具有包括三行星齿轮系的变速传递装置的用于机动车辆的动力系、尤其是用于混合型车辆的动力系的制作方法

本发明涉及一种用于机动车辆的动力系、尤其是用于混合型车辆的动力系，该动力系具有可变速度传递装置，该可变速度传递装置包括三周转齿轮系。

例如已众所周知的是，此种类型的车辆包括动力系，该动力系单独地或组合地使用热力发动机来作为牵引/推进驱动装置，该热力发动机通常具有内燃机的类型并且具有变速装置和驱动/从动机器，该驱动/从动机器例如是连接于诸如一个或多个蓄电池或电池之类电源的旋转电机。

此种组合通过减小向环境的污染物排放以及燃料消耗来允许优化此种车辆的性能。

因此，当在限制废气和噪声产生的同时、车辆在宽速度范围上以高转矩驱动时，例如在城市站点中，电力机器(电机)较佳地用于驱动该车辆。

另一方面，热力发动机用于驱动在需要高驱动动力和宽操作范围情形下使用的车辆。

例如已从本申请人提交的法国专利申请第2,955,165号中已知的是，机动车辆动力系包括热力发动机，该热力发动机具有连接于可变速度传递装置的轴，该可变速度传递装置包括发动机周转齿轮系，该发动机周转齿轮系具有太阳齿轮和冠部，该太阳齿轮和冠部各自通过受控联接件连接于热力发动机轴以及通过单向自动联接件连接于动力系的固定部件，并且包括行星齿轮架，该行星齿轮架通过传递路径将速度变化传递至车辆的驱动车桥，该传递路径包括容纳在行星齿轮架轴和车桥之间的元件，这些元件提供在该轴和该车桥之间的动力学连接。

为了当车辆依靠电力机器驱动时增大变速能力，例如在由申请人所提交的法国专利申请第2,962,697号中所描述地那样，申请人已将前述文献所述的可变速度传递装置与另一周转齿轮系相组合，该另一周转齿轮系将发动机周转齿轮连接于用于将运动传递至该车辆的驱动车桥的路径。在此种构造中，该传递路径还包括容纳在另一周转齿轮系的行星架轴和车桥之间的所有元件。

虽然该传递路径已适当地执行，但申请人已通过借助设计上简单且便宜的可变速度传递装置来实现增多传动比的数量来进一步改进此种变速装置。

因此，本发明涉及一种用于机动车辆的动力系，该动力系包括热力发动机和变速装置，该变速装置包括发动机周转齿轮系和机器周转齿轮系，该发动机周转齿轮系具有太阳齿轮和冠部，该太阳齿轮和冠部各自由受控联接件连接于热力发动机轴，并且由单向自动联接件连接于车辆的固定部件，该机器周转齿轮系设置在机器轴上，该机器轴基本上平行于发动机轴，并且将发动机周转齿轮系连接于用于将运动传递至驱动车桥的路径，且所述机器周转齿轮系包括由太阳齿轮轴承载的太阳齿轮、冠部以及行星齿轮架，其特征在于，该变速装置包括附加的周转齿轮系和发动机齿轮，该发动机齿轮由发动机轴承载，并且将该轴连接于由附加的周转齿轮系承载的机器齿轮。

该附加的周转齿轮系可设置在机器轴上。

机器周转齿轮系的冠部(齿圈)能连接于附加的周转齿轮系的行星齿轮架。

机器周转齿轮系的行星齿轮架能连接于附加的周转齿轮系的行星齿轮架。

机器周转齿轮系的冠部能由动力系的固定部件承载。

该发动机齿轮可空转(怠速)地安装在发动机轴上，并且所述轴能承载受控联接件，该受控联接件用于该轴和所述轮之间的连接。

该受控联接件可包括盘式离合器。

该发动机齿轮能固定地安装在发动机轴上。

该附加的周转齿轮系能包括由管状太阳齿轮轴承载的太阳齿轮，并且机器齿轮能固定地安装在太阳齿轮轴上。

该附加的周转齿轮系能包括由管状太阳齿轮轴承载的太阳齿轮，该机器齿轮能空转地安装在太阳齿轮轴上，并且所述轴能承载受控联接件，该受控联接件用于该轴和所述轮之间的连接。

