CN104908577A - 用于车辆的传动系 - Google Patents

用于车辆的传动系 Download PDF

Info

Publication number
CN104908577A
CN104908577A CN201510112001.XA CN201510112001A CN104908577A CN 104908577 A CN104908577 A CN 104908577A CN 201510112001 A CN201510112001 A CN 201510112001A CN 104908577 A CN104908577 A CN 104908577A
Authority
CN
China
Prior art keywords
energy storage
motor
generator
storage devices
motor generator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510112001.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN104908577B (zh
Inventor
A.G.霍姆斯
V.P.艾特卢里
C.S.纳马杜里
R.S.科内尔
M.G.雷诺兹
T.W.内尔
B.R.鲍威尔
M.拉加范
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of CN104908577A publication Critical patent/CN104908577A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104908577B publication Critical patent/CN104908577B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K6/485—Motor-assist type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • B60W10/26—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means for electrical energy, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B60L1/003—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to auxiliary motors, e.g. for pumps, compressors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2072—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed for drive off
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/16—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/20—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having different nominal voltages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/188—Controlling power parameters of the driveline, e.g. determining the required power
    • B60W30/1886—Controlling power supply to auxiliary devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/006—Starting of engines by means of electric motors using a plurality of electric motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/04—Starting of engines by means of electric motors the motors being associated with current generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0862—Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by the electrical power supply means, e.g. battery
    • F02N11/0866—Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by the electrical power supply means, e.g. battery comprising several power sources, e.g. battery and capacitor or two batteries
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/087—Details of the switching means in starting circuits, e.g. relays or electronic switches
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/1423—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle with multiple batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • B60K2006/268—Electric drive motor starts the engine, i.e. used as starter motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/10—DC to DC converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/44—Drive Train control parameters related to combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/48—Drive Train control parameters related to transmissions
    • B60L2240/486—Operating parameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/50—Drive Train control parameters related to clutches
    • B60L2240/507—Operating parameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/20—Drive modes; Transition between modes
    • B60L2260/26—Transition between different drive modes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2300/00—Control related aspects of engine starting
    • F02N2300/20—Control related aspects of engine starting characterised by the control method
    • F02N2300/2002—Control related aspects of engine starting characterised by the control method using different starting modes, methods, or actuators depending on circumstances, e.g. engine temperature or component wear
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/93—Conjoint control of different elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

公开了一种用于车辆的传动系。传动系包括发动机、电动机-发电机和起动器机构。传动系还包括第一能量储存设备，布置为与电动机-发电机和辅助电气***处于电并联关系。此外，传动系包括第一开关设备，其选择性地在第一断开状态和第一闭合状态之间变换，在第一断开状态其将第一能量储存设备从电动机-发电机和辅助电气***的至少一个电断开，且在第一闭合状态其将第一能量储存设备电连接到电动机-发电机和辅助电气***的至少一个。在电动机-发电机和辅助电气设备之间的电连通与第一开关设备处于第一断开和闭合状态无关。

