車輛傳動系統及其操作方法

2023-05-14 05:12:41

專利名稱：：車輛傳動系統及其操作方法
技術領域：
：本發明涉及一種兩檔變速器(twospeedtransmission)和帶傳動系統，更具體地，本發明涉及一種使用了附件皮帶輪和具有電磁製動器的兩檔變速器的組合的車輛發動機帶傳動系統。兩檔變速器的輸出皮帶輪與每個附件皮帶輪一起以第一速度驅動發動機附件，該第一速度基本上與發動機怠速轉動時的速度成比例，且適當地小於明顯大於發動機怠速轉動速度的那些發動機速度的第一發動機速度。該變速器還提供了一種布置在發動機和電動機之間的減速單元。
背景技術：
：車輛發動機通常包括一些用於發動機和車輛操作中的特定附件。這些附件能包括動力轉向泵、空調壓縮機、交流發電機、油泵、燃油泵等等。這些附件通常由蛇形帶(serpentinebelt)驅動。蛇形帶接合每個附件上以及發動機曲軸上的皮帶輪。發動機曲軸提供扭矩來驅動這些附件。由於帶由曲軸驅動，所以在車輛的加速和減速期間其就必然會經受發動機的速度變化。換言之，附件的運行速度與發動機的速度成正比。發動機速度(尤其是大於空轉的發動機速度)的變化導致了附件的低效操作，因為每個附件必須設計來在整個發動機速度範圍內令人滿意地操作。這必然意味著對於大多發動機速度範圍而言效率達不到最佳。因此希望將一些或所有附件與發動機曲軸脫離以使得它們能以較低或更窄的優化速度範圍被驅動。而且，與在較低速度下運行相比，附件在相對較高速度下運行給發動機帶來了更大的負載。這種才支術的代表是授衝又給Smith的美國專利4，862，770(1989)，其公開了一種適於安裝在機動車附件(比如機動車交流發電機)的表面上以按需增大交流發電機速度的雙速齒輪箱。Smith專利中公開的離合器組件包括圍繞外圓柱形表面的制動器帶。制動器帶用接合或脫離制動器帶的機械真空裝置來操作。這種系統會受到真空損失的不利影響，例如由於真空軟管故障或者由於制動器帶和圓柱形表面之間的圓柱形表面上的玷汙所導致的真空損失。現有技術中的變速器被設計來在發動機速度增大到高於空轉速度時成比例地降低從動附件的速度。這樣就降低了附件的動力需求。然而，在空轉時，與高於空轉速度的發動機速度相比，附件以1:l的速度比運行，而沒有速度降低。近年來，機動車發動機停止和啟動裝置已知為用來在運行的車輛啟發動機。機動車發動機停止和啟動裝置被布置為使得在車輛停止時中斷向發動機供應燃料，從而使得燃料消耗降低。這種技術的代表是授權給Tsujii等的美國專利6,048，288(2000)，其公開了一種通過提供連接切換單元和傳動控制器來在停止車輛時操作馬達的系統，所述連接切換單元布置在發動機的傳動軸和馬達的旋轉軸之間以允許/禁止發動機的傳動軸和馬達的旋轉軸之間的動力傳動，所述傳動控制器控制用來允許/禁止動力傳動的連接切換單元的作用。當在停止發動機時用馬達操作輔助機器的時候，進行控制以使得馬達旋轉軸的旋轉不傳遞到發動機的傳動軸。在不操作發動機之下，輔助機器由馬達操作。需要一種帶傳動系統，其通過雙速傳動比以及輸出皮帶輪與附件皮帶輪比的組合來相對於發動機速度控制附件速度。需要一種兩檔變速器，其包括相對於發動機條件而受控的電磁製動器。需要一種具有同軸輸入和雙重輸出的兩檔變速器。需要一種電動機系統，其具有布置在發動機和電動機之間的減速單元。本發明滿足了這些需要。
發明內容本發明的主要方面是提供一種帶傳動系統，其通過兩檔傳動比以度。本發明的另一方面是提供一種兩檔變速器，其包括相對於發動機狀態而受控的電磁製動器。本發明的另一方面是提供一種兩檔變速器，其具有同軸的輸入和雙重輸出。本發明的另一方面是提供一種電動機系統，其具有布置在發動機和電動才幾之間的減速單元。從本發明的以下描述和附圖中，將指出本發明的其它方面或使之很明顯。本發明涉及一種兩檔變速器和利用該變速器的帶傳動系統。兩檔變速器包括行星齒輪系以及恆星齒輪和環形齒輪，該行星齒輪系包括連接至輸入支架的輸入皮帶輪。輸入支架還包括多個布置在恆星齒輪和環形齒輪之間的行星齒輪。恆星齒輪與電磁製動器元件相接合。環形齒輪與輸出皮帶輪相接合。單向離合器布置在輸入支架和輸出軸之間。制動器元件在發動機空轉時接合併且在發動機速度高於空轉速度時脫離。在制動器元件接合時，恆星齒輪不旋轉，從而以高於輸入皮帶輪的速度驅動環形齒輪和輸出皮帶輪。