混合車輛的牽引系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種車輛的牽引系統(tǒng)包括非可逆型的第一能量源、可逆型的第二能量源以及與各能量源連接且包括第一差動裝置的傳動機(jī)構(gòu)。傳動機(jī)構(gòu)還包括插設(shè)于第一源與第一差動裝置之間的變速器，變速器包括無級變速裝置和第二差動裝置。無級變速裝置為環(huán)形摩擦輪型且包括側(cè)向運動輸入盤、側(cè)向運動輸出盤和至少兩個空載擺動摩擦滾動件。側(cè)向運動輸入盤和側(cè)向運動輸出盤具有環(huán)形的摩擦表面，且空載擺動摩擦滾動件具有呈球形圓頂形狀的摩擦表面。
【專利說明】混合車輛的牽引系統(tǒng)
[0001]本發(fā)明涉及用于混合車輛的牽引系統(tǒng)，包括至少一個無級變速的、環(huán)比類型的傳動機(jī)構(gòu)，該類型由主權(quán)利要求的前序部分所描述，以及用于致動用于混合車輛的牽引系統(tǒng)的方法。
[0002]在汽車領(lǐng)域和工業(yè)機(jī)械領(lǐng)域，已知有多個混合牽引系統(tǒng)，混合牽引系統(tǒng)包括內(nèi)燃機(jī)、電機(jī)、用于將電機(jī)與車輛的輪連接的傳動機(jī)構(gòu)和用于控制馬達(dá)和傳動機(jī)構(gòu)的控制裝置。
[0003]在已知的混合系統(tǒng)中，某些使用環(huán)形無級變速傳動機(jī)構(gòu)(CVT)。通常在這些系統(tǒng)中，環(huán)形CVT為帶有擺動滾動件的類型，其在接觸位置的加載方向與滾動件本身成一體擺動。這代表了巨大的缺點，因為可從環(huán)形CVT傳遞的轉(zhuǎn)矩以漸進(jìn)方式逐步減少，驅(qū)動軸的速度增加且由此對從車輛、吸熱發(fā)動機(jī)或電機(jī)引入的應(yīng)力適應(yīng)不良。為了彌補(bǔ)上述現(xiàn)有環(huán)形CVT的典型缺陷，某些制造者不得不實施某些昂貴且不很可靠的、用于限制引入環(huán)形CVT的轉(zhuǎn)矩的輔助系統(tǒng)，和其它用于改變這些環(huán)形CVT的旋轉(zhuǎn)元件之間的法向力的系統(tǒng)。具體地，用于改變這些環(huán)形CVT的元件之間的載荷的系統(tǒng)為油栗的使用提供了比例閥和管理軟件的復(fù)雜部分。因為液壓栗的使用帶來連續(xù)的能量消耗，其使用非常不盡人意。
[0004]典型地，在這些現(xiàn)有混合牽引系統(tǒng)中，電機(jī)通過固定傳動比連接至輪，因而控制系統(tǒng)不可能獨立于車輛的速度而控制電機(jī)的速度。因為電機(jī)的速度取決于車輛的速度且因此不能保持在對應(yīng)于電機(jī)的最大輸出的值上，這對于車輛的總體效率來說是缺點。
[0005]此外，在已知相同的混合牽引系統(tǒng)中，吸熱發(fā)動機(jī)以一系列固定的傳動比與輪連接，由此需要使用能夠控制所輸送的速度和轉(zhuǎn)矩的復(fù)雜系統(tǒng)來控制吸熱發(fā)動機(jī)。由于由吸熱發(fā)動機(jī)輸送的轉(zhuǎn)矩可立刻破壞下游的環(huán)形CVT，這導(dǎo)致了控制系統(tǒng)、馬達(dá)系統(tǒng)和用于限制引入CVT的力矩的系統(tǒng)不得不相互互動和通信。這些輔助控制系統(tǒng)的復(fù)雜性不可避免成為高成本和不可靠性的原因。
[0006]在已知的不使用CVT的混合牽引系統(tǒng)中，帶來另一缺點，即向內(nèi)燃機(jī)施加了帶有離散傳動比的齒輪箱，這帶來了變速階段的顯著能量耗散。此外，內(nèi)燃發(fā)動機(jī)不得不連續(xù)改變其速度從而適應(yīng)于車輛的行進(jìn)狀態(tài)，從而在對應(yīng)于僅對于受限階段的最小特定燃料消耗的速度下運轉(zhuǎn)。這涉及車輛的總體效率的另一減少。
[0007]此外，在已知的混合牽引系統(tǒng)中，典型地在低速提供了內(nèi)燃發(fā)動機(jī)中性運行，或從傳動機(jī)構(gòu)分離的操作狀況。在這些狀況下，車輛的輪僅接受來自必須合適地超范圍的電機(jī)的功率，這導(dǎo)致了尺寸和成本的增加。
[0008]為了解決該問題，某些混合牽引系統(tǒng)為制動裝置提供了內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的輸出，從而阻止了中性運行的操作狀況。然而，該設(shè)備具有每次被致動時耗散動能的缺點，這導(dǎo)致了車輛的總體效率的減少。
[0009]在其它內(nèi)燃機(jī)總是與傳動機(jī)構(gòu)連接的混合牽引系統(tǒng)中，在上述低速直至車輛完全靜止的操作狀況下，連接至內(nèi)燃機(jī)的傳動機(jī)構(gòu)不包括操作狀況，其中上述構(gòu)件的傳動比確定了該構(gòu)件的速度零值。在這些系統(tǒng)中，施加摩擦件以將吸熱發(fā)動機(jī)與傳動機(jī)構(gòu)的剩余部分分離，并施加制動件用于停止在上述停止操作中的上述構(gòu)件。使用摩擦件和制動件導(dǎo)致了成本、傳動機(jī)構(gòu)的空間需求和功率耗散的顯著增加，而不執(zhí)行用于車輛的牽引的有用工作。
[0010]在這些系統(tǒng)中，如果使用與車輛的輪連接的附加制動裝置，當(dāng)車輛關(guān)停時，有利地可能通過致動并旋轉(zhuǎn)電機(jī)而啟動內(nèi)燃機(jī)。事實上，由于與內(nèi)燃機(jī)連接的構(gòu)件的上述傳動比在任何操作狀況下從不呈零值，且構(gòu)件的速度從不為零，為了啟動內(nèi)燃機(jī)，電機(jī)的運動直接傳遞至內(nèi)燃機(jī)。然而，這些混合牽引系統(tǒng)具有缺點，即在車輛的減速階段，因為構(gòu)件的轉(zhuǎn)速從不呈零值，車輛的一部分動能不可避免地從輪通過與其連接的構(gòu)件傳遞至內(nèi)燃機(jī)。如已知的，內(nèi)燃機(jī)不可逆，且由此在車輛的減速階段傳遞至內(nèi)燃機(jī)的能量通過耗散而完全分散，且車輛的總體效率不令人滿意。
[0011]在具有以上闡述的某些缺點的環(huán)形CVT中，具體地在這些輔助軸與驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)方向相反的環(huán)形CVT中，特洛塔克發(fā)展有限公司(Torotrak Dev LTD)的名為“Drivemechanism for infinitely variable transmiss1n(用于無級變速傳動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動機(jī)構(gòu))”的專利EP1061286A1中描述的環(huán)形CVT。在該環(huán)形CVT中，旋轉(zhuǎn)元件之間的載荷的方向與滾動件的擺動一起擺動。該幾何形狀在輔助軸上產(chǎn)生了隨著輔助軸的轉(zhuǎn)速的增加而漸進(jìn)地逐步減少的轉(zhuǎn)矩值，由此對于來自車輛、電機(jī)和吸熱發(fā)動機(jī)本身的應(yīng)力適應(yīng)不良。
