專(zhuān)利名稱(chēng)：包括平滑換擋自動(dòng)變速器的混合動(dòng)力系統(tǒng)的制作方法
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及動(dòng)力系統(tǒng)，具體涉及包括自動(dòng)變速器的混合動(dòng)力系統(tǒng)。
相關(guān)技術(shù)的描述不需要車(chē)輛駕駛員操作車(chē)輛主離合器的自動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)(所謂的″雙踏板系統(tǒng)″)在本領(lǐng)域中是已知的。當(dāng)主離合器接合并將扭矩從車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞至變速器上時(shí)，通常存在較大的扭矩載荷或″扭矩鎖″將傳動(dòng)齒輪嚙合裝置保持在特定的位置。這種扭矩載荷使變速器即使不是不可能，也是非常難于換擋至空擋，或者在沒(méi)有顯著降低扭矩載荷的條件下難以變換齒輪。一種減輕扭矩載荷的方法是使主離合器分離，其斷開(kāi)了輸入部件和輸出部件之間的結(jié)合。分離主離合器就允許扭矩載荷歸于零，并容許操縱器或自動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)換擋到空擋或變換齒輪。然而，在主離合器保持接合的條件下使變速器換擋在許多情形下是優(yōu)選的，因?yàn)檫@種換擋傾向于具有較高的換擋質(zhì)量，并且/或者對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)造成的磨損較小。
出于這些以及其它原因，需要提供一種有助于改變自動(dòng)變速器中的傳動(dòng)比的改良系統(tǒng)和方法。
發(fā)明概要提供了一種包括原動(dòng)機(jī)和變速齒輪變速器的動(dòng)力系統(tǒng)，該變速齒輪變速器具有輸入、至少兩種傳動(dòng)比和輸出。該動(dòng)力系統(tǒng)還包括功率分路器(shunt)，其配置成將輸入和輸出之一所施加在變速器上的功率傳遞至輸入和輸出中的另一個(gè)上。本發(fā)明還提供了一種傳動(dòng)系統(tǒng)和有助于該傳動(dòng)系統(tǒng)換擋的方法。
附圖簡(jiǎn)介現(xiàn)在將參照附圖通過(guò)示例來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中

圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的車(chē)輛動(dòng)力系統(tǒng)的框圖；圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的變速器的示意圖；圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的變速器的示意圖；圖4是顯示在圖2和圖3的變速器中使用的電功率分路器的框圖；圖5是顯示在圖2和圖3的變速器中使用的液壓功率分路器的框圖。
本發(fā)明的詳細(xì)描述圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的動(dòng)力系統(tǒng)20的框圖。在所示的實(shí)施例中，動(dòng)力系統(tǒng)20包括原動(dòng)機(jī)22、火花點(diǎn)火或壓縮點(diǎn)火的內(nèi)燃機(jī)、變速齒輪變速器24和主離合器26。動(dòng)力系統(tǒng)20還包括功率分路器27，其包括第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)28和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)30。用語(yǔ)“電動(dòng)發(fā)電機(jī)”用于描述基于功率輸入而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)輸出和/或基于旋轉(zhuǎn)輸入而產(chǎn)生功率輸出的裝置。這種電動(dòng)發(fā)電機(jī)裝置包括但不限于用電的電動(dòng)發(fā)電機(jī)和液壓馬達(dá)泵。
在一個(gè)實(shí)施例中，動(dòng)力系統(tǒng)20還包括電子控制裝置(ECU)32，其用于控制原動(dòng)機(jī)22、變速器24和電動(dòng)發(fā)電機(jī)28，30的操作。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，ECU32包括可編程數(shù)字計(jì)算機(jī)，其配置成可接受各種輸入信號(hào)，包括但不限于原動(dòng)機(jī)22的操作速度、變速器的輸入速度、所選的傳動(dòng)比、變速器的輸出速度和車(chē)輛速度。ECU32根據(jù)邏輯規(guī)則來(lái)處理這些信號(hào)，以便控制動(dòng)力系統(tǒng)20的操作。為了支持這種控制，原動(dòng)機(jī)22和變速器24各自可選擇性地包括由ECU32控制的其自身控制器(分別為34和36)。然而，本發(fā)明并不限于ECU32以及控制器34和36的任何特定類(lèi)型或配置，或者受限于用于調(diào)整動(dòng)力系統(tǒng)20操作的任何特定控制邏輯。例如，ECU32可執(zhí)行控制器34或36的功能。
