电动机，以在车辆10处于空档状态的情况下(即没有接合离合器24)起动发动机16。由于转子70安装在驱动螺杆64上且压力盘72连接离合器壳体60以随驱动螺杆64旋转，因此电动机-发电机62能操作为电动机，以驱动离合器壳体62，由此驱动曲轴34以起动发动机16。即，当电动机-发电机62由控制器32操作为电动机以提供扭矩到驱动螺杆64时，压力盘72将运动到离合器24被脱开的位置并随后到停止处，比如驱动螺杆64的螺纹部分77的端部，导致驱动螺杆64停止相对于离合器壳体60的旋转并允许来自转子70的扭矩沿发动机旋转的前进方向被传递到发动机曲轴34。在图1的车辆10中，电动机-发电机62在动力传动系12中的唯一的发电机，且不存在起动发动机16所需要的其他起动机。
参见图2，显示了具有动力传动系12A的车辆10A。车辆10A和动力传动系12A具有多个与图1的车辆10和动力传动系12相同的部件。类似的部件标记有类似的参考标号，且如参考图1所述地运行。动力传动系12A与动力传动系12不同之处在于，其具有混合动力电动机-发电机100，其可操作为用作使用来自电池30A的在第一电压下的电功率的电动机，以提供扭矩到动力传动系12A。具体地，电动机-发电机100由控制器32A控制，以用作电动机，以提供扭矩在曲轴34上。电动机-发电机100通过一组高电压AC电力线35(例如三相X,Y和Z线)连接到控制器32A。控制器32A能将从电动机-发电机62通过线33提供的AC功率转换为经由DC线37的处于附件28所需要水平的直流电压，且能将沿线35从电动机-发电机100提供的高功率AC电压转换为沿线31A的处于高功率水平的DC电压。混合动力电动机-发电机100通过皮带-交流发电机-起动机布置，操作地连接到曲轴34。换句话说，电动机-发电机100的驱动轴102通过随驱动轴102旋转的滑轮104、随曲轴旋转的滑轮106、和接合滑轮104，106的皮带108被连接以驱动曲轴34，以驱动地连接电动机-发电机100与曲轴34。电动机-发电机100需要在第一电压下的电功率(比附件所需要的电压水平更高的电压水平)，以作为电动机操作。
电动机-发电机100还可由控制器32A控制以用作发电机，以将来自动力传动系12A的扭矩转换为在第一电压下的电功率存储在电池30A中。如上所述，车辆电附件28可由在不同于第一电压的第二电压下的电功率供能。因此，动力传动系12A具有转换器110，其操作地连接到电池30A并连接到车辆电附件28。转换器110也称为辅助功率模块(APM)。转换器110配置为将电池30A中存储的电功率从第一电压转换到第二电压。转换器110包括功率电子元件，其使得电压能够被转换，如本领域技术人员所理解的。
通过转换器100，任何电功率源(即，混合动力电动机-发电机100或离合器促动器26)可被用来提供电功率到车辆电附件28。具体地，当离合器促动器26的电动机-发电机62提供足以满足车辆电附件28功率要求的电功率到车辆电附件28时，控制器32A控制转换器110使之关闭。保持转换器110关闭能使功率节省，因为避免了与转换器中功率电子器件相关联的损失。在离合器促动器26使得电动机-发电机62用作发电机的操作模式中，转换器110可在促动器26的电动机-发电机62提供足以满足车辆电附件28的功率要求的电功率时关闭，并且在促动器26的电动机-发电机62提供的电功率少于车辆电附件28的功率要求所需要的电功率时打开。以此方式进行的电动机-发电机62的控制允许转换器110仅当存在相对高的功率要求时打开和运行。转换器，比如转换器110，通常在高功率要求水平下更有效率。尽管混合动力电动机-发电机100显示为操作地与曲轴34连接，但在不同的混合动力布置中，一个或多个电动机-发电机100可与变速器16内的任何旋转部件连接。
图3显示了具有动力传动系12B的车辆10B的另一实施例，其具有多个与图1的动力传动系12和车辆10相同的部件。类似的部件标记有类似的参考标号，且如参考图1所述地运行。动力传动系12B不同于动力传动系12之处在于，其具有带有输入离合器24B、24C的双输入离合器变速器18B，输入离合器24B、24C分别具有离合器促动器26B、26C。离合器24B称为具有第一离合器促动器26B的第一离合器，离合器24C称为具有第二合器促动器26C的第二离合器。离合器24B、24C和离合器促动器26B、26C配置为分别类似于图5和6的离合器24或离合器24A，和离合器促动器26或26A。