混合動力傳動系的製作方法

2023-09-25 19:31:20 1

專利名稱：混合動力傳動系的製作方法
技術領域：
本發明涉及混合動力車輛動力系。
背景技術：
電動可變車輛變速器(EVT)通常採用兩個電動機/發電機。電動機/發電機與可連接到發動機的輸入軸、輸出軸、和多個行星齒輪組同軸地取向，所述行星齒輪組各自具有相應的第一、第二、和第三構件。每一個電動機/發電機都操作地連接至其中一個行星齒輪組的相應構件，以提供變速器操作的範圍和模式，所述範圍或模式特徵在於輸入軸和輸出軸之間的連續可變的速度比。連續可變的速度比與一個電動機/發電機的速度成比例。電動機/發電機操作地連接至能量存儲裝置，諸如電池，以當操作為發電機時將能量傳輸至所述能量存儲裝置，以及當用作電動機時從所述能量存儲裝置接收能量。

發明內容
根據本發明的第一方面，一種變速器，包括輸入構件、輸出構件、固定構件、第一電動機/發電機和第二電動機/發電機，所述第一電動機/發電機具有可選擇性地繞第一軸線旋轉的第一轉子，所述第二電動機/發電機具有可選擇性地繞第二軸線旋轉的第二轉子。第一行星齒輪組和第二行星齒輪組各自具有相應的第一行星構件、相應的第二行星構件和相應的第三行星構件。第一行星齒輪組的第一行星構件操作地連接至輸入構件以從其接收扭矩。第一行星齒輪組的第二行星構件操作地連接至第一轉子以從其接收扭矩。第一行星齒輪組的第三行星構件操作地連接至輸出構件以向其傳輸扭矩。第二行星齒輪組的第二行星構件操作地連接至第二轉子以從其接收扭矩。第二行星齒輪組的第三行星構件操作地連接至輸出構件以向其傳輸扭矩。第一扭矩傳輸裝置可選擇性地接合，以將第二行星齒輪組的第一行星構件聯接至固定構件。根據本發明的第二方面，變速器包括輸出構件、第一行星齒輪組和第二行星齒輪組以及最終驅動系統，所述第一行星齒輪組和第二行星齒輪組各自具有相應的第一行星構件、相應的第二行星構件、和相應的第三行星構件，所述最終驅動系統具有第一齒輪構件、第二齒輪構件、第三齒輪構件和第四齒輪構件。第一齒輪構件操作地連接至第二行星齒輪組的第三行星構件，用於與其整體旋轉。第二齒輪構件與第一和第三齒輪構件嚙合地接合。第三齒輪構件操作地連接至第一行星齒輪組的第三行星構件，用於與其整體旋轉。第四齒輪構件操作地連接至輸出構件用於與其整體旋轉，並且與第三齒輪構件嚙合地接合。本發明的上述特徵和優勢及其他特徵和優勢將從用於實施本發明的最佳模式的以下詳細描述連同附圖時顯而易見。


圖1是描述第一變速器的示意性槓桿圖；圖2是圖1的變速器的示意橫截面側視圖；圖3是圖1和2的變速器的示意性測試圖，所述變速器相對於車輛框架梁和發動機託架；圖4是根據要求保護的發明的第二變速器的示意性橫截面側視圖；圖5是描述圖4的變速器的示意性槓桿圖；圖6是描述根據要求保護的發明的第三變速器的示意性槓桿圖；圖7是描述根據要求保護的發明的第四變速器的示意性槓桿圖；圖8是描述根據要求保護的發明的第五變速器的示意性槓桿圖；和圖9是模塊化變速器組件的示意性透視圖。
具體實施例方式參考圖1,示意性地描繪了車輛動力傳動系10。動力傳動系10包括發動機12和變速器14。變速器14包括輸入構件16和輸出構件18。輸入構件16通過動力傳動系減振器/隔振器(未示出)操作地連接至發動機12的曲軸，以從其接收扭矩。輸出構件18操作地連接至車輛的驅動車輪22，以將扭矩經由差速組件(未示出)傳輸至所述驅動車輪22。變速器14還包括第一、第二和第三行星齒輪組24、26、28。參考圖1和2,每一個行星齒輪組24、26、28包括相應的第一、第二和第三行星構件。在第一行星齒輪組24中，第一行星構件是環形齒輪構件30，第二行星構件是恆星齒輪構件32，以及第三行星構件是行星支架構件34。第一行星齒輪組包括至少一個小齒輪36，所述小齒輪旋轉地連接至行星支架構件34並且與環形齒輪構件30和恆星齒輪構件32兩者均嚙合地接合。在第二行星齒輪組26中，第一行星構件是環形齒輪構件38，第二行星構件是恆星齒輪構件40，以及第三行星構件是行星支架構件42。第二行星齒輪組包括至少一個小齒輪44，所述小齒輪44旋轉地連接至行星支架構件42並且與環形齒輪構件38和恆星齒輪構件40兩者均嚙合地接合。在第三行星齒輪組28中，第一行星構件是環形齒輪構件46，第二行星構件是恆星齒輪構件48，以及第三行星構件是行星支架構件50。第二行星齒輪組包括至少一個小齒輪52，所述小齒輪旋轉地連接至行星支架構件50並且與環形齒輪構件46和恆星齒輪構件48兩者均嚙合地接合。