專利名稱：車輛功率傳送設(shè)備及功率傳送的控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及車輛的功率傳送設(shè)備以及這種功率傳送設(shè)備的功率傳送控制系 統(tǒng)，該車輛在比如旋轉(zhuǎn)電機(jī)(例如電動(dòng)發(fā)電機(jī))或內(nèi)燃機(jī)的功率源和該車輛的從動(dòng)輪之間 配備有多個(gè)用來(lái)分支(split)輸出功率或力矩的功率分支轉(zhuǎn)子，并且該多個(gè)功率分支轉(zhuǎn)子 被設(shè)計(jì)為彼此結(jié)合轉(zhuǎn)動(dòng)。
背景技術(shù)：
日本專利首次公開No. 2006-308039公開了一種安裝在機(jī)動(dòng)車輛中的功率傳送設(shè) 備。該功率傳送設(shè)備配備有第一和第二行星齒輪組以及連續(xù)可變變速器(CVT)。該功率傳 送設(shè)備還包括低速離合器和高速離合器，該低速離合器和高速離合器改變第一和第二行星 齒輪組之間的機(jī)械連接。當(dāng)車輛低速行駛時(shí)，低速離合器被嚙合，而高速離合器被斷開來(lái)建 立中檔(geared neutral)，在輸入軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，中檔通常使得行星齒輪組的輸出軸的速度為 零(0)。中檔在該行星齒輪組的轉(zhuǎn)子中除了與輸出軸機(jī)械連接的一個(gè)轉(zhuǎn)子之外的兩個(gè)轉(zhuǎn)子 的功率的符號(hào)彼此相反的條件下實(shí)現(xiàn)。然而，這種條件將導(dǎo)致功率在該兩個(gè)轉(zhuǎn)子之間循環(huán)， 由此導(dǎo)致該功率傳送設(shè)備中的轉(zhuǎn)動(dòng)能量使用效率降低。當(dāng)車輛高速行駛時(shí)，低速離合器被 斷開，而高速離合器被嚙合來(lái)將作用于CVT上的力矩的振幅降低為小于作用于輸入軸的力 矩的振幅，由此提高CVT中的功率傳送效率。然而，功率傳送設(shè)備的上述結(jié)構(gòu)需要切換高速離合器和低速離合器的操作狀態(tài)， 以便改變發(fā)生功率循環(huán)的功率循環(huán)模式以及不發(fā)生功率循環(huán)的非功率循環(huán)模式。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)主要目的是避免現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)。本發(fā)明的另一目的是提供一種用于車輛的功率傳送裝置，該功率傳送裝置配備有 多個(gè)用于控制從功率源到車輛的從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)能量傳送的功率分支轉(zhuǎn)子，并且該功率傳送 裝置被設(shè)計(jì)為在功率循環(huán)模式和非功率循環(huán)模式之間切換，在所述功率循環(huán)模式中，功率 在兩個(gè)功率分支轉(zhuǎn)子之間循環(huán)，以及在所述非功率循環(huán)模式中，在不使用離合器機(jī)構(gòu)的情 況下，功率不在該兩個(gè)功率分支轉(zhuǎn)子之間循環(huán)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于機(jī)動(dòng)車輛的功率傳送裝置。該功率傳送 裝置包括(a)第一轉(zhuǎn)子組，該第一轉(zhuǎn)子組包括第一、第二和第三轉(zhuǎn)子，該第一、第二和第三 轉(zhuǎn)子被機(jī)械鏈接，從而使得它們的轉(zhuǎn)動(dòng)速度在列線圖(nomographic chart)上沿直線排列； 以及(b)第二轉(zhuǎn)子組，該第二轉(zhuǎn)子組包括第一、第二和第三轉(zhuǎn)子，該第一、第二和第三轉(zhuǎn)子 被機(jī)械鏈接，從而使得它們的轉(zhuǎn)動(dòng)速度在列線圖上沿直線排列。第一和第二轉(zhuǎn)子組作為功 率分支設(shè)備工作，用來(lái)將功率源所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)能量傳送到車輛的從動(dòng)輪。第一轉(zhuǎn)子組中的 第一轉(zhuǎn)子與該從動(dòng)輪機(jī)械連接。第一轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子與第二轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子機(jī)械 連接。第二轉(zhuǎn)子組中的第二和第三轉(zhuǎn)子被鏈接為使得所具有的功率的符號(hào)彼此不同。具體地，第二轉(zhuǎn)子組中的第二和第三轉(zhuǎn)子的功率的符號(hào)彼此不同，從而使得即使在第二轉(zhuǎn)子組中的第二和第三轉(zhuǎn)子的速度的符號(hào)保持不變時(shí)，也能夠使得第二轉(zhuǎn)子組中的 第一轉(zhuǎn)子的速度的符號(hào)反轉(zhuǎn)。這允許通過對(duì)第二轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子的功率的符號(hào)進(jìn)行反 轉(zhuǎn)，來(lái)對(duì)第一轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子的功率的符號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)從第一轉(zhuǎn)子組中的第 二和第三轉(zhuǎn)子的功率的符號(hào)彼此相同的條件切換到第一轉(zhuǎn)子組中的第二和第三轉(zhuǎn)子的功 率的符號(hào)彼此不同的條件，換言之，將功率在第一轉(zhuǎn)子組中的第二和第三轉(zhuǎn)子之間循環(huán)的 功率循環(huán)模式改變?yōu)楣β什辉诘谝晦D(zhuǎn)子組中的第二和第三轉(zhuǎn)子之間循環(huán)的非功率循環(huán)模 式。注意，當(dāng)?shù)诙D(zhuǎn)子組工作來(lái)輸出轉(zhuǎn)動(dòng)能量時(shí)，第二轉(zhuǎn)子組中的第一到第三轉(zhuǎn)子中 的各個(gè)轉(zhuǎn)子的功率的符號(hào)具有正值(即，+值)。在本發(fā)明的優(yōu)選模式中，第一轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子機(jī) 械耦接在一起，而無(wú)需通過第一轉(zhuǎn)子組中的第一和第三轉(zhuǎn)子以及第二轉(zhuǎn)子組中的第二和第 三轉(zhuǎn)子。第二轉(zhuǎn)子組與功率源機(jī)械接合。功率分支設(shè)備具有操作模式，在該操作模式中，僅 僅通過第二轉(zhuǎn)子組中的第二和第三轉(zhuǎn)子，將功率源所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)能量傳送到第二轉(zhuǎn)子組中 的第一轉(zhuǎn)子。所述功率傳送裝置還可以包括連接機(jī)構(gòu)，該連接機(jī)構(gòu)布置在第二轉(zhuǎn)子組的外部， 并且機(jī)械連接在第二轉(zhuǎn)子組的第二和第三轉(zhuǎn)子之間。具體地，該連接機(jī)構(gòu)建立環(huán)形旁路功 率傳送路徑，該環(huán)形旁路功率傳送路徑在第二轉(zhuǎn)子組中的第二和第三轉(zhuǎn)子之間延伸到第二 轉(zhuǎn)子組的外部。第二轉(zhuǎn)子組中的第二和第三轉(zhuǎn)子通過該環(huán)形旁路功率傳送路徑耦接在一 起，從而實(shí)現(xiàn)第二轉(zhuǎn)子組中的第二和第三轉(zhuǎn)子的功率的符號(hào)彼此不同的條件，并且與傳統(tǒng) 的混合動(dòng)力車輛不同，僅僅允許單個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)與功率傳送裝置機(jī)械連接使用。第二轉(zhuǎn)子組中的第二和第三轉(zhuǎn)子通過布置有連接機(jī)構(gòu)的所述旁路功率傳送路徑 機(jī)械連接。所述功率傳送裝置還可以包括變速器，該變速器布置在所述旁路功率傳送路徑 中，并且工作來(lái)以可變的輸出/輸入速度比，將該變速器的輸入的轉(zhuǎn)動(dòng)速度變換為該變速 器的輸出的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。當(dāng)?shù)诙D(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子f的速度的符號(hào)被反轉(zhuǎn)時(shí)，即，當(dāng)該第一 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向被反轉(zhuǎn)時(shí)，通過控制變速器的操作能夠改變第二轉(zhuǎn)子組中的第二和第三轉(zhuǎn) 子的速度。所述功率傳送裝置還可以包括第一支路和第二支路，該第一支路和第二支路被機(jī) 械地連接到連接機(jī)構(gòu)。第一支路通向功率源。第二支路延伸到第一轉(zhuǎn)子組。當(dāng)?shù)诙D(zhuǎn)子組 中的第二和第三轉(zhuǎn)子的功率的符號(hào)彼此相反時(shí)，它將使得轉(zhuǎn)動(dòng)能量在旁路功率傳送路徑中 循環(huán)，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)動(dòng)能量的使用效率降低。然而，第二支路用來(lái)在第二支路中創(chuàng)建來(lái)自所述 旁路功率傳送路徑的轉(zhuǎn)動(dòng)能量的流動(dòng)，從而最小化轉(zhuǎn)動(dòng)能量的損失。所述功率傳送裝置還可以包括變速器，該變速器連接第一和第二轉(zhuǎn)子組中的第一 到第三轉(zhuǎn)子中的兩個(gè)轉(zhuǎn)子，并且以可變的輸出/輸入速度比，將該變速器的輸入的轉(zhuǎn)動(dòng)速 度變換為該變速器的輸出的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。第二轉(zhuǎn)子組中的第二和第三轉(zhuǎn)子通過旁路功率傳送 路徑機(jī)械連接。在允許改變變速器的輸出/輸入速度比的可變范圍內(nèi)，能夠使得在所述旁 路功率傳送路徑的一部分中的轉(zhuǎn)動(dòng)能量的流動(dòng)方向反轉(zhuǎn)。這種結(jié)構(gòu)使得能夠調(diào)整變速器的 輸出/輸入速度比，從而將轉(zhuǎn)動(dòng)能量在旁路功率傳送路徑中循環(huán)的條件改變?yōu)檗D(zhuǎn)動(dòng)能量流 出所述旁路功率傳送路徑到達(dá)第二支路從而消除轉(zhuǎn)動(dòng)能量的循環(huán)的條件。當(dāng)?shù)诙D(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)速度的符號(hào)被反轉(zhuǎn)時(shí)，所述變速器還工作來(lái)可
7變地改變第二轉(zhuǎn)子組中的第二和第三轉(zhuǎn)子的速度。第一轉(zhuǎn)子組中的第一、第二和第三轉(zhuǎn)子中的兩個(gè)轉(zhuǎn)子機(jī)械連接到第二轉(zhuǎn)子組中的 第一、第二和第三轉(zhuǎn)子中的兩個(gè)轉(zhuǎn)子。所述功率傳送裝置還可以包括第一切換機(jī)構(gòu)和第二切換機(jī)構(gòu)。所述第一切換機(jī) 構(gòu)被選擇性地置為處于嚙合狀態(tài)和斷開狀態(tài)中之一中，該嚙合狀態(tài)建立第一轉(zhuǎn)子組中的第 二轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子之間的機(jī)械連接，該斷開狀態(tài)阻止第一轉(zhuǎn)子組中的第二 轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子之間的機(jī)械連接。所述第二切換機(jī)構(gòu)被選擇性地置為處于 嚙合狀態(tài)和斷開狀態(tài)中之一中，該嚙合狀態(tài)建立第一轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子組中 的第二和第三轉(zhuǎn)子之一間的機(jī)械連接，該斷開狀態(tài)阻止第一轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn) 子組中的第二和第三轉(zhuǎn)子之一間的機(jī)械連接。這種結(jié)構(gòu)允許根據(jù)功率源或從動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)狀 態(tài)，改變第一轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子到第二轉(zhuǎn)子組的接合。所述功率傳送裝置還可以包括變速器，該變速器布置在機(jī)械連接功率源和第二轉(zhuǎn) 子組的功率傳送路徑以及機(jī)械連接第一轉(zhuǎn)子組和第二轉(zhuǎn)子組的功率傳送路徑中至少之一 中，并且工作來(lái)以可變的輸出/輸入速度比，將該變速器的輸入的轉(zhuǎn)動(dòng)速度變換為該變速 器的輸出的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。當(dāng)?shù)谝磺袚Q機(jī)構(gòu)被置為處于嚙合狀態(tài)、并且第二切換機(jī)構(gòu)處于斷開 狀態(tài)時(shí)，進(jìn)入第一操作模式，而當(dāng)?shù)谝磺袚Q機(jī)構(gòu)被置為處于斷開狀態(tài)、并且第二切換機(jī)構(gòu)處 于嚙合狀態(tài)時(shí)，進(jìn)入第二操作模式。功率傳送路徑設(shè)置在功率源和從動(dòng)輪之間。關(guān)于自變 量的函數(shù)在第一操作模式下與在第二操作模式下的導(dǎo)數(shù)值(derivative value)的符號(hào)相 反，在該函數(shù)中，變速器的輸出/輸入速度比由自變量表示，以及功率傳送路徑的總輸出/ 輸入速度比由因變量表示。這種結(jié)構(gòu)使得能夠在從第一操作模式切換到第二操作模式時(shí)， 將變速器的輸出/輸入速度比的改變方向反轉(zhuǎn)，從而進(jìn)一步按照與第一操作模式相同的方 向來(lái)改變總輸出/輸入速度比。這允許通過選擇變速器的輸出/輸入速度比，擴(kuò)展總輸出 /輸入速度比的改變范圍。這還允許減小變速器的尺寸。所述功率傳送裝置還可以包括模式切換變速器，該模式切換變速器布置在第一功 率傳送路徑和第二功率傳送路徑中至少之一中，該第一功率傳送路徑在第一操作模式下建 立，并且在第二轉(zhuǎn)子組的第一轉(zhuǎn)子和第一轉(zhuǎn)子組的第二轉(zhuǎn)子之間延伸，該第二功率傳送路 徑在第二操作模式下建立，并且在第二轉(zhuǎn)子組的第二和第三轉(zhuǎn)子之一和第一轉(zhuǎn)子組的第二 轉(zhuǎn)子之間延伸。所述模式切換變速器用于當(dāng)在第一和第二操作模式之間切換后，補(bǔ)償?shù)诙?轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子和第一轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子之間的速度差，或者補(bǔ)償?shù)诙D(zhuǎn)子組中的 第二和第三轉(zhuǎn)子之一和第一轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子之間的速度差。這種結(jié)構(gòu)使得能夠當(dāng)在消 除第一和第二操作模式之間的切換后，省去功率或力矩的傳送。所述功率源包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)和內(nèi)燃機(jī)。所述功率傳送裝置還可以包括力矩傳送控制 機(jī)構(gòu)，該力矩傳送控制機(jī)構(gòu)選擇性地建立和阻止第二轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子和內(nèi)燃機(jī)之間的 功率傳送。換言之，所述功率傳送裝置被設(shè)計(jì)為，當(dāng)通過力矩傳送控制機(jī)構(gòu)將力矩從第二轉(zhuǎn) 子組中的第一轉(zhuǎn)子傳送到內(nèi)燃機(jī)時(shí)，第二轉(zhuǎn)子組中的第二和第三轉(zhuǎn)子的功率的符號(hào)彼此相 反。因此，功率在第二轉(zhuǎn)子組中的第二和第三轉(zhuǎn)子之間循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)將第二轉(zhuǎn)子組中的第 一轉(zhuǎn)子的速度設(shè)置為零(0)或非常低的速度，或者容易地將第二轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子的功 率降低為非常低的電平。