專(zhuān)利名稱(chēng)：具有混合動(dòng)力變速器的動(dòng)力傳動(dòng)系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有混合動(dòng)力變速器的動(dòng)力傳動(dòng)系。更具體地，混合動(dòng)力變速器具有電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)和輸入部件，所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)被連接用于與行星齒輪的一個(gè)部件一起旋轉(zhuǎn)，所述輸入部件可選擇性地連接至同一部件。
背景技術(shù)：
帶有電可變變速器(EVT)的動(dòng)力傳動(dòng)系通常具有輸入部件、輸出部件、和連接至行星齒輪組的不同部件的兩個(gè)電電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)?？蛇x擇性地接合的扭矩傳輸機(jī)構(gòu)允許一個(gè)或多個(gè)電可變操作模式、固定速度比模式、和僅電(電池供電)模式。EVT可以以多種方式改進(jìn)車(chē)輛的燃料經(jīng)濟(jì)性，主要通過(guò)在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉情況下將電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)中的一個(gè)或兩者用于車(chē)輛制動(dòng)和將再生的能量用來(lái)對(duì)車(chē)輛供電。在減速和制動(dòng)階段期間和在低速度或輕載操·作階段期間，發(fā)動(dòng)機(jī)可在怠速時(shí)關(guān)閉，以消除由于發(fā)動(dòng)機(jī)阻力造成的效率損失。經(jīng)由再生制動(dòng)捕獲的制動(dòng)能量(或在發(fā)動(dòng)機(jī)操作的階段期間產(chǎn)生的電能)在這些發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉的階段期間被使用。發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩或功率的瞬時(shí)需求在發(fā)動(dòng)機(jī)工作模式中的操作期間由電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)補(bǔ)充，允許較小的發(fā)動(dòng)機(jī)，而不降低車(chē)輛的性能。此外，電可變模式可以允許發(fā)動(dòng)機(jī)在對(duì)于給定的功率需求的最優(yōu)效率點(diǎn)處或其附近操作。

發(fā)明內(nèi)容
—種動(dòng)力傳動(dòng)系,包括輸入部件、輸出部件、靜態(tài)部件、和電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)。該動(dòng)力傳動(dòng)系包括混合動(dòng)力變速器，該混合動(dòng)力變速器具有第一和第二行星齒輪組，所述第一和第二行星齒輪組每一個(gè)都具有第一部件、第二部件和第三部件。在一些實(shí)施例中，添加有第三行星齒輪組。電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)被持續(xù)地連接用于與第二行星齒輪組的第一部件共同旋轉(zhuǎn)。第一互連部件持續(xù)地連接第一行星齒輪組的第二部件，用于與第二行星齒輪組的第三部件共同旋轉(zhuǎn)。第二互連部件持續(xù)地連接第一行星齒輪組的第三部件，用于與第二行星齒輪組的第二部件共同旋轉(zhuǎn)。多個(gè)扭矩傳輸機(jī)構(gòu)每一個(gè)可選擇性地接合，以連接行星齒輪組的部件中的不同一個(gè)用于與輸入部件、靜態(tài)部件中的一個(gè)共同旋轉(zhuǎn)、或與行星齒輪組的部件中的另一個(gè)共同旋轉(zhuǎn)。一個(gè)扭矩傳輸機(jī)構(gòu)是第一離合器，該第一離合器可選擇性地接合以連接第二行星齒輪組的第一部件，用于與輸入部件共同旋轉(zhuǎn)。動(dòng)力傳動(dòng)系通過(guò)將電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)靠近齒輪組封裝且共享與發(fā)動(dòng)機(jī)和輸入部件的共用旋轉(zhuǎn)軸線而提供了緊湊的布置。多個(gè)前進(jìn)速度比、混合動(dòng)力操作模式、和僅電操作模式可用，以使得平滑和高效的動(dòng)力傳動(dòng)系操作可行。當(dāng)結(jié)合附圖時(shí)，本發(fā)明的上述特征和優(yōu)勢(shì)以及其他特征和優(yōu)勢(shì)從下文中用于實(shí)施本發(fā)明的最佳模式的詳盡描述中是顯而易見(jiàn)的。


圖I是具有混合動(dòng)力變速器的動(dòng)力傳動(dòng)系的第一實(shí)施例的符號(hào)圖形式的示意圖2是示出了圖I中的變速器的扭矩傳輸機(jī)構(gòu)為了在變速器的輸入部件和輸出部件之間建立倒檔速度比和六個(gè)前進(jìn)速度比的接合狀態(tài)的表格；圖3是具有混合動(dòng)力變速器的動(dòng)力傳動(dòng)系的第二實(shí)施例的符號(hào)圖形式的示意圖；圖4是示出了圖3中的變速器的扭矩傳輸機(jī)構(gòu)為了在變速器的輸入部件和輸出部件之間建立倒檔速度比和四個(gè)前進(jìn)速度比的接合狀態(tài)的表格。
