用于混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛的車(chē)橋總成的制作方法
【專(zhuān)利摘要】公開(kāi)了一種用于混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛的車(chē)橋總成?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)車(chē)輛車(chē)橋包括與單個(gè)錐形齒圈嚙合的兩個(gè)單獨(dú)的小齒輪。一個(gè)小齒輪從內(nèi)燃動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞動(dòng)力，而另一個(gè)小齒輪從電動(dòng)馬達(dá)傳遞動(dòng)力。通過(guò)電動(dòng)馬達(dá)和第二小齒輪之間的雙速齒輪箱調(diào)節(jié)來(lái)自電動(dòng)馬達(dá)的動(dòng)力。齒輪箱可利用諸如Ravigneaux齒輪組的副軸齒輪傳動(dòng)裝置或行星齒輪傳動(dòng)裝置。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛的車(chē)橋總成
[0001 ]本申請(qǐng)要求于2015年3月9日提交的第62/130,322號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的權(quán)益，上述申請(qǐng)公開(kāi)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用被包含于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本公開(kāi)涉及混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛領(lǐng)域。更具體地講，本公開(kāi)涉及具有雙速齒輪箱以及與單個(gè)齒圈嚙合的兩個(gè)小齒輪的混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛。
【背景技術(shù)】
[0003]傳統(tǒng)上，大部分通用的道路車(chē)輛是由諸如汽油或柴油燃料的液體燃料提供動(dòng)力的。在車(chē)輛需要?jiǎng)恿r(shí)，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)將燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，并且動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)將所述機(jī)械能傳遞到車(chē)輛車(chē)輪。車(chē)輛在包括前進(jìn)和倒車(chē)運(yùn)動(dòng)兩者的寬范圍的車(chē)輛速度下使用。然而，某些類(lèi)型的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)只能在窄的速度范圍內(nèi)高效運(yùn)行。因此，動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)通常包括可變傳動(dòng)比變速器。另外，差速器總成可將變速器輸出軸連接到車(chē)輛車(chē)輪，提供額外的固定傳動(dòng)比并允許在車(chē)輛轉(zhuǎn)彎時(shí)左車(chē)輪和右車(chē)輪以略有不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
[0004]為了減少液體燃料的消耗，一些被稱(chēng)為混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛的車(chē)輛利用諸如電池的電能儲(chǔ)存器。能量?jī)?chǔ)存能力提供了靈活性，以在化學(xué)能的轉(zhuǎn)換能夠被最高效地完成時(shí)執(zhí)行該轉(zhuǎn)換，而不是在需要?jiǎng)恿r(shí)總是執(zhí)行該轉(zhuǎn)換。一些被稱(chēng)為插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛的混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛還適于直接以電的形式獲得能量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)本公開(kāi)，提供一種混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛車(chē)橋，包括:錐形齒圈，被配置為通過(guò)差速器驅(qū)動(dòng)左半軸和右半軸;第一錐形小齒輪，與所述齒圈接合并適于從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)接收動(dòng)力;第二錐形小齒輪，與所述齒圈接合并適于從電動(dòng)馬達(dá)接收動(dòng)力。