附件皮帶輪與變速器輸出皮帶輪一起操作，導致了與空轉時發動機速度成比例的附件速度。在發動機速度高於空轉時，變速器脫離並且輸出皮帶輪與附件皮帶輪的比值以小於發動機速度的速度來驅動帶傳動附件。一個附件還可以與輸出皮帶輪一起直接連接至輸出軸。通過在發動機和電動機之間提供一個減速單元，變速器能與該電動才幾一起4吏用。結合入說明書並構成其一部分的附圖示出了本發明的優選實施例，並且連同說明書一起用來解釋本發明的原理。圖l是兩檔變速器的橫截面視圖。圖2是兩檔變速器的橫截面視圖。圖3是行星齒輪架的透視圖。圖4是支架上的行星齒輪的局部透視圖。圖5是行星齒輪軸承和支架襯套的局部透視圖。圖6是支架和輸出皮帶輪的局部透視圖。圖7是支架以及輸出和輸入皮帶輪的局部透視圖。圖8是支架閘瓦和輸出皮帶輪的局部透視圖。圖9是軸承和支架閘瓦的局部透視圖。圖IO是具有線圏的變速器的透視圖。圖11是兩檔變速器的橫截面視圖，其具有連接到變速器且結合到輸出軸的交流發電機。圖12是帶傳動附件驅動器的示意圖。圖13是用於發電電動機應用中的本發明變速器的示意圖。圖14是一個可選的發電電動機布置中的本發明變速器的示意圖。具體實施例方式圖l是兩檔變速器的橫截面視圖。兩檔變速器100用於其類型為用在車輛內燃機上的帶傳動附件驅動器。其還可用於需要兩檔變速器的任何場合，例如用來驅動工業裝備或用作2、3或4輪車輛的變速器。變速器和相關的控制系統基於發動機速度自動地控制附件速度以優化發動機燃料效率和驅動輪的可用輸出驅動扭矩。變速器非常緊湊並且能直接安裝在附件上，例如安裝在動力轉向泵、交流發電機或空調壓縮機上。在這種布置中，附件連接到發動機組。兩檔變速器100包括布置在輸入支架上的行星齒輪。變速器輸入軸和輸出軸是同軸的。電磁製動器用來控制恆星齒輪的旋轉並且從而控制輸出軸的速度。動力傳動環帶傳動地接合在驅動器皮帶輪(比如發動機曲軸CR，參見圖12)和變速器輸入皮帶輪10之間。帶可以是V形皮帶或多肋的皮帶，每種都是現有技術中所公知的。帶可以由現有技術中公知的鏈帶或有齒帶來替換。輸入皮帶輪10通過現有技術中已知的緊固件連接到輸入支架。輸入支架包括輸入支架部分11和布置為與輸入支架部分11相對的輸入支架部分20、行星齒輪元件15和輸入軸200。多個軸21互連在部分11和20之間。每個行星齒輪元件15軸頸地支撐於軸21。輸入支架部分20連接到輸入軸200。迷宮式密封26連接到輸出皮帶輪30。O環形密封25布置在軸19和輸入支架部分11之間。每個密封都是現有技術中已知的並防止碎片進入行星齒輪系。環形齒輪17和恆星齒輪18每個都與行星齒輪15相齒輪嚙合。恆星齒輪18布置在軸19上。環形齒輪17布置在輸出皮帶輪30上。軸19在輸入軸200和輸出軸31周圍同心地旋轉。行星齒輪15、恆星齒輪18和環形齒輪17包4舌直切齒輪(straightcutgear)。直切齒輪的使用就避免了對於止推軸承的需要，而螺旋形齒輪可能需要止推軸承。這樣就顯著降低了行星齒輪系的成本。制動器40包括殼體52、電磁線圏41和軸向可動的閘瓦190，所述閘瓦在接合時摩擦地停止旋轉。在線圏41被電致動時，軸19的閘瓦190摩擦地接合線圏4,從而停止恆星齒輪18的旋轉。輸入軸200通過軸承23、24軸頸地支撐於制動器殼體52。軸承23、24包括現有技術中已知的球軸承並且用來為制動器40提供適當的支撐。也可以使用現有技術中已知的其它軸承，例如滾針或錐形軸承。基於發動機速度信號，制動器40被電磁地致動以接合和停止部分190的旋轉並且從而停止軸19和恆星齒輪18的旋轉。制動器40或者接合(軸19停止)或者脫離(軸19旋轉)。制動器40在發動機空轉時接合併且在發動機速度高於空轉速度時脫離。動力通過來自車輛電氣系統的導線410提供給制動器40的線圏，並且可以是12V或42V或者其它希望的電壓。保持夾230、231和240將軸承23、24保持在輸入軸200上適當的位置。保持夾還將輸入軸200保持為相對於制動器殼體52在空間上適當地定位。軸19通過套筒軸承50軸頸地支撐於輸入軸200。套筒軸承對於這種用途來說是足夠的，因為制動器40被接合時(即輸入軸200旋轉且軸19被鎖定)徑向負荷在空轉時最小。