具有模块化结构的电动可变变速器制造技术

本发明专利技术涉及具有模块化结构的电动可变变速器。提供一种具有大致相同的马达模块的电动可变变速器，以简化组件并实现购买和试验马达模块的规模经济。第一和第二马达模块封装在变速器壳体中，操作性地连接所述输入构件和输出构件，且围绕所述旋转轴线同轴设置。每个马达模块包括具有转子的相应马达，所述转子可围绕旋转轴线旋转且限定转子腔。行星齿轮组封装在所述腔内，且具有第一、第二和第三构件。转子轮毂支撑转子，并具有在转子轮毂的相对端处的第一和第二环状端部、以及环状中间部，所述环状中间部被连接到行星齿轮组的第一构件以共同旋转。可选择性接合的旋转型离合器封装在所述腔内且与转子轮毂连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有大致相同的马达模块的变速器，每个马达模块具有马达/发电机、行星齿轮组和旋转型离合器。
技术介绍
电动可变变速器通常具有连接到行星齿轮组的不同构件上的输入构件、输出构件 和两个电动马达/发电机。包括离合器允许一个或多个电动可变操作模式、固定速度比模 式和仅电动(蓄电池供电)模式。电动可变变速器可以许多方式改进车辆燃料经济性，主 要通过使用马达/发电机中的一个或两个以用于车辆制动和使用再生能量来在发动机关 闭的情况下给车辆提供电动力。在怠速时、在减速和制动期间以及在低速或轻负载操作期 间发动机可以关闭以消除由于发动机拖拽引起的效率损失。在这些发动机关闭期间使用经 由再生制动捕获的制动能量(或者在发动机操作期间产生的电能)。在以发动机运行模式 操作期间，发动机扭矩或功率的瞬时需求由马达/发电机补充，以允许较小的发动机，而不 降低车辆性能。此外，电动可变模式可允许发动机针对给定的功率需求在最佳效率点处或 附近操作。 将两个马达/发电机、行星齿轮组和实现期望操作模式所需的多个扭矩传递机构 封装在一起同时满足其他应用尺寸限制并实现相对简单的组件要求是有挑战的。此外，虽 然电动可变变速器如今被大规模生产，但是他们仅安装在如今制造的车辆总数中的非常小 比例内，从而设计和工具成本与其他类型的变速器的这些成本相比就更为重要。
技术实现思路
提供一种具有大致相同的马达模块的电动可变变速器，以简化组件并实现购买和 试验马达模块的规模经济。变速器包括优选以前轮驱动配置设置的输入构件和输出构件， 所述输入构件具有旋转轴线。第一和第二马达模块封装在变速器壳体中，操作性地连接所 述输入构件和输出构件，且围绕所述旋转轴线同轴布置。每个马达模块包括具有转子的相 应马达/发电机，所述转子可围绕旋转轴线旋转且限定转子腔。行星齿轮组封装在所述腔 内，且具有第一、第二和第三构件。转子轮毂支撑转子，并具有在转子轮毂的相对端处的第 一和第二环状端部、以及环状中间部，所述环状中间部被连接到行星齿轮组的第一构件以 共同旋转。可选择性接合的旋转型离合器封装在所述腔内且与转子轮毂连接。每个相应马 达模块的马达/发电机、行星齿轮组、转子轮毂和旋转型离合器相对于彼此大致相同地设 置在每个马达模块中，使得马达模块大致相同。 每个马达/模块还可包括连接到变速器壳体的相应固定支撑件和与固定支撑件 选择性地接合的相应固定型离合器。固定支撑件和固定型离合器相对于相应马达模块的马 达/发电机、行星齿轮组、转子轮毂和旋转型离合器大致相同地布置在相应转子腔外部。 变速器可包括互连构件，所述互连构件与旋转轴线同轴且连续地连接第一和第二 马达模块的行星齿轮组的第二构件以便共同旋转。在一些实施例中，可设置第一和第二可6旋转轮毂，每个可旋转轮毂与旋转轴线同轴。第一可旋转轮毂与第二马达模块的第三构件 连续连接以共同旋转。可设置第三行星齿轮组，所述第三行星齿轮组具有与互连构件连接 以共同旋转的第一构件、和与输出构件连接以共同旋转的第二构件。第二可旋转轮毂与第 三行星齿轮组的第三构件连续连接以共同旋转。第一马达模块的旋转型离合器可选择性地 接合，以使得第一马达模块的转子轮毂与第一可旋转轮毂连接以共同旋转。第二马达模块 的旋转型离合器可选择性地接合，以使得第二马达模块的转子轮毂与第二可旋转轮毂连接 以共同旋转。 优选地，行星齿轮组轴向地封装在第一环状端部和环状中间部之间，且旋转型离 合器封装在中间部和第二环状端部之间。 所述马达模块在变速器壳体内彼此靠近设置。所述马达模块在部件类型、部件相 对于彼此的布置和部件尺寸方面大致相同，这些方面对于加工来说是最重要的。