專利名稱：將中間軸型變速器與電動混合系統(tǒng)連接的轉(zhuǎn)接頭的制作方法
將中間軸型變速器與電動混合系統(tǒng)連接的轉(zhuǎn)接頭相關(guān)申請的交叉引用本申請要求享受于2010年6月11日提交的美國臨時申請?zhí)?1/353，860和于2010年11月10日提交的美國專利申請?zhí)?2/943，044的權(quán)益，這兩篇文獻的全文茲被引用納入本文。
背景技術(shù)：
融合有內(nèi)燃機和可供選擇的動力源如電動機或液壓馬達的已知的車輛混合驅(qū)動系統(tǒng)需要有將可供選擇的動力源和內(nèi)燃機連接至驅(qū)動輪的連接機構(gòu)。每種配置可以具有優(yōu)選配置結(jié)構(gòu)，但這樣的配置結(jié)構(gòu)可能隨著車輛的使用和用途而變化?？傮w類型如美國專利US7463962所述的已知的電動混合系統(tǒng)具有聯(lián)接至變速器輸入軸的電動機。該配置良好適應(yīng)于與具有中間軸動力流配置的變速器聯(lián)用。但是，當(dāng)電動機與發(fā)動機和變速器直線對準布置時，增大電動機尺寸需要花大代價對相關(guān)的動力傳動系部件和安裝結(jié)構(gòu)做出許多顯著改動。人們希望有這樣一種配置結(jié)構(gòu)，其容許能更靈活地改變電動機或電動機/發(fā)電機的尺寸并且也良好適應(yīng)于中間軸型變速器。中間軸型變速器也被稱為機械變速器或手動變速箱，這樣稱呼的原因部分是中間軸型變速器由車輛駕駛員手動變速換擋。中間軸自動變速器被稱為機械自動變速箱或者AMT。一種被稱為液壓輔助起動(HLA)系統(tǒng)的液壓混合系統(tǒng)已被調(diào)適用于商用車輛并且與未如此配置的車輛相比提高了燃油經(jīng)濟性和加速性，尤其當(dāng)其被用在頻繁起停和低速行駛的應(yīng)用中時，例如城市公共車輛和垃圾集運車。但是，HLA系統(tǒng)一般與傳統(tǒng)的自動變速器聯(lián)用，該自動變速器使用變矩器來將驅(qū)動力矩從發(fā)動機傳至變速器。變矩器幫助車輛從停車狀態(tài)起動，而無需逐漸接合離合器，并且變矩器也當(dāng)在變矩器前后有顯著速比時提供力矩倍增作用。在低速運轉(zhuǎn)時，變矩器損失了發(fā)動機功率的相當(dāng)顯著的一部分。中間軸型變速器，確切的說是配備有用于傳遞力矩的盤式離合器的機械自動變速箱(AMT)，在低速和起停操作時比變矩器型變速器要高效許多，并且重量比變矩器型變速器輕。但是，典型的干式摩擦離合器盤或從動盤在這樣的操作條件下存在不希望有的快速磨損。此外，對于配備有AMT的車輛，從停止開始起動時的加速度一般比配備有變矩器型變速器/自動變速箱的車輛小，一部分是因為由變矩器所給予的力矩倍增好處。人們期望有這樣一種配置結(jié)構(gòu)，其容許將HLA系統(tǒng)與中間軸型變速器相結(jié)合并減小對從動盤磨損的擔(dān)憂并且改善了系統(tǒng)的加速性以超越包含干式摩擦離合器的AMT所提供的加速性?；蛘撸藗兿Ｍ羞@樣一種配置結(jié)構(gòu)，其容許通過一個或多個可選擇接合的離合器將驅(qū)動電動機與中間軸型變速器相結(jié)
口 o發(fā)明概述本發(fā)明提供一種將可供選擇的動力源連接至車輛驅(qū)動輪的通用機構(gòu)，其非常良好地適應(yīng)于與中間軸型變速器聯(lián)用。本發(fā)明還通過消除接合摩擦離合器以起動車輛的需要來克服對離合器磨損的擔(dān)憂。與典型的干式摩擦離合器起動相比，本發(fā)明還通過依賴于混合系統(tǒng)的輔助驅(qū)動馬達來改善車輛加速性，與在商用車輛中只通過干式摩擦離合器的典型起動接合來傳輸動力時相t匕，這將更快速地傳輸更多的動力經(jīng)過轉(zhuǎn)接頭模塊給驅(qū)動輪。


