专利名称：混合动力变速器的制作方法
技术领域：
本发明一般而言涉及混合动力变速器，更特别地，涉及适合从发动机和马达中的每一个传递动力从而驱动车轮的变速器结构。
背景技术：
一般而言，混合动力车辆为使用两种或更多种能源的车辆，且多数用于使用化石燃料的现有发动机和使用电能的至少一个马达的结合，尽管取决于许多能源的结合可使用各种其它方法。根据发动机和/或马达是否操作，混合动力车辆可实现仅有马达驱动的电动车辆(EV)模式、由发动机和马达两者驱动的混合电动车辆(HEV)模式和仅由发动机驱动的仅发动机模式。而且，在车辆的怠速停止过程中和减速过程中，混合动力车辆可使用车辆中的动能操作发电机，而不是以常规摩擦制动来浪费能量。因此，与传统车辆相比，混合动力车辆能够通过再生制动降低燃料消耗而提高燃料效率，其中产生的电能被储存在电池中然后被再利用以驱动车辆等。大量混合动力变速器用于这种混合动力车辆，其中有图1中所示的仅使用单个马达的变速器。特别地，自动变速器500 (其中省略了传统的扭矩变换器)通过摩擦离合器502连接至发动机504，且马达506连接至自动变速器500的输入轴。可选择地，自动变速器500可被传统的连续可变变速器(CVT)等代替。在上述混合动力变速器中，可在车辆起动过程中使用马达506进行EV模式驱动，然后在高于预定值的车辆速度下，启动发动机504并接合摩擦离合器502从而能够通过发动机504和马达506之间的扭矩分布而提高加速能力和燃料效率。而且，在制动过程中，制动能量可通过马达506被回收为电能，从而提高燃料效率。此外，与使用两个马达的其它传统的混合动力变速器结构相比，由于仅使用一个马达，可在节省成本方面取得显著优势。然而，具有这种结构的混合动力变速器具有某些问题。例如，当启动发动机之后接合离合器时可导致撞击。而且，当电池的充电量不足或马达容量较小时，即当需要连续使用发动机扭矩低速爬坡时，混合动力变速器的性能将会降低。性能的降低包括由于离合器的滑动而导致的撞击，速度控制的不稳定性或离合器的热劣化。此外，由于发动机力的输入轴和马达力的输入轴相同，马达的最佳效率操作点(其中马达具有比发动机更高的每分钟转数)的使用会被限制，因此不能充分实现燃料效率的提高。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面提供一种混合动力变速器，其具有单个马达而不具有扭矩变换器从而降低了成本。可使用马达从而提供车辆的平稳起动并发电。可消除由扭矩变换器和摩擦离合器导致的滑动。可进行再生制动以提高车辆的燃料效率。可通过马达进行加速过程中的扭矩辅助从而提高车辆的驾驶性能。来自发动机的动力输入路径和来自马达的动力输入路径可被设为彼此不同，从而使用马达的最佳效率操作点而不受限于特定的发动机每分钟转数，使得燃料效率最大化。本申请的各个方面提供一种混合动力变速器，包括:第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组由连接至输入元件的复合行星齿轮系、马达/发电机和第一离合器组成，并具有四个或更多个旋转元件；和第二行星齿轮组，所述第二行星齿轮组连接至输出元件OUTPUT且具有四个或更多个旋转元件，其中所述第一行星齿轮组的第一旋转元件通常或选择性地连接至所述输入元件，所述第一离合器被安装成选择性地停止所述第一行星齿轮组PGSl的第三旋转元件的旋转，且所述第一行星齿轮组PGSl的第四旋转元件通常或选择性地连接至所述马达/发电机MG。所述第一行星齿轮组PGSl的第二旋转元件可选择性地连接至第二行星齿轮组PGS2的两个或更多个旋转元件，所述两个或更多个旋转元件不选择性地连接至所述输出元件OUTPUT。所述第一行星齿轮组PGSl的第二旋转元件可通过离合器选择性地连接至第二行星齿轮组PGS2的两个或更多个旋转元件，所述两个或更多个旋转元件不选择性地连接至所述输出元件OUTPUT。所述第二行星齿轮组PGS2的第一旋转元件可通过第六离合器CL6选择性地连接至第一行星齿轮组PGSl的第二旋转元件；所述第二行星齿轮组PGS2的第二旋转元件选择性地连接至所述输出元件OUTPUT ;所述第二行星齿轮组PGS2的第三旋转元件通过第四离合器CL4和第二离合器CL2选择性地连接至所述输入元件INPUT和变速器箱；且所述第二行星齿轮组PGS2的第四旋转元件通过第五离合器CL5和第三离合器CL3选择性地连接至所述第一行星齿轮组PGSl的所述第二旋转元件和所述变速器箱。所述第一行星齿轮组PGSl可通过结合第一单小齿轮行星齿轮系PSl和第二单小齿轮行星齿轮系PS2组成；所述第一单小齿轮行星齿轮系PSl的旋转元件包括第一恒星齿轮S1、第一行星架Cl和第一环形齿轮Rl ;所述第二单小齿轮行星齿轮系PS2的旋转元件包括第二恒星齿轮S2、第二行星架C2和第二环形齿轮R2 ;所述第二环形齿轮R2构成所述第一行星齿轮组PGSl的第一旋转元件；所述第一环形齿轮Rl选择性地连接至所述第二行星架C2且构成所述第一行星齿轮组PGSl的所述第二旋转元件；所述第一行星架Cl选择性地连接至所述第二恒星齿轮S2且构成所述第一行星齿轮组PGSl的所述第三旋转元件；且所述第一恒星齿轮SI构成所述第一行星齿轮组PGSl的所述第四旋转元件。