專利名稱：具有兩個行星齒輪組連同一個互連部件和離合器聯(lián)接輸入部件的電動變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可在功率分流(power-split)的可變速度比范圍內(nèi)和固 定的速度比下選擇性操作的電動變速器，其具有兩個行星齒輪組， 兩個電動機(jī)/發(fā)電機(jī)和五個扭矩傳遞裝置。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)，尤其那些往復(fù)式活塞類型的內(nèi)燃器目前用來驅(qū)動大多 數(shù)車輛。這種發(fā)動機(jī)是相對效率較高、緊湊、重量輕且較廉價的裝 置，其將燃料形式的高濃縮能量轉(zhuǎn)換成有用的機(jī)械功率?？梢耘c內(nèi) 燃機(jī)一起使用并且可以減少燃料消耗和污染排放物的新穎變速器系 統(tǒng)將為公眾帶來很大的好處。
車輛對內(nèi)燃機(jī)的各種廣泛需求增加了燃料消耗，并使排放物超 出了這類發(fā)動機(jī)的理想狀況。車輛通常由這種發(fā)動機(jī)驅(qū)動，其由小 型電動機(jī)和相對較小的蓄電池/人冷狀態(tài)起動，之后快速地處于牽引 和輔助設(shè)備的負(fù)荷之下。這種發(fā)動機(jī)也可在較寬的速度范圍內(nèi)和較 寬的負(fù)荷范圍內(nèi)操作，并且通常在其最大功率輸出的大約五分之一 的平均值下操作。
車輛變速器通常將機(jī)械功率從發(fā)動機(jī)傳送到傳動系統(tǒng)的其余部 分，例如固定的末級傳動齒輪、車軸或車輪。典型的機(jī)械變速器通 常通過五種或六種不同傳動比的交替選擇而允許發(fā)動機(jī)操作上的一 些自由度，空檔選擇允許發(fā)動機(jī)在車輛停止時操作輔助裝置，離合 器或扭矩轉(zhuǎn)換器用于傳動比之間的平滑過渡，并在發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)下從 靜止?fàn)顟B(tài)起動車輛。變速器齒輪選擇通常允許將發(fā)動機(jī)功率以扭矩
倍增和減速的比率，以扭矩減小和速度倍增的比率，即超速檔，或 以倒檔比而傳送到傳動系統(tǒng)的其余部分。
將電功率以不同的扭矩和速度轉(zhuǎn)換回到用于車輛傳動系統(tǒng)其余部分 的機(jī)械功率。這種裝置允許在電機(jī)的限制范圍內(nèi)，實現(xiàn)發(fā)動機(jī)和傳 動系統(tǒng)其余部分之間的扭矩和速度比的連續(xù)變化。用作用于推進(jìn)的 動力源的電儲存蓄電池可添加到這種設(shè)置中，從而形成串聯(lián)混合
(series hybrid)電動驅(qū)動系統(tǒng)。
串聯(lián)混合系統(tǒng)允許發(fā)動機(jī)一定程度地獨立于推進(jìn)車輪所需的扭 矩、速度和功率而工作，因此可控制發(fā)動機(jī)以用于改善排放和效率。
過再生式制動將來自車輪減速的能量回收到蓄電池中。串聯(lián)電驅(qū)動 裝置的缺點在于將全部發(fā)動機(jī)功率在發(fā)動機(jī)中從機(jī)械形式轉(zhuǎn)化成電 形式以及在驅(qū)動電動機(jī)中將機(jī)械功率轉(zhuǎn)化成電功率的足夠電機(jī)的重 量和成本，以及在這些轉(zhuǎn)化中損失的有用能量。
功率分流變速器可使用通常被理解為"差速齒輪傳動"的裝置，以 便在輸入和輸出之間實現(xiàn)連續(xù)可變的扭矩和速度比。電動變速器可 使用差速齒輪傳動裝置來發(fā)送其通過一對電動機(jī)/發(fā)電機(jī)所傳遞的功 率。它的功率的其余部分流過另一并行的路徑，其是全機(jī)械的和直 接的固定比，或者是可選擇的。
本領(lǐng)域中眾所周知的差速齒輪傳動裝置可構(gòu)成行星齒輪組。行 星齒輪裝置通常是差速齒輪傳動裝置發(fā)明中采用的優(yōu)選實施例，其 優(yōu)點在于其緊湊性，以及在行星齒輪組的全部部件中具有不同的扭 矩和速度比。然而，也可以沒有行星齒輪的形式來構(gòu)造該發(fā)明，而 是采用傘齒輪或其它齒輪設(shè)置，其中，齒輪組的至少一個元件的轉(zhuǎn) 速總是兩個其它元件的加權(quán)平均速度。
混合電動車輛變速器系統(tǒng)還包括 一 個或多個電能儲存裝置。典
型的裝置是化學(xué)電儲存蓄電池，但也可包括電容式裝置或機(jī)械裝置， 例如電驅(qū)動的飛輪。電儲存允許從發(fā)動機(jī)至變速器系統(tǒng)的機(jī)械輸入 功率改變至從變速器系統(tǒng)至車輛的機(jī)械輸出功率。蓄電池或其它裝
置也允許發(fā)動機(jī)用變速器系統(tǒng)起動以及用于再生式(regenerative)車輛制動。
車輛中的電動變速器可簡單地將機(jī)械功率從發(fā)動機(jī)輸入傳遞至 最終的傳動輸出功率。為此， 一個電動機(jī)/發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的電功率平 衡了電損耗和其它電動機(jī)/發(fā)電機(jī)所消耗的電功率。通過使用上述電 儲存蓄電池， 一個電動機(jī)/發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的電功率可大于或小于另一 電動機(jī)/發(fā)電機(jī)所消耗的電功率。來自于蓄電池的電功率有時可允許 電動機(jī)/發(fā)電機(jī)兩者同時用作電動機(jī)，尤其是幫助發(fā)動機(jī)進(jìn)行車輛加 速。這兩個電動機(jī)有時都可用作發(fā)電機(jī)，以便對蓄電池重新充電， 尤其是在再生式車輛制動時。
一種用于串聯(lián)混合變速器的成功的代用品是現(xiàn)在為運輸巴士生 產(chǎn)的兩個范圍的輸入-分流和復(fù)合-分流電動變速器，其被公開在與本 申請共同轉(zhuǎn)讓的于1999年8月3日公告的授予Michael Roland Schmidt 的美國專利No.5,931,757中，該美國專利通過引用而完整地結(jié)合于 本文中。這種變速器利用輸入裝置來接收來自車輛發(fā)動機(jī)的功率， 并利用功率輸出裝置來輸出功率以驅(qū)動車輛。第一和第二電動機(jī)/發(fā) 電機(jī)連接在能量存儲設(shè)備例如蓄電池上，使得能量存儲設(shè)備可接收 來自第一和第二電動機(jī)/發(fā)動機(jī)的功率，和為第一和第二電動機(jī)/發(fā)動 機(jī)提供功率?？刂茊卧{(diào)節(jié)能量存儲設(shè)備和電動機(jī)/發(fā)電機(jī)之間以及 第一和第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)之間的功率流動。
在第一或第二變速度比操作模式下的操作可通過利用具有第一 和第二扭矩傳遞裝置的離合器而選擇性地實現(xiàn)。在第一模式中，輸
入功率分流速度比范圍通過應(yīng)用第一離合器而形成，并且變速器的 輸出速度與一個電動機(jī)/發(fā)電機(jī)的速度成比例。在第二模式中，復(fù)合 功率分流速度比范圍通過應(yīng)用第二離合器而形成，并且變速器的輸
出速度與電動機(jī)/發(fā)電機(jī)的任一速度不成比例，而是這兩個電動機(jī)/發(fā) 電機(jī)的速度的代數(shù)線性組合。在固定的傳動速度比下的操作可選擇 性地通過應(yīng)用這兩個離合器而實現(xiàn)。變速器在空檔模式中的操作可 選擇性地通過釋放這兩個離合器，使發(fā)動機(jī)及這兩個電動機(jī)/發(fā)電機(jī) 與變速器輸出分離而實現(xiàn)。變速器包括至少一個在其第一操作模式 下的機(jī)械點和至少兩個在其第二操作對莫式下的機(jī)械點。
于2003年3月4日授予Holmes等人的與本申請共同轉(zhuǎn)讓并通 過引用而完整地結(jié)合于本文中的美國專利No.6,527,658，公開了一種 利用兩個行星齒輪組、兩個電動機(jī)/發(fā)電機(jī)和兩個離合器，以提供輸 入分流、復(fù)合分流、空檔和倒檔操作模式的電動變速器。這兩個行 星齒輪組可以是簡單的，或者其中一個可以單獨地是復(fù)合式的。電 控制部件調(diào)節(jié)在能量存儲設(shè)備和兩個電動機(jī)/發(fā)電機(jī)之間的功率流 動。這種變速器提供了兩個范圍或電動變速器(EVT)操作模式，選擇 性地提供了 一種輸入功率分流速度比范圍和復(fù)合功率分流速度比范 圍。還可選擇性地實現(xiàn)一種固定的速度比。
發(fā)明概要
本發(fā)明提供了 一系列的電動變速器，其提供了超越混合動力車 輛中所使用的傳統(tǒng)自動變速器的幾個優(yōu)點，包括改進(jìn)的車輛加速度 性能，通過再生制動和僅電空轉(zhuǎn)及起動而改進(jìn)的燃料經(jīng)濟(jì)性能，以 及具有吸引力的市場特征。本發(fā)明的一個目的是為給定的發(fā)動機(jī)提 供最好的可能的能量效率和排放。另外，還為變速器尋求最佳性能、 容量、包裝尺寸和速度比覆蓋范圍。