圖1是融合有機械自動變速器AMT和HLA的傳動系的透視圖。圖2是圖1的傳動系的示意圖。圖3是本發(fā)明的第一替代實施例的示意圖。圖4是本發(fā)明的第二替代實施例的示意圖。圖5是本發(fā)明的第三替代實施例的示意圖。圖6是本發(fā)明的第四替代實施例的示意圖。圖7是本發(fā)明的第五替代實施例的示意圖，其采用電動混合系統(tǒng)來代替HLA。圖8是本發(fā)明的第六替代實施例的示意圖，其也采用電動混合系統(tǒng)。圖9是本發(fā)明的第七替代實施例的示意圖，其也采用電動混合系統(tǒng)。圖10是本發(fā)明第八替代實施例的示意圖，其也采用電動混合系統(tǒng)。圖11是本發(fā)明第九替代實施例的示意圖，其也采用電動混合系統(tǒng)。圖12是本發(fā)明第十替代實施例的示意圖，其也采用電動混合系統(tǒng)。發(fā)明具體說明圖1示出傳動系10，它包括機械自動變速器(AMT) 12，機械自動變速器通過中間傳動軸16被連接至液壓輔助起動系統(tǒng)(HLA系統(tǒng))14。另一個傳動軸以下被稱為驅(qū)動軸18，它在一端被連接至變速器12，以便連接到在另一端的車橋(未示出)。轉(zhuǎn)接頭模塊20被加入變速器12，用于將HLA系統(tǒng)14連接至傳動系。轉(zhuǎn)接頭模塊20有利地消除了對原先設(shè)置在現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中的變速器和HLA系統(tǒng)之間的變速器箱體的需求。轉(zhuǎn)接頭模塊20以少得多的硬件提供變速器箱體的大多數(shù)功能。主離合器22提供在車輛驅(qū)動發(fā)動機(未示出)和AMT 12之間的可選擇接合的傳動連接。圖2示意示出圖1的傳動系的一種配置。轉(zhuǎn)接頭模塊20設(shè)置在前箱24和副區(qū)段26之間。本發(fā)明不打算受如圖所示的變速器配置的限制，除了變速器要采用輸入軸、輸出軸和中間軸。前箱24具有輸入軸28、輸出軸30和中間軸32。僅舉例而言，前箱24提供四個可選前進擋(齒輪)傳動比和一個倒擋(齒輪)傳動比。嚙合齒輪最前組提供輸入軸28和中間軸32之間的傳動接合。輸出軸30上的齒輪與中間軸32上的齒輪嚙合。滑動犬齒型離合器被用來將這些齒輪固定在軸上，所述齒輪設(shè)置在所述軸上用于獲得目標傳動比。副區(qū)段26，在此實施例中是副箱，通過輸出軸30被連接至前箱24，其給每個前進擋傳動比提供多達四個附加傳動比?？稍诿總€區(qū)段中獲得的擋位數(shù)對本發(fā)明并不重要。副區(qū)段26具有中間軸34和輸出軸36。中間傳動軸16在旁邊經(jīng)過，而不是穿過副箱26。轉(zhuǎn)接頭模塊20具有在變速器輸出軸30和HLA系統(tǒng)輸入軸38之間傳輸力矩的機構(gòu)。該機構(gòu)呈轉(zhuǎn)接頭齒輪組40的形式，分別包括嚙合的第一齒輪和第二齒輪42、44。應(yīng)理解的是，任何已知的、在相互平行的軸之間傳遞速度和力矩的定傳動比機構(gòu)可被用來替代齒輪組40，例如更復(fù)雜的齒輪組或鏈輪鏈條組合，潛在地與其它定傳動比機構(gòu)相組合。第一齒輪42被傳動連接至HLA系統(tǒng)14的輸入軸38。