應注意到，在用在權利要求中的情況下，行星齒輪組的第一、第二和第三構件不必指向具有特定類型的構件；因此，例如，第一構件可以是環形齒輪構件、恆星齒輪構件、或行星支架組件中的任一個。類似地，當在權利要求中使用時，兩個或多個齒輪組中的相應第一、第二、或第三構件可以是或可以不是相同類型的構件。輸入構件16經由多個發動機傳遞齒輪構件54、56操作地連接至環形齒輪構件30。更具體地，輸入構件16操作地連接至第一發動機傳遞齒輪構件54，用於與其整體地旋轉。環形齒輪構件30操作地連接至第二發動機傳遞齒輪構件56，用於與其整體旋轉。齒輪構件54和齒輪構件56彼此嚙合地接合。齒輪構件54、56允許優化發動機至動力傳動系的匹配。因而，環形齒輪構件30操作地連接至輸入構件16，以經由齒輪構件54、56從輸入構件16接收扭矩。
第一電動機/發電機58具有定子60和第一轉子62。恆星齒輪32操作地連接至第一轉子62以從其接收扭矩。更具體地，第一轉子62經由具有多個嚙合電動機扭矩傳遞齒輪構件64、66的電動機扭矩傳遞機構操作地連接至恆星齒輪構件32。轉子62操作地連接至第一電動機扭矩傳遞齒輪構件64，用於與其整體旋轉。恆星齒輪構件32操作地連接至第二電動機扭矩傳遞齒輪構件66，用於與其整體旋轉。齒輪構件64和齒輪構件66彼此嚙合地接合。恆星齒輪構件48還操作地連接至齒輪構件66，用於與其整體旋轉。因而，恆星齒輪構件32、恆星齒輪構件48、和齒輪構件66以相同速度旋轉，以及恆星齒輪構件48操作地連接至第一轉子62以從其接收扭矩。定子60連接至固定構件，諸如變速器殼體98。第二電動機/發電機68包括定子70和第二轉子72。恆星齒輪構件40操作地連接至第二轉子72以從其接收扭矩。更具體地，第二轉子72經由具有多個嚙合電動機扭矩傳遞齒輪構件74、76的電動機扭矩傳遞機構操作地連接至恆星齒輪構件40。更具體地，第二轉子72操作地連接至第一電動機扭矩傳遞齒輪構件74，用於與其整體旋轉。恆星齒輪構件40操作地連接至第二電動機扭矩傳遞齒輪構件76，用於與其整體旋轉。齒輪構件74和齒輪構件76彼此嚙合地接合。定子70連接至固定構件，諸如變速器殼體98。行星支架構件50操作地連接至環形齒輪構件38，以經由軸線傳遞機構將扭矩傳輸至所述環形齒輪構件38，所述軸線傳遞機構具有第一軸線傳遞齒輪構件78、第二軸線傳遞齒輪構件82、和第三軸線傳遞齒輪構件80。更具體地，第一軸線傳遞齒輪構件78操作地連接至行星支架構件50，用於與其整體旋轉。第二軸線傳遞齒輪構件82與第一和第三軸線傳遞齒輪構件78、80嚙合地接合。第三軸線傳遞齒輪構件80操作地連接至環形齒輪構件38，用於與其整體旋轉。齒輪構件82在所述實施例中是惰輪。行星支架34操作地連接至輸出構件18，以經由雙傳遞最終驅動系統84將扭矩傳遞至所述輸出構件18。行星支架42也操作地連接至輸出構件18，以經由雙傳遞最終驅動系統84將扭矩傳遞至所述輸出構件18。雙傳遞最終驅動系統84包括第一齒輪構件86、第二齒輪構件88、第三齒輪構件90、和第四齒輪構件92。第一齒輪構件86操作地連接至行星支架構件42，用於與其整體旋轉。第二齒輪構件88與第一和第三齒輪構件86、90嚙合地接合。第三齒輪構件90操作地連接至行星支架構件34，用於與其整體旋轉。第四齒輪構件92操作地連接至輸出構件18，用於與其整體旋轉，並且與第三齒輪構件90嚙合地接合。變速器包括第一扭矩傳輸機構，即，第一制動器94，所述第一扭矩傳輸機構配置為將環形齒輪構件38選擇性地聯接至固定構件，諸如變速器殼體98，以阻止環形齒輪構件38的旋轉。變速器包括第二扭矩傳輸機構，即，第二制動器96,所述第二扭矩傳輸機構配置為將環形齒輪構件46選擇性地聯接至固定構件，諸如變速器殼體98，以阻止環形齒輪構件46的旋轉。具體參考圖2，輸入構件16和齒輪構件54、82、88被繞軸線100同軸地布置，並可繞軸線100選擇性地旋轉。環形齒輪構件30、恆星齒輪構件32、行星支架構件34、環形齒輪構件46、恆星齒輪構件48、行星支架構件50、和齒輪構件56、66、78和90繞軸線102同軸地布置並可繞軸線102選擇性地旋轉。環形齒輪構件38、恆星齒輪構件40、行星支架構件42、和齒輪構件76、80、86被繞軸線104同軸地布置，並可繞軸線104選擇性地旋轉。齒輪構件92和輸出構件18繞軸線106同軸地布置並可繞軸線106選擇性地旋轉。轉子62和齒輪構件64繞軸線110同軸地布置並可繞軸線110選擇性地旋轉。轉子72和齒輪構件74繞軸線108同軸地布置並可繞軸線108選擇性地旋轉。因而，第一轉子62可繞第一軸線110選擇性地旋轉，以及第二轉子72可繞第二軸線108選擇性地旋轉。