CN111417537A - 用于发动机装置的驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于发动机装置(2)的驱动系统(1)，所述驱动系统包括具有主轴线(15)的周转齿轮减速机构(20)并且包括：·第一主齿轮(123)，·被布置成围绕主轴线(15)在与第一主齿轮(123)相同的方向上旋转的第二主齿轮(121)，·第一组行星齿轮，其具有与第一主齿轮(123)啮合的行星齿轮(23)，·第二组行星齿轮，其具有与第二主齿轮(121)啮合的行星齿轮(21)，·支撑第一行星齿轮和第二行星齿轮(23，21)中的行星齿轮(23，21)的行星架(25)，所述行星架(25)沿着主轴线(15)被定位在第一主齿轮(123)和第二主齿轮(22，121)之间。第一组行星齿轮(23)中的每个行星齿轮(23)均联接到第二组行星齿轮(21)中的一个行星齿轮(21)，使得它们之间不可能相对旋转。在安装位置上：·第一主齿轮(123)连接到发动机曲轴(5)，·行星架(25)连接到附件带轮(9)，所述附件带轮被驱动地连接到电机(6)和至少一个附件(7)。所述驱动系统还包括在安装位置上连接到发动机装置的非旋转部分(16)的自由轮(30)。第二主齿轮(121)被构造成在驱动系统(1)的第一操作阶段中优选经由所述驱动系统的中间结合元件(22)联接到自由轮(30)。在第一操作阶段中，自由轮(30)被构造成使得：当第二主齿轮(22，121)在一个方向上对自由轮施加扭矩时，自由轮处于接合状态并停止第二主齿轮(22，121)的旋转，而当第二主齿轮(22，121)在相反方向上对自由轮施加扭矩时，自由轮处于自由状态并允许第二主齿轮(22，121)的旋转。

Description

用于发动机装置的驱动系统

技术领域

本发明涉及一种用于发动机装置的驱动系统、包括这种驱动系统的发动机装置、包括这种发动机装置的车辆、以及用于操作这种发动机装置的方法。

本发明可应用于中型和重型车辆，例如卡车、公交车和建筑设备。

背景技术

为了减少燃料消耗，已经开发了当不需要发动机动力时(例如在交通灯处或在交通堵塞中，当驾驶员踩下制动踏板时)自动将发动机停机并响应于信号(典型地当驾驶员致动加速器踏板时)重新起动发动机的发动机装置。

这种发动机装置包括发动机、电机、一个或几个附件以及附件带轮，所述电机和附件被驱动地连接到该附件带轮。包括齿轮减速机构的驱动系统用于连接该附件带轮和发动机曲轴。

申请WO 2017/017492公开了一种用于发动机装置(2)的驱动系统(1)。所述驱动系统(1)是周转齿轮装置(20)，包括：

-连接到发动机曲轴(5)的第一结合元件(25)；

-连接到附件带轮(9)的第二结合元件(21)，所述附件带轮(9)被驱动地连接到电机(6)和至少一个附件(7)；

-可连接到自由轮(30)的第三结合元件(22)；

-自由轮，所述自由轮连接到发动机装置的非旋转部分(16)，并且布置在附件带轮(9)和发动机缸体(4)之间。

所述发动机装置可以处于以下阶段之一中：

-起动阶段，在该起动阶段，由电池供电的电机起动发动机；

-运行阶段(即，正常驱动状况)，在该运行阶段，发动机运行，驱动所述附件并驱动电机，使得所述电机能够对电池充电；和

-电气阶段，在该电气阶段，发动机停机，并且电机驱动所述附件。

根据WO 2017/017492的驱动系统允许发动机装置在这三个阶段的任一个阶段中操作，并且允许在这三个阶段之间的平滑过渡。

然而，在附件带轮(9)和发动机缸体(4)之间的自由轮(30)的位置使得非常难以拆卸自由轮以例如用于维护。此外，WO 2017/017492中公开的所述装置(其中，自由轮连接到发动机装置的非旋转部分(16)，例如连接到与发动机缸体(4)连接的支架(16))使得更难以在驱动系统和发动机缸体之间设计、包装或安装环形阻尼器。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种改进的、用于发动机装置的驱动系统，它能够克服现有技术的驱动系统的缺点。