所述第二行星齿轮组PGS2的旋转元件可包括第三恒星齿轮S3、第四恒星齿轮S4、第三行星架和第四行星架C3、C4，和第三环形齿轮和第四环形齿轮R3、R4 ;所述第四恒星齿轮S4构成所述第二行星齿轮组PGS2的所述第一旋转元件；所述第三环形齿轮和第四环形齿轮R3、R4构成所述第二行星齿轮组PGS2的所述第二旋转元件；所述第三行星架和第四行星架C3、C4构成所述第二行星齿轮组PGS2的所述第三旋转元件；且所述第三恒星齿轮S3构成所述第二行星齿轮组PGS2的所述第四旋转元件。所述第一行星齿轮组PGSl可通过结合第一单小齿轮行星齿轮系PSl和第二单小齿轮行星齿轮系PS2组成；所述第一单小齿轮行星齿轮系PSl的旋转元件包括第一恒星齿轮S1、第一行星架Cl和第一环形齿轮Rl ;所述第二单小齿轮行星齿轮系PS2的旋转元件包括第二恒星齿轮S2、第二行星架C2和第二环形齿轮R2 ;所述第一环形齿轮Rl选择性地连接至所述第二环形齿轮R2且构成所述第一行星齿轮组PGSl的所述第一旋转元件；所述第二行星架C2构成所述第一行星齿轮组PGSl的所述第二旋转元件；所述第一行星架Cl选择性地连接至所述第二恒星齿轮S2且构成所述第一行星齿轮组PGSl的所述第三旋转元件；且所述第一恒星齿轮SI构成所述第一行星齿轮组PGSl的所述第四旋转元件。所述第二行星齿轮组PGS2的旋转元件可包括第三恒星齿轮S3、第四恒星齿轮S4、第三行星架和第四行星架C3、C4，和第三环形齿轮和第四环形齿轮(R3、R4);所述第四恒星齿轮S4构成所述第二行星齿轮组PGS2的所述第一旋转元件；所述第三环形齿轮和第四环形齿轮R3、R4构成所述第二行星齿轮组PGS2的所述第二旋转元件；所述第三行星架和第四行星架C3、C4构成所述第二行星齿轮组PGS2的所述第三旋转元件；且所述第三恒星齿轮S3构成所述第二行星齿轮组PGS2的所述第四旋转元件。所述第二行星齿轮组PGS2的第一旋转元件可通过第六离合器CL6选择性地连接至所述第一行星齿轮组PGSl的第二旋转元件；所述第二行星齿轮组PGS2的第二旋转元件选择性地连接至所述输出元件OUTPUT ;所述第二行星齿轮组PGS2的第三旋转元件通过第四离合器CL4和第二离合器CL2选择性地连接至输入元件INPUT和变速器箱；且所述第二行星齿轮组PGS2的第四旋转元件通过第七离合器CL7、第五离合器CL5和第三离合器CL3选择性地连接至所述输入元件INPUT、所述第一行星齿轮组PGSl的所述第二旋转元件和所述变速器箱。所述第一行星齿轮组PGSl可通过结合第一单小齿轮行星齿轮系PSl和第二双小齿轮行星齿轮系PD2组成；所述第一单小齿轮行星齿轮系PSl的旋转元件包括第一恒星齿轮S1、第一行星架Cl和第一环形齿轮Rl ;所述第二双小齿轮行星齿轮系PD2的旋转元件包括第二恒星齿轮S2、第二行星架C2和第二环形齿轮R2 ;所述第一环形齿轮Rl选择性地连接至所述第二行星架C2且构成所述第一行星齿轮组PGSl的所述第一旋转元件；所述第二环形齿轮R2构成所述第一行星齿轮组PGSl的第二旋转元件；所述第一行星架Cl选择性地连接至所述第二恒星齿轮S2且构成所述第一行星齿轮组PGSl的所述第三旋转元件；且所述第一恒星齿轮SI构成所述第一行星齿轮组PGSl的所述第四旋转元件。所述第二行星齿轮组PGS2的旋转元件可包括第三恒星齿轮S3、第四恒星齿轮S4、第三行星架和第四行星架C3、C4，和第三环形齿轮和第四环形齿轮R3、R4 ;所述第四恒星齿轮S4构成所述第二行星齿轮组PGS2的所述第一旋转元件；所述第三环形齿轮和第四环形齿轮R3、R4构成所述第二行星齿轮组PGS2的所述第二旋转元件；所述第三行星架和第四行星架C3、C4构成所述第二行星齿轮组PGS2的所述第三旋转元件；且所述第三恒星齿轮S3构成所述第二行星齿轮组PGS2的所述第四旋转元件。所述第二行星齿轮组PGS2的第一旋转元件可选择性地连接至所述第一行星齿轮组PGSl的第二旋转元件并通过第五离合器CL5选择性地连接至所述第二行星齿轮组PGS2的第五旋转元件；所述第二行星齿轮组PGS2的第二旋转元件选择性地连接至所述输出元件OUTPUT ;所述第二行星齿轮组PGS2的第三旋转元件通过第四离合器CL4和第二离合器CL2选择性地连接至所述输入元件INPUT和变速器箱；所述第二行星齿轮组PGS2的第四旋转元件通过第六离合器CL6选择性地连接至所述第二行星齿轮组PGS2的所述第五旋转元件；且所述第二行星齿轮组PGS2的第五旋转元件通过第七离合器CL7选择性地连接至所述第一行星齿轮组PGSl的所述第一旋转元件，通过第五离合器CL5选择性地连接至所述第二行星齿轮组PGS2的所述第一旋转元件，通过第六离合器CL6选择性地连接至所述第二行星齿轮组PGS2的所述第四旋转元件，并通过第三离合器CL3选择性地连接至所述变速器箱，其中所述第一行星齿轮组PGSl的所述第一旋转元件选择性地连接至所述输入元件INPUT，且所述第二行星齿轮组PGS2的所述第一旋转元件选择性地连接至所述第一行星齿轮组PGSl的所述第二旋转元件。