CN100460723C - 动力系统和电动变速传动装置及消除扭矩和压力脉冲方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及动力系统和电动变速传动装置及消除扭矩和压力脉冲方法，包括用于电动变速传动的扭矩减震器。该扭矩减震器设有液压致动的锁定离合器，用于选择地直接使发动机耦合到传动输入轴上。当扭矩减震器的弹簧被锁定时，设有电动变速传动的电马达能够有效地用于抵消发动机压力脉冲。当发动机停止并且使用该扭矩减震器时，设置辅助泵以便将油泵送到该扭矩减震器组件中。该通过辅助泵供给的油被液压平衡。该泵在关键地方安装到该传动装置壳体上以便最小化在辅助泵和传动装置之间的距离，同时不影响车辆离地间隙的要求。

Description

动力系统和电动变速传动装置及消除扭矩和压力脉冲方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2004年3月22日提交的美国临时申请60/555141的优先权，该申请在这里完整引入作为参考。

技术领域

本发明涉及一种电动变速传动装置，具有至少一个电马达(能够消除发动机振动)和液压致动的可选择接合的扭矩减震器组件，该减震器组件由马达驱动辅助泵至少部分地控制。

背景技术

汽车发动机产生了不期望的通过车辆传动装置传送的扭矩或者振动。为了隔离这样的扭矩，可以在汽车传动装置中使用扭矩减震器。这些减震器位于发动机曲轴和传动装置的输入轴或者涡轮轴之间，以便大致抵消由发动机产生的不期望的扭矩。减震器构造有能够承载最大发动机扭矩加上一些允许极限的弹簧。

在混合动力汽车后面，一个前提是：该可替换的动力能够驱动车辆，因此能够降低对提供动力的发动机的依赖，从而增加了燃料的经济性。因为混合动力车辆能够从除了发动机以外的源获得动力，混合动力发动机一般更常以低速度运转并且能够在车辆被电马达驱动时被切断。例如，电动变速传动装置交替依赖于容纳在该传动装置中的供给车辆传动系统动力的电马达。混合动力车辆中的发动机因此必须比在非混动动力系统中的发动机更频繁地启动和停止。在能够在诸如具有电动变速传动装置的混合动力车辆中产生不期望的振动的启动和停止期间，该发动机产生了压力脉冲。因此在减震器组件中期望更大的功能来帮助该电动变速传动装置消除这些压力脉冲。

最后，当内燃机没有运转时，从发动机获得动力的泵也不工作。在液压流体用于控制扭矩减震器时，该流体受到由扭矩减震器旋转的高环速(annular speed)导致的离心载荷。

发明内容

设置从电马达得到动力的辅助泵，用于液压控制具有锁定离合器的扭矩减震器组件。该锁定离合器被活塞致动并且辅助泵提供油(或者液压流体)到该活塞的一个侧面上以便在预定条件下应用该锁定离合器。辅助泵还将润滑油提供到传动装置中的其它区域，例如该扭矩减震器组件的减震器容器，从而当扭矩减震器组件以高速旋转时液压平衡该活塞。

在本发明的一个方面，适配器壳体设有辅助泵，该辅助泵使得辅助泵能够关于传动装置壳体安装，使得在辅助泵和集油盘之间的距离最小化。

在本发明的另一个方面，该辅助泵安装到传动装置壳体上，以便不影响该传动装置和/或者车辆的离地距离。

更具体地说，本发明提供了一种动力系统，该动力系统具有：内燃机，该内燃机的特征在于在运转的启动和/或者停止模式期间产生了压力脉冲，在其它运转模式期间产生了扭矩；和电动变速传动装置。该电动变速传动装置包括传动装置壳体和封闭在该传动装置壳体中的扭矩减震器组件。另外，在扭矩减震器组件中设置了减震器法兰，该减震器法兰随着发动机一起旋转，具有使扭矩减震器组件能够吸收其它运转模式期间的发动机扭矩的减震器弹簧。另外包括选择与减震器法兰接合用于锁定减震器弹簧的锁定离合器。该传动装置具有至少一个电马达，该电马达可操作来选择地消除锁定减震器弹簧时发动机压力脉冲。用电马达提供动力的辅助泵能够在该发动机不工作时被操作泵送液压流体到扭矩减震器组件。