为此，并且根据第一方面，本发明涉及一种用于发动机装置的驱动系统，该驱动系统包括周转齿轮减速机构，该周转齿轮减速机构具有主轴线并且包括：

-第一主齿轮，该第一主齿轮被布置成围绕主轴线旋转，

-第二主齿轮，该第二主齿轮被布置成在与第一主齿轮相同的方向上围绕主轴线旋转，

-第一组行星齿轮，该第一组行星齿轮具有与第一主齿轮啮合的行星齿轮，

-第二组行星齿轮，该第二组行星齿轮具有与第二主齿轮啮合的行星齿轮，

-行星架，该行星架用于支撑第一行星齿轮和第二行星齿轮中的行星齿轮，并且沿着所述主轴线被定位在第一主齿轮和第二主齿轮之间。

第一组行星齿轮中的每个行星齿轮均以如下方式联接到第二组行星齿轮中的行星齿轮：它们之间不可能相对旋转。

此外，在安装位置上，第一主齿轮连接到发动机曲轴，并且行星架连接到至少一个附件带轮，该至少一个附件带轮被驱动地连接到电机，并且优选连接到至少一个附件。

根据本发明的驱动系统还包括自由轮，该自由轮在安装位置上连接到发动机装置的非旋转部分。

第二主齿轮被构造成在该驱动系统的第一操作阶段中联接到自由轮，优选经由该驱动系统的中间结合元件联接到自由轮。在第一操作阶段中，该自由轮被构造成使得：当第二主齿轮在一个方向上对自由轮施加扭矩时，该自由轮处于接合状态并停止第二主齿轮的旋转，而当第二主齿轮在相反方向上对自由轮施加扭矩时，该自由轮处于自由状态并允许第二主齿轮的旋转。

根据本发明，所述行星架有利地沿着主轴线被定位在第一主齿轮和自由轮之间。

由于本发明，可以使得附件带轮在安装位置上被定位在发动机缸体和自由轮之间。换句话说，由于本发明，所述自由轮能够在该驱动系统上相对于附件带轮布置在与发动机缸体相反的位置处。由此，该驱动系统本身的安装过程、该驱动系统在发动机装置中的组装过程以及该驱动系统的维护变得更容易。

此外，由于本发明，能够在该发动机装置中具有环形阻尼器，该阻尼器沿着发动机曲轴的旋转轴线被定位在附件带轮和发动机之间。该环形阻尼器优选附接在发动机曲轴和第一主齿轮之间。更优选地，该环形阻尼器附接到第一主齿轮。这样的位置是方便的，因为它允许在某些发动机情形中阻尼由发动机引起的破坏性振动并且保护曲轴和所述驱动系统二者免于这些振动影响。

此外，根据本发明的周转齿轮减速机构被设计成使得：当第一主齿轮在第一操作阶段中接收来自行星架的扭矩时，第二主齿轮沿一个方向对自由轮施加扭矩，然后自由轮处于接合状态，并且使得：当第一主齿轮产生正扭矩时，第二主齿轮(直接或经由中间结合元件)在相反方向上对自由轮施加扭矩，然后自由轮处于自由状态。

此外，在安装位置，自由轮可以附接到发动机装置的非旋转部分，例如延伸臂或托架。该托架可以固定地连接到发动机缸体并且能够在附件带轮旁边延伸。有利地，该自由轮固定件可以足够软(借助于弹性体连接)以便能够适应一些机械公差，同时仍能够阻挡自由轮旋转。

该安装位置是指所述驱动系统安装在发动机装置内并能够操作的位置。

自由轮的“自由状态”对应于如下构造：其中，自由轮使连接到该自由轮或作为该自由轮的一部分的驱动构件与连接到该自由轮或作为该自由轮的一部分的从动构件脱离联接，而在自由轮的“接合状态”中，所述驱动构件通过用作传递装置的该自由轮与所述从动构件接合。所述驱动构件可以是与自由轮连接的驱动轴或是自由轮的驱动轴，并且所述从动构件可以是与自由轮连接的从动轴或是自由轮的从动轴。

在实践中，第一操作阶段对应于发动机的起动阶段，在该起动阶段中，电机使发动机旋转到起动速度。在该起动阶段中，自由轮提供从电机到发动机的单向连接。实际上：

-在起动阶段开始时，发动机的转速相当低。没有建立燃烧并且发动机需要扭矩来旋转。通过第二主齿轮接收沿一个方向定向的第一扭矩的自由轮处于接合状态。这种构造允许扭矩从电机传递到发动机；

-当建立了燃烧时，发动机急剧加速并且曲轴提供扭矩。通过第二主齿轮接收在相反方向上定向的第二扭矩的自由轮处于自由状态，并且允许曲轴的自由加速。没有扭矩或仅有不显著的扭矩从发动机传递到电机或所述附件。电机转速被认为与曲轴转速不相关。

在起动阶段开始时，发动机和电机的转速之间的减速比为Ra＝R0×R1a，其中：

-R0是电机和附件带轮之间的减速比。R0例如可以约为4；

-R1a是附件带轮和曲轴之间的减速比。由于本发明，R1a可以大于2，例如可以约为4。

结果，Ra可以约为16(即，曲轴处的120rpm对应于电机处的1920rpm)。

可以根据车辆结构来调节减速比R0和Rla。例如，可以修改所述周转齿轮减速机构的齿轮尺寸以调节减速比R1a。为此目的，第一组行星齿轮中的行星齿轮有利地具有与第二组行星齿轮中的行星齿轮的节圆直径不同的节圆直径，并且第二主齿轮具有与第一主齿轮的节圆直径不同的节圆直径。换句话说，如果我们假设齿具有相同的尺寸，则第一组行星齿轮中的每个行星齿轮具有与第二组行星齿轮中的每个行星齿轮的齿数不同的齿数，并且第二主齿轮具有与第一主齿轮的齿数不同的齿数。

