CN103802651A - 用于混合动力传动系的发动机缓冲旁路 - Google Patents

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Abstract

一种动力传动系，包括具有曲轴的发动机、具有输入构件的变速器和缓冲器，所述缓冲器操作性地互连输入构件和曲轴，以将扭矩从曲轴传递到输入构件。电动机/发电机操作性地连接到变速器输入构件，以选择性地向其传递扭矩。该缓冲器旁路系统操作性地连接到曲轴和输入构件。缓冲器旁路系统配置不从曲轴传递扭矩到输入构件，但是响应于超过曲轴扭矩的输入构件扭矩而从输入构件传递扭矩到曲轴。

Description

用于混合动力传动系的发动机缓冲旁路
技术领域
本发明涉及具有发动机缓冲器的混合动力传动系。
背景技术
混合动力传动系通常包括发动机和一个或多个电动机/发电机，它们协作以有效地供应功率以推进车辆。具有混合动力传动系的一些车辆能关闭发动机且在一些运行模式下依赖于单独从电动机/发电机中的至少一个供应的扭矩以改善燃料经济性。在运行条件要求正发动机扭矩时，在称为“自动起动”的模式下，发动机使用从电动机/发电机中的一个而来的扭矩重新启动。在一些混合动力传动系中，电动机/发电机是变速器的一部分，且且用于重新起动发动机的从电动机/发电机而来的扭矩被经由变速器的输入轴传递到发动机曲轴。
缓冲器通常与在发动机和变速器输入轴之间的连接中，以在传递发动机扭矩的同时减少振动和过滤高频率发动机扭矩震荡。在扭矩从发动机传递到变速器时需要缓冲器，但是在自动起动期间在扭矩从变速器或电动机/发电机传递到发动机时不需要缓冲器。
一些混合动力传动系利用缓冲器旁路离合器(damper bypass clutch：DBC)，其在发动机自动起动期间接合以便使得缓冲器旁路。在接合时，DBC提供输入轴和曲轴之间分开的无缓冲的连接。在正常运行期间DBC被释放，回复缓冲功能。DBC通常被液压地促动，且且通过动力传动系控制器控制。动力传动系控制器在预期到自动起动事件时接合DBC。
发明内容
一种动力传动系，包括具有曲轴的发动机、具有输入构件的变速器和缓冲器，所述缓冲器操作性地互连输入构件和曲轴，以将扭矩从曲轴传递到输入构件，同时使得变速器与发动机的扭矩震荡隔离。电动机/发电机操作性地连接到变速器输入构件，以选择性地向其传递扭矩。
缓冲器旁路系统操作性地连接到曲轴和输入构件。缓冲器旁路系统配置为不从曲轴传递扭矩到输入构件，从而来自发动机的所有扭矩经过缓冲器，以将变速器和电动机/发电机与发动机的扭矩震荡隔离。缓冲器旁路系统配置为响应于超过曲轴扭矩的输入构件扭矩而从输入构件传递扭矩到曲轴，由此在自动起动期间提供从电动机/发电机到发动机的直接(即无缓冲)扭矩传递。
缓冲器旁路系统改善了现有技术，因为通过缓冲器旁路进行的扭矩传递自动地响应于超过预定阈值量的输入构件扭矩而发生，代替需要在预期自动起动时接合缓冲器旁路离合器的主动步骤。还有，本文提供的缓冲器旁路系统不要求使用高压液压器件，与现有技术的缓冲器旁路离合器不同，且因此相比于现有技术，本文提供的缓冲器旁路系统减少复杂性且改善效率。
在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。
附图说明
图1是具有发动机和变速器的动力传动系的示意性侧视图;
图2是将图1的变速器和发动机互相连接的缓冲器和缓冲器旁路系统的示意性横截面侧视图;和
图3是作为图2的缓冲器旁路系统一部分的单向离合器的示意性正视图。
具体实施方式
参见图1，混合动力传动系10被示意性地显示。动力传动系10包括发动机12和变速器14。发动机12包括输出构件，其在所示对的实施例中是曲轴16。在所示实施例中变速器14是电可变变速器，且包括输入构件18、输出构件20和传动装置（未示出)，所述传动装置操作性地将输入构件18和输出构件20互连。动力传动系10包括将发动机12的曲轴16连接到变速器14的输入构件18的连接设备22，从而扭矩可在它们之间可传递。电可变变速器14包括第一电动机/发电机24和第二电动机/发电机26。
输入构件18和输出构件20之间的速度比与电动机/发电机24、26中之一或两者的速度成比例，且因此通过改变电动机/发电机24、26中之一或两者的速度，速度比连续可变。每一个电动机/发电机24、26操作性地连接到电能量存储装置，例如电池（未示出)，以在运行为电动机时从其接收电能，或在运行为发电机时向其传递电能。
变速器14形成在作为混合-电动力传动系的动力传动系10中，因为电动机/发电机24、26可运行为使用从电池而来的电能对到变速器输出构件20的发动机12的功率和扭矩输出进行补充，且电动机/发电机24、26可将从发动机12而来的机械能转换为电能，所述电能随后被存储为电池中的化学能，用于以后被电动机/发电机24、26使用，如本领域技术人员理解的。虽然所示实施例中混合动力传动系10包括电可变变速器14，但是在本发明的范围内可以采用其他混合动力传动系构造。
