用于车辆的动力系的制作方法

本发明涉及用于车辆的动力系，更具体而言，本发明涉及一种动力系，其可以实现混合动力车辆或电动车辆，并且能够执行车辆的左右扭矩矢量分配。

背景技术：

在现有技术中，混合动力车辆和电动车辆的驱动系统是简单的齿轮系统，所以用于驱动车辆的发动机或电动机的操作点取决于车辆的速度。因此，用于驱动车辆的发动机或电动机在最佳操作点处进行驱动是受到限制的，所以燃料效率的改善受到限制，并且由于车辆在高速行驶时会有电动机的速度上限(轴承耐久性的限制)，这使得动力不能在高速下传输。

此外，在车辆转动左右车轮时用于确保稳定性的扭矩矢量分配的应用是受到限制的，因此在车辆转弯时的稳定性确保也是受到限制的。

公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的各个方面致力于提供一种用于车辆的动力系，其能够使发动机或电动机(其提供用于驱动车辆的动力)操作在最佳操作点处，使得车辆通过电动机在高速下被驱动，并且使得车辆的左右轮可以进行扭矩矢量分配，从而大幅度提高车辆的商业价值。

根据本发明的各个方面，提供了一种用于车辆的动力系，其可以包括：动力源；左电动机/发电机和右电动机/发电机；左行星齿轮组和右行星齿轮组，所述左行星齿轮组和右行星齿轮组各自具有连接到动力源的第一旋转构件、连接到驱动轮的第二旋转构件以及连接到左电 动机/发电机或右电动机/发电机的其中一个的第三旋转构件；制动器，所述制动器配置为限制左行星齿轮组和右行星齿轮组中每一个的第一旋转构件的旋转；左离合器，所述左离合器选择性地将左行星齿轮组的第二旋转构件和第三旋转构件彼此连接或断开；以及右离合器，所述右离合器选择性地将右行星齿轮组的第二旋转构件和第三旋转构件彼此连接或断开。

在所述左行星齿轮组和右行星齿轮组中，第一旋转构件是太阳轮，第二旋转构件是行星架，并且第三旋转构件是内齿圈。

所述动力源可以是内燃机，并且来自内燃机的动力可以通过设置在输入轴上的驱动齿轮传输，该输入轴将左行星齿轮组的太阳轮和右行星齿轮组的太阳轮彼此连接。

所述驱动齿轮可以设置在左行星齿轮组和右行星齿轮组之间，并且在左行星齿轮组和右行星齿轮组之间制动器可以限制输入轴的旋转。

所述制动器可以设置在左行星齿轮组和右行星齿轮组之间以限制输入轴的旋转，并且获得紧凑的配置。

在车辆停止发动机起动的时候，在左离合器、右离合器以及制动器脱离的状态下，通过操作左电动机/发电机和右电动机/发电机的至少一个而可以使发动机起动，并且，驱动轮可以通过车辆的惯性而停止且给左行星齿轮组和右行星齿轮组提供反作用力。

在电动车辆EV驱动模式中，通过脱离左离合器和右离合器并接合制动器，输入轴和发动机可以被固定，而由左电动机/发电机和右电动机/发电机产生动力。

在电子的连续可变变速器E-CVT模式中，左离合器和右离合器以及制动器可以是脱离的，发动机可以是运行的，来自左电动机/发电机和右电动机/发电机的扭矩可以被控制以使发动机在最优操作点处操作，从而提高车辆的燃料效率。

动力源可以是通过电力运行的电动机，所述电动机包括在输入轴上的转子，该输入轴将左行星齿轮组的太阳轮和右行星齿轮组的太阳轮彼此连接。

根据本发明，能够使为驱动车辆提供动力的发动机或电动机操作 在最佳操作点处，能够使车辆通过电动机在高速下被驱动，更能够实现车辆的左右轮扭矩矢量分配，因此大幅度提高车辆的商业价值。