如以下進(jìn)一步詳細(xì)討論所述，動(dòng)力系統(tǒng)20還可包括至少一個(gè)能量存儲(chǔ)裝置38，其用于為操作第一和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)28，30提供能量。例如，當(dāng)?shù)谝缓偷诙妱?dòng)發(fā)電機(jī)28，30用作液壓馬達(dá)泵時(shí)，能量存儲(chǔ)裝置38可包括液壓蓄能器。當(dāng)如此配置時(shí)，通過(guò)本領(lǐng)域中已知的控制器39(例如參見(jiàn)圖5)，就可為各液壓電動(dòng)發(fā)電機(jī)28，30提供與能量存儲(chǔ)裝置38的連通。作為備選，當(dāng)?shù)谝缓偷诙妱?dòng)發(fā)電機(jī)28，30用作用電的電動(dòng)發(fā)電機(jī)時(shí)，能量存儲(chǔ)裝置38可包括電池、電池組或電容器。當(dāng)如此配置時(shí)，通過(guò)本領(lǐng)域中已知的驅(qū)動(dòng)逆變器40(例如參見(jiàn)圖4)，就可為各電動(dòng)發(fā)電機(jī)28，30提供與能量存儲(chǔ)裝置38的電連通。
參看圖2，其顯示了變速器24的一個(gè)實(shí)施例。在所示的實(shí)施例中，變速器24包括輸入軸42、主軸或輸出軸44、通常與輸入軸和輸出軸42和44平行地延伸的副軸46，以及一個(gè)或多個(gè)設(shè)置在軸42，44和46上和/或其周?chē)凝X輪。在一種特定的配置中，第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)28連接在輸入軸42上，第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)30連接在輸出軸44上。當(dāng)?shù)谝缓偷诙妱?dòng)發(fā)電機(jī)28，30用作電動(dòng)發(fā)電機(jī)時(shí)，如圖2所示，輸入軸和輸出軸42，44連接起來(lái)，以便隨著定位在定子50中的轉(zhuǎn)子48一起旋轉(zhuǎn)。各轉(zhuǎn)子48可用花鍵聯(lián)接在相應(yīng)的軸42，44上而隨其一起旋轉(zhuǎn)；然而，也可使用本領(lǐng)域中已知的其它配置來(lái)連接轉(zhuǎn)子48和軸42，44。雖然圖2中顯示了第一和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)28，30包括用電的電動(dòng)發(fā)電機(jī)，但并不必局限于此。此外，雖然變速器被顯示并描述為副軸的配置，但是本發(fā)明的范圍還包括其它的配置，包括行星齒輪傳動(dòng)配置。
輸入軸42可通過(guò)離合器26(圖2中未顯示)而連接在原動(dòng)機(jī)22上。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，離合器26是自動(dòng)的主離合器。因而，離合器26的接合和分離自動(dòng)地進(jìn)行，而無(wú)需車(chē)輛駕駛員促動(dòng)踏板或進(jìn)行其它輸入。然而，其中車(chē)輛駕駛員控制離合器接合和分離的其它離合器設(shè)計(jì)也屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
連接在輸入軸42上的是第一前齒輪52，其與連接在副軸46上的第二前齒輪54相嚙合。副軸46攜帶許多固定在副軸46上、并因此隨副軸46旋轉(zhuǎn)的輸入齒輪56，58，60，62和64。設(shè)置在副軸46上的輸入齒輪的數(shù)量并不限于圖2中所示的數(shù)量，并且可根據(jù)變速器24中所需的傳動(dòng)比數(shù)而包括更多或更少的輸入齒輪。用語(yǔ)“齒輪”用于限定圖2中所示帶齒的輪，以及將該輪的帶齒特征直接加工到輸入軸和輸出軸42，44和副軸46上。
可旋轉(zhuǎn)地支撐在輸出軸44上的是多個(gè)輸出齒輪66，68，70，72和74。不同于副軸46上的輸入齒輪56-64，輸出齒輪66-74可自由地繞輸出軸44旋轉(zhuǎn)。輸入齒輪56-64各自與相應(yīng)的輸出齒輪66-74相嚙合，從而在變速器24中產(chǎn)生許多傳動(dòng)比。如同輸入齒輪56-64一樣，設(shè)置在輸出軸44上的輸出齒輪66-74的數(shù)量并不限于圖2中所示的數(shù)量。
副軸46上還連接著隨副軸46一起旋轉(zhuǎn)的反向輸入齒輪76。反向輸入齒輪76與空轉(zhuǎn)齒輪78相嚙合，空轉(zhuǎn)齒輪78則與可旋轉(zhuǎn)地支撐在輸出軸44上的反向輸出齒輪80相嚙合?？辙D(zhuǎn)齒輪78改變輸出齒輪80的旋轉(zhuǎn)方向，輸出齒輪80在與輸出軸44接合時(shí)將導(dǎo)致車(chē)輛反向地移動(dòng)，而其它輸出齒輪66-74在與輸出軸44接合時(shí)導(dǎo)致車(chē)輛在前進(jìn)方向上移動(dòng)。
在圖2所示的實(shí)施例中，變速器24還包括可軸向移動(dòng)的離合器82，84，86和88，例如非同步化單動(dòng)或雙動(dòng)的爪形離合器，其用花鍵聯(lián)接在輸出軸上而隨其一起旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，離合器82可在軸向方向上朝第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)28移動(dòng)，以便固定輸出軸44而使其隨輸入軸42(通過(guò)前齒輪52)一起旋轉(zhuǎn)，或者在相反方向上移動(dòng)，以便固定輸出齒輪66而使其隨輸出軸44一起旋轉(zhuǎn)。類(lèi)似地，離合器84-88可在相反的軸向方向上移動(dòng)，以便將其相應(yīng)的輸出齒輪旋轉(zhuǎn)式地固定在輸出軸44上。