“节圆直径”也被公知为“节圆的直径”，并且大致对应于穿过齿轮的齿的一半高度的圆的直径。

根据本发明的驱动系统允许在安装位置上使得附件带轮在安装位置上连接到行星架，并因此使得附件带轮被定位在发动机缸体和自由轮之间。换句话说，在安装位置上，该自由轮能够在所述驱动系统上相对于附件带轮位于与发动机缸体相反的位置处。如前所述，此位置适于使所述驱动系统的组装过程更容易，并使更容易触及自由轮。此位置也是有利的，因为：通过在曲轴连接到第一主齿轮的同时使得附件带轮连接到行星架，允许在第一操作阶段期间在附件带轮和曲轴之间具有减速比R1a，该R1a大于2，并且可以约为4。具有这个最小减速比对于允许电机将足够的扭矩传递到发动机曲轴以起动发动机而言是至关重要的。

由于该自由轮，本发明防止了在起动阶段结束时从发动机到电机的扭矩传输，并因此防止了发动机损坏所述附件带轮和/或损坏与附件带轮连接的零件，例如皮带或电机。

本发明的一个显著优点是：一旦内燃发动机扭矩变为正的，自由轮的使用就允许发动机和电机的自动且立即的断开。结果，避免了响应时间问题。

随后，所述驱动系统可以进入另一操作阶段，典型地进入运行阶段，在该运行阶段中，发动机和电机的转速之间的减速比不同于Ra。在该操作阶段中，所述比Rb＝R0×R1b。R1b是在第二操作阶段中所述附件带轮和曲轴之间的减速比，由于本发明的驱动系统，该减速比可以等于1。

第二主齿轮还可构造成在第二操作阶段中联接到附件带轮。第二操作阶段可以对应于运行阶段，在该运行阶段中，发动机正在运行，并且驱动电机和所述附件。

在第二操作阶段中，所述驱动系统优选被构造成使得发动机可以从电机接收动力。在这种情况下，出于性能或减少燃料消耗的目的，电机可以使用电池中存储的电能来助推(boost)发动机。

为此目的，第二主齿轮或者优选所述中间结合元件可以在第一操作阶段中的第一位置和第二操作阶段中的第二位置之间移动，在该第一位置，第二主齿轮联接到自由轮，在该第二位置，第二主齿轮在安装位置上联接到附件带轮。优选地，在该第二位置，第二主齿轮联接到行星架，优选经由所述中间结合元件联接到行星架。

因此，由于本发明，可以累积至少两个优点：

-使带轮附件被定位在发动机缸体与自由轮之间，以及

-使附件带轮与曲轴之间的减速比R1a和R1b在第一操作阶段和第二操作阶段中是不同的，其差比(ratio of difference)R1a/R1b大于2，并且优选约为4。

R1a和R1b之间的这种比率差异是有利的，以便在起动阶段允许电机将足够的扭矩传递到发动机曲轴以起动发动机，并且在发动机处于运行阶段并且正在驱动附件带轮时避免电机的损坏性超速。

在一个实施例中，第二主齿轮或优选所述中间结合元件能够沿所述主轴线平移地移动。

根据一个实施例，第二主齿轮或优选所述中间结合元件包括：第一联接构件，该第一联接构件用于与自由轮联接；以及第二联接构件，该第二联接构件用于与附件带轮联接，优选用于与行星架联接。例如，第一联接构件和/或第二联接构件可以包括接合牙嵌齿(dogteeth)。

第二主齿轮或优选所述结合元件还被构造成在第三操作阶段中处于第三位置，在该第三位置，该第二主齿轮或所述结合元件被与自由轮脱离联接并且与附件带轮脱离联接。优选地，第二主齿轮或优选所述结合元件被构造成在第三操作阶段中处于第三位置，在该第三位置，第二主齿轮或优选所述结合元件被与自由轮脱离联接并且与行星架脱离联接。

当第二主齿轮或优选所述结合元件被与自由轮脱离联接并且与附件带轮脱离联接时，该第二主齿轮或所述结合元件处于第三位置，该第三位置可以轴向地处于第一位置和第二位置之间的中间。

