專利名稱：用于車輛附件的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于車輛附件的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
諸如轎車或卡車的車輛包括動(dòng)力傳動(dòng)系，該動(dòng)力傳動(dòng)系一般包括至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)可以是電機(jī)或熱力發(fā)動(dòng)機(jī)，用于對(duì)車輛的驅(qū)動(dòng)輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在大多數(shù)情況下，該驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)變速箱連接到驅(qū)動(dòng)輪，變速箱具有與該驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)連接的至少一個(gè)輸入軸以及與車輛驅(qū)動(dòng)輪連接的至少一個(gè)輸出軸。車輛也包括各種附件。第一類附件可由與驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的功能直接關(guān)聯(lián)的附件形成，例如在發(fā)動(dòng)機(jī)為熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，它們可以是燃料泵、機(jī)油泵、風(fēng)扇和發(fā)電機(jī)。第二類附件可由車輛的其他主要功能所需的附件形成，例如動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵、用于空氣制動(dòng)系統(tǒng)或空氣懸架系統(tǒng)的空氣壓縮機(jī)。第三類附件可由與車輛作為移動(dòng)裝置的功能并不直接關(guān)聯(lián)的附件形成，但這類附件人仍然可能是重要的。例如，這些附件可包括空調(diào)單元的壓縮機(jī)，或特別地，在車輛為商用車輛的情況下，這些附件可以是所謂的用于為“車身裝載設(shè)備 (body-builder equipment) ”提供動(dòng)力的“車身裝載”附件。該“車身裝載設(shè)備”通常包括永久或非永久地被車輛攜載的設(shè)備，它可包括垃圾壓實(shí)機(jī)、貨物冷藏單元、自卸車身、吊車、 梯子等。這樣的設(shè)備需要大量的動(dòng)力來(lái)運(yùn)行，并在大多數(shù)情況中包括專用的液壓泵或?qū)Ｓ玫陌l(fā)電機(jī)，然而此液壓泵或發(fā)電機(jī)需要由車輛的動(dòng)力傳動(dòng)系驅(qū)動(dòng)。這樣的專用發(fā)電機(jī)或液壓泵可整合在車輛內(nèi)，或者車輛可簡(jiǎn)單地包括動(dòng)力輸出裝置(PTO)以機(jī)械地驅(qū)動(dòng)此類需求設(shè)備。這樣的PTO也可用于驅(qū)動(dòng)未攜載在車輛上的設(shè)備。根據(jù)所涉及的附件，所述附件可能需要僅在車輛行駛時(shí)、僅在車輛停止時(shí)或者在這兩種情況下運(yùn)行。當(dāng)車輛停止時(shí)，可通過(guò)使驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)保持運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)運(yùn)行該附件，在此情況中，該驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)然需要與驅(qū)動(dòng)輪脫離，或者，也可通過(guò)從諸如電池、液壓蓄能器等的蓄能器中獲取能量來(lái)運(yùn)行該附件。在文獻(xiàn)US-7-311. 627中示出了用于驅(qū)動(dòng)諸如農(nóng)用拖拉機(jī)等車輛的附接工具的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，其中該驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括動(dòng)力分流裝置，此動(dòng)力分流裝置具有至少三個(gè)輸入/輸出聯(lián)軸器，所述至少三個(gè)分離的聯(lián)軸器的速度全都相互關(guān)聯(lián)但彼此之間不具有固定的比值，該動(dòng)力分流裝置例如是行星齒輪系，并且其中第一聯(lián)軸器連接到動(dòng)力傳動(dòng)系，第二聯(lián)軸器連接到電機(jī)，并且第三聯(lián)軸器連接到ΡΤ0。由于在動(dòng)力傳動(dòng)系和該P(yáng)TO之間形成了連續(xù)可變傳動(dòng)的這種結(jié)構(gòu)，可大體上與動(dòng)力傳動(dòng)系的速度無(wú)關(guān)地改變?cè)揚(yáng)TO的速度以及提供給該P(yáng)TO的扭矩，這簡(jiǎn)單地通過(guò)控制第二聯(lián)軸器上的電機(jī)的扭矩和/或速度來(lái)進(jìn)行。這允許使附屬設(shè)備在其最優(yōu)的速度/扭矩下運(yùn)行，而大體上與動(dòng)力傳動(dòng)系的速度/扭矩?zé)o關(guān)。在US-7-311.627中可見(jiàn)，第一聯(lián)軸器連接到車輛的驅(qū)動(dòng)輪，因?yàn)樵撓到y(tǒng)的目的是以驅(qū)動(dòng)輪的速度作為參考，使用電機(jī)來(lái)補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)輪速度與實(shí)際車速之間的差異。