СИСТЕМА СИЛОВОЙ ПЕРЕДАЧИ И ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО Российский патент 2024 года по МПК B60K6/36 B60K6/44 B60K6/547 F16H3/97 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящая заявка относится к технической области силовой передачи транспортных средств и, в частности, к системе силовой передачи и транспортному средству.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Как известно в данной области техники, с развитием бензино-электрической гибридной технологий постепенно расширяются области, в которых могут применяться эти бензино-электрические гибридные технологии. Хотя бензино-электрические гибридные технологии, применяемые в автомобилях с кузовом типа седан, уже развиты, автомобиль с кузовом типа седан имеет небольшую нагрузку, шестерни системы силовой передачи автомобиля с кузовом типа седан не могут быть применимы к большегрузным транспортным средствам, и особенно к гибридной системе силовой передачи, применяемой в грузовых автомобилях; в большегрузном транспортном средстве может возникнуть ситуация, в которой прерывается подача мощности, и прерывание подачи мощности в большегрузном транспортном средстве может серьезно повлиять на ходовые качества и безопасность вождения транспортного средства. Таким образом, с учетом этих аспектов бензино-электрических гибридных технологий, разработка системы силовой передачи, которая может быть применима к большегрузным транспортным средствам и одновременно устраняет прерывание подачи мощности в процессе переключения передач, стала технической задачей в этой области.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Одним из объектов вариантов осуществления настоящего изобретения является обеспечение системы силовой передачи и транспортного средства.

Технические решения, принятые в вариантах осуществления настоящего изобретения, изложены ниже:

В первом аспекте предлагается система силовой передачи. Система силовой передачи содержит:

двигатель, первый мотор-генератор и второй мотор-генератор;

первый входной вал, соединенный с возможностью силовой передачи с двигателем и первым мотор-генератором;

второй входной вал, соединенный с возможностью силовой передачи со вторым мотор-генератором;

первый передаточный механизм, выборочно зацепляемый с первым входным валом и сцепленный со вторым входным валом;

второй передаточный механизм, сцепленный с первым входным валом;

промежуточный вал, сцепленный с первым передаточным механизмом и выборочно сцепляемый с первым входным валом;

выходной вал, выборочно сцепляемый с промежуточным валом и/или вторым передаточным механизмом и/или первым входным валом соответственно; причем первый входной вал и выходной вал расположены соосно, причем второй передаточный механизм и промежуточный вал расположены с интервалами в окружном направлении первого входного вала.

В одном варианте осуществления первый передаточный механизм выполнен как первая шестерня с двумя сцеплениями, надетая на периферию первого входного вала; причем второй входной вал снабжен шестерней второго входного вала, и первая шестерня с двумя сцеплениями снабжена первой входной шестерней с двумя сцеплениями, входящей в зацепление с шестерней второго входного вала;

промежуточный вал снабжен первой входной шестерней промежуточного вала, причем первая шестерня с двумя сцеплениями снабжена первой выходной шестерней с двумя сцеплениями, входящей в зацепление с первой входной шестерней промежуточного вала.

В одном варианте осуществления второй передаточный механизм выполнен как один или множество вторых передаточных валов, причем каждый из вторых передаточных валов снабжен второй передаточной входной шестерней и второй передаточной выходной шестерней, причем второй передаточный вал расположен параллельно и со смещением от промежуточного вала в окружном направлении первого входного вала, и первый входной вал снабжен первой выходной шестерней первого входного вала, входящей в зацепление со второй передаточной входной шестерней;

выходной вал снабжен первой входной шестерней выходного вала, выборочно сцепляемой с выходным валом, причем первая входная шестерня выходного вала находится в зацеплении со второй передаточной выходной шестерней.

В одном варианте осуществления на первый входной вал надета вторая выходная шестерня первого входного вала, причем промежуточный вал снабжен второй входной шестерней промежуточного вала, входящей в зацепление со второй выходной шестерней первого входного вала.

В одном варианте осуществления система силовой передачи дополнительно содержит:

первое устройство переключения передач, расположенное на первом входном валу и обеспечивающее возможность выборочного введения первого входного вала в зацепление с первой шестерней с двумя сцеплениями или второй выходной шестерней первого входного вала.

В одном варианте осуществления выходной вал снабжен вторым устройством переключения передач, которое обеспечивает возможность выборочного введения выходного вала в зацепление с первым входным валом или обеспечивает возможность введения первой входной шестерни выходного вала в зацепление с выходным валом.

В одном варианте осуществления промежуточный вал снабжен множеством выходных шестерен промежуточного вала, причем на выходной вал надето множество вторых входных шестерен выходного вала, зацепленных с множеством выходных шестерен промежуточного вала соответственно, и выходной вал выборочно вводится в зацепление с одной из множества вторых входных шестерен выходного вала.

В одном варианте осуществления система силовой передачи дополнительно содержит:

третье устройство переключения передач, расположенное на выходном валу и обеспечивающее возможность выборочного введения одной из множества вторых входных шестерен выходного вала в зацепление с выходным валом.

В одном варианте осуществления предусмотрен один или множество промежуточных валов, причем каждый из промежуточных валов сцеплен с первым передаточным механизмом, и каждый из промежуточных валов снабжен множеством выходных шестерен промежуточного вала.

В одном варианте осуществления сцепление расположено между выходным валом двигателя и первым входным валом, причем сцепление выполнено с возможностью выборочного введения выходного вала двигателя в зацепление с первым входным валом.

Во втором аспекте предлагается транспортное средство, причем транспортное средство содержит любую систему силовой передачи согласно первому аспекту.

В соответствии с системой силовой передачи по настоящему изобретению, согласно расположению первого передаточного механизма, второго передаточного механизма и промежуточного вала, может быть реализована гибридная связь трех источников энергии при множестве различных условий эксплуатации. В системе силовой передачи предусмотрены четыре пути силовой передачи. В процессе переключения передач системы силовой передачи, за счет переключения между четырьмя путями силовой передачи, в системе силовой передачи не возникает прерывания в подаче мощности в процессе переключения передач, улучшается плавность работы системы силовой передачи за счет применения системы передачи с простой конструкцией, снижается стоимость системы силовой передачи и уменьшается ощущение заминки в процессе вождения.