如上述，ECU32在基于接收和計(jì)算各種輸入信號(hào)的基礎(chǔ)上將命令傳遞給動(dòng)力系統(tǒng)20的部件。這些命令可包括對(duì)換擋控制裝置(未顯示)的傳動(dòng)比選擇命令，該換擋控制裝置間接地使離合器82，84，86和88移動(dòng)，以便在副軸46和輸出軸44之間建立傳動(dòng)比。換擋控制裝置可以是傳統(tǒng)裝置，例如X-Y機(jī)電換擋促動(dòng)器系統(tǒng)或任何其它合適的裝置，這些裝置通過(guò)導(dǎo)軌型換擋操縱機(jī)構(gòu)(也未顯示)來(lái)控制各離合器82，84，86和88的軸向位置。作為備選，離合器82，84，86和88可以是液壓和/或機(jī)電操作的，而無(wú)須使用導(dǎo)軌型換擋操縱機(jī)構(gòu)。
參看圖3，其顯示了變速器24的另一實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)施例中，第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)28通過(guò)變速器24的動(dòng)力輸出裝置(PTO)而連接在變速器24的輸入上。在圖3所示的典型配置中，第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)28連接在動(dòng)力輸出齒輪90上，其與副軸46上的第二前齒輪54相嚙合。作為備選，第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)28可與離合器26上游側(cè)的齒輪或其它裝置(未顯示)相連接。例如，電動(dòng)發(fā)電機(jī)28可通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)輔助傳動(dòng)皮帶而連接在原動(dòng)機(jī)22上，這種傳動(dòng)皮帶例如為用于交流發(fā)電機(jī)或動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵的那種傳動(dòng)皮帶。
現(xiàn)在將參照?qǐng)D紙1-3來(lái)描述動(dòng)力系統(tǒng)20的操作。在第一操作模式下，功率從輸入軸42傳遞至副軸46，之后通過(guò)協(xié)作的輸入/輸出齒輪(如齒輪64和74)而傳遞至輸出軸44。如上所述，通過(guò)操作其中一個(gè)離合器82，84，86和88來(lái)選定傳動(dòng)比，以便固定輸出齒輪(例如齒輪74)和輸出軸44的旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)主離合器26接合、并且通過(guò)變速器24將功率從原動(dòng)機(jī)22傳遞至輸出軸44上時(shí)，通常有大的扭矩載荷或″扭矩鎖″將該接合離合器保持在特定位置。在傳動(dòng)比變化或″換擋″期間，施加在輸出齒輪66-74上的功率必須接近零值，以便接合在所選輸出齒輪(例如齒輪74)上的離合器(例如離合器86)可分離，并且新的輸出齒輪可接合上。為了動(dòng)力系統(tǒng)20的最佳操作，還需要通過(guò)變速器24連續(xù)地將功率從原動(dòng)機(jī)22施加在輸出軸44上。為了滿(mǎn)足在換擋期間的這些操作，第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)28可用作發(fā)電機(jī)來(lái)吸收原動(dòng)機(jī)22的功率，而第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)30可用作電動(dòng)機(jī)，以便將功率施加在輸出軸44上。這種操作保持了輸出軸44上的功率，并將通過(guò)變速器24所傳遞的功率減少至零值，這就可克服由所選輸出齒輪強(qiáng)加于接合的輸出軸離合器上的″扭矩鎖″。一旦在選定的輸出齒輪(例如齒輪74)與接合離合器(例如離合器86)之間傳遞的功率顯著地減小或下降至零，則接合離合器可分離，之后在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候選擇不同的傳動(dòng)比。
在機(jī)動(dòng)車(chē)應(yīng)用中，傳動(dòng)系扭矩可通過(guò)輸入軸42從原動(dòng)機(jī)22傳遞至變速器24，之后通過(guò)輸出軸44傳遞至主動(dòng)輪上。在這種方式下，傳動(dòng)系扭矩被認(rèn)為是正向的。作為備選，例如當(dāng)車(chē)輛減速至停止時(shí)，傳動(dòng)系扭矩可通過(guò)輸出軸44從車(chē)輛的主動(dòng)輪傳遞至變速器24中，之后通過(guò)輸入軸42傳遞至原動(dòng)機(jī)22上。在這種方式下，傳動(dòng)系扭矩被認(rèn)為是反向的。當(dāng)傳動(dòng)系扭矩是反向時(shí)，第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)30可用作發(fā)電機(jī)來(lái)吸收輸出軸44的功率，而第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)28可用作電動(dòng)機(jī)而通過(guò)輸入軸42驅(qū)動(dòng)原動(dòng)機(jī)，以便保持輸出軸44至輸入軸42的功率，并且減輕所選輸出齒輪(例如齒輪74)上的扭矩，以克服由接合的輸出軸離合器(例如離合器86)強(qiáng)加于所選輸出齒輪(例如齒輪74)上的任何″扭矩鎖″。之后，接合的輸出軸離合器(例如離合器86)可分離，之后在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候選擇不同的傳動(dòng)比。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在換擋期間使第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)30用作電動(dòng)機(jī)的功率由用作發(fā)電機(jī)的第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)28來(lái)提供。