CN105346372B - 混合动力模块和具有它的汽车传动系 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种混合动力模块，该混合动力模块用于汽车的传动系，其中，混合动力模块具有电驱动器、分离离合器和离合器致动***，分离离合器设置在电驱动器的内部以在朝向变速器的方向上传递来自发动机和/或电驱动器的转矩，离合器致动***用于控制该分离离合器，其中，分离离合器是直接致动离合器，直接致动离合器包括刚性操纵部件、压板(12)、离合器盘(13)和反作用板(14)，压板(12)和反作用板(14)用于夹紧离合器盘(13)，其中刚性操纵部件用于将离合器致动***的致动负荷传递到压板(12)。本发明还提供一种包括该混合动力模块的汽车传动系。

Description

混合动力模块和具有它的汽车传动系
技术领域
本发明涉及一种混合动力模块以及包括该混合动力模块的汽车传动系。
背景技术
国际公开WO2012/167767公开了一种具有自调整离合器的混合动力模块，其中，操纵装置包括一个液压操纵单元，其具有相对于中间轴同中心布置的液压缸，所述液压缸操纵自调整离合器的杠杆弹簧，杠杆弹簧支承在离合器壳体的径向延伸区域上并且对应所述操纵液压缸的状态，压紧盖板在轴向方向上可施加操纵力，其中，对应压紧盖板的轴向移动，离合器盘夹紧在压紧盖板和分离离合器的离合器壳体之间，由此闭合该分离离合器，并且其中，分离离合器的离合器盘与中间轴无相对转动地连接。
其他现有技术公开了使用膜片弹簧来控制离合器的闭合和分离。
对于自调整离合器，由于杠杆弹簧或膜片弹簧杠杆比率，分离***的分离行程多于混合动力模块的整个轴向长度的10％。该混合动力模块将***到非常有限的前车舱中的传统动力系中，因此太大的长度是混合动力模块的一个非常重要的缺点。
在其中离合器安装在电动机内部的这种设计中，混合动力模块的总长度要么被电动机的长度决定要么被离合器与分离***一起决定。在前驱混合动力车辆中，电动机通常限制在特定功率内，即特定的轴向长度内。于是，最重要的长度限制是由离合器和分离***确定的轴向长度。因此，离合器的分离行程直接影响混合动力模块的总长度。
发明内容
本发明的目的在于减小混合动力模块的轴向长度，如果分离行程能够减小则获得很大的优点。本发明还用于消除膜片弹簧，由此将分离行程减小到数毫米。
通过提供一种混合动力模块实现上述目的，所述混合动力模块用于汽车的传动系，所述传动系具有发动机、旋转振动阻尼器和变速器，其中，所述混合动力模块位于所述旋转振动阻尼器和变速器之间，其中，所述旋转振动阻尼器和所述混合动力模块通过中心轴相互连接，并且其中，所述混合动力模块具有电驱动器、分离离合器和离合器致动***，所述分离离合器设置在所述电驱动器的内部以在朝向所述变速器的方向上传递来自发动机和/或电驱动器的转矩，所述离合器致动***用于控制所述分离离合器，其中所述分离离合器是直接致动离合器，所述直接致动离合器包括刚性操纵部件、压板、离合器盘和反作用板，所述压板和所述反作用板用于夹紧所述离合器盘，其中所述刚性操纵部件用于将所述离合器致动***的致动负荷传递到所述压板。
在使用直接致动离合器的情况下，与具有相同功能的现有的其中电动机设置在发动机和变速器之间的P2型混合动力模块相比，本发明的混合动力模块在轴向上更短。并且，在混合动力模块内部的部件更少，这导致了更简单的安装工艺。
优选地，所述刚性操纵部件是刚性板。刚性板导致了降低的制造成本。
优选地，所述刚性板是冲压形成的杯形片材部件，所述杯形片材部件在开口端处具有交替的凸片和切口。具有交替的凸片和切口的刚性板便于均匀传递夹紧负荷。