所述第一行星齿轮组PGSl可通过结合第一单小齿轮行星齿轮系PSl和第二双小齿轮行星齿轮系PD2组成；所述第一单小齿轮行星齿轮系PSl的旋转元件包括第一恒星齿轮S1、第一行星架Cl和第一环形齿轮Rl ;所述第二双小齿轮行星齿轮系PD2的旋转元件包括第二恒星齿轮S2、第二行星架C2和第二环形齿轮R2 ;所述第一环形齿轮Rl选择性地连接至所述第二行星架C2且构成所述第一行星齿轮组PGSl的所述第一旋转元件；所述第二环形齿轮R2构成所述第一行星齿轮组PGSl的所述第二旋转元件；所述第一行星架Cl选择性地连接至所述第二恒星齿轮S2且构成所述第一行星齿轮组PGSl的所述第三旋转元件；且所述第一恒星齿轮SI构成所述第一行星齿轮组(PGSl)的所述第四旋转元件。所述第二行星齿轮组PGS2可通过结合第三双小齿轮行星齿轮系PD3和第四单小齿轮行星齿轮系PS4组成；所述第三双小齿轮行星齿轮系PD3的旋转元件包括第三恒星齿轮S3、第三行星架C3和第三环形齿轮R3 ;所述第四单小齿轮行星齿轮系PS4的旋转元件包括第四恒星齿轮S4、第四行星架C4和第四环形齿轮R4 ;所述第三恒星齿轮S3构成所述第二行星齿轮组PGS2的所述第一旋转元件；所述第四环形齿轮R4构成所述第二行星齿轮组PGS2的所述第二旋转元件；所述第三环形齿轮R3选择性地连接至所述第四行星架C4且构成所述第二行星齿轮组PGS2的所述第三旋转元件；所述第三行星架C3构成所述第二行星齿轮组PGS2的所述第四旋转元件；且所述第四恒星齿轮S4构成所述第二行星齿轮组PGS2的所述第五旋转元件。通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方案，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。
图1是说明根据相关技术的混合动力变速器的结构的视图。图2显示了根据本申请的示例性混合动力变速器。图3描绘了图2的混合动力变速器的杠杆图。图4提供了图2的混合动力变速器的操作模式表。图5显示了根据本申请的示例性混合动力变速器。图6描绘了图5的混合动力变速器的杠杆图。图7提供了图5的混合动力变速器的操作模式表。
图8显示了根据本申请的示例性混合动力变速器。图9描绘了图8的混合动力变速器的杠杆图。图10提供了图8的混合动力变速器的操作模式表。图11显示了根据本申请的示例性变速器。图12描绘了图11的混合动力变速器的杠杆图。图13提供了图11的混合动力变速器的操作模式表。图14是示意性显示本申请的各个方面的杠杆图。图15至17是示意性显示根据本申请的各个方面的车辆的启动状态的杠杆图。图18显示根据本申请的各个方面的体现Dl档位的状态。图19显示根据本申请的各个方面的体现D2档位的状态。图20显示根据本申请的各个方面的体现D3档位的状态。图21显示根据本申请的各个方面的体现D4档位的状态。图22显示根据本申请的各个方面的体现D5档位的状态。图23显示根据本申请的各个方面的体现D6档位的状态。图24显示根据本申请的各个方面的体现倒档档位的状态。
具体实施例方式下面将详细参考本发明的各个具体实施方案，这些具体实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性具体实施方案相结合进行描述，但是应当意识至IJ，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性具体实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性具体实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它具体实施方案。参考图2至图13，本申请的混合动力变速器的各个具体实施方案具有共同的构造。该共同的构造包括第一行星齿轮组PGSl和第二行星齿轮组PGS2。第一行星齿轮组PGSl由连接至输入元件INPUT的复合行星齿轮系、马达/发电机MG和第一离合器CLl组成，并具有四个或更多个旋转元件。第二行星齿轮组PGS2连接至输出元件OUTPUT且具有四个或更多个旋转元件。第一行星齿轮组PGSl的第一旋转元件通常或选择性地连接至输入元件INPUT，安装第一离合器CLl从而选择性地停止第一行星齿轮组PGSl的第三旋转元件的旋转，且第一行星齿轮组PGSl的第四旋转元件通常或选择性地连接至马达/发电机MG。亦即，第一离合器CLl连接至并安装至变速器箱从而基本上进行制动器的功能。在某些具体实施方案中共同的是，第一行星齿轮组PGSl的第二旋转元件例如通过离合器选择性地连接至第二行星齿轮组PGS2的两个或更多个旋转元件，所述两个或更多个旋转元件通常不连接至输出元件OUTPUT。在图2和图3所示的具体实施方案中，第二行星齿轮组PGS2的第一旋转元件通过第六离合器CL6选择性地连接至第一行星齿轮组PGSl的第二旋转元件。第二行星齿轮组PGS2的第二旋转元件通常或选择性地连接至输出元件OUTPUT。第二行星齿轮组PGS2的第三旋转元件通过第四离合器CL4和第二离合器CL2选择性地连接至输入元件INPUT和变速器箱。且第二行星齿轮组PGS2的第四旋转元件通过第五离合器CL5和第三离合器CL3选择性地连接至第一行星齿轮组PGSl的第二旋转元件和变速器箱。