另外还提出一种提供液压流体到具有扭矩减震器组件的电动变速传动装置以便选择地消除发动机产生的压力脉冲和扭矩的方法。该方法包括：在发动机和电力变速传动装置之间提供活塞致动锁定离合器；操作在电力变速传动装置中的电马达，使得消除或者降低在锁定扭矩减震器时的发动机压力脉冲；和泵送液压流体到锁定离合器的活塞的至少一个侧面上以便液压地抗衡在活塞的对置侧面上的任何液压流体。

附图说明

上述的特征和优势可以容易地从下面的关于实施本发明的优选实施例的详细描述而变得清楚，附图包括：

图1是电动变速传动装置(EVT)的简示侧视图，具有断开的部分，以便示出安装到该传动装置上的所选的传动元件和辅助泵；

图2是沿电动变速传动装置的前部的中心线的一侧而剖的图1的EVT的分解剖视图；和

图3是安装到该传动装置上的辅助泵和适配器壳体的剖面图，该传动装置被部分剖切。

具体实施方式

参照附图，图1-图3，在所有附图中相同的标记表示相同的或者相应的部件，图1中示出电动变速传动装置10的侧视图。内燃机24的特征在于：在运转的启动和/或者停止模式期间产生压力脉冲和在其它运转模式期间产生扭矩。该电动变速传动装置10包括传动主壳体14和扭矩减震器组件26，如图2所示在输入壳体12中封闭。此外在该扭矩减震器组件26中还设有随发动机24旋转的减震器法兰38，该减震器法兰38具有减震器弹簧32，该减震器弹簧32能够使该扭矩减震器组件吸收在其它运转模式期间的发动机扭矩。还包括锁定离合器33，该离合器选择性地与该减震器法兰38接合以便锁定该减震器弹簧32。该传动装置具有至少一个电马达(如图1中的A或者B)，所述电马达能够操作来选择地抵消当该减震器弹簧32被锁定时的发动机压力脉冲。辅助泵27(如图1和3所示)被电马达提供动力并且当该发动机不运转时操作来泵送液压流体到图2所示的扭矩减震器组件26。

更具体地说，图1示出了含有输入壳体12和具有双电马达(A和B)的主壳体14的电动变速传动装置10的选定部件，通过一系列的行星齿轮组(未示出)，所述选定部件直接由轴承支撑在传动装置10的主轴19上。所述马达(A，B)通过选择接合的离合器(未示出)使输出轴20旋转。该集油盘16设置在主壳体14的底座上并且构造成提供用于传动装置10和其组件的油量。该集油盘16的投影线P-P限定了用于车辆的必须的离地间隙，如图1所示。该主壳体14覆盖诸如电马达(A，B)，行星齿轮结构，主轴19和两个离合器(全部示范性地给出并且未全部示出)的传动装置的最里面的部件。最后，该输入壳体12螺栓直接连接到该发动机24(图2示出)的发动机座后表面上，并且封闭传动装置部件，所述传动装置部件与发动机24机械连接。也就是说，该输入壳体12覆盖该扭矩减震器组件26(在图2中示出)。该输入壳体12还支撑辅助泵27(图1和3中示出)，该辅助泵27安装到输入壳体12的底座上并且与集油盘16相邻地嵌套固定并且在该投影线P-P之上。