本發(fā)明的電動變速器系列提供了低容量、低成本的電動變速器 系列，其包括第一和第二差速齒輪組，蓄電池，兩個可互換地用作 電動機(jī)或發(fā)電機(jī)的電機(jī)，以及五個可選擇的扭矩傳遞裝置(三個離合 器以及兩個制動器)。差速齒專侖組優(yōu)選是行星齒輪組，但也可利用其 它齒輪裝置，例如偏軸的傘齒凈侖或差速齒輪裝置。
在本說明書中，第一和第二行星齒輪組可以從左至右或者從右 至左計數(shù)。
這些行星齒輪組各自具有三個部件。各個行星齒輪組的第一、
第二或第三部件可以是太陽齒輪、環(huán)形齒輪或托架(carrier)的任何其 中一個部件，或者是小齒輪。
各個托架可以是單個小齒輪型托架(簡單)或雙小齒輪型托架(復(fù)合)。
輸入軸并不持續(xù)地(continuously)與行星齒輪組的任何部件相連， 而是可通過五個扭矩傳遞機(jī)構(gòu)(4a矩傳遞裝置)中的至少一個而選擇性 地與行星齒輪組的至少一個部件相連。輸出軸持續(xù)地與行星齒輪組 的至少一個部件相連。
一互連部件持續(xù)地將第一行星齒輪組的第一部件和第二行星齒 輪組的第一部件連接起來。
第一扭矩傳遞裝置選擇性地將輸入軸與第一或第二行星齒輪組 的部件連接起來，或者將輸入軸連接在這些行星齒輪組之間的互連 部件上。 #
第二扭矩傳遞裝置選擇性地將輸入軸與第一或第二行星齒輪組
的部件連接起來，或者將輸入軸連接在互連部件上，使得由第二扭 矩傳遞裝置連接起來的這對部件不同于由第一扭矩傳遞裝置連接起 來的那對部件。
第三扭矩傳遞裝置選擇性地將第一行星齒輪組的部件與第二行 星齒輪組的部件連接起來。
第四扭矩傳遞裝置被實施為制動器，其與其中一個電動機(jī)/發(fā)電 機(jī)并行(in parallel)連接，用于選擇性地制動所述電動機(jī)/發(fā)電機(jī)的旋 轉(zhuǎn)。第五扭矩傳遞裝置被實施為制動器，其與電動機(jī)/發(fā)電機(jī)中的另 一個并行連接，以用于制動其^走轉(zhuǎn)。
第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)安裝在變速箱(或接地點)上，并且持續(xù)地連接 在第一或第二行星齒輪組的部件上。
第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)安裝在變速箱上，并且持續(xù)地連接在第二行 星齒輪組的部件上，該部件不同于與第一行星齒輪組相連的那個部件。
這五個可選擇的扭矩傳遞裝置可兩兩組合或者三個一起組合地 相接合，從而產(chǎn)生具有連續(xù)可變速度比范圍(包括倒檔)和四個機(jī)械固
定的前進(jìn)速度比的EVT。"固定速度比"是其中將變速器的機(jī)械動 力輸入機(jī)械地傳送至輸出，并且在電動機(jī)/發(fā)電機(jī)中沒有功率流動(即 幾乎為零)時的操作狀態(tài)?？蛇x擇性地實現(xiàn)幾個用于接近全發(fā)動機(jī)功
率操作的固定速度比的電動變速器，其對于給定的最大容量可能較 小并且較輕。當(dāng)在不利用電動機(jī)/發(fā)電機(jī)，發(fā)動機(jī)速度可能接近其最 佳性能的條件下進(jìn)行操作時，固定速度比操作還可導(dǎo)致較低的燃料 消耗。各種固定速度比和可變速度比可通過恰當(dāng)?shù)剡x擇行星齒輪組 的齒數(shù)比而實現(xiàn)。
本文所公開的電動變速器系列的各個實施例具有其中變速器輸 入和輸出都不直接連接在電動才幾/發(fā)電機(jī)上的架構(gòu)。這允許減少所需 要的電動機(jī)/發(fā)電機(jī)的尺寸和成本，以達(dá)到所需的車輛性能。
第一、第二，第三、第四和第五扭矩傳遞裝置以及第一和第二 電動機(jī)/發(fā)電機(jī)可操作，而在所述電動變速器中提供五個操作模式， 包括蓄電池倒檔模式，EVT倒檔模式，倒檔和前進(jìn)起動模式，連續(xù) 變速范圍模式，以及固定比模式。
從以下結(jié)合附圖對實現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式的詳細(xì)描述中，將很 容易清楚本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點，以及其它特征和優(yōu)點。
附圖簡介
圖la是包括電動變速器的動力系的示意圖，這種電動變速器包 含本發(fā)明的一系列部件；
圖lb是描述圖la中所示的動力系的一些操作特征的操作模式表 和固定比沖莫式表；
圖2a是具有電動變速器的動力系的示意圖，這種電動變速器包 含本發(fā)明的另一系列部件；
圖2b是描述圖2a中所示的動力系的一些操作特征的操作沖莫式表 和固定比模式表；
圖3a是具有電動變速器的動力系的示意圖，這種電動變速器包 含本發(fā)明的另一系列部件；
圖3b是描述圖3a中所示的動力系的一些操作特征的操作^f莫式表 和固定比模式表；
圖4a是具有電動變速器的動力系的示意圖，這種電動變速器包 含本發(fā)明的另一系列部件；
圖4b是描述圖4a中所示的動力系的一些操作特征的操作模式表 和固定比模式表；
圖5a是具有電動變速器的動力系的示意圖，這種電動變速器包 含本發(fā)明的另一系列部件；
圖5b是描述圖5a中所示的動力系的一些操作特征的操作模式表 和固定比模式表；
圖6a是具有電動變速器的動力系的示意圖，這種電動變速器包 含本發(fā)明的另一系列部件；
圖6b是描述圖6a中所示的動力系的一些操作特征的操作模式表 和固定比模式表；
圖7a是具有電動變速器的動力系的示意圖，這種電動變速器包 含本發(fā)明的另一系列部件；
圖7b是描述圖7a中所示的動力系的一些操作特征的操作模式表 和固定比才莫式表；
圖8a是具有電動變速器的動力系的示意圖，這種電動變速器包 含本發(fā)明的另一系列部件；
圖8b是描述圖8a中所示的動力系的一些操作特征的操作模式表 和固定比模式表；
圖9a是具有電動變速器的動力系的示意圖，這種電動變速器包 含本發(fā)明的另 一 系列部件；
圖9b是描述圖9a中所示的動力系的一些操作特征的操作模式表 和固定比模式表；


圖10a是具有電動變速器的動力系的示意圖，這種電動變速器包 含本發(fā)明的另一系列部件；
圖10b是描述圖10a中所示的動力系的一些操作特征的操作模式 表和固定比模式表；
圖lla是具有電動變速器的動力系的示意圖，這種電動變速器包 含本發(fā)明的另一系列部件；
圖llb是描述圖lla中所示的動力系的一些操作特征的操作模式 表和固定比模式表；
圖12a是具有電動變速器的動力系的示意圖，這種電動變速器包 含本發(fā)明的另一系列部件；
圖12b是描述圖12a中所示的動力系的一些操作特征的操作模式 表和固定比模式表；
圖13a是具有電動變速器的動力系的示意圖，這種電動變速器包 含本發(fā)明的另一系列部件；
圖13b是描述圖13a中所示的動力系的一些操作特征的操作模式 表和固定比模式表；
圖14a是具有電動變速器的動力系的示意圖，這種電動變速器包 含本發(fā)明的另一系列部件；和
圖14b是描述圖14a中所示的動力系的一些操作特征的操作模式 表和固定比模式表。
優(yōu)選實施例的描述
參看圖la，其顯示了動力系(powertrain)10，動力系10包括發(fā)動 機(jī)12，其連接在總體上以標(biāo)號14表示的改進(jìn)的電動變速器(EVT)的一個優(yōu)選實施例上。變速器14設(shè)計成可接受其來自于發(fā)動機(jī)12的 驅(qū)動功率的至少一部分。如圖所示，發(fā)動機(jī)12具有輸出軸，其用作 變速器14的輸入部件17。在發(fā)動機(jī)12和變速器的輸入部件17之間 還可提供瞬時扭矩阻尼器(未顯示)。
在所描述的實施例中，發(fā)動機(jī)12可以是化石燃料發(fā)動機(jī)，例如 柴油發(fā)動機(jī)，其適合于通常以恒定的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)提供其可用功 率輸出。
不管發(fā)動機(jī)12連接到變速器輸入部件17上的方法如何，變速 器輸入部件17都可以可操作地連接在變速器14的行星齒輪部件上。 變速器14的輸出部件19連接在主減速器(final drive)16上。 變速器14利用兩個差速齒4侖組，其優(yōu)選具有行星齒4^組20和30 的性質(zhì)。行星齒輪組20利用通常稱為環(huán)形齒輪部件的外齒輪部件24。 環(huán)形齒輪24與通常稱為太陽齒輪部件的內(nèi)齒輪部件22外接。托架 部件26可旋轉(zhuǎn)地支撐多個行星齒輪27,使得各個行星齒輪27嚙合 式地與第一行星齒輪組20的外環(huán)形齒輪部件24和內(nèi)太陽齒輪部件22 相接合。
