專利名稱：用于混合動(dòng)力車輛的行進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和使用該系統(tǒng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于混合動(dòng)力車輛的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、牽引或推進(jìn)驅(qū)動(dòng)。 這種類型的車輛通常組合熱機(jī)(主要是內(nèi)燃機(jī))和連接至電源(諸如一個(gè)或多
個(gè)蓄電池)的電機(jī)以用于推進(jìn)車輛。該組合能在降低總的燃料消耗量并限制排放
的同時(shí)優(yōu)化驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的能量效率。
背景技術(shù)：
在文獻(xiàn)FR-2,670，440中所描述的例子中，熱機(jī)包括輸出軸，該輸出軸驅(qū)動(dòng)諸如 變速驅(qū)動(dòng)裝置之類的變速傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)部分，且其傳動(dòng)接納部分連接至車輛的 動(dòng)力軸。輸出軸在熱機(jī)和變速驅(qū)動(dòng)裝置之間裝有電機(jī)，該電機(jī)連接至電池和兩個(gè) 離合器，第一離合器位于熱機(jī)與電機(jī)之間，而第二離合器位于電機(jī)與變速驅(qū)動(dòng)裝 置之間。
當(dāng)想要在廣速范圍上以高扭矩驅(qū)動(dòng)車輛且同時(shí)限制排氣和噪聲的產(chǎn)生，如在城 市中的情況那樣，較佳的是將電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)車輛的動(dòng)力軸。
另一方面，對(duì)于要求高發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力和較廣的工作范圍的用途中，將熱機(jī)用于 驅(qū)動(dòng)動(dòng)力軸并從而使車輛移動(dòng)。
盡管該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)令人滿意，但仍存在一些明顯的缺陷。
實(shí)際上，當(dāng)僅有電機(jī)被用于驅(qū)動(dòng)車輛時(shí)，它必須要具有用于驅(qū)動(dòng)車輛并克服變 速傳動(dòng)裝置的所有阻力(慣性、摩擦……)的足夠轉(zhuǎn)矩和/或動(dòng)力。此外，在車 輛制動(dòng)操作的過程中，籍此釋放的能量的一部分被變速驅(qū)動(dòng)裝置消耗，且該能量 僅有另一部分被回收利用，然后由電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
如果使用機(jī)械齒輪箱來替代變速驅(qū)動(dòng)裝置，關(guān)鍵的是改變齒數(shù)比以回收利用制 動(dòng)能量。因此就需要脫開動(dòng)力軸，這使傳動(dòng)斷開并且制動(dòng)能量的回收中斷。
本發(fā)明的目標(biāo)是借助于簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來克服上述不足，所述簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 不需要用于系統(tǒng)的各種用途的復(fù)雜的控制裝置。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及一種用于混合動(dòng)力車輛的行進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括熱機(jī)， 該熱機(jī)帶有裝有離合器的熱機(jī)輸出軸；從動(dòng)軸，該從動(dòng)軸連接至所述離合器并聯(lián) 接至變速裝置；至少一個(gè)設(shè)有轉(zhuǎn)子的電機(jī)；以及位于變速裝置與車輛的輪子之間 的傳動(dòng)鏈，所述傳動(dòng)鏈包括用于變速裝置的輸出軸和連接至所述輸出軸的動(dòng)力軸， 其特點(diǎn)是，該系統(tǒng)包括在傳動(dòng)鏈的元件之一與電機(jī)的轉(zhuǎn)子之間的可脫開聯(lián)接器， 以及在熱機(jī)的輸出軸與所述轉(zhuǎn)子之間的另一可脫開聯(lián)接器。
兩個(gè)可脫開聯(lián)接器可交替工作。
可脫開聯(lián)接器可以是齒輪配合的聯(lián)接器。
電機(jī)的轉(zhuǎn)子可裝有聯(lián)接零件，該聯(lián)接零件可與一個(gè)或另一個(gè)聯(lián)接器的另一零件 一起工作。
