用于車輛的混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)和用于該推進(jìn)系統(tǒng)的變速器的制造方法
【專利摘要】本申請(qǐng)涉及混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)和用于該系統(tǒng)的變速器?；旌蟿?dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)包括：內(nèi)燃機(jī)（ICE）、電機(jī)（EM）、適于從電機(jī)（EM）接收旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的主軸（14）、次軸（16）、將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到車輛的輪軸的車輪上的差動(dòng)器（36）、介于主軸與次軸之間的用于在主軸和次軸之間傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（26）、介于次軸與差動(dòng)器之間的用于在次軸與差動(dòng)器之間傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（40）、和關(guān)聯(lián)到次軸的超越離合器（54），由此次軸通過超越離合器從內(nèi)燃機(jī)接收旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。還在超越離合器的上游設(shè)置減速器機(jī)構(gòu)（58、62），由此次軸被設(shè)置成通過減速器機(jī)構(gòu)以及通過超越離合器從內(nèi)燃機(jī)接收旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
【專利說明】用于車輛的混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)和用于該推進(jìn)系統(tǒng)的變速器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般涉及用于車輛的混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)，所述混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)包括內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)，適于使所述車輛能夠以純電動(dòng)模式(即，其中驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩完全由電機(jī)產(chǎn)生)或者以混合動(dòng)力模式(即，其中驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩部分由電機(jī)產(chǎn)生且部分由內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生)運(yùn)行，以及更具體地，本發(fā)明涉及用于這種推進(jìn)系統(tǒng)的變速器(transmission，傳動(dòng)裝置)。
【背景技術(shù)】
[0002]具有在獨(dú)立權(quán)利要求1的前序部分中闡述的特征的變速器從FR-A-2970209中可知曉。根據(jù)這種已知的解決方案，超越離合器(overrunning clutch,過速離合器)介于輪轂與齒圈之間，所述輪轂與變速器的次軸(secondary shaft)驅(qū)動(dòng)地連接以便旋轉(zhuǎn)，所述齒圈與內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)地連接以便旋轉(zhuǎn)，由此在超越離合器的嚙合狀態(tài)下，次軸與內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)地連接以便旋轉(zhuǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的一個(gè)目的是提供用于混合動(dòng)力機(jī)動(dòng)車的變速器，其簡單和緊湊并且能夠提供寬范圍的可能工作模式，并且特別地其允許使用電機(jī)作為主馬達(dá)而使用內(nèi)燃機(jī)作為輔助馬達(dá)。
[0004]這個(gè)和其他的目的可根據(jù)本發(fā)明憑借具有所附獨(dú)立權(quán)利要求1中闡述的特征的用于混合動(dòng)力機(jī)動(dòng)車的變速器而完全地實(shí)現(xiàn)。
[0005]本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例是從屬權(quán)利要求的主題，其內(nèi)容將被看作下列描述的整體和組成部分。