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)附圖，其中相同的附圖標(biāo)記指向相同的部件，圖I示出了動(dòng)力傳動(dòng)系10的第一實(shí)施例，所述動(dòng)力傳動(dòng)系10具有發(fā)動(dòng)機(jī)12和混合動(dòng)力變速器14。混合動(dòng)力變速器14包括輸入部件16和輸出部件17。發(fā)動(dòng)機(jī)12包括發(fā)動(dòng)機(jī)輸出部件15,諸如曲軸,其可通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)脫離離合器18的接合和脫開(kāi)而選擇性地連接輸入部件16或從輸入部件16脫開(kāi)。發(fā) 動(dòng)機(jī)脫離離合器18是可選的，因?yàn)槿绻?dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)12被持續(xù)地連接用于與輸入部件16 —起旋轉(zhuǎn)時(shí)變速器14仍將提供希望的操作模式?；旌蟿?dòng)力變速器14具有三個(gè)行星齒輪組20、30和40。行星齒輪組40在此處被稱(chēng)作第一行星齒輪組，行星齒輪組30在此處被稱(chēng)作第二行星齒輪組，行星齒輪組20在此處被稱(chēng)作第三行星齒輪組。行星齒輪組20具有恒星齒輪部件22、環(huán)形齒輪部件24和支架部件26。支架部件26可旋轉(zhuǎn)地支撐第一組小齒輪27，該第一組小齒輪27與恒星齒輪部件22和第二組小齒輪28兩者均嚙合。小齒輪28與環(huán)形齒輪部件24嚙合。當(dāng)在此處使用時(shí)，恒星齒輪部件22是第三行星齒輪組20的第一部件，支架部件26是第三行星齒輪組20的第二部件，環(huán)形齒輪部件24是第三行星齒輪組20的第三部件。行星齒輪組30具有恒星齒輪部件32、環(huán)形齒輪部件34、和支架部件36，該支架部件36可旋轉(zhuǎn)地支撐一組小齒輪37，該組小齒輪37與恒星齒輪部件32和環(huán)形齒輪部件34兩者均嚙合。當(dāng)在此處使用時(shí)，恒星齒輪部件32是第二行星齒輪組30的第一部件，支架部件36是第二行星齒輪組30的第二部件，環(huán)形齒輪部件34是第二行星齒輪組30的第三部件。輸出部件17被持續(xù)地連接用于與支架部件36共同旋轉(zhuǎn)。行星齒輪組40具有恒星齒輪部件42、環(huán)形齒輪部件44、和支架部件46，該支架部件46可旋轉(zhuǎn)地支撐一組小齒輪47，該組小齒輪47與恒星齒輪部件42和環(huán)形齒輪部件44兩者均嚙合。當(dāng)在此處使用時(shí)，恒星齒輪部件42是第一行星齒輪組40的第一部件，支架部件46是第一行星齒輪組40的第二部件，環(huán)形齒輪部件44是第一行星齒輪組40的第三部件。互連部件70，諸如轂部，持續(xù)地連接環(huán)形齒輪部件24用于與恒星齒輪部件42共同旋轉(zhuǎn)。當(dāng)在此處使用時(shí)，“共同旋轉(zhuǎn)”指的是以相同的速度旋轉(zhuǎn)，包括速度為零(即，靜態(tài))。互連部件72持續(xù)地連接支架部件46用于與環(huán)形齒輪部件34共同旋轉(zhuǎn)。互連部件74持續(xù)地連接環(huán)形齒輪部件44用于與支架部件36共同旋轉(zhuǎn)。當(dāng)在此處使用時(shí)，互連部件72被稱(chēng)作第一互連部件，互連部件74被稱(chēng)作第二互連部件，互連部件70被稱(chēng)作第三互連部件?；旌蟿?dòng)力變速器14包括五個(gè)扭矩傳輸機(jī)構(gòu)，其包括三個(gè)制動(dòng)器50、52、54和兩個(gè)離合器56、58。制動(dòng)器50可選擇性地接合以將支架部件26連接至靜態(tài)部件60 (S卩，非旋轉(zhuǎn)部件)，諸如變速器殼體。制動(dòng)器52可選擇性地接合，以將互連的環(huán)形齒輪部件24和恒星齒輪部件42連接至靜態(tài)部件60。制動(dòng)器54可選擇性地接合，以將互連的支架部件46和環(huán)形齒輪部件34連接至靜態(tài)部件60。制動(dòng)器50、52、54在此處分別被稱(chēng)作第一制動(dòng)器、第二制動(dòng)器、和第三制動(dòng)器。離合器56可選擇性地接合，以連接輸入部件16用于與互連的支架部件46和環(huán)形齒輪部件34共同旋轉(zhuǎn)。離合器58可選擇性地接合，以連接輸入部件16用于與恒星齒輪部件32共同旋轉(zhuǎn)。當(dāng)在此處使用時(shí)，離合器58是第一離合器且離合器56是第二離合器。電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76包括連接至靜態(tài)部件60的定子和連接用于與恒星齒輪部件32共同旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子78。定子77被操作地連接至能量存儲(chǔ)裝置80，該能量存儲(chǔ)裝置80可為一個(gè)或多個(gè)電池。具有存儲(chǔ)電力且分配電力的能力的其他電存儲(chǔ)裝置可用于替代電池。操作地連接至電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76的控制器82監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)子78的速度，并從分立的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器或通過(guò)至發(fā)動(dòng)機(jī)12的連接來(lái)接收關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)速度的信息?；谠撥?chē)輛操作狀況和其他車(chē)輛操作狀況，諸如駕駛者加速器輸入，控制器82可操作為將電能從能量存儲(chǔ)裝置80通過(guò)功率變換器84提供至電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76，以使得電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76被用作電動(dòng)機(jī)，添加扭矩至變速器14。