本發(fā)明一般包括一種具有電力驅(qū)動單元的動力系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

車用混合動力系統(tǒng)在不同的車輛運(yùn)行條件下采用不同的動力源。通常，機(jī)電混合動力系統(tǒng)具有內(nèi)燃機(jī)，例如柴油機(jī)或汽油機(jī)、一個或多個馬達(dá)/發(fā)電機(jī)。不同的運(yùn)行模式，例如僅發(fā)動機(jī)運(yùn)行模式、僅電力運(yùn)行模式和混合運(yùn)行模式，都是通過不同的組合接合剎車和/或離合器、控制發(fā)動機(jī)和馬達(dá)/發(fā)電機(jī)來確定的。由于各種運(yùn)行模式都可用于提高燃料經(jīng)濟(jì)性，所以他們都具有優(yōu)勢。但是，混合動力系統(tǒng)所需的附加構(gòu)件，例如馬達(dá)/發(fā)電機(jī)、制動器和/或離合器，會增加總體車輛成本和包裝空間要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本文提供了多行星、單馬達(dá)驅(qū)動單元的各種實(shí)施例，其相對緊湊并可設(shè)置成作為單軸電力驅(qū)動軸驅(qū)動輪軸，或者與發(fā)動機(jī)或其他動力源設(shè)在一起以作為多軸動力分配驅(qū)動軸結(jié)構(gòu)驅(qū)動輪軸。該驅(qū)動單元可以為僅以單電機(jī)作為動力源的全電力或僅電力驅(qū)動器，并且可稱為電力軸。動力分配驅(qū)動軸結(jié)構(gòu)可另外地或者可替代地用在車輛的一個輪軸上，例如前輪軸，電力驅(qū)動軸可用在第二輪軸上，如后輪軸，以形成全輪驅(qū)動結(jié)構(gòu)。該驅(qū)動單元可配置成模塊，其中第一模塊用在輸入分配驅(qū)動軸上，基本相同的第二模塊用在電力驅(qū)動軸上。通過模塊化可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益。由于該驅(qū)動單元采用行星齒輪結(jié)構(gòu)，所以他們比其他齒輪結(jié)構(gòu)更緊湊，例如三軸結(jié)構(gòu)。

一種動力系統(tǒng)可包括驅(qū)動單元，其包括輸出部件、第一行星齒輪組和第二行星齒輪組。第一行星齒輪組和第二行星齒輪組都為設(shè)有第一部件、第二部件和第三部件的簡單的行星齒輪組，這些部件包括太陽齒輪部件、輪架部件、環(huán)形齒輪部件。驅(qū)動單元包括可作為馬達(dá)運(yùn)行、具有轉(zhuǎn)子的單個電機(jī)，轉(zhuǎn)子通過連接與第一行星齒輪組的太陽齒輪部件同步轉(zhuǎn)動并驅(qū)動太陽齒輪部件?；ヂ?lián)部件連接第一行星齒輪組的第二部件以與第二行星齒輪組的第一部件同步轉(zhuǎn)動。將第一行星齒輪組的第三部件和第二行星齒輪組的第二部件其中之一連續(xù)地壓觸到靜止部件上或可操作地連接以由發(fā)動機(jī)(例如，位于設(shè)在輸入分配結(jié)構(gòu)的驅(qū)動單元中)來驅(qū)動。將第二行星齒輪組的第三部件連續(xù)可操作地連接到輸出部件。各個實(shí)施例可包括附加制動器、離合器和/或第三行星齒輪組。

當(dāng)一個驅(qū)動單元作為模塊用在與發(fā)動機(jī)可操作地連接的車輛的第一輪軸上時，另一個驅(qū)動單元用在車輛的第二輪軸上，包括全輪驅(qū)動運(yùn)行模式在內(nèi)的各運(yùn)行模式可基于所使用的電力驅(qū)動單元的具體配置來設(shè)定。

下文結(jié)合附圖和對本發(fā)明的最佳實(shí)施模式的詳細(xì)說明，會清晰理解上述本發(fā)明的特征及優(yōu)點(diǎn)和其他特征及優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是一種具有電力驅(qū)動單元的動力系統(tǒng)的以水平圖形式示出的示意圖。

圖2是圖1所示包括控制系統(tǒng)的動力系統(tǒng)的以符號圖形式示出的示意圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明替代方面所述的一種具有電力驅(qū)動單元的動力系統(tǒng)的以水平圖形式示出的示意圖。

圖4是圖3所示包括控制系統(tǒng)的動力系統(tǒng)的以符號圖形式示出的示意圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明替代方面所述的一種具有電力驅(qū)動單元的動力系統(tǒng)的以水平圖形式示出的示意圖。

圖6是圖5所示包括控制系統(tǒng)的動力系統(tǒng)的一種實(shí)施例以符號圖形式示出的示意圖。

圖7是圖5所示包括控制系統(tǒng)的動力系統(tǒng)的另一種實(shí)施例以符號圖形式示出的示意圖。

圖8是一種動力系統(tǒng)的以符號圖形式示出的示意圖，其包括電力驅(qū)動單元、控制系統(tǒng)和可操作地連接至電力驅(qū)動單元的發(fā)動機(jī)。