[0012]在國際專利申請WO 2008/095116還描述了另一帶有環(huán)形CVT的混合馬達(dá)。
[0013]本發(fā)明解決的技術(shù)問題為提供用于混合車輛的牽引系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括至少一個新的CVT，該CVT不具有帶有離散傳動比的齒輪箱、摩擦件或制動件，且結(jié)構(gòu)上配置為克服參考已知現(xiàn)有技術(shù)所闡述的所有缺點，從而在所有使用狀況下確保了車輛的總體效率的增加。
[0014]本發(fā)明解決的另一問題為，提供了用于致動混合車輛的牽引系統(tǒng)的方法，該方法配置為確保在所有使用狀況下車輛的最佳總體效率。
[0015]這些問題和其他以下將更清楚地闡述的問題由本發(fā)明用一種牽引系統(tǒng)解決，該牽引系統(tǒng)類型包括根據(jù)所附權(quán)利要求構(gòu)造的至少一個環(huán)形CVT。
[0016]從下面對某些實施例的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的特征和優(yōu)點將會更清楚地被理解，實施例通過非限制示例的方式并參考附圖來說明，在附圖中:
[0017]圖1是根據(jù)本發(fā)明的包括至少一個環(huán)形CVT的用于混合車輛的牽引系統(tǒng)的功能示意圖；
[0018]圖2是包括至少一個環(huán)形CVT的用于混合車輛的牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變型的示意圖，其中相對于圖1某些功能被省略；
[0019]圖3是根據(jù)包括圖1中的所有功能的本發(fā)明的包括至少一個環(huán)形CVT的用于混合車輛的牽引系統(tǒng)的示意圖；
[0020]圖4是根據(jù)本發(fā)明的環(huán)形CVT的幾何形狀的示意性正視圖；
[0021]圖5A至5E為在各種傳動比下，對應(yīng)于圖3中的環(huán)形CVT的幾何形狀的側(cè)視圖的示意圖；
[0022]圖6A和6B為兩幅分別說明根據(jù)本發(fā)明的環(huán)形CVT中所傳遞的轉(zhuǎn)矩與傳動比之間和所傳遞的功率與傳動比之間的相互關(guān)系的圖；
[0023]圖7A和7B分別為根據(jù)替代實施例的本發(fā)明的環(huán)形CVT的幾何形狀的示意性正視圖和示意性側(cè)視圖；
[0024]圖8A和SB分別為根據(jù)又一實施例的本發(fā)明的環(huán)形CVT的幾何形狀的示意性正視圖和示意性側(cè)視圖；
[0025]圖9A和9B為圖8A中的環(huán)形CVT的兩幅示意性局部正視圖，分別示出了處于釋放狀態(tài)和施加有轉(zhuǎn)矩的CVT;以及
[0026]圖10為說明了根據(jù)本發(fā)明，施加于第一和第二環(huán)形摩擦盤上的轉(zhuǎn)矩與傳動比之間的相互關(guān)系。
[0027]在圖1、2和3中，用10來總體標(biāo)示用于車輛的牽引系統(tǒng)。牽引系統(tǒng)10包括第一能量源22、第二能量源18和連接至第一能量源22和第二能量源18的傳動裝置100。
[0028]第一能量源22為非可逆型，且例如在圖2和3中的結(jié)構(gòu)變型中由內(nèi)燃機(jī)構(gòu)成，內(nèi)燃機(jī)連接至用于在傳動機(jī)構(gòu)100內(nèi)設(shè)置的用于運動的傳動軸81。
[0029]在本發(fā)明的另一可能的結(jié)構(gòu)變型中，第一能量源22由燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)或另一非可逆的能量源構(gòu)成。
[0030]第二能量源18為可逆型，且例如在圖2和3中的結(jié)構(gòu)變型中由交流電機(jī)構(gòu)成，交流電機(jī)通過運動輸出軸14連接至傳動機(jī)構(gòu)100。在其它可能的結(jié)構(gòu)變型中，第二能量源18由直流電機(jī)構(gòu)成、或由空氣壓縮機(jī)構(gòu)成、或由馬達(dá)和流體動力栗的組件構(gòu)成、或由任何其它可逆的能量源構(gòu)成。在第二能量源18與軸14之間可選地插設(shè)有一系列齒輪26(在圖中僅示意性示出)。
[0031 ]第二能量源18可被操作以通過軸14將功率傳遞至傳動機(jī)構(gòu)100，以及接收來自傳動機(jī)構(gòu)100的功率。在第二種操作方式中，從傳動機(jī)構(gòu)100傳遞至第二能量源18的功率用于為蓄儲器54充能量。
[0032]在圖2和3的變型中，蓄儲器54由電池構(gòu)成，且通過插設(shè)于其間的逆變器20電氣連接至電機(jī)18。實踐中，當(dāng)電機(jī)18將功率傳遞至傳動機(jī)構(gòu)100時，電機(jī)18由電池54通過逆變器20供電，且當(dāng)電機(jī)18接收來自傳動機(jī)構(gòu)100的功率時，電機(jī)18作為發(fā)電機(jī)運轉(zhuǎn)，從而為電池54充電ο
[0033]在其它可能的結(jié)構(gòu)變型中，蓄儲器54選定為與第二能量源18兼容。例如，如果第二能量源18為空氣壓縮機(jī)或馬達(dá)和流體動力栗的組件，將使用流體動力蓄儲器。
[0034]傳動機(jī)構(gòu)100包括第一差動裝置34，第一差動裝置34帶有通過變速器56與第一能量源22連接的第一構(gòu)件50、與第二能量源18連接的第二構(gòu)件118和與路面車輛(未示出)的車軸30連接的第三構(gòu)件130。
[0035]在其它可能的結(jié)構(gòu)變型中，第一構(gòu)件50與第二能量源18連接，而第二構(gòu)件118與第一能量源22連接。
[0036]車軸30與一個或多個驅(qū)動輪38連接。
[0037]差動裝置34的每個構(gòu)件50、118和130可用作用于接收來自其所連接的軸的功率的運動輸入件，或可用作用于將功率傳遞至其所連接的軸的運動輸出件。
[0038]傳動機(jī)構(gòu)100包括插設(shè)于差動裝置34的第一構(gòu)件50與第一能量源22之間的變速器56。通過變速器56，可能以連續(xù)的方式改變軸81與差動裝置34的第一構(gòu)件50之間的傳動比。變速器56在其最完整的配置中包括至少兩個相互并聯(lián)的傳動機(jī)構(gòu)44和48，具有無級環(huán)形變速器的傳動機(jī)構(gòu)(以下為簡明起見表示為環(huán)形CVT)246以及第二差動裝置42，無級環(huán)形變速器的傳動機(jī)構(gòu)與傳動機(jī)構(gòu)44串聯(lián)，且由此與傳動機(jī)構(gòu)48并聯(lián)。