在速度大於空轉時，制動器40脫離且軸19通過單向離合器22的操作而與輸入軸200—致地旋轉，即軸19和200無差動地旋轉。殼體52能利用接合貫穿輪轂53、54的已知緊固件(比如螺栓、螺釘或螺柱)安裝至發動機組或者其它安裝面。單向離合器22布置在輸入軸200和輸出軸31之間。單向或斜撐離合器22是現有技術中已知的類型，例如可從WarnerElectric/Formsprag購得的GFK5904型。行星齒輪15、帶支承面33、軸承50和單向離合器22相對於旋轉軸線A-A在徑向上基本上共面。這種布置的好處是最小化或消除了由於更加軸向交錯的布置而施加於變速器輸出部分上的彎曲力矩。輸出軸31的端部32允許一個附件直接連接到輸出軸31。端部32能與現有技術中已知的任何形式接頭一起使用，例如有鍵的、無鍵的或花鍵的。附件利用已知的緊固件(例如螺栓或螺釘)直接連接到殼體52，參見圖11。附件能包括交流發電機、空調壓縮機、動力轉向泵、燃油泵、油泵或任何其它旋轉附件。直接接合的附件被驅動為與輸出皮帶輪30速度相同。輸出皮帶輪30與將扭矩傳遞到帶傳動系統中其它帶驅動附件的動力傳動環帶相接合，參見圖12。在操作中，與驅動器(比如曲軸皮帶輪CR)相接合的動力傳動帶Bl將扭矩傳遞到輸入皮帶輪10。變速器輸出皮帶輪30然後將扭矩傳遞通過驅動地連接到其它帶驅動附件的第二環帶B2。變速器基於發動機速度以兩種模式之一操作。制動器狀態是發動機速度的函數，即輸出皮帶輪速度部分地取決於制動器是接合還是脫離。在制動器40接合時，軸19被保持為相對於變速器殼體靜止，也就是說，軸19不旋轉。因而，恆星齒輪18不旋轉。輸入支架驅動靜止的恆星齒輪18上的行星齒輪15。行星齒輪15的旋轉又驅動環形齒輪17,該環形齒輪17又驅動輸出皮帶輪30和輸出軸31。根據恆星齒輪和環形齒輪的相對直徑，輸入/輸出皮帶輪在這種模式下的速度增大比處於大約1.1至3.0的範圍內。優選的傳動比處於大約1.3至1.8的範圍內，儘管如果特定系統需要的話也可以使用該範圍之外的傳動比。傳動比僅僅是變速器行星齒輪組的比值並且與皮帶輪比值(包括輸出皮帶輪和附件皮帶輪之間的皮帶輪比值以及曲軸CR皮帶輪和輸入皮帶輪10之間的比值)無關。在第一操作模式下，在發動機啟動或以空轉速度操作時，制動器40接合。制動器由發動機控制單元500所提供的發動機速度信號控制為電地接合或脫離。單元500可以形成為具有已知單元(包括CPU、RAM、ROM、雙向通訊總線、接口電路(信號轉換電路等)以及存儲器)的計算機系統。單元500從比如轉速計600之類的傳感器或儀器或者用來檢測轉速的其它現有技術中已知的類似儀器(比如鄰近探測裝置)接收發動機速度信號。在發動機關閉時，制動器40不接合。在插入鑰匙以啟動發動機時，制動器40在啟動器啟動發動機之前被致動。然而，為了易於啟動發動機，制動器40能在發動機運行之後稍後被致動。在此情況下，單向離合器驅動輸出軸並且附件以比空轉所需速度要低的速度被驅動，從而最小化發動機啟動的動力需求。在制動器脫離時，由於如這裡所述的輸出皮帶輪30和附件皮帶輪之間的皮帶輪比，附件以較慢的速度被驅動。發動機啟動和制動器致動之間的時間延遲大約為0.5至1.0秒。在這個時間過去之後，制動器40接合。更具體地，在發動機啟動或者發動機速度降低到期望水平(例如大約1200-1500RPM)之下時，由發動機控制單元500檢測的速度信號產生了控制信號。控制信號致動該制動器從而停止恆星齒輪18的旋轉。如所述，這導致了輸出軸30通過行星齒輪以高於從動輸入軸10的旋轉速度而被驅動。當然，基於發動機的性質及其期望的操作特性來選擇致動制動器40時的發動機速度。在本說明書中，發動機空轉速度大約為800RPM。制動器接合或脫離時的過渡速度大約為1200-1500RPM，以使得在空轉時附件速度不會明顯地降低到低於最小期望速度，從而避免了附件被太緩慢地驅動(即使僅僅為瞬間)的情況。第二操作模式是發動機運行速度高於發動機空轉速度的情況，例如在行進之中或者超過預定的發動機速度(例如1200-1500RPM)。一旦單元500檢測到所選速度，制動器40就脫離。在制動器脫離時，軸19被解鎖並且恆星齒輪18與輸入支架一致地旋轉。單向離合器22被接合，從而相對於輸入軸200以1:1的比例驅動輸出軸31。然而，傳動比只是確定帶傳動附件驅動速度的總體系統的一部分。