第一行星齒輪組24的第一、第二、和第三行星構件30、32、34可繞第三軸線102選擇性地旋轉。第三行星齒輪組28的第一、第二、和第三行星構件46、48、50也可繞第三軸線102選擇性地旋轉。第二行星齒輪組26的第一、第二、和第三行星構件38、40,42可繞第四軸線104選擇性地旋轉。因而，電動機/發電機58、68不與變速器14的其他部件同軸地對齊，諸如行星齒輪組24、26、28，輸入構件16，和輸出構件18。通過將電動機/發電機58、68沿不同軸線取向，變速器14有助於在車輛本體內的變速器和其他部件的有效組裝。參考圖3，其中相同的附圖標記指向來自圖1和2的相同部件，變速器14配置為使得電動機/發電機58、68被組裝在車輛本體的上梁112和發動機託架114之間的未用空間中，處於前車輪穴(未示出)前面的位置中。此外，通過使電動機/發電機58、68沿分立的軸線布置，電動機/發電機可被製得更加緊湊和便宜，這簡化了變速器組件並需要更少的內部支撐件。再次參考圖1和2，當制動器94被接合、制動器96脫離接合、以及轉子62、72兩者均沿第一方向旋轉時，實現了變速器14的反向模式。當制動器94被接合、制動器96脫離接合、轉子62沿第一方向旋轉、以及轉子72沿與第一方向相反的第二方向旋轉時，實現了第一前進電動可變模式(低速傳動(underdrive))。當制動器94被接合、制動器96脫離接合、以及轉子62、72兩者均沿第二方向旋轉時，實現了第一前進電動可變模式(超速傳動)。當制動器94脫離接合、制動器96被接合、以及轉子62、72兩者均沿第二方向旋轉時，實現了第二前進電動可變模式。當制動器94、96兩者均被接合以及轉子72沿第二方向旋轉時，實現了固定比率模式。當制動器94被接合、制動器96脫離接合、發動機12關閉、以及轉子62、72沿第二方向旋轉時，實現了純電動模式。參考圖4和5,示意性地描繪了車輛動力傳動系210。動力傳動系210包括發動機212和變速器214。變速器214包括輸入構件216和輸出構件218。輸入構件216操作地連接至發動機212的曲軸以從其接收扭矩。輸出構件218操作地連接至車輛的驅動車輪222，以將扭矩傳輸至所述驅動車輪22。變速器214還包括第一、第二和第三行星齒輪組224、226、228。每一個行星齒輪組224、226、228都包括相應的第一、第二和第三行星構件。在第一行星齒輪組224中，第一行星構件是環形齒輪構件230，第二行星構件是恆星齒輪構件232，以及第三行星構件是行星支架構件234。第一行星齒輪組包括至少一個小齒輪236，所述小齒輪旋轉地連接至行星支架構件234並且與環形齒輪構件230和恆星齒輪構件232兩者均嚙合地接合。在第二行星齒輪組226中，第一行星構件是環形齒輪構件238，第二行星構件是恆星齒輪構件240，以及第三行星構件是行星支架構件242。第二行星齒輪組包括至少一個小齒輪244，所述小齒輪244旋轉地連接至行星支架構件242並且與環形齒輪構件38和恆星齒輪構件240兩者均嚙合地接合。在第三行星齒輪組228中，第一行星構件是恆星齒輪構件248，第二行星構件是恆星齒輪構件246，以及第三行星構件是行星支架構件250。第二行星齒輪組包括至少一個小齒輪252，所述小齒輪旋轉地連接至行星支架構件250並且與兩個恆星齒輪構件246、248均嚙合地接合。輸入構件216經由多個嚙合發動機傳遞齒輪構件254、256操作地連接至環形齒輪構件230。更具體地，輸入構件216操作地連接至第一發動機傳遞齒輪構件254，用於與其整體地旋轉。環形齒輪構件230操作地連接至第二發動機傳遞齒輪構件256，用於與其整體旋轉。齒輪構件254和齒輪構件256彼此嚙合地接合。齒輪構件254、256允許優化發動機至傳動系的匹配。因而，環形齒輪構件230操作地連接至輸入構件216，以經由齒輪構件254,256從輸入構件16接收扭矩。第一電動機/發電機258包括定子260和第一轉子262。恆星齒輪232操作地連接至第一轉子262以從其接收扭矩。更具體地，第一轉子262經由具有多個嚙合電動機扭矩傳遞齒輪構件264、266、267的電動機扭矩傳遞機構操作地連接至恆星齒輪構件232。轉子262操作地連接至第一電動機扭矩傳遞齒輪構件264，用於與其整體旋轉。恆星齒輪構件232操作地連接至第二電動機扭矩傳遞齒輪構件266，用於與其整體旋轉。齒輪構件264和齒輪構件266彼此嚙合地接合。恆星齒輪構件246操作地連接至第三電動機扭矩傳遞齒輪構件267，用於與其整體旋轉。齒輪構件267與齒輪構件266嚙合地接合。