[0039]第二構(gòu)件118直接連接至軸14。
[0040]第三構(gòu)件130包括與齒輪132嚙合的外齒圈32，齒輪132固定連結(jié)至車軸30。
[0041]在圖2和3中的結(jié)構(gòu)示例中，差動裝置34為周轉(zhuǎn)型，其中第一構(gòu)件50由設(shè)有內(nèi)齒圈122的環(huán)齒輪構(gòu)成，第二構(gòu)件118由太陽輪構(gòu)成，且第三構(gòu)件130由行星齒輪系的行星輪架構(gòu)成，第三構(gòu)件130上可旋轉(zhuǎn)地支承有多個行星輪126。行星輪126與內(nèi)齒圈122和小齒輪118嚙入口 ο
[0042]如圖2和3所示，提及的差動裝置34具體由周轉(zhuǎn)環(huán)122與內(nèi)燃機(jī)22之間的第一連接件50、太陽輪與電機(jī)18之間的第二連接件118和差動裝置本身的行星齒輪系的行星輪架與車軸30之間的第三連接件130形成。
[0043]在差動裝置34的可能的結(jié)構(gòu)變型(圖2和3中不存在)中，第一構(gòu)件50與太陽輪連接，第二構(gòu)件118與周轉(zhuǎn)環(huán)122連接，且第三構(gòu)件130與差動裝置本身的行星齒輪系的行星輪架連接。
[0044]在兩個可能的結(jié)構(gòu)變型中，第三構(gòu)件130將差動裝置34的行星齒輪系的行星輪架連接至車軸30。
[0045]在本發(fā)明的其它可能的結(jié)構(gòu)變型中，差動裝置34為另一結(jié)構(gòu)類型，例如，帶有多于一級周轉(zhuǎn)齒輪或圓錐齒輪。
[0046]對于周轉(zhuǎn)差動裝置的已知特性，差動裝置34的特征值由公式A、B、C、D和E建立，闡述如下:
[0047]A) Z118N118+Z122N50 = (Ζι?8+Ζ?22)Ν?30，
[0048]其中:
[0049]Ziis為小齒輪118的齒數(shù)，
[0050]Z122為內(nèi)齒圈122的齒數(shù)，
[0051 ] N118為太陽輪118和軸14的轉(zhuǎn)速，
[0052]N5Q為環(huán)齒輪50的轉(zhuǎn)速，
[0053]N13q為行星齒輪系的行星輪架130的轉(zhuǎn)速。
[0054]B)Tl3Q = Tll8(Zll8+Zl22)/Zll8，
[0055]C)T50 = T13『T118，
[0056]D)T50 = Tll8(Zl22/Zll8)，
[0057]Ε)Ρδ0+Ρι?8 = Ρ?30
[0058]其中:
[0059]T13q為行星齒輪系的行星輪架130的轉(zhuǎn)矩，
[0060]T5q為周轉(zhuǎn)環(huán)齒輪50的轉(zhuǎn)矩，
[0061 ] T118為太陽輪118的轉(zhuǎn)矩，
[0062]P5q為由構(gòu)件50傳遞的功率，
[0063]P118為由構(gòu)件118傳遞的功率，
[0064]P13q為由構(gòu)件130傳遞的功率。
[0065]在公式A、B、C和D中，常規(guī)地認(rèn)為，對于各構(gòu)件的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的方向，沿構(gòu)件50和構(gòu)件118的旋轉(zhuǎn)軸線朝差動裝置34方向定位的觀察者的順時針方向為正。常規(guī)地認(rèn)為，對于構(gòu)件130的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，沿旋轉(zhuǎn)件130的軸線定位且朝向構(gòu)件130遠(yuǎn)離差動裝置34看的觀察者的順時針方向為正。當(dāng)功率從構(gòu)件50和構(gòu)件118傳遞至差動裝置34和構(gòu)件130時，認(rèn)為功率為正。
[0066]當(dāng)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩具有相同的方向時，從每個構(gòu)件傳遞出的功率值為正。例如，當(dāng)N130和!1…兩者都為順時針方向或兩者都為逆時針方向，由差動裝置34向構(gòu)件130傳遞的功率為正。然而，當(dāng)N13q為相對于了^的相反方向，由構(gòu)件130向差動裝置34傳遞的功率為負(fù)，或(理解為)功率從軸30傳遞至差動裝置34。已知當(dāng)能量源18和22都向車輛輸出功率用于車輛的加速時，第一操作方法典型地進(jìn)行，且當(dāng)在減速操作期間，車輛輸出其動能時，第二操作方法進(jìn)行，從而為蓄儲器54充電。
[0067]相似的考慮可應(yīng)用于構(gòu)件50和118，或(理解為)當(dāng)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩符號相同時，由單個構(gòu)件傳遞的功率被引入差動裝置34，且另一方面，當(dāng)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩方向相反時，由各構(gòu)件傳遞的功率從差動裝置輸出并傳遞至能量源22和18。
[0068]如圖2中可見，環(huán)形CVT 246連接至軸81，軸81相對于CVT 246作為用于運動的輸入或輸出軸。
[0069]變速器56還包括與環(huán)形CVT 246串聯(lián)的傳動機(jī)構(gòu)44。傳動機(jī)構(gòu)44優(yōu)選地為僅帶有一個離散的傳動比的類型。
[0070]變速器56包括傳動機(jī)構(gòu)48，該傳動機(jī)構(gòu)48與通過串聯(lián)于傳動機(jī)構(gòu)44與裝置246之間而構(gòu)成的構(gòu)件并聯(lián)。傳動機(jī)構(gòu)48為僅帶有一個離散的傳動比的類型。
[0071 ] 環(huán)形CVT至少包括第一環(huán)形摩擦盤266和第二環(huán)形摩擦盤270，第一環(huán)形摩擦盤266機(jī)械連接至軸81且相應(yīng)地在以下也將表示為輸入環(huán)形摩擦盤，第二環(huán)形摩擦盤270通過至少兩個具有球形表面的、帶有擺動位置的類型的滾動件268連接至第一環(huán)形摩擦盤266。根據(jù)變速器56的操作方法，第二環(huán)形摩擦盤270連接至軸272用于傳遞輸入或輸出的能量。相應(yīng)地，第二環(huán)形摩擦盤在以下也將表示為輸出環(huán)形摩擦盤。環(huán)形摩擦盤266和270同軸布置且具有彼此相反的旋轉(zhuǎn)方向。
