[发明专利]具有用作无级机械变速器的球变速机构的混合动力电动力系配置

说明书

常规的串并联混合动力电动力系(动力分流eCVT)是与行星齿轮匹配的双马达HEV推进系统，且最轻度或完全并联混合动力系统是具有与电机联接的无级变速器(CVT)或齿轮箱的单马达系统。用一个电机来联接球型无级变速行星齿轮系(CVP)，比如允许产生并联HEV架构，其中，CVP起到无级变速器的作用，且马达提供电辅助、起动马达性能、发动辅助和再生制动的功能。双马达变型提供串并联混合动力电动车辆(HEV)架构。本文中公开的实施例与选择从发动机至车轮的最高效率路径的混合动力管理控制器相联接，导致产生能够在任何模式下以最佳可能总体效率点运行且还提供扭矩可变性的混合动力系。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年9月17日提交的美国临时专利申请第62/220,019号的权益，该申请以参考的方式纳入本文。

背景技术

混合动力车辆越来越受欢迎且被更广泛地接收，这主要是归因于内燃机车辆的燃料成本和温室碳排放政府规定。这种混合动力车辆包括内燃机以及电动机两者来推进车辆。

发明内容

在当前设计中，为了消耗以及存储电能，来自组合电动机/发电机的旋转轴通过齿轮系或行星齿轮组联接至内燃机的主轴。由此，电动机/发电机单元的旋转轴随着内燃机主轴一起以混合动力车辆设计的固定传动比旋转。

这些固定传动比设计具有许多缺点，例如，电动机/发电机单元仅在相对较窄的电动机/发电机单元每分钟回转数范围内获得其在发电以及向内燃机的主轴提供附加动力方面的最高效运行。然而，由于先前已知的混合动力车辆使用电动机/发电机单元与内燃机主轴之间的固定速度比，故而电动机/发电机单元时常在其最优速度范围外运行。由此，整个混合动力车辆低于最优效率地运行。因而，需要一种可改善混合动力车辆效率的动力系配置。

常规串并联混合动力电动力系(动力分流eCVT)是与行星齿轮匹配的双马达HEV推进系统，且最轻度或完全并联混合动力系统是具有与电机联接的无级变速器(CVT)或齿轮箱的单马达系统。用一个电机来联接球型无级变速行星齿轮系(CVP)，比如允许产生并联HEV架构，其中，CVP起到无级变速器的作用，且马达提供电辅助、起动马达性能、发动辅助和再生制动的功能。双马达变型使得串并联混合动力电动车辆(HEV)架构成为可能。本文中公开的实施例与选择从发动机至车轮的最高效路径的混合动力管理控制器相联接，提供优化发动机和电动机/发电机的运行的手段，从而提供一种混合动力系，该混合动力系将在任何模式中以最佳可能的总体效率点运行且还提供扭矩可变性，从而导致动力系性能和燃料效率的最佳组合，该组合将超出特别是轻量混合动力(mild-hybrid)和并联混合动力系轻质车辆部分的现有工业标准。

本文中提供了一种动力系，包括：至少一个电动机/发电机；发动机；和无级变速行星变速器，无级变速行星变速器包括多个球、第一牵引环、第二牵引环、太阳轮和支架，其中，多个球中的每个球设置有可倾斜的旋转轴线，每个球与第一牵引环和第二牵引环接触，每个球与太阳轮接触，其中，太阳轮相对于每个球径向向内定位，且每个球可操作地联接至支架，该支架可操作地联接至移位致动器，其中，发动机可操作地联接至第一牵引环，且其中，支架被接地而不旋转。在一些实施例中，第一电动机/发电机可操作地联接至太阳轮。在一些实施例中，第二电动机/发电机可操作地联接至第二牵引环。在一些实施例中，动力系包括第一离合器，第一离合器可操作地联接至第二电动机/发电机，其中，第一离合器布置成选择性地接合第二牵引环。在一些实施例中，动力系包括第一离合器，第一离合器可操作地联接至第一电动机/发电机，其中，第一离合器适于选择性地接合太阳轮。在一些实施例中，动力系包括制动器，制动器可操作地联接至第二牵引环。在一些实施例中，第二电动机/发电机可操作地联接至主减速器齿轮。在一些实施例中，动力系包括动力系管理控制器，其中，控制器配置成将控制信号供至动力系或其部件，使得所述控制器动态地影响动力系的多种运行模式。