圖9是根據(jù)本發(fā)明替代方面所述的一種具有電力驅(qū)動單元的動力系統(tǒng)的以水平圖形式示出的示意圖。

圖10是圖9所示包括控制系統(tǒng)的動力系統(tǒng)的一種實(shí)施例以符號圖形式示出的示意圖。

圖11是圖9所示包括控制系統(tǒng)的動力系統(tǒng)的另一種實(shí)施例以符號圖形式示出的示意圖。

圖12是根據(jù)本發(fā)明替代方面所述的一種具有電力驅(qū)動單元的動力系統(tǒng)的以水平圖形式示出的示意圖。

圖13是圖12所示包括控制系統(tǒng)的動力系統(tǒng)的一種實(shí)施例以符號圖形式示出的示意圖。

圖14是根據(jù)本發(fā)明替代方面所述的一種具有電力驅(qū)動單元的動力系統(tǒng)的以水平圖形式示出的示意圖。

圖15是圖14所示包括控制系統(tǒng)的動力系統(tǒng)的一種實(shí)施例以符號圖形式示出的示意圖。

圖16是根據(jù)本發(fā)明替代方面所述的一種具有電力驅(qū)動單元的動力系統(tǒng)的以水平圖形式示出的示意圖。

圖17是根據(jù)本發(fā)明替代方面所述的一種具有電力驅(qū)動單元的動力系統(tǒng)的以水平圖形式示出的示意圖。

圖18是根據(jù)本發(fā)明替代方面所述的一種具有電力驅(qū)動單元并包括控制系統(tǒng)的動力系統(tǒng)的一種實(shí)施例以符號圖形式示出的示意圖。

圖19是根據(jù)本發(fā)明替代方面所述的一種動力系統(tǒng)的以符號圖形式示出的示意圖，其包括電力驅(qū)動單元、控制系統(tǒng)和可操作地連接至電力驅(qū)動單元的發(fā)動機(jī)。

圖20是根據(jù)本發(fā)明替代方面所述的具有電力驅(qū)動單元并包括控制系統(tǒng)的動力系統(tǒng)的一種實(shí)施例以符號圖形式示出的示意圖。

圖21是根據(jù)本發(fā)明替代方面所述的一種動力系統(tǒng)的以符號圖形式示出的示意圖，其包括電力驅(qū)動單元、控制系統(tǒng)和可操作地連接至電力驅(qū)動單元的發(fā)動機(jī)。

圖22是一種車輛的示意圖，其具有圖8所示的可運(yùn)行以驅(qū)動第一輪軸的動力系統(tǒng)和可運(yùn)行以驅(qū)動第二輪軸的單獨(dú)電力驅(qū)動單元。

圖23是一種車輛的示意圖，其具有圖19所示的可運(yùn)行以驅(qū)動第一輪軸的動力系統(tǒng)和圖18所示的可運(yùn)行以驅(qū)動第二輪軸的電力驅(qū)動單元。

圖24是一種車輛的示意圖，其具有圖21所示的可運(yùn)行以驅(qū)動第一輪軸的動力系統(tǒng)和圖20所示的可運(yùn)行以驅(qū)動第二輪軸的電力驅(qū)動單元。

具體實(shí)施方式

參見附圖，其中所有圖中相同的參考數(shù)字表示相同的構(gòu)件，圖1示出了一種動力系統(tǒng)10，例如車輛。該動力系統(tǒng)10包括電力驅(qū)動單元12。該電力驅(qū)動單元12僅包括可配置成用作馬達(dá)運(yùn)行、還可配置成用作發(fā)動機(jī)運(yùn)行的單個電機(jī)14。

該電力驅(qū)動單元12還包括圖1以水平形式示出的第一行星齒輪組20和第二行星齒輪組30。第一行星齒輪組20和第二行星齒輪組30都是簡單的行星齒輪組。行星齒輪組20設(shè)有第一部件22、第二部件26、第三部件24，包括太陽齒輪部件、環(huán)形齒輪部件、輪架部件。例如，在圖2所示的實(shí)施例中，第一部件22為太陽齒輪部件，第二部件26為輪架部件，第三部件24為環(huán)形齒輪部件。參見圖2，數(shù)個小齒輪27可轉(zhuǎn)動地支撐在輪架部件26上，并與第一部件(太陽齒輪部件22)和第三部件(環(huán)形齒輪部件34)嚙合。

第二行星齒輪組30包括第一部件32、第二部件34、第三部件36。在圖2所示的實(shí)施例中，第一部件32為太陽齒輪部件，第二部件34為環(huán)形齒輪部件，第三部件36為輪架部件。參見圖2，數(shù)個小齒輪37可轉(zhuǎn)動地支撐在輪架部件36上，并與第一部件(太陽齒輪部件32)和第二部件(環(huán)形齒輪部件34)嚙合。

圖2放大詳細(xì)地示出了電機(jī)14。電機(jī)14具有通過連接以與第一行星齒輪組20的太陽齒輪部件22同步旋轉(zhuǎn)并經(jīng)由轉(zhuǎn)子輪轂15和套軸17驅(qū)動太陽齒輪部件22的轉(zhuǎn)子16。電機(jī)14還包括定子18，其徑向圍繞轉(zhuǎn)子16并被壓觸到靜止部件41上，例如壓觸到第一電機(jī)14的馬達(dá)外殼上或不同的靜止部件上。

電機(jī)14的定子18設(shè)有可操作地連接至儲能裝置50的電氣繞組，儲能裝置可以為圖2中B所示的一個或多個電池。其他能夠儲存并分配電能的儲能裝置可代替電池。圖2中C所示的控制器52可操作地連接至電機(jī)14并監(jiān)測轉(zhuǎn)子16的速度?？刂破?2還接收有關(guān)其他車輛運(yùn)行條件的信息，例如駕駛員油門指令，可操作控制器52以使儲能裝置50通過圖2中I所示的功率變換器54為電機(jī)14提供電能，使電機(jī)14作為馬達(dá)運(yùn)行，將扭矩增加至太陽齒輪部件22。當(dāng)為電機(jī)14供電時，功率變換器54將儲能裝置50的直流電轉(zhuǎn)化成交流電。圖1中未示出儲能裝置50、控制器52和功率變換器54。