Положительные эффекты второго аспекта, представленного в данном варианте осуществления настоящего изобретения, такие же, как и положительные эффекты первого аспекта. Чтобы понять положительные эффекты второго аспекта, можно рассмотреть положительные эффекты первого аспекта.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Для того чтобы более четко описать технические решения в вариантах осуществления настоящего изобретения или в существующих технологиях, ниже приводится краткое введение относительно прилагаемых графических материалов, которые должны применяться для описания вариантов осуществления или демонстрационных технологий. Следует понимать, что следующие прилагаемые графические материалы представляют собой лишь некоторые варианты осуществления настоящего изобретения. Специалист в данной области техники также может получить другие графические материалы на основе приведенных графических материалов без приложения каких-либо творческих усилий.

На фиг. 1 показана структурная схема системы силовой передачи согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 2 показана структурная схема системы силовой передачи со вспомогательной трансмиссией согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 3 показана структурная схема системы силовой передачи с одним промежуточным валом согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 4 показана структурная схема системы силовой передачи с одним промежуточным валом и вспомогательной трансмиссией согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 5 показана структурная схема системы силовой передачи с одним промежуточным валом согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 6 показана структурная схема системы силовой передачи с одним промежуточным валом и вспомогательной трансмиссией согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.

Ниже перечислены позиционные обозначения:

двигатель 1; выходной вал 70 двигателя; первый мотор-генератор 2; второй мотор-генератор 3; сцепление 4;

первый входной вал 10; первая выходная шестерня 11 первого входного вала; вторая выходная шестерня 12 первого входного вала;

второй входной вал 20; шестерня 21 второго входного вала;

промежуточный вал 30; первая входная шестерня 31 промежуточного вала; выходная шестерня 32a первого промежуточного вала; выходная шестерня 32b второго промежуточного вала; вторая входная шестерня 33 промежуточного вала;

выходной вал 40; первая входная шестерня 41 выходного вала; вторая входная шестерня 42a первого выходного вала; вторая входная шестерня 42b второго выходного вала;

второй передаточный вал 10a; вторая передаточная входная шестерня 10b; вторая передаточная выходная шестерня 10c;

первая шестерня 20a с двумя сцеплениями; первая входная шестерня 20b с двумя сцеплениями; первая выходная шестерня 20c с двумя сцеплениями;

первое устройство k1 переключения передач; второе устройство k2 переключения передач; третье устройство k3 переключения передач;

третий входной вал 40a; выходная шестерня 61 третьего входного вала; механизм k4 переключения передач вспомогательной трансмиссии;

промежуточный вал 50 вспомогательной трансмиссии; входная шестерня 50a промежуточного вала вспомогательной трансмиссии; выходная шестерня 50b промежуточного вала вспомогательной трансмиссии;

выходной вал 60 вспомогательной трансмиссии; входная шестерня 62 выходного вала вспомогательной трансмиссии.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Чтобы цель, технические решения и преимущества настоящего изобретения были более ясными и понятными, настоящее изобретение будет подробно описано ниже со ссылкой на прилагаемые фигуры и варианты осуществления. Следует понимать, что варианты осуществления, подробно описанные в настоящем документе, предназначены только для иллюстрации, но не для ограничения настоящего изобретения.

Следует отметить, что различные этапы, описанные в вариантах осуществления настоящего изобретения, могут быть выполнены в различных порядках и/или параллельно. Кроме того, варианты осуществления способа могут включать дополнительные стадии и/или выполнение показанных стадий может быть пропущено. Объем настоящего изобретения не ограничен в этом отношении. Термин «содержащий» и его вариации, применяемые в настоящей заявке, являются неисключительными, то есть «содержащий, без ограничения». Термин «основанный на» означает «по меньшей мере частично основанный на». Термин «один вариант осуществления» означает «по меньшей мере один вариант осуществления». Термин «другой вариант осуществления» означает «по меньшей мере один другой вариант осуществления». Термин «некоторые варианты осуществления» означает «по меньшей мере некоторые варианты осуществления». Соответствующие определения других терминов будут приведены далее. Следует отметить, что понятия, включая «первый» и «второй», упомянутые в настоящей заявке, применяются только для различения различных устройств, модулей или блоков, а не для ограничения порядка или взаимозависимости функций, реализуемых этими устройствами, модулями или блоками.

Система силовой передачи в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения описана ниже со ссылкой на фиг. 1–6. Система силовой передачи содержит двигатель 1, первый мотор-генератор 2 и второй мотор-генератор 3. Первый входной вал 10 соединен с возможностью силовой передачи с двигателем 1 и первым мотор-генератором 2 соответственно, а второй входной вал 20 соединен с возможностью силовой передачи со вторым мотор-генератором 3. Первый передаточный механизм выборочно вводится в зацепление с первым входным валом 10 и сцеплен со вторым входным валом 20, второй передаточный механизм сцеплен с первым входным валом 10. Промежуточный вал 30 сцеплен с первым передаточным механизмом и выборочно сцепляется с первым входным валом 10, а выходной вал 40 может быть выборочно сцеплен с промежуточным валом 30, и/или вторым передаточным механизмом, и/или первым входным валом 10, соответственно. Первый входной вал 10 и выходной вал 40 расположены соосно, второй передаточный механизм и промежуточный вал 30 расположены с интервалами в окружном направлении первого входного вала 10.

Как известно в данной области техники, с развитием бензино-электрической гибридной технологий постепенно расширяются области, в которых могут применяться эти бензино-электрические гибридные технологии. Хотя бензино-электрические гибридные технологии, применяемые в автомобилях с кузовом типа седан, уже развиты, автомобиль с кузовом типа седан имеет небольшую нагрузку, шестерни системы передачи автомобиля с кузовом типа седан не могут быть применимы к большегрузному транспортному средству, и особенно к гибридной системе силовой передачи, применяемой в грузовых автомобилях; в большегрузном транспортном средстве возникает ситуация, при которой прерывается подача мощности, и прерывание подачи мощности в большегрузном транспортном средстве может серьезно повлиять на ходовые качества и безопасность вождения транспортного средства. Таким образом, с учетом этих аспектов бензино-электрических гибридных технологий, разработка системы силовой передачи, которая может быть применима к большегрузным транспортным средствам и одновременно устраняет прерывание подачи мощности в процессе переключения передач, стала технической задачей в этой области.