第一齒輪42如圖所示直接安裝至軸38，但或者可以在一個單獨的軸上并通過齒輪組、傳動鏈條鏈輪組合或者本領(lǐng)域中已知的任何其它機構(gòu)來傳動連接。這樣的中間件可在中間軸32和HLA系統(tǒng)輸入軸38之間提供定傳動比的速度差。第二齒輪44如圖所示可轉(zhuǎn)動安置在副箱輸出軸36上。轉(zhuǎn)接頭模塊20也具有兩個離合器，起動離合器46和再生離合器48。起動離合器46與第一齒輪42同軸并且可選擇地將第一齒輪42接合至中間軸32。再生離合器48與第二齒輪44同軸并且可選擇地將第二齒輪44與輸出軸30傳動連接。離合器46、48不一定與其各自齒輪同軸，如果采用了中間件則可能為這種情況。起動離合器46的一個重要功能是它提供在中間軸32和HLA系統(tǒng)輸入軸38之間的可選擇傳動連接。再生離合器48的一個重要功能是它提供在輸出軸30和HLA系統(tǒng)輸入軸38之間的可選擇傳動連接。起動離合器46如圖所示為滑塊型或犬齒型離合器。這種離合器的優(yōu)點是獨立整裝的，幾乎不需要操作能量且允許接合時無打滑。起動離合器46可通過任何適用于軸向移動離合器套的機構(gòu)來操控。這樣的機構(gòu)在變速器領(lǐng)域內(nèi)是眾所周知的并且包括氣壓操作的、液壓操作的和電動操作的換擋撥叉。本領(lǐng)域內(nèi)也公開了用于通過電磁手段來直接移位的方案。再生離合器48如圖所示為盤型離合器，其是在變矩器型自動變速器中找到的典型結(jié)構(gòu)。這樣的離合器的優(yōu)點是能在接合的同時存在有被離合器接合的多個部件之間的相對速度差。另外，盤型離合器比典型的滑動犬齒型離合器能更容易地脫接或者分離。HLA系統(tǒng)14包括泵/馬達單元50以及高壓積蓄器52和貯存器或者低壓積蓄器54。HLA系統(tǒng)如美國專利US7，082，757所述發(fā)揮功能。在HLA “充壓”或“再生”模式中，力矩被施加至HLA系統(tǒng)14以及泵/馬達單元50兩者的輸入軸38，此時，泵/馬達單元50按照泵模式運轉(zhuǎn)。在泵模式中，泵/馬達單元50從低壓積蓄器54汲取液壓流體并迫使液壓流體進入高壓積蓄器52，流體在這里被保持于相當(dāng)高的壓力。在HLA系統(tǒng)14的“釋壓”或“驅(qū)動”模式中，泵/馬達單元50按照馬達方式運轉(zhuǎn)。在馬達模式中，來自高壓積蓄器52的加壓流體作用于泵/馬達單元50，以引起作用于輸入軸38的力矩并造成軸38轉(zhuǎn)動。流出泵/馬達單元50的流體進入低壓積蓄器54。力矩在HLA系統(tǒng)14和轉(zhuǎn)接頭模塊20之間通過中間傳動軸16來傳遞。以下是對本發(fā)明運行過程的描述。在第一情況或者說起動情況下，采用本發(fā)明傳動系的車輛處于完全停止狀態(tài)，此時車輛發(fā)動機空轉(zhuǎn)，主離合器22被分離，副箱26處于合適的起動模式，并且高壓積蓄器52被充滿。在變速器的前箱24內(nèi)的I擋的離合器被接合。起動離合器46被接合，可轉(zhuǎn)動地將變速器中間軸32固定至HLA系統(tǒng)輸入軸38。再生離合器48被分離，容許齒輪44在輸出軸30上自由轉(zhuǎn)動。使泵/馬達50按照其馬達模式運轉(zhuǎn)，傳輸力矩至中間軸32并通過I擋的變速器齒輪組傳遞給輸出軸30，通過副箱26和驅(qū)動軸18傳遞給車橋(未示出)，開動車輛。可以理解的是，變速器輸入軸28借助中間軸32的轉(zhuǎn)動通過在輸入軸和中間軸之間的齒輪組或最前組56被反向驅(qū)動。