自动的电手动变速器的制造方法
【专利摘要】自动的电手动变速器（EMT）具有输入构件、输出构件和至少一个轴。该输入构件和所述至少一个轴可绕第一旋转轴线旋转。副轴与所述至少一个轴大体平行，且可绕第二旋转轴线旋转。输出构件可操作地连接为与副轴旋转。变速器控制器控制多个扭矩传递机构的接合，以选择性地建立从所述至少一个轴通过多对啮合齿轮至传动轴的不同齿轮比。电马达和行星齿轮组与第一旋转轴线同心。电马达可提供扭矩给行星齿轮组的构件。
【专利说明】自动的电手动变速器
【技术领域】
[0001]本发明大体包括变速器，其具有扭矩传递机构，诸如同步器，以将不同齿轮对接合来建立不同的齿轮比。
【背景技术】
[0002]自动的手动变速器使用计算机来控制换挡，而不是司机操作离合器来控制换挡。不像自动变速器，自动的手动变速器通常具有至发动机的离合连接，而不是扭矩-转换器连接。因为司机不控制变速器的换挡，在换挡期间，从发动机通过变速器的功率流的临时中断可以比在手动变速器中更令人吃惊。
【发明内容】
[0003]自动的电手动变速器(EMT)具有输入构件、输出构件和至少一个轴。该输入构件和所述至少一个轴可绕第一旋转轴线旋转。副轴被设置为与所述至少一个轴大体平行，且可绕第二旋转轴线旋转。输出构件可操作地连接为与副轴旋转。EMT具有多个可选择地接合的扭矩传递机构和至少三对啮合齿轮。每对啮合齿轮可操作为在所述至少一个轴和副轴之间提供不同的齿轮比。至少一些对啮合齿轮需要相应一个扭矩传递机构与多对啮合齿轮的齿轮中的一个的接合，以便扭矩从所述至少一个轴传递到副轴。变速器控制器可操作为控制扭矩传递机构的接合，以选择性地建立至少一些齿轮比。电马达与第一旋转轴线同心。行星齿轮组也与第一旋转轴线同心，且具有第一构件、第二构件和第三构件。第一构件通过至少一对啮合齿轮可操作地连接到副轴。第一离合器可选择地接合，以操作性地连接输入构件与第一构件。第二构件连接为与电马达共同旋转。
[0004]EMT是相对低成本、容易封装的变速器。如在此解释的，电马达可用于扭矩辅助，且在一个实施例中，用于在齿轮比切换期间的扭矩填充。
[0005]本教导的上述特征和优势及其他特征和优势将从用于实施本教导的最佳模式的以下详细描述连同附图时显而易见。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是混合动力传动系的第一实施例的不意性侧视图，其具有在电手动变速器(EMT)上的第一实施例；
[0007]图2是混合动力传动系的第二实施例的示意性侧视图，其具有根据本发明教导的替换方面的在EMT上的第二实施例；
[0008]图3是混合动力传动系的第三实施例的示意性侧视图，其具有根据本发明教导的替换方面的在EMT上的第三实施例；
[0009]图4是图3的混合动力传动系的第三实施例的一个构造的横截面视图；
[0010]图5是对于图3和4的动力传动系的以每分钟转速(rpm)计的发动机速度和马达速度对以每小时公里(kph)计的车辆速度的图表；[0011]图6是图3和4的动力传动系的各部件在以kph计的不同车辆速度时的以牛顿-米(N-m)计的扭矩的图表。
【具体实施方式】
[0012]参考附图，其中在几幅图中相同的附图标记用于标识相似或相同的构件，图1示出混合动力传动系10。混合动力传动系10包括发动机(E) 12和电手动变速器(EMT) 14。EMT14类似于手动变速器设置，但在电子控制器40的控制下自动换挡，电马达(M) 16作为附加功率源可用。因此，尽管变速器14不是手动变速器，其称为自动电手动变速器。
