CN106461029A - 包括变速器驱动的电动发电机单元的附件驱动系统 - Google Patents

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CN106461029A CN201580030564.2A CN201580030564A CN106461029A CN 106461029 A CN106461029 A CN 106461029A CN 201580030564 A CN201580030564 A CN 201580030564A CN 106461029 A CN106461029 A CN 106461029A
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菲利普·乔治
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Abstract

一种系统，包括：连接到附件驱动轴的至少一个附件装置；包括输入/输出轴的电动/发电机；布置成从车辆的发动机接收扭矩并连接到附件驱动轴的第一离合器；连接到输入/输出轴的第二离合器；以及第一和第二扭矩传递元件。第一扭矩传递元件被连接到输入/输出轴和附件驱动轴以减小输入/输出轴的旋转速度。第二扭矩传递元件被布置成连接到变速器输入轴、被连接到所述第二离合器并且被布置成增大变速器输入轴的旋转速度。对于发电机模式，第一离合器被布置成是打开的，第二离合器被布置成是闭合的；并且变速器输入轴被布置成经由第二扭矩传递元件使输入/输出轴旋转。

Description

包括变速器驱动的电动发电机单元的附件驱动系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年6月9日提交的美国临时专利申请第62/009,660号的35U.S.C.§119(e)规定的权益，该申请以引用的方式全部并入本文。
技术领域
本公开涉及一种用于使用电机的输出来驱动车辆的附件装置并且使用来自变速器输入轴的扭矩来将该电机作为发电机运行的系统。具体地说，在作为发电机运行期间，电机与车辆的发动机断开。
背景技术
包括用于驱动车辆附件的组合电动机和发电机的车辆的已知系统在组合电动机和发电机作为发电机运行期间，例如当将扭矩从变速器输入轴传输给组合电动机和发电机时，保持车辆的发动机与组合电动机和发电机的输入/输出轴之间的连接。然而，保持发动机和输入/输出轴之间的连接因从发动机引入阻力而降低发电机运行的效率
发明内容
根据本文所示的各方面，提供一种车辆的附件驱动系统，包括：附件驱动轴；连接到所述附件驱动轴的至少一个附件装置；包括输入/输出轴的组合电动机和发电机装置；第一离合器，该第一离合器包括布置成从车辆的发动机接收扭矩的第一离合器输入部和连接到所述附件驱动轴的第一离合器输出部；第二离合器，该第二离合器包括第二离合器输入部和连接到所述输入/输出轴的第二离合器输出部；以及第一和第二扭矩传递元件。第一扭矩传递元件包括连接到输入/输出轴的第一传递输入部以及连接到附件驱动轴的第一传递输出部，并且被布置成减小输入/输出轴的旋转的第一速度。第二扭矩传递元件包括布置成连接到车辆的变速器的输入轴的第二传递输入部以及连接到第二离合器输入部的第二传递输出部，并且被布置成增大变速器输入轴的旋转的第二速度。
根据本文所示的方面，提供一种车辆的附件驱动系统，包括：附件驱动轴；连接到所述附件驱动轴的至少一个附件装置；包括输入/输出轴的组合电动机和发电机装置；第一离合器，该第一离合器包括布置成从车辆的发动机接收扭矩的第一离合器输入部和连接到所述附件驱动轴的第一离合器输出部；第二离合器，该第二离合器包括第二离合器输入部和连接到所述输入/输出轴的第二离合器输出部；以及第一和第二扭矩传递元件。第一扭矩传递元件包括连接到输入/输出轴的第一传递输入部以及连接到附件驱动轴的第一传递输出部，并且被布置成减小输入/输出轴的旋转的第一速度。第二扭矩传递元件包括布置成连接到车辆的变速器的输入轴的第二传递输入部以及连接到第二离合器输入部的第二传递输出部，并且被布置成增大变速器输入轴的旋转的第二速度。对于发电机模式，第一离合器被布置成是打开的，第二离合器被布置成是闭合的；并且变速器输入轴被布置成经由第二扭矩传递元件使输入/输出轴旋转。