В настоящем изобретении в системе силовой передачи предусмотрены четыре пути передачи.

Первый путь передачи изложен ниже: двигатель 1 и/или первый мотор-генератор 2 и/или второй мотор-генератор 3 применяются в качестве источников энергии, первый входной вал 10 сцеплен со вторым передаточным механизмом, а выходной вал 40 выбран для сцепления со вторым передаточным механизмом, так что движущая сила от двигателя 1 и/или первого мотор-генератора 2 и/или второго мотор-генератора 3 может быть выведена через первый входной вал 10, второй передаточный механизм и выходной вал 40.

Второй путь передачи изложен далее: двигатель 1 и/или первый мотор-генератор 2 и/или второй мотор-генератор 3 применяются в качестве источников энергии, первый входной вал 10 выбран для сцепления с первой шестерней 20a с двумя сцеплениями, второй входной вал 20 сцеплен с первым передаточным механизмом и первым входным валом 10, первый передаточный механизм сцеплен с промежуточным валом 30, а выходной вал 40 выбран для сцепления с промежуточным валом 30 для вывода движущей силы.

Третий путь передачи изложен ниже: двигатель 1 и/или первый мотор-генератор 2 применяются в качестве источника(-ов) энергии, первый входной вал 10 выбирается для соединения со второй выходной шестерней 12 первого входного вала, первый входной вал 10 сцеплен с промежуточным валом 30, а выходной вал 40 выбран для сцепления с промежуточным валом 30 для вывода движущей силы.

Четвертый путь передачи изложен ниже: двигатель 1 и/или первый мотор-генератор 2 и/или второй мотор-генератор 3 применяются в качестве источников энергии, и выходной вал 40 непосредственно выбирается для сцепления с первым входным валом 10 для вывода движущей силы.

В вышеупомянутых четырех путях силовой передачи каждый путь передачи может соответствовать множеству передач. Например, первый путь передачи соответствует третьей передаче системы силовой передачи, второй путь передачи соответствует первой передаче и четвертой передаче системы силовой передачи, третий путь передачи соответствует второй передаче и пятой передаче системы силовой передачи, а четвертый путь передачи соответствует шестой передаче системы силовой передачи. Благодаря различным путям силовой передачи и различным источникам энергии, при переключении между двумя смежными передачами различные пути силовой передачи не будут мешать друг другу. При переключении передач, благодаря тому, что пути передачи двух типов движущих сил не мешают друг другу, предотвращается прерывание подачи мощности при переключении передач, повышается комфорт и уменьшается ощущение заминки в процессе вождения.

Согласно системе силовой передачи по настоящему изобретению при управлении переключением передач двигателя 1 и/или первого мотор-генератора 2, второй мотор-генератор 3 может удерживаться во втором пути передачи для передачи движущей силы, движущая сила передается на выходной вал 40 через второй входной вал 20, первый передаточный механизм и промежуточный вал 30, причем поддерживается вывод движущей силы второго мотор-генератора 3 на первой передаче или четвертой передаче. Тем не менее, движущая сила от двигателя 1 и/или первого мотор-генератора 2 может передаваться без прерывания подачи мощности между четырьмя путями передачи. Таким образом, переключение передач между различными передачами без прерывания подачи мощности осуществляется соответствующим образом.

В соответствии с системой силовой передачи по настоящему изобретению согласно расположению первого передаточного механизма, второго передаточного механизма и промежуточного вала 30 может быть реализована гибридная связь трех источников энергии при множестве различных условий эксплуатации. В системе силовой передачи предусмотрены четыре пути силовой передачи, во время процесса переключения передач в системе силовой передачи не происходит прерывания подачи мощности при переключении между четырьмя путями силовой передачи, улучшается плавность работы системы силовой передачи за счет применения системы силовой передачи с простой конструкцией, снижается стоимость системы силовой передачи и уменьшается ощущение заминки в процессе вождения.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг. 1–4, первый передаточный механизм выполнен как первая шестерня 20a с двумя сцеплениями, надетая на периферию первого входного вала 10, причем второй входной вал 20 снабжен шестерней 21 второго входного вала, и первая шестерня 20a с двумя сцеплениями снабжена первой входной шестерней 20b с двумя сцеплениями, входящей в зацепление с шестерней 21 второго входного вала; Промежуточный вал 30 снабжен первой входной шестерней 31 промежуточного вала, и первая шестерня 20a с двумя сцеплениями снабжена первой выходной шестерней 20c с двумя сцеплениями, входящей в зацепление с первой входной шестерней 31 промежуточного вала. Первый передаточный механизм выполнен как первая шестерня 20a с двумя сцеплениями, причем первая входная шестерня 20b с двумя сцеплениями и первая выходная шестерня 20c с двумя сцеплениями расположены таким образом, что второй входной вал 20 может быть сцеплен с промежуточным валом 30. Первая шестерня 20a с двумя сцеплениями надета на первый входной вал 10, что позволяет избежать взаимных помех между первой шестерней 20a с двумя сцеплениями и первым входным валом 10, уменьшить занимаемое пространство системы силовой передачи, сделать расположение системы силовой передачи более рациональным, а также уменьшить объем системы силовой передачи.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг. 1–2, второй передаточный механизм выполнен как один или более вторых передаточных валов 10a, причем каждый второй передаточный вал 10a снабжен второй передаточной входной шестерней 10b и второй передаточной выходной шестерней 10c, второй передаточный вал 10a расположен параллельно и со смещением от промежуточного вала 30 в осевом направлении первого входного вала 10. Первый входной вал 10 снабжен первой выходной шестерней 11 первого входного вала, вторая передаточная входная шестерня 10b входит в зацепление с первой выходной шестерней 11 первого входного вала, выходной вал 40 снабжен первой входной шестерней 41 выходного вала, выборочно сцепляемой с выходным валом 40, причем первая входная шестерня 41 выходного вала входит в зацепление со второй передаточной выходной шестерней 10c.