Description

用于车辆的传动系
技术领域
本公开提供一种用于车辆的传动系。
背景技术
车辆可包括内燃机，其连接到变速器和最终驱动器以旋转车轮，使车辆运动。为了起动非混合动力车辆的发动机，起动器电机可以被供能，其使得发动机的曲轴转动并起动发动机。
混合动力车辆使用电动机-发电机和内燃机两者来提供降低的能量消耗和排放。一种类型的混合动力车辆使用带式-交流发电机-起动器(BAS)。BAS使用通常通过带和带轮***连接到发动机的曲轴的电动机-发电机。电动机-发电机可以在红灯下制动被释放时起动发动机，且电动机-发电机可以在再生制动期间由发动机旋转。这种类型的混合动力车辆在发动机已经被关闭延长的时间段时使用独立于电动机-发电机的起动器电机来起动发动机。起动器电机和电动机-发电机独立地操作，即不连接到彼此。
BAS可以与第一能量储存设备电连通。车辆可以具有电气***，其运行各种车辆附件，譬如大灯、HVAC设备、辅助电机和娱乐***部件。任何当前存在的BAS在电流达到电气***之前，输送到第一能量存储设备，且由此电气***由BAS直接提供电力。
发明内容
本公开提供一种用于车辆的传动系。传动系包括发动机和可联接到发动机的电动机-发电机。传动系还包括起动器机构，其可联接到发动机，和辅助电气***，其与电动机-发电机电连通。传动系还包括第一能量储存设备，布置为与电动机-发电机和辅助电气***处于电并联关系。此外，传动系包括第一开关设备，其选择性地在第一断开状态和第一闭合状态之间变换，在第一断开状态其将第一能量储存设备从电动机-发电机和辅助电气***的至少一个电断开，且在第一闭合状态其将第一能量储存设备电连接到电动机-发电机和辅助电气***的至少一个。在电动机-发电机和辅助电气设备之间的电连通与第一开关设备处于第一断开和闭合状态无关。
此外，在某些实施例中，传动系包括控制器，与电动机-发电机、起动器机构和第一开关设备连通，以选择性地操作电动机-发电机、起动器机构和第一开关设备，其中控制器选择性地发送信号到第一开关设备，以建立第一断开状态和第一闭合状态中的一个。
还公开了一种用于车辆的传动系，该传动系包括：
发动机；
电动机-发电机，可联接到发动机；
起动器机构，可联接到发动机；
辅助电气***，与电动机-发电机电连通；
第一能量储存设备，布置为与电动机-发电机和辅助电气***处于电并联关系；以及
第一开关设备，可选择性地在第一断开状态和第一闭合状态之间转换，在第一断开状态其将第一能量储存设备从电动机-发电机和辅助电气***中的至少一个电断开，且在第一闭合状态其将第一能量储存设备电连接电动机-发电机和辅助电气***中的至少一个，其中在电动机-发电机和辅助电气***之间的电连通与第一开关设备处于第一断开和闭合状态无关。
优选地，第一能量储存设备布置在电总线和电接地之间，且第一开关设备布置在第一能量储存设备和电总线之间，使得当第一开关设备处于第一闭合状态时，第一能量储存设备与电总线直接电连通。
优选地，传动系还包括第二能量储存设备，布置为与第一能量储存设备、电动机-发电机和辅助电气***处于电并联关系。
优选地，第一能量储存设备为高压能量存储设备，且第二能量存储设备为低压能量存储设备，其与辅助电气***电连通。
优选地，传动系还包括电气部件，沿电总线布置在电动机-发电机、和第一能量储存设备的下游，以及电气部件沿电总线布置在第二能量存储设备和辅助电气***的上游，其中该电气部件包括DC-DC转换器和第三开关设备中的一个。
优选地，传动系还包括第二开关设备，可选择性地在第二断开状态和第二闭合状态之间转换，在第二断开状态其将第二能量储存设备从电动机-发电机和辅助电气***中的至少一个电断开，且在第二闭合状态其将第二能量储存设备电连接电动机-发电机和辅助电气***中的至少一个，其中在电动机-发电机和辅助电气***之间的电连通与第二开关设备处于第二断开和闭合状态无关。
优选地，第二能量储存设备布置在电总线和电接地之间，且第二开关设备布置在第二能量储存设备和电总线之间，使得当第二开关设备处于第二闭合状态时，第二能量储存设备与电总线直接电连通。
优选地，起动器机构被进一步限定为起动器离合器，且其中电动机-发电机包括电动机/发电机离合器。
优选地，发动机包括壳体和至少部分地布置在壳体内部的曲轴，其中曲轴可绕纵向轴线旋转；传动系还包括环齿轮，附接到曲轴的第一末端，使得环齿轮和曲轴可绕纵向轴线一致地旋转；其中，起动器机构包括第一起动器齿轮，当起动发动机时该第一起动器齿轮持续地接合环齿轮，以旋转环齿轮和曲轴，其中第一起动器齿轮可联接到起动器离合器，其中起动器离合器布置在电动机-发电机和第一起动器齿轮之间，以选择性地断开在第一起动器齿轮和电动机-发电机之间的旋转。
优选地，传动系还包括曲轴带轮，附接到曲轴的第二末端，使得曲轴带轮和曲轴可绕纵向轴线一致地旋转。
电动机-发电机包括电动机/发电机轴和电动机/发电机带轮，其可在电动机-发电机的第一端部附近联接到电动机/发电机轴，其中电动机/发电机带轮可绕第一轴线旋转。
其中起动器离合器可联接到电动机/发电机轴，以选择性地从电动机/发电机轴通过第一起动器齿轮和环齿轮传递扭矩到曲轴，其中电动机/发电机离合器布置在电动机/发电机带轮和起动器离合器之间，以选择性地断开电动机/发电机带轮和电动机/发电机轴之间的旋转。
还包括无端可旋转设备，其绕曲轴带轮和电动机/发电机带轮布置，以在曲轴带轮和电动机/发电机带轮之间选择性地传递旋转运动。
优选地，电动机-发电机和起动器机构被选择性地啮合到彼此，以起动发动机。
优选地，发动机包括壳体和至少部分地布置在壳体内部的曲轴，其中曲轴可绕纵向轴线旋转；传动系还包括环齿轮，附接到曲轴的第一末端，使得环齿轮和曲轴可绕纵向轴线一致地旋转；其中，起动器机构包括第一起动器齿轮，该第一起动器齿轮选择性地接合环齿轮，以选择性地旋转环齿轮和曲轴，以起动发动机，其中电动机-发电机包括附接到电动机/发电机轴的末端的电动机/发电机轴和电动机/发电机齿轮，使得电动机/发电机齿轮和电动机/发电机轴可绕第一轴线一致地旋转；以及起动器机构包括第二起动器齿轮，其可联接到电动机/发电机齿轮，使得起动器机构和电动机-发电机被选择性地啮合到彼此，以从电动机/发电机轴通过第一起动器齿轮传递扭矩。
优选地，传动系还包括曲轴带轮，附接到曲轴的第二末端，使得曲轴带轮和曲轴可绕纵向轴线一致地旋转，其中电动机-发电机包括电动机/发电机带轮，其可在电动机-发电机的第一端部附近联接到电动机/发电机轴，其中电动机/发电机带轮可绕第一轴线旋转；其中电动机/发电机齿轮布置在电动机-发电机的第二端部的外侧；以及还包括无端可旋转设备，其绕曲轴带轮和电动机/发电机带轮布置，以在曲轴带轮和电动机/发电机带轮之间选择性地传递旋转运动。
优选地，电动机-发电机包括电动机/发电机离合器，其选择性地断开电动机/发电机带轮和电动机/发电机轴之间的旋转。
优选地，传动系还包括电气部件，沿电总线布置在电动机-发电机、和第一能量储存设备的下游，且电气部件沿电总线布置在辅助电气***的上游，其中该电气部件包括DC-DC转换器，其调节输送到辅助电气***的电压量。
优选地，传动系还包括第二能量储存设备，布置为与第一能量储存设备、电动机-发电机和辅助电气***处于电并联关系。
优选地，传动系还包括第二开关设备，可选择性地在第二断开状态和第二闭合状态之间转换，在第二断开状态其将第二能量储存设备从电动机-发电机和辅助电气***中的至少一个电断开，且在第二闭合状态其将第二能量储存设备电连接电动机-发电机和辅助电气***中的至少一个，其中在电动机-发电机和辅助电气***之间的电连通与第二开关设备处于第二断开和闭合状态无关。
优选地，第二能量储存设备布置在电总线和电接地之间，且第二开关设备布置在第二能量储存设备和电总线之间，使得当第二开关设备处于第二闭合状态时，第二能量储存设备与电总线直接电连通。
优选地，传动系还包括电气部件，沿电总线布置在电动机-发电机、和第一能量储存设备的下游，以及电气部件沿电总线布置在第二能量存储设备和辅助电气***的上游，其中该电气部件包括DC-DC转换器和第三开关设备中的一个。
优选地，起动器机构独立于电动机-发电机操作，以选择性地起动发动机。
优选地，发动机包括壳体和至少部分地布置在壳体内部的曲轴，其中曲轴可绕纵向轴线旋转；还包括环齿轮，附接到曲轴的第一末端，使得环齿轮和曲轴可绕纵向轴线一致地旋转；以及其中，起动器机构包括电动机和第一起动器齿轮，其可与环齿轮接合以选择性地旋转环齿轮，以传递扭矩到曲轴，其中第一起动器齿轮联接到起动器机构的电动机，使得电动机选择性地旋转第一起动器齿轮。
优选地，传动系还包括曲轴带轮，附接到曲轴的第二末端，使得曲轴带轮和曲轴可绕纵向轴线一致地旋转，电动机-发电机包括电动机/发电机轴和电动机/发电机带轮，其可在电动机-发电机的第一端部附近联接到电动机/发电机轴，其中电动机/发电机带轮可绕第一轴线旋转；以及还包括无端可旋转设备，其绕曲轴带轮和电动机/发电机带轮布置，以在曲轴带轮和电动机/发电机带轮之间选择性地传递旋转运动。
优选地，起动器机构布置为与电动机-发电机和辅助电气***处于电并联关系。
优选地，传动系还包括电气部件，沿电总线布置在电动机-发电机、起动器机构和第一能量储存设备的下游，且电气部件沿电总线布置在辅助电气***的上游，其中该电气部件包括DC-DC转换器，其调节输送到辅助电气***的电压量。
优选地，传动系还包括第二能量储存设备，布置为与第一能量储存设备、电动机-发电机、起动器机构和辅助电气***处于电并联关系。
优选地，传动系还包括第二开关设备，可选择性地在第二断开状态和第二闭合状态之间转换，在第二断开状态其将第二能量储存设备从电动机-发电机和辅助电气***中的至少一个电断开，且在第二闭合状态其将第二能量储存设备电连接电动机-发电机和辅助电气***中的至少一个，其中在电动机-发电机和辅助电气***之间的电连通与第二开关设备处于第二断开和闭合状态无关。
优选地，第二能量储存设备布置在电总线和电接地之间，且第二开关设备布置在第二能量储存设备和电总线之间，使得当第二开关设备处于第二闭合状态时，第二能量储存设备与电总线直接电连通。
优选地，起动器机构布置为与电动机-发电机、第二能量储存设备和辅助电气***处于电并联关系。
优选地，传动系还包括电气部件，沿电总线布置在电动机-发电机、起动器机构和第一能量储存设备的下游，以及电气部件沿电总线布置在第二能量存储设备和辅助电气***的上游，其中该电气部件包括DC-DC转换器和第三开关设备中的一个。
优选地，传动系还包括电气部件，沿电总线布置在电动机-发电机、和第一能量储存设备的下游，且电气部件沿电总线布置在辅助电气***的上游，其中该电气部件包括DC-DC转换器，其调节输送到辅助电气***的电压量。
优选地，电动机-发电机包括集成功率逆变器，其与辅助电气***电连通，以将由电动机-发电机产生的交流电流转换为直流电流。
优选地，起动器机构为两速变速箱。
优选地，起动器机构为连续可变变速器。
还公开了一种用于车辆的传动系，该传动系包括：
发动机；
电动机-发电机，可联接到发动机；
起动器机构，可联接到发动机；
辅助电气***，与电动机-发电机电连通；
第一能量储存设备，布置为与电动机-发电机和辅助电气***处于电并联关系；
第一开关设备，可选择性地在第一断开状态和第一闭合状态之间转换，在第一断开状态其将第一能量储存设备从电动机-发电机和辅助电气***中的至少一个电断开，且在第一闭合状态其将第一能量储存设备电连接电动机-发电机和辅助电气***中的至少一个，其中在电动机-发电机和辅助电气***之间的电连通与第一开关设备处于第一断开和闭合状态无关；以及
控制器，与电动机-发电机、起动器机构和第一开关设备连通，以选择性地操作电动机-发电机、起动器机构和第一开关设备，其中控制器选择性地发送信号到第一开关设备，以建立第一断开状态和第一闭合状态中的一个。
优选地，第一能量储存设备布置在电总线和电接地之间，且第一开关设备布置在第一能量储存设备和电总线之间，使得当第一开关设备处于第一闭合状态时，第一能量储存设备与电总线直接电连通。
优选地，传动系还包括第二能量存储设备，布置为与第一能量储存设备、电动机-发电机和辅助电气***处于电并联关系，其中控制器与第一和第二能量储存设备连通。
优选地，传动系还包括第二开关设备，可选择性地在第二断开状态和第二闭合状态之间转换，在第二断开状态其将第二能量储存设备从电动机-发电机和辅助电气***中的至少一个电断开，且在第二闭合状态其将第二能量储存设备电连接电动机-发电机和辅助电气***中的至少一个，其中在电动机-发电机和辅助电气***之间的电连通与第二开关设备处于第二断开和闭合状态无关；以及其中控制器与第二开关设备连通，以选择性地发送信号到第二开关设备，以建立第二断开状态和第二闭合状态中的一个。
优选地，第二能量储存设备布置在电总线和电接地之间，且第二开关设备布置在第二能量储存设备和电总线之间，使得当第二开关设备处于第二闭合状态时，第二能量储存设备与电总线直接电连通。
优选地，传动系还包括电气部件，沿电总线布置在电动机-发电机和第一能量储存设备的下游，以及电气部件沿电总线布置在第二能量存储设备和辅助电气***的上游，其中该电气部件包括DC-DC转换器和第三开关设备中的一个，其中控制器与电气部件连通。
优选地，起动器机构被进一步限定为起动器离合器；其中发动机包括壳体和至少部分地布置在壳体内部的曲轴，其中曲轴可绕纵向轴线旋转；还包括环齿轮，附接到曲轴的第一末端，使得环齿轮和曲轴可绕纵向轴线一致地旋转；其中，起动器机构包括第一起动器齿轮，当起动发动机时该第一起动器齿轮持续地接合环齿轮，以旋转环齿轮和曲轴，其中第一起动器齿轮可联接到起动器离合器，其中起动器离合器布置在电动机-发电机和第一起动器齿轮之间，以选择性地从电动机-发电机通过第一起动器齿轮和环齿轮传递扭矩到曲轴。
优选地，电动机-发电机和起动器机构被选择性地啮合到彼此，以从电动机-发电机通过起动器机构传递扭矩到曲轴，以起动发动机。
优选地，电动机-发电机和起动器机构被选择性地啮合到彼此，以起动发动机。
优选地，起动器机构，其独立于电动机-发电机操作，以选择性地起动发动机。
优选地，发动机包括壳体和至少部分地布置在壳体内部的曲轴，其中曲轴可绕纵向轴线旋转；还包括环齿轮，附接到曲轴的第一末端，使得环齿轮和曲轴可绕纵向轴线一致地旋转；以及其中，起动器机构包括电动机和第一起动器齿轮，其可与环齿轮接合以选择性地旋转环齿轮，以传递扭矩到曲轴，其中第一起动器齿轮联接到起动器机构的电动机，使得电动机选择性地旋转第一起动器齿轮。
优选地，起动器机构布置为与电动机-发电机38和辅助电气***56处于电并联关系。
优选地，传动系还包括第二能量存储设备，布置为与第一能量储存设备、电动机-发电机、起动器机构和辅助电气***处于电并联关系，其中控制器与第一和第二能量储存设备连通，以及其中起动器机构布置为与电动机-发电机、第二能量储存设备和辅助电气***处于电并联关系。
优选地，传动系还包括电气部件，沿电总线布置在电动机-发电机、和第一能量储存设备的下游，且电气部件沿电总线布置在辅助电气***的上游，其中该电气部件包括DC-DC转换器，其调节输送到辅助电气***的电压量，其中控制器与电气部件连通。
优选地，电动机-发电机包括集成功率逆变器，其与辅助电气***电连通，以将由电动机-发电机产生的交流电流转换为直流电流，其中控制器与集成功率逆变器连通。