因此，例如，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)停止工作，并且要求將初始力矩通過第二轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子施加到內(nèi)燃機(jī)從而啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)時(shí)，可以緩慢地改變施加到內(nèi)燃機(jī)的力矩 的增加速率，從而最小化當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄以啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)時(shí)發(fā)生的機(jī)械變化，并且該機(jī)械變化被 傳送到功率傳送裝置、車輛的從動(dòng)輪以及車輛操作者。在完成通過第一轉(zhuǎn)子將初始力矩施 加到內(nèi)燃機(jī)上后，內(nèi)燃機(jī)所產(chǎn)生的力矩可以被輸出到功率傳送裝置(即，第一轉(zhuǎn)子或其它 轉(zhuǎn)子)。所述力矩傳送控制機(jī)構(gòu)可以包括電子控制的斷路器，該電子控制的斷路器阻止第 二轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子和內(nèi)燃機(jī)之間的功率傳送，從而避免在啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)之前，將功率從 第二轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子傳送到內(nèi)燃機(jī)，這消除了由于在啟動(dòng)之前立即將力矩施加到內(nèi)燃 機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)能量損失。所述力矩傳送控制機(jī)構(gòu)還可以包括單向功率傳送機(jī)構(gòu)，在該單向功率傳送機(jī)構(gòu)的 通向第二轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子的輸入的速度大于或等于該單向功率傳送機(jī)構(gòu)的通向內(nèi)燃 機(jī)的輸出的速度時(shí)，該單向功率傳送機(jī)構(gòu)建立第二轉(zhuǎn)子中的第一轉(zhuǎn)子和內(nèi)燃機(jī)之間的功率 傳送，從而避免當(dāng)在內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中的燃料開始燃燒后產(chǎn)生力矩時(shí)，將該力矩從內(nèi)燃機(jī) 傳送到第二轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子。通常，當(dāng)由于內(nèi)燃機(jī)中的燃料燃燒而產(chǎn)生力矩時(shí)，內(nèi)燃機(jī) 的轉(zhuǎn)動(dòng)軸(即，輸出軸)的速度快速升高。轉(zhuǎn)動(dòng)軸的速度快速升高將在較短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生。 因此，非常難以或不可能在檢測(cè)到燃料開始燃燒后斷開內(nèi)燃機(jī)和第二轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子 之間的連接。當(dāng)速度的快速升高被傳送到第二轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子時(shí)，將導(dǎo)致功率傳送裝 置中的力矩脈動(dòng)(pulsation)。為了避免這個(gè)問題，在內(nèi)燃機(jī)的速度升高時(shí)，所述單向功率 傳送機(jī)構(gòu)不用來(lái)將力矩從內(nèi)燃機(jī)傳送到第一轉(zhuǎn)子，從而單向功率傳送機(jī)構(gòu)的輸出的速度高 于該單向功率傳送機(jī)構(gòu)的輸入的速度，由此消除將力矩脈動(dòng)傳送到車輛操作者。所述功率傳送裝置還可以包括第二力矩傳送控制機(jī)構(gòu)，該第二力矩傳送控制機(jī)構(gòu) 選擇性地建立和阻止所述第二轉(zhuǎn)子組中的第一到第三轉(zhuǎn)子中除了第一轉(zhuǎn)子之外的一個(gè)轉(zhuǎn) 子和內(nèi)燃機(jī)之間的功率傳送。具體地，第二轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子用作在啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)時(shí)與內(nèi) 燃機(jī)耦接的內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)子。所述第二轉(zhuǎn)子組中的第一到第三轉(zhuǎn)子中除了第一轉(zhuǎn)子之外的 一個(gè)轉(zhuǎn)子用作要與內(nèi)燃機(jī)耦接的功率傳送轉(zhuǎn)子，并且力矩要從內(nèi)燃機(jī)傳送到該轉(zhuǎn)子。內(nèi)燃 機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)子與功率傳送轉(zhuǎn)子不同，從而實(shí)現(xiàn)將內(nèi)燃機(jī)的速度快速地變到有效速度范圍。第一和第二轉(zhuǎn)子組的每個(gè)轉(zhuǎn)子組中的第一、第二和第三轉(zhuǎn)子中的每個(gè)可以是行星 齒輪組中的太陽(yáng)齒輪(sun gear)、托架(carrier)和環(huán)形齒輪中之一。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于車輛的功率傳送控制系統(tǒng)，該功率傳送 控制系統(tǒng)包括(a)第一轉(zhuǎn)子組，該第一轉(zhuǎn)子組包括第一、第二和第三轉(zhuǎn)子，該第一、第二和 第三轉(zhuǎn)子被機(jī)械鏈接，從而使得它們的轉(zhuǎn)動(dòng)速度在列線圖上沿直線排列；(b)第二轉(zhuǎn)子組， 該第二轉(zhuǎn)子組包括第一、第二和第三轉(zhuǎn)子，該第一、第二和第三轉(zhuǎn)子被機(jī)械鏈接，從而使得 它們的轉(zhuǎn)動(dòng)速度在列線圖上沿直線排列；(c)第一和第二切換機(jī)構(gòu)；以及(d)控制器。第一 和第二轉(zhuǎn)子組作為功率分支設(shè)備工作，用來(lái)將功率源所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)能量傳送到車輛的從動(dòng) 輪。第一轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子與該從動(dòng)輪機(jī)械連接。第一轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子與第二轉(zhuǎn)子 組中的第一轉(zhuǎn)子機(jī)械連接。第二轉(zhuǎn)子組中的第二和第三轉(zhuǎn)子被鏈接為使得所具有的功率的 符號(hào)彼此不同。所述第一切換機(jī)構(gòu)被選擇性地置為處于嚙合狀態(tài)和斷開狀態(tài)中之一中，該 嚙合狀態(tài)建立第一轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子之間的機(jī)械連接，該斷 開狀態(tài)阻止第一轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子之間的機(jī)械連接。所述第二切換機(jī)構(gòu)被選擇性地置為處于嚙合狀態(tài)和斷開狀態(tài)中之一中，該嚙合狀態(tài)建立第一轉(zhuǎn)子 組中的第二轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子之間的機(jī)械連接，該斷開狀態(tài)阻止第一轉(zhuǎn)子組 中的第二轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子之間的機(jī)械連接。當(dāng)車輛的行進(jìn)允許開關(guān)處于關(guān) 斷狀態(tài)時(shí)，控制器將第一和第二切換機(jī)構(gòu)都置于它們的斷開狀態(tài)。這避免了當(dāng)車輛被牽引 時(shí)變速器的不期望的轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種用于車輛的功率傳送控制系統(tǒng)，該功率傳送 控制系統(tǒng)包括(a)第一轉(zhuǎn)子組，該第一轉(zhuǎn)子組包括第一、第二和第三轉(zhuǎn)子，該第一、第二和 第三轉(zhuǎn)子被機(jī)械鏈接，從而使得它們的轉(zhuǎn)動(dòng)速度在列線圖上沿直線排列；(b)第二轉(zhuǎn)子組， 該第二轉(zhuǎn)子組包括第一、第二和第三轉(zhuǎn)子，該第一、第二和第三轉(zhuǎn)子被機(jī)械鏈接，從而使得 它們的轉(zhuǎn)動(dòng)速度在列線圖上沿直線排列；(c)第一和第二切換機(jī)構(gòu)；(d)變速器，該變速器 布置在機(jī)械連接功率源和第二轉(zhuǎn)子組的功率傳送路徑以及機(jī)械連接第一轉(zhuǎn)子組和第二轉(zhuǎn) 子組的功率傳送路徑中至少之一中，并且工作來(lái)以可變的輸出/輸入速度比，將該變速器 的輸入的轉(zhuǎn)動(dòng)速度變換為該變速器的輸出的轉(zhuǎn)動(dòng)速度；以及(e)控制器。第一和第二轉(zhuǎn)子 組作為功率分支設(shè)備工作，用來(lái)將功率源所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)能量傳送到車輛的從動(dòng)輪。第一轉(zhuǎn) 子組中的第一轉(zhuǎn)子與該從動(dòng)輪機(jī)械連接。第一轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子與第二轉(zhuǎn)子組中的第一 轉(zhuǎn)子機(jī)械連接。第二轉(zhuǎn)子組中的第二和第三轉(zhuǎn)子被鏈接為使得所具有的功率的符號(hào)彼此不 同。所述第一切換機(jī)構(gòu)被選擇性地置為處于嚙合狀態(tài)和斷開狀態(tài)中之一中，該嚙合狀態(tài)建 立第一轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子之間的機(jī)械連接，該斷開狀態(tài)阻止 第一轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子之間的機(jī)械連接。所述第二切換機(jī)構(gòu) 被選擇性地置為處于嚙合狀態(tài)和斷開狀態(tài)中之一中，該嚙合狀態(tài)建立第一轉(zhuǎn)子組中的第二 轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子之間的機(jī)械連接，該斷開狀態(tài)阻止第一轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn) 子和第二轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子之間的機(jī)械連接。當(dāng)?shù)谝磺袚Q機(jī)構(gòu)被置為處于嚙合狀態(tài)、且 第二切換結(jié)構(gòu)處于斷開狀態(tài)時(shí)，進(jìn)入第一操作模式，而當(dāng)?shù)谝磺袚Q機(jī)構(gòu)被置為處于斷開狀 態(tài)，并且第二切換機(jī)構(gòu)處于嚙合狀態(tài)時(shí)，進(jìn)入第二操作模式。功率傳送路徑設(shè)置在功率源和 從動(dòng)輪之間。關(guān)于自變量的函數(shù)在第一操作模式下與在第二操作模式下的導(dǎo)數(shù)值符號(hào)相 反，在該函數(shù)中，變速器的輸出/輸入速度比由自變量表示，以及功率傳送路徑的總輸出/ 輸入速度比由因變量表示?？刂破骺刂谱兯倨鞯妮敵?輸入速度比，從而使得總輸出/輸 出速度比在第一和第二操作模式下具有不同的值，并且當(dāng)車輛的行進(jìn)允許開關(guān)處于關(guān)斷狀 態(tài)時(shí)，控制器將第一和第二切換機(jī)構(gòu)都置于它們的嚙合狀態(tài)。這使得能夠鎖定從動(dòng)輪。


根據(jù)下面給出的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述和附圖，將更為全面地理解本發(fā) 明，然而這些詳細(xì)描述和附圖不應(yīng)該被認(rèn)為是將本發(fā)明限制為具體實(shí)施例，而是僅僅用于 說明和理解。在附圖中圖1 (a)是例示在車輛的混合系統(tǒng)中安裝的本發(fā)明的第一實(shí)施例的功率傳送設(shè)備 的方框圖；圖1 (b)是圖1 (a)中的功率傳送設(shè)備的功率傳送路徑的示圖；圖2(a)是示出當(dāng)在圖1(a)中的功率傳送設(shè)備的第一操作模式下建立中檔時(shí)的功率傳送路徑的示意方框圖；圖2(b)是表示圖1(a)中的功率傳送設(shè)備的功率分支設(shè)備的操作的列線圖；圖2(c)是列出圖2(a)和圖2(b)的功率分支設(shè)備的第一行星齒輪組中的太陽(yáng)齒 輪、托架和環(huán)形齒輪之間的轉(zhuǎn)動(dòng)方向、力矩和功率的符號(hào)之間的關(guān)系的表格；圖3 (a)是示出當(dāng)圖1(a)中的功率傳送設(shè)備處于第一操作模式下的功率分支模式 時(shí)的功率傳送路徑的示意方框圖；圖3(b)是表示圖3(a)中的功率傳送設(shè)備的功率分支設(shè)備的操作的列線圖；圖3(c)是列出圖3(a)和圖3(b)的功率分支設(shè)備的太陽(yáng)齒輪、托架和環(huán)形齒輪之 間的轉(zhuǎn)動(dòng)方向、力矩和功率的符號(hào)之間的關(guān)系的表格；圖4(a)是示出當(dāng)在圖1 (a)中的功率傳送設(shè)備處于第一操作模式下時(shí)的功率傳送 路徑的示意方框圖；圖4(b)是表示圖4(a)中的功率傳送設(shè)備的功率分支設(shè)備的操作的列線圖；圖5(a)是示出當(dāng)在圖1(a)中的功率傳送設(shè)備處于第二操作模式下時(shí)的功率傳送 路徑的示意方框圖；圖5(b)是表示圖5(a)中的功率傳送設(shè)備的功率分支設(shè)備的操作的列線圖；圖6(a)是示出當(dāng)在圖1(a)中的功率傳送設(shè)備的第二操作模式下啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)時(shí)的 功率傳送路徑的示意方框圖；圖6(b)是表示圖6(a)中的功率傳送設(shè)備的功率分支設(shè)備的操作的列線圖；圖6(c)是列出圖6(a)和圖6(b)的功率分支設(shè)備的第二行星齒輪組中的太陽(yáng)齒 輪、托架和環(huán)形齒輪之間的轉(zhuǎn)動(dòng)方向、力矩和功率的符號(hào)之間的關(guān)系的表格；圖7(a)是當(dāng)圖1(a)中的功率傳送設(shè)備工作來(lái)在第二操作模式下通過內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng) 車輛時(shí)的功率傳送路徑的示意方框圖；圖7(b)是表示圖7(a)中的功率傳送設(shè)備的功率分支設(shè)備的操作的列線圖；圖8(a)是示出第一實(shí)施例中的功率傳送設(shè)備的總齒輪比和CVT的齒輪比之間的 關(guān)系的曲線圖；圖8(b)是示出第一實(shí)施例中的功率傳送設(shè)備的總齒輪比和功率傳送效率之間的 關(guān)系的曲線圖；圖9是例示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的功率傳送設(shè)備的方框圖；圖10是例示根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的功率傳送設(shè)備的方框圖；圖11是例示可以在第一、第二和第三實(shí)施例的每個(gè)的結(jié)構(gòu)中使用的功率傳送設(shè) 備的修改的方框圖；圖12 (a)、12(b)、12 (c)和12(d)是例示可以在第一、第二和第三實(shí)施例的每個(gè)的 結(jié)構(gòu)中使用的功率傳送設(shè)備的修改的方框圖；圖13(a)、13(b)和13(c)是例示可以在第一、第二和第三實(shí)施例的每個(gè)的結(jié)構(gòu)中 使用的功率傳送設(shè)備的修改的方框圖；圖14是例示可以在第一實(shí)施例中使用的功率傳送設(shè)備的修改的略圖；圖15是例示使用雙小齒輪行星齒輪組的功率傳送設(shè)備的修改的方框圖；圖16是例示可以在第一、第二和第三實(shí)施例的每個(gè)的結(jié)構(gòu)中使用的功率傳送設(shè) 備的修改的方框11