[0006]根據(jù)本公開(kāi)，提供一種混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛，包括:差速器，包括齒圈；第一小齒輪和第二小齒輪，均與齒圈接合;第一變速器，被配置為以多種轉(zhuǎn)速比將動(dòng)力從發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到第一小齒輪;電動(dòng)馬達(dá);第二變速器，被配置為以兩種不同的轉(zhuǎn)速比將動(dòng)力從電動(dòng)馬達(dá)傳遞到第二小齒輪。
[0007]根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，所述齒圈是被支撐為圍繞車(chē)橋軸線旋轉(zhuǎn)的錐形齒輪，并且第一小齒輪和第二小齒輪是被支撐為分別圍繞第一軸線和第二軸線旋轉(zhuǎn)的錐形齒輪；第一軸線和第二軸線與車(chē)橋軸線垂直。
[0008]根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，第一軸線和第二軸線不共線。
[0009]根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，所述第二變速器包括:馬達(dá)軸，固定地結(jié)合到電動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)子;第一副軸齒輪和第二副軸齒輪，結(jié)合到馬達(dá)軸;副軸，固定地結(jié)合到第二小齒輪;第三副軸齒輪和第四副軸齒輪，連接到副軸，第三副軸齒輪和第四副軸齒輪分別與第一副軸齒輪和第二副軸齒輪連續(xù)嚙合接合。
[0010]根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，第一副軸齒輪和第二副軸齒輪通過(guò)聯(lián)結(jié)器交替地選擇性地結(jié)合到所述馬達(dá)軸;第三副軸齒輪和第四副軸齒輪固定地結(jié)合到所述副軸。
[0011]根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，所述第二變速器包括:馬達(dá)軸，固定地結(jié)合到電動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)子;齒輪傳動(dòng)裝置，在馬達(dá)軸、第二小齒輪、第一旋轉(zhuǎn)元件和第二旋轉(zhuǎn)元件之間建立固定的線性轉(zhuǎn)速關(guān)系；制動(dòng)元件，被配置為交替地選擇性地保持第一旋轉(zhuǎn)元件和第二旋轉(zhuǎn)元件不旋轉(zhuǎn)。
[0012]根據(jù)本公開(kāi)，提供一種車(chē)橋，包括:錐形齒圈，被配置為驅(qū)動(dòng)左半軸和右半軸;第一錐形小齒輪，與齒圈接合并適于從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)接收動(dòng)力；電動(dòng)馬達(dá);第二錐形小齒輪，與齒圈接合;雙速齒輪箱，被配置為將動(dòng)力從電動(dòng)馬達(dá)傳遞到第二錐形小齒輪。
[0013]根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，第一錐形小齒輪被支撐為圍繞第一小齒輪軸線旋轉(zhuǎn)，所述第一小齒輪軸線從齒圈軸線偏移第一偏移距離;第二錐形小齒輪被支撐為圍繞第二小齒輪軸線旋轉(zhuǎn)，所述第二小齒輪軸線從齒圈軸線偏移第二偏移距離。
[0014]根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，第一偏移距離等于第二偏移距離;第一錐形小齒輪和第二錐形小齒輪具有實(shí)質(zhì)上相同的準(zhǔn)雙曲面齒輪幾何結(jié)構(gòu)。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是第一混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛車(chē)橋的示意圖；
[0016]圖2是第二混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛車(chē)橋的示意圖；
