[发明专利]带双动力路径和选择性电机连接的混合电动变速器

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及混合电动变速器，其带有两个电机/发电机，其中一个可选择性地连接到五节点复合差动齿轮组的两个不同的齿轮元件，另一个也可连接到一个不同的齿轮元件，用来提供电动可变输入分离操作模式。

背景技术

[0002]混合电动变速动力系统包括发动机和变速器，所述变速器从发动机和一个或者多个电机/发电机接收功率通量。混合电动变速器有差动齿轮组，来自发动机和电机/发电机的动力流动通过不同的差动齿轮组元件。混合电动变速器可包括扭矩传输机械装置，其可根据各种接合表接合来提供操作模式组合，包括电动可变范围和固定的齿轮传动比。电动可变范围典型地提供平稳的操作情况下，最适宜的发电机速度，同时固定的齿轮传动比保证在特定的情况下，例如持续的高速路巡航时，最大的扭矩实现和最大的燃料燃烧效率。电动可变范围经由机电动力路径所建立，其中，通过电机/发电机使从发动机输出的一小部分动力转化为电力，然后再由电机/发电机转化成机械动力。通过直接将电机/发电机和发动机连接在一起，固定的齿轮传动比典型地提供卓越的变速器输出扭矩和车辆加速度。在固定的齿轮传动比下，从变速器输入元件到变速器输出元件的动力流动路径视为完全地通过机械动力路径，因为速度没有通过电机/发电机改变。

发明内容

[0003]包括两个电机/发电机的混合电动变速器提供动力分离，电动可变动力沿着双动力路径流动，而且提供多种的操作模式，包括电动可变输出分离模式。变速器还包括带五个齿轮元件的差动齿轮组(例如，复合差动齿轮组通过五节点杆图描述)。第一电机/发电机与其中一个齿轮元件连接，第二电机/发电机单独地可选择性地与另外两个齿轮元件连接。当第二电机/发电机与两个齿轮元件都连接的时候，一个固定的速度比被建立，因此，需要锁止离合器以便通过差动齿轮组获得一个固定的速度比。

[0004]在这里，  “齿轮元件”是差动齿轮组的一个元件，可以被一个在杆图里的节点所描述。例如，在行星齿轮组中，行星架元件，太阳轮元件和一个齿圈元件都可以被作为杆图里的节点所描述，但是被行星架构建支撑的小齿轮不能作为节点描述。同样，在复合行星齿轮组中，这些连续地和另外的一个元件互相联接齿轮元件可以通过一个单独的节点被描述。本领域技术人员很容易理解将混合差动齿轮组描述为杆图。

[0005]在这里，  “模式”是一种特定的操作状态，不论包括连续速度比范围或者仅仅一个固定的速度比，通过特定的扭矩传输装置或者扭矩传输装置组合获得的。

[0006]变速器包括适合从发动机获得动力的输入元件和输出元件。输入元件与第一齿轮元件连接以共同旋转，并且第一电机/发电机与第二齿轮元件连接以共同旋转。变速器进一步包括互相啮合齿轮，至少其中一个可与输出组件连接作旋转。第一电机离合器选择性地接合第二电机/发电机和第三齿轮元件。第二电机离合器选择性地接合第二电机/发电机和第四齿轮元件。第一和第二传输元件，最好是轴，被连接以与第四和第五齿轮元件共同转动，并且分别地，通过接合不同的输出扭矩传输装置，经由不同的互相啮合的齿轮中的一个，可单独地运转连接输出组件。因此，第一和第二传输组件部分地在输入元件和输出元件之间形成第一和第二动力路径。

[0007]通过将不同的电机离合器组合和输出扭矩传输装置接合，可获得多种可能的操作模式。例如，电动可变输入分离模式是通过将第二电机离合器和连接第四齿轮元件和输出元件的输出扭矩传输装置中的一个接合而被建立的。复合分离操作模式通过将第一电机离合器和与在电力可变输入分离操作模式中相同的输出扭矩传输装置接合而被建立。如果两个电机离合器和同样的输出扭矩传输机械装置被接合，则固定比率模式被建立，因为两个电机离合器的接合锁上差动齿轮组，所以所有齿轮元件以同样的速度转动。

[0008]在一个实施例里，互相啮合齿轮包括多个齿轮组，这些齿轮组经由中间轴从传输元件到输出元件传输扭矩。其中一个齿轮组可能是反向齿轮组，具有一个齿轮与输出组件连接以共同转动，一个齿轮与中间轴连接以共同转动，而且一个反向或者怠速齿轮与其它两个齿轮相互啮合。第二电机离合器和反向输出离合器的接合连接与输出轴共同转动的齿轮，来实现输入分离电动可变模式。如果有三个另外的齿轮组，并且三个附加输出扭矩传输装置选择性地接合来分别沿着这些组件从中间轴传输扭矩，则除电动可变输入分离反向模式之外，这个实施例获得一个电动可变输入分离前向模式，三个电动可变复合分离模式和五个固定前进比率模式。