用于带有多个传动比的变速箱的方法和系统与流程

1.本说明涉及车辆中的电驱动桥，并且更具体地涉及带有固定尺寸 齿轮架的多比率变速箱。


背景技术：

2.电动车桥已被纳入电动汽车以及混合电动汽车，以提供或者增强 车辆推进力。电气化车桥包括这样的变速箱，其作用是对电动马达和驱动 轮之间的旋转能量传输提供期望的传动比。然而，发明人已经认识到，先 前的电驱动桥在涉及车桥封装和变速箱接入方面存在缺陷。变速箱接入的 问题可能妨碍最终用户改变车辆的传动比(例如，最终传动比)的能力。 在通常的后桥中，联接至差速器的准双曲面齿轮组已被用作末级齿轮。然 而，平行轴线齿轮布置的齿轮组与准双曲面齿轮布置相比带来额外的润滑 挑战以及封装困难。先前对于由不同传动比的多个齿轮构成的变速箱的示 例包括基于最大的小齿轮和齿轮对齿轮架设计尺寸。然而，这在较小的小 齿轮和/或较小的齿轮周围产生了空的、未使用的空间，这些空间可能经由 空气和润滑剂的组合来填充。这种多余的润滑剂可能增加搅动损失并且降 低效率。


技术实现要素：

3.为了克服至少一些上述缺点，提供了一种电驱动桥系统。该电驱 动桥系统的变速箱包括：包括多个传动比的变速箱，该多个传动比包括从 齿轮架到其上布置多齿轮或多个小齿轮的车桥的固定中心距离，其中，多 个小齿轮中的每一个小齿轮不同地设计尺寸，并且其中，除了最大的小齿 轮外，所有小齿轮都包括小齿轮挡板。
4.在一个示例中，变速箱包括经由多个小齿轮和多个齿轮产生的多 个比率。小齿轮架尺寸设计成基于最大的小齿轮，并且齿轮架尺寸设计成 基于最大的齿轮。该变速箱还包括基于每个小齿轮和齿轮设计尺寸的多个 挡板，其中，多个小齿轮包括最大的小齿轮、中间的小齿轮和最小的小齿 轮，并且多个齿轮包括最大的齿轮、中间的齿轮和最小的齿轮。多个挡板 尺寸设计成和形状设计成使得小于最大的小齿轮的小齿轮以及其对应的挡 板的组合包括等于最大的小齿轮的组合面积。同样，小于最大的齿轮的齿 轮以及其对应的挡板的组合包括等于最大的齿轮的面积的组合面积。
5.应当理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍在详细描 述中进一步描述的概念的选择。这并不意味着确定所要求保护的主题的关 键或必要特征，所要求保护的主题的范围由所附权利要求唯一地限定。此 外，所要求保护的主题不限于解决以上或在本公开的任何部分中指出的任 何缺点的实施方式。
附图说明
6.图1是包括电驱动桥系统的车辆的示意图。
7.图2示出了带有具有多个可选择的齿轮组的齿轮系的电驱动桥系 统的示例的立
体图。
8.图3示出了图2中描绘的电驱动桥系统的俯视图。
9.图4示出了多比率变速箱的实施例。
10.图5a、图5b和图5c示出了示例齿轮挡板的各种视图。
11.图5d、5e和5f示出了与小齿轮挡板集成的齿轮挡板的各种视 图。
具体实施方式
12.本文描述了带有多个不同形状的挡板的电驱动桥系统，这些挡板 定针对各种尺寸的小齿轮和齿轮制成。包括多个传动比的变速箱还包括用 于多个传动比中每一个传动比的单一尺寸的齿轮架(carrier)。单一尺寸的 齿轮架基于最大的齿轮和最大的小齿轮来设计尺寸。多个不同形状的挡板 尺寸设计成适配不同尺寸的小齿轮和齿轮中的每一个，以减小小齿轮或齿 轮与齿轮架之间的空间尺寸，以减少搅动损失并且提高效率。
13.本公开的电驱动桥的变速箱包括第一传动比、第二传动比和第三 传动比；然而，变速箱可以有任何数量的传动比。图中的传动比示出为在 一个平面中，然而，实际的变速箱可能在第一传动比的平面和第二传动比 的平面之间有一个角度，以此类推。
14.本公开将齿轮示出为简单的正齿轮组或斜齿轮组。然而，变速箱 可以使用其他的诸如行星齿轮、拉维诺齿轮等的圆柱齿轮，或者其他的诸 如直锥齿轮、螺旋锥齿轮、双曲面齿轮等的锥齿轮。
15.图1示意性地示出了具有设计成带有多个传动比的电驱动桥系 统的车辆。图2-图3示出了电驱动桥系统的示例的不同视图。图4示出了 包括多个传动比的变速箱的示例，其中布置有多个不同尺寸的挡板。图5a、 图5b、图5c示出了齿轮挡板的示例。图5d、图5e和图5f示出了与齿轮 挡板整体形成的小齿轮挡板的示例。
16.图1示出了具有电驱动桥系统102的车辆100的示意图，该电驱 动桥系统102带有齿轮系104和电动马达-发电机106。图1的示意图提供 了车辆、齿轮系和对应部件的高级拓扑结构。然而，应当理解，车辆、齿 轮系和对应部件具有比图1中所示(captured)的更大的结构复杂性。齿轮 系104的各个面的结构细节通过示例在本文中根据图2至图4更详细地示 出。
