专利名称：用于互连发动机和变速器的混合模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种构造成互连车辆的发动机和变速器的混合模块。
背景技术：
在现代车辆中，一般使用多档双离合变速器(DCT)，这是因为它们与典型的装备有 变矩器的自动变速器相比具有增加的机械效率。此外，多档双离合变速器通常也优选于典 型的自动手动变速器，因为DCT能够提供更高质量的换档。典型的DCT使用两个摩擦离合器用于在其前进档传动比之间换档，并且通过在两 个摩擦离合器中的一个和另一个之间交替接合来完成这种换档。这种多档双离合变速器可 用于混合动力车辆，即使用两个或更多个不同动力源的车辆，例如发动机和电动机，用于向 目标车辆的从动轮传递推进能量。然而，在混合动力车辆中封装DCT硬件以及多个动力源 会存在挑战。
发明内容
一种混合模块构造成互连发动机和双离合变速器(DCT)。该混合模块包括电动机、 第一承载器和第二承载器。电动机构造成绕着中心轴线以第一转速旋转。第一承载器构造 成以可操作方式连接到DCT并且能够绕着中心轴线以第一转速旋转。第一承载器以可操作 方式连接到电动机以便与其共同旋转，并且构造成将第一承载器的第一转速传递到DCT。第 二承载器构造成以可操作方式连接到发动机并且能够绕着中心轴线以第二转速旋转。第二 小齿轮以可旋转方式环绕第二小齿轮轴线，第二小齿轮轴线与中心轴线间隔开并且成大致 平行于中心轴线的关系。第一和第二小齿轮由第一承载器以可旋转方式支撑。第一恒星齿 轮以可旋转方式环绕中心轴线。第一恒星齿轮以可旋转方式连接到第二承载器并且能够绕 着中心轴线与第二承载器一起旋转。第二恒星齿轮以可旋转方式环绕中心轴线。第一恒星 齿轮与第一小齿轮啮合，使得当第一小齿轮、第二小齿轮、第一恒星齿轮、第二恒星齿轮和 第一承载器绕着中心轴线一起旋转时，第一小齿轮绕着第一小齿轮轴线相对于第一恒星齿 轮旋转。第一小齿轮与第二小齿轮啮合，而第二小齿轮又与第二恒星齿轮啮合。一种混合动力系构造成推进车辆。该混合动力系包括发动机、双离合变速器(DCT) 和混合模块。该混合模块互连发动机和DCT并且包括电动机、第一承载器和第二承载器。 电动机构造成绕着中心轴线以第一转速旋转并且构造成以可操作方式连接到DCT。电动机 以可操作方式连接到第一承载器以便与其一起旋转。第一承载器将第一承载器的第一转速 传递到DCT。第二承载器以可操作方式连接到发动机并且能够绕着中心轴线以第二转速旋 转。第二小齿轮以可旋转方式环绕第二小齿轮轴线，第二小齿轮轴线与中心轴线间隔开并 且成大致平行于中心轴线的关系。第一和第二小齿轮由第一承载器以可旋转方式支撑。第 一恒星齿轮以可旋转方式环绕中心轴线。第一恒星齿轮以可旋转方式连接到第二承载器并 且能够绕着中心轴线与第二承载器一起旋转。第二恒星齿轮以可旋转方式环绕中心轴线。 第一恒星齿轮与第一小齿轮啮合，使得当第一小齿轮、第二小齿轮、第一恒星齿轮、第二恒星齿轮和第一承载器绕着中心轴线一起旋转时，第一小齿轮绕着第一小齿轮轴线相对于第 一恒星齿轮旋转。第一小齿轮与第二小齿轮啮合，而第二小齿轮又与第二恒星齿轮啮合。本发明的另一方面包括一种混合模块，其构造成互连发动机的输出部和双离合变 速器(DCT)。该混合模块包括电动机、第一和第二承载器、第一和第二恒星齿轮、至少一个第 一小齿轮、至少一个第二小齿轮以及第一和第二扭矩传递设备(TTD)。第一承载器构造成 绕着中心轴线以第一转速旋转。第一承载器构造成以可操作方式连接到DCT以将第一承载 器的第一转速传递到DCT。第二承载器构造成以可操作方式连接到发动机的输出部并且能 够绕着中心轴线以第二转速旋转。第二小齿轮以可旋转方式环绕第二小齿轮轴线，第二小 齿轮轴线与中心轴线间隔开并且成大致平行于中心轴线的关系。第一和第二小齿轮由第一 承载器以可旋转方式支撑。第一恒星齿轮以可旋转方式环绕中心轴线。第一恒星齿轮以可 旋转方式连接到第二承载器并且能够绕着中心轴线与第二承载器一起旋转。第二恒星齿轮 以可旋转方式环绕中心轴线。第一恒星齿轮与第一小齿轮啮合，使得当第一小齿轮、第二小 齿轮、第一恒星齿轮、第二恒星齿轮和第一承载器绕着中心轴线一起旋转时，第一小齿轮绕 着第一小齿轮轴线相对于第一恒星齿轮旋转。第一小齿轮与第二小齿轮啮合，而第二小齿 轮又与第二恒星齿轮啮合。第一 TTD环绕中心轴线并且以可操作方式互连第一承载器和第 二承载器。第一 TTD构造成当第一承载器的第一转速小于第二承载器的第二转速时超限运 转，使得第一承载器独立于第二承载器旋转。