[0072]應(yīng)注意，根據(jù)優(yōu)選實施例，本發(fā)明的CVT包括至少三個滾動件268。
[0073]由于這點提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，這點特別有利。
[0074]事實上，三個或更多個與摩擦盤接觸的滾動件的使用，使得產(chǎn)生了動態(tài)約束，以避免摩擦盤在相對于滾動件的徑向載荷的垂直方向上移動。
[0075]在該情形下，摩擦盤將被迫停留在其旋轉(zhuǎn)中心位置且不可能垂直移動。
[0076]根據(jù)又一優(yōu)選實施例，三個滾動件布置為相互間隔120度。
[0077]參考圖4和圖5，裝置246能夠以具有球形表面的滾動件268的連續(xù)擺動的方式改變軸81與272之間的傳動比。裝置246為可逆的，或(理解為)能夠?qū)⒐β蕪妮S81傳遞至軸272，且反之亦然，即從軸272傳遞至軸81。
[0078]在圖3中的更完整的結(jié)構(gòu)變型中，變速器56包括帶有離散傳動比且與裝置246串聯(lián)布置的傳動裝置44，傳動裝置44至少包括與軸272串聯(lián)且能夠根據(jù)變速器56的操作方法傳遞來自軸272的輸入或輸出功率的第一齒輪90、軸92和第二齒輪94。
[0079]如上所示，圖1以示意性方式示出了裝置，該裝置示意性地說明了根據(jù)本發(fā)明的最完整的變型的系統(tǒng)，其中總是具有離散傳動比類型的傳動機(jī)構(gòu)48與裝置246和44并聯(lián)布置、與軸81連接且能夠根據(jù)變速器56的操作方法傳遞來自軸81的輸入或輸出功率。
[0080]傳動裝置44和48為可逆的，或(理解為)能夠?qū)⒐β蕪难b置246或軸81傳遞至差動裝置42，且反之亦然，即從差動裝置42傳遞至裝置246或軸81。
[0081]如已示出的，圖3中的變型為本發(fā)明的圖1的特別情形，其中省略了裝置26和48。
[0082]然而，圖2中的變型為本發(fā)明的圖1的特別情形，其中省略了裝置26、44和48。
[0083]與差動裝置34采用的慣例類似，當(dāng)軸272的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的方向同步時，執(zhí)行從環(huán)形CVT 246至差動裝置42的功率傳遞，且反之，當(dāng)上述方向相反時，執(zhí)行從差動裝置42至環(huán)形CVT 246的功率傳遞。
[0084]參考上述公式B、C和D，由此，當(dāng)車輛在加速或為定速時，差動裝置42的構(gòu)件112上的轉(zhuǎn)矩為正，且當(dāng)車輛減速時轉(zhuǎn)矩為負(fù)。相同地，在前兩個操作狀態(tài)下，軸272上的轉(zhuǎn)矩為正，且在車輛的第三操作狀態(tài)下轉(zhuǎn)矩為負(fù)。
[0085]在圖2和3中的結(jié)構(gòu)變型中，軸272的旋轉(zhuǎn)方向總是與軸81和環(huán)形摩擦盤的旋轉(zhuǎn)方向相反。結(jié)果是，構(gòu)件98的旋轉(zhuǎn)方向總是與構(gòu)件102的旋轉(zhuǎn)方向相反。
[0086]在所有圖1、2、3、4和5的示例中，環(huán)形CVT 246將環(huán)形摩擦盤270的移動的方向相對于環(huán)形摩擦盤266反向。
[0087]在圖2和3的示例中，第二差動裝置42為周轉(zhuǎn)型且設(shè)有分別與傳動機(jī)構(gòu)44(圖2的示例中的軸272)、軸81和差動裝置34的第一構(gòu)件50連接的三個構(gòu)件98、102、112。傳動機(jī)構(gòu)44包括固定聯(lián)結(jié)至軸92的相對的軸端的、分別與固定聯(lián)結(jié)至環(huán)形摩擦盤270的齒輪272和設(shè)于周轉(zhuǎn)差動裝置的構(gòu)件98上的齒圈97嚙合的兩個齒輪90、94。
[0088]在圖2和3的示例中，變速器246連接至差動裝置42的周轉(zhuǎn)環(huán)齒輪，且行星齒輪系的行星輪架為第二差動裝置42與第一差動裝置34之間的連接元件。
[0089]在圖2和3的示例的另一可能的結(jié)構(gòu)變型(未示出)中，差動裝置42的構(gòu)件98連接至軸81，而構(gòu)件102連接至傳動機(jī)構(gòu)44(圖2的示例中的軸272)。
[0090]在圖2和3的示例的其它可能的結(jié)構(gòu)變型(未示出)中，變速器246連接至差動裝置42的太陽輪，而行星齒輪系的行星輪架仍為差動裝置42與差動裝置34之間的連接元件。
[0091]在圖2和3的示例中，第二周轉(zhuǎn)差動裝置42的構(gòu)件98由軸272上同軸的環(huán)齒輪構(gòu)成，軸272包括在其軸端的、其上制有外齒圈97的外圓柱表面以及內(nèi)圓柱表面和在與外齒圈97軸向上相對的一側(cè)的內(nèi)齒圈106。構(gòu)件102由固定聯(lián)結(jié)至軸81的太陽輪構(gòu)成，且構(gòu)件112由行星齒輪系的行星輪架構(gòu)成，多個行星輪110與行星齒輪系的行星輪架旋轉(zhuǎn)連接。行星輪110與小齒輪102和內(nèi)齒圈106嚙合。
[0092]在其它可能的結(jié)構(gòu)變型(未示出)中，周轉(zhuǎn)差動裝置42可為另一結(jié)構(gòu)類型，例如，帶有多級的圓錐或周轉(zhuǎn)類型齒輪。
[0093]對于周轉(zhuǎn)差動裝置的已知運動學(xué)特性，差動裝置42的特征值由公式F建立，闡述如下:
[0094]F) Z102N102+Z106N98 = (ZiQ2+ZiQ6)Nii2，
[0095]其中:
[0096]Z1Q2為太陽輪102的齒數(shù)，
[0097]Z1Q6為內(nèi)齒圈106的齒數(shù)，
[0098]N1Q2為太陽輪102的轉(zhuǎn)速，
[0099]N98為環(huán)齒輪98的轉(zhuǎn)速，
[0100]N112為行星齒輪系的行星輪架112的轉(zhuǎn)速。
[0101]差動裝置34的第一構(gòu)件50包括與設(shè)于差動裝置42的行星齒輪系的行星輪架112上的外齒圈114嚙合的外齒圈124。通過包括齒圈114、124的嚙合機(jī)構(gòu)，第一構(gòu)件50分別通過差動裝置42從變速器56接收運動或向變速器56傳遞運動。
[0102]圖4和5A至5E更詳細(xì)地示出了環(huán)形CVT 246。
[0103]環(huán)形CVT246能夠通過具有球形表面的滾動件268的擺動，以連續(xù)的方式改變軸81與272之間的傳動比。