輪30的比值部分地確定。因此:對於給定的發動機速度最終的帶傳動附件速度是驅動器皮帶輪(曲軸)的直徑、輸入皮帶輪10的直徑、傳動比、輸出皮帶輪30的直徑、以及附件皮帶輪的直徑的函數。這些變量中的每個被選擇和組合來給出期望的最終傳動比並且因而給出帶傳動附件的速度。對於給定的曲軸(發動機)速度，最終的傳動比確定了附件的速度。在一個示例性的附件驅動系統中，據估計，與沒有變速器的可比發動機相比，本發明的變速器能提供高達約5%量級的燃料節省。本發明的系統在發動機速度高於空轉速度時降低附件的旋轉速度。這改善了發動機和車輛性能，包括改進的加速時間和驅動輪上增大的可用動力。在一個使用2.0L發動機的示例性系統中，本發明的系統具有以下操作特性。2.0L發動機(對照原始(現有)技術和變速器)tableseeoriginaldocumentpage12在第一欄，對於用於原始驅動器上和利用兩檔變速器(兩檔模塊)的驅動系統上的每個皮帶輪，給出了以毫米為單位的直徑。術語如下"Crank"—曲軸，"AC"—空調，"PS"—動力轉向，"Alt"—交流發電機，"WP，，一水泵。在本例中，空調(AC)直接連接到變速器的輸出軸31，然而並不限於此，因為任何附件都可以直接連接到輸出軸31。在為了易於參考而稱之為"空轉"的發動機速度下，兩檔變速器被接合，也就是制動器40被接合。在本例中，"空轉"任意地設定在大約800RPM。傳動比大約為1.57。在空轉時，由兩檔變速器所驅動的附件速度與相稱的"原始驅動器"相同。"原始驅動器"是與曲軸直接接合且沒有兩檔變速器的現有驅動器。在高於空轉的發動機速度，在本例中為2500RPM，制動器40脫離。因此，單向離合器22工作地使得輸入皮帶輪10和輸出皮帶輪30一致地旋轉。輸入皮帶輪10和輸出皮帶輪30都以1458RPM的速度旋轉。然而，由於每個附件的皮帶輪直徑的原因，能看出，與原始的現有技術系統相比，每個附件以相對較慢的速度旋轉。在這個和以下空轉的例子中，皮帶輪直徑被選擇為使得輸出皮帶輪30和每個附件皮帶輪之間相應的皮帶輪比有效地避免在制動器40接合時由於變速器所引起的1.57倍相對速度增大。在2.0L發動機的例子中，對於交流發電機，發動機空轉時的最終傳動比大約為2.33(1866RPM/800RPM)。在"非空轉"的發動機速度時，對於交流發電機，最終傳動比大約為1.48(3705RPM/2500RPM)。本發明的系統給帶傳動附件帶來了與發動機速度成反比地相關的最終傳動比。皮帶輪傳動比與發動機速度的反比關係也應用於直接連接到變速器(也就是曲軸皮帶輪和變速器輸入皮帶輪)並由該變速器所驅動的附件。在發動機速度大於空轉速度時，在制動器40脫離和單向離合器22鎖定時，本發明的系統完全佔優。輸入皮帶輪10和輸出皮帶輪30一致地旋轉。與現有技術的系統相比，這與附件皮帶輪相組合來降低附件的旋轉速度。以這種方式降低附件速度明顯地增大了發動機的總體燃料效率。這還增大了驅動輪的可用扭矩。當然，皮帶輪比也可以選擇來適應於任何發動機附件驅動配置。在另一例子中，示出了5.3L的發動機系統。5.3L發動機(對照原始(現有)技術和變速器)tableseeoriginaldocumentpage13在本例中，傳動比也約為1.57。與前例的800RPM相比，在本例中空轉速度約為650RPM。在本例中，對於交流發電機，在發動機空轉時的最終傳動比約為3.26(2121.6RPM/650RPM)。在"非空轉"的發動機速度下，對於交流發電機，最終傳動比約為2.07(3110RPM/1500RPM)。在每個例子中，相對於直接連接到輸出軸31的A/C，直接連接的附件在發動機空轉時的速度相應於曲軸皮帶輪和輸入皮帶輪10之間的皮帶輪比(如同由傳動比所改變的)。在發動機速度超過發動機空轉速度時，直接連接的附件的速度相應於曲軸皮帶輪和輸入皮帶輪10之間的皮帶輪比。在發動機速度高於空轉速度時，傳動比沒有額外的作用，因為行星齒輪是不可操作的並且輸出軸的所有旋轉由於單向離合器22所引起。在本發明的系統中，變速器的工作循環約為5%，這意味著變速器在大約5%的時間內處於操作狀態(也就是，制動器接合)，基本上在發動機處於空轉時。工作循環取決於發動機操作狀況並且優選地處於約4%至10%的範圍內並且可以高達約25%或30%。