專利名稱：附件驅動和發(fā)動機重啟系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體上涉及一種用于在機動車輛的電機和發(fā)動機之間傳送轉動動力 (rotating power)的系統(tǒng)，尤其涉及一種包括具有無級速比范圍(st印less speed ratio range)的傳云力裝置(transmission)的系統(tǒng)。
背景技術：
在裝配有輔助直接啟動(ADS)的車輛上，當由于踩下剎車踏板以及釋放油門踏板而使車輛停住時，發(fā)動機停止。盡管發(fā)動機以這樣的方式停止，但電機應當驅動車輛附件 (accessories)并且當駕駛員通過釋放剎車踏板并踩下油門踏板發(fā)出車輛再次移動的信號時重啟發(fā)動機。電機取代了傳統(tǒng)上使用的交流發(fā)電機。設置在電機和發(fā)動機之間的電力路徑(power path)上的傳動裝置將允許發(fā)動機保持零轉速，而電機通過該傳動裝置驅動附件，當需要發(fā)動機重啟時準許電機使發(fā)動機轉動達到啟動速度，并且在正常驅動情況下允許發(fā)動機驅動電機和附件。在行業(yè)中需要一種在發(fā)動機和電機之間的驅動連接，尤其是在配備有提供需要的和必要的功能的ADS的車輛上的在發(fā)動機和電機之間的驅動連接。

發(fā)明內容
一種驅動系統(tǒng)，包含發(fā)動機；變速器，所述變速器包括輸出和輸入，用于改變輸出速度和輸入速度之比；齒輪組，所述齒輪組包括連接所述輸出的太陽齒輪、連接所述發(fā)動機的環(huán)形齒輪、連接皮帶輪的支架以及被支承用以在所述支架上轉動并且與所述太陽齒輪和所述環(huán)形齒輪嚙合的行星小齒輪。一種驅動系統(tǒng)，包括皮帶輪、發(fā)動機、用于改變輸出速度和輸入速度的之比的變速器、包括分別可驅動地連接發(fā)動機和皮帶輪的第一和第二組件和連接輸出的第三組件的齒輪組，以及用于相對于皮帶輪速度增加輸入速度的第二齒輪組。皮帶輪是皮帶輪和皮帶系統(tǒng)的一部分，皮帶輪和皮帶系統(tǒng)對電機和前端附件傳動系統(tǒng)的其它組件提供可驅動的連接。當發(fā)動機驅動電機和前端附件傳動系統(tǒng)(FEAD)時，驅動系統(tǒng)在發(fā)動機和皮帶輪之間提供可變速度驅動。系統(tǒng)提供從0. 0到約1 1的可變的發(fā)動機與皮帶輪的速比，以便發(fā)動機可以通過改變IVT速比由電機平穩(wěn)地重啟，而電機繼續(xù)運行。當IVT速比是約0. 0時，通過大量的扭矩倍增驅動發(fā)動機。
由于不需要離合器，僅變速器速比需要控制。 通過以下詳細說明、權利要求和附圖，將會明白較佳實施例的適用性范圍。應該了解的是，說明書和具體實施例盡管說明了本發(fā)明的首選實施例，但僅僅是通過舉例說明的方式給出的。對所屬技術領域的技術人員來說，所述的實施例和例子的各種變化和修飾將是顯而易見的。


結合附圖并參照以下說明，本發(fā)明將更容易被理解，其中圖1是用于重啟發(fā)動機并以可變速比驅動電機的驅動系統(tǒng)的原理圖；圖2是表示齒輪組的太陽齒輪、環(huán)形齒輪和行星小齒輪上的齒數(shù)的圖表；圖3是表示系統(tǒng)組件的速比隨變速器(variator)速比改變而變化的圖表；以及圖4是在系統(tǒng)中具有單向離合器的圖1的驅動系統(tǒng)的原理圖。