Второй передаточный механизм выполнен как второй передаточный вал 10a и снабжен второй передаточной входной шестерней 10b и второй передаточной выходной шестерней 10c, так что движущая сила от первого входного вала 10 может быть передана на выходной вал 40. Первая входная шестерня 41 выходного вала выборочно вводится в зацепление с выходным валом 40 для осуществления управления зацеплением первого пути передачи. Второй передаточный вал 10a расположен параллельно и со смещением от промежуточного вала 30, что позволяет избежать взаимных помех второго передаточного вала 10a и промежуточного вала 30, избежать сложной конструкции трубчатого вала, сделать систему силовой передачи более рациональной, повысить надежность системы силовой передачи, снизить затраты на производство и техническое обслуживание. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг. 1–6, на первый входной вал 10 надета вторая выходная шестерня 12 первого входного вала, а промежуточный вал 30 дополнительно снабжен второй входной шестерней 33 промежуточного вала, зацепленной со второй выходной шестерней 12 первого входного вала, вторая выходная шестерня 12 первого входного вала может передавать движущую силу на промежуточный вал 30 для осуществления передачи движущей силы по третьему пути передачи движущей силы.

Система силовой передачи согласно настоящей заявке дополнительно снабжена первым устройством k1 переключения передач, и первое устройство k1 переключения передач расположено на первом входном валу 10 для выборочного введения первого входного вала 10 в зацепление с первой шестерней 20a с двумя сцеплениями или со второй выходной шестерней 12 первого входного вала. Когда первый входной вал 10 находится в зацеплении с первой шестерней 20a с двумя сцеплениями, может поддерживаться второй путь передачи системы силовой передачи, то есть осуществляется передача движущей силы системы силовой передачи на первой передаче и четвертой передаче, также может осуществляться динамическое сцепление между первым входным валом 10 и вторым входным валом 20. Когда первый входной вал 10 входит в зацепление со второй выходной шестерней 12 первого входного вала, может поддерживаться третий путь передачи движущей силы системы силовой передачи, то есть осуществляется передача движущей силы системы силовой передачи на второй передаче и пятой передаче.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг. 1–4, выходной вал 40 снабжен вторым устройством k2 переключения передач, причем второе устройство k2 переключения передач обеспечивает возможность выборочного введения выходного вала 40 быть в зацепление с первым входным валом 10 или обеспечивает возможность выборочного введения первой входной шестерне 41 выходного вала в зацепление с выходным валом 40. Когда второе устройство k2 переключения передач обеспечивает возможность введения выходного вала 40 в зацепление с первым входным валом 10, двигатель 1 или первый мотор-генератор 2 могут независимо и непосредственно приводиться в движение в положении шестой передачи, или, в качестве альтернативы, двигатель 1 сцеплен параллельно с первым мотор-генератором 2, или, в качестве альтернативы, двигатель 1 и второй мотор-генератор 3 обеспечивают движение передним ходом на четвертой передаче или на шестой передаче с параллельным сцеплением. Второе устройство k2 переключения передач обеспечивает возможность введения первой входной шестерне 41 выходного вала в зацепление с выходным валом 40 для осуществления первого пути передачи, тем самым реализуя три передачи системы силовой передачи. Двигатель 1 может независимо и непосредственно приводиться в движение на третьей передаче или находиться в параллельном сцеплении с первым мотор-генератором 2. Или, в качестве альтернативы, второй мотор-генератор 3 обеспечивает движение передним ходом на первой, третьей или четвертой передаче при параллельном сцеплении.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг. 1–6, промежуточный вал 30 снабжен множеством выходных шестерен промежуточного вала, которые могут представлять собой выходную шестерню 32a первого промежуточного вала и выходную шестерню 32b второго промежуточного вала. На выходной вал 40 надето множество вторых входных шестерен выходного вала, соответственно входящих в зацепление с множеством выходных шестерен промежуточного вала, то есть вторая входная шестерня 42a первого выходного вала и вторая входная шестерня 42b выходного вала. Выходной вал 40 может выборочно входить в зацепление с одной из второй входной шестерни 42a первого выходного вала и второй входной шестерни 42b второго выходного вала.

Множество выходных шестерен промежуточного вала расположены на промежуточном валу 30, и множество вторых входных шестерен выходного вала расположены на выходном валу 40. Таким образом, передаточное отношение между промежуточным валом 30 и выходным валом 40 может быть улучшено. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг. 1, система силовой передачи дополнительно содержит третье устройство k3 переключения передач, причем третье устройство k3 переключения передач расположено на выходном валу 40 и обеспечивает возможность выборочного введения одной из множества вторых входных шестерен выходного вала в зацепление с выходным валом 40.

Третье устройство k3 переключения передач применяется для обеспечения возможности зацепления выбранных различных вторых входных шестерен выходного вала с выходным валом 40, так что осуществляется переключение различных передач системы силовой передачи между промежуточным валом 30 и выходным валом 40.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг. 1–6, предусмотрен один или более промежуточных валов 30, причем каждый промежуточный вал 30 сцеплен с первым передаточным механизмом, и каждый промежуточный вал 30 снабжен множеством выходных шестерен промежуточного вала.

Благодаря наличию множества промежуточных валов 30, нагрузка на промежуточный вал 30 для силовой передачи улучшается, а область применения системы силовой передачи расширяется. Таким образом, система силовой передачи согласно настоящей заявке может применяться в большегрузных транспортных средствах.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг. 1–6, сцепление 4 расположено между выходным валом 70 двигателя 1 и первым входным валом 10, и сцепление 4 обеспечивает возможность выборочного введения выходного вала 70 двигателя в зацепление с первым входным валом 10.

Сцепление 4 приспособлено для определения того, соединен ли двигатель 1 с первым входным валом 10, посредством управления. В чисто электрическом состоянии двигатель 1 может быть отсоединен от первого входного вала 10, при этом выводится движущая сила только от первого мотор-генератора 2 и/или движущая сила от второго мотор-генератора 3.

Ниже кратко описано транспортное средство в соответствии с настоящим изобретением.