本详细说明和附图是为了支持和描述本发明，但是本发明的保护范围由权利要求书来限定。尽管用于执行权利要求的一些最佳模式和其他实施例已经详细地描述，存在用于实施所附权利要求中限定的本公开的各种替代设计和实施例。
附图说明
图1是包括第一构造的传动系的车辆的示意性图示；
图2是包括第二构造的传动系的车辆的示意性图示；
图3是包括第三构造的传动系的车辆的示意性图示；
图4是包括第四构造的传动系的车辆的示意性图示；
图5是包括第五构造的传动系的车辆的示意性图示；
图6是电动机-发电机和起动器机构的另一构造的示意性图示；
图7是电动机-发电机和起动器机构的另一构造的示意性图示。
具体实施方式
参考附图，在几个附图中相同的附图标记指示相同或者似的部件，车辆10被大体示出。用于车辆10的多个传动系12A、12B、12C、12D、12E被大体示出。可以使用传动系12A、12B、12C、12D、12E的车辆可以为机动车辆，譬如轿车、卡车等。应理解车辆10可以替代地为非机动车辆，譬如农用车辆、水上交通工具、空中交通工具等。此外，车辆可以为使用本文中公开的传动系12A、12B、12C、12D、12E的混合动力车辆。应理解车辆可以为可使用本文中公开的传动系12A、12B、12C、12D、12E的任何其它适合的车辆。
通常，如附图所示，对于本文中的每一个实施例，传动系12A、12B、12C、12D、12E可包括发动机14、变速器16和最终驱动器18，其可连接到彼此以旋转车辆10的车轮20以推进车辆10。发动机14可包括输出构件22或曲轴22，其可连接到变速器16的输入构件24。变速器16可以包括齿轮装置和一个或多个离合器，通过它们扭矩从发动机14的输出构件22传递到变速器16的输入构件24，然后传递到最终驱动器18并且输出到车轮20，使得车辆10运动。车轮20可以为车辆10的前轮或后轮。前轮和/或后轮20可以由传动系12A、12B、12C、12D、12E提供动力。
每一个实施例的传动系12A、12B、12C、12D、12E(如图1-5所示)包括发动机14，如上所述。例如，发动机14可以是内燃机。发动机14可包括壳体26和曲轴22，该曲轴24至少部分地布置在壳体26内。曲轴22可绕纵向轴线28旋转。在图中，仅为了说明的目的，曲轴22被示意性地示出，而没有任何具体的结构，且应理解曲轴22可以具有各种构造以与发动机14的其他部件协作。发动机14还可以包括缸体、一个或多个连接杆、活塞、阀等，其将不再进一步讨论。应理解，发动机14可以被设计为用柴油、汽油等操作。
继续图1-5，每一个实施例的传动系12A、12B、12C、12D、12E可包括环齿轮30。在某些实施例中，环齿轮30被布置在壳体26的外侧。环齿轮30被附接到曲轴22的第一末端32，使得环齿轮30和曲轴22一致地绕纵向轴线28旋转。简而言之，环齿轮30和曲轴22可以作为一个单元绕纵向轴线28旋转。
此外，每一个实施例的传动系12A、12B、12C、12D、12E(参见图1-5)可包括可旋转元件34，譬如曲轴带轮34，其可绕纵向轴线28旋转。在某些实施例中，曲轴带轮34被布置在发动机14的壳体26的外侧。曲轴带轮34可被联接到曲轴22的第二末端36，使得曲轴带轮34和曲轴22可一致地绕纵向轴线28旋转。特别地，可联接性可包括曲轴带轮34直接联接到曲轴22，或通过另外的机构的操作间接联接到曲轴22(例如离合器)的情况下，如下文进一步讨论。通常，曲轴22的第一和第二末端32、36沿纵向轴线28从彼此间隔开。应理解，一个或多个轴承可以可旋转地支撑在曲轴22上。还应理解可旋转元件34可以是链轮等，而不是带轮。
此外，每一个实施例的传动系12A、12B、12C、12D、12E(参见图1-5)包括可联接到发动机14的电动机-发电机38。例如，电动机-发电机38可以被联接到发动机14的壳体26的外侧，和/或由发动机14附近的任何适当的部件支撑。电动机-发电机38可以由任何适当的方法支撑，譬如紧固件、支架、支柱等。电动机-发电机38可操作为电动机或发电机。传动系12A、12B、12C、12D、12E可以被称为混合动力传动系，因为传动系12A、12B、12C、12D、12E使用电动机-发电机38，其可以有助于减少车辆的燃料消耗和排放。例如，在一些实施例中，电动机-发电机38可以用作电动机以起动发动机14，或在车辆10运动时作为扭矩辅助提供扭矩到曲轴22以辅助推进车辆10(采用如下所述的无端可旋转设备58)。作为另一实例，电动机-发电机38可以被用作发电机以产生电流，即电力，或再充电第一能量储存设备40和/或第二能量存储设备42，如下文进一步所述。当电动机-发电机38产生电流/电力时，电流可以驱动车辆10的各种辅助设备，这也将在下文讨论。
一个适当的电动机-发电机38为无刷电动机-发电机。此外，电动机-发电机38可以为交流(AC)电动机-发电机，或任意其它适当的电动机-发电机。例如，至少对于图1、2和5中的实施例传动系12A、12B、12E，从AC电动机-发电机38输出的扭矩可以从约15.0牛米(Nm)到约25.0Nm。作为另一个实例，至少对于图1、2和5中的实施例传动系12A、12B、12E，从AC电动机-发电机38输出的扭矩可以从约15.0Nm到约20.0Nm。对于图1、2和5的实施例，电动机-发电机38提供降低的最大扭矩需求(例如与在背景技术部分中讨论的BAS相比)，其允许电动机-发电机38的总尺寸(masssize)减小且还允许电动机-发电机38的减少的功率需求。可以理解的是，从电动机-发电机38输出的扭矩可以是与上面指出的数值不同的数值。例如，对于图3和4的实施例的传动系12C、12D，从AC电动机-发电机38输出的扭矩可以大于25.0Nm。
如图中所示，电动机-发电机38可以包括电动机/发电机轴44，其可以绕第一轴线46旋转。在某些操作中，当电动机/发电机轴44旋转时，扭矩可以传递到曲轴24，如下所述。此外，电动机/发电机轴44并不沿着第一轴线46运动。此外，第一轴线46从纵向轴线28间隔开。在某些实施例中，第一轴线46和纵向轴线28从彼此间隔开且大体平行于彼此。由此，电动机/发电机轴44和曲轴22从彼此偏置。应理解，电动机/发电机轴44可以被分为多于一件，例如多于一件以容纳一个或多个离合器的操作等。
继续参考图1-5，电动机-发电机38包括可旋转元件48，譬如电动机/发电机带轮48，可在邻近电动机-发电机38的第一端部50处联接到电动机/发电机轴44。特别地，电动机/发电机带轮48可以布置在电动机-发电机38的第一端部50的外侧。电动机/发电机带轮48也可以绕第一轴线46旋转。对于某些操作，电动机/发电机轴44和电动机/发电机带轮48可以绕第一轴线46一致地旋转。在其它操作中，电动机/发电机轴44和电动机/发电机带轮48不一致地旋转，即独立地旋转，或一个旋转同时另一个保持静止(不旋转)。可联接性可包括电动机/发电机带轮48直接联接到电动机/发电机轴44，或通过另外的机构的操作间接联接到电动机/发电机轴44(例如离合器)的情况下，如下文进一步讨论。
在某些实施例中，电动机/发电机轴44可以延伸到电动机-发电机38的第二端部52之外。通常，电动机-发电机38的第一和第二端部50、52沿第一轴线46从彼此间隔开。特别地，电动机-发电机38可以包括壳体，其具有第一和第二端部50、52。由此，电动机/发电机轴44至少部分地布置在电动机-发电机38的壳体的内部。应理解，一个或多个轴承可以可旋转地支撑在电动机/发电机轴44上。还应理解可旋转元件48可以是链轮等，而不是带轮。
这些传动系实施例12A、12B、12C、12D、12E的每一个的电动机-发电机38可包括定子和从定子间隔开的转子。转子被附接到电动机/发电机轴44，使得转子和电动机/发电机轴44可相对于定子绕第一轴线46一致地旋转。简而言之，转子和电动机/发电机轴44可绕第一轴线46一致地旋转，同时定子保持静止。定子与第一和/或第二能量储存设备40、42电联通。例如，当电动机/发电机轴38用作电动机时，存储在第一和/或第二能量存储设备40、42中的电流可以被供应到定子/转子，以使得转子旋转且最终起动发动机14(对于图1、2和5的实施例)，且在某些情况下，可起动发动机14(对于图3和4的实施例)。作为另一实例，对于本文所有实施例，当电动机-发电机38用作发电机时，来自绕第一轴线46旋转的转子的扭矩被转换为电流，其可以被存储在第一和/或第二能量储存设备40、42中用于随后使用。
电动机-发电机38可以各种模式操作以执行各种功能。例如，电动机-发电机38可以发电模式操作通过使得电动机-发电机38的转子相对于电动机-发电机38的定子旋转以产生电流。简而言之，电动机-发电机38在发电模式下可操作为发电机。发电模式可在车辆10监控到处于某种速度且没有制动或减慢车辆10时发生。作为另一实例，电动机-发电机38可以扭矩辅助模式操作，以提供扭矩到车辆10的车轮20(例如用下文所述的无端可旋转设备58)。简而言之，电动机-发电机38在扭矩辅助模式下时可操作为电动机。作为又一实例，电动机-发电机38可以再生制动模式操作，以在车辆10制动，即减慢期间，通过使得电动机-发电机38的转子相对于电动机-发电机38的定子旋转以产生电流。简而言之，电动机-发电机38在再生制动模式下可操作为发电机。
参考图1-5，这些实施例的每一个的电动机-发电机38还可以包括电气设备，其可包括集成功率逆变器54。定子可与集成功率逆变器54电联通，且集成功率逆变器54可选择性地与第一和/或第二能量存储设备40、42电连通。集成功率逆变器54可以将由第一和/或第二能量存储设备40、42提供的直流电(DC)转换为交流电(AC)以为用作电动机的电动机-发电机38提供电力。此外，当电动机-发电机38用作发电机时，集成的功率逆变器54可将AC转换为DC，以存储在第一和/或第二能量储存设备40、42中。此外，集成功率逆变器54可将AC转换为DC以供应电流到辅助电气***56。此外，集成的功率逆变器54可将AC转换为DC，以选择性地供应电流到第一和/或第二能量储存设备40、42。通常，集成的功率逆变器54可以与定子电联通以操作电动机-发电机38为电动机或发动机。电动机-发电机38可包括其它电气设备，譬如一个或多个传感器(譬如电机位置传感器，其检测电动机/发电机轴44的位置)、控制器、风扇(见图11)以冷却电气部件，等。此外，集成功率逆变器可包括一个或多个电刷、一个或多个电刷保持器、当使用绕线磁场机器(wound field machine)时的场控制电气设备，等。
继续参考图1-5，每一个实施例的传动系12A、12B、12C、12D、12E还可包括无端可旋转设备58，即没有端部的设备，绕曲轴带轮34和电动机/发电机带轮48布置。特别地，无端可旋转设备58绕曲轴带轮34和电动机/发电机带轮48布置，以在曲轴带轮34和电动机/发电机带轮48之间传递旋转运动。换句话说，无端可旋转设备58绕曲轴带轮34和电动机/发电机带轮48布置，以在曲轴带轮22和电动机/发电机带轮44之间选择性地传递扭矩。例如，由无端可旋转设备58导致的电动机/发电机带轮48的旋转可对应地旋转电动机/发电机轴44等。
在某些实施例中，无端可旋转设备58为带。带可以是具有棱纹的带，平坦的带或任意其它合适的构造。电动机-发电机38可通过无端可旋转设备58联接到发动机14。特别地，电动机-发电机38可以通过无端可旋转设备58和带轮34、48联接到发动机14的曲轴22。在某些实施例中，无端可旋转设备58可以为链条，而不是带，且链轮可以替代带轮34、48与链条一起使用。
参考附图，每一个实施例的传动系12A、12B、12C、12D、12E还包括可联接到发动机14的起动器机构60。起动器机构60可以为各种构造。起动器机构60可以为图1和2中所示的一种构造。替代地，起动器机构60可以为图3和4中所示的另一种构造。还替代地，起动器机构60可以为图5中所示的另一种构造。此外，起动器机构60可以为图6和7中所示的另一种构造。起动器机构60对于每一个实施例可包括第一起动器齿轮76且起动器机构60的每一个构造在下文中详细讨论。起动器机构60可通过第一起动器齿轮76和环齿轮30的接合联接到发动机14，也如下所述。此外，电动机-发电机38可通过起动器机构60联接到发动机14。
此外，每一个实施例的传动系12A、12B、12C、12D、12E可包括与电动机-发电机38电连通的辅助电气***56。辅助电气***56可包括车辆10的一个或多个辅助设备。例如，辅助电气***56可包括大灯、HVAC设备、辅助电机和娱乐***部件等。在某些实施例中，集成功率逆变器54与辅助电气***56电连通，以将由电动机-发电机38产生的AC转换为DC。由此，DC可以被辅助电气***56使用，以为各种附件提供电力。
继续参考图1-5，每一个实施例的传动系12A、12B、12C、12D、12E包括第一能量储存设备40，其布置为与电动机-发电机38和辅助电气***56电平行关系。换句话说，第一能量储存设备40布置为与电动机-发电机38和辅助电气***56处于电并联配置中。第一能量储存设备40可为任何适当的电池或其它可存储电流用于随后使用的设备。
每一个实施例的传动系12A、12B、12C、12D、12E还包括第一开关设备62，其选择性地在第一断开状态和第一闭合状态之间变换，在第一断开状态其将第一能量储存设备40从电动机-发电机38和辅助电气***56的至少一个电断开，且在第一闭合状态其将第一能量储存设备40电连接到电动机-发电机38和辅助电气***56的至少一个。由此，在电动机-发电机38和辅助电气设备56之间的电连通与第一开关设备62处于第一断开和闭合状态无关。由此，第一开关设备62的位置并不干扰在电动机-发电机38和辅助电气***56之间的电联通。换句话说，电动机-发电机38和辅助电气***可以独立于第一开关设备62所处的状态而与彼此电连通。第一能量储存设备62布置在电总线63和电接地65之间，且第一开关设备62布置在第一能量储存设备62和电总线63之间，使得当第一开关设备62处于第一闭合状态时，第一能量储存设备62与电总线63直接电连通。电总线63可以是高压DC总线和/或低压DC总线。
本文中使用的术语“至少一个”应该被解释为包括非排他逻辑“或”，即电动机-发电机38或辅助电气设备56中的至少一个。由此，在某些实施例中，第一能量储存设备40与电动机-发电机38或辅助电气***56电连通。在其它实施例中，第一能量储存设备40与电动机-发电机38和辅助电气***56两者电连通。
通常，对于实施例1-5，第一开关设备62被用于选择性地阻断到第一能量储存设备40的电流流动。当第一开关设备62处于第一闭合状态时，到第一能量储存设备40的电路被完成或闭合，且电流可以流动到第一能量储存设备40或从其流出。当第一开关设备62处于第一断开状态时，电路被孤立或断开，且电流不能流动到第一能量储存设备40或从其流出。第一断开状态在附图中以实线示出，且第一闭合状态在附图中以虚线示出。
所有这些实施例的第一开关设备62可以为单向阻断开关或双向阻断开关。在一个配置中，第一开关设备62为固态开关。第一开关设备62可以为二进制开关、接触开关、延迟开关等。第一开关设备62在图中仅为了说明的目的示意性示出，且不应被理解为任何特定类型的开关。