[0006]簡而言之，本發(fā)明基于以下構(gòu)思:將變速器的次軸在一側(cè)上通過齒輪傳動(dòng)裝置和/或機(jī)械的變速箱連接到變速器的主軸以從電機(jī)接收旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并且在另一側(cè)上通過超越離合器和減速器機(jī)構(gòu)連接到車輛的內(nèi)燃機(jī)。因此，在設(shè)有根據(jù)本發(fā)明的變速器的混合動(dòng)力機(jī)動(dòng)車中，電機(jī)構(gòu)成了車輛的主牽引馬達(dá)，因?yàn)樗挥谰玫剡B接到變速器的主軸并且通過所述主軸連接到車輪，而車輛的內(nèi)燃機(jī)可連接到變速器的次軸以通過超越離合器將轉(zhuǎn)矩傳輸?shù)杰囕?。此外，憑借設(shè)置在超越離合器上游的、并且因此介于車輛的內(nèi)燃機(jī)與超越離合器之間的減速器機(jī)構(gòu)，根據(jù)本發(fā)明的變速器具有比現(xiàn)有技術(shù)更緊湊的設(shè)計(jì)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]本發(fā)明的其他的特征和優(yōu)點(diǎn)從下文中的僅僅以非限制性的實(shí)例的方式參考附圖給出的詳細(xì)描述中將變得明顯，其中:
[0008]圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的包含有變速器的用于車輛的混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)；以及
[0009]圖2和3分別是根據(jù)本發(fā)明的用于混合動(dòng)力機(jī)動(dòng)車的變速器的截面圖和立體圖。【具體實(shí)施方式】
[0010]參考附圖，用于混合動(dòng)力機(jī)動(dòng)車的變速器通常用10表示并且包括外殼12，主軸
14、次軸16和副軸(lay shaft,中心軸)18通過各自的軸承20,22和24被支撐在外殼12中，以便繞各自的旋轉(zhuǎn)軸xl、x2和x3旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軸xl、x2和x3被相互平行地設(shè)置并且被相互間隔開。
[0011]如可在圖2中看到的，主軸14旨在連接到車輛的電機(jī)EM，其優(yōu)選地適合于既作為電動(dòng)機(jī)也作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行。優(yōu)選地，電機(jī)EM與主軸14同軸地固定到外殼12。
[0012]主軸14通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)26將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳輸給次軸16，根據(jù)圖2和3中顯示的實(shí)施例，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)26包括齒輪傳動(dòng)裝置,該齒輪傳動(dòng)裝置包括:驅(qū)動(dòng)小齒輪28,所述驅(qū)動(dòng)小齒輪被安裝在主軸14上以便驅(qū)動(dòng)地連接以便旋轉(zhuǎn)(在所建議的實(shí)施例中驅(qū)動(dòng)小齒輪28與主軸14整體形成);從動(dòng)齒輪30，所述從動(dòng)齒輪被安裝在次軸16上以便驅(qū)動(dòng)地連接以便旋轉(zhuǎn)；以及中間齒輪32，其通過軸承34被外殼12支撐以繞軸線x4旋轉(zhuǎn)，軸線x4平行于主軸14和次軸16的旋轉(zhuǎn)軸線Xl和x2且與這些軸線間隔開，并且所述中間齒輪與驅(qū)動(dòng)小齒輪28以及與從動(dòng)齒輪30兩者都永久地嚙合。因此，以這種方式，電機(jī)EM直接驅(qū)動(dòng)主軸14的旋轉(zhuǎn)，并且通過形成傳動(dòng)機(jī)構(gòu)26的齒輪傳動(dòng)裝置，用固定的傳動(dòng)比驅(qū)動(dòng)次軸16的旋轉(zhuǎn)，該固定的傳動(dòng)比取決于形成這個(gè)齒輪傳動(dòng)裝置的齒輪28、30和32的齒數(shù)。可替換地，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)26可以由機(jī)械變速箱形成或者至少包括機(jī)械變速箱，以允許改變主軸和次軸之間(以及因此電機(jī)和次軸之間)的傳動(dòng)比。
[0013]次軸16通過差動(dòng)器36將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到車輛的相同軸(對(duì)于前軸或者后軸都是一樣)的車輪。差動(dòng)器36 (其是本身已知的類型并且其因此在這里將不進(jìn)一步描述)優(yōu)選地也被容納在外殼12內(nèi)。更具體地，次軸16通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)40將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給齒圈38，該齒圈用作差動(dòng)器36的輸入齒輪，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，如特別是在圖2和3中可以看到的一樣，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)40被配置為允許反轉(zhuǎn)齒圈38的旋轉(zhuǎn)方向。