Транспортное средство согласно настоящему изобретению снабжено системой силовой передачи в соответствии с любым из вышеупомянутых вариантов осуществления. Таким образом, транспортное средство может представлять собой гибридное большегрузное транспортное средство, причем указанное транспортное средство имеет множество передач, что делает его подходящим для различных нагрузок, тем самым эффективно снижая расход топлива. Более того, когда транспортное средство находится в процессе переключения передач, можно избежать прерывания подачи мощности, переключение движущей силы происходит более плавно, а комфорт и характеристики движущей силы транспортного средства являются превосходными.

Когда транспортное средство находится в режиме зарядки на стоянке, количество электроэнергии в установленном на транспортном средстве аккумуляторе для движущей силы мало, первый мотор-генератор 2 преобразует механическую движущую силу двигателя 1 в электрическую энергию посредством электромеханического преобразования, тем самым заряжая установленный на транспортном средстве аккумулятор для движущей силы. Второй мотор-генератор 3 находится в выключенном состоянии. В это время сцепление 4 замкнуто, первое устройство k1 переключения передач, второе устройство k2 переключения передач и третье устройство k3 переключения передач находятся на нейтральной передаче.

Когда транспортное средство находится в режиме работы только от электропривода, количество электроэнергии в установленном на транспортном средстве аккумуляторе для движущей силы достаточно, первый мотор-генератор 2 и/или второй мотор-генератор 3 обеспечивают движение только от электропривода транспортного средства, первый мотор-генератор 2 может работать на шести передачах или находится на нейтральной передаче, а второй мотор-генератор 3 может работать и приводиться в движение на первой передаче, третьей передаче, четвертой передаче или шестой передаче или находится на нейтральной передаче. Когда в транспортном средстве переключаются передачи, один мотор остается на текущей передаче, а другой мотор может плавно переключиться на другую передачу, тем самым осуществляя переключение передач без прерывания подачи мощности. В это время сцепление 4 разомкнуто, и первое устройство k1 переключения передач, второе устройство k2 переключения передач и третье устройство k3 переключения передач обеспечивают движение или нейтральную передачу в зависимости от необходимости.

Когда транспортное средство находится в последовательном гибридном режиме, количество электроэнергии в установленном на транспортном средстве аккумуляторе для движущей силы недостаточно, первый мотор-генератор 2 преобразует механическую движущую силу двигателя 1 в электрическую энергию для зарядки установленного на транспортном средстве аккумулятора для движущей силы, часть электроэнергии может непосредственно подаваться на второй мотор-генератор 3, причем второй мотор-генератор 3 независимо обеспечивает прямую передачу или заднюю передачу на первой передаче или четвертой передаче. В это время сцепление 4 замкнуто, первое устройство k1 переключения передач и второе устройство k2 переключения передач находятся на нейтральной передаче, третье устройство k3 переключения передач находится в зацеплении со второй входной шестерней 42a первого выходного вала или в зацеплении со второй входной шестерней 42b второго выходного вала. Движущая сила передается на второй входной вал 20 от второго мотор-генератора 3 и затем передается на первый передаточный механизм через второй входной вал 20, первый передаточный механизм передает движущую силу на промежуточный вал 30, промежуточный вал 30 передает движущую силу на выходную шестерню 32a первого промежуточного вала или выходную шестерню 32b второго промежуточного вала. После переключения передач третьим устройством k3 переключения передач движущая сила передается через выходной вал 40, и транспортное средство может двигаться вперед или назад посредством первой передачи или четвертой передачи второго мотор-генератора 3.

В частности, второй мотор-генератор 3 выдает движущую силу, второй входной вал 20 соединен с возможностью силовой передачи со вторым мотор-генератором 3. Второй входной вал 20 снабжен шестерней 21 второго входного вала, первая входная шестерня 20b с двумя сцеплениями находится в зацеплении с шестерней 21 второго входного вала, первая входная шестерня 20b с двумя сцеплениями расположена на первом передаточном механизме (т. е. первой шестерне 20a с двумя сцеплениями). Первая шестерня 20a с двумя сцеплениями снабжена первой выходной шестерней 20c с двумя сцеплениями, входящей в зацепление с входной шестерней промежуточного вала 30. Промежуточный вал 30 снабжен первой выходной шестерней 32a промежуточного вала и второй выходной шестерней 32b промежуточного вала, которые соответственно входят в зацепление со второй входной шестерней первого выходного вала 42a и второй входной шестерней 42b второго выходного вала, расположенными на выходном валу 40, тем самым выводя движущую силу на выходной вал 40 и тем самым выводя движущую силу на транспортное средство, чтобы приводить транспортное средство в движение.

Как показано на фиг. 1, в системе силовой передачи согласно настоящему изобретению применяются четыре различных пути передачи для переключения передач между шестью передачами без прерывания подачи мощности. В процессе переключения передач источник энергии для привода выходного вала 40 также переключается между двигателем 1, первым мотор-генератором 2 и вторым мотор-генератором 3.

Когда транспортное средство находится в режиме непосредственного привода от двигателя на первой передаче или в параллельном гибридном режиме, сцепление 4 замкнуто, первое устройство k1 переключения передач обеспечивает возможность введения первого входного вала 10 в зацепление с первой выходной шестерней 20c с двумя сцеплениями, второе устройство k2 переключения передач находится на нейтральной передаче, и третье устройство k3 переключения передач обеспечивает возможность введения выходного вала 40 в зацепление со второй входной шестерней 42b второго выходного вала. В качестве источника энергии применяются двигатель 1 или первый мотор-генератор 2 и/или второй мотор-генератор 3, движущая сила от источника энергии передается первым входным валом 10 и/или вторым входным валом 20 на промежуточный вал 30 через первую шестерню 20c с двумя сцеплениями, а промежуточный вал 30 передает движущую силу на выходной вал 40 через вторую входную шестерню 42b второго выходного вала. Когда транспортное средство находится в режиме непосредственного привода от двигателя на второй передаче или в параллельном гибридном режиме, сцепление 4 замкнуто, первое устройство k1 переключения передач обеспечивает возможность введения первого входного вала 10 в зацепление со второй выходной шестерней 12 первого входного вала, второе устройство k2 переключения передач находится на нейтральной передаче, и третье устройство k3 переключения передач обеспечивает возможность введения выходного вала 40 в зацепление со второй входной шестерней 42b второго выходного вала. Двигатель 1 независимо непосредственно приводится в действие на второй передаче или находится в параллельном сцеплении с первым мотор-генератором 2, и/или двигатель 1 и второй мотор-генератор 3 обеспечивают привод для прямой передачи на первой передаче при параллельном сцеплении. Движущая сила от двигателя 1 и/или первого мотор-генератора 2 передается на промежуточный вал 30 через первую выходную шестерню 20c с двумя сцеплениями первого входного вала 10, и/или движущая сила от второго мотор-генератора 3 передается на промежуточный вал 30 через первую входную шестерню 31 промежуточного вала, и промежуточный вал 30 передает движущую силу от второй входной шестерни 42b второго выходного вала на выходной вал 40.

