CN102126425B - 单个马达混合动力变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及单个马达混合动力变速器。与发动机可操作地连接的混合动力变速器包括可操作地连接到发动机的输入构件；至少一个中间构件；以及输出构件。多个可选择性接合的扭矩传递装置使得通过接合第一组扭矩传递装置中的不同扭矩传递装置而能够通过第一齿轮传动配置将输入构件选择性可操作地连接到至少一个中间构件。单个马达/发电机可操作地连接到至少一个中间构件，并且通过选择性地接合第二组扭矩传递装置中的两个相应扭矩传递装置以两种替代性方式通过第二齿轮传动配置可选择地操作性连接到输出构件，以在至少一个中间构件和输出构件之间建立两个不同扭矩比。第二组扭矩传递装置包括建立两个不同扭矩比的双向输出离合器。

Description

单个马达混合动力变速器
技术领域
本发明涉及用于车辆的单个马达混合动力变速器。
背景技术
机动车辆中的多速变速器考虑到操作效率和灵活性。齿轮传动配置（例如，齿轮的平面或行星齿轮组）被用于提供八个或更多个前进速度比。多个可选择性接合的扭矩传递装置被控制，以将齿轮传动配置中的不同构件与彼此互连、与变速器壳体互连、或有时与变速器输入或输出构件互连，以实现各种速度比。扭矩传递装置的有效封装有助于使得变速器的总尺寸最小化，潜在地允许其用于更多的车辆平台中、降低重量以及最小化制造复杂性。
用于车辆的混合动力动力系在不同车辆操作状况下使用不同的动力源。机电混合动力动力系通常具有内燃机（例如，柴油或汽油发动机）以及一个或多个马达/发电机。通过以不同的组合接合制动器和/或离合器以及控制发动机和马达/发电机，可建立不同的操作模式，例如，纯发动机操作模式、纯电动操作模式和混合动力操作模式。各种操作模式是有利的，因为它们可用于改进燃料经济性。然而，混合动力动力系所需的附加部件（例如，马达/发电机、制动器和/或离合器）可增加总车辆成本以及封装空间需求。
发明内容
提供一种相对低成本的混合动力变速器，该混合动力变速器通过仅单个马达/发电机和少量机械部件可实现更复杂混合动力变速器所具有的燃料经济性和扭矩平稳化优势。此外，变速器可配置成“强混合动力”，在于其可操作以提供怠速停止（即，其中发动机停止而不是怠速并且马达/发电机用于再启动发动机）、再生制动、马达助力（即，使用马达/发电机以在发动机推进车辆时增加扭矩）、以及纯电动的发动机关闭模式。
具体地说，可操作地连接到发动机的混合动力变速器包括可操作地连接到发动机的输入构件；至少一个中间构件；以及输出构件。多个可选择地接合的扭矩传递装置使得通过接合第一组扭矩传递装置的不同扭矩传递装置通过第一齿轮传动配置将输入构件可选择地操作性连接到至少一个中间构件，以在输入构件与至少一个中间构件之间建立不同的扭矩比。单个马达/发电机可操作地连接到至少一个中间构件，并且通过选择性接合第二组扭矩传递装置的两个相应扭矩传递装置通过第二齿轮传动配置以两种替代的方式来可选择地操作性连接到输出构件，以在至少一个中间构件与输出构件之间建立两个不同的扭矩比。第二组扭矩传递装置包括双向输出离合器，所述双向输出离合器被接合以建立两个不同的扭矩比。因而，变速器配置成具有两个级：扭矩从输入构件传输到至少一个中间构件的第一级、以及扭矩从至少一个中间构件传输到输出构件的第二级。马达/发电机可被控制以独立于通过第一齿轮传动配置的扭矩传输通过第二齿轮传动配置和双向输出离合器来提供或接收来自于输出构件的扭矩。
变速器的不同实施例包括第一齿轮传动配置，其与手动变速器类似地设置、具有在输入构件与至少一个中间构件之间的多个传动比、以及具有双向离合器，所述双向离合器是具有同步器的爪式离合器或盘式离合器；以及第二齿轮传动配置，其是限定多个齿轮平面的相互啮合齿轮或行星齿轮组。可替代地，第一齿轮传动配置可设置为中间轴配置。
本发明涉及下述技术方案。
1. 一种可操作地连接到发动机的混合动力变速器，包括：
输入构件，所述输入构件可操作地连接到发动机；
至少一个中间构件；
输出构件；
多个可选择地接合的扭矩传递装置；
第一和第二齿轮传动配置；
其中，通过接合第一组扭矩传递装置中的不同扭矩传递装置，输入构件通过第一齿轮传动配置可选择地操作性连接到所述至少一个中间构件，以在输入构件与所述至少一个中间构件之间建立不同的扭矩比；和
单个马达/发电机，通过选择性接合第二组扭矩传递装置的两个相应扭矩传递装置，所述马达/发电机通过第二齿轮传动配置以两种可替代的方式可操作地连接到所述至少一个中间构件并且可选择地操作性连接到输出构件，以在所述至少一个中间构件与输出构件之间建立两个不同的扭矩比。
2. 根据方案1所述的混合动力变速器，其中，输入构件、至少一个中间构件和输出构件是相互平行的轴。
3. 根据方案1所述的混合动力变速器，其中，扭矩传递装置被接合，以建立处于降低数值的第一齿轮传动配置的不同扭矩比的至少一部分，同时建立第二齿轮传动配置的两个不同扭矩比中较高者；以及随后重复第一齿轮传动配置的不同扭矩比的至少一部分，同时建立第二齿轮传动配置的两个不同扭矩比中的较低者。
4. 根据方案1所述的混合动力变速器，其中，扭矩传递装置的选定扭矩传递装置被接合以将输入构件连接到所述至少一个中间构件同时输出构件未连接到所述至少一个中间构件，使得马达/发电机在从输出构件断开时可操作以启动发动机。
5. 根据方案4所述的混合动力变速器，其中，扭矩传递装置的选定扭矩传递装置被接合以将发动机与输出构件连接以及将马达/发电机与输出构件连接；且其中，当发动机向输出构件提供扭矩时，马达/发电机作为发电机操作。
6. 根据方案4所述的混合动力变速器，其中，所述至少一个中间构件包括相对于输入构件设置为中间轴的第一中间构件和第二中间构件；且其中，扭矩传递装置包括第一和第二离合器，所述第一和第二离合器可选择地接合，以将马达/发电机分别与第一和第二中间构件连接用于一起旋转。
7. 根据方案1所述的混合动力变速器，其中，第一齿轮传动配置包括限定多个齿轮平面的相互啮合齿轮，其中每个齿轮平面由可与输入构件和中间构件中的一个旋转的相应第一齿轮以及可围绕输入构件和中间构件中的另一个旋转的相应第二齿轮来限定；以及
其中，扭矩传递装置包括具有同步器的爪式离合器，所述爪式离合器每个均可操作以将第二齿轮的相应一个选择地接合输入构件和中间构件中的另一个，以在输入构件与中间构件之间传递扭矩。
8. 一种混合动力变速器，包括：
输入构件；
中间构件；
第一齿轮传动配置，所述第一齿轮传动配置可操作地连接到输入构件与中间构件之间并且配置成在输入构件与中间构件之间提供不同的扭矩比；
输出构件；
第二齿轮传动配置，所述第二齿轮传动配置可操作地连接到中间构件与输出构件之间并且配置成在中间构件与输出构件之间提供至少两个不同的扭矩比；
多个可选择地接合的扭矩传递装置，所述扭矩传递装置可以不同的组合接合以在输入构件与中间构件之间建立扭矩比并且在中间构件与输出构件之间建立扭矩比；
电动马达/发电机，所述电动马达/发电机可操作地连接到中间构件并且可操作向中间构件提供驱动扭矩；和
其中，变速器配置成使得：当在输入构件处的驱动扭矩未被传递到中间构件时在输入构件与中间构件之间的不同扭矩比中两个扭矩比之间的至少一个过渡期间，马达/发电机向中间构件提供连续驱动扭矩。