如果马达 模块相同，可以仅仅保留相同马达模块的一种存货，且然后在组装变速器时可以从一种存 货中选择第一和第二马达模块两者。此外，如果模块大致相同，仅需要对一种模块进行耐用 性试验，从而最小化试验成本。 本专利技术的上述特征和益处、以及其它特征和益处从用于实现本专利技术的最佳模式的 以下详细描述结合附图显而易见。附图说明 图1是电动可变变速器的第 图2是电动可变变速器的第 图3是电动可变变速器的第实施例的截面和符号图的示意性图示； 实施例的截面和符号图的示意性图示；和 实施例的截面和符号图的示意性图示。具体实施例方式现在参考附图，其中，相同的附图标记指代相同的部件。图1示出了具有发动机12 的动力系IO，发动机12与电动可变变速器14驱动连接。发动机12的输出构件被连接成驱 动变速器14的输入构件16。输入构件16围绕旋转轴线18旋转并建立旋转轴线18。第一 马达模块20和第二马达模块22封装在变速器壳体24内，且操作性地连接在输入构件16 和变速器输出构件26之间，变速器输出构件26与最终传动件(未示出)连接。本领域技 术人员将认识到布置作为后轮驱动变速器的变速器14。 第一马达模块20包括马达发电机28A，马达发电机28A包括接地连接到变速器壳 体24的环状定子30A、支撑在可旋转转子轮毂34A并限定转子腔36A的环状转子32A，转子 腔36A与旋转轴线18同心。转子轮毂34A具有从转子轮毂34A的相对端径向向内延伸的 第一环状端部38A和第二环状端部40A。环状中间部42A从转子轮毂34A径向向内延伸。 蓄电池、功率变换器和电子控制器(未示出)与定子30A操作性地连接，以控制马达/发电 机28A用作马达(其中，存储的电功率由蓄电池提供给定子30A)和发电机(其中，旋转转 子32A的扭矩转换成存储在蓄电池中的电功率)的功能。控制马达/发电机用作马达或发 电机的功能是为人熟知的。 此外，第一马达模块20包括行星齿轮组44A，行星齿轮组44A具有作为太阳轮46A 的第一构件、作为行星架构件47A的第二构件、和作为齿圈51A的第三构件，行星架构件47A7可旋转地支撑与太阳轮46A啮合的多个小齿轮49A，齿圈51A与小齿轮49A啮合。行星齿轮 组44A封装在转子腔36A内。 第一马达模块20也包括旋转型离合器48A，旋转型离合器48A可选择性地接合，以 将转子32A与下文所述的第二马达模块22的行星齿轮组的构件连接以共同旋转。旋转型 离合器48A封装在转子腔36A内。 马达模块20也包括在马达发电机28A的相对侧上从变速器壳体24延伸的固定支 撑件50A、52A。环状端部38A用轴承54可旋转地支撑在固定支撑件50A上，从而允许相对 旋转。环状端部40A用轴承54可旋转地支撑在固定支撑件52A上，从而允许相对旋转。也 包括在马达模块20中的固定型离合器56A可选择性地接合，以将第一可旋转轮毂58A与变 速器壳体24接地连接。第一可旋转轮毂58A也经由离合器48A的接合与转子32A选择性地 连接以共同旋转，且经由离合器56A的接合与固定支撑构件50B选择性地连接以共同旋转。 固定支撑构件52A以及固定型离合器56A位于变速器腔36A外部。当旋转型离合器48A接 合时，第一可旋转轮毂58A与第二马达模块22的行星齿轮组的构件连接以共同旋转，如下 文进一步讨论的那样。 与第一马达模块20类似，第二马达模块22包括马达发电机28B，马达发电机28B 包括接地连接到变速器壳体24的环状定子30B、支撑在可旋转转子轮毂34B上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动可变变速器，包括：输入构件和输出构件，所述输入构件具有旋转轴线；变速器壳体；在变速器壳体中的第一和第二马达模块，所述第一和第二马达模块操作性地连接所述输入构件和输出构件，且围绕所述旋转轴线同轴布置；其中，每个马达模块包括相应的：具有转子的马达／发电机，所述转子可围绕旋转轴线旋转且限定转子腔；封装在所述腔中的行星齿轮组，所述行星齿轮组具有第一、第二和第三构件；转子轮毂，所述转子轮毂支撑转子，并具有在转子轮毂的相对端处的第一和第二环状端部、以及环状中间部，所述环状中间部被连接到行星齿轮组的第一构件以共同旋转；和可选择性接合的旋转型离合器，所述旋转型离合器封装在所述腔内且与转子轮毂连接；且其中，每个相应马达模块的马达／发电机、行星齿轮组、转子轮毂和旋转型离合器相对于彼此大致相同地布置在每个马达模块中，使得马达模块大致相同。