另一方面，現有技術的系統具有相反的工作循環(95%)，因為在發動機以高於空轉的速度操作時該系統操作變速器。低的工作循環是希望的，因為其延長了變速器的工作壽命。再次應當理解的是，術語"空轉"用來易於參考而非表示要將本發明限制於具體的發動機速度。空轉速度能對於不同的車輛和發動機類型而不同並且的確如此。對於任何範圍的發動機速度，該系統允許以兩個不同的速度驅動多個附件。第一可用附件速度是直接連接到輸出軸31的附件的速度。第二附件速度是帶傳動附件的速度，其還由傳動比以及變速器輸出皮帶輪30和特定從動附件皮帶輪的相應皮帶輪比所確定。附件能選擇和定位在帶傳動系統中來最優化兩個可用運行速度的有益效果。例如，空調或交流發電機能直接連接到變速器輸出軸(32)而其它帶傳動附件(比如動力轉向泵或水泵)由出自輸出皮帶輪30的第二個帶以不同的速度驅動。這種創造性的緊湊設計通過將行星齒輪系完全布置在輸出皮帶輪30的帶支承部分33的寬度(W)內而實現。用於恆星齒輪18的閘瓦190緊湊地布置為鄰近輸入皮帶輪10。因此變速器的總厚度大致為皮帶輪IO、皮帶輪30的寬度以及制動器40的寬度的函數。根據電氣設備需求、狀態，制動器40能完全包括在輸入皮帶輪10的寬度(W2)內。因此，變速器總厚度的下限基本上由儘可能靠近的輸入和輸出皮帶輪的寬度所限定。例如，這可以表示為總體的端部至端部的變速器厚度小到約45mm。假定至少一個帶寬度在前端附件驅動器中給定，本發明的變速器允許燃料效率的明顯增大同時只需大約30mm量級的額外間隙空間，並且在某些情況下基於輸出帶B2的總寬度所需的額外間隙空間也可以小於20mm。圖2是兩檔變速器的橫截視圖。輸入支架部分11和輸入支架部分20由緊固件201與元件27連接起來。元件27圓周地布置在輸入支架周圍，參見圖4。輸入皮帶輪IO、輸入支架部分ll、輸入支架部分20和輸入軸200包括輸入旋轉組件。如圖1所示，行星齒輪15軸頸地支撐於輸入支架軸21。在制動器40脫離時，單向離合器22接合併且從而驅動輸出軸31。在制動器40接合時，單向離合器22脫離，因為輸出軸31以大於輸入軸200的速度^:轉。圖3是行星齒輪架的透視圖。行星齒輪15圓周地布置在支架周圍並交替地插入在元件27之間。緊固件201將部分11連接到元件27。圖4是支架上的行星齒輪的局部透視圖。每個行星齒輪15通過現有技術已知的軸承210(比如滾針軸承或套筒軸承)軸頸地支撐於軸21。軸承的選擇取決於使用條件。圖5是行星齒輪軸承和支架套筒軸承的局部透視圖。每個行星齒輪軸承210布置在行星齒輪15和軸21之間。支架套筒軸承50布置在輸入軸200和輸出軸31之間。圖6是支架和輸出皮帶輪的局部透視圖。變速器的緊湊設計允許行星齒輪架完全包含在輸出皮帶輪的寬度內。輸入軸200包括孔徑202，輸出軸31布置在該孔徑202內。圖7是支架和輸出皮帶輪以及輸入皮帶輪的局部透視圖。緊固件12將輸入皮帶輪10附接到輸入支架部分11。輸入皮帶輪10還可以通過點焊或現有技術中已知的任何其它適合的連接方式附接到輸入支架部分11。圖8是支架閘瓦和輸出皮帶輪的局部透視圖。閘瓦l卯包括在致動線圏41時摩擦地接合所述線圏41的徑向延伸面。閘瓦190與線圏41的接合停止了恆星齒輪18的旋轉。閘瓦190基本上包含在輸入皮帶輪IO的寬度內。圖9是軸承和支架閘瓦的局部透視圖。軸承23、24將輸入軸200支撐於制動器殼體52上。圖IO是具有線圏的變速器的透視圖。制動器40將輸入軸200軸向地定位和支撐在軸承23、24上。輪轂53、54與緊固件一起使用來將變速器連接至安裝表面。圖11是連接至交流發電機700的兩檔變速器的橫截視圖。交流發電機700直接結合至輸出軸31。交流發電機700隻是用作例子，因為任何其它附件也可以直接結合至變速器。直接結合藉助於軸31上的花鍵703來實現，儘管適於這種作用且現有技術中已知的任何形式軸結合都是可以接受的。鍵片702從變速器和交流發電機延伸。緊固件701連接這些鍵片702。緊固件701例如包括螺釘、螺栓或螺柱。交流發電機700以現有技術中已知的方式電連接到車輛電氣系統。圖12是帶傳動附件驅動器的示意圖。帶B1傳動地接合在曲軸皮帶輪CR和輸入皮帶輪10之間。帶B2傳動地接合在輸出皮帶輪30和附件皮帶輪A2和A3之間。