行星齒輪組30也具有通常也被稱為環(huán)形齒輪部件的外齒輪部件 34,其與也通常被稱為太陽齒輪部件的內(nèi)齒輪部件32外接。多個行 星齒輪37還可旋轉(zhuǎn)地安裝在^^架部件36中，使得各個行星齒輪部 件37同時地且嚙合式地與行星齒輪組30的外環(huán)形齒輪部件34和內(nèi) 太陽齒輪部件32相接合。
輸出部件19固定在行星齒輪組30的托架部件36上。
固定的互連部件70持續(xù)地將行星齒輪組20的托架部件26與行 星齒輪組30的環(huán)形齒輪34部件連接起來。
第一優(yōu)選實施例10還分別包括第一和第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)80和 82。第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)80的定子固定在變速器外殼60上。第一電 動機(jī)/發(fā)電機(jī)80的轉(zhuǎn)子固定在行星齒輪組20的太陽齒輪部件22上。
第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)82的定子也固定在變速器外殼60上。第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)82的轉(zhuǎn)子固定在行星齒輪組30的太陽齒輪部件32 上。
第一扭矩傳遞裝置，例如輸入離合器50選擇性地將行星齒輪組 20的托架部件26與輸入軸17連接起來。第二扭矩傳遞裝置，例如 輸入離合器52選擇性地將行星齒輪組20的太陽齒輪部件22與輸入 軸17連接起來。第三扭矩傳遞裝置，例如離合器54選擇性地將行 星齒輪組20的環(huán)形齒輪部件24與行星齒輪組30的托架部件36連 接起來。第四扭矩傳遞裝置，例如制動器55選擇性地制動電動機(jī)/發(fā) 電機(jī)80的轉(zhuǎn)子。第五扭矩傳遞裝置，例如制動器57選擇性地制動 電動機(jī)/發(fā)電機(jī)82的轉(zhuǎn)子。如以下更完整地解釋的那樣，第一、第二、 第三、第四和第五扭矩傳遞裝置50,52,54,55和57用于幫助選擇混合 變速器4的操作模式。
現(xiàn)在返回到動力源的描述中，從前面描述，尤其參照圖la應(yīng)該 懂得，變速器14可選擇性地接受來自發(fā)動機(jī)12的功率?；旌献兯?器還接受來自電功率源86的功率，電功率源86可操作地連接在控 制器88上。電功率源86可以是一個或多個蓄電池。其它具有提供 或存儲并分配電功率能力的電功率源，例如燃料電池，其可用來替 代蓄電池，而不會改變本發(fā)明的構(gòu)思。
總體操作描述
其中一個主要控制裝置是眾所周知的驅(qū)動范圍選擇器(未顯示)， 其指示電子控制單元(ECU88)設(shè)置變速器，以用于停車、倒檔、空檔 或前進(jìn)驅(qū)動范圍。第二和第三主要控制裝置組成了油門踏板(未顯示) 和剎車踏板(也未顯示)。ECU從這兩個主要控制源獲得的信息被稱為 "駕駛員指令"。ECU還從多個傳感器(輸入以及輸出)中獲得相關(guān)狀 態(tài)信息扭矩傳遞裝置(施加狀態(tài)或釋^:狀態(tài))；發(fā)動機(jī)輸出扭矩；統(tǒng) 一的蓄電池，容量水平；和所選定的車輛構(gòu)件的溫度。ECU確定需 要什么，之后操縱變速器的選擇性操作的構(gòu)件，或相關(guān)構(gòu)件，以便
恰當(dāng)?shù)仨憫?yīng)駕駛員指令。
本發(fā)明可使用簡單的或復(fù)合的行星齒輪組。在簡單的行星齒輪 組中，單個行星齒輪組通常地支撐在本身可旋轉(zhuǎn)的托架上，以便旋 轉(zhuǎn)。
在簡單的行星齒輪組中，當(dāng)太陽齒輪保持固定并且功率施加于 簡單行星齒輪組的環(huán)形齒輪時，行星齒輪隨著功率施加于環(huán)形齒輪 而旋轉(zhuǎn)，并因而圍繞固定的太陽齒輪圓周方向"行走，，，從而實現(xiàn) 托架在與環(huán)形齒輪旋轉(zhuǎn)方向相同的方向上的旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)簡單的行星齒輪組的任4可兩個部件在相同方向并以相同速度 旋轉(zhuǎn)時，第三部件被迫以相同速度和相同方向旋轉(zhuǎn)。例如，當(dāng)太陽 齒輪和環(huán)形內(nèi)齒輪在相同方向上以相同速度旋轉(zhuǎn)時，行星齒輪并不
繞其自身軸線旋轉(zhuǎn)，而是用作楔鎖(wedge),以鎖定整個單元來實現(xiàn) 所謂的直接驅(qū)動。也就是說，托架隨太陽齒輪和環(huán)形內(nèi)齒輪一起旋轉(zhuǎn)。
多情況下，該方向?qū)⒉皇秋@而易見的，并且只能通過知道存在于行 星齒輪組的齒輪部件中的齒數(shù)來確定。
只要限制托架自由旋轉(zhuǎn)，并將功率施加于太陽齒輪或環(huán)形內(nèi)齒 輪，那么行星齒輪部件將用作惰輪。那樣，從動部件將在與驅(qū)動部 件相反的方向上旋轉(zhuǎn)。這樣，在許多變速器裝置中，當(dāng)選擇倒檔傳 動范圍時，用作制動器的扭矩傳遞裝置受到摩擦激勵，而與托架相 接合，并從而限制其旋轉(zhuǎn)，使得施加于太陽齒輪的功率將使環(huán)形內(nèi) 齒輪在相反方向上旋轉(zhuǎn)。因而，如果環(huán)形內(nèi)齒輪操作地連接在車輛 的主動輪上，那么這種裝置能夠使主動輪的旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)，并因此 使車輛本身方向反轉(zhuǎn)。
在一種簡單的行星齒輪組中，如果太陽齒輪、行星齒輪托架和
環(huán)形齒輪的其中任何兩個轉(zhuǎn)速是己知的，那么利用簡單的規(guī)則可確
定第三部件的速度。托架的轉(zhuǎn)速始終與太陽齒輪和環(huán)形齒輪的速度 成比例，受到其相應(yīng)的齒數(shù)加權(quán)影響。例如，環(huán)形齒輪可具有相同 齒輪組中的太陽齒輪的兩倍多的齒。那么托架的速度是環(huán)形齒輪速 度的三分之二和太陽齒輪速度的三分之一之和。如果這三個部件的 其中一個部件在相反方向上旋轉(zhuǎn)時，那么在數(shù)學(xué)計算中，算術(shù)符號 對于該部件的速度是負(fù)的。
如果這種數(shù)學(xué)計算是在沒有考慮齒輪的質(zhì)量，齒輪的加速度， 或齒輪組中的摩擦下進(jìn)行的，那么太陽齒輪，托架和環(huán)形齒輪上的 扭矩還可簡單地彼此相關(guān)，所有這些因素在良好設(shè)計的變速器中具 有相對較小的影響。施加于簡單行星齒輪組的太陽齒輪上的扭矩必 須與施加于環(huán)形齒輪上的扭矩平衡，其與這些齒輪的齒數(shù)成比例。 例如，施加于帶有齒輪組中的太陽齒輪兩倍多齒的環(huán)形齒輪上的扭 矩，其必須兩倍于施加于太陽齒輪上的扭矩，并且必須施加于相同 的方向。施加于托架上的扭矩必須在大小上等于太陽齒輪上的扭矩 與環(huán)形齒輪上的扭矩之和，并且在方向上相反。
同簡單的行星齒輪組相比，在一種復(fù)合行星齒輪組中，利用內(nèi) 行星齒輪組和外行星齒輪組可實現(xiàn)環(huán)形齒輪和托架部件在角色上的 互換。例如，如果太陽齒輪保持固定，托架部件將在與環(huán)形齒輪相 同的方向上旋轉(zhuǎn)，但托架部件和內(nèi)外行星齒輪組將比環(huán)形齒輪移動 更快，而非更慢。
在具有嚙合的內(nèi)行星齒輪組和外行星齒輪組的復(fù)合行星齒輪組 中，環(huán)形齒輪的速度與太陽齒輪和托架部件的速度成比例，分別受 到太陽齒輪上的齒數(shù)和行星齒輪所填充的齒數(shù)的加權(quán)影響。例如， 在行星齒輪所填充的環(huán)形齒輪和太陽齒輪之間的差異可以是與同一 齒輪組中的太陽齒輪上的齒一樣多的。在那種情況下，環(huán)形齒輪的 速度將是托架速度的三分之二與太陽齒輪速度的三分之一之和。如 果太陽齒輪或托架部件在相反方向上旋轉(zhuǎn)，那么在數(shù)學(xué)計算中，算 術(shù)符號對于該速度是負(fù)的。
如果太陽齒輪保持固定，那么托架和內(nèi)外行星齒輪組將在與該 齒輪組中的旋轉(zhuǎn)的環(huán)形齒輪相同的方向上旋轉(zhuǎn)。另一方面，如果太 陽齒輪保持固定，并且托架是從動的，那么內(nèi)齒輪組中與太陽齒輪 相接合的行星齒輪沿著太陽齒輪而滾動或"行走"，在與托架旋轉(zhuǎn) 的相同方向上旋轉(zhuǎn)。與內(nèi)齒輪組中的小齒輪相嚙合的外齒輪組中的 小齒輪將在相反方向上旋轉(zhuǎn)，因而迫使嚙合的環(huán)形齒輪在相反方向 上，但只相對于行星齒輪旋轉(zhuǎn)，該行星齒輪與環(huán)形齒輪嚙合式地接 合。外齒輪組的行星齒輪支撐在沿著托架的方向上。外齒輪組中的 小齒輪圍繞其軸線的旋轉(zhuǎn)效應(yīng)和外齒輪組中的行星齒輪的更大的軌 道運動效應(yīng)由于托架運動而組合起來，使得環(huán)形齒輪在與托架相同 的方向上旋轉(zhuǎn)，但沒有托架那么快。