這樣的差異可能在驅(qū)動(dòng)輪打滑時(shí)發(fā)生。在US-7-311.627 中，也公開(kāi)了第二電機(jī)，該第二電機(jī)連接到動(dòng)力分流裝置的第一聯(lián)軸器，并且，當(dāng)?shù)谝浑姍C(jī)用作電動(dòng)機(jī)時(shí)，該第二電機(jī)可用作發(fā)電機(jī)。對(duì)于在此文獻(xiàn)中示出的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，似乎在車輛停止時(shí)，不能為該P(yáng)TO提供任何速度/扭矩。本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的附件驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，無(wú)論車輛處于何種運(yùn)行狀態(tài)，該附件驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)均允許為至少一個(gè)附屬設(shè)備提供足夠的速度和/或扭矩。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述目的，本發(fā)明提供了用于車輛的至少一個(gè)附屬設(shè)備的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，其中， 該車輛包括具有變速箱的動(dòng)力傳動(dòng)系，該變速箱具有與驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)連接的至少一個(gè)輸入軸以及與車輛的驅(qū)動(dòng)輪連接的至少一個(gè)輸出軸，其中，該驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括具有至少三個(gè)輸入/ 輸出聯(lián)軸器的動(dòng)力分流裝置，所述至少三個(gè)分離的聯(lián)軸器的速度全都相互關(guān)聯(lián)但彼此之間不具有固定的比值，并且其中第一聯(lián)軸器連接到所述動(dòng)力傳動(dòng)系，第二聯(lián)軸器連接到電機(jī)，并且第三聯(lián)軸器連接到所述至少一個(gè)附屬設(shè)備，其特征在于，所述第一聯(lián)軸器連接到所述變速箱的輸入軸。


圖1至圖5是裝配有根據(jù)本發(fā)明的五個(gè)示例性實(shí)施例的附件驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的、車輛動(dòng)力傳動(dòng)系的主要部件的示意性圖示。
具體實(shí)施例方式在每個(gè)圖中表示了車輛動(dòng)力傳動(dòng)系10，該動(dòng)力傳動(dòng)系10包括諸如熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的主驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12、變速箱14、以及傳動(dòng)軸16，該傳動(dòng)軸16例如通過(guò)未示出的差速器連接到未示出的車輛驅(qū)動(dòng)輪。該驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸18通過(guò)離合器22以驅(qū)動(dòng)方式連接到變速箱 14的輸入軸20。在所示的示例中，變速箱14是手動(dòng)變速箱，該手動(dòng)變速箱14可以是或不是機(jī)械式自動(dòng)變速箱。所述手動(dòng)變速箱具有與輸入軸20對(duì)齊的輸出軸M以及被設(shè)置成與輸入軸20 及輸出軸M平行的中間軸26。該中間軸沈和輸入軸20通過(guò)各自的齒輪組觀、30以驅(qū)動(dòng)方式連接。在此示例中，該輸入軸和中間軸具有固定的速比。在某些裝配有未示出的分離器機(jī)構(gòu)的變速箱中，這兩個(gè)軸26、20可通過(guò)兩組嚙合的齒輪連接，但每次僅有一組齒輪可工作。 利用分離器裝置，該輸入軸和中間軸具有兩個(gè)速比。有無(wú)該分離器裝置，都能夠認(rèn)為中間軸 26永久地連接到所述變速箱的輸入軸20。中間軸沈也可通過(guò)數(shù)組相應(yīng)的齒輪32A、34A至 32E、34E而以驅(qū)動(dòng)方式連接到輸出軸M。在所示的實(shí)施例中，齒輪32A、32B、32C、32D、32E 中的每一個(gè)均可在所述輸出軸上自由旋轉(zhuǎn)，但也可通過(guò)各自的同步和嚙合裝置而選擇性地以驅(qū)動(dòng)方式連接到所述輸出軸對(duì)。嚙合的齒輪組決定了所述中間軸和輸出軸之間的速比， 因此該變速箱是有級(jí)變速箱而非連續(xù)可變變速器。齒輪32F和34F不直接嚙合，而是都與倒檔齒輪36嚙合以形成反向組，該反向組在嚙合時(shí)導(dǎo)致對(duì)車輛的反向驅(qū)動(dòng)。
本發(fā)明當(dāng)然不限于此類變速箱，而使也可應(yīng)用于如下的任何類型的變速箱該變速箱具有以驅(qū)動(dòng)方式連接到或可連接到驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸入軸且具有以驅(qū)動(dòng)方式連接到或可連接到車輛驅(qū)動(dòng)輪的輸出軸。例如，變速箱可使其輸出軸平行于其輸入軸，而帶有或不帶有中間軸。在其輸出軸上也可具有變速齒輪(range gear)以用于倍增總的可用速比值。也可具有安裝在中間軸上而非輸出軸上的空轉(zhuǎn)齒輪和可嚙合齒輪。應(yīng)注意的是，變速箱14和離合器22可由所謂的“雙離合”變速器或帶有變矩器的常規(guī)自動(dòng)變速箱替代。