帶Bl和B2每個都包括多肋的輪廓，參見圖2。附件Al直接結合至變速器100。附件A1可包括交流發電機700。皮帶張緊裝置T將張力施加於帶B2上。張緊裝置T可以是現有技術已知的任何張緊裝置，包括非對稱的張緊裝置、Z型或線性的張緊裝置。非對稱的張緊裝置包括樞軸地安裝至張緊裝置臂的皮帶輪。非對稱的張緊裝置包括阻尼機構，該阻尼機構具有在第一方向上大於第二方向上的阻尼力。在一個可選實施例中，用於本發明系統中的帶Bl或B2或者兩者為現有技術已知的低模量帶。低模量帶為其拉伸線索包括尼龍4.6或尼龍6.6或兩者組合的帶。帶的彈性模量處於大約1500N/mm至大約3000N/mm的範圍內。低模量帶的一個特點是其能在沒有張緊裝置之下安裝在帶傳動系統或可移動的軸附件上。低模量帶可利用現有技術已知的帶安裝工具容易地安裝。該工具用來在無需調節皮帶輪軸中心定位時在變速器皮帶輪或附件皮帶輪的邊緣之上滾壓或橫向地壓迫該帶。低模量帶特別適於帶Bl,因為如果不這樣裝備變速器的話，其將可移動從而導致帶Bl的安裝和調節會比將變速器簡單地設計為直接連接到發動機安裝面(比如發動機組)更加昂貴。而且，相對於曲軸調節變速器軸的定位還將耗費更多的裝配時間。在另一實施例中，可使用鏈條來代替帶。當然，變速器100和一個或所有附件還可以設有現有技術已知的可調節安裝裝置，其將允許在安裝期間對軸的定位進行調節。圖13是用於發電電動機應用中的本發明變速器的示意圖。自動變速器("A/T")2布置為鄰近發動機("E/G")1。電動機300("M/G")用作馬達和發電機。發動機曲軸3以及M/G300的軸31和軸200彼此平行地布置。如本說明書中其它地方所述的那樣，M/G300直接連接至變速器100。變速器100機械地布置在M/G300和曲軸3之間以使得軸200的轉速減小並傳遞到曲軸3。皮帶輪CR連接至曲軸3。皮帶輪10如本說明書所述連接至變速器100。帶Bl設置在皮帶輪CR和皮帶輪10之間。皮帶輪30直接連接至M/G300的軸31。皮帶輪10由行星齒輪組工作地連接至軸200。用於動力轉向單元的泵P和用於空調的壓縮機A/C都是包括在發動機帶傳動系統中的附件。皮帶輪A2和A3緊固到泵P和壓縮機A/C的旋轉軸的相應端部。帶B2接合在皮帶輪30、A2和A3之間。皮帶輪30、A2和A3和帶B2構成了用來將M/G300的旋轉傳遞到相應附件的動力傳動裝置。變換器400電連接到M/G300並布置來改變從電池800供應到M/G300的電能量從而控制M/G300用於馬達模式時的速度。變換器400還控制將由M/G300所產生的電能存儲到電池800。M/G300通過電磁離合器191連接到用於A/T的油泵194。進油管192連接到油泵194。出油管193連接到油泵194。油泵194連接到發動機潤滑系統(未示出)。前述結構使得M/G300在發動機停止時通過接合電磁離合器191來操作油泵194。這是因為置於A/T中的啟動離合器(未示出)被布置為在重新啟動發動機時立即接合以平穩地驅動車輛。再參照圖13，控制器500將一個用來控制發動機運行模式切換操作的信號傳遞至變換器400、將開關控制信號傳遞至電磁離合器191以及將開關控制信號傳遞至變速器的電磁線圏41。控制器500還從布置在車輛和發動機上的各個傳感器接收信號，這些信號表示車輛操作狀況和/或發動機操作狀況。這些包括表示M/G300速度的信號、用來切換發動機運行模式的信號、用來切換空調操作的信號、發動機狀態信號(其表示例如發動機1的速度)、表示車速等的車輛狀態信號(未示出)、車輪制動器狀態信號、發動機節流閥門位置信號以及表示變速杆所選擇範圍的A/T狀態信號。制動器狀態信號表示每個車輪制動器或車輛上所有車輪制動器的接合狀態。節流閥門位置信號涉及節流閥門的位置，其表示駕駛員對於發動機的要求，比如加速、減速、非加速行進或空轉。每個信號都可以是模擬的或數字的。根據上述信號所指示的信息，控制器500執行從存儲器900讀取數據的操作以及確定發動機第一運行模式(發動機操作)或第二運行模式(發動機不操作)的計算操作。然後控制器500將控制信號傳遞到變速器的制動器線圏41、變換器400和電磁離合器191。控制器500可形成為具有已知單元的計算機系統，所述已知單元包括CPU、RAM、ROM、雙向通訊總線、接口電路(信號轉換電路等)以及存儲器900。