如果這種復(fù)合行星齒輪組中的托架保持固定并且太陽齒輪旋轉(zhuǎn) 時，那么環(huán)形齒輪將以較小的速度，并在與太陽齒輪相同的方向上 旋轉(zhuǎn)。如果簡單行星齒輪組的環(huán)形齒輪保持固定，并且太陽齒輪旋 轉(zhuǎn)時，那么支撐單個行星齒輪組的托架將以較小的速度，并且在與 太陽齒輪相同的方向上旋轉(zhuǎn)。這樣人們可以很容易觀察到托架和環(huán) 形齒輪之間的角色互換，同使用簡單行星齒輪組中的單組行星齒輪 比較而言，這是通過使用內(nèi)行星齒輪組和外行星齒輪組彼此嚙合而 引起的。
電動變速器的正常角色是將機(jī)械動力從輸入傳遞至輸出。作為 這種變速器角色的一部分，其兩個電動機(jī)/發(fā)電機(jī)的其中一個用作電 功率發(fā)電機(jī)。另一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)用作使用該電功率的電動機(jī)。隨著
輸出速度從零增加到高速度，這兩個電動機(jī)/發(fā)電機(jī)80,82逐漸互換 發(fā)電機(jī)和電動機(jī)的角色，并且可不止一次地這樣做。這些互4灸發(fā)生 在基本上所有的功率都機(jī)械地從輸入傳遞至輸出，并且基本上沒有 電傳遞功率的機(jī)械點周圍。
在一種混合電動變速器系統(tǒng)中，蓄電池86還可將功率供給變速 器，或者變速器可將功率供給蓄電池。如果蓄電池為變速器提供基
本電功率，例如用于車輛加速，那么電動才幾/發(fā)電機(jī)都可用作電動機(jī)。 如果變速器為蓄電池提供電功率，例如用于再生制動，那么電動機(jī)/ 發(fā)電機(jī)都可用作發(fā)電機(jī)。在非?？拷僮鞯臋C(jī)械點時，由于系統(tǒng)中 的電損耗，電動機(jī)/發(fā)電機(jī)還可用作帶有小電功率輸出的發(fā)電機(jī)。
與變速器的正常作用相反，變速器實際上可用于機(jī)械功率從輸 出傳遞至輸入。這可在車輛中用來補充車輛制動，并且增強或補充 車輛的再生制動，尤其在很長的向下坡度上時。如果功率以這種方 式反向流過變速器時，電動機(jī)/發(fā)電機(jī)的角色將與其在正常操作中的 角色相反。
特定的操作描述
這里所迷的各個實施例具有十六個功能要求(與圖中所顯示的各
個操作沖莫式表的16行相對應(yīng))，其可組成五個操作模式。以下通過參 照相應(yīng)的附帶各變速器符號圖的操作模式表，例如圖lb,2b,3b等等 操作^^莫式表來描述這五個操作一莫式，并可獲得最好的理解。
第一操作模式是"蓄電池倒檔模式"，其與各個操作模式表， 例如圖lb的操作模式表的第一行(Batt Re力相對應(yīng)。在這個模式中， 發(fā)動機(jī)關(guān)閉，并且連接在發(fā)動機(jī)上的變速器元件不受發(fā)動機(jī)扭矩的 控制，但是可能由于發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量而存在一些殘余扭矩。其中 一個電動機(jī)/發(fā)電機(jī)利用蓄電池能量驅(qū)動EVT,導(dǎo)致車輛反向移動。 根據(jù)運動學(xué)配置，另一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)可以或不以這種模式旋轉(zhuǎn)，并 且可以或不傳遞扭矩。如果其旋轉(zhuǎn)，那么其用于產(chǎn)生存儲在蓄電池 中的能量。在圖lb的實施例中，在蓄電池倒檔模式中，離合器54 和制動器57接合，電動機(jī)80具有-1.00單位的扭矩，并且電動機(jī)82 具有為零的扭矩。作為示例獲得了-3.00的扭矩比。在各個操作模式 表中，靠近電動機(jī)/發(fā)電機(jī)列80和82中扭矩值的(M)表明電動機(jī)/發(fā) 電機(jī)用作電動機(jī)，并且(M)的缺失表明電動機(jī)/發(fā)電機(jī)用作發(fā)電機(jī)；同 樣，"X"表示相應(yīng)的電動^L例如^t制動器55或57進(jìn)行制動。
第二操作模式是"EVT倒檔模式"(或混合動力倒檔模式)，其與 各個操作模式表，例如圖lb的操作模式表的第二行(EVT Rev)相對 應(yīng)。在這個才莫式下，EVT ^皮發(fā)動機(jī)和其中一個電動機(jī)/發(fā)電機(jī)驅(qū)動。 另一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)在發(fā)電機(jī)模式下操作，并將所產(chǎn)生的能量100%傳 遞回給驅(qū)動電動機(jī)。實際效應(yīng)是反向驅(qū)動車輛。例如參看圖lb，在 EVT倒檔模式中，離合器50和52接合，并且發(fā)電機(jī)80具有-6.55 單位的扭矩，電動機(jī)82具有-2.78單位的扭矩，并且獲得-8.33的輸 出扭矩，其與1單位的發(fā)動機(jī)」扭矩相對應(yīng)。
第三操作模式包括"倒檔和前進(jìn)起動模式"(也被稱為"扭矩變 換器倒檔和前進(jìn)模式")，其與各個操作模式表，例如圖lb的操作模 式表的第三和第四行(TCRev和TCFor)相對應(yīng)。在這個^f莫式下，EVT :故發(fā)動機(jī)和其中一個電動機(jī)/發(fā)電機(jī)驅(qū)動。由發(fā)電一幾單元所產(chǎn)生的可 選擇的一部分能量存儲在蓄電池中，并且將剩余能量傳遞給電動機(jī)。
在圖1中，這一部分大約為99%。變速器輸出速度對發(fā)動機(jī)速度的 比值(傳動速度比)大約為+/-0.001(正號表示車輛向前移動，負(fù)號表示 車輛向后移動)。參看圖lb,在倒檔和前進(jìn)起動模式中，離合器50 和52接合。在TC Rev模式中，電動機(jī)/發(fā)電機(jī)80用作發(fā)電機(jī)(帶有 5.67單位的扭矩)，并且電動機(jī)/發(fā)電機(jī)82用作電動機(jī)(帶有-2.33單 位的扭矩)，并且獲得-7.00的扭矩比。在TCFor模式中，電動機(jī)/發(fā) 電機(jī)80用作電動機(jī)(帶有2.13單位的扭矩)，并且電動機(jī)/發(fā)電機(jī)82 用作發(fā)電機(jī)(帶有1.56單位的4丑矩)，并且獲得4.69的扭矩比。
第四操作模式是"連續(xù)變速范圍模式"，其包括范圍1.1,范圍
1.2，范圍1.3,范圍1.4,范圍2.1,范圍2.2，范圍2.3和范圍2.4操 作點，其與各個操作點表，例如圖lb的操作點表的行5-12相對應(yīng)。 在這個模式下，EVT被發(fā)動機(jī)以及其中一個用作電動機(jī)的電動機(jī)/發(fā) 電機(jī)所驅(qū)動。另一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)用做發(fā)電機(jī)，并將所產(chǎn)生的能量100% 傳遞回給電動機(jī)。由范圍1.1,1.2...等等代表的操作點是EVT所提供 的前進(jìn)速度比連續(xù)區(qū)域中的離散的點。例如在圖lb中，在離合器50和52接合的條件下獲得4.69至1.86的扭矩比范圍，并且在離合器52 和54接合的條件下獲得1.36至0.54的扭矩比范圍。
第五操作模式包括"固定比"模式(Fl, F2, F3和F4)，其與各 個操作模式表(即操作模式表)，例如圖lb的操作模式表的行13-16 相對應(yīng)。在這個模式下，變速器類似傳統(tǒng)的自動變速器一樣操作， 其中兩個扭矩傳遞裝置接合，產(chǎn)生離散的傳動比。各圖中附帶的離 合表顯示了僅僅4個固定的前進(jìn)速度比，但額外的固定比是可采用 的。參看圖lb，在固定比Fl中，離合器50和54以及制動器57接 合，從而獲得3.00的固定扭矩比。因此，圖lb的電動機(jī)/發(fā)電機(jī)列80 或82中的各個"X"分別表示制動器55或57接合，并且電動機(jī)/發(fā) 電機(jī)不旋轉(zhuǎn)。在固定比F2中，離合器52和制動器55及57接合， 從而獲得1.50的固定扭矩比。在固定比F3中，離合器50,52和54 接合，從而獲得1.00的固定比。在固定比F4中，離合器52和54以 及制動器55接合，以獲得0.75的固定比。
變速器14能夠在所謂的單模式或雙模式下操作。在單模式中， 接合的扭矩傳遞裝置對于前進(jìn)速度比(由離散點范圍1.1,1.2,1.3和1.4 代表)的整個連續(xù)區(qū)域都保持相同。在雙模式(例如圖1、 6、 10和12 所示)中，接合的扭矩傳遞裝置在一些中間速度比(例如圖lb中的范 圍2.1)處進(jìn)行切換。根據(jù)機(jī)械配置，這種扭矩傳遞裝置接合上的變化 具有降低變速器中元件速度的優(yōu)點。
變速器14是雙模式變速器，其在離合器50和52接合時提供了 在4.69至1.86范圍內(nèi)的速度比，并且在離合器52和54接合時提供 了在1.36至0.54范圍內(nèi)的速度比。
如上所述，在圖lb的操作模式表和固定比模式表中顯示了用于 扭矩傳遞裝置的接合安排表(schedule)。圖lb還提供利用圖lb中作