當(dāng)輸入軸28大約達到空轉(zhuǎn)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速時，主離合器22可被接合，驅(qū)動動力源從HLA系統(tǒng)14被傳遞至車輛發(fā)動機。起動離合器46隨后可被分離。人們應(yīng)該理解此順序可被改變。例如代替使發(fā)動機空轉(zhuǎn)，發(fā)動機可被完全關(guān)停。在主離合器22被接合、起動離合器46被接合且變速器前箱24處于空擋的情況下，發(fā)動機將會通過來自HLA系統(tǒng)14的力矩被啟動，該力矩經(jīng)過中間軸并通過最前組56被傳輸至發(fā)動機。主離合器22和起動離合器46均將被分離，在前箱24內(nèi)選擇起步擋，并且車輛通過接合該主離合器22而被起動。根據(jù)HL系統(tǒng)14的力矩能力，可能可以同時起動車輛并啟動馬達。在主離合器22被接合、起動離合器46被接合且變速器前箱24處于選定的起步擋的情況下，發(fā)動機將會在車輛在HLA系統(tǒng)動力下開動時被啟動。一旦發(fā)動機處于自保持速度，則起動離合器46被分離。又或者，車輛可以只利用HLA被起動，并且發(fā)動機通過在車輛處于預(yù)定速度時接合上該主離合器22而被啟動。起動離合器46將會在接合上該主離合器22之前被分離。在可供選擇的起動運行模式中，在車輛停止、發(fā)動機空轉(zhuǎn)且高壓積蓄器52充滿的情況下，主離合器22被分離，起動離合器46被分離且再生離合器48被接合。在前箱24和副箱26每個當(dāng)中的齒輪組被選中并被接合。HLA系統(tǒng)14被用來起動車輛。輸出軸30通過其選定的齒輪組反向驅(qū)動該中間軸32，中間軸又反向驅(qū)動變速器輸入軸28。當(dāng)輸入軸28大約正以發(fā)動機空轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)動時，主離合器22被接合，同時再生離合器48被分離，容許來自HLA的驅(qū)動力矩順利轉(zhuǎn)換至發(fā)動機驅(qū)動力矩。為了允許HLA系統(tǒng)14按照再生模式運轉(zhuǎn)，起動離合器46被分離，再生離合器48被分離，主離合器22可被接合或分離，前箱24和副箱26均使適當(dāng)?shù)凝X輪被接合上，并且車輛正以預(yù)定速度或者低于預(yù)定速度運動。將泵/馬達單元50置于泵模式，并且再生離合器48被接合以將高壓積蓄器再充壓。由車輪轉(zhuǎn)動導(dǎo)致的輸出軸36轉(zhuǎn)動通過副箱26驅(qū)動該輸出軸30，該輸出軸使第二齒輪44轉(zhuǎn)動，第二齒輪通過第一齒輪42造成HLA系統(tǒng)輸入軸38轉(zhuǎn)動，造成馬達泵50從低壓積蓄器汲取流體并迫使流體進入處于高壓的高壓積蓄器52。這樣的再充壓可以響應(yīng)于用于車輛減速的車輛系統(tǒng)指令來執(zhí)行，提供了再生制動。與車輛慣性相關(guān)的動能被轉(zhuǎn)換為與在高壓積蓄器中的加壓液壓流體相關(guān)的勢能。將轉(zhuǎn)接頭模塊20安置在變速器12的前箱24和副區(qū)段26之間有利地實現(xiàn)了 HLA系統(tǒng)14被用于提供液壓，以對幾個不同的傳動比提供幫助?？梢灶A(yù)期到，對于某些應(yīng)用，副區(qū)段26將能使中間軸32的預(yù)期速度范圍保持在HLA泵/馬達單元50的運轉(zhuǎn)速度范圍內(nèi)。在這樣的情況下，來自HLA系統(tǒng)14的動力將在整個車輛運行范圍內(nèi)可供使用。