类似地，第一 TTD构造成当第二转速大致等于 第一转速时将第一承载器的旋转接合并锁定到第二承载器，使得第二承载器驱动第一承载 器绕中心轴线旋转。第二 TTD以可操作方式接合第二恒星齿轮。第二 TTD构造成选择性地 停止第二恒星齿轮绕中心轴线的旋转。如果第二 TTD不被应用，即不被接地，则第二恒星齿 轮自由旋转并且在第一承载器和第二承载器之间不存在连接。有效地，车辆仅由电动机驱 动。如果发动机关闭，意味着第二承载器的速度为零，则第一 TTD超限运转。在此时接合第 二 TTD将停止第二恒星齿轮的旋转，这允许传递一些电动机扭矩。该传递旋转和启动发动 机。两个恒星齿轮比率确定了此过程中的速度或扭矩倍数。一旦发动机启动，发动机扭矩 将通过第一承载器以恒星齿轮比率倍增并且传递，直至第二承载器的速度_即第二转速等 于第一承载器的速度_即第一转速。此时，第一 TTD锁定并且发动机扭矩通过一比一的传 动比传递。当第一 TTD锁定时第二 TTD释放。该系统用作变矩器，因为系统在启动期间直 至第一承载器的第一转速等于第二承载器的第二转速之前倍增发动机扭矩(即，恰好类似 于变速器的液力变矩器，但是没有所有的附加能量损失)。通过齿轮组增加的所需的车辆发 动扭矩使得可以使用较小的电动机。方案1、一种构造成互连发动机的输出部和变速器的混合模块，所述混合模块包 括电动机，其构造成绕着中心轴线以第一转速旋转；第一承载器，其以可操作方式连接到所述电动机并且构造成绕着所述中心轴线与 所述电动机一起以所述第一转速共同旋转；其中所述第一承载器构造成以可操作方式连接到变速器以将所述第一承载器的 所述第一转速传递到变速器；第二承载器，其构造成以可操作方式连接到发动机的输出部并且能够绕着所述中 心轴线以第二转速旋转；
其中所述第一恒星齿轮以可旋转方式连接到所述第二承载器并且能够绕着所述 中心轴线与所述第二承载器一起旋转；第一小齿轮，其以可旋转方式环绕第一小齿轮轴线，所述第一小齿轮轴线与所述 中心轴线间隔开并且成大致平行于所述中心轴线的关系；第二小齿轮，其以可旋转方式环绕第二小齿轮轴线，所述第二小齿轮轴线与所述 中心轴线间隔开并且成大致平行于所述中心轴线的关系；其中所述第一和第二小齿轮由所述第一承载器以可旋转方式支撑；第一恒星齿轮，其能够绕所述中心轴线旋转；其中所述第一恒星齿轮以可旋转方式连接到所述第二承载器并且能够绕着所述 中心轴线与所述第二承载器一起旋转；第二恒星齿轮，其能够绕所述中心轴线旋转；其中所述第一恒星齿轮与所述第一小齿轮啮合，使得当所述第一小齿轮、所述第 二小齿轮、所述第一恒星齿轮、所述第二恒星齿轮和所述第一承载器绕着所述中心轴线一 起旋转时，所述第一小齿轮绕着所述第一小齿轮轴线相对于所述第一恒星齿轮旋转；其中所述第一小齿轮与所述第二小齿轮啮合，而所述第二小齿轮又与所述第二恒 星齿轮啮合。方案2、如方案1所述的混合模块，还包括环绕所述中心轴线并且以可操作方式互 连所述第一承载器和所述第二承载器的第一扭矩传递设备(TTD)；其中所述第一 TTD构造成当所述第一承载器的所述第一转速小于所述第二承载 器的所述第二转速时超限运转，使得所述第一承载器独立于所述第二承载器旋转；其中所述第一 TTD构造成当所述第二转速大致等于所述第一转速时将所述第一 承载器的旋转接合并锁定到所述第二承载器，使得所述第二承载器驱动所述第一承载器绕 所述中心轴线旋转。方案3、如方案2所述的混合模块，其中所述第一 TTD是单向离合器。方案4、如方案1所述的混合模块，其中所述第二承载器构造成响应于来自发动机 的输出绕所述中心轴线以所述第二转速旋转。方案5、如方案5所述的混合模块，还包括第二扭矩传递设备(TTD)，其以可操作方式与所述第二恒星齿轮接合；其中所述第二 TTD构造成选择性地停止所述第二恒星齿轮绕所述中心轴线的旋 转，使得在所述第一承载器绕所述中心轴线旋转时所述第二小齿轮绕所述第二小齿轮轴线 相对于所述第二恒星齿轮旋转；其中所述第二 TTD构造成选择性地允许所述第二恒星齿轮绕所述中心轴线旋转， 使得在所述第二恒星齿轮和所述第一承载器绕所述中心轴线旋转时，所述第二小齿轮绕所 述第二小齿轮轴线相对于所述第二恒星齿轮旋转。方案6、如方案5所述的混合模块，还包括一个以可操作方式连接到所述第二 TTD 的致动器；其中所述致动器构造成选择性地致动和导致所述第二 TTD停止所述第二恒星齿 轮绕所述中心轴线的旋转，使得当所述第一承载器绕所述中心轴线旋转时，所述第二小齿 轮绕所述第二小齿轮轴线相对于所述第二恒星齿轮旋转；