例。NR1/NS1值是行星齒輪組20的齒數(shù)比，并且Nj^/Nw值是行星齒 輪組30的齒數(shù)比。另外，圖lb的圖表描述了利用給定的齒數(shù)比樣 本而獲得的比階(ratio steps)。例如，在第一和第二固定前進(jìn)扭矩比之 間的階比(st印ratio)為2.00，在第二和笫三固定前進(jìn)扭矩比之間的階 比為1.50,在第三和第四固定前進(jìn)扭矩比之間的階比為1.33，并且 比范圍(ratio spread)為4.00。
第二示范性實施例的描述
參看圖2a，其顯示了動力系110，動力系110包括發(fā)動機(jī)12， 其連接在總體上以標(biāo)號114表示的改進(jìn)的電動變速器的一個優(yōu)選實 施例上。變速器114設(shè)計成可接受其來自于發(fā)動機(jī)12的驅(qū)動功率的 至少一部分。
在所描述的實施例中，發(fā)動機(jī)12也可以是化石燃料發(fā)動4幾，例
功率輸出。如圖所示，發(fā)動機(jī)12具有輸出軸，其用作變速器114的 輸入部件17。在發(fā)動機(jī)12和變速器的輸入部件17之間還可纟是供瞬 時扭矩阻尼器(未顯示)。
不管發(fā)動機(jī)12連接到變速器輸入部件17上的方法如何，變速 器輸入部件17都可以可操作地連接在變速器114的行星齒輪部件 上。變速器114的輸出部件19連接在主減速器16上。
變速器114利用兩個差速齒輪組，其優(yōu)選具有行星齒輪組120,130 的性質(zhì)。行星齒輪組120利用通常稱為環(huán)形齒輪部件的外齒輪部件 124。環(huán)形齒輪124與通常稱為太陽齒輪部件的內(nèi)齒輪部件122外接。 托架部件126可旋轉(zhuǎn)地支撐多個行星齒輪127,使得各個行星齒輪127 同時地并且嚙合式地與第一行星齒輪組120的外環(huán)形齒輪部件124 和內(nèi)太陽齒輪部件122相接合。
行星齒輪組130也具有通常也被稱為環(huán)形齒輪部件的外齒輪部 件134，其與也通常被稱為太陽齒輪部件的內(nèi)齒輪部件132外接。多 個行星齒輪137還可旋轉(zhuǎn)地安裝在托架136中，使得各個行星齒輪 部件137同時地且嚙合式地與4亍星齒輪組130的外環(huán)形齒輪部件134
和內(nèi)太陽齒輪部件132相接合。
變速器輸入部件17并不持續(xù)地與任何行星齒輪部件連接，并且 變速器輸出部件19與行星齒輪組130的托架部件136相連接。
變速器114還分別包括第一和第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)180和182。 第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)180的定子固定在變速器外殼160上。第一電動 機(jī)/發(fā)電機(jī)180的轉(zhuǎn)子固定在行星齒輪組120的太陽齒輪122上。
第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)182的定子也固定在變速器外殼160上。第 二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)182的轉(zhuǎn)子固定在行星齒輪組130的太陽齒輪132 上。
第一扭矩傳遞裝置，例如離合器150選擇性地將行星齒輪組120 的托架126連接到輸入軸17上。第二扭矩傳遞裝置，例如離合器152 選擇性地將行星齒輪組120的太陽齒輪122與輸入軸17連接起來。 第三扭矩傳遞裝置，例如離合器154選擇性地將行星齒輪組120的 環(huán)形齒輪124與行星齒輪組130的托架部件136連接起來。第四扭 矩傳遞裝置如制動器155與電動機(jī)/發(fā)電機(jī)180并行地連接，用于選 擇性地制動電動機(jī)/發(fā)電機(jī)180的旋轉(zhuǎn)。第五扭矩傳遞裝置如制動器 157與電動機(jī)/發(fā)電4幾182并4亍地連接，用于選4奪性地制動電動4幾/發(fā) 電機(jī)182的旋轉(zhuǎn)。第一、第二、第三、第四和第五扭矩傳遞裝置 150,152,154,155和157用于幫助選擇混合變速器114的操作模式。
固定的互連部件17持續(xù)地將行星齒輪組120的托架部件126與 行星齒輪組130的環(huán)形齒輪部件134連接起來。
現(xiàn)在返回到動力源的描述中，從前面描述，尤其參照圖2a應(yīng)該 懂得，變速器114可選擇性地接受來自發(fā)動機(jī)12的功率?；旌献兯?器還與電功率源186交換功率，電功率源186可操作地連接在控制 器188上。電功率源186可以是一個或多個蓄電池。其它具有提供 或存儲并分配電功率能力的電功率源，例如燃料電池，可用來替代 蓄電池，而不會改變本發(fā)明的構(gòu)思。
如之前所述，各個實施例具有十六個功能要求(與圖中所顯示的
各個操作沖莫式表的16 4亍相對應(yīng))，其可組成五個操作沖莫式。第一操作
模式是"蓄電池倒檔模式"，其與圖2b的操作模式表的第 一行(Batt Rev) 相對應(yīng)。在這個模式下，發(fā)動4幾關(guān)閉，并且有效地允許連接在發(fā)動 機(jī)上的變速器元件由于發(fā)動機(jī)慣性扭矩而空轉(zhuǎn)。其中 一個電動機(jī)/發(fā) 電機(jī)利用蓄電池能量驅(qū)動EVT,導(dǎo)致車輛反向移動。另一電動機(jī)/發(fā) 電機(jī)可以在或不在這個模式下旋轉(zhuǎn)。如圖2b中所示，作為示例，在 這個才莫式下，離合器154和制動器157接合，電動機(jī)180具有-1.00 單位的扭矩，電動機(jī)/發(fā)電機(jī)182具有等于零的扭矩，并且獲得-3.00 的輸出扭矩。
第二操作模式是"EVT倒檔模式"，其與圖2b的操作模式表的 第二行(EVT Rev)相對應(yīng)。在這個模式下，EVT ^皮發(fā)動機(jī)和其中一個 電動機(jī)/發(fā)電機(jī)驅(qū)動。另一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)在發(fā)電機(jī)模式下操作，并將 所產(chǎn)生的能量]00%傳遞回給驅(qū)動電動機(jī)。實際效應(yīng)是反向驅(qū)動車輛。 在這個才莫式下，離合器150和152接合，發(fā)電機(jī)180具有-6.55單位 的扭矩，電動機(jī)182具有-2.78單位的扭矩，并且獲得與1個單位的 輸入扭矩相對應(yīng)的-8.33的輸出4丑矩。
第三操作模式包括"倒檔和前進(jìn)起動模式"，其與各個操作模 式表，例如圖2b的操作才莫式表的第三和第四行(TC Rev和TC For)相 對應(yīng)。在這個模式下，EVT被發(fā)動機(jī)和其中 一個電動機(jī)/發(fā)電機(jī)驅(qū)動。 由發(fā)電機(jī)單元所產(chǎn)生的可選擇的一部分能量存儲在蓄電池中，并且 將剩余能量傳遞給電動機(jī)。在這個模式中，離合器150和152接合， 并且電動機(jī)/發(fā)電機(jī)180在TC倒檔模式中用作發(fā)電機(jī)(帶有5.67單位 的扭矩)，電動機(jī)/發(fā)電機(jī)182用作電動機(jī)(帶有-2.33單位的扭矩)。在 TC前進(jìn)模式中，電動機(jī)/發(fā)電機(jī)180用作電動機(jī)(帶有2.13單位的扭 矩)，電動機(jī)/發(fā)電機(jī)182用作發(fā)電機(jī)(帶有1.56單位的扭矩)。獲得了-7.00的扭矩比(TC倒檔模式)或者4.69的扭矩比(TC前進(jìn)模式)。 對于這些扭矩比，大約99%的發(fā)電機(jī)能量儲存在蓄電池中。
第四操作模式包括"范圍1.1，范圍1.2,范圍1.3,范圍1.4，范
圍2.1,范圍2.2，范圍2.3和范圍2.4"模式，其與圖2b的操作才莫式 表的行5-12相對應(yīng)。在這個才莫式下，EVT 4皮發(fā)動機(jī)以及其中一個用 作電動機(jī)的電動機(jī)/發(fā)電機(jī)驅(qū)動。另一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)用做發(fā)電機(jī)，并 將所產(chǎn)生的能量100%傳遞回給電動機(jī)。由范圍1.1,1.2...等等代表的 操作點是EVT所提供的前進(jìn)速度比連續(xù)區(qū)域中的離散的點。例如在 圖2b中，在離合器150和152接合的條件下獲得了 4.69至0.54的 比的范圍。
第五操作模式包括"固定比"模式(F1,F2,F3和F4)，其與圖2b 的操作模式表的行13-16相對應(yīng)。在這個模式下，變速器類似傳統(tǒng)的 自動變速器一樣操作，其中三個扭矩傳遞裝置接合，產(chǎn)生離散的傳 動比。在固定比Fl中，離合器150,154和制動器157接合，從而獲 得3.00的固定比。在固定比F2中，離合器152和制動器155,157接 合，以獲得1.50的固定比。在固定比F3中，離合器150,152和154 接合，從而獲得1.00的固定比。在固定比F4中，離合器152,154和 制動器155接合，以獲得0.75的固定比。