具體地說(shuō)，第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)28在發(fā)電機(jī)模式下用于吸收輸入軸42處的來(lái)自原動(dòng)機(jī)22的功率，同時(shí)第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)28所接收的功率分路至第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)30上，以便將扭矩施加在輸出軸44上。在這種方式下，通過(guò)操作第一和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)28，30，就可完成調(diào)高速擋的齒輪變速，從而將輸入軸42和輸出軸44的速度調(diào)整到合適的新傳動(dòng)比值，同時(shí)繼續(xù)吸收來(lái)自原動(dòng)機(jī)22的功率，并將功率施加在輸出軸44上。更具體地說(shuō)，可調(diào)整輸入軸42和/或輸出軸44的速度，以修正輸出齒輪66-74和/或離合器82，84，86和88的速度，使得變速齒輪的轉(zhuǎn)速在傳動(dòng)比變化期間大致類(lèi)似于接合離合器的轉(zhuǎn)速。
作為備選，在反向的傳動(dòng)系扭矩周期期間，使第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)28用作電動(dòng)機(jī)的功率由用作發(fā)電機(jī)的第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)30來(lái)提供。具體地說(shuō)，第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)30在發(fā)電機(jī)模式下用于吸收輸出軸44處的功率，并將該功率傳遞至第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)28上，以便施加在輸入軸42上。通過(guò)在變速器24的輸入和輸出之間分流功率，并在換擋期間適當(dāng)?shù)乜刂婆ぞ睾退俣龋涂娠@著地提高調(diào)至高速擋或低速擋的速度，并且可在無(wú)需中斷輸入軸42和輸出軸44之間的功率的條件下，使變速器24進(jìn)行“機(jī)械調(diào)擋”。
參看圖1，4和圖5，在換擋期間，在第一及第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)28，30之間的功率流可以是直接的，如圖1中所示，或者是間接的，如圖1，4和5中所示。如圖4中所示，當(dāng)?shù)谝缓偷诙妱?dòng)發(fā)電機(jī)用作電動(dòng)發(fā)電機(jī)時(shí)，第一和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)28，30所產(chǎn)生的電功率可通過(guò)驅(qū)動(dòng)逆變器40來(lái)進(jìn)行分流，并在分給需要功率的電動(dòng)發(fā)電機(jī)之前儲(chǔ)存在能量存儲(chǔ)裝置38中。如圖5中所示，當(dāng)?shù)谝缓偷诙妱?dòng)發(fā)電機(jī)用作電動(dòng)發(fā)電機(jī)時(shí)，第一和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)28，30所產(chǎn)生的電功率可通過(guò)液壓控制器39來(lái)進(jìn)行分流，并在分給需要功率的電動(dòng)發(fā)電機(jī)之前儲(chǔ)存在能量存儲(chǔ)裝置38中。各電動(dòng)發(fā)電機(jī)28，30作為發(fā)電機(jī)的操作可出現(xiàn)在換擋期間，或者出現(xiàn)在動(dòng)力系統(tǒng)20操作期間的任何時(shí)間，在這種情況下，電動(dòng)發(fā)電機(jī)28，30作為發(fā)電機(jī)的操作不會(huì)對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)20的操作造成負(fù)面影響。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在第一和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)28，30之間分流的功率可通過(guò)將部分分流功率儲(chǔ)存在能量存儲(chǔ)裝置38中而減少，或者通過(guò)將儲(chǔ)存的能量應(yīng)用于第一和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)28，30之間的功率流中而增大。在另一實(shí)施例中，動(dòng)力系統(tǒng)20可包括連接在輸出軸44上的單獨(dú)的電動(dòng)發(fā)電機(jī)30。在這個(gè)實(shí)施例中，電動(dòng)發(fā)電機(jī)30可用作發(fā)電機(jī)，以便在方便的時(shí)候，例如在換擋之間以及在車(chē)輛巡航期間，使能量存儲(chǔ)裝置38充電。在正向的傳動(dòng)系扭矩周期期間，電動(dòng)發(fā)電機(jī)30使用儲(chǔ)蓄能量而作為電動(dòng)機(jī)進(jìn)行操作，以便在換擋期間保持輸出軸44上的功率。作為備選，在反向的傳動(dòng)系扭矩周期期間，電動(dòng)發(fā)電機(jī)30用作發(fā)電機(jī)，使能量存儲(chǔ)裝置38充電。當(dāng)沒(méi)有采用輸入軸電動(dòng)發(fā)電機(jī)時(shí)，變速器輸入軸42上的扭矩和速度由某些其它方法來(lái)進(jìn)行控制，例如由在離合器26接合情形下的原動(dòng)機(jī)22的操作來(lái)控制。