其中所述致动器构造成选择性地停用和导致所述第二 TTD允许所述第二恒星齿 轮绕所述中心轴线的旋转，使得当所述第二恒星齿轮和所述第一承载器绕所述中心轴线旋 转时，所述第二小齿轮绕所述第二小齿轮轴线相对于所述第二恒星齿轮旋转。方案7、如方案5所述的混合模块，其中所述第二 TTD包括盘，其以可旋转方式环绕所述中心轴线并且以可操作方式接合所述第二恒星齿 轮，使得所述盘和所述第二恒星齿轮绕所述中心轴线一起旋转；带，其环绕所述轴线；其中所述带构造成选择性地接合所述盘以停止所述盘和所述第二恒星齿轮绕所 述中心轴线的旋转；以及其中所述带构造成选择性地脱离所述盘并且允许所述盘和所述第二恒星齿轮绕 所述中心轴线旋转。方案8、如方案5所述的混合模块，还包括以可操作方式互连所述盘和所述第二恒 星齿轮的衬套。方案9、如方案1所述的混合模块，其中所述电动机包括沿径向环绕所述中心轴线 的转子和定子，其中所述转子构造成绕着所述轴线相对于所述定子旋转；其中所述第一承载器以可旋转方式绕所述中心轴线连接到所述转子，并且构造成 用于将所述第一转速传递到变速器。方案10、一种用于推进车辆的混合动力系，所述混合动力系包括提供输出部的发动机；变速器；互连所述发动机的所述输出部和所述变速器的混合模块，所述混合模块包括电动机，其构造成绕着所述中心轴线以第一转速旋转；第一承载器，其以可操作方式连接到所述变速器并且能够绕所述中心轴线以第一 转速旋转；其中所述第一承载器以可操作方式连接到所述电动机以便与其共同旋转；其中所述第一承载器将所述第一承载器的所述第一转速传递到所述变速器；第二承载器，其以可操作方式连接到所述发动机的所述输出部并且能够绕着所述 中心轴线与所述发动机的所述输出部一起以第二转速旋转；第一小齿轮，其以可旋转方式环绕第一小齿轮轴线，所述第一小齿轮轴线与所述 中心轴线间隔开并且成大致平行于所述中心轴线的关系；第二小齿轮，其以可旋转方式环绕第二小齿轮轴线，所述第二小齿轮轴线与所述 中心轴线间隔开并且成大致平行于所述中心轴线的关系；其中所述第一和第二小齿轮由所述第一承载器以可旋转方式支撑；第一恒星齿轮，其能够绕所述中心轴线旋转；其中所述第一恒星齿轮以可旋转方式连接到所述第二承载器并且能够绕着所述 中心轴线与所述第二承载器一起旋转；第二恒星齿轮，其能够绕所述中心轴线旋转；其中所述第一恒星齿轮与所述第一小齿轮啮合，使得当所述第一小齿轮、所述第 二小齿轮、所述第一恒星齿轮、所述第二恒星齿轮和所述第一承载器绕着所述中心轴线一起旋转时，所述第一小齿轮绕着所述第一小齿轮轴线相对于所述第一恒星齿轮旋转；其中所述第一小齿轮与所述第二小齿轮啮合，而所述第二小齿轮又与所述第二恒 星齿轮啮合。方案11、如方案10所述的混合动力系，其中所述混合模块还包括环绕所述中心轴 线并且以可操作方式互连所述第一承载器和所述第二承载器的第一扭矩传递设备(TTD)；其中所述第一 TTD构造成当所述第一承载器的所述第一转速小于所述第二承载 器的所述第二转速时超限运转，使得所述第一承载器独立于所述第二承载器绕所述中心轴 线旋转；其中所述第一 TTD构造成当所述第二转速大致等于所述第一转速时将所述第一 承载器的旋转接合并锁定到所述第二承载器，使得所述第二承载器驱动所述第一承载器绕 所述中心轴线旋转。方案12、如方案10所述的混合动力系，其中所述混合模块还包括第二恒星齿轮，其独立于所述第二承载器以可旋转方式环绕所述中心轴线；第二小齿轮，其以可旋转方式环绕第二小齿轮轴线，所述第二小齿轮轴线与所述 中心轴线间隔开并且成大致平行于所述中心轴线的关系；其中所述第二小齿轮由所述第一承载器以可旋转方式支撑并且与所述第二恒星 齿轮啮合，使得所述第二小齿轮和所述第一承载器能够绕所述中心轴线一起旋转。方案13、如方案11所述的混合动力系，其中所述混合模块还包括第二扭矩传递设备(TTD)，其以可操作方式与所述第二恒星齿轮接合；其中所述第二 TTD构造成选择性地停止所述第二恒星齿轮绕所述中心轴线的旋 转，使得在所述第一承载器绕所述中心轴线旋转时所述第二小齿轮绕所述第二小齿轮轴线 相对于所述第二恒星齿轮旋转；其中所述第二 TTD构造成选择性地允许所述第二恒星齿轮绕所述中心轴线旋转， 使得在所述第二恒星齿轮和所述第一承载器绕所述中心轴线旋转时，所述第二小齿轮绕所 述第二小齿轮轴线相对于所述第二恒星齿轮旋转。