電機(jī)的轉(zhuǎn)子可裝有可沿所述轉(zhuǎn)子軸向移動(dòng)的小齒輪。
動(dòng)力軸可裝有齒輪，該齒輪與動(dòng)力軸在轉(zhuǎn)動(dòng)上連接以與小齒輪協(xié)配從而形成可 脫開聯(lián)接器。
齒輪箱輸出軸可包括齒輪，該齒輪與小齒輪協(xié)配從而形成可脫開聯(lián)接器。 輸出軸可裝有齒輪，該齒輪與所述輸出軸在轉(zhuǎn)動(dòng)上連接并布置在熱機(jī)與離合器 之間，以與小齒輪協(xié)配從而形成另一可脫開聯(lián)接器。 該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括用于控制小齒輪的運(yùn)動(dòng)的裝置。


在閱讀了下面以非限制性的例子的方式參照附圖給出的描述之后，本發(fā)明的其 它特征和優(yōu)點(diǎn)會(huì)變得清楚，在各附圖中-
圖1是示出第一配置下的根據(jù)本發(fā)明的混合動(dòng)力車輛的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的圖；和 圖2是示出處于第二配置的圖1所示系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
在這些附圖中，用于驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力車輛的系統(tǒng)包括熱機(jī)10，特別是內(nèi)燃機(jī)， 且該熱機(jī)10帶有熱機(jī)輸出軸12，該輸出軸12設(shè)有連接至從動(dòng)軸18的離合器14， 該從動(dòng)軸18與諸如自動(dòng)齒輪箱之類的變速傳動(dòng)裝置20聯(lián)接，并用作齒輪箱的輸 入軸。傳動(dòng)鏈16設(shè)置在該齒輪箱與車輛的輪子17之間。該傳動(dòng)鏈包括多個(gè)零件， 且使齒輪箱的輸出軸22直接或借助于諸如為半軸之類的傳動(dòng)裝置26連接至動(dòng)力
軸24，該動(dòng)力軸24驅(qū)動(dòng)車輛的輪子。動(dòng)力軸24還包括第一可脫開聯(lián)接器的零件 中的一個(gè)零件，所述零件在所示的例子中為齒輪聯(lián)接器的齒輪30。
齒輪箱20因此可借助于設(shè)置在熱機(jī)軸12上并通過任何已知方式控制的離合器 14來從熱機(jī)軸12脫開。第二可脫開聯(lián)接器的零件中的一個(gè)零件，較佳的是齒輪 聯(lián)接器的齒輪34，設(shè)置在熱機(jī)軸上離合器14和熱機(jī)10之間。
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還包括電機(jī)36，該電機(jī)由蓄電池38 (或電池)供給并用控制元件40 控制。電機(jī)36包括轉(zhuǎn)子42，該轉(zhuǎn)子裝有聯(lián)接器的其它零件，這里是滑動(dòng)小齒輪 44，該滑動(dòng)小齒輪適于嚙合熱機(jī)軸的齒輪34或動(dòng)力軸的齒輪30。因此，該小齒 輪在控制裝置46的作用下在轉(zhuǎn)子上這兩個(gè)位置之間軸向滑動(dòng)，所述控制裝置諸如 為由較佳的是電磁型的作動(dòng)缸50控制的叉48。此外，該小齒輪可以在該控制裝 置的作用下被放置到稱作中性位置的位置上，在該中性位置上，小齒輪可自由地 與齒輪30、 34配合。這樣，第一聯(lián)接器由與小齒輪44嚙合的齒輪30構(gòu)成，而第 二聯(lián)接器由也與小齒輪44嚙合的齒輪34構(gòu)成。
為了根據(jù)圖1的配置運(yùn)作，即使用熱機(jī)10通過車輛的動(dòng)力軸24來驅(qū)動(dòng)車輛， 在第一階段用電機(jī)來實(shí)現(xiàn)熱機(jī)啟動(dòng)，然后再將它用作電流發(fā)生器，用于給車輛的 各種裝置和附件供電和/或?qū)囕v的電池進(jìn)行再充電。
在第一階段，離合器14致動(dòng)以將熱機(jī)輸出軸12與齒輪箱20的輸入軸斷開， 作動(dòng)缸50控制叉48以將小齒輪44放置在致動(dòng)位置，在該致動(dòng)位置，小齒輪嚙合 (或配合)熱機(jī)輸出軸12的齒輪34。 一旦實(shí)現(xiàn)這樣的布置，電機(jī)36的控制元件 40就使電力可經(jīng)由電池38供應(yīng)到該電機(jī)，以驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子42轉(zhuǎn)動(dòng)并因而驅(qū)動(dòng)小齒輪 44轉(zhuǎn)動(dòng)。在該齒輪配合的作用下，使熱機(jī)軸12驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，并且一旦在熱機(jī)10內(nèi) 滿足了燃燒條件后，熱機(jī)10就啟動(dòng)。在這種情況下，電機(jī)起到傳統(tǒng)的電起動(dòng)器的 作用。