17.电动马达-发电机106电联接至能量储存装置108(例如，电池、 电容器等)。箭头109表示在系统操作的不同模式期间可能发生的、电动 马达-发电机106与能量储存装置108之间的能量传递。电动马达-发电机 106可以包括用于产生旋转输出(例如，前向和反向的驱动旋转输出)和/ 或电能的常规部件，该电能用于对能量储存装置108充电，常规部件诸如 是与定子电磁交互以提供前述能量传递功能的转子。电动马达-发电机106 示出为包括转子轴180，该转子轴180带有联接至其的第一轴承181和第二 轴承182。第一轴承181可以是固定轴承，并且第二轴承182可以是浮动轴 承。尽管第二轴承182示出为定位在电动马达-发电机内，但是应当理解， 在一些实施例中，轴承182可以联接至输入轴以有利于由此的旋转。已经 考虑了根据电动马达-发电机的其他轴承布置，诸如具有替代数量和/或类型 的轴承的布置。
18.在不同的实施例中，车辆可以采取多种形式。例如，车辆100可 以是混合动力车辆，其中电动马达-发电机106和内燃发动机(未示出)两 者都用于动力发电。例如，在混合
动力车辆构造的一个用例中，在特定条 件下，内燃发动机可以有助于对能量储存装置108再充电。在混合动力车 辆构造的另一个用例中，内燃发动机可以构造成对差速器110或齿轮系104 中的其他适当位置提供旋转能量。在混合动力车辆构造的又一个用例中， 发动机可以对另一驱动桥(未显示)提供旋转输入。此外，在其他示例中， 车辆可以是其中省去内燃发动机的纯电动车辆(bev)。
19.电动马达-发电机106的转子轴180联接至输入轴112。例如，转 子轴180可以与输入轴112的一端过渡配合、滑动配合、机械附接、花键 啮合、它们的组合等。第一齿轮114定位或形成在输入轴112上。轴承183 示出为联接至输入轴112。在一个示例中，轴承183可以是固定轴承。然而， 在其他示例中，轴承183可以是另一合适类型的轴承，或者在某些情况下 可以从系统省去。
20.第二齿轮116旋转地联接至第一齿轮114并且驻留在中间轴118 上。如本文所述，齿轮或者其它部件之间的旋转联接可以包括齿轮之间的 交接部(interface)，其中齿轮的齿啮合以有利于它们之间的旋转能量传递。 因此，部件的旋转联接允许在对应部件之间传递的旋转能量。相反地，解 除旋转联接可以包括当旋转能量在两个部件之间实质性地阻止传递时两个 部件之间的状态。
21.第三齿轮120和第四齿轮122附加地包括在中间轴118上，但也 可设想其他齿轮布置。轴承184(例如，圆锥滚子轴承)联接至中间轴118 的任一轴向端，以支承该轴并且有利于其旋转。与其他类型的轴承(诸如 滚珠轴承)相比，圆锥滚子轴承可以减小桥封装(axle package)宽度。然 而，已经设想了其他合适的中间轴轴承类型和/或布置。中间轴上的轴承布 置以及本文所述的其它轴承布置可以基于预期的轴载荷(例如，径向载荷 和推力载荷)、齿轮尺寸、轴尺寸等来选择。
22.现继续对齿轮系的说明，第四齿轮122旋转地联接至第五齿轮 124，并且第三齿轮120旋转地联接至第六齿轮126。在图示实施例中，第 一齿轮114、第二齿轮116、第三齿轮120、第四齿轮122、第五齿轮124 和第六齿轮126包括在齿轮组件130中。然而，在其他实施例中，该齿轮 组件可以包括变化数量的齿轮和/或具有不同的布局。该组件中的齿轮数量 和组件布局可以基于例如与期望的变挡范围和封装相关联的最终用途设计 目标来选择。
23.第一齿轮114、第二齿轮116、第四齿轮122和第五齿轮124可 以包括在第一齿轮组127中。此外，第一齿轮114、第二齿轮116、第三齿 轮120和第六齿轮126可以包括在第二齿轮组129中。在一个示例中，第 一齿轮组127可以具有比第二齿轮组129更高的传动比。然而，在其它示 例中，可以使用不同齿轮组中的其它齿轮布置。系统102中的离合器组件 允许第一齿轮组127或者第二齿轮组129安置成处在工作状态。为了详细 说明，离合器组件允许借助于齿轮组件130、行星齿轮组件138和差速器 110来调节递送至在驱动表面133上的驱动轮128的传动比。例如，在某些 条件下(例如牵引、低速车辆运行等)，离合器组件可以操作以接合第一 齿轮组127，并在其它条件下(例如，高速车辆运行)接合第二齿轮组129。 因此，该系统可以基于车辆运行条件、驾驶员输入等在不同的齿轮组之间 转换。以这种方式，齿轮系具有不同的可选择传动比，允许齿轮系根据需 要适应不同的驱动条件。应当理解，在某些情况下，还可利用传动比的可 调节性来提高电动马达的效率。