在所有情況中，變速箱均具有空檔狀態(tài)和檔位接合狀態(tài)，在空檔狀態(tài)，其輸入軸與輸出軸分離，在檔位接合狀態(tài)，其輸入軸與輸出軸根據(jù)速比而以驅(qū)動(dòng)方式連接，所述速比取決于哪個(gè)齒輪被嚙合。圖中還示出了應(yīng)通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)40、由動(dòng)力傳動(dòng)系驅(qū)動(dòng)的一組附件 38。這些附件38可以是上述背景部分中提到的任一種附件，包括如圖4所示的動(dòng)力輸出裝置39。然而，在主驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12是熱力發(fā)動(dòng)機(jī)而非電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的情況中，優(yōu)選這些附件38 局限于在背景部分中定義的第二類和第三類附件中的一種附件。在圖中示出了 該組附件 38包括數(shù)個(gè)附件，這些附件通過(guò)變速器44從主驅(qū)動(dòng)軸42被并聯(lián)地驅(qū)動(dòng)。當(dāng)然，該組附件也可僅包括一個(gè)附件。作為非限制性示例，變速器44可包括一組級(jí)聯(lián)齒輪或者皮帶/帶輪結(jié)構(gòu)。如圖所示，一個(gè)或數(shù)個(gè)附件可由輔助離合機(jī)構(gòu)46驅(qū)動(dòng)。這些附件也可被串聯(lián)地驅(qū)動(dòng)， 即由一個(gè)附件驅(qū)動(dòng)另一個(gè)附件，而非被并聯(lián)地驅(qū)動(dòng)。該組附件38由包括動(dòng)力分流裝置50的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)40驅(qū)動(dòng)。該動(dòng)力分流裝置包括至少三個(gè)輸入/輸出聯(lián)軸器52、54、56，所有這些聯(lián)軸器的速度相互關(guān)聯(lián)但彼此之間不具有固定的比值。常規(guī)的差速器就是此類裝置，但在圖1至圖4所示的示例中，此裝置被實(shí)現(xiàn)為行星齒輪50。這樣的齒輪包括太陽(yáng)輪、與太陽(yáng)輪同軸的齒圈、以及與太陽(yáng)輪及齒圈同軸的行星架，其中該太陽(yáng)輪、齒圈和行星架可彼此圍繞其共同的軸線旋轉(zhuǎn)，并且所述行星架承載有可旋轉(zhuǎn)的行星輪，所述行星輪與太陽(yáng)輪及齒圈嚙合。太陽(yáng)輪、齒圈和行星架中的每一個(gè)均可視為該行星齒輪的一個(gè)輸入/輸出。在這樣的齒輪中，三個(gè)輸入/輸出的速度相互關(guān)聯(lián)。基本上，所述三個(gè)輸入/輸出中一個(gè)輸出/輸出的速度是其他兩個(gè)輸入/輸出的速度的線性組合。在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，三通式的動(dòng)力分流傳動(dòng)裝置50的第一輸入/輸出聯(lián)軸器52機(jī)械聯(lián)接到動(dòng)力傳動(dòng)系10。第二輸入/輸出聯(lián)軸器討機(jī)械聯(lián)接到電機(jī)58，而第三輸入/輸出聯(lián)軸器56機(jī)械聯(lián)接到該組附件38。在所示的示例中，第三聯(lián)軸器56連接到主驅(qū)動(dòng)軸42。雖然聯(lián)軸器52、54、56可直接連接到其相應(yīng)的元件10、58、38，但其也可設(shè)置成使得所述聯(lián)軸器中的一個(gè)或數(shù)個(gè)聯(lián)軸器通過(guò)諸如變速器44等的變速器而聯(lián)接到相應(yīng)的元件，第三聯(lián)軸器56通過(guò)該變速器44來(lái)如上所述地驅(qū)動(dòng)附件38。特別地，這樣的變速器可在該聯(lián)軸器及其相應(yīng)的元件之間產(chǎn)生一定的速比?；旧希鲵?qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)因此允許利用可由動(dòng)力傳動(dòng)系10通過(guò)第一聯(lián)軸器52提供的扭矩和/或速度的組合或者可由第一電機(jī)58通過(guò)第二聯(lián)軸器M提供的扭矩和/或速度的組合來(lái)驅(qū)動(dòng)這些附件。換言之，從附件38的角度來(lái)看，由動(dòng)力傳動(dòng)系10提供在第一聯(lián)軸器52上的扭矩和速度在許多情況下是不可控的，因?yàn)閯?dòng)力傳動(dòng)系10主要由車輛使用者針對(duì)車輛的推進(jìn)需求來(lái)控制，此控制并不考慮這些附件的需求。但由于該驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)40的存在，可控制由第一電機(jī)58施加到第二聯(lián)軸器M上的扭矩，所述扭矩是驅(qū)動(dòng)扭矩或制動(dòng)扭矩，且所述扭矩沿一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向或另一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向施加，以在第三聯(lián)軸器56上提供某一扭矩和驅(qū)動(dòng)速度，所述扭矩和驅(qū)動(dòng)速度對(duì)于附件38的需求來(lái)說(shuō)是足夠的。電機(jī)58優(yōu)選通過(guò)電力控制單元66從包括儲(chǔ)電系統(tǒng)64的電路62中獲取電力，該電力控制單元66優(yōu)選以電氣方式受到控制，并且優(yōu)選地，電力控制單元66的控制例如通過(guò)共享的數(shù)據(jù)總線連接到車輛的電氣架構(gòu)。