現在將描述操作。最初，M/G300被操作來啟動發動才幾1。在啟動發動機l之後，M/G300用作將電能存儲在電池800中的發電機。在發動機被啟動時，控制器500檢測M/G300的速度。而且，控制器500使變換器400執行切換操作以使得實現啟動發動機1所需的扭矩和速度。例如，如果用來切換空調A/C的信號在發動機啟動時已經打開，那麼與A/C關閉時相比需要更高的扭矩。因此，控制器500將一個切換控制信號應用於變換器400以允許M/G300以更大的速度、更高的扭矩旋轉。切換控制信號可被確定來使得發動機1、A/T2和車輛的多種狀態信號提供給控制器500並且從而與存儲在存儲器中的映射存儲器相比較。可選地，切換控制信號可以通過由布置在控制器500中的處理單元(CPU)所執行的計算來確定。在發動機停止信號被打開時，控制器500通過將一個用來中斷向發動機1供應燃料的信號例如傳遞到電動燃油泵(未示出)來停止發動機1。發動機停止操作能在例如車輛速度為零、制動器部分或完全應用以及變速杆處於D或N設置的情況下執行。因而，在皮帶輪10和發動機1之間沒有動力的傳遞。在此情況下，電磁離合器191能被帶入連接狀態以允許M/G300在發動機1關閉時操作油泵194。這是因為置於A/T2中的啟動離合器(未示出)被布置為在重新啟動發動機時立即接合以平穩地驅動車輛。在即使發動機l停止時也需要操作空調和動力轉向的情況下，控制器500將一個切換控制信號應用於轉換器400從而以與用於動力轉向單元的泵P、用於空調的壓縮才幾A/C以及用於A/T2的油泵190的負荷相應的速度和扭矩來旋轉M/G300。在此情況下，制動器線圏41關閉或脫離。在發動機l從車輛停止的狀態重新啟動時，處於馬達模式的M/G300在制動器線圏41被打開從而停止恆星齒輪18的旋轉時轉動發動機l的曲柄。制動器線圏41被通電從而使得皮帶輪10以預定的速度和扭矩旋轉。因而，M/G300的旋轉力以降低的速度從環形齒輪17傳遞到支架11並且從而傳遞到皮帶輪10並且從而傳遞到曲軸皮帶輪CR。在M/G300用作發電機時，和/或附件在發動機1以第一運行^t式運行的同時被操作時，制動器線圈41被關閉並且單向離合器22處於接合狀態。因而M/G300和皮帶輪10彼此旋轉地相連接以使得皮帶輪10的旋轉經由軸31通過離合器22傳遞到M/G300。當泵P和壓縮機A/C在發動機1停止時由處於馬達模式的M/G300操作時，制動器線圏41被關閉。在此第二運行模式，發動機l停止並且行星齒輪15和恆星齒輪18自由地旋轉。支架11和皮帶輪10不旋轉，因為它們與帶B1相接合，而帶Bl與停止的曲軸皮帶輪CR相接合。由於制動器線圏41關閉，恆星齒輪18以與環形齒輪17和皮帶輪30相反的方向旋轉。實際上，這種構造作用成仿佛變速器100處於"空檔"，從而防止扭矩從皮帶輪30傳遞到皮帶輪10。變速器IOO部分地用作離合器以根據所選模式來控制向發動機傳遞扭矩，或者從發動機接收扭矩。圖14是處於可選的發電電動機布置中的本發明變速器的示意圖。總的來說，這個可選實施例中的部件及其關係如圖13所示，其不同之處如下所述。在這種可選實施例中，M/G300不是直接附接到變速器100。變速器100沒有直接連接的附件。M/G300通過帶B2連接到變速器100。扭矩由發動機1、M/G300和附件之間的帶Bl和B2傳遞至變速器100或由變速器100傳遞出去。變速器100利用比如螺栓或螺釘之類的緊固件直接安裝至發動機l。這個實施例示出了，M/G能直接地或者通過帶連接到變速器輸出軸31的任一端部。這就提供了可選的帶傳動布置，其中能成功地使用本發明的變速器。在操作時，當發動機1從例如車輛在停車燈處停止的狀態下重新啟動時，處於馬達狀態的M/G300在制動器線圏41被打開從而接合制動器和停止恆星齒輪18的旋轉時通過帶B2、變速器100和帶Bl旋轉發動機l的曲柄。給制動器線圏41通電使得皮帶輪IO以預定的速度和扭矩旋轉。因而，M/G300的旋轉力以降低的速度通過帶B2傳遞到皮帶輪30、環形齒輪17、支架11並且從而傳遞到皮帶輪10並且從而通過帶B1傳遞到曲軸皮帶輪CR。由於帶B2的構造，附件P和A/C在發動機啟動期間M/G300以馬達模式運行時也被旋轉。