用于車輛的混合動力系的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于車輛的混合動力系，更具體而言，涉及一種基于同步嚙合類型的手動變速器機構(gòu)的用于車輛的混合動力系的構(gòu)造。
【背景技術(shù)】
[0002]通常而言，從內(nèi)燃發(fā)動機產(chǎn)生的動力和從電力地驅(qū)動的電動機產(chǎn)生的動力相結(jié)合以通過混合動力系來驅(qū)動車輛，其中用發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩特性和電動機的轉(zhuǎn)矩特性的互補方面而改進用于驅(qū)動車輛的動力效率。
[0003]因此，根據(jù)傳統(tǒng)的混合動力系，在低速或車輛啟動的情況下實現(xiàn)EV模式，其中通過利用電動機的較好的轉(zhuǎn)矩特性由電動機來驅(qū)動車輛；在中速或高速情況下實現(xiàn)發(fā)動機模式，其中通過利用發(fā)動機的相對較好的轉(zhuǎn)矩特性由發(fā)動機來驅(qū)動車輛；以及在通過利用其轉(zhuǎn)矩由電動機和發(fā)動機驅(qū)動車輛時需要較高轉(zhuǎn)矩的情況下應用混合模式。
[0004]基于手動變速器的傳統(tǒng)混合動力系配置為自動手動變速器(AMT)，使得AMT和電動機受到控制，并且考慮到由車輛的變速器占用的空間和最終燃料比，來自電動機的動力通過主要使用減速齒輪而用作在車輛的低速下的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，并且來自發(fā)動機的動力通過主要使用增速齒輪而用作在車輛的高速下的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。然而，在級比很大的部段下難以確保良好的換檔感覺，并且通常由于在換檔時由AMT內(nèi)在地產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩中斷感覺而使換檔感覺變差。
[0005]此外，根據(jù)傳統(tǒng)的混合動力系，在車輛由發(fā)動機驅(qū)動時，電動機的轉(zhuǎn)子通過來自發(fā)動機的動力進行旋轉(zhuǎn)，因此當車輛僅由發(fā)動機驅(qū)動時電動機的旋轉(zhuǎn)用作阻力轉(zhuǎn)矩，從而導致車輛的燃料比變差。
[0006]公開于該【背景技術(shù)】部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的總體【背景技術(shù)】的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明致力于解決相關(guān)技術(shù)的問題和/或其他問題，并且提供基于手動變速器機構(gòu)的混合動力系，其中可以確保用于實現(xiàn)級比的自由度在待實現(xiàn)的全部換檔檔位的范圍內(nèi)進一步變窄同時配置緊湊的動力系，可以通過防止在換檔期間的轉(zhuǎn)矩中斷感覺而提供較好的換檔質(zhì)量，并且可以在車輛僅通過發(fā)動機驅(qū)動的發(fā)動機模式下防止電動機和相關(guān)組件旋轉(zhuǎn)以傳遞電動機的動力，從而改進車輛的燃料比。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的用于車輛的混合動力系可以包括:換檔模塊、第二輸入軸、軸離合器裝置、電動機側(cè)驅(qū)動齒輪、電動機側(cè)從動齒輪、第一離合器裝置、第二離合器裝置以及可變齒輪比提供裝置，其中，所述換檔模塊設(shè)置有在布置為彼此平行的第一輸入軸和輸出軸上的同步嚙合類型的多個換檔檔位；所述第二輸入軸通過電動機進行驅(qū)動并且布置為與所述第一輸入軸同軸；設(shè)置所述軸離合器裝置用于聯(lián)接或分離所述第二輸入軸和所述第一輸入軸；所述電動機側(cè)驅(qū)動齒輪能旋轉(zhuǎn)地布置在所述第二輸入軸上；所述電動機側(cè)從動齒輪能旋轉(zhuǎn)地布置在所述輸出軸上以便與所述電動機側(cè)驅(qū)動齒輪嚙合；設(shè)置所述第一離合器裝置用于聯(lián)接所述電動機側(cè)驅(qū)動齒輪到所述第二輸入軸或使所述電動機側(cè)驅(qū)動齒輪從所述第二輸入軸分離；設(shè)置所述第二離合器裝置用于聯(lián)接所述電動機側(cè)從動齒輪到所述輸出軸或使所述電動機側(cè)從動齒輪從所述輸出軸分離；所述可變齒輪比提供裝置設(shè)置在所述第二輸入軸上，以便通過所述電動機側(cè)驅(qū)動齒輪和所述電動機側(cè)從動齒輪，應用不同于所述換檔模塊的兩個齒輪比，將所述第二輸入軸的旋轉(zhuǎn)力選擇性地傳遞到所述輸出軸。
