專利名稱：附件驅(qū)動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)重啟系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種用于在機(jī)動(dòng)車輛的電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)之間傳送轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力 (rotating power)的系統(tǒng)，尤其涉及一種包括具有無(wú)級(jí)速比范圍(st印less speed ratio range)的傳云力裝置(transmission)的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在裝配有輔助直接啟動(dòng)(ADS)的車輛上，當(dāng)由于踩下剎車踏板以及釋放油門踏板而使車輛停住時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)停止。盡管發(fā)動(dòng)機(jī)以這樣的方式停止，但電機(jī)應(yīng)當(dāng)驅(qū)動(dòng)車輛附件 (accessories)并且當(dāng)駕駛員通過(guò)釋放剎車踏板并踩下油門踏板發(fā)出車輛再次移動(dòng)的信號(hào)時(shí)重啟發(fā)動(dòng)機(jī)。電機(jī)取代了傳統(tǒng)上使用的交流發(fā)電機(jī)。設(shè)置在電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)之間的電力路徑(power path)上的傳動(dòng)裝置將允許發(fā)動(dòng)機(jī)保持零轉(zhuǎn)速，而電機(jī)通過(guò)該傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)附件，當(dāng)需要發(fā)動(dòng)機(jī)重啟時(shí)準(zhǔn)許電機(jī)使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到啟動(dòng)速度，并且在正常驅(qū)動(dòng)情況下允許發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和附件。在行業(yè)中需要一種在發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)之間的驅(qū)動(dòng)連接，尤其是在配備有提供需要的和必要的功能的ADS的車輛上的在發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)之間的驅(qū)動(dòng)連接。

發(fā)明內(nèi)容
一種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包含發(fā)動(dòng)機(jī)；變速器，所述變速器包括輸出和輸入，用于改變輸出速度和輸入速度之比；齒輪組，所述齒輪組包括連接所述輸出的太陽(yáng)齒輪、連接所述發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)形齒輪、連接皮帶輪的支架以及被支承用以在所述支架上轉(zhuǎn)動(dòng)并且與所述太陽(yáng)齒輪和所述環(huán)形齒輪嚙合的行星小齒輪。一種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括皮帶輪、發(fā)動(dòng)機(jī)、用于改變輸出速度和輸入速度的之比的變速器、包括分別可驅(qū)動(dòng)地連接發(fā)動(dòng)機(jī)和皮帶輪的第一和第二組件和連接輸出的第三組件的齒輪組，以及用于相對(duì)于皮帶輪速度增加輸入速度的第二齒輪組。皮帶輪是皮帶輪和皮帶系統(tǒng)的一部分，皮帶輪和皮帶系統(tǒng)對(duì)電機(jī)和前端附件傳動(dòng)系統(tǒng)的其它組件提供可驅(qū)動(dòng)的連接。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和前端附件傳動(dòng)系統(tǒng)(FEAD)時(shí)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)和皮帶輪之間提供可變速度驅(qū)動(dòng)。系統(tǒng)提供從0. 0到約1 1的可變的發(fā)動(dòng)機(jī)與皮帶輪的速比，以便發(fā)動(dòng)機(jī)可以通過(guò)改變IVT速比由電機(jī)平穩(wěn)地重啟，而電機(jī)繼續(xù)運(yùn)行。當(dāng)IVT速比是約0. 0時(shí)，通過(guò)大量的扭矩倍增驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
由于不需要離合器，僅變速器速比需要控制。 通過(guò)以下詳細(xì)說(shuō)明、權(quán)利要求和附圖，將會(huì)明白較佳實(shí)施例的適用性范圍。應(yīng)該了解的是，說(shuō)明書和具體實(shí)施例盡管說(shuō)明了本發(fā)明的首選實(shí)施例，但僅僅是通過(guò)舉例說(shuō)明的方式給出的。對(duì)所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，所述的實(shí)施例和例子的各種變化和修飾將是顯而易見(jiàn)的。


