用于車輛的混合動力變速器的制造方法
【專利摘要】用于車輛的混合動力變速器可以包括：輸入軸，其配置為接收傳輸至其的發動機的動力；輸入離合器，其配置為將輸入軸連接至發動機或中斷輸入軸至發動機的連接；電機，其直接地連接至輸入軸；第一輸出軸和第二輸出軸，它們具有多個從動齒輪，所述多個從動齒輪與安裝在輸入軸上的多個驅動齒輪相嚙合，以形成多個換擋擋位；以及動力控制設備，其設置為切換傳輸至第一輸出軸或第二輸出軸的發動機的動力。
【專利說明】
用于車輛的混合動力變速器
技術領域
[0001]本發明的各方面涉及一種用于車輛的混合動力變速器，并且特別地，涉及一種變速器結構技術，其能夠通過利用簡單的配置實現多種行駛模式從而改進換擋品質。
【背景技術】
[0002]自動手動變速器(Automated Manual Transmiss1n，AMT)能夠實現不需要駕駛員的介入而根據車輛的行駛情況自動換擋(類似于相關技術中的自動變速器)的便利，并且能夠實現相關技術中的手動變速器的高動力傳輸效率的便利。
[0003]然而，在換擋過程中，基于相關技術中的手動變速器機制的AMT，必然會附帶這樣的過程，其中在釋放前一換擋擋位并且切換至下一換擋擋位時傳輸至驅動輪的動力中斷，而這可能會使得換擋沖擊發生。
[0004]公開于本發明的背景部分的信息僅僅旨在加深對本發明的一般【背景技術】的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。
【發明內容】
[0005]本發明的各方面致力于提供一種用于車輛的混合動力變速器，其能夠防止在換擋過程中至驅動輪的動力的完全中斷，從而改進換擋品質，并且能夠利用簡單的配置實現多種行駛模式，從而通過符合車輛的行駛情況的高效行駛而改進車輛的燃料效率。
[0006]根據本發明的各個方面，用于車輛的混合動力變速器可以包括:輸入軸，其安裝為接收發動機傳輸至其的動力；輸入離合器，其安裝為將輸入軸連接至發動機或中斷輸入軸至發動機的連接；電機，其直接地連接至輸入軸；第一輸出軸和第二輸出軸，它們具有多個從動齒輪，所述多個從動齒輪與安裝在輸入軸上的多個驅動齒輪相嚙合，以形成多個換擋擋位；以及動力控制設備，其設置為切換傳輸至第一輸出軸或第二輸出軸的發動機的動力。
[0007]動力控制設備可以包括:第一連接齒輪，其具有旋轉軸，該旋轉軸布置為形成輸入軸的同心軸；第二連接齒輪，其與第一連接齒輪相嚙合并且以第二連接齒輪的旋轉是受約束的狀態安裝在第一輸出軸上；以及傳動離合器，其安裝在第一連接齒輪的旋轉軸上，以將發動機的動力連接至第一連接齒輪的旋轉軸上或中斷發動機至第一連接齒輪的旋轉軸的動力的連接。
[0008]輸入軸可以形成為中空軸，并且傳動離合器可以連接至發動機以穿過輸入軸的中央。
[0009]傳動離合器可以位于電機的中部的空間中。
[0010]設置在第一輸出軸上的從動齒輪可以配置為，與在輸入軸上的驅動齒輪相嗤合，以形成一系列換擋擋位的奇數擋位，并且設置在第二輸出軸的從動齒輪可以配置為，與在輸入軸上的驅動齒輪相嚙合，以形成一系列換擋擋位的偶數擋位。
[0011 ] 第一驅動齒輪，第二驅動齒輪和第三驅動齒輪可以設置在輸入軸上，與第一驅動齒輪相嚙合以實現第一換擋擋位的第一擋位從動齒輪，與第二驅動齒輪相嚙合以實現第三換擋擋位的第三擋位從動齒輪，以及與第三驅動齒輪相嚙合以實現第五換擋擋位的第五擋位從動齒輪可以設置在第一輸出軸上，并且與第一驅動齒輪相嚙合以實現第二換擋擋位的第二擋位從動齒輪，與第二驅動齒輪相嚙合以實現第四換擋擋位的第四擋位從動齒輪，以及與第三驅動齒輪相嚙合以實現第六換擋擋位的第六擋位從動齒輪可以設置在第二輸出軸上。