[0013]发动机12可以是内燃机或任何类型的原动机。发动机12具有曲轴17，曲轴连接为驱动EMT14的输入构件18。多个相互啮合的齿轮对设置在传动轴20和平行的副轴22上。具体地，齿轮24、26和28安装在传动轴20上并与之旋转。传动轴20和输入构件18是同轴的，且二者绕第一旋转轴线23旋转。齿轮30、32和34安装在副轴22上并绕之旋转，但没有被连接为与副轴22旋转。副轴22绕第二旋转轴线25旋转。齿轮24与齿轮30啮合，以形成第一齿轮对，第一齿轮对在副轴22和传动轴20之间提供第一齿轮比。齿轮26与齿轮32啮合，以形成第二齿轮对，第二齿轮对在副轴22和传动轴20之间提供第二齿轮比。齿轮28与齿轮34啮合，以形成第三齿轮对，第三齿轮对在副轴22和传动轴20之间提供第三齿轮比。
[0014]双侧同步器A和单侧同步器B安装在副轴22上并与之旋转。同步器A和B此处还称为扭矩传递机构。尽管同步器用于所示实施例中，其他类型的适当扭矩传递机构可以被使用。同步器A和B被变速器控制器(TC)40控制，其与齿轮30、32或34选择性地接合。具体地，同步器A可在图1中通过TC40被向左移动，以接合齿轮30，从而齿轮30操作性地与副轴22连接，以与副轴22相同的速度旋转，以建立第一齿轮比。同步器A可在图1中通过TC40被向右移动，以接合齿轮34，从而齿轮34操作性地与副轴22连接，以与副轴22相同的速度旋转，以建立第三齿轮比。同步器B可在图1中通过TC40被向左移动，以接合齿轮32，从而齿轮32操作性地与副轴22连接，以与副轴22相同的速度旋转，以建立第二齿轮比，其数值在第一和第三齿轮比之间。
[0015]传动轴20还支撑第一齿轮42,该第一齿轮42与传动轴20绕第一旋转轴线23旋转。同步器A支撑在同步器A的可移动套筒46上的第二齿轮44。第二齿轮44没有被构造为与第一齿轮42啮合，但当同步器A处于空档(neutral)位置、不与齿轮30或齿轮34接合时与第一齿轮42对齐。惰轮48被轴承支撑在变速器壳体(未示出)上，以绕第三旋转轴线50旋转。惰轮48实际上以与齿轮42、44形成三角形形式设置，从而旋转轴线50和旋转轴线23、25形成三角形。惰轮48可通过变速器控制器TC40移动，以与齿轮42、44 二者啮合。因为惰轮48，副轴22的旋转方向与传动轴20的旋转方向相同。齿轮对24、30 ;26、32 ；和28、34被设置为在齿轮52处提供向前旋转，该齿轮52与副轴22旋转并用作变速器14的输出构件。齿轮52还称为输出构件52。齿轮系42、44、48在齿轮52处提供反向旋转。具有传动齿轮53和差速器55的最终传动件54被输出构件52驱动，以在轮轴56A、56B处提供扭矩。
[0016]电马达16通过行星齿轮组60操作性地连接至传动轴20。电马达16在行星齿轮组60和啮合齿轮对24、30 ;26、32和28、34之间轴向地定位。电马达16具有环形转子16A和环形定子16B，定子16B围绕转子16A且连接至固定构件70，诸如变速器壳体。固定构件70称为静止件，因为其不可绕旋转轴线23旋转。转子16A与旋转轴线23和传动轴20同心并可绕之旋转。马达控制器(C)72控制马达16，以通过从能量存储装置(ESD)74提供被存储电能至定子16B的绕组而用作马达，该能量存储装置诸如电池模块。功率电子器件76将电能从能量存储装置74以定子16B所需的方式提供至定子16B。例如，如果马达16使用交流电流，功率电子器件76可以是功率逆变器(I)，功率逆变器(I)将直流电流转换为定子16B的三相绕组所需的交流电流，该交流电流沿传送导体78提供。在其他实施例中，功率电子器件76可调节电能，以提供直流电流给需要它的马达。