[0104]在圖5A至5E*，滾動件268的球形表面在與環(huán)形摩擦盤266和270的接觸位置處的兩個主要曲率半徑分別標(biāo)示為301和303。由于滾動件268的摩擦表面為球形類型，兩個主要半徑301和303尺寸相同。在相同的圖中，環(huán)形摩擦盤266(也對應(yīng)于盤270)的接觸表面在與滾動件268的接觸位置處的兩個主要曲率半徑分別標(biāo)示為302和304。半徑302為凸出類型，而半徑304可為凹入的(如圖中所示)或凸出的，或當(dāng)環(huán)形摩擦盤266和/或270的表面為圓錐類型時可呈無限大值。
[0105]在圖4和5的示例中，環(huán)形摩擦盤266和270具有對稱的摩擦表面，對于環(huán)形摩擦盤266和270，其半徑302和304具有相等的尺寸和凹度。在其它可能的環(huán)形CVT 246的變型(圖中未示出)中，如果環(huán)形摩擦盤266和270具有不同幾何形狀的摩擦表面，半徑302和304可為不同值。
[0106]在圖4中，306標(biāo)示摩擦表面在接觸位置處的切線與環(huán)形摩擦盤266的旋轉(zhuǎn)軸線之間的夾角Si。308標(biāo)示摩擦表面在接觸位置處的切線與滾動件268的旋轉(zhuǎn)軸線之間的夾角
s20
[0107]對于沿環(huán)形摩擦盤266的旋轉(zhuǎn)軸線定位且看向環(huán)形CVT 246的觀察者而言，傳統(tǒng)地認(rèn)為如果上述盤266沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，則盤266的旋轉(zhuǎn)為正。對于定位在角308的頂點處的第二觀察者而言，因為在盤266與滾動件268的接觸表面之間無滑動，所以正向?qū)?yīng)于盤266的正旋轉(zhuǎn)方向，即滾動件268的順時針旋轉(zhuǎn)方向。對于沿環(huán)形摩擦盤266的旋轉(zhuǎn)軸線定位且看向環(huán)形CVT 246的同一第一觀察者而言，因為在盤270與滾動件268的接觸表面之間無滑動，所以負(fù)向?qū)?yīng)于滾動件268的正旋轉(zhuǎn)方向，即盤270的逆時針旋轉(zhuǎn)方向。由于盤266和270同軸布置，本環(huán)形CVT 246存在上述盤具有彼此相反的旋轉(zhuǎn)方向的功能性特征。在圖5A至5E中，施加至盤266與滾動件268之間的接觸位置的力標(biāo)示為310。在本發(fā)明的環(huán)形CVT 246中，力310呈獨立于裝置246的傳動比的變化的常量。
[0108]還應(yīng)觀察到，在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的環(huán)形CVT246中，對于CVT的每個傳動比，摩擦表面在接觸位置處的切線與環(huán)形摩擦盤266的旋轉(zhuǎn)軸線之間的夾角306保持恒定，而上述線與滾動件268的旋轉(zhuǎn)軸線之間的夾角308根據(jù)CVT的傳動比的變化而變化。
[0109]在圖5A至5E中，滾動件268與環(huán)形盤266或270之間的、定位于盤本身上的接觸直徑標(biāo)示為312，接觸直徑不根據(jù)環(huán)形CVT的傳動比的變化而變化。
[0110]由于如上所述，對于在摩擦表面310的接觸位置處的接觸力根據(jù)環(huán)形CVT246的傳動比的變化而保持不變，明顯的是對于環(huán)形CVT 246呈現(xiàn)的任何傳動比值，接觸位置處的赫茲應(yīng)力(接觸位置處的比壓)將保持恒定。結(jié)果，有利地，接觸力310的常量將對應(yīng)于在滾動件268和環(huán)形摩擦盤266和270的材料的疲勞極限上方的合適范圍內(nèi)的恒定的赫茲應(yīng)力；如上所述，對于力310的變化用不著使用復(fù)雜和昂貴的輔助裝置。
[0111]在已知的環(huán)形CVT和本發(fā)明的環(huán)形CVT246中，在接觸表面之間所允許的摩擦系數(shù)基本上保持不變。上述摩擦系數(shù)設(shè)立了可通過環(huán)形摩擦盤266和270傳遞的最大切向負(fù)荷和轉(zhuǎn)矩。由上述，可由環(huán)形摩擦盤266和270傳遞最大轉(zhuǎn)矩值獨立于環(huán)形CVT 246的傳動比而保持恒定。
[0112]在圖5A至5E的示例中，標(biāo)示為R=0.38693與R=1.0之間的傳動比表明了環(huán)形摩擦盤270相對于盤266的轉(zhuǎn)速減少。由于能量守恒定律，盤270傳遞的轉(zhuǎn)矩相對于盤266傳遞的轉(zhuǎn)矩與以上闡述的傳動比成反比，其絕對值更高。由此，在盤270上測得的、環(huán)形CVT 246可傳遞的最大力矩對應(yīng)于相同的環(huán)形盤270可傳遞的最大轉(zhuǎn)矩。在圖6A的曲線的示例中，以Nm標(biāo)示的盤270上的轉(zhuǎn)矩作為本發(fā)明的環(huán)形CVT 246的傳動比的函數(shù)，對于傳動比值減少(從R=0.38至R= 1.0)，轉(zhuǎn)矩值恒定且等于盤270本身所允許的最大值。
[0113]類似的考慮可應(yīng)用于R= 1.0與R = 2.5844之間的傳動比，這因而表示了環(huán)形摩擦盤270相對于盤266的多個轉(zhuǎn)速。由于能量守恒定律，盤270傳遞的轉(zhuǎn)矩相對于盤266傳遞的轉(zhuǎn)矩與以上闡述的傳動比成反比，其絕對值更低。由此，在盤270上測得的、環(huán)形CVT 246可傳遞的最大力矩對應(yīng)于相同的環(huán)形盤266可傳遞的最大轉(zhuǎn)矩除以上述傳動比R。在圖6A的曲線的示例中，對于傳動比值減少(從R= 1.0至R = 2.59)，盤270處的轉(zhuǎn)矩值與傳動比R成反比減少。
[0114]在環(huán)形CVT246的其它可能的變型(未示出)中，傳動比R可呈不同數(shù)值。
[0115]如圖6A所示，本發(fā)明的環(huán)形CVT可傳遞的轉(zhuǎn)矩具有稱為減速比的第一恒值部分，以及稱作增速比的第二恒功率部分，即具有減少的轉(zhuǎn)矩。
[0116]本發(fā)明的顯著優(yōu)勢由以下事實構(gòu)成，圖6中示出的環(huán)形CVT246的所允許的轉(zhuǎn)矩的曲線形狀有利地為與從由交流電機(jī)18輸送的轉(zhuǎn)矩以及混合車輛的相同的典型使用方法引入的典型的力的相同類型，即恒轉(zhuǎn)矩的第一部分和恒功率的第二部分。由此，本發(fā)明的環(huán)形CVT 246相對于引入的力具有帶有恒定安全系數(shù)的所允許的轉(zhuǎn)矩線。
