具有四个固定传动比的双模式的复合分配模式的混合型机电变速器制造技术

一种双模式的复合分配模式的机电变速器采用输入部件来接受来自发动机的功率，并利用输出部件来传递变速器的功率。第一和第二电动机／发电机通过控制装置而操作式地连接在能量存储装置上，用于在能量存储装置与第一电动机／发电机及第二电动机／发电机之间互换电功率。该变速器采用了三个行星齿轮组。每个行星齿轮组都采用了第一、第二和第三齿轮部件。第一或第二行星齿轮组的至少一个齿轮部件连接在第一电动机／发电机上。第二或第三行星齿轮组的另一个齿轮部件连接在第二电动机／发电机上。第一或第二行星齿轮组的其中一个齿轮部件连续地连接在第三行星齿轮组的其中一个齿轮部件上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种双模式的复合分配模式(compound-split)的混合型车辆机电变速器，其采用操作式地连接在发动机和两个电动机/发电机上的三个相互作用的行星齿轮装置。这些行星齿轮装置提供两种模式或齿轮系，可通过利用四个扭矩传递装置选择性地获得这两种模式，从而将功率从发动机和/或电动机/发电机传送至变速器的输出部件上。变速器包括至少一个在其第一操作模式下的机械点(mechanical point)和至少两个在其第二操作模式下的机械点，并提供四个可用的固定传动比。
技术介绍
车辆变速器的目的是提供一个空挡、至少一个倒挡，以及一个或多个将功率从发动机和/或其它功率源传递至传动部件上的前进挡，传动部件将牵引力从车辆传递到车辆驾驶的地面上。因此，根据提供所需性能的要求，传动部件可以是前轮、后轮或履带。串联式推进系统是一种沿着从发动机到电储存设备而后到电动机的行程来传递能量的系统，电动机利用功率使传动部件旋转。在串联式推进系统中，在发动机和传动部件之间没有直接的机械连接。变速器适合于从发动机或电动机或两者中接受输出功率，迄今为止，其极大地依赖于被称为串联式混合型推进系统的系统。这种系统设计成具有相对较低功率的辅助动力装置(APU)，以实现极少量的排放和最好的燃料经济性用途。然而，小型APU的这种组合和甚至更大的能量存储装置并不适应高平均功率的车辆，或者说并不适应解决要求连续恒定速度操作的工作循环。利用典型的串联式混合型变速器的配置并不能实现在所需高效率下的爬坡速度和持续的高平均巡航速度。因此，目前的挑战在于提供一种将在各种广泛的工作条件下能高效率运转的动力系统。理想的电动变速式变速器应能够在用于预期较低平均功率的工作循环的串联式混合型变速器和用于高平均输出功率的高速工作循环的混合型变速器的优点之间取得平衡。在并联装置中，由发动机供给的功率和电能源供给的功率独立地连接在传动部件上。另外，完成双模式或两个集成功率分配齿轮系的概念可产生具有极宽应用范围的混合型变速器，每种模式都可由单板机同步选择而获得，用以将功率从发动机和/或电动机/发电机传递至输出轴上。通过使用一种可变双模式的输入分配模式(input-split)及复合分配模式的并联混合型机电变速器，就可实现所需的有利的结果。这种变速器利用输入部件来接受来自车辆发动机的功率，并利用功率输出部件来输出功率以驱动车辆。第一和第二电动机/发电机功率控制器连接在能量存储装置如蓄电池组上，使得能量存储装置可接受来自第一和第二电动机/发电机的功率，并为第一和第二电动机/发电机提供功率。控制单元用来调节在能量存储装置和电动机/发电机之间以及第一和第二电动机/发电机之间的功率流动。可变双模式的输入分配模式-复合分配模式的并联混合型机电变速器也采用至少一个行星齿轮组。行星齿轮组具有内齿轮部件和外齿轮部件，其各自与多个行星齿轮部件啮合式地相接合。输入部件操作式地连接在行星齿轮组中的其中一个齿轮部件上，并提供这样的装置，该装置操作式地将功率输出部件连接在行星齿轮组中的另一齿轮部件上。电动机/发电机的其中一个连接在行星齿轮组的另一齿轮部件上，并提供某一装置，该装置操作式地将电动机/发电机中的另一个连接在输出轴上。通过使用扭矩传递装置，就可选择性地获得第一或第二模式下的操作。迄今为止，在一种模式下，变速器的输出速度通常与电动机/发电机之一的速度成比例，并且在第二模式下，变速器的输出速度通常与电动机/发电机两者的速度都成比例。在一些可变双模式的输入分配模式-复合分配模式的并联混合型机电变速器的实施例中，采用了第二行星齿轮组。另外，一些实施例可利用三个扭矩传递装置，其中两个扭矩传递装置用于选择变速器所需的操作模式，第三个扭矩传递装置选择性地将变速器与发动机断开。在其它实施例中，所有三个扭矩传递装置都用于选择变速器的所需操作模式。再次参照简单的行星齿轮组，行星齿轮部件通常支撑在本身可旋转的齿轮架上而进行旋转。当太阳齿轮保持固定并且将功率施加在环形齿轮上时，行星齿轮部件随着功率施加在环形齿轮上而旋转，并因此围绕太阳齿轮的圆周方向而″行走″，从而实现齿轮架在与环形齿轮旋转方向相同的方向上旋转。