[0017]行星齿轮组60包括太阳齿轮构件62，其称为第二构件。太阳齿轮构件62是套筒齿轮，允许传动轴20通过太阳齿轮构件62的中心环面。行星齿轮组60包括支架构件66，其在此称为第一构件，其可旋转地支撑小齿轮65，所述小齿轮与太阳齿轮构件62和环形齿轮构件64啮合。支架构件66连接为与传动轴20共同旋转。如在此所用的，“共同旋转”或“连接为共同旋转”的两个部件被物理连接，从而它们可彼此以相同速度旋转。环形齿轮构件64称为行星齿轮组60的第三构件。在其他实施例中，第一、第二和第三构件可不同地设置。例如，在其他实施例中，第一构件可以是环形齿轮构件，第二构件可以是太阳齿轮构件等。转子16A通过转子毂67连接为与太阳齿轮构件62共同旋转。
[0018]EMT14包括多个可选择地接合的扭矩传递机构80、82、84，其单独或以不同组合接合，以与发动机12、电马达16或二者在输入构件18和输出构件52之间建立各种操作模式。第一离合器80可称为发动机断开离合器，因为发动机12在第一离合器80没有被接合时从EMT14断开。第一离合器80可选择地接合以连接输入构件18，用于与支架构件66共同旋转。第二离合器82可选择地接合以连接环形齿轮构件64，用于与支架构件66共同旋转，从而从转子16A通过行星齿轮组60到传动轴20建立直接驱动。如本领域的技术人员所理解的，当行星齿轮组(诸如行星齿轮组60)的两个构件被连接成以相同速度旋转，所有三个构件以相同速度旋转。第二离合器82可替代地设置为连接环形齿轮构件64以与太阳齿轮构件62共同旋转，或连接太阳齿轮构件62以与支架构件66共同旋转。最后，制动器84可选择地接合以将环形齿轮构件64连接至固定构件70。
[0019]尽管没有在图中清晰示出，离合器80、82和制动器84操作性地连接至变速器控制器40并被其控制。离合器80、82和制动器84可被变速器控制器40液压地促动，诸如被通过阀体(未示出)的液压流体流控制，以接合离合器80、82或制动器84中的一个或多个。替换地，离合器80、82和制动器84可在变速器控制器40的控制下被电促动，或在变速器控制器40的控制下被任何其他适当方法促动。
[0020]电马达16可用于在电发动模式中发动具有动力传动系10的车辆。离合器80没有被接合，从而发动机12从EMT14断开。在第一电模式中，制动器84被接合，从而电马达16通过行星齿轮组60以行星齿轮组60建立的比提供扭矩至传动轴20。同步器A在图1中向左移动。电马达16被控制为开启，驱动传动轴20以通过相互啮合的齿轮24、30在输出构件52处提供扭矩。替换地，离合器82可代替制动器84被接合，从而电马达16通过行星齿轮组60以直接驱动比在传动轴20处提供扭矩。
[0021]当离合器80被接合时，发动机12单独可用于发动具有动力传动系10的车辆。此夕卜，当离合器80和82 二者被接合、同步器A在图1中被向左移动、和电马达16被控制为开启时，发动机12和电马达16 二者可用于发动具有动力传动系10的车辆。
[0022]通过将同步器A与齿轮30以第一齿轮比接合、通过将同步器A与齿轮34以导致副轴22更高速度的第三齿轮比接合、或通过将同步器B与齿轮32以导致副轴22的在第一齿轮比和第三齿轮比的速度之间的速度的第二齿轮比接合，三个不同前进齿轮比可在传动轴20和副轴22之间建立。
[0023]电马达16可用于增加扭矩以补充发动机扭矩，诸如在从一种齿轮比切换为另一齿轮比之后。具体地，当发动机12开启且离合器80被接合时，电马达16可还被控制为，从同步器的接合移动刚刚发生之后的输出构件52的速度至大于预定速度的输出构件52的速度是开启的，在该预定速度处，如果制动器84被接合或离合器82被接合，换挡发生。例如，如果变速器控制器TC40被编程为，在大约50公里每小时(kph)的车辆速度(且在输出构件52的相应的预定速度)时，将同步器A从左移动到空挡位置和将同步器B移动至左，以从第一齿轮比切换为第二齿轮比，电马达16可以开启且在传动轴20处从在同步器B接合齿轮32之后的某一预定速度到大于50kph的某一预定速度期间增加扭矩。