第一行星齿轮组PGSl是通过结合第一单小齿轮行星齿轮系PSl和第二单小齿轮行星齿轮系PS2而组成的。第一单小齿轮行星齿轮系PSl的旋转元件包括第一;!'亘星齿轮
51、第一行星架Cl和第一环形齿轮Rl，且第二单小齿轮行星齿轮系PS2的旋转元件包括第二恒星齿轮S2、第二行星架C2和第二环形齿轮R2。第二环形齿轮R2构成第一行星齿轮组PGSl的第一旋转元件。第一环形齿轮Rl通常或选择性地连接至第二行星架C2且构成第一行星齿轮组PGSl的第二旋转元件。第一行星架Cl通常或选择性地连接至第二恒星齿轮S2且构成第一行星齿轮组PGSl的第三旋转元件。且第一恒星齿轮SI构成第一行星齿轮组PGSl的第四旋转元件。此外，第二行星齿轮组PGS2的旋转兀件包括第二恒星齿轮S3、第四恒星齿轮S4、第三和第四行星架C3和C4，和第三和第四环形齿轮R3和R4。第四恒星齿轮S4构成第二行星齿轮组PGS2的第一旋转元件，第三和第四环形齿轮R3和R4构成第二行星齿轮组PGS2的第二旋转元件，第三和第四行星架C3和C4构成第二行星齿轮组PGS2的第三旋转元件，且第三恒星齿轮S3构成第二行星齿轮组PGS2的第四旋转元件。因此，上述第二行星齿轮组PGS2基本上构成拉维奈尔赫(Ravigneaux)式行星齿轮组。特别地，输入元件INPUT通常或选择性地连接至第二环形齿轮R2并通过第四离合器CL4选择性地连接至第三和第四行星架C3和C4。马达/发电机MG通常或选择性地连接至第一恒星齿轮SI。第一离合器CLl被设计为能够固定第一行星架Cl和第二恒星齿轮
52。第一环形齿轮Rl和第二行星架C2通过第五离合器CL5连接至第三恒星齿轮S3并通过第六离合器CL6连接至第四恒星齿轮S4。第二离合器CL2被设计为能够固定第三和第四行星架C3和C4，且第三离合器CL3被设计为能够固定第三恒星齿轮S3。输出元件OUTPUT连接至第三和第四环形齿轮R3和R4。图4显示了上述构造的各个具体实施方案的操作模式表。
参考图5和图6，根据本申请的各个具体实施方案，第一行星齿轮组PGSl通过结合第一单小齿轮行星齿轮系PSl和第二单小齿轮行星齿轮系PS2组成。第一单小齿轮行星齿轮系PSl的旋转元件包括第一恒星齿轮S1、第一行星架Cl和第一环形齿轮R1，且第二单小齿轮行星齿轮系PS2的旋转元件包括第二恒星齿轮S2、第二行星架C2和第二环形齿轮R2。第一环形齿轮Rl通常或选择性地连接至第二环形齿轮R2并构成第一行星齿轮组PGSl的第一旋转元件，第二行星架C2构成第一行星齿轮组PGSl的第二旋转元件，第一行星架Cl通常或选择性地连接至第二恒星齿轮S2并构成第一行星齿轮组PGSl的第三旋转元件，且第一恒星齿轮SI构成第一行星齿轮组PGSl的第四旋转元件。而且，第二行星齿轮组PGS2的旋转元件包括第三恒星齿轮S3、第四恒星齿轮S4、第三和第四行星架C3和C4，和第三和第四环形齿轮R3和R4。第四恒星齿轮S4构成第二行星齿轮组PGS2的第一旋转元件，第三和第四环形齿轮R3和R4构成第二行星齿轮组PGS2的第二旋转元件，第三和第四行星架C3和C4构成第二行星齿轮组PGS2的第三旋转元件，且第三恒星齿轮S3构成第二行星齿轮组PGS2的第四旋转元件。因此，上述第二行星齿轮组PGS2基本上构成拉维奈尔赫式行星齿轮系。亦即，除了本具体实施方案的第一行星齿轮组PGSl的构造及其连接关系不同于上述之外，本具体实施方案基本上与上述相似。图7显示了上述构造的各个具体实施方案的操作模式表。
在图8和图9中，显示了根据本申请的各个具体实施方案的结构。除了上述共同构造之外，本具体实施方案包括其它特征，例如，第二行星齿轮组PGS2的第一旋转元件通过第六离合器CL6选择性地连接至第一行星齿轮组PGSl的第二旋转元件。第二行星齿轮组PGS2的第二旋转元件通常或选择性地连接至输出元件OUTPUT。第二行星齿轮组PGS2的第三旋转元件通过第四离合器CL4和第二离合器CL2选择性地连接至输入元件INPUT和变速器箱。且第二行星齿轮组PGS2的第四旋转元件通过第七离合器CL7选择性地连接至输入元件INPUT，通过第五离合器CL5选择性地连接至第一行星齿轮组PGSl的第二旋转元件，并通过第三离合器CL3选择性地连接至变速器箱。在此,第一行星齿轮组PGSl通过结合第一单小齿轮行星齿轮系PSl和第二双小齿轮行星齿轮系PD2组成。第一单小齿轮行星齿轮系PSl的旋转元件包括第一恒星齿轮S1、第一行星架Cl和第一环形齿轮Rl,且第二双小齿轮行星齿轮系PD2的旋转元件包括第二恒星齿轮S2、第二行星架C2和第二环形齿轮R2。