可选地，每一个实施例的传动系12A、12B、12C、12D、12E可包括电气部件64，其沿电总线63布置在电动机-发电机38和第一能量储存设备40的下游。此外，在这些实施例中，电气部件64被沿电总线63布置在辅助电气***56的上游。本文中使用下游是指从电动机-发电机38到辅助电气***56沿电总线的方向，且在每个图中箭头66指向下游方向。通常，当使用电气部件64时，电气部件64布置为与电动机-发电机38和辅助电气***56为串联电关系(即串联电路配置)。
在某些实施例中，电气部件64可包括DC-DC转换器。在其它实施例中，电气部件64可包括DC-DC转换器和第三开关设备中的一个。特别地，DC-DC转换器可以用于本文中所述的任一实施例中，而第三开关设备可以用于两个能量存储设备40、42的实施例中。由此，DC-DC转换器可以用于图1-5的电路中，而第三开关设备可以用于图2、4和5的电路中。第三开关设备可以为单向阻断开关或双向阻断开关。在一个配置中，第三开关设备为固态开关。第三开关设备可以为二进制开关、接触开关、延迟开关等。由此，电气部件64可以允许在电动机-发电机38和辅助电气***56之间的持续或选择性的电连通。
转到DC-DC转换器，DC-DC转换器调节输送到辅助电气***56的电压的量。由此，DC-DC转换器可以被用于确保在预定电压范围内期望的电流量被输送到辅助电气***56，以为各种附件提供电力，其可包括为车辆10的全部或一些附件提供电力。换句话说，如果第一和/或第二能量存储设备40、42的电压水平从约12伏特总线偏离预定电压量，DC-DC转换器可被用于提供基本恒定的电压到辅助电气***56。例如，如果电压水平偏离到低于约10伏特或高于约16伏特，则DC-DC转换器可以调节被输送到辅助电气***56的电压。由此，DC-DC转换器可以增加或减小被输送到辅助电气***56的电压。作为另一实例，当电压保持高于约16伏特时，DC-DC转换器可以将被输送到辅助电气***56的所有附件的电压调低。如上所述，DC-DC转换器在某些实施例中是可选的，在这些实施例中被输送到辅助电气***56的电压在可由辅助电气***56使用的范围内，即被输送到辅助电气***56的电压并不需要改变。
图1和3的实施例的传动系12A、12C使用一个能量存储设备40和一个开关设备62，而用于图2、4和5的实施例的传动系12B、12D和12E使用两个能量存储设备40、42和两个开关设备62、68。此外，如上所述起动器机构60可以具有不同构造。具体地，图1和2使用了相同的起动器机构60，而图3和4使用了不同于图1和2的起动器机构60。此外，图5使用不同于图1-4的起动器机构60。
图2、4和5的实施例的传动系12B、12D和12E还可以包括布置为与第一能量储存设备40、电动机-发电机38和辅助电气***56处于电平行关系的第二能量存储设备42。换句话说，第二能量储存设备42布置在与电动机-发电机38和辅助电气***56并联电路配置中。
如上所述，传动系12B、12D、12E的这些实施例(图2、4和5)使用两个能量存储设备40、42。通常，对于这些实施例，第一能量储存设备40为高压能量存储设备，且第二能量存储设备42为低压能量存储设备，其与辅助电气***56电连通。第一能量储存设备40用于选择性地供应电流/电压到电动机-发电机38，且第二能量储存设备42用于选择性地供应电流/电压到辅助电气***56。高压能量存储设备和低压能量存储设备可以为如图2、4和5所示的独立能量储存设备40、42。第一和第二能量储存设备40、42可为任何适当的电池或其它可存储电流用于随后使用的设备。一个非限制性实例为，高压能量储存设备可以为48伏特DC蓄电池，且低压能量存储设备可以为12伏特DC蓄电池。作为另一非限制性实例，高压能量储存设备可以为24-48伏特DC多芯可再充电锂离子电池或超级电容器，而低压能量储存设备可以为12伏特DC铅酸电池或锂离子电池。作为又一实例，第一和第二能量存储设备40、42可以具有基本相同的电压水平。
此外，图2、4和5的实施例的传动系12B、12D、12E可包括第二开关设备68，其选择性地在第二断开状态和第二闭合状态之间变换，在第二断开状态其将第二能量储存设备42从电动机-发电机38和辅助电气***56的至少一个电断开，且在第二闭合状态其将第二能量储存设备42电连接到电动机-发电机38和辅助电气***56的至少一个。在电动机-发电机38和辅助电气设备56之间的电连通与第二开关设备68处于第二断开和闭合状态无关。由此，第二开关设备68的位置并不干扰在电动机-发电机38和辅助电气***56之间的电联通。换句话说，电动机-发电机38和辅助电气***可以独立于第二开关设备68所处的状态而与彼此电连通。第二能量储存设备42布置在电总线63和电接地65之间，且第二开关设备68布置在第二能量储存设备42和电总线63之间，使得当第二开关设备68处于第二闭合状态时，第二能量储存设备68与电总线63直接电连通。由此，由于第一和第二开关设备62、68的位置，电流可以选择性地从第一和第二能量存储设备40、42独立于彼此地流进/流出。
如上所述，术语“至少一个”应该被解释为包括非排他逻辑“或”，即电动机-发电机38或辅助电气设备56中的至少一个。由此，在某些实施例中，第二能量储存设备42与电动机-发电机38或辅助电气***56电连通。在其它实施例中，第二能量储存设备42与电动机-发电机38和辅助电气***56两者电连通。
通常，对于图2、4和5的实施例，第二开关设备68被用于选择性地阻断到第二能量储存设备42的电流流动。当第二开关设备68处于第二闭合状态时，到第二能量储存设备42的电路被完成或闭合，且电流可以流动到第二能量储存设备42或从其流出。当第二开关设备68处于第二断开状态时，电路被孤立或断开，且电流不能流动到第二能量储存设备42或从其流出。第二断开状态在附图2、4和5中以实线示出，且第二闭合状态在附图2、4和5中以虚线示出。
图2、4和5的第二开关设备68可以为单向阻断开关或双向阻断开关。在一个配置中，第二开关设备68为固态开关。第二开关设备68可以为二进制开关、接触开关、延迟开关等。第二开关设备68在这些图中仅为了说明的目的示意性示出，且不应被理解为任何特定的开关。
此外，当具有两个能量储存设备40、42的实施例使用电气部件64时，电气部件64沿电总线63布置在第二能量存储设备42和辅助电气***56的上游。当电气部件64包括DC-DC转换器时，DC-DC转换器可在第一能量储存设备40大体为比第二能量存储设备42更高的电压设备时使用。同样，DC-DC转换器调节输送到辅助电气***56的电压的量。当使用DC-DC转换器时，在某些情况下DC-DC转换器可以为关闭状态，即不运行以调节电压，使得第二能量存储设备42(当第二开关设备68处于第二闭合状态时)可提供电流到辅助电气***56，同时第一能量储存设备40(当第一开关设备62处于第一闭合状态时)可提供电流到电动机-发电机38或起动器机构60的电动机94，以起动发动机14或执行其他操作模式。例如，在两个能量储存设备40、42的实施例中，如果第一和第二能量存储设备40、42的电压水平基本相同或DC-DC转换器可以被在两个能量储存设备40、42实施例中的第三开关设备代替，电气部件64可以被消除。作为另一实例，当第一和第二能量存储设备40、42的电压水平基本相同时，DC-DC转换器可以被第三开关设备所代替。
在图1、2和5的实施例中，电动机发动机38可包括电动机/发电机离合器70，以选择性地断开在电动机/发电机带轮48和电动机/发电机轴44之间的旋转连接。电动机/发电机带轮48可通过电动机/发电机离合器70的选择性操作联接到电动机/发电机轴44。由此，电动机/发电机带轮48可通过电动机/发电机离合器70的操作选择性地联接到电动机/发电机轴44。电动机/发电机离合器70可布置在电动机/发电机带轮48附近或电动机-发电机38的第一端部50附近。电动机/发电机离合器70的促动允许电动机-发电机38的各种操作，而不会在曲轴带轮34和电动机/发电机带轮48之间通过无端可旋转设备58传递旋转。电动机/发电机离合器70可以包括螺线管72，以选择性地促动电动机/发电机离合器70。应理解电动机/发电机离合器70可以是任何类型的离合器。
特别转到图5的传动系12E的实施例，起动器机构60还限定为起动器离合器74。在该实施例中，当电动机/发电机离合器70电动机/发电机带轮48和起动器离合器74之间，以选择性地断开在电动机/发电机带轮48和电动机/发电机轴44之间的旋转连接。起动器离合器74可以包括螺线管75，以选择性地促动起动器离合器74。应理解，起动器离合器74可为单向离合器、液压离合器、机电离合器或任意其它适当类型的离合器。起动器离合器74可以被用于一个能量储存设备40的实施例，或两个能量储存设备40、42的实施例。
此外，在该实施例中(图5)，起动器机构60可包括第一起动器齿轮76，其可与起动器离合器74联接。第一起动器齿轮76可通过起动器离合器74的选择性操作联接到起动器离合器74。第一起动器齿轮76持续地接合环齿轮30，以在起动发动机14时旋转环齿轮30和曲轴22。第一起动器齿轮76可以附接到轴77，使得第一起动器齿轮76和轴77可以一致地旋转。起动器离合器74布置在电动机-发电机38和第一起动器齿轮76之间以选择性地在第一起动器齿轮76和电动机-发电机38之间断开旋转。起动器离合器74被布置在电动机-发电机38和第一起动器齿轮76之间以选择性地从电动机-发电机38通过第一起动器齿轮76和环齿轮30传递扭矩到曲轴22。例如，起动器离合器74可布置为与电动机-发电机38的第二端部52相邻。由此，电动机/发电机带轮48布置为邻近电动机-发电机38的一端，且起动器离合器74被布置为邻近电动机-发电机38的另一端。特别地，起动器离合器74可以布置在电动机/发电机轴44和轴77之间。起动器离合器74可选择性地联接到发电机电动机轴44，以选择性地从电动机/发电机轴44通过第一起动器齿轮76和环齿轮30传递扭矩到曲轴22。由此，电动机/发电机轴44和第一起动器齿轮76通过起动器离合器74的操作而被选择性地联接到彼此。
起动器离合器74的促动将发电机电动机轴44的旋转与第一起动器齿轮76连接，其进而旋转环齿轮30，以转动曲轴22以起动发动机14。由此，扭矩被从旋转的电动机/发电机轴44通过第一起动器齿轮76和环齿轮30将扭矩传递到曲轴22以起动发动机14。一旦发动机14被起动，起动器离合器74断开电动机/发电机轴44和第一起动器齿轮76之间的旋转连接，使得电动机/发电机轴44可以独立于第一起动器齿轮76操作。在该实施例中，起动器离合器74并不包括独立的电机以旋转第一起动器齿轮76，以起动发动机14。相反，第一起动器齿轮76的旋转在起动器离合器74被促动时通过电动机-发电机38来提供。换句话说，电动机-发电机38可以操作为电动机，以在起动器离合器74被促动时转动第一起动器齿轮76，以起动发动机14。由此，对于所有的发动机14的起动(对于图5的实施例)，无论是短时间(譬如当发动机14在停止灯处关闭等)还是在延长的时间段(例如发动机已经关闭整夜等)，电动机-发电机38操作以旋转第一起动器齿轮76，以起动发动机。
转到对于图1和2的实施例的传动系12A、12B，电动机-发电机38和起动器机构60被选择性地啮合到彼此，以起动发动机。特别地，电动机-发电机38和起动器机构60被选择性地啮合到彼此，以从电动机-发电机38通过起动器机构60传递扭矩到曲轴22，以起动发动机14。电动机-发电机38和起动器机构60可以以各种构造啮合到彼此，且图1和2为一种适当的构造。在这些实施例中，起动器机构60可包括第一起动器齿轮76，其选择性地接合环齿轮30，以选择性地旋转环齿轮30和曲轴22，以起动发动机14。特别地，起动器机构60并不包括独立的电机以旋转第一起动器齿轮76。相反，第一起动器齿轮76的旋转通过电动机-发电机38来提供，以起动发动机。换句话说，电动机-发电机38可以操作为电动机，以转动第一起动器齿轮76，以起动发动机14。由此，对于所有的发动机14的起动(对于图1和2的实施例)，无论是短时间(譬如当发动机14在停止灯处关闭等)还是在延长的时间段(例如发动机已经关闭整夜等)，电动机-发电机38操作以旋转第一起动器齿轮76，以起动发动机。
继续参考图1和2的实施例，电动机-发电机38可包括附接到电动机/发电机轴44的末端的电动机/发电机齿轮78，使得电动机/发电机齿轮78和电动机/发电机轴44可绕第一轴线46一致地旋转。大体上，电动机/发电机带轮78可以布置在电动机-发电机38的第二端部52的外侧。如上所述，电动机/发电机带轮48可以布置在电动机-发电机38的第一端部50的外侧。由此，电动机/发电机带轮48布置为邻近电动机-发电机38的一端，且电动机/发电机齿轮78被布置为邻近电动机-发电机38的另一端。例如，电动机/发电机带轮48和电动机/发电机齿轮78可以在电动机-发电机38的相对端部处从彼此间隔开。
此外，在图1和2的实施例中，起动器机构60可包括第二起动器齿轮80，其可联接到电动机/发电机齿轮78，使得起动器机构60和电动机-发电机38被选择性地啮合到彼此，以从电动机/发电机轴44通过第一起动器齿轮76传递扭矩。第二起动器齿轮80可以前后运动以选择性地接合电动机/发电机齿轮78，以选择性地从电动机/发电机轴44传递扭矩到起动器机构60。相似地，第一起动器齿轮76可以前后运动以选择性地接合环齿轮30，以选择性地从电动机/发电机轴44传递扭矩到第一起动器齿轮76。
此外，图1和2的起动器机构60包括第一轴82，其具有附接到其上的第一起动器齿轮76。在该实施例中，第一轴82和第一起动器齿轮76可绕第二轴线84一致地旋转。通常，第一和第二轴线46、84从彼此间隔开且大体平行于彼此。此外，在该实施例中，第一轴82和第一起动器齿轮76沿第二轴线84一致地运动。换句话说，第一轴82和第一起动器齿轮76可作为一个单元绕第二轴线84旋转和沿第二轴线68运动。在本实施例中，电动机/发电机轴44和第一轴82从彼此偏置。应理解，一个或多个轴承可以可旋转地支撑在第一轴82上。
继续参考图1和2中的实施例，起动器机构60还可包括第二轴86，其具有第二起动器齿轮80附接到其上。在该实施例中，第二轴86和第二起动器齿轮80可绕第二轴线84一致地旋转。此外，在该实施例中，第二轴86和第二起动器齿轮80可沿第二轴线84一致地运动。换句话说，第二轴86和第二起动器齿轮80可作为一个单元绕第二轴线84旋转和沿第二轴线68运动。第一和第二起动器齿轮76、80可以沿相反方向沿着第二轴线84运动，且由此第一和第二轴82、86可以相应地沿相反方向运动。
第一轴82从起动器机构60的第一端部88向外延伸，且第二轴86从起动器机构60的第二端部90向外延伸。特别地，起动器机构60可以包括壳体，其具有第一和第二端部88、90。由此，第一起动器齿轮76可布置在电动机-发电机60的第一端部88的外侧，且第二起动器齿轮80可布置在电动机-发电机60的第二端部90的外侧。简而言之，第一起动器齿轮76布置为邻近起动器机构60的一端，且第二起动器齿轮80布置为邻近起动器机构60的另一端。例如，第一和第二起动器齿轮76、80可以在起动器机构60的相对端部处从彼此间隔开。
