專利名稱：帶有一個(gè)或多個(gè)離軸馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的電氣可變變速箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大致上涉及一種帶有一個(gè)或多個(gè)離軸馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的電氣 可變變速箱。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的電氣可變變速箱(electrically variable transmission, EVT)包 4舌位于變速箱輸入軸線之上的兩個(gè)電機(jī)，例如電動(dòng)馬達(dá)/發(fā)電4幾。位 于變速箱輸入軸線上的這兩個(gè)電機(jī)明顯地限制了這類機(jī)器在包裝設(shè) 計(jì)上的靈活性——具體地，對(duì)于前輪驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種用于混合機(jī)車的電氣可變變速箱。電氣可變變 速箱包括限定第 一旋轉(zhuǎn)軸線(axis)的變速箱輸入軸(shaft)和限定第二旋 轉(zhuǎn)軸線的變速箱輸出軸。第 一 馬達(dá)/發(fā)電機(jī)可操作地連接到變速箱輸 入軸而且構(gòu)造成圍繞第三旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)以用于改進(jìn)的組裝 (packaging)。第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)可操作地連接到變速箱輸入軸而且構(gòu) 造成圍繞第 一旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明的可選實(shí)施例，第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)和第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī) 兩者都可以位于不同于第 一 旋轉(zhuǎn)軸線的公用軸線上。根據(jù)本發(fā)明的另 一個(gè)可選實(shí)施例，第 一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)和第二馬達(dá)/ 發(fā)電機(jī)可以位于不同于第一旋轉(zhuǎn)軸線的分開(kāi)的軸線上。結(jié)合附圖，本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)以及其它特征和優(yōu)點(diǎn)在下 列對(duì)于用以實(shí)行本發(fā)明的最佳模式的詳細(xì)描述中是顯而易見(jiàn)的。


圖1是傳統(tǒng)的混合機(jī)車變速箱的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的混合機(jī)車的示意圖； 圖2a是根據(jù)本發(fā)明的可選實(shí)施例的混合機(jī)車的示意圖； 圖2b是根據(jù)本發(fā)明的可選實(shí)施例的混合機(jī)車的示意圖；以及 圖3是更詳細(xì)地舉例說(shuō)明圖2中的電氣可變變速箱的符號(hào)圖。
具體實(shí)施方式
參考圖1，其顯示了傳統(tǒng)的混合機(jī)車變速箱10的示意圖。變速 箱10包括限定輸入軸線或者說(shuō)第一軸線14的輸入軸12，和限定輸 出軸線或者說(shuō)第二軸線18的輸出軸16。變速箱10還包括第一馬ii/ 發(fā)電機(jī)20和第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)22。第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)20和第二馬ii/ 發(fā)電機(jī)22各自包括輸入/輸出軸24、 26，其構(gòu)造成圍繞變速箱輸入 軸線14旋轉(zhuǎn)。第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)20和第二馬達(dá)/發(fā)電22被稱為"在 軸(on-axis)"馬達(dá)/發(fā)電機(jī)~~~因?yàn)樗鼈兊妮斎?輸出軸24、 26各自所 限定的旋轉(zhuǎn)軸線共同于變速箱的輸入軸線14。傳統(tǒng)的帶有多個(gè)在軸 馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的混合機(jī)車變速箱在沿變速箱輸入軸線14上的可用空間 通常被限制。尤其對(duì)于前輪驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用，其中對(duì)于在軸馬達(dá)/發(fā)電機(jī) 的包裝上的考慮明顯地限定了馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的尺寸。參考圖2，其顯示了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的混合機(jī)車30的 示意圖。