图2示出的扭矩减震器组件26一般用于使传动装置10与发动机24在操作期间产生的不期望的扭矩隔离，并且在启动和停止期间还选择性地辅助传动装置电马达(A或者B)消除发动机压力脉冲。该扭矩减震器组件26包括发动机侧面盖28，该侧面盖28连接到发动机曲轴29上。该发动机侧面盖28焊接到传动装置侧面盖30和31上并且容纳该减震器弹簧32。所述两个盖(28和30)限定了容器34，该容器34封闭该锁定离合器33和活塞50。该扭矩减震器组件26还容纳具有轮毂部分40的减震器法兰38，该轮毂部分40与输入轴18在互补的花键42配合。扭矩减震器26的发动机侧面盖28连接到发动机波形板44上。该波形板44用于将发动机24产生的扭矩传递到传动装置上并且还用于吸收任何由减震器组件26产生的推力载荷。该扭矩减震器组件26包括一系列的减震器弹簧32，该弹簧32在发动机侧面盖28和传动装置侧面盖30之间环形或者周向延伸。该减震器弹簧32吸收并且缓冲由发动机24在正常或者驱动模式操作期间产生的不期望的扭矩。该扭矩减震器组件26具有的最大扭矩等于该发动机的最大扭矩加上一些允许余量。该扭矩减震器组件26可以构造为部分地类似于在共同拥有的美国专利5009301披露的结构，该专利在这里整体引入作为参考。

该电动变速传动装置10设有两个电马达(A和B，图1中示出)。在启动和停止期间电马达A建立了扭矩，有效地抵消在发动机以低于600rpm(或者启动和/或者停止状态)运转时导致的发动机压力脉冲。该扭矩减震器组件26的减震器弹簧32通过在发动机24在预定速度范围内运转时应用(该锁定离合器33的)离合器盘36和37而被锁定。在优选实施例中，当发动机以小于或者等于600rpm的速度运转时，该扭矩减震器组件26有效地被锁定。因为在电动变速传动装置中电马达(A或者B)都能够用于主动抵消在启动和停止期间产生的发动机压力脉冲，因此这种运转模式是期望的。

在扭矩减震器组件26内部的锁定离合器33包括两个连接到该减震器法兰38上的作用盘37，两个连接到传动装置侧面盖30上的摩擦盘36，垫板46和连接到减震器法兰38的卡环48。该锁定离合器33包括液压活塞50，该液压活塞50靠着该作用盘37移动，迫使作用盘37与摩擦盘36接合。所述活塞50响应于从油路57供给到油腔58中的油而移动。该载荷在垫板46和卡环48处被作用并且被减震器法兰38容纳。在活塞50附近并且连接到减震器法兰38的扭矩减震器组件26的减震器轮毂40具有横向钻孔的通道56，从而限定径向延伸的开口52，该开口52接收来自油路57的油。该活塞50被限制与锁定离合器33配合并且被回复弹簧54保持在脱开位置。因为油被供应在输入轴18的内直径和钢轮毂35的外直径之间，通过输入轴18的开口53到减震器轮毂40的开口52，并且进入到该减震器轮毂40的通道56中，在活塞腔58中的压力增加，建立了足够克服弹簧力并且使活塞50进行冲程的载荷，从而接合该锁定离合器33。该容器34还装有来自液压回路59的油(由图1和3所示的辅助泵27或者图2所示的主泵55泵送)。所述油从开口51，经过安装在输入轴18的内直径中的管35的内直径，并且通过带槽的止推垫圈41(或者垫片)，进入到容器34内部的腔或者空间43。因此在容器34中容纳的油行进到活塞50右侧，如图2所示，以便在预定的运转模式期间当期望不应用该离合器时(即发动机速度在600rpm以上)抗衡供应到在活塞50另一侧上的空腔58中的油。

该液压回路57和59如图2所示，分别提供油到活塞空腔58和减震器容器34中；控制锁定离合器33并且控制它在预定条件中配合和脱开。该第一回路57最后输送由辅助泵27提供的液压流体到活塞空腔58中。通过进行冲程和接合该锁定离合器33，在扭矩减震器组件26的内部的该活塞50响应于通过第一回路57供应的油导致的增加的高压，从而有效锁定该减震器弹簧32。当该锁定离合器33接合时，扭矩减震器弹簧32被释放或者被锁定以便该发动机24直接连接到传动装置10的输入轴18。这个状况仅仅优选用于发动机启动和停止(即启动和/或者停止模式，其中发动机速度在预定速度范围内：0-600rpm)。

当主泵55不工作时，能够从主泵55或者辅助泵27获得油的该第二回路59使用图1和3所示的辅助泵27。该第二回路59将油提供到活塞50右侧(或者减震器容器34)如图2所示，从而液压平衡该活塞50。油通过开口51行进到钢管35的内直径，通过带槽的止推垫圈41(或者垫片)进入到空间43并且进入到减震器容器34中。