当电动机-发电机38被促动以起动发动机时，第一和第二起动器齿轮76、80运动为分别与环齿轮30和电动机/发电机齿轮78接合，其由此提供第一和第二轴82、86，第一和第二起动器齿轮76、80，电动机/发电机轴44和电动机/发电机齿轮78以旋转环齿轮30和曲轴22以起动发动机14。当第一起动器齿轮76接合环齿轮且第二起动器齿轮80接合电动机/发电机齿轮78时，扭矩从电动机/发电机轴44通过第一和第二起动器齿轮76、80和对应轴82、86和环齿轮30传递到曲轴22，已启动发动机14。在该实施例中，电动机/发电机轴44和第二轴86从彼此偏置，同时第一和第二轴82、86沿着第二轴线84从彼此间隔开。换句话说，第一和第二轴82、86沿着第二轴线84同心。
起动器机构60还可以包括中间轴，其在第一和第二起动器齿轮76、80之间联接到第一和第二轴82、86，使得中间轴将第一和第二轴82、86可旋转地联接到一起。换句话说，当第一轴和第二轴82、86沿着第二轴线84前后运动时，第一和第二轴82、86保持与中间轴接合。中间轴可以为任何适当的构造，以允许第一和第二轴82、86沿着第二轴线84运动，同时仍将第一和第二轴82、86可旋转地联接到一起。例如，第一和第二轴82、86可以在中间轴内沿着第二轴线84运动，且中间轴和第一和第二轴82、86可以带花键或为任何其它适当的构造以与彼此协作。应理解，一个或多个轴承可以可旋转地支撑在第二轴86和/或中间轴上。第一起动器齿轮76可以通过各种轴和/或齿轮的选择性接合联接到电动机/发电机轴44，如上所述。
在某些实施例中，第一和第二起动器齿轮76、80可以依次运动。由此,例如,在第二起动器齿轮80移动为与电动机/发电机齿轮80接合之前,第一起动器齿轮76可以移动为与环齿轮30接合,且替代地,在第一起动器齿轮76可以移动为与环齿轮30接合之前,第二起动器齿轮80移动为与电动机/发电机齿轮80接合。在其它实施例中，第一和第二起动器齿轮76、80可以同步地运动为分别与环齿轮30和电动机/发电机齿轮78接合。
继续参考图1和2，起动器机构60还可以包括至少一个线性促动器92。对于图1和2的实施例，多个线性促动器92可以被使用。线性促动器92可以被选择性地激活，以将第一起动器齿轮76沿着第二轴线84运动。线性促动器92可以具有各种构造，且非限制性例子可包括螺线管、驱动滚珠丝杠机构的电动机、形状记忆合金促动器、电激活聚合物促动器等。对于形状记忆合金促动器，选择性地激活材料，例如合金，可以改变材料的形状，其使得第一起动器齿轮76沿着第二轴线84运动。对于电激活聚合物促动器，选择性地激活材料，例如聚合物，可以改变材料的形状，以使得第一起动器齿轮76沿着第二轴线84运动。
线性促动器92的操作在下文中使用螺线管的实例具体描述。通常，线性促动器可以被用于将第一起动器齿轮76沿着第二轴线84运动。螺线管可以布置在起动器机构60的内部、外部或部分外部，或可以在任何其它适当的位置。对于图1和2，一个螺线管可以被用于选择性地运动第一轴82和第一起动器齿轮76，且另一个螺线管可以被用于选择性地运动第二轴86和第二起动器齿轮80。
螺线管可包括被选择性地磁化的线圈和当线圈被磁化时被吸引到线圈的芯部。当芯部被联接到第一起动器齿轮76时，芯部被线圈选择性地吸引。当芯部被吸引到线圈时，第一起动器齿轮76可运动为与环齿轮30接合。由此，线圈保持静止，同时芯部被选择性地运动。应理解，螺线管可以为不同上述的其它构造。例如，线圈可以绕第二轴线84同心或偏心，或线圈可以布置在一侧。芯部可以由铁磁材料或任何其它适当的材料形成，其可以在线圈被励磁时被吸引到线圈。
此外，对于线性促动器92的螺线管构造，起动器机构60可以包括至少一个返回机构以将第一起动器齿轮76沿第二轴线84向回运动。例如，当螺线管被激活时，第一起动器齿轮76可以运动为接合环齿轮30，且当螺线管不被激活时，返回机构可以将第一起动器齿轮76运动为断开与环齿轮30的接合。
返回机构72可以包括偏压构件，以将第一起动器齿轮76沿第二轴线84向回偏压。偏压构件可以是螺旋弹簧或其他任意合适的偏压构件，以运动第一起动器齿轮76。应理解，一个或多个肩部可以联接到第一起动器齿轮76且在起动器机构60内部，以为偏压构件提供反作用表面，以将第一起动器齿轮76沿第二轴线84向回运动。还应理解，返回机构可以替代地为电促动的。
起动器机构60的另一适当构造可以为单个轴，其具有附接到一个端部的第一起动器齿轮76和附接到另一端部的第二起动器齿轮80。换句话说，两个独立轴82、86(如上所述)被消除，且单个轴被使用，且在该构造中，一个线性促动器92可被使用。在起动器机构60的另一适当构造中，第二起动器齿轮80可以保持与电动机/发电机齿轮78接合，且仅第一起动器齿轮76沿第二轴线84来回运动；且在该实施例中，一个线性促动器92可被使用。起动器机构60的又一适当构造为第二起动器齿轮80被消除，且仅第一起动器齿轮76被使用，其中第一起动器齿轮76可运动以与电动机/发电机齿轮78和环齿轮30两者结合或脱离接合；且在该构造中，一个线性促动器92可以被使用。在起动器机构60的又一构造中，电动机/发电机齿轮78、第二轴86和第二起动器齿轮80被消除，其中第一轴82和电动机/发电机轴44彼此同心，且第一起动器齿轮76可沿着电动机/发电机轴44运动，以与环齿轮30接合或脱离接合对于这些其它实施例，第一起动器齿轮76可以通过各种齿轮的持续接合和/或轴联接到电动机/发电机轴44。此外，对于所有实施例，可联接性可包括各个部件的选择性联接和/或各个部件的选择性联接。
参考图1的实施例，第一能量储存设备40可以为变负载蓄电池，其可以提供宽范围电压以供应电流到电动机-发电机和辅助电气***56。当第一能量储存设备40提供适用于辅助电气***56的范围内的电压时，则电气部件64可以在该实施例中被消除。例如，辅助电气***56可以在从10伏特到约20伏特的电压范围下运行。由此，当第一能量储存设备40可以供应在上述范围内的电压到辅助电气***56时，则例如DC-DC转换器可以被消除。
继续参考图1的实施例，车辆10的各种操作可以通过断开和闭合第一开关设备62，且取决于电动机-发电机38以何种模式操作而发生。通常，第一开关设备62处于第一断开状态以最小化第一能量储存设备40的过充电或最小化第一能量储存设备40的过放电。作为另一实例，当第一开关设备62处于第一断开状态，且电动机-发电机38以发电模式运行时，电动机-发电机38可以供应低压电流到辅助电气***56，同时旁路第一能量存储设备40。换句话说，电动机-发电机38可以直接供应电流到辅助电气***56，而不需要通过第一能量储存设备。
继续参考图1的实施例，转到第一闭合状态，当第一能量存储设备62处于第一闭合状态，且车辆10的发动机关闭，电流可以从第一能量储存设备40流动以为辅助电气***56提供电力。作为另一实例，当第一开关设备62处于第一断开状态，且电动机-发电机38以发电模式运行时，电流可以流到第一能量存储设备40，以为第一能量储存设备40再充电。作为另一实例，当第一开关设备62处于第一断开状态，且电动机-发电机38以发电模式运行时，电流可以从第一能量储存设备40留到辅助电气***56以在电动机14关闭时支撑各种辅助负载。
继续参考图1的第一闭合状态，此外，当电动机-发电机38处于扭矩辅助模式或再生制动模式时，当第一能量储存设备40的充电状态处于预定范围内时，第一开关设备62可以处于第一闭合状态。此外，对于发动机14的所有状态，无论在短时间之后被起动(譬如在停止灯处等)还是在延长的时间段(例如整夜等)之后被起动，第一开关设备62处于第一闭合状态以供应电流到电动机-发电机38，以转动电动机/发电机轴44，其转动第一和第二起动器齿轮76、80以旋转环齿轮30和曲轴22。
在图1和2的实施例之间的差异在于图2的传动系12B包括第二能量存储设备42和第二开关设备68。特别转到图2的实施例的传动系12B，第二能量存储设备42被布置为与第一能量储存设备40、电动机-发电机38和辅助电气***56处于电平行关系。此外，第二开关设备68选择性地在第二断开状态和第二闭合状态之间变换，在第二断开状态其将第二能量储存设备42从电动机-发电机38和辅助电气***的至少一个电断开，且在第二闭合状态其将第二能量储存设备42电连接到电动机-发电机38和辅助电气***56的至少一个。在电动机-发电机38和辅助电气设备56之间的电连通与第二开关设备68处于第二断开和闭合状态无关。“至少一个”的解释在上文中已经讨论，在此不再重复。
继续参考图2的实施例，车辆10的各种操作可以通过断开和闭合第一和第二开关设备62、68，且取决于电动机-发电机38以何种模式操作而发生。通常，第一开关设备62处于第一断开状态以最小化第一能量储存设备40的过充电或最小化第一能量储存设备40的过放电。此外，在发动机14的冷起动期间(冷起动可以为发动机已经关闭延长的时间段，例如彻夜关闭等)，第一开关设备62处于第一断开状态。此外，当电动机-发电机38处于扭矩辅助模式或再生制动模式时，当第一能量储存设备40的充电状态在预定范围内或当低压电流由第一能量储存设备40供应到辅助电气***56时，第一开关设备62可以处于第一闭合状态。
作为另一实例，当第二开关设备68处于第二断开状态，且电动机-发电机38以再生制动模式运行时，电动机-发电机38可以供应低压电流到辅助电气***56，同时旁路第二能量存储设备42。换句话说，电动机-发电机38可以直接供应电流到辅助电气***56，而不需要通过第二能量储存设备42。
此外，例如，当第二开关设备68处于第一闭合状态，且车辆10的发动机关闭，电流可以从第二能量储存设备42流动以为辅助电气***56提供电力。作为另一实例，当第二开关设备68处于第二闭合状态，且电动机-发电机38以发电模式运行时，电流可以流到第一能量存储设备42，以为第一能量储存设备42再充电。作为另一实例，当第二开关设备68处于第二闭合状态，且电动机-发电机38以发电模式运行时，电流可以从第二能量储存设备42留到辅助电气***56以在电动机14关闭时支撑各种辅助负载。
继续用于图2的实施例的操作，作为另一实例，当车辆10的发动机14关闭，第二开关设备68处于第二断开状态且第一开关设备处于第一闭合状态时，第一能量储存设备40可以供应低压电流到辅助电气***56，同时旁通第二能量储存设备42。作为另一实例，当电动机-发电机38单独地供应电流到辅助电气***56时，第一和第二开关设备62、68可以分别处于第一和第二断开状态。换句话说，电动机-发电机38可以直接供应电流到辅助电气***56，而不需要通过第一和第二能量储存设备40、42。
此外，为了增强发动机14的起动，第一和第二开关设备62、68可以在第一和第二能量存储设备40、42的电压基本相同时分别处于第一和第二闭合状态，以供应电流到电动机-发电机38，其转动电动机/发电机轴44，其转动第一和第二起动器齿轮76、80，以旋转环齿轮30和曲轴22。作为另一实例，第一和第二开关设备62、68可以分别处于第一和第二闭合状态，以最大化在再生制动期间的电流恢复。
关于图5的实施例的操作，该实施例的操作与刚才在上文中讨论的图2实施例的操作相同，除了起动器机构60使用起动器离合器74来起动发动机14，而不是图2的第一和第二轴82、86的构造。由此，图5的实施例的操作如上所述且不再进一步讨论。当起动器离合器74在一个能量储存设备40的实施例中被使用时，操作与刚才在上文中讨论的图1实施例的操作相同，除了起动器机构60使用起动器离合器74来起动发动机14，而不是图1的第一和第二轴82、86的构造。
转到对于图3和4的实施例的传动系12C、12D，起动器机构60独立于电动机-发电机38操作，以选择性地起动发动机。换句话说，电动机-发电机38并不辅助起动器机构60来起动发动机14，且由此起动器机构60可专门起动发动机14。换句话说，起动器机构60并不利用电动机-发电机38作为电动机以旋转第一起动器齿轮76。通常，电动机/发电机离合器70在这些实施例可以被消除。当发动机已经被关闭延长的时间段(例如整夜)或短时间(譬如在停止灯处关闭等)时，起动器机构60起动发动机14。电动机-发电机38通过无端可旋转设备58联接到发动机14，且不如其它实施例那样通过起动器机构60。
对于图3和4，如果电动机-发电机38具有通过无端可旋转设备58具有充分的扭矩输出和充分的机械益处，则电动机-发电机38可以起动，或辅助起动发动机14，譬如在停止灯处重新起动。由此，通常在图3和4的实施例中，电动机-发电机38操作为扭矩辅助器或发电机。当电动机-发电机38处于扭矩辅助模式时，电动机-发电机38可以操作为电动机，以提供附加扭矩到车轮20。此外，电动机-发电机38在发电模式或再生制动模式下可操作为发电机。
继续参考图3和4的实施例，起动器机构60可包括电动机94和第一起动器齿轮76，其可与环齿轮30接合以选择性地旋转环齿轮30，以传递扭矩到曲轴22。第一起动器齿轮76联接到起动器机构60的电动机94，使得电动机94选择性地旋转第一起动器齿轮76。由此，起动器机构60独立于电动机-发电机38操作。
起动器机构60可包括线性促动器92，以沿第二轴线84运动第一起动器齿轮76为与环齿轮30接合或脱离接合。由此，当第一起动器齿轮76接合环齿轮时，起动器机构60可联接到发动机14。线性促动器92可以具有各种构造，且非限制性例子可包括螺线管、驱动滚珠丝杠机构的电动机、形状记忆合金促动器、电激活聚合物促动器等。螺线管已经在上文描述，在此不重复讨论。对于形状记忆合金促动器，选择性地激活材料，例如合金，可以改变材料的形状，其使得第一起动器齿轮76沿着第二轴线84运动。对于电激活聚合物促动器，选择性地激活材料，例如聚合物，可以改变材料的形状，以使得第一起动器齿轮76沿着第二轴线84运动。
起动器机构60布置在与电动机-发电机38和辅助电气***56平行的电路配置中。换句话说，起动器机构60布置在与电动机-发电机38和辅助电气***56并联电路配置中。
可选地，图3和4的实施例的传动系12C和12D可包括电气部件64，电气部件64沿电总线63布置在电动机-发电机38、起动器机构60和第一能量储存设备40的下游。同样，下游方向在图3和4中以箭头66示出。此外，电气部件64被沿电总线63布置在辅助电气***56的上游。当电气部件64包括DC-DC转换器时，DC-DC转换器调节输送到辅助电气***56的电压的量。如上所述，电气部件在某些情况下为可选的。
参考图3的实施例，第一能量储存设备40可以为变负载蓄电池，其可以提供宽范围电压以供应电流到电动机-发电机38、起动器机构60和辅助电气***56。当第一能量储存设备40提供适用于辅助电气***56的范围内的电压时，则电气部件64可以在该实施例中被消除。例如，辅助电气***56可以在从10伏特到约20伏特的电压范围下运行。由此，当第一能量储存设备40可以供应在上述范围内的电压到辅助电气***56时(例如在发动机起动或扭矩辅助期间)，则DC-DC转换器可以被消除。
继续参考图3的实施例，车辆10的各种操作可以通过断开和闭合第一开关设备62，且取决于电动机-发电机38以何种模式操作而发生。通常，第一开关设备62处于第一断开状态以最小化第一能量储存设备40的过充电或最小化第一能量储存设备40的过放电。作为另一实例，当第一开关设备62处于第一断开状态，且电动机-发电机38以发电模式运行时，电动机-发电机38可以供应低压电流到辅助电气***56，同时旁路第一能量存储设备40。换句话说，电动机-发电机38可以直接供应电流到辅助电气***56，而不需要通过第一能量储存设备。