雖然電路62可以是常規(guī)的低壓電路，該低壓電路在重型卡車的情形中一般是在24V下運(yùn)行，但電路62優(yōu)選是高壓電路，類似于混合動(dòng)力電動(dòng)車輛的電力牽引電路中的高壓電路。這樣的高壓電路當(dāng)然可連接到常規(guī)的低壓車輛電氣網(wǎng)絡(luò)68，例如通過(guò)電力控制單元66連接。儲(chǔ)電系統(tǒng)64可包括電池和/或超級(jí)電容器。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述動(dòng)力分流裝置的第一聯(lián)軸器52連接到變速箱的輸入軸。換言之，驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)40在變速箱14上游連接到動(dòng)力傳動(dòng)系10。這樣的布置結(jié)構(gòu)已經(jīng)證明比在變速箱下游連接到動(dòng)力傳動(dòng)系更有利，特別在轉(zhuǎn)速方面更有利。實(shí)際上，變速箱14 的作用是與在其上游側(cè)可獲得的轉(zhuǎn)速范圍相比，擴(kuò)大在其下游側(cè)可獲得的轉(zhuǎn)速的范圍。在此，變速箱14的“上游側(cè)”和“下游側(cè)”是根據(jù)動(dòng)力通過(guò)處于傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模式下的動(dòng)力傳動(dòng)系的流動(dòng)來(lái)考慮。如眾所共知的，重型柴油機(jī)的運(yùn)行范圍從怠速時(shí)的小于800轉(zhuǎn)/分(rpm) 至全速時(shí)的1900或甚至2300rpm，而這兩個(gè)極限運(yùn)行速度之間的比值大約為3。由于變速箱，這可對(duì)應(yīng)于從3km/h至100km/h的車速范圍，這意味著驅(qū)動(dòng)輪具有超過(guò)30的變速范圍。 因此，與在變速箱14下游聯(lián)接到動(dòng)力傳動(dòng)系10相比，在變速箱14上游連接到動(dòng)力傳動(dòng)系 10轉(zhuǎn)換了第一輸入聯(lián)軸器52的更受限的變速范圍。在附圖所示的實(shí)施例中，第一輸入聯(lián)軸器52不直接連接到變速箱14的輸入軸，而是連接到變速箱14的中間軸26。此特征當(dāng)然與帶有此中間軸的變速箱14的具體架構(gòu)相關(guān)并具有如下優(yōu)點(diǎn)從物理上講，驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)40可更容易在物理上位于變速箱14的輸出側(cè)， 而非位于變速箱14的輸入側(cè)。實(shí)際上，用于重型卡車的典型動(dòng)力傳動(dòng)系通常包括驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，該驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)縱向安裝在卡車的前部，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸從其后側(cè)伸出。變速箱一般也是縱置的并直接組裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的后側(cè)，在它們之間僅存在有離合器。因此，變速箱14的輸入軸從中伸出的物理輸入側(cè)頻繁地與驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12直接接觸，并且被或多或少地完全接收在發(fā)動(dòng)機(jī)艙中，發(fā)動(dòng)機(jī)艙中的可用空間是稀缺的。在典型的重型卡車動(dòng)力傳動(dòng)系中，與變速箱的輸入側(cè)相比，輸出側(cè)位于變速箱的另一側(cè)，即后側(cè)，在后側(cè)通常具有卡車上更多的可用空間。因此，將動(dòng)力分流裝置連接到中間軸沈允許在典型的重型卡車動(dòng)力傳動(dòng)系的情況中使驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)40在物理上位于輸出側(cè)，從而帶有更多的寬容度以用于安裝驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，同時(shí)該驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)40仍連接到變速箱的上游側(cè)，以便具有上述的降低的轉(zhuǎn)速范圍的優(yōu)點(diǎn)。因此，可以認(rèn)為，當(dāng)?shù)谝宦?lián)軸器52連接到中間軸沈時(shí)，該第一聯(lián)軸器52是連接到變速箱的輸入軸，雖然是間接連接。使驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)40連接到變速箱14的上游側(cè)也允許在車輛停止時(shí)使用驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)而不僅僅使用電機(jī)58來(lái)驅(qū)動(dòng)附件38的可能性。實(shí)際上，變速箱14具有空檔狀態(tài)，在該空檔狀態(tài)，其輸入軸和輸出軸分離。因此，當(dāng)車輛停止時(shí)，變速箱的輸出軸M也停止，可將變速箱設(shè)定為處于空檔狀態(tài)并使離合器22接合，從而該變速箱的輸入軸被驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，由此向驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)40提供扭矩。