所述中间结合元件有利地是能够沿所述主轴线平移滑动的滑动件。该滑动件可以经由滑动连接件而联接到第二主齿轮，而在该滑动件和第二主齿轮之间不可能相对旋转。

优选地，第一主齿轮是其齿轮齿沿径向向内定向的第一环形齿轮，并且第二主齿轮是其齿轮齿沿径向向内定向的第二环形齿轮。

可替代地，第一主齿轮是其齿轮齿沿径向向外定向的第一太阳齿轮，并且第二主齿轮是其齿轮齿沿径向向外定向的第二太阳齿轮。

根据第二方面，本发明涉及一种发动机装置，该发动机装置包括发动机、电机、至少一个附件、以及附件带轮，电机和所述附件被驱动地连接到该附件带轮，并且该发动机装置还包括如前所述的驱动系统。

在实践中，所述至少一个附件可以是以下项中的一种：水泵、空调压缩机、冷却风扇。

该发动机装置可以还包括：用于检测发动机的运行状况的至少一个传感器；连接到所述传感器上并能够控制致动器的控制器，该致动器被构造成允许齿轮减速机构的第三结合元件与自由轮的联接或脱离联接。

该致动器可以被构造成移动所述齿轮减速机构的第二主齿轮或优选所述中间结合元件，以根据所检测到的发动机运行状况将第二主齿轮或所述中间结合元件置于其第一位置、第二位置和第三位置之一上。发动机的运行状况可以对应于发动机的当前操作阶段或发动机的期望的操作阶段，即，何时驾驶员将要求发动机起动、停机或重新起动。

有利地，所述附件带轮沿着发动机曲轴的旋转轴线被定位在发动机和自由轮之间。

该发动机装置可以还包括环形阻尼器，该环形阻尼器沿着发动机曲轴的旋转轴线被定位在附件带轮和发动机之间。该环形阻尼器可附接在发动机曲轴和第一主齿轮之间。优选地，该环形阻尼器附接到第一主齿轮。

根据第三方面，本发明涉及一种包括如前所述的发动机装置的车辆。

在以下描述和从属权利要求中公开了本发明的其它优点和有利特征。

附图说明

参考附图，下面是作为示例引用的本发明实施例的更详细描述。

在这些图中：

图1是包括根据本发明实施例的发动机装置的车辆的透视图；

图2a是起动阶段中的发动机装置的示意性正视图；

图2b是起动阶段中的在发动机装置的各个部件之间的运动连接的图；

图2c是起动阶段中的发动机装置的局部剖面图；

图3a、3b是发动机装置处于运行阶段中时的、分别类似于图2a、2b的视图；

图4a、4b是发动机装置处于电气阶段中时的、分别类似于图2a、2b的视图。

具体实施方式

本发明涉及一种用于车辆3的发动机装置2的驱动系统1，图1中示出了该车辆的一个示例。

在所示实施例中，车辆3包括驾驶室并且可包括货物物体(未示出)。发动机装置2可定位在驾驶室前方，在座椅下方。尽管图1所示的车辆是卡车，但本发明不限于这种特定车辆，而是也可用在其它车辆中。

发动机装置2包括具有曲轴5的发动机4、能够以电动机模式或发电机模式操作的电机6、以及至少一个附件7。附件7例如可以是水泵、空调压缩机、冷却风扇等。在图2a-2b、图3a-3b和图4a-4b中，发动机装置2包括两个附件7、7'。发动机装置2还包括连接到电机6的电池8、以及附件带轮9。

电机6、附件7、7'和附件带轮9典型地通过由附件带轮9接收的皮带10、以及分别连接到电机6和附件7、7'的带轮6a、7a、7'a而被驱动地连接。

发动机装置2的驱动系统1将附件带轮9和发动机曲轴5连接。结果，可以通过该驱动系统1、皮带10和带轮9、6a、7a、7'a将旋转从电机6传递到发动机4和附件7，以及从发动机4传递到电机6和附件7。特别地，附件7构造成由电机6和发动机4二者中的一个驱动。

驱动系统1具有主轴线15，该主轴线15也可以是发动机曲轴5的轴线和附件带轮9的轴线。

驱动系统1包括齿轮减速机构，在所示实施例中，该齿轮减速机构是周转齿轮减速机构20。周转齿轮减速机构20包括：

-第一主齿轮123，

-第二主齿轮121，

-与第一主齿轮123啮合的第一组行星齿轮23；

-与第二主齿轮121啮合的第二组行星齿轮21。

第一组行星齿轮23和第二组行星齿轮21由行星架25支撑。优选地，第一组行星齿轮23和第二组行星齿轮21仅由一个行星架25支撑。第一组行星齿轮23中的每个齿轮均联接到第二组行星齿轮21中的一个齿轮，使得它们之间不可能相对旋转。优选地，第一组行星齿轮23中的每个齿轮经由相同的枢转轴连接到第二组行星齿轮21中的一个齿轮，该枢转轴能够通过行星架25的孔和轴承绕轴线24旋转。