圖17是示出用于說明如何確定總齒輪比的圖1(a)的功率傳送設(shè)備的等效結(jié)構(gòu)的 示圖；圖18是當(dāng)車輛停止時(shí)可以由第一實(shí)施例的功率傳送設(shè)備執(zhí)行的程序的流程圖； 和圖19是當(dāng)車輛停止時(shí)可以由第一實(shí)施例的功率傳送設(shè)備執(zhí)行的修改后的程序的 流程圖。
具體實(shí)施例方式參見附圖，特別是參見圖1(a)和圖1(b)，示出了配備有根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的 功率傳送控制系統(tǒng)的混合動(dòng)力系統(tǒng)，其中，在若干示圖中相似的參考標(biāo)記指代相似的部件。 所述功率傳送控制系統(tǒng)配備有功率傳送設(shè)備和用于控制功率傳送設(shè)備的操作的控制器。圖1(a)例示了混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。圖1(b)是功率傳送路徑的略圖。所述混合動(dòng)力系統(tǒng)包括電動(dòng)發(fā)電機(jī)10、內(nèi)燃機(jī)12(例如，汽油機(jī))以及功率傳送設(shè) 備20。電動(dòng)發(fā)電機(jī)10由三相交流電動(dòng)發(fā)電機(jī)機(jī)構(gòu)成，并且作為車載功率產(chǎn)生設(shè)備與內(nèi)燃 機(jī)12 —起工作來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車輛。功率傳送設(shè)備20配備有第一行星齒輪組22和第二行星 齒輪組M，該第一行星齒輪組22和第二行星齒輪組M作為功率分支設(shè)備工作，以在車輛的 電動(dòng)發(fā)電機(jī)10、內(nèi)燃機(jī)12和從動(dòng)輪14之間分支功率或力矩。第一和第二行星齒輪組22和M中的每個(gè)由三個(gè)功率分支轉(zhuǎn)子構(gòu)成，該三個(gè)功率 分支轉(zhuǎn)子是太陽(yáng)齒輪S、托架C和環(huán)形齒輪R。因此，功率傳送設(shè)備20使用總共六個(gè)功率分 支轉(zhuǎn)子，來(lái)在電動(dòng)發(fā)電機(jī)10、內(nèi)燃機(jī)12和從動(dòng)輪14之間分支功率。電動(dòng)發(fā)電機(jī)10與第一行星齒輪組22中的太陽(yáng)齒輪S機(jī)械耦接，并且還通過齒 輪G3與第二行星齒輪組M中的托架C機(jī)械耦接。電動(dòng)發(fā)電機(jī)10還通過連續(xù)可變變速器 (CVT) 30與第二行星齒輪組M中的太陽(yáng)齒輪S機(jī)械耦接。換言之，電動(dòng)發(fā)電機(jī)10與第二 行星齒輪組M中的托架C和太陽(yáng)齒輪S通過機(jī)械互鎖路徑連接在一起，從而它們彼此結(jié)合 地轉(zhuǎn)動(dòng)，而無(wú)需通過功率傳送設(shè)備20的其他功率分支轉(zhuǎn)子。如在本實(shí)施例中所使用的，CVT 36是使用金屬或橡膠傳送帶的機(jī)械類型。齒輪G3工作來(lái)以固定齒輪比將齒輪G3的輸入的 速度變換為齒輪G3的輸出的速度，并且齒輪G3由前進(jìn)齒輪實(shí)現(xiàn)，在前進(jìn)齒輪中，輸入和輸 出的速度的符號(hào)彼此相同，換言之，輸入和輸出的轉(zhuǎn)動(dòng)方向彼此相同。注意，在本文中所指 的輸入和輸出是指能量進(jìn)入的輸入端和能量輸出的輸出端。從動(dòng)輪14通過齒輪G7與第一行星齒輪組22中的環(huán)形齒輪R機(jī)械耦接。齒輪G7 由反轉(zhuǎn)齒輪實(shí)現(xiàn)，該反轉(zhuǎn)齒輪工作來(lái)以固定因子改變反轉(zhuǎn)齒輪的輸入的轉(zhuǎn)動(dòng)速度與它的輸 出的轉(zhuǎn)動(dòng)速度之比，并且反轉(zhuǎn)輸入的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。第一行星齒輪組22的托架C和第二行星齒輪組M中的環(huán)形齒輪R通過齒輪G5 和離合器Cl機(jī)械接合在一起。第一行星齒輪組22中的托架C和第二行星齒輪組M中的 太陽(yáng)齒輪S通過齒輪G4和離合器C2機(jī)械接合在一起。離合器Cl和離合器C2中每個(gè)作 為電子控制的切換機(jī)構(gòu)工作，以在嚙合狀態(tài)和斷開狀態(tài)之間切換，在嚙合狀態(tài)中，離合器Cl 和離合器C2的輸入和輸出嚙合，而在斷開狀態(tài)中，離合器Cl和離合器C2的輸入和輸出斷 開。齒輪G4和G5中的每個(gè)由反轉(zhuǎn)齒輪實(shí)現(xiàn)，該反轉(zhuǎn)齒輪工作來(lái)以固定因子改變反轉(zhuǎn)齒輪 的輸入的轉(zhuǎn)動(dòng)速度與它的輸出的轉(zhuǎn)動(dòng)速度之比，并且反轉(zhuǎn)輸入的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。
內(nèi)燃機(jī)12的曲軸(即，轉(zhuǎn)動(dòng)軸12a)通過單向軸承32和離合器C3來(lái)與第二行星 齒輪組M中的環(huán)形齒輪R機(jī)械耦接。轉(zhuǎn)動(dòng)軸1 還通過單向軸承34與第二行星齒輪組M 中的托架C機(jī)械接合。離合器C3用作電子控制的切換機(jī)構(gòu)，以在嚙合狀態(tài)和斷開狀態(tài)之 間切換，在嚙合狀態(tài)中，離合器C3的輸入和輸出嚙合，以通過它們傳送功率，而在斷開狀態(tài) 中，離合器C3的輸入和輸出斷開，以阻止功率傳送。離合器C3是常開型。單向軸承32用 作單向功率傳送機(jī)構(gòu)，以在單向軸承32的通向環(huán)形齒輪R的輸入的速度不小于單向軸承32 的通向轉(zhuǎn)動(dòng)軸12a的輸出的速度時(shí)，建立通過它的功率傳送。換言之，單向軸承32允許它 的輸出跟隨輸入的轉(zhuǎn)動(dòng)，除非輸出的速度大于輸入的速度。類似地，單向軸承34用作單向 功率傳送機(jī)構(gòu)，以在單向軸承34的通向內(nèi)燃機(jī)12的輸入的速度不小于單向軸承34的通向 托架C的輸出的速度時(shí)，建立通過它的功率傳送。換言之，單向軸承34允許它的輸出跟隨 輸入的轉(zhuǎn)動(dòng)，除非輸出的速度大于輸入的速度。圖1(b)是功率傳送設(shè)備20的略圖。如圖中所見，齒輪G3是由三個(gè)齒輪構(gòu)成的齒 輪組件或齒輪組。混合動(dòng)力系統(tǒng)還包括控制器40，用于控制功率傳送設(shè)備20的操作。具體地，控制 器40控制離合器C1、C2和C3的操作以調(diào)整功率傳送的模式，并且確定內(nèi)燃機(jī)12的受控變 量?？刂破?0還控制功率變換器36的操作，以確定電動(dòng)發(fā)電機(jī)10的受控變量。功率傳送設(shè)備20被設(shè)計(jì)為選擇性地在第一操作模式或第二操作模式下操作?？?制器40在第一和第二操作模式之間切換功率傳送設(shè)備的操作。在第一操作模式下，離合器 Cl處于嚙合狀態(tài)，而離合器C2處于斷開狀態(tài)。在第二操作模式下，離合器Cl處于斷開狀 態(tài)，而離合器C2處于嚙合狀態(tài)。下面將分別描述功率傳送設(shè)備20在第一和第二操作模式 下的操作以及當(dāng)從第一操作模式切換到第二操作模式時(shí)車輛的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)序列。第一操作模式圖2(a)到2(c)示出了第一操作模式中的中檔。圖2 (a)例示了功率傳送設(shè)備20 在第一操作模式下的功率傳送路徑。圖2(b)是表示第一行星齒輪組22和第二行星齒輪組 M中的太陽(yáng)齒輪S、托架C和環(huán)形齒輪R的速度以及內(nèi)燃機(jī)12的速度的列線圖。在圖2(b) 中，因?yàn)辇X輪G5由反轉(zhuǎn)齒輪構(gòu)成，所以第一行星齒輪組22(也被表示為“P1”)中的環(huán)形齒 輪R的負(fù)向轉(zhuǎn)動(dòng)方向被定義為“前進(jìn)”。當(dāng)進(jìn)入第一操作模式時(shí)，控制器40斷開離合器C3并且停止內(nèi)燃機(jī)12。功率傳送 設(shè)備20的功率分支轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)速度取決于電動(dòng)發(fā)電機(jī)10的速度以及CVT 30的齒輪比(也 稱作輸出/輸入速度比，可變速度比、滑輪比或CVT比)。具體地，第二行星齒輪組M中的 太陽(yáng)齒輪S和托架C的轉(zhuǎn)速調(diào)整將確定其它功率分支轉(zhuǎn)子的速度，因?yàn)榈谝恍行驱X輪組22 中的太陽(yáng)齒輪S、托架C和環(huán)形齒輪S的速度在列線圖中位于一條直線上，以及第二行星齒 輪組M中的太陽(yáng)齒輪S、托架C和環(huán)形齒輪S的速度在列線圖中也位于一條直線上。換言 之，第一行星齒輪組22和第二行星齒輪組M的每個(gè)中的太陽(yáng)齒輪S、托架C和環(huán)形齒輪R 被鏈接來(lái)提供它們的在列線圖中直線排列的輸出轉(zhuǎn)動(dòng)能量。如圖中顯而易見的是，在第一操作模式下，允許實(shí)現(xiàn)所謂的中檔，在中檔中，即使 功率源(即，電動(dòng)發(fā)電機(jī)10)正在運(yùn)行，從動(dòng)輪14的速度也保持為零(0)。這是因?yàn)楣β蕚?送設(shè)備20被設(shè)計(jì)為作為第一行星齒輪組22中的除了它的環(huán)形齒輪R之外的功率分支轉(zhuǎn)子 的太陽(yáng)齒輪S和托架C的輸出轉(zhuǎn)動(dòng)能量(即，功率)的量的符號(hào)彼此相反，如圖2(c)中所示，從而功率通過環(huán)形機(jī)械路徑在太陽(yáng)齒輪S和托架C之間循環(huán)，換言之，輸入到太陽(yáng)齒輪 S的轉(zhuǎn)動(dòng)能量從托架C輸出，并且隨后再次輸入到太陽(yáng)齒輪S。因此，當(dāng)功率傳送設(shè)備20處 于中檔時(shí)，輸出到從動(dòng)輪14的轉(zhuǎn)動(dòng)能量(即，功率)的數(shù)量將為零(0)。當(dāng)功率沒有通過延 伸通過太陽(yáng)齒輪S和托架C的環(huán)形機(jī)械路徑循環(huán)時(shí)，根據(jù)能量守恒定律，將造成功率傳送設(shè) 備20中的電動(dòng)發(fā)電機(jī)10的輸出能量作為熱能全部消耗。這將導(dǎo)致功率傳送設(shè)備20的無(wú) 用結(jié)構(gòu)，該功率傳送設(shè)備20不會(huì)作為功率分支設(shè)備工作來(lái)分支功率。因此，中檔的實(shí)現(xiàn)要 求功率在功率傳送設(shè)備20中的循環(huán)。注意，在圖2(c)中，太陽(yáng)齒輪S、托架C和環(huán)形齒輪R 的轉(zhuǎn)動(dòng)方向(或速度)的正符號(hào)(+)和負(fù)符號(hào)(_)表示相反方向它的正常方向和反轉(zhuǎn)方 向，轉(zhuǎn)動(dòng)能量(即，功率)的正符號(hào)(+)指示此時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)能量從功率傳送設(shè)備20輸出，以及力 矩的正符號(hào)(+)和負(fù)符號(hào)(_)被定義為滿足下述條件轉(zhuǎn)動(dòng)方向的符號(hào)和力矩的符號(hào)的乘 積將是轉(zhuǎn)動(dòng)能量(即，功率)的符號(hào)。本實(shí)施例中的功率傳送設(shè)備20的結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)為使得電動(dòng)發(fā)電機(jī)10在啟動(dòng)車輛時(shí) 能夠產(chǎn)生更大的力矩，而無(wú)需增加電動(dòng)發(fā)電機(jī)10的尺寸。這還將稍后在“第一操作模式下 的無(wú)限力矩”部分中進(jìn)行描述。圖3 (a)到3(b)例示了被置于功率分支模式下的功率傳送設(shè)備20的操作狀態(tài)，在 該操作狀態(tài)下，第一行星齒輪組22(也被表示為“P1”)中的托架C和太陽(yáng)齒輪S的功率的 符號(hào)彼此相同，從而功率不在第一行星齒輪組22中的托架C和太陽(yáng)齒輪S之間循環(huán)。這個(gè) 模式由下述結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)第二行星齒輪組24(也被表示為“P2”)中的環(huán)形齒輪R的功率的符 號(hào)反轉(zhuǎn)將導(dǎo)致第一行星齒輪組22中的托架C的功率的符號(hào)反轉(zhuǎn)。能夠改變或反轉(zhuǎn)第二行 星齒輪組M中的環(huán)形齒輪R的功率的符號(hào)的理由是因?yàn)榈诙行驱X輪組M中的太陽(yáng)齒輪 S和托架C的功率的符號(hào)彼此相反，如圖3(c)中所示。因此，第二行星齒輪組M中的環(huán)形 齒輪R的轉(zhuǎn)動(dòng)速度的符號(hào)被允許為負(fù)、正或零(0)。可以利用CVT 30的齒輪比和電動(dòng)發(fā)電機(jī)10的速度中的變化，改變第一行星齒輪 組22中的功率循環(huán)消失的條件。第一行星齒輪組22中的功率循環(huán)消失將導(dǎo)致功率傳送設(shè) 備20中的能量使用效率提高。圖4(a)到4(b)例示了功率傳送設(shè)備20的操作狀態(tài)，在該操作狀態(tài)下，通過在第 二行星齒輪組M中的太陽(yáng)齒輪S和托架C之間延伸且旁路其他功率分支轉(zhuǎn)子的環(huán)形機(jī)械 路徑的轉(zhuǎn)動(dòng)能量(即功率)循環(huán)消失。因?yàn)榄h(huán)形機(jī)械路徑連接通向功率源(即，電動(dòng)發(fā)電 機(jī)10)的第一支路和通向第一行星齒輪組22中的太陽(yáng)齒輪S的第二支路，從而流出環(huán)形機(jī) 械路徑的轉(zhuǎn)動(dòng)能量將流入第二支路，由此使得流過齒輪G3的轉(zhuǎn)動(dòng)能量的方向被反轉(zhuǎn)，從而 消除通過該環(huán)形機(jī)械路徑的功率循環(huán)，所以將發(fā)生上述轉(zhuǎn)動(dòng)能量循環(huán)消失。功率循環(huán)消失 使得該環(huán)形機(jī)械路徑中每單位時(shí)間的轉(zhuǎn)動(dòng)能量(即，功率)的量小于功率源(即，電動(dòng)發(fā)電 機(jī)10)的輸出，從而導(dǎo)致功率傳送設(shè)備20中的能量使用效率提高。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)能量的流動(dòng)方向在齒輪G3處反轉(zhuǎn)時(shí)，存在輸入到齒輪G3或從齒輪G輸出 的轉(zhuǎn)動(dòng)能量的量消失的時(shí)刻。當(dāng)利用從控制器40輸出的齒輪比控制信號(hào)來(lái)將產(chǎn)生這種時(shí) 刻的CVT 30的齒輪比保持原封不動(dòng)時(shí)，可能導(dǎo)致不期望的機(jī)械噪聲。因此，建議當(dāng)遇到這 種情況時(shí)，控制器40應(yīng)該有意地改變CVT 30的齒輪比。第二操作模式圖5(a)例示了當(dāng)功率傳送設(shè)備20被置于EV(電動(dòng)車輛)行進(jìn)模式時(shí)在第二操作模式下的功率傳送路徑，在EV行進(jìn)模式中，車輛僅僅由電動(dòng)發(fā)電機(jī)10驅(qū)動(dòng)。圖5(b)示出 了在EV行進(jìn)模式下的列線圖。在這種模式下，離合器C3斷開。如圖中所見，第二行星齒輪組M根本不用來(lái)傳送功率。這是因?yàn)榱匚幢皇┘拥?第二行星齒輪組M中的環(huán)形齒輪R上，從而該力矩還被作用于第二行星齒輪組M中的太 陽(yáng)齒輪S和托架C上，如下面等式(cl)和(U)中明顯看出的。Tr = -Tc/(1+P )(cl)Ts = - P Tc/(1+P )(c2)其中，ρ是太陽(yáng)齒輪S的齒數(shù)h與環(huán)形齒輪R的齒數(shù)^ 之比(即，ZsAr)，以及 Tr、Ts和Tc分別是環(huán)形齒輪R、太陽(yáng)齒輪S和托架C的力矩。電動(dòng)發(fā)電機(jī)10所產(chǎn)生的功率被輸入到第一行星齒輪組22中的太陽(yáng)齒輪S，并且還 通過CVT 30、離合器C2和齒輪G4輸入到第一行星齒輪組22中的托架C。這使得第一行星 齒輪組22中除了連接到從動(dòng)輪14的環(huán)形齒輪R之外的太陽(yáng)齒輪S和托架C的功率的符號(hào) 彼此相同，由此允許從動(dòng)輪14以高轉(zhuǎn)動(dòng)能量效率運(yùn)行。存在兩條功率傳送路徑一條功率 傳送路徑從電動(dòng)發(fā)電機(jī)10直接延伸到第一行星齒輪組22，以及第二條功率傳送路徑通過 CVT 30從電動(dòng)發(fā)電機(jī)10延伸到第一行星齒輪組22，這進(jìn)一步提高了轉(zhuǎn)動(dòng)能量的使用效率。 這是因?yàn)橥ㄟ^CVT 30進(jìn)行的功率傳送的效率通常低于例如通過齒輪比固定的齒輪進(jìn)行的 功率傳送的效率。