24.系统102可以具体地包括第一离合器组件132和第二离合器组件 134。第一离合器组件132构造成将第五齿轮124从输出轴136旋转地联接 和解除联接。同样，第二离合器组
件134用于将第六齿轮126与输出轴136 旋转地联接和解除联接。第一离合器组件132可以包括单向离合器185(例 如，楔块(sprag)离合器)和锁定离合器186，它们以紧凑的布置协同工 作以实现联接/解除联接功能。然而，已经考虑其它离合器设计，诸如摩擦 离合器(例如，湿式摩擦离合器)、液压离合器、电磁离合器、同步器等。 单向离合器和锁定离合器的结构和功能在本文中更详细地描述。在一个实 施例中，第二离合器组件134可以是提供平滑接合/分离的湿式摩擦离合器。 然而，在其它示例中，第二离合器组件134可以包括附加或替代类型的适 合离合器(例如，液压、电磁等)。
25.在图示实施例中，输出轴136旋转地联接至行星齿轮组件138。 行星齿轮组件138可以包括环形件187(也称为齿圈)、在其上安装有行星 齿轮189的行星架188，以及提供空间效率设计的太阳齿轮190，与非行星 布置相比能够提供相对较高的传动比。在所示的实施例中，太阳齿轮190 旋转地联接至输出轴136，并且行星架188旋转地联接至差速器110(例如， 差速器壳)。然而，在替代示例中，行星齿轮组件中的不同齿轮可以旋转 地联接至输出轴和差速器。此外，在一个示例中，行星齿轮组件138的部 件保持静止并允许旋转的部件可以是不可调节的。因此，在一个用例示例 中，环形件187可以保持基本静止，并且在齿轮系操作期间，行星架188、 行星齿轮189、太阳齿轮190和齿轮静止/旋转状态可以保持不变。在所示 的实施例中，环形件187固定地联接至电动马达-发电机壳体，以提高系统 空间效率。然而，在其它情况下，该环形件可以固定地联接至其它车辆结 构。通过使用不可调节的行星齿轮组件，与带有具有旋转状态可调节性的 齿轮的行星布置相比，可以简化齿轮系的操作。然而，在其它实施例中， 在系统中可以使用可调节的行星布置。
26.各种轴承可以联接至输出轴136和行星齿轮组件138，以使联接 至轴和组件的部件能够旋转，并且在某些情况下相对于径向载荷和/或推力 载荷来支承这些部件。轴承191(例如，滚针滚子轴承)示出为联接至输出 轴136和第二离合器组件134。此外，轴承192(例如，圆锥滚子轴承)示 出为联接至第二离合器组件134。轴承193(例如，浮动轴承)也示出为联 接至第二离合器组件134和输出轴136。轴承194(例如，推力轴承)也可 以轴向地定位在并且联接在第六齿轮126与第一离合器组件132之间。轴 承196(例如，固定轴承)也可以联接至单向离合器185。此外，轴承197 (例如，滚珠轴承)示出为联接至行星齿轮组件138，并且轴承198(例如， 滚珠轴承)示出为联接至差速器壳142。然而，已经考虑了其它合适的轴承 布置，诸如其中轴承的数量和/或构造变化的布置。
27.此外，图1描绘了直接旋转地联接至差速器110的行星齿轮组件 138。将行星齿轮组件直接联接至差速器可增加系统紧凑性并且简化系统架 构。然而，在其它示例中，可以在行星齿轮组件与差速器之间设置中间齿 轮装置。继而，差速器110设计成旋转地驱动联接至驱动轮128的车桥140。 车桥140示出为包括联接至不同驱动轮128的第一轴部段141和第二轴部 段143。此外，车桥140示出为布置在输出轴136内(例如，与输出轴136 同轴)，这允许实现更具空间效率的设计。然而，在其他示例中，可以使 用偏置的车桥-输出轴布置。
28.在又一个示例中，车桥140可以是梁轴(beam axle)。梁轴，在 本领域中也称为实心车桥或刚性车桥，可以是具有这样的机械部件的车桥， 这些机械部件在结构上相互支承，并且在联接至车桥的驱动轮之间延伸。 因此，在例如车辆在不平整的路面上行驶期间，当铰接时，联接至车桥的 车轮可以一致地移动。例如，在一个实施例中，梁轴可以是在横向轴线上 跨接驱动轮的、结构连续的车桥。在另一实施例中，梁轴可以包括接收来 自差速器
中的不同齿轮的旋转输入并且在结构上由差速器支承的同轴的 轴。