该受控联接件能与由机器齿轮承载地轴承表面协配。

该受控联接件能与由机器齿轮承载的轴承表面协配或者与由动力系的固定部件承载的轴承表面协配。

该附加的周转齿轮系的管状太阳齿轮轴能承载管状套筒，该管状套筒借助单向自动联接件连接于车辆的固定部件，并且所述轴能承载用于该轴和所述套筒之间连接的受控联接件。

该动力系可包括用于至少赋予车辆运动的驱动/发电机器。

该机器的转子能连接于该机器周转齿轮系的太阳齿轮轴上。

在阅读了下面参照附图借助非限制性示例给出的描述之后本发明的其它特征和优点会变得清楚，在附图中：

图1是适用于混合车辆的根据本发明动力系的视图，以及

图2至7示意地说明图1所示动力系的变型。

在图1中，该动力系包括具有发动机轴12的热力发动机10、尤其是内燃机、以及变速装置14，该发动机轴在这里是来自该发动机的曲柄轴。该动力系连接于驱动车桥16，以允许有利地借助差速器桥20来驱动车辆的驱动轮18。

在使用此种用于混合车辆的动力系的范围内，驱动/从动(接受)机器22与该动力系相关联。

在下文的示例中，该驱动/从动机器是具有转子24的电机，该电机用作用于驱动车辆车轮的电动机或者用作用于产生电源、尤其是用于对电池再充电的从动机器(发电机)。

当然，可使用任何其它类型的驱动/从动机器，例如液压或气动机器。

变速装置14包括被称为热力发动机周转齿轮系的主要周转齿轮系(行星齿轮系)26，该主要周转齿轮系具有这里呈盘式离合器形式的两个受控联接件28、30以及诸如自由轮32、34之类的两个单向自动联接件。

更精确地说，发动机周转齿轮系26包括太阳齿轮36，该太阳齿轮具有由凸缘40承载的外部带齿的齿轮38。该凸缘固定地安装在被称为太阳齿轮轴的管状轴42上，该管状轴在发动机轴12之上，并且相对于该发动机轴自由地转动但平移固定。该轴通过被称为太阳齿轮自由轮的单向联接件32抵靠于轴承44，该轴承由车辆动力系的固定部件46、例如该动力系的壳体来承载。

该齿轮系还包括冠部48，该冠部具有相对于太阳齿轮同心地设置的内部带齿的齿轮50、以及连接腹板52，该连接腹板连接于被称为冠部轴的管状轴54，该管状轴围绕该太阳齿轮管状轴42，同时相对于太阳齿轮管状轴42自由地转动但平移固定(相对于太阳齿轮管状轴无法平移)。该冠部由被称为冠部自由轮的单向联接件34在外部连接于车辆动力系的固定部件46。

当然，两个自由轮32和34设置成使得冠部48和太阳齿轮36能仅仅沿同一方向并且较佳地沿与发动机轴12相同的方向转动。

最后，该发动机周转齿轮系包括行星齿轮架56，该行星齿轮架有利地具有三个行星齿轮58，这些行星齿轮呈外部带齿的齿轮的形式并且相对于彼此以相同的角度间隔(这里是120°)设置，且与冠部和太阳齿轮啮合。

冠部轮(齿圈)50、太阳齿轮38以及行星齿轮58因此设置在相同的平面中、这里设置在参照图1的垂直平面中。

这些行星齿轮各自由水平销60承载，同时在该水平销上自由地转动但平移固定。这些行星齿轮销连接于垂直壁62，该垂直壁连接于被称为行星齿轮架轴的管状轴64，该管状轴在太阳齿轮轴42上自由地转动的同时围绕该太阳齿轮轴。

太阳齿轮和冠部轴的自由端部各自承载受控联接件28和30，该受控联接件较佳地是摩擦盘式离合器。

因此，被称为太阳齿轮离合器的离合器28包括摩擦盘66，该摩擦盘在太阳齿轮轴42上转动固定但可自由地轴向平移。该摩擦盘意图夹持在反应板68和压力板70之间，该反应板以平移和转动均固定的方式安装在发动机轴12上，且该反应板能相对于该压力板平移运动但相对于该压力板转动固定(无法转动)。该压力板的轴向运动由这里呈杆件74的形式的离合器致动器72(致动器a1)所控制，该离合器致动器在动力系的固定点上、在离合器脱离位置(位置n)和离合器接合位置(位置l)之间枢转。