因而，恆星齒輪構件246操作地連接至第一轉子262以從其接收扭矩。第二電動機/發電機268包括定子270和第二轉子272。恆星齒輪構件240操作地連接至第二轉子272以從其接收扭矩。更具體地，第二轉子272經由具有多個嚙合電動機扭矩傳遞齒輪構件274、276的電動機扭矩傳遞機構操作地連接至恆星齒輪構件240。更具體地，第二轉子272操作地連接至第一電動機扭矩傳遞齒輪構件274，用於與其整體旋轉。恆星齒輪構件240操作地連接至第二電動機扭矩傳遞齒輪構件276，用於與其整體旋轉。齒輪構件274和齒輪構件276彼此嚙合地接合。行星承載構件250操作地連接至環形齒輪構件238，以經由軸線傳遞機構將扭矩傳輸至所述環形齒輪構件38，所述軸線傳遞機構具有第一軸線傳遞齒輪構件278和第二軸線傳遞齒輪構件280。更具體地，第一軸線傳遞齒輪構件278操作地連接至行星支架構件250，用於與其整體旋轉。第二軸線傳遞齒輪構件280與第一軸線傳遞齒輪構件278嚙合地接合，且操作地連接至環形齒輪構件238，用於與其整體旋轉。行星支架234操作地連接至輸出構件218，以經由雙傳遞最終驅動系統284將扭矩傳遞至所述輸出構件218。行星支架242也操作地連接至輸出構件18，以經由雙傳遞最終驅動系統284將扭矩傳遞至所述輸出構件18。雙傳遞最終驅動系統284包括第一齒輪構件286、第二齒輪構件288、第三齒輪構件290、和第四齒輪構件292。第一齒輪構件286操作地連接至行星支架構件242，用於與其整體旋轉。第二齒輪構件288與第一和第三齒輪構件286,290嚙合地接合。第三齒輪構件290操作地連接至行星支架構件234，用於與其整體旋轉。第四齒輪構件292操作地連接至輸出構件218，用於與其整體選擇，並且與第三齒輪構件290嚙合地接合。變速器包括第一扭矩傳輸機構，即，第一制動器294，所述第一扭矩傳輸機構配置為將環形齒輪構件238選擇性地聯接至固定構件，諸如變速器殼體298，以阻止環形齒輪構件238的旋轉。變速器包括第二扭矩傳輸機構，即，第二制動器296,所述第二扭矩傳輸機構配置為將恆星齒輪構件248選擇性地聯接至固定構件，諸如變速器殼體298，以阻止恆星齒輪構件248的旋轉。
具體參考圖4，輸入構件216、恆星齒輪246、恆星齒輪248、行星支架構件250、和齒輪構件254、267、278、288繞軸線300同軸地布置並可繞軸線300選擇性地旋轉。環形齒輪構件230、恆星齒輪構件232、行星支架構件234、和齒輪構件256、266和290被繞軸線302同軸地布置，並可繞軸線302選擇性地旋轉。環形齒輪構件238、恆星齒輪構件240、行星支架構件242、和齒輪構件276、280、286被繞軸線304同軸地布置，並可繞軸線304選擇性地旋轉。齒輪構件292和輸出構件218繞軸線306同軸地布置並可繞軸線306選擇性地旋轉。第一轉子262和齒輪構件264繞軸線310同軸地布置並可繞軸線310選擇性地旋轉。第二轉子272和齒輪構件274繞軸線308同軸地布置並可繞軸線308選擇性地旋轉。因而，第一轉子262可繞第一軸線310選擇性地旋轉，以及第二轉子272可繞第二軸線308選擇性地旋轉。第一行星齒輪組224的第一、第二、和第三行星構件230、232、234可繞第三軸線302選擇性地旋轉。第二行星齒輪組226的第一、第二、和第三行星構件238、240,242可繞第四軸線304選擇性地旋轉。第三行星齒輪組228的第一、第二、和第三行星構件246、248、250也可繞第五軸線300選擇性地旋轉。參考圖6,示意性地描繪了車輛動力傳動系410。動力傳動系包括發動機412和變速器414。變速器414包括輸入構件416和輸出構件418。輸入構件416操作地連接至發動機412的曲軸以從其接收扭矩。輸出構件418操作地連接至車輛的驅動車輪，以將扭矩傳輸至所述驅動車輪22。變速器414還包括第一和第二行星齒輪組424、426。每一個行星齒輪組424、426包括相應的第一、第二和第三行星構件。在第一行星齒輪組424中，第一行星構件是環形齒輪構件430，第二行星構件是恆星齒輪構件432，以及第三行星構件是行星支架構件434。第一行星齒輪組包括至少一個小齒輪(未示出)，所述小齒輪旋轉地連接至行星支架構件434並且與環形齒輪構件430和恆星齒輪構件432兩者均嚙合地接合。在第二行星齒輪組426中，第一行星構件是環形齒輪構件438，第二行星構件是恆星齒輪構件440，以及第三行星構件是行星支架構件442。第二行星齒輪組包括至少一個小齒輪(未示出)，所述小齒輪旋轉地連接至行星支架構件442並且與環形齒輪構件438和恆星齒輪構件440兩者均嚙合地接合。