第一环形齿轮Rl通常或选择性地连接至第二行星架C2并构成第一行星齿轮组PGSl的第一旋转元件，第二环形齿轮R2构成第一行星齿轮组PGSl的第二旋转元件，第一行星架Cl通常或选择性地连接至第二恒星齿轮S2并构成第一行星齿轮组PGSl的第三旋转元件，且第一恒星齿轮SI构成第一行星齿轮组PGSl的第四旋转元件。第二行星齿轮组PGS2的旋转兀件包括第二恒星齿轮S3、第四恒星齿轮S4、第二和第四行星架C3和C4，和第三和第四环形齿轮R3和R4。第四恒星齿轮S4构成第二行星齿轮组PGS2的第一旋转元件，第三和第四环形齿轮R3和R4构成第二行星齿轮组PGS2的第二旋转元件，第三和第四行星架C3和C4构成第二行星齿轮组PGS2的第三旋转元件，且第三恒星齿轮S3构成第二行星齿轮组PGS2的第四旋转元件。因此，上述第二行星齿轮组PGS2基本上具有拉维奈尔赫式行星齿轮系的结构。图10显示了上述构造的各个具体实施方案的操作模式表。除了上述共同构造之外，各个具体实施方案具有如图11和图12中所示的其它特征。例如，第二行星齿轮组PGS2的第一旋转元件通常或选择性地连接至第一行星齿轮组PGSl的第二旋转元件并通过第五离合器CL5选择性地连接至第二行星齿轮组PGS2的第五旋转元件。第二行星齿轮组PGS2的第二旋转元件通常或选择性地连接至输出元件OUTPUT。第二行星齿轮组PGS2的第三旋转元件通过第四离合器CL4和第二离合器CL2选择性地连接至输入元件INPUT和变速器箱。第二行星齿轮组PGS2的第四旋转元件通过第六离合器CL6选择性地连接至第二行星齿轮组PGS2的第五旋转元件。且第二行星齿轮组PGS2的第五旋转元件通过第七离合器CL7选择性地连接至第一行星齿轮组PGSl的第一旋转元件，通过第五离合器CL5选择性地连接至第二行星齿轮组PGS2的第一旋转元件，通过第六离合器CL6选择性地连接至第二行星齿轮组PGS2的第四旋转元件，并通过第三离合器CL3选择性地连接至变速器箱。在此，第一行星齿轮组PGSl的第一旋转元件选择性地连接至输入元件INPUT，且第二行星齿轮组PGS2的第一旋转元件选择性地连接至第一行星齿轮组PGSl的第二旋转元件。第一行星齿轮组PGSl通过结合第一单小齿轮行星齿轮系PSl和第二双小齿轮行星齿轮系PD2组成。第一单小齿轮行星齿轮系PSl的旋转元件包括第一恒星齿轮S1、第一行星架Cl和第一环形齿轮Rl，且第二双小齿轮行星齿轮系PD2的旋转元件包括第二恒星齿轮S2、第二行星架C2和第二环形齿轮R2。第一环形齿轮Rl通常或选择性地连接至第二行星架C2并构成第一行星齿轮组PGSl的第一旋转元件，第二环形齿轮R2构成第一行星齿轮组PGSl的第二旋转元件，第一行星架Cl通常或选择性地连接至第二恒星齿轮S2并构成第一行星齿轮组PGSl的第三旋转元件，且第一恒星齿轮SI构成第一行星齿轮组PGSl的第四旋转元件。第二行星齿轮组PGS2通过结合第三双小齿轮行星齿轮系PD3和第四单小齿轮行星齿轮系PS4组成。第三双小齿轮行星齿轮系PD3的旋转元件包括第三恒星齿轮S3、第三行星架C3和第三环形齿轮R3，且第四单小齿轮行星齿轮系PS4的旋转元件包括第四恒星齿轮S4、第四行星架C4和第四环形齿轮R4。第三恒星齿轮S3构成第二行星齿轮组PGS2的第一旋转元件，第四环形齿轮R4构成第二行星齿轮组PGS2的第二旋转元件，第三环形齿轮R3通常或选择性地连接至第四行星架C4并构成第二行星齿轮组PGS2的第三旋转元件，第三行星架C3构成第二行星齿轮组PGS2的第四旋转元件，且第四恒星齿轮S4构成第二行星齿轮组PGS2的第五旋转元件。图13显示了上述构造的各个具体实施方案的操作模式表。现在使用图14-24中显示的杠杆图描述上述构造的根据本申请的各个具体实施方案的操作。图14中的杠杆图表示某些具体实施方案，其它具体实施方案的杠杆图与图14中的杠杆图相似。因此，将基于图14中显示的杠杆图并参考图15至24描述操作。图14中所示的附图标记I至4分别表示第一行星齿轮组PGSl的第一至第四旋转元件，而附图标记5至8分别表示第二行星齿轮组PGS2的第一至第四旋转元件。因此，将参考图14中所示的附图标记说明下文关于其操作的描述。图15至图17显示了车辆在启动时的状态。图15显示了车辆速度为Okm/h时的初始状态，图16和17显示了车辆速度逐步增加时的状态。首先，参考图15，输入元件INPUT连接至发动机，因此输入元件INPUT通过发动机的动力而旋转。此时，由于第二离合器CL2被启动且车辆速度为Okm/h，旋转元件5、6、7和8停止。此外,第六离合器CL6被启动，因此旋转元件2与旋转元件5—起停止。因此,旋转元件3和4以负(-)RPM值旋转，且运动扭矩通过马达/发电机MG的扭矩控制而传递至输出元件OUTPUT。当旋转元件6开始旋转时,旋转元件7通过第二离合器CL2的启动而停止,如图16中所示。基于该条件，确定旋转元件5和8的旋转速度。而且，旋转元件2通过第六离合器CL6的启动而以与旋转元件5相同的速度旋转。在该过程中，发动机的扭矩和马达/发电机MG的扭矩被结合使得驱动扭矩连续传递至输出元件OUTPUT，从而维持平稳起动。