[0017]圖3是第三混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛車(chē)橋的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]在此描述本公開(kāi)的實(shí)施例。然而，應(yīng)理解公開(kāi)的實(shí)施例僅為示例并且其它實(shí)施例可以采用各種替代形式。附圖不一定按比例繪制;一些特征會(huì)被夸大或最小化，以顯示特定部件的細(xì)節(jié)。所以，在此公開(kāi)的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為限制，而僅作為教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以多種形式使用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的，參考任一附圖示出和描述的各種特征可以與一個(gè)或更多個(gè)其它附圖中示出的特征組合以產(chǎn)生未明確示出或描述的實(shí)施例。示出的特征的組合提供用于典型應(yīng)用的代表性實(shí)施例。然而，與本公開(kāi)的教導(dǎo)一致的特征的多種組合和變型可能期望用于特定應(yīng)用或?qū)嵤┓绞健?br>[0019]齒輪傳動(dòng)裝置是旋轉(zhuǎn)元件和換擋元件的集合，換擋元件被配置為在旋轉(zhuǎn)元件之間施加特定的轉(zhuǎn)速關(guān)系。如果元件在至少一些工況下相對(duì)于變速器殼體旋轉(zhuǎn)，則該元件被稱(chēng)為旋轉(zhuǎn)元件。無(wú)論任意離合器的狀態(tài)如何，都施加被稱(chēng)為固定轉(zhuǎn)速關(guān)系的一些轉(zhuǎn)速關(guān)系。僅在特定的離合器完全接合時(shí)，才施加被稱(chēng)為選擇性的轉(zhuǎn)速關(guān)系的其它轉(zhuǎn)速關(guān)系。
[0020]如果一組元件被約束為在所有工況下均以相同轉(zhuǎn)速圍繞相同軸線旋轉(zhuǎn)，則該組元件彼此固定地結(jié)合?？梢酝ㄟ^(guò)花鍵連接、焊接、壓裝、由共同固體機(jī)加工或其它方式固定地結(jié)合元件。固定地結(jié)合的元件之間可能出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)位移的輕微變化，比如由于花鍵間隙(spline lash)或軸柔量所產(chǎn)生的位移。相比之下，兩個(gè)元件通過(guò)換擋元件選擇性地結(jié)合，每當(dāng)換擋元件完全接合時(shí)，換擋元件便約束這兩個(gè)元件以相同轉(zhuǎn)速圍繞相同軸線旋轉(zhuǎn)，并且在至少一些其它工況下這兩個(gè)元件以不同的轉(zhuǎn)速自由旋轉(zhuǎn)。如果兩個(gè)旋轉(zhuǎn)元件被固定地結(jié)合或選擇性地結(jié)合，則這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)元件被結(jié)合。換擋元件包括諸如液壓或電致動(dòng)的離合器的主動(dòng)控制的裝置以及諸如單向離合器的被動(dòng)裝置。換擋元件可以使用摩擦來(lái)使旋轉(zhuǎn)元件結(jié)合或者可以建立諸如牙嵌(interlocking teeth)的剛性接合。通過(guò)將旋轉(zhuǎn)元件選擇性地結(jié)合到殼體而保持旋轉(zhuǎn)元件不旋轉(zhuǎn)的換擋元件可稱(chēng)為制動(dòng)器。
[0021]圖1示意性地示出了利用副軸傳動(dòng)裝置的雙速混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)橋。來(lái)自內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力最好經(jīng)由多速變速器被傳遞到軸頭(stub shaft) 10。軸頭10通過(guò)軸承12和14被支撐為相對(duì)于殼體(未示出)旋轉(zhuǎn)。例如，軸承12和14可以是圓錐滾柱軸承、滾針軸承、滾珠軸承或襯套。固定地結(jié)合到軸頭10的第一小齒輪16與齒圈18嚙合，齒圈18被支撐為圍繞與軸頭10的旋轉(zhuǎn)軸線垂直的軸線相對(duì)于殼體旋轉(zhuǎn)。小齒輪16和齒圈18是錐形齒輪并且齒輪齒可以是螺旋齒輪齒。在使用準(zhǔn)雙曲面齒輪輪廓的情況下，軸頭10的軸線可在齒圈18的軸線下方偏移。齒圈18經(jīng)由差速器(未示出)驅(qū)動(dòng)左半軸和右半軸20、22，差速器允許輕微轉(zhuǎn)速差(比如在車(chē)輛轉(zhuǎn)彎時(shí))。
[0022]來(lái)自電動(dòng)馬達(dá)24的動(dòng)力經(jīng)由齒輪箱28被傳遞到第二小齒輪26。小齒輪26與齒圈18上的和第一小齒輪16所嚙合的齒輪齒相同的齒輪齒嚙合，但處于不同的周向位置。小齒輪26的周向位置基于電動(dòng)馬達(dá)24和齒輪箱28相對(duì)于半軸20和22的物理位置，該物理位置可根據(jù)車(chē)輛內(nèi)可用的封裝空間而變化。對(duì)于后輪驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛，小齒輪16可以在后橋半軸的前面而小齒輪26在后橋半軸的后面。小齒輪26可在齒圈18的軸線上方偏移。如果小齒輪16和26的偏移的大小相同，那么可使用相同的齒輪輪廓以降低制造成本。