[0012]第一和第三擋位同步裝置以及第五擋位同步裝置可以設置在第一輸出軸上，該第一和第三擋位同步裝置分別地配置為使第一擋位從動齒輪或第三擋位從動齒輪被第一輸出軸旋轉地約束或者不受第一輸出軸約束，該第五擋位同步裝置配置為使第五擋位從動齒輪被第一輸出軸旋轉地約束或者不受第一輸出軸約束，并且第二和第四擋位同步裝置以及第六擋位同步裝置可以設置在第二輸出軸上，該第二和第四擋位同步裝置分別地配置為使第二擋位從動齒輪或第四擋位從動齒輪被第二輸出軸旋轉地約束或者不受第二輸出軸的約束，該第六擋位同步裝置配置為使第六擋位從動齒輪被第二輸出軸旋轉地約束或者不受第二輸出軸約束。
[0013]輸入離合器可以是常閉式離合器，并且傳動離合器可以是常開式離合器。
[0014]應當理解，此處所使用的術語“車輛”或“車輛的”或其它類似術語一般包括機動車輛，例如包括運動型多用途車輛(SUV)、公共汽車、卡車、各種商用車輛的乘用汽車，包括各種舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合動力車輛、電動車輛、可插式混合動力電動車輛、氫動力車輛以及其它替代性燃油車輛(例如源于非石油的能源的燃油)。正如此處所提到的，混合動力車輛是具有兩種或更多動力源的車輛，例如汽油動力和電力動力兩者的車輛。
[0015]本發明的方法和裝置可以具有其他的特性和優點，這些特性和優點從并入本文中的附圖和隨后的【具體實施方式】中將是顯而易見的，或者將在并入本文中的附圖和隨后的【具體實施方式】中進行詳細陳述，這些附圖和【具體實施方式】共同用于解釋本發明的特定原理。
【附圖說明】
[0016]圖1是顯示了根據本發明的用于車輛的示例性混合動力變速器的配置的示意圖。
[0017]圖2是解釋在圖1的變速器中的1-速EV模式的實現的示意圖。
[0018]圖3是解釋在圖1的變速器中的2-速EV模式的實現的示意圖。
[0019]圖4是解釋在圖1的變速器中的3-速EV模式的實現的示意圖。
[0020]圖5是解釋在圖1的變速器中的4-速EV模式的實現的示意圖。
[0021]圖6是解釋在圖1的變速器中的5-速EV模式的實現的示意圖。
[0022]圖7是解釋在圖1的變速器中的6-速EV模式的實現的示意圖。
[0023]圖8是解釋在圖1的變速器中的1-速HEV模式的實現的示意圖。
[0024]圖9是解釋在圖1的變速器中的2-速HEV模式的實現的示意圖。
[0025]圖10是解釋在圖1的變速器中的3-速HEV模式的實現的示意圖。
[0026]圖11是解釋在圖1的變速器中的4-速HEV模式的實現的示意圖。
[0027]圖12是解釋在圖1的變速器中的5-速HEV模式的實現的示意圖。
[0028]圖13是解釋在圖1的變速器中的6-速HEV模式的實現的示意圖。
[0029]圖14是解釋根據本發明的圖1的變速器進行從圖8的狀態至圖9的狀態的換擋過程的圖。
[0030]應當理解，附圖不一定是按照比例，提供各種特征的略微簡化的表示本發明的基本原理的說明。本發明所公開的本發明的具體設計特征(包括例如具體尺寸、方向、位置和形狀)將部分地由具體所要應用和使用的環境來確定。
【具體實施方式】
[0031 ] 下面將詳細參考本發明的各個實施方案，這些實施方案的示例被顯示在附圖中并描述如下。盡管本發明將與示例性實施方案相結合進行描述，應當理解本說明書并非旨在將本發明限制為那些示例性實施方案。相反，本發明旨在不但覆蓋這些示例性實施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權利要求所限定的本發明的精神和范圍之內的各種選擇形式、修改形式、等價形式及其它實施方案。