當(dāng)電力被提供至電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76時(shí)，功率變換器84將直流電轉(zhuǎn)換成交流 電。如果由控制器82接收的信息指示電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76應(yīng)作為發(fā)電機(jī)操作，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，則控制器82可操作為使得功率變換器84將由電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76提供的交流電轉(zhuǎn)換成直流電存儲(chǔ)在能量存儲(chǔ)裝置80中。圖2是一表格,其不出了制動(dòng)器50、52、54和離合器56、58中的每一個(gè)的接合狀態(tài)，以在輸入部件16和輸出部件17之間建立六個(gè)不同的固定的前進(jìn)速度比(被稱(chēng)作I、2、3、4、5、6)，其中輸出部件17的速度從速度比I至速度比6增加。在圖2中，“X”指示由該列表示的制動(dòng)器或離合器被接合。第一前進(jìn)速度比I由制動(dòng)器54和離合器58的接合建立。第二前進(jìn)速度比2由制動(dòng)器52和離合器58的接合建立。第三前進(jìn)速度比3由制動(dòng)器50和離合器58的接合建立。第四前進(jìn)速度比由離合器56和離合器58的接合建立。第五前進(jìn)速度比由制動(dòng)器50和離合器56的接合建立。第六前進(jìn)速度比6由制動(dòng)器52和離合器56的接合建立。在圖2的速度比的鄰近速度比之間的換擋是單次轉(zhuǎn)換切換，這是由于一個(gè)扭矩傳輸機(jī)構(gòu)保持接合，而一個(gè)扭矩傳輸機(jī)構(gòu)被釋放且另一個(gè)被接合以完成換擋。在速度比1-6和倒檔速度比90的每一個(gè)中，恒星齒輪部件32 —直在旋轉(zhuǎn)，這意味著電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76一直在旋轉(zhuǎn)。即，電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76的轉(zhuǎn)子78從未被制動(dòng)。因此,在圖2中的任意離合器接合組合中，電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76可作為電動(dòng)機(jī)或作為發(fā)電機(jī)操作，以調(diào)節(jié)在恒星齒輪部件32處的扭矩以及由此調(diào)節(jié)在輸出部件17處的扭矩。此外，在圖2的速度比5和6中，電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76的轉(zhuǎn)子78在電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76不被提供電力時(shí)自由地旋轉(zhuǎn)，這是因?yàn)橹苿?dòng)器54或離合器58都未接合且行星齒輪組30不活動(dòng)。這允許當(dāng)扭矩傳輸機(jī)構(gòu)被如以速度比5或6接合且電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76被提供電力時(shí)通過(guò)將電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76作為電動(dòng)機(jī)或作為發(fā)電機(jī)操作來(lái)添加或減少恒星齒輪部件32處的扭矩。圖2還示出了通過(guò)第一制動(dòng)器50和第三制動(dòng)器54的接合建立的倒檔速度比90，該接合建立了部件17的沿輸入部件16的旋轉(zhuǎn)的相反方向的旋轉(zhuǎn)。圖2中的行92示出了變速器16的空檔狀態(tài)，在該狀態(tài)中沒(méi)有扭矩傳輸機(jī)構(gòu)被接合，且扭矩未被從輸入部件16傳輸至輸出部件17。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)脫離離合器18被接合時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)12工作，且電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76不被提供電力，圖2中示出的速度比將為僅由發(fā)動(dòng)機(jī)12提供扭矩的固定的速度比。多個(gè)其他的混合動(dòng)力操作模式也可由動(dòng)力傳動(dòng)系10建立。例如，如果發(fā)動(dòng)機(jī)脫離離合器18未接合，從而發(fā)動(dòng)機(jī)12被從變速器14脫離，電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76可受控為用作電動(dòng)機(jī)，以建立僅電操作模式，在該僅電操作模式中僅電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76提供扭矩。在僅電操作模式中，動(dòng)力傳動(dòng)系10可向前進(jìn)或倒退起步。對(duì)于其中輸出部件17通過(guò)僅由電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76提供的扭矩沿前進(jìn)方向旋轉(zhuǎn)的僅電前進(jìn)起步而言，僅制動(dòng)器54被接合，且電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76作為由能量存儲(chǔ)裝置80提供電力的電動(dòng)機(jī)操作。僅行星齒輪組30是活動(dòng)的。如果未提供發(fā)動(dòng)機(jī)脫離離合器18，起步不會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)12轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)于倒退的僅電起步，僅制動(dòng)器54被接合，且電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76作為沿相反旋轉(zhuǎn)方向(即，與前進(jìn)起步所使用的相對(duì)的旋轉(zhuǎn)方向)旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)操作。發(fā)動(dòng)機(jī)脫離離合器18未被接合，且發(fā)動(dòng)機(jī)12是關(guān)閉的。