[0023]馬達(dá)24包括被固定到殼體的定子30以及被固定到由軸承支撐用以旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子軸34的轉(zhuǎn)子32。馬達(dá)可以是直流(DC)馬達(dá)或交流(AC)馬達(dá)，諸如同步永磁馬達(dá)或感應(yīng)馬達(dá)。這里所使用的術(shù)語(yǔ)馬達(dá)包括既能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為機(jī)械能又能夠?qū)C(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的可逆電機(jī)。在圖1中示出的AC馬達(dá)中，由轉(zhuǎn)子32施加在軸34上的扭矩與流經(jīng)定子30的繞組的電流有關(guān)。在電動(dòng)操作中，逆變器36從電池38汲取直流電能并將三相交流電提供到定子30的繞組?？刂破?0將信號(hào)發(fā)送到逆變器36，指示逆變器36調(diào)節(jié)每個(gè)繞組中的電壓、頻率和相，以使轉(zhuǎn)子32施加期望的扭矩。在發(fā)電操作中，控制器40指示逆變器36控制電壓、頻率和相，以使施加的扭矩與旋轉(zhuǎn)方向相反。產(chǎn)生的電能被轉(zhuǎn)化為直流電并儲(chǔ)存在電池38中。
[0024]齒輪箱28包括固定地結(jié)合到第二小齒輪26以及齒輪44和46的副軸42。副軸42大體上平行于馬達(dá)軸34。馬達(dá)軸34可物理地位于副軸42上方(如圖1所示)，或者馬達(dá)軸34可以在下方、向車(chē)輛的左側(cè)或右側(cè)或?qū)堑仄?，這由可用封裝空間決定。齒輪48和50由馬達(dá)軸34支撐，使得齒輪48和50能夠相對(duì)于馬達(dá)軸34旋轉(zhuǎn)，并且齒輪48和50分別與齒輪44和46嚙合。聯(lián)結(jié)器52交替地將齒輪48和50選擇性地結(jié)合到馬達(dá)軸34。換言之，聯(lián)結(jié)器52每次將兩個(gè)齒輪中的任一個(gè)齒輪選擇性地結(jié)合到軸。當(dāng)聯(lián)結(jié)器52向右移動(dòng)時(shí)，聯(lián)結(jié)器52將齒輪50選擇性地結(jié)合到馬達(dá)軸34，以建立從轉(zhuǎn)子軸34經(jīng)由齒輪50、齒輪46、軸42和小齒輪26到齒圈18的低擋動(dòng)力流路徑。當(dāng)聯(lián)結(jié)器52向左移動(dòng)時(shí)，聯(lián)結(jié)器52將齒輪48選擇性地結(jié)合到馬達(dá)軸34，以建立從轉(zhuǎn)子軸34經(jīng)由齒輪48、齒輪44、軸42和小齒輪26到齒圈18的高擋動(dòng)力流路徑。在聯(lián)結(jié)器52處于圖1所示的中間位置時(shí)，動(dòng)力流路徑?jīng)]有被建立。對(duì)于低擋推薦齒輪比為大約3.0:1，對(duì)于高擋推薦齒輪比為大約1.4:1。在替代實(shí)施例中，齒輪48和50可被固定地結(jié)合到軸34并且聯(lián)結(jié)器可以將齒輪44和46選擇性地結(jié)合到軸42。聯(lián)結(jié)器52可以是通常用于手動(dòng)變速器中的類(lèi)型的同步器，包括在剛性接合之前使齒輪和軸的轉(zhuǎn)速同步的鎖環(huán)?；蛘撸?lián)結(jié)器52可以是簡(jiǎn)單的牙嵌式離合器并且可以通過(guò)馬達(dá)24的主動(dòng)轉(zhuǎn)速控制來(lái)執(zhí)行同步。
[0025]通過(guò)包括致動(dòng)器54、導(dǎo)軌56和撥叉58的致動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)控制聯(lián)結(jié)器52的位置。響應(yīng)于來(lái)自控制器40的控制信號(hào)，致動(dòng)器54使撥叉58沿導(dǎo)軌56軸向移動(dòng)?？梢岳酶鞣N類(lèi)型的線性致動(dòng)器。例如，導(dǎo)軌56可具有與撥叉58中的螺紋嚙合的螺紋，并且致動(dòng)器54可以是使導(dǎo)軌56旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)。撥叉58以如下方式接合聯(lián)結(jié)器52:迫使撥叉58和聯(lián)結(jié)器52具有相同的軸向位置但允許聯(lián)結(jié)器52隨軸34—起旋轉(zhuǎn)。