輸入構件416經由多個嚙合發動機傳遞齒輪構件454、456操作地連接至環形齒輪構件430。更具體地，輸入構件416操作地連接至第一發動機傳遞齒輪構件454，用於與其整體地旋轉。環形齒輪構件430操作地連接至第二發動機傳遞齒輪構件456，用於與其整體旋轉。齒輪構件454和齒輪構件456彼此嚙合地接合。齒輪構件454、456允許優化發動機至動力傳動系的匹配。因而，環形齒輪構件430操作地連接至輸入構件416，以經由齒輪構件454、456從輸入構件416接收扭矩。第一電動機/發電機458包括定子460和第一轉子462。恆星齒輪432操作地連接至第一轉子462以從其接收扭矩。更具體地，第一轉子462經由具有多個嚙合電動機扭矩傳遞齒輪構件464、466的電動機扭矩傳遞機構操作地連接至恆星齒輪構件432。轉子462操作地連接至第一電動機扭矩傳遞齒輪構件464，用於與其整體旋轉。恆星齒輪構件432操作地連接至第二電動機扭矩傳遞齒輪構件466，用於與其整體旋轉。齒輪構件464和齒輪構件466彼此嚙合地接合。第二電動機/發電機468包括定子470和第二轉子472。恆星齒輪構件440操作地連接至第二轉子472以從其接收扭矩。更具體地，第二轉子472經由具有多個嚙合電動機扭矩傳遞齒輪構件474、476的電動機扭矩傳遞機構操作地連接至恆星齒輪構件440。更具體地，第二轉子472操作地連接至第一電動機扭矩傳遞齒輪構件474，用於與其整體旋轉。恆星齒輪構件440操作地連接至第二電動機扭矩傳遞齒輪構件476，用於與其整體旋轉。齒輪構件474和齒輪構件476彼此嚙合地接合。第一轉子462可選擇性地連接至環形齒輪構件438，以將扭矩傳遞至環形齒輪構件438。更具體地，齒輪構件478操作地連接至環形齒輪構件438，用於與其整體旋轉。齒輪構件478與另一齒輪構件480嚙合地接合。可選擇性地接合的扭矩傳輸裝置496操作地連接至齒輪構件480和第一轉子462。扭矩傳輸裝置496配置為選擇性地聯接第一轉子462和齒輪構件480用於整體旋轉。行星支架434操作地連接至輸出構件418，以經由雙傳遞最終驅動系統484將扭矩傳遞至所述輸出構件418。行星支架442也操作地連接至輸出構件418，以經由雙傳遞最終驅動系統484將扭矩傳遞至所述輸出構件418。雙傳遞最終驅動系統484包括第一齒輪構件486、第二齒輪構件488、第三齒輪構件490、和第四齒輪構件492。第一齒輪構件486操作地連接至行星支架構件442，用於與其整體旋轉。第二齒輪構件488與第一和第三齒輪構件486、490嚙合地接合。第三齒輪構件490操作地連接至行星支架構件434，用於與其整體選擇。第四齒輪構件492操作地連接至輸出構件18用於與其整體選擇，並且與第三齒輪構件490嚙合地接合。變速器包括另一扭矩傳輸機構，即，制動器494,所述第一扭矩傳輸機構配置為將環形齒輪構件438選擇性地聯接至固定構件，諸如變速器殼體498，以阻止環形齒輪構件438的旋轉。參考圖7，示意性地描繪了車輛動力傳動系510。動力傳動系包括發動機512和變速器514。變速器514包括輸入構件516和輸出構件518。輸入構件516操作地連接至發動機512的曲軸以從其接收扭矩。輸出構件518操作地連接至車輛的驅動車輪，以將扭矩傳輸至所述驅動車輪。變速器514還包括第一、第二和第三行星齒輪組524、526、528。每一個行星齒輪組524、526、528包括相應的第一、第二和第三行星構件。在第一行星齒輪組524中，第一行星構件是環形齒輪構件530，第二行星構件是恆星齒輪構件532，以及第三行星構件是行星支架構件534。第一行星齒輪組包括至少一個小齒輪(未示出)，所述小齒輪旋轉地連接至行星支架構件534並且與環形齒輪構件530和恆星齒輪構件532兩者均嚙合地接合。在第二行星齒輪組526中，第一行星構件是環形齒輪構件538，第二行星構件是恆星齒輪構件540，以及第三行星構件是行星支架構件542。第二行星齒輪組包括至少一個小齒輪(未示出)，所述小齒輪旋轉地連接至行星支架構件542並且與環形齒輪構件538和恆星齒輪構件540兩者均嚙合地接合。在第三行星齒輪組528中，第一行星構件是環形齒輪構件546，第二行星構件是恆星齒輪構件548，以及第三行星構件是行星支架構件550。第二行星齒輪組包括至少一個小齒輪(未示出)，所述小齒輪旋轉地連接至行星支架構件550並且與環形齒輪構件546和恆星齒輪構件548兩者均嚙合地接合。輸入構件516操作地連接至環形齒輪構件530，用於與其整體旋轉。