結(jié)合附圖并參照以下說(shuō)明，本發(fā)明將更容易被理解，其中圖1是用于重啟發(fā)動(dòng)機(jī)并以可變速比驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的原理圖；圖2是表示齒輪組的太陽(yáng)齒輪、環(huán)形齒輪和行星小齒輪上的齒數(shù)的圖表；圖3是表示系統(tǒng)組件的速比隨變速器(variator)速比改變而變化的圖表；以及圖4是在系統(tǒng)中具有單向離合器的圖1的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的原理圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參照附圖，圖1表示包括米爾納球形變速器(Milner ball variator) 12和兩個(gè)行星齒輪組14、16的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10。發(fā)動(dòng)機(jī)18連接齒輪組16。皮帶輪20連接齒輪組16。 米爾納球形變速器12、兩個(gè)行星齒輪組14和16以及皮帶輪20與發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)軸中心線33同中心。皮帶輪22可驅(qū)動(dòng)地連接電機(jī)24。驅(qū)動(dòng)皮帶23可驅(qū)動(dòng)地連接皮帶輪20和22以及 FEAD的其它車輛附件。皮帶輪20和22以及驅(qū)動(dòng)皮帶23提供電機(jī)24和皮帶輪20之間的固定速度關(guān)系。電機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能以對(duì)電池充電并在車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)對(duì)車輛的電力系統(tǒng)提供動(dòng)力的電磁裝置。在該模式中，其取代傳統(tǒng)上經(jīng)常使用的交流發(fā)電機(jī)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停止以及當(dāng)需要重啟發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，其還將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能從而驅(qū)動(dòng)FEAD的車輛附件。米爾納球形變速器12包括球形球26并且其是可變幾何形狀、4點(diǎn)接觸型球軸承。 內(nèi)圈(inner race)分為兩個(gè)部分28、29，并且外圈(outer race)分為兩個(gè)部分30、31。通過(guò)改變外圈30、31的部分之間的軸向距離，內(nèi)圈28、29的部分之間的距離改變，并且球26 在內(nèi)圈和外圈之間徑向地位移。由于球相對(duì)于圈的位置改變，球26和圈之間接觸的位置改變，藉此改變變速器的速比。正如本說(shuō)明書中所使用的那樣，內(nèi)圈28、29是對(duì)變速器12的輸入，外圈30、 31在32處最好是在容器或底盤上接地、抵抗轉(zhuǎn)動(dòng)，并且繞軸線33轉(zhuǎn)動(dòng)的球支架(ball carrier) 34是變速器輸出。變速器12的輸出速度始終小于其輸入28、29的速度。行星變速齒輪組14包括固定到內(nèi)圈28、29的太陽(yáng)齒輪36 ；接地的環(huán)形齒輪38、支架40和一組被支承用以在支架40上轉(zhuǎn)動(dòng)并且與太陽(yáng)齒輪36和環(huán)形齒輪38嚙合相接的行星小齒輪42。行星混合齒輪組16包括固定到球支架34的太陽(yáng)齒輪44 ；可驅(qū)動(dòng)地連接發(fā)動(dòng)機(jī)18 的軸48的環(huán)形齒輪46 ；支架50 ；以及一組被支承用以在支架50上轉(zhuǎn)動(dòng)并且與太陽(yáng)齒輪44 和環(huán)形齒輪46嚙合相接的行星小齒輪52。支架40和50相互固定，并且可驅(qū)動(dòng)地連接皮帶輪20。與兩個(gè)行星齒輪組14、16結(jié)合的變速器12包含產(chǎn)生無(wú)級(jí)可變速比(infinitely variable speed ratio)白勺^專為行星齒輪組14和16選擇Beta比率，即行星齒輪組的環(huán)形齒輪節(jié)徑(pitch diameter)與太陽(yáng)齒輪節(jié)徑的比，以便當(dāng)與變速器12的可變速比范圍一起使用時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī) 18與皮帶輪20的總速比可以在0和1之間改變，或者稍稍超過(guò)1。圖2表示齒輪組14、16 的Beta比率。可以通過(guò)將驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10的速比從0改變到約1 1來(lái)由電機(jī)24平穩(wěn)地重啟發(fā)動(dòng)機(jī)18，這通過(guò)將變速器12的速比從0. 625改變到0. 24479來(lái)完成。將變速器12的速比定義為球支架34的速度除以變速器的內(nèi)圈28J9和太陽(yáng)齒輪36的速度。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)18驅(qū)動(dòng)電機(jī)M時(shí)，變速器12的速比最好是0. 24479.在該情況下，內(nèi)圈觀、四和太陽(yáng)齒輪36比支架40、50和皮帶輪20轉(zhuǎn)動(dòng)快4. 0851倍。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)18停止時(shí)，電機(jī)M可以通過(guò)FEAD驅(qū)動(dòng)車輛附件，例如空調(diào)系統(tǒng)壓縮機(jī)和動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵。如圖3所示，當(dāng)變速器速比是0. 62500并且通過(guò)車輛的電池驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)速度是零。當(dāng)控制變速器的內(nèi)圈觀、四和外圈30、31的軸向位置使變速器速比減小到0. 43490時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)速度增加到皮帶輪20的速度的一半。當(dāng)變速器的速比減小到 0. 24479時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)速度等于皮帶輪20的速度。當(dāng)變速器速比減小到0. 15625時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)以皮帶輪20速度的1. 2329倍的速度被超速驅(qū)動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)18還可以以從約1 1到超速驅(qū)動(dòng)的速度的可變的速比驅(qū)動(dòng)皮帶輪20，當(dāng)以超速驅(qū)動(dòng)的速度驅(qū)動(dòng)皮帶輪20時(shí)，皮帶輪20比發(fā)動(dòng)機(jī)18轉(zhuǎn)動(dòng)的快。