在僅電前進(jìn)起步之后，圖2中的前進(jìn)速度1、2、3的扭矩傳輸機(jī)構(gòu)接合計(jì)劃可僅由提供扭矩以提供僅電前進(jìn)推動(dòng)的第一、第二和第三模式的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76實(shí)施。如果沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)脫離離合器18被提供，則僅第一和第二前進(jìn)速度的接合計(jì)劃可在僅電操作中實(shí)施。在通過(guò)第一和第二速度比1、2的操作后，在僅電操作中，可通過(guò)脫開(kāi)制動(dòng)器50并接合制動(dòng)器52，同時(shí)離合器58保持接合對(duì)第三速度比3進(jìn)行單次轉(zhuǎn)換換擋，且隨后接合發(fā)動(dòng)機(jī)脫離離合器18以建立混合動(dòng)力操作模式，該混合動(dòng)力操作模式可稱(chēng)作電扭矩轉(zhuǎn)換器模式，在該模式中發(fā)動(dòng)機(jī)12和電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76兩者均在恒星齒輪部件32處提供扭矩以為變速器14提供動(dòng)力。圖2中示出的第三至第六前進(jìn)速度比的接合計(jì)劃可隨后被建立，以通過(guò)這些速度比在混合動(dòng)力操作模式中操作，其中發(fā)動(dòng)機(jī)12和電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76兩者都提供扭矩。在前進(jìn)混合動(dòng)力操作模式的速度比3-6之間的換擋由單次轉(zhuǎn)換換擋完成，如從圖2易見(jiàn)的，但電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76可受控為回轉(zhuǎn)(slew)恒星齒輪部件32的速度。這可使得能將低損耗離合器用于離合器56，諸如爪形離合器，其可同步地接合。使用爪形離合器降低了旋轉(zhuǎn)損耗(spin loss)和與液力可接合離合器相關(guān)聯(lián)的其他能量損耗。動(dòng)力傳動(dòng)系10的如進(jìn)起步也可在混合動(dòng)力 呆作I旲式中完成，其中制動(dòng)器50和尚合器58如在圖2的第三前進(jìn)速度3中指示的一樣接合，且發(fā)動(dòng)機(jī)脫離離合器18也接合，其中發(fā)動(dòng)機(jī)工作且電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76按照調(diào)節(jié)輸出部件17的速度所需當(dāng)作發(fā)電機(jī)或當(dāng)作發(fā)電機(jī)。變速器14可隨后進(jìn)行通過(guò)圖2中前進(jìn)速度比3-6，其中發(fā)動(dòng)機(jī)12和電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76兩者均提供扭矩以建立附加混合動(dòng)力操作模式。動(dòng)力傳動(dòng)系10的倒檔起動(dòng)也可在混合動(dòng)力操作模式中完成，其中制動(dòng)器50和54如在圖2的倒檔速度比90中指示的一樣接合，且發(fā)動(dòng)機(jī)脫離離合器18也接合，其中發(fā)動(dòng)機(jī)12工作且電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76按照調(diào)節(jié)輸出部件17的速度所需當(dāng)作電動(dòng)機(jī)或當(dāng)作發(fā)電機(jī)。盡管在混合動(dòng)力操作模式中操作，其中扭矩傳輸機(jī)構(gòu)的接合建立圖2中速度比3-6中的任意一個(gè)，動(dòng)力傳動(dòng)系10可通過(guò)同步切換被切換至僅電操作模式。類(lèi)似地，當(dāng)在僅電操作模式中操作(其中制動(dòng)器52和離合器58接合以建立圖2的第二前進(jìn)速度比2)時(shí)，動(dòng)力傳動(dòng)系10可通過(guò)脫開(kāi)制動(dòng)器52且接合制動(dòng)器50切換至混合動(dòng)力操作模式，其中發(fā)動(dòng)機(jī)12工作且發(fā)動(dòng)機(jī)脫離離合器18接合。由于僅一個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76設(shè)置在動(dòng)力傳動(dòng)系10中，能量存儲(chǔ)裝置80將需要通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)作為發(fā)電機(jī)操作而被再充電。如果能量存儲(chǔ)裝置80的充電狀態(tài)過(guò)低以至于不能在前進(jìn)僅電起步中使動(dòng)力傳動(dòng)系10起步,則制動(dòng)器54或離合器58可接合，其中發(fā)動(dòng)機(jī)12工作且電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76作為發(fā)電機(jī)操作,且制動(dòng)器54或離合器58中的另一個(gè)打滑，以允許電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76接收扭矩以對(duì)能量存儲(chǔ)裝置80再充電。