当车辆速度达到一定水平，进行控制从而体现作为Dl档位的固定档位，其中进行马达/发电机MG的扭矩控制使得旋转元件3的旋转速度可变为“O”(参见图17)。如图18中所示，当旋转元件3的旋转速度接近“O”时，第一离合器CLl被启动，然后除去马达/发电机MG的扭矩，从而体现作为Dl档位的固定档位。当在体现作为Dl档位的固定档位之后需要额外加速时，马达/发电机MG提供负(-)扭矩，因此车辆以扭矩辅助模式驱动，其中远高于Dl档位驱动力的驱动动力可传递至输出元件OUTPUT。如果在Dl档位中需要制动力，发动机的驱动动力可被降低或消除，然后可向马达/发电机MG施加正(+)扭矩，从而进行用于降低车辆速度的控制。这种正(+)扭矩控制能够实现发电控制，其中根据流入马达/发电机MG的动力而发电。因此，可将制动能量回收为电，从而提高车辆的燃料效率。而且，如从图18可见，马达/发电机MG的旋转速度为负(_)方向且其大小可通过发动机速度得以不同地实现。因此，马达/发电机MG的旋转速度可被设为高于一般的发动机速度,使得马达/发电机MG可在马达/发电机MG的最佳效率操作点附近进一步操作，从而提高发电效率。图19显示了体现D2档位的状态。在该状态中，第一离合器CL1、第三离合器CL3和第六离合器CL6被启动。图20显示了体现D3档位的状态。在此，第一离合器CL1、第五离合器CL5和第六离合器CL6被启动，使得第二行星齿轮组PGS2基本上具有与旋转元件2相同的速度，并将相应的动力输出至输出元件OUTPUT。在图21中，其中显示体现D4档位的状态，第一离合器CU、第四离合器CL4和第六离合器CL6被启动。因此，输入元件INPUT的动力通过第四离合器CL4而完整地传递至旋转元件7，然后旋转速度相应于第二行星齿轮组PGS2的传动比而减少。相应的动力通过旋转元件6而输出至输出元件OUTPUT。图22显示了体现D5档位的状态。在此，第一离合器CL1、第四离合器CL4和第五离合器CL5被启动，而第二离合器CL2被释放。在该状态下，输入元件INPUT与旋转元件I和7 —起旋转,且旋转元件8通过第五离合器CL5而约束至旋转元件2,使得动力通过旋转元件6而输出，在该动力中旋转速度相应于第二行星齿轮组PGS2的传动比而增加。图23显示了体现D6档位的状态。第一离合器CLl、第三离合器CL3和第四离合器CL4被启动，因此旋转元件8被第三离合器固定。在该状态下，当输入元件INPUT的动力通过第四离合器CL4供应至第二行星齿轮组PGS2时，动力可通过旋转元件6而输出，在该动力中旋转速度相应于第二行星齿轮组PGS2的传动比而增加。图24显示了体现R档位(即倒档档位)的状态。在此，第一离合器CL1、第二离合器CL2和第五离合器CL5被启动，因此旋转元件7被第二离合器CL2固定。在该状态下，旋转元件通过第一行星齿轮组PGSl降低的旋转力通过第五离合器CL5传递至旋转元件8。因此，第二行星齿轮组PGS2的旋转元件6将相反的旋转力输出至输出元件OUTPUT。前面对本申请具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在把本申请限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性具体实施方案并进行描述是为了解释本申请的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本申请的各种示例性具体实施方案及其不同选择形式和修改形式。本申请的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。
权利要求
1.一种混合动力变速器，包括: 第一行星齿轮组(PGSl)，所述第一行星齿轮组(PGS1)由连接至输入元件(INPUT)的复合行星齿轮系、马达/发电机(MG)和第一离合器(CLl)组成，并具有四个或更多个旋转元件；和 第二行星齿轮组(PGS2)，所述第二行星齿轮组(PGS2)连接至输出元件(OUTPUT)且具有四个或更多个旋转元件， 其中所述第一行星齿轮组(PGSl)的第一旋转元件选择性地连接至所述输入元件(INPUT), 所述第一离合器(CLl)被安装成选择性地停止所述第一行星齿轮组(PGSl)的第三旋转元件的旋转，且 所述第一行星齿轮组(PGSl)的第四旋转元件选择性地连接至所述马达/发电机(MG)。
2.根据权利要求1所述的混合动力变速器，其中所述第一行星齿轮组(PGSl)的第二旋转元件选择性地连接至所述第二行星齿轮组(PGS2)的两个或更多个旋转元件，所述两个或更多个旋转元件不选择性地连接至输出元件(OUTPUT )。
3.根据权利要求1所述的混合动力变速器，其中所述第一行星齿轮组(PGSl)的第二旋转元件通过离合器选择性地连接至所述第二行星齿轮组(PGS2)的两个或更多个旋转元件，所述两个或更多个旋转元件不选择性地连接至输出元件(OUTPUT )。