Когда транспортное средство находится в режиме непосредственного привода от двигателя на третьей передаче или в параллельном гибридном режиме, сцепление 4 замкнуто, второе устройство k2 переключения передач обеспечивает возможность введения выходного вала 40 в зацепление с первой входной шестерней 41 выходного вала. Или, в качестве альтернативы, первое устройство k1 переключения передач находится в нейтральном положении, третье устройство k3 переключения передач находится в нейтральном положении или обеспечивает возможность введения выходного вала 40 в зацепление со второй входной шестерней 42a первого выходного вала или второй входной шестерней 42b второго выходного вала, чтобы второй мотор-генератор 3 мог находиться на нейтральной передаче или на первой передаче или на четвертой передаче. Или, в качестве альтернативы, третье устройство k3 переключения передач находится на нейтральной передаче, первое устройство k1 переключения передач обеспечивает возможность введения первого входного вала 10 в зацепление с первой выходной шестерней 20c с двумя сцеплениями, и второй мотор-генератор 3 также находится на третьей передаче. Двигатель 1 независимо работает в режиме прямого привода на третьей передаче, или, в качестве альтернативы, двигатель 1 и первый мотор-генератор 2 работают в режиме параллельного сцепления, и/или двигатель 1 и второй мотор-генератор 3 обеспечивают привод для прямой передачи при параллельном сцеплении на первой передаче, на третьей передаче, на четвертой передаче или на нейтральной передаче.

Когда транспортное средство находится в режиме непосредственного привода от двигателя на четвертой передаче или в параллельном гибридном режиме, сцепление 4 замкнуто, первое устройство k1 переключения передач обеспечивает возможность введения первого входного вала 10 в зацепление с первой выходной шестерней 20c с двумя сцеплениями, второе устройство k2 переключения передач находится на нейтральной передаче, и третье устройство K3 переключения передач обеспечивает возможность введения выходного вала 40 в зацепление со второй входной шестерней 42a первого выходного вала. Двигатель 1 обеспечивает непосредственный привод независимо на четвертой передаче, или, в качестве альтернативы, двигатель 1 и первый мотор-генератор 2 и/или второй мотор-генератор 3 обеспечивают привод для прямой передачи при параллельном сцеплении. Движущая сила от источника энергии передается первым входным валом 10 и/или вторым входным валом 20 на промежуточный вал 30 через первую выходную шестерню 20c с двумя сцеплениями, а промежуточный вал 30 передает движущую силу от второй входной шестерни 42a первого выходного вала на выходной вал 40.

Когда транспортное средство находится в режиме непосредственного привода от двигателя на пятой передаче или в параллельном гибридном режиме, сцепление 4 замкнуто, первое устройство k1 переключения передач обеспечивает возможность введения первого входного вала 10 в зацепление со второй выходной шестерней 12 первого входного вала, второе устройство k2 переключения передач находится на нейтральной передаче, и третье устройство k3 переключения передач обеспечивает возможность введения выходного вала 40 в зацепление со второй входной шестерней 42a первого выходного вала. Двигатель 1 независимо обеспечивает прямую передачу на пятой передаче, или двигатель 1 находится в параллельном сцеплении с первым мотор-генератором 2, и/или двигатель 1 и второй мотор-генератор 3 обеспечивают привод для прямой передачи на четвертой передаче при параллельном сцеплении. Движущая сила от двигателя 1 и/или первого мотор-генератора 2 передается на промежуточный вал 30 через вторую выходную шестерню 12 первого входного вала 10, и/или движущая сила от второго мотор-генератора 3 передается на промежуточный вал 30 от первой входной шестерни 31 промежуточного вала. Промежуточный вал 30 передает движущую силу от второй входной шестерни 42a первого выходного вала на выходной вал 40.

Когда транспортное средство находится в режиме непосредственного привода от двигателя на шестой передаче или в параллельном гибридном режиме, сцепление 4 замкнуто, первое устройство k1 переключения передач обеспечивает возможность введения первого входного вала 10 в зацепление с первой выходной шестерней 20c с двумя сцеплениями, второе устройство k2 переключения передач обеспечивает возможность введения выходного вала 40 в зацепление с первой выходной шестерней 11 первого входного вала, и третье устройство k3 переключения передач находится на нейтральной передаче. Альтернативно, сцепление 4 замкнуто, первое устройство k1 переключения передач находится на нейтральной передаче, второе устройство k2 переключения передач обеспечивает возможность введения выходного вала 40 в зацепление с первой выходной шестерней 11 первого входного вала, третье устройство k3 переключения передач находится на нейтральной передаче или обеспечивает возможность введения выходного вала 40 в зацепление со второй входной шестерней 42a первого выходного вала. Двигатель 1 независимо обеспечивает непосредственный привод на шестой передаче или находится в параллельном сцеплении с первым мотор-генератором 2, или, в качестве альтернативы, двигатель 1 и второй мотор-генератор 3 обеспечивают привод для прямой передачи на четвертой передаче, или на шестой передаче, или на нейтральной передаче при параллельном сцеплении. Движущая сила от двигателя 1 и/или первого мотор-генератора 2 непосредственно передается на выходной вал 40 через первый входной вал 10. Кроме того, когда транспортное средство непрерывно находится в высокоскоростном режиме непосредственного привода от двигателя с круиз-контролем на шестой передаче, первое устройство k1 переключения передач и третье устройство k3 переключения передач могут находиться на нейтральной передаче, второй мотор-генератор 3 может быть полностью выключен, а соответствующие передаточные зубчатые механизмы вала, соединенные со вторым мотор-генератором 3, включают в себя второй входной вал 20, шестерню 21 второго входного вала, вторую выходной выходную шестерню 12 первого входного вала, первую входную шестерню 20b с двумя сцеплениями, первую выходную шестерню 20c с двумя сцеплениями, промежуточный вал 30, первую входную шестерню 31 промежуточного вала, выходную шестерню 32a первого промежуточного вала, выходную шестерню 32b второго промежуточного вала, вторую входную шестерню 33 промежуточного вала, вторую входную шестерню 42a первого выходного вала и вторую входную шестерню 42b второго выходного вала. Все эти передаточные зубчатые механизмы вала находятся в полностью неподвижном состоянии без вращения, что значительно снижает расход топлива системой силовой передачи во время высокоскоростного движения и улучшает топливную экономичность транспортного средства.