29.差速器110可以包括容纳齿轮装置的壳142，齿轮装置诸如是小 齿轮、侧齿轮等，以实现上述能量传递功能。为了详细说明，在一个示例 中，差速器110可以是电子锁定差速器。在另一示例中，差速器110可以 是电子限滑差速器或者扭矩矢量双离合器。在又一些示例中，可以使用开 式差速器(open differential)。关于锁定差速器示例，当解锁时，该锁定差 速器可以允许两个驱动轮以不同的速度旋转，并且反之，当锁定时，该锁 定差速器可以迫使驱动轮以相同的速度旋转。以这种方式，在某些行驶条 件下，齿轮系构造可以适于增加牵引力。在限滑差速器的情况下，该差速 器允许联接至驱动轮128的轴的部段之间的速度的偏差限制。因此，在某 些道路条件下的牵引力(例如，低牵引力条件，诸如结冰条件、潮湿条件、 泥泞条件等)可能由于车轮速度偏差限制而增加。此外，在扭矩矢量控制 双离合器示例中，该差速器可以允许递送到驱动轮的扭矩独立且更精确地 调节，以在特定行驶条件下再次增加牵引力。因此，扭矩矢量控制双离合 器可以提供更大的车轮转速/扭矩控制，但是在某些情况下可能比锁定差速 器或者限滑差速器更复杂。
30.车辆100还可以包括带有控制器152的控制系统150。控制器152 包括处理器154和存储器156。存储器156可以保持储存在其中的指令，当 由处理器执行时，这些指令使控制器152执行本文中描述的各种方法、控 制技术等。处理器154可以包括微处理器单元和/或其他类型的电路。存储 器156可包括已知的数据储存介质，比如随机存取存储器、只读存储器、 保持活动(keep alive)存储器、其组合等。此外，还应当理解，存储器156 可以包括非暂时存储器。
31.控制器152可以从联接在车辆100以及电驱动桥系统102中的各 个位置的传感器158接收各种信号。这些传感器可以包括电动马达-发电机 速度传感器160、能量储存装置温度传感器162、能量储存装置充电状态传 感器164、轮速传感器166、离合器位置传感器168等。控制器152还可以 将控制信号发送到联接在车辆100和电驱动桥系统102中的不同位置处的 各种致动器170。例如，控制器152可以将信号发送到电动马达-发电机106 和能量储存装置108，以调节电动马达-发电机的转速和/或方向(例如，前 向驱动旋转方向和反向驱动旋转方向)。控制器152还可以将信号发送到 第一离合器组件132和第二离合器组件134，以调节齿轮系104中的工作传 动比。例如，第一离合器组件132可以脱离，并且第二离合器组件134可 以接合，以使第二齿轮组129处在工作状态(在电动马达-发电机106与输 出轴136之间传递旋转能量)。车辆和齿轮系统中的其它可控部件根据命 令信号和致动器调节以的类似方式起作用。例如，差速器110可以接收来 自控制器152的命令信号。
32.车辆100还可以包括输入装置172(例如，诸如排挡杆、换挡杆 等的挡位选择器、控制台仪表板、触摸界面、触摸面板、键盘、它们的组 合等)。响应于驾驶员输入的输入装置172可以产生指示针对齿轮系的期 望操作模式的模式请求。例如，在用例示例中，驾驶员可以将挡位选择器 切换到一个挡位模式(例如，第一挡位模式或者第二挡位模式)以在控制 器处产生挡位设定模式转换请求。作为响应，控制器命令齿轮系部件(例 如，第一离合器组件132和第二离合器组件134)从第二挡位模式开始转换 到第一挡位模式或者反之亦然，在第一挡位模式中，第一齿轮组127可操 作，在第二挡位模式中，第二齿轮组129可操作。还考虑了其它模态 (modality)转换，诸如响应于从输入装置172接收到的驱动器输入而从反 向驱动模式到前向驱动模式或者反之亦然的模式转换。然而，在其它示例 中，可以实现更
自动化的齿轮系模式转换。例如，控制器可以例如基于车 辆速度和/或载荷而将齿轮系自动地置于第一挡位模式或者第二挡位模式。 控制器152还可以构造成将电驱动桥系统102转换到再生模式。在再生模 式中，利用电动马达-发电机106从齿轮系提取能量并且将其传递到能量储 存装置108。例如，电动马达-发电机106可以安置成发电机模式，其中借 助于齿轮系从驱动轮传递至发电机的至少一部分旋转能量转换成电能。已 经考虑了各种不同的模式控制策略。
33.图2示出了电驱动桥系统200。可以理解的是，图2中所示的电 驱动桥系统200用作图1中所示的电驱动桥系统102的示例。因此，在某 些实施例中，图1所示的电驱动桥系统102的功能和结构特征的至少一部 分可以实施在图2所示的电驱动桥系统200中，或者反之亦然。