具體實施例方式現(xiàn)在參照附圖，圖1表示包括米爾納球形變速器(Milner ball variator) 12和兩個行星齒輪組14、16的驅動系統(tǒng)10。發(fā)動機18連接齒輪組16。皮帶輪20連接齒輪組16。 米爾納球形變速器12、兩個行星齒輪組14和16以及皮帶輪20與發(fā)動機機軸中心線33同中心。皮帶輪22可驅動地連接電機24。驅動皮帶23可驅動地連接皮帶輪20和22以及 FEAD的其它車輛附件。皮帶輪20和22以及驅動皮帶23提供電機24和皮帶輪20之間的固定速度關系。電機是將機械能轉化為電能以對電池充電并在車輛的發(fā)動機運行時對車輛的電力系統(tǒng)提供動力的電磁裝置。在該模式中，其取代傳統(tǒng)上經(jīng)常使用的交流發(fā)電機。當發(fā)動機停止以及當需要重啟發(fā)動機時，其還將電能轉化為機械能從而驅動FEAD的車輛附件。米爾納球形變速器12包括球形球26并且其是可變幾何形狀、4點接觸型球軸承。 內圈(inner race)分為兩個部分28、29，并且外圈(outer race)分為兩個部分30、31。通過改變外圈30、31的部分之間的軸向距離，內圈28、29的部分之間的距離改變，并且球26 在內圈和外圈之間徑向地位移。由于球相對于圈的位置改變，球26和圈之間接觸的位置改變，藉此改變變速器的速比。正如本說明書中所使用的那樣，內圈28、29是對變速器12的輸入，外圈30、 31在32處最好是在容器或底盤上接地、抵抗轉動，并且繞軸線33轉動的球支架(ball carrier) 34是變速器輸出。變速器12的輸出速度始終小于其輸入28、29的速度。行星變速齒輪組14包括固定到內圈28、29的太陽齒輪36 ；接地的環(huán)形齒輪38、支架40和一組被支承用以在支架40上轉動并且與太陽齒輪36和環(huán)形齒輪38嚙合相接的行星小齒輪42。行星混合齒輪組16包括固定到球支架34的太陽齒輪44 ；可驅動地連接發(fā)動機18 的軸48的環(huán)形齒輪46 ；支架50 ；以及一組被支承用以在支架50上轉動并且與太陽齒輪44 和環(huán)形齒輪46嚙合相接的行星小齒輪52。支架40和50相互固定，并且可驅動地連接皮帶輪20。與兩個行星齒輪組14、16結合的變速器12包含產(chǎn)生無級可變速比(infinitely variable speed ratio)白勺^專為行星齒輪組14和16選擇Beta比率，即行星齒輪組的環(huán)形齒輪節(jié)徑(pitch diameter)與太陽齒輪節(jié)徑的比，以便當與變速器12的可變速比范圍一起使用時，發(fā)動機 18與皮帶輪20的總速比可以在0和1之間改變，或者稍稍超過1。圖2表示齒輪組14、16 的Beta比率?？梢酝ㄟ^將驅動系統(tǒng)10的速比從0改變到約1 1來由電機24平穩(wěn)地重啟發(fā)動機18，這通過將變速器12的速比從0. 625改變到0. 24479來完成。將變速器12的速比定義為球支架34的速度除以變速器的內圈28J9和太陽齒輪36的速度。當發(fā)動機18驅動電機M時，變速器12的速比最好是0. 24479.在該情況下，內圈觀、四和太陽齒輪36比支架40、50和皮帶輪20轉動快4. 0851倍。當發(fā)動機18停止時，電機M可以通過FEAD驅動車輛附件，例如空調系統(tǒng)壓縮機和動力轉向泵。如圖3所示，當變速器速比是0. 62500并且通過車輛的電池驅動電機轉動時，發(fā)動機速度是零。當控制變速器的內圈觀、四和外圈30、31的軸向位置使變速器速比減小到0. 43490時，發(fā)動機速度增加到皮帶輪20的速度的一半。當變速器的速比減小到 0. 24479時，發(fā)動機速度等于皮帶輪20的速度。當變速器速比減小到0. 15625時，發(fā)動機以皮帶輪20速度的1. 2329倍的速度被超速驅動。發(fā)動機18還可以以從約1 1到超速驅動的速度的可變的速比驅動皮帶輪20，當以超速驅動的速度驅動皮帶輪20時，皮帶輪20比發(fā)動機18轉動的快。如圖3所示，當變速器速比是0. 35885并且發(fā)動機正在驅動時，皮帶輪20以發(fā)動機速度1. 4286倍的速度相對于發(fā)動機被超速驅動，并且太陽齒輪36和內圈觀、29的速度是發(fā)動機18的速度的5. 