优选地，第一组行星齿轮23在该周转齿轮减速机构中布置在行星架25的一侧，而第二组行星齿轮21布置在行星架25的另一侧。第一组行星齿轮中的行星齿轮23的外径与第二组行星齿轮中的齿轮21的外径不同。第一主齿轮123和第二主齿轮121相对于第一组行星齿轮23和第二组行星齿轮21被布置成沿相同方向围绕主轴线15旋转。

在所示实施例中，第一主齿轮是其齿轮齿沿径向向内定向的第一环形齿轮123，并且第二主齿轮是其齿轮齿沿径向向内定向的第二环形齿轮121。第二主齿轮121具有与第一主齿轮123的节圆直径不同的节圆直径。在所示实施例中，周转齿轮减速机构20被称为III型周转齿轮减速装置。在所示实施例中，第二主齿轮121具有比第一主齿轮123大的节圆直径。

在未示出的变型例中，第一主齿轮可以是其齿轮齿沿径向向外定向的第一太阳齿轮，并且第二主齿轮可以是其齿轮齿沿径向向外定向的第二太阳齿轮。在这种情况下，周转齿轮减速机构20被称为IV型周转齿轮减速装置。

驱动系统1还包括自由轮30，该自由轮30在安装位置上固定附接到该发动机装置的非旋转部分16。该非旋转部分可以是连接到发动机缸体并在附件带轮9旁边延伸的延伸臂或托架。在图示的实施例中，自由轮30包括固定地附接到非旋转部分16的外圆筒302、以及内部部分301。内部部分301能够相对于外圆筒302围绕轴线15沿一个方向自由旋转——这对应于自由轮30的“自由”状态——而内部部分301不能相对于外圆筒31围绕轴线15沿相反方向旋转——这对应于自由轮30的“接合”状态。可以为自由轮30设想多个实施例。

在安装位置上，第一主齿轮123连接到发动机曲轴5。第二主齿轮121被构造成在驱动系统1的第一操作阶段中联接到自由轮30，该第一操作阶段对应于发动机4的起动阶段。行星架25连接到附件带轮9。

驱动系统1优选包括中间结合元件，该中间结合元件优选是能够沿着轴线15在如下位置之间平移地移动的滑动件22：

-第一位置(图2a-2c)，在该第一位置，滑动件22联接到自由轮30；和

-第二位置(图3a-3b)，在该第二位置，滑动件22联接到附件带轮9。更具体地，在所述第二位置，滑动件22联接到行星架25。

为此，可以在待联接的部件上设置有诸如接合牙嵌齿的联接构件。更具体地，滑动件22可以包括：第一联接构件26，该第一联接构件26用于与布置在自由轮30上的对应的联接构件26'联接；和第二联接构件27，该第二联接构件27用于与布置在附件带轮9上的对应的联接构件27'联接。

滑动件22经由滑动连接件34、34'联接到第二主齿轮121，该滑动连接件34、34'可以例如由滑动件22的外花键34实现，该外花键34与第二主齿轮121的内花键34'协同工作。

在一个变型例中，联接构件26、26'、27、27'可以由外花键34和内花键34'的轴向延伸部形成。

在未示出的变型例中，不设置用于将第二主齿轮121与例如自由轮30联接的中间件。在该变型例中，第二主齿轮121被设计成在第一位置和第二位置之间轴向地移动。

此外，滑动件22或第二主齿轮121可以移动到第三位置(图4a-4b)，该第三位置是沿着轴线15在第一位置和第二位置之间的中间位置，在该中间位置，滑动件22与自由轮30并且与附件带轮9脱离联接。

优选地，在所述三个位置中的每一个位置上，滑动件22与第二主齿轮121保持联接，而第二主齿轮121又与行星齿轮21啮合。

为了使滑动件22移动，发动机装置2包括致动器31。在图2c所示的示例性实施例中，致动器31是致动缸，该致动缸包括被围绕导杆131引导的活塞132。活塞132和导杆131在它们之间限定了压力室134，压力室134可以由供给管133供应流体，该供给管133形成在杆131中并且流体连接到控制阀33。活塞132被构造成克服弹簧32的力将滑动件22从第一位置推动到中间第三位置，弹簧32在轴向上被定位在第一主齿轮123和滑动件22(如图2c所示)之间。替代地，弹簧32可以定位在发动机曲轴5和滑动件22之间，如图2b所示。

此外，活塞132构造成克服弹簧32和附加弹簧45(图2c)的力将滑动件22从中间第三位置推动至第二位置。通过使这两个弹簧提供两个后续步骤，允许更稳定的第三位置。根据未示出的变型例，活塞132和弹簧32、45可以被双腔活塞代替，该双腔活塞的中性位置o通过压力平衡来实现。该变型例不需要弹簧。

