[发明专利]可变速度电动机-发电机附件驱动系统

说明书

技术领域

本发明总的涉及用于机动车辆的可变速度电动机-发电机类型附件驱动系统。

背景技术

在常规的机动车辆中，即在仅由内燃机驱动的汽车中，车辆附件，例如液压泵、水泵、真空泵和加热通风和空调(HVAC)压缩机，直接由内燃机驱动。这些附件的动力要求可能在长时期内是稳定的，如在用于帮助冷却发动机的水泵的情况中，或可能在短促期内被要求，如在液压附件或空气制动的情况中。无论如何，尽管附件的动力要求改变，但附件速度典型地与发动机速度成比例。

常规的汽车附件驱动系统包括连接到发动机曲轴的驱动带轮。柔性的链或带将驱动带轮与多个从动带轮联接，所述从动带轮每个操作地连接到单独的附件。在使用带有用于驱动的一个或多个串联或并联的电动马达的内燃机的混合动力车辆中，这些相同的附件经常由内燃机驱动，其方式与常规机动车辆中的方式很相同，但有时这些相同的附件由单独的电动马达驱动。

因为驱动带轮和带直接由曲轴促动，所以它们必然受到车辆加速和减速期间发动机速度变化的影响。换言之，在这样的常规驱动系统内的附件的运行速度与发动机速度成正比例。因为发动机在宽速度范围(例如从怠速时低至500rpm到全容量时高至8000rpm)内运行，所以附件典型地设计为在发动机速度范围的低端处具有完全功能，以保证它们可维持运行。因此，当发动机在较高速度下运行时，常规的附件驱动系统可能将比提供足够功能所需的能量更多的能量传递到附件。

以上所述的情况对于带有发动机停止-起动部件的混合动力车辆进一步复杂化，因为在一定的运行条件下，发动机被关闭以节约燃料，但附件需要维持运行。另外，对于皮带传动式发电机-起动机类型的混合动力，希望的是可使用该发电机-起动机起动发动机，而不影响附件的运行。

发明内容

本发明提供了用于优选地为混合动力类型的机动车辆的可变速度电动机-发电机附件驱动系统。下文中所述的附件驱动系统使得车辆附件能主要由发动机动力驱动，使得附件能以与发动机速度无关的可控速度被驱动，能够在发动机关闭时驱动附件，能够起动发动机而不明显地影响附件的运行速度，能够生成电力，且能够辅助驱动车辆。

附件驱动系统包括：发动机，电动机/发电机，一个或多个车辆附件，第一和第二齿轮组，和第一和第二转矩传输装置。第一和第二齿轮组每个具有第一、第二和第三构件。第一齿轮组的第一构件连续地与第二齿轮组的第一构件相互连接。类似地，第一齿轮组的第二构件连续地与第二齿轮组的第二构件相互连接。发动机具有操作地连接到第一和第二齿轮组的至少一个构件的发动机输出轴，以允许来自发动机的动力通过第一和第二齿轮组被传输以驱动不同的车辆附件。优选地，多个带轮构造为将动力从发动机传输到不同的车辆附件。

电动机/发电机连接到第一和第二齿轮组的构件中的不连接到发动机输出轴的一个构件。来自电动机/发电机的动力能够通过轴、带和带轮组件、链和链轮组件、第三齿轮组或它们的组合而传输到附件。电动机/发电机构造为以与发动机速度无关的可选择的速率驱动多种附件，包括当发动机关闭时。

第一转矩传输装置，优选地为可选择性接合的制动器，操作地连接到第一和第二齿轮组的构件中的不同于操作地连接到发动机和电动机/发电机的齿轮组构件的一个，且所述第一转矩传输装置构造为允许电动机/发电机重起动发动机且同时驱动多种附件。优选为单向离合器或可选择性接合的制动器的第二转矩传输装置操作地连接到发动机输出轴，但不操作地连接到第一和第二齿轮组的操作地连接到第一转矩传输装置或电动机/发电机的构件。第二转矩传输装置构造为允许电动机/发电机在发动机处于关闭状态时以可选择的速率驱动附件。理想地，第一转矩传输装置是可选择性接合的制动器，而第二转矩传输装置是单向离合器。替代地，第一和第二转矩传输装置可以都是可选择性接合的制动器。

第一和第二齿轮组优选地具有行星齿轮组的属性，其中第一、第二和第三构件以任何次序作为齿圈构件、中心齿轮构件、行星架组件或长的小齿轮。特别地，行星架组件可以是单小齿轮行星架组件或双小齿轮行星架组件。在类似的方面，可旋转地安装到第一和第二齿轮组的行星架组件的小齿轮可以是短小齿轮或长小齿轮类型齿轮。