[发明专利]具有多速组合器的动力路径分开式变速器

说明书

技术领域

本发明涉及车辆中使用的动力路径分开式变速器。

背景技术

动力路径分开式变速器构架被使用在许多类型的混合动力车辆驱动装 置中并且被用作连续可变动力传动系。在简单的动力路径分开式变速器 中，动力被分成两路。该动力分路器通常是行星式的，其允许在输入与输 出之间的速度变化，但在输入元件和两个输出元件之间具有固定的扭矩分 配。典型地一个动力路径是具有固定的速度和扭矩比的简单机械路径。另 一个动力路径含有提供可变速度和扭矩比的变化器元件。来自这两个路径 的输出的动力在一个组合器齿轮处重新组合。

在运行中，当从零速度开始时，该变速器在其输入处以非零速度和扭 矩开始并且在其输出处以零速度开始。该变化器被调节成提供上至通过变 化器动力路径倍增的最大扭矩。随着该变速器输出开始转动，该变化器扭 矩比率减小而该变化器输入的速度开始下降。当该变化器输入速度接近零 时，本质上被传递通过变化器(并且因此通过变化器路径)的唯一动力是 由于体积损失(例如滑移)所导致的。代替地，动力被几乎排他地传递通 过该固定机械动力路径。

现有技术中已知许多变换器构型。而且，在这些构型之中，通常液压 变化器类型是优选的。例如，该变化器可以包括一个静液压泵和电动机组。 通常在车辆应用中，所希望的是使部件的空间、重量和成本最小化。为此 目的，在这样的动力路径分开式变速器的情况下，特别希望的是使该变速 器的液压部分的尺寸最小化。此外，根据该变速器的所需工作周期，用单 一变化器来应对所有所需运行状况通常不是最佳的。在这些情况下，增大 这样的变速器的运行范围的简单解决方法是将一个多速变速器(例如副传 动箱)添加到该动力路径分开式变速器的输出上。这样的解决方法允许使 用较小的变化器。然而，这使变速器增加了显著的重量和轴向长度。

举例而言，德国公司芬特(Fendt)已经开发了用于农业车辆和机械的无级变速器(例如变速器)。这些无级变速器采用了这样的动力路径分开式设计并且额外使用了双速副传动箱。然而，这些变速器采用了针对高速和低速范围的同步器组件，并且这可能造成在移动时改变范围困难。

而且，在US7357744中，KineticsDriveSolutions披露了一种采用这 种样的动力路径分开式设计的液压机械无级变速器(HMCVT)。这种 HMCVT使用行星齿轮系统对车辆或固定设备提供液压和机械动力的组 合。该发明进一步包括多种不同的辅助元件来改善HMCVT的性能。

尽管迄今取得了进展，但仍需要继续减少这些有用变速器的尺寸、重 量、和成本。本发明解决了这些和如下所述的其他需要。

概述

一个动力路径分开式变速器可以通过将来自一个可变比率动力路径和 其他动力路径的输出在一个组合器处组合之前将一个合适的多速驱动组 件结合到该变速器中的该可变比率动力路径中来制造得更紧凑。为此目 的，合适的多速传动组件具有至少两个可选择的传动比。

这样的动力路径分开式变速器包括一个变速器输入和输出、一个输入 动力分路器、至少一个固定比率机械动力路径和至少一个可变比率动力路 径、一个组合器、以及一个多速传动组件。该输入动力分路器包括一个输 入并且至少包括第一输出和第二输出。该变速器的输入连接该动力分路器 输入，该动力分路器的第一输出连接该固定比率机械动力路径的输入，该 动力分路器的第二输出连接该可变比率动力路径的输入。该组合器将该固 定比率机械动力路径的输出和该可变比率动力路径的输出与该变速器的 输出相联接。该多速传动组件包括至少两个可选择的传动比并且被结合在 该可变比率动力路径的输入和输出之间。

为了提供可变比率动力，该可变比率动力路径可以包括一个变化器， 在该变化器中一个变化器输入连接该动力分路器的第二输出，并且一个变 化器输出连接该多速传动组件。为此目的可以考虑不同类型的变化器，包 括由以下各项组成的组中的变化器：环形摩擦传动装置、具有多个可变套 筒的滑轮、可变锥形传动装置、发电机和电动机组、液力装置或静液压装 置。在一个所希望的实施例中，该变化器是包括一个静液压泵与马达组的 静液压装置。

此外，还可以采用多种不同类型的多速驱动器组件。例如，适合的多 速传动组件包括在该变化器的输出与该可变比率动力路径的输出之间并 联联接的一个高速摩擦离合器和一个低速摩擦离合器。在其他实施例中， 可以采用牙嵌离合器或同步器。