发动机装置2还包括：至少一个传感器(未示出)，用于检测发动机4的运行状况；以及控制器(未示出)，该控制器连接到所述传感器并能够经由控制阀33控制致动器31。根据检测到的发动机运行状况，致动器31被控制以移动滑动件22，从而将滑动件22置于滑动件22的第一位置、第二位置和第三位置中的一个位置上。

现在参考图2a-2c，其示出了处于起动阶段的发动机装置2。

当驾驶员想要起动车辆3时，他/她通常转动车钥匙或接通点火开关。结果，电池8为电机6供电以使其起动。

在一个实施例中，第一位置(即，当滑动件22联接到自由轮30且因此第二主齿轮121联接到自由轮30时)是默认位置。例如，当用于引导控制阀33的控制器不控制致动器31以便将滑动件22放置在另一位置时，弹簧32能够用于将滑动件22保持在第一位置。在一个变型例例中，“起动车辆”的信息由所述传感器检测并且被传输到控制器，该控制器经由控制阀33控制致动器31，使得致动器31将滑动件22置于第一位置。

在该起动阶段，附件7由电机6驱动。此外，电机6驱动附件带轮9，该附件带轮9又使行星架25旋转。由于第二主齿轮121经由滑动件22联接到自由轮30，该滑动件22被构造成在起动阶段的开始时处于接合状态，滑动件22和第二主齿轮121不围绕主轴线15旋转，并且因此，沿着第二主齿轮121的周边滚动的每个行星齿轮21被驱动而围绕其自身的轴线24旋转。当第一主齿轮121和第二主齿轮123是环形主齿轮时，所述周边是内周。因为第一组行星齿轮23中的每个行星齿轮都联接到第二组行星齿轮21的一个行星齿轮，所以每个行星齿轮21也被驱动而围绕其自身的轴线24以由行星齿轮21施加的旋转速度旋转。然后，这些行星齿轮23将它们的旋转运动传递到第一主齿轮123，并且最后传递到曲轴5。

在起动阶段，齿轮减速系统——即，周转齿轮减速机构20——将电机6的旋转与发动机曲轴5的旋转联系起来，其中，发动机4和电机6的转速之间的减速比Ra＝R0 x R1a。例如，Ra可以约为16，其中R0约为4，R1a约为4。在驱动系统1中，可以通过调整齿轮尺寸(也就是说，通过调整齿轮的节圆直径和/或齿数)来得到约为4的减速比R1a。例如，当第一主齿轮123和第二主齿轮121是环形主齿轮，并且假设齿具有相同或近似相同的尺寸时，第一环形主齿轮123可以设计成具有57个齿，第二环形主齿轮121可以设计成具有63个齿，第一组行星齿轮中的每个行星齿轮23可以设计成具有13个齿，并且第二组行星齿轮中的每个行星齿轮21可以设计成具有19个齿。

在建立燃烧时，发动机4提供了扭矩，因此曲轴5急剧加速。随着传递到第二主齿轮121和传递到滑动件22的扭矩的方向改变，这会自动导致自由轮30过渡到其自由状态。

当自由轮30处于其自由状态时，即使滑动件22保持联接到自由轮30，也没有扭矩或仅有很小的扭矩从发动机4传递到电机6。这防止了皮带10和其它部分中的严重应力。

当所述传感器检测到发动机4已经起动时，所述控制器控制致动器31，使得致动器31将滑动件22置于第二位置，即：例如并且如图中所示，经由行星架25联接到附件带轮9。发动机装置2然后处于运行阶段，如图3a-3b所示。一些实施例可能需要电机6和发动机4之间的速度同步以便于啮合。

在该运行阶段(即通常的驱动状况)中，发动机4运行。发动机4然后能够驱动附件7，并且还能够驱动电机6，从而所述电机6能够对电池8充电。以相同的方式，电机6可以处于电动机模式，从而通过消耗电池8中存储的能量而向附件7和曲轴5提供额外的扭矩。

更精确地，曲轴的旋转导致第一主齿轮123旋转。由于附件带轮9和行星架25联接到滑动件22，所以行星架25与第二主齿轮121之间没有相对运动。因此，这些行星齿轮21不能绕它们自身的轴线24旋转。由于每个行星齿轮21均联接到一个行星齿轮23，所以这些行星齿轮23不能绕它们自身的轴线24旋转。因此，当滑动件22处于第二位置上时，第一主齿轮123的旋转产生如下组件围绕主轴线15的旋转：该组件包括行星齿轮21和23、第一主齿轮123和第二主齿轮121、以及联接到附件带轮9的行星架25。

在运行阶段中，齿轮减速系统——即周转齿轮装置20——将旋转从电机6联结到发动机曲轴5，其中电机6和发动机4的转速之间的减速比是Rb＝R0 x R1b。R1b＝1，因此Rb与Ra不同。例如，Rb可以在2至5的范围内，例如约为4。