4.根据权利要求1所述的混合动力变速器，其中所述第二行星齿轮组(PGS2)的第一旋转元件通过第六离合器(CL6)选择性地连接至第一行星齿轮组(PGSl)的第二旋转元件； 所述第二行星齿轮组(PGS2)的第二旋转元件选择性地连接至所述输出元件(OUTPUT)； 所述第二行星齿轮组(PGS2)的第三旋转元件通过第四离合器(CL4)和第二离合器(CL2)选择性地连接至所述输入元件(INPUT)和变速器箱；且 所述第二行星齿轮组(PGS2)的第四旋转元件通过第五离合器(CL5)和第三离合器(CL3)选择性地连接至所述第一行星齿轮组(PGSl)的所述第二旋转元件和所述变速器箱。
5.根据权利要求4所述的混合动力变速器，其中所述第一行星齿轮组(PGSl)通过结合第一单小齿轮行星齿轮系(PSl)和第二单小齿轮行星齿轮系(PS2)组成； 所述第一单小齿轮行星齿轮系(PSl)的旋转元件包括第一恒星齿轮(SI)、第一行星架(Cl)和第一环形齿轮(Rl)； 所述第二单小齿轮行星齿轮系(PS2)的旋转元件包括第二恒星齿轮(S2)、第二行星架(C2)和第二环形齿轮(R2)； 所述第二环形齿轮(R2)构成所述第一行星齿轮组(PGSl)的第一旋转元件； 所述第一环形齿轮(Rl)选择性地连接至所述第二行星架(C2)且构成所述第一行星齿轮组(PGSl)的所述第二旋转元件； 所述第一行星架(Cl)选择性地连接至所述第二恒星齿轮(S2)且构成所述第一行星齿轮组(PGSl)的所述第三旋转元件；且 所述第一恒星齿轮(SI)构成所述第一行星齿轮组(PGSl)的所述第四旋转元件。
6.根据权利要求5所述的混合动力变速器，其中所述第二行星齿轮组(PGS2)的旋转元件包括第三恒星齿轮(S3)、第四恒星齿轮(S4)、第三行星架和第四行星架(C3、C4)，和第三环形齿轮和第四环形齿轮(R3、R4)； 所述第四恒星齿轮(S4)构成所述第二行星齿轮组(PGS2)的所述第一旋转元件；所述第三环形齿轮和第四环形齿轮(R3、R4)构成所述第二行星齿轮组(PGS2)的所述第二旋转元件； 所述第三行星架和第四行星架(C3、C4)构成所述第二行星齿轮组(PGS2)的所述第三旋转元件；且 所述第三恒星齿轮(S3)构成所述第二行星齿轮组(PGS2)的所述第四旋转元件。
7.根据权利要求4 所述的混合动力变速器，其中所述第一行星齿轮组(PGSl)通过结合第一单小齿轮行星齿轮系(PSl)和第二单小齿轮行星齿轮系(PS2)组成； 所述第一单小齿轮行星齿轮系(PSl)的旋转元件包括第一恒星齿轮(SI)、第一行星架(Cl)和第一环形齿轮(Rl)； 所述第二单小齿轮行星齿轮系(PS2)的旋转元件包括第二恒星齿轮(S2)、第二行星架(C2)和第二环形齿轮(R2)； 所述第一环形齿轮(Rl)选择性地连接至所述第二环形齿轮(R2)且构成所述第一行星齿轮组(PGSl)的所述第一旋转元件； 所述第二行星架(C2)构成所述第一行星齿轮组(PGSl)的所述第二旋转元件； 所述第一行星架(Cl)选择性地连接至所述第二恒星齿轮(S2)且构成所述第一行星齿轮组(PGSl)的所述第三旋转元件；且 所述第一恒星齿轮(SI)构成所述第一行星齿轮组(PGSl)的所述第四旋转元件。
8.根据权利要求7所述的混合动力变速器，其中所述第二行星齿轮组(PGS2)的旋转元件包括第三恒星齿轮(S3)、第四恒星齿轮(S4)、第三行星架和第四行星架(C3、C4)，和第三和环形齿轮第四环形齿轮(R3、R4)； 所述第四恒星齿轮(S4)构成所述第二行星齿轮组(PGS2)的所述第一旋转元件；所述第三环形齿轮和第四环形齿轮(R3、R4)构成所述第二行星齿轮组(PGS2)的所述第二旋转元件； 所述第三行星架和第四行星架(C3、C4)构成所述第二行星齿轮组(PGS2)的所述第三旋转元件；且 所述第三恒星齿轮(S3)构成所述第二行星齿轮组(PGS2)的所述第四旋转元件。
9.根据权利要求1所述的混合动力变速器，其中所述第二行星齿轮组(PGS2)的第一旋转元件通过第六离合器(CL6)选择性地连接至所述第一行星齿轮组(PGSl)的第二旋转元件； 所述第二行星齿轮组(PGS2)的第二旋转元件选择性地连接至所述输出元件(OUTPUT)； 所述第二行星齿轮组(PGS2)的第三旋转元件通过第四离合器(CL4)和第二离合器(CL2)选择性地连接至输入元件(INPUT)和变速器箱；且 所述第二行星齿轮组(PGS2)的第四旋转元件通过第七离合器(CL7)、第五离合器(CL5)和第三离合器(CL3)选择性地连接至所述输入元件(INPUT)、所述第一行星齿轮组(PGSl)的所述第二旋转元件和所述变速器箱。
10.根据权利要求9所述的混合动力变速器，其中所述第一行星齿轮组(PGSl)通过结合第一单小齿轮行星齿轮系(PSl)和第二双小齿轮行星齿轮系(PD2)组成； 所述第一单小齿轮行星齿轮系(PSl)的旋转元件包括第一恒星齿轮(S1)、第一行星架(Cl)和第一环形齿轮(Rl)； 所述第二双小齿轮行星齿轮系(PD2)的旋转元件包括第二恒星齿轮(S2)、第二行星架(C2)和第二环形齿轮(R2)； 所述第一环形齿轮(Rl)选择性地连接至所述第二行星架(C2)且构成所述第一行星齿轮组(PGSl)的所述第一旋转元件； 所述第二环形齿轮(R2)构成所述第一行星齿轮组(PGSl)的第二旋转元件； 所述第一行星架(Cl)选择性地连接至所述第二恒星齿轮(S2)且构成所述第一行星齿轮组(PGSl)的所述第三旋转元件；且 所述第一恒星齿轮(SI)构成所述第一行星齿轮组(PGSl)的所述第四旋转元件。