如上所述，在圖2b的操作模式表和固定比模式表中顯示了用于 扭矩傳遞裝置的接合安排表。圖2b還提供利用圖2b中作為示例給 出的環(huán)形齒輪/太陽齒輪齒數(shù)比而獲得的扭矩比的一個示例。NR1/NS1 值是行星齒輪組120的齒數(shù)比，并且1\^/]^2值是行星齒輪組130的 齒數(shù)比。另外，圖2b的圖表描述了利用給定的齒數(shù)比樣本而獲得的 比階。例如，在第一和第二固定前進(jìn)扭矩比之間的階比為2.00,在 第二和第三固定前進(jìn)扭矩比之間的階比為1.50,并且第三和第四固 定前進(jìn)^L矩比之間的階比為1.33，并且比范圍是4.00。
第三示范性實施例的描述
參看圖3a，其顯示了動力系210,動力系210包括發(fā)動機(jī)12, 其連接在總體上以標(biāo)號214表示的改進(jìn)的電動變速器的一個優(yōu)選實 施例上。變速器214設(shè)計成用于接受其來自于發(fā)動機(jī)12的驅(qū)動功率
的至少一部分。如圖所示，發(fā)動機(jī)12具有輸出軸，其用作變速器214 的輸入部件17。在發(fā)動機(jī)12和變速器214的輸入部件17之間還可 提供瞬時扭矩阻尼器(未顯示)。
不管發(fā)動機(jī)12連接到變速器輸入部件17上的方法如何，變速 器輸入部件17都可操作地可連接在變速器214的行星齒輪部件上。 變速器214的輸出部件19連接在主減速器16上。
變速器214利用兩個差速齒輪組，其優(yōu)選具有行星齒輪組220,230 的性質(zhì)。行星齒輪組220利用通常稱為環(huán)形齒輪部件的外齒輪部件 224。環(huán)形齒輪224與通常稱為太陽齒輪部件的內(nèi)齒輪部件222外接。 托架部件226可旋轉(zhuǎn)地支撐多個行星齒輪227,使得各個行星齒輪227 嚙合式地與第一行星齒輪組220的外環(huán)形齒輪部件224和內(nèi)太陽齒 輪部件222相接合。
行星齒輪組230還具有外環(huán)形齒輪部件234，其與內(nèi)太陽齒輪部 件232外接。多個行星齒輪237還可旋轉(zhuǎn)地安裝在托架部件236中， 使得各個行星齒輪237同時地且嚙合式地與行星齒輪組230的外環(huán) 形齒輪部件234和內(nèi)太陽齒輪部件232相接合。
變速器輸入部件17并不持續(xù)地與任何行星齒輪部件相連接，并 且變速器輸出部件9連接在托架部件226上。
固定的互連部件270持續(xù)地將行星齒輪組220的托架部件226 與行星齒輪組230的環(huán)形齒輪部件234連接起來。
變速器214還分別包括第一和第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)280和282。 第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)280的定子固定在變速器外殼260上。第一電動 機(jī)/發(fā)電機(jī)280的轉(zhuǎn)子固定在行星齒輪組220的太陽齒輪222上。
第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)282的定子也固定在變速器外殼260上。第 二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)282的轉(zhuǎn)子固定在行星齒輪組230的托架部件236 上。
第一扭矩傳遞裝置，例如輸入離合器250選擇性地將行星齒輪 組220的環(huán)形齒輪部件224與輸入軸17連接起來。第二扭矩傳遞裝
置，例如輸入離合器252選擇性地將行星齒輪組230的托架部件236 與輸入軸17連接起來。第三扭矩傳遞裝置，例如離合器254選擇性 地將行星齒輪組230的太陽齒l侖部件232與行星齒4侖組220的太陽 齒輪部件222連接起來。第四4丑矩傳遞裝置如制動器255與電動機(jī)/ 發(fā)電機(jī)280并行地連接，用于選擇性地制動電動機(jī)/發(fā)電機(jī)280的旋 轉(zhuǎn)。第五扭矩傳遞裝置如制動器257與電動機(jī)/發(fā)電機(jī)282并行地連 接，用于選擇性地制動電動機(jī)/發(fā)電機(jī)282的旋轉(zhuǎn)。第一、第二、第 三、第四和第五扭矩傳遞裝置250,252，254,255和257用于幫助選擇 混合變速器214的操作模式。
混合變速器214還接受來自發(fā)動機(jī)12以及電功率源286的功率， 電功率源286可操作地連接在控制器288上。
圖3b的操作模式表顯示了對于變速器214的五個操作模式的離 合器接合，電動機(jī)/發(fā)電機(jī)狀態(tài)，以及輸出/輸入比。如之前所述，這 些才莫式包括"蓄電池倒檔模式，，(Batt Rev), "EVT倒檔模式，，(EVT Rev)，"倒檔和前進(jìn)起動模式"(TCRev和TCFor)，"范圍1.1,1.2,1.3... 模式，，和"固定比模式"(F1,F2,F3和F4)。
如上所述，在圖3b的操作模式表和固定比模式表中顯示了用于 扭矩傳遞裝置的接合安排表。圖3b還提供利用圖3b中作為示例給 出的環(huán)形齒輪/太陽齒輪齒數(shù)比而獲得的扭矩比的 一個示例。NR1/NS1 值是行星齒輪組220的齒數(shù)比；Nr2/Nm值是行星齒輪組230的齒數(shù) 比。另外，圖3b的圖表描述了利用給定的齒數(shù)比樣本而獲得的比階。 例如，在第一和第二固定前進(jìn)4丑矩比之間的階比為2.00,在第二和 第三固定前進(jìn)扭矩比之間的階比為1.50，并且第三和第四固定前進(jìn) 扭矩比之間的階比為1.33，并且比范圍是4.00。
第四示范性實施例的描述
參看圖4a,其顯示了動力系310，動力系310包括發(fā)動機(jī)12, 其連接在總體上以標(biāo)號314表示的改進(jìn)的電動變速器的一個優(yōu)選實
施例上。變速器314設(shè)計成用于接受其來自于發(fā)動機(jī)12的驅(qū)動功率 的至少一部分。
如圖所示，發(fā)動機(jī)12具有輸出軸，其用作變速器314的輸入部 件17。在發(fā)動機(jī)12和變速器的輸入部件17之間還可提供瞬時扭矩 阻尼器(未顯示)。
不管發(fā)動機(jī)12連接到變速器輸入部件17上的方法如何，變速 器輸入部件17都可以可操作地連接在變速器314的行星齒輪部件 上。變速器34的輸出部件19連接在主減速器16上。
變速器314利用兩個行星齒輪組320,330。行星齒輪組320采用 了外環(huán)形齒輪部件324，其與內(nèi)太陽齒輪部件322外接。托架部件326 可旋轉(zhuǎn)地支撐多個行星齒輪327,使得各個行星齒輪327同時地并且 嚙合式地與第一行星齒輪組320的外環(huán)形齒輪部件324和內(nèi)太陽齒 輪部件322相接合。
行星齒輪組330還具有外環(huán)形齒輪部件334,其與內(nèi)太陽齒輪部 件332外接。多個行星齒輪337還可旋轉(zhuǎn)地安裝在托架部件336中， 使得各個行星齒輪部件337同時地且嚙合式地與外環(huán)形齒輪部件334 和內(nèi)太陽齒輪部件332相接合。
變速器輸入部件17并不持續(xù)地與任何行星齒輪組部件連接，并 且變速器輸出部件19持續(xù)地與行星齒輪組320的托架部件326相連 接。
固定的互連部件370持續(xù)地將行星齒輪組320的太陽齒輪部件 324與行星齒輪組330的太陽齒輪部件332連接起來。
變速器314還分別包括第一和第二電動機(jī)/發(fā)電才幾380和382。 第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)380的定子固定在變速器外殼360上。第一電動 機(jī)/發(fā)電機(jī)380的轉(zhuǎn)子固定在行星齒輪組320的太陽齒輪部件322上。 第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)382的定子也固定在變速器外殼360上。第二電 動機(jī)/發(fā)電機(jī)382的轉(zhuǎn)子固定在行星齒輪組330的環(huán)形齒輪部件334 上。
笫一扭矩傳遞裝置，例如輸入離合器350選擇性地將行星齒輪 組330的太陽齒輪部件332與輸入軸17連接起來。第二扭矩傳遞裝 置，例如輸入離合器352選擇性地將托架部件336與輸入軸17連接 起來。第三扭矩傳遞裝置，例如離合器354選擇性地將托架部件326 與托架部件336連接起來。第四扭矩傳遞裝置如制動器355與電動 機(jī)/發(fā)電機(jī)3 80并行地連接，用于選4奪性地制動電動機(jī)/發(fā)電機(jī)3 80的 旋轉(zhuǎn)。第五扭矩傳遞裝置如制動器357與電動機(jī)/發(fā)電機(jī)382并行地 連接，用于選擇性地制動電動機(jī)/發(fā)電機(jī)382的旋轉(zhuǎn)。第一、第二、 第三、第四和第五扭矩傳遞裝置350,352,354,355和357用于幫助選 擇混合變速器314的操作模式。