继续参考图3的实施例，转到第一闭合状态，当第一开关设备62处于第一闭合状态，且车辆10的发动机关闭，电流可以从第一能量储存设备40流动以为辅助电气***56提供电力。作为另一实例，当第一开关设备62处于第一闭合状态，且电动机-发电机38以发电模式运行时，电流可以流到第一能量存储设备40，以为第一能量储存设备40再充电。作为另一实例，当第一开关设备62处于第一闭合状态，且电动机-发电机38以发电模式运行时，电流可以从第一能量储存设备40留到辅助电气***56以在电动机14关闭时支撑各种辅助负载。
继续参考图3的第一闭合状态，此外，当电动机-发电机38处于扭矩辅助模式或再生制动模式时，当第一能量储存设备40的充电状态处于预定范围内时，第一开关设备62可以处于第一闭合状态。此外，在起动器机构60起动发动机14期间当第一能量储存设备40的充电状态在预定范围内时，第一开关设备62可以处于第一闭合状态。此外，当车辆10已经被关闭延长的时间段，为了起动车辆，第一开关设备62处于第一闭合状态，以供应电流到起动器机构60，以促动(起动器机构60的)发动机94，以转动第一起动器齿轮76，以旋转环齿轮30和曲轴22。
在图3和4的实施例之间的差异在于图4的传动系12C、D包括第二能量存储设备42和第二开关设备68。特别转到图4的实施例的传动系12D，第二能量存储设备42被布置为与第一能量储存设备40、电动机-发电机38、起动器机构60和辅助电气***56处于电平行关系。此外，第二开关设备68选择性地在第二断开状态和第二闭合状态之间变换，在第二断开状态其将第二能量储存设备42从电动机-发电机38和辅助电气***56的至少一个电断开，且在第二闭合状态其将第二能量储存设备42电连接到电动机-发电机38和辅助电气***56的至少一个。在电动机-发电机38和辅助电气设备56之间的电连通与第二开关设备68处于第二断开和闭合状态无关。术语“至少一个”的解释在上文中已经讨论，在此不再重复。
继续参考图4的实施例的传动系12D，起动器机构60被布置为与电动机-发电机38、第二能量存储设备42和辅助电气***56处于电平行关系。当利用本实施例的具有两个能量储存设备40、42的电气部件64时，电气部件64沿电总线63布置在电动机-发电机38、起动器机构60和第一能量储存设备40的下游。此外，电气部件64沿电总线63布置在第二能量存储设备42和辅助电气***56的上游。
继续参考图4的实施例，车辆10的各种操作可以通过断开和闭合第一和第二开关设备62、68，且取决于电动机-发电机38以何种模式操作而发生。通常，第一开关设备62处于第一断开状态以最小化第一能量储存设备40的过充电或最小化第一能量储存设备40的过放电。此外，在发动机14的冷起动期间(譬如车辆10已经关闭延长的时间段，例如彻夜关闭)，第一开关设备62处于第一断开状态。此外，当电动机-发电机38处于扭矩辅助模式或再生制动模式时，当第一能量储存设备40的充电状态在预定范围内或当低压电流由第一能量储存设备40供应到辅助电气***56时，第一开关设备62可以处于第一闭合状态。
作为另一实例，当第二开关设备68处于第二断开状态，且电动机-发电机38以再生制动模式运行时，电动机-发电机38可以供应低压电流到辅助电气***56，同时旁路第二能量存储设备42。换句话说，电动机-发电机38可以直接供应电流到辅助电气***56，而不需要通过第二能量储存设备42。
此外，例如，当第二开关设备68处于第二闭合状态，且车辆10的发动机关闭，电流可以从第二能量储存设备42流动以为辅助电气***56提供电力。作为另一实例，当第二开关设备68处于第二闭合状态，且发动机冷起动发生(例如发动机在关闭延长的时间段之后被起动)时，电流可以从第二能量储存设备42流动以为辅助电气***56提供电力。此外，当车辆10已经被关闭延长的时间段，为了起动车辆，第一开关设备62处于第一闭合状态和/或第二开关设备68处于第二闭合状态，以供应电流到起动器机构60，以促动(起动器机构60的)发动机94，以转动第一起动器齿轮76，以旋转环齿轮30和曲轴22。
继续用于图4的实施例的操作，作为另一实例，当车辆10的发动机14关闭，第二开关设备68处于第二断开状态且第一开关设备处于第一闭合状态时，第一能量储存设备40可以供应低压电流到辅助电气***56，同时旁通第二能量储存设备42。作为另一实例，当第二开关设备68处于第二闭合状态，且电动机-发电机38以发电模式运行时，电流可以流到第一能量存储设备42，以为第一能量储存设备42再充电。作为另一实例，当第二开关设备68处于第二闭合状态，且电动机-发电机38以发电模式运行时，电流可以从第二能量储存设备42留到辅助电气***56以在电动机14关闭时支撑各种辅助负载。
在此继续图4实施例的操作，当电动机-发电机38单独地供应电流到辅助电气***56时，第一和第二开关设备62、68可以分别处于第一和第二断开状态。换句话说，电动机-发电机38可以直接供应电流到辅助电气***56，而不需要通过第一和第二能量储存设备40、42。此外，为了增强发动机14的冷起动，第一和第二开关设备62、68可以在第一和第二能量存储设备40、42的电压基本相同时分别处于第一和第二闭合状态，以供应电流到起动器机构60的电动机，以转动环齿轮30和曲轴14，以起动发动机。作为另一实例，在电动机-发电机38的再生制动期间，第一和第二开关设备62、68可以分别处于第一和第二闭合状态，以最大化电流恢复。
每一个实施例的传动系12A、12B、12C、12D和12E可进一步包括控制器96，其可以为电气控制模块的一部分，与车辆10的各种部件连通。通常，控制器96发送信号到车辆10的各个部件，以选择性地操作，其中某些在下文讨论。应理解，多于一个控制器96可以被使用。
控制器96包括处理器98和存储器100，其中记录有用于与电动机-发电机38、起动器机构60、第一和/或第二能量储存设备40、42，第一和/或第二开关设备62、68等通讯的指令。控制器96被配置为经由处理器98执行来自存储器100的指令。例如，控制器96可以是主机或分布式***，例如像数字计算机和微型计算机这样的计算机,用作车辆控制模块，和/或作为比例-积分-微分(PID)控制设备,其具有处理器，并且，譬如只读存储器(ROM)或者闪存存储器这样的有形非瞬时计算机可读存储器作为存储器100。控制器96还可以具有随机访问存储器(RAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，高速时钟，模-数(A/D)和/或数-模(D/A)电路，以及任何所需的输入/输出电路和相关联设备，以及任何所需的信号调节和/或信号缓冲电路。由此，控制器96可包括监视和控制电动机-发电机38、起动器机构60、第一和/或第二开关设备62、68等所需的全部软件、硬件、存储器100、算法、连接、传感器等。此外，控制器96包括监控第一和第二能量储存设备40、42所需的所有软件、硬件、存储器100、算法、连接件、传感器等。由此，控制方法可实现为与控制器96相关联的软件或固件。可以理解的是，控制器96还可以包括控制和监视电动机-发电机38、起动器机构60、第一和/或第二开关设备62、68等、以及监控第一和/或第二能量储存设备40、42所需的能够分析来自各个传感器的数据，比较数据，做出必要决定的任意设备。
对于图1-5的实施例，控制器96与电动机-发电机38、起动器机构60和第一开关设备62连通，以选择性地操作电动机-发电机38、起动器机构60和第一开关设备62。对于所有这些实施例，控制器96选择性地发送信号到第一开关设备62，以建立第一断开状态和第一闭合状态中的一个。由此，取决于期望的操作，控制器96发送信号到第一开关设备62，指令其到第一断开和闭合状态中的一个。例如，控制器96可以发信号到电动机-发电机38，以操作在发电模式、扭矩辅助模式、再生制动模式，以起动发动机等。
此外，控制器96可与第一能量储存设备40电联通。当第一开关设备62处于第一闭合状态时，电流可以流入到第一能量储存设备40或从其流出，且控制器96可以监控第一能量储存设备40中的电流量。此外，对于这些实施例，控制器96可以与集成功率逆变器54连通，且当使用电气部件64时，控制器96可以与电气部件64连通。
对于图2、4和5的实施例，控制器96还可以与第二能量储存设备42连通。此外，对于图2、4和5的实施例，控制器96可以与第二开关设备68连通，以选择性地发送信号到第二开关设备68以建立第二断开状态和第二闭合状态中的一个。由此，取决于期望的操作，控制器96发送信号到第二开关设备68，指令其到第二断开和闭合状态中的一个。当第二开关设备68处于第二闭合状态时，电流可以流入到第二能量储存设备42或从其流出，且控制器96可以监控第二能量储存设备42中的电流量。
图1-5的实施例的控制器96接收来自第一能量储存设备40的电流。特别地，控制器96独立于第一开关设备62的状态而保持与第一能量储存设备40电连通。换句话说，到控制器96的电连接布置在第一能量储存设备40和第一开关设备62之间，使得电流可以持续地流到控制器96，而不会受到第一开关设备62所处的状态的影响。
如上所述，控制器96可以与起动器机构60电连通，以选择性地促动起动器机构60。对于起动器机构60包括线性促动器92的实施例，控制器与线性促动器92电连通。特别地，电流被通过控制器96供应到线性促动器92，如图1和2所示，以选择性地促动线性促动器92。例如，对于图1和2，当线性促动器92被促动时，第一和第二起动器齿轮76、80可以沿着第二轴线84运动为分别与环齿轮30和电动机/发电机齿轮78接合。此外，对于图1、2和5，电流通过控制器96被供应到电动机/发电机离合器70的螺线管72，以选择性地促动电动机/发电机离合器70。应理解，电流可以被从电总线63直接供应到线性促动器92和/或电动机/发电机离合器70，而不是通过控制器96，控制器96将仍保持与这些部件连通，以控制/监控这些部件。
此外，对于起动器机构60包括电动机94和线性促动器92的实施例(见图3和4)，电流由第一和/或第二能量储存设备40、42供应到电动机94，且电流通过控制器96被供应到线性促动器92。例如，对于图3和4，当线性促动器92被促动时，第一和第二起动器齿轮76可以沿着第二轴线84运动为与环齿轮30接合。应理解，电流可以被从电总线63直接供应到线性促动器92，而不是通过控制器96，控制器96将仍保持与线性促动器92连通，以控制/监控该部件。
此外，对于包括起动器离合器74的实施例(见图5)，控制器96与起动器离合器74的螺线管75连通。特别地，电流通过控制器96被供应到起动器离合器74的螺线管75，如图5所示，以选择性地促动起动器离合器74。应理解，电流可以被从电总线63直接供应到起动器离合器74，而不是通过控制器96，控制器96将仍保持与起动器离合器74连通，以控制/监控该部件。
如图6和7所示，电动机-发电机38和起动器机构60可以为不同于图1-5的其它构造。图6和7是相似于图1、2和5的实施例，其中电动机-发电机38提供了电动机，其选择性地通过起动器机构60传递扭矩到曲轴22，以起动发动机14。图6和7不同于图1-5指出在于无端可旋转设备58和电动机/发电机带轮48在图6和7中被消除。由此，在这些实施例中，电动机-发电机38可通过起动器机构60联接到发动机14。在图6和7中，电动机-发电机38和起动器机构60联接到彼此。特别地，电动机-发电机38和起动器机构60通过电动机/发电机轴44联接到彼此。应理解，如上所述，电动机/发电机轴44可以被分为多于一件，例如多于一件以容纳一个或多个离合器的操作等。
对于图6和7，起动器机构60可通过齿轮的接合，譬如第一起动器齿轮76和环齿轮30的接合，联接到发动机14。对于图7的实施例，第一起动器齿轮76和环齿轮30可以布置在起动器机构60的内部。第一起动器齿轮76可以保持与环齿轮30的持续接合，或替代地，第一起动器齿轮76可以沿第二轴线84前后运动以选择性地与环齿轮30接合或啮合。当第一起动器齿轮76可沿第二轴线84运动时，线性促动器92可以被使用。在又一替代方式中，第一起动器齿轮76可以通过一个或多个附加齿轮联接到环齿轮30。
在图6和7的构造中，起动器机构60可以为齿轮箱，其包括一个或多个齿轮、行星齿轮组、一个或多个离合器和/或一个或多个制动器等。替代地，对于图6，起动器机构60可以为带轮***或连续可变变速器(CVT)等。用于图6和7的一种适当的齿轮箱为两速齿轮箱。CVT可以包括多个带轮，其利用无端可旋转设备，譬如带等，以在带轮之间传递扭矩，由此选择性地从电动机/发电机轴44传递扭矩到第一起动器齿轮76。由此，替代地，起动器机构60可通过CVT部件联接到发动机14。
起动器机构60如上所述可以与控制器96连通。例如，控制器96可以与齿轮箱连通，以选择低齿轮比用于发电和高齿轮比用于起动(高齿轮比大于低齿轮比)。对于CVT，CVT的促动器与控制器96连通，且促动器可以被促动以连续地调整CVT的带轮以改变齿轮比，用于发电和起动。
在一个实施例中，图3的电路，其使用一个能量储存设备40，可以被用于图6和7，其中图3的电动机-发电机38和起动器机构60被图6或图7的电动机-发电机38和起动器机构60所代替。在另一个实施例中，图4的电路，其使用两个能量储存设备40、42，可以被用于图6和7，其中图4的电动机-发电机38和起动器机构60被图6或图7的电动机-发电机38和起动器机构60所代替。由此，如上针对图3和4所述的传动系12C、12D的操作应用于图6和7，其使用图6和7的电动机-发电机38和起动器机构60。
对于图6和7的实施例，一个适当的电动机-发电机38为无刷电动机-发电机。此外，电动机-发电机38可以为交流(AC)电动机-发电机，或任意其它适当的电动机-发电机。从AC电动机-发电机38输出的扭矩可以从约15牛米(Nm)到约25牛米(Nm)。作为另一实例，从AC电动机-发电机38输出的扭矩可以从约15牛米(Nm)到约20牛米(Nm)。电动机-发电机38提供降低的最大扭矩需求(例如与在背景技术部分中讨论的BAS相比)，其允许电动机-发电机38的质量尺寸(mass size)减小且从而允许电动机-发电机38的减少的功率需求。可以理解的是，从电动机-发电机38输出的扭矩可以是与上面指出的数值不同的数值。
附图仅用于示例性目的，且在部件之间的间隔可以为使得第一和第二起动器齿轮76、80，如上所述，可以沿着第二轴线84前后运动，以选择性地分别接合或啮合环齿轮30和电动机/发电机齿轮78。例如，第一起动器齿轮76可以沿着第二轴线84运动远离电动机-发电机，与环齿轮30脱离接合，或可以朝向电动机-发电机运动，与环齿轮30脱离接合。作为相似的实例，第二起动器齿轮80可以沿着第二轴线84朝向电动机-发电机运动，与电动机/发电机齿轮78脱离接合，或可以朝向电动机-发电机运动，与电动机/发电机齿轮78脱离接合。
虽然用于执行本公开的最佳方式已经被详细描述，与本公开相关的本领域技术人员应认识到在所附的权利要求的范围内的执行本公开的各种替换设计和实施例。另外，在附图中所示的实施例或者本说明书中提到的各种实施例的特征不是必须被理解为彼此独立的实施例。确切的说，可能的是在实施例的一个示例中每个所描述的特征可以和来自其他实施例一个或多个期望的特征相结合，从而得到并没有通过语言和附图参考来描述的其它实施例。因此，这样的其它实施例在所附权利要求范围的框架内。