优选地，所述杯形片材部件在所述杯形的底部处设置有加强构件。通过加强构件进一步增加了刚性板的刚度。
优选地，所述电驱动器是内转子电动机，并且所述直接致动离合器设置在所述内转子电动机的转子的内部。上述布置使得混合动力模块更加紧凑。
优选地，所述内转子电动机的转子与所述离合器的反作用板无相对转动地连接。
优选地，所述旋转振动阻尼器是双质量飞轮。
优选地，所述离合器致动***是电致动器或者电-液致动器。通过高精度的致动器，诸如舍弗勒公司的高精度离合器致动器(Highly Precise Clutch Actuator:HCA)能够确保控制精度。
本发明还提供一种用于汽车的传动系，所述传动系包括上述混合动力模块。
总之，根据本发明，能够提供一种具有全功能的更加紧凑的混合动力***。
附图说明
本发明的典型实施例的特征、优点和技术和工业意义将在下文中参考附图说明，其中相同的附图标记指示了相同的元件，且其中：
图1是示出了具有本发明的混合动力模块的汽车传动系的布置的示意图。
图2是示出了图1中的电动机是内转子电动机的示意图。
图3是示出了图1中的离合器安装在电动机的转子内部的示意图。
图4是示出了图3中的离合器的具体构造的透视图。
图5是示出了图1中的离合器致动***的透视图。
图6是示出了图1中的刚性板的结构的透视图。
图7a-7d是示意图，其示出了混合动力模块的不同工作状态的功率流。
具体实施方式
下面参照附图描述本发明。
图1是示出了具有本发明的混合动力模块的汽车的传动系的布置的示意图，其中混合动力模块包括电驱动器例如电动机、分离离合器例如直接致动离合器和离合器致动***。发动机的曲轴4连接到旋转振动阻尼器，例如双质量飞轮1。混合动力模块位于双质量飞轮1和变速器20之间。来自发动机的扭矩将被双质量飞轮1传递到混合动力模块，然后经过变速器20传递到车辆的车轮，由此驱动车辆。
具体地，来自发动机的扭矩被双质量飞轮1传递到其次级侧例如花键毂3，该花键毂3利用花键连接101将双质量飞轮1的次级质量与中心轴9相连接。中心轴9通过两个轴承支撑，该两个轴承即位于中心轴9的右侧即变速器一侧的轴承10和位于中心轴9的左侧即发动机侧上的导向轴承。例如，所述中心轴9在发动机侧通过导向轴承直接支承到发动机的曲轴4上。直接致动离合器的离合器盘13利用花键连接102连接到中心轴9并且能够在花键齿的延伸方向上移动。由此，来自发动机的扭矩能够经由中心轴9被传递到离合器盘13。由此，当离合器致动***的致动器6在朝向直接致动离合器的方向上移动时，该直接致动离合器闭合，从而发动机的动力能够传递到直接致动离合器的反作用板14。另一方面，电动机的转子16与直接致动离合器的反作用板14无相对转动地连接。由此，电动机的动力能够传递到该反作用板14。该反作用板14连接到混合动力车辆的变速器20，优选地经过起动离合器连接到变速器20的输入轴。
本发明中的发动机可以包括两个气缸。但是，发动机气缸的具体数量不限制，而是发动机也可以具有多于两个的气缸。此外，图1示出了双质量飞轮1。备选地，还可使用单质量飞轮或者另一类型的振动阻尼器，如质量摆或者离心力摆或者这种阻尼器元件的组合。此外，在图1中的变速器的类型不受限制。
图1仅仅示意性示出了位于双质量飞轮1和变速器20之间的混合动力模块的一半，该混合动力模块绕中心轴线旋转地构成。
图2示出了图1中的用于该混合动力模块的电动机的一部分。电动机例如是内转子电动机。电动机例如包括转子16、定子17、冷却水套18、转子支架15以及转子法兰11。该电动机通过冷却水套18进行冷却，该冷却水套18在定子17的外部位于混合动力模块壳体19中。即，该冷却水套18在电动机的径向方向上位于混合动力模块壳体19和定子17之间。电动机的定子17固定在冷却水套18中，它们一起通过销钉连接固定到混合动力模块壳体19上。
