双路式可电气式调节的变速箱制造技术

一种可电气调节的变速箱，包括输入轴、输出轴、两个电动机／发电机和四个节点，在这四个节点之间形成了三个并联的动力路径。动力路径中的两个是机械的路径，另一个是电气的路径。电动机／发电机提供了可无级式调节的速度比；节点处的动力路径的操纵提供了多个用于提高效率且缩小电动机尺寸的可无级式调节的工作模式。该变速箱还采用输入分用来提供了相等的前进档／倒档系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种包括位于输入轴和输出轴之间的四个节点和三个并联动力路径的变速箱，其中这三个并联动力路径包括两个机械的动力路径和一个电气的动力路径。
技术介绍
可电气式调节的变速箱(EVT)通过差动齿轮装置来将输入轴和输出轴之间的机械动力分用到机械的动力路径和电气的动力路径上。机械的动力路径可包括离合器和附加齿轮。电气的动力路径可采用两个电力装置，各装置可作为电动机或发电机来工作。可将EVT与蓄电池一起结合到混合型电动车辆的推进系统内。混合型车辆或混合型推进系统采用了电源如电池，以及发动机的动力源。电池通过电子控制装置(ECU)连接到电驱动器上，其中ECU可根据需要来分配电力。ECU还可连接到发动机和车辆上，以确定操作特征或操作需求，这样，电力装置就可作为电动机或发电机来正确工作。当电力装置作为发电机来工作时，其可接收来自车辆或发动机的动力并将动力存储在电池中，或者提供该动力以操作位于车辆或变速箱上的另一电气装置或另一电力装置。已经提出了大量的可电气调节的变速箱以用于车辆的操作。在以下专利中描述了可电气调节的变速箱的实例于1996年9月24日授权给Schmidt并转让给本专利技术受让人的美国专利No.5558589；于2000年7月8日授权给Schmidt等人并转让给本专利技术受让人的美国专利No.6090005；以及于1999年8月3日授权给Schmidt并转让给本专利技术受让人的美国专利No.5931757。上述美国专利No.5931757限定了用于并联混合型电力推进系统的可调的双模式输入分用的机电变速箱的结构和操作。美国专利No.5558589公开了双模式复合分用的车辆的机电变速箱，于1996年9月24日授权给Schmidt等人的美国专利No.5558595公开了单模式输入分用的变速箱。这些以及其它专利介绍了各种可电气调节的变速箱。具有结合了多于一种工作模式的可电气调节的变速箱的一个好处是，每一工作模式均大致在电力装置之一保持固定的时候结合有至少一个机械点，从而降低了电力输入并可提供纯机械的动力流路径，其当然要比纯电气的动力流路径效率更高。在以下专利中描述了其它的混合型动力变速箱于1996年11月5日授权给Schmidt的美国专利No.5571058；于1996年11月26日授权给Schmidt的美国专利No.5577973；于1996年9月24日授权给Sherman的美国专利No.5558173；以及于1996年9月24日授权给Sherman的美国专利No.5558175，上述所有专利均转让给本专利技术的受让人。
技术实现思路
提供了一种车辆变速箱。该变速箱包括输入件、输出件、固定件、四个节点、第一电动机/发电机、第二电动机/发电机和能量储存装置。第一节点可操作地连接到输入件上。一个可旋转的互连件在第一节点和第二节点之间形成了机械的第一动力路径。一个可旋转的互连件将第一节点和第三节点互连。一个可旋转的互连件将第三节点和第四节点互连，并形成了与第一动力路径并联的机械的第二动力路径。一个可旋转的互连件将第四节点和第二节点可操作地互连。第一电动机/发电机可操作地连接到第三节点上，并且第二电动机/发电机可操作地连接到第四节点上。能量存储装置将第一电动机/发电机和第二电动机/发电机可操作地互连，以便使能量存储装置和第一及第二电动机/发电机在第三节点和第四节点之间至少部分地形成了与第一和第二动力路径并联的电气的第三动力路径。第三和第四节点、第一和第二电动机/发电机以及能量存储装置在设计和功能上基本上类似于EVT。增设第一和第二节点以及并联于EVT的第一机械的动力路径使得能够重复使用各种EVT模式。因此，通过增设第一节点和第二节点以及第一动力路径，双模式EVT就可变为四模式EVT。因此，与现有技术相比机械点增加，进而提高了效率并降低了电动机的扭矩。通过简单的输入分用动力流构造还可实现相等的前进档和倒档性能。