[0024]倒档齿轮比可通过控制惰轮48以与齿轮42和齿轮44两者啮合而建立在输入构件18和输出构件52之间。无论是否发动机12或马达16或二者正提供驱动扭矩，倒档齿轮比都可被建立。替换地，如果电马达16被构造为沿转子16A的两个旋转方向用作马达，则电马达16可简单地通过控制电马达沿相反旋转方向旋转而提供倒档速度比，扭矩通过相互啮合的齿轮24、30传递(如果同步器A向左移动)。因为该后一仅电倒档会被存储在能量存储装置74中的电能的量限制，通过倒档齿轮组42、48、44提供的发动机驱动的倒档可最有利。
[0025]图2是具有EMT114的动力传动系110的另一实施例的示意性图示。EMT114具有与EMT14相同的许多部件。与相对于EMT14描述相同的EMT114的部件具有相同的附图标记，且按照相对于图1的EMT14的描述作用。EMTl 14包括行星齿轮组160，该行星齿轮组160是双行星类型齿轮组。行星齿轮组160包括太阳齿轮构件162，其连接为与转子16A共同地旋转。太阳齿轮构件162是套筒，允许输入构件118通过太阳齿轮构件162的中心。行星齿轮组160包括环形齿轮构件164，该环形齿轮构件164在第一离合器180被接合时与输入构件118共同旋转。行星齿轮组160包括支架构件166，该支架构件166可旋转地支撑第一组小齿轮165和第二组小齿轮167，第一组小齿轮与太阳齿轮构件162啮合，第二组小齿轮与第一组小齿轮165和与环形齿轮构件164啮合。环形齿轮构件164称为行星齿轮组160的第一构件，太阳齿轮构件162称为行星齿轮组160的第二构件，支架构件166称为行星齿轮组160的第三构件。
[0026]除了同步器A和B，EMT114包括两个离合器180、182和制动器184。输入构件118被连接为，当发动机断开离合器180被接合时，与环形齿轮构件64和传动轴120共同旋转。传动轴120和输入构件118是同轴的，且二者绕第一旋转轴线23旋转。第二离合器182可选择地接合以连接环形齿轮构件164，用于与支架构件166共同旋转，通过行星齿轮组160提供直接驱动。第二离合器182可替代地设置为连接环形齿轮构件164以与太阳齿轮构件162共同旋转，或连接太阳齿轮构件162以与支架构件166共同旋转。制动器184可选择地接合以将支架构件166连接至固定构件70。
[0027]与相对于图1的动力传动系所述相同的操作模式是可行的，离合器180以与离合器80相同的模式接合，离合器182以与离合器82相同的模式接合，以及以与制动器84相同的模式接合的制动器184被接合用于图1的EMT14。尽管没有在图中清晰示出，离合器180、182和制动器184操作性地连接至变速器控制器40并被其控制。
[0028]与EMT14相比，行星齿轮组160在电马达16和啮合齿轮对24、30 ;28、34和26、32之间轴向地定位。由于该设置，输入构件118被电马达16同心地围绕。
[0029]图3是具有EMT214的动力传动系210的另一实施例的示意性图示。EMT214具有与EMT14相同的许多部件。与相对于EMT14描述相同的部件具有相同的附图标记,且按照相对于图1的EMT14的描述作用。
[0030]类似于图1的行星齿轮组60的行星齿轮组260绕旋转轴线23同心地设置。行星齿轮组260包括太阳齿轮构件262，该太阳齿轮构件连续地连接为与转子16A共同旋转。行星齿轮组260具有环形齿轮构件264和支架构件266。支架构件266可旋转地支撑小齿轮265。小齿轮265与太阳齿轮构件262和环形齿轮构件264 二者啮合。支架构件266在此称为行星齿轮组260的第一构件。太阳齿轮构件262在此称为行星齿轮组260的第二构件。环形齿轮构件264在此称为行星齿轮组260的第三构件。