圖3示出可選擇的傳動系110，其中變速器112具有被直接固定至前箱124 —端的副區(qū)段或副箱126的更常見的布置結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)接頭模塊120安裝在副箱126中與前箱124相對的一端。起動運轉(zhuǎn)模式和再生或再充壓運轉(zhuǎn)模式將會與針對圖2的實施例所描述的情況基本相同，不過，HLA系統(tǒng)114只在車輛運行速度范圍的低端才能可供使用，因為在HLA輸入軸138轉(zhuǎn)速和連接至橋軸的傳動軸118的轉(zhuǎn)速之間有固定傳動比。圖4示出用于不具有副區(qū)段的變速器212的可選擇的傳動系210。這樣的配置結(jié)構(gòu)在輕型和中型車輛應(yīng)用中是典型的。轉(zhuǎn)接頭模塊220被連接至變速器212中與主離合器222相對的一端。第一齒輪242和起動離合器246和HLA系統(tǒng)輸入軸238沿軸向與中間軸232對準。第二齒輪244和再生離合器248設(shè)置在輸出軸230上。就像在圖3的實施例中那樣，只能在車輛運行速度范圍的低端才能用上HLA系統(tǒng)214，這是因為在HLA系統(tǒng)輸入軸238的轉(zhuǎn)速和被傳動連接至橋軸的輸出軸230的轉(zhuǎn)速之間的固定傳動比。圖5示出了與圖2所示的幾乎相同的傳動系310，其包括設(shè)置在變速器312的前箱324和副區(qū)段326之間的轉(zhuǎn)接頭模塊320。相對于圖2的實施例的一個顯著變化是，圖5的實施例沒有使HLA系統(tǒng)輸入軸338沿軸向與中間軸332對準。相反，轉(zhuǎn)接頭模塊320在轉(zhuǎn)接頭模塊齒輪組340中具有第三齒輪345。第一齒輪342沿軸向?qū)手虚g軸332。起動離合器346可選擇地將第一齒輪342與中間軸332相接合。第二齒輪344設(shè)置在前箱324的輸出軸330上，其中再生離合器348可選擇地將第二齒輪344可轉(zhuǎn)動固定到輸出軸330。與第一齒輪342傳動嚙合的第三齒輪345被可轉(zhuǎn)動固定至HLA系統(tǒng)314的輸入軸338。圖6也示出了與圖2所示的幾乎相同的傳動系410，其包括設(shè)置在變速器412的前箱424和副區(qū)段426之間的轉(zhuǎn)接頭模塊420。相對于圖2的實施例的一個顯著變化是，圖6的實施例沒有使起動離合器與輸出軸430軸向?qū)省Ｏ喾?，被用來擇一地提供起動功能和再生功能的雙向離合機構(gòu)449處于與中間軸432的軸向?qū)?。第一齒輪442也相對于輸入軸438自由轉(zhuǎn)動，除非機構(gòu)449接合離合器448，而不是像圖2的實施例中那樣相對輸入軸是固定的。因此，第二齒輪444相對于輸出軸430是固定的，這與圖2的實施例不同，圖2的實施例具有可轉(zhuǎn)動安裝在該輸出軸上的第二齒輪。離合機構(gòu)449可選擇地接合再生離合器448，以便按照再生模式將第一齒輪442可轉(zhuǎn)動聯(lián)接到HLA系統(tǒng)輸入軸438。力矩在HLA系統(tǒng)414和輸出軸430之間通過齒輪組440來傳遞?；蛘撸x合機構(gòu)449可選擇地接合該起動離合器446，以便按照起動模式將HLA系統(tǒng)輸入軸438與中間軸432可轉(zhuǎn)動連接起來。箭頭458表示在起動模式中的一個可能有的力矩路徑。沒有力矩通過齒輪組440來傳遞。圖7示出了與圖4所示相似的傳動系510，其包括位于不具有副區(qū)段的變速器512附近的轉(zhuǎn)接頭模塊520。