替換地，動(dòng)力傳動(dòng)系10可起步，其中制動(dòng)器50和離合器58接合，以建立圖2中的第三速度比3，其中電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76受控用作發(fā)電機(jī)，以接收扭矩用于為能量存儲(chǔ)裝置80再充電。如果能量存儲(chǔ)裝置80具有低充電狀態(tài)且希望沿倒退方向起步時(shí)，制動(dòng)器50或離合器54可接合，其中發(fā)動(dòng)機(jī)12工作且電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76作為發(fā)電機(jī)操作，且制動(dòng)器50或離合器58中的另一個(gè)打滑，以允許電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76接收扭矩以為能量存儲(chǔ)裝置80再充電。替換地，動(dòng)力傳動(dòng)系10可起步，其中制動(dòng)器50和制動(dòng)器58接合，以建立圖2的第三速度比3，其中電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76受控用作發(fā)電機(jī)，以接收扭矩用于為能量存儲(chǔ)裝置80再充電。參見(jiàn)圖3，動(dòng)力傳動(dòng)系110的第二實(shí)施例具有與圖I的混合動(dòng)力傳動(dòng)系10許多相同的的部件，但僅具有兩個(gè)行星齒輪組120、130。行星齒輪組120在此處被稱(chēng)作第一行星齒 輪組，行星齒輪組130在此處被稱(chēng)作第二行星齒輪組。第一行星齒輪組120具體恒星齒輪部件122、環(huán)形齒輪部件124和支架部件126。支架部件126可旋轉(zhuǎn)地支撐一組小齒輪127，該組小齒輪127與恒星齒輪部件122和環(huán)形齒輪部件124兩者嚙合。當(dāng)在此處使用時(shí)，恒星齒輪部件122是第一行星齒輪組120的第一部件，支架部件126是第一行星齒輪組120的第二部件，環(huán)形齒輪部件124是第一行星齒輪組120的第三部件。輸出部件117被持續(xù)地連接用于與支架部件126共同旋轉(zhuǎn)。第二行星齒輪組130具有恒星齒輪部件132、環(huán)形齒輪部件134、和支架部件136，該支架部件36可旋轉(zhuǎn)地支撐一組小齒輪137，該組小齒輪137與恒星齒輪部件132和環(huán)形齒輪部件134兩者嚙合。當(dāng)在此處使用時(shí)，恒星齒輪部件132是第二行星齒輪組130的第一部件，支架部件136是第二行星齒輪組130的第二部件，環(huán)形齒輪部件134是第二行星齒輪組130的第三部件?；ミB部件170持續(xù)地連接支架部件126用于與環(huán)形齒輪部件134共同旋轉(zhuǎn)?；ミB部件172，諸如轂部，持續(xù)地連接環(huán)形齒輪部件124用于與支架部件136共同旋轉(zhuǎn)。當(dāng)在此處使用時(shí)，互連部件170被稱(chēng)作第一互連部件，互連部件172被稱(chēng)作第二互連部件?；旌蟿?dòng)力變速器114具有5個(gè)扭矩傳輸機(jī)構(gòu)，其包括三個(gè)制動(dòng)器150、152、154和兩個(gè)離合器156、158。制動(dòng)器150可選擇性地接合，以將恒星齒輪部件132和轉(zhuǎn)子78連接至靜態(tài)部件60。制動(dòng)器152可選擇性地接合，以將互連的環(huán)形齒輪部件124和支架部件136連接至靜態(tài)部件60。制動(dòng)器154可選擇性地接合，以將恒星齒輪部件122連接至靜態(tài)部件60。制動(dòng)器150、152、154在此處分別被稱(chēng)作第一制動(dòng)器、第二制動(dòng)器、和第三制動(dòng)器。離合器156可選擇性地接合，以連接輸入部件116用于與互連的支架部件136和環(huán)形齒輪部件124共同旋轉(zhuǎn)。離合器158可選擇性地接合，以連接輸入部件116用于與恒星齒輪部件132共同旋轉(zhuǎn)。當(dāng)在此處使用時(shí)，離合器158是第一離合器，離合器156是第二離合器。圖4是一表格,其不出了制動(dòng)器150、152、154和離合器156、158中的每一個(gè)的接合狀態(tài)，以在輸入部件116和輸出部件117之間建立四個(gè)不同的固定的前進(jìn)速度比(被稱(chēng)作1、2、3、4)，其中輸出部件117的速度從速度比I至速度比4增加。在圖4中，“X”指示由該列表示的制動(dòng)器或離合器被接合。第一前進(jìn)速度比I由制動(dòng)器154和離合器158的接合建立。第二前進(jìn)速度比2由制動(dòng)器154和離合器156的接合建立。第三前進(jìn)速度比3由離合器156和離合器158的接合建立。第四前進(jìn)速度比由制動(dòng)器150和離合器156的接合建立。在圖4中的速度比的鄰近速度比之間的換擋是單次轉(zhuǎn)換換檔，這是由于一個(gè)扭矩傳輸機(jī)構(gòu)保持接合，而一個(gè)扭矩傳輸機(jī)構(gòu)被釋放且另一個(gè)被接合以完成換擋。圖4還指示了通過(guò)制動(dòng)器152和離合器158的接合建立的倒檔速度比90，以建立輸出部件117的沿輸入部件116的旋轉(zhuǎn)的相反方向的旋轉(zhuǎn)。圖4的行92指示了變速器114的空檔狀態(tài)，在該狀態(tài)下扭矩未被從輸入部件116傳輸至輸出部件117。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)脫離離合器18被接合時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)12工作，且電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76未被提供電力，圖4中示出的速度比將為僅由發(fā)動(dòng)機(jī)12提供扭矩的固定的速度比。