9. 根据方案8所述的混合动力变速器，其中，扭矩传递装置被接合，以建立处于降低数值的第一齿轮传动配置的不同扭矩比的至少一部分，同时建立第二齿轮传动配置的两个不同扭矩比中较高者；以及随后重复第一齿轮传动配置的不同扭矩比的至少一部分，同时建立第二齿轮传动配置的两个不同扭矩比中较低者。
10. 根据方案8所述的混合动力变速器，其中，混合动力变速器结合连接到输入构件的发动机；其中扭矩传递装置的选定扭矩传递装置被接合以将输入构件通过第一齿轮传动配置连接到中间构件同时输出构件未通过第二齿轮传动配置连接到所述中间构件，使得马达/发电机在从输出构件断开时可操作以启动发动机。
11. 根据方案8所述的混合动力变速器，其中，第一齿轮传动配置包括限定多个齿轮平面的相互啮合齿轮，每个齿轮平面由可与输入构件和中间构件中的一个旋转的相应第一齿轮以及可围绕输入构件和中间构件中的另一个旋转的相应第二齿轮来限定；以及
其中，第一齿轮传动配置的扭矩传递装置是具有同步器的爪式离合器，所述爪式离合器每个均可操作以将第二齿轮的相应一个选择地接合输入构件和中间构件中的另一个，以在输入构件与中间构件之间传递扭矩。
12. 根据方案11所述的混合动力变速器，其中，第二齿轮传动配置包括限定两个其它齿轮平面的其它相互啮合齿轮，所述两个其它齿轮平面中的每个由可围绕中间构件和输出构件中的一个旋转的相应一个齿轮以及可围绕中间构件和输出构件中的另一个旋转的相应另一齿轮来限定；以及
其中，第二齿轮传动配置的扭矩传递装置是具有同步器的爪式离合器，所述爪式离合器每个均可操作以将可围绕中间构件和输出构件中的一个旋转的相应齿轮选择地接合中间构件和输出构件中的该一个，以在中间构件和输出构件之间传递扭矩。
13. 根据方案12所述的混合动力变速器，其中，在除了接合第二齿轮传动配置的扭矩传递装置之间的变换期间以外的第一齿轮传动配置的扭矩传递装置在扭矩比之间的过渡的所有变换期间，马达/发电机经由第二齿轮传动配置向输出构件提供动力。
14. 根据方案11所述的混合动力变速器，其中，第二齿轮传动配置包括限定两个其它齿轮平面的其它相互啮合齿轮，所述两个其它齿轮平面的每个由可围绕中间构件和输出构件中的一个旋转的一个相应齿轮以及可围绕中间构件和输出构件中的另一个旋转的另一相应齿轮来限定；以及
其中，第二齿轮传动配置的扭矩传递装置是盘式离合器，所述盘式离合器每个均可操作以将可围绕中间构件和输出构件中的一个旋转的相应齿轮选择地接合中间构件和输出构件中的该一个，以在中间构件和输出构件之间传递扭矩。
15. 根据方案14所述的混合动力变速器，其中，在包括接合第二齿轮传动配置的扭矩传递装置之间的变换期间的扭矩传递装置在扭矩比之间的过渡的所有变换期间，马达/发电机经由第二齿轮传动配置向输出构件提供动力；其中，第二齿轮传动配置的扭矩传递装置打滑以实现变换。
16. 根据方案15所述的混合动力变速器，其中，第二齿轮传动配置可操作以在中间构件与输出构件之间提供两个不同扭矩比；且其中，第二齿轮传动配置的两个不同扭矩比的比值是大约2.0。
17. 根据方案11所述的混合动力变速器，其中，第二齿轮传动配置是具有太阳轮构件、行星架构件和齿圈构件的行星齿轮组；且其中，第二齿轮传动配置的扭矩传递装置包括第一盘式离合器，所述第一盘式离合器可选择地接合，以将行星齿轮组的一个构件固接到固定构件；以及第二盘式离合器，所述第二盘式离合器可选择地接合，以将行星齿轮组的其它两个构件连接用于一起旋转。
18. 一种混合动力变速器，包括：
输入构件；
至少一个中间构件；
第一齿轮传动配置，所述第一齿轮传动配置可操作地连接到输入构件与至少一个中间构件之间并且配置成在输入构件与至少一个中间构件之间提供不同的扭矩比；
输出构件；
第二齿轮传动配置，所述第二齿轮传动配置可操作地连接到至少一个中间构件与输出构件之间并且配置成在至少一个中间构件与输出构件之间提供至少两个不同的扭矩比；
多个可选择地接合的扭矩传递装置，所述扭矩传递装置可以不同的组合接合，一些扭矩传递装置在接合时在输入构件与至少一个中间构件之间建立扭矩比、其它扭矩传递装置在接合时在至少一个中间构件与输出构件之间建立扭矩比；
电动马达/发电机，所述电动马达/发电机可操作地连接到至少一个中间构件以将驱动扭矩提供给所述至少一个中间构件，并藉此在至少一个中间构件和输出构件之间建立一个扭矩比时以两个不同扭矩比中的任一个向输出构件提供驱动扭矩；以及
其中，变速器配置成使得：在输入构件与中间构件之间的不同扭矩比中两个扭矩比之间的至少一个过渡期间，马达/发电机向至少一个中间构件提供连续驱动扭矩。
19. 根据方案18所述的混合动力变速器，其中，至少一个中间构件包括第一和第二中间轴；其中，马达/发电机通过相应的扭矩传递装置替代性地可选择地接合到第一中间轴和第二中间轴，而输入构件处的扭矩经由第一齿轮传动配置被提供给第一和第二中间轴的另一个。
20. 根据方案19所述的混合动力变速器，其中，混合动力变速器结合连接到输入构件的发动机；其中扭矩传递装置的选定扭矩传递装置被接合以将输入构件通过第一齿轮传动配置连接到至少一个中间构件同时输出构件未通过第二齿轮传动配置连接到所述至少一个中间构件，使得马达/发电机在从输出构件断开时可操作以启动发动机。
本发明的上述特征和优势以及其它特征和优势从用于实施本发明的最佳模式的以下详细描述结合附图显而易见。
附图说明
图1A是包括混合动力变速器的混合动力动力系的第一实施例的示意图；
图1B是用于图1A的变速器的示例性传动比、比步长和总比的图表；
图2A是包括混合动力变速器的混合动力动力系的第二实施例的示意图；
图2B是用于图2A的变速器的示例性传动比、比步长和总比的图表；
图2C是用于图2A的变速器的替代性第二齿轮传动配置的局部示意图；以及
图3是包括混合动力变速器的混合动力动力系的第三实施例的示意图。
具体实施方式
参考附图，在附图中相同的附图标记指代相同的部件，图1示出了混合动力动力系10。混合动力动力系10包括具有曲轴15的发动机E，所述曲轴15可通过接合离合器16连接到混合动力机电变速器14。离合器16可以是摩擦盘式离合器，或替代性地可使用具有锁止离合器的变矩器。当离合器16被接合时，曲轴15与变速器14的输入构件18连接以便共同旋转。在该实施例中，输入构件18是轴。
变速器14配置成使得输入构件18经由第一组扭矩传递装置中的扭矩传递装置的选择性接合通过第一齿轮传动配置而可操作性地连接到中间构件20。第一组扭矩传递装置包括分别具有单个同步器A、B、C和D的四个爪式离合器。第一齿轮传动配置包括设置成限定四个齿轮平面G1、G2、G3和G4的相互啮合齿轮。齿轮24和齿轮26限定齿轮平面G1。齿轮24连接到输入构件18用于一起旋转（即，以相同速度旋转）。当具有同步器A的爪式离合器未接合时，齿轮26与齿轮24啮合并且与中间构件20同心以及围绕中间构件20自由旋转。当具有同步器A的爪式离合器通过换档拨叉移动到左侧以将齿轮26接合中间构件20时，齿轮26连接成与中间构件20一起旋转，藉此允许将扭矩以第一扭矩比从输入构件18传递到中间构件20，该第一扭矩比通过齿轮26的齿数与齿轮24的齿数的比值确定。本领域技术人员将容易理解各种爪式离合器的配置，该离合器具有可操作连接齿轮用于与同心轴旋转的同步器。在本文中互换地使用扭矩比和传动比，忽略扭矩损失，当然该扭矩损失在大多数操作状况下相对小。
