包括平滑换挡自动变速器的混合动力系统技术方案

本文提供了一种动力系统（２０），其包括原动机（２２），以及具有输入（４２）、至少两种传动比以及输出（４４）的变速齿轮变速器（２４）。这种动力系统（２０）还包括功率分路器（２７），其配置成可将输入（４２）和输出（４４）之一施加在变速器（２４）上的功率传递至输入（４２）和输出（４４）中的另一个上。本文还提供了一种传动系统和有助于该传动系统换挡的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
专利
本专利技术涉及动力系统，具体涉及包括自动变速器的混合动力系统。相关技术的描述不需要车辆驾驶员操作车辆主离合器的自动机械传动系统(所谓的″双踏板系统″)在本领域中是已知的。当主离合器接合并将扭矩从车辆发动机传递至变速器上时，通常存在较大的扭矩载荷或″扭矩锁″将传动齿轮啮合装置保持在特定的位置。这种扭矩载荷使变速器即使不是不可能，也是非常难于换挡至空挡，或者在没有显著降低扭矩载荷的条件下难以变换齿轮。一种减轻扭矩载荷的方法是使主离合器分离，其断开了输入部件和输出部件之间的结合。分离主离合器就允许扭矩载荷归于零，并容许操纵器或自动传动系统换挡到空挡或变换齿轮。然而，在主离合器保持接合的条件下使变速器换挡在许多情形下是优选的，因为这种换挡倾向于具有较高的换挡质量，并且/或者对动力系统造成的磨损较小。出于这些以及其它原因，需要提供一种有助于改变自动变速器中的传动比的改良系统和方法。专利技术概要提供了一种包括原动机和变速齿轮变速器的动力系统，该变速齿轮变速器具有输入、至少两种传动比和输出。该动力系统还包括功率分路器(shunt)，其配置成将输入和输出之一所施加在变速器上的功率传递至输入和输出中的另一个上。本专利技术还提供了一种传动系统和有助于该传动系统换挡的方法。附图简介现在将参照附图通过示例来描述本专利技术的实施例，其中附图说明图1是显示根据本专利技术一个实施例的车辆动力系统的框图；图2是显示根据本专利技术一个实施例的变速器的示意图；图3是显示根据本专利技术另一实施例的变速器的示意图；图4是显示在图2和图3的变速器中使用的电功率分路器的框图；图5是显示在图2和图3的变速器中使用的液压功率分路器的框图。本专利技术的详细描述图1是显示根据本专利技术一个实施例的动力系统20的框图。在所示的实施例中，动力系统20包括原动机22、火花点火或压缩点火的内燃机、变速齿轮变速器24和主离合器26。动力系统20还包括功率分路器27，其包括第一电动发电机28和第二电动发电机30。用语“电动发电机”用于描述基于功率输入而产生旋转输出和/或基于旋转输入而产生功率输出的装置。这种电动发电机装置包括但不限于用电的电动发电机和液压马达泵。在一个实施例中，动力系统20还包括电子控制装置(ECU)32，其用于控制原动机22、变速器24和电动发电机28，30的操作。在本专利技术的一个实施例中，ECU32包括可编程数字计算机，其配置成可接受各种输入信号，包括但不限于原动机22的操作速度、变速器的输入速度、所选的传动比、变速器的输出速度和车辆速度。ECU32根据逻辑规则来处理这些信号，以便控制动力系统20的操作。为了支持这种控制，原动机22和变速器24各自可选择性地包括由ECU32控制的其自身控制器(分别为34和36)。然而，本专利技术并不限于ECU32以及控制器34和36的任何特定类型或配置，或者受限于用于调整动力系统20操作的任何特定控制逻辑。例如，ECU32可执行控制器34或36的功能。如以下进一步详细讨论所述，动力系统20还可包括至少一个能量存储装置38，其用于为操作第一和第二电动发电机28，30提供能量。例如，当第一和第二电动发电机28，30用作液压马达泵时，能量存储装置38可包括液压蓄能器。当如此配置时，通过本领域中已知的控制器39(例如参见图5)，就可为各液压电动发电机28，30提供与能量存储装置38的连通。作为备选，当第一和第二电动发电机28，30用作用电的电动发电机时，能量存储装置38可包括电池、电池组或电容器。当如此配置时，通过本领域中已知的驱动逆变器40(例如参见图4)，就可为各电动发电机28，30提供与能量存储装置38的电连通。参看图2，其显示了变速器24的一个实施例。