方案14、如方案12所述的混合动力系，其中所述混合模块还包括以可操作方式连 接到所述第二 TTD的致动器；其中所述致动器构造成选择性地致动和导致所述第二 TTD停止所述第二恒星齿 轮绕所述中心轴线的旋转，使得当所述第一承载器绕所述中心轴线旋转时，所述第二小齿 轮绕所述第二小齿轮轴线相对于所述第二恒星齿轮旋转；其中所述致动器构造成选择性地停用和导致所述第二 TTD允许所述第二恒星齿 轮绕所述中心轴线旋转，使得当所述第二恒星齿轮和所述第一承载器绕所述中心轴线旋转 时，所述第二小齿轮绕所述第二小齿轮轴线相对于所述第二恒星齿轮旋转。方案15、如方案13所述的混合动力系，其中所述第二 TTD包括盘，其以可旋转方式环绕所述中心轴线并且以可操作方式接合所述第二恒星齿 轮，使得所述盘和所述第二恒星齿轮绕所述中心轴线一起旋转；带，其环绕所述轴线；其中所述带构造成选择性地接合所述盘以停止所述盘和所述第二恒星齿轮绕所 述中心轴线的旋转；以及
其中所述带构造成选择性地脱离所述盘并且允许所述盘和所述第二恒星齿轮绕 所述中心轴线旋转。方案16、如方案15所述的混合动力系，其中所述TTD还包括以可操作方式互连所 述盘和所述第二恒星齿轮的衬套。方案17、如方案13所述的混合动力系，其中所述第二 TTD沿所述中心轴线轴向地 设置在所述承载器中的每一个和所述发动机之间。方案18、如方案10所述的混合动力系，其中所述变速器是双离合变速器(DCT)。方案19、如方案18所述的混合动力系，其中所述DCT包括齿轮箱；和双离合器组件，其具有离合器承载器，其以可操作方式连接到所述第一承载器并且构造成响应于绕所 述中心轴线以所述第一转速旋转的所述第一承载器而绕所述中心轴线以所述第一转速旋 转；内部变速器轴，其沿所述中心轴线延伸并且以可操作方式连接到第一套齿轮；第一离合器组件，其以可旋转方式连接到所述内部变速器轴；外部变速器轴，其围绕所述内部变速器轴沿着所述中心轴线延伸，并且以可操作 方式连接到第二套齿轮；第二离合器组件，其以可旋转方式连接所述外部变速器轴；其中所述第一离合器组件构造成当所述第一离合器组件接合所述离合器承载器 以驱动所述第一套齿轮时选择性地与所述离合器承载器连接从而绕所述中心轴线以所述 第一转速旋转；其中所述第二离合器组件构造成当所述第二离合器组件接合所述离合器承载器以驱动所述第二套齿轮时选择性地与所述离合器承载器连接从而绕所述中心轴线以所述第一转速旋转。方案20、一种构造成互连发动机的输出部和双离合变速器(DCT)的混合模块，所 述混合模块包括第一承载器，其构造成绕着中心轴线以第一转速旋转；其中所述第一承载器构造成以可操作方式连接到该DCT从而将所述第一承载器 的所述第一转速传递到该DCT ；第二承载器，其构造成以可操作方式连接到发动机的输出部并且能够绕着所述中 心轴线以第二转速旋转；至少一个第一小齿轮，其以可旋转方式环绕相应的第一小齿轮轴线，所述第一小 齿轮轴线与所述中心轴线间隔开并且成大致平行于所述中心轴线的关系；第二小齿轮，其以可旋转方式环绕第二小齿轮轴线，所述第二小齿轮轴线与所述 中心轴线间隔开并且成大致平行于所述中心轴线的关系；其中所述第一和第二小齿轮由所述第一承载器以可旋转方式支撑；第一恒星齿轮，其能够绕所述中心轴线旋转；其中所述第一恒星齿轮以可旋转方式连接到所述第二承载器并且能够绕着所述 中心轴线与所述第二承载器一起旋转；
第二恒星齿轮，其能够绕所述中心轴线旋转；其中所述第一恒星齿轮与所述第一小齿轮啮合，使得当所述第一小齿轮、所述第 二小齿轮、所述第一恒星齿轮、所述第二恒星齿轮和所述第一承载器绕着所述中心轴线一 起旋转时，所述第一小齿轮绕着所述第一小齿轮轴线相对于所述第一恒星齿轮旋转；其中所述第一小齿轮与所述第二小齿轮啮合，而所述第二小齿轮又与所述第二恒 星齿轮啮合；第一扭矩传递设备(TTD)，其环绕所述中心轴线并且以可操作方式互连所述第一 承载器和所述第二承载器；其中所述第一 TTD构造成当所述第一承载器的所述第一转速小于所述第二承载 器的所述第二转速时超限运转，使得所述第一承载器独立于所述第二承载器旋转；其中所述第一 TTD构造成当所述第二转速大致等于所述第一转速时将所述第一 承载器的旋转接合并锁定到所述第二承载器，使得所述第二承载器驱动所述第一承载器绕 所述中心轴线旋转；第二扭矩传递设备(TTD)，其以可操作方式接合所述第二恒星齿轮；其中所述第二 TTD构造成选择性地停止所述第二恒星齿轮环绕所述中心轴线的 旋转，使得在所述第一承载器和所述第二承载器之间不存在连接，从而允许所述第二恒星 齿轮自由旋转；其中所述第二 TTD构造成当所述第一 TTD被锁定时选择性地允许所述第二恒星齿 轮绕所述中心轴线旋转。通过下面对实施本发明的最佳实施方式的详细描述并且结合附图，本发明的上述 特征和优点以及其他特征和优点将变得明显。