多個(gè)其他的混合動(dòng)力操作模式也可由動(dòng)力傳動(dòng)系110建立。例如，如果發(fā)動(dòng)機(jī)脫離離合器18未接合，從而發(fā)動(dòng)機(jī)12被從變速器114脫離，電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76可受控為用作電動(dòng)機(jī)，以建立僅電操作模式，在該僅電操作模式中僅電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76提供扭矩。動(dòng)力傳動(dòng)系110可在僅電操作模式中向前進(jìn)或倒退起步。對(duì)于其中輸出部件117通過(guò)僅由電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76提供的扭矩沿前進(jìn)方向旋轉(zhuǎn)的僅電前進(jìn)起步而言，僅制動(dòng)器154被接合，且電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76作為由能量存儲(chǔ)裝置80提供電力的電動(dòng)機(jī)操作。如果未提供發(fā)動(dòng)機(jī)脫離離合器18，起步不會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)12轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)于倒退的僅電起步，僅制動(dòng)器152被接合,且電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76作為電動(dòng)機(jī)操作。發(fā)動(dòng)機(jī)脫離離合器18未被接合,且發(fā)動(dòng)機(jī)12是關(guān)閉的。在僅電前進(jìn)起步之后，圖4中的前進(jìn)速度1、2、3的扭矩傳輸機(jī)構(gòu)接合計(jì)劃可僅用電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76實(shí)施,該電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76提供扭矩以提供僅電前進(jìn)推動(dòng)的第一、第二、第三模式。發(fā)動(dòng)機(jī)脫離離合器18應(yīng)至少對(duì)于僅電操作的第三模式接合。在僅電操作模式中進(jìn)行了單次轉(zhuǎn)換換擋。從第三速度比3的僅電模式，可通過(guò)脫開(kāi)第一離合器158并接合第三制動(dòng)器154，而離合器156保持接合，且隨后接合發(fā)動(dòng)機(jī)脫離離合器18而進(jìn)行對(duì)具有第二速度比2的第二僅電操作模式的同步切換以建立混合動(dòng)力操作模式，該混合動(dòng)力操作模式可稱(chēng)作電扭矩轉(zhuǎn)換器模式，在該模式中發(fā)動(dòng)機(jī)12和電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76兩者通過(guò)恒星齒輪組120、130提供扭矩以為變速器114提供動(dòng)力。圖4中示出的第三至第四前進(jìn)速度比的接合計(jì)劃可隨后被建立，以通過(guò)這些速度比在混合動(dòng)力操作模式中操作，其中發(fā)動(dòng)機(jī)12和 電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76兩者都提供扭矩。在前進(jìn)混合動(dòng)力操作模式的速度比3-4之間的換擋由單次轉(zhuǎn)換換擋完成，如從圖4易見(jiàn)的，但電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76可受控以回轉(zhuǎn)恒星齒輪部件132的速度。這可使得能將低損耗離合器用于離合器158，諸如爪形離合器，其可同步地接合。從混合動(dòng)力操作模式中的一個(gè)至僅電操作模式中的一個(gè)的切換可通過(guò)以圖4的第三前進(jìn)速度比接合的扭矩傳輸機(jī)構(gòu)(即，離合器156和158接合)和隨后脫開(kāi)接合的發(fā)動(dòng)機(jī)脫離離合器18而完成。動(dòng)力傳動(dòng)系110的如進(jìn)起步也可在混合動(dòng)力 呆作I旲式中完成，其中制動(dòng)器154和離合器156如在圖4的第二前進(jìn)速度2中指示的一樣接合，且發(fā)動(dòng)機(jī)脫離離合器18也接合，其中發(fā)動(dòng)機(jī)12工作且電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76按照調(diào)節(jié)輸出部件117的速度所需當(dāng)作電動(dòng)機(jī)或當(dāng)作發(fā)電機(jī)。變速器114可隨后進(jìn)行通過(guò)圖4的前進(jìn)速度比3-4，其中發(fā)動(dòng)機(jī)12和電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76兩者均提供扭矩以建立附加混合動(dòng)力操作模式。由于僅一個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76設(shè)置在動(dòng)力傳動(dòng)系110中，能量存儲(chǔ)裝置80將需要通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76作為發(fā)電機(jī)操作而被再充電。