如果控制器52所接收的信息表明電機(jī)14應(yīng)作為發(fā)動機(jī)運(yùn)行，那么將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能，可操作控制器52以使功率變換器54將電機(jī)14提供的交流電轉(zhuǎn)化成直流電，儲存在儲能裝置50中。圖2中連接電機(jī)14、儲能裝置50、控制器52、功率變換器54和定子18定子繞組的直線表示用于發(fā)送構(gòu)件間電流或信號的傳遞導(dǎo)線。

電力驅(qū)動單元12還包括互聯(lián)部件60，其連接第一行星齒輪組20的第二部件26以與第二行星齒輪組30的第一部件32同步轉(zhuǎn)動。如文中所使用的，“互聯(lián)部件”可以為單個硬質(zhì)可轉(zhuǎn)動構(gòu)件，例如軸，或者可具有一個或多個一起同步轉(zhuǎn)動的互聯(lián)部，例如轂部和軸部。將第二行星齒輪組30的第二部件34連續(xù)地壓觸到靜止部件41上，該靜止部件可以為定子18被壓觸到其上的靜止部件或不同的靜止部件。靜止部件指的是文中參考部件41、可以表示給定實(shí)施例中的相同或不同的靜止部件。正如文中所使用的，“靜止部件”指的是固定不動以便在動力系統(tǒng)運(yùn)行時不會轉(zhuǎn)動的部件。電力驅(qū)動單元12還具有輸出部件62。第二行星齒輪組30的第三部件36連續(xù)可操作地連接至輸出部件62。如文中所使用的，當(dāng)不需要接合可選擇地接合的離合器或制動器以使各部件相互連接并同步轉(zhuǎn)動時，一個部件是“連續(xù)可操作地”連接至另一部件。如文中所使用的，當(dāng)兩個構(gòu)件可操作地相互連接時，兩者“同步轉(zhuǎn)動”，這樣他們會以相同的速度轉(zhuǎn)動，包括零速(即當(dāng)他們在一起靜止時)。

輸出部件62驅(qū)動被配置成將扭矩分配至驅(qū)動軸A的差速器64。驅(qū)動軸A包括兩個分開的軸部，盡管軸部的長度可以不同，但他們各稱為第一半軸A1和第二半軸A2。差速器64確定驅(qū)動軸A的速度為其兩個分開半軸A1和A2的速度的平均值。圖2中未示出的車輪連接至半軸A1和A2并且可在半軸A1和A2上轉(zhuǎn)動。半軸A1和A2沿著轉(zhuǎn)動軸線66延伸并圍繞轉(zhuǎn)動軸線66轉(zhuǎn)動。輸出部件62、電機(jī)14和行星齒輪組20、30都與半軸A1和A2是關(guān)于轉(zhuǎn)動軸線66同中心的，輸出部件62可操作地連接至半軸A1和A2，這樣電機(jī)14通過行星齒輪組20、30驅(qū)動半軸A1和A2。

第一制動器B1可選擇性地接合以使第一行星齒輪組20的第三部件24壓觸到靜止部件41上。第三行星齒輪組30的第二部件34連續(xù)壓觸到靜止部件41上。因此，環(huán)形齒輪部件34是連續(xù)靜止的。當(dāng)根據(jù)預(yù)定的車輛運(yùn)行條件接收到控制器52或圖中未示但可操作地連接至控制器52的不同控制器的控制信號時，制動器B1接合時環(huán)形齒輪部件24是選擇性靜止的。當(dāng)制動器B1未接合時，動力系統(tǒng)10處于空檔狀態(tài)。當(dāng)制動器B1接合時，如果電機(jī)14是作為馬達(dá)運(yùn)行來通過行星齒輪組20、30驅(qū)動輪軸A或是作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行來減速輪軸A，那么動力系統(tǒng)10就處于驅(qū)動狀態(tài)下?？紤]到輪架部件26的速度會受到輪軸A速度的影響(其可為靜止的或轉(zhuǎn)動的)，可以通過控制器52控制電機(jī)14的速度來協(xié)調(diào)從空檔狀態(tài)到驅(qū)動狀態(tài)的過渡，這樣轉(zhuǎn)子16可使環(huán)形齒輪部件24的速度減至零?；蛘?，制動器B1的接合或脫離可以為空檔狀態(tài)與驅(qū)動狀態(tài)間的“動力換擋”。如文中所使用的，“動力換擋”指的是接合期間正接合的制動器或離合器(這里指制動器B1)滑動并承受扭矩。例如，在動力換擋期間制動器B1接合時，環(huán)形齒輪部件24的速度并不為零速。例如，如果制動器B1為控制良好的電能離合器或可選的單向離合器，那么制動器B1的接合可為動力換擋。

圖3示出了一種具有電力驅(qū)動單元12A的動力系統(tǒng)10A的替代性實(shí)施例。動力系統(tǒng)10A設(shè)有多個與動力系統(tǒng)10相同的構(gòu)件。第一制動器B1可選擇性地接合以使第二行星齒輪組30的第二部件34壓觸到靜止部件41上。第一行星齒輪組20的第三部件34連續(xù)壓觸到靜止部件41上。圖4示出了具有一種電力驅(qū)動單元12A1的動力系統(tǒng)10A，其為圖3所述具有電力驅(qū)動單元12A的動力系統(tǒng)10A的一種特殊實(shí)施例。動力系統(tǒng)10A稱為輸出齒輪組動力系統(tǒng)的空擋制動器。

圖5示出了具有電力驅(qū)動單元12B的動力系統(tǒng)10B的一種替代性實(shí)施例。動力系統(tǒng)10B具有多個與動力系統(tǒng)10相同的構(gòu)件。第一制動器B1可選擇性地接合以使第一行星齒輪組20的第三部件24壓觸到靜止部件41上。第二行星齒輪組30的第三部件34連續(xù)地壓觸到靜止部件41上。離合器C1可選擇性地接合，將第一行星齒輪組20的第一部件22(例如，太陽齒輪部件22)連接以與第二行星齒輪組30的第一部件32(例如，太陽齒輪部件32)同步轉(zhuǎn)動。