圖6(a)例示了當(dāng)在第二操作模式下啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)12時(shí)的功率傳送路徑。圖6 (b) 例示了圖6(a)中的功率傳送設(shè)備20的操作狀態(tài)中的列線圖。當(dāng)要求啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)12時(shí)，控制器40嚙合離合器C3，以允許通過功率傳輸設(shè)備20 將電動(dòng)發(fā)電機(jī)10所產(chǎn)生的力矩傳送到內(nèi)燃機(jī)12。具體地，通過單向軸承32，將內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng) 轉(zhuǎn)子(即，第二行星齒輪組M中的環(huán)形齒輪R)的轉(zhuǎn)動(dòng)能量傳送到內(nèi)燃機(jī)12的轉(zhuǎn)動(dòng)軸12a。 圖6 (c)是表示第二行星齒輪組M中的太陽(yáng)齒輪S、托架C和環(huán)形齒輪R的轉(zhuǎn)動(dòng)方向、力矩 和轉(zhuǎn)動(dòng)能量(即功率)的符號(hào)的表格。該表格示出第二行星齒輪組M中的太陽(yáng)齒輪S和 托架C的功率的符號(hào)彼此相反，從而功率將在太陽(yáng)齒輪S和托架C之間循環(huán)。這使得能夠 將第二行星齒輪組M中的環(huán)形齒輪R的速度變?yōu)榉浅５偷闹祷蛄?0)，并且即使在電動(dòng)發(fā) 電機(jī)10的輸出或從動(dòng)輪14的輸入的絕對(duì)值不為零(0)，環(huán)形齒輪R的功率的絕對(duì)值也可以 變?yōu)榉浅５偷闹担瑥亩试S當(dāng)離合器C3嚙合同時(shí)內(nèi)燃機(jī)12的轉(zhuǎn)動(dòng)軸1 停止時(shí)，大大地降 低單向軸承32的輸出和輸入之間的速度差(即，輸入的速度與輸出的速度之比)。這最小 化由于在嚙合離合器C3后轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄以啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)12而作用于功率傳送設(shè)備20上的機(jī)械 變化。優(yōu)選地，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)12的速度小于或等于確保內(nèi)燃機(jī)12的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)所要求的最小 值時(shí)，嚙合離合器C3。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)12的速度大于最小值時(shí)，控制器40開始在正在運(yùn)轉(zhuǎn)的內(nèi)燃 機(jī)12中燃燒燃料，并且在燃燒控制模式下控制燃料的燃燒。圖7(a)例示了當(dāng)在第二操作模式下利用內(nèi)燃機(jī)12的功率運(yùn)轉(zhuǎn)車輛時(shí)的功率傳送 路徑。圖7(b)例示了圖7(a)中的功率傳送設(shè)備20的操作狀態(tài)中的列線圖。當(dāng)要求通過內(nèi)燃機(jī)12運(yùn)轉(zhuǎn)車輛時(shí)，控制器40斷開離合器C3，以允許僅僅通過第一 行星齒輪組22，將功率從電動(dòng)發(fā)電機(jī)10和內(nèi)燃機(jī)傳送到從動(dòng)輪14。具體地，通過兩條功率 傳送路徑將內(nèi)燃機(jī)12所產(chǎn)生的功率傳送到從動(dòng)輪14 一條功率傳送路徑延伸通過單向軸承34、齒輪G3和第一行星齒輪組22中的太陽(yáng)齒輪S，另一條功率傳送路徑延伸通過單向軸 承34、齒輪G3、CVT 30、離合器C2、齒輪G4和第一行星齒輪組22中的托架C。類似地，通過 兩條功率傳送路徑將電動(dòng)發(fā)電機(jī)10所產(chǎn)生的功率傳送到從動(dòng)輪14 一條功率傳送路徑直 接延伸到第一行星齒輪組22中的太陽(yáng)齒輪S，另一條功率傳送路徑延伸通過CVT 30、離合 器C2、齒輪G4和第一行星齒輪組22中的托架C。在這種內(nèi)燃機(jī)供給能量的行進(jìn)模式中，第 一行星齒輪組22中的托架C和太陽(yáng)齒輪S的功率的符號(hào)都為負(fù)，從而功率不在它們之間循 環(huán)。在內(nèi)燃機(jī)供給能量的行進(jìn)模式中，電動(dòng)發(fā)電機(jī)10不必作為電機(jī)操作，而是可以僅 僅用作發(fā)電機(jī)?；蛘撸妱?dòng)發(fā)電機(jī)10也可以置于關(guān)斷狀態(tài)。從第一操作模式到第二操作模 式的切換圖6 (a)例示了當(dāng)從動(dòng)輪14由電動(dòng)發(fā)電機(jī)10或內(nèi)燃機(jī)12運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，從電動(dòng)發(fā)電機(jī) 10或內(nèi)燃機(jī)12延伸到從動(dòng)輪14的功率傳送路徑的總齒輪比(即，總輸出/輸入速度比) 和CVT 30的齒輪比之間的關(guān)系。取決于輸入速度和輸出速度中的哪個(gè)被考慮作為基準(zhǔn)，本 文中所指的齒輪比也可以利用輸出/輸入速度比或輸入/輸出速度比表示。當(dāng)進(jìn)入第一操 作模式時(shí)，控制器40可以連續(xù)地改變CVT 30的齒輪比，以將車輛的行進(jìn)方向從后退方向改 變到前進(jìn)方向。當(dāng)達(dá)到CVT 30的給定齒輪比時(shí)，功率傳送設(shè)備20的操作切換到第二操作 模式，由此增加總齒輪比的允許改變范圍。具體地，功率傳送設(shè)備20能夠在第一操作模式下改變CVT 30的齒輪比，如圖8 (a) 中所示，從而在從動(dòng)輪14的速度為零的時(shí)刻，連續(xù)地將從動(dòng)輪14的轉(zhuǎn)動(dòng)方向從后退方向改 變到前進(jìn)方向，并且隨后能夠進(jìn)一步改變CVT 30的齒輪比來(lái)增加從電動(dòng)發(fā)電機(jī)10到從動(dòng) 輪14的功率傳送路徑中的總齒輪比。當(dāng)達(dá)到將不會(huì)發(fā)生省略力矩傳送的時(shí)刻時(shí)，換言之， 當(dāng)?shù)竭_(dá)模式切換點(diǎn)P時(shí)，功率傳送設(shè)備20可以從第一操作模式切換到第二操作模式，并且 隨后沿相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)CVT 30 (這在下面也稱作CVT反轉(zhuǎn)操作)，以進(jìn)一步增加總齒輪比。上述操作是通過將第二操作模式下總齒輪比隨CVT 30的齒輪比的變化而變化的 方向選擇為與第一操作模式下相反來(lái)實(shí)現(xiàn)。這是在關(guān)于CVT 30的齒輪比的函數(shù)在第二操 作模式下與在第一操作模式下的導(dǎo)數(shù)值符號(hào)相反的條件下建立的，在該函數(shù)中，CVT 30的 齒輪比由自變量表示，以及總齒輪比由因變量表示。這個(gè)條件通過齒輪G4和G5實(shí)現(xiàn)。具 體地，CVT反轉(zhuǎn)操作的可能性取決于齒輪G4和G5的齒輪比的乘積的符號(hào)。CVT反轉(zhuǎn)操作是 可行的條件將由將在本申請(qǐng)的最后部分中討論的部分“CVT反轉(zhuǎn)操作”中給出。在總齒輪比(S卩，作為從動(dòng)輪14的速度的輸出速度與作為電動(dòng)發(fā)電機(jī)10或內(nèi)燃 機(jī)12的速度的輸入速度之比)不變的條件下，控制器40執(zhí)行上述第一到第二操作模式切 換。當(dāng)離合器Cl的輸入和輸出的速度彼此相同，并且離合器C2的輸入和輸出的速度彼此 相同時(shí)，滿足上述條件。因此，可以在同時(shí)嚙合離合器Cl和C2時(shí)，進(jìn)行第一到第二操作模 式切換，由此避免省略向從動(dòng)輪14傳送力矩。利用圖1(a)中的齒輪G4和G5，避免省略向從動(dòng)輪14傳送力矩。如上所述，第二 行星齒輪組M被構(gòu)造為太陽(yáng)齒輪S、托架C和環(huán)形齒輪R的速度彼此都相同或彼此都不同。 換言之，除了當(dāng)太陽(yáng)齒輪S、托架C和環(huán)形齒輪R的速度都為零(0)時(shí)之外，太陽(yáng)齒輪S、托 架C和環(huán)形齒輪R的速度彼此不同。因此，僅僅CVT 30不可能實(shí)現(xiàn)離合器Cl的輸入和輸 出的速度彼此相同，并且離合器C2的輸入和輸出的速度彼此相同的條件。因此，功率傳送設(shè)備20具有齒輪G4和G5來(lái)確保離合器Cl和C2的嚙合穩(wěn)定性，而不省略向從動(dòng)輪14傳 送力矩。具體地，布置在第二行星齒輪組M的太陽(yáng)齒輪S和第一行星齒輪組22中的托架 22之間的齒輪G4，用作操作模式切換變速器來(lái)在第一操作模式和第二操作模式之間切換 后，補(bǔ)償?shù)诙行驱X輪組M的太陽(yáng)齒輪S和第一行星齒輪組22中的托架C之間的速度差。 類似地，布置在第二行星齒輪組M的環(huán)形齒輪R和第一行星齒輪組22中的托架C之間的 齒輪G5，用作操作模式切換變速器來(lái)當(dāng)在第一操作模式和第二操作模式之間切換后，補(bǔ)償 第二行星齒輪組對(duì)的環(huán)形齒輪R和第一行星齒輪組22中的托架C之間的速度差。功率傳 送設(shè)備20可以具有齒輪G4和G5中的至少之一，以消除當(dāng)在第一操作模式和第二操作模式 之間切換后省略力矩傳送。如稍后將詳細(xì)描述的，第一行星齒輪組22和第二行星齒輪組M 的每個(gè)中的太陽(yáng)齒輪S、托架C和環(huán)形齒輪S可以彼此互換。例如，第二行星齒輪組對(duì)中的 太陽(yáng)齒輪S和托架C可以彼此互換。在這種情況下，齒輪G4與第二行星齒輪組M中的托 架C機(jī)械接合。避免省略向從動(dòng)輪14傳送力矩所要求的齒輪G4、G5和CVT 30的齒輪比將 稍后在部分“模式切換條件”中討論。無(wú)需省略力矩傳送如上述討論中顯而易見，從第一操作模式到第二操作模式的切換導(dǎo)致總齒輪的允 許改變范圍增加。這允許減小CVT 30的尺寸。在第二操作模式中，功率不循環(huán)，由此與第 一操作模式相比，能夠增加功率傳送效率，該功率傳送效率是功率傳送設(shè)備20中的輸入能 量與輸出能量之比。圖8(b)是表示功率傳送效率和總齒輪比之間的關(guān)系的曲線圖。該曲 線圖示出在第一操作模式下存在非常低的功率傳送效率范圍，而在第二操作模式下，不存 在非常低的功率傳送效率范圍。在圖8(b)的曲線圖中，緊接切換到第二操作模式之前的第 一操作模式下的功率傳送效率被例示為高于第二操作模式下的功率傳送效率，但并不意味 著當(dāng)功率傳送設(shè)備20被設(shè)計(jì)為僅僅在第一操作模式下操作的功率傳送效率高于當(dāng)功率傳 送設(shè)備20被設(shè)計(jì)為在第一和第二操作模式之間切換時(shí)的功率傳送效率?？刂破?0在第一操作模式下致動(dòng)功率傳送設(shè)備20，以允許沿前進(jìn)和后退方向轉(zhuǎn) 動(dòng)從動(dòng)輪14，并且根據(jù)需要停止從動(dòng)輪14，而即使功率傳送效率低，也不必改變電動(dòng)發(fā)電 機(jī)10的速度的符號(hào)(即，轉(zhuǎn)動(dòng)方向)?？刂破?0還可以在從動(dòng)輪14在第一操作模式下沿 前進(jìn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的速度范圍內(nèi)消除功率在第一行星齒輪組22中的循環(huán)，從而提高第一操作 模式下的功率傳送效率?？刂破?0還可以在從動(dòng)輪14的速度高于給定值的范圍內(nèi)從第一 操作模式切換到第二操作模式，從而提高功率傳送效率，并且增加總齒輪比的允許改變范 圍。如稍后將詳細(xì)描述的，第一行星齒輪組22和第二行星齒輪組M的每個(gè)中的太陽(yáng) 齒輪S、托架C和環(huán)形齒輪S可以彼此互換。例如，第二行星齒輪組M中的太陽(yáng)齒輪S和托 架C可以彼此互換。在這種情況下，離合器C2與第二行星齒輪組M中的托架C機(jī)械接合。本實(shí)施例的混合動(dòng)力系統(tǒng)(即，功率傳送設(shè)備20)的結(jié)構(gòu)提供了下述優(yōu)點(diǎn)。1)功率傳送設(shè)備20被設(shè)計(jì)為具有下述結(jié)構(gòu)第二行星齒輪組M中的第一轉(zhuǎn)子 (即，環(huán)形齒輪R)與作為第一行星齒輪組22的三個(gè)功率分支轉(zhuǎn)子中除了與從動(dòng)輪14機(jī)械 耦合的第一轉(zhuǎn)子(即，環(huán)形齒輪R)之外的一個(gè)轉(zhuǎn)子(即，托架C)的第二轉(zhuǎn)子機(jī)械耦合，并 且第二行星齒輪組M中的剩余兩個(gè)功率分支轉(zhuǎn)子(即，太陽(yáng)齒輪S和托架C)的功率的符 號(hào)彼此不同。這實(shí)現(xiàn)將功率正在第一行星齒輪組22中的第二和第三轉(zhuǎn)子(即，托架C和太陽(yáng)齒輪幻之間循環(huán)的條件改變?yōu)楣β什辉诘谝恍行驱X輪組22中的第二和第三轉(zhuǎn)子之間循 環(huán)的條件。2)第二行星齒輪組M的三個(gè)功率分支轉(zhuǎn)子中的兩個(gè)功率分支轉(zhuǎn)子(即，太陽(yáng)齒 輪S和托架C)通過環(huán)形功率傳送路徑(其在下面也稱作旁路功率傳送路徑)機(jī)械耦接在 一起，該環(huán)形功率傳送路徑通過CVT 30和齒輪G3，從上述兩個(gè)功率分支轉(zhuǎn)子中的一個(gè)(即， 太陽(yáng)齒輪幻延伸到該兩個(gè)功率分支轉(zhuǎn)子中的另一個(gè)(即，托架C)，并且旁路第二行星齒輪 組M中的其他功率分支轉(zhuǎn)子(即，環(huán)形齒輪R)，由此實(shí)現(xiàn)上述兩個(gè)功率分支轉(zhuǎn)子的功率的 符號(hào)彼此不同的條件，并且與傳統(tǒng)混合動(dòng)力車輛不同，允許僅僅單個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)(即，電動(dòng)發(fā) 電機(jī))與功率傳送設(shè)備20機(jī)械結(jié)合使用。3) CVT 30布置在旁路功率傳送路徑中，該旁路功率傳送路徑連接在第二行星齒輪 組M的太陽(yáng)齒輪S和托架C之間，并且旁路第二行星齒輪組M中的環(huán)形齒輪R，從而允許 在第二行星齒輪組M中的環(huán)形齒輪R的轉(zhuǎn)動(dòng)方向反轉(zhuǎn)時(shí)，改變第二行星齒輪組M中的太 陽(yáng)齒輪S和托架C的速度。4)第一支路和第二支路機(jī)械連接到旁路功率傳送路徑，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)能量從該旁 路功率傳送路徑流到第二支路，以最小化功率傳送設(shè)備20中的能量使用效率降低，其中該 第一支路與電動(dòng)發(fā)電機(jī)10機(jī)械接合，第二支路與第一行星齒輪組22中的功率分支轉(zhuǎn)子中 的一個(gè)(即，太陽(yáng)齒輪幻機(jī)械接合，該旁路功率傳送路徑連接在第二行星齒輪組M的太陽(yáng) 齒輪S和托架C之間，并且旁路第二行星齒輪組M中的環(huán)形齒輪R。5)轉(zhuǎn)動(dòng)能量在該旁路功率傳送路徑的至少一部分中的流動(dòng)方向可以在CVT 30的 齒輪比的允許改變范圍內(nèi)反轉(zhuǎn)，從而使得能夠消除功率在該旁路功率傳送路徑中的循環(huán)。6)功率傳送設(shè)備20配備有離合器Cl和C2，該離合器Cl和C2分別將第一行星齒 輪組22中的托架C連接到第二行星齒輪組M中的環(huán)形齒輪R和太陽(yáng)齒輪S。這使得控制 器40能夠根據(jù)電動(dòng)發(fā)電機(jī)10、內(nèi)燃機(jī)12或從動(dòng)輪14的受控狀態(tài)，選擇第一行星齒輪組22 和第二行星齒輪組M中的功率分支轉(zhuǎn)子連接在一起。7)其中CVT 30的齒輪比由自變量表示以及功率源(即，電動(dòng)發(fā)電機(jī)10或內(nèi)燃機(jī) 12)和從動(dòng)輪14之間的功率傳送路徑中的總齒輪比由因變量表示的函數(shù)在第二操作模式 下的導(dǎo)數(shù)值如上所述被設(shè)置為與第一操作模式下的導(dǎo)數(shù)值符號(hào)相反。這使得CVT反轉(zhuǎn)操作 能夠擴(kuò)展總齒輪比的允許修改范圍，并且還允許CVT 30減小它的尺寸。8)功率傳送設(shè)備配備有機(jī)械機(jī)構(gòu)(即，齒輪G4和G5)，該機(jī)械機(jī)構(gòu)補(bǔ)償在第一操 作模式下第二行星齒輪組M中的環(huán)形齒輪R和第二操作模式下第二行星齒輪組M中的太 陽(yáng)齒輪S之間的速度差，從而消除當(dāng)在第一操作模式和第二操作模式之間切換后，即時(shí)省 略向從動(dòng)輪14傳送力矩。9)功率傳送設(shè)備20配備有功率傳送控制機(jī)構(gòu)(即，離合器C3和單向軸承32)，該 功率傳送控制機(jī)構(gòu)控制第二行星齒輪組M中的環(huán)形齒輪R和內(nèi)燃機(jī)12之間的功率傳送。 如上所述，第二行星齒輪組M中的太陽(yáng)齒輪S和托架C的功率的符號(hào)被設(shè)置為彼此相反， 從而功率將在該太陽(yáng)齒輪S和該托架C之間循環(huán)。這使得即使電動(dòng)發(fā)電機(jī)10的輸出或從 動(dòng)輪14的輸入的絕對(duì)值不為零(0)，也能夠使得第二行星齒輪組M的環(huán)形齒輪R的速度變 為非常低的值或零(0)，以及該環(huán)形齒輪R的功率的絕對(duì)值變?yōu)榉浅５偷闹?，從而允許在停 止內(nèi)燃機(jī)12的轉(zhuǎn)動(dòng)軸1 時(shí)，大大降低功率傳送控制機(jī)構(gòu)的輸出和輸入間的速度差。這最