[0032]參考圖1，根據本發明的各個實施方案用于車輛的混合動力變速器配置為包括:輸入軸IN，其安裝為接收發動機E傳輸至其的動力；輸入離合器1C，其安裝為將輸入軸IN連接至發動機E或中斷輸入軸至發動機E的連接；電機M，其直接地連接至輸入軸IN ;第一輸出軸OUTl和第二輸出軸0UT2，它們具有多個從動齒輪，所述多個從動齒輪與安裝在輸入軸IN上的多個驅動齒輪相嚙合，以形成多個換擋擋位；以及動力控制裝置，其設置為切換傳輸至第一輸出軸OUTl或第二輸出軸0UT2的發動機E的動力。
[0033]也就是說，根據本發明的各個實施方案，輸入軸IN配置為接收傳輸至其的發動機的動力和電機的動力，并且第一輸出軸OUTl和第二輸出軸0UT2具有從動齒輪，所述從動齒輪與設置在輸入軸IN上的驅動齒輪相嚙合，以形成各個換擋擋位。而且，動力控制裝置配置為切換傳輸至第一輸出軸OUTl和第二輸出軸0UT2的發動機E的動力，從而能夠在換擋操作期間連續地傳輸發動機E的動力至驅動輪，以解決在相關技術中的換擋操作期間傳輸至驅動輪的動力中斷的問題。
[0034]在各種實施方案中，動力控制裝置配置為包括:第一連接齒輪G1，其具有旋轉軸，該旋轉軸布置為形成輸入軸IN的同心軸；第二連接齒輪G2，其與第一連接齒輪Gl相嚙合并且以其旋轉是受約束的狀態安裝在第一輸出軸OUTl上；以及傳動離合器TC，其安裝在第一連接齒輪Gl的旋轉軸上，以將發動機E的動力連接至第一連接齒輪Gl的旋轉軸或中斷發動機E至第一連接齒輪Gl的旋轉軸的動力的連接。
[0035]相應地，一旦傳動離合器TC在換擋操作期間接合，發動機E的動力將通過第一連接齒輪Gl和第二連接齒輪G2直接地傳輸至第一輸出軸OUTl。
[0036]在各種實施方案中，輸入軸IN形成為空心軸，并且傳動離合器TC連接至發動機E以穿過輸入軸IN的中央。由于傳動離合器TC位于電機的中部的空間中，所以能夠提供更緊湊的變速器，并且能夠改進變速器在車輛上的安裝性能。
[0037]設置在第一輸出軸OUTl上的從動齒輪配置為與在輸入軸IN上的驅動齒輪相嗤合，以形成一系列換擋擋位的奇數擋位，并且設置在第二輸出軸0UT2上的從動齒輪配置為與在輸入軸IN上的驅動齒輪相嚙合，以形成一系列換擋擋位的偶數擋位。
[0038]在各種實施方案中，第一驅動齒輪Dl，第二驅動齒輪D2和第三驅動齒輪D3設置在輸入軸IN上；并且與第一驅動齒輪Dl嚙合以實現第一換擋擋位的第一擋位從動齒輪P1，與第二驅動齒輪D2嚙合以實現第三換擋擋位的第三擋位從動齒輪P3，以及與第三驅動齒輪D3嚙合以實現第五換擋擋位的第五擋位從動齒輪P5設置在第一輸出軸OUTl上。
[0039]此外，與第一驅動齒輪Dl嚙合以實現第二換擋擋位的第二擋位從動齒輪P2，與第二驅動齒輪D2嚙合以實現第四換擋擋位的第四擋位從動齒輪P4，以及與第三驅動齒輪D3嚙合以實現第六換擋擋位的第六擋位從動齒輪P6，設置在第二輸出軸0UT2上。
[0040]第一和第三擋位同步裝置1&3S以及第五擋位同步裝置5S設置在第一輸出軸OUTl上，該第一和第三擋位同步裝置1&3S分別地配置為使第一擋位從動齒輪Pl或第三擋位從動齒輪P3被第一輸出軸OUTl旋轉地約束或者不受第一輸出軸OUTl約束，該第五擋位同步裝置5S配置為使第五擋位從動齒輪P5被第一輸出軸OUTl旋轉地約束或者不受第一輸出軸OUTl約束。
[0041]此外，第二和第四擋位同步裝置2&4S以及第六擋位同步裝置6S設置在第二輸出軸0UT2上，該第二和第四擋位同步裝置2&4S分別地配置為使第二擋位從動齒輪P2或第四擋位從動齒輪P4被第二輸出軸0UT2旋轉地約束或者不受第二輸出軸0UT2約束，該第六擋位同步裝置6S配置為使第六擋位從動齒輪P6被第二輸出軸0UT2旋轉地約束或者不受第二輸出軸0UT2約束。
[0042]輸入離合器IC由常閉式離合器構成(normal close type clutch)，并且傳動離合器TC由常開式離合器構成。在典型的車輛行駛情況中，操作各個離合器所消耗的能量相對地減少了，從而車輛的燃料效率能夠提升。