[0031]太阳齿轮构件262被构造为环形套筒，从而传动轴220和内轴221可通过太阳齿轮构件262的中心环面。内轴221可称为第二传动轴。传动轴220是套筒轴，且同心地围绕内轴221。传动轴220和内轴221 二者绕旋转轴线23旋转。齿轮226连接到传动轴220，以与传动轴220相同的速度旋转。齿轮226与齿轮232啮合，且建立第二齿轮对。齿轮226是环形套筒，允许内轴221通过齿轮226中的中央开口。齿轮24、28和42被连接以与内轴221相同的速度旋转。第一对啮合齿轮24、30提供内轴221和副轴22之间的第一数值齿轮比。第二对啮合齿轮226、232提供传动轴220和副轴22之间的第二数值齿轮比。齿轮232连续地连接以与副轴22旋转。因此，不需要同步器来将齿轮232接合至副轴22。第三对啮合齿轮28、34提供内轴221和副轴22之间的第三数值齿轮比。
[0032]除了同步器A，多个可选择地接合的扭矩传递机构280、281、282、283在EMT214中提供。离合器280被设置为，可选择地接合以连接输入构件18，用于与支架构件266和传动轴220共同旋转。离合器280在此称为发动机断开离合器或第一离合器。离合器281被设置为，可选择地接合以连接输入构件18，用于与内轴221共同旋转。离合器282被设置为，可选择地接合以连接支架构件266，用于与太阳齿轮构件262共同旋转。第二离合器282可替代地设置为连接环形齿轮构件264以与太阳齿轮构件262共同旋转，或连接环形齿轮构件264以与支架构件266共同旋转。如在此所用的，离合器282称为第二离合器，离合器281称为第三离合器。制动器283可选择地接合以将环形齿轮构件264接地至固定构件70。尽管没有在图中清晰示出，离合器280、281和282以及制动器283操作性地连接至变速器控制器40并被其控制。图4是具有与图3中的杆式视图相同的部件的变速器214的横截面视图。
[0033]发动机12、电马达16、同步器A和B和扭矩传递机构280、281、282和283可被控制为提供多种不同操作模式。
[0034]当离合器281被接合和在图3中同步器A向左移动以将齿轮30与传动轴22接合时，EMT214可以第一齿轮比被发动机12发动。替换地，当离合器280被接合时，发动机12可被用于发动具有动力传动系210的车辆，将扭矩从输入构件18传递至传动轴220并通过啮合齿轮226、232至副轴22。
[0035]另外，电马达16可还开启且通过第二组啮合齿轮226、232在输出构件52处增加附加扭矩，或在制动器283被接合时以低齿轮比驱动，或在离合器282接合时通过行星齿轮组260直接驱动。此外，如果制动器283被接合且离合器280和281都不接合时，电马达16可单独用于发动EMT214。在该情况下，马达16通过第二组啮合齿轮226、232驱动输出构件52。如果电马达16以此方式单独地发动EMT214，发动机12则可“冲击起动(bump start)”，其被称为“快速起动”，通过在图3中预先选择同步器A向右以将齿轮34与副轴22接合，且然后接合离合器281，建立从内轴221至副轴22的第三齿轮比。
[0036]图5是以每分钟转速(rpm)计垂直轴线上的发动机速度对以每小时公里计水平轴线上的车辆速度(kph)的图表。车辆速度是示例车辆的速度，动力传动系210安装在车辆上。动力传动系210的许多可用操作模式在此相对于发动机速度和车辆速度的范围描述，得到操作模式在其上建立。另外，图5的图表示出电马达16在齿轮比切换期间和之后补偿发动机扭矩的能力，与具有在变速器214的换挡之间可用的附加速度比的手动变速器相比，消除了在三速变速器214中的换挡之间的机械优势的一些损失。