现在参考附图，其中示出了示例实施方式并且类似的部件用类似的附图标记表 示图1是用于驱动车辆的混合动力系的示意性局部截面侧视图。图2是图1中的混合动力系的混合模块和双离合器组件的示意性截面侧视图。图3是表示混合动力系的示意性杠杆图。
具体实施例方式现在参考附图，其中类似的附图标记指代类似的部件，图1示出了一个混合动力 系11，其具有互连发动机12和变速器11-例如双离合变速器(DCT)Il以推进车辆(未示 出)的混合模块10。应当理解，变速器可以是本领域技术人员已知的任何其他类型的变速 器或传动单元。混合模块10包括能够绕着中心轴线ΑΦ旋转的电动机16。电动机16包括 转子18和在中心轴线ΑΦ周围径向环绕转子18的定子20。转子18绕中心轴线ΑΦ相对 于定子20旋转。应当理解，也可以使用本领域技术人员已知的电动机16的其他构造。此 外，电动机16以可操作方式连接到能量存储设备22和控制器24。参考图1和2，混合模块10还包括第一承载器26和第二承载器28。第一承载器 26以可操作方式连接到电动机16并且能够绕着中心轴线ΑΦ以第一转速旋转。更具体地，第一承载器26以可操作方式连接到转子18，使得第一承载器26和转子18绕着中心轴线 ΑΦ 一起旋转。第二承载器28以可操作方式连接到发动机12的输出部30，例如发动机曲 轴30，并且能够与发动机12的输出部30 —起绕着中心轴线ΑΦ以第二速度旋转。再次参考图1和2，第一扭矩传递设备32(TTD)以可操作方式互连第一承载器26 和第二承载器28。第一 TTD 32可以是一个环绕中心轴线ΑΦ的单向离合器，例如楔块离合 器或者本领域技术人员已知的其他任何单向离合器。在此实施方式中，单向离合器32构造 成当第一承载器26的第一转速大于第一承载器26的第二转速时超限运转。这意味着第一 承载器26构造成独立于第二承载器28环绕中心轴线ΑΦ旋转。当第二承载器28的第二 转速至少等于第一承载器26的第一转速时，第一 TTD 32构造成绕中心轴线ΑΦ将第一承 载器26的旋转接合并锁定到第二承载器28。当单向离合器32接合时，第二承载器28的旋 转通过发动机12的输出部30驱动第一承载器26和转子18绕中心轴线ΑΦ旋转。因此， 当单向离合器32接合时，第一承载器26的第一转速等于第二承载器28的第二转速。混合模块还包括均以可旋转方式环绕中心轴线ΑΦ的第一恒星齿轮34和第二恒 星齿轮36。第一恒星齿轮34以可旋转方式连接到第二承载器28，使得第一恒星齿轮34绕 着中心轴线ΑΦ与第二承载器28—起旋转。至少一个第一小齿轮38以可旋转方式环绕相 应的第一小齿轮轴线Al，第一小齿轮轴线Al与中心轴线ΑΦ间隔开并且成大致平行于中心 轴线ΑΦ的关系。每一个第一小齿轮38由第一承载器26以可旋转方式支撑并且与第一恒 星齿轮34啮合。该啮合使得当第一小齿轮38和第一承载器26中的每一个绕着中心轴线 ΑΦ 一起旋转时，每一个第一小齿轮38绕着第一小齿轮轴线相对于第一恒星齿轮34旋转。至少一个第二小齿轮40以可旋转方式环绕相应的第二小齿轮轴线A2，第二小齿 轮轴线A2与中心轴线ΑΦ间隔开并且成大致平行于中心轴线ΑΦ的关系。第二小齿轮40 由第一承载器26以可旋转方式支撑并且与第二恒星齿轮36啮合，使得第二小齿轮40和第 一承载器26绕着中心轴线ΑΦ —起旋转。第一恒星齿轮34与第二恒星齿轮36的比率提 供了期望的传动比，该传动比可允许混合模块10替换标准的变矩器。尽管在恒星齿轮34、 36上可能仍存在迟滞，但却不需要标准变矩器的典型液压装置。更具体地，一旦发动机12 启动，发动机12的扭矩将通过第一承载器26以恒星齿轮34、36的比率倍增并传递，直至第 二承载器28的速度-即第二转速等于第一承载器26的速度-即第一转速。此外，第二 TTD 42设置在混合模块10内。第二 TTD 42可轴向地设置在电动机 16和发动机12之间。更具体地，第二 TTD 42可轴向地设置在承载器26、28中的每一个和 发动机12之间。然而，应当理解，第二 TTD 42可设置在本领域技术人员已知的任何其他合 适位置。第二 TTD 42构造成选择性地停止第二恒星齿轮36绕中心轴线ΑΦ的旋转，使得 在第一承载器26和第二承载器28之间不存在连接，以允许第二恒星齿轮36自由旋转。