如圖3所示，當(dāng)變速器速比是0. 35885并且發(fā)動(dòng)機(jī)正在驅(qū)動(dòng)時(shí)，皮帶輪20以發(fā)動(dòng)機(jī)速度1. 4286倍的速度相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)被超速驅(qū)動(dòng)，并且太陽(yáng)齒輪36和內(nèi)圈觀、29的速度是發(fā)動(dòng)機(jī)18的速度的5. 8359倍。當(dāng)變速器速比增加到0. 47292并且發(fā)動(dòng)機(jī)正在驅(qū)動(dòng)時(shí)， 皮帶輪20以發(fā)動(dòng)機(jī)速度2. 500倍的速度相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)被超速驅(qū)動(dòng)，并且太陽(yáng)齒輪36和內(nèi)圈觀、29的速度是發(fā)動(dòng)機(jī)18的速度的10. 2128倍。圖4表示具有單向離合器60的系統(tǒng)10，單向離合器60在可驅(qū)動(dòng)地連接皮帶輪20 的變速齒輪組14的支架40和發(fā)動(dòng)機(jī)軸48之間產(chǎn)生單向驅(qū)動(dòng)鏈接。在該情況下，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī) 18運(yùn)行時(shí)，皮帶輪20通過(guò)單向離合器60以1 1的比率被直接驅(qū)動(dòng)，從而消除當(dāng)電機(jī)僅需要由發(fā)動(dòng)機(jī)以發(fā)動(dòng)機(jī)速度驅(qū)動(dòng)時(shí)的變速器和齒輪裝置(gearing)的效率損失。必要時(shí)，皮帶輪20還可以相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)被超速驅(qū)動(dòng)。如果使用單向離合器60，圖3所示的交替驅(qū)動(dòng)0/D操作不可用，并且對(duì)于行星齒輪組14、16的優(yōu)選beta比率來(lái)說(shuō)，變速器速比不會(huì)低于0. M479，其中，在交替驅(qū)動(dòng)0/D操作中，發(fā)動(dòng)機(jī)18由皮帶輪20以大于電機(jī)速度的速度驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)允許發(fā)動(dòng)機(jī)18保持在零速度而電機(jī)M驅(qū)動(dòng)車輛附件，當(dāng)需要發(fā)動(dòng)機(jī)重啟時(shí)準(zhǔn)許電機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到其啟動(dòng)速度，并且允許發(fā)動(dòng)機(jī)在正常驅(qū)動(dòng)情況下驅(qū)動(dòng)電機(jī)和附件。按照專利法的規(guī)定，已經(jīng)對(duì)較佳實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明。但是，需要注意的是，還可以實(shí)施與詳細(xì)說(shuō)明和描述的實(shí)施例不同的替代實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，包含發(fā)動(dòng)機(jī)；變速器，所述變速器包括輸出和輸入，用于改變輸出速度和輸入速度之比；齒輪組，所述齒輪組包括連接所述輸出的太陽(yáng)齒輪、連接所述發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)形齒輪、連接皮帶輪的支架以及被支承用以在所述支架上轉(zhuǎn)動(dòng)并且與所述太陽(yáng)齒輪和所述環(huán)形齒輪嚙合的行星小齒輪。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述變速器包含固定不轉(zhuǎn)動(dòng)的第一圈；包含輸入的第二圈；與所述圈相接的球，所述球以可變速度驅(qū)動(dòng)所述輸出，所述可變速度取決于所述球和所述圈之間的接觸位置，所述輸出由所述球驅(qū)動(dòng)并且固定到所述太陽(yáng)齒輪。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包含第二齒輪組，所述第二齒輪組包括連接所述輸入的第二太陽(yáng)齒輪、保持不轉(zhuǎn)動(dòng)的第二環(huán)形齒輪、連接所述皮帶輪的第二支架以及被支承用以在所述第二支架上轉(zhuǎn)動(dòng)并且與所述第二太陽(yáng)齒輪和所述第二環(huán)形齒輪嚙合的第二行星小齒輪。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包含第二齒輪組，所述第二齒輪組包括連接所述輸入的第二太陽(yáng)齒輪、保持不轉(zhuǎn)動(dòng)的第二環(huán)形齒輪、連接所述皮帶輪的第二支架以及被支承用以在所述第二支架上轉(zhuǎn)動(dòng)并且與所述第二太陽(yáng)齒輪和所述第二環(huán)形齒輪嚙合的第二行星小齒輪。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包含在所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述皮帶輪之間產(chǎn)生單向驅(qū)動(dòng)連接的離合器。
全文摘要
一種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包含發(fā)動(dòng)機(jī)；變速器，所述變速器包括輸出和輸入，用于改變輸出速度和輸入速度之比；齒輪組，所述齒輪組包括連接所述輸出的太陽(yáng)齒輪、連接所述發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)形齒輪、連接皮帶輪的支架以及被支承用以在所述支架上轉(zhuǎn)動(dòng)并且與所述太陽(yáng)齒輪和所述環(huán)形齒輪嚙合的行星小齒輪。
文檔編號(hào)F16H1/28GK102345716SQ201110205310
公開(kāi)日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者唐納德·E·霍夫曼, 大衛(wèi)·A·詹森 申請(qǐng)人:福特全球技術(shù)公司