圖6示出了電力驅(qū)動單元12B1的動力系統(tǒng)10B的第一實(shí)施例10B1，其為圖5所示電力驅(qū)動單元12B的第一實(shí)施例。第二行星齒輪組30的輪架部件36可轉(zhuǎn)動地支撐第一組小齒輪37。圖7示出了具有電力驅(qū)動單元12B2的動力系統(tǒng)10B的第二實(shí)施例10B2，其為圖5所示電力驅(qū)動單元12B的第二實(shí)施例。輪架部件36可轉(zhuǎn)動地支撐第一組階梯式小齒輪37A。階梯式小齒輪37A具有較大直徑齒輪的第一部37B和較小直徑齒輪的第二部37C。換言之，第二部37C的直徑小于第一部37B的直徑。階梯式小齒輪37A使從太陽齒輪部件32到輪架部件36的扭矩放大倍數(shù)比小齒輪37更大。

文中所示實(shí)施例僅具有一個單個制動器和單個離合器，例如圖5所示的制動器B1和離合器C1，該實(shí)施例可稱為雙速P4實(shí)施例或雙速電力軸。例如，動力系統(tǒng)10B可以以不同的速率比使用，以驅(qū)動僅由電機(jī)14供電的輪軸A。當(dāng)控制電機(jī)14作為馬達(dá)運(yùn)行且僅制動器B1接合時，形成第一檔(即第一僅電力模式)，當(dāng)制動器B1和離合器C1都沒有接合時，形成空檔狀態(tài)，當(dāng)控制電機(jī)14作為馬達(dá)運(yùn)行且僅離合器C1接合時，形成第二檔(即第二僅電力模式)。在第一檔時，行星齒輪組20、30都發(fā)揮作用減低速度、增加扭矩。在空檔時，沒有扭矩從電機(jī)14傳遞到輸出部件62。在第二檔時，由于第一行星齒輪組20是被鎖定以與電機(jī)14轉(zhuǎn)子相同的速度轉(zhuǎn)動的，所以第一行星齒輪組20不運(yùn)行。因此，在第二檔時，僅有第二行星齒輪組30運(yùn)行以增加扭矩、減低速度。比起在第一檔時，在第二檔時輸出部件62處的速度高于電機(jī)14的給定速度。因此，第一檔可稱為低速檔，第二檔可稱為高度檔。

當(dāng)制動器B1和離合器C1都沒有接合時，可通過中斷對輸出部件62的供電、借助空檔狀態(tài)協(xié)調(diào)從第一檔至第二檔的過渡(即改變電機(jī)14的速度，使輪架部件26的速度與太陽齒輪部件22的速度相同)?；蛘?，從第一檔至第二檔的切換可以為動力換擋(換擋時制動器B1可以脫離，同時離合器C1可以接合)，和/或離合器C1可以在輪架部件26與太陽齒輪部件22間存在速度差的同時接合。動力換擋時，離合器C1應(yīng)為電能離合器(即，能夠處理并承受滑移的離合器)，制動器B1應(yīng)為電力離合器或可選的單向離合器。

圖8示出了一種具有電力驅(qū)動單元12C的動力系統(tǒng)10C，其具有數(shù)個與動力系統(tǒng)10和電力驅(qū)動單元12相同的構(gòu)件。第一制動器B1可選擇性地接合使第二行星齒輪組30的第二部件34壓觸到靜止部件41上。離合器C1可選擇性地接合，通過互聯(lián)部件60將第一行星齒輪組20的太陽齒輪部件22連接至輪架部件26和第二行星齒輪組30的太陽齒輪部件32。圖8放大詳細(xì)地示出了差速器64。小齒輪67與設(shè)置成與第一、第二輪軸部A1、A2一起轉(zhuǎn)動的側(cè)齒輪68嚙合。

第一行星齒輪組20的第三部件，即環(huán)形齒輪部件24，可操作地連接以由發(fā)動機(jī)70來驅(qū)動。圖示的發(fā)動機(jī)70設(shè)有多個氣缸71、可具有2、3、4、6、8或其他數(shù)字標(biāo)示的任意結(jié)構(gòu)的氣缸71。更具體地，環(huán)形齒輪部件24通過鏈條72連接至外齒輪，例如，環(huán)形齒輪74，其通過連接以與發(fā)動機(jī)70曲軸76一起轉(zhuǎn)動。扭力阻尼器78和飛輪80也和曲軸76一起轉(zhuǎn)動。通過第二制動器B2將曲軸76上的輪轂82可選擇性地壓觸到靜止部件41上，以保持曲軸76靜止，從而保持環(huán)形齒輪部件24靜止。