电动机的转子16从电动机的径向方向的外侧安装在作为筒形部件的转子支架15上，并且转子法兰11从电动机的径向方向的内侧固定到转子支架15。并且，如图1所示，在转子法兰11的、在电动机的径向方向上的内部设置有用于轴承8的外圈。轴承8的内圈固定在离合器致动***的致动器壳体5上。致动器壳体5固定在混合动力模块壳体19上。因此，整个电动机通过轴承8支撑。
图3示出了图1中的直接致动离合器安装在电动机的转子内部。具体地，直接致动离合器布置成在电动机的径向方向上在所述电动机的转子16的内部，其中，电动机的转子16与直接致动离合器的反作用板14例如通过销钉连接无相对转动地连接。具体地，电动机的转子16由转子支架15支撑，该转子支架15通过销钉连接与反作用板14固定连接。
离合器盘13位于压板12和反作用板14之间。反作用板14具有变速器侧上的法兰连接部分，该法兰连接部分能够用于连接到起动离合器或者变速器的输入轴。压板12被刚性操纵部件例如刚性板7操作，该刚性板7被离合器致动***的致动器6致动。夹紧力直接由致动器6产生并且通过刚性板7传递到压板12。当离合器盘13被夹紧时，扭矩能够在发动机和反作用板14之间传递。
图4示出了图3中的直接致动离合器的具体构造。直接致动离合器包括刚性板7、压板12、离合器盘13和反作用板14。该刚性板7位于致动器6和压板12之间，并且能够从致动器6将夹紧负荷传递到压板12，从而将离合器盘13压紧在压板12和反作用板14之间。压板12和反作用板14用于夹紧离合器盘13。反作用板14固定到作为筒形部件的转子支架15，例如通过销钉连接固定到转子支架15。
图5示出了图1中的离合器致动***。该离合器致动***在动力传递方向上布置在双质量飞轮1和直接致动离合器之间。该离合器致动***包括致动器壳体5和致动器6，致动器6在电动机的径向方向上安装在致动器壳体5的外侧，并且致动器壳体5固定连接到混合动力模块的混合动力模块壳体19，例如通过销钉连接到混合动力模块壳体19。致动器6产生用于该直接致动离合器的夹紧负荷。该致动器6是电致动器或者电-液致动器。
如图1所示，传感器2的一端安装在致动器壳体5上且另一端安装在电动机的转子支架15上，以检测电动机的转速。传感器2的检测结果被输出到车辆控制***，用于控制电动机的操作。
图6示出了刚性板7的具体结构。如图6所示，刚性板7是冲压形成的杯形片材部件，其具有高刚度。在刚性板7底部中形成有通孔，混合动力车辆的中心轴9穿过该通孔。在刚性板7的筒形部分的、与该底部相反的一侧形成有交替的凸片22和切口23。该凸片和切口的形状可以是任意的，优选的是矩形的，以便于刚性板7连接到直接致动离合器的压板12。优选地，在刚性板7底部中冲压出圆周方向均布的加强筋24，该加强筋布置在刚性板7底部的面向直接致动离合器的一侧上。
在没有与膜片弹簧的杠杆比率相类似的杠杆比率的情况下，通过高精度的电致动器或者电-液致动器，刚性板7能够确保直接致动离合器的控制精度。
图7a-7d示出了混合动力模块的不同工作状态的功率流。
图7a示出了当直接致动离合器打开时的电驱动模式和再生制动。当没有来自致动器6的夹紧负荷经由刚性板7传递到压板12时，压板12不将离合器盘13压紧在反作用板14上，由此直接致动离合器保持打开。此时，发动机的动力不能经由直接致动离合器传递到变速器20，而电动机保持与反作用板14的连接。由此，仅电动机的动力传递到变速器20，从而驱动车辆。
此外，在混合动力车辆进行再生制动时，再生能量通过变速器20和反作用板14传递到用作发电机的电动机，从而对混合动力车辆的蓄电装置例如电池进行充电，从而回收制动能量。