[0117]與根據(jù)本發(fā)明的CTV的使用相關(guān)的進(jìn)一步的優(yōu)勢為帶有為凸出表面的環(huán)形摩擦表面的摩擦盤的使用提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0118]由此看來，應(yīng)注意，摩擦盤在盤與滾動件之間的接觸點的橫截面上可為兩種不同類型:內(nèi)凹或外凸。
[0119]如根據(jù)赫茲理論的接觸應(yīng)力，外凸表面傾向于獲得較寬的接觸型式。然而，接觸型式越寬，接觸的中心點就可在一個方向和其相反方向上移動更多距離。由此，如果摩擦盤滾動表面為凹形，接觸的中心點的位置更不穩(wěn)定。
[0120]與本發(fā)明相反，已知類型的環(huán)形CVT具有帶有凹型表面的摩擦盤。由于特定的幾何形狀，發(fā)生操作的不穩(wěn)定性直至環(huán)形CVT本身的大幅振動嚙合和完全斷裂。
[0121]相反，根據(jù)本發(fā)明的環(huán)形CVT僅具有摩擦盤在接觸點的橫截面上的外凸表面。在本環(huán)形CVT的任何操作狀態(tài)和傳動比下，盤表面將保持外凸，因而獲得上述優(yōu)點。
[0122]參考根據(jù)替代實施例的圖7A和7B，滾動件268在它們之間浮動和自對準(zhǔn)。
[0123]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的環(huán)形CVT具有在固定位置的滾動件。滾動件或摩擦盤被支承成不能滿足它們之間的最佳相對位置。大部分滾動件或摩擦盤由一些非常精確和昂貴的軸承支承。
[0124]在這些現(xiàn)有的環(huán)形CVT中，需要一些非常精確和昂貴的加工以盡可能限制滾動件的幾何位置的公差。
[0125]此外，(由于不同的滾動半徑)這些元件的任何幾何偏移將獲得滾動元件之間不同的接觸載荷，和接觸點的不同速度。將產(chǎn)生磨損和高接觸應(yīng)力。
[0126]相反地，在根據(jù)圖7A和7B的實施例的環(huán)形CVT中，至少一個滾動件為相對于其它滾動件徑向浮動和自對準(zhǔn)。
[0127]這通過使用一對中間盤266 ’和266”以及可選地另一對中間盤270 ’和270”來實現(xiàn)。每個中間盤266 ’和266”(類似地和應(yīng)用相似概念的盤270 ’和270”)能夠沿徑向移動。優(yōu)選地，盤266 ’能夠沿與其它中間盤266”之一垂直的方向移動。以此方式，由中間盤266 ’和266”支承的摩擦盤266能夠沿垂直于其軸線的平面移動。
[0128]根據(jù)優(yōu)選實施例，移動能力可通過提供各中間盤之間以及最外中間盤266，與摩擦盤266之間的間隙連接并提供容納于對應(yīng)的座266B內(nèi)的突出部266A而獲得，從而傳遞相繼盤之間的轉(zhuǎn)矩。在任何情形下，為了獲得該結(jié)果明顯可使用另一方案。
[0129]相應(yīng)地設(shè)有浮動能力的摩擦盤266將立刻滿足相對于其它元件的最佳位置。
[0130]作為該實施例的結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明的環(huán)形CVT不需要任何昂貴的支承件。
[0131]現(xiàn)參考根據(jù)也可用于本實施例的另一實施例的圖8A和8B，機(jī)械軸向凸輪施加于至少一個摩擦盤上。
[0132]為了該目的，摩擦盤266聯(lián)接至實際上與滾動件268接觸的互補(bǔ)盤269。類似地，根據(jù)優(yōu)選實施例，摩擦盤270也聯(lián)接至對應(yīng)的互補(bǔ)盤271。
[0133]摩擦盤與互補(bǔ)盤之間的轉(zhuǎn)矩通過球形或圓柱形構(gòu)件280獲得，構(gòu)件280分別容納于形成于摩擦盤或互補(bǔ)盤的相對的表面上的兩個座281、282之間。根據(jù)本發(fā)明，球形或圓柱形構(gòu)件與座一道形成了軸向凸輪。
[0134]當(dāng)傳遞轉(zhuǎn)矩時，座的形狀使得，互補(bǔ)盤沿某方向移動使得在滾動件上提供預(yù)載荷。
[0135]圖9A和9B代表了施加在本發(fā)明的環(huán)形CVT的摩擦盤上機(jī)械軸向凸輪的示例(并非排他性的)。
[0136]應(yīng)注意，這種機(jī)械軸向凸輪向CVT系統(tǒng)施加軸向預(yù)載荷作為所傳遞轉(zhuǎn)矩的線性函數(shù)，如圖9B所示。
[0137]然而也應(yīng)理解，這種機(jī)械軸向凸輪僅適于用在某些環(huán)形CVT上，這些環(huán)形CVT中，如在根據(jù)本發(fā)明的CVT中，側(cè)盤上的所傳遞的轉(zhuǎn)矩不隨CVT齒輪比本身而變化。
[0138]為了獲得這種控制裝置的最佳性能，側(cè)盤保持所傳遞的轉(zhuǎn)矩在CVT齒輪比的全范圍內(nèi)恒定。
[0139]在本發(fā)明的環(huán)形CVT的優(yōu)選實施例中，兩個摩擦盤(輸入和輸出)都由機(jī)械軸向凸輪致動。
[0140]因此，如圖10所示，環(huán)形CVT的幾何形狀使得所傳遞的轉(zhuǎn)矩在CVT齒輪比的全范圍內(nèi)恒定具有平穩(wěn)恒定的轉(zhuǎn)矩值的事實是其顯著優(yōu)點。
[0141]本實施例的優(yōu)點可通過考慮每個環(huán)形CVT通過滾動表面之間的接觸壓力傳遞轉(zhuǎn)矩而被理解。然而，高接觸壓力導(dǎo)致高功率損耗(滾動損耗)，且如果發(fā)生非期望的峰值轉(zhuǎn)矩，低接觸壓力不能避免接觸點上的滑動。
[0142]另一方面，在某些應(yīng)用中，即，在農(nóng)用拖拉機(jī)上，有時車輛可輸送僅用于P.T.0.的功率且不輸送用于牽引的功率。在該情形下，理想的是不施加預(yù)加載且不在牽引CVT的滾動表面施加任何壓力。
[0143]由此，能夠控制滾動表面之間的壓力作為所需傳遞的轉(zhuǎn)矩的線性函數(shù)的專用裝置可適于調(diào)整完整的CVT系統(tǒng)的合適的預(yù)載荷。
[0144]這種設(shè)備的許多假設(shè)已經(jīng)在現(xiàn)有技術(shù)中實現(xiàn)。當(dāng)然，電子的、氣動的或液壓的裝置不能滿足上述應(yīng)用的所有需求。已知，所有這些裝置在控制CVT系統(tǒng)的適當(dāng)預(yù)載荷時具有一些延遲。在發(fā)動機(jī)曲軸的扭轉(zhuǎn)振動(和轉(zhuǎn)矩峰值)的情形下，電子的、氣動的或液壓的裝置的致動將過晚發(fā)生。此外，這些裝置過于昂貴。
[0145]根據(jù)本實施例的軸向凸輪，相反地，由于其作為所需傳遞的轉(zhuǎn)矩的即時功能為系統(tǒng)增壓，保證了迅速的、瞬時的致動。
[0146]因此，這種機(jī)械軸向凸輪裝置應(yīng)用于本環(huán)形CVT中的主要優(yōu)勢在于:瞬時致動、自動致動、廉價且易于加工、當(dāng)無需牽引轉(zhuǎn)矩時由于過量預(yù)載荷而無功率損耗、接觸點上無滑動的風(fēng)險以及滾動表面無磨損。