在正向的傳動(dòng)系扭矩周期期間，在第一和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)28，30之間分流的功率是原動(dòng)機(jī)22產(chǎn)生的功率。當(dāng)功率從第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)28傳遞至第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)30上時(shí)，通過(guò)限制原動(dòng)機(jī)22在正向傳動(dòng)系扭矩的周期期間所產(chǎn)生的功率量，就可減少第一和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)28，30的容量。例如，當(dāng)功率從第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)28傳遞至第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)30上時(shí)，ECU32可減少用作發(fā)動(dòng)機(jī)的原動(dòng)機(jī)22的燃料。
在使主離合器于換擋期間分離的傳動(dòng)系統(tǒng)中，施加在變速器的輸出軸上的扭矩在傳動(dòng)比變化期間顯著地減小或下降到零。在機(jī)動(dòng)車(chē)中，車(chē)輛乘客可察覺(jué)到扭矩的這種中斷。然而，當(dāng)在機(jī)動(dòng)車(chē)中采用動(dòng)力系統(tǒng)20時(shí)，第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)30可操作，以便當(dāng)請(qǐng)求改變傳動(dòng)比時(shí)，保持輸出軸44上的扭矩至采用了動(dòng)力系統(tǒng)20的車(chē)輛的主動(dòng)輪。這種特征除了實(shí)現(xiàn)變速器24的自動(dòng)″機(jī)械換擋″之外，還提高了動(dòng)力系統(tǒng)20的換擋平滑度和換擋質(zhì)量。
上面已經(jīng)參照前面的實(shí)施例特別顯示并描述了本發(fā)明，這些實(shí)施例僅僅顯示了用于執(zhí)行本發(fā)明的最好模式。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)該懂得，在沒(méi)有脫離所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可采用本文所描述的本發(fā)明實(shí)施例的各種備選方案來(lái)實(shí)施本發(fā)明。所附權(quán)利要求旨在限定本發(fā)明的范圍，并因此覆蓋這些權(quán)利要求和其等效范圍內(nèi)的方法和裝置。本發(fā)明的描述應(yīng)該理解為還包括本文所述元件的所有新穎和不明顯的組合，并且權(quán)利要求在本申請(qǐng)或后續(xù)申請(qǐng)中包括這些元件的任何新穎的和非顯而易見(jiàn)的組合。此外，前面的實(shí)施例是說(shuō)明性的，對(duì)于在本申請(qǐng)或后續(xù)申請(qǐng)中提出權(quán)利要求的所有可能組合而言，并沒(méi)有單個(gè)特征或元件是必需的。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)力系統(tǒng)(20)，包括原動(dòng)機(jī)(22)；變速齒輪變速器(24)，其包括輸入(42)、至少兩種傳動(dòng)比以及輸出(44)；和功率分路器(27)，其配置成可將所述輸入和輸出之一施加在所述變速器(24)上的功率傳遞至所述輸入和輸出中的另一個(gè)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述功率分路器(27)包括第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)(28)和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)(30)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)(28)連接在所述輸入(42)上，所述第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)(30)連接在所述輸出(44)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)(28)由所述原動(dòng)機(jī)(22)來(lái)驅(qū)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述第一和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)(28，30)是用電的電動(dòng)發(fā)電機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述第一和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)(28，30)是液壓馬達(dá)泵。