[0009]本發(fā)明的方法和裝置具有其它的特性和優(yōu)點，這些特性和優(yōu)點從并入本文中的附圖和隨后的具體實施方案中將是顯而易見的，或者將在并入本文中的附圖和隨后的具體實施方案中進行詳細陳述，這些附圖和具體實施方案共同用于解釋本發(fā)明的特定原理。
【附圖說明】
[0010]接下來將參照示出附圖的本發(fā)明的某些示例性實施方案詳細地描述本發(fā)明的以上和其他特征，附圖在此之后僅通過顯示的方式給出，因而對本發(fā)明是非限定性的，其中:
[0011]圖1為示出了根據(jù)本發(fā)明的用于車輛的示例性混合動力系的視圖；
[0012]圖2A-圖2E為示出了在如圖1中所示的示例性混合動力系中從第一檔位換檔到第二檔位的過程的視圖；
[0013]圖3A-圖3B為示出了在如圖1中所示的示例性混合動力系中從第二檔位換檔到第三檔位的過程的視圖；
[0014]圖4A-圖4E為示出了在如圖1中所示的示例性混合動力系中從第三檔位換檔到第四檔位的過程的視圖；以及
[0015]圖5為示出了在如圖1中所示的示例性混合動力系中實現(xiàn)反向檔位的過程的視圖。
[0016]應當了解，所附附圖并不必須是按比例繪制的，其示出了如本文中所公開的本發(fā)明的各種優(yōu)選特征在某種程度上經(jīng)過簡化了的表示。本發(fā)明的各種優(yōu)選特征包括例如具體尺寸、方向、位置和外形將部分地由具體所要應用和使用的環(huán)境來確定。
[0017]在這些附圖中，在貫穿附圖的多幅圖形中，附圖標記指代本發(fā)明的相同的或等效的部分。
【具體實施方式】
[0018]下面將詳細說明本發(fā)明的不同實施方案，在附圖中和以下的描述中示出了這些實施方案的實例。雖然本發(fā)明將與示例性實施方案相組合進行描述，但是應當了解，本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實施方案。相反，本發(fā)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(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種替換、修改、等效形式以及其它實施方案。
[0019]參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的混合動力系包括:換檔模塊5、第二輸入軸7、軸離合器裝置9、電動機側(cè)驅(qū)動齒輪11、電動機側(cè)從動齒輪13、第一離合器裝置15、第二離合器裝置17以及可變齒輪比提供裝置19，其中，換檔模塊5設(shè)置有在第一輸入軸I和輸出軸3上的同步嚙合類型的多個換檔檔位，第一輸入軸I和輸出軸3布置為彼此平行；第二輸入軸7由電動機M驅(qū)動并且布置為與第一輸入軸I同軸；設(shè)置軸離合器裝置9用于聯(lián)接或分離第二輸入軸7和第一輸入軸I ;電動機側(cè)驅(qū)動齒輪11可旋轉(zhuǎn)地布置在第二輸入軸7上；電動機側(cè)從動齒輪13可旋轉(zhuǎn)地布置在輸出軸3上以便與電動機側(cè)驅(qū)動齒輪11嚙合；設(shè)置第一離合器裝置15用于切換電動機側(cè)驅(qū)動齒輪11到第二輸入軸7的聯(lián)接/電動機側(cè)驅(qū)動齒輪11從第二輸入軸7的分離；設(shè)置第二離合器裝置17用于切換電動機側(cè)從動齒輪13到輸出軸3的聯(lián)接/電動機側(cè)從動齒輪13從輸出軸3的分離；可變齒輪比提供裝置19設(shè)置在第二輸入軸7上，以便使用通過電動機側(cè)驅(qū)動齒輪11和電動機側(cè)從動齒輪13的選擇性地不同的齒輪比將第二輸入軸7的旋轉(zhuǎn)力傳遞到輸出軸3。