В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг. 1–6, первый мотор-генератор 2 и второй мотор-генератор 3 смещены относительно входного вала 70 двигателя. Таким образом, требования к крутящему моменту первого мотор-генератора 2 и второго мотор-генератора 3 могут быть снижены, компоновка масляного уплотнения первого мотор-генератора 2 и второго мотор-генератора 3 упрощена, таким образом, компоновки масляных уплотнений первого мотор-генератора 2, второго мотор-генератора 3 и двигателя 1 упрощены, и эффект уплотнения со смазкой лучше. Двигатель 1 и первый входной вал 10 могут быть расположены соосно, и первый мотор-генератор 2 может быть сцеплен с первым входным валом 10 посредством редуктора первой ступени.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг. 3, может быть применена конструкция промежуточного вала 30, причем второй передаточный вал 10a второго передаточного механизма расположен параллельно и смещением от промежуточного вала 30 в окружном направлении первого входного вала 10 и выходного вала 40, вторая передаточная входная шестерня 10b и вторая передаточная выходная шестерня 10c неподвижно расположены на втором передаточном валу 10a и соответственно зацеплены с первой выходной шестерней 11 первого входного вала и первой входной шестерней 41 выходного вала, причем первый входной вал 10 сцеплен со вторым передаточным механизмом. Второй передаточный механизм выполнен так, что он не зависит от промежуточного вала 30, причем второй передаточный механизм и промежуточный вал 30 не мешают друг другу. Таким образом, процесс производства и изготовления зубчатого механизма вала системы передачи может быть упрощен, что благоприятно сказывается на снижении стоимости системы. Система силовой передачи с одним промежуточным валом имеет упрощенную структуру и более слабую несущую способность, чем система передачи с несколькими промежуточными валами, и поэтому применима для легкого автомобиля с невысокими требованиями к тяге.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг. 5, исходя из варианта осуществления системы силовой передачи на основе конструкции с одним промежуточным валом, показанной на фиг. 3, шестерня 21 второго входного вала, соединенная со вторым мотор-генератором 3, непосредственно зацепляется с первой входной шестерней 31 промежуточного вала, и установка первой входной шестерни 20b с двумя сцеплениями не нужна. Таким образом, путь передачи второго мотор-генератора 3 еще больше упрощается, и экономические характеристики системы силовой передачи улучшаются.

Согласно трем вариантам осуществления настоящего изобретения система силовой передачи дополнительно содержит вспомогательную трансмиссию. Как показано на фиг. 2, 4 и 6, в системе силовой передачи, основанной на конструкции, показанной на фиг. 1, 3 и 5, выходной вал 40 соединен со вспомогательной трансмиссией. Вспомогательная трансмиссия имеет третий входной вал 40a, выходной вал 60 вспомогательной трансмиссии и промежуточный вал 50 вспомогательной трансмиссии. Третий входной вал 40a соединен с выходным валом 40. Третий входной вал 40a снабжен выходной шестерней 61 третьего входного вала, промежуточный вал 50 вспомогательный трансмиссии снабжен входной шестерней 50a промежуточного вала вспомогательной трансмиссии, входная шестерня 50a промежуточного вала вспомогательной трансмиссии находится в зацеплении с выходной шестерней 61 третьего входного вала. Промежуточный вал 50 вспомогательной трансмиссии снабжен выходной шестерней 50b промежуточного вала вспомогательной трансмиссии, на выходной вал 60 вспомогательной трансмиссии надета входная шестерня 62 выходного вала вспомогательной трансмиссии, находящаяся в зацеплении с выходной шестерней 50b промежуточного вала вспомогательной трансмиссии. Во вспомогательной трансмиссии расположен механизм k4 переключения передач вспомогательной трансмиссии, причем механизм k4 переключения передач вспомогательной трансмиссии обеспечивает возможность выборочного введения третьего входного вала 40a в зацепление с выходным валом 60 вспомогательной трансмиссии или обеспечивает возможность введения выходного вала 60 вспомогательной трансмиссии в зацепление с входной шестерней 62 выходного вала вспомогательной трансмиссии. В соответствии с компоновкой вспомогательной трансмиссии количество передач основной трансмиссии может быть увеличено в два раза, количество передач системы силовой передачи дополнительно увеличено, так что система силовой передачи может быть применима к большегрузным транспортным средствам и сверхтяжелым транспортным средствам.

В описании настоящего изобретения описания таких ссылочных терминов, как «один вариант осуществления», «некоторые варианты осуществления», «иллюстративные варианты осуществления», «пример», «конкретный пример» или «некоторые примеры» и тому подобное, означают, что конкретные технические признаки, структуры, материалы или характеристики, которые описаны со ссылкой на варианты осуществления или примеры, включены по меньшей мере в один вариант осуществления или пример настоящего изобретения. В описании настоящего изобретения схематические выражения терминов, упомянутых выше, не обязательно относятся к одному и тому же варианту осуществления или примеру. Кроме того, конкретные технические признаки, структуры, материалы или характеристики, описанные выше, могут быть объединены любым подходящим способом в любом из одного или множества вариантов осуществления или примеров.