根据本文所示的方面，提供一种车辆的附件驱动系统，包括：附件驱动轴；连接到所述附件驱动轴的至少一个附件装置；包括输入/输出轴的组合电动机和发电机装置；第一离合器，该第一离合器包括布置成从车辆的发动机接收扭矩的第一离合器输入部和连接到所述附件驱动轴的第一离合器输出部；第二离合器，该第二离合器包括第二离合器输入部和连接到所述输入/输出轴的第二离合器输出部；以及第一和第二扭矩传递元件。第一扭矩传递元件包括连接到输入/输出轴的第一传递输入部以及连接到附件驱动轴的第一传递输出部，并且被布置成减小输入/输出轴的旋转的第一速度。第二扭矩传递元件包括布置成连接到车辆的变速器的输入轴的第二传递输入部以及连接到第二离合器输入部的第二传递输出部，并且被布置成增大变速器输入轴的旋转的第二速度。对于电动机驱动模式，第一离合器被布置成是打开的并且组合电动机和发电机装置被布置成经由第一扭矩传递元件使附件驱动轴旋转。对于发电机模式，第一离合器被布置成是打开的，第二离合器被布置成是闭合的；并且变速器输入轴被布置成经由第二扭矩传递元件使输入/输出轴旋转
附图说明
仅通过示例的方式参照附图公开了各种实施例，在附图中相应的附图标记指示相应的部分，在附图中：
图1是具有包括发动机断开装置的附件驱动系统的车辆的示意性框图。
具体实施方式
首先，应当理解，在不同附图视图上的相同附图标记表示本公开的相同或功能相似的结构元件。应当理解，所要求保护的本公开并不限于所公开的方面。
此外，应当理解，本公开不限于所描述的特定方法、材料和变型，并且因此当然可以变化。还应当理解本文所使用的术语仅为了描述特定的方面而不意味着是限制性的。
除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。应当理解，与本文描述的那些类似或等同的任何方法、装置或材料可以用于本发明的实践或测试。
图1是包括发动机断开装置的车辆V的附件驱动系统100的示意性框图。附件驱动系统100包括附件驱动轴102，连接到附件驱动轴102的至少一个附件装置104；包括输入/输出轴108的组合电动机和发电机装置106；离合器110和112；以及扭矩传递元件114和116。离合器110包括离合器输入部118和离合器输出部120，离合器输入部118被布置成从车辆V的发动机E，例如从曲轴C接收的扭矩，离合器输出部120被连接到轴102。离合器112包括离合器输入部122和连接到输入/输出轴108的离合器输出部124。
扭矩传递元件114包括连接到输入/输出轴108的传递输入部126和连接到附件驱动轴102的传递输出部128。元件114布置成减小输入/输出轴108的旋转的速度，如下面进一步描述的。元件116包括布置成连接到车辆V的变速器N的输入轴IS的传递输入部130以及连接到离合器输入部122的传递输出部132。元件116被布置成增大输入/输出轴IS的旋转的速度，如下面进一步描述的。在示例性实施例中，离合器输出部124被直接连接到轴108，使得离合器输出部124与输入/输出轴108的旋转的速度的比率为1:1。因此，消除了与变速装置例如带或齿轮相关联的损失。
对于电动机驱动模式，离合器110被布置成是打开的，以将轴102与发动机E断开，并且组合电动机和发电机装置106被布置成经由扭矩传递元件114使附件驱动轴102旋转。离合器112也是打开的。在示例性实施例中，对于电动机驱动模式，传递元件114被布置成以2.5:1的比率减小输入/输出轴108的速度。有利地，在电动机驱动模式中，装置106能够提供装置104的最佳运行要求的轴102的功率和旋转，而不管且独立于发动机和曲轴C的旋转。进一步地，传递元件114使得装置106的最佳旋转速度和扭矩能够减小到装置104的最佳运行要求的速度和扭矩。
对于发电机模式，离合器112被布置成是闭合的，离合器110被布置成是打开的，变速器输入轴IS被布置成经由扭矩传递元件116使输入/输出轴108旋转，以将装置106作为发电机运行。在示例性实施例中，对于发电机模式，扭矩传递元件116被布置成以在1:1.5与1:2.5之间的范围内的比率增大轴IS的速度。有利地，在发电机模式期间打开离合器110将轴102与发动机E和曲轴C分离，从而消除与来自发动机和曲轴的阻力相关联的损失。进一步地，传递元件116使得轴IS的旋转速度和来自轴IS的扭矩能够增大到作为发电机的装置106的最佳旋转速度和来自装置106的最佳运行的扭矩。