[0026]圖2示意性地示出了利用行星齒輪傳動(dòng)裝置的雙速混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)橋。圖1的副軸實(shí)施例和圖2的行星實(shí)施例兩者共有的元件以相同的標(biāo)號(hào)標(biāo)記。在行星實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子32被固定地結(jié)合到與第二小齒輪26同軸的軸60。齒輪箱62包括RavigneauX(拉威挪)行星齒輪組。第一中心齒輪64固定地結(jié)合到軸60。齒圈66固定地結(jié)合到第二小齒輪26。齒輪架68和第二中心齒輪70兩者都被支撐為圍繞軸60和第二小齒輪26的軸線旋轉(zhuǎn)。一組長(zhǎng)行星齒輪72被支撐為相對(duì)于齒輪架68旋轉(zhuǎn)。每個(gè)長(zhǎng)行星齒輪72均與第二中心齒輪70和齒圈66兩者嚙合。一組短行星齒輪74也被支撐為相對(duì)于齒輪架68旋轉(zhuǎn)。每個(gè)短行星齒輪74均與第一中心齒輪64和長(zhǎng)行星齒輪72之一嚙合。Ravigneaux齒輪組建立了固定的線性轉(zhuǎn)速關(guān)系。具體地，中心齒輪64和70總是具有最極端的轉(zhuǎn)速，并且齒輪架68和齒圈66的轉(zhuǎn)速具有中間轉(zhuǎn)速。齒輪架68和齒圈66的轉(zhuǎn)速是中心齒輪64的轉(zhuǎn)速和中心齒輪70的轉(zhuǎn)速的加權(quán)平均數(shù)，其固定的加權(quán)因子是通過(guò)相對(duì)齒輪齒數(shù)確定的。
[0027]制動(dòng)元件76隨撥叉58軸向地移動(dòng)但不旋轉(zhuǎn)。當(dāng)制動(dòng)元件76向左移動(dòng)時(shí)，制動(dòng)元件76接合齒輪架68以保持齒輪架68不旋轉(zhuǎn)。這在軸60和齒圈18之間建立低擋動(dòng)力流路徑。當(dāng)制動(dòng)元件76向右移動(dòng)時(shí)，制動(dòng)元件76接合第二中心齒輪70以保持第二中心齒輪不旋轉(zhuǎn)，并建立高擋動(dòng)力流路徑。其它行星齒輪傳動(dòng)裝置在四個(gè)旋轉(zhuǎn)元件之間施加固定的線性轉(zhuǎn)速關(guān)系。如果加權(quán)因子與圖2的Ravigneaux齒輪組的加權(quán)因子相似，那么這樣的齒輪組可代替圖
2的Rav i gneaux齒輪組而實(shí)現(xiàn)可比較的結(jié)果。例如，每個(gè)齒輪架固定地結(jié)合到相對(duì)的齒圈的兩個(gè)簡(jiǎn)單行星齒輪組施加這樣的關(guān)系，其中，兩個(gè)中心齒輪又有最極端的轉(zhuǎn)速。作為另一個(gè)示例，兩個(gè)中心齒輪彼此固定地結(jié)合且一個(gè)齒輪架固定地結(jié)合到相對(duì)的齒圈的兩個(gè)簡(jiǎn)單行星齒輪組施加適當(dāng)?shù)墓潭ǖ木€性轉(zhuǎn)速關(guān)系，其中，連接的中心齒輪和未連接的齒圈具有最極端的轉(zhuǎn)速。為了降低制造成本(特別是當(dāng)生產(chǎn)量低時(shí))，使用為其它目的(諸如在用于將動(dòng)力從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到軸頭10的變速器中使用)開(kāi)發(fā)的行星齒輪傳動(dòng)裝置具有優(yōu)勢(shì)。
[0028]圖3示出了一個(gè)實(shí)施例，在該實(shí)施例中，馬達(dá)和齒輪箱已被旋轉(zhuǎn)90度，以使它們圍繞平行于齒圈軸線的軸線旋轉(zhuǎn)。除與第一小齒輪16嚙合的準(zhǔn)雙曲面齒輪齒之外，齒圈18還包括螺旋齒輪齒80。具有螺旋齒輪齒的小齒輪82與齒圈18的螺旋齒輪齒嚙合并固定地結(jié)合到Ravigneaux 齒圈 66。
[0029]在使用中，控制器40指示致動(dòng)器54是接合低擋、高擋還是空擋，并指示逆變器36是提供正的馬達(dá)扭矩還是負(fù)的馬達(dá)扭矩?？刂破?0可與車(chē)輛系統(tǒng)控制器集成或與車(chē)輛系統(tǒng)控制器通信，以使控制器40具有對(duì)關(guān)于車(chē)輛狀況、其它車(chē)輛系統(tǒng)的狀況和關(guān)于駕駛員意圖的各種信息的訪問(wèn)權(quán)。例如，控制器40接收關(guān)于車(chē)輛速度、發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩、制動(dòng)扭矩、加速踏板位置和制動(dòng)踏板位置的信息?？刂破?0還維護(hù)關(guān)于電池38的荷電狀態(tài)的信息。