变速器14可以运行在电动车(EV)模式，其中到输出构件20的所有功率和扭矩通过以电池提供功率的电动机/发电机24、26中之一或两者提供。在EV模式，发动机12关闭或停用，以节省燃料。在EV模式结束且发动机12必须重新启动时，电动机/发电机24、26中的一个可以连接到输入构件18，例如经由离合器的接合（未示出)的接合，以经由连接设备22将扭矩传递到曲轴16。由此，电动机/发电机24的转子28操作性地连接到输入构件18，例如经由选择性地可接合的离合器和/或一个或多个行星齿轮组，以向其选择性地传递扭矩。
参见图2，其中相同的附图标记指示与图1相同的部件，连接设备22被示意性地示出。连接设备22包括缓冲器32和缓冲器旁路系统34。缓冲器32操作性地互连曲轴16和变速器输入构件18。更具体地，在所示实施例中，可挠板36经由带螺纹紧固件38安装到曲轴16。而可挠板36经由带螺纹紧固件46安装到第一旋转构件42。第二旋转构件48经由双向作用单向离合器（bidirectional one-way clutch）52的外座圈50刚性安装到变速器14的输入构件18。缓冲器32在两个旋转构件42、48之间且包括将两个旋转构件42、48互相连接的多个弹簧54。
因而，在曲轴16绕轴线A旋转时，从曲轴16而来的扭矩经由可挠板36、构件42、弹簧54、构件48和外座圈50传递到变速器输入构件18。从曲轴16到输入构件18的扭矩由此通过缓冲器32的弹簧54传递。
缓冲器32由此将变速器14与来自发动机曲轴16的振动和扭矩震荡隔离开。然而，在自动起动事件期间在扭矩从电动机/发电机24经由输入构件18传递到发动机曲轴16时，缓冲器32不需要。在电动机扭矩用于使得发动机12重新起动时，缓冲器旁路系统34提供输入构件18和曲轴16之间无缓冲的连接(即扭矩传递路径)用于在自动起动期间使用。
缓冲器旁路系统34不将扭矩从曲轴16传递到输入构件18，由此确保从发动机到变速器的所有扭矩通过缓冲器32传递。缓冲器旁路系统34配置为，响应于超过曲轴扭矩的输入构件扭矩，将输入构件18相对于曲轴16自动地锁定，用于整体旋转，由此在自动起动发生时提供无缓冲的扭矩路径。
更具体地，缓冲器旁路系统34包括双向作用单向离合器52。单向离合器52的外座圈50安装到输入构件18，用于与之整体旋转。外座圈50具有圆柱形内表面56，其限定了圆柱形空腔58。离合器52包括内座圈62，所述具有大致圆柱形外表面66。内座圈62通过轴承70而被支撑在空腔58中，从而内座圈62相对于外座圈50可选择性地旋转。第一多个楔块74A和第二多个楔块74B设置在座圈62的外表面66和座圈50的内表面56之间。
单向离合器52还包括多个释放凸片78，它们操作地连接到曲轴16，用于绕轴线A与之旋转。更具体地，在所示实施例中，凸片78连接到轴82，轴又连接到构件42。因为构件42连接到曲轴16以经由可挠板36绕轴线A与之旋转，轴82和凸片78也连接到曲轴16，用于绕轴线A与之旋转。
参见图3，其中相同的附图标记表示与图1和3中相同的部件，第一多个楔块74A配置为使得，外座圈50绕轴线A沿第一方向的旋转造成第一多个楔块74A卡在或楔在内座圈62和外座圈50之间，由此将扭矩从外座圈50传递到内座圈62。即楔块74A可相对于座圈50、62枢转。内座圈62在外表面66中限定多个空腔90，且每一个楔块74A部分地且可枢转设置在相应的一个空腔90中。每一个楔块74A包括邻近外座圈50的内表面56的表面94，其成形为在外座圈50沿第一方向旋转时楔靠内表面56，且因此楔块74A沿第一方向将扭矩传递到内座圈62和释放凸片78。因为释放凸片78安装到曲轴16，来自外座圈50(和与之附接的输入构件18)的扭矩传递到曲轴16。
类似地，第二多个楔块74B配置为使得，外座圈50绕轴线A沿第二方向的旋转使得第二多个楔块74B卡在或楔在内座圈62和外座圈50之间，由此将扭矩从外座圈50传递到内座圈62。即楔块74B可相对于座圈50、62枢转。内座圈62在外表面66中限定多个空腔90，且每一个楔块74B部分地且可枢转设置在相应的一个空腔90中。每一个楔块74B包括邻近外座圈50的内表面56的表面98，其成形为在外座圈50沿第二方向旋转时楔靠内表面56，且因此楔块74B沿第二方向将扭矩传递到内座圈62和释放凸片78。因为释放凸片78安装到曲轴16，来自外座圈50(和与之附接的输入构件18)的扭矩传递到曲轴16。
释放凸片78配置为在释放凸片78上的扭矩超过外座圈50上的扭矩时防止楔块74A、74B楔在内座圈62和外座圈50之间。换句话说，在发动机扭矩大于输入构件扭矩时楔块74A、74B通过凸片78沿任一方向释放，且因此来自发动机的扭矩不通过单向离合器52传递到输入构件18。
尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。

