[发明专利]用于混合电动车辆的动力组合设备

说明书

技术领域和背景技术

混合电动车辆(HEV)将传统车辆的内燃发动机与电动车辆的电池和电动马达组合到一起。这比传统车辆提高了燃油经济性。这种组合以电动车辆显著的能量部分和环保优点，为传统车辆提供了用户期待的扩展使用范围和快速重新加油的特点。与传统车辆相比，混合电动车辆的实际优点包括燃油经济性的提高和较低的排放性。混合电动车辆特有的灵活性也使它们应用于从个人旅行直到商业运输的广泛应用范围。

平行混合电动车辆需要提供恒定动力和可变动力两条动力路径。也就是说，平行混合电动车辆的动力来自(例如内燃发动机的)机械动力源以及电动动力源。这使得混合电动车辆能够使用较小的发动机作为其机械动力源。较小的发动机尺寸和系统的运行特性甚至提供了更高的性能或改善的燃油经济性及较低的排放量。然而，在混合电动车辆的设计中，制造出一种能够利用机械部件的高效率和电动部件的多用性两方面优点的驱动装置，始终是一巨大的挑战。

过去已经提出了各种类型的平行混合系统以应用于例如汽车的多种应用场合。例如，行星齿轮组应用在自动传动装置中已有多年。然而，大部分的自动传动装置都使用复式行星齿轮组，比如Simpson组或Ravigneaux组。典型的汽车自动传动装置只使用单一的动力源。因此就需要提供一种驱动系统，它能够在其大部分的工作时间内都在最有效的动力传动点状态下运行，同时能够提供产生出车辆加速所需的扭矩的装置，而无需使用多齿轮速比的传动装置。还需要提供这样一种驱动系统，它使该系统的各个动力源(机械的或电动的)能够单独地或者相互结合地工作，以将动力传递到输出装置。

发明内容

一种能够接受来自可变动力源和恒定动力源的输入以此驱动输出轴的车辆传动系统包括一个行星齿轮组，该行星齿轮组包括中心齿轮、与输出轴相连的环形齿轮、多个行星齿轮以及可转动地支承该多个行星齿轮的支架组件，该多个行星齿轮及中心齿轮和环形齿轮是以轴颈支承的。一个扭矩传递结构分别联接至中心齿轮和可变动力源的轴，以便根据可变动力源的轴的转动而影响中心齿轮的转动，进而影响到环形齿轮和与其相连的输出轴的转动。行星齿轮结构的支架组件通过离合及制动机构能够选择性地连接于恒定动力源，以便选择性地影响到行星齿轮的支架组件和环形齿轮的转动，进而影响到输出轴的转动。

一种车辆传动系统，它具有可被连续驱动或以变速驱动的驱动轴，并且能够工作在机械的第一模式、电动的第二模式和组合的第三模式，该传动装置包括一个组合式行星齿轮结构，该行星齿轮结构具有多个元件并且能够可操作地联接至可变动力源的转动轴、恒定动力源的转动轴以及输出驱动轴。一个离合及制动机构在第一和第三模式下操作，用以将恒定动力源连接于组合式行星齿轮结构的一个元件，以便在该组合式行星齿轮结构中建立起驱动路径，以此根据恒定动力源的轴的转动方向而影响到该输出轴的转动，而在第二模式下则将组合式行星齿轮结构中的该元件止动，从而使该输出驱动轴的转动免受恒定动力源的影响。一个扭矩传递结构联接于组合式行星齿轮结构的另一个元件并且响应于可变动力源，以便在第二和第三工作模式下根据可变动力源的轴的转动方向而影响到输出轴的转动，而在第一工作模式下则产生出足够的扭矩以防止该另一个元件转动，从而使输出驱动轴的转动免受可变动力源的影响。可变动力源被驱动到同步速度以使该传动装置能够切换工作模式。

附图说明

通过结合附图阅读下面的详细说明书，本发明的各项优点将变得更加清楚，附图所示仅用作举例，其中：

图1是按照本发明实施例的动力组合设备的示意图；

图2是按照本发明实施例的动力组合设备的更详细的截面图，其中采用了两个可变动力源；

图3A是应用在平行混合电动卡车结构中的动力组合设备的顶视示意图；

图3B是图3A的齿轮箱组件的输入侧的更详细的示意图；

图3C是图3A的汇集式传动箱装置的输出侧的更详细的示意图；

图4的曲线图表示了在根据本发明一方面的不同工作模式下，行星齿轮系统中的各个部件的转速；

图5是配备了按照本发明替换实施例的动力组合设备的、排成一线的平行混合电动车辆的传动装置的示意性截面图；

图6是配备了按照本发明第二替换实施例的动力组合设备的、排成一线的平行混合电动车辆的传动装置的示意性截面图；

图7是配备了按照本发明第三替换实施例的动力组合设备的、排成一线的平行混合电动车辆的传动装置的示意性截面图；