应当了解，通常，如此处所使用的“车辆”或“车辆的”或其他相似术语包括，例如乘用车(包括运动型多功能汽车SUV，大客车，卡车，多种商用车辆)，船只(包括多种小船和轮船)，飞机等等，并且包括混合动力车辆，电动车辆，插入式电动车辆，氢动力车辆，以及其他可替代燃料车辆(例如从石油以外的原料中提取燃料)。正如此处所引用，混合动力车辆是具有两个或更多动力源的车辆，例如，由汽油和电动力共同提供动力的汽车。

本发明的方法和装置具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1为示出了根据本发明的用于车辆的动力系的示意图；

图2为详细示出了图1所示动力系中利用发动机作为动力源的示例的示意图；

图3为详细示出了图1所示动力系中利用电动机作为动力源的具体例子的示意图；

图4为示出了通过图2所示动力系获得的操作模式的图表；

图5-图16分别为示出了图4所示的操作模式的示意图；

应当了解，所附附图并不必须是按比例绘制的，其示出了某种程度上经过简化了的本发明的基本原理各个特征。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

具体实施方式

下面将详细说明本发明的各个实施方案，在附图中和以下的描述中示出了这些实施方案的实例。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那 些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换、修改、等效形式以及其它实施方案。

下文中，将参考附图对本发明的优选实施方案进行详细描述。

参考图1，根据本发明的各个实施方案，用于车辆的动力系包括：动力源PW、左电动机/发电机LMG和右电动机/发电机RMG、左行星齿轮组LPG和右行星齿轮组RPG、制动器B、左离合器LCL以及右离合器RCL；所述左行星齿轮组LPG和右行星齿轮组RPG各自具有连接到动力源的第一旋转构件、连接到驱动轮的第二旋转构件以及连接到左电动机/发电机LMG或右电动机/发电机RMG其中之一的第三旋转构件；所述制动器B限制左行星齿轮组LPG和右行星齿轮组RPG的第一旋转构件的旋转；所述左离合器LCL将左行星齿轮组LPG的第二旋转构件和第三旋转构件彼此连接或断开，所述右离合器RCL将右行星齿轮组RPG的第二旋转构件和第三旋转构件彼此连接或断开。

在各个实施方案中，在左行星齿轮组LPG和右行星齿轮组RPG的每一个中，第一旋转元件是太阳轮S，第二旋转元件是行星架C，第三旋转元件是内齿轮R。

也即，来自动力源PW的动力(其是驱动车辆的主要部分)分别通过左行星齿轮组LPG和右行星齿轮组RPG适当调节并单独地供应至左右驱动轮W，并且，左电动机/发电机LMG和右电动机/发电机RMG分别连接行星齿轮组。因此，能够作为驱动车辆的动力源PW的发动机E或电动机M可以在最佳操作点上操作，车辆可以通过电动机M在高速下被驱动，扭矩矢量分配可以应用于车辆的左轮和右轮，从而大幅度提高车辆的商业价值。

图2显示了利用发动机E(其是内燃机)作为动力源PW的实施方案，其中，发动机E的动力通过安装在输入轴1上的驱动齿轮3传输，所述输入轴将左行星齿轮组LPG的太阳轮S和右行星齿轮组RPG的太阳轮S彼此连接。

驱动齿轮3设置在左行星齿轮组LPG和右行星齿轮组RPG之间，制动器B设置在左行星齿轮组LPG和右行星齿轮组RPG之间以限制输入轴1的旋转，并且获得紧凑的配置。

图3显示了利用电动机M(其通过电力运行)作为动力源PW的各个实施方案，其中，电动机M设置有在输入轴1上的转子，所述输入轴将左行星齿轮组LPG的太阳轮S和右行星齿轮组RPG的太阳轮S彼此连接。