【技术特征摘要】
US 2008-12-1 12/325655一种电动可变变速器，包括输入构件和输出构件，所述输入构件具有旋转轴线；变速器壳体；在变速器壳体中的第一和第二马达模块，所述第一和第二马达模块操作性地连接所述输入构件和输出构件，且围绕所述旋转轴线同轴布置；其中，每个马达模块包括相应的具有转子的马达/发电机，所述转子可围绕旋转轴线旋转且限定转子腔；封装在所述腔中的行星齿轮组，所述行星齿轮组具有第一、第二和第三构件；转子轮毂，所述转子轮毂支撑转子，并具有在转子轮毂的相对端处的第一和第二环状端部、以及环状中间部，所述环状中间部被连接到行星齿轮组的第一构件以共同旋转；和可选择性接合的旋转型离合器，所述旋转型离合器封装在所述腔内且与转子轮毂连接；且其中，每个相应马达模块的马达/发电机、行星齿轮组、转子轮毂和旋转型离合器相对于彼此大致相同地布置在每个马达模块中，使得马达模块大致相同。2. 根据权利要求l所述的电动可变变速器，其中，每个马达/模块还包括连接到变速器 壳体的相应固定支撑件；禾口可与固定支撑件选择性地接合的相应固定型离合器，其中，固定支撑件和固定型离合 器相对于相应马达模块的马达/发电机、行星齿轮组、转子轮毂和旋转型离合器大致相同 地布置在相应转子腔外部。3. 根据权利要求2所述的电动可变变速器，其中，所述环状端部中的一个被支撑在每 个相应马达模块中的固定支撑件上。4. 根据权利要求2所述的电动可变变速器，还包括互连构件，所述互连构件与旋转轴线同轴且连续地连接第一和第二马达模块的第二构 件以便共同旋转；第一和第二可旋转轮毂，每个可旋转轮毂与旋转轴线同轴，其中，第一可旋转轮毂与第 二马达模块的第三构件连续连接以共同旋转；第三行星齿轮组，所述第三行星齿轮组具有第一构件、第二构件和第三构件，其中，第 三行星齿轮组的第一构件与互连构件连接以共同旋转；其中，第三行星齿轮组的第二构件 与输出构件连接以共同旋转；且其中，第二可旋转轮毂与第三行星齿轮组的第三构件连续 连接以共同旋转；其中，第一马达模块的旋转型离合器可选择性地接合，以使得第一马达模块的转子轮 毂与第一可旋转轮毂连接以共同旋转；且其中，第二马达模块的旋转型离合器可选择性地 接合，以使得第二马达模块的转子轮毂与第二可旋转轮毂连接以共同旋转。5. 根据权利要求4所述的电动可变变速器，其中，第一马达模块的固定型离合器可选 择性地接合，以使得第一可旋转轮毂与第一马达模块的固定支撑件连接以共同旋转；且其 中，第二马达模块的固定型离合器可选择性地接合，以使得第二可旋转轮毂与第二马达模 块的固定支撑件连接以共同旋转。6. 根据权利要求l所述的电动可变变速器，还包括互连构件，所述互连构件与旋转轴线同轴且连续连接第一和第二马达模块的行星齿轮 组的第二构件以便共同旋转。7. 根据权利要求6所述的电动可变变速器，其中，所述互连构件还与第三行星齿轮组 的第一构件连续连接以便共同旋转。8. 根据权利要求6所述的电动可变变速器，还包括 第一和第二可旋转轮毂，每个可旋转轮毂与变速器轴线同轴，其中，第一马达模块的旋转型离合器可选择性地接合，以使得第一马达模块的转子轮 毂与第一可旋转轮毂连接以共同旋转；且其中，第二马达模块的旋转型离合器可选择性地 接合，以使得第二马达模块的转子轮毂与互连构件连接以共同旋转。9. 根据权利要求6所述的电动可变变速器，还包括输入离合器，所述输入离合器可选择性地接合，以使得输入构件与第一马达模块的行 星齿轮组的第三构件连接以便共同旋转。10. 根据权利要求6所述的电动可变变速器，还包括输入制动器，所述输入制动器可选择性地接合，以使得输入构件与变速器壳体连接。11. 根据权利要求io所述的电动可变变速器，其中，第一马达模块的行星齿轮组的第一构件是太阳轮；其中，第一马达模块的行星齿轮组的第二构件是行星架构件，所述行星架 构件可旋转地支撑与太阳轮啮合的多个小齿轮；其中，第一马达模块的行星齿轮组的第三 构件是与所述小齿轮啮合的齿圈；其中，第二马达模块的齿轮组的第一构件是另一个太阳轮；其中，第一马达模块的齿轮 组的第二构件是另一个行星架构件，所述另一个行星架构件可旋转地支撑与另一个太阳轮 啮合的多个小齿轮；其中，第一马达模块的齿轮组的第三构件是与所述小齿轮啮合的另一 个齿圈构件。...

【专利技术属性】
技术研发人员：AG霍尔姆斯，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]