齿轮28和齿轮30限定齿轮平面G2。齿轮28连接到输入构件18用于一起旋转。当具有同步器B的爪式离合器未接合时，齿轮30啮合齿轮28并且与中间构件20同心以及围绕中间构件20自由旋转。当具有同步器B的爪式离合器通过换档拨叉移动到右侧以将齿轮30接合中间构件20时，齿轮30连接成与中间构件20一起旋转，藉此允许将扭矩以第二扭矩比从输入构件18传递到中间构件20，该第二扭矩比通过齿轮28的齿数与齿轮30的齿数的比值确定。可使用同一换档拨叉来接合分别具有同步器A和B的爪式离合器。
齿轮32和齿轮34限定齿轮平面G3。齿轮34连接到中间构件20用于一起旋转。当具有同步器C的爪式离合器未接合时，齿轮32啮合齿轮34并且与输入构件18同心以及围绕输入构件18自由旋转。当具有同步器C的爪式离合器通过换档拨叉移动到左侧以将齿轮32接合输入构件18时，齿轮32连接成与输入构件18一起旋转，藉此允许将扭矩以第三扭矩比从输入构件18传递到中间构件20，该第三扭矩比通过齿轮32的齿数与齿轮34的齿数的比值确定。
齿轮38、齿轮40和齿轮42限定齿轮平面G4。当具有同步器D的爪式离合器未接合时，齿轮38与输入构件18同心以及围绕输入构件18自由旋转。当具有同步器D的爪式离合器通过换档拨叉移动到右侧以将齿轮38接合输入构件18时，齿轮38连接成与输入构件18一起旋转。齿轮40是由固定构件（例如，变速器壳体44）支承的空转齿轮，以围绕轴线I旋转并且与齿轮38和42啮合。齿轮42被连接用于与中间构件20一起旋转。当具有同步器D的爪式离合器被接合时，可将扭矩以倒档扭矩比从输入构件18传递到中间构件20，该倒档扭矩比由齿轮38的齿数和齿轮42的齿数的比值确定。可使用同一换档拨叉来接合分别具有同步器C和D的爪式离合器。如果蓄电池B和马达/发电机M/G能够提供用于使得车辆倒退的足够扭矩，或者如果发动机E是可反转的，那么可省除同步器D和具有齿轮38、40、42的平面G4。
单个马达/发电机M/G连接到中间构件20。具体地说，转子46连接到马达轴48，该马达轴继而连接成与中间构件20一起旋转。定子50固接到变速器壳体44。当电功率在控制器CTR的控制下从蓄电池BATT通过逆变器I提供给定子50时，扭矩可由马达/发电机M/G提供给中间构件20。替代性地，马达/发电机M/G可被控制成以发电机运行，其将在中间构件20处的扭矩转化为存储在蓄电池BATT中的电能。
变速器14配置成使得中间构件20经由第二组扭矩传递装置中的扭矩传递装置的选择性接合通过第二齿轮传动配置而可操作性地连接到变速器14的输出构件52。输出构件52是差动构件，其将扭矩分配到驱动车轴54A、54B以及到车辆车轮56A、56B。例如，输出构件52可以是差速器行星架构件，其中扭矩通过两个半轴齿轮（side gear）从行星架构件分配到驱动车轴54A、54B，两个半轴齿轮与由差速器行星架构件支承的小齿轮啮合，如已知的那样。
第二组扭矩传递装置包括分别具有同步器Hi和Lo的两个单个爪式离合器。第二齿轮传动配置包括设置成限定两个齿轮平面G5和G6的相互啮合齿轮。齿轮58和齿轮60限定齿轮平面G5。齿轮60连接用于与输出构件52一起旋转。当具有同步器Hi的爪式离合器未接合时，齿轮58啮合齿轮60并且与中间构件20同心以及围绕中间构件20自由旋转。当具有同步器Hi的爪式离合器通过换档拨叉移动到左侧以将齿轮58接合中间构件20时，齿轮32连接成与中间构件20一起旋转，藉此允许将扭矩以一定扭矩比从中间构件20传递到输出构件52，该扭矩比通过齿轮58的齿数与齿轮60的齿数的比值确定。
齿轮62和齿轮64限定齿轮平面G6。齿轮64连接到输出构件52用于一起旋转。当具有同步器Lo的爪式离合器未接合时，齿轮62啮合齿轮64并且与中间构件20同心以及围绕中间构件20自由旋转。当具有同步器Lo的爪式离合器通过换档拨叉移动到右侧以将齿轮62接合中间构件20时，齿轮62连接成与中间构件20一起旋转，藉此允许将扭矩以另一扭矩比从中间构件20传递到输出构件52，该另一扭矩比通过齿轮62的齿数与齿轮64的齿数的比值确定。
第一齿轮传动配置在输入构件18与中间构件20之间提供三个前进扭矩比和一个倒档比，而第二齿轮传动配置在中间构件20与输出构件52之间提供两个前进扭矩比。
优选地，用轮齿计数来选择齿轮，以在输入构件与中间构件之间提供通过第一组扭矩传递装置建立的相继扭矩比之间的相对均匀的步长；以及在中间构件20与输出构件52之间提供通过第二组扭矩传递装置建立的两个传动比之间的较大步长。在一个示例性实施例中，可使用下述轮齿计数：齿轮24具有24个轮齿，齿轮26具有56个轮齿，齿轮28具有31个轮齿,齿轮30具有49个轮齿，齿轮32具有37个轮齿，齿轮34具有43个轮齿，齿轮38具有20个轮齿，齿轮40具有40个轮齿，齿轮42具有20个轮齿，齿轮62具有21个轮齿，齿轮64具有103个轮齿，齿轮58具有45个轮齿，齿轮60具有79个轮齿。采用这些轮齿计数，可在输入构件18与中间构件20之间建立下述三个前进扭矩比：当具有同步器A的爪式离合器被接合时，2.333的扭矩比；当具有同步器B的爪式离合器被接合时，1.581的扭矩比；以及当具有同步器C的爪式离合器被接合时，1.162的扭矩比。采用这些轮齿计数，可在中间构件20与输出构件52之间建立下述两个扭矩比：当具有同步器Lo的爪式离合器被接合时，4.905的扭矩比；以及当具有同步器Hi的爪式离合器被接合时，1.756的扭矩比。
因而，变速器14设计成具有两个级：三速输入级（在输入构件18与中间构件20之间的三个速度比或扭矩比），和二速输出级（在中间构件20与输出构件52之间的两个速度比或扭矩比）。扭矩传递装置可被控制以提供在所述比之间具有相对均匀步长的六个前进传动比。马达/发电机M/G可用于在前进传动比之间的过渡期间提供连续扭矩，除了从具有同步器Lo的爪式离合器至具有同步器Hi的爪式离合器的变换之外，该变换出现在从第三前进传动比变速至第四前进传动比时。
参考图1B，图表示出了通过前述的轮齿计数在各个速度比中建立的传动比。为了建立第一固定前进传动比，离合器16、具有同步器A的爪式离合器以及具有同步器Lo的爪式离合器被接合。为了建立第二固定前进传动比，离合器16、具有同步器B的爪式离合器以及具有同步器Lo的爪式离合器被接合。因而，为了从第一固定前进传动比变速至第二固定前进传动比，摩擦式离合器16暂时性断开；同时换档拨叉移动至右侧以断开具有同步器A的爪式离合器并且接合具有同步器B的爪式离合器，此时摩擦式离合器16被接合。为了建立第三前进固定传动比，具有同步器C的爪式离合器以及具有同步器Lo的爪式离合器被接合。因而，为了从第二前进固定速度比变速至第三前进固定速度比，摩擦式离合器16暂时性断开；同时换档拨叉移动至左侧，使得具有同步器B的爪式离合器断开；且同时另一换档拨叉移动至右侧，使得具有同步器C的爪式离合器被接合。