[0037]在图5中，线300表示，当图3和4的动力传动系210处于第一齿轮比，且离合器281被接合、同步器A向图3中左边移动从而扭矩被传递通过第一组啮合齿轮24、30时的发动机速度与车辆速度的示例比。线302表示，当图3和4的动力传动系210处于第二齿轮t匕，且离合器280被接合从而扭矩被传递通过第二组啮合齿轮226、232时的发动机速度与车辆速度的示例比。线304示出，当图3和4的动力传动系210处于第三齿轮比，且离合器281被接合、同步器A向图3中右边移动从而扭矩被传递通过第三组啮合齿轮28、34时的发动机速度与车辆速度的示例比。线306示出，当图3和4的动力传动系210处于倒档齿轮t匕，且离合器281被接合、惰轮48移动为与齿轮42、44啮合，且同步器A处于图3中空挡位置从而扭矩被传递通过倒档啮合齿轮组42、48、44时的发动机速度与车辆速度的示例比。
[0038]在图5中，线308和310示出发动机速度与车辆速度的附加比，其在图3和4的三速EMT214中不可用，但在具有两个附加向前速度比的典型传统变速器中可用。例如，传统手动变速器可具有五个可用的发动机速度对车辆速度的比300、308、302、310、304，其与五个固定的齿轮比相关联，其中，EMT214的第二比302将是传统变速器的第三比，且EMT214的第三比304是传统变速器的第五比。如图5明显所示，与在传统手动变速器中从比300换挡到比308相比，在EVT214中，沿换挡线311以大约50kph的车辆速度从比300换挡到比302时存在机械优势312的损失。类似地，与在传统手动变速器中从速度比302换挡到速度比310相比，在EVT214中，沿换挡线313以大约145kph的车辆速度从比302换挡到比304时存在机械优势314的损失。
[0039]EMT214具有能够使用由电马达16提供的扭矩辅助的优势，以帮助减少与齿轮比之间的几乎不固定的齿轮比和较宽的速率步骤(ratio st印)相关的机械优势的损失。例如，在50kph的车辆速度之前的一速度(与输出构件52的预定速度相关联的车辆速度，此时，从第一齿轮比300到第二齿轮比302的换挡发生)时，电马达16可被控制为开启。制动器283被接合，从而扭矩倍增通过行星齿轮组260从电马达16提供到传动轴220。当车辆速度达到大约50kph时，在换挡线311处，离合器281被断开，且离合器280被接合。同步器A可移动到其空挡位置。电马达16在换挡期间被保持开启，并升至超过换挡线311的更高车辆速度(对应于线309)以补充发动机扭矩，由此实质上替代传统手动变速器的第二档(线308)和EMT214的的第二档(线302)之间的损失的机械优势312。这可称为通过电马达16 “填充的”扭矩，或使用电马达16用于“扭矩填充”。线315指示马达16的操作影响的换挡后发动机速度。
[0040]图6是以牛顿-米计的扭矩对kph计的车辆速度的图表，用于具有按照图5的图表被控制换挡的动力传动系210的车辆。曲线402表示由发动机12提供在输出构件52处的扭矩。曲线404表示在仅电操作模式中制动器283接合而发动机12关闭时可由电马达16提供在输出构件52处的扭矩。曲线406示出，如果发动机12和电马达16 二者在大范围的发动机速度时，可被提供在输出构件52处的最大扭矩。在具有如图5所示的五个齿轮比的传统手动变速器中被相同发动机12提供的扭矩示出为曲线408，且顺从曲线402的大部分。如部分410所示，在每个预定速度(在该预定速度时，换挡在EMT214中发生)之前和之后的车辆速度(和输出构件52的相关联速度)的范围上，电马达16被控制为开启。这使得，当仅发动机扭矩小于将被发动机12通过具有图5所示的附加齿轮比的传统手动变速器提供的扭矩时，电马达16增加扭矩。如图5所示，在EMT214中发生换挡时的预定车辆速度对应于大约6500rpm的发动机速度,其可以是预定的最大发动机速度。输出构件52的预定速度通过公式对应于预定的最大发动机速度，该公式取决于行星齿轮组260的齿轮齿数、啮合齿轮组的齿轮比和轮胎尺寸。