因此，只要当离合器促动器26B、26C中的任一个被控制为用作发电机，电功率能被提供到车辆电附件28。离合器促动器26B的电动机-发电机是类似电动机-发动机62的第一电动机-发电机，具有类似于定子66的定子，并具有可由第一传输轴124A旋转地驱动的类似于转子70的第一转子。离合器促动器26B的电动机-发电机能被控制为作为发电机，以使得第一转子相对于第一传输轴124A旋转，以接合或脱开离合器24A。离合器促动器26C的电动机-发电机是类似电动机-发动机62的第二电动机-发电机，具有类似于定子66的定子，并具有可由第二传输轴124B旋转地驱动的类似于转子70的第二转子。离合器促动器26B的电动机-发电机能配置为作为发电机，以使得第二转子相对于第二传输轴124B旋转，以接合或脱开离合器24C。
曲轴34随驱动齿轮组的中心齿轮126的变速器输入轴122旋转，所述齿轮组包括与齿轮126啮合并随第一传输轴124A旋转的齿轮128A，以及与齿轮126啮合并随第二传输轴124B旋转的齿轮128B。
第一传输轴124A旋转地驱动离合器促动器26B的转子，且该转子在被控制为驱动促动器26B的驱动螺杆时，能相对于传输轴124A旋转。当第一离合器24B处于接合状态时，第一传输轴124A连接为随第一副轴130A一致地旋转。当第一离合器24B处于脱开状态时，第一传输轴124A不连接为随第一副轴130A旋转。第一传输轴126A被称为第一可旋转构件。第一副轴130A被称为第二可旋转构件且延伸到离合器盘90安装在其上的离合器24B中，类似于图5和6的输入轴22。
第二传输轴124B旋转地驱动离合器促动器26C的转子，且该转子在被控制为驱动促动器26C的驱动螺杆时，该转子能相对于传输轴124B旋转。当离合器24C处于接合状态时，第二传输轴124B连接为与第二副轴130B一致地旋转。当第二离合器24C处于脱开状态时，第二传输轴124B不连接为随第二副轴130B旋转。第二传输轴124B被称为第三可旋转构件。第二副轴130B被称为第四可旋转构件且延伸到离合器盘90安装在其上的离合器24C中，类似于图5和6的输入轴22。
副轴130A、130B的每一个具有旋转地安装在其上的两个齿轮，所述两个齿轮能通过扭矩传输装置(比如同步器)接合以随相应副轴旋转。同步器44A可切换到左侧以接合齿轮46A与第一副轴130A，或到右侧以接合齿轮40A与第一副轴130A。同步器44B可切换到左侧以接合齿轮48A与第二副轴130B，或到右侧以接合齿轮42A与第二副轴130B。
齿轮45A和45B安装为随输出轴120旋转。齿轮45A与齿轮46A和48A啮合。齿轮45B与齿轮40A和42A啮合。由于各齿轮的不同直径，根据离合器24B、24C的哪一个被接合以及同步器44A、44B的位置，建立了输出轴120到输入轴122的不同的扭矩比，如本领域技术人员所理解的。最终驱动齿轮组150、152和差速器56则通过半轴54A、54B提供牵引扭矩到车轮14。
在双输入离合器变速器中，输入离合器24B、24C交替地接合以通过各种齿轮比行进。因此，当变速器18B处于前进档位或处于倒车档位时，输入离合器24B或24C中的一个总是被接合，且另一个总是脱开。在动力传动系12B的不同操作模式中，输入离合器24B、24C的一个能总是以发电机操作以提供电功率(不论是当接合或当脱开时配置为以发动机操作)。在这样的实施例中，离合器24B、24C的每一个将需要配置为在它们相应的促动器26B或26C发电时接合，或每一个将需要配置为在它们相应的促动器26B或26C正在发电时脱开。
车辆电附件28通过控制器32操作地连接到离合器促动器26B、26C二者。控制器32将离合器促动器26B或26C中以发电机操作的那个产生的电功率引导到电附件28，除非产生的功率超过电附件28的功率要求，在这种情况中如果电池30的电荷状态低于预定电荷状态，则功率能被引导到电池30，或被引导到离合器促动器26B或26C中的另一个的电动机-发电机。如果需要比能通过作为发电机操作的离合器促动器26B、26C中的一个提供的额外的电功率，则控制器32能将存储的电能从电池30的引导到车辆电附件28。如果同步器44A、44B的任一个没有被接合，则一个或两个离合器24B、24C能在变速器16B的空档状态接合，从而车辆电附件28能由一个或两个离合器促动器26B、26C供能。而且，离合器促动器26B、26C的电动机-发动机中的一个可在离合器促动器26B、26C的另一个被接合的情况下控制为电动机，以起动发动机16，或提供额外的扭矩到变速器副轴130A、130B。在动力传动系12B中不需要额外的起动机或额外的发电机。