[0147]再次參考圖1，牽引系統(tǒng)10包括用于傳動機(jī)構(gòu)100和能量源18、22的控制裝置62。
[0148]控制裝置62通過逆變器20和第一能量源22作用于第二能量源18的操作參數(shù)，從而僅設(shè)立了其轉(zhuǎn)速。控制裝置62作用于第二可逆能量源18的參數(shù)，從而設(shè)立了轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和其轉(zhuǎn)速的方向。
[0149]對于用于傳動機(jī)構(gòu)100中的差動裝置34和42的已知特性，一旦第二可逆能量源的轉(zhuǎn)矩值由控制裝置62設(shè)立，作用于環(huán)形CVT 246上和吸熱發(fā)動機(jī)22上的轉(zhuǎn)矩值就自動被限定。類似地，交流電機(jī)18的特性曲線的相同形狀，即恒轉(zhuǎn)矩的第一部分和恒功率的第二部分，成比例地復(fù)制為環(huán)形CVT 246上和吸熱發(fā)動機(jī)22上的力的曲線圖。上述導(dǎo)致用于混合車輛的本傳動機(jī)構(gòu)100的另兩個優(yōu)勢:無需控制由發(fā)熱發(fā)動機(jī)22輸送的轉(zhuǎn)矩，以及完全用不著使用任何用于限制引入環(huán)形CVT 246的轉(zhuǎn)矩的麻煩的、不可靠的裝置。
[0150]控制裝置62還作用于變速器56用于設(shè)置第一周轉(zhuǎn)差動裝置34的第一能量源22與第一構(gòu)件50之間的傳動比。
[0151]在圖2和3的示例中，為了改變滾動件268的定位和其與環(huán)形摩擦盤266和270的接觸位置，控制裝置62作用于滾動件268的副上。與滾動件268連接的軸272的速度由此改變。
[0152]因此可能通過控制裝置62作用于變速器56，使得獨立于與第一能量源22連接的軸81的速度值而設(shè)置軸272的速度值。
[0153]控制裝置62接收輸入信號:
[0154]—可由使用者操作的加速踏板138的定位；
[0155]—可由使用者操作的制動踏板58的定位；
[0156]一變速器246的定位或傳動比；
[0157]一蓄儲器54的充能量；
[0158]一逆變器20的操作參數(shù)；
[0159]一非可逆能量源22的轉(zhuǎn)速。
[0160]駕駛者通過加速踏板138傳遞加速、減速或保持車輛的恒定速度狀態(tài)的意向，加速踏板138通過電氣的、機(jī)械的、液壓的或某些其它類型的連接與控制裝置62連接。
[0161 ]駕駛者通過制動踏板58傳遞制動或保持車輛的恒定速度狀態(tài)的意向，制動踏板58通過電氣的、機(jī)械的、液壓的或某些其它類型的連接與控制裝置62連接。
[0162]在其它可能的結(jié)構(gòu)變型中，控制裝置62還接收各軸和各構(gòu)件的轉(zhuǎn)速作為補(bǔ)充輸入信號。
[0163]根據(jù)用于牽引系統(tǒng)10的控制方法，可能通過控制裝置62致動變速器56，從而將太陽輪102的速度值設(shè)置為:
[0164]G)Nl02 = _(Zl06/Zl02)N98
[0165]把公式G代入公式F就明顯的是，僅取決于環(huán)齒輪的速度N98的該值將行星齒輪系的行星輪架112的速度值N112設(shè)為零。
[0166]當(dāng)行星齒輪系的行星輪架112靜止時，直接與其嚙合的差動裝置34的第一構(gòu)件50的速度也為零，且由此不傳遞功率。
[0167]將構(gòu)件50傳遞的功率為零值代入公式E，以下闡述的公式H是明顯的:
[0168]Η)Ρι?8 = Ρ?30
[0169]在差動裝置34的該情況下，功率由第二構(gòu)件118傳遞至第三構(gòu)件130，或相反。具體地，在車輛減速的情形下，由輪38傳遞至車軸30、軸14以及由此處至第二可逆源18和蓄儲器54的制動功率無機(jī)械損耗地被完全傳遞。因此，在車輛的減速階段可能使用所有的制動功率來為蓄儲器54充電。
[0170]如公式G所清楚闡述的，為了行星齒輪系的行星輪架112可獨立于非可逆源22的轉(zhuǎn)速而保持靜止，定位在相同的構(gòu)件102上的太陽輪102需要能夠呈現(xiàn)與定位在構(gòu)件98上的周轉(zhuǎn)環(huán)齒輪106的旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)方向。
[0171 ]有利地，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)允許產(chǎn)生該特性，因為上述環(huán)形CVT 246的特性使能夠相對于盤266反轉(zhuǎn)盤270的旋轉(zhuǎn)方向。為了無級變速器246的傳動比的預(yù)定的離散值導(dǎo)致了差動裝置42的輸入構(gòu)件102和98的相反的旋轉(zhuǎn)方向，該相反的旋轉(zhuǎn)方向設(shè)立了行星齒輪系的行星輪架112的零速。因此，對于無級變速器246的不同于行星齒輪系的行星輪架112保持靜止時的傳動比值，構(gòu)件102和98也形成相反的旋轉(zhuǎn)方向。在最后的操作狀態(tài)中，從對應(yīng)用于差動裝置42的公式A至F的分析中明顯的是，因為構(gòu)件102和98中的轉(zhuǎn)矩是同步的，這些構(gòu)件的功率值也具有相反的方向。從應(yīng)用于差動裝置42的公式E中得出，兩個輸入構(gòu)件102和98中的至少一個傳遞大于由輸出構(gòu)件112傳遞的功率的功率值。來自構(gòu)件112的輸出功率因而保持與非可逆源22輸送的功率相同，由此，兩個構(gòu)件102和98中的至少一個傳遞大于由源22輸送的功率的功率值。在圖2和3的情形下，獨立于其各種結(jié)構(gòu)變型，與構(gòu)件98連接定位的無級變速器246傳送大于由源22輸送的功率的功率值。
[0172]由此，為了差動裝置42的輸出構(gòu)件112可在對應(yīng)于無級變速器246的傳動比的預(yù)定義的操作狀態(tài)下保持靜止，變速器56的幾何形狀允許構(gòu)件102和98的相反的旋轉(zhuǎn)方向以及無級變速器246傳遞大于由源22輸送的功率的功率值是所需的條件。
[0173]在第一構(gòu)件50靜止的狀態(tài)下，通過變速器56與其連接的第一功率源22可被關(guān)閉，而車輛無需經(jīng)受其運動狀態(tài)的任何改變。
[0174]根據(jù)牽引系統(tǒng)10的另一控制方法，車軸14和第一構(gòu)件50的速度設(shè)置成電機(jī)18以接近電機(jī)18的最大輸出速度運轉(zhuǎn)，逆變器20和電池54以可能的最大程度運轉(zhuǎn)，這帶來對于系統(tǒng)1的總體效率的明顯益處。