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)傳動(dòng)系扭矩是正向時(shí)，所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)(28)是發(fā)電機(jī)，所述第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)(30)是電動(dòng)機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)傳動(dòng)系扭矩是反向時(shí)，所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)(28)是電動(dòng)機(jī)，所述第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)(30)是發(fā)電機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述功率分路器(27)包括由所述第一和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)(28，30)之一所產(chǎn)生的電功率。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述功率分路器(27)包括由所述第一和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)(28，30)之一所產(chǎn)生的液壓功率。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入(42)是輸入軸，所述輸出(44)是輸出軸。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述功率分路器(27)包括能量存儲(chǔ)裝置(38)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述能量存儲(chǔ)裝置(38)儲(chǔ)存電功率或液壓功率。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述變速齒輪通過(guò)離合器(82，84，86，88)而接合，并且所述功率分路器(27)配置成可將所述輸入(42)和所述輸出(44)之一施加在變速器(24)上的功率傳遞至所述輸入(42)和所述輸出(44)中的另一個(gè)上，使得在所選變速齒輪和接合離合器之間傳遞的功率顯著地減小或下降至零。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述變速齒輪通過(guò)離合器(82，84，86，88)而接合，并且所述功率分路器(27)配置成可將所述輸入(42)和所述輸出(44)之一施加在變速器(24)上的功率傳遞至所述輸入(42)和所述輸出(44)中的另一個(gè)上，使得變速齒輪的轉(zhuǎn)速在傳動(dòng)比變化期間與接合離合器的轉(zhuǎn)速基本相似。
16.一種動(dòng)力系統(tǒng)，包括原動(dòng)機(jī)(22)；變速齒輪變速器(24)，其包括輸入(42)、至少兩種傳動(dòng)比以及輸出(44)；連接在所述輸入(42)上的第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)(28)和連接在所述輸出(44)上的第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)(30)，在所述變速器(24)的輸入(42)與輸出(44)之間的第一功率路徑，所述第一功率路徑由所述變速器(24)的傳動(dòng)比來(lái)限定；和在所述變速器(24)的輸入(42)與輸出(44)之間的第二功率路徑，所述第二功率路徑由所述第一和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)(28，30)來(lái)限定。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述第一和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)(28，30)配置成可通過(guò)所述第二功率路徑來(lái)傳遞功率，使得施加在所述輸入(42)上的功率在齒輪變速期間與施加在所述輸出(44)上的功率基本相似。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)傳動(dòng)系扭矩是正向時(shí)，所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)(28)是發(fā)電機(jī)，而所述第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)(30)是電動(dòng)機(jī)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)傳動(dòng)系扭矩是反向時(shí)，所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)(28)是電動(dòng)機(jī)，而所述第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)(30)是發(fā)電機(jī)。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述第二功率路徑包括由所述第一和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)(28，30)之一所產(chǎn)生的電功率。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述第二功率路徑包括由所述第一和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)(28，30)之一所產(chǎn)生的液壓功率。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述第一和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)(28，30)是電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)。