压力板68在其外周界上以水平壁76延伸，该水平壁以转动固定且可自由地轴向平移的方式承载另一摩擦盘78，该另一摩擦盘与摩擦盘66同轴并且属于被称为冠部离合器的另一离合器30。

该盘设计成被夹持在反应板80和压力板82之间，该反应板以平移和转动均固定的方式安装在冠部轴54的自由端部上，该压力板能通过另一离合器致动器84(致动器a2)的作用进行轴向平移运动。如上所述，该离合器呈杆件86的形式，该杆件在动力系的固定点上、在离合器脱离位置(位置n)和离合器接合位置(位置l)之间枢转。

例如在图1中更佳说明的是，行星齿轮架56的垂直壁62承载外部带齿的水平轮88，其目的在下文描述中进行解释。

例如在图1中更加清楚地是，变速装置包括另一周转齿轮系90，该另一周转齿轮系被称为机器周转齿轮系(机器行星齿轮系)。

该机器周转齿轮系90设置在被称为机器轴的轴92上，该机器轴基本上平行于轴12并且由动力系的固定部件46固定地承载。

该齿轮系包括太阳齿轮94，该太阳齿轮包括由凸缘98承载的外部带齿的齿轮96。该凸缘固定地安装在被称为机器太阳齿轮轴的管状轴100上，该管状轴以转动自由但平移固定的方式围绕机器轴92。该太阳齿轮轴在其自由端部处承载腹板102，该腹板在其周界上设有外部带齿的齿轮104。该轮与由机器22的转子24承载的齿轮106协配。

太阳齿轮94与行星齿轮架108协配，该行星齿轮架有利地具有三个行星齿轮110，这些行星齿轮呈外部带齿的齿轮的形式并且设置在行星齿轮销112上，行星齿轮销由腹板114承载，而该腹板由管状行星齿轮架轴116承载，该管状行星齿轮架轴围绕太阳齿轮轴100，并且相对于彼此以相同的角度间隔(这里是120°)设置。该行星齿轮架轴在其自由端部处承载腹板118，该腹板在其周界上设有外部带齿的齿轮120。轮120与由腹板120连接于驱动车桥16的齿轮122协配。

两个齿轮的此种组件由此在机器周转齿轮系90和车桥16之间形成运动传递路径。

行星齿轮通过啮合与冠部126协配，该冠部包括由腹板130承载的内部带齿的齿轮128，该腹板连接于管状冠部轴132。该轴围绕机器轴92并且该轴进一步包括行星齿轮架136的腹板134，该行星齿轮架是附加的周转齿轮系138的一部分，该附加的周转齿轮系138安装在机器轴92上，同时与机器周转齿轮系90同心。

周转齿轮系90的冠部(齿圈)126还承载受控联接件140(致动器a3)，这里呈双作用同步啮合器的形式。

仅仅借助示例，该联接件包括同步啮合器，该同步啮合器具有两个啮合位置(1、2)和一个中性位置(n)。该同步啮合器由冠部126的轮128的外壁转动固定地承载，而同时能在该外壁上进行轴向平移运动。该同步啮合器旨在与由动力系的固定部件46承载的固定联接件表面142协配，或者与由机器行星齿轮架108的腹板114的周界端部承载的另一联接件表面144协配。

因此，该同步啮合器由控制装置146驱动，该控制装置使得该同步啮合器能实现与动力系的固定部件联接(位置1)、与行星齿轮架联接(位置2)、或者处于并不与两个联接件表面的任何一个连接的中性位置中。

附加的周转齿轮系138的行星齿轮架136包括三个行星齿轮147，这些行星齿轮呈外部带齿的齿轮的形式，并且设置在由腹板134承载的行星齿轮销148上，且这些行星齿轮相对于彼此以相同的角度间隔(这里是120°)设置。°

行星齿轮148与太阳齿轮149协配，该太阳齿轮包括由凸缘151承载的外部带齿的齿轮150。该凸缘固定地安装在被称为附加的太阳齿轮轴的管状轴152上，该管状轴在转动自由但平移固定地围绕机器轴92。该太阳齿轮轴的自由端部通过诸如自由轮154之类的单向自动联接件由轴承153来承载。