[0020]可變齒輪比提供裝置19實現(xiàn)了一系列齒輪比，其具有連同由換檔模塊5實現(xiàn)的換檔檔位一起的有效級比。也即，對于車輛必需的一系列有效和適當?shù)凝X輪比可以通過換檔模塊5實現(xiàn)，比如包括一般同步嚙合類型的傳統(tǒng)手動變速器機構(gòu)，分別設(shè)置在第二輸入軸7和輸出軸3上的電動機側(cè)驅(qū)動齒輪11和電動機側(cè)從動齒輪13，以及可變齒輪比提供裝置19的一種換檔模塊5。
[0021]例如，換檔模塊5設(shè)置有至少具有向前的第一檔位和第四檔位的齒輪比的齒輪級，并且可變齒輪比提供裝置19實現(xiàn)第二檔位和第三檔位的齒輪比。因此，動力系配置為實現(xiàn)具有第一檔位到第四檔位的適當級比的一系列有效齒輪比，其中到第六檔位的齒輪級可以在當前的各種實施方案中實現(xiàn)。
[0022]此處，具有適當級比的有效齒輪比是指在由可變齒輪比提供裝置19設(shè)置的兩個齒輪比例和由換檔模塊5設(shè)置的齒輪級的齒輪比之間的關(guān)系不形成相對大的級比，但形成有效且適當?shù)募壉榷恍纬煞浅Ｐ〉募壉取?br>[0023]也即，將換檔模塊5與傳統(tǒng)的通用手動變速器相比較，必須通過換檔模塊5實現(xiàn)的第二檔位和第三檔位待由可變齒輪比提供裝置19實現(xiàn)。因此，根據(jù)本發(fā)明的動力系，可以通過實現(xiàn)具有有效且適當?shù)募壉鹊囊幌盗旋X輪比而確保較好的換檔感覺。
[0024]軸離合器裝置9包括同步嚙合類型的同步設(shè)備，其中輪轂布置在第二輸入軸7上，并且同步設(shè)備的套管朝向第一輸入軸I線性地滑動，以便整體地聯(lián)接待旋轉(zhuǎn)的第一輸入軸I和第二輸入軸7,并且相反,套管朝向第二輸入軸7滑動，以便分離第一輸入軸I和第二輸入軸7。
[0025]可變齒輪比提供裝置19包括行星齒輪設(shè)備21以及制動器23，行星齒輪設(shè)備21同軸地布置在第二輸入軸7上，并且具有多個旋轉(zhuǎn)元件比如三個旋轉(zhuǎn)元件，其中一個旋轉(zhuǎn)元件直接聯(lián)接到第二輸入軸7，另一個旋轉(zhuǎn)元件直接聯(lián)接到電動機側(cè)驅(qū)動齒輪11并且最后的旋轉(zhuǎn)元件的旋轉(zhuǎn)能夠受到限制，制動器23布置為控制行星齒輪設(shè)備21的最后的旋轉(zhuǎn)元件的限制狀態(tài)。
[0026]此處，第一單向離合器25設(shè)置在電動機側(cè)驅(qū)動齒輪11和第二輸入軸7之間，以便僅在一個方向上將動力從第二輸入軸7傳遞到電動機側(cè)驅(qū)動齒輪11，并且第二單向離合器27設(shè)置在輸出軸3和電動機側(cè)從動齒輪13之間，以便僅在一個方向上將動力從電動機側(cè)從動齒輪13傳遞到輸出軸3。
[0027]更詳細地，在一些實施方案中，行星齒輪設(shè)備21設(shè)置有太陽齒輪S、行星架C和環(huán)形齒輪R三個旋轉(zhuǎn)元件，其中行星架C直接聯(lián)接到第二輸入軸7，環(huán)形齒輪R直接聯(lián)接到電動機側(cè)驅(qū)動齒輪11，并且太陽齒輪S布置為使得其旋轉(zhuǎn)由制動器23進行限制。
[0028]第一離合器裝置15和第二離合器裝置17分別設(shè)置為犬齒式離合器和同步嚙合類型的同步設(shè)備，用于通過在車輛反向行駛時將電動機側(cè)驅(qū)動齒輪11聯(lián)接到第二輸入軸I并且將電動機側(cè)從動齒輪13聯(lián)接到輸出軸3，將電動機M的反向旋轉(zhuǎn)力傳遞到輸出軸3。
[0029]同時，換檔模塊5的第一輸入軸I通過發(fā)動機離合器29而聯(lián)接到發(fā)動機。
[0030]圖2A-圖2E為顯示如上配置的當前的各個實施方案中從第一檔位換檔到第二檔位的過程的視圖。在圖2A的狀態(tài)下，通過發(fā)動機離合器29從發(fā)動機輸入的動力通過換檔模塊5的第一檔位而提取到輸出軸3，其中第一 &第四檔位同步設(shè)備31的套管聯(lián)接到第一檔位的換檔齒輪，并且通過發(fā)動機離合器29輸入到第一輸入軸I的來自發(fā)動機的動力通過第一 &第四檔位同步設(shè)備31而傳遞到第一檔位的換檔齒輪，以便提取到輸出軸3。此時，用于第一輸入軸I和第二輸入軸7之間的聯(lián)接/分離的軸離合器裝置9處于釋放狀態(tài)下，并且電動機處于停止狀態(tài)下，因此第二輸入軸7不旋轉(zhuǎn)。
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