23.根據(jù)權(quán)利要求16所述的動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入(42)是輸入軸，所述輸出(44)是輸出軸。
24.根據(jù)權(quán)利要求16所述的動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述第二功率路徑包括能量存儲(chǔ)裝置(38)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述能量存儲(chǔ)裝置(38)儲(chǔ)存電功率或液壓功率。
26.根據(jù)權(quán)利要求16所述的動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述變速齒輪通過(guò)離合器(82，84，86，88)而接合，并且所述功率分路器配置成可將所述輸入(42)和所述輸出(44)之一施加在變速器(24)上的功率傳遞至所述輸入(42)和所述輸出(44)中的另一個(gè)上，使得在所選變速齒輪與接合離合器之間傳遞的功率顯著地減小或下降至零。
27.根據(jù)權(quán)利要求16所述的動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述變速齒輪通過(guò)離合器(82，84，86，88)而接合，并且所述功率分路器配置成可通過(guò)所述第二功率路徑來(lái)傳遞功率，使得變速齒輪的轉(zhuǎn)速在傳動(dòng)比變化期間與接合離合器的轉(zhuǎn)速基本相似。
28.一種傳動(dòng)系統(tǒng)(no#)，包括變速齒輪變速器(24)，其包括輸入(42)、至少兩種傳動(dòng)比以及輸出(44)；和功率分路器(27)，其配置成可將所述輸入(42)和輸出(44)之一施加在所述變速器(24)上的功率傳遞至所述輸入(42)和輸出(44)中的另一個(gè)上。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述功率分路器(27)包括第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)(28)和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)(30)。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)(28)連接在所述輸入(42)上，所述第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)(30)連接在所述輸出(44)上。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)(28，30)是用電的電動(dòng)發(fā)電機(jī)。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)(28，30)是液壓馬達(dá)泵。
33.根據(jù)權(quán)利要求29所述的傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)傳動(dòng)系扭矩是正向時(shí)，所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)(28)是發(fā)電機(jī)，而所述第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)(30)是電動(dòng)機(jī)。
34.根據(jù)權(quán)利要求29所述的傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)傳動(dòng)系扭矩是反向時(shí)，所述第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)(28)是電動(dòng)機(jī)，而所述第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)(30)是發(fā)電機(jī)。
35.根據(jù)權(quán)利要求29所述的傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述功率分路器(27)包括由所述第一和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)(28，30)之一所產(chǎn)生的電功率。
36.根據(jù)權(quán)利要求29所述的傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述功率分路器(27)包括由所述第一和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)(28，30)之一所產(chǎn)生的液壓功率。
37.根據(jù)權(quán)利要求29所述的傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入(42)是輸入軸，所述輸出(44)是輸出軸。
38.根據(jù)權(quán)利要求29所述的傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述功率分路器(27)包括能量存儲(chǔ)裝置(38)。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述能量存儲(chǔ)裝置(38)儲(chǔ)存電功率或液壓功率。
40.根據(jù)權(quán)利要求28所述的傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述變速齒輪通過(guò)離合器(82，84，86，88)而接合，并且所述功率分路器(27)配置成可將所述輸入(42)和所述輸出(44)之一施加在變速器(24)上的功率傳遞至所述輸入(42)和所述輸出(44)的另一個(gè)，使得在所選變速齒輪與接合離合器之間傳遞的功率顯著地減小或下降至零。