[0030]在車(chē)輛處于低速時(shí)，控制器40指示致動(dòng)器54接合低擋。低擋的選擇使馬達(dá)扭矩倍增，從而對(duì)于給定的馬達(dá)扭矩，與處于高擋時(shí)相比，更多的扭矩在齒圈18處被傳遞。在車(chē)輛處于高速時(shí)，控制器40指示致動(dòng)器54接合高擋。高擋的選擇相對(duì)于車(chē)輛速度而言降低了轉(zhuǎn)子32的轉(zhuǎn)速。過(guò)渡或換擋出現(xiàn)時(shí)的閾值轉(zhuǎn)速可基于諸如加速踏板位置的因素。另外，當(dāng)馬達(dá)正被用于提供或收回動(dòng)力時(shí)可推遲換擋。為了執(zhí)行換擋，控制器首先指示逆變器36將馬達(dá)扭矩設(shè)置為零。然后，控制器指示致動(dòng)器54脫離當(dāng)前選擇的擋位。然后，控制器指示逆變器36控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)速接近目標(biāo)擋位的轉(zhuǎn)速。一旦所述轉(zhuǎn)速可接受地接近目標(biāo)轉(zhuǎn)速，控制器40便指示致動(dòng)器54接合目標(biāo)擋位?？山邮艿霓D(zhuǎn)速公差可取決于聯(lián)結(jié)器52或制動(dòng)元件76是否包括幫助同步的鎖環(huán)。
[0031]當(dāng)加速踏板位置指示駕駛員的加速需求時(shí)，控制器40可指示逆變器36提供扭矩以提高性能。該動(dòng)作可與發(fā)動(dòng)機(jī)控制器和變速器控制器協(xié)調(diào)，以使齒圈18處的總扭矩與駕駛員的需求相符。在提高性能期間，從電池38汲取電能，使得荷電狀態(tài)降低。
[0032]當(dāng)制動(dòng)踏板指示駕駛員的減速需求時(shí)，控制器40可指示逆變器36沿旋轉(zhuǎn)的相反方向提供扭矩。這種再生制動(dòng)扭矩趨向于給電池38再充電。當(dāng)駕駛員未踩加速踏板或制動(dòng)踏板時(shí)，也可控制某種再生制動(dòng)扭矩。再生制動(dòng)扭矩可與制動(dòng)控制器協(xié)調(diào)，以使總的車(chē)輪負(fù)扭矩與制動(dòng)踏板壓力或運(yùn)動(dòng)適當(dāng)?shù)仃P(guān)聯(lián)。為了確保前車(chē)輪和后車(chē)輪上的制動(dòng)扭矩的相對(duì)比例是可接受的，協(xié)調(diào)也會(huì)是必需的。最后，再生制動(dòng)可與防抱死制動(dòng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)。
[0033]如果電池的荷電狀態(tài)變得過(guò)低，則控制器40可指示逆變器產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)方向相反的扭矩，以達(dá)到給電池再充電的目的。該動(dòng)作可與發(fā)動(dòng)機(jī)控制器協(xié)調(diào)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生額外的扭矩并且傳遞至車(chē)輛車(chē)輪的總扭矩滿足駕駛員需求。
[0034]雖然上文描述了示例性實(shí)施例，但是并不意味著這些實(shí)施例描述了權(quán)利要求所包含的所有可能的形式。說(shuō)明書(shū)中使用的詞語(yǔ)為描述性詞語(yǔ)而非限制，并且應(yīng)理解不脫離本公開(kāi)的精神和范圍可以做出各種改變。如上所述，可以組合多個(gè)實(shí)施例的特征以形成本發(fā)明的可能沒(méi)有明確描述或說(shuō)明的進(jìn)一步的實(shí)施例。盡管多個(gè)實(shí)施例可能已經(jīng)被描述為提供優(yōu)點(diǎn)或者就一個(gè)或更多個(gè)期望特性來(lái)說(shuō)優(yōu)于其它實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，取決于具體應(yīng)用和實(shí)施方式，為了達(dá)到期望的整體系統(tǒng)屬性，可以對(duì)一個(gè)或更多個(gè)特點(diǎn)或特性進(jìn)行折衷。因此，被描述為在一個(gè)或更多個(gè)特性上相比于其它實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施方式不令人滿意的實(shí)施例也未超出本公開(kāi)的范圍，并且這些實(shí)施例對(duì)于特定應(yīng)用能夠令人滿意。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛車(chē)橋，包括: 錐形齒圈，被配置為通過(guò)差速器驅(qū)動(dòng)左半軸和右半軸； 第一錐形小齒輪，與所述齒圈接合并適于從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)接收動(dòng)力； 第二錐形小齒輪，與所述齒圈接合并適于從電動(dòng)馬達(dá)接收動(dòng)力。2.