[0043]如上所述，輸入離合器IC在HEV模式中應該是接合的，并且如果輸入離合器IC由常閉式離合器構成，在車輛的行駛大體上以HEV模式進行的假設下，常閉式離合器EC在大多數情況中不需要獨立的操作力，并且只有在換擋過程中或在EV模式中會消耗用于不受約束的操作的操作力。相反，由于傳動離合器TC只有在換擋過程中使用，所以其由常開式離合器構成，并且因此為操作離合器而消耗的能量能夠最小化。
[0044]當然，由于第一輸出齒輪OGl設置在第一輸出軸OUTl上，第二輸出齒輪0G2設置在第二輸出軸0UT2上，并且第一輸出齒輪OGl和第二輸出齒輪0G2與差速器齒圈(differential ring gear) R相嗤合，所以動力能夠傳輸至各個驅動輪。
[0045]圖2、圖3、圖4、圖5、圖6和圖7顯示1-速EV模式至6-速EV模式。在圖2的1-速EV模式中，第一和第三擋位同步裝置1&3S將第一擋位從動齒輪Pl連接至第一輸出軸0UT1，并且在圖3的2-速EV模式中，第二和第四擋位同步裝置2&4S將第二擋位從動齒輪P2連接至第二輸出軸0UT2。在圖4的3-速EV模式中，第一和第三擋位同步裝置1&3S將第三擋位從動齒輪P3連接至第一輸出軸0UT1，并且在圖5的4-速EV模式中，第二和第四擋位同步裝置2&4S將第四擋位從動齒輪P4連接至第二輸出軸0UT2。而且，在圖6的5-速EV模式中，第五擋位同步裝置5S將第五擋位從動齒輪P5連接至第一輸出軸OUTl，并且在圖7的6-速EV模式中，第六擋位同步裝置6S將第六擋位從動齒輪P6連接至第二輸出軸0UT2。通過在上述狀態中驅動電機，各個換擋擋位被實現。
[0046]圖8、圖9、圖10、圖11、圖12和圖13相繼地顯示1-速HEV模式至6_速HEV模式。在圖8的1-速HEV模式中，第一和第三擋位同步裝置1&3S將第一擋位從動齒輪Pl連接至第一輸出軸OUTI，并且在圖9的2-速HEV模式中，第二和第四擋位同步裝置2&4S將第二擋位從動齒輪P2連接至第二輸出軸0UT2。在圖10的3-速HEV模式中，第一和第三擋位同步裝置1&3S將第三擋位從動齒輪P3連接至第一輸出軸0UT1，并且在圖11的4-速HEV模式中，第二和第四擋位同步裝置2&4S將第四擋位從動齒輪P4連接至第二輸出軸0UT2。而且，在圖12的5-速HEV模式中，第五擋位同步裝置5S將第五擋位從動齒輪P5連接至第一輸出軸0UT1，并且在圖13的6-速HEV模式中，第六擋位同步裝置6S將第六擋位從動齒輪P6連接至第二輸出軸0UT2。如果發動機E的動力通過電機M的供給和輸入離合器IC的接合而傳輸至輸入軸IN，電機M的動力和發動機E的動力在輸入軸IN上相加，換擋通過各自的換擋擋位執行，并且發動機E的動力傳輸至差速器齒圈R。
[0047]另一方面，從圖8的1-速HEV模式至圖9的2_速HEV模式的換擋過程將參考圖14描述。如果在傳動離合器TC接合的同時輸入離合器IC釋放，傳輸至輸入軸IN的發動機E的動力中斷，但是發動機E的動力通過傳動離合器TC、第一連接齒輪Gl和第二連接齒輪G2連續地傳輸至第一輸出軸OUTl。
[0048]相應地，發動機E的動力連續地傳輸至驅動輪，并且輸入軸IN不連接至發動機E。在這種狀態下，如果在第一和第三擋位同步裝置1&3S釋放之后輸入離合器IC接合，并且第二和第四擋位同步裝置2&4S將第二擋位齒輪P2連接至第二輸出軸0UT2，動力會連續地傳輸至驅動輪，而在這樣的過程中沒有傳輸至驅動輪的動力的中斷。
[0049]根據本發明，在換擋過程中，至驅動輪的動力的完全中斷能夠避免，從而改進換擋品質，并且能夠利用簡單的配置實現多種行駛模式，從而通過符合車輛的行駛情況的高效行駛而改進車輛的燃料效率。