图4显示了具有动力传动系12C的车辆10C的另一实施例。车辆10C和动力传动系12C具有多个与图3的车辆10B和动力传动系12B相同的部件。类似的部件标记有类似的参考标号，且如参考图3所述地运行。动力传动系12C不同于动力传动系12B之处在于，离合器促动器26B、26C的电动机-发电机是混合动力电动机-发电机，其可操作为用作使用来自电池30A的在第一电压下的电功率的电动机以提供扭矩到动力传动系12C，或作为沿线35提供在第一电压下的电功率到电池30A的发电机。混合动力传动系12C具有配置为如关于图2所述的控制器32A和转换器110。通过转换器110，离合器促动器26B、26C的混合动力电动机-发电机能用于将电功率提供到车辆电附件28。
图1和2的动力传动系12和12A布置为使得离合器促动器26的转子随发动机曲轴34旋转。图3的动力传动系12B布置为使得离合器促动器26B、26C的转子随变速器18B中的中间可旋转构件(即分别随第一和第二传输轴124A、124B)旋转。在图4的动力传动系12C中，变速器18C布置为使得离合器促动器26B、26C中的每一个的转子操作地联接以随变速器输出构件20旋转，从而其连续地联接到车轮14(作为机械功率输入构件)。
更具体地，图4显示了定位在与图3的离合器24B、24C不同的相对侧上的离合器促动器26B、26C。在这样的布置中，每个转子70(图5中示出)将连接为随副轴130A、130B中的一个旋转。每个离合器26B、26C由此可接合以连接副轴130A、130B中的一个，用于分别随第一传输轴124A或第二传输轴124B旋转。换句话说，副轴130A、130B处于图5和6中的曲轴的位置中，且传输轴124A、124B处于图5和6中的输入构件22的位置中。这允许离合器促动器26B、26C不仅用于控制离合器24B、24C的接合，还用于某一混合动力功能。例如如果离合器24B、24C中的一个或二者配置为类似于图6的离合器24A，使得离合器24B或24C在用作发电机时打开，则离合器24B和/或24C能在再生制动操作模式中通过将副轴130A或130B的旋转扭矩转换为电能而执行再生制动。这可在发动机曲轴24停止且离合器盘70静止的情况下发生。如果离合器24B、24C中的一个以这种方式配置，且离合器24B、24C中的另一个配置为在用作发电机时闭合、且在用作电动机时打开，则当发动机曲轴静止以提供牵引扭矩来以纯电动操作模式推进车辆时，另一个离合器24B、24C将被控制为用作电动机。
尽管已经对执行本教导的很多方面的较佳模式进行了详尽的描述，但是熟悉这些教导领域的技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本教导的许多替换方面。

Claims (10)

1.一种车辆动力传动系，包括：
第一可旋转构件；
第二可旋转构件；
离合器，具有接合状态，在接合状态中扭矩通过所述离合器在第一可旋转构件和第二可旋转构件之间传递；其中离合器具有脱开状态，在脱开状态中扭矩不通过所述离合器在第一可旋转构件和第二可旋转构件之间传递；
离合器促动器，其包括：
电动机-发电机，其具有转子，所述转子可由第一可旋转构件和第二可旋转构件中的一个可旋转地驱动，且具有定子，所述定子可供能以相对于第一可旋转构件和第二可旋转构件中的所述一个可旋转地驱动转子；
控制器，操作地连接到定子，且配置为控制电动机-发电机使用作发电机，以在转子上提供扭矩，从而将离合器的状态从接合状态和脱开状态中的一个向接合状态和脱开状态中的另一个改变；和
至少一个车辆部件，操作地连接到定子，其中当电动机-发电机用作发电机时，电动机-发电机提供电功率到所述至少一个车辆部件。
2.如权利要求1所述的车辆动力传动系，其中转子可由第一可旋转构件可旋转地驱动，且还包括：
发动机；其中第一可旋转构件是发动机的曲轴；和
其中控制器配置为控制电动机-发电机以在转子上提供扭矩，从而旋转发动机曲轴。
3.如权利要求1所述的车辆动力传动系，其中所述至少一个车辆部件是至少一个车辆电附件，且还包括：
电池；
发动机；
变速器，操作地连接到发动机；
至少一个混合动力电动机-发电机，其可操作为作为电动机，使用来自电池的在第一电压下的电功率运行，从而提供扭矩到动力传动系，且可操作为发电机，以将来自动力传动系的扭矩转换为在第一电压下的存储在电池中的电功率；其中所述至少一个车辆电附件可由在第二电压下的电功率供能；