關(guān)于此，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)40包括:用于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)從次軸16傳遞到齒圈38的第一齒輪傳動(dòng)裝置、在相對(duì)于第一齒輪傳動(dòng)裝置的相反方向上將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)從次軸16傳遞到齒圈38的第二齒輪傳動(dòng)裝置、以及用于選擇第一或者第二齒輪傳動(dòng)裝置的聯(lián)接裝置42。第一齒輪傳動(dòng)裝置包括齒輪44，齒輪44由次軸16承載并且永久地與差動(dòng)器36的齒圈38嚙合。第二齒輪傳動(dòng)裝置包括由次軸16承載的齒輪46和由副軸18承載的一對(duì)齒輪48和50，其中齒輪48永久地與由次軸16承載的齒輪46嚙合，而齒輪50永久地與差動(dòng)器36的齒圈38嚙合。在圖示的實(shí)施例中，齒輪48和50被制造為固定的齒輪，即，被制造為永久地固定以隨各自的軸(副軸18)旋轉(zhuǎn)的齒輪，而齒輪44和46被制造為怠速齒輪且可通過聯(lián)接裝置42與各自的軸(次軸16)選擇性地連接以便旋轉(zhuǎn)。這樣，在次軸16的旋轉(zhuǎn)方向保持不變的情況下，取決于聯(lián)接裝置42是選擇第一齒輪傳動(dòng)裝置還是第二齒輪傳動(dòng)裝置(即，是連接齒輪44還是齒輪46以隨次軸16旋轉(zhuǎn))，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以在一個(gè)方向上或者另一個(gè)方向上傳遞到差動(dòng)器36的齒圈38。更明確地，第一齒輪傳動(dòng)裝置被用于在向前的方向上驅(qū)動(dòng)車輛，在該情況下旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)從次軸16被直接傳遞到差動(dòng)器36，而第二齒輪傳動(dòng)裝置被用于在向后的方向上驅(qū)動(dòng)車輛，在該情況下旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過副軸18從次軸16被傳遞到差動(dòng)器36。
[0014]可替換地，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)40甚至可能以如下的方式配置，S卩，不允許反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的方向，因此該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)僅包括由次軸16承載并且與差動(dòng)器36的齒圈38嚙合的齒輪44。在這個(gè)情況下，僅能在電動(dòng)模式中通過反轉(zhuǎn)電機(jī)EM的旋轉(zhuǎn)方向而發(fā)生在向后的方向上的驅(qū)動(dòng)。
[0015]優(yōu)選地，輸出小齒輪52 (其在建議的實(shí)施例中是錐小齒輪(bevel pinion，小傘齒輪))被安裝在副軸18上，以與此軸驅(qū)動(dòng)地連接以便旋轉(zhuǎn)，從而允許旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)也被傳遞到車輛的其他的軸的車輪。總之，輸出小齒輪52甚至可以被安裝在次軸16上，例如如果副軸18被省略的話。變速器10因此也可以被使用，加以簡單的修改，以獲得四輪驅(qū)動(dòng)車輛。
[0016]變速器到車輛的內(nèi)燃機(jī)(在圖1中被示為ICE)的連接通過超越離合器54發(fā)生，在圖示的實(shí)施例中(特別是在圖2中可見)該超越離合器介于安裝在次軸16上的輸入齒輪60的輪轂56和齒圈58之間。輸入齒輪60的輪轂56與次軸16驅(qū)動(dòng)地連接以便旋轉(zhuǎn)，而齒圈58與小齒輪62 (圖1)嚙合，小齒輪62被設(shè)置成或者直接地、或者如所示實(shí)施例那樣間接地通過變速箱64 (圖1)隨內(nèi)燃機(jī)ICE旋轉(zhuǎn)，該變速箱64例如被形成為連續(xù)可變的變速箱。因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，減速器機(jī)構(gòu)介于超越離合器54和內(nèi)燃機(jī)ICE之間，其中在建議的實(shí)施例中，減速器機(jī)構(gòu)由齒圈58以及由小齒輪62形成，但是也可以有不同的類型，例如可以包括額外的齒輪或者由通過帶相互連接的帶輪形成。如在本說明書的前言部分中已經(jīng)陳述的一樣，這種減速器機(jī)構(gòu)的設(shè)置允許使變速器的設(shè)計(jì)更加緊湊，因?yàn)閮?nèi)燃機(jī)的位置不再受次軸的位置約束。
[0017]在設(shè)有根據(jù)本發(fā)明的變速器的混合動(dòng)力機(jī)動(dòng)車中，電機(jī)EM構(gòu)成車輛的主牽引馬達(dá)，因?yàn)樗挥谰玫剡B接到主軸14并且因此連接到車輛的車輪(前輪和/或后輪)。除了由電機(jī)EM傳遞的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩之外，內(nèi)燃機(jī)ICE能通過超越離合器54連接到次軸16以將驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳遞到車輪，并且因此內(nèi)燃機(jī)作為輔助牽引馬達(dá)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的變型，在電機(jī)EM和次軸16之間具有離合器，電機(jī)EM能借助于該離合器從次軸16分離以允許車輛僅被內(nèi)燃機(jī)ICE驅(qū)動(dòng)。