34.电驱动桥系统200还是包括电动马达-发电机202和齿轮系204。 电动马达-发电机202具有电接口206，其在图2中图示为汇流条。然而， 在其它示例中，可以使用其它合适的电接口。电动马达-发电机202还包括 壳体208。齿轮系204可以包括输入轴210、中间轴212和输出轴214。当 系统在前向和反向的驱动模式下操作的同时，输入轴210接收来自电动马 达-发电机202的旋转输入(前向或反向的驱动旋转)。齿轮系204中的不 同齿轮联接至不同的轴，这根据图3更详细地展开。输入轴210、中间轴 212和输出轴214的旋转轴线216、218和220在图2和图3中提供以供参 考。图2附加地示出了行星齿轮组件222，该行星齿轮组件旋转地联接齿轮 系204中的差速器224。通过齿轮系204的动力路径在本文中更详细地讨论。 可以理解的是，将行星齿轮组件222安置靠近差速器224可允许较小的扭 矩通过齿轮系204承载，如果需要的话，使传动系具有较少和/或更小的部 件。
35.行星齿轮组件222可以在相对于非行星齿轮布置而言更紧凑的 布置中实现目标传动比(例如，相对较高的传动比，诸如在一个用例中为 大于20:1的传动比)。因此，如果需要的话，行星齿轮组件可以用比非行 星齿轮组件更少的部件(例如，齿轮和轴)实现所需的传动比。此外，在 行星齿轮组件表现出相对高的扭矩输出的实施例中，如果需要的话，行星 齿轮组件222可以由于行星齿轮之间的载荷共享(sharing)而获得更紧凑 的封装。坐标系250在适当时如图2以及图3所示，以供参考。在一个示 例中，z轴可以是垂直轴线，x轴可以是横向轴线，和/或y轴可以是纵向轴 线。然而，在其他示例中，轴线可以具有其他取向。
36.图3示出了带有电动马达-发电机202、输入轴210、中间轴212、 输出轴214和齿轮系204的电驱动桥系统200。齿轮系204可以包括联接至 输入轴210的第一齿轮300。如本文所述，描述用语“联接至”可以指示一个 部件在结构上联接至另一部件或者与另一部件一起形成。例如，在一个示 例中，第一齿轮300可以自输入轴210上的凸缘机械加工而成，或者分开 制造并且随后机械地附接(例如，焊接、螺栓连接、压配等)至输入轴210。
37.第二齿轮302联接至中间轴212。第三齿轮304和第四齿轮306 也联接至中间轴212。此外，第五齿轮308和第六齿轮310联接至输出轴 214。可以理解的是，在系统运行的不同模式期间，可以操作不同的齿轮组。 为了详细说明，第一齿轮300、第二齿轮302、第四齿轮306和第五齿轮308 可以包括在第一齿轮组312中。另一方面，第一齿轮300、第二齿轮302、 第三齿轮304和第六齿轮310可以包括在第二齿轮组314中。在一些示例 中，驻车齿轮311也可以包括在齿轮系204中。然而，在其它示例中，这 些齿轮组可以包括不同的齿轮组合。应当理解，第一齿轮组312和第二齿 轮组314具有不同的传动比(例如，第一齿轮组可以
具有比第二齿轮组高 的传动比)。以这种方式，齿轮系可以包括多个传动比以增加齿轮系的适 应性。此外，这些齿轮组可以共用一些共用齿轮(即，在所示实施例中的 第一齿轮和第二齿轮)。将齿轮系中的第一传动比(即，第一齿轮和第二 齿轮)固定可以允许齿轮的精度提高，如果需要的话，由此降低车桥系统 中的噪声、振动和不平顺性(nvh)。然而，已经设想了其中齿轮组不包 括重叠齿轮的实施例。离合器包括在齿轮系204中，以使第一齿轮组312 和第二齿轮组314能够与输出轴214联接/解除联接。以这种方式，可以操 作地选择不同的齿轮组，以例如更适合于驱动环境和/或提高电动马达效率。
38.行星齿轮组件222在图3中示出，其旋转地联接至输出轴214。 图3另外示出了旋转地联接至行星齿轮组件222的、齿轮系204中的差速 器224。然而，其它齿轮布局可以用在其它示例中，诸如非行星齿轮组件、 带有定位在行星组件与差速器之间的齿轮的齿轮系等。应当理解，在一些 实施例中，对应于行星齿轮组件222的传动比可以大于对应于第一齿轮组 312或第二齿轮组314的传动比。行星齿轮组件222允许在紧凑布置中实现 所需的传动比。例如，如果需要的话，行星齿轮组件222可以实现相对较 高的传动比和空间效率。然而，在其它示例中，可以使用非行星齿轮布置。 此外，行星齿轮组件222和差速器224被示出为定位在电动马达-发电机202 的壳体208的横向侧322上。提供电动马达-发电机的横向轴线324以供参 考。将输出轴214和中间轴212从输入轴210偏移允许行星齿轮组件222 定位在电动马达-发电机的侧部322上。应当理解，如果需要的话，行星齿 轮组件可以定位邻近电动机的横向侧322，这是由于行星齿轮组件能够集成 到齿轮系中，而无需与其平行的配合齿轮。以这种方式，该行星齿轮组件 可以安置在某些电动变速箱中保留未使用的空间中。因此，将行星齿轮组 件定位在电动机的侧部允许提高车桥系统的紧凑性。结果，在车桥安装在 车辆中清洁产生的封装约束可能不造成太大问题。然而，在其他示例中， 行星齿轮组件222可以定位在其他适当位置。例如，行星齿轮组件可以联 接至输出轴从电动马达-发电机延伸离开的部段。