因而，環形齒輪構件530操作地連接至輸入構件516以從其接收扭矩。行星支架構件534操作地連接至齒輪構件552，用於與其整體旋轉。行星支架構件542操作地連接至齒輪構件554，用於與其整體旋轉。齒輪構件552和齒輪構件554彼此嚙合地接合。環形齒輪構件538操作地連接至齒輪構件555，用於與其整體旋轉。環形齒輪構件546操作地連接至齒輪構件556，用於與其整體旋轉。齒輪構件555和齒輪構件556彼此嚙合地接合。第一電動機/發電機558包括定子560和第一轉子562。恆星齒輪532操作地連接至第一轉子562以從其接收扭矩。更具體地，第一轉子562經由具有多個嚙合電動機扭矩傳遞齒輪構件564、566的電動機扭矩傳遞機構操作地連接至恆星齒輪構件532。轉子562操作地連接至第一電動機扭矩傳遞齒輪構件564，用於與其整體旋轉。恆星齒輪構件532操作地連接至第二電動機扭矩傳遞齒輪構件566，用於與其整體旋轉。齒輪構件564和齒輪構件566彼此嚙合地接合。恆星齒輪構件548操作地連接至第一轉子562的齒輪構件，用於與其整體旋轉。因而，恆星齒輪構件548操作地連接至第一轉子562以從其接收扭矩。第二電動機/發電機568包括定子570和第二轉子572。恆星齒輪構件540操作地連接至第二轉子572以從其接收扭矩。更具體地，第二轉子572經由具有多個嚙合電動機扭矩傳遞齒輪構件574、576的電動機扭矩傳遞機構操作地連接至恆星齒輪構件540。更具體地，第二轉子572操作地連接至第一電動機扭矩傳遞齒輪構件574，用於與其整體旋轉。恆星齒輪構件540操作地連接至第二電動機扭矩傳遞齒輪構件576，用於與其整體旋轉。齒輪構件574和齒輪構件576彼此嚙合地接合。行星支架構件542操作地連接至齒輪構件580，用於與其整體旋轉。輸出構件518操作地連接至齒輪構件582，用於與其整體旋轉。齒輪構件580和齒輪構件582彼此嚙合地接合。變速器包括第一扭矩傳輸機構，即，第一制動器594，所述第一扭矩傳輸機構配置為將環形齒輪構件538選擇性地聯接至固定構件，諸如變速器殼體598，以阻止環形齒輪構件538的旋轉。變速器包括第二扭矩傳輸機構，即，第二制動器596,所述第二扭矩傳輸機構配置為將行星支架構件550選擇性地聯接至固定構件，諸如變速器殼體598，以阻止行星支架構件550的旋轉。參考圖8,示意性地描繪了車輛動力傳動系610。動力傳動系包括發動機612和變速器614。變速器614包括輸入構件616和輸出構件618。輸入構件616操作地連接至發動機612的曲軸以從其接收扭矩。輸出構件618操作地連接至車輛的驅動車輪，以將扭矩傳輸至所述驅動車輪。變速器614還包括第一和第二行星齒輪組624、626。每一個行星齒輪組624、626包括相應的第一、第二和第三行星構件。在第一行星齒輪組624中，第一行星構件是環形齒輪構件630，第二行星構件是恆星齒輪構件632，以及第三行星構件是行星支架構件634。第一行星齒輪組624包括至少一個小齒輪(未示出)，所述小齒輪旋轉地連接至行星支架構件634並且與環形齒輪構件630和恆星齒輪構件632兩者均嚙合地接合。在第二行星齒輪組626中，第一行星構件是環形齒輪構件638，第二行星構件是恆星齒輪構件640，以及第三行星構件是行星支架構件642。第二行星齒輪組包括至少一個小齒輪(未示出)，所述小齒輪旋轉地連接至行星支架構件642並且與環形齒輪構件638和恆星齒輪構件640兩者均嚙合地接合。輸入構件616操作地連接至環形齒輪構件630，用於與其整體旋轉。因而，環形齒輪構件630操作地連接至輸入構件616以從其接收扭矩。第一電動機/發電機658包括定子660和第一轉子662。恆星齒輪632操作地連接至第一轉子662以從其接收扭矩。更具體地，第一轉子662經由具有多個嚙合電動機扭矩傳遞齒輪構件664、666的電動機扭矩傳遞機構操作地連接至恆星齒輪構件632。轉子662操作地連接至第一電動機扭矩傳遞齒輪構件664，用於與其整體旋轉。恆星齒輪構件632操作地連接至第二電動機扭矩傳遞齒輪構件666，用於與其整體旋轉。齒輪構件664和齒輪構件666彼此嚙合地接合。第二電動機/發電機668包括定子670和第二轉子672。恆星齒輪構件640操作地連接至第二轉子672以從其接收扭矩。更具體地，第二轉子672經由具有多個嚙合電動機扭矩傳遞齒輪構件674、676的電動機扭矩傳遞機構操作地連接至恆星齒輪構件640。更具體地，第二轉子672操作地連接至第一電動機扭矩傳遞齒輪構件674，用於與其整體旋轉。