混合機(jī)車30包括發(fā)動(dòng)機(jī)32、變速箱34和多個(gè)輪36。變速 箱34通過(guò)輸入軸38接收來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)32的輸入。輸入軸38限定了 用于變速箱34的輸入軸線或者說(shuō)第一軸線40。變速箱34通過(guò)輸出 軸42轉(zhuǎn)移輸出到輪36。輸出軸42限定了用于變速箱34的輸出軸線 或者說(shuō)第二軸線44。輸入軸線40和輸出軸線44通常是彼此分開(kāi)且 彼此區(qū)別的，但是在一些應(yīng)用中也可以是相同的軸線。輸入軸38包 括齒輪構(gòu)件45,而輸出軸42包括與齒輪構(gòu)件45對(duì)齊的齒輪構(gòu)件47。 輸入軸38和輸出軸42優(yōu)選地用設(shè)置在齒輪構(gòu)件45和47之間的鏈 條46聯(lián)接在一起。可選地，輸入軸和輸出軸38、 42可以以4壬何已 知方式(例如直接地互相連接的齒輪構(gòu)件或傳動(dòng)帶)來(lái)聯(lián)接。變速箱34包括第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)48和第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)50。第一 馬達(dá)/發(fā)電機(jī)48包括圍繞第三軸線54旋轉(zhuǎn)的輸入/輸出軸52,而笫二 馬達(dá)/發(fā)電機(jī)50優(yōu)選地包括圍繞第一軸線40旋轉(zhuǎn)的輸入/輸出軸56。 鏈輪60連接到第 一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)48的輸入/輸出軸52 ，而齒輪構(gòu)件64 連^l妻到變速箱輸入軸38并與鏈輪60對(duì)齊。鏈條70可操作地連接鏈 輪60和齒輪構(gòu)件64以使輸入/輸出軸52和變速箱輸入軸38聯(lián)接在 一起?？蛇x地，輸入/輸出軸52和變速箱輸入軸38可以以任何已知 方式聯(lián)接，例如具有傳送帶和滑輪的裝置(未顯示)。第二馬ii/發(fā)電機(jī) 50的輸入/輸出軸56直接地以傳統(tǒng)方式聯(lián)接到變速箱輸入軸38上。 可選地，第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)50可以包括轉(zhuǎn)子(未顯示)，其直接地聯(lián)接 到變速箱輸入軸38上。第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)48是"離軸(off-axis)"馬達(dá)/發(fā)電機(jī)，因?yàn)槠漭?/v/輸出軸52所限定的旋轉(zhuǎn)軸線不同于變速箱的輸入軸線40。第二 馬達(dá)/發(fā)電機(jī)50是"在軸"馬達(dá)/發(fā)電機(jī)，因?yàn)槠漭斎?輸出軸56所限 定的旋轉(zhuǎn)軸線與變速箱的輸入軸線40是共同的。離軸馬達(dá)/發(fā)電機(jī)48 和在軸馬達(dá)/發(fā)電機(jī)50a —起，比傳統(tǒng)的結(jié)合有兩個(gè)在軸馬ii/發(fā)電機(jī) 的設(shè)計(jì)，在沿變速箱輸入軸線40上需要較少的空間。因此，變速箱 34比較容易在沿變速箱輸入軸線40上有效空間受限的混合機(jī)車應(yīng)用 (例如，前輪驅(qū)動(dòng)應(yīng)用)中進(jìn)行包裝。圖2a和圖2b舉例說(shuō)明了本發(fā)明的兩個(gè)可選實(shí)施例。在圖2a和 圖2b中所使用的相似的參考標(biāo)號(hào)指的是來(lái)自圖2的相似部件。另外， 字母"a"和"b"作為后綴用在參考標(biāo)號(hào)中，以鑒別在不同實(shí)施例中 的相似部件。例如，圖2的發(fā)動(dòng)機(jī)32與圖2a和圖2b中相應(yīng)的發(fā)動(dòng) 機(jī)32a和32b起相似的作用。因此，除非另外指定，圖2中以基本參 考標(biāo)號(hào)加上一個(gè)字母"a"或"b"來(lái)鑒別的部件應(yīng)該被視為與圖2中 以公用基本參考標(biāo)號(hào)來(lái)鑒別的相應(yīng)部件一致。參考圖2a,其顯示了根據(jù)本發(fā)明的可選實(shí)施例的混合機(jī)車30的
示意圖?；旌蠙C(jī)車30a包括發(fā)動(dòng)機(jī)32a、變速箱34a和多個(gè)輪36a。 變速箱34a通過(guò)輸入軸38a接收來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)32a的輸入。輸入軸38a 限定用于變速箱34a的輸入軸線或者說(shuō)第一軸線40a。變速箱34a通 過(guò)輸出軸42a轉(zhuǎn)移輸出到輪36a。輸出軸42a限定用于變速箱34a的 輸出軸線或者說(shuō)第二軸線44a。輸入軸線40a和輸出軸線44a通常彼 此分開(kāi)且彼此區(qū)別，但是在 一些應(yīng)用中也可以是相同的軸線。變速箱34a包括第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)48a和第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)50a。 