相對于圖4的實施例的一個顯著變化是，電動混合系統(tǒng)560已經(jīng)代替HLA系統(tǒng)?；旌舷到y(tǒng)560用作將機械動能轉(zhuǎn)換為勢能的可供選擇的手段。另一個區(qū)別是再生離合器548是非同步犬齒型離合器，像起動離合器546那樣。另一個不太顯著的區(qū)別是轉(zhuǎn)接頭模塊520有三個齒輪，就像圖5的轉(zhuǎn)接頭模塊。混合系統(tǒng)560包括電動機/發(fā)電機562,代替液壓泵/馬達，并且具有電池564代替高壓積蓄器。混合系統(tǒng)560還包括電力電子模塊566，其可包含許多元件例如變壓器和逆變器。電力電子模塊566可以由集成兀件或者單獨的獨立兀件構(gòu)成。電動機/發(fā)電機562可根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求來縮放。用于預(yù)期應(yīng)用的電動機/發(fā)電機的預(yù)期電力范圍是30kW至100kW。封裝設(shè)計將適應(yīng)一個電動機/發(fā)電機尺寸范圍的封裝。電動機/發(fā)電機能力可隨著電動機/發(fā)電機的長度被潛在改變。電池564也可被縮放以適應(yīng)預(yù)期系統(tǒng)要求?？梢圆捎冒懈郊与姵貑卧妮^大電池?；蛘撸绻谕?，可以采用多個相同的電池來增強蓄電能力。圖1至圖7的每個實施例將需要有系統(tǒng)控制以便按照協(xié)調(diào)方式操作該變速器和混合系統(tǒng)，無論是液壓型的或是電子型的。圖7分別示出獨立的變速器和混合電子控制單元(EOT或者多個E⑶)568和570。應(yīng)該理解的是，變速器和混合E⑶568、570可被集成到單個E⑶中。變速器E⑶568通過被分別電子連接至變速器和轉(zhuǎn)接頭模塊控制器572、574?？刂破靼ㄓ糜诮o變速器和轉(zhuǎn)接頭模塊換擋以選擇期望的傳動模式的機構(gòu)。這樣的機構(gòu)在本領(lǐng)域中是眾所周知的并且可以包括任何電動的、液壓的或者氣壓的操作機構(gòu)或者其任何組合形式。連接可以通過線來實現(xiàn)，或者可以是任何已知的無線手段像藍牙 。這樣的連接提供了從E⑶568至控制器572、574傳輸控制信號的手段。通過使用電動混合系統(tǒng)560，傳動系510有利地消除了在轉(zhuǎn)接頭模塊520內(nèi)的同步離合器的需要。電動機/發(fā)電機562能以足夠高的精度被速度控制，以在齒輪544和輸出軸530之間提供必要的低速差，從而允許接合該犬齒型離合器548而無需機械同步以加速或減慢輔助動力源，在這里是電動機/發(fā)電機562。采用了液壓泵/液壓馬達的動力傳動系統(tǒng)最好采用機械同步機構(gòu)例如盤式離合器或者同步器型犬齒離合器，用于使轉(zhuǎn)動部件的轉(zhuǎn)速同步，因為泵/馬達對速度控制指令的響應(yīng)時間明顯長于電動機的響應(yīng)時間。就像利用液壓系統(tǒng)那樣，可想到多個電動混合系統(tǒng)替代實施例。圖8-圖12示出了替代配置結(jié)構(gòu)的例子。圖8的實施例基本上與圖7的實施例相同，除了采用轉(zhuǎn)接頭中間齒輪676作為在模塊620內(nèi)的轉(zhuǎn)接頭齒輪組640的一部分。中間齒輪676被可轉(zhuǎn)動固定至轉(zhuǎn)接頭第一齒輪642且與之一體轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)接頭中間齒輪676與轉(zhuǎn)接頭第二齒輪644傳動嚙合。