CN101922532B - 用于互连发动机和变速器的混合模块 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

用于互连发动机和变速器的混合模块
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。
附图说明
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)11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AΦ旋转的电动机16。电动机16包括转子18和在中心轴线AΦ周围径向环绕转子18的定子20。转子18绕中心轴线AΦ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AΦ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AΦ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30一起绕着中心轴线AΦ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AΦ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AΦ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AΦ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AΦ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AΦ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AΦ与第二承载器28一起旋转。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A1，第一小齿轮轴线A1与中心轴线AΦ间隔开并且成大致平行于中心轴线AΦ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AΦ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AΦ间隔开并且成大致平行于中心轴线AΦ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AΦ一起旋转。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AΦ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AΦ旋转。当第二TTD 42允许第二恒星齿轮36绕中心轴线AΦ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AΦ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AΦ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36一起绕着中心轴线AΦ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AΦ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AΦ并且构造成选择性地接合盘44以停止盘44绕中心轴线AΦ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AΦ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AΦ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AΦ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AΦ旋转。由此，当第二恒星齿轮36和第一承载器26绕中心轴线AΦ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AΦ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AΦ旋转。一个内部变速器轴56沿着中心轴线AΦ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56一起绕中心轴线AΦ旋转。一个外部变速器轴62沿着中心轴线AΦ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62一起绕中心轴线AΦ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AΦ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AΦ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AΦ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AΦ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AΦ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。

Claims (20)

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；
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2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，其环绕所述中心轴线；
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7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.如权利要求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。
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。
11.如权利要求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。
12.如权利要求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。
13.如权利要求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。
14.如权利要求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。
15.如权利要求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，其环绕所述中心轴线；
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。
16.如权利要求15所述的混合动力系，其中所述第二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。
17.如权利要求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。
18.如权利要求10所述的混合动力系，其中所述变速器是双离合变速器(DCT)。
19.如权利要求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。
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。
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