[发明专利]混合动力车辆传动系统

说明书

相关文献的交叉引用

本申请要求2011年9月30日提交的美国临时专利申请No.61/541,513的优先权，该申请的全部内容通过参引的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及用于混合动力车辆的传动系统。

背景技术

混合动力车辆通常由内燃引擎(ICE)和电机两者提供动力。混合动力车辆比纯电动车辆提供更长的操作范围，同时比纯ICE提供动力的车辆排放更少的污染物。

在通常被称作串联式混合动力车辆的车辆中，使用ICE来使发电机转动。发电机产生用于给电机供电或给电池充电的电能。电机驱动变速器，变速器随后驱动车轮。同样地，在串联式混合动力车辆中，ICE仅用于产生电。

另一种混合动力车辆是通常被称作并联式混合动力车辆的车辆。通常，在这种混合动力车辆中，ICE和电机两者都驱动变速器，变速器随后驱动车轮。通过取决于操作状态，仅电机能够驱动变速器，仅ICE能够驱动变速器，或者ICE和电机两者能够一起驱动变速器。

所制造的大部分混合动力车辆是汽车。但是，上述的混合动力推进系统的优势也可应用于诸如摩托车和三轮跨式车的车辆。这些车辆通常使用被称作顺序式变速器的变速器。在此变速器中，按顺序地选择也被称作齿轮的各个挡位。因此，为了从第一齿轮到达第三齿轮，在选择第三齿轮之前必须选择第二齿轮。这消除了在汽车手动变速器上会发生的换挡错误。也简化了换挡器的布置，因为驾驶员仅需要在升齿轮位置和降齿轮位置之间进行选择，而不是使挡把通过手动变速器特有的H形格。换挡器的布置也比手动变速器的布置更紧凑。由于这些优点，这种变速器也被用于赛车中并且开始出现在高端汽车中。

同样地，有利地是，将顺序式变速器的优势与混合动力推进系统的优势结合起来。

在变速器仅由电机驱动并且ICE随后需要被提供动力从而辅助电机时，产生了与将顺序式变速器与并联式混合动力推进系统结合相关联的一个问题。当变速器仅由电机驱动时，变速器或者变速器的将ICE连接至变速器的输出轴的部分位于空挡位置，使得变速器的连接有ICE的输入轴不转动。当ICE需要用于向变速器提供动力时，变速器不得不移动至与车辆的当前操作速度相对应的挡位(即变速器将使车辆由ICE进行操作的挡位)。但是，由于变速器的连续特性，变速器需要在到达所需挡位之前通过较低挡位(即低速齿轮)。因为在变速器的输出轴与变速器的输入轴之间有较大速度差，所以当在空挡位置之后接合第一齿轮时，输入轴会快速加速，这会产生噪音并且在变速器上给予相当大的应力。如果变速器的输出轴与变速器的输入轴之间的速度差太大，则可能挡位不能进行接合。

因此，需要一种顺序式变速器，其能够在用于车辆的混合动力推进系统中使用，并且需要一种具有这种变速器的传动系统。

发明内容

本发明的目的是改善存在于现有技术中的至少一些不便。

本发明的一方面提供了一种用于混合动力车辆的传动系统，其具有至少一个地面接合元件；扭矩传输轴，扭矩传输轴操作性地连接至至少一个地面接合元件从而驱动地面接合元件；电机，电机操作性地连接至扭矩传输轴，电机选择性地驱动扭矩传输轴并且由扭矩传输轴选择性地驱动；变速器，变速器具有输入轴和输出轴，输出轴操作性地连接至扭矩传输轴，输出轴选择性地驱动扭矩传输轴并且由扭矩传输轴选择性地驱动；以及内燃引擎，内燃引擎操作性地连接至变速器的输入轴，该引擎选择性地驱动输入轴并且由输入轴选择性地驱动。变速器具有：空挡挡位，在空挡挡位处，输入轴与所述输出轴之间基本上没有扭矩传递；第一挡位，在第一挡位处，扭矩在输入轴与输出轴之间通过第一组齿轮进行传递，在第一挡位处，输入轴的旋转速度与输出轴的旋转速度的比值为由变速器提供的最高比值；以及至少一个更高挡位，至少一个更高挡位包括最高挡位，在最高挡位处，扭矩在输入轴与输出轴之间通过至少另一组齿轮进行传递，在最高挡位处，输入轴的旋转速度与输出轴的旋转速度的比值为由变速器提供的最低比值。变速器能够从空挡挡位直接地换挡至第一挡位并且能够从空挡挡位直接地换挡至最高挡位。

在另一方面，变速器具有换挡鼓，换挡鼓具有至少一个凹槽。至少一个凹槽是连续的并且横跨换挡鼓的整个圆周。使换挡鼓旋转至第一位置使得变速器换挡到空挡挡位中。使换挡鼓旋转至第二位置使得变速器换挡到第一挡位。使换挡鼓旋转至第三位置使得变速器换挡到最高挡位。换挡鼓能够从第一位置直接旋转至第二位置并且能够从第一位置直接旋转至第三位置。