39.虚线框307示出了第二齿轮302、第三齿轮304和第四齿轮306 的第一齿轮架(在此是指第一齿轮架307)。第一齿轮架307尺寸设计成基 于第二齿轮302、第三齿轮304和第四齿轮306中最大的齿轮。在一个示例 中，第一齿轮架307尺寸设计成基于第三齿轮304。第一挡板307a示出为 在第四齿轮306周围。如所示的，第一挡板307a占据第四齿轮306和第一 齿轮架307之间的空间。第一挡板307a周向地围绕第四齿轮306，其中， 第一挡板307a可包括这样的特征，特征用于增强流到第四齿轮306的润滑 剂，同时减少存在于第四齿轮306和第一齿轮架307之间空间的润滑剂的 量。第二挡板309a示出为在第六齿轮310周围。如所示的，第二挡板309a 占据第六齿轮310和第二齿轮架309之间的空间。第二挡板309a周向地围 绕第六齿轮310，其中，第二挡板309a可包括这样的特征，特征用于增强 流到第六齿轮310的润滑剂，同时减少存在于第六齿轮310和第二齿轮架 309之间空间的润滑剂的量。
40.虚线框309示出了第五齿轮308和第六齿轮310的第二齿轮架 (在此是指第二齿轮架309)。第二齿轮架309尺寸设计成基于第五齿轮 308和第六齿轮310中较大的一个。在一个示例中，第二齿轮架309尺寸设 计成基于第五齿轮308。通过基于最大的齿轮对第一齿轮架和第二齿轮架的 设计尺寸，在较小的齿轮和它们各自的齿轮架之间可能存在空的空间，这 些空的空间可能被空气和更多的润滑剂填充。然而，更多的润滑剂可能导 致搅动损失和效率降低。图4示出了包括挡板的多比率齿轮系统的示例， 这些挡板对齿轮中每一个都
是特定的，以填充空的空间和/或多余的空间。
41.现在转到图4，其示出了变速箱402的实施例400，该变速箱402 包括多个比率，其中包括由第一齿轮412和第一小齿轮414构成的第一传 动比410。变速箱402还包括由第二齿轮422和第二小齿轮424构成的第二 传动比420。变速箱402还包括由第三齿轮432和第三小齿轮434组成的第 三传动比430。第一齿轮412、第二齿轮422和第三齿轮432中的每一个都 被封装在一齿轮架404内。第一小齿轮414、第二小齿轮424和第三小齿轮 434中的每一个都被封装在小齿轮架406中。
42.如本领域普通技术人员所知，传动比是指驱动齿轮的旋转次数与 从动齿轮的旋转次数的比率。附加地或替代地，该比率可以基于输入速度 相对于输出速度、输入和输出齿轮的齿数等。这样，第一传动比410基于 第一齿轮412的旋转次数相对于第一小齿轮414的旋转次数。同样，第二 传动比420基于第二齿轮422的旋转次数相对于第二小齿轮424的旋转次 数。第三传动比430基于第三齿轮432的旋转次数相对于第三小齿轮434 的旋转次数。由于第一齿轮至第三齿轮和第一小齿轮至第三小齿轮的尺寸 不同的缘故，第一传动比、第二传动比和第三传动比中的每一个的数值都 可能不同。
43.变速箱402可以是包括在图1-图3的电驱动桥的实施例中的变速 箱的非限制性示例。在一个示例中，齿轮架404是第二齿轮架309的非限 制性示例，小齿轮架406是图3的第一齿轮架307的非限制性示例。在一 个示例中，第一齿轮412是图3的第五齿轮308的非限制性示例，第二齿 轮422是图3的第六齿轮310的非限制性示例。这样，第二齿轮挡板428a 可以是第二挡板309a的一个非限制性示例。在一个示例中，第一小齿轮 414是第四齿轮306的非限制性示例，第二小齿轮424是第三齿轮304的非 限制性示例，并且第三小齿轮434是第二齿轮302的非限制性示例。在一 个示例中，第一小齿轮挡板418是第一挡板307a的非限制性示例。
44.在图4的示例中，有多个齿轮架404和小齿轮架406，其中多个 传动比中的每个传动比包括齿轮架404和小齿轮架406中的每一个。齿轮 架404尺寸设计成基于变速箱402中最大的齿轮。同样，小齿轮架406尺 寸设计成基于变速箱402中最大的小齿轮。在图4的示例中，最大的齿轮 是第一齿轮412，而最大的小齿轮是第三小齿轮434。这样，第一齿轮412 和齿轮架404之间的空间较小(例如，零)。同样，第三小齿轮434和小 齿轮架406之间的空间也较小(例如，零)。