在具有同步器Lo的爪式离合器保持接合的情况下，实现第一组三个前进固定传动比。在具有同步器Hi的爪式离合器接合的情况下通过第一齿轮传动配置重复该相同的三个传动比建立三个附加的固定前进速度比。在图1B中，阐述了用于六个前进传动比的每个的传动比以及相邻传动比之间的步长。栏A、B和C以及行Lo和Hi表示，所示出的相应离合器被接合。通过这些传动比，第一齿轮传动配置的比跨度（传动比A与传动比C的比值）是2.008，第二齿轮传动配置的比跨度（传动比Lo与传动比Hi的比值）是2.794，以及总比跨度（传动比A-Lo与传动比C-Hi的比值）是5.609。第一组三个传动比主要用于车辆加速，而第二组三个传动比仅用于巡航。最高的传动比（即，第六固定传动比）仅需要具有相对小的发动机爬坡能力，因为来自于马达/发电机M/G的扭矩可简单地用于增加过渡至较低传动比期间的扭矩，以爬上短坡或用于通行。
在第一、第二和第三固定传动比中，具有同步器Lo的爪式离合器保持接合。这允许马达/发电机M/G在输出构件52处通过第二齿轮传动配置提供扭矩，甚至在第一、第二和第三传动比之间的变速期间也是如此，即，当扭矩不从输入构件18运送到中间构件20时。类似地，在第四、第五和第六传动比中，具有同步器Hi的爪式离合器保持接合。这允许马达/发电机M/G在输出构件52处通过第二齿轮传动配置提供扭矩，甚至在第四、第五和第六传动比之间的变速期间当从发动机E至车轮的功率被中断（即，当扭矩不从输入构件18运送到中间构件20时）也是如此。马达/发电机M/G至中间构件20的连接以及通过第二齿轮传动配置至输出构件52的连接独立于输入构件18与中间构件20之间的任何连接，提供在变速过渡期间的扭矩平稳化并且允许动力系10用作强混合动力。加速比在马达/发电机M/G联接到发动机E或联接到输入构件18的情况更平稳。此外，通过两个输出传动比，马达/发电机M/G可以高速运行用于加速以及在较低速度运行用于有效巡航。此外，如果扭矩没有流经第二齿轮传动配置（即，具有同步器Lo的爪式离合器或者具有同步器Hi的爪式离合器均不接合），那么在车辆静止时，发动机E可通过马达/发电机M/G启动，或者发动机E可将马达/发电机M/G作为发电机操作。
可选地，第二齿轮传动配置的两个扭矩比可通过行星齿轮组来建立，该行星齿轮组具有可选择性接合的制动器，以允许扭矩以减速比进行传输；以及可通过离合器来建立，以允许扭矩以直接驱动比进行传输，以替代齿轮平面G5和G6的相互啮合齿轮组以及具有同步器Lo和Hi的爪式离合器。参考图2C示出并描述示例性第二齿轮传动配置。
参考图2A，示出了动力系110的另一实施例。除了用盘式离合器C1和C2替代具有同步器Lo和Hi的爪式离合器以及轮齿计数和变速方案变化以外，动力系110在所有方面均与动力系10相同。与图1A相同的部件参考为相同的附图标记。齿轮24A、26A、28A、30A、32A、34A、38A、40A、42A、58A、60A、62A和64A设置并运行成与对应齿轮24、26、28、30、32、34、38、40、42、58、60、62和64相同，但是具有不同的轮齿数量。
在一个示例性实施例中，可使用下述轮齿计数：齿轮24A具有21个轮齿，齿轮26A具有59个轮齿，齿轮28A具有39个轮齿，齿轮30A具有41个轮齿，齿轮32A具有45个轮齿，齿轮34A具有35个轮齿，齿轮38A具有20个轮齿，齿轮40A具有40个轮齿，齿轮42A具有20个轮齿，齿轮62A具有21个轮齿，齿轮64A具有103个轮齿，齿轮58A具有34个轮齿，齿轮60A具有90个轮齿。采用这些轮齿计数，可在输入构件18与中间构件20之间建立下述三个前进扭矩比：当具有同步器A的爪式离合器被接合时，2.810的扭矩比；当具有同步器B的爪式离合器被接合时，1.051的扭矩比；以及当具有同步器C的爪式离合器被接合时，0.778的扭矩比。采用这些轮齿计数，可在中间构件20与输出构件52之间建立下述两个扭矩比：当盘式离合器C1被接合时，4.905的扭矩比；以及当盘式离合器C2被接合时，2.674的扭矩比。通过这些传动比，第一齿轮传动配置的比跨度（传动比A与传动比C的比值）是3.612，第二齿轮传动配置的比跨度（传动比Hi与传动比Lo的比值）是1.853，以及总比跨度（传动比A-Lo与传动比C-Hi的比值）是6.693。
参考图2B，图表示出了通过上述轮齿计数在各个速度比中建立的传动比。为了建立第一固定前进传动比，离合器16、具有同步器A的爪式离合器以及盘式离合器C1被接合，导致输出构件52与输入构件18之间13.780的扭矩比。
为了建立第二固定前进传动比，离合器16、具有同步器A的爪式离合器以及盘式离合器C2被接合，导致输出构件52至输入构件18的7.437的扭矩比。图2B中的箭头表示当车辆速度增加时增加速度比（即，降低扭矩比）的后续变速。因而，为了从第一固定前进传动比变速至第二固定前进传动比，在离合器C1断开时离合器C2可打滑。
为了建立第三前进固定传动比，离合器16、具有同步器B的爪式离合器以及盘式离合器C1接合。因而，为了从第二前进固定速度比变速至第三前进固定速度比，摩擦式离合器16暂时性断开；同时换档拨叉移动至右侧，使得具有同步器A的爪式离合器断开且具有同步器B的爪式离合器接合。盘式离合器C1打滑以接合；同时盘式离合器C2断开。在第三前进固定传动比中，输出构件52与输入构件18之间的扭矩比是5.156。
为了建立第四前进固定传动比，离合器16、具有同步器C的爪式离合器以及盘式离合器C1接合。因而，为了从第三前进固定速度比变速至第四前进固定速度比，摩擦式离合器16暂时性断开；同时换档拨叉移动至右侧，使得具有同步器B的爪式离合器断开并且具有同步器C的爪式离合器接合。盘式离合器C1保持接合。在第四前进固定传动比中，输出构件52与输入构件18之间的扭矩比是3.815。
为了建立第五前进固定传动比，离合器16、具有同步器B的爪式离合器以及盘式离合器C2接合。因而，为了从第四前进固定速度比变速至第五前进固定速度比，摩擦式离合器16暂时性断开；同时换档拨叉移动以断开具有同步器C的爪式离合器并且接合具有同步器B的爪式离合器。盘式离合器C2打滑以接合同时盘式离合器C1断开。在第五前进固定传动比中，输出构件52与输入构件18之间的扭矩比是2.783。
为了建立第六前进固定传动比，离合器16、具有同步器C的爪式离合器以及盘式离合器C2接合。因而，为了从第五前进固定速度比变速至第六前进固定速度比，摩擦式离合器16暂时性断开；同时换档拨叉移动，使得具有同步器B的爪式离合器断开并且具有同步器C的爪式离合器接合。盘式离合器C2保持接合。在第六前进固定传动比中，输出构件52与输入构件18之间的扭矩比是2.059。
通过使用盘式离合器来建立通过第二齿轮传动配置的扭矩流，从不需要在从中间构件20到输出构件52的扭矩流中断，因为一个盘式离合器可打滑而另一个盘式离合器可断开。因而，通过能够在传动比之间的所有变速期间运送扭矩，马达/发电机M/G在所有变速过渡期间能够提供扭矩。这允许在传动比之间的步长比被选择成允许马达/发电机M/G在输出构件52处通过第二齿轮传动配置提供通过第二齿轮传动配置的第一和第二扭矩比之间的大约2.0步长的扭矩，其是用于允许针对电气推进需求有效的马达尺寸的理想步长。
在不需要完全中断从发动机E至车轮56A和56B的扭矩流的前提下，可实现从第一固定前进传动比变速至第二固定前进传动比。发动机E和马达/发电机M/G可用于通过该变速来提供推动力，这对于从停止至加速通常来说是最重要的。类似地，在不需要完全中断从发动机E至车轮56A和56B的扭矩流的前提下，可实现从最大（即，第六）固定前进传动比变速至低于其两级的固定前进传动比（即，第四固定前进传动比）。再次，发动机E和马达/发电机M/G可用于通过该变速来来提供推动力，这通常用来在高速公路上超过较慢的车辆。