混合變速器314還接受來自發(fā)動機(jī)12的功率，并且還與電功率 源386交換功率，電功率源386可操作地連接在控制器388上。
圖4b的操作模式表顯示了對于變速器314的五個操作模式的離 合器接合，電動機(jī)/發(fā)電機(jī)狀態(tài)，以及輸出/輸入比。如之前所述，這 些模式包括"蓄電池倒檔模式"(Batt Rev), "EVT倒檔模式"(EVT Rev),"倒檔和前進(jìn)起動模式"(TC Rev和TC For)，"連續(xù)變速范 圍模式"(范圍1.1,1.2,1.3...)和"固定比模式"(F1,F2,F3和F4)。
如上所述，在圖4b的操作模式表和固定比模式表中顯示了用于 扭矩傳遞裝置的接合安排表。圖4b還提供利用圖4b中作為示例給 出的環(huán)形齒輪/太陽齒輪齒數(shù)比而獲得的扭矩比的一個示例。NR1/NS1 值是行星齒輪組320的齒數(shù)比；Nr2/NS2值是行星齒輪組330的齒數(shù) 比。另外，圖4b的圖表描述了利用給定的齒數(shù)比樣本而獲得的比階。 例如，在第一和第二固定前進(jìn)4a矩比之間的階比為1.87，在第二和 第三固定前進(jìn)^t丑矩比之間的階比為1.50，并且第三和第四固定前進(jìn) 扭矩比之間的階比為1.33，并且比范圍是5.19。
第五示范性實施例的描述
參看圖5a，其顯示了動力系410，動力系410包括發(fā)動機(jī)12，
其連接在總體上以標(biāo)號414表示的改進(jìn)的電動變速器的一個優(yōu)選實 施例上。變速器414設(shè)計成用于接受其來自于發(fā)動機(jī)12的驅(qū)動功率 的至少一部分。
如圖所示，發(fā)動機(jī)12具有輸出軸，其用作變速器414的輸入部 件17。在發(fā)動機(jī)12和變速器的輸入部件17之間還可提供瞬時扭矩 阻尼器(未顯示)。
不管發(fā)動機(jī)12連接到變速器輸入部件17上的方法如何，變速 器輸入部件17都可以可操作地連接在變速器414的行星齒輪部件 上。變速器414的輸出部件19連接在主減速器16上。
變速器414利用兩個行星齒輪組420,430。行星齒輪組420采用 了外環(huán)形齒輪部件424，其與內(nèi)太陽齒輪部件422外接。托架部件426 可旋轉(zhuǎn)地支撐多個行星齒輪427，使得各個行星齒輪427嚙合式地與 第一行星齒輪組420的外環(huán)形齒輪部件424和內(nèi)太陽齒輪部件422 相接合。
行星齒輪組430還具有外環(huán)形齒輪部件434,其與內(nèi)太陽齒輪部 件432外接。多個行星齒輪437還可旋轉(zhuǎn)地安裝在托架部件436中， 使得各個行星齒輪部件437同時地且嚙合式地與行星齒輪組430的 外環(huán)形齒輪部件434和內(nèi)太陽齒輪部件432相接合。
變速器輸入部件17并不持續(xù)地與任何行星齒輪部件連接，并且 變速器輸出部件19持續(xù)地與托架部件426相連接。
固定的互連部件470將行星齒輪組420的太陽齒輪422與行星 齒輪組430的太陽齒輪432連4妄起來。
變速器414還分別包括第一和第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)480和482。 第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)480的定子固定在變速器外殼460上。第一電動 機(jī)/發(fā)電機(jī)480的轉(zhuǎn)子固定在太陽齒輪部件422上。
第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)482的定子也固定在變速器外殼460上。第 二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)482的轉(zhuǎn)子固定在托架部件436上。
第一扭矩傳遞裝置，例如輸入離合器450選擇性地將環(huán)形齒輪
部件424與輸入軸17連接起來。第二扭矩傳遞裝置，例如輸入離合 器452選擇性地將托架部件436與輸入軸17連接起來。第三扭矩傳 遞裝置，例如離合器454選擇性地將托架部件426與環(huán)形齒輪部件434 連接起來。第四扭矩傳遞裝置如制動器455與電動機(jī)/發(fā)電機(jī)480并 行連接，用于選擇性地制動電動機(jī)/發(fā)電機(jī)480的旋轉(zhuǎn)。第五扭矩傳 遞裝置如制動器457與電動機(jī)/發(fā)電機(jī)482并行連接，用于選擇性地 制動電動機(jī)/發(fā)電機(jī)482的旋轉(zhuǎn)。第一、第二、第三、第四和第五扭 矩傳遞裝置450,452,454,455,457用于幫助選擇混合變速器414的操 作模式?；旌献兯倨?14還接受來自發(fā)動機(jī)12以及電功率源486的 功率，電功率源486可操作地連接在控制器488上。
圖5b的操作模式表顯示了對于變速器414的五個操作模式的離 合器接合，電動機(jī)/發(fā)電機(jī)狀態(tài)，以及輸出/輸入比。如之前所述，這 些模式包括"蓄電池倒檔模式"(Batt Rev), "EVT倒檔模式"(EVT Rev)，"倒檔和前進(jìn)起動;漠式"(TC Rev和TC For)，"連續(xù)變速范 圍模式"(范圍1.U.2,1.3…)和"固定比模式"(F1,F2,F3和F4)。
如上所述，在圖5b的操作模式表和固定比模式表中顯示了用于 扭矩傳遞裝置的接合安排表。圖5b還提供利用圖5b中作為示例給 出的環(huán)形齒輪/太陽齒輪齒數(shù)比而獲得的扭矩比的一個示例。NR1/NS1 值是行星齒輪組420的齒數(shù)比；Nm/Nm值是行星齒輪組430的齒數(shù) 比。另外，圖5b的圖表描述了利用給定的齒數(shù)比樣本而獲得的比階。 例如，在第一和第二固定前進(jìn)扭矩比之間的階比為1.83,在第二和 第三固定前進(jìn)扭矩比之間的階比為1.53,并且第三和第四固定前進(jìn) 扭矩比之間的階比為1.43,并且比范圍是4.00。
第六示范性實施例的描述
參看圖6a，其顯示了動力系510,動力系510包括發(fā)動機(jī)12, 其連接在總體上以標(biāo)號514表示的改進(jìn)的電動變速器的一個優(yōu)選實 施例上。變速器514設(shè)計成用于接受其來自于發(fā)動機(jī)12的驅(qū)動功率的至少一部分。
如圖所示，發(fā)動機(jī)2具有輸出軸，其用作變速器514的輸入部 件17。在發(fā)動機(jī)12和變速器的輸入部件17之間還可提供瞬時扭矩 阻尼器(未顯示)。
不管發(fā)動機(jī)12連接到變速器輸入部件17上的方法如何，變速 器輸入部件17都可以可操作地連接在變速器514的行星齒輪部件 上。變速器514的輸出部件19連接在主減速器16上。
變速器514利用兩個行星齒輪組520,530。行星齒輪組520采用 了外環(huán)形齒輪部件524,其與內(nèi)太陽齒輪部件522外接。托架部件526 可旋轉(zhuǎn)地支撐多個行星齒輪527，使得各個行星齒輪527同時地并且 嚙合式地與第一行星齒輪組520的外環(huán)形齒輪部件524和內(nèi)太陽齒 輪部件522相接合。
行星齒輪組530還具有外環(huán)形齒輪部件534，其與內(nèi)太陽齒輪部 件532外接。多個行星齒輪537還可旋轉(zhuǎn)地安裝在托架部件536中， 使得各個行星齒輪部件537同時地且嚙合式地與行星齒輪組530的 外環(huán)形齒輪部件534和內(nèi)太陽齒輪部件532相接合。
變速器輸入部件17并不持續(xù)地與任何行星齒輪部件連接，并且 變速器輸出部件19持續(xù)地與托架部件536相連接。
固定的互連部件570將行星齒輪組520的太陽齒輪部件522與 行星齒輪組530的太陽齒輪部件532連接起來。
變速器514還分別包括第一和第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)580和582。 第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)580的定子固定在變速器外殼560上。第一電動 機(jī)/發(fā)電機(jī)580的轉(zhuǎn)子固定在太陽齒輪522上。
第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)582的定子也固定在變速器外殼560上。第 二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)582的轉(zhuǎn)子固定在環(huán)形齒輪部件534上。