第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)48a包括圍繞第三軸線54a旋轉(zhuǎn)的輸入/輸出軸52a， 而第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)50a包括也圍繞第三軸線54a旋轉(zhuǎn)的輸入/輸出軸 56a。因此，馬達(dá)/發(fā)電機(jī)48a、 50a兩個(gè)都是離軸馬達(dá)/發(fā)電機(jī)，而且 它們共享公共的旋轉(zhuǎn)軸線(也即，第三軸線54a)。第一鏈輪60a連接 到第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)48a的輸入/輸出軸52a上，而第二鏈輪62a連接 到第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)50a的輸入/輸出軸56a上。齒輪構(gòu)件64a、 66a連 接到變速箱輸入軸38a上并且各自對(duì)齊第一鏈輪和第二鏈輪60a、 62a。第一鏈條70a可操作地連接到第一鏈輪60a和齒輪構(gòu)件64a上， 以使輸入/輸出軸52a與變速箱輸入軸38a聯(lián)接。第二鏈條72a可操 作地連接到第二鏈輪62a和齒輪構(gòu)件66a上，以使輸入/輸出軸56a 與變速箱輸入軸38a聯(lián)接。參考圖2b，其顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一可選實(shí)施例的混合機(jī)車 的示意圖30b?；旌蠙C(jī)車30b包括發(fā)動(dòng)機(jī)32b、變速箱34b和多個(gè)輪 36b。變速箱34b通過(guò)輸入軸38b接收來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的輸入32b。輸入 軸38b限定了用于變速箱34b的輸入軸線或者說(shuō)第一軸線40b。變速 箱34b通過(guò)輸出軸42b轉(zhuǎn)移輸出至輪36b。輸出軸42b限定了用于變 速箱34b的輸出軸線或者說(shuō)第二軸線44b。輸入軸線40b和輸出軸線 44b通常彼此分開(kāi)且彼此區(qū)別，但是在一些應(yīng)用中也可以是相同的軸 線。變速箱34b包括第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)48b和第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)50b。 第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)48b包括圍繞第三軸線54b旋轉(zhuǎn)的輸X/輸出軸52b,而第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)50b包括圍繞第四軸線58b旋轉(zhuǎn)的輸入/輸出軸 56b。因此，馬達(dá)/發(fā)電機(jī)48b、 50b兩者都是離軸馬達(dá)/發(fā)電機(jī)，它們 圍繞分開(kāi)的軸線(也即，相應(yīng)的第三軸線和第四軸線54b、 58by走轉(zhuǎn)。 在所有的其它方面，變速箱30b與變速箱30a(在圖2顯示的)起相似 的作用?，F(xiàn)在參考圖2、圖2a和圖2b，可以看到，因?yàn)榻Y(jié)合有至少一個(gè) 離軸馬達(dá)/發(fā)電機(jī)，變速箱30、 30a和30b比起傳統(tǒng)的雙在軸馬達(dá)/發(fā) 電機(jī)的設(shè)計(jì)，在沿其各自的變速箱輸入軸線上需要較少的空間。另 外，變速箱30、 30a和30b以稍微不同的方式包裝，以提供額外的包 裝靈活性，以致于可以最好地滿足特定應(yīng)用的需要。參考圖3，其中符號(hào)圖更詳細(xì)地顯示了圖2的變速箱34。在圖3 中所使用的相似參考標(biāo)號(hào)指的是來(lái)自圖2的相似部件。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到， 變速箱34僅為說(shuō)明目的而顯示，而結(jié)合有一個(gè)離軸馬達(dá)/發(fā)電機(jī)48 和一個(gè)在軸馬達(dá)/發(fā)電機(jī)50的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例可以由可選的變速 箱配置來(lái)補(bǔ)充。所顯示的變速箱34通過(guò)阻尼器80可操作地連接到發(fā)動(dòng)機(jī)32上。 變速箱34包括第一行星齒輪組82、第二行星齒輪組84和三個(gè)離合 器Cl至C3。第一行星齒輪組82包括環(huán)構(gòu)件Rl、行星齒輪組支架PC1 和中心(sun)構(gòu)件Sl。第二行星齒輪組84包括環(huán)構(gòu)件R2、行星齒輪 組支架PC2和太陽(yáng)輪構(gòu)件S2。使用了多個(gè)襯套或軸承86以促進(jìn)變 速箱部件之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)。第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)48構(gòu)造成圍繞第三軸線54旋轉(zhuǎn)。