類似的運(yùn)行對(duì)于具有空檔狀態(tài)的自動(dòng)變速箱是可能的因而， 有益的是，將該驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)連接到變速箱的輸入軸，該輸入軸然后可通過(guò)變矩器驅(qū)動(dòng)。在此情況中，該變矩器將優(yōu)選被鎖定以限制損耗。從上文可見(jiàn)，車輛的動(dòng)力傳動(dòng)系10包括位于發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱的輸入軸之間的至少一個(gè)離合器22。由于此離合器，可以根據(jù)該離合器22的狀態(tài)而將動(dòng)力分流裝置50的第一聯(lián)軸器52設(shè)置為聯(lián)接或不聯(lián)接到所述驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，這簡(jiǎn)單地通過(guò)接合或脫離該離合器來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)該離合器脫離時(shí)，可將扭矩提供到該動(dòng)力分流裝置的第一聯(lián)軸器，并因此提供給附件38，即使在所述驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)也是如此。實(shí)際上，當(dāng)離合器22脫離時(shí)，該變速箱的輸入軸可自由旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)情形中，車輛在其驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉的狀態(tài)下向前移動(dòng)。在此情況下，當(dāng)離合器脫離且變速箱處于檔位接合狀態(tài)時(shí)，車輛的驅(qū)動(dòng)輪可驅(qū)動(dòng)該變速箱的輸入軸和/或中間軸，因此將扭矩提供給驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)40，并最終驅(qū)動(dòng)所述附件。這樣的情形可在車輛減速或在下坡上慣性滑行時(shí)實(shí)施。實(shí)際上，對(duì)于常規(guī)的卡車，在此情況中通常不進(jìn)行關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，因?yàn)檫@將關(guān)閉許多對(duì)于車輛的安全行駛來(lái)說(shuō)必需的附件，例如轉(zhuǎn)向輔助裝置或空氣制動(dòng)壓縮機(jī)。由于本發(fā)明，這樣的附件甚至在所述驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)也可以被驅(qū)動(dòng)，這使得可在更多的車輛運(yùn)行情形中關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，而不會(huì)危及安全性。在這些情況下的發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉提高了燃料經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)所示的實(shí)施例的另一個(gè)方面，驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)40包括第二電機(jī)60，所述第二電機(jī)60 與該組附件38聯(lián)接到第三聯(lián)軸器56。這樣的第二電機(jī)60可如圖1所示地直接安裝在第三聯(lián)軸器56或主驅(qū)動(dòng)軸42上，或者如圖4所示地可并聯(lián)安裝在變速器44上，以驅(qū)動(dòng)附件 38。在任何情況中，該第二電機(jī)均視為連接到第三聯(lián)軸器56，只要二者之間存在固定的速比即可。第二電機(jī)60可連接到與第一電機(jī)相同的電氣網(wǎng)絡(luò)62，例如通過(guò)同一電力控制單元 66或通過(guò)另一電力控制單元連接。該第二電機(jī)用作電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)。根據(jù)運(yùn)行情況，第一電機(jī)58和第二電機(jī)60分開(kāi)或聯(lián)合使用，以實(shí)現(xiàn)被提供給附件38的正確的速度和扭矩。另夕卜，由于具有這兩個(gè)電機(jī)，所以能夠?qū)⒁粋€(gè)電機(jī)作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，并將另一個(gè)電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，從而，為了在第三聯(lián)軸器56處建立正確的扭矩和轉(zhuǎn)速，該電動(dòng)機(jī)所用的全部電能或部分電能可由發(fā)電機(jī)提供。這允許使用這些電機(jī)在第三聯(lián)軸器處、在一定時(shí)段內(nèi)來(lái)調(diào)節(jié)正確的扭矩和轉(zhuǎn)速，而不必將電存儲(chǔ)裝置64設(shè)計(jì)得過(guò)大。這甚至允許省略此儲(chǔ)電系統(tǒng)，或至少對(duì)于此功能不使用此儲(chǔ)電系統(tǒng)。在第一聯(lián)軸器52聯(lián)接到如圖所示類型的機(jī)械式自動(dòng)變速箱或非機(jī)械式自動(dòng)變速箱的中間軸26的情況下，使第二電機(jī)60連接到第三聯(lián)軸器56是特別有益的。實(shí)際上，在此變速箱中，優(yōu)選該中間軸26在換檔過(guò)程中不承受任何顯著的扭矩作用。