電力驅(qū)動單元12C設(shè)在具有圖8所示發(fā)動機(jī)70的輸入分配結(jié)構(gòu)中。在圖22中，圖8所示驅(qū)動單元12C和圖6所示驅(qū)動單元12B1是組合在車輛100的全輪驅(qū)動動力系統(tǒng)110中。動力系統(tǒng)110包括圍繞第一輪軸A同中心地設(shè)置并驅(qū)動第一輪軸A的第一驅(qū)動單元12C，如所示輸入分配結(jié)構(gòu)中的前輪軸。驅(qū)動單元12B1圍繞第二輪軸B同中心地設(shè)置、并驅(qū)動第二輪軸B，如圍繞轉(zhuǎn)動軸線166、作為電力驅(qū)動軸的后輪軸。第二輪軸B具有第一、第二半軸B1、B2，該半軸伸出與圖5所示差速器64相同的差速器64來代替半軸A1、A2。前輪69A由前輪軸A驅(qū)動，后輪69B由后輪軸B驅(qū)動。在第一驅(qū)動單元12C中，14A表示電機(jī)，在第一驅(qū)動單元12B1中，14B表示電機(jī)。如圖所示，控制器52和變換器54都設(shè)置成連接至兩個電機(jī)14A、14B定子18的馬達(dá)-控制器功率-變換器模塊。還可使用兩套單獨(dú)的控制器52和變換器54。控制器52也可操作地連接至驅(qū)動單元12B1、12C的制動器B1，如圖所示的虛線連接，并連接至驅(qū)動單元12C的制動器B2(附圖中未清晰示出連接)?？蛇x地，馬達(dá)-控制器功率-變換器模塊可還包括升壓變換器以將儲能裝置50提供的直流電壓從第一級提高(即增加)至更高級別。

動力系統(tǒng)110中使用的驅(qū)動單元12B、12C共用大部分他們共有的部件，并且可生產(chǎn)成包含所有共有部件的模塊。因此，動力系統(tǒng)110可視為模塊系統(tǒng)，其具有各設(shè)在驅(qū)動軸上的兩個模塊。另外，驅(qū)動單元12C可單獨(dú)在未設(shè)發(fā)動機(jī)的僅電力車輛中使用，并且僅使用電池50作為電源或者也可選擇使用燃料電池。

可控制動力系統(tǒng)110在關(guān)閉發(fā)動機(jī)70的情況下以輸入動力分配運(yùn)行模式發(fā)揮作用，并控制電機(jī)14A作為馬達(dá)或發(fā)電機(jī)運(yùn)行的情況下驅(qū)動前輪軸A。電機(jī)14B可作為馬達(dá)運(yùn)行以與電機(jī)14A一起提供輸入分配全輪驅(qū)動運(yùn)行模式，和/或作為儲能裝置50為電機(jī)14B供電。可控制電機(jī)14B在輸入動力分配全輪驅(qū)動運(yùn)行模式下作為馬達(dá)運(yùn)行，以驅(qū)動使用電機(jī)14A或儲能裝置50提供的電能的第二輪軸B。在輸入動力分配運(yùn)行模式期間，B1接合，而B2未接合。也可控制電機(jī)14B作為馬達(dá)在發(fā)動機(jī)70和電機(jī)14A關(guān)閉的情況下以僅電力運(yùn)行模式運(yùn)行，這樣僅驅(qū)動輪軸B得以驅(qū)動。電力驅(qū)動單元12B1的制動器B1可以在發(fā)動機(jī)關(guān)閉的情況下以電力驅(qū)動運(yùn)行模式接合。

在發(fā)動機(jī)70啟動模式下，驅(qū)動單元12C的輸出環(huán)制動器B1和鎖止離合器C1接合，電機(jī)14A作為馬達(dá)運(yùn)行以啟動發(fā)動機(jī)70。在一系列混合運(yùn)行模式下，驅(qū)動單元12C的輸出環(huán)制動器B1和鎖止離合器C1接合，開啟發(fā)動機(jī)70，電機(jī)14A作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行以便為電池50和/或可作為馬達(dá)運(yùn)行以驅(qū)動輪軸B的電機(jī)14B供電。在并聯(lián)混合運(yùn)行模式下，驅(qū)動單元12C的鎖止離合器C1接合，開啟發(fā)動機(jī)70，電機(jī)14A作為馬達(dá)運(yùn)行以驅(qū)動輪軸A與發(fā)動機(jī)70并聯(lián)。在此期間，可控制電機(jī)14B作為馬達(dá)運(yùn)行以驅(qū)動第二輪軸B與驅(qū)動單元12B1的制動器B1接合，所以并聯(lián)混合運(yùn)行模式為并聯(lián)混合全輪驅(qū)動運(yùn)行模式。更進(jìn)一步，可控制電機(jī)14A作為馬達(dá)運(yùn)行以與電力驅(qū)動單元12C的制動器B1、B2接合，使得電機(jī)14A可以在發(fā)動機(jī)70關(guān)閉的情況下獨(dú)自驅(qū)動輪軸A。

圖9示出了一種具有電力驅(qū)動單元12D的動力系統(tǒng)10D的替代性實(shí)施例，其為另一種雙速P4結(jié)構(gòu)。動力系統(tǒng)10D設(shè)有與圖1所示動力系統(tǒng)10相同的構(gòu)件，但增加有可選擇性地接合來連接第一行星齒輪組20的第二部件26(例如，輪架部件)以與第一行星齒輪組20的第三部件24(例如，環(huán)形齒輪部件)同步連接的離合器C2。圖10示出了具有電力驅(qū)動單元12D1的動力系統(tǒng)10D的第一實(shí)施例10D1，其為圖9所示電力驅(qū)動單元12D的第一實(shí)施例，在此實(shí)施例中，第二行星齒輪組30的輪架部件36可轉(zhuǎn)動地支撐第一套小齒輪37。圖11示出了具有電力驅(qū)動單元12D2的動力系統(tǒng)10B的第二實(shí)施例10D2，其為圖9所示電力驅(qū)動單元12D的第二實(shí)施例，在此實(shí)施例中，輪架部件36可轉(zhuǎn)動地支撐第一套階梯式小齒輪37A。階梯式小齒輪37A具有較大直徑齒輪的第一部37B和較小直徑齒輪的第二部37C。換言之，第二部37C的直徑小于第一部37B的直徑。階梯式小齒輪37A使從太陽齒輪部件32到輪架部件36的扭矩放大倍數(shù)比小齒輪37更大。