行星齿轮147还与冠部155协配，该冠部包括由凸缘157承载的外部带齿的齿轮156。该凸缘固定地安装在被称为附加冠部轴的管状轴110上，该管状轴在转动自由但平移固定地围绕太阳齿轮轴152。该附加的冠部轴的自由端部承载腹板162，该腹板在其端部处设有齿轮163，该齿轮与由发动机周转齿轮系26的行星齿轮架承载的齿轮88协配。

该附加的太阳齿轮轴在其(齿)轮150及其自由端部之间承载腹板64，该腹板在其周界上设有外部机器齿轮166，该外部机器齿轮与由轴12承载的发动机齿轮168协配，这里通过呈盘式离合器的受控联接件170连接于该轴。

当离合器170处于脱离位置中并且两个离合器28或30的至少一个处于接合位置中时，自由轮154允许止动附加的太阳齿轮轴152。

该离合器包括摩擦盘172，该摩擦盘由发动机轴12固定地承载。该摩擦盘将被夹持在反应板174和压力板176之间，该反应板转动和平移均自由地安装在发动机轴12上并承载发动机齿轮168，且该反应板能相对于该压力板平移运动但相对于该压力板转动固定(无法转动)。该压力板的轴向运动由这里呈杆件180的形式的离合器致动器178(致动器a4)所控制，该离合器致动器在动力系的固定点上、在离合器脱离位置(位置n)和接合位置(位置l)之间枢转。

现在下表中详述各种传动比构造。

当机器22未被止动时，变速器可用作并联式混合变速器，这允许该机器能在驱动或发电模式中使用。

当致动器a3处于中性位置时，7个e-cvt(电子无级变速)模式(机器22的驱动模式)是可用的。

当致动器a3处于位置1中时，获得第一纯电动模式。车辆能以前进档和倒车档行进。

当致动器a3处于位置2中并且三个离合器28、30和170中的至少一个处于脱离位置中时，获得第二纯电动模式。在该模式中，仅仅前进档是可用的。

图2所示变型与图1的不同之处在于，图1中示出的冠部48的盘式离合器30已被呈单作用同步啮合器182形式的受控联接件30’(致动器a2’)替代。该同步啮合器在发动机轴12上转动固定、但能在控制装置183的作用下进行轴向平移运动，以从中性位置(位置n)迁移至作用位置(位置1)，在此，该同步啮合器转动地连接于连接表面184，该连接表面由管状冠部轴54承载。

此外，在该变型中，发动机齿轮168由固定腹板186承载，该固定腹板由发动机轴12承载。

与发动机齿轮168协配的机器齿轮166由腹板188承载，该腹板安装在管状轴190上，该管状轴围绕管状太阳齿轮轴152。

两个管状轴之间的连接通过单作用受控联接件192(致动器a4’)来提供，该单作用受控联接件设置在附加的周转齿轮系(行星齿轮系)的管状太阳齿轮轴152上，同时转动固定但可自由平移，并且经受控制装置194的作用。该控制装置允许同步啮合器能从中性位置(位置n)切换至作用位置(位置1)，在该作用位置，该同步啮合器转动地连接于由管状轴190承载的连接面196。

该变型的操作、不管是在电力还是热力牵引/推进模式中的操作与图1所示的操作相同，例如在下表中所示。

7个并联混合传动比与前一表中描述的7个纯热传动比相同。不管选择哪个传动比，电机22均转动，因此该电机能在驱动或发电模式中使用。

当致动器a3处于中性位置中时，7个e-cvt模式是可用的，并且致动器a1、a2’和a4’的位置保持与前一表中的位置相同。

当致动器a3处于位置1中时，获得第一纯电动模式。车辆能以前进档和倒车档行进。

当致动器a3处于位置2中并且离合器28、30’和192中的至少一个处于脱离位置中时，获得第二纯电动模式。在该模式中，仅仅前进档是可用的。

图3所示变型与图1的不同之处在于，附加的周转齿轮系138的管状太阳齿轮轴152在其端部区域中承载受控联接件198(致动器a5)，该受控联接件这里呈单作用同步啮合器的形式。