[0019]內(nèi)燃機(jī)ICE也可以被用以給車輛的電池充電。當(dāng)車輛正在行駛的時(shí)候電池可以被充電，在該情況下來自于車輪的抗轉(zhuǎn)矩被加到作為發(fā)電機(jī)工作的電機(jī)EM的抗轉(zhuǎn)矩上，施加在內(nèi)燃機(jī)ICE上。但是，通過提供允許將次軸16從車輪斷開連接的離合器，當(dāng)車輛靜止時(shí)給電池充電也是可能的。在設(shè)有允許反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的方向的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)40的變速器的情況下，這個(gè)離合器可以包括聯(lián)接裝置42，其在空檔位置(在該空檔位置中聯(lián)接裝置既不將齒輪
44也不將齒輪46與次軸16連接以便旋轉(zhuǎn))將次軸16與車輪分離。
[0020]自然地，在本發(fā)明的原理保持不變的情況下，在不背離后附的權(quán)利要求中限定的本發(fā)明范圍的前提下，實(shí)施例和結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)可從僅通過非限制性的實(shí)例而描述和示出的那些做出廣泛地變化。
【權(quán)利要求】
1.用于設(shè)有內(nèi)燃機(jī)(ICE)和電機(jī)(EM)的混合動(dòng)力車輛的變速器(10)，所述變速器(10)包括 主軸(14)，適于從所述電機(jī)(EM)接收旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 次軸(16)， 差動(dòng)器(36)，用于將所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到所述車輛的輪軸的車輪， 第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(26)，介于所述主軸(14)與所述次軸(16)之間，用于在所述主軸(14)與所述次軸(16)之間傳遞所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(40)，介于所述次軸(16)與所述差動(dòng)器(36)之間，用于在所述次軸(16)與所述差動(dòng)器(36)之間傳遞所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，和 超越離合器(5 4)，以如下方式與所述次軸(16)關(guān)聯(lián)，所述方式即，使得所述次軸(16)被設(shè)置成通過所述超越離合器(54)從所述內(nèi)燃機(jī)(ICE)接收所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 其特征在于，在所述超越離合器(54)的上游，所述變速器還包括減速器機(jī)構(gòu)(58、62)，由此所述次軸(16)被設(shè)置成通過所述減速器機(jī)構(gòu)(58、62)以及通過所述超越離合器(54)從所述內(nèi)燃機(jī)(ICE)接收所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其中，輸入齒輪(60)被安裝在所述次軸(16)上并且所述輸入齒輪包括輪轂(56 )和齒圈(58 )，所述輪轂與所述次軸(16 )驅(qū)動(dòng)地連接以便旋轉(zhuǎn)，其中所述超越離合器(54 )介于所述輸入齒輪(60 )的所述輪轂(56 )與所述齒圈(58 )之間，并且其中所述減速器機(jī)構(gòu)(58、62)包括所述齒圈(58)和小齒輪(62)，所述小齒輪(62)被設(shè)置成通過所述內(nèi)燃機(jī)(ICE)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)并且所述小齒輪直接地或者間接地與所述齒圈(58)口四合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其中，輸入帶輪被安裝在所述次軸(16)上并且包括輪轂和外圈，所述輪轂與所述次軸(16)驅(qū)動(dòng)地連接以便旋轉(zhuǎn)，其中所述超越離合器(54)介于所述輸入帶輪的所述輪轂與所述外圈之間，并且其中所述減速器機(jī)構(gòu)包括一驅(qū)動(dòng)帶輪以及包括所述輸入帶輪的所述外圈，所述驅(qū)動(dòng)帶輪被設(shè)置成通過所述內(nèi)燃機(jī)(ICE)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)并且通過帶直接地或者間接地連接到所述輸入帶輪的所述外圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其中，所述第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(26)由包括驅(qū)動(dòng)小齒輪(28)和從動(dòng)齒輪(30)的齒輪傳動(dòng)裝置形成，所述驅(qū)動(dòng)小齒輪由所述主軸(14)承載，所述從動(dòng)齒輪由所述次軸(16)承載，所述驅(qū)動(dòng)小齒輪(28)和所述從動(dòng)齒輪(30)分別與各自的軸驅(qū)動(dòng)地連接以便旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其中，所述第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(26)包括機(jī)械變速箱。