当发动机停止时，从发动机获得动力的主泵55不工作。因为减震器容器34没有密封，在该主泵55和辅助泵27不工作时，内部的油从减震器容器34泄漏直到大约半满。输入轴18和扭矩减震器组件26的旋转导致的离心载荷迫使剩余的油到扭矩减震器组件26的外周。类似地，存在于在减震器法兰38中的油被强迫进入到活塞空腔58(即，其周边)中。因为在减震器法兰38中的油在活塞空腔58中被集中，因此在活塞空腔58中的油重压在该活塞50上。在高速度下，在活塞空腔58中的油上的离心载荷可以克服回复弹簧54的力并且使活塞50进行冲程。在优选实施例中，在活塞空腔58和减震器容器34之间的压力差必须大于或者等于克服回复弹簧的4psi，或者大于或者等于在离合器33上获得完全扭矩保持能力的60psi。该锁定离合器33的接合以及该扭矩减震器组件弹簧32的有效锁定能够导致在传动装置部件上的附加磨损，如果在预定速度范围外面发生，导致过早失效或者降低的使用周期。

本发明的一个技术优势在于，如图1和3所示，辅助泵27构造成使得当该发动机24停止时，提供油(或者液压流体)到该扭矩减震器组件26，从而提供传动装置离合器压力，减震器离合器压力和润滑。另外辅助泵27和主泵55提供油到该减震器34的剩余部分中。在一个优选实施例中，辅助泵27是由电马达C驱动的内齿轮泵，如图3所示。如图1所示，该辅助泵27嵌套地靠近该集油盘16并且在集油盘的该投影线P-P之上(或者从集油盘16的底部外推的假想线)，使得该泵27不需要附加的离地间隙。

该辅助泵27通过具有抽吸线66和压力线64如图3所示的适配器壳体62紧固到输入壳体12的底部上。该适配器壳体62通过结构连接器(或者螺栓65)紧固到输入壳体12上并且将辅助抽吸线66和辅助压力线64分开，所述辅助抽吸线和辅助压力线都在辅助泵27和输入壳体12之间延伸。该辅助泵27安装到输入壳体12上以便尽可能靠近该油底壳和位于该集油盘16中的控制模块，如图1所示，从而使在该泵27的抽吸线和压力线(图3所示的66和64)上的线损失最小。将油过滤并且通过辅助抽吸线66从该油底壳(或者集油盘16中的油源)抽到辅助泵27中。然后将压力油通过该适配器壳体压力线64压到该传动装置控制器60中(如图2所示)，最后通过第一液压回路57反馈到该输入轴18中。

尽管已经详细描述了实施本发明的优选实施例，但是本领域技术人员将理解在所附权利要求书的范围内可以进行不同的设计。

Claims (15)

1.一种动力系统，具有：内燃机，该内燃机在运转的启动和/或者停止模式期间产生了压力脉冲，在其它运转模式期间产生了扭矩；和电动变速传动装置，该电动变速传动装置包括：