18小化了通過使用通過功率傳送控制機(jī)構(gòu)傳送的力矩來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)12而作用于功 率傳送設(shè)備20上的機(jī)械變化。10)所述功率傳送控制機(jī)構(gòu)配備有電子控制的斷路器(即，離合器C3)，該電子控 制的斷路器用于建立或阻止第二行星齒輪組M中的內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)子(即，環(huán)形齒輪R)和 內(nèi)燃機(jī)12的轉(zhuǎn)動(dòng)軸1 之間的力矩傳送，從而避免在啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)之前，從內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)子 到內(nèi)燃機(jī)12的力矩傳送中的錯(cuò)誤，這最小化了功率傳送設(shè)備20中的能量或功率的不期望 消耗。11)所述功率傳送控制機(jī)構(gòu)還配備有單向軸承32，在該單向軸承32的通向內(nèi)燃機(jī) 啟動(dòng)轉(zhuǎn)子(即，第二行星齒輪組對(duì)中的環(huán)形齒輪R)的輸入的速度不小于該單向軸承32的 通向內(nèi)燃機(jī)12的轉(zhuǎn)動(dòng)軸12a的輸出的速度時(shí)，該單向軸承32建立從第二行星齒輪組M到 內(nèi)燃機(jī)12的轉(zhuǎn)動(dòng)軸12a的力矩傳送，從而避免當(dāng)在內(nèi)燃機(jī)12的燃燒室中的燃料開始燃燒 后產(chǎn)生力矩時(shí)，將該力矩從內(nèi)燃機(jī)12傳送到內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)子，從而快速地升高內(nèi)燃機(jī)12的 轉(zhuǎn)動(dòng)軸12a的速度。這是因?yàn)楫?dāng)單向軸承32的輸出的速度(S卩，轉(zhuǎn)動(dòng)軸12a的速度)被升 高到大于該單向軸承32的輸入的速度時(shí)，該單向軸承32阻止從它的輸出到輸入的力矩傳 送。這避免了將力矩脈動(dòng)傳送到車輛的操作者。12)功率傳送設(shè)備20還配備有功率傳送控制機(jī)構(gòu)(即，單向軸承34)，該功率傳送 控制機(jī)構(gòu)選擇性地建立或阻止內(nèi)燃機(jī)12和第二行星齒輪組M的功率分支轉(zhuǎn)子中除了它的 環(huán)形齒輪R之外的兩個(gè)功率分支轉(zhuǎn)子之間的功率傳送，從而實(shí)現(xiàn)在啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)12后將內(nèi)燃 機(jī)12的操作快速地帶到高效率速度范圍。圖9例示了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的安裝在混合動(dòng)力車輛中的功率傳送設(shè)備20。 與第一實(shí)施例中相同的參考標(biāo)記指代相同或相似的部件，并且在這里將省略對(duì)其的詳細(xì)說 明?？照{(diào)A/C(即，車輛附件)安裝在該混合動(dòng)力車輛中，并且由功率傳送設(shè)備20供 電。該空調(diào)A/C配備有壓縮機(jī)50，該壓縮機(jī)50具有與第一行星齒輪組22中的托架C機(jī)械 耦接的驅(qū)動(dòng)軸，從而將力矩從該托架C提供給壓縮機(jī)50的驅(qū)動(dòng)軸。如上所述，功率傳送設(shè) 備能夠在從動(dòng)輪14停止工作時(shí)以非零(0)的速度轉(zhuǎn)動(dòng)第一行星齒輪組22中的托架C，并且 由此當(dāng)車輛停車時(shí)驅(qū)動(dòng)該空調(diào)A/C。本實(shí)施例的功率傳送設(shè)備20能夠在車輛停止的同時(shí)啟動(dòng)壓縮機(jī)50時(shí)，將電動(dòng)發(fā) 電機(jī)10的操作效率保持為高。這是通過在不必增加電動(dòng)發(fā)電機(jī)10的尺寸的情況下確保啟 動(dòng)車輛所需要的力矩的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。換言之，本實(shí)施例的功率傳送設(shè)備20的結(jié)構(gòu)消除了對(duì) 增加電動(dòng)發(fā)電機(jī)10的尺寸來(lái)啟動(dòng)空調(diào)A/C的需求。在本實(shí)施例中，需要從電動(dòng)發(fā)電機(jī)10輸 出到壓縮機(jī)50的最大功率量是要從電動(dòng)發(fā)電機(jī)10輸出的最大功率量的25%到50%。在 電動(dòng)發(fā)電機(jī)10的輸出的范圍降到小于電動(dòng)發(fā)電機(jī)10的最大輸出的特定輸出時(shí)，電動(dòng)發(fā)電 機(jī)10的效率通常降低。因此，當(dāng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)10被運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)僅僅用于驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)50時(shí)，能夠 將電動(dòng)發(fā)電機(jī)10的效率保持為高。比如安裝在傳統(tǒng)混合動(dòng)力車輛中的電動(dòng)發(fā)電機(jī)之類的 電動(dòng)發(fā)電機(jī)的最大輸出通常為50kW或更多，其是壓縮機(jī)50的最大要求輸出(例如，幾kW) 的10倍或多于12倍。這使得當(dāng)車輛停止時(shí)，電動(dòng)發(fā)電機(jī)10被運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)以低效率驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī) 50。當(dāng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)10的所需輸出隨著車輛的所需行進(jìn)性能增加而增加時(shí)，可以通過
19限制用于驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)50的能量的量，將電動(dòng)發(fā)電機(jī)10的輸出主要用來(lái)驅(qū)動(dòng)車輛。電動(dòng)發(fā) 電機(jī)10的輸出的這種增加通常是在車輛加速時(shí)增強(qiáng)車輛的駕駛性能所需的。為了滿足這 種要求而增加電動(dòng)發(fā)電機(jī)10的尺寸，導(dǎo)致在相當(dāng)程度上顧慮電動(dòng)發(fā)電機(jī)10的生產(chǎn)成本增 加。與之形成對(duì)比，本實(shí)施例的功率傳送設(shè)備20的結(jié)構(gòu)可以工作來(lái)限制驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)50所 需的能量或功率，從而確保加速車輛的能力，而不必增加電動(dòng)發(fā)電機(jī)10的尺寸，從而導(dǎo)致 車輛的駕駛性能提高。壓縮機(jī)50與第一行星齒輪組22中的托架C的接合根本不會(huì)影響功率循環(huán)，如第 一實(shí)施例中所述。因此，本實(shí)施例的功率傳送設(shè)備20的結(jié)構(gòu)具有與第一實(shí)施例中的第一和 第二操作模式下的優(yōu)點(diǎn)相同的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)施例還提供下面的其它有益效果。13)將功率傳送設(shè)備20用作壓縮機(jī)50的功率源，消除了對(duì)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)50的附加 電機(jī)的需求。圖10例示了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的功率傳送設(shè)備20，該功率傳送設(shè)備20安 裝在僅僅由作為主要引擎工作的內(nèi)燃機(jī)12供給功率的機(jī)動(dòng)車輛中。與第一實(shí)施例中使用 的參考標(biāo)記相同的參考標(biāo)記指代相同或相似的部件，并且這里將省略對(duì)其的詳細(xì)說明。所述功率傳送設(shè)備20能夠?qū)崿F(xiàn)中檔，該中檔在第一操作模式下將驅(qū)動(dòng)軸14的速 度保持為零(0)，從而消除了對(duì)力矩變換器的需求。功率傳送設(shè)備20還能夠沿著前進(jìn)方向 運(yùn)轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸，或者在即使內(nèi)燃機(jī)12僅僅沿一個(gè)方向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也能夠反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸14的轉(zhuǎn)動(dòng)方 向，從而消除了對(duì)反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸14的轉(zhuǎn)動(dòng)方向的齒輪組的需求?？梢酝ㄟ^反轉(zhuǎn)第一行星齒輪 組22中的托架C的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，消除實(shí)現(xiàn)上述狀態(tài)所需的在第一行星齒輪組22中的太陽(yáng)齒 輪S和托架C之間的功率循環(huán)。當(dāng)進(jìn)入第二操作模式時(shí)，增加了功率傳送設(shè)備20中的功率 傳送效率，并且允許擴(kuò)充總齒輪比可以改變的范圍。當(dāng)要求啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)12時(shí)，控制器40致動(dòng)起動(dòng)機(jī)52來(lái)向內(nèi)燃機(jī)12提供初始力矩。其它實(shí)施例上述實(shí)施例可以如下進(jìn)行修改。功率傳送設(shè)備20的結(jié)構(gòu)功率傳送設(shè)備20可以具有如下示出的結(jié)構(gòu)。圖11例示了該功率傳送設(shè)備20中 的功率傳送路徑的略圖。“IN”指示從電動(dòng)發(fā)電機(jī)10和內(nèi)燃機(jī)12中的至少一個(gè)將功率發(fā) 送到的輸入端。“OUT”指示從其將功率傳送到驅(qū)動(dòng)軸14的輸出端?！癙1”指示第一行星齒 輪組22?！癙2”指示第二行星齒輪組對(duì)。第一行星齒輪組Pl配備有三個(gè)功率分支轉(zhuǎn)子U、V 和W，該三個(gè)功率分支轉(zhuǎn)子U、V和W是太陽(yáng)齒輪S、托架C和環(huán)形齒輪R的所有六個(gè)可能組 合中之一。類似地，第二行星齒輪組P2配備有三個(gè)功率分支轉(zhuǎn)子X、Y和Z，該三個(gè)功率分 支轉(zhuǎn)子X、Y和Z是太陽(yáng)齒輪S、托架C和環(huán)形齒輪R的所有六個(gè)可能組合中之一。因此，六 個(gè)功率分子轉(zhuǎn)子U、V、W、X、Y和Z的可能組合是下述三十六(36)個(gè)組合中之一 (S，C，R， S，C，R)，(S，C，R，S，R，C)，(S，C，R，C，S，R)，(S，C，R，C，R，S)，(S，C，R，R，S，C)，(S，C，R， R，C，S)，(S，R，C，S，C，R)，(S，R，C，S，R，C)，(S，R，C，C，S，R)，(S，R，C，C，R，S)，(S，R，C， R，S，C)，(S，R，C，R，C，S)，(C，S，R，S，C，R)，(C，S，R，S，R，C)，(C，S，R，C，S，R)，(C，S，R， C，R，S)，(C，S，R，R，S，C)，(C，S，R，R，C，S)，(C，R，S，S，C，R)，(C，R，S，S，R，C)，(C，R，S， C，S，R)，(C，R，S，C，R，S)，(C，R，S，R，S，C)，(C，R，S，R，C，S)，(R，S，C，S，C，R)，(R，S，C，S，R，C)，(R，S，C，C，S，R)，(R，S，C，C，R，S)，(R，S，C，R，S，C)，(R，S，C，R，C，S)，(R，C，S， S，C，R)，(R，C，S，S，R，C)，(R，C，S，C，S，R)，(R，C，S，C，R，S)，(R，C，S，R，S，C)，(R，C，S， R， C， S) ο在第一行星齒輪組Pl的功率分支轉(zhuǎn)子U、V、W、X之間進(jìn)行機(jī)械接合的功率傳送路 徑、在第二行星齒輪組P2的功率分支轉(zhuǎn)子X、Y和Z之間進(jìn)行機(jī)械接合的功率傳送路徑以及 在功率分支轉(zhuǎn)子U、V、W、X、Y和Z之間進(jìn)行機(jī)械接合的功率傳送路徑中可以布置比如齒輪 或齒輪組的機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)被設(shè)計(jì)為以固定比率將輸入速度變換為輸出速度。通過選擇齒輪 在功率傳送路徑中的位置或齒輪的結(jié)構(gòu)，可以將第一行星齒輪組Pi的功率分支轉(zhuǎn)子V和W 的功率的符號(hào)或第二行星齒輪組Ρ2的功率分支轉(zhuǎn)子Y和Z的功率的符號(hào)設(shè)置為彼此相反。 通過選擇CVT 30的齒輪比，可以反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)能量在連接第二行星齒輪組Ρ2的功率分支轉(zhuǎn)子 Y和Z的機(jī)械路徑的一部分中的流動(dòng)方向。此外，該功率傳送路徑中可以布置離合器Cl和 C2來(lái)建立第二操作模式。該功率傳送路徑還可以具有離合器C3，以將功率分支轉(zhuǎn)子X用作 內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)子?；蛘撸β蕚魉驮O(shè)備20可以被設(shè)計(jì)為具有圖12(a)到12(d)或圖13(a)到13(c) 中所例示的結(jié)構(gòu)中之一。與圖11中的結(jié)構(gòu)類似，第一行星齒輪組Pi配備有三個(gè)功率分支 轉(zhuǎn)子U、V和W，該三個(gè)功率分支轉(zhuǎn)子U、V和W是太陽(yáng)齒輪S、托架C和環(huán)形齒輪R的所有六 個(gè)可能組合中之一。類似地，第二行星齒輪組Ρ2配備有三個(gè)功率分支轉(zhuǎn)子Χ、Υ和Ζ，該三個(gè) 功率分支轉(zhuǎn)子Χ、Υ和ζ是太陽(yáng)齒輪S、托架C和環(huán)形齒輪R的所有六個(gè)可能組合中之一。因 此，六個(gè)功率分子轉(zhuǎn)子U、V、W、X、Y和Z的可能組合是下述三十六(36)個(gè)組合中之一 (S， C，R，S，C，R)，(S，C，R，S，R，C)，(S，C，R，C，S，R)，(S，C，R，C，R，S)，(S，C，R，R，S，C)，(S， C，R，R，C，S)，(S，R，C，S，C，R)，(S，R，C，S，R，C)，(S，R，C，C，S，R)，(S，R，C，C，R，S)，(S， R，C，R，S，C)，(S，R，C，R，C，S)，(C，S，R，S，C，R)，(C，S，R，S，R，C)，(C，S，R，C，S，R)，(C， S，R，C，R，S)，(C，S，R，R，S，C)，(C，S，R，R，C，S)，(C，R，S，S，C，R)，(C，R，S，S，R，C)，(C， R，S，C，S，R)，(C，R，S，C，R，S)，(C，R，S，R，S，C)，(C，R，S，R，C，S)，(R，S，C，S，C，R)，(R， S，C，S，R，C)，(R，S，C，C，S，R)，(R，S，C，C，R，S)，(R，S，C，R，S，C)，(R，S，C，R，C，S)，(R， C，S，S，C，R)，(R，C，S，S，R，C)，(R，C，S，C，S，R)，(R，C，S，C，R，S)，(R，C，S，R，S，C)，以及 (R，C，S，R C，S) ο在第一行星齒輪組Pl的功率分支轉(zhuǎn)子U、V、W、X之間進(jìn)行機(jī)械接合的功率傳送路 徑、在第二行星齒輪組P2的功率分支轉(zhuǎn)子X、Y和Z之間進(jìn)行機(jī)械接合的功率傳送路徑以及 在功率分支轉(zhuǎn)子U、V、W、X、Y和Z之間進(jìn)行機(jī)械接合的功率傳送路徑中可以布置比如齒輪 或齒輪組的機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)被設(shè)計(jì)為以固定比率將輸入速度變換為輸出速度。