8359倍。當變速器速比增加到0. 47292并且發(fā)動機正在驅動時， 皮帶輪20以發(fā)動機速度2. 500倍的速度相對于發(fā)動機被超速驅動，并且太陽齒輪36和內圈觀、29的速度是發(fā)動機18的速度的10. 2128倍。圖4表示具有單向離合器60的系統(tǒng)10，單向離合器60在可驅動地連接皮帶輪20 的變速齒輪組14的支架40和發(fā)動機軸48之間產(chǎn)生單向驅動鏈接。在該情況下，當發(fā)動機 18運行時，皮帶輪20通過單向離合器60以1 1的比率被直接驅動，從而消除當電機僅需要由發(fā)動機以發(fā)動機速度驅動時的變速器和齒輪裝置(gearing)的效率損失。必要時，皮帶輪20還可以相對于發(fā)動機被超速驅動。如果使用單向離合器60，圖3所示的交替驅動0/D操作不可用，并且對于行星齒輪組14、16的優(yōu)選beta比率來說，變速器速比不會低于0. M479，其中，在交替驅動0/D操作中，發(fā)動機18由皮帶輪20以大于電機速度的速度驅動。驅動系統(tǒng)允許發(fā)動機18保持在零速度而電機M驅動車輛附件，當需要發(fā)動機重啟時準許電機驅動發(fā)動機達到其啟動速度，并且允許發(fā)動機在正常驅動情況下驅動電機和附件。按照專利法的規(guī)定，已經(jīng)對較佳實施例進行了說明。但是，需要注意的是，還可以實施與詳細說明和描述的實施例不同的替代實施例。
權利要求
1.一種驅動系統(tǒng)，其特征在于，包含發(fā)動機；變速器，所述變速器包括輸出和輸入，用于改變輸出速度和輸入速度之比；齒輪組，所述齒輪組包括連接所述輸出的太陽齒輪、連接所述發(fā)動機的環(huán)形齒輪、連接皮帶輪的支架以及被支承用以在所述支架上轉動并且與所述太陽齒輪和所述環(huán)形齒輪嚙合的行星小齒輪。
2.根據(jù)權利要求1所述的驅動系統(tǒng)，其特征在于，所述變速器包含固定不轉動的第一圈；包含輸入的第二圈；與所述圈相接的球，所述球以可變速度驅動所述輸出，所述可變速度取決于所述球和所述圈之間的接觸位置，所述輸出由所述球驅動并且固定到所述太陽齒輪。
3.根據(jù)權利要求2所述的驅動系統(tǒng)，其特征在于，進一步包含第二齒輪組，所述第二齒輪組包括連接所述輸入的第二太陽齒輪、保持不轉動的第二環(huán)形齒輪、連接所述皮帶輪的第二支架以及被支承用以在所述第二支架上轉動并且與所述第二太陽齒輪和所述第二環(huán)形齒輪嚙合的第二行星小齒輪。
4.根據(jù)權利要求1所述的驅動系統(tǒng)，其特征在于，進一步包含第二齒輪組，所述第二齒輪組包括連接所述輸入的第二太陽齒輪、保持不轉動的第二環(huán)形齒輪、連接所述皮帶輪的第二支架以及被支承用以在所述第二支架上轉動并且與所述第二太陽齒輪和所述第二環(huán)形齒輪嚙合的第二行星小齒輪。
5.根據(jù)權利要求1所述的驅動系統(tǒng)，其特征在于，進一步包含在所述發(fā)動機和所述皮帶輪之間產(chǎn)生單向驅動連接的離合器。
全文摘要
一種驅動系統(tǒng)，包含發(fā)動機；變速器，所述變速器包括輸出和輸入，用于改變輸出速度和輸入速度之比；齒輪組，所述齒輪組包括連接所述輸出的太陽齒輪、連接所述發(fā)動機的環(huán)形齒輪、連接皮帶輪的支架以及被支承用以在所述支架上轉動并且與所述太陽齒輪和所述環(huán)形齒輪嚙合的行星小齒輪。
文檔編號F16H1/28GK102345716SQ201110205310
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月21日 優(yōu)先權日2010年7月21日
發(fā)明者唐納德·E·霍夫曼, 大衛(wèi)·A·詹森 申請人:福特全球技術公司