因此，系统100提供作为发电机和作为马达驱动附件104的装置106的最佳运行所需的两个速度比。例如，为了最佳性能，装置106通常应当转动比轴102快约2.5倍。通常，轴IS以与轴102大致相同的速度旋转。在示例性实施例中，元件116提供要求的1:2.5的比率。在示例性实施例中，为了减小轴102的速度，元件116提供更接近1:1.5的比率。
离合器110和112可以是本领域已知的任何离合器，包括但不限于爪形离合器、可切换单向离合器和摩擦离合器。元件114和116可以是本领域已知的任何扭矩传递装置，并且包括本领域已知的带、链条、带轮(链轮)或齿轮的任何组合。在示例性实施例中，变速器泵AT被直接连接到离合器输出部114。
应当理解，各种上述公开的及其它特征和功能或其替代方案可以期望组合到许多其它不同的系统或应用中。本领域技术人员可以随后作出其中各种目前未预见的或未预料到的替代、变型、变化或改进，这些替换、变型、变化或改进也旨在被所附权利要求所涵盖。

Claims (20)

1.一种用于车辆的附件驱动系统，包括：
附件驱动轴；
至少一个附件装置，所述附件装置被连接到所述附件驱动轴；
组合电动机和发电机装置，所述组合电动机和发电机装置包括输入/输出轴；
第一离合器，所述第一离合器包括：
第一离合器输入部，所述第一离合器输入部被布置成从用于所述车辆的发动机接收扭矩；以及
第一离合器输出部，所述第一离合器输出部被连接到所述附件驱动轴；
第二离合器，所述第二离合器包括：
第二离合器输入部；以及
第二离合器输出部，所述第二离合器输出部被连接到所述输入/输出轴；
第一扭矩传递元件：
所述第一扭矩传递元件包括：
第一传递输入部，所述第一传递输入部被连接到所述输入/输出轴；以及
第一传递输出部，所述第一传递输出部被连接到所述附件驱动轴；并且，
所述第一扭矩传递元件被布置成减小所述输入/输出轴的旋转的第一速度；以及
第二扭矩传递元件：
所述第二扭矩传递元件包括：
第二传递输入部，所述第二传递输入部被布置成连接到用于所述车辆的变速器的输入轴；以及
第二传递输出部，所述第二传递输出部被连接到所述第二离合器输入部；并且，
所述第二扭矩传递元件被布置成增大所述变速器输入轴的旋转的第二速度。
2.根据权利要求1所述的附件驱动系统，其中对于电动机驱动模式：
所述第一离合器被布置成是打开的；并且
所述组合电动机和发电机装置被布置成经由所述第一扭矩传递元件使所述附件驱动轴旋转。
3.根据权利要求2所述的附件驱动系统，其中对于所述电动机驱动模式，所述第二离合器被布置成是打开的。
4.根据权利要求2所述的附件驱动系统，其中对于所述电动机驱动模式，所述第一扭矩传递元件被布置成以2.5:1的比率将所述第一速度减小至所述附件驱动轴的第三速度。
5.根据权利要求1所述的附件驱动系统，其中对于发电机模式：
所述第二离合器被布置成是闭合的；
所述变速器输入轴被布置成经由所述第二扭矩传递元件使所述输入/输出轴旋转；并且
所述第一离合器被布置成是打开的。
6.根据权利要求5所述的附件驱动系统，其中对于所述发电机模式，所述第二扭矩传递元件被布置成以在1:1.5和1:2.5之间的范围中的比率将所述第二速度增大至所述输入/输出轴的第三速度。
7.根据权利要求1所述的附件驱动系统，其中所述第二离合器输出部的旋转的第三速度与所述第一速度的比率是1:1。
8.根据权利要求1所述的附件驱动系统，其中所述第一扭矩传递装置包括：
带和至少一个带轮；或
链条和至少一个链轮；或
至少一个齿轮。
9.根据权利要求1所述的附件驱动系统，其中所述第二扭矩传递装置包括：
带和至少一个带轮；或
链条和至少一个链轮；或
至少一个齿轮。
10.一种用于车辆的附件驱动系统，包括：
附件驱动轴；
至少一个附件装置，所述附件装置被连接到所述附件驱动轴；
组合电动机和发电机装置，所述组合电动机和发电机装置包括输入/输出轴；
第一离合器，所述第一离合器包括：
第一离合器输入部，所述第一离合器输入部被布置成从用于所述车辆的发动机接收扭矩；以及
第一离合器输出部，所述第一离合器输出部被连接到所述附件驱动轴；