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其中，所述第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(40)包括副軸(18)，所述副軸適于既與所述次軸(16)連接也與所述差動(dòng)器(36)連接以便旋轉(zhuǎn)，以允許所述差動(dòng)器(36)的旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)，而所述次軸(16)的旋轉(zhuǎn)方向保持不變。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變速器，其中，所述第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(40)包括在空檔位置中可換檔的聯(lián)接裝置(42)，在所述空檔位置中所述聯(lián)接裝置將所述次軸(16)與所述差動(dòng)器(36)以及與所述副軸(18)分離。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的變速器，還包括輸出小齒輪(52)，所述輸出小齒輪被安裝在所述次軸(16)上以與所述次軸驅(qū)動(dòng)地連接以便旋轉(zhuǎn)，從而允許所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)也傳遞到所述車輛的其他輪軸的車輪。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或者權(quán)利要求7所述的變速器，還包括輸出小齒輪(52)，所述輸出小齒輪被安裝在所述副軸(18)上以與所述副軸驅(qū)動(dòng)地連接以便旋轉(zhuǎn)，從而允許所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)也傳遞到所述車輛的其他輪軸的車輪。
10.用于車輛的混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)，包括變速器(IO)、電機(jī)(EM )和內(nèi)燃機(jī)(I CE )，其中所述變速器(10)包括 主軸(14),被直接連接到所述電機(jī)(EM)以從所述電機(jī)接收旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 次軸(16)， 差動(dòng)器(36 )，用于將所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給所述車輛的輪軸的車輪， 第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(26)，介于所述主軸(14)與所述次軸(16)之間，用于在所述主軸(14)與所述次軸(16)之間傳遞所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(40)，介于所述次軸(16)與所述差動(dòng)器(36)之間，用于在所述次軸(16)與所述差動(dòng)器(36)之間傳遞所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，和 超越離合器(54)，以如下方式與所述次軸(16)關(guān)聯(lián)，所述方式為，使得所述次軸(16)被設(shè)置成通過所述超越離合器(54)從所述內(nèi)燃機(jī)(ICE)接收所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 其特征在于，在所述超越離合器(54)的上游，所述變速器還包括減速器機(jī)構(gòu)(58、62)，由此所述次軸(16 )被設(shè)置成通過所述減速器機(jī)構(gòu)(58、62 )以及通過所述超越離合器(54 )從所述內(nèi)燃機(jī)(ICE)接收所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)，還包括變速箱(64)，所述變速箱介于所述內(nèi)燃機(jī)(ICE)與所述減速器機(jī)構(gòu)(58、62)之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)，其中，所述變速箱(64)是連續(xù)可變的變速箱。
【文檔編號(hào)】B60K6/54GK103770622SQ201310487951
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月17日
【發(fā)明者】雷納托·皮亞佐拉 申請(qǐng)人:歐瑞康格拉齊亞諾股份公司