第一扭矩傳遞裝置，例如輸入離合器550選擇性地將托架部件526 與輸入軸17連接起來。第二4丑矩傳遞裝置，例如輸入離合器552選 擇性地將太陽齒輪部件522與輸入軸17連接起來。第三扭矩傳遞裝
置，例如離合器554選擇性地將環(huán)形齒輪部件524與托架部件536 連接起來。第四扭矩傳遞裝置如制動器555與電動機(jī)/發(fā)電機(jī)580并 行地連接，用于選4爭性地制動電動機(jī)/發(fā)電機(jī)580的旋轉(zhuǎn)。第五扭矩 傳遞裝置如制動器557與電動機(jī)/發(fā)電機(jī)582并行地連接，用于選擇 性地制動電動機(jī)/發(fā)電機(jī)582的;5走轉(zhuǎn)。第一、第二、第三、第四和第 五扭矩傳遞裝置550,552,554,555和557用于幫助選擇混合變速器514 的操作模式。
混合變速器514還接受來自發(fā)動機(jī)12的功率，并且還與電功率 源586交換功率，電功率源586可操作地連接在控制器588上。
圖6b的操作模式表顯示了對于變速器514的五個操作模式的離 合器接合，電動機(jī)/發(fā)電機(jī)狀態(tài)，以及輸出/輸入比。如之前所述，這 些模式包括"蓄電池倒檔模式"(Batt Rev)， "EVT倒檔模式，，(EVT Rev)，"倒檔和前進(jìn)起動模式"(TC Rev和TC For)，"連續(xù)變速范 圍模式"(范圍1.1,1.2,1.3...)和"固定比模式"(F1,F2，F(xiàn)3和F4)。
變速器514是雙模式變速器，其在離合器550和552接合時提 供了在4.69至1.86范圍內(nèi)的速度比，并且在離合器550和554接合 時提供了在1.36至0.54范圍內(nèi)的速度比。
如上所述，在圖6b的操作模式表和固定比模式表中顯示了用于 扭矩傳遞裝置的接合安排表。圖6b還提供利用圖6b中作為示例給 出的環(huán)形齒輪/太陽齒輪齒數(shù)比而獲得的扭矩比的一個示例。NR1/NS1 值是行星齒輪組520的齒數(shù)比；Nr2/NS2值是行星齒輪組530的齒數(shù) 比。另外，圖6b的圖表描述了利用給定的齒數(shù)比樣本而獲得的比階。 例如，在第一和第二固定前進(jìn)扭矩比之間的階比為2.11,在第二和 第三固定前進(jìn)扭矩比之間的階比為1.89，并且笫三和第四固定前進(jìn) 扭矩比之間的階比為1.43,并且比范圍是5.70。
第七示范性實施例的描述
參看圖7a，其顯示了動力系610，動力系610包括發(fā)動才幾12， 其連接在總體上以標(biāo)號614表示的改進(jìn)的電動變速器的一個優(yōu)選實 施例上。變速器614設(shè)計成用于接受其來自于發(fā)動機(jī)12的驅(qū)動功率 的至少一部分。
如圖所示，發(fā)動機(jī)12具有輸出軸，其用作變速器614的輸入部 件17。在發(fā)動機(jī)12和變速器的輸入部件17之間還可提供瞬時扭矩 阻尼器(未顯示)。
不管發(fā)動機(jī)12連接到變速器輸入部件17上的方法如何，變速 器輸入部件17都可以可操作地連接在變速器614的行星齒輪部件 上。變速器614的輸出部件19連接在主減速器16上。
變速器614利用兩個行星齒輪組620,630。行星齒輪組620采用 了外環(huán)形齒輪部件624，其與內(nèi)太陽齒輪部件622外接。托架部件626 可旋轉(zhuǎn)地支撐多個行星齒輪627，使得各個行星齒輪627同時地并且 嚙合式地與外環(huán)形齒輪部件624和內(nèi)太陽齒輪部件622相接合。
行星齒輪組630還具有外環(huán)形齒輪部件634，其與內(nèi)太陽齒輪部 件632外接。多個行星齒輪637還可旋轉(zhuǎn)地安裝在托架636中，使 得各個行星齒輪部件637同時地且嚙合式地與行星齒輪組630的外 環(huán)形齒輪部件634和內(nèi)太陽齒l^部件632相接合。
變速器輸入部件17并不持續(xù)地與任何行星齒輪部件連接，并且 變速器輸出部件19持續(xù)地與托架部件636相連接。
固定的互連部件670將行星齒輪組620的太陽齒輪部件622與 行星齒輪組630的太陽齒輪部件632連接起來。
變速器614還分別包括第一和第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)680和682。 第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)680的定子固定在變速器外殼660上。第一電動 機(jī)/發(fā)電機(jī)680的轉(zhuǎn)子固定在太陽齒輪部件622上。
第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)682的定子也固定在變速器外殼660上。第 二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)682的轉(zhuǎn)子固定在環(huán)形齒輪部件634上。
第一扭矩傳遞裝置，例如輸入離合器650選擇性地將托架部件626 與輸入軸17連接起來。笫二4丑矩傳遞裝置，例如輸入離合器652選
擇性地將太陽齒輪部件622與輸入軸17連接起來。第三扭矩傳遞裝 置，例如離合器654選擇性地將環(huán)形齒輪部件624與托架部件636 連接起來。第四扭矩傳遞裝置如制動器655與電動機(jī)/發(fā)電機(jī)680并 行地連接，用于選擇性地制動電動機(jī)/發(fā)電機(jī)680的旋轉(zhuǎn)。第五扭矩 傳遞裝置如制動器657與電動機(jī)/發(fā)電機(jī)682并行地連接，用于選擇 性地制動電動機(jī)/發(fā)電機(jī)682的旋轉(zhuǎn)。第一、第二、第三、第四扭矩 傳遞裝置650,652,654,655用于幫助選擇混合變速器614的操作模式。
混合變速器614還接受來自發(fā)動機(jī)12的功率，并且還與電功率 源686交換功率，電功率源686可操作地連接在控制器688上。
圖7b的操作模式表顯示了對于變速器614的五個操作模式的離 合器接合，電動機(jī)/發(fā)電機(jī)狀態(tài)，以及輸出/輸入比。如之前所述，這 些模式包括"蓄電池倒檔模式"(Batt Rev)， "EVT倒檔模式，，(EVT Rev)，"倒檔和前進(jìn)起動模式"(TC Rev和TC For),"連續(xù)變速范 圍模式"(范圍1.1,1.2,1.3…)和"固定比模式"(F1,F2,F3和F4)。
如上所述，在圖7b的操作模式表和固定比模式表中顯示了用于 扭矩傳遞裝置的接合安排表。圖7b還提供利用圖7b中作為示例給 出的環(huán)形齒輪/太陽齒輪齒數(shù)比而獲得的扭矩比的 一個示例。NR1/NS, 值是行星齒輪組620的齒數(shù)比；Nr2/NS2值是行星齒輪組630的齒數(shù) 比。另外，圖7b的圖表描述了利用給定的齒數(shù)比樣本而獲得的比階。 例如，在第一和第二固定前進(jìn)扭矩比之間的階比為2.11,在第二和 第三固定前進(jìn)扭矩比之間的階比為1.89,并且第三和第四固定前進(jìn) 扭矩比之間的階比為1.43,并且比范圍是5.70。
第八示范性實施例的描述
參看圖8a,其顯示了動力系710，動力系710包括發(fā)動機(jī)12, 其連接在總體上以標(biāo)號714表示的改進(jìn)的電動變速器的一個優(yōu)選實 施例上。變速器714設(shè)計成用于接受其來自于發(fā)動機(jī)12的驅(qū)動功率 的至少一部分。
如圖所示，發(fā)動機(jī)12具有輸出軸，其用作變速器714的輸入部 件17。在發(fā)動機(jī)12和變速器的輸入部件17之間還可裝備瞬時扭矩 阻尼器(未顯示)。
不管發(fā)動機(jī)12連接到變速器輸入部件17上的方法如何，變速 器輸入部件17都可以可操作地連接在變速器714的行星齒輪部件 上。變速器714的輸出部件19連接在主減速器16上。
變速器714利用兩個行星齒輪組720，730。行星齒輪組720采用 了外環(huán)形齒輪部件724，其與內(nèi)太陽齒輪部件722外接。托架部件726 可旋轉(zhuǎn)地支撐多個行星齒輪727，使得各個行星齒輪727同時地并且 嚙合式地與外環(huán)形齒輪部件724和內(nèi)太陽齒輪部件722相接合。
行星齒輪組730還具有外環(huán)形齒輪部件734,其與內(nèi)太陽齒輪部 件732外接。托架部件736可旋轉(zhuǎn)地支撐多個行星齒輪737，使得各 個行星齒輪部件737同時地且嚙合式地與外環(huán)形齒輪部件734和內(nèi) 太陽齒輪部件732相接合。
變速器輸入部件17并不持續(xù)地與任何行星齒輪部件連接，并且 變速器輸出部件19持續(xù)地與環(huán)形齒輪部件724相連接。
固定的互連部件770持續(xù)地將行星齒輪組720的托架部件726 與行星齒輪組730的環(huán)形齒輪部件734連接起來。
變速器714還分別