第二离合器，所述第二离合器包括：
第二离合器输入部；以及
第二离合器输出部，所述第二离合器输出部被连接到所述输入/输出轴；
第一扭矩传递元件：
所述第一扭矩传递元件包括：
第一传递输入部，所述第一传递输入部被连接到所述输入/输出轴；以及
第一传递输出部，所述第一传递输出部被连接到所述附件驱动轴；并且
所述第一扭矩传递元件被布置成减小所述输入/输出轴的旋转的第一速度；以及
第二扭矩传递元件：
所述第二扭矩传递元件包括：
第二传递输入部，所述第二传递输入部被布置成连接到用于所述车辆的变速器的输入轴；以及
第二传递输出部，所述第二传递输出部被连接到所述第二离合器输入部；并且
所述第二扭矩传递元件被布置成增大所述变速器输入轴的旋转的第二速度，
其中，对于发电机模式：
所述第一离合器被布置成是打开的；
所述第二离合器被布置成是闭合的；并且
所述变速器输入轴被布置成经由所述第二扭矩传递元件使所述输入/输出轴旋转。
11.根据权利要求10所述的附件驱动系统，其中对于所述发电机模式，所述第二扭矩传递元件被布置成以在1:1.5和1:2.5之间的范围中的比率将所述第二速度增大到所述输入/输出轴的第三速度。
12.根据权利要求10所述的附件驱动系统，其中对于电动机驱动模式：
所述第一离合器被布置成是打开的；
所述第二离合器被布置成是打开的；并且
所述组合电动机和发电机装置被布置成经由所述第一扭矩传递元件使所述附件驱动轴旋转。
13.根据权利要求10所述的附件驱动系统，其中对于所述电动机驱动模式，所述第一扭矩传递元件被布置成以2.5:1的比率减小所述第一速度。
14.根据权利要求10所述的附件驱动系统，其中所述第二离合器输出部的旋转的第三速度与所述第一速度的比率是1:1。
15.根据权利要求10所述的附件驱动系统，其中所述第一扭矩传递装置包括：
带和至少一个带轮；或
链条和至少一个链轮；或
至少一个齿轮。
16.根据权利要求10所述的附件驱动系统，其中所述第二扭矩传递装置包括：
带和至少一个带轮；或
链条和至少一个链轮；或
至少一个齿轮。
17.一种用于车辆的附件驱动系统，包括：
附件驱动轴；
至少一个附件装置，所述附件装置被连接到所述附件驱动轴；
组合电动机和发电机装置，所述组合电动机和发电机装置包括输入/输出轴；
第一离合器，所述第一离合器包括：
第一离合器输入部，所述第一离合器输入部被布置成从用于所述车辆的发动机接收扭矩；以及
第一离合器输出部，所述第一离合器输出部被连接到所述附件驱动轴；
第二离合器，所述第二离合器包括：
第二离合器输入部；以及
第二离合器输出部，所述第二离合器输出部被连接到所述输入/输出轴；
第一扭矩传递元件：
所述第一扭矩传递元件包括：
第一传递输入部，所述第一传递输入部被连接到所述输入/输出轴；以及
第一传递输出部，所述第一传递输出部被连接到所述附件驱动轴；并且
所述第一扭矩传递元件被布置成减小所述输入/输出轴的旋转的第一速度；以及
第二扭矩传递元件：
所述第二扭矩传递元件包括：
第二传递输入部，所述第二传递输入部被布置成连接到用于所述车辆的变速器的输入轴；以及
第二传递输出部，所述第二传递输出部被连接到所述第二离合器输入部；并且
所述第二扭矩传递元件被布置成增大所述变速器输入轴的旋转的第二速度，其中：
对于电动机驱动模式：
所述第一离合器被布置成是打开的；
所述第二离合器被布置成是打开的；并且
所述组合电动机和发电机装置被布置成经由所述第一扭矩传递元件使所述附件驱动轴旋转；并且
对于发电机模式：
所述第一离合器被布置成是打开的；
所述第二离合器被布置成是闭合的；并且
所述变速器输入轴被布置成经由所述第二扭矩传递元件使所述输入/输出轴旋转。
18.根据权利要求17所述的附件驱动系统，其中对于所述发电机模式，所述第二扭矩传递元件被布置成以在1:1.5和1:2.5之间的范围中的比率将所述第二速度增大至所述输入/输出轴的第三速度。
19.根据权利要求17所述的附件驱动系统，其中对于所述电动机驱动模式，所述第一扭矩传递元件被布置成以2.5:1的比率减小所述第一速度。
20.根据权利要求17所述的附件驱动系统，其中所述第二离合器输出部的旋转的第三速度与所述第一速度的比率是1:1。
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