45.齿轮和小齿轮可以布置成使得对于第一齿轮412、第二齿轮422 和第三齿轮432中的每一个，从中心轴线490到外齿轮轴线492来测量的 齿轮中心距离是固定的。在一个示例中，中心轴线490代表共同车桥，每 一个齿轮都可以布置在该车桥上。小齿轮中心距离是从中心轴线494到外 小齿轮轴线496测量的。在一个示例中，齿轮中心距离对应于齿轮架404 的半径，而小齿轮中心距离对应于小齿轮架406的半径。由于齿轮和小齿 轮的尺寸不同的缘，齿轮或小齿轮的外径与对应的齿轮架之间可能存在空 间和/或空隙。
46.第一小齿轮挡板418布置在第一小齿轮414周围。第一小齿轮挡 板418可以包括甜甜圈形状，并且作为与第一小齿轮414的形状不同的间 隔件。第一小齿轮挡板418可构造成减小第一小齿轮414和小齿轮架406 之间的空间尺寸。在一个示例中，第一小齿轮挡板418消除第一小齿轮414 和小齿轮架406之间的空间。
47.第二齿轮挡板428a布置在第二齿轮422周围。第二齿轮挡板 428a可以包括甜甜圈
形状，并且作为与第二齿轮422的形状不同的间隔件。 第二齿轮挡板428a可构造成减小第二齿轮422和齿轮架404之间的空间尺 寸。在一个示例中，第二齿轮挡板428a消除第二齿轮422和齿轮架404 之间的空间。
48.第二小齿轮挡板428b布置在第二小齿轮424周围。第二小齿轮 挡板428b可以包括甜甜圈形状，并且作为对第二小齿轮424特定的间隔件。 第二小齿轮挡板428b可构造成减小第二小齿轮424和小齿轮架406之间的 空间尺寸。在一个示例中，第二小齿轮挡板428b消除第二小齿轮424和小 齿轮架406之间的空间。
49.第三齿轮挡板438布置在第三齿轮432周围。第三齿轮挡板438 可以包括甜甜圈形状，并且作为第三齿轮432特定的间隔件。第三齿轮挡 板438可构造成减小第三齿轮432和齿轮架404之间的空间尺寸。在一个 示例中，第三齿轮挡板438消除第三齿轮432和齿轮架404之间的空间。
50.如所示的，第一齿轮412比第二齿轮422大，第二齿轮422比第 三齿轮432大。这样，由于在齿轮架404和第二齿轮422之间的空间更小 的缘故，第二齿轮挡板428a包括比第三齿轮挡板438更小的厚度。
51.在一个示例中，包括在变速箱402中的挡板中的每一个都包括对 部件中的每一个特定的甜甜圈形状，使得每个挡板可以周向地围绕齿轮或 小齿轮中的一个。如所示的，第一齿轮412(例如，最大的齿轮)和第三小 齿轮434(例如，最大的小齿轮)由于在它们和它们对应的齿轮架之间没有 空间的缘故而没有挡板。
52.每个挡板可以是中空的并且包括模制的复合材料，带有相对于对 应齿轮架的滑移配合和防旋转功能。附加地或替代地，每个挡板都可以是 实心和/或金属的。在一个示例中，诸如图2和图3的示例，齿轮减速器中 的仅一个包括多个比率(例如，图3的中间轴218上的齿轮)，其可能需 要挡板，而双速换挡齿轮减速器(例如，图2的输出轴220上的齿轮)可 能没有挡板。在一个示例中，挡板布置在仅一个齿轮减速器上或多齿轮减 速器上。挡板可以是固定的。然而，在一些示例中，附加地或替代地，挡 板可以构造成在期望的公差范围内浮动。在一些示例中挡板可以是光滑的， 或者在其他示例中包括如沟槽或孔的润滑特征。
53.现在转到图5a，其示出了示例挡板510的正视图500。在一个 示例中，图5a的挡板510可以与图4的第二小齿轮挡板428b相同地使用。 图5b示出了挡板510的侧视图501。图5c示出了挡板510的俯视截面图 502。
54.挡板510包括开口512。开口512可以构造成对配合的齿轮或小 齿轮提供空隙。挡板510还包括润滑剂通路520，其包括润滑剂入口522。 润滑剂通路520还包括润滑剂出口524。在图5b中，标注了润滑剂入口522 和润滑剂出口524的一般区域。这样，润滑剂可以穿过挡板510的高度或 其一部分。润滑剂通路520可以是形状设计到挡板510的主体中的沟槽、 狭槽、钻孔等。
55.挡板510还包括至少一个防旋转和定位特征530。在图5a-图5c 的示例中，挡板510包括至少两个防旋转和定位特征530。定位和/或防旋 转特征530可以以任意形状或者作为辅助零件(诸如螺栓等)集成到该设 计中。防旋转和定位特征530可以是圆锥形、矩形、三角形、方形或其他 形状，而不脱离本公开的范围。
56.挡板510可以构造成使得其不完全围绕齿轮，并且由于齿轮与配 合的齿轮啮合的缘故，挡板510可以被阻挡而不在齿轮周围成360度。在 一个示例中，挡板510至多围绕齿轮
330度。在一个示例中，挡板510围 绕齿轮200度到330度。例如，挡板510可以围绕齿轮仅234度或321度。 挡板510可以由多种材料构成，尽管某些类型的模制复合材料(塑料)可 能是具有成本效益和耐用的选择。挡板的截面可以是圆形、矩形、带圆角 的矩形，或者几乎任何更复杂的形状。