Claims (10)

1.一种用于车辆的传动系，该传动系包括：
发动机；
电动机-发电机，可联接到发动机；
起动器机构，可联接到发动机；
辅助电气***，与电动机-发电机电连通；
第一能量储存设备，布置为与电动机-发电机和辅助电气***处于电并联关系；以及
第一开关设备，可选择性地在第一断开状态和第一闭合状态之间转换，在第一断开状态其将第一能量储存设备从电动机-发电机和辅助电气***中的至少一个电断开，且在第一闭合状态其将第一能量储存设备电连接电动机-发电机和辅助电气***中的至少一个，其中在电动机-发电机和辅助电气***之间的电连通与第一开关设备处于第一断开和闭合状态无关。
2.根据权利要求1所述的传动系，其中：第一能量储存设备布置在电总线和电接地之间，且第一开关设备布置在第一能量储存设备和电总线之间，使得当第一开关设备处于第一闭合状态时，第一能量储存设备与电总线直接电连通。
3.根据权利要求1所述的传动系，还包括第二能量储存设备，布置为与第一能量储存设备、电动机-发电机和辅助电气***处于电并联关系。
4.根据权利要求3所述的传动系，其中：第一能量储存设备为高压能量存储设备，且第二能量存储设备为低压能量存储设备，其与辅助电气***电连通。
5.根据权利要求3所述的传动系，还包括电气部件，沿电总线布置在电动机-发电机和第一能量储存设备的下游，以及电气部件沿电总线布置在第二能量存储设备和辅助电气***的上游，其中该电气部件包括DC-DC转换器和第三开关设备中的一个。
6.根据权利要求3所述的传动系，还包括第二开关设备，可选择性地在第二断开状态和第二闭合状态之间转换，在第二断开状态其将第二能量储存设备从电动机-发电机和辅助电气***中的至少一个电断开，且在第二闭合状态其将第二能量储存设备电连接电动机-发电机和辅助电气***中的至少一个，其中在电动机-发电机和辅助电气***之间的电连通与第二开关设备处于第二断开和闭合状态无关。
7.根据权利要求6所述的传动系，其中：第二能量储存设备布置在电总线和电接地之间，且第二开关设备布置在第二能量储存设备和电总线之间，使得当第二开关设备处于第二闭合状态时，第二能量储存设备与电总线直接电连通。
8.根据权利要求7所述的传动系，其中：起动器机构被进一步限定为起动器离合器，且其中电动机-发电机包括电动机/发电机离合器。
9.根据权利要求1所述的传动系，其中：电动机-发电机和起动器机构被选择性地啮合到彼此，以起动发动机。
10.根据权利要求1所述的传动系，其中：起动器机构独立于电动机-发电机操作，以选择性地起动发动机。
CN201510112001.XA 2014-03-13 2015-03-13 用于车辆的传动系 Active CN104908577B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/208,444 US9370992B2 (en) 2014-03-13 2014-03-13 Powertrain for a vehicle
US14/208,444 2014-03-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104908577A true CN104908577A (zh) 2015-09-16
CN104908577B CN104908577B (zh) 2017-09-01