恆星齒輪構件640操作地連接至第二電動機扭矩傳遞齒輪構件676，用於與其整體旋轉。齒輪構件674和齒輪構件676彼此嚙合地接合。第一轉子662可選擇性地連接至環形齒輪構件638，以將扭矩傳遞至環形齒輪構件638。更具體地，齒輪構件682操作地連接至環形齒輪構件638，用於與其整體旋轉。齒輪構件682與另一齒輪構件680嚙合地接合。可選擇性地接合的扭矩傳輸裝置696操作地連接至齒輪構件680和第一轉子662。扭矩傳輸裝置696配置為選擇性地聯接第一轉子662和齒輪構件680用於整體旋轉。變速器包括另一扭矩傳輸機構，即，制動器694,所述第一扭矩傳輸機構配置為將環形齒輪構件638選擇性地聯接至固定構件，諸如變速器殼體698，以阻止環形齒輪構件638的旋轉。行星支架634和行星支架642操作地連接至輸出構件618，用於與其整體旋轉。變速器14、214、414、514、614通過採用傳遞傳動裝置將扭矩從發動機曲軸或電動機/發電機轉子傳輸至行星齒輪組的構件來優化電動機/發電機和發動機效率。雙傳遞最終驅動系統84、284、484允許針對相應的第一電動機和相應的第二電動機的獨立功率比調節，同時使得具有幾何布局上平坦的變速器成為可能，其相對於車輛組裝需求優化地布置電動機並建立連續空間以按常規方式將電子器件定位、冷卻、封裝等。參考圖9，其中相同的附圖標記指向來自圖1-3的相同部件，模塊化裝配允許共用齒輪箱700，所述齒輪箱700包括殼體98，所述殼體98容納齒輪傳動系704，即，變速器14的傳遞傳動裝置和行星齒輪組。齒輪箱700提供一接口，電動機/發電機58、68在該接口處可連接，從而它們的轉子62、72連接至電動機扭矩傳遞齒輪構件。在所述的實施例中電動機/發電機58、68是可選擇的、自持(self contained)模塊，其可針對車輛應用進行定製。因此，變速器14通過允許內部齒輪系統(即，齒輪傳動系704)的外部構建和模塊化電動機/發電機58、68而使得具有較低裝配成本成為可能。電動機/發電機58、68被構建和組裝在栓接至齒輪傳動系700的分立的自持模塊內。變速器14還通過使用與可選擇替換的電動機/發電機模塊共用的齒輪箱700而使得能夠成本減少，所述電動機/發電機模塊針對特定車輛的需要具體地定製。因而，共用齒輪箱700可用在多種不同車輛配置中；不同電動機模塊(具有例如不同尺寸、扭矩輸出等)可附連至齒輪箱700以適應不同車輛配置的性能需求的差異。
車輛組裝限制有時導致電子器件的多個位置，這繼而需要冗餘的支撐系統(殼體、電氣配線(harness)、安裝件、夾具、泵、冷卻劑等)。變速器14的組裝，以及電動機/發電機58,68 「離軸」，提供額外的連續空間用於將混合動力電子器件共同定位/組裝/集成在單個模塊708中。在所述實施例中，電子模塊708包括牽引功率逆變器模塊(TPIM) 710、附屬功率模塊(APM) 712、和其他電子系統714。將電子器件共同定位和集成在單個模塊708中消除了當電子器件布置在遍布車輛的分立位置中時可能需要的多餘的殼體、電氣配線、安裝件、泵、冷卻劑管線等。電動機716操作地連接至潤滑油/冷卻油泵720、水泵724、和空調壓縮機728，它們均共同定位在齒輪箱700內。使泵720、724和壓縮機728運轉的電動機716被變速器14內的油系統冷卻，由此影響協同(具有冷油的油泵峰值扭矩、水和具有熱油的A/C峰值扭矩)。變速器14、214、414、514、614使用低能量損失離合器(S卩，扭矩傳輸裝置)以消除高壓液力(用於離合器促動)。參考圖1和5，變速器14、214包括制動器94、96、294、296，而不是旋轉離合器，由此減少旋轉損失和機械/液力複雜性。高壓油密封件和離合器油選路還可以通過允許交替離合器促動方法(電、電磁、或組合)而被消除，以最小化附加能量損失。如果需要，傳統的離合系統和它們相關的液力促動仍可行。儘管已經對執行本發明的較佳模式進行了詳盡的描述，但是本領域技術人員可得知在所附的權利要求的 範圍內的用來實施本發明的許多替換設計和實施例。
權利要求
1.一種變速器，包括: 輸入構件；輸出構件；固定構件； 第一電動機/發電機，具有第一轉子，所述第一轉子可選擇性地繞第一軸線旋轉； 第二電動機/發電機，具有第二轉子，所述第二轉子可選擇性地繞第二軸線旋轉；第一行星齒輪組和第二行星齒輪組，各自具有相應的第一行星構件、相應的第二行星構件和相應的第三行星構件； 第一行星齒輪組的所述第一行星構件操作地連接至輸入構件以從其接收扭矩； 第一行星齒輪組的所述第二行星構件操作地連接至第一轉子以從其接收扭矩； 第一行星齒輪組的所述第三行星構件操作地連接至輸出構件以向其傳輸扭矩； 第二行星齒輪組的所述第二行星構件操作地連接至第二轉子以從其接收扭矩； 第二行星齒輪組的所述第三行星構件操作地連接至輸出構件以向其傳輸扭矩；和第一扭矩傳輸裝置，可選擇性地接合，以將第二行星齒輪組的第一行星構件聯接至固定構件。