类 似地，第二 TTD 42构造成当第一 TTD 32锁定时选择性地允许第二恒星齿轮36绕中心轴线 ΑΦ旋转。当第二 TTD 42允许第二恒星齿轮36绕中心轴线ΑΦ旋转时，第二小齿轮40还 绕着相应的第二小齿轮轴线42相对于第二恒星齿轮36旋转，因为第二恒星齿轮36和第一 承载器26也绕着中心轴线ΑΦ旋转。再次参考图1和2，第二 TTD 42可以是包括盘44和带46的带式离合器。盘44以 可旋转方式环绕中心轴线ΑΦ并且以可操作方式接合第二恒星齿轮36，使得盘44和第二 恒星齿轮36—起绕着中心轴线ΑΦ旋转。更具体地，一个衬套47可互连盘44和第二恒星齿轮36。衬套47沿径向环绕中心轴线ΑΦ并且可通过键式接合互连第二恒星齿轮36和 /或盘44。带46环绕中心轴线ΑΦ并且构造成选择性地接合盘44以停止盘44绕中心轴 线ΑΦ的旋转。因此，第二恒星齿轮36也由于通过衬套可操作地连接到盘44而停止绕中 心轴线ΑΦ的旋转。类似地，带46构造成选择性地脱离盘44而允许盘44和第二恒星齿轮 36绕中心轴线ΑΦ的旋转。然而，应当理解，也可以使用本领域技术人员已知的其他TTD。致动器48能够以可操作方式连接到第二 TTD 42，例如带式离合器的带46。致动 器48构造成选择性地致动并导致第二 TTD 42停止第二恒星齿轮36绕中心轴线ΑΦ的旋 转。类似地，致动器48构造成选择性地停用，使得第二 TTD 42允许第二恒星齿轮36绕中 心轴线ΑΦ旋转。由此，当第二恒星齿轮36和第一承载器26绕中心轴线ΑΦ旋转时，第二 小齿轮40绕第二小齿轮轴线A2相对于第二恒星齿轮36旋转。第二 TTD 42可在启动发动机12时被致动以停止第二恒星齿轮36的旋转。一旦 发动机12的输出部30的速度-即第二转速大致等于电动机的第一转速，第二 TTD 42可被 脱离，使得第二恒星齿轮36能够绕中心轴线ΑΦ旋转。DCT 14以可操作方式连接到混合模块10的第一承载器26。参考图1，DCT 14包 括双离合器组件50和齿轮箱52。双离合器组件50包括离合器承载器54，离合器承载器54 以可操作方式连接到混合模块10的第一承载器26，如图1和2所示。离合器承载器54构 造成响应于混合模块10的第一承载器26的旋转绕中心轴线ΑΦ旋转。一个内部变速器轴 56沿着中心轴线ΑΦ延伸并且以可操作方式连接到设置在齿轮箱52内的第一套齿轮58。 第一离合器组件60以可旋转方式连接到内部变速器轴56，使得第一离合器组件60和内部 变速器轴56 —起绕中心轴线ΑΦ旋转。一个外部变速器轴62沿着中心轴线ΑΦ在内变速 器轴56周围延伸。外部变速器轴62以可操作方式连接到设置在齿轮箱52内的第二套齿 轮64。第二离合器组件66以可旋转方式连接到外部变速器轴62，使得第二离合器组件66 和外部变速器轴62 —起绕中心轴线ΑΦ旋转。第一离合器组件60能够选择性地与离合器 承载器54接合以绕中心轴线ΑΦ旋转并且驱动第一套齿轮58。类似地，第二离合器组件 66能够选择性地与离合器承载器54接合以绕中心轴线ΑΦ旋转并且驱动第二套齿轮64。 应当理解，DCT 14可构造为手动变速器或自动变速器，这对于本领域技术人员是已知的。混合模块10构造成选择性地脱离电动机16和/或发动机12提供的旋转输出工 作。当发动机12的发动机曲轴30以等于第一承载器26和转子18的第一转速的第二转速 旋转第二承载器28时，第一 TTD 32接合，使得第一承载器26和转子18由第二承载器28 绕中心轴线ΑΦ驱动。如果能量存储设备22的充电状态低于阈值水平时，控制器24可作 为一个反相器工作以将转子18的旋转转变从而将能量存储设备22再充电至期望的充电状 态。在另一个实施方式中，第二 TTD 42至少部分被致动以便至少部分限制第二恒星 齿轮36的旋转。在此实施方式中，电动机16和发动机12的发动机曲轴30相互配合以驱 动DCT 14。第一承载器26和第二承载器28由电动机16和发动机12驱动。在另一个实施方式中，仅仅电动机16驱动DCT 14。在此实施方式中，第二 TTD 42 被致动，并且仅仅电动机16的转子18绕着中心轴线ΑΦ以低于第一承载器26的第二转速 的第一转速旋转第一承载器26。由于第一承载器26绕中心轴线ΑΦ旋转，仅仅第一承载 器26驱动DCT14。第二 TTD 42可被停用以接合第二承载器28，从而启动发动机12的曲轴30的旋转。在此实施方式中，第二承载器28和发动机曲轴30的第二转速可因此最终增加 到匹配第一承载器26和电动机16的转子18的第一转速。这可以使得发动机12接管DCT 14的操作，并且一旦第二 TTD被停用便可根据需要为能量存储设备22再充电。