與第一齒輪642傳動嚙合的轉(zhuǎn)接頭第三齒輪645被可轉(zhuǎn)動地固定至電動機662的輸入軸638。作為單個電池的替代方式使用兩個電池664A和664B。圖8中的在此未明確提到的附圖標記對應(yīng)于圖7中的附圖標記，除了使用前綴6代替了 5。圖8的配置的特點是適合與中型級別商用車輛聯(lián)用，因為它包括前箱624但沒有副區(qū)段。所示出的前箱示出了五個前進速擋，但可以被設(shè)計成提供更多或更少的前進速擋。圖9的實施例與圖5的相似，除了圖9的實施例使用電動混合系統(tǒng)760代替HLA系統(tǒng)314。變速器712的特點是適應(yīng)于與重型級別的商用車輛聯(lián)用，因為它包括前箱724和副區(qū)段726。轉(zhuǎn)接頭模塊720設(shè)置在前箱724和副區(qū)段726之間并連接兩者。相對于圖5的另一個區(qū)別是圖9的起動離合器748是滑動離合器，不過，該系統(tǒng)將在離合器746或者748是多盤濕式離合器的情況下運行。 在低速運行時(例如0-3英里/小時)，將主離合器722分離以使發(fā)動機與輸入軸726分離，將離合器746接合以便將電動機762傳動連接到中間軸732，且離合器748被分離，允許齒輪744與軸730速無關(guān)地轉(zhuǎn)動。在副箱單元726內(nèi)通過接合其中的一個或者兩個離合器來選擇合適的擋位。在過渡速度下(例如3-4英里/小時)，輸入軸以幾乎與主離合器722 —樣的速度轉(zhuǎn)動。分離該離合器746并接合該主離合器722。在中間速度范圍內(nèi)(例如4-18英里/小時)，接合該離合器748，其通過齒輪745、742和744將軸730傳動連接至電動機762。在此模式中，電動機762可以在前箱724內(nèi)的變速換擋期間里提供驅(qū)動力矩給軸730，這種變速換擋將在其它時候中斷將力矩傳輸給軸730。通過使用其中的離合器來選擇副箱單元726內(nèi)的合適傳動比，傳動比取決于車行速度和在前箱724內(nèi)的選定傳動比。電動機762也可以按照制動再生器模式被操作，以作為一種減慢其中的轉(zhuǎn)接頭模塊720離合器如此接合的車輛的手段來集取能量。在高速范圍內(nèi)(例如18-65英里/小時)，輔助單元726的離合器都被保持在與中間模式相同的配置形態(tài)中，除了離合器748可以被暫時分離以允許在輔助單元726內(nèi)變速換擋。圖10的實施例與圖9的實施例相似，除了電動機862被直接加入轉(zhuǎn)接頭模塊820中。電動機軸838與輸出軸830同心并外接該輸出軸。已經(jīng)不需要齒輪745。在此未明確提到的圖10中的附圖標記對應(yīng)于圖9中的附圖標記，除了用前綴8代替了 7。圖11的實施例與圖9的實施例相似，除了轉(zhuǎn)接頭模塊920設(shè)置在副區(qū)段926的與前箱924相對的全部上。在此未明確提到的圖11中的附圖標記對應(yīng)于圖9中的附圖標記，除了用前綴9代替了 7。
圖12的實施例與圖9的實施例相似，除了加入第二轉(zhuǎn)接頭模塊1080，其提供第三滑動離合器1082。轉(zhuǎn)接頭模塊1080具有用于離合器1082的第二轉(zhuǎn)接頭模塊控制器1084。在此未明確提到的圖12中的附圖標記對應(yīng)于圖9中的附圖標記，除了用前綴10代替了 7。人們應(yīng)該理解，對于圖7至圖12的實施例，任何滑動離合器可以用多盤濕式摩擦離合器、干式摩擦離合器或者滑塊同步器機構(gòu)或者任何其它轉(zhuǎn)動接合機構(gòu)來替代，這沒有超出本發(fā)明的精神和范圍。也應(yīng)理解的是，為了理解本發(fā)明而給出了控制器的配置形式，但它不是要作為限制條件。本發(fā)明的范圍如以下權(quán)利要求所述。