[0050]前面對本發明具體示例性實施方案所呈現的描述是出于說明和描述的目的。前面的描述并不旨在成為窮舉的，也并不旨在把本發明限制為所公開的精確形式，顯然，顯然根據上述教導很多改變和變化都是可能的。選擇示例性實施方案并進行描述是為了解釋本發明的特定原理及其實際應用，從而使得本領域的其它技術人員能夠實現并利用本發明的各種示例性實施方案及其不同選擇形式和修改形式。本發明的范圍意在由所附權利要求書及其等價形式所限定。
【主權項】
1.一種用于車輛的混合動力變速器，包括: 輸入軸，其配置為接收傳輸至其的發動機的動力； 輸入離合器，其配置為將所述輸入軸連接至所述發動機或中斷所述輸入軸至所述發動機的連接； 電機，其直接地連接至所述輸入軸； 第一輸出軸和第二輸出軸，所述第一輸出軸和第二輸出軸具有多個從動齒輪，所述多個從動齒輪與安裝在輸入軸上的多個驅動齒輪相嚙合，以形成多個換擋擋位； 動力控制設備，其設置為切換傳輸至第一輸出軸或第二輸出軸的發動機的動力。2.根據權利要求1所述的用于車輛的混合動力變速器，其中所述動力控制設備包括: 第一連接齒輪，其具有旋轉軸，該旋轉軸布置為形成所述輸入軸的同心軸； 第二連接齒輪，其與所述第一連接齒輪相嚙合，并且以其旋轉受到約束的狀態安裝在所述第一輸出軸上； 傳動離合器，其安裝在所述第一連接齒輪的旋轉軸上，以將發動機的動力連接至所述第一連接齒輪的旋轉軸上，或中斷所述發動機至所述第一連接齒輪的旋轉軸的動力的連接。3.根據權利要求2所述的用于車輛的混合動力變速器，其中所述輸入軸形成為空心軸，并且 所述傳動離合器通過穿過所述輸入軸的中央而連接至所述發動機。4.根據權利要求3所述的用于車輛的混合動力變速器，其中所述傳動離合器位于所述電機的中部的空間中。5.根據權利要求2所述的用于車輛的混合動力變速器，其中設置在所述第一輸出軸上的從動齒輪與輸入軸上的驅動齒輪相嚙合以形成一系列換擋擋位的奇數擋位， 設置在所述第二輸出軸上的從動齒輪與輸入軸上的驅動齒輪相嚙合以形成一系列換擋擋位的偶數擋位。6.根據權利要求5所述的用于車輛的混合動力變速器，其中第一驅動齒輪、第二驅動齒輪和第三驅動齒輪安裝在所述輸入軸上， 與所述第一驅動齒輪嚙合以實現第一換擋擋位的第一擋位從動齒輪，與所述第二驅動齒輪嚙合以實現第三換擋擋位的第三擋位從動齒輪，以及與所述第三驅動齒輪嚙合以實現第五換擋擋位的第五擋位從動齒輪，設置在所述第一輸出軸上，并且 與所述第一驅動齒輪嚙合以實現第二換擋擋位的第二擋位從動齒輪，與所述第二驅動齒輪嚙合以實現第四換擋擋位的第四擋位從動齒輪，以及與所述第三驅動齒輪嚙合以實現第六換擋擋位的第六擋位從動齒輪，設置在所述第二輸出軸上。7.根據權利要求6所述的用于車輛的混合動力變速器，其中第一和第三擋位同步裝置以及第五擋位同步裝置設置在所述第一輸出軸上，所述第一和第三擋位同步裝置分別地配置為使所述第一擋位從動齒輪或所述第三擋位從動齒輪被所述第一輸出軸旋轉地約束或者不受所述第一輸出軸約束，所述第五擋位同步裝置配置為使所述第五擋位從動齒輪被所述第一輸出軸旋轉地約束或者不受所述第一輸出軸約束，并且 第二和第四擋位同步裝置以及第六擋位同步裝置設置在所述第二輸出軸上，所述第二和第四擋位同步裝置分別地配置為使所述第二擋位從動齒輪或所述第四擋位從動齒輪被所述第二輸出軸旋轉地約束或者不受所述第二輸出軸約束，所述第六擋位同步裝置配置為使所述第六擋位從動齒輪被所述第二輸出軸旋轉地約束或者不受所述第二輸出軸約束。8.根據權利要求2所述的用于車輛的混合動力變速器，其中所述輸入離合器是常閉式離合器，所述傳動離合器是常開式離合器。
【文檔編號】F16H3/12GK106032836SQ201510113333
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2015年3月16日
【發明人】金伯猷, 邊成崑, 金錫俊, 安哲民
【申請人】現代自動車株式會社