當(dāng)控制電機(jī)14作為馬達(dá)運(yùn)行且當(dāng)僅制動器B1接合時，動力系統(tǒng)10D(和其實(shí)施例10D1、10D2)可在第一檔運(yùn)行，當(dāng)制動器B1和離合器C2都沒有接合時，動力系統(tǒng)10D可在空檔運(yùn)行，當(dāng)控制電機(jī)14作為馬達(dá)運(yùn)行且僅離合器C2接合時，動力系統(tǒng)10D可在第二檔運(yùn)行。在第一檔時，兩行星齒輪組都發(fā)揮作用減低速度、增加扭矩。在空檔時，沒有扭矩從電機(jī)14傳遞到輸出部件62。在第二檔時，由于第一行星齒輪組20是被鎖定以與電機(jī)14轉(zhuǎn)子相同的速度轉(zhuǎn)動的，所以第一行星齒輪組20不運(yùn)行。因此，在第二檔時，僅有第二行星齒輪組30運(yùn)行以增加扭矩、減低速度。比起在第一檔時，在第二檔時輸出部件62處的速度高于電機(jī)14的給定速度。因此，第一檔可稱為低速檔，第二檔可稱為高度檔。

圖12示出了一種具有電力驅(qū)動單元12E的動力系統(tǒng)10E的替代性實(shí)施例，其為另一種雙速P4結(jié)構(gòu)。圖13以符號圖形式示出了具有電力驅(qū)動單元12E1的動力系統(tǒng)10E的一種實(shí)施例10E1，其為圖12所示電力驅(qū)動單元12E的第一實(shí)施例動力系統(tǒng)10E具有許多與動力系統(tǒng)10相同的構(gòu)件。第一行星齒輪組20的第一部件為太陽齒輪部件22，第二部件為環(huán)形齒輪部件24，第三部件為輪架部件26。第二行星齒輪組30的第一部件為太陽齒輪部件32，第二部件為輪架部件36，第三部件為環(huán)形齒輪部件34。制動器B1可選擇性地接合以將輪架部件26壓觸到靜止部件41上。

離合器C2可選擇性地接合來連接輪架部件26以與環(huán)形齒輪部件24一起同步轉(zhuǎn)動?；ヂ?lián)部件61可選擇性地接合，來連接環(huán)形齒輪部件24以與太陽齒輪部件32一起同步轉(zhuǎn)動。離合器C2接合會使整個行星齒輪組20以相同的速度轉(zhuǎn)動，而且由于互聯(lián)部件61，還會使太陽齒輪部件32以相同的速度轉(zhuǎn)動。輪架部件36連續(xù)地壓觸到靜止部件41上。

附加的簡單行星齒輪組40也包括在動力系統(tǒng)10E中。相對于圖13所述動力系統(tǒng)10E1，行星齒輪組20、30、40和電機(jī)14都是圍繞轉(zhuǎn)動軸線66同心的。行星齒輪組40設(shè)有第一部件42、第二部件46、第三部件44，包括太陽齒輪部件、輪架部件和環(huán)形齒輪部件。例如，在圖13所示的實(shí)施例中，第一部件42為太陽齒輪部件，第二部件46為輪架部件，第三部件44為環(huán)形齒輪部件。參見圖13，數(shù)個小齒輪47可轉(zhuǎn)動地由輪架部件46支撐以便轉(zhuǎn)動，并與第一部件(太陽齒輪部件42)和第三部件(環(huán)形齒輪部件44)嚙合。環(huán)形齒輪部件44連續(xù)地壓觸到靜止部件41上。附加的互聯(lián)部件63連續(xù)地將第二行星齒輪組30的第三部件34連接至第三行星齒輪組40的第一部件42。輸出部件62連續(xù)地連接至第三行星齒輪組40的第二部件(輪架部件46)。通過互聯(lián)部件63，輸出部件62連續(xù)可操作地連接至第二行星齒輪組30的第三部件(環(huán)形齒輪部件34)，并以第三行星齒輪組40確定的速度相對于第三部件34轉(zhuǎn)動。

動力系統(tǒng)10E及其實(shí)施例10E1可在如參考動力系統(tǒng)10D所述相同的狀態(tài)下運(yùn)行：當(dāng)控制電機(jī)14作為馬達(dá)運(yùn)行且僅制動器B1接合時，可在第一檔下運(yùn)行，當(dāng)制動器B1和離合器C2都沒有接合時，可在空檔下運(yùn)行，當(dāng)控制電機(jī)14作為馬達(dá)運(yùn)行且僅離合器C2接合時，可在第二檔下運(yùn)行。與僅具有兩套行星齒輪組的實(shí)施例相比，附加的第三行星齒輪組40使電機(jī)14與輸出部件62間依據(jù)環(huán)形齒輪部件44與太陽齒輪部件42之比所確定的降速和扭矩放大倍數(shù)得以增加。

圖14示出了一種具有電力驅(qū)動單元12F的動力系統(tǒng)10F的替代性實(shí)施例，其為另一種雙速P4結(jié)構(gòu)。圖15以符號圖形式示出了具有電力驅(qū)動單元12F1的動力系統(tǒng)10F的一種實(shí)施例10F1，其為圖14所示電力驅(qū)動單元12F的第一實(shí)施例。動力系統(tǒng)10F具有多個與動力系統(tǒng)10相同的構(gòu)件。第一制動器B1可選擇性地接合使第二行星齒輪組30的第二部件34(即環(huán)形齒輪部件)壓觸到靜止部件41上。第一行星齒輪組20的第三部件24(即環(huán)形齒輪部件24)連續(xù)地壓觸到靜止部件41上。離合器C1可選擇性地接合來連接互聯(lián)部件60以與第二行星齒輪組30的第二部件34(即環(huán)形齒輪部件34)同步轉(zhuǎn)動，從而使整個行星齒輪組30和輸出部件62以與輪架部件26相同的速度轉(zhuǎn)動。在動力系統(tǒng)10F的第一實(shí)施例中10F1，第二行星齒輪組30的輪架部件26可轉(zhuǎn)動地支撐第一套小齒輪37。