鏈條70永久 性地把第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)48連接到環(huán)構(gòu)件Rl和太陽(yáng)輪構(gòu)件S2上。 第三離合器C3的接合把第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)48接地(gmund)，以使第一 馬ii/發(fā)電機(jī)48鎖住或保持固定。第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)50構(gòu)造成圍繞第 一軸線40旋轉(zhuǎn)。第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)50永久性地連接到太陽(yáng)輪構(gòu)件Sl。 第二離合器C2的接合把第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)50連結(jié)到環(huán)構(gòu)件R2上， 并且第一離合器和第二離合器Cl、 C2的接合把第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)50 接到地面，以使第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)50鎖住或保持固定。來(lái)自行星齒輪組支架PC2的輸出通過(guò)鏈條46轉(zhuǎn)移到第二旋轉(zhuǎn)軸線44，以驅(qū)動(dòng)輪 36(在圖2中顯示的)。盡管已經(jīng)詳細(xì)地描述了實(shí)行本發(fā)明的最佳模式，不過(guò)熟悉本發(fā) 明所涉及領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，在所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)， 本發(fā)明可以實(shí)踐為各種不同的可選設(shè)計(jì)和實(shí)施例。
權(quán)利要求
1. 一種用于混合機(jī)車的電氣可變變速箱，其包括 限定第 一旋轉(zhuǎn)軸線的變速箱輸入軸；與所述輸入軸聯(lián)接的變速箱輸出軸，所述變速箱輸出軸限定第 二旋轉(zhuǎn)軸線；可操作地連接到變速箱輸入軸上的第 一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)，所述第一 電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)構(gòu)造成圍繞第三旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，所述第三旋轉(zhuǎn)軸線與 所述第一旋轉(zhuǎn)軸線間隔開(kāi)以用于改進(jìn)的組裝；以及可操作地連接到所述變速箱輸入軸上的第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)，所述 第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)構(gòu)造成圍繞所述第 一旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣可變變速箱，其特征在于，所述 電氣可變變速箱還包括第一鏈條，其構(gòu)造成把所述變速箱輸入軸與 所述第 一 馬達(dá)/發(fā)電機(jī)可操作地連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電氣可變變速箱，其特征在于，所述 電氣可變變速箱還包括安裝在所述第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的輸入/輸出軸上 的鏈輪；和附接在所述變速箱輸入軸上的第一齒輪構(gòu)件，以致于所 述鏈輪和所述齒輪構(gòu)件通過(guò)所述第 一鏈條可操作地連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電氣可變變速箱，其特征在于，所述 電氣可變變速箱還包括第二鏈條，其構(gòu)造成把所述變速箱輸入軸和 所述變速箱輸出軸聯(lián)接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電氣可變變速箱，其特征在于，所述 電氣可變變速箱還包括安裝到所述變速箱輸入軸的第三齒輪構(gòu)件； 和安裝在所述變速箱輸出軸上的第四齒輪構(gòu)件，使得所述第三齒輪 構(gòu)件和所述第四齒輪構(gòu)件通過(guò)所述第二鏈條可操作地連接。