[0175]根據(jù)牽引系統(tǒng)10的另一控制方法，當(dāng)蓄儲器54具有高充電電平時，控制裝置62動作使得第二能量源18輸送的功率增加。反之，當(dāng)蓄儲器54具有低充電電平時，控制裝置62動作使得第一能量源22輸送的功率增加且第二能量源18輸送的功率減少。具體地，當(dāng)蓄儲器54具有高充電電平時，第一能量源22可關(guān)閉?？刂品椒ù龠M(jìn)了蓄儲器54的充電振蕩的最小化，且由此增加了其工作壽命。
[0176]牽引系統(tǒng)10成功確保了車輛的減速，而無需使用諸如制動器之類的消散機(jī)構(gòu)。
[0177]本發(fā)明的牽引系統(tǒng)因而解決了根據(jù)已知的現(xiàn)有技術(shù)提出的問題，同時具有大量優(yōu)勢。
[0178]這些包括了以獨立于通常被用作第一非可逆能量源22的熱機(jī)的方式控制差動裝置34的第一構(gòu)件50的速度的可能性，使得其最大可能程度地接近最高效率水平和最低燃料消耗水平運轉(zhuǎn)。該特性與能夠反轉(zhuǎn)運動的環(huán)形CVT的使用結(jié)合，允許以最優(yōu)方式控制車輛的牽引。
【主權(quán)項】
1.一種用于車輛的牽引系統(tǒng)(10)，包括: 一非可逆類型的第一能量源(22); 一可逆類型的第二能量源(18); 一傳動機(jī)構(gòu)(100)，所述傳動機(jī)構(gòu)連接至第一源(22)和第二源(18)，且所述傳動機(jī)構(gòu)包括連接至或可連接至所述第一能量源(22)和所述第二能量源(18)和車輛的車軸(30)的第一差動裝置(34)； 其中，所述傳動機(jī)構(gòu)(100)包括插設(shè)于所述第一能量源(22)與所述第一差動裝置(34)之間的變速器(56)，所述變速器包括: 一無級變速裝置(246); 一連接至所述無級變速裝置(246)、所述第一源(18)和所述第一差動裝置(34)的第二差動裝置(42); 其特征在于，所述無級變速裝置(246)為環(huán)形摩擦輪型且包括: 一與所述第一源(18)連接的輸入摩擦盤(266); 一與所述第二差動裝置(42)連接的輸出摩擦盤(270)，以及 一至少兩個空載擺動摩擦滾動件(268); 所述輸入摩擦盤(266)和所述輸出摩擦盤(270)具有環(huán)形的摩擦表面，且所述空載擺動滾動件(268)具有呈球形圓頂形狀的摩擦表面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的牽引系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述輸入摩擦盤(266)和側(cè)向運動輸出盤(270)具有環(huán)形的摩擦表面。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的牽引系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述空載滾動件(268)在位于相對于所述空載滾動件(268)的旋轉(zhuǎn)軸線相互對稱的接觸位置處與所述輸入摩擦盤(266)和所述輸出摩擦盤(270)接觸。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的牽引系統(tǒng)(10)，其特征在于，當(dāng)所述無級變速裝置(246)的傳動比為I時，所述空載滾動件(268)的旋轉(zhuǎn)軸線基本垂直于所述輸入摩擦盤(266)和所述輸出摩擦盤(270)的旋轉(zhuǎn)軸線。5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項所述的牽引系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述輸入摩擦盤(266)和所述輸出摩擦盤(270)連接至所述第二差動裝置(42)的對應(yīng)的構(gòu)件(102、110)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的牽引系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述第一差動裝置(34)具有與所述第二差動裝置(42)連接的第一構(gòu)件(50)，與所述第二源(18)連接的第二構(gòu)件(118)以及與所述車輛的車軸(30)連接的第三構(gòu)件(130)。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項所述的牽引系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述牽引系統(tǒng)包括控制裝置(62)，所述控制裝置與所述無級變速器(246)的操作相關(guān)聯(lián)成所述輸入摩擦盤(266)和所述輸出摩擦盤(270)之間的傳動比作為所述車輛的運動狀態(tài)的函數(shù)是可變的。8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項所述的牽引系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述牽引系統(tǒng)包括至少三個滾動件(268)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的牽引系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述三個滾動件(268)布置成相互間隔120度。10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項所述的牽引系統(tǒng)(10)，其特征在于，摩擦盤(266、270)中的至少一個能夠沿徑向移動。11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項所述的牽引系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述牽引系統(tǒng)還包括插設(shè)于摩擦盤(266、270)與滾動件(268)之間的互補(bǔ)盤(269,271)和在摩擦盤(266、270)與互補(bǔ)盤(269、271)之間傳遞轉(zhuǎn)矩的軸向凸輪(280)，其形狀使得當(dāng)傳遞轉(zhuǎn)矩時向所述滾動件(268)提供預(yù)載荷。
【文檔編號】B60K6/48GK105848949SQ201480070387
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年10月23日
【發(fā)明人】安東尼奧·弗朗西斯科·凱撒羅尼
【申請人】安東尼奧·弗朗西斯科·凱撒羅尼