转换器，操作地连接到控制器、电池且连接到所述至少一个车辆电附件，且配置为将电功率从第一电压转换为第二电压；其中控制器控制该转换器使之在促动器的电动机-发电机提供足以满足所述至少一个车辆电附件的功率要求的电功率到所述至少一个车辆附件时关闭，且在促动器的电动机-发电机提供少于所述至少一个车辆电附件要求的电功率时打开。
4.如权利要求1所述的车辆动力传动系，其中转子可由第一可旋转构件可旋转地驱动，且还包括：
发动机；其中第一可旋转构件是发动机的曲轴；
变速器，具有连续地操作地连接到第二可旋转构件的变速器输入构件，且具有变速器输出构件。
5.如权利要求1所述的车辆动力传动系，其中所述至少一个车辆部件是至少一个车辆电附件，其中所述离合器是第一离合器，所述离合器促动器是第一离合器促动器，且所述电动机-发电机是第一电动机-发电机；其中转子可由第一可旋转构件可旋转地驱动，且所述动力传动系还包括：
发动机，具有曲轴；
变速器，具有输入构件、输出构件、齿轮传动设备、和多个扭矩传输装置，所述多个扭矩传输装置可选择性地接合以将扭矩通过齿轮传动设备以不同的扭矩比从输入构件提供到输出构件；其中变速器包括第三可旋转构件和第四可旋转构件；其中所述多个扭矩传输装置包括所述第一离合器和第二离合器；其中第二离合器具有接合状态，在所述接合状态中，扭矩通过第二离合器在第三可旋转构件和第四可旋转构件之间传递；其中第二离合器具有脱开状态，在所述脱开状态中，扭矩不通过第二离合器在第三可旋转构件和第四可旋转构件之间传递；
第二离合器促动器，其包括：
第二电动机-发电机，其具有转子和定子，所述转子由第三可旋转构件和第四可旋转构件中的一个可旋转地驱动，所述定子可供能以相对于第三可旋转构件和第四可旋转构件中的所述一个可旋转地驱动第二电动机-发电机的转子；
其中控制器操作地连接到第二电动机-发电机的定子，且配置为控制第二电动机-发电机以在所述第二电动机-发电机的转子上提供扭矩，从而将第二离合器的状态从接合状态和脱开状态中的一个改变为接合状态和脱开状态中的另一个；和
其中所述至少一个车辆电附件操作地连接到第二电动机-发电机的定子，且当第二电动机-发电机用作发电机时，第二电动机-发电机提供电功率用于所述至少一个车辆电附件。
6.如权利要求5所述的车辆动力传动系，其中第一电动机-发电机和第二电动机-发电机是提供在第一电压下的电功率的混合动力电动机-发电机；其中车辆电附件要求在第二电压下的电功率；
其中第一可旋转构件和第二可旋转构件中的所述一个以及第三可旋转构件和第四可旋转构件中的所述一个连续地操作地与变速器输出构件连接；
其中第一和第二离合器配置为使得第一和第二电动机-发电机可被控制以在发动机曲轴静止的情况下提供再生制动操作模式和纯电动操作模式。
7.如权利要求1所述的车辆动力传动系，其中电动机-发电机是包括在车辆动力传动系中的唯一的电动机-发电机。
8.如权利要求1所述的车辆动力传动系，其中变速器是双输入离合器变速器、手动变速器、和自动化的手动变速器中的一种。
9.如权利要求1所述的车辆动力传动系，其中所述至少一个车辆部件是至少一个车辆电附件，且还包括：
电池，操作地连接到所述至少一个车辆电附件和电动机-发电机；
其中控制器配置为，如果电功率中的至少一些不被所述至少一个车辆电附件所需要，且如果电池的电荷状态小于预定的最大电荷状态，则将由电动机-发动机提供的该电功率的至少一些引导到电池。
10.如权利要求1所述的车辆动力传动系，其中离合器包括可旋转离合器壳体，其固定为随第一可旋转构件和第二可旋转构件中的一个旋转；
其中离合器促动器包括延伸到所述离合器壳体中的中空驱动螺杆；其中转子固定到驱动螺杆；其中第一可旋转构件和第二可旋转构件中的另一个延伸穿过中空驱动螺杆进入离合器壳体；
其中，离合器还包括：
压力盘，通过花键连接到离合器壳体且被支撑在驱动螺杆上；
离合器盘，在离合器壳体内通过花键连接到第一可旋转构件和第二可旋转构件中的另一个，且配置为随第一可旋转构件和第二可旋转构件中的所述另一个旋转；其中在离合器处于接合状态中时，离合器盘支撑摩擦材料使其足以接合离合器壳体，使得在离合器处于接合状态中时第一可旋转构件和第二可旋转构件一起旋转；和
其中当电动机-发电机用作发电机时，驱动螺杆相对于离合器壳体的旋转轴向移动压力盘，以由此将离合器的状态从接合状态和脱开状态中的一个改变为接合状态和脱开状态中的另一个。
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