该同步啮合器以转动固定但平移自由的方式安装在管状轴152上，以与由管状套筒202承载的轴承侧翼200协配。该套筒围绕太阳齿轮轴152并且该套筒由图1所示自由轮162连接于动力系的固定部件46。

当同步啮合器198和套筒202啮合时，自由轮履行与前两者相同的功能。当离合器28和30的至少一个处于接合位置中并且离合器170处于脱离位置中时，该自由轮在固定部件46上被止动。此种情况对于七个传动比中的三个发生。

该同步啮合器由控制装置204驱动，该控制装置使得该同步啮合器能实现与套筒202的侧翼200联接(位置1)、或者处于并不与联接件表面的任何一个连接的中性位置中(位置n)。

此外，由机器轴92承载的两个周转齿轮系90和138面向彼此，以使得行星齿轮架108和136的腹板114和134由同一管状轴205承载，该管状轴围绕机器轴92。例如在该附图中更清楚地是，行星齿轮架136的腹板134承载带齿轮120，该带齿轮与由连接于车桥16的腹板124承载的带齿轮122啮合。

此外，机器周转齿轮系90的冠部126在与行星齿轮110啮合的同时由其外周界承载在动力系的固定部件46上。

现在下表中详述各种传动比构造。

当使用在前一表中描述的7个纯热传动比的一个时，根据致动器a3的位置可获得并联混合模式中的操作。

当致动器a3处于中性位置中时，并联混合模式并不可用，这使得无法无负载地驱动电机。

当致动器a3处于位置1中时，通过使得7个热传动比中的一个与机器22的短电传动比相关联来获得7个并联混合模式。

当致动器a3处于位置2中时，通过使得7个热传动比中的一个与机器22的长电传动比相关联来获得7个附加的并联混合模式。

当致动器a3处于位置1中并且三个离合器28、30和170中的至少一个处于脱离位置中时，获得第一纯电动模式。在该模式中，如果致动器a5处于位置n中并且致动器a4处于脱离位置中时，车辆能以倒车档行进。

当致动器a3处于位置2中并且三个离合器28、30和170中的至少一个处于脱离位置中时，获得第二纯电动模式。在该模式中，如果致动器a5处于位置n中并且致动器a4处于脱离位置中时，车辆能以倒车档行进。

在图4的变型中，该变型极为接近图3的变型，腹板164及其机器齿轮166安装在管状套筒206上，该管状套筒围绕机器轴，并且通过自由轮162连接于动力系的固定部件46。

附加的周转齿轮系的管状太阳齿轮轴152与管状套筒206相对地承载受控联接件208(致动器a5‘)，该受控联接件呈单作用同步啮合器的形式。

该同步啮合器以转动固定但可自由平移的方式安装在轴152上，以与由管状套筒206承载的轴承侧翼210协配。

该同步啮合器由控制装置212驱动，该控制装置使得该同步啮合器能实现与套筒206的侧翼210联接(位置1)、或者处于并不与联接件表面的任何一个连接的中性位置中(位置n)。

现在下表中详述各种传动比构造。

当使用在前一表中描述的7个纯热传动比的一个时，根据致动器a3的位置可获得并联混合模式中的操作。

当致动器a3处于中性位置中时，并联混合模式并不可用，这使得无法无负载地驱动电机。

当致动器a3处于位置1中时，通过使得7个热传动比中的一个与机器22的短电传动比相关联来获得7个并联混合模式。

当致动器a3处于位置2中时，通过使得7个热传动比中的一个与机器22的长电传动比相关联来获得7个附加的并联混合模式。

当致动器a3处于位置1中并且致动器a5’处于位置n中时，获得第一纯电动模式。在该模式中，前进档和倒车档是可用的。

当致动器a3处于位置2中并且致动器a5’处于位置n中时，获得第二纯电动模式。在该模式中，前进档和倒车档是可用的。

图5所示变型接近于图3所示变型，但差别在于，图3的腹板164和齿轮166被图2的受控联接件92(致动器a4’)和管状套筒190代替，该管状套筒利用其侧翼196来承载腹板188和机器齿轮166。