較佳的是，在啟動(dòng)熱機(jī)10之后，在借助于齒輪箱驅(qū)動(dòng)動(dòng)力軸的熱機(jī)和動(dòng)力軸 的整個(gè)運(yùn)作過程中都保持熱機(jī)軸12與轉(zhuǎn)子44之間的聯(lián)接。在這樣的布置中，由 軸12驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，并且該電機(jī)像發(fā)電機(jī)那樣工作，用于對(duì)電池進(jìn)行再充 電和/或?qū)釞C(jī)10和/或車輛的附件和/或元件進(jìn)行供電。
在圖2所示的另一配置下，僅電機(jī)36用于驅(qū)動(dòng)動(dòng)力軸24，熱機(jī)10未啟用。 因此由電池38供給該電機(jī)，并且控制裝置40控制轉(zhuǎn)子42的轉(zhuǎn)速。這樣，小齒輪 44的軸向位移由作動(dòng)缸50和叉48構(gòu)成的控制裝置46控制，從其如圖1所示的 與齒輪34嚙合的位置轉(zhuǎn)變成與設(shè)置動(dòng)力軸上的齒輪30齒輪嚙合以接合聯(lián)接器。
此外，當(dāng)車輛制動(dòng)時(shí)，有利的是可借助于電機(jī)36回收利用該制動(dòng)能量，此時(shí) 的電機(jī)36就不再是原動(dòng)機(jī)而是接受機(jī)械能的機(jī)器，它如發(fā)電機(jī)的情況一樣，將機(jī) 械能轉(zhuǎn)化成電能以供使用或儲(chǔ)存在電池38中。
在車輛在電機(jī)的作用下移動(dòng)的同時(shí)啟動(dòng)熱機(jī)的一種變化形式中，可以使用圖2
所示的小齒輪44與嚙合于動(dòng)力軸24的齒輪配合的配置。
在該配置中，傳動(dòng)比已嚙合成，但離合器14處于脫開位置?？刂圃?0使電 力可經(jīng)由電池38供應(yīng)到該電機(jī)，以驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子42轉(zhuǎn)動(dòng)，并因而驅(qū)動(dòng)小齒輪44和齒 輪30轉(zhuǎn)動(dòng)。在該齒輪配合的作用下，將動(dòng)力軸24驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，并且通過半軸26 驅(qū)動(dòng)齒輪箱輸出軸22轉(zhuǎn)動(dòng)。通過作用在離合器14上以使該離合器的兩部分之間 滑動(dòng)然后使它們聯(lián)接，就可驅(qū)動(dòng)熱機(jī)輸出軸12轉(zhuǎn)動(dòng)。 一旦在熱機(jī)10的燃燒室中 滿足了燃燒條件，熱機(jī)就啟動(dòng)。
較佳的是，在已啟動(dòng)了熱機(jī)10之后，在熱機(jī)的整個(gè)運(yùn)作過程中都保持動(dòng)力軸 25與轉(zhuǎn)子42之間的聯(lián)接，并且電機(jī)在動(dòng)力軸轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)以由熱機(jī)來使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng) 時(shí)像發(fā)電機(jī)那樣工作。
也可借助于如上所述的相同過程來實(shí)現(xiàn)熱機(jī)的啟動(dòng)，但是通過把小齒輪44和 齒輪箱輸出軸22載帶的齒輪相聯(lián)接來實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)然，不背離本發(fā)明的范圍，也可以同時(shí)使用電動(dòng)機(jī)和熱機(jī)來驅(qū)動(dòng)動(dòng)力軸轉(zhuǎn)動(dòng)， 這兩種發(fā)動(dòng)機(jī)類型的動(dòng)力組合在圖1和2所示的兩種配置中。
本發(fā)明并不局限于上述的例子，它包括任何的變化形式或等效形式。
特別是，聯(lián)接器28、 32可以設(shè)有任何可保證小齒輪44與齒輪30、 34的齒輪 配合的裝置，諸如同步嚙合組件(或更常見地稱作同步組件)之類的裝置。