传动装置壳体；

封闭在该传动装置壳体中的扭矩减震器组件；

在扭矩减震器组件中的减震器法兰，该减震器法兰随着发动机一起旋转，具有使扭矩减震器组件能够吸收其它运转模式期间的发动机扭矩的减震器弹簧；

选择与减震器法兰接合用于锁定减震器弹簧的锁定离合器；

在电动变速传动装置中的至少一个电马达，该电马达可操作来选择地消除锁定减震器弹簧时发动机压力脉冲；和

用电马达提供动力的辅助泵，能够在该发动机不工作时被操作泵送液压流体到扭矩减震器组件。

2.根据权利要求1所述的动力系统，还包括：

紧固到所述减震器法兰上并且可操作来致动用于锁定所述减震器弹簧的所述锁定离合器的活塞；和

所述辅助泵构造成将液压流体泵送到所述活塞的至少一个侧面上以便液压平衡所述活塞。

3.根据权利要求1所述的动力系统，还包括：

至少部分限定所述传动装置壳体和至少部分封闭所述扭矩减震器组件的输入壳体；

相对所述输入壳体安装的集油盘；和

使所述辅助泵能够相对所述电动变速传动装置的输入壳体固定、使得最小化所述辅助泵和所述集油盘之间的泵送距离的适配器壳体。

4.根据权利要求3所述的动力系统，其中，所述适配器壳体包括能够操作来收回来自电动变速传动装置的油的抽吸线；和

所述适配器壳体包括能够使所述辅助泵泵送液压流体到所述扭矩减震器组件中的压力线。

5.根据权利要求1所述的动力系统，其中所述辅助泵在集油盘的投影线P-P之上安装。

6.根据权利要求5所述的动力系统，还包括：

相对所述传动装置壳体安装的集油盘；和

所述辅助泵相对所述输入壳体安装在从所述集油盘底部外推的假想线中。

7.一种电动变速传动装置，包括：

传动装置壳体；

封闭在所述传动装置壳体中的扭矩减震器组件；

在所述的扭矩减震器组件中的减震器法兰，具有能够使该扭矩减震器组件吸收发动机产生的扭矩和压力脉冲的减震器弹簧；

可选择接合减震器法兰用于锁定所述减震器弹簧的锁定离合器；

在该电动变速传动装置中的能够操作来选择地消除当锁定减震器弹簧时的该发动机压力脉冲的至少一个电马达；和

由电马达提供动力并且可操作泵送液压流体到所述扭矩减震器组件的辅助泵。

8.根据权利要求7所述的电动变速传动装置，还包括：

固定到所述减震器法兰上并且能够操作来致动锁定离合器用于锁定所述减震器弹簧的活塞；和

所述辅助泵构造成将液压流体泵送到所述活塞的至少一个侧面上，以便液压平衡所述活塞。

9.根据权利要求7所述的电动变速传动装置，还包括：

至少部分限定了所述传动装置壳体和至少部分封闭所述扭矩减震器组件的输入壳体；

关于所述传动装置壳体安装的集油盘；和

能够使所述辅助泵关于该电动变速传动装置的所述输入壳体固定使得最小化在所述辅助泵和所述传动装置之间的泵送距离的适配器壳体。

10.根据权利要求9所述的电动变速传动装置，其中，所述适配器壳体包括能够操作来从该电动变速传动装置收回油的抽吸线；和

所述适配器壳体包括能够使所述辅助泵泵送液压流体到所述扭矩减震器组件中的压力线。

11.根据权利要求7所述的电动变速传动装置，其中所述辅助泵相对该电动变速传动装置充分紧凑地安装以便不影响该车辆的离地间隙。

12.根据权利要求11所述的电动变速传动装置，还包括：

关于所述传动装置壳体安装的集油盘；和

所述辅助泵关于所述输入壳体安装到从所述集油盘的底部外推的假想线中。

13.一种提供液压流体到具有扭矩减震器组件的电力变速传动装置以便选择地消除发动机产生的压力脉冲和扭矩的方法，该方法包括：

在发动机和电力变速传动装置之间提供活塞致动锁定离合器；

泵送液压流体到活塞的至少一个侧面上以便致动锁定离合器；

操作在电动变速传动装置中的电马达，使得消除或者降低在锁定扭矩减震器时的发动机压力脉冲；和

泵送液压流体到活塞的另一个侧面上以便液压地抗衡在活塞的所述一个侧面上的液压流体，

用电马达提供动力的辅助泵，能够在发动机不工作时被操作泵送液压流体到扭矩减震器组件。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括：

提供至少部分限定了所述传动装置壳体和至少部分封闭所述扭矩减震器组件的输入壳体；

提供相对于所述传动装置壳体安装的集油盘；和

将适配器壳体安装到所述辅助泵和所述输入壳体上，从而将所述辅助泵安装到所述电动变速传动装置的输入壳体上以便最小化在所述辅助泵和所述集油盘之间的泵送距离。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述辅助泵相对于该电动变速传动装置在集油盘的投影线P-P之上安装，以便充分地不影响该电动变速传动装置。

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