Family

ID=54010303

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510112001.XA Active CN104908577B (zh) 2014-03-13 2015-03-13 用于车辆的传动系

Country Status (3)

Country Link
US (3) US9370992B2 (zh)
CN (1) CN104908577B (zh)
DE (1) DE102015102931A1 (zh)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015000593A1 (de) * 2015-01-16 2016-07-21 Audi Ag Hochspannungsbatterie für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug
JP2017094894A (ja) * 2015-11-24 2017-06-01 いすゞ自動車株式会社 ハイブリッド車両及びその制御方法
KR102656486B1 (ko) * 2016-08-02 2024-04-11 에이치엘만도 주식회사 계자권선형 모터 전원공급장치
US10622775B2 (en) * 2016-07-04 2020-04-14 Mando Corporation Power supply apparatus for field winding motor and field winding motor including the same
US10093187B2 (en) * 2016-08-01 2018-10-09 Ford Global Technologies, Llc Redundant power supply
US10259448B2 (en) 2016-08-17 2019-04-16 GM Global Technology Operations LLC Hybrid vehicle propulsion systems and methods
US10189470B2 (en) 2016-08-17 2019-01-29 GM Global Technology Operations LLC Hybrid vehicle propulsion systems and methods
KR101765641B1 (ko) * 2016-09-09 2017-08-23 현대자동차 주식회사 마일드 하이브리드 차량의 엔진 시동 제어 장치 및 방법
IT201700007795A1 (it) * 2017-01-25 2018-07-25 Iveco France Sas Sistema di alimentazione elettrica per autobus urbano
US10220835B2 (en) 2017-03-01 2019-03-05 GM Global Technology Operations LLC Power control systems and methods for mixed voltage systems
JP6764356B2 (ja) * 2017-03-02 2020-09-30 株式会社デンソー 始動装置、回転電機、及び始動用電動機
US10605217B2 (en) 2017-03-07 2020-03-31 GM Global Technology Operations LLC Vehicle engine starter control systems and methods
US10436167B1 (en) * 2018-04-24 2019-10-08 GM Global Technology Operations LLC Starter system and method of control
FR3091056A1 (fr) * 2018-12-20 2020-06-26 Naval Group Système d’alimentation en énergie électrique d’une plateforme navale telle qu’un sous-marin
WO2020180381A1 (en) 2019-03-01 2020-09-10 United Technologies Advanced Projects, Inc. Indicators for hybrid electrical powerplants
WO2020185274A2 (en) 2019-03-01 2020-09-17 United Technologies Advanced Projects, Inc. Normal mode operation of hybrid electric propulsion systems
US11999495B2 (en) 2019-03-01 2024-06-04 Pratt & Whitney Canada Corp. Degraded mode operation of hybrid electric propulsion systems
WO2020219111A1 (en) 2019-04-25 2020-10-29 United Technologies Corporation Control systems for hybrid electric powerplants
US11958622B2 (en) 2020-05-15 2024-04-16 Pratt & Whitney Canada Corp. Protection functions
US11794917B2 (en) 2020-05-15 2023-10-24 Pratt & Whitney Canada Corp. Parallel control loops for hybrid electric aircraft
IL300180A (en) * 2020-08-03 2023-03-01 Liquidpiston Inc Hybrid drive and fuel vaporizer for UAVs and other mobile environments
CN113263903A (zh) * 2021-06-29 2021-08-17 奇瑞汽车股份有限公司 车辆混合动力总成、控制方法及车辆

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1971028A (zh) * 2005-11-21 2007-05-30 通用汽车环球科技运作公司 起动混合式车辆的方法
US7766788B2 (en) * 2007-11-21 2010-08-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Drive force output apparatus, method for controlling same apparatus, and vehicle
US20110034282A1 (en) * 2008-04-24 2011-02-10 Honda Motor Co., Ltd. Power plant
CN102795119A (zh) * 2011-05-23 2012-11-28 通用汽车环球科技运作有限责任公司 操作包括具有断开高电压蓄电池的电机的动力***的方法和设备
CN103043052A (zh) * 2011-09-09 2013-04-17 通用汽车环球科技运作有限责任公司 混合动力系和重新起动发动机的方法
CN103332156A (zh) * 2013-07-18 2013-10-02 何朋 一种车辆安全开启***

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6909201B2 (en) 2003-01-06 2005-06-21 General Motors Corporation Dual voltage architecture for automotive electrical systems

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1971028A (zh) * 2005-11-21 2007-05-30 通用汽车环球科技运作公司 起动混合式车辆的方法
US7766788B2 (en) * 2007-11-21 2010-08-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Drive force output apparatus, method for controlling same apparatus, and vehicle
US20110034282A1 (en) * 2008-04-24 2011-02-10 Honda Motor Co., Ltd. Power plant
CN102795119A (zh) * 2011-05-23 2012-11-28 通用汽车环球科技运作有限责任公司 操作包括具有断开高电压蓄电池的电机的动力***的方法和设备
CN103043052A (zh) * 2011-09-09 2013-04-17 通用汽车环球科技运作有限责任公司 混合动力系和重新起动发动机的方法
CN103332156A (zh) * 2013-07-18 2013-10-02 何朋 一种车辆安全开启***

Also Published As

Publication number Publication date
US9370992B2 (en) 2016-06-21
US20160257190A1 (en) 2016-09-08
US20170008469A1 (en) 2017-01-12
DE102015102931A1 (de) 2015-09-17
US20150258881A1 (en) 2015-09-17
US9586575B2 (en) 2017-03-07
US9475481B2 (en) 2016-10-25
CN104908577B (zh) 2017-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104908577A (zh) 用于车辆的传动系
CN105984460B (zh) 一种控制车辆的动力总成的方法
CN104912711A (zh) 联接到发动机的机电装置和用于车辆的传动系
US9610845B2 (en) Powertrain for a vehicle
JP5669846B2 (ja) エネルギーシステムの故障時にハイブリッド車両を動作させる方法および装置
JP6065920B2 (ja) 車載太陽電池を利用する充電制御装置
US10620271B2 (en) Vehicle system and method for activating hazard lights during battery disconnect events
CN104908571A (zh) 用于车辆的动力总成和组装该动力总成的方法
CN104908567A (zh) 用于车辆的动力传动系
WO2013192142A1 (en) Electric power system with regeneration
CN103043052A (zh) 混合动力系和重新起动发动机的方法
CN105083273A (zh) 混合动力车辆的紧急操作方法
US20150353035A1 (en) Vehicle system with battery boost and bypass control
CN108780997A (zh) 车辆用电源供给***、车辆用驱动***
CN105324269A (zh) 利用车载太阳能电池的充电控制装置
CN105246734A (zh) 操作混合动力车辆的方法和布置
CN102310756A (zh) 混合动力汽车用动力总成和混合动力汽车
MX2012010000A (es) Sistema de control para equipo en un vehiculo con un sistema de transmision hibrido - electrico y una valvula de combinacion electronicamente controlada.
CN105636847A (zh) 混合动力车辆的控制装置
CN105857070A (zh) 一种集行车、发电两用新型车辆复合式控制***
CN111918755A (zh) 用于搅拌车的滚筒驱动器
CN101678756B (zh) 用于蓄电池再充电的混合驱动装置的控制***
JP2007189797A (ja) ハイブリッド自動車
CN102616136A (zh) 一种汽车减速惯性动能回收***及方法
CN104691303B (zh) 增程式电动车的能量控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant