CN1702357A - 用于电动变速传动的扭矩减震器组件的液压回路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电动变速传动的扭力减震器。该扭力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。在较高速度期间，设置在扭力减震器中的油上的离心载荷增加，从而导致锁定离合器不适合地接合。本发明液压地平衡驱动该锁定离合器以便合适地调节锁定离合器接合的液压致动器(或者活塞)。

Description

用于电动变速传动的扭矩减震器组件的液压回路

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，具有带液压平衡锁定离合器组件的扭矩减震器组件。

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合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，因为该扭矩减震器组件固定到该发动机曲轴上，所以扭矩减震器以高环速(annular speed)旋转。在液压流体用于控制扭矩减震器时，该流体受到这些环速导致的离心载荷。

发明内容

本发明提供一种液压平衡该致动器(或者活塞)的装置，其中该致动器驱动用于电动变速传动装置(或者EVT)的扭矩减震器组件的锁定离合器。本发明包括两个分开的液压回路，用于在必须平衡该活塞时，将液压流体传递到活塞的对置侧面上。用于这个平衡的需要取决于设置在由减震器组件的环速导致的液压流体上的离心载荷。

在一个本发明的实施例中，每个回路平行于两个泵(一个被马达驱动和另一个被发动机驱动)以便帮助提供液压流体给扭矩减震器组件的目标区域。

更具体地说，本发明提供了一种电动变速传动装置，该变速传动装置具有至少一个电马达和可旋转的扭矩减震器组件。该扭矩减震器组件包括能够操作来消除或者减少压力脉冲和扭矩的扭矩弹簧。还设置了离合器组件，该组件具有用于选择性锁定该扭矩弹簧的液压操作活塞；然而，在扭矩弹簧被锁定时至少一个电马达抵消了压力脉冲。另外还包括能够用于所述活塞相对侧面上的液压流体，从而充分地液压平衡该活塞以便防止该离合器组件响应于由减震器的旋转运动导致的离心力而至少部分地锁定该扭矩弹簧。

另外还提供了一种在启动，停止和驱动模式时操作电动变速传动装置的可旋转液压致动减震器的方法。该方法包括：在启动和停止模式期间通过液压流体液压锁定该扭矩减震器；和液压抗衡扭矩减震器的锁定活塞以便防止在驱动模式期间液压锁定该扭矩减震器。

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是沿具有两个简示的液压回路的电动变速传动装置的前部的中心线的一侧而剖去的该扭矩减震器组件的分解剖视图；

图3是曲线图，示出根据减震器组件速度(线A)和平衡活塞所需的减震器容器体积(线B)的活塞加载压力；

图4a是图2的隔离该传动装置的穿孔止推垫圈的剖面图；和

图4b是图2的隔离该传动装置的穿孔的止推垫圈的前视图。

具体实施方式

参照附图，图1和图2，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。基本上，本发明用于具有至少一个电马达(A或者B)和可旋转扭矩减震器组件26的电动变速传动装置10，如图2所示。该扭矩减震器组件26包括可操作来消除或者减少压力脉冲和扭矩的扭矩弹簧32。还设置离合器组件(或者锁定离合器33)，该离合器组件具有液压操作活塞50，用于选择性地锁定该扭矩弹簧32；从而允许一个或者两个电马达(A或者B)抵消发动机压力脉冲。还包括液压流体，该液压流体可应用于活塞腔58和减震器容器34，它们在该活塞50的对置侧面上，从而充分地液压平衡该活塞50，以便防止锁定离合器33因为来自扭矩减震器26的旋转的离心力而导致的锁定该扭矩弹簧32。

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。

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(例如高于600rpm)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)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的臂61上的卡环48。该锁定离合器33靠近液压活塞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。该载荷被作用在垫板46和卡环48处并且被减震器法兰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允许油从油路57通过。该油延伸通过在输入轴18中的横向钻出的开口55，通过开口53，进入到在活塞50前侧的通道56中。该活塞50被限制与锁定离合器33的配合并且被回复弹簧54保持在脱开位置。因为油被供应通过减震器轮毂40的通道56，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通过开口51，进入到安装到输入轴18中的管35的内直径中，通过带槽的止推垫圈41(或者垫片)，进入到腔或者空间43，并且到容器34内部的油。因此在容器34中容纳的油在活塞50右侧，如图2所示，以便抗衡供应到在活塞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下配合和脱开。该第一回路57将液压流体输送到活塞空腔58中。该第二回路59在低压下被调节并且最后将油送到在活塞50的另一个侧面上的容器34中。通过进行冲程并且配合锁定离合器33，在扭矩减震器组件26内部的该活塞50响应于通过第一回路57供应的油导致的充足的高压，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)。

该传动装置10能够在发动机24完全切断的电动模式下运转。当发动机停止时，从发动机获得动力的主泵62不工作。因为减震器容器34没有密封，使内部油从减震器容器34泄漏到大约半满，此时该主泵62和辅助泵27不工作。随着发动机的再启动，被输入轴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，在减震器轮毂40中剩余的油被强迫到活塞空腔58(即该活塞空腔的外周)中。因为在减震器法兰38中的油集中在活塞空腔58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(或者液压流体)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。为了使活塞50进行冲程，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上获得完全能力的60psi。图3的线A示出了在活塞空腔58中根据扭矩减震器组件26的速度增加的油的压力差。X轴表示扭矩减震器组件26的速度，y轴表示在活塞50上的加载压力。因为扭矩减震器组件速度接近4000rpm，因此在活塞空腔58中的液压流体导致的加载压力大致为60psi，从而足够在离合器33上进行全扭矩能力设计。该锁定离合器33的不合适的接合以及该扭矩减震器组件26的有效锁定能够导致在传动装置部件上的附加磨损，导致过早失效或者降低的使用周期。但是，如图3中的线A和B的相交部分所示，当使用所设置的泵(27和62)填充该减震器容器34时，该活塞50能够在到达加载压力60psi之前被液压平衡。尽管泵能够提供油到减震器容器34中，但是当传动装置在电动模式下工作(或者发动机停止)时，辅助泵27负责输送油到容器34中或者活塞50的另一侧面。

本发明的一个技术优势在于，如图2所示该液压回路57和59和泵27和62构造成平衡液压活塞59以便为发动机的运转做好准备。为了平衡该活塞50，至少0.36升的油必须如图3的线B所示那样在减震器容器34内。当辅助泵27工作时，它将油从油底壳抽出并且平行于控制模块64和优先的调节器70(图2示出)输送油。该优先的调节器70调节压力，在该压力下辅助泵27工作(在优选实施例中该压力为60psi)并且将多余的油引导到热交换器68中，该热交换器使油通过润滑油调节器72返回到传动装置10，并且进入到液压回路59中。该控制模块64在某些预定条件下(或者在优选实施例中在启动和/或者停止工作模式下)，将提供油到液压回路57中以便在活塞空腔58中压缩油到110psi。当发动机启动并且旋转时，主泵62从油底壳抽出油并且将油平行于该控制模块64和主调节阀66输送。从该主调节阀66开始，油通过优先的调节器70，流入到热交换器68进入到润滑油调节器72并且进入到液压回路59。

在优选实施例中，该润滑油调节器72确保了在减震器容器34中的油的压力不超过30psi。该控制模块64在液压回路57中保持油压为2psi。因此，活塞50不能进行冲程以通过在活塞空腔58中的处于2psi的油，在减震器容器34中处于30psi的油和使用反向载荷的回复弹簧54使用离合器33。该活塞50因此被液压平衡或者防止接合锁定离合器33。但是当期望时(或者在启动和/或者停止操作模式)，该辅助泵27能够通过提供高压油到活塞腔58中实施该离合器33，从而克服在减震器容器34中的30psi和回复弹簧54的反向力。

所述两个回路(57和59)通过一组安装在该传动装置的输入轴18上的旋转密封环74和钢管35被隔离。带槽止推垫圈41，如图4a和4b所示，使得油易于从管子35的内直径到该减震器容器34中。该止推垫圈41具有在外缘上的槽76从而使油易于通过垫圈41并且进入到减震器容器34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 (18)

1.一种具有至少一个电马达和可旋转扭矩减震器组件的电动变速传动装置，该扭矩减震器组件包括：

能够操作来消除或者减少压力脉冲和扭矩的扭矩弹簧；

用于选择性锁定所述扭矩弹簧的具有可液压操作的活塞的离合器组件；

至少一个能够操作来抵消在锁定该扭矩弹簧时的压力脉冲；和

能够应用到所述活塞的对置侧面上的液压流体，从而充足地液压平衡所述活塞，以便防止离合器组件至少部分地响应于所述减震器的旋转速度而锁定所述扭矩弹簧，从而能够使所述扭矩弹簧消除该扭矩。

2.根据权利要求1所述的传动装置，还包括：

能够操作来泵送所述液压流体到所述活塞对置侧面上的辅助泵；其中所述辅助泵被电马达驱动。

3.根据权利要求1所述的传动装置，还包括：

能够操作来泵送所述液压流体到所述活塞一个侧面上的主泵。

4.根据权利要求1所述的传动装置，其中，所述扭矩弹簧和所述离合器组件被传动装置侧面盖和发动机侧面盖所封闭；所述传动装置侧面盖和所述发动机侧面盖限定了所述活塞的一个侧面，该侧面构造成容纳所述液压流体。

5.根据权利要求1所述的传动装置，还包括：

构造成容纳所述液压流体的输入轴；和

安装到所述输入轴的一个端部上的止推垫圈；所述止推垫圈具有能够使所述止推垫圈容易引导所述液压流体从所述输入轴到所述活塞的一个侧面上的槽。

6.根据权利要求5所述的传动装置，还包括：

安装在所述输入轴的所述内直径中的管子；所述管子可操作来使在所述输入轴中的所述液压流体分离。

7.根据权利要求1所述的传动装置，还包括：

减震器法兰和减震器轮毂，所述离合器组件和所述活塞固定到它们上，所述离合器法兰和离合器轮毂至少部分地限定能够操作来在所述活塞的另一个侧面上容纳所述液压流体的通道。

8.一种动力系，具有产生压力脉冲和扭矩的发动机；和具有至少一个电马达的电动变速传动装置，该电马达具有液压致动扭矩减震器组件，包括：

固定到发动机上的发动机侧面盖；

固定到所述发动机侧面盖和减震器轮毂的减震器法兰；

其中所述减震器轮毂固定到在所述电动变速传动装置中的输入轴；所述减震器法兰具有减震器弹簧，使得该扭矩减震器组件能够吸收这样的发动机扭矩和压力脉冲；

固定到该发动机侧面盖上并且构造至少封闭所述减震器法兰的传动装置侧面盖；

所述传动装置侧面盖和所述发动机侧面盖还限定了封闭所述减震器法兰和所述减震器弹簧的容器；

所述减震器法兰和所述传动装置侧面盖选择地封闭用于锁定所述减震器弹簧的可供动力的离合器盘；和

在电动变速传动装置中的至少一个电马达，用于选择地消除发动机压力脉冲。

9.根据权利要求8所述的车辆，还包括：

可操作来影响所述离合器盘的选择接合从而所述减震器弹簧被锁定的活塞；

液压回路，包括：

由发动机驱动并且可操作来泵送液压流体到所述活塞的对置侧面上的主泵；和

由电马达驱动并且可操作来泵送所述液压流体到所述活塞的对置侧面上的辅助泵。

10.根据权利要求9所述的车辆，其中，所述减震器法兰至少部分限定与所述活塞的一个侧面邻接的并且构造成容纳所述液压流体的活塞空腔；和

所述减震器法兰部分地限定了可操作来引导所述液压流体到所述活塞空腔中的通道。

11.根据权利要求10所述的车辆，还包括：

限定径向延伸的开口的输入轴，该开口可操作来引导所述液压流体从所述输入轴的内直径到所述输入轴的外直径；并且进入到所述减震器法兰的所述通道中。

12.根据权利要求11所述的车辆，还包括：

安装到所述输入轴的一个端部上的止推垫圈；所述止推垫圈具有能够使所述止推垫圈易于引导所述液压流体从所述输入轴到所述活塞的另一个侧面的槽。

13.根据权利要求12所述的传动装置，还包括：

安装在所述输入轴的内直径中的管子；所述管子可操作来使容纳在所述输入轴中的液压流体分离。

14.根据权利要求13所述的车辆，其中，所述主泵构造成泵送所述液压流体到控制模块和主调节器中；

所述控制模块构造成引导液压流体到所述活塞的一个侧面上；

所述主调节器构造成引导液压流体到优先的调节器中；

所述优先的调节器引导所述液压流体到热交换器，所述热交换器可操作来引导所述液压流体到润滑油调节器；和

所述润滑油调节器可操作来引导所述液压流体到所述活塞的另一个侧面上。

15.根据权利要求14所述的车辆，其中，所述润滑油调节器构造成引导所述液压流体到所述管子中，通过所述止推垫圈并且到达所述活塞的另一个侧面；和

所述控制模块构造成在所述输入轴和所述管子之间引导所述液压流体，通过所述径向延伸的开口，到达所述通道上，并且到达所述活塞的一个侧面上。

16.一种在启动时操作电动变速传动装置的可旋转液压致动扭矩减震器的方法，包括：

在启动和停止模式期间响应于液压流体来液压锁定所述扭矩减震器；和

液压抗衡所述液压流体，从而防止在驱动模式期间液压锁定所述扭矩减震器。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括：

从马达驱动的辅助泵泵送所述液压流体以便液压锁定所述扭矩减震器。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括：

从该主泵和/或者辅助泵泵送所述液压流体，从而液压抗衡所述扭矩减震器。

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