[发明专利]包括变速器的车辆驱动系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于在2010年12月10日提交的题为“包括至少一个电力站的车辆驱动系统以及控制该驱动系统的方法和系统（Vehicle Drive System Including At Least One Electrical Power Plant And Method And System For Controlling The Drive System）”并且序列号为61/421,868的临时专利申请的权益。本申请是在2008年9月16日提交的题为“高效交通工具变速器（High-Efficiency Vehicular Transmission）”并且序列号为12/211,236的美国专利申请的部分继续申请，该美国专利申请进而要求在2007年10月12日提交的临时申请号60/998,773的权益。

技术领域

本发明涉及包括可控制的或可选择的超速偶联组件的动力传动系或驱动系统、以及用于控制此类驱动系统的方法和系统，并且具体地涉及具有至少一个电力站和多个可控制的单向离合器（OWC）的驱动系统，该多个可控制的单向离合器包括至少一个动态型OWC。

综述

自动化手动变速器（AMT）（用于机动车辆中的一种类型的自动换档变速器）通过去除液力变矩器而改进了机械效率。此类自动化的手动变速器典型地包括多个动力操作的致动器，它们由一个变速控制器或某些类型的电控单元（ECU）控制，以用来自动地切换多个同步的离合器，这些离合器控制着传统上在手动变速器中见到的啮合的齿轮的接合。在AMT的换档过程中，发动机转矩通过一个离合器与车辆断开。在变速器改变比率的过程中转矩是中断的。在比率改变之后，离合器重新将发动机连回到传动系上。这种方式的问题在于，在转矩中断的过程中，驾驶员在驾驶舱内向前倾并且然后在发动机重新连上传动系时向后倾。这种换档事件可能长达一秒。这是一种不希望的换档感受。而且车辆在这种过渡过程中是没有加速度的，从而导致不希望的驾驶情况（投入车流中、并道等）。

现今的有级速比自动变速器使用液压来对传动比改变提供动力、衰减NVH（即，噪声、振动和不平顺性）、对偶联/解除偶联提供动力、并且提供润滑和冷却作用。这是通过使用一个液力变矩器（用于动力的偶联/解除偶联、放大转矩、并且进行NVH衰减）、一个油泵、阀体（或液压逻辑件）、以及摩擦型离合器（由液压激活以便选择性地锁定和释放大概部件的带式离合器和摩擦离合器）。

多片式摩擦型离合器和制动器

离合器和制动器对应地被用于驱动或固持一个行星齿轮组的构件。按照惯例，多片式离合器将一个行星构件连接至另一个上。多片式制动器将一个行星构件连接至变速器外壳上以便使其保持静止。

这些离合器和制动器由一定数目的摩擦盘和钢盘组成。这些摩擦盘涂覆有一种摩擦材料并且在其内周边上具有接合支托（花键）。这些钢盘两侧均为钢并且具有定位在其外周边上的接合支托。这些摩擦盘上的接合支托通常与一个行星构件相接合。这些钢盘上的接合支托通常与该离合器柱塞壳体相接合。

除了摩擦盘和钢盘之外，还有一个施加活塞、壳体和复位弹簧。一旦将液压流体施加至该离合器组件，该活塞推进并且该摩擦盘和钢盘将被锁定在一起。一旦液压被释放，则该复位弹簧将使活塞返回其休止位置，并且该摩擦盘和钢盘被解除锁定。

某些应用使用带式制动器。该制动带是一个环形带，具有粘结至其内表面上的摩擦材料。该带缠绕在一个特定的行星部件（离合器鼓）上并且将该部件锁定至变速器外壳上。该制动带由该离合器施加活塞来施加和释放。

为了进行按速比切换，需要将流体施加到该多片使离合器（或制动器）中或从其中释放出来。存在以下方法：

1.将来自阀体中的换档阀的流体施加至该离合器组件。

2.流体压力在该施加活塞后面建立并且克服了膜片弹簧的阻力。

3.这些摩擦盘和钢盘被挤压到一起并且变得锁紧，从而防止其间的任何滑动。

4.现在两个行星构件被锁定在一起。

5.当流体压力被释放时，允许该摩擦盘和钢盘解除锁定。

这种方法已经具有了某些优点。使用液压来夹紧离合器并将转矩加倍功率密度非常高。液压系统已证明具有良好的衰减特性和顺畅换档的能力。它对变速器中的部件进行润滑并且将变矩器、泵、齿轮组、轴承等中的热量带走也是自然的方式。

然而，存在一些缺点。首先是效率。泵总是开启的并且无论何时当发动机运行都在泵送油。当一个摩擦元件被启用时，动力被用于维持该摩擦元件的夹紧力。