圖16示出了一種具有電力驅(qū)動單元12G的動力系統(tǒng)10G的替代性實(shí)施例，其為另一種雙速P4結(jié)構(gòu)。動力系統(tǒng)10G具有許多與動力系統(tǒng)10相同的構(gòu)件。行星齒輪組20的第一部件為太陽齒輪部件22，第二部件為環(huán)形齒輪部件24，第三部件為輪架部件26。行星齒輪組30的第一部件為太陽齒輪部件32，第二部件為環(huán)形齒輪部件34，第三部件為輪架部件36?；ヂ?lián)部件61連續(xù)地連接環(huán)形齒輪部件24以與太陽齒輪部件32同步轉(zhuǎn)動。制動器B1可選擇性地接合，以將第二行星齒輪組30的第二部件34(即環(huán)形齒輪部件)壓觸到靜止部件41上。第一行星齒輪組20的第三部件26(即輪架部件36)連續(xù)地壓觸到靜止部件41上。離合器C1可選擇性地接合來連接互聯(lián)部件61以與第二行星齒輪組30的第二部件(即環(huán)形齒輪部件34)同步轉(zhuǎn)動，從而使整個行星齒輪組30和輸出部件62以與環(huán)形部件24相同的速度轉(zhuǎn)動。

當(dāng)連續(xù)地壓觸輪架部件26時，第一行星齒輪組20為固定比率齒輪組。當(dāng)壓觸輪架部件26時，消除了施加到由輪架部件26可轉(zhuǎn)動地支撐的小齒輪(與圖2所示的小齒輪27相同)上的離心力。

圖17示出了一種具有電力驅(qū)動單元12H的動力系統(tǒng)10H的替代性實(shí)施例，其為另一種雙速P4結(jié)構(gòu)。除省略的離合器C1外，動力系統(tǒng)10H具有多個與圖16所示動力系統(tǒng)10G相同的構(gòu)件。因此，動力系統(tǒng)10H并不是雙速結(jié)構(gòu)、但在輸出齒輪組上設(shè)有空擋制動器(即行星齒輪組30)。換言之，當(dāng)制動器B1未接合時，電力驅(qū)動單元12H處于空檔狀態(tài)下，并根據(jù)所確定的環(huán)形齒輪部件和第一、第二行星齒輪組20、30太陽齒輪齒比率的速率比，進(jìn)行從電機(jī)14到輸出部件62的扭矩傳遞。如參考圖2實(shí)施例所述的，考慮到輪架部件36(其可為靜止的或轉(zhuǎn)動的)的速度，可以通過控制器52控制電機(jī)14的速度來協(xié)調(diào)從空檔狀態(tài)到驅(qū)動狀態(tài)的過渡，這樣轉(zhuǎn)子16可使環(huán)形齒輪部件34的速度減至零?；蛘?，制動器B1的接合或脫離可以為空檔狀態(tài)與驅(qū)動狀態(tài)間的“動力換擋”。這意味著環(huán)形齒輪部件34在制動器B1接合時并非處于零速。例如，如果制動器B1為控制良好的電能離合器或可選的單向離合器，那么制動器B1的接合可為動力換擋。

圖18示出了一種具有電力驅(qū)動單元12I的動力系統(tǒng)10I的替代性實(shí)施例，其為另一種雙速P4結(jié)構(gòu)。除了附加的可選擇性地接合制動器B3外，動力系統(tǒng)10I還設(shè)有多個與圖3所示動力系統(tǒng)10A和圖4所示動力系統(tǒng)10A1相同的構(gòu)件，制動器B3可選擇性地壓觸互聯(lián)部件60，從而使輪架部件26和太陽齒輪部件32壓觸到靜止部件41上。制動器B3可接合以防電機(jī)14轉(zhuǎn)動，并且當(dāng)制動器B1也接合時，制動器B3接合以防輪軸A轉(zhuǎn)動(即提供停車制動)。

圖19示出了一種具有電力驅(qū)動單元12J的動力系統(tǒng)10J，電力驅(qū)動單元12J與圖18所示電力驅(qū)動單元12I相似，但第一行星齒輪組20的第三部件24可操作地連接以由參考圖8所述輸入分配結(jié)構(gòu)中的發(fā)動機(jī)70來驅(qū)動。

在圖23中，驅(qū)動單元12I、12J都組合在車輛200的全輪驅(qū)動動力系統(tǒng)210中。動力系統(tǒng)210包括圍繞第一輪軸A同中心地設(shè)置的并驅(qū)動第一輪軸A的第一驅(qū)動單元12J，如所示的前輪軸。驅(qū)動單元10I圍繞第二輪軸B同中心地設(shè)置、并驅(qū)動第二輪軸B，如所示的后輪軸。如參考圖22所述的，14A表示驅(qū)動單元12J的電機(jī)，14B表示驅(qū)動單元12I的電機(jī)。動力系統(tǒng)110中使用的驅(qū)動單元12I、12J共用大部分他們共有的部件，并且可生產(chǎn)成包含所有共有部件的模塊。因此，動力系統(tǒng)210可視為模塊系統(tǒng)，其具有各設(shè)在驅(qū)動軸上的兩個模塊。另外，驅(qū)動單元12I可單獨(dú)在未設(shè)發(fā)動機(jī)的僅電力車輛中使用，并且僅使用電池50作為電源或者也可選擇使用燃料電池。