从运行阶段起，内燃机4可能暂时不起作用，例如如果车辆在交通拥堵中或在交通信号灯处停止的话。然后，为了节省燃料，发动机装置2自动使发动机4停机，然后响应于信号而重新起动。

所述传感器被配置为检测发动机4已经停机。然后所述控制器经由控制阀33控制致动器31，使得致动器31将滑动件22置于第三位置，即，滑动件22与自由轮30脱离联接并且与附件带轮9和行星架25脱离联接。然后，发动机装置2处于电气阶段(或“电驱动附件阶段”)，如图4a-4b中所示。

此外，所述控制器使发动机4停机并起动电机6。

因此，电机6驱动附件7并使附件带轮9旋转，该附件带轮9又使行星架25和行星齿轮21旋转。由于第二主齿轮121与自由轮30及附件带轮9二者都脱离联接，所以行星齿轮23的旋转导致第二主齿轮121的自由旋转，也就是说，没有在第二主齿轮121上施加阻力扭矩。行星齿轮23绕主轴线15旋转，但不能将扭矩传递给第一主齿轮123，或只能向第一主齿轮123传递可忽略的扭矩。曲轴转速和带轮转速被认为是不相关的。

因此，电机6也可以与发动机4在旋转上断开，并且，即使发动机4停机，附件7也能够被驱动。

以相同的方式，可以在发动机4运行的同时选择所述电气阶段，以通过具有更有效的电气阶段来减少燃料消耗。

从所述电气阶段起，所述控制器可以计算出需要处于另一种模式中的需求：

-为了重新起动发动机4，所述控制器使滑动件22回到第一位置，使得电机6能够重新起动发动机4。在设置有弹簧32以限定默认位置的情况下，该移动可以被动地进行，如前所述。

-为了从所述电气阶段切换到运行阶段，所述控制器将滑动件22置于第二位置。一些实施例可能需要电机6和发动机4之间的速度同步以便于啮合。

有利地，附件带轮9沿着发动机曲轴5的旋转轴线15被定位在发动机4和自由轮30之间。

有利地，所述发动机装置包括环形阻尼器40，该环形阻尼器40沿着发动机曲轴5的旋转轴线15被定位在附件带轮9和发动机4之间。环形阻尼器40优选附接在发动机曲轴5和第一主齿轮123之间，并且更优选地，环形阻尼器40附接到第一主齿轮123。在一些发动机装置的应用中，该环形阻尼器可分为两个部分，包括粘性阻尼器和橡胶阻尼器。

应当理解，本发明不限于上文所述和附图中示出的实施例；而是，本领域技术人员将认识到，可以在所附权利要求书的范围内进行许多修改和变型。

Claims (19)

1.一种用于发动机装置(2)的驱动系统，所述驱动系统(1)包括周转齿轮减速机构(20)，所述周转齿轮减速机构具有主轴线(15)并且包括：

·第一主齿轮(123)，所述第一主齿轮(123)被布置成围绕所述主轴线(15)旋转，

·第二主齿轮(121)，所述第二主齿轮(121)被布置成在与所述第一主齿轮(123)相同的方向上围绕所述主轴线(15)旋转，

·第一组行星齿轮，所述第一组行星齿轮具有与所述第一主齿轮(123)啮合的行星齿轮(23)，

·第二组行星齿轮，所述第二组行星齿轮具有与所述第二主齿轮(121)啮合的行星齿轮(21)，

·行星架(25)，所述行星架(25)支撑所述第一行星齿轮和第二行星齿轮(23，21)中的行星齿轮(23，21)，所述行星架(25)沿着所述主轴线(15)被定位在所述第一主齿轮(123)和所述第二主齿轮(22，121)之间；

其中，所述第一组行星齿轮(23)中的每个行星齿轮(23)均联接到所述第二组行星齿轮(21)中的一个行星齿轮(21)，使得它们之间不可能相对旋转，

其中，在安装位置上：

·所述第一主齿轮(123)连接到发动机曲轴(5)，

·所述行星架(25)连接到至少一个附件带轮(9)，所述至少一个附件带轮(9)被驱动地连接到电机(6)，并且优选连接到至少一个附件(7)；

其中，所述驱动系统还包括自由轮(30)，所述自由轮在所述安装位置上连接到所述发动机装置的非旋转部分(16)，

其中，所述第二主齿轮(121)被构造成在所述驱动系统(1)的第一操作阶段中联接到所述自由轮(30)，优选经由所述驱动系统的中间结合元件(22)联接到所述自由轮(30)，

其中，在所述第一操作阶段中，所述自由轮(30)被构造成使得：当所述第二主齿轮(22，121)在一个方向上对所述自由轮(30)施加扭矩时，所述自由轮(30)处于接合状态并停止所述第二主齿轮(22，121)的旋转，而当所述第二主齿轮(22，121)在相反方向上对所述自由轮(30)施加扭矩时，所述自由轮(30)处于自由状态并允许所述第二主齿轮(22，121)的旋转。