在所示的实施例中，变速器24包括输入轴42、主轴或输出轴44、通常与输入轴和输出轴42和44平行地延伸的副轴46，以及一个或多个设置在轴42，44和46上和/或其周围的齿轮。在一种特定的配置中，第一电动发电机28连接在输入轴42上，第二电动发电机30连接在输出轴44上。当第一和第二电动发电机28，30用作电动发电机时，如图2所示，输入轴和输出轴42，44连接起来，以便随着定位在定子50中的转子48一起旋转。各转子48可用花键联接在相应的轴42，44上而随其一起旋转；然而，也可使用本领域中已知的其它配置来连接转子48和轴42，44。虽然图2中显示了第一和第二电动发电机28，30包括用电的电动发电机，但并不必局限于此。此外，虽然变速器被显示并描述为副轴的配置，但是本专利技术的范围还包括其它的配置，包括行星齿轮传动配置。输入轴42可通过离合器26(图2中未显示)而连接在原动机22上。在本专利技术的一个实施例中，离合器26是自动的主离合器。因而，离合器26的接合和分离自动地进行，而无需车辆驾驶员促动踏板或进行其它输入。然而，其中车辆驾驶员控制离合器接合和分离的其它离合器设计也属于本专利技术的范围内。连接在输入轴42上的是第一前齿轮52，其与连接在副轴46上的第二前齿轮54相啮合。副轴46携带许多固定在副轴46上、并因此随副轴46旋转的输入齿轮56，58，60，62和64。设置在副轴46上的输入齿轮的数量并不限于图2中所示的数量，并且可根据变速器24中所需的传动比数而包括更多或更少的输入齿轮。用语“齿轮”用于限定图2中所示带齿的轮，以及将该轮的带齿特征直接加工到输入轴和输出轴42，44和副轴46上。可旋转地支撑在输出轴44上的是多个输出齿轮66，68，70，72和74。不同于副轴46上的输入齿轮56-64，输出齿轮66-74可自由地绕输出轴44旋转。输入齿轮56-64各自与相应的输出齿轮66-74相啮合，从而在变速器24中产生许多传动比。如同输入齿轮56-64一样，设置在输出轴44上的输出齿轮66-74的数量并不限于图2中所示的数量。副轴46上还连接着随副轴46一起旋转的反向输入齿轮76。反向输入齿轮76与空转齿轮78相啮合，空转齿轮78则与可旋转地支撑在输出轴44上的反向输出齿轮80相啮合。空转齿轮78改变输出齿轮80的旋转方向，输出齿轮80在与输出轴44接合时将导致车辆反向地移动，而其它输出齿轮66-74在与输出轴44接合时导致车辆在前进方向上移动。在图2所示的实施例中，变速器24还包括可轴向移动的离合器82，84，86和88，例如非同步化单动或双动的爪形离合器，其用花键联接在输出轴上而随其一起旋转。在一个实施例中，离合器82可在轴向方向上朝第一电动发电机28移动，以便固定输出轴44而使其随输入轴42(通过前齿轮52)一起旋转，或者在相反方向上移动，以便固定输出齿轮66而使其随输出轴44一起旋转。类似地，离合器84-88可在相反的轴向方向上移动，以便将其相应的输出齿轮旋转式地固定在输出轴44上。如上述，ECU32在基于接收和计算各种输入信号的基础上将命令传递给动力系统20的部件。这些命令可包括对换挡控制装置(未显示)的传动比选择命令，该换挡控制装置间接地使离合器82，84，86和88移动，以便在副轴46和输出轴44之间建立传动比。换挡控制装置可以是传统装置，例如X-Y机电换挡促动器系统或任何其它合适的装置，这些装置通过导轨型换挡操纵机构(也未显示)来控制各离合器82，84，86和88的轴向位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力系统（２０），包括：　　　　原动机（２２）；　　　　变速齿轮变速器（２４），其包括输入（４２）、至少两种传动比以及输出（４４）；和　　　　功率分路器（２７），其配置成可将所述输入和输出之一施加在所述变速器（２４）上的功率传递至所述输入和输出中的另一个上。

【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：KD贝蒂，RA涅卢姆斯，
申请(专利权)人：易通公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]