在下文中，图4所示的操作模式，将在发动机E作为动力源PW的图2基础上，依次参考图5至图16进行描述。

参考图5，显示了车辆停止时发动机E启动的情况；此时，左离合器LCL和右离合器RCL(下文中被称为左离合器LCL和右离合器RCL)及制动器B均处于脱离状态，通过运行左电动机/发电机LMG或右电动机/发电机RMG中的两个或其中一个使得发动机被起动，其中，驱动轮W通过车辆的惯性而停止，且给左行星齿轮组和右行星齿轮组提供反作用力。

图6显示了电池通过发动机1充电的状态，在该状态中，左离合器LCL和右离合器RCL及制动器B处于脱离状态，发动机1启动，且左电动机/发电机LMG和右电动机/发电机RMG通过来自发动机E的动力操作，由此产生电能。

图7显示了EV驱动模式(其是电动车辆模式)，其中，通过脱离左/右离合器LCL/RCL并接合制动器B，可固定输入轴1和发动机E，并且左电动机/发电机LMG和右电动机/发电机RMG产生动力，所以车辆在EV模式下被驱动。

图8显示了从EV驱动模式(其是电动车辆模式)到混合电动力车辆(HEV)模式(其是混合动力模式)的转换，其中，在车辆速度超过EV驱动所获得的预定水平时，通过松开制动器B并通过从左电动机/发电机LMG和右电动机/发电机RMG产生反向扭矩而使发动机E起动，行星架提供对着车辆的惯性力的反作用力。

图9示出了实施电子的连续可变变速器(E-CVT)功能的状态，所述功能可连续调整在HEV模式下(其是混合动力模式)的传动比。

在这种情况下，左离合器LCL和右离合器RCL和制动器B都脱离，并且发动机E运行，来自左电动机/发电机LMG和右电动机/发电机RMG的扭矩被适当控制，以使得发动机E能够在最优操作点处操作，因此提高车辆的燃料效率。

图10显示了在HEV驱动下传动比为1:1的状态，其中，左离合器LCL和右离合器RCL都是接合的，而制动器B是脱离的。

由于左离合器LCL和右离合器RCL是接合的，左行星齿轮组LPG和右行星齿轮组RPG整体旋转，所以来自发动机E的动力是以无变化的相同速度输出到驱动轮W，其中，左电动机/发电机LMG和右电动机/发电机RMG被适当地控制，以根据车辆行驶状态发电或驱动车辆。

图11显示了一种爬行状态，在该状态中，制动器B是接合的，左离合器LCL和右离合器RCL是脱离的，发动机是停止的，而左电动机/发电机LMG和右电动机/发电机RMG运行以产生用于爬行的动力。

图12显示了当车辆被驱动时，以1:1传动比发电的具体情况，其中，通过接合左离合器LCL和右离合器RCL实现1:1的传动比，车辆由来自发动机E的动力驱动，并且左电动机/发电机LMG和右电动机/发电机RMG发电以给电池充电。

图13和图14显示了再生制动，图13显示了制动器接合且左离合器LCL和右离合器RCL脱离状态下的低速再生制动，图14显示了左离合器LCL和右离合器RCL接合且制动器B脱离状态下的高速再生制动。

在图13中，通过左行星齿轮组LPG和右行星齿轮组RPG，来自驱动轮的动力增加，并且操作左电动机/发电机LMG和右电动机/发电机RMG，由此进行再生制动。在图14中，来自驱动轮W的动力无变化地直接操作左电动机/发电机LMG和右电动机/发电机RMG，由此进行再生制动。

图15示出了高速扭矩矢量分配，其中，左离合器LCL和右离合器RCL以及制动器B都是脱离的，并且不管发动机E是运行还是关闭，通过分别适当地并且独立地控制左电动机/发电机LMG和右电动机/发电机RMG以发电和驱动车辆，扭矩被分配至左右驱动轮W，从而保证车辆拐弯时的稳定性。

图16示出了低速扭矩矢量分配，其中，制动器B是接合的，发动机E是停止的，并且通过分别适当地并且独立地控制左电动机/发电机LMG和右电动机/发电机RMG以发电和驱动车辆，扭矩被分配至左右驱动轮W，从而保证车辆拐弯时的稳定性。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。