如果能量存儲(chǔ)裝置80的充電狀態(tài)過(guò)低以至于不能在前進(jìn)、僅電起步中使動(dòng)力傳動(dòng)系10起步,制動(dòng)器154或離合器158可接合且制動(dòng)器154或離合器158中的另一個(gè)打滑，或制動(dòng)器154和離合器156兩者均接合，其中發(fā)動(dòng)機(jī)12工作且電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76作為發(fā)電機(jī)操作，以允許電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76接收扭矩以為能量存儲(chǔ)裝置80再充電。如果能量存儲(chǔ)裝置80具有低充電狀態(tài)且希望沿倒退方向起步時(shí)，制動(dòng)器152或離合器158可接合，其中發(fā)動(dòng)機(jī)12工作且電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76作為發(fā)電機(jī)操作，且制動(dòng)器152或離合器158中的另一個(gè)打滑，以允許電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)76接收扭矩以為能量存儲(chǔ)裝置80再充電。盡管已經(jīng)對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的最佳模式進(jìn)行了詳盡的描述，對(duì)本發(fā)明所涉及的領(lǐng)域熟悉的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在所附的權(quán)利要求內(nèi)用于實(shí)施本發(fā)明的各種可替換設(shè)計(jì)和實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)力傳動(dòng)系，包括 輸入部件；輸出部件；靜態(tài)部件； 電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)； 第一和第二行星齒輪組，每一個(gè)都具有第一部件、第二部件、和第三部件；其中，電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)被持續(xù)地連接，用于與第二行星齒輪組的第一部件共同旋轉(zhuǎn)； 第一互連部件，持續(xù)地連接第一行星齒輪組的第二部件，用于與第二行星齒輪組的第三部件共同旋轉(zhuǎn)； 第二互連部件，持續(xù)地連接第一行星齒輪組的第三部件，用于與第二行星齒輪組的第二部件共同旋轉(zhuǎn)； 多個(gè)扭矩傳輸機(jī)構(gòu)，每一個(gè)都可選擇性地接合，以連接行星齒輪組的部件中的不同的一個(gè)用于與輸入部件、靜態(tài)部件中的一個(gè)共同旋轉(zhuǎn)，或與行星齒輪組的部件中的另一個(gè)共同旋轉(zhuǎn)；且其中，扭矩傳輸機(jī)構(gòu)中的一個(gè)是第一離合器，該第一離合器可選擇性地接合，以連接第二行星齒輪組的第一部件用于與輸入部件共同旋轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求I所述的動(dòng)力傳動(dòng)系，其中，每一個(gè)行星齒輪組的第一部件、第二部件和第三部件分別為恒星齒輪部件、支架部件，和環(huán)形齒輪部件。
3.如權(quán)利要求I所述的動(dòng)力傳動(dòng)系，其中，扭矩傳輸機(jī)構(gòu)以?xún)蓚€(gè)扭矩傳輸機(jī)構(gòu)的不同組合可選擇性地接合，以在輸入部件和輸出部件之間提供倒檔速度比和至少四個(gè)前進(jìn)速度比。
4.如權(quán)利要求3所述的動(dòng)力傳動(dòng)系，其中，在所述至少四個(gè)前進(jìn)速度比中的至少一個(gè)中，電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)在沒(méi)有扭矩的情況下自由地旋轉(zhuǎn)。
5.如權(quán)利要求3所述的動(dòng)力傳動(dòng)系，其中，電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)在所述至少四個(gè)前進(jìn)速度比中的每一個(gè)中旋轉(zhuǎn)。
6.如權(quán)利要求3所述的動(dòng)力傳動(dòng)系,還包括 發(fā)動(dòng)機(jī)，操作地連接至輸入部件；其中，所述多個(gè)扭矩傳輸機(jī)構(gòu)中的一個(gè)是制動(dòng)器，該制動(dòng)器可選擇性地接合以將第一行星齒輪組的第二部件和第二行星齒輪組的第三部件連接至靜態(tài)部件；其中，當(dāng)僅所述制動(dòng)器接合、發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉、且電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)受控用作電動(dòng)機(jī)時(shí)提供僅電起動(dòng)模式。
7.如權(quán)利要求3所述的動(dòng)力傳動(dòng)系,還包括 發(fā)動(dòng)機(jī)，操作地連接至輸入部件；其中，所述多個(gè)扭矩傳輸機(jī)構(gòu)中的一個(gè)是制動(dòng)器，該制動(dòng)器可選擇性地接合以將第一行星齒輪組的第一部件連接至靜態(tài)部件；其中，當(dāng)僅所述制動(dòng)器接合、發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉、且電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)受控用作電動(dòng)機(jī)時(shí)提供僅電起動(dòng)模式。
8.如權(quán)利要求I所述的動(dòng)力傳動(dòng)系,其還包括 發(fā)動(dòng)機(jī)；和 附加的扭矩傳輸機(jī)構(gòu)，其選擇性地將發(fā)動(dòng)機(jī)連接至輸入部件。