如權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛車(chē)橋，進(jìn)一步包括: 齒輪箱，被配置為經(jīng)由兩個(gè)動(dòng)力流路徑將動(dòng)力從電動(dòng)馬達(dá)交替地傳遞到第二錐形小齒輪，所述兩個(gè)動(dòng)力流路徑建立電動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)速和第二錐形小齒輪轉(zhuǎn)速的兩個(gè)不同的轉(zhuǎn)速比。3.如權(quán)利要求2所述的混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛車(chē)橋，其中，所述齒輪箱包括: 馬達(dá)軸，固定地結(jié)合到電動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)子； 第一副軸齒輪和第二副軸齒輪，結(jié)合到馬達(dá)軸； 副軸，固定地結(jié)合到第二錐形小齒輪； 第三副軸齒輪和第四副軸齒輪，結(jié)合到副軸，第三副軸齒輪和第四副軸齒輪分別與第一副軸齒輪和第二副軸齒輪連續(xù)嚙合接合。4.如權(quán)利要求3所述的混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛車(chē)橋，其中: 第一副軸齒輪和第二副軸齒輪通過(guò)聯(lián)結(jié)器交替地選擇性地結(jié)合到馬達(dá)軸； 第三副軸齒輪和第四副軸齒輪固定地結(jié)合到副軸。5.如權(quán)利要求4所述的混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛車(chē)橋，其中，所述聯(lián)結(jié)器是同步器。6.如權(quán)利要求2所述的混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛車(chē)橋，其中，所述齒輪箱包括: 馬達(dá)軸，固定地結(jié)合到電動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)子； 齒輪傳動(dòng)裝置，在馬達(dá)軸、第二錐形小齒輪、第一旋轉(zhuǎn)元件和第二旋轉(zhuǎn)元件之間建立固定的線性轉(zhuǎn)速關(guān)系； 制動(dòng)元件，被配置為交替地選擇性地保持第一旋轉(zhuǎn)元件和第二旋轉(zhuǎn)元件不旋轉(zhuǎn)。7.如權(quán)利要求6所述的混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛車(chē)橋，其中，建立固定的線性轉(zhuǎn)速關(guān)系的齒輪傳動(dòng)裝置包括: 第一中心齒輪，固定地結(jié)合到馬達(dá)軸； 齒圈，固定地結(jié)合到第二錐形小齒輪； 齒輪架，作為第一旋轉(zhuǎn)元件； 第二中心齒輪，作為第二旋轉(zhuǎn)元件； 多個(gè)長(zhǎng)行星齒輪，被支撐為相對(duì)于齒輪架旋轉(zhuǎn)，每個(gè)長(zhǎng)行星齒輪與齒圈和第二中心齒輪兩者連續(xù)嚙合接合； 多個(gè)短行星齒輪，被支撐為相對(duì)于齒輪架旋轉(zhuǎn)，每個(gè)短行星齒輪與第一中心齒輪和所述長(zhǎng)行星齒輪之一兩者連續(xù)嚙合接合。8.如權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛車(chē)橋，其中: 第一錐形小齒輪被支撐為圍繞第一小齒輪軸線旋轉(zhuǎn)，所述第一小齒輪軸線從齒圈軸線偏移第一偏移距離； 齒圈和第一錐形小齒輪利用準(zhǔn)雙曲面齒輪幾何結(jié)構(gòu)。9.如權(quán)利要求8所述的混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛車(chē)橋，其中: 第二錐形小齒輪被支撐為圍繞第二小齒輪軸線旋轉(zhuǎn)，所述第二小齒輪軸線從齒圈軸線偏移第二偏移距尚; 第二錐形小齒輪利用準(zhǔn)雙曲面齒輪幾何結(jié)構(gòu)。10.如權(quán)利要求9所述的混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛車(chē)橋，其中，第一偏移距離等于第二偏移距離。11.如權(quán)利要求10所述的混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛車(chē)橋，其中，第一錐形小齒輪的準(zhǔn)雙曲面齒輪幾何結(jié)構(gòu)和第二錐形小齒輪的準(zhǔn)雙曲面齒輪幾何結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上相同。
【文檔編號(hào)】B60K6/36GK105946544SQ201610134292
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年3月9日
【發(fā)明人】戴維·艾倫·賈森, 格雷戈里·丹尼爾·格萊斯基, 克里斯托弗·約瑟夫·古阿拉奇諾
【申請(qǐng)人】福特全球技術(shù)公司