可控制動力系統(tǒng)210在關(guān)閉發(fā)動機(jī)70的情況下以輸入動力分配運(yùn)行模式發(fā)揮作用，并控制電機(jī)14A作為馬達(dá)或發(fā)電機(jī)運(yùn)行的情況下驅(qū)動前輪軸A。電機(jī)14B可作為馬達(dá)運(yùn)行以與電機(jī)14A一起提供輸入分配全輪驅(qū)動運(yùn)行模式，和/或作為儲能裝置50為電機(jī)14B供電。在輸入分配全輪驅(qū)動運(yùn)行模式下，兩個制動器B1都接合，制動器B2、B3未接合。也可控制電機(jī)14B作為馬達(dá)在發(fā)動機(jī)70和電機(jī)14A關(guān)閉的情況下以在僅電力運(yùn)行模式運(yùn)行，這樣僅驅(qū)動輪軸B得以驅(qū)動，電力驅(qū)動模塊12I的制動器B1接合。制動器B2可以在發(fā)動機(jī)70關(guān)閉的情況下接合，電力驅(qū)動模塊12J的制動器B1也在電機(jī)14A作為馬達(dá)以電力驅(qū)動運(yùn)行模式運(yùn)行的情況下接合。

在發(fā)動機(jī)70啟動模式下，驅(qū)動單元12J的輪架制動器B3接合，電機(jī)14A作為馬達(dá)運(yùn)行以啟動發(fā)動機(jī)70。在串聯(lián)混合運(yùn)行模式下，驅(qū)動單元12J的制動器B1未接合，制動器B3接合，開啟發(fā)動機(jī)70，電機(jī)14A作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行以便為電池50和/或電機(jī)14B供電，電機(jī)14B可作為馬達(dá)運(yùn)行以驅(qū)動輪軸B或可以在僅對電池50供電的情況下關(guān)閉。

圖20示出了一種具有電力驅(qū)動單元12K的動力系統(tǒng)10K的替代性實(shí)施例，其不包括離合器或制動器。動力系統(tǒng)10K具有許多與動力系統(tǒng)10相同的構(gòu)件。第一行星齒輪組20的第一部件為太陽齒輪部件22，第二部件為輪架部件26，第三部件為環(huán)形齒輪部件24。第二行星齒輪組30的第一部件為太陽齒輪部件32，第二部件為環(huán)形齒輪部件34，第三部件為輪架部件36?；ヂ?lián)部件60連續(xù)地連接輪架部件26以與太陽齒輪部件32一起同步轉(zhuǎn)動。第一行星齒輪組20的第三部件(即環(huán)形齒輪部件24)連續(xù)地壓觸到靜止部件41上。第二行星齒輪組30的第三部件(即環(huán)形齒輪部件34)連續(xù)地壓觸到靜止部件41上。電力驅(qū)動單元12K僅提供一個基于行星齒輪組20、30各環(huán)形齒輪部件與太陽齒輪部件的比率而確定的速率比。

圖21示出了一種具有電力驅(qū)動單元12L的動力系統(tǒng)10L的替代性實(shí)施例，除通過鏈條72連接至參考圖8所述輸入分配結(jié)構(gòu)中發(fā)動機(jī)70的環(huán)形齒輪部件24外，其還包括與電力驅(qū)動單元12K相同的構(gòu)件。電力驅(qū)動單元12L的特點(diǎn)是未設(shè)任何離合器和制動器。為啟動發(fā)動機(jī)70，設(shè)置啟動馬達(dá)90。在圖24中，驅(qū)動單元12K、12L都組合在車輛300的全輪驅(qū)動動力系統(tǒng)310中。動力系統(tǒng)310包括圍繞第一輪軸A同中心地設(shè)置的并驅(qū)動第一輪軸A的第一驅(qū)動單元12L，如所示的前輪軸。驅(qū)動單元12K圍繞第二輪軸B同中心地設(shè)置、并驅(qū)動第二輪軸B，如所示的后輪軸。如參考圖22所述，14A表示驅(qū)動單元12L的電機(jī)，14B表示驅(qū)動單元12K的電機(jī)。動力系統(tǒng)310中使用的驅(qū)動單元12L、12K共用大部分他們共有的部件，并且可生產(chǎn)成包含所有共有部件的模塊。因此，動力系統(tǒng)310可視為模塊系統(tǒng)，其具有各設(shè)在驅(qū)動軸上的兩個模塊。另外，驅(qū)動單元12IK可在未設(shè)發(fā)動機(jī)70的車輛中單獨(dú)使用以驅(qū)動輪軸，并且僅使用電池50作為電源或者也可選擇使用燃料電池。

驅(qū)動單元12L可在發(fā)動機(jī)70關(guān)閉的情況下在驅(qū)動環(huán)形齒輪24的第一驅(qū)動輪軸A處提供輸入動力分配運(yùn)行模式，電機(jī)14A作為馬達(dá)運(yùn)行以驅(qū)動太陽齒輪部件22或作為發(fā)電機(jī)為儲能裝置50和/或電機(jī)14B提供電力。電機(jī)14B可以在驅(qū)動單元12L的輸入分配運(yùn)行模式下關(guān)閉，或可作為由儲能裝置50和/或電機(jī)14A供電的馬達(dá)運(yùn)行以確定輸入分配全輪驅(qū)動運(yùn)行模式。另外，驅(qū)動單元12K可以在僅電力驅(qū)動運(yùn)行模式下單獨(dú)使用，在此模式下，僅驅(qū)動輪軸B，發(fā)動70和電機(jī)14A都被關(guān)閉。

盡管本文已對本發(fā)明許多方面的最佳實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)說明，但熟悉本發(fā)明相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員會了解本發(fā)明的落入所附權(quán)利要求書范圍內(nèi)的各種實(shí)踐替代方面。