[0041]再次参考图5，电马达16可以高于发动机12的速度操作。电马达16在EMT214中的齿轮比切换周围的车辆速度的一范围上增加扭矩辅助的使用还可通过线316指示，该线316表示电马达16的转子16A的速度。在大约85kph的车辆速度时，电马达16在高比模式中达到额定的速度限制(即，当制动器283被接合时的电马达16的操作速度)，且制动器283然后被断开，从而马达16在EMT214中从功率流断开，且可自由地旋转到较低速度，如线309所示。替换地，电马达16可保持开启，且离合器283被接合，从而电马达16可以较低速度借助通过行星齿轮组260的直接驱动而操作。在后一情况下，当制动器283被断开时，电马达16可被控制以简单地用作发动机，以使转子16A减速到新目标速度，新目标速度与离合器282的接合相关，而不是在离合器282中吸收能量。在直接驱动模式中，电马达16将仍被用于补充发动机扭矩，直到马达16的额定最大速度(例如，大约llOOOrpm，如图5所示)，此速度在直接驱动模式中直到超过最大期望车辆速度时才被达到。
[0042]在大约145kph时，发动机12再次达到其预定的额定速度，且通过断开离合器280、接合离合器281并将同步器A向图3中右边移动而沿换挡线313换挡到第三齿轮比。从换挡线313之前的一些车辆速度(诸如130kph的车辆速度)至超过换挡线313的车辆速度，电马达16可被控制为开启，以补充发动机扭矩并充当与线310关联的没有的比(其在传统手动变速器中可用)。电马达16可保持开启，以补充发动机扭矩直到预定的最大车辆速度，如果期望或直到马达达到其预定的最大速度，指示为在与图5的线319相对应的车辆速度时发生。电马达16在EMT214中从第二向第三档位的齿轮比切换周围的车辆速度时增加扭矩辅助的使用还可通过线318指示，该线318表示电马达16的转子16A的速度。图6中在145kph的车辆速度周围的区域410还指示由电马达16增加的补充扭矩。
[0043]尽管已经对执行本教导的许多方面的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实践本教导的许多替换方面。
【权利要求】
1.一种变速器，包括: 输入构件； 输出构件； 至少一个轴；其中，该输入构件和所述至少一个轴可绕第一旋转轴线旋转； 副轴，被设置为与所述至少一个轴大体平行，且可绕第二旋转轴线旋转；其中，输出构件可操作地连接为与副轴旋转； 多对啮合齿轮；其中，每对啮合齿轮可操作为在所述至少一个轴和副轴之间提供不同的齿轮比； 多个可选择地接合的扭矩传递机构；其中，至少一些对啮合齿轮需要相应一个扭矩传递机构与相应一对啮合齿轮的接合，以传递扭矩到副轴； 变速器控制器，可操作为控制扭矩传递机构的接合，以选择性地建立至少一些齿轮比； 电马达，与第一旋转轴线同心； 行星齿轮组，与第一旋转轴线同心；其中，行星齿轮组具有第一构件、第二构件和第三构件； 第一离合器，可选择地接合，以操作性地连接输入构件与第一构件；并且其中，第一构件通过至少一对啮合齿轮可操作地与副轴连接，第二构件连接为与电马达共同旋转；电马达可被操作为增加扭矩到第二构件并从第二构件接收扭矩。