参考图2C，提供替代性第二齿轮传动配置。第二齿轮传动配置采用行星齿轮组输出以替代相互啮合的齿轮组58A、60A和62A、64A。第二齿轮传动配置在两个不同传动比下提供从中间构件20至输出构件52的扭矩，并且使用行星齿轮组70，行星齿轮组70包括连接到中间构件20的太阳轮构件72、齿圈构件74以及可旋转地支承小齿轮77的行星架构件76，小齿轮77与太阳轮构件72以及齿圈构件74两者啮合。行星架构件76与输出构件52连接用于一起旋转。马达/发电机M/G被连接，从而在接合制动器B1时，通过行星齿轮组提供从中间构件20至输出构件52的减速传动比；以及在接合离合器C3以将齿圈构件74与行星架构件76连接用于一起旋转时，通过齿轮组70提供直接驱动比。中间构件20是套轴，太阳轮构件72具有中心开口以允许驱动构件54B从其延伸通过至变速器的另一侧。这种第二齿轮传动配置对于前轮驱动变速器（或者后轮驱动变速器，如果变速器布置在图2C中的马达/发电机M/G右侧的话，如上所述）来说可能是优选的，其中行星齿轮组用于第一齿轮传动配置中。
另一替代性第二齿轮传动配置可具有带有太阳轮构件、行星架构件和齿圈构件的复合行星齿轮组。行星架构件支承两组不同的小齿轮。第一组小齿轮与太阳轮构件以及与第二组小齿轮啮合。第二组小齿轮与第一组小齿轮以及与齿圈构件啮合。在替代性第二齿轮传动配置中，中间构件20与太阳轮构件连接用于一起旋转，行星架构件经由制动器B1选择性地固接到固定构件，齿圈构件经由离合器C3选择性地连接到输出构件52用于一起旋转。替代性第二齿轮传动配置的齿圈构件和太阳轮构件的轮齿计数可配置成使得通过该配置提供的两个传动比具有2.0的比值。
参考图3，动力系210的另一实施例具发动机E，所述发动机通过第一齿轮传动配置可操作地以多种扭矩比连接到第一中间构件220和第二中间构件222以及连接到输出构件252。动力系210还具有马达/发电机M/G，所述马达/发电机M/G通过中间轴式变速器214的第二齿轮传动配置以两个不同扭矩比可操作地连接到输出构件252。
具体地，发动机E与输入构件218连接用于一起旋转。齿轮224、226、228和230与输入构件218连接用于一起旋转。第一中间构件220和第二中间构件222与输入构件218间隔开并且可称为中间轴。第一中间构件220支承齿轮232、234、236、238和240以使其围绕第一中间构件220同心地旋转。第二中间构件222支承齿轮242、244、246、248和250以使其围绕第二中间构件旋转。齿轮224啮合齿轮234以及啮合空转齿轮241，空转齿轮241绕轴线I旋转并且与齿轮244啮合。齿轮226与齿轮236和246啮合。齿轮228与齿轮238和248啮合。齿轮230与齿轮240和250啮合。
上述齿轮如图所示作为相互啮合的齿轮组对齐，以限定四个齿轮平面G2、G3、G4和G5。在这些齿轮平面内的齿轮可称为第一齿轮传动配置。空转齿轮241和齿轮244用于在输入构件218与输出构件252之间建立倒档速度比。然而，空转齿轮241和齿轮244是可选的，因为在其它实施例中将在下述讨论的马达/发电机M/G可被控制，以在没有来自于发动机E的助力的情况下具有足够功率来推动车辆时向输出构件252提供倒档速度比。
分别具有同步器A4、C4、E4和J4的爪式离合器被设置在第一中间构件220上。具有同步器A4的爪式离合器可移动至左侧，以将齿轮234接合并连接中间构件220用于一起旋转。具有同步器C4的爪式离合器可移动至右侧，以将齿轮236接合并连接中间构件220用于一起旋转。具有同步器E4的爪式离合器可移动至左侧，以将齿轮238接合并连接中间构件220用于一起旋转。具有同步器J4的爪式离合器可移动至右侧，以将齿轮240接合并连接中间构件220用于一起旋转。分别具有同步器A4和C4的爪式离合器可组合为双向同步器。分别具有同步器E4和J4的爪式离合器可组合为双向同步器。当分别具有同步器A4、C4、E4和J4的相应一个爪式离合器被接合时，扭矩以相应扭矩比从输入构件218传递至中间构件220，该相应扭矩比通过相互啮合的齿轮234和224、236和226、238和228、或240和230的传动比建立。
替代性地，通过接合分别具有同步器B4、D4、F4和H4的爪式离合器中的任一个，可将扭矩从输入构件218传递至中间构件222，该爪式离合器被中间构件222支承用于一起旋转。具有同步器B4的爪式离合器移动至左侧，以将齿轮244接合并连接中间构件222用于一起旋转。具有同步器D4的爪式离合器可移动至右侧，以将齿轮246接合并连接中间构件222用于一起旋转。具有同步器F4的爪式离合器移动至左侧，以将齿轮248接合并连接中间构件222用于一起旋转。具有同步器H4的爪式离合器可移动至右侧，以将齿轮250接合并连接中间构件222用于一起旋转。分别具有同步器B4和D4的爪式离合器可组合为双向同步器。分别具有同步器F4和H4的爪式离合器可组合为双向同步器。当分别具有同步器B4、D4、F4和H4的相应一个爪式离合器被接合时，扭矩以相应扭矩比从输入构件218传递至中间构件222，该相应扭矩比通过相互啮合的齿轮244、241和224；246和226；248和228；或250和230的传动比建立。分别具有同步器A4、C4、E4、J4、B4、D4、F4和H4的爪式离合器是第一组扭矩传递装置。
通过选择性接合分别具有同步器S1或S2的爪式离合器经由相互啮合的齿轮231、232或231、242，马达/发电机M/G替代性地可选择地连接到中间构件220和222。齿轮231、232和242限定齿轮平面G1。齿轮231与马达/发电机M/G的轴243连接用于一起旋转。齿轮231啮合齿轮232和242。齿轮232可绕中间构件220旋转并且通过接合具有同步器S1的爪式离合器而可选择性接合中间轴220用于一起旋转。齿轮242可绕中间构件222旋转并且通过接合具有同步器S2的爪式离合器而可选择性接合中间轴222用于一起旋转。在一种可能的策略中，分别具有同步器S1、S2的爪式离合器被控制，使得来自于马达/发电机M/G的扭矩被传递至未运送来自于发动机E的扭矩的中间构件220、222（即，至与具有接合的带同步器的爪式离合器并且运送来自于输入构件218的扭矩的中间构件相对的中间构件）。
双向输出盘式离合器CL1和CL2替代性地可选择地接合以通过与齿轮252啮合的齿轮260、262将来自于中间构件220、222的扭矩传递至输出构件252（也称为齿轮252）。齿轮252啮合齿轮260和262以限定齿轮平面G6。输出构件252连接到差动齿轮组DI的构件用于一起旋转，该差动齿轮组将扭矩分配至最终驱动输入构件254A和254B，如已知的那样。齿轮260、262是第二齿轮传动配置，离合器CL1和CL2是第二组扭矩传递装置。