通過選擇齒輪 在功率傳送路徑中的位置或齒輪的結(jié)構(gòu)，可以將第一行星齒輪組Pi的功率分支轉(zhuǎn)子V和W 的功率的符號(hào)和第二行星齒輪組Ρ2的功率分支轉(zhuǎn)子Y和Z的功率的符號(hào)設(shè)置為相反。此 外，該功率傳送路徑中可以布置離合器Cl和C2來(lái)建立第二操作模式。該功率傳送路徑還 可以具有離合器C3，以將功率分支轉(zhuǎn)子X用作內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)子。通過選擇CVT 30的齒輪 比，可以反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)能量在連接第二行星齒輪組Ρ2的功率分支轉(zhuǎn)子Y和Z的機(jī)械路徑的一部 分中的流動(dòng)方向。然而，圖13(a)和13(b)中的每個(gè)結(jié)構(gòu)不會(huì)具有與第一行星齒輪組Pl相連且從旁 路功率傳送路徑分出的支路，該旁路功率傳送路徑連接在第二行星齒輪組Ρ2的功率分支轉(zhuǎn)子Y和Z之間，并且旁路第二行星齒輪組P2中的功率分支轉(zhuǎn)子X。因此，不可能選擇CVT 30的齒輪比來(lái)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)能量在旁路功率傳送路徑中的流動(dòng)。圖12(d)中的結(jié)構(gòu)與圖11中的結(jié)構(gòu)的不同之處在于輸入“IN”的位置。圖14是 例示圖1中的功率傳送設(shè)備20的修改的略圖，該修改使用圖12(d)中的結(jié)構(gòu)。圖13(b)中 的結(jié)構(gòu)具有布置在功率傳送路徑中的CVT30，該功率傳送路徑連接在第一行星齒輪組Pl和 第二行星齒輪組P2之間，并且該圖13(b)中的結(jié)構(gòu)可以與圖1(a)中的結(jié)構(gòu)一起使用。具 體地，功率傳送設(shè)備20可以配備有兩個(gè)CVT —個(gè)布置在第二行星齒輪組M中的太陽(yáng)齒輪 S和電動(dòng)發(fā)電機(jī)10之間，與圖1 (a)中類似，而另一個(gè)布置在第一行星齒輪組22和第二行星 齒輪組M之間，與圖13(b)中類似。行星齒輪組當(dāng)環(huán)形齒輪R和太陽(yáng)齒輪S的速度不為零(0)時(shí)將托架C的速度置為零(0)所需 的條件不必限制為其中環(huán)形齒輪R和太陽(yáng)齒輪S的速度的符號(hào)(既轉(zhuǎn)動(dòng)方向)彼此相反的 條件。例如，可替換地，功率傳送設(shè)備20可以被設(shè)計(jì)為當(dāng)太陽(yáng)齒輪S和環(huán)形齒輪R的轉(zhuǎn)動(dòng) 速度的符號(hào)彼此相同時(shí)，托架C的速度為零(0)。這例如通過雙小齒輪齒輪組實(shí)現(xiàn)，比如日 本專利首次公開No. 2001-108073中公開的雙小齒輪行星齒輪組。圖15例示了功率傳送設(shè)備20配備有雙小齒輪行星齒輪組的示例。如上述實(shí)施例 中使用的參考標(biāo)記相同的參考標(biāo)記指代相同或相似的部件。齒輪G2、G3、G4、G5、G6和G7 分別是反轉(zhuǎn)齒輪、前進(jìn)齒輪、反轉(zhuǎn)齒輪、前進(jìn)齒輪(也稱作正常轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪)、前進(jìn)齒輪和反轉(zhuǎn) 齒輪。所例示的結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)中檔，該中檔將第二行星齒輪組M中的托架C的速度置為零 (0)，并且所例示的結(jié)構(gòu)還可以在從第一操作模式切換到第二操作模式后建立CVT反轉(zhuǎn)操 作。功率傳送設(shè)備的轉(zhuǎn)子或者，取代第一和第二組轉(zhuǎn)子(即，第一行星齒輪組22和第二行星齒輪組中 之一或這兩者，功率傳送設(shè)備20可以配備有一組三個(gè)轉(zhuǎn)子，比如作為功率分支轉(zhuǎn)子工作的 差分齒輪組，該組三個(gè)轉(zhuǎn)子的速度在列線圖中沿直線排列。變速器(CVT30)取代機(jī)械傳送帶型的CVT 30，可以使用牽引驅(qū)動(dòng)型連續(xù)可變變速器或液壓控制式 連續(xù)可變變速器。還可以使用非連續(xù)可變變速器。內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)操作或者，可以在第一操作模式下啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)12。例如，控制器40可以在車輛停止時(shí) 啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)12，并且隨后使用該功率來(lái)移動(dòng)車輛?？刂破?0還可以將功率傳送設(shè)備20置于除了第一和第二操作模式之外的操作模 式，并且隨后啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)12。例如，控制器40可以斷開離合器Cl和C2，并且隨后啟動(dòng)內(nèi)燃 機(jī)12。這可以通過在車輛停止時(shí)利用斷路器來(lái)鎖定從動(dòng)輪14、嚙合離合器C3以及致動(dòng)電 動(dòng)發(fā)電機(jī)10來(lái)通過第二行星齒輪組M、單向軸承32和離合器C3將功率從電動(dòng)發(fā)電機(jī)10 提供給內(nèi)燃機(jī)12的轉(zhuǎn)動(dòng)軸12a，而在控制器40中實(shí)現(xiàn)。當(dāng)要求啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)12時(shí)，控制器40可以在將第二行星齒輪組M的環(huán)形齒輪R和 內(nèi)燃機(jī)12的轉(zhuǎn)動(dòng)軸1 之間的速度差置為低于給定值后，將環(huán)形齒輪R的力矩提供給轉(zhuǎn)動(dòng) 軸12a。然而，不必滿足這個(gè)條件。例如，當(dāng)該環(huán)形齒輪R和轉(zhuǎn)動(dòng)軸1 之間的速度差非常 大時(shí)，控制器40可以逐漸地增加離合器C3的嚙合度來(lái)創(chuàng)建它的部分嚙合狀態(tài)，并且隨后開始將力矩從環(huán)形齒輪R提供給內(nèi)燃機(jī)12的轉(zhuǎn)動(dòng)軸12a。嚙合離合器C3的條件當(dāng)內(nèi)燃機(jī)12的速度低于確保內(nèi)燃機(jī)12的操作穩(wěn)定性所需的最小值，并且發(fā)出內(nèi) 燃機(jī)啟動(dòng)請(qǐng)求時(shí)，控制器40嚙合上述實(shí)施例中的離合器C3，但是可替換地，可以在要求制 動(dòng)車輛時(shí)進(jìn)行這種嚙合。這在被設(shè)計(jì)為即使電動(dòng)發(fā)電機(jī)10的尺寸減小也確保內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng) 力矩的第一和第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)。電動(dòng)發(fā)電機(jī)10的尺寸減小到生成多達(dá)幾十kW的 程度，可能導(dǎo)致難以將要由電動(dòng)發(fā)電機(jī)10的再生操作產(chǎn)生的制動(dòng)力增加到需要的水平。然 而，第一或第二實(shí)施例的功率傳送設(shè)備20能夠嚙合離合器C3，并且將內(nèi)燃機(jī)12的阻力負(fù)載 作用于功率傳送設(shè)備20，以產(chǎn)生內(nèi)燃機(jī)制動(dòng)。第一力矩傳送控制機(jī)構(gòu)離合器C3和單向軸承32作為第一力矩傳送控制機(jī)構(gòu)工作，以在要求啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī) 12時(shí)，選擇性地阻止或建立內(nèi)燃機(jī)12的轉(zhuǎn)動(dòng)軸1 和功率傳送設(shè)備20的內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)子 (即，第二行星齒輪組M中的托架C)之間的力矩傳送。然而，第一功率傳送控制機(jī)構(gòu)可以 被設(shè)計(jì)為僅僅包括離合器C3。在這種情況下，通過在將初始轉(zhuǎn)動(dòng)給予內(nèi)燃機(jī)12的轉(zhuǎn)動(dòng)軸 12后，在開始燃燒內(nèi)燃機(jī)12中的燃料之前斷開離合器C3，避免在開始燃燒內(nèi)燃機(jī)12的燃 料后將突然增加的去往功率傳送設(shè)備20的不想要的力矩傳送。第一力矩傳送控制機(jī)構(gòu)還 可以利用僅僅單向軸承32制成?；蛘撸x合器C3可以與單向軸承32的輸出接合。取代在單向軸承32的輸入(即，第二行星齒輪組M中的用作內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)子的 環(huán)形齒輪R)的速度不小于單向軸承32的輸出(S卩，內(nèi)燃機(jī)12的轉(zhuǎn)動(dòng)軸12a)的速度的條 件下將建立向內(nèi)燃機(jī)12的力矩傳送的單向軸承32，可以使用單向離合器或另一類似類型 的單向功率傳送機(jī)構(gòu)，該單向離合器或另一類似類型的單向功率傳送機(jī)構(gòu)工作來(lái)使得轉(zhuǎn)動(dòng) 軸1 有差錯(cuò)或沒有差錯(cuò)地跟隨內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)。選擇性地阻止將力矩從功率傳送設(shè)備20傳送到轉(zhuǎn)動(dòng)軸12a以及啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)12的 離合器C3是常開型的，但是也可以是常閉型的。第二力矩傳送控制機(jī)構(gòu)單向軸承34作為第二力矩傳送控制機(jī)構(gòu)工作，以在要求運(yùn)轉(zhuǎn)從動(dòng)輪14時(shí)，選擇性 地建立內(nèi)燃機(jī)12和功率傳送設(shè)備20的功率傳送轉(zhuǎn)子(即，第二行星齒輪組M中的太陽(yáng)齒 輪S)之間的機(jī)械連接，以將力矩從內(nèi)燃機(jī)12傳送到從動(dòng)輪14。然而，可替換地，第二功率 傳送控制機(jī)構(gòu)可以由單向離合器制成。取代在單向軸承34的輸入的速度(即，內(nèi)燃機(jī)12的速度)不小于單向軸承34的 輸出的速度(即，功率傳送設(shè)備20的輸入的速度)的條件下將建立從內(nèi)燃機(jī)12到從動(dòng)輪 14的力矩傳送的單向軸承34，可以使用單向離合器或另一類似類型的單向功率傳送機(jī)構(gòu)， 該單向離合器或另一類似類型的單向功率傳送機(jī)構(gòu)工作來(lái)使得它的輸出有差錯(cuò)或沒有差 錯(cuò)地跟隨它的輸入的轉(zhuǎn)動(dòng)。取代單向功率傳送機(jī)構(gòu)，可以使用離合器。在這種情況下，通過控制內(nèi)燃機(jī)12的 速度或功率傳送轉(zhuǎn)子的速率來(lái)將離合器的輸入和輸出的速度變?yōu)楸舜艘恢?，并且隨后嚙合 該離合器，來(lái)避免由于離合器的嚙合而產(chǎn)生并且作用于功率傳送設(shè)備20的不想要的機(jī)械變化。
由功率分支轉(zhuǎn)子的力矩供給能量的附件除了空調(diào)的壓縮機(jī)50之外，功率傳送設(shè)備20可以被連接以向制動(dòng)泵、內(nèi)燃機(jī)12 的冷卻劑的水泵、或內(nèi)燃機(jī)12的冷卻扇提供功率，該制動(dòng)泵產(chǎn)生用于將制動(dòng)力施加到從動(dòng) 輪14的液壓。與附件耦接的功率分支轉(zhuǎn)子功率分支轉(zhuǎn)子中除了圖9中所例示的哪些功率分支轉(zhuǎn)子之外的一個(gè)或多個(gè)可以 與安裝在車輛中的比如壓縮機(jī)50之類的附件(也稱作附屬設(shè)備)機(jī)械耦接。該附件可以 機(jī)械連接在圖9中的第二行星齒輪組M的環(huán)形齒輪和離合器Cl之間。這個(gè)連接將導(dǎo)致即 使在不是啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)12的時(shí)刻，在第二操作模式下也發(fā)生功率循環(huán)，從而導(dǎo)致功率傳送效 率降低，但是提供了下述優(yōu)點(diǎn)在車輛行駛時(shí)環(huán)形齒輪R的速度被允許調(diào)整為零(0)或另一 值，以及即使當(dāng)車輛停止時(shí)，在第一和第二操作模式下都允許將功率提供給附件。停止或牽引車輛當(dāng)需要停止或牽引車輛時(shí)，優(yōu)選地，控制器40斷開離合器Cl和C2。這避免了在牽 引車輛之后CVT 30的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而最小化甚至配備有金屬傳送帶的CVT 30的劣化。例如，在 圖1的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)控制器40斷開離合器Cl和C2時(shí)，它使得電動(dòng)發(fā)電機(jī)10防止CVT 30轉(zhuǎn) 動(dòng)，并且允許離合器Cl和C2空閑。基本地，在CVT 30布置在環(huán)形路徑(該環(huán)形路徑在功 率傳送設(shè)備20的兩個(gè)功率分支轉(zhuǎn)子之間延伸)中且電動(dòng)發(fā)電機(jī)10與CVT 30的一個(gè)末端 機(jī)械接合的功率傳送設(shè)備20的結(jié)構(gòu)中，在第一和第二操作模式下都實(shí)現(xiàn)這個(gè)操作。圖18 示出了當(dāng)車輛停止時(shí)可以由第一實(shí)施例的控制器40以固定間隔執(zhí)行的邏輯步驟序列。在進(jìn)入該程序后，例程進(jìn)行到步驟10，在步驟10中，確定如圖1中例示的行進(jìn)允 許開關(guān)95是否關(guān)斷。行進(jìn)允許開關(guān)95是要被車輛操作者接通或關(guān)斷來(lái)允許車輛行進(jìn)的開 關(guān)。行進(jìn)允許開關(guān)95可以被設(shè)計(jì)為當(dāng)車輛操作者所攜帶的便攜式無(wú)線設(shè)備接近配備有控 制器40的車輛控制系統(tǒng)時(shí)，以無(wú)線方式接通或關(guān)斷。例如，當(dāng)行進(jìn)允許開關(guān)95接通時(shí)，反 轉(zhuǎn)器42與安裝在車輛中的蓄電池電連接。如果獲得意味著行進(jìn)允許開關(guān)95處于關(guān)斷狀態(tài) 的為“是”的回答時(shí)，則例程進(jìn)行到步驟12，在步驟12中，控制器斷開離合器Cl和C2。如 果在步驟10中或在步驟12后獲得為“否”的回答時(shí)，例程終止?？刂破?0可以嚙合離合器Cl和C2，并且隨后將功率傳送設(shè)備的總齒輪比設(shè)置為 給定的高速齒輪比，或者可替換地，將CVT 30的齒輪比改變?yōu)榫哂性诘谝缓偷诙僮髂Ｊ?之間不同的值，并且隨后嚙合離合器Cl和C2，由此鎖定從動(dòng)輪14。圖19示出了當(dāng)車輛停 止時(shí)可以由第一實(shí)施例的控制器40以固定間隔執(zhí)行的邏輯步驟序列的修改。與圖18中所 使用的步驟編號(hào)相同的步驟編號(hào)指代相同的操作，并且在這里將省略對(duì)其的詳細(xì)說明。如在步驟10中獲得意味行進(jìn)允許開關(guān)95被關(guān)斷的為“是”的回答時(shí)，則例程進(jìn)行 到步驟14，在步驟14中，控制器40調(diào)整CVT 30的齒輪比，以將總齒輪比設(shè)置為給定的高速 齒輪比，或者可替換地，將CVT 30的齒輪比改變?yōu)榫哂性诘谝缓偷诙僮髂Ｊ街g不同的 值。然后，例程進(jìn)行到步驟16，在步驟16中，控制器40嚙合離合器Cl和C2。如果在步驟 10中或者在步驟16后獲得為“否”的回答，則例程結(jié)束。其它修改功率傳送設(shè)備20可以被設(shè)計(jì)為當(dāng)在第一和第二操作模式之間切換后，允許省略 將力矩傳送到從動(dòng)輪14。這也提供了如第一實(shí)施例中描述相同的優(yōu)點(diǎn)1)。具體地，控制器40逐漸地增加要從斷開狀態(tài)切換到嚙合狀態(tài)的離合器Cl和C2中的一個(gè)的嚙合度，以建立 離合器Cl和C2中的該一個(gè)離合器的部分嚙合。然而，當(dāng)進(jìn)入要求在第一和第二操作模式 之間快速切換而不考慮由此產(chǎn)生的機(jī)械存料(mechanical stock)如何的故障安全模式時(shí)， 控制器40可以以CVT 30的齒輪比，強(qiáng)制在第一和第二操作模式之間切換，該CVT 30的齒 輪比將增加在第一和第二操作模式之間不同的總齒輪比值，而不產(chǎn)生離合器Cl和C2中之 一的部分嚙合。