41.根據(jù)權(quán)利要求28所述的傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述變速齒輪通過(guò)離合器(82，84，86，88)而接合，并且所述功率分路器(27)配置成可將所述輸入(42)和所述輸出(44)之一施加在變速器(24)上的功率傳遞至所述輸入(42)和所述輸出(44)的另一個(gè)，使得變速齒輪的轉(zhuǎn)速在傳動(dòng)比變化期間與接合離合器的轉(zhuǎn)速基本相似。
42.一種用于操作變速器的方法，包括提供變速齒輪變速器(24)，其包括輸入(42)、至少兩種傳動(dòng)比以及輸出(44)；和將所述輸入(42)和輸出(44)之一施加在所述變速器(24)上的功率傳遞至所述輸入(42)和輸出(44)中的另一個(gè)上。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，將所述輸入(42)和輸出(44)之一施加在所述變速器(24)上的功率傳遞至所述輸入(42)和輸出(44)中的另一個(gè)上的所述操作還通過(guò)將功率從所述輸入(42)傳遞至所述輸出(44)來(lái)限定。
44.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，將所述輸入(42)和輸出(44)之一施加在所述變速器(24)上的功率傳遞至所述輸入(42)和輸出(44)中的另一個(gè)上的所述操作還通過(guò)將功率從所述輸出(44)傳遞至所述輸入(42)來(lái)限定。
45.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，將所述輸入(42)和輸出(44)之一施加在所述變速器(24)上的功率傳遞至所述輸入(42)和輸出(44)中另一個(gè)上的所述操作還通過(guò)功率分流來(lái)限定，這種功率分流使得在所選變速齒輪與接合離合器之間傳遞的功率顯著地減小或下降至零。
46.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，將所述輸入(42)和輸出(44)之一施加在所述變速器(24)上的功率傳遞至所述輸入(42)和輸出(44)中另一個(gè)上的所述操作還通過(guò)功率分流來(lái)限定，這種功率分流使得變速齒輪的轉(zhuǎn)速在傳動(dòng)比變化期間與接合離合器的轉(zhuǎn)速基本相似。
47.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，將所述輸入(42)和輸出(44)之一施加在所述變速器(24)上的功率傳遞至所述輸入(42)和輸出(44)中另一個(gè)上的所述操作還通過(guò)減小或增大在所述變速器(24)的所述輸入(42)與所述輸出(44)之間傳遞的功率來(lái)限定。
48.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，還包括這樣的步驟，即，提供原動(dòng)機(jī)(22)，并在將功率從所述輸入(42)傳遞至所述輸出(44)的過(guò)程中減小所述原動(dòng)機(jī)(22)的功率輸出。
49.一種動(dòng)力系統(tǒng)(20)，包括變速齒輪變速器(24)，其包括輸入(42)、至少兩種傳動(dòng)比以及輸出(44)；連接在所述輸入(42)上、并配置成可將功率施加在所述變速器(24)上的原動(dòng)機(jī)(22)；和電動(dòng)發(fā)電機(jī)(20)，其連接在所述輸出(44)上，并適于在所述原動(dòng)機(jī)(22)將功率施加在所述變速器(24)的過(guò)程中，與功率的相應(yīng)增加或減少相對(duì)應(yīng)地來(lái)分別吸收所述輸出(44)的功率或?qū)⒐β适┘釉谒鲚敵?44)上，以便有助于所述變速器(24)的傳動(dòng)比變化。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng)力系統(tǒng)(20)包括能量存儲(chǔ)裝置(38)，其配置成當(dāng)所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)(30)吸收來(lái)自所述輸出(44)的功率時(shí)，可儲(chǔ)存從所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)(30)中接受的功率，并且還配置成當(dāng)所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)(30)將功率施加在所述輸出(44)上時(shí)，為所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)(30)提供功率。
全文摘要
本文提供了一種動(dòng)力系統(tǒng)(20)，其包括原動(dòng)機(jī)(22)，以及具有輸入(42)、至少兩種傳動(dòng)比以及輸出(44)的變速齒輪變速器(24)。這種動(dòng)力系統(tǒng)(20)還包括功率分路器(27)，其配置成可將輸入(42)和輸出(44)之一施加在變速器(24)上的功率傳遞至輸入(42)和輸出(44)中的另一個(gè)上。本文還提供了一種傳動(dòng)系統(tǒng)和有助于該傳動(dòng)系統(tǒng)換擋的方法。
文檔編號(hào)B60K6/442GK1910065SQ200580003096
公開(kāi)日2007年2月7日 申請(qǐng)日期2005年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月23日
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