图7b示出了当直接致动离合器闭合时的发动机驱动模式和蓄电装置充电。当刚性板7将来自致动器6的夹紧负荷传递到压板12时，压板12将离合器盘13压紧在反作用板14上，由此该直接致动离合器闭合。此时，在电动机不操作的情况下，仅发动机的动力经由直接致动离合器传递到变速器20，从而驱动车辆。
此外，在对蓄电装置进行充电时，发动机的动力通过反作用板14传递到用作发电机的电动机，从而对混合动力车辆的蓄电装置例如电池进行充电。
图7c示出了当直接致动离合器闭合时的混合驱动模式。当刚性板7将来自致动器6的夹紧负荷传递到压板12时，压板12将离合器盘13压紧在反作用板14上，由此直接致动离合器闭合。此时，发动机的动力经由离合器盘13传递到反作用板14。另一方面，电动机保持与反作用板14连接，由此电动机的动力传递到反作用板14。因此，当发动机和电动机都运行时，发动机和电动机的动力都通过反作用板14传递到变速器20，从而以混合动力模式驱动车辆。
图7d示出了当直接致动离合器闭合时的发动机起动。起动发动机时，致动该致动器6，由此刚性板7将来自致动器6的夹紧负荷传递到压板12，压板12将离合器盘13压紧在反作用板14上，由此直接致动离合器闭合。此时，电动机发出的动力经由反作用板14和离合器盘13、中心轴9以及双质量飞轮1传递到发动机，从而起动该发动机。
本发明的具有直接致动离合器的混合动力模块不局限于应用在前面提及的混合动力汽车中，而是能够应用到中等混合动力、高混合动力车辆中以及插塞式混合动力电动汽车，特别地，应用于前驱动的A级或B级乘用车辆。
与现有的技术方案相比，本发明不使用膜片弹簧组，这导致了较低的部件成本和安装成本。此外，本发明具有较短的混合动力模块，并且用户能够在最小改装成本的情况下使用该混合动力模块。

Claims (7)

1.一种混合动力模块，所述混合动力模块用于汽车的传动系，所述传动系具有发动机、旋转振动阻尼器和变速器，其中，所述混合动力模块位于所述旋转振动阻尼器和变速器之间，其中，所述旋转振动阻尼器和所述混合动力模块通过中心轴相互连接，并且
其中，所述混合动力模块具有电驱动器、分离离合器和离合器致动***，所述分离离合器设置在所述电驱动器的内部以在朝向所述变速器的方向上传递来自发动机和/或电驱动器的转矩，所述离合器致动***用于控制所述分离离合器，
其特征在于，所述分离离合器是直接致动离合器，所述直接致动离合器包括刚性操纵部件、压板(12)、离合器盘(13)和反作用板(14)，所述压板(12)和所述反作用板(14)用于夹紧所述离合器盘(13)，其中所述刚性操纵部件用于将所述离合器致动***的致动负荷传递到所述压板(12)，
所述刚性操纵部件是刚性板(7)，并且
所述刚性板(7)是冲压形成的杯形片材部件，所述杯形片材部件在开口端处具有交替的凸片(22)和切口(23)。
2.根据权利要求1所述的混合动力模块，其特征在于，所述杯形片材部件在所述杯形的底部处设置有加强构件。
3.根据权利要求1或2所述的混合动力模块，其特征在于，所述电驱动器是内转子电动机，并且所述直接致动离合器设置在所述内转子电动机的转子的内部。
4.根据权利要求3所述的混合动力模块，其特征在于，所述内转子电动机的转子与所述离合器的反作用板(14)无相对转动地连接。
5.根据权利要求1或2所述的混合动力模块，其特征在于，所述旋转振动阻尼器是双质量飞轮。
6.根据权利要求1或2所述的混合动力模块，其特征在于，所述离合器致动***是电致动器或者电-液致动器。
7.一种用于汽车的传动系，其特征在于，所述传动系包括根据前述权利要求中的任一项所述的混合动力模块。
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