功率傳送設(shè)備20可以具有如圖16例示的結(jié)構(gòu)。具體地，齒輪或齒輪箱布置在離 合器C3和內(nèi)燃機(jī)12的轉(zhuǎn)動(dòng)軸12a之間，由此允許離合器C3的尺寸減小。控制器40不必將功率傳送設(shè)備20置為第二操作模式。安裝有功率傳送設(shè)備20的機(jī)動(dòng)車輛可以是由內(nèi)燃機(jī)供能的僅僅配備有內(nèi)燃機(jī)12 的車輛或僅僅配備有電動(dòng)發(fā)電機(jī)10的電動(dòng)車輛，以及如上所述的配備有內(nèi)燃機(jī)12和電動(dòng) 發(fā)電機(jī)10兩者的混合動(dòng)力車輛。機(jī)動(dòng)車輛還可以配備有多個(gè)供在運(yùn)轉(zhuǎn)從動(dòng)輪14時(shí)使用的 旋轉(zhuǎn)電機(jī)。所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)可以全部或部分由電動(dòng)發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)。例如，一些所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)可 以僅僅用作電機(jī)，而一些所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)可以僅僅用作發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)還工作來(lái)對(duì)車輛中 安裝的高壓電池進(jìn)行充電，以將電能提供給電機(jī)?？傹X輪比第一實(shí)施例的功率傳送設(shè)備20中的總齒輪比可以使用圖17中例示的等效結(jié)構(gòu)確 定。所例示的結(jié)構(gòu)具有齒輪61、62、63、64、65、66和67。齒輪Gl對(duì)應(yīng)于CVT 30。第一實(shí) 施例的結(jié)構(gòu)與圖17中的結(jié)構(gòu)的不同之處在于齒輪G2和G6。如果齒輪G2和G6的齒輪比 r2和r5都被選擇為一(1)，則圖17中的結(jié)構(gòu)將與第一實(shí)施例相同。齒輪G2到G7中的每 個(gè)齒輪是變速器機(jī)構(gòu)，該變速器機(jī)構(gòu)以固定比率將輸入速度變換為輸出速度，并且由單個(gè) 齒輪或一組多個(gè)齒輪構(gòu)成，該一組多個(gè)齒輪還可以配備有鏈條或傳送帶。齒輪&!(n= 1到7)的齒輪比rn在本文中被定義為速度b與速度a之比。注意， 圖17的各個(gè)塊中的“a”和“b”中的每個(gè)指示各個(gè)齒輪的輸入和輸出中之一。第一行星齒輪 組Pl中的太陽(yáng)齒輪S的齒數(shù)與環(huán)形齒輪R的齒數(shù)之比被定義為齒輪比P 1。第二行星齒輪 組P2中的太陽(yáng)齒輪S的齒數(shù)與環(huán)形齒輪R的齒數(shù)之比被定義為齒輪比P2。第一行星齒輪 組Pl的太陽(yáng)齒輪S、環(huán)形齒輪R和托架C的轉(zhuǎn)動(dòng)速度分別被定義為coSl、《Rl和《Cl。第 二行星齒輪組P2的太陽(yáng)齒輪S、環(huán)形齒輪R和托架C的轉(zhuǎn)動(dòng)速度分別被定義為coS2、 R2 和《C2。內(nèi)燃機(jī)12或電動(dòng)發(fā)電機(jī)10的輸出所輸入的功率傳送路徑的輸入“IN”的速度被 定義為ω IN。“OUT”指示從其將功率傳送到從動(dòng)輪14的功率傳送路徑的輸出。滿足等式 (c3)和(c4)。PlcoSl_(l+P 1) coCl+coRl = 0(c3)P2 ω S2- (1+ P 2) ω C2+ ω R2 = 0(c4)。1第一操作模式下的總齒輪比在第一操作模式中，第二行星齒輪組P2中的太陽(yáng)齒輪S的速度ω S2和托架C的 速度《C2由下面的關(guān)系式給出。WC2 = r2 · ω IN(c5)coS2 = r3 · rl · ωΙΝ(c6)。因此，第二行星齒輪組P2中的環(huán)形齒輪R的速度ω R2為
ω R2 = {(1+ P 2) · r2- P 2 · rl · r3} ω IN (c7)。使用等式(c7)從等式(c3)中消除速度《Si、 Cl和《R1，則獲得ρ 1 . r6 . r3 · ωΙΝ_(1+Ρ 1) · r5 · {(1+P 2) · r2-p 2 · rl · r3} ω IN+ ωR2 = 0 (c8)。相應(yīng)地，第一操作模式下的總齒輪比為總齒輪比=-r7[p1 · r6 · r3-(l+P 1) · r5 · {(1+P 2) · r2-p 2 · rl · r3}] (c9)。2第二操作模式下的總齒輪比在等式(3c)中考慮延伸通過齒輪G3、G1和G4的功率傳送路徑和延伸通過齒輪G3 和G6的功率傳送路徑，獲得ρ 1 . r3 . r6 · ω IN- (1+ P 1) · r3 · rl · r4 · ω IN+ ω R2 = 0(clO)。因此，第二操作模式下的總齒輪比為總齒輪比=-r7{p1 · r3 · r6-(l+P 1) · r3 · rl · r4}(ell)。不省略力矩傳送的模式切換條件在第一和第二操作模式下的總齒輪比彼此相同的條件下，實(shí)現(xiàn)不省略力矩傳送。 該條件如下表示-r7 [ P 1 · r6 · r3- (1+ P 1) · r5 · {(1+P 2) · r2- P 2 · r 1 · r3}]= -r7 {P 1 · r3 · r6-(l+P 1) · r3 · rl · r4}重寫上述等式，得到rl = {r2 · r5 · ( P 2+1)} / {r3 · (r5+ P 2+r4)}(cl2)。因此，通過選擇CVT 30(S卩，齒輪Gl)的齒輪比rl具有等式(cl2)右側(cè)的值，實(shí)現(xiàn) 在不省略向從動(dòng)輪14的力矩傳送的情況下的第一和第二操作模式之間的切換。CVT反轉(zhuǎn)操作CVT反轉(zhuǎn)操作在通過第一操作模式和第二操作模式下通過對(duì)關(guān)于齒輪比rl的函 數(shù)求導(dǎo)而得出的值的乘積為負(fù)的條件下實(shí)現(xiàn)，在該關(guān)于齒輪比rl的函數(shù)中，總齒輪比由因 變量表示，以及齒輪比rl由自變量表示。使用等式(c9)和(Cll)，上述條件由下式給出。{-(1+p 1) · r7 · r5 · P 2 · r3} · {r7 · (1+P 1) · r3 · r4} < 0。重寫上述關(guān)系，獲得_r5 · r4 · < 0。在第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，r4<0且r5<0。圖11的結(jié)構(gòu)中的總齒輪比也可以按照如上述相同的方式確定。第一操作模式下的無(wú)限力矩為了簡(jiǎn)化的目的，下面的討論將參照?qǐng)D17中的結(jié)構(gòu)。如果第一行星齒輪組22中的太陽(yáng)齒輪S的齒數(shù)h與環(huán)形齒輪R的齒數(shù)ττ之比 (即，h/Zr)被定義為P 1，以及第一行星齒輪組22中的環(huán)形齒輪R、太陽(yáng)齒輪S和托架C 的力矩分別被定義為Trl、Tsl和Tcl，則滿足下述等式(cl4)和(cl5)。Tsl = P 1 · Trl(cl4)Tcl =-(1+P 1) · Trl(cl5)。齒輪( 具有輸入&ia和輸出&ib。如果輸入Gna和輸出&ib的力矩被分別定義為Tna和Tnb (n = 1到7)，則滿足下述等式。T5a = _r5 · T5b = r5 · Tcl = -r5 · (1+ P 1) · Trl(cl6)T6a = _r6 · T6b = r6 · Tsl = r6 · P 1 · Trl(cl7)。如果第二行星齒輪組M中的太陽(yáng)齒輪S的齒數(shù)h與環(huán)形齒輪R的齒數(shù)rLx之比 (即，h/Zr)被定義為P 2、以及第二行星齒輪組M中的環(huán)形齒輪R、太陽(yáng)齒輪S和托架C 的力矩分別被定義為Tr2、Ts2和Tc2，則根據(jù)等式(cl)和(c2)，滿足下述等式(cl8)和 (cl9)。Ts2 = P 2 · Tr2(cl8)Tc2 = -(1+P 2) ‘ Tr2(cl9)。力矩Tr2由下述等式給出。Tr2 = _T5a = r5 · T5b = -r5 · Tlc(c20)。= r5 · (1+P 1) · Trl因此，滿足下述關(guān)系式。Tla =-rl · Tlb = rl · Ts2= rl · P 2 · Tr2= rl · P 2 · r5 · (1+P 1) · Trl(c21)T2a = _r2 · T2b = r2 · Tc2=-r2 · (1+P 2) · Tr2= -r2 · r5 · (1+ P 2) · (1+ P 1) · Trl (c22)根據(jù)等式(cl7)和(c20)，滿足下述關(guān)系式。T3b = -(Tla+T6a)= - {rl · P 2 · r5 · (1+P l)+r6 · P 1} · Trl (c23)作為力矩傳送到圖17中輸入“IN”的輸入力矩TIN由下述等式(c24)給出。TIN = -(T3a+T2a)= - (-r3 · Tb3+T2a)= -{r3 *rl · P 2 τ5 · (1+P l)+r3 τ6 · P l~r2 τ5 · (1+P 2) · (1+P 1)} .Trl (c24)等式(c24)示出當(dāng)齒輪比rl被調(diào)整為使得力矩Trl的系數(shù)(S卩，公式(c24)右側(cè) 的第一項(xiàng))接近于零(0)時(shí)，力矩Trl相對(duì)于有限的輸入力矩TIN將具有非常大的值。第 一實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)具有連接在齒輪G3和CVT 30之間的電動(dòng)發(fā)電機(jī)10，從而電動(dòng)發(fā)電機(jī)10 的速度利用齒輪比r3變換。因此，在第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，齒輪比r2由r3和r2的乘積表 示。因此，通過將齒輪比r3設(shè)置為一(1)以及選擇齒輪比rl( S卩，CVT 30的齒輪比)，可以 大大地增加第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中的從動(dòng)輪14的力矩(即，力矩Trl)。第一操作模式下的能量反轉(zhuǎn)為了簡(jiǎn)化的目的，下面的討論將參照?qǐng)D17中的結(jié)構(gòu)。只要輸入“IN”的轉(zhuǎn)動(dòng)速度不變，第二行星齒輪組M中的太陽(yáng)齒輪S和托架C的 速度的符號(hào)(即，轉(zhuǎn)動(dòng)方向)就保持不變。輸入“IN”的速度不變但轉(zhuǎn)動(dòng)能量的流動(dòng)方向在 齒輪G3處反轉(zhuǎn)的事實(shí)等價(jià)于齒輪G3的力矩的符號(hào)反轉(zhuǎn)的事實(shí)。根據(jù)等式(c23)，通過選擇 齒輪比rl來(lái)使得齒輪G3的力矩的符號(hào)反轉(zhuǎn)所需的條件是包括齒輪比rl的系數(shù)(即，等式
27(c23)的右側(cè)第一項(xiàng))和常數(shù)項(xiàng)(即，等式(c23)的右側(cè)第二項(xiàng))的符號(hào)彼此相反，因?yàn)榈?式(c23)是齒輪比rl的線性函數(shù)，并且齒輪比rl >0。換言之，上述所需條件要滿足下述 等式(c25)。{ P 2 · r5 · (1+ P 1)} · {r6 · P 1} <0在第一實(shí)施例中，由于齒輪比r5 <0且齒輪比r6 = 1，所以滿足等式(c25)。等 式(c25)所表示的條件示出齒輪G6是必不可少的，換言之，要求將第二行星齒輪組M中的 太陽(yáng)齒輪S和托架C機(jī)械連接在一起的旁路功率傳送路徑具有與第一行星齒輪組22連接 的支路。具體地，因?yàn)榈仁?c23)是齒輪比rl的線性函數(shù)，所以當(dāng)力矩T3為零(0)時(shí)的齒 輪比rl(即下面的等式(W6))的值優(yōu)選地被要求為位于可調(diào)齒輪比范圍內(nèi)，在該可調(diào)齒輪 比范圍內(nèi)，允許通過控制CVT 30來(lái)改變齒輪比rl。rl = (-1) · (r6 · P 1)/{ρ 2 · r5 · (1+P 1)}(c26)當(dāng)齒輪比rl位于可調(diào)齒輪比范圍的中間位置時(shí)，通過調(diào)整公式(c26)中的每個(gè)齒 輪(或每個(gè)齒輪箱)的齒輪比的絕對(duì)值來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)齒輪G3的轉(zhuǎn)動(dòng)能量的符號(hào)的反轉(zhuǎn)。然而， 在上述實(shí)施例中，滿足等式(W6)的齒輪比rl被要求落在車輛的向前行進(jìn)范圍內(nèi)。當(dāng)要求通過將旁路功率傳送路徑中的轉(zhuǎn)動(dòng)能量的符號(hào)反轉(zhuǎn)來(lái)將旁路功率傳送路 徑中的轉(zhuǎn)動(dòng)能量降到低于輸入“IN”的轉(zhuǎn)動(dòng)能量時(shí)，在不通過與功率源連接的如上所述的支 路的情況下與τ形路徑接合的第二行星齒輪組P2中的功率分支轉(zhuǎn)子(即，圖1 (a)中的太 陽(yáng)齒輪幻的功率為正。該T形路徑是在與第一行星齒輪組Pl連接的支路和旁路功率傳送 路徑之間進(jìn)行接合的路徑。盡管為了便于更好地理解本發(fā)明，已經(jīng)針對(duì)優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該 明白的是，本發(fā)明可以按照各種方式實(shí)現(xiàn)，而不會(huì)背離本發(fā)明的原理。因此，本發(fā)明應(yīng)該被 理解為包括所有可能的實(shí)施例和對(duì)所示出的實(shí)施例的修改，這些可能的實(shí)施例和對(duì)所示出 的實(shí)施例的修改可以在不背離如所附權(quán)利要求中所闡述的本發(fā)明的原理的情況下實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種用于車輛的功率傳送裝置，所述裝置包括第一轉(zhuǎn)子組，所述第一轉(zhuǎn)子組包括第一、第二和第三轉(zhuǎn)子，所述第一、第二和第三轉(zhuǎn)子 被機(jī)械鏈接，從而使得它們的轉(zhuǎn)動(dòng)速度在列線圖中沿直線排列；以及第二轉(zhuǎn)子組，所述第二轉(zhuǎn)子組包括第一、第二和第三轉(zhuǎn)子，所述第一、第二和第三轉(zhuǎn)子 被機(jī)械鏈接，從而使得它們的轉(zhuǎn)動(dòng)速度在列線圖上沿直線排列，其中，所述第一和第二轉(zhuǎn)子組用作功率分支設(shè)備，用來(lái)將由功率源所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)能量 傳送到車輛的從動(dòng)輪，其中，所述第一轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子與所述從動(dòng)輪機(jī)械連接，并且所述第一轉(zhuǎn)子組中 的第二轉(zhuǎn)子與所述第二轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子機(jī)械連接，以及其中，所述第二轉(zhuǎn)子組中的第二和第三轉(zhuǎn)子被鏈接為使得所具有的功率的符號(hào)彼此不同。
2.如權(quán)利要求1所述的功率傳送裝置，其中，所述第一轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子和所述第 二轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子機(jī)械被耦接在一起，而沒有通過所述第一轉(zhuǎn)子組中的第一和第三轉(zhuǎn) 子以及所述第二轉(zhuǎn)子組中的第二和第三轉(zhuǎn)子，其中所述第二轉(zhuǎn)子組與所述功率源機(jī)械接 合，并且其中所述功率分支設(shè)備具有操作模式，在所述操作模式中，僅僅通過所述第二轉(zhuǎn)子 組中的第二和第三轉(zhuǎn)子，將由所述功率源所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)能量傳送到所述第二轉(zhuǎn)子組中的第 一轉(zhuǎn)子。
3.如權(quán)利要求1所述的功率傳送裝置，還包括連接機(jī)構(gòu)，所述連接機(jī)構(gòu)布置在所述第 二轉(zhuǎn)子組的外部，并且機(jī)械連接在所述第二轉(zhuǎn)子組的第二和第三轉(zhuǎn)子之間。
4.如權(quán)利要求3所述的功率傳送裝置，其中，所述第二轉(zhuǎn)子組中的第二和第三轉(zhuǎn)子被 通過其中布置有所述連接機(jī)構(gòu)的旁路功率傳送路徑機(jī)械連接，并且所述功率傳送裝置還包 括變速器，所述變速器被布置在所述旁路功率傳送路徑中，并且用來(lái)以可變的輸出/輸入 速度比，將所述變速器的輸入的轉(zhuǎn)動(dòng)速度變換為所述變速器的輸出的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。