当简单行星齿轮组的任何两个部件在相同方向上以相同速度旋转时，第三部件被迫以相同速度在相同的方向上旋转。例如，当太阳齿轮和环形齿轮在相同方向上以相同速度旋转时，行星齿轮并不绕其自身轴线旋转，而是用作楔锁，以便将整个单元锁定在一起来实现所谓的直接传动。也就是说，齿轮架随太阳齿轮和环形齿轮一起旋转。然而，当两个齿轮部件在相同方向上以不同的速度旋转时，第三齿轮部件旋转方向通常可简单地通过目测分析来确定，但是在许多情况下，该方向并不明显，并且只能通过知晓行星齿轮组的齿轮部件中的齿数来确定。只要约束齿轮架自由旋转，并将功率施加在太阳齿轮或环形齿轮上，那么行星齿轮部件将用作惰轮。这样，从动部件将在与传动部件相反的方向上旋转。这样，在许多变速器中，当选择倒挡传动范围时，用作制动器的扭矩的变速器将受到摩擦促动，而与齿轮架相接合并因而限制其旋转，这样，施加在太阳齿轮上的功率将使环形齿轮在相反方向上旋转。因而，如果环形齿轮操作式地连接在车辆的主动轮上，那么这种装置能够使主动轮的旋转方向反转，并因此使车辆本身的方向反转。本领域中的技术人员应该懂得，采用了功率分配装置的传动系统可接受来自两个功率源的功率。利用一个或多个行星齿轮组允许实现两个或多个齿轮系或模式，通过这些齿轮系或模式，可将功率从变速器的输入部件输出到其输出部件上。于1996年9月24日授权给通用汽车公司的美国专利No.5,558,589讲述了一种可变双模式的输入分配模式-复合分配模式并联的混合型机电变速器，该专利通过引用而结合于本文中，在该专利中，在第一模式中存在一个″机械点″，而在第二模式中存在两个机械点。于1999年8月3日授权给通用汽车公司的美国专利No.5,931,757讲述了一种双模式的复合分配模式的机电变速器，其通过引用而结合在本文中，在该专利中，在第一模式中存在一个″机械点″，而在第二模式中存在两个机械点。在变速器以第一或第二模式来操作的期间，机械点可发生在电动机/发电机中的任何一个固定不动时。由于功率从发动机传送至输出轴的最大机械效率发生在电动机/发电机的其中一个处于机械点处即固定不动时，因此缺乏机械点是一个缺点。然而，在可变双模式的输入分配模式-复合分配模式并联的混合型机电变速器中，在第二模式下通常存在电动机/发电机之一不旋转时的机械点，使得此时所有发动机功率都机械式地传递至输出轴上。上面所参考的这种双模式的复合分配模式的机电变速器对于商业运营车辆而言是有效率的选择，例如公共汽车等，其通常以接近于其最大功率的方式来运转。专利技术概要本专利技术提供了一种对私人货车特别有用的双模式的复合分配模式的机电变速器的改进，其中典型负荷小于其最大功率的一半。这种新颖的变速器采用闭锁离合器，并提供四个可用的机械点。这使得可更快地达到用于通行、牵引和拖曳的最大功率，并使得大功率发动机可使用较小的电气元件，其可以成本效率较高的方式结合在私人货车中。通过在电动变速的变速器中提供固定传动比，就可以合理的成本获得最大的燃料经济性。因此，本专利技术的主要目的是提供一种新颖的双本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双模式的复合分配模式的混合型机电变速器，包括：用于从原动机功率源接受功率的输入部件；用于从变速器中传出功率的输出部件；第一和第二电动机／发电机；用于与所述第一和第二电动机／发电机互换电功率的能量存储装置；控制单元，其用于调节所述能量存储装置与所述第一及第二电动机／发电机之间的电功率互换，并且还用于调节所述第一和第二电动机／发电机之间的电功率互换；三个同轴地对准的行星齿轮装置，各行星齿轮装置采用了第一、第二和第三齿轮部件；所述第一和第二电动机／发电机彼此同轴对准，并与所述三个行星齿轮装置同轴对准；所述第一或第二行星齿轮组中的至少一个所述齿轮部件连接在所述第一电动机／发电机上；所述第二和第三行星齿轮装置中的另一所述齿轮部件连接在所述第二电动机／发电机上；第一扭矩传递机构，其选择性地将与各所述第一、第二和第三行星齿轮装置相关联的其中一个所述齿轮部件相互连接起来，并连接在所述输出部件上；第二扭矩传递机构，其选择性地将所述第三行星齿轮组的其中一个所述齿轮部件接地；第三扭矩传递机构，其选择性地将所述第二行星齿轮组的其中一个所述齿轮部件和所述第二行星齿轮组的另一所述齿轮部件连接起来；第一互连部件，其连续地将所述第一行星齿轮组的其中一个所述部件和所述第二行星齿轮组的其中一个所述部件连接起来；第二互连部件，其连续地将所述第二行星齿轮组的其中一个所述部件和所述第三行星齿轮组的其中一个所述部件连接起来；以及所述第一行星齿轮装置的其中一个所述齿轮部件连续地连接在所述输入部件上。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：MR施密德特，D克莱门，LT尼茨，AG霍尔姆斯，
申请(专利权)人：通用汽车公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]