11.根据权利要求10所述的混合动力变速器，其中所述第二行星齿轮组(PGS2)的旋转元件包括第三恒星齿轮(S3)、第四恒星齿轮(S4)、第三行星架和第四行星架(C3、C4)，和第三环形齿轮和第四环形齿轮(R3、R4)； 所述第四恒星齿轮(S4)构成所述第二行星齿轮组(PGS2)的所述第一旋转元件；所述第三环形齿轮和第四环形齿轮(R3、R4)构成所述第二行星齿轮组(PGS2)的所述第二旋转元件； 所述第三行星架和第四行星架(C3、C4)构成所述第二行星齿轮组(PGS2)的所述第三旋转元件；且 所述第三恒星齿轮(S3)构成所述第二行星齿轮组(PGS2)的所述第四旋转元件。
12.根据权利要求1所述的混合动力变速器，其中所述第二行星齿轮组(PGS2)的第一旋转元件选择性地连接至所述第一行星齿轮组(PGSl)的第二旋转元件并通过第五离合器(CL5)选择性地连接至所述第二行星齿轮组(PGS2)的第五旋转元件； 所述第二行星齿轮组(PGS2)的第二旋转元件选择性地连接至所述输出元件(OUTPUT)； 所述第二行星齿轮组(PGS2)的第三旋转元件通过第四离合器(CL4)和第二离合器(CL2)选择性地连接至所述输入元件(INPUT)和变速器箱； 所述第二行星齿轮组(PGS2)的第四旋转元件通过第六离合器(CL6)选择性地连接至所述第二行星齿轮组(PGS2)的所述第五旋转元件；且 所述第二行星齿轮组(PGS2)的第五旋转元件通过第七离合器(CL7)选择性地连接至所述第一行星齿轮组(PGSl)的所述第一旋转元件，通过第五离合器(CL5)选择性地连接至所述第二行星齿轮组(PGS2)的所述第一旋转元件，通过第六离合器(CL6)选择性地连接至所述第二行星齿轮组(PGS2 )的所述第四旋转元件，并通过第三离合器(CL3 )选择性地连接至所述变速器箱， 其中所述第一行星齿轮组(PGSl)的所述第一旋转元件选择性地连接至所述输入元件(INPUT)，且所述第二行星齿轮组(PGS2)的所述第一旋转元件选择性地连接至所述第一行星齿轮组(PGSl)的所述第二旋转元件。
13.根据权利要求12所述的混合动力变速器，其中所述第一行星齿轮组(PGSl)通过结合第一单小齿轮行星齿轮系(PSl)和第二双小齿轮行星齿轮系(PD2)组成；所述第一单小齿轮行星齿轮系(PSl)的旋转元件包括第一恒星齿轮(SI)、第一行星架(Cl)和第一环形齿轮(Rl)； 所述第二双小齿轮行星齿轮系(PD2)的旋转元件包括第二恒星齿轮(S2)、第二行星架(C2)和第二环形齿轮(R2)； 所述第一环形齿轮(Rl)选择性地连接至所述第二行星架(C2)且构成所述第一行星齿轮组(PGSl)的所述第一旋转元件； 所述第二环形齿轮(R2)构成所述第一行星齿轮组(PGSl)的所述第二旋转元件； 所述第一行星架(Cl)选择性地连接至所述第二恒星齿轮(S2)且构成所述第一行星齿轮组(PGSl)的所述第三旋转元件；且 所述第一恒星齿轮(SI)构成所述第一行星齿轮组(PGSl)的所述第四旋转元件。
14.根据权利要求13所述的混合动力变速器，其中所述第二行星齿轮组(PGS2)通过结合第三双小齿轮行星齿轮系(PD3)和第四单小齿轮行星齿轮系(PS4)组成； 所述第三双小齿轮行星齿轮系(PD3)的旋转元件包括第三恒星齿轮(S3)、第三行星架(C3)和第三环形齿轮(R3)； 所述第四单小齿轮行星齿轮系(PS4)的旋转元件包括第四恒星齿轮(S4)、第四行星架(C4)和第四环形齿轮(R4)； 所述第三恒星齿轮(S3)构成所述第二行星齿轮组(PGS2)的所述第一旋转元件； 所述第四环形齿轮(R4)构成所述第二行星齿轮组(PGS2)的所述第二旋转元件； 所述第三环形齿轮(R3)选择性地连接至所述第四行星架(C4)且构成所述第二行星齿轮组(PGS2)的所述第三旋转元件； 所述第三行星架(C3)构成所述第二行星齿轮组(PGS2)的所述第四旋转元件；且 所述第四恒星齿轮(S4)构成所述第二行星齿轮组(PGS2)的所述第五旋转元件。
全文摘要
一种混合动力变速器，包括第一行星齿轮组和第二行星齿轮组。第一行星齿轮组由连接至输入元件的复合行星齿轮系、马达/发电机和第一离合器组成，并具有四个或更多个旋转元件。第一行星齿轮组的第一旋转元件选择性地连接至输入元件，且第一离合器被安装从而选择性地停止第一行星齿轮组的第三旋转元件的旋转。第一行星齿轮组的第四旋转元件选择性地连接至马达/发电机。第二行星齿轮组连接至输出元件，且具有四个或更多个旋转元件。
文档编号F16H3/66GK103161889SQ201210253359
公开日2013年6月19日 申请日期2012年7月20日 优先权日2011年12月9日
发明者朴钟述 申请人:现代自动车株式会社