2.如權利要求1所述的變速器，其中，第一行星齒輪組的第一、第二、和第三行星構件可繞第三軸線選擇性地旋轉；且 其中，第二行星齒輪組的第一、第二、和第三行星構件可繞第四軸線選擇性地旋轉。
3.如權利要求2所述的變速器，進一步包括最終傳遞驅動系統，該驅動系統包括第一齒輪構件、第二齒輪構件、第三齒輪構件、和第四齒輪構件； 其中，第一齒輪構件操作地連接至第二行星齒輪組的第三行星構件，用於與其整體旋轉; 其中，第二齒輪構件與第一和第三齒輪構件嚙合地接合； 其中，第三齒輪構件操作地連接至第一行星齒輪組的第三行星構件，用於與其整體旋轉；和 其中，第四齒輪構件操作地連接至輸出構件，用於與其整體旋轉，並且與第三齒輪構件嚙合地接合。
4.如權利要求3所述的變速器，進一步包括第三行星齒輪組，該行星齒輪組具有另一第一行星構件、另一第二行星構件、和另一第三行星構件； 第三行星齒輪組的所述第二行星構件操作地連接至第一轉子，以從其接收扭矩； 第三行星齒輪組的所述第三行星構件操作地連接至第二行星齒輪組的第一行星構件，以向其傳輸扭矩；和 第二扭矩傳輸裝置，可選擇性地接合，以將第三行星齒輪組的第一行星構件聯接至固定構件。
5.如權利要求4所述的變速器，其中，第三行星齒輪組的第一、第二、和第三行星構件可繞第三軸線選擇性地旋轉。
6.如權利要求5所述的變速器，進一步包括軸線傳遞機構，該傳遞機構具有第一軸線傳遞齒輪構件、第二軸線傳遞齒輪構件、和第三軸線傳遞齒輪構件； 其中，第一軸線傳遞齒輪構件操作地連接至第三行星齒輪組的第三行星構件，用於與其整體旋轉； 其中，第二軸線傳遞齒輪構件與第一和第二軸線傳遞齒輪構件嚙合地接合；且其中，第三軸線傳遞齒輪構件操作地連接至第二行星齒輪組的第一行星構件，用於與其整體旋轉。
7.如權利要求4所述的變速器，其中，第三行星齒輪組的第一、第二、和第三行星構件可繞第五軸線選擇性地旋轉。
8.如權利要求7所述的變速器，進一步包括電動機扭矩傳遞機構，包括第一、第二、和第三電動機扭矩傳遞齒輪構件； 其中，第一電動機扭矩傳遞齒輪構件操作地連接至第一轉子，用於與其整體旋轉； 其中，第二電動機扭矩傳遞齒輪構件操作地連接至第一行星齒輪組的第二行星構件，用於與其整體旋轉，並與第一電動機扭矩傳遞齒輪構件嚙合地接合；且 其中，第三電動機扭矩傳遞齒輪構件操作地連接至第三行星齒輪組的第二行星構件，用於與其整體旋轉，並與第二電動機扭矩傳遞齒輪構件嚙合地接合。
9.一種變速器，包括: 輸出構件； 第一行星齒輪組和第二行星齒輪組，其各自具有相應的第一行星構件、相應的第二行星構件和相應的第三行星構件； 最終驅動系統，包括第一齒輪構件、第二齒輪構件、第三齒輪構件、和第四齒輪構件； 其中，第一齒輪構件操作地連接至第二行星齒輪組的第三行星構件，用於與其整體旋轉; 其中，第二齒輪構件與第一和第三齒輪構件嚙合地接合； 其中，第三齒輪構件操作地連接至第一行星齒輪組的第三行星構件，用於與其整體旋轉；和 其中，第四齒輪構件操作地連接至輸出構件，用於與其整體旋轉，並且與第三齒輪構件嚙合地接合。
10.如權利要求9所述的變速器，進一步包括 第一電動機/發電機，具有第一轉子，所述第一轉子操作地連接至第一行星齒輪組的第二行星構件以向其傳輸扭矩；和 第二電動機/發電機，具有第二轉子，所述第二轉子操作地連接至第二行星齒輪組的第二行星構件以向其傳輸扭矩。
全文摘要
一種變速器，包括第一電動機/發電機和第二電動機/發電機，所述第一電動機/發電機具有可選擇性地繞第一軸線旋轉的第一轉子，所述第二電動機/發電機具有可選擇性地繞第二軸線旋轉的第二轉子。第一行星齒輪組和第二行星齒輪組各自具有相應的第一行星構件、相應的第二行星構件和相應的第三行星構件。第一行星齒輪組的構件中的一個操作地連接至第一轉子以從其接收扭矩。第二行星齒輪組的構件中的一個操作地連接至第二轉子以從其接收扭矩。
文檔編號F16H3/72GK103216588SQ201310022630
公開日2013年7月24日 申請日期2013年1月21日 優先權日2012年1月20日
發明者N.舍尼克, E.I.伍登, M-J.金, S.H.斯韋爾斯, X.杜, L.巴辛, J.祖貝 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司