马达/发电机M/G和扭矩传递装置可被控制，以当发动机E提供扭矩时（即，当处于档位以及在差动中间轴上的固定传动比之间变速期间时）以及当发动机E未在输出构件252处提供扭矩时（即，在相同中间轴上的固定传动比之间变速期间、或在电气驱动或再生制动期间），在输出构件252处提供连续扭矩。例如，在第一前进速度比时，通过接合具有同步器A4的爪式离合器和离合器CL1，发动机扭矩从输入构件218传递至输出构件252。同时，当接合具有同步器S2的离合器和盘式离合器CL2时，马达/发电机M/G可增加在输出构件252处的扭矩。为了变速至在另一中间轴上的第二固定前进传动比，必须接合具有同步器D4的爪式离合器和离合器CL2。如果马达/发电机M/G已经在输出构件252处提供扭矩，那么第二中间轴222已经以接近足以接合具有同步器D4的爪式离合器的速度旋转。在M/G和同步器D4的控制下，第二中间轴222可同步，以允许接合同步器D4。在同步阶段期间，离合器CL2可打滑以将M/G扭矩传递至输出构件252。一旦D4被接合，从CL1至CL2的离合器间变换可被执行以完成该变速。通过接合分别具有同步器C4、F4、E4、H4、J4的爪式离合器连同合适的相应离合器CL1或CL2，还可提供第三、第四、第五、第六和第七前进传动比。许多不同的马达和发动机比的组合是可能的。在该实施例中，如图3可以看出，由于齿轮260和262具有不同的轮齿计数，通过第二齿轮传动配置建立两种不同的扭矩比。
当发动机E在相同中间轴上的两个固定传动比之间变速时，马达/发电机M/G和扭矩传递装置还可被控制，以在输出构件252处提供连续扭矩。例如，在第一前进速度比中，通过接合具有同步器A4的爪式离合器和离合器CL1，发动机扭矩从输入构件218传递至输出构件252。同时，在接合具有同步器S2的爪式离合器和盘式离合器CL2时，马达/发电机M/G可增加在输出构件252处的扭矩。为了变速至在相同中间轴220上的第二固定前进传动比，离合器C1必须打滑，即将断开的具有同步器A4的爪式离合器被断开，发动机被同步至新的传动比，即将接合的具有同步器C4的爪式离合器接合，并且最后再次施用离合器C1。在该变速期间，M/G可通过中间轴222在输出构件252处继续增加扭矩。
在处于EV模式中时或者在再生制动期间，马达/发电机M/G还可用于独立于发动机E来推进或制动车辆。在EV模式中，发动机E关闭且同步器A4、C4、E4、J4、B4、D4、F4和H4断开，变速器214通过接合合适同步器S1或S2可预选择未传输动力的轴，并可接着执行在CL1和CL2之间的离合器间变换，此时M/G继续向输出构件252提供正扭矩。在制动期间，发动机E可置于空挡位（断开所有的同步器A4-H4）并且可空转或停止。通过将发动机同步器断开，变速器214可在电气制动时执行在CL1和CL2之间的离合器间制动变换，此时M/G继续向输出构件252提供负扭矩。
通过接合具有同步器S1或S2的爪式同步器以及在中间轴220或222上具有同步器的一个爪式离合器中的任一个，马达/发电机M/G可用于以冷启动或启动/停止的方式来启动发动机E，然后马达/发电机M/G通过该接合的S1或S2可操作地连接到该在中间轴220或222上。当以这种方式启动发动机E时，输出构件252未连接到中间构件220或222，因为离合器CL1和CL2均未接合。附加地，如果马达/发电机M/G具有足够的动力来推进车辆，可接合离合器S1或S2中的一个以及CL1或CL2中的相应一个，使得马达/发电机M/G可驱动输出构件252，且另一离合器S1或S2可打滑，并且与该离合器同心的中间构件220或222上同步器中的一个被接合以启动发动机E。
通过接合S1或S2中的一个（取决于中间构件220和222中的哪个在运送扭矩），马达/发电机M/G可被控制以作为发电机操作，以藉此将一些扭矩传递至马达/发电机M/G，该马达/发电机M/G将扭矩转化为存储在蓄电池中的电能。虽然在图3中未示出，但是如关于图1A、2A和2C所描述的，蓄电池、逆变器和控制器被连接到马达/发电机M/G。
虽然已经详细描述了用于实施本发明的最佳模式，但是本发明所属领域技术人员将认识到落入所附权利要求书范围内的用于实施本发明的各种替代设计和实施例。

Claims (20)

1.一种可操作地连接到发动机的混合动力变速器，包括：
输入构件，所述输入构件可操作地连接到发动机；
至少一个中间构件；
输出构件；
多个可选择地接合的扭矩传递装置；
第一和第二齿轮传动配置；
其中，通过接合第一组扭矩传递装置中的不同扭矩传递装置，输入构件通过第一齿轮传动配置可选择地操作性连接到所述至少一个中间构件，以在输入构件与所述至少一个中间构件之间建立不同的扭矩比；和
单个马达/发电机，通过选择性接合第二组扭矩传递装置的两个相应扭矩传递装置，所述马达/发电机通过第二齿轮传动配置以两种可替代的方式可操作地连接到所述至少一个中间构件并且可选择地操作性连接到输出构件，以在所述至少一个中间构件与输出构件之间建立两个不同的扭矩比。
2.根据权利要求1所述的混合动力变速器，其中，输入构件、至少一个中间构件和输出构件是相互平行的轴。
3.根据权利要求1所述的混合动力变速器，其中，所述多个扭矩传递装置被选择性地接合，以建立第一齿轮传动配置的数值逐渐减小的至少一些不同扭矩比，同时建立第二齿轮传动配置的两个不同扭矩比中较高者；以及随后重复第一齿轮传动配置的至少一些不同扭矩比，同时建立第二齿轮传动配置的两个不同扭矩比中的较低者。
4.根据权利要求1所述的混合动力变速器，其中，扭矩传递装置的选定扭矩传递装置被接合以将输入构件连接到所述至少一个中间构件同时输出构件未连接到所述至少一个中间构件，使得马达/发电机在从输出构件断开时可操作以启动发动机。
5.根据权利要求4所述的混合动力变速器，其中，扭矩传递装置的选定扭矩传递装置被接合以将发动机与输出构件连接以及将马达/发电机与输出构件连接；且其中，当发动机向输出构件提供扭矩时，马达/发电机作为发电机操作。
6.根据权利要求4所述的混合动力变速器，其中，所述至少一个中间构件包括相对于输入构件设置为中间轴的第一中间构件和第二中间构件；且其中，扭矩传递装置包括第一和第二离合器，所述第一和第二离合器可选择地接合，以将马达/发电机分别与第一和第二中间构件连接用于一起旋转。
7.根据权利要求1所述的混合动力变速器，其中，第一齿轮传动配置包括限定多个齿轮平面的相互啮合齿轮，其中每个齿轮平面由可与输入构件和中间构件中的一个旋转的相应第一齿轮以及可围绕输入构件和中间构件中的另一个旋转的相应第二齿轮来限定；以及
其中，扭矩传递装置包括具有同步器的爪式离合器，所述爪式离合器每个均可操作以将第二齿轮的相应一个选择地接合输入构件和中间构件中的另一个，以在输入构件与中间构件之间传递扭矩。
8.一种混合动力变速器，包括：
输入构件；
中间构件；
第一齿轮传动配置，所述第一齿轮传动配置可操作地连接到输入构件与中间构件之间并且配置成在输入构件与中间构件之间提供不同的扭矩比；
输出构件；
第二齿轮传动配置，所述第二齿轮传动配置可操作地连接到中间构件与输出构件之间并且配置成在中间构件与输出构件之间提供至少两个不同的扭矩比；
多个可选择地接合的扭矩传递装置，所述扭矩传递装置可以不同的组合接合以在输入构件与中间构件之间建立扭矩比并且在中间构件与输出构件之间建立扭矩比；
电动马达/发电机，所述电动马达/发电机可操作地连接到中间构件并且可操作向中间构件提供驱动扭矩；和
其中，变速器配置成使得：当在输入构件处的驱动扭矩未被传递到中间构件时在输入构件与中间构件之间的不同扭矩比中两个扭矩比之间的至少一个过渡期间，马达/发电机向中间构件提供连续驱动扭矩。