Хотя варианты осуществления настоящего изобретения были проиллюстрированы и описаны, специалист в данной области техники может понять, что эти варианты осуществления могут быть изменены, пересмотрены, заменены и модифицированы без отхода от принципа и намерений настоящего изобретения. Объем настоящего изобретения ограничен формулой изобретения и ее эквивалентами.

Изобретение относится к системе силовой передачи и транспортному средству с такой силовой передачей. Система силовой передачи содержит двигатель, первый мотор-генератор, второй мотор-генератор. Первый входной вал соединен с возможностью силовой передачи с двигателем и первым мотор-генератором. Второй входной вал соединен с возможностью силовой передачи со вторым мотор-генератором. Первый передаточный механизм выборочно зацепляем с первым входным валом и сцеплен со вторым входным валом. Второй передаточный механизм сцеплен с первым входным валом. Промежуточный вал сцеплен с первым передаточным механизмом и выборочно сцепляем с первым входным валом. Выходной вал выборочно сцепляем с промежуточным валом и/или вторым передаточным механизмом и/или первым входным валом. Первый входной вал и выходной вал расположены соосно. Второй передаточный механизм и промежуточный вал расположены с интервалами в окружном направлении первого входного вала. Достигается компактность конструкции. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Система силовой передачи, отличающаяся тем, что система силовой передачи содержит:

двигатель (1), первый мотор-генератор (2) и второй мотор-генератор (3);

первый входной вал (10), соединенный с возможностью силовой передачи с двигателем (1) и первым мотор-генератором (2);

второй входной вал (20), соединенный с возможностью силовой передачи со вторым мотор-генератором (3);

первый передаточный механизм, выборочно зацепляемый с первым входным валом (10) и сцепленный со вторым входным валом (20);

второй передаточный механизм, сцепленный с первым входным валом (10);

промежуточный вал (30), сцепленный с первым передаточным механизмом и выборочно сцепляемый с первым входным валом (10);

выходной вал (40), выборочно сцепляемый с промежуточным валом (30), и/или вторым передаточным механизмом, и/или первым входным валом (10) соответственно; причем первый входной вал (10) и выходной вал (40) расположены соосно, второй передаточный механизм и промежуточный вал (30) расположены с интервалами в окружном направлении первого входного вала (10).

2. Система силовой передачи по п. 1, в которой первый передаточный механизм выполнен как первая шестерня (20а) с двумя сцеплениями, надетая на периферию первого входного вала (10), причем второй входной вал (20) снабжен шестерней второго входного вала (21) и первая шестерня с двумя сцеплениями (20а) снабжена первой входной шестерней (20b) с двумя сцеплениями, входящей в зацепление с шестерней второго входного вала (21);

промежуточный вал (30) снабжен первой входной шестерней (31) промежуточного вала, причем первая шестерня (20a) с двумя сцеплениями снабжена первой выходной шестерней (20c) с двумя сцеплениями, входящей в зацепление с первой входной шестерней промежуточного вала (31).

3. Система силовой передачи по п. 2, в которой второй передаточный механизм выполнен как один или множество вторых передаточных валов (10a), причем каждый из вторых передаточных валов (10a) снабжен второй передаточной входной шестерней (10b) и второй передаточной выходной шестерней (10c), причем второй передаточный вал (10a) расположен параллельно и со смещением от промежуточного вала (30) в окружном направлении первого входного вала (10), и первый входной вал (10) снабжен первой выходной шестерней первого входного вала (11), входящей в зацепление со второй передаточной входной шестерней (10b);

выходной вал (40) снабжен первой входной шестерней выходного вала (41), выборочно сцепляемой с выходным валом (40), причем первая входная шестерня выходного вала (41) находится в зацеплении со второй передаточной выходной шестерней (10с).

4. Система силовой передачи по п. 3, в которой на первый входной вал (10) надета вторая выходная шестерня первого входного вала (12), причем промежуточный вал (30) снабжен второй входной шестерней промежуточного вала (33), входящей в зацепление со второй выходной шестерней первого входного вала (12).

5. Система силовой передачи по п. 4, в которой система силовой передачи дополнительно содержит:

первое устройство переключения передач (k1), расположенное на первом входном валу (10) и обеспечивающее возможность выборочного введения первого входного вала (10) в зацепление с первой шестерней (20a) с двумя сцеплениями или второй выходной шестерней первого входного вала (12).

6. Система силовой передачи по п. 3, в которой выходной вал (40) снабжен вторым устройством переключения передач (k2), причем второе устройство переключения передач (k2) обеспечивает возможность выборочного введения выходного вала (40) в зацепление с первым входным валом (10) или обеспечивает возможность введения первой входной шестерни выходного вала (41) в зацепление с выходным валом (40).

7. Система силовой передачи по п. 1, в которой промежуточный вал (30) снабжен множеством выходных шестерен промежуточного вала, причем на выходной вал (40) надето множество вторых входных шестерен выходного вала, зацепленных с множеством выходных шестерен промежуточного вала соответственно, и выходной вал (40) выборочно вводится в зацепление с одной из множества вторых входных шестерен выходного вала.

8. Система силовой передачи по п. 7, в которой система силовой передачи дополнительно содержит:

третье устройство переключения передач (k3), расположенное на выходном валу (40) и обеспечивающее возможность выборочного введения одной из множества вторых входных шестерен выходного вала в зацепление с выходным валом (40).

9. Система силовой передачи по п. 7, в которой предусмотрен один или множество промежуточных валов (30), причем каждый из промежуточных валов (30) сцеплен с первым передаточным механизмом, и каждый из промежуточных валов (30) снабжен множеством выходных шестерен промежуточного вала.

10. Система силовой передачи по п. 1, в которой сцепление (4) расположено между выходным валом (70) двигателя и первым входным валом (10), причем сцепление (4) выполнено с возможностью выборочного введения выходного вала (70) двигателя в зацепление с первым входным валом (10).

11. Транспортное средство, отличающееся тем, что транспортное средство содержит систему силовой передачи по любому из пп. 1-10.