9.一種混合動(dòng)力變速器，包括 輸入部件；輸出部件；靜態(tài)部件； 電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)； 第一和第二行星齒輪組，每一個(gè)都具有恒星齒輪部件、支架部件、和環(huán)形齒輪部件，其中支架部件可旋轉(zhuǎn)地支撐小齒輪組，該小齒輪組與恒星齒輪部件和環(huán)形齒輪部件兩者嚙合；其中，電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)被持續(xù)地連接用于與第二行星齒輪組的恒星齒輪部件共同旋轉(zhuǎn)；其中，輸出部件被持續(xù)地連接用于與第二行星齒輪組的支架部件共同旋轉(zhuǎn)； 第三行星齒輪組，具有環(huán)形齒輪部件、恒星齒輪部件和支架部件，該支架部件旋轉(zhuǎn)地支撐第一組小齒輪和第二組小齒輪；其中，第三行星齒輪組的第一組小齒輪與第三行星齒輪組的恒星齒輪部件和第三行星齒輪組的第二組小齒輪嚙合；其中，第三行星齒輪組的第二組小齒輪與第三行星齒輪組的環(huán)形齒輪部件嚙合； 第一互連部件，持續(xù)地連接第一行星齒輪組的支架部件，用于與第二行星齒輪組的環(huán)形齒輪部件共同旋轉(zhuǎn)； 第二互連部件，持續(xù)地連接第一行星齒輪組的環(huán)形齒輪部件，用于與第二行星齒輪組的支架部件共同旋轉(zhuǎn)； 第三互連部件，持續(xù)地連接第三行星齒輪組的環(huán)形齒輪部件，用于與第一行星齒輪組的恒星齒輪部件共同旋轉(zhuǎn)； 第一制動(dòng)器，可選擇性地接合以將第三行星齒輪組的支架部件連接至靜態(tài)部件； 第二制動(dòng)器，可選擇性地接合以將第三行星齒輪組的環(huán)形齒輪部件和第一行星齒輪組的恒星齒輪部件連接至靜態(tài)部件； 第三制動(dòng)器，可選擇性地接合以將第一行星齒輪組的支架部件和第二行星齒輪組的環(huán)形齒輪部件連接至靜態(tài)部件； 第一離合器，可選擇性地接合以連接輸入部件，用于與第二行星齒輪組的恒星齒輪部件共同旋轉(zhuǎn)； 第二離合器，可選擇性地接合以連接輸入部件，用于與第一行星齒輪組的支架部件和與第二行星齒輪組的環(huán)形齒輪部件共同旋轉(zhuǎn)；且 其中，多個(gè)扭矩傳輸機(jī)構(gòu)以?xún)蓚€(gè)扭矩傳輸機(jī)構(gòu)的不同組合可選擇性地接合，以在輸入部件和輸出部件之間提供倒檔速度比和六個(gè)前進(jìn)速度比。
10.一種混合動(dòng)力變速器，包括 輸入部件；輸出部件；靜態(tài)部件； 電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)； 第一和第二行星齒輪組，每一個(gè)都具有恒星齒輪部件、支架部件、和環(huán)形齒輪部件，其中支架部件可旋轉(zhuǎn)地支撐小齒輪組，該小齒輪組與恒星齒輪部件和環(huán)形齒輪部件兩者嚙合；其中，電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)被持續(xù)地連接用于與第二行星齒輪組的恒星齒輪部件共同旋轉(zhuǎn)；其中，輸出部件被持續(xù)地連接用于與第一行星齒輪組的支架部件共同旋轉(zhuǎn)； 第一互連部件，持續(xù)地連接第一行星齒輪組的支架部件，用于與第二行星齒輪組的環(huán)形齒輪部件共同旋轉(zhuǎn)； 第二互連部件，持續(xù)地連接第一行星齒輪組的環(huán)形齒輪部件，用于與第二行星齒輪組的支架部件共同旋轉(zhuǎn)； 第一制動(dòng)器，可選擇性地接合以將第二行星齒輪組的恒星齒輪部件連接至靜態(tài)部件；第二制動(dòng)器，可選擇性地接合以將第一行星齒輪組的環(huán)形齒輪部件和第二行星齒輪組的支架部件連接至靜態(tài)部件； 第三制動(dòng)器，可選擇性地接合以將第一行星齒輪組的恒星齒輪部件連接至靜態(tài)部件； 第一離合器，可選擇性地接合以連接輸入部件用于與第二行星齒輪組的恒星齒輪部件共同旋轉(zhuǎn)； 第二離合器，可選擇性地接合以連接輸入部件用于與第一行星齒輪組的環(huán)形齒輪部件和與第二行星齒輪組的支架部件共同旋轉(zhuǎn)； 其中，多個(gè)扭矩傳輸機(jī)構(gòu)以?xún)蓚€(gè)扭矩傳輸機(jī)構(gòu)的不同組合可選擇性地接合，以在輸入部件和輸出部件之間提供倒檔速度比和四個(gè)前進(jìn)速度比。
全文摘要
一種動(dòng)力傳動(dòng)系，具有輸入部件、輸出部件、靜態(tài)部件、和電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)。該動(dòng)力傳動(dòng)系包括具有第一和第二行星齒輪組的混合動(dòng)力變速器。在一些實(shí)施例中，添加有第三行星齒輪組。電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)被持續(xù)地連接用于與二行星齒輪組的第一部件共同旋轉(zhuǎn)。第一互連部件持續(xù)地連接第一行星齒輪組的第二部件，用于與第二行星齒輪組的第三部件共同旋轉(zhuǎn)。第二互連部件持續(xù)地連接第一行星齒輪組的第三部件，用于與第二行星齒輪組的第二部件共同旋轉(zhuǎn)。扭矩傳輸機(jī)構(gòu)可選擇性地接合，以連接第二行星齒輪組的第一部件用于與輸入部件共同旋轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)F16H3/72GK102954163SQ201210295778
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月17日
發(fā)明者S.H.維特科普, E.W.梅雷特, S.H.斯韋爾斯 申請(qǐng)人:通用汽車(chē)環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司