在M/G300用作發電機時，和/或當附件在發動機以第一運行模式運行時被操作時，制動器線圏41被關閉並且單向離合器22處於接合狀態。因而，皮帶輪30和皮帶輪10彼此直接相連接以使得皮帶輪10的旋轉被傳遞到皮帶輪30並且從而經由帶B2傳遞到附件P、A/C和M/G300。當泵P和壓縮機A/C在發動機1停止時由處於馬達衝莫式的M/G300操作時，制動器線圏41被關閉。在此第二運行模式，發動機l停止並且行星齒輪15和恆星齒輪18自由地旋轉。支架11和皮帶輪10不旋轉，因為它們與帶B1相接合，而帶B1與停止的曲軸皮帶輪CR相接合。由於制動器線圏41關閉，恆星齒輪18以與環形齒輪17和皮帶輪30相反的方向旋轉，從而允許M/G300通過帶B2在不啟動發動機1的情況下操作附件P和A/C。在另一可選實施例中，附件1000可如圖ll所示直接結合至變速器IOO。附件IOOO可包括燃油泵、油泵或者發動機或車輛可能所需的任何其它附件。在該實施例中，附件1000直接連接至變速器100和軸31。由於變速器100的軸31、200同軸地布置，附件1000連同其它部件一起可完全由M/G300操作，即使在發動機l不運行且M/G300處於馬達模式時。當然，在發動機1運行且M/G300作為發電4幾運行時，附件1000還可連同附件P和A/C—起由發動機1所驅動。儘管這裡已經描述了本發明的形式，但是對於所屬
技術領域：
的技術人員來說很明顯，在不偏離本發明精神和範圍之下，能在結構和部件關係上作出各種變化。權利要求1.一種用於車輛的傳動系系統，包括可在第一和第二運行模式下操作的發動機；電動機；當發動機在第二運行模式下操作時從電動機接收動力的附件；介於電動機和發動機之間的離合器；可操作來檢測車輛操作狀態和可操作來產生信號的傳感器；利用信號來有選擇地致動第一運行模式或第二運行模式的控制器；和控制器在第二運行模式期間操作電動機來將動力供應至附件，而在發動機以第二運行模式操作時禁用離合器以防止動力從電動機傳遞到發動機。2.如權利要求1的傳動系系統，還包括由所述發動機或所述電動機所操作的附件，其中所述附件連接到所述電動才幾的》走轉軸。3.如權利要求1的傳動系系統，其中電動機連接到發動機的傳動軸；傳動機構布置在發動機和電動機之間，該傳動機構能將所述電動機的旋轉軸的旋轉以改變的速度傳遞到所述發動機的傳動軸；來操作；和述發動機的傳動軸。4.如權利要求3的傳動系系統，其中當所述附件在所述發動機停止的狀態下由所述電動機所操作時，所述離合器中斷所述電動機的旋轉軸的旋轉向所述發動機的傳動軸的傳遞。5.如權利要求2的傳動系系統，其中所述信號是數位訊號。6.如權利要求2的傳動系系統，其中所述信號是模擬信號。7.—種用來操作車輛傳動系系統的方法，所述傳動系系統包括可在第一運行模式或第二運行模式下操作的發動機、電動機、從發動機和電動機中的至少一個接收動力的附件、以及介於發動機和電動機之間的變速器，該方法包括用傳感器檢測車輛操作狀態；從傳感器提供信號；利用信號來有選擇地致動第一運行模式或第二運行模式；在選擇第二運行模式時，將動力從電動機供應到附件；和當發動機在第二運行模式下操作時，禁用離合器以防止動力從電動機傳遞到發動機。8.如權利要求7的方法，包括提供數位訊號。9.如權利要求7的方法，包括提供模擬信號。10.如權利要求7的方法，包括將附件附接至變速器。11.如權利要求3的傳動系系統，其中附件直接連接到變速器。12.如權利要求3的傳動系系統，其中電動機直接連接到變速器。13.如權利要求ll的傳動系系統，其中電動機由帶連接到變速器。全文摘要一種用於車輛的傳動系統，包括可在第一和第二運行模式下操作的發動機；電動機；當發動機在第二運行模式下操作時從電動機接收動力的附件；介於電動機和發動機之間的離合器；可操作來檢測車輛操作狀態和可操作來產生信號的傳感器；利用信號來有選擇地致動第一運行模式或第二運行模式的控制器；和控制器在第二運行模式期間操作電動機來將動力供應至附件，而在發動機以第二運行模式操作時禁用離合器以防止動力從電動機傳遞到發動機；以及一種用來操作車輛傳動系系統的方法。文檔編號H02K7/10GK101353013SQ200810145189公開日2009年1月28日申請日期2004年7月16日優先權日2004年1月13日發明者A·瑟克申請人:蓋茨公司