[发明专利]使用单个电机/发电机具有齿轮式倒档模式的混合电动变速器

说明书

技术领域

[0001]发明涉及具有单个电机/发电机，以及倒档齿轮的混合电动变速器，并且变速器可以在混合电动变速模式操作。

背景技术

[0002]混合电动变速动力系统包括发动机和变速器，变速器接收来自发动机和来自一或多个电机/发电机的功率流。混合电动变速器具有差速齿轮组，来自发动机的动力和送达或来自电机/发电机的动力流经差速齿轮组的不同的元件。混合的电动变速器可以包括扭矩传递机构，扭矩传递机构可在各种啮合方案中控制以提供操作模式的结合，包括电动变速范围和固定传动比。所述电动变速范围通常提供最佳的具有平稳运转的发动机转速，而固定传动比提供在一定条件下，例如连续的高速公路行驶中的极限转矩性能和最大的燃料经济性。所述电动变速范围通过电动机械动力路径实现，其中从发动机传递到输出轴的动力的一部分被通过电机/发电机变为电能然后又通过电机/发电机变成机械动力。固定传动比通常通过直接地连接电机/发电机和发动机提供优秀的变速器输出轴扭矩和车辆加速度。在固定传动比中，所述动力流通路径从变速器输入元件到变速器输出元件被认为是完全经过机械动力路径，因为未通过电机/发电机改变速度。

发明内容

[0003]电动变速器具有提供动力分配的电机/发电机，电动可变功率沿双动力路径流动并提供电动可变倒档操作模式。如此，无级变速器的操作舒适和EVT低成本和紧凑的特性都能通过使用用于驱动的单个电机/发电机获得。所述变速器包括具有最少四个可操作地相互连接的齿轮元件的复合差速齿轮组。变速器输入元件和电机/发电机选择性地通过第一和第二齿轮元件提供动力至变速器输出元件。所述变速器包括多个包含倒档齿轮的互啮合齿轮，用于可操作地分别通过第一和第二传动轴将第三和第四齿轮元件与输出元件连接。优选至少第三和第四齿轮元件中的一个可以可操作地连接到输出元件，具有至少两个不同的在所述元件和输出元件之间的传动比。扭矩传递机构选择性地结合以在多种工况下在输入元件和输出元件之间提供功率流，包括利用所述倒档齿轮的并联混合的电动变速倒档工况。

[0004]这里使用的＂齿轮元件＂是差速齿轮组的元件，其可以通过杆图上的节点表示。例如，在行星齿轮组中，保持架元件、中心齿轮元件和齿圈元件全部表示为杆图中的节点，但通过保持架元件支撑的小齿轮不用节点表示。此外，在复合式行星齿轮组中，那些连续地彼此相互连接的齿轮元件用一个节点表示。本领域技术人员很容易理解杆图形式的复合差速齿轮组。

[0005]这里使用的＂模式＂是具体的操作状态，无论是连续传动比的范围或只是固定传动比，通过具体的扭矩传递机构或扭矩传递机构的组合的啮合来获得。

[0006]所述扭矩传递机构可以包括锁止离合器，其连接差速齿轮组的齿轮元件中的两个使其一同转动，借此导致整个差速齿轮组以同样的速度转动，从而将来自输入元件的功率流导引至输出元件。

[0007]所述扭矩传递机构可以包括第一和第二电机离合器，其选择性地将电机/发电机连接至不同的相应的齿轮元件。所述电机离合器允许，其中，在操作模式换档期间松开电机/发电机以分离电机惯量，如此允许容易地换档，包括手动换档的可能性。

[0008]在本发明的一方面，制动器选择性地接合以将差速齿轮组的齿轮元件的一个部分地固定(即，制动)。这对通过差速齿轮组提供变换的传动比(通过制动器的滑动速度确定)来说是合适的，此时制动齿轮元件提供反作用力矩。

[0009]在本发明另一方面，提供来选择性地将齿轮接合至一个传动轴的离合器在提供来选择性地将另一齿轮接合至不同传动轴的离合器啮合后被松开，如此允许在电动变速操作模式之间同步的换档。被用来制动中心齿轮元件的制动器改变将要与离合器接合的传动轴的速度直到所述轴的速度是这样，即平稳换档是可能的。因为通过差速齿轮组提供的传动比通过打滑制动器改变，其他的固定传动比的从一个传动比到下一个的步骤不由换档可能发生时刻决定。这样，本发明还提供通过制动器打滑操作变速器的方法，如上所述。

[0010]本发明的上述特征和优点以及其他的特征和优点从下面论述中将变得更加明显，所述论述是结合附图对实现本发明的最佳方式进行的论述。

附图说明

[0011]图1是包括在本发明范围内第一变速器的第一动力系统的示意图；

[0012]图2是一表格，该表格表明了为了获得变速器的各种操作模式图1所述变速器的扭矩传递机构的接合时间表；

[0013]图3是包括在本发明范围内第二变速器的第二动力系统的示意图；