虽然已经详细描述了实施本发明的最佳模式，然而熟悉本发明所涉及领域的技术 人员将会认识到所附权利要求范围内的用于实施本发明的多种可选设计和实施方式。
权利要求
一种构造成互连发动机的输出部和变速器的混合模块，所述混合模块包括电动机，其构造成绕着中心轴线以第一转速旋转；第一承载器，其以可操作方式连接到所述电动机并且构造成绕着所述中心轴线与所述电动机一起以所述第一转速共同旋转；其中所述第一承载器构造成以可操作方式连接到变速器以将所述第一承载器的所述第一转速传递到变速器；第二承载器，其构造成以可操作方式连接到发动机的输出部并且能够绕着所述中心轴线以第二转速旋转；其中所述第一恒星齿轮以可旋转方式连接到所述第二承载器并且能够绕着所述中心轴线与所述第二承载器一起旋转；第一小齿轮，其以可旋转方式环绕第一小齿轮轴线，所述第一小齿轮轴线与所述中心轴线间隔开并且成大致平行于所述中心轴线的关系；第二小齿轮，其以可旋转方式环绕第二小齿轮轴线，所述第二小齿轮轴线与所述中心轴线间隔开并且成大致平行于所述中心轴线的关系；其中所述第一和第二小齿轮由所述第一承载器以可旋转方式支撑；第一恒星齿轮，其能够绕所述中心轴线旋转；其中所述第一恒星齿轮以可旋转方式连接到所述第二承载器并且能够绕着所述中心轴线与所述第二承载器一起旋转；第二恒星齿轮，其能够绕所述中心轴线旋转；其中所述第一恒星齿轮与所述第一小齿轮啮合，使得当所述第一小齿轮、所述第二小齿轮、所述第一恒星齿轮、所述第二恒星齿轮和所述第一承载器绕着所述中心轴线一起旋转时，所述第一小齿轮绕着所述第一小齿轮轴线相对于所述第一恒星齿轮旋转；其中所述第一小齿轮与所述第二小齿轮啮合，而所述第二小齿轮又与所述第二恒星齿轮啮合。
2.如权利要求1所述的混合模块，还包括环绕所述中心轴线并且以可操作方式互连所 述第一承载器和所述第二承载器的第一扭矩传递设备(TTD)；其中所述第一 TTD构造成当所述第一承载器的所述第一转速小于所述第二承载器的 所述第二转速时超限运转，使得所述第一承载器独立于所述第二承载器旋转；其中所述第一 TTD构造成当所述第二转速大致等于所述第一转速时将所述第一承载 器的旋转接合并锁定到所述第二承载器，使得所述第二承载器驱动所述第一承载器绕所述 中心轴线旋转。
3.如权利要求2所述的混合模块，其中所述第一TTD是单向离合器。
4.如权利要求1所述的混合模块，其中所述第二承载器构造成响应于来自发动机的输 出绕所述中心轴线以所述第二转速旋转。
5.如权利要求5所述的混合模块，还包括第二扭矩传递设备(TTD)，其以可操作方式与所述第二恒星齿轮接合； 其中所述第二 TTD构造成选择性地停止所述第二恒星齿轮绕所述中心轴线的旋转，使 得在所述第一承载器绕所述中心轴线旋转时所述第二小齿轮绕所述第二小齿轮轴线相对 于所述第二恒星齿轮旋转；其中所述第二 TTD构造成选择性地允许所述第二恒星齿轮绕所述中心轴线旋转，使得 在所述第二恒星齿轮和所述第一承载器绕所述中心轴线旋转时，所述第二小齿轮绕所述第 二小齿轮轴线相对于所述第二恒星齿轮旋转。
6.如权利要求5所述的混合模块，还包括一个以可操作方式连接到所述第二TTD的致 动器；其中所述致动器构造成选择性地致动和导致所述第二 TTD停止所述第二恒星齿轮绕 所述中心轴线的旋转，使得当所述第一承载器绕所述中心轴线旋转时，所述第二小齿轮绕 所述第二小齿轮轴线相对于所述第二恒星齿轮旋转；其中所述致动器构造成选择性地停用和导致所述第二 TTD允许所述第二恒星齿轮绕 所述中心轴线的旋转，使得当所述第二恒星齿轮和所述第一承载器绕所述中心轴线旋转 时，所述第二小齿轮绕所述第二小齿轮轴线相对于所述第二恒星齿轮旋转。
7.如权利要求5所述的混合模块，其中所述第二TTD包括盘，其以可旋转方式环绕所述中心轴线并且以可操作方式接合所述第二恒星齿轮，使 得所述盘和所述第二恒星齿轮绕所述中心轴线一起旋转； 带，其环绕所述轴线；其中所述带构造成选择性地接合所述盘以停止所述盘和所述第二恒星齿轮绕所述中 心轴线的旋转；以及其中所述带构造成选择性地脱离所述盘并且允许所述盘和所述第二恒星齿轮绕所述 中心轴线旋转。
8.如权利要求5所述的混合模块，还包括以可操作方式互连所述盘和所述第二恒星齿 轮的衬套。