否則，可能導(dǎo)致所述同步和接合裝置的迅速磨損。因此，如果第二電機(jī)60連接到第一聯(lián)軸器52，則可能在每次換檔期間不僅需要關(guān)閉第二電機(jī)，而且需要關(guān)閉第一電機(jī)58，從而導(dǎo)致提供給所述附件的扭矩發(fā)生中斷。相反，使第二電機(jī)位于第三輸入聯(lián)軸器上允許在換檔期間借助于該第二電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)所述附件，而不會(huì)在第一輸入上施加任何扭矩。在換檔期間，可簡(jiǎn)單地允許第一和第二聯(lián)軸器自由運(yùn)行而不傳遞扭矩。在該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)40連接到變速箱輸入軸的機(jī)械式自動(dòng)變速箱的情況中，或在雙離合變速器的情況中，第二電機(jī)也可位于變速箱的所述輸入軸上，優(yōu)選在前一種情況中位于變矩器的下游，而在后一種情況中則位于雙離合器的上游。根據(jù)所示實(shí)施例的又一個(gè)方面，該驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力分流裝置50的第二聯(lián)軸器M 裝配有機(jī)械鎖定裝置，以用于在第二聯(lián)軸器被鎖定時(shí)阻止該第二聯(lián)軸器的任何移動(dòng)。在所示的實(shí)施例中，該機(jī)械鎖定裝置包括離合器61，該離合器61可以是摩擦離合器或爪形離合器并具有可動(dòng)部及固定部，該可動(dòng)部連接到第二聯(lián)軸器，例如連接到第一電機(jī)58的轉(zhuǎn)子， 該固定部連接到驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)40的靜止元件。鎖定該第二聯(lián)軸器M保證了無(wú)動(dòng)力通過(guò)第二聯(lián)軸器M傳遞到動(dòng)力分流裝置或從動(dòng)力分流裝置傳遞出去。當(dāng)然，第二聯(lián)軸器M的速度實(shí)際為零，因而，所述動(dòng)力分流裝置是在其第一輸入/輸出聯(lián)軸器52和第三輸入/輸出聯(lián)軸器56之間具有簡(jiǎn)單的固定比值的機(jī)械傳動(dòng)裝置，其具有最佳的效率，因?yàn)樗皇艿诫娏p耗。有利地，鎖定裝置61可在每次所述附件僅通過(guò)變速箱的輸入軸被驅(qū)動(dòng)時(shí)使用。例如， 如果車輛停止且附件38需要在較長(zhǎng)的時(shí)段內(nèi)以固定速度運(yùn)行，則可能優(yōu)選不使用電機(jī)56 來(lái)調(diào)節(jié)提供給所述附件的速度和扭矩，而是將第二聯(lián)軸器M鎖定并以正確的速度和扭矩策略來(lái)運(yùn)行所述驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12，從而驅(qū)動(dòng)所述附件?？赡芟Ｍ沈?qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)所述附件進(jìn)行直接機(jī)械驅(qū)動(dòng)的另一個(gè)示例是當(dāng)車輛在公路上長(zhǎng)距離以其最優(yōu)運(yùn)行速度巡航時(shí)的情形。 優(yōu)選地，該動(dòng)力分流裝置將被設(shè)計(jì)為在其第二聯(lián)軸器M被鎖定時(shí)，該動(dòng)力分流裝置的第一輸入軸和第三輸入軸之間的固定比值使得當(dāng)所述附件在最佳速度下被驅(qū)動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)也以就效率而言的最佳速度運(yùn)行。圖2表示了在并聯(lián)混合電動(dòng)式動(dòng)力傳動(dòng)系上的本發(fā)明的實(shí)施例。圖1和圖2的唯一差異在于在離合器22和變速箱14之間存在有牽引電機(jī)70。例如，此牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)子可安裝在變速箱的輸入軸20上，或以驅(qū)動(dòng)方式連接到所述輸入軸20。牽引電機(jī)70連接到電牽引網(wǎng)絡(luò)，該電牽引網(wǎng)絡(luò)可以是與第一電機(jī)58及第二電機(jī)60所連接的電氣網(wǎng)絡(luò)相同的網(wǎng)絡(luò)，且所述牽引電機(jī)70被設(shè)計(jì)為能夠使車輛移動(dòng)。圖3是圖2的變體，其中混合電動(dòng)式動(dòng)力傳動(dòng)系的牽引電機(jī)70連接到動(dòng)力分流裝置50的第一聯(lián)軸器52。有利地，機(jī)械鎖定裝置61可以是常鎖類型的鎖定裝置，從而在主要的電氣或電子故障的情況下，該機(jī)械鎖定裝置61將自動(dòng)鎖定，因此確保了 只要變速箱的輸入軸例如被驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12或電機(jī)70驅(qū)動(dòng)，或者如果變速箱在不處于其空檔狀態(tài)時(shí)被車輪驅(qū)動(dòng)，則附件 38就會(huì)被驅(qū)動(dòng)。圖5表示了本發(fā)明的另一個(gè)變型的實(shí)施例。在此實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括具有四個(gè)輸入/輸出聯(lián)軸器的動(dòng)力分流裝置，所述四個(gè)分離的聯(lián)軸器的速度全都相互關(guān)聯(lián)但彼此之間不具有固定的比值。