现在下表中详述各种传动比构造。

当使用在前一表中描述的7个纯热传动比中的一个时，根据致动器a3的位置可获得并联混合模式中的操作。

当致动器a3处于中性位置中时，并联混合模式并不可用，这使得无法无负载地驱动电机。

当致动器a3处于位置1中时，通过使得7个热传动比中的一个与机器22的短电传动比相关联来获得7个并联混合模式。

当致动器a3处于位置2中时，通过使得7个热传动比中的一个与机器22的长电传动比相关联来获得7个附加的并联混合模式。

当致动器a3处于位置1中并且三个离合器28、30’和192中的至少一个处于脱离位置中时，获得第一纯电动模式。在该模式中，如果致动器a5和a4’处于位置n中时，车辆能以倒车档行进。

当致动器a3处于位置2中并且三个离合器28、30’和192中的至少一个处于脱离位置中时，获得第二纯电动模式。在该模式中，如果致动器a5和a4’处于位置n中时，车辆能以倒车档行进。

图6是图5的变型，在图6中将图5的受控联接件192(致动器a4’)和受控联接件198(致动器a5)组合在一起成为单个受控联接件214(致动器a4”)。

该联接件214包括双作用同步啮合器，以允许将管状轴152或连接于承载设有机器齿轮166的腹板188的管状轴190或连接于通过自由轮162由动力系的固定部件46承载的管状套筒202。

因此，该联接件包括同步啮合器，该同步啮合器具有两个啮合位置(1、2)和一个中性位置(n)。该同步啮合器由管状太阳齿轮轴152转动固定地承载，而同时能在该管状太阳齿轮轴上进行轴向平移运动。该同步啮合器设计成与由管状轴190承载的固定联接件表面192协配，或者与由管状套筒202承载的联接件表面200协配。

因此，该同步啮合器由控制装置216驱动，该控制装置使得该同步啮合器能实现与管状轴190联接(位置1)、与管状套筒202联接(位置2)、或者处于并不与两个联接件表面的任何一个连接的中性位置中。

现在下表中详述各种传动比构造。

当使用在前一表中描述的7个纯热传动比中的一个时，根据致动器a3的位置可获得并联混合模式中的操作。

当致动器a3处于中性位置中时，并联混合模式并不可用，这使得无法无负载地驱动电机。

当致动器a3处于位置1中时，通过使得7个热传动比中的一个与机器22的短电传动比相关联来获得7个并联混合模式。

当致动器a3处于位置2中时，通过使得7个热传动比中的一个与机器22的长电传动比相关联来获得7个附加的并联混合模式。

当致动器a3处于位置1中并且致动器a4”处于位置n中时，获得第一纯电动模式。在该模式中，前进档和倒车档是可用的。

当致动器a3处于位置2中并且致动器a4”处于位置n中时，获得第二纯电动模式。在该模式中，前进档和倒车档是可用的。

图7是图6的变型，其中，图6的管状套筒202和自由轮162已被移除并且由联接件表面218替代，该联接件表面由动力系的固定部件46承载。

因此，同步啮合器214可具有两个啮合位置(1、2)和一个中性位置(n)。该同步啮合器由管状太阳齿轮轴152转动固定地承载，而同时能在该管状太阳齿轮轴上进行轴向平移运动。

该同步啮合器由控制装置216驱动，该控制装置使得该同步啮合器能实现与由管状轴190承载的联接件表面196联接(位置1)、或者与由固定部件46承载的联接件表面218联接(位置2)、或者处于并不与两个联接件表面的任何一个连接的中性位置(位置n)中。

现在下表中详述各种传动比构造。

当使用在前一表中描述的7个纯热传动比中的一个时，根据致动器a3的位置可获得并联混合模式中的操作。

当致动器a3处于中性位置中时，并联混合模式并不可用，这使得无法无负载地驱动电机。

当致动器a3处于位置1中时，通过使得7个热传动比中的一个与机器22的短电传动比相关联来获得7个并联混合模式。

当致动器a3处于位置2中时，通过使得7个热传动比中的一个与机器22的长电传动比相关联来获得7个附加的并联混合模式。

当致动器a3处于位置1中并且致动器a4”处于位置n中时，获得第一纯电动模式。在该模式中，前进档和倒车档是可用的。

当致动器a3处于位置2中并且致动器a4”处于位置n中时，获得第二纯电动模式。在该模式中，前进档和倒车档是可用的。