9.一种用于推进车辆的混合动力系，所述混合动力系包括 提供输出部的发动机；变速器；互连所述发动机的所述输出部和所述变速器的混合模块，所述混合模块包括 电动机，其构造成绕着所述中心轴线以第一转速旋转；第一承载器，其以可操作方式连接到所述变速器并且能够绕所述中心轴线以第一转速 旋转；其中所述第一承载器以可操作方式连接到所述电动机以便与其共同旋转； 其中所述第一承载器将所述第一承载器的所述第一转速传递到所述变速器； 第二承载器，其以可操作方式连接到所述发动机的所述输出部并且能够绕着所述中心 轴线与所述发动机的所述输出部一起以第二转速旋转；第一小齿轮，其以可旋转方式环绕第一小齿轮轴线，所述第一小齿轮轴线与所述中心 轴线间隔开并且成大致平行于所述中心轴线的关系；第二小齿轮，其以可旋转方式环绕第二小齿轮轴线，所述第二小齿轮轴线与所述中心 轴线间隔开并且成大致平行于所述中心轴线的关系；其中所述第一和第二小齿轮由所述第一承载器以可旋转方式支撑； 第一恒星齿轮，其能够绕所述中心轴线旋转；其中所述第一恒星齿轮以可旋转方式连接到所述第二承载器并且能够绕着所述中心轴线与所述第二承载器一起旋转；第二恒星齿轮，其能够绕所述中心轴线旋转；其中所述第一恒星齿轮与所述第一小齿轮啮合，使得当所述第一小齿轮、所述第二小 齿轮、所述第一恒星齿轮、所述第二恒星齿轮和所述第一承载器绕着所述中心轴线一起旋 转时，所述第一小齿轮绕着所述第一小齿轮轴线相对于所述第一恒星齿轮旋转；其中所述第一小齿轮与所述第二小齿轮啮合，而所述第二小齿轮又与所述第二恒星齿 轮啮合。
10. 一种构造成互连发动机的输出部和双离合变速器(DCT)的混合模块，所述混合模 块包括第一承载器，其构造成绕着中心轴线以第一转速旋转；其中所述第一承载器构造成以可操作方式连接到该DCT从而将所述第一承载器的所 述第一转速传递到该DCT;第二承载器，其构造成以可操作方式连接到发动机的输出部并且能够绕着所述中心轴 线以第二转速旋转；至少一个第一小齿轮，其以可旋转方式环绕相应的第一小齿轮轴线，所述第一小齿轮 轴线与所述中心轴线间隔开并且成大致平行于所述中心轴线的关系；第二小齿轮，其以可旋转方式环绕第二小齿轮轴线，所述第二小齿轮轴线与所述中心 轴线间隔开并且成大致平行于所述中心轴线的关系；其中所述第一和第二小齿轮由所述第一承载器以可旋转方式支撑； 第一恒星齿轮，其能够绕所述中心轴线旋转；其中所述第一恒星齿轮以可旋转方式连接到所述第二承载器并且能够绕着所述中心 轴线与所述第二承载器一起旋转；第二恒星齿轮，其能够绕所述中心轴线旋转；其中所述第一恒星齿轮与所述第一小齿轮啮合，使得当所述第一小齿轮、所述第二小 齿轮、所述第一恒星齿轮、所述第二恒星齿轮和所述第一承载器绕着所述中心轴线一起旋 转时，所述第一小齿轮绕着所述第一小齿轮轴线相对于所述第一恒星齿轮旋转；其中所述第一小齿轮与所述第二小齿轮啮合，而所述第二小齿轮又与所述第二恒星齿 轮啮合；第一扭矩传递设备(TTD)，其环绕所述中心轴线并且以可操作方式互连所述第一承载 器和所述第二承载器；其中所述第一 TTD构造成当所述第一承载器的所述第一转速小于所述第二承载器的 所述第二转速时超限运转，使得所述第一承载器独立于所述第二承载器旋转；其中所述第一 TTD构造成当所述第二转速大致等于所述第一转速时将所述第一承载 器的旋转接合并锁定到所述第二承载器，使得所述第二承载器驱动所述第一承载器绕所述 中心轴线旋转；第二扭矩传递设备(TTD)，其以可操作方式接合所述第二恒星齿轮； 其中所述第二 TTD构造成选择性地停止所述第二恒星齿轮环绕所述中心轴线的旋转， 使得在所述第一承载器和所述第二承载器之间不存在连接，从而允许所述第二恒星齿轮自 由旋转；其中所述第二 TTD构造成当所述第一 TTD被锁定时选择性地允许所述第二恒星齿轮绕 所述中心轴线旋转。
全文摘要
一种混合模块构造成互连发动机和变速器。该混合模块包括电动机、第一承载器和第二承载器。第一承载器以可操作方式连接到变速器并且能够绕着中心轴线以第一转速与电动机一起旋转。第一承载器将第一转速传递到变速器。第二承载器以可操作方式连接到发动机并且能够绕着中心轴线以第二转速旋转。第一恒星齿轮以可旋转方式环绕中心轴线并且连接到第二承载器。第一小齿轮由第一承载器以可旋转方式支撑并且啮合第一恒星齿轮，使得当第一小齿轮和第一承载器绕着中心轴线一起旋转时，第一小齿轮绕着第一小齿轮轴线旋转。
文档编号F16H1/20GK101922532SQ20101020264
公开日2010年12月22日 申请日期2010年6月11日 优先权日2009年6月12日
发明者N·谢内克 申请人:通用汽车环球科技运作公司