類似地，上面的描述中所提及的熱機(jī)涵蓋利用諸如汽油、柴油或氣體之類的化 石燃料以及乙醇或其它類型的生物燃料來運(yùn)轉(zhuǎn)的內(nèi)燃機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種用于混合動(dòng)力車輛的行進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括熱機(jī)(10)，該熱機(jī)帶有裝有離合器(14)的熱機(jī)輸出軸(12)；從動(dòng)軸(18)，該從動(dòng)軸連接至所述離合器并聯(lián)接至變速裝置(20)；至少一個(gè)設(shè)有轉(zhuǎn)子(42)的電機(jī)(36)；以及位于所述變速裝置(20)與所述車輛的輪子(17)之間的傳動(dòng)鏈(16)，所述傳動(dòng)鏈包括用于所述變速裝置(20)的輸出軸(22)和連接至所述輸出軸的動(dòng)力軸(24)，其特征在于，該系統(tǒng)包括在所述傳動(dòng)鏈的元件(22，24)中的一個(gè)元件與所述電機(jī)(36)的所述轉(zhuǎn)子(42)之間的可脫開聯(lián)接器(28)，以及在所述熱機(jī)(10)的輸出軸(12)與所述轉(zhuǎn)子之間的另一可脫開聯(lián)接器(32)。
2. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述兩個(gè)可脫開聯(lián)接器(28， 32)交替工作。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述可脫開聯(lián)接器(28， 32)是齒輪配合的聯(lián)接器。
4. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)的所述 轉(zhuǎn)子(42)裝有聯(lián)接零件(44)，該聯(lián)接零件可與一個(gè)或另一個(gè)聯(lián)接器(28， 32) 的另一零件(30， 34) —起工作。
5. 如權(quán)利要求4所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)(36)的所述轉(zhuǎn)子 (42)裝有可沿所述轉(zhuǎn)子軸向移動(dòng)的小齒輪(44)。
6. 如權(quán)利要求5所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng)力軸(24)裝有齒輪 (30)，該齒輪與所述動(dòng)力軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接以與小齒輪(44)協(xié)配從而形成可脫開聯(lián)接器(28)。
7. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述齒輪箱輸出軸(22)包 括齒輪，該齒輪與小齒輪(44)協(xié)配從而形成可脫開聯(lián)接器(28)。
8. 如權(quán)利要求5所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述輸出軸(12)裝有齒輪 (34)，該齒輪與所述輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接并布置在所述熱機(jī)與所述離合器之間，以與小齒輪(44)協(xié)配從而形成另一可脫開聯(lián)接器(30)。
9. 如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包 括用于控制小齒輪(44)的運(yùn)動(dòng)的裝置(46， 48， 50)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于混合動(dòng)力車輛的行進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括熱機(jī)(10)，該熱機(jī)帶有裝有離合器(14)的熱機(jī)輸出軸(12)；從動(dòng)軸(18)，該從動(dòng)軸連接至所述離合器并聯(lián)接至變速裝置(20)；至少一個(gè)設(shè)有轉(zhuǎn)子(42)的電機(jī)(36)；以及位于變速裝置(20)與車輛的輪子(17)之間的傳動(dòng)鏈(16)，所述傳動(dòng)鏈包括用于變速裝置(20)的輸出軸(22)和連接至所述輸出軸的動(dòng)力軸(24)。根據(jù)本發(fā)明，該系統(tǒng)包括在傳動(dòng)鏈的元件(22，24)中的一個(gè)元件與電機(jī)(36)的轉(zhuǎn)子(42)之間的可脫開聯(lián)接器(28)，以及在熱機(jī)(10)的輸出軸(12)與所述轉(zhuǎn)子之間的另一可脫開聯(lián)接器(32)。
文檔編號(hào)B60K6/48GK101172459SQ20071016703
公開日2008年5月7日 申請(qǐng)日期2007年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月26日
發(fā)明者A·帕高特, S·范托利 申請(qǐng)人:Ifp公司