權(quán)利要求
1.一種用于機動車輛的傳動系，包括: 機械自動變速器，其具有輸入軸、輸出軸和中間軸以及設(shè)置在該輸入軸和該中間軸之間的第一齒輪和設(shè)置在該中間軸和該輸出軸之間的至少兩個可選擇接合的齒輪組； 可供選擇的動力源，包括馬達和能量蓄積單元； 轉(zhuǎn)接頭模塊，可操作設(shè)置在該機械自動變速器和該馬達之間并且包括轉(zhuǎn)接頭齒輪組，該轉(zhuǎn)接頭齒輪組包括第一齒輪，該第一齒輪與第二齒輪嚙合，并且提供在該馬達和該變速器輸出軸之間的傳動連接； 第一離合器，它可選擇地將該馬達輸入軸傳動連接至該中間軸；和 第二離合器，它通過轉(zhuǎn)接頭齒輪組可選擇地將該輸出軸連接至該馬達輸入軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動系，其中，第二離合器是多盤式離合器，它允許在離合器前后有打滑情況下在相關(guān)的齒輪和軸之間傳遞力矩。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動系，其特征是，第一和第二離合器均是非同步犬齒型離合器。
4.一種變速器,適應(yīng)于與包括具有電動機輸入軸的電動機的電動混合系統(tǒng)聯(lián)用，該變速器包括: 輸入軸； 輸出軸； 中間軸； 設(shè)置在該輸入軸和該中間軸之間的第一齒輪組； 設(shè)置在該中間軸和該輸出軸之間的至少兩個可選擇接合的齒輪；和 轉(zhuǎn)接頭模塊，可操作地包括 轉(zhuǎn)接頭齒輪組，該轉(zhuǎn)接頭齒輪組包括第一齒輪，該第一齒輪與第二齒輪嚙合，并且提供在該電動機和該變速器輸出軸之間的傳動連接； 第一離合器，其將該電動機輸入軸可選擇地傳動連接至該中間軸； 第二離合器，其通過該轉(zhuǎn)接頭齒輪組將該輸出軸可選擇連接至該電動機輸入軸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變速器，其中，第二離合器是多盤式離合器，它允許在離合器前后有打滑情況下在相關(guān)的齒輪和軸之間傳遞力矩。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變速器，其中，第一和第二離合器均是非同步犬齒型離合器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種將可供選用的動力源連接至車輛驅(qū)動輪的通用機構(gòu)，它非常好地適于與中間軸型變速器聯(lián)用。本發(fā)明也通過消除接合摩擦離合器以起動車輛的需要來解決離合器磨損問題。與典型的干式摩擦離合器起動相比，本發(fā)明還通過依靠輔助馬達和相關(guān)的控制系統(tǒng)來改善車輛加速性，與通過商用車輛中的干式摩擦離合器的典型離合器接合來傳輸動力時相比，這將更快速地傳輸更多的動力給驅(qū)動輪。
文檔編號B60K6/387GK103118886SQ201180028796
公開日2013年5月22日 申請日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月11日
發(fā)明者T·A·吉尼斯 申請人:伊頓公司