2.如权利要求1所述的 变速器，其中，所述至少一个轴包括连接为与第二构件共同旋转的传动轴，且还包括: 第二离合器，其可选择地接合以将行星齿轮组的一个构件与行星齿轮组的另一构件连接，以当第二离合器被接合时建立从电马达到传动轴的直接驱动。
3.如权利要求2所述的变速器，结合可操作地连接至输入构件的发动机，其中，电马达被控制为，当发动机发动车辆且第一和第二离合器二者被接合时，开启以在传动轴处增加扭矩。
4.如权利要求2所述的变速器，进一步包括: 制动器，可选择地接合以防止行星齿轮组的第三构件旋转；和 其中，电马达可操作为，当制动器接合时，通过行星齿轮组发动变速器。
5.如权利要求1所述的变速器，其中，所述至少一个轴包括传动轴和内轴，所述传动轴是套筒轴，所述内轴与传动轴同心；且还包括: 另一离合器，可选择地接合，以连接输入构件与内轴共同旋转；和其中，所述多对啮合齿轮中的至少一对操作性地与内轴连接，且所述多对啮合齿轮中的至少另一对操作性地与传动轴连接。
6.如权利要求5所述的变速器，结合可操作地连接至输入构件的发动机；其中，扭矩传递机构是同步器；且还包括: 制动器，可选择地接合以防止行星齿轮组的第三构件旋转； 其中，当制动器接合时，变速器通过电马达发动；和 其中，通过预先选择一个同步器以将操作性地连接至内轴的所述多对啮合齿轮中的一对齿轮与副轴接合和将所述另 一离合器接合同时制动器保持接合，在变速器被电马达发动之后，发动机被起动。
7.如权利要求1所述的变速器，其中，电马达在行星齿轮组和所述多对啮合齿轮之间轴向地定位。
8.如权利要求1所述的变速器，结合可操作地连接至输入构件的发动机；其中，当第一离合器接合时，变速器通过发动机发动。
9.如权利要求1所述的变速器，进一步包括: 制动器，可选择地接合以防止行星齿轮组的第三构件旋转； 第二离合器，其可选择地接合以将行星齿轮组的一个构件与行星齿轮组的另一构件连接，以当第二离合器被接合时建立从电马达到传动轴的直接驱动；和 其中，电马达被控制为，当制动器被接合时在第一模式中通过行星齿轮组且当第二离合器被接合时在第二模式中，驱动传动轴。
10.一种变速器，包括: 输入构件； 输出构件； 传动轴，构造为套筒轴； 内轴，与传动轴同心且被其包围；其中，输入构件、传动轴和内轴可绕第一旋转轴线旋转; 副轴，被设置为与传动轴大体平行，且可绕第二旋转轴线旋转；其中，输出构件可操作地连接为与副轴旋转； 多个可选择地接合的同步器； 至少三对啮合齿轮，可操作为将扭矩传递至副轴；其中，当一个同步器被接合时，所述多对啮合齿轮的一对可操作为从内轴到副轴建立第一齿轮比，所述多对啮合齿轮的另一对提供传动轴和副轴之间的不同齿轮比。 变速器控制器，可操作为控制同步器的接合； 电马达，与第一旋转轴线同心； 行星齿轮组，与第一旋转轴线同心，且具有连接为与传动轴共同旋转的第一构件、连接为与电马达共同旋转的第二构件、和第三构件； 第一离合器，可选择地接合，以将输入构件与行星齿轮组的第一构件连接； 第二离合器，其可选择地接合以连接行星齿轮组的一个构件，以与行星齿轮组的另一构件共同旋转，以从电马达通过行星齿轮组到传动轴提供直接驱动比。 第三离合器，可选择地接合，以将输入构件与内轴连接；和 制动器，可选择地接合，以保持第三构件固定。
【文档编号】F16H3/44GK103807370SQ201310566131
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月14日 优先权日:2012年11月14日
【发明者】S.H.维特科普, C.S.罗斯 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司