2.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述行星架(25)沿所述主轴线(15)被定位在所述第一主齿轮(123)和所述自由轮(30)之间。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的驱动系统，其特征在于，所述第一组行星齿轮(23)中的行星齿轮(23)具有与所述第二组行星齿轮中的行星齿轮(21)的节圆直径不同的节圆直径，并且所述第二主齿轮(121)具有与所述第一主齿轮(123)的节圆直径不同的节圆直径。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的驱动系统，其特征在于，所述第一主齿轮(123)是其齿轮齿沿径向向内定向的第一环形齿轮，并且所述第二主齿轮(121)是其齿轮齿沿径向向内定向的第二环形齿轮。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的驱动系统，其特征在于，所述第一主齿轮(123)是其齿轮齿沿径向向外定向的第一太阳齿轮，并且所述第二主齿轮(121)是其齿轮齿沿径向向外定向的第二太阳齿轮。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的驱动系统，其特征在于，所述第二主齿轮(121)或优选所述中间结合元件(22)能够在所述第一操作阶段中的第一位置与第二操作阶段中的第二位置之间移动，在所述第一位置，所述第二主齿轮(121)联接到所述自由轮(30)，在所述第二位置，所述第二主齿轮(121)在所述安装位置上联接到所述附件带轮(9)，优选地，所述第二主齿轮(121)在所述第二位置上联接到所述行星架(25)。

7.根据权利要求6所述的驱动系统，其特征在于，所述第二主齿轮(121)或优选所述中间结合元件(22)能够沿所述主轴线(15)平移地移动。

8.根据权利要求6或权利要求7所述的驱动系统，其特征在于，所述第二主齿轮(121)或优选所述中间结合元件(22)包括：第一联接构件(26)，所述第一联接构件(26)用于与所述自由轮(30)联接；和第二联接构件(27)，所述第二联接构件(27)用于与所述附件带轮(9)联接，优选用于与所述行星架(25)联接。

9.根据权利要求6至8中的任一项所述的驱动系统，其特征在于，所述第二主齿轮(121)或优选所述中间结合元件(22)进一步被构造成在第三操作阶段中处于第三位置，在所述第三位置，所述第二主齿轮或所述中间结合元件(22)被与所述自由轮(30)脱离联接并且与所述附件带轮(9)脱离联接。

10.根据权利要求6至9中的任一项所述的驱动系统，其特征在于，所述中间结合元件是能够沿着所述主轴线(15)平移滑动的滑动件(22)。

11.根据权利要求10所述的驱动系统，其特征在于，所述滑动件(22)经由滑动连接件(34，34')联接到所述第二主齿轮(121)，而在所述滑动件(22)与所述第二主齿轮(121)之间不可能相对旋转。

12.一种发动机装置，包括发动机(4)、电机(6)、至少一个附件(7)、以及附件带轮(9)，所述电机(6)和所述附件(7)被驱动地连接到所述附件带轮(9)，其特征在于，所述发动机装置还包括根据前述权利要求中的任一项所述的驱动系统(1)。

13.根据权利要求12所述的发动机装置，其特征在于，所述发动机装置还包括用于检测所述发动机(4)的运行状况的至少一个传感器、连接到所述传感器并能够控制致动器(33)的控制器，所述致动器(33)被构造成允许所述齿轮减速机构(20)的所述第二主齿轮(121)与所述自由轮(30)的联接或脱离联接。

14.根据权利要求13所述的发动机装置，当所述驱动系统(1)是根据权利要求9所述的驱动系统时，其特征在于，所述致动器(33)被构造成用于移动所述齿轮减速机构(20)的所述第二主齿轮(121)或优选所述中间结合元件(22)，以便根据所检测到的发动机运行状况将所述第二主齿轮(121)或所述中间结合元件(22)置于其第一位置、第二位置和第三位置之一上。

15.根据权利要求12至14中的任一项所述的发动机装置，其特征在于，所述附件带轮(9)沿着所述发动机曲轴(5)的旋转轴线(15)被定位在所述发动机(4)和所述自由轮(30)之间。

16.根据权利要求15所述的发动机装置，其特征在于，所述发动机装置还包括环形阻尼器(40)，所述环形阻尼器(40)沿着所述发动机曲轴(5)的所述旋转轴线(15)被定位在所述附件带轮(9)和所述发动机(4)之间。

17.根据权利要求16所述的发动机装置，其特征在于，所述环形阻尼器(40)附接在所述发动机曲轴(5)和所述第一主齿轮(123)之间。

18.根据权利要求16或权利要求17所述的发动机装置，其特征在于，所述环形阻尼器(40)附接到所述第一主齿轮(123)。

19.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括根据权利要求12至18中的任一项所述的发动机装置(2)。

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