5.如權(quán)利要求3所述的功率傳送裝置，還包括與所述連接機(jī)構(gòu)機(jī)械連接的第一支路和 第二支路，所述第一支路通向所述功率源，所述第二支路延伸到所述第一轉(zhuǎn)子組。
6.如權(quán)利要求5所述的功率傳送裝置，還包括變速器，所述變速器連接所述第一和第 二組轉(zhuǎn)子組中的第一到第三轉(zhuǎn)子中的兩個(gè)轉(zhuǎn)子，所述變速器用來(lái)以可變的輸出/輸入速度 比，將所述變速器的輸入的轉(zhuǎn)動(dòng)速度變換為所述變速器的輸出的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，其中所述第二 轉(zhuǎn)子組中的第二和第三轉(zhuǎn)子通過旁路功率傳送路徑機(jī)械連接，并且其中在允許改變所述變 速器的輸出/輸入速度比的可變范圍內(nèi)，能夠反轉(zhuǎn)在所述旁路功率傳送路徑的一部分中的 轉(zhuǎn)動(dòng)能量的流動(dòng)方向。
7.如權(quán)利要求1所述的功率傳送裝置，還包括變速器，所述變速器連接所述第一和第 二組轉(zhuǎn)子組中的第一到第三轉(zhuǎn)子中的兩個(gè)轉(zhuǎn)子，所述變速器用來(lái)以可變的輸出/輸入速度 比，將所述變速器的輸入的轉(zhuǎn)動(dòng)速度變換為所述變速器的輸出的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。
8.如權(quán)利要求1所述的功率傳送裝置，其中，所述第一轉(zhuǎn)子組中的第一、第二和第三轉(zhuǎn) 子中的兩個(gè)轉(zhuǎn)子與所述第二轉(zhuǎn)子組中的第一、第二和第三轉(zhuǎn)子中的兩個(gè)轉(zhuǎn)子機(jī)械連接。
9.如權(quán)利要求1所述的功率傳送裝置，還包括第一切換機(jī)構(gòu)和第二切換機(jī)構(gòu)，所述第 一切換機(jī)構(gòu)被選擇性地置為處于嚙合狀態(tài)和斷開狀態(tài)之一中，該嚙合狀態(tài)建立所述第一轉(zhuǎn) 子組中的第二轉(zhuǎn)子和所述第二轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子之間的機(jī)械連接，該斷開狀態(tài)阻止所述第一轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子和所述第二轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子之間的機(jī)械連接，所述第二切換 機(jī)構(gòu)被選擇性地置為處于嚙合狀態(tài)和斷開狀態(tài)之一中，該嚙合狀態(tài)建立所述第二轉(zhuǎn)子組中 的第二轉(zhuǎn)子和第三轉(zhuǎn)子之一和所述第一轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子之間的機(jī)械連接，該斷開狀態(tài) 阻止所述第二轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子和第三轉(zhuǎn)子之一和所述第一轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子之間 的機(jī)械連接。
10.如權(quán)利要求9所述的功率傳送裝置，還包括變速器，所述變速器被布置在將所述功 率源和所述第二轉(zhuǎn)子組機(jī)械連接在一起的功率傳送路徑、和將所述第一轉(zhuǎn)子組和所述第二 轉(zhuǎn)子組機(jī)械連接在一起的功率傳送路徑中的至少之一中，并且所述變速器用來(lái)以可變的輸 出/輸入速度比，將所述變速器的輸入的轉(zhuǎn)動(dòng)速度變換為所述變速器的輸出的轉(zhuǎn)動(dòng)速度， 其中當(dāng)所述第一切換機(jī)構(gòu)被置為處于所述嚙合狀態(tài)、并且所述第二切換機(jī)構(gòu)處于所述斷開 狀態(tài)時(shí)，進(jìn)入第一操作模式，而當(dāng)所述第一切換機(jī)構(gòu)被置為處于所述斷開狀態(tài)、并且所述第 二切換機(jī)構(gòu)處于所述嚙合狀態(tài)時(shí)，進(jìn)入第二操作模式，其中在所述功率源和所述從動(dòng)輪之 間設(shè)置功率傳送路徑，其中關(guān)于自變量的函數(shù)在所述第一操作模式下的導(dǎo)數(shù)值與在所述第 二操作模式下的導(dǎo)數(shù)值的符號(hào)相反，在所述函數(shù)中，所述變速器的輸出/輸入速度比由所 述自變量表示，并且所述功率傳送路徑的總輸出/輸入速度比由因變量表示。
11.如權(quán)利要求10所述的功率傳送裝置，還包括模式切換變速器，所述模式切換變速 器被布置在第一功率傳送路徑和第二功率傳送路徑的至少之一中，所述第一功率傳送路徑 在所述第一操作模式下建立，并且在所述第二轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子和所述第一轉(zhuǎn)子組中的 第二轉(zhuǎn)子之間延伸，所述第二功率傳送路徑在所述第二操作模式下建立，并且在所述第二 轉(zhuǎn)子組的第二轉(zhuǎn)子和第三轉(zhuǎn)子之一和所述第一轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子之間延伸，所述模式切 換變速器用于當(dāng)在所述第一和第二操作模式之間切換時(shí)，補(bǔ)償所述第二轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn) 子和所述第一轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子之間的速度差，或者補(bǔ)償所述第二轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子 和第三轉(zhuǎn)子之一和所述第一轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子之間的速度差。
12.如權(quán)利要求1所述的功率傳送裝置，其中，所述功率源包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)和內(nèi)燃機(jī)，所 述功率傳送裝置還包括力矩傳送控制機(jī)構(gòu)，所述力矩傳送控制機(jī)構(gòu)選擇性地建立和阻止所 述第二轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子和所述內(nèi)燃機(jī)之間的功率傳送。
13.如權(quán)利要求12所述的功率傳送裝置，其中，所述力矩傳送控制機(jī)構(gòu)包括電子控制 的斷路器，所述電子控制的斷路器阻止所述第二轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子和所述內(nèi)燃機(jī)之間的 功率傳送。
14.如權(quán)利要求13所述的功率傳送裝置，其中，所述力矩傳送控制機(jī)構(gòu)還包括單向功 率傳送機(jī)構(gòu)，在所述單向功率傳送機(jī)構(gòu)的通向所述第二轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子的輸入的速度 大于或等于所述單向功率傳送機(jī)構(gòu)的通向所述內(nèi)燃機(jī)的輸出的速度時(shí)，所述單向功率傳送 機(jī)構(gòu)建立所述第一轉(zhuǎn)子和所述內(nèi)燃機(jī)之間的功率傳送。
15.如權(quán)利要求12所述的功率傳送裝置，還包括第二力矩傳送控制機(jī)構(gòu)，所述第二力 矩傳送控制機(jī)構(gòu)選擇性地建立和阻止所述第二轉(zhuǎn)子組中的第一到第三轉(zhuǎn)子中除了所述第 一轉(zhuǎn)子之外的一個(gè)轉(zhuǎn)子和所述內(nèi)燃機(jī)之間的功率傳送。
16.如權(quán)利要求1所述的功率傳送裝置，其中，所述第一和第二轉(zhuǎn)子組內(nèi)的每個(gè)轉(zhuǎn)子組 中的第一、第二和第三轉(zhuǎn)子中的每個(gè)是行星齒輪組中的太陽(yáng)齒輪、托架和環(huán)形齒輪中之一。
17.一種用于車輛的功率傳送控制系統(tǒng)，所述功率傳送控制系統(tǒng)包括第一轉(zhuǎn)子組，所述第一轉(zhuǎn)子組包括第一、第二和第三轉(zhuǎn)子，所述第一、第二和第三轉(zhuǎn)子 被機(jī)械鏈接，從而使得它們的轉(zhuǎn)動(dòng)速度在列線圖上沿直線排列；第二轉(zhuǎn)子組，所述第二轉(zhuǎn)子組包括第一、第二和第三轉(zhuǎn)子，所述第一、第二和第三轉(zhuǎn)子 被機(jī)械鏈接，從而使得它們的轉(zhuǎn)動(dòng)速度在列線圖上沿直線排列； 第一和第二切換機(jī)構(gòu)；以及 控制器，其中，所述第一和第二轉(zhuǎn)子組用作功率分支設(shè)備，用來(lái)將由功率源所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)能量 傳送到車輛的從動(dòng)輪，其中，所述第一轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子與所述從動(dòng)輪機(jī)械連接，并且所述第一轉(zhuǎn)子組中 的第二轉(zhuǎn)子與所述第二轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子機(jī)械連接，其中，所述第二轉(zhuǎn)子組中的第二和第三轉(zhuǎn)子被鏈接為使得所具有的功率的符號(hào)彼此不同，其中，所述第一切換機(jī)構(gòu)被選擇性地置為處于嚙合狀態(tài)和斷開狀態(tài)之一中，該嚙合狀 態(tài)建立所述第一轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子和所述第二轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子之間的機(jī)械連接，該 斷開狀態(tài)阻止所述第一轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子和所述第二轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子之間的機(jī)械 連接，并且所述第二切換機(jī)構(gòu)被選擇性地置為處于嚙合狀態(tài)和斷開狀態(tài)之一中，該嚙合狀 態(tài)建立所述第一轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子之間的機(jī)械連接，該斷開 狀態(tài)阻止所述第一轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子和所述第二轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子之間的機(jī)械連接， 以及其中，當(dāng)所述車輛的行進(jìn)允許開關(guān)處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，所述控制器將所述第一和第二切 換機(jī)構(gòu)都置為處于它們的斷開狀態(tài)中。
18. 一種用于車輛的功率傳送控制系統(tǒng)，所述功率傳送控制系統(tǒng)包括 第一轉(zhuǎn)子組，所述第一轉(zhuǎn)子組包括第一、第二和第三轉(zhuǎn)子，所述第一、第二和第三轉(zhuǎn)子 被機(jī)械鏈接，從而使得它們的轉(zhuǎn)動(dòng)速度在列線圖上沿直線排列；第二轉(zhuǎn)子組，所述第二轉(zhuǎn)子組包括第一、第二和第三轉(zhuǎn)子，所述第一、第二和第三轉(zhuǎn)子 被機(jī)械鏈接，從而使得它們的轉(zhuǎn)動(dòng)速度在列線圖上沿直線排列； 第一和第二切換機(jī)構(gòu)；變速器，所述變速器被布置在機(jī)械連接所述功率源和所述第二轉(zhuǎn)子組的功率傳送路 徑、和機(jī)械連接所述第一轉(zhuǎn)子組和所述第二轉(zhuǎn)子組的功率傳送路徑的至少之一中，并且用 來(lái)以可變的輸出/輸入速度比，將所述變速器的輸入的轉(zhuǎn)動(dòng)速度變換為所述變速器的輸出 的轉(zhuǎn)動(dòng)速度；以及 控制器，其中，所述第一和第二轉(zhuǎn)子組用作功率分支設(shè)備，用來(lái)將由功率源所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)能量 傳送到車輛的從動(dòng)輪，其中，所述第一轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子與所述從動(dòng)輪機(jī)械連接，并且所述第一轉(zhuǎn)子組中 的第二轉(zhuǎn)子與所述第二轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子機(jī)械連接，其中，所述第二轉(zhuǎn)子組中的第二和第三轉(zhuǎn)子被鏈接為使得所具有的功率的符號(hào)彼此不同，其中，所述第一切換機(jī)構(gòu)被選擇性地置為處于嚙合狀態(tài)和斷開狀態(tài)之一中，該嚙合狀態(tài)建立所述第一轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子和所述第二轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子之間的機(jī)械連接，該 斷開狀態(tài)阻止所述第一轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子和所述第二轉(zhuǎn)子組中的第一轉(zhuǎn)子之間的機(jī)械 連接，并且所述第二切換機(jī)構(gòu)被選擇性地置為處于嚙合狀態(tài)和斷開狀態(tài)之一中，該嚙合狀 態(tài)建立所述第一轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子和所述第二轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子之間的機(jī)械連接，該 斷開狀態(tài)阻止所述第一轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子和所述第二轉(zhuǎn)子組中的第二轉(zhuǎn)子之間的機(jī)械 連接，以及其中，當(dāng)所述第一切換機(jī)構(gòu)被置為處于嚙合狀態(tài)、并且所述第二切換機(jī)構(gòu)處于斷開狀 態(tài)時(shí)，進(jìn)入第一操作模式，而當(dāng)所述第一切換機(jī)構(gòu)被置為處于斷開狀態(tài)、并且所述第二切換 機(jī)構(gòu)處于嚙合狀態(tài)時(shí)，進(jìn)入第二操作模式，其中功率傳送路徑被設(shè)置在所述功率源和所述 從動(dòng)輪之間，并且其中關(guān)于自變量的函數(shù)在所述第一操作模式下的導(dǎo)數(shù)值與在所述第二操 作模式下的導(dǎo)數(shù)值的符號(hào)相反，在所述函數(shù)中，所述變速器的輸出/輸入速度比由所述自 變量表示，并且所述功率傳送路徑的總輸出/輸入速度比由因變量表示，以及其中，所述控制器控制所述變速器的輸出/輸入速度比，從而使得所述總輸出/輸入速 度比在所述第一和第二操作模式下具有不同的值，并且當(dāng)所述車輛的行進(jìn)允許開關(guān)處于關(guān) 斷狀態(tài)時(shí)，所述控制器將所述第一和第二切換機(jī)構(gòu)都置為處于它們的嚙合狀態(tài)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及車輛功率傳送設(shè)備及功率傳送的控制系統(tǒng)。提供了一種用于車輛的功率傳送裝置，該功率傳送裝置包括第一和第二行星齒輪組來(lái)將功率傳送到從動(dòng)輪。第一行星齒輪組的環(huán)形齒輪與從動(dòng)輪耦接。第一行星齒輪組的托架與第二行星齒輪組的環(huán)形齒輪耦接。第二行星齒輪組中的托架和太陽(yáng)齒輪被鏈接為使得所具有的功率的符號(hào)彼此相反。在電動(dòng)發(fā)電機(jī)的速度的符號(hào)固定的情況下，第二行星齒輪組的環(huán)形齒輪的速度的符號(hào)反轉(zhuǎn)，由此反轉(zhuǎn)第一行星齒輪組的托架的速度的符號(hào)，這樣就消除了功率在第一行星齒輪組的太陽(yáng)齒輪和托架之間循環(huán)。
文檔編號(hào)F16H61/00GK102062190SQ20101055129
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月16日
發(fā)明者川崎宏治, 松江武典 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日本自動(dòng)車部品綜合研究所, 株式會(huì)社電裝