9.根据权利要求8所述的混合动力变速器，其中，所述多个扭矩传递装置被选择性地接合，以建立第一齿轮传动配置的数值逐渐减小的至少一些不同扭矩比，同时建立第二齿轮传动配置的两个不同扭矩比中较高者；以及随后重复第一齿轮传动配置的至少一些不同扭矩比，同时建立第二齿轮传动配置的两个不同扭矩比中较低者。
10.根据权利要求8所述的混合动力变速器，其中，混合动力变速器结合连接到输入构件的发动机；其中扭矩传递装置的选定扭矩传递装置被接合以将输入构件通过第一齿轮传动配置连接到中间构件同时输出构件未通过第二齿轮传动配置连接到所述中间构件，使得马达/发电机在从输出构件断开时可操作以启动发动机。
11.根据权利要求8所述的混合动力变速器，其中，第一齿轮传动配置包括限定多个齿轮平面的相互啮合齿轮，每个齿轮平面由可与输入构件和中间构件中的一个旋转的相应第一齿轮以及可围绕输入构件和中间构件中的另一个旋转的相应第二齿轮来限定；以及
其中，第一齿轮传动配置的扭矩传递装置是具有同步器的爪式离合器，所述爪式离合器每个均可操作以将第二齿轮的相应一个选择地接合输入构件和中间构件中的另一个，以在输入构件与中间构件之间传递扭矩。
12.根据权利要求11所述的混合动力变速器，其中，第二齿轮传动配置包括限定两个其它齿轮平面的其它相互啮合齿轮，所述两个其它齿轮平面中的每个由可围绕中间构件和输出构件中的一个旋转的相应一个齿轮以及可围绕中间构件和输出构件中的另一个旋转的相应另一齿轮来限定；以及
其中，第二齿轮传动配置的扭矩传递装置是具有同步器的爪式离合器，所述爪式离合器每个均可操作以将可围绕中间构件和输出构件中的一个旋转的相应齿轮选择地接合中间构件和输出构件中的该一个，以在中间构件和输出构件之间传递扭矩。
13.根据权利要求12所述的混合动力变速器，其中，在除了接合第二齿轮传动配置的扭矩传递装置之间的变换期间以外的第一齿轮传动配置的扭矩传递装置在扭矩比之间的过渡的所有变换期间，马达/发电机经由第二齿轮传动配置向输出构件提供动力。
14.根据权利要求11所述的混合动力变速器，其中，第二齿轮传动配置包括限定两个其它齿轮平面的其它相互啮合齿轮，所述两个其它齿轮平面的每个由可围绕中间构件和输出构件中的一个旋转的一个相应齿轮以及可围绕中间构件和输出构件中的另一个旋转的另一相应齿轮来限定；以及
其中，第二齿轮传动配置的扭矩传递装置是盘式离合器，所述盘式离合器每个均可操作以将可围绕中间构件和输出构件中的一个旋转的相应齿轮选择地接合中间构件和输出构件中的该一个，以在中间构件和输出构件之间传递扭矩。
15.根据权利要求14所述的混合动力变速器，其中，在包括接合第二齿轮传动配置的扭矩传递装置之间的变换期间的扭矩传递装置在扭矩比之间的过渡的所有变换期间，马达/发电机经由第二齿轮传动配置向输出构件提供动力；其中，第二齿轮传动配置的扭矩传递装置打滑以实现变换。
16.根据权利要求15所述的混合动力变速器，其中，第二齿轮传动配置可操作以在中间构件与输出构件之间提供两个不同扭矩比；且其中，第二齿轮传动配置的两个不同扭矩比的比值是大约2.0。
17.根据权利要求11所述的混合动力变速器，其中，第二齿轮传动配置是具有太阳轮构件、行星架构件和齿圈构件的行星齿轮组；且其中，第二齿轮传动配置的扭矩传递装置包括第一盘式离合器，所述第一盘式离合器可选择地接合，以将行星齿轮组的一个构件固接到固定构件；以及第二盘式离合器，所述第二盘式离合器可选择地接合，以将行星齿轮组的其它两个构件连接用于一起旋转。
18.一种混合动力变速器，包括：
输入构件；
至少一个中间构件；
第一齿轮传动配置，所述第一齿轮传动配置可操作地连接到输入构件与至少一个中间构件之间并且配置成在输入构件与至少一个中间构件之间提供不同的扭矩比；
输出构件；
第二齿轮传动配置，所述第二齿轮传动配置可操作地连接到至少一个中间构件与输出构件之间并且配置成在至少一个中间构件与输出构件之间提供至少两个不同的扭矩比；
多个可选择地接合的扭矩传递装置，所述扭矩传递装置可以不同的组合接合，一些扭矩传递装置在接合时在输入构件与至少一个中间构件之间建立扭矩比、其它扭矩传递装置在接合时在至少一个中间构件与输出构件之间建立扭矩比；
电动马达/发电机，所述电动马达/发电机可操作地连接到至少一个中间构件以将驱动扭矩提供给所述至少一个中间构件，并藉此在至少一个中间构件和输出构件之间建立一个扭矩比时以两个不同扭矩比中的任一个向输出构件提供驱动扭矩；以及
其中，变速器配置成使得：在输入构件与中间构件之间的不同扭矩比中两个扭矩比之间的至少一个过渡期间，电动马达/发电机向至少一个中间构件提供连续驱动扭矩。
19.根据权利要求18所述的混合动力变速器，其中，至少一个中间构件包括第一和第二中间轴；其中，电动马达/发电机通过相应的扭矩传递装置替代性地可选择地接合到第一中间轴和第二中间轴，而输入构件处的扭矩经由第一齿轮传动配置被提供给第一和第二中间轴的另一个。
20.根据权利要求19所述的混合动力变速器，其中，混合动力变速器结合连接到输入构件的发动机；其中扭矩传递装置的选定扭矩传递装置被接合以将输入构件通过第一齿轮传动配置连接到至少一个中间构件同时输出构件未通过第二齿轮传动配置连接到所述至少一个中间构件，使得电动马达/发电机在从输出构件断开时可操作以启动发动机。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8621959B2 (en) * 2010-01-21 2014-01-07 GM Global Technology Operations LLC Compact active material actuated transmissions for driving multiple output loads from a single primary actuator
DE102011110444A1 (de) * 2011-08-11 2013-02-14 Getrag Ford Transmissions Gmbh Hybrid-Antriebsstrang
FR2981611B1 (fr) * 2011-10-25 2014-02-28 Renault Sa Transmission hybride trois arbres pour vehicule automobile et procede de commande
DE102012204956A1 (de) * 2012-03-28 2013-10-02 Robert Bosch Gmbh Antriebsstrang mit Mehrfachkupplungsgetrieben für Hybridfahrzeuge
GB201209148D0 (en) * 2012-05-21 2012-07-04 Torotrak Dev Ltd Drive train for a vehicle
CN104379423A (zh) * 2012-06-15 2015-02-25 丰田自动车株式会社 混合动力车辆用驱动装置