實(shí)際上，如圖5所示，這樣的動(dòng)力分流裝置72可實(shí)現(xiàn)為兩個(gè)行星齒輪74、76的組合，其中，第一行星齒輪74的聯(lián)軸器78連接到第二行星齒輪76的聯(lián)軸器80，因此，這樣的聯(lián)軸器不是齒輪組合72的輸入/輸出聯(lián)軸器。因此該動(dòng)力分流裝置具有四個(gè)獨(dú)立的聯(lián)軸器，如其他實(shí)施例中一樣，其中第一聯(lián)軸器52連接到變速箱的輸入軸20，更精確地，在所示的實(shí)施例中，連接到變速箱的中間軸26，第二聯(lián)軸器M連接到第一電機(jī)58，且第二聯(lián)軸器M可裝配有鎖定裝置61，第三聯(lián)軸器56連接到該組附件38，第二電機(jī)60可連接到第三聯(lián)軸器56。動(dòng)力分流裝置72的第四聯(lián)軸器82連接到所述變速箱的輸出軸，或在功能上等同地連接到傳動(dòng)軸16或連接到驅(qū)動(dòng)輪。對(duì)于動(dòng)力分流裝置72的這種布置結(jié)構(gòu)，可見(jiàn)，第一行星齒輪74總是可收集和組合來(lái)自變速箱14的輸入軸和/或輸出軸M的扭矩和速度，只要至少所述驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行或車輛在行駛。扭矩和速度的這種組合被提供給第二行星齒輪 76，在第二行星齒輪76處，扭矩和速度的這種組合可與由第一和/或第二電機(jī)提供的扭矩和速度相組合，以驅(qū)動(dòng)該組附件38。如圖5所示，特別地，為了便于換檔，離合器84可設(shè)置在第一聯(lián)軸器52與變速箱 14的輸入軸20或中間軸沈之間。這樣的離合器也可實(shí)施在本發(fā)明的其他實(shí)施例中。圖5中也示出了第一聯(lián)軸器52可裝配有鎖定裝置86，以在第一聯(lián)軸器52和第二聯(lián)軸器M上的兩個(gè)鎖定裝置61、86鎖定時(shí)實(shí)現(xiàn)所述附件38的由驅(qū)動(dòng)輪經(jīng)由動(dòng)力分流裝置 72的直接機(jī)械驅(qū)動(dòng)。鎖定裝置86在鎖定時(shí)阻止該第一聯(lián)軸器的任何移動(dòng)，且與鎖定裝置 61 一樣，鎖定裝置86優(yōu)選是常鎖類型的機(jī)械鎖定裝置。特別地，如果車輛在滑移時(shí)突然失去來(lái)自驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)和來(lái)自電氣系統(tǒng)的動(dòng)力，則這種直接機(jī)械驅(qū)動(dòng)在安全性方面可能是非常重要的。這例如可允許通過(guò)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)40繼續(xù)驅(qū)動(dòng)液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵，直至車輛停止，因此有助于駕駛員應(yīng)對(duì)危險(xiǎn)情形。應(yīng)注意的是，電機(jī)58、60可用于產(chǎn)生車輛所需的電力，且甚至可替代傳統(tǒng)的由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)。在該驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)是內(nèi)燃機(jī)的情況下，所述電機(jī)也可用作起動(dòng)機(jī)以起動(dòng)該驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)?？傊?，根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)允許對(duì)所述附件的驅(qū)動(dòng)速度的更好的控制。因?yàn)椋谠S多情況下，所述附件的輸出直接與它們被驅(qū)動(dòng)的速度成比例，這能夠?qū)е聦?duì)所述附件的可能優(yōu)化，所述附件可以制造得更小、更輕和/或更廉價(jià)，因?yàn)樗龈郊稍谧罴训乃俣确秶鷥?nèi)被驅(qū)動(dòng)。
10
權(quán)利要求
1.一種用于車輛的至少一個(gè)附屬設(shè)備的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，其中所述車輛包括具有變速箱 (14)的動(dòng)力傳動(dòng)系(10)，所述變速箱(14)具有與驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(1 連接的至少一個(gè)輸入軸 (20)以及與所述車輛的驅(qū)動(dòng)輪連接的至少一個(gè)輸出軸(M)，其中，所述驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)GO)包括具有至少三個(gè)輸入/輸出聯(lián)軸器(5254、56)的動(dòng)力分流裝置(50、72)，所述至少三個(gè)分離的聯(lián)軸器的速度全都相互關(guān)聯(lián)但彼此之間不具有固定的比值，并且其中-第一聯(lián)軸器(5 連接到所述動(dòng)力傳動(dòng)系(10)，-第二聯(lián)軸器(54)連接到電機(jī)(58)，并且-第三聯(lián)軸器(56)連接到所述至少一個(gè)附屬設(shè)備(38)，其特征在于-所述第一聯(lián)軸器(5 