从实施本专利技术的最佳方式的下述详细介绍中并结合附图，可以容易地清楚本专利技术的上述特点和优点，以及其它的特点和优点。附图说明图1是根据本专利技术的车辆变速箱的示意性图示；图2是处于车辆变速箱的示例性操作中的图1所示变速箱部件的速度的图解表示；图3是备选变速箱构造的示意性图示；图4是处于车辆变速箱的示例性操作中的图3所示变速箱部件的速度的图解表示；图5是另一备选变速箱构造的示意性图示；以及图6是处于车辆变速箱的示例性操作中的图5所示变速箱部件的速度的图解表示。具体实施例方式参见图1，标号10整体上标示了包括变速箱11的混合型电动传动系。变速箱11包括第一节点12、第二节点14、第三节点16和第四节点18。在本专利技术的上下文中，“节点”是三个或更多动力路径的连接处，可通过它在动力路径之间分配动力。例如，“节点”可以从动力路径中接收动力，并在两个单独的动力路径之间分配动力。同样，“节点”可以从两个动力路径中接收动力，并传递动力到第三动力路径。可起到节点作用的设备的实例包括带恒星齿轮、垫圈和托架的行星齿轮组、双路离合器、差速器、Ravigneaux齿轮组等。动力路径可包括输入轴、输出轴、电动机/发电机和可旋转的互连件等。第一节点12可操作地连接到输入件即输入轴20上，其在所介绍的实施例中还是发动机22的输出轴。发动机22可采用各种不同的形式，但如下所述，发动机22优选设计成可在车辆起动阶段之后的车辆前行期间用于恒速的操作。第一节点12在所示实施例中是双路离合器，但在要求得到保护的本专利技术范围内其可具有其它的构造。例如，第一节点12可包括减速行星齿轮组。输出件即输出轴24可操作地连接到第二节点14上，其在所示实施例中可以是复合行星齿轮组。变速箱11的输出轴24还可以可操作地连接到车辆驱动轮(未示出)上。第一可旋转的互连件即轴26将第一节点12和第二节点14互连，并形成了从输入轴20到输出轴24的机械的第一动力路径。第三节点16包括行星齿轮组28，而第四节点18包括行星齿轮组30。变速箱11还包括与齿轮组28，30相连的第一电机32和第二电机34，即电动机/发电机。如图所示，电机32和电机34与齿轮组28和30同轴地对齐。提供了储电装置如电池36，以用于在电动机模式中操作时向电机32和/或电机34供应电流，而在发电模式中操作时接收来自电机32和/或电机34的充电电流。包括基于微处理器的控制器和适合的反相电路的电子控制装置(ECU)38可使电池36连接到电机32和34上，并响应于包括驾驶员扭矩需求信号(未示出)和输出轴速度信号(未示出)在内的各种输入信号来对其进行控制。在一个优选实施例中，电机32，34构造成感应电机，然而也可采用其它形式的构造。因此，所示电机32具有与ECU38电连接的固定定子32a和安装在套轴40上的转子32b。同样，所示电机34具有与ECU38电连接的固定定子34a和安装在套轴42上的转子34b。除了行星齿轮组28，30之外，变速箱11还包括一对可选择性接合的摩擦离合器46，48。在常用形式中，每一行星齿轮组28，30包括外接于内(恒星)齿轮的外齿轮(齿圈)，以及可旋转地安装在托架上的多个行星齿轮，这样，行星齿轮与外齿轮和内齿轮均啮合式接合。因此，齿轮组28包括齿圈50、恒星齿轮52和安装在托架56上的一组行星齿轮5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于车辆的变速箱，包括：输入件；输出件；可操作地连接到所述输入件上的第一节点；可操作地连接到所述输出件上的第二节点；第三节点；第四节点；多个可旋转的互连件，所述可旋转的互连件中的一个在所述第一节点和第二节点之间至少部分地形成了机 械的第一动力路径；所述可旋转的互连件中的一个将所述第一节点和第三节点可操作地互连；所述可旋转的互连件中的一个将所述第三节点和第四节点可操作地互连，并且至少部分地形成了机械的第二动力路径；所述可旋转的互连件中的一个将所述第四节点和第二节点可操作地互连；可操作地连接到所述第三节点上的第一电动机／发电机，可操作地连接到所述第四节点上的第二电动机／发电机；以及能量存储装置，其将第一电动机／发电机和第二电动机／发电机可操作地互连，以便所述能量存储装置和所述第一及第二电动机／发电机可在所述第三和第四节点之间至少部分地形成电气的第三动力路径。

【技术特征摘要】
...

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