ITBO20120363A1 (it) * 2012-07-03 2014-01-04 Ferrari Spa Trasmissione manuale automatica per una vettura ibrida provvista di un motore a combustione interna e di una macchina elettrica
US9481358B2 (en) * 2012-12-07 2016-11-01 Volvo Truck Corporation Method for engine starting in a hybrid vehicle
JP6095387B2 (ja) * 2013-01-31 2017-03-15 アイシン精機株式会社 ハイブリッド車両用駆動装置
DE102013211975B4 (de) * 2013-02-06 2024-03-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Drehmomentüberlagerungseinrichtung für Hybridantrieb sowie Verfahren zum Betreiben eines derartigen Hybridantriebs
KR101484216B1 (ko) * 2013-03-26 2015-01-21 현대자동차 주식회사 토크 벡터링을 구현하는 듀얼 클러치 타입의 전기식 사륜 구동장치 및 그 제어 방법
US20150184728A1 (en) * 2013-12-31 2015-07-02 Avl Powertrain Engineering, Inc. Automatic Transmission Having A Continuously Variable Transmission Assembly
EP3100891B1 (en) 2015-06-04 2017-11-08 FERRARI S.p.A. Automatic manual transmission for a hybrid car provided with an internal combustion engine and with an electrical machine
DE102015009488A1 (de) 2015-07-22 2017-01-26 Audi Ag Antriebseinrichtung sowie Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung
FR3051031B1 (fr) * 2016-05-09 2020-01-24 Renault S.A.S. Dispositif de synchronisation d'un pignon sur un arbre de boite de vitesses en mode regeneratif, procede et vehicule automobile correspondants
CN106122393A (zh) * 2016-07-29 2016-11-16 龚小娥 具有倍挡功能的离合装置及变速总成
US20190210449A1 (en) * 2016-08-08 2019-07-11 Schaeffler Engineering GmbH Drive train for a motor vehicle, and method for operating a drive train
CN108001186B (zh) * 2016-10-31 2020-07-10 比亚迪股份有限公司 动力传动系统以及具有其的车辆
US11192442B2 (en) 2016-11-22 2021-12-07 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Transmission arrangement and drive device for a hybrid vehicle
CN108343715A (zh) * 2018-01-05 2018-07-31 浙江中马传动股份有限公司 新型多挡变速器
EP3936737B1 (en) * 2020-07-06 2024-02-07 Ningbo Geely Automobile Research & Development Co., Ltd. A method for operating a vehicle drivetrain

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10241457A1 (de) * 2002-09-07 2004-03-18 Robert Bosch Gmbh Verteilergetriebe für Fahrzeuge sowie Verfahren zur Verteilung einer Antriebskraft auf zwei Fahrzeugachsen
CN1757555A (zh) * 2004-09-02 2006-04-12 Avl里斯脱有限公司 运转混合动力车辆的方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10021025A1 (de) * 2000-05-02 2001-11-15 Bosch Gmbh Robert Getriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge
JP4142862B2 (ja) * 2000-11-13 2008-09-03 本田技研工業株式会社 ハイブリッド車両における変速機の制御装置
US7645205B2 (en) * 2007-02-15 2010-01-12 Gm Global Technology Operations, Inc. Electrically-variable transmission with two differential gear sets

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10241457A1 (de) * 2002-09-07 2004-03-18 Robert Bosch Gmbh Verteilergetriebe für Fahrzeuge sowie Verfahren zur Verteilung einer Antriebskraft auf zwei Fahrzeugachsen
CN1757555A (zh) * 2004-09-02 2006-04-12 Avl里斯脱有限公司 运转混合动力车辆的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2002-209305A 2002.07.26

Also Published As

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US8241173B2 (en) 2012-08-14
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