6. —種用于混合機(jī)車的電氣可變變速箱，其包括 限定第 一旋轉(zhuǎn)軸線的變速箱輸入軸；與所述變速箱輸入軸聯(lián)接的變速箱輸出軸，所述變速箱輸出軸 限定第二旋轉(zhuǎn)軸線；可操作地連接到所述變速箱輸入軸上的第 一 馬達(dá)/發(fā)電機(jī)，所述 第 一 電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)構(gòu)造成圍繞第三旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，所述第三旋轉(zhuǎn)軸線與所述第 一旋轉(zhuǎn)軸線間隔開(kāi)以用于改進(jìn)的組裝；以及可操作地連接到所述變速箱輸入軸上的第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)，所述 第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)構(gòu)造成圍繞所述第三旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電氣可變變速箱，其特征在于，所述 電氣可變變速箱還包括第一鏈條，其構(gòu)造成把所述第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī) 與所述變速箱輸入軸聯(lián)接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電氣可變變速箱，其特征在于，所述 電氣可變變速箱還包括第二鏈條，其構(gòu)造成把所述第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī) 與所述變速箱輸入軸聯(lián)接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電氣可變變速箱，其特征在于，所述 電氣可變變速箱還包括第三鏈條，其構(gòu)造成把所述變速箱輸出軸與 所述變速箱輸入軸聯(lián)接。
10. —種用于混合機(jī)車的電氣可變變速箱，其包括 限定第一旋轉(zhuǎn)軸線的變速箱輸入軸；與所述變速箱輸入軸聯(lián)接的變速箱輸出軸，所述變速箱輸出軸 限定第二旋轉(zhuǎn)軸線；可操作地連接到所述變速箱輸入軸上的第 一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)，所述 第 一 電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)構(gòu)造成圍繞第三旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，所述第三旋轉(zhuǎn)軸 線旋與所述第 一旋轉(zhuǎn)軸線間隔開(kāi)以用于改進(jìn)的組裝；而且可操作地連接到所述變速箱輸入軸上的第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)，所述 第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)構(gòu)造成圍繞第四旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，所述第四旋轉(zhuǎn)軸線 與所述第 一旋轉(zhuǎn)軸線和所述第三旋轉(zhuǎn)軸線都間隔開(kāi)，以用于改進(jìn)的 組裝。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的電氣可變變速箱，其特征在于，所 述電氣可變變速箱還包括第一鏈條，其構(gòu)造成把所述第一馬達(dá)/發(fā)電 機(jī)與所述變速箱輸入軸聯(lián)接。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的電氣可變變速箱，其特征在于，所 述電氣可變變速箱還包括第二鏈條，其構(gòu)造成把所述第二馬達(dá)/發(fā)電 機(jī)與所述變速箱輸入軸聯(lián)接。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的電氣可變變速箱，其特征在于，所 述電氣可變變速箱還包括第三鏈條，其構(gòu)造成把所述變速箱輸出軸 與所述變速箱輸入軸聯(lián)接。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于混合機(jī)車的電氣可變變速箱。該電氣可變變速箱包括限定第一旋轉(zhuǎn)軸線的變速箱輸入軸和限定第二旋轉(zhuǎn)軸線的變速箱輸出軸。第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)可操作地連接到變速箱輸入軸上而且構(gòu)造成圍繞第三旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)以用于改進(jìn)的組裝。第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)可操作地連接到變速箱輸入軸上而且構(gòu)造成圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)F16H57/02GK101144529SQ20071015358
公開(kāi)日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2007年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月15日
發(fā)明者B·I·伯格曼, J·A·迪默, R·A·帕什尼克, T·辛 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司