57.转到图5d、5e和5f，它们示出了与齿轮挡板510集成的小齿轮 挡板560的各种视图。图5d示出了正面视图550。图5e示出了与齿轮挡 板510集成的小齿轮挡板560的侧视图551。图5f示出了与齿轮挡板510 集成的小齿轮挡板560的俯视截面图552。在一个示例中，小齿轮挡板560 可以与图4的小齿轮挡板428a类似地使用，使得图5d-图5f中所示的实 施例与图4的实施例相同。
58.在一个示例中，小齿轮挡板560和齿轮挡板510整体形成为单个 连续的零件。在某些示例中，小齿轮挡板560和齿轮挡板510可形成为独 立的零件，其中可使用诸如紧固件、粘合剂、熔接或其他类似的元件的联 接元件来物理地联接两者。
59.图1-图5f示出了具有各个部件的相对定位的示例构造。如果示 出为彼此直接接触或直接联接，则至少在一个示例中，这样的元件可以分 别称为直接接触或直接联接。类似地，至少在一个示例中，示出为彼此连 续或相邻的元件可以分别是彼此连续或彼此相邻的。作为示例，放置为彼 此共面地接触的组件可以称为共面地接触。作为另一示例，在至少一个示 例中，定位成彼此间隔开、其间仅具有间隔而没有其他部件的元件可以被 如此称呼。作为又一示例，彼此上/下、彼此相对侧或彼此左/右地示出的元 件可以相对于彼此如此称呼。此外，如附图中所示，在至少一个示例中， 最顶上的元件或元件的位置可称为部件的“顶部”，而最底下的元件或元件 的位置可称为部件的“底部”。如本文所使用的，顶部/底部、上部/下部、上 方/下方可以是相对于附图的竖直轴线并且用于描述附图中的元件相对于彼 此的定位。这样，在一个示例中，在其他元件上方示出的元件垂直地位于 其他元件上方。作为又一个示例，在附图中描绘的元件的形状可以被称为 具有如此形状(例如，诸如圆形的、直线的、平面的、弯曲的、圆滑的、 倒角的、成角度的，等等)。此外，在至少一个示例中，示出为彼此相交 的元件可以被称为相交元件或彼此相交。更进一步，在一个示例中，示出 为在另一个元件内或在另一个元件外的元件可以如此称呼。可以理解的是， 称为“基本上相似和/或相同”的一个或多个部件根据制造公差(例如，在1 ％-5％的偏差内)彼此不同。
60.这样，齿轮架或小齿轮架的制造可以基于最大的齿轮或最大的小 齿轮，而搅动损失可以经由包含多个不同形状的挡板来缓解。多个不同形 状的挡板的技术效果是占据小齿轮或齿轮和其对应的齿轮架之间的空间。 挡板是根据各种齿轮和小齿轮的形状和尺寸定制的，同时可选地包括润滑 剂流动增强特征以维持润滑剂流动。
61.要注意的是，本文包括的示例控制和估计例程可以与各种发动机 和/或车辆系统构造一起使用。本文公开的控制方法和例程可以作为可执行 指令存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括与各种传感器、致动器和 其它发动机硬件结合的控制器的控制系统来执行。本文描述的特定例程可 以代表任何数量的诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等的处理策 略中的一个或多个。这样，所示出的各种动作、操作和/或功能可以以所示 出的顺序、并行地来执行，或者在某些情况下省去。同样，实现本文描述 的示例实施例的特征和优点的处理顺序不是必要的，而是为了便于说明和 描述而提供。取决于使用的特定策
略，可以重复地执行所示的动作、操作 和/或功能中的一个或多个。此外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形 地表示待编程到引擎控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器 中的代码，其中所描述的动作通过在包括各种发动机硬件部件并且与电子 控制器结合在一起的系统中执行指令来执行。
62.如本文所使用的，除非另外指明，否则术语“大约”解释为表示该 范围的正负百分之五。
63.所附权利要求特别指出了被认为是新颖且非显而易见的某些组 合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。 应当将这样的权利要求理解为包括一个或多个这样的元件的结合，既不需 要也不排除两个或多个这样的元件。在本技术或相关申请中，可以通过修 改本权利要求或通过提出新权利要求来主张所公开的特征、功能、元件和/ 或特性的其他组合和子组合。这样的权利要求，无论是在范围上与原始权 利要求相比更宽、更窄、相同或不同，都被认为包括在本公开的主题范围 内。