連接到所述變速箱(14)的輸入軸00)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一聯(lián)軸器(52)通過(guò)所述變速箱的中間軸06)連接到所述變速箱的輸入軸(20)，所述中間軸06)永久地連接到所述變速箱的輸入軸00)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一聯(lián)軸器(52)通過(guò)離合器(84)連接到所述變速箱的輸入軸00)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)GO)還包括第二電機(jī)(60)，所述第二電機(jī)(60)與所述至少一個(gè)附屬設(shè)備(38) —起聯(lián)接到所述第三聯(lián)軸器(56)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二聯(lián)軸器(54) 裝配有機(jī)械鎖定裝置(61)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，還設(shè)置有與所述第一聯(lián)軸器(56)連接的第三電機(jī)(70)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第三電機(jī)是能夠使所述車輛移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(70)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述車輛的動(dòng)力傳動(dòng)系(10)包括位于所述驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(12)與所述變速箱(14)的輸入軸00)之間的至少一個(gè)離合器(22)，從而，所述動(dòng)力分流裝置(50、7幻的第一聯(lián)軸器(5 根據(jù)所述離合器02)的狀態(tài)而聯(lián)接到或不聯(lián)接到所述驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(12)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述變速箱(14)包括空檔狀態(tài)和檔位接合狀態(tài)，在所述空檔狀態(tài)，所述變速箱(14)的輸入軸00)與所述變速箱 (14)的輸出軸04)脫離，而在所述檔位接合狀態(tài)，所述輸入軸00)和所述輸出軸04)以驅(qū)動(dòng)方式連接。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述動(dòng)力分流裝置 (72)包括第四輸入/輸出聯(lián)軸器(82)，所述四個(gè)分離的聯(lián)軸器(52、M、56、82)的速度全都相互關(guān)聯(lián)但彼此之間不具有固定的比值，并且，所述第四聯(lián)軸器(8 連接到所述變速箱 (14)的輸出軸(24)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一聯(lián)軸器(52)裝配有機(jī)械鎖定裝置(86)。
12.根據(jù)權(quán)利要求5或10所述的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述機(jī)械鎖定裝置(61、86)包括具有可動(dòng)部及固定部的離合器，所述可動(dòng)部連接到所述聯(lián)軸器，所述固定部連接到靜止元件。
13.根據(jù)權(quán)利要求5、10或12中的一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述機(jī)械鎖定裝置(61、86)是常鎖類型的機(jī)械鎖定裝置。
14.一種車輛，其特征在于，所述車輛裝配有包括變速箱(14)的動(dòng)力傳動(dòng)系(10)，所述變速箱(14)具有與驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(1 連接的至少一個(gè)輸入軸00)以及與所述車輛的驅(qū)動(dòng)輪連接的至少一個(gè)輸出軸04)，并且所述車輛裝配有根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的、用于驅(qū)動(dòng)所述車輛的至少一個(gè)附屬設(shè)備的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)GO)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于車輛的至少一個(gè)附件的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，其中該車輛包括具有變速箱(14)的動(dòng)力傳動(dòng)系(10)，其中該驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)(40)包括具有至少三個(gè)輸入/輸出聯(lián)軸器(52、54、56)的動(dòng)力分流裝置(50、72)，所述至少三個(gè)分離的聯(lián)軸器的速度全都相互關(guān)聯(lián)但彼此之間不具有固定的比值，并且其中-第一聯(lián)軸器(52)連接到動(dòng)力傳動(dòng)系(10)，-第二聯(lián)軸器(54)連接到電機(jī)(58)，并且-第三聯(lián)軸器(56)連接到所述至少一個(gè)附屬設(shè)備(38)，其特征在于，-所述第一聯(lián)軸器(52)連接到所述變速箱(14)的輸入軸(20)。
文檔編號(hào)B60K6/365GK102470751SQ200980160641
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2009年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月22日
發(fā)明者托馬斯·賈斯廷 申請(qǐng)人:雷諾卡車公司