Claims (10)

1.一种动力传动系，包括:
发动机，具有曲轴;
变速器，具有输入构件;
电动机/发电机，操作性地连接到变速器输入构件且配置为选择性地向其传递扭矩。
缓冲器，操作性地互连输入构件和曲轴;
缓冲器旁路系统，操作性地连接到曲轴和输入构件;
其中缓冲器旁路系统配置为不从曲轴传递扭矩到输入构件;和
其中缓冲器旁路系统配置为响应于超过曲轴扭矩的输入构件扭矩而从输入构件传递扭矩到曲轴。
2.如权利要求1所述的动力传动系，其中缓冲器旁路系统包括单向离合器，所述单向离合器操作性地互连曲轴和输入构件。
3.如权利要求2所述的动力传动系，其中单向离合器包括相对于曲轴和输入构件中的一个安装的用于与之旋转的外座圈、内座圈和在内座圈和外座圈之间的多个楔块。
4.如权利要求3所述的动力传动系，其中楔块配置为使得外座圈的旋转使楔块楔在内座圈和外座圈之间，以由此将扭矩从外座圈传递到内座圈。
5.如权利要求4所述的动力传动系，进一步包括多个释放凸片，操作性地连接到输入构件和曲轴中的一个，用于与之旋转;
其中每一个释放凸片在两个楔块之间延伸。
6.如权利要求5所述的动力传动系，其中释放凸片配置为在释放凸片上的扭矩超过外座圈上的扭矩时防止楔块楔在内座圈和外座圈之间。
7.如权利要求2所述的动力传动系，其中电动机/发电机是变速器的一部分。
8.一种动力传动系，包括:
发动机，具有曲轴;
变速器，具有输入构件;
电动机/发电机，操作性地连接到输入构件且配置为选择性地向其传递扭矩;
缓冲器，操作性地互连输入构件和曲轴;
双向作用单向离合器，操作性地连接到曲轴和输入构件;
其中双向作用单向离合器配置为不从曲轴传递扭矩到输入构件;和
其中双向作用单向离合器配置为响应于超过曲轴扭矩的输入构件扭矩而将扭矩从输入构件传递到曲轴。
9.如权利要求8所述的动力传动系，其中双向作用单向离合器包括相对于曲轴和输入构件中的一个安装以用于与之旋转的外座圈、内座圈、在内座圈和外座圈之间的第一多个楔块和在内座圈和外座圈之间的第二多个楔块。
10.如权利要求9所述的动力传动系，其中第一多个楔块配置为使得外座圈沿第一方向的旋转导致第一多个楔块被楔在内座圈和外座圈之间，以由此将扭矩从外座圈传递到内座圈;和
其中第二多个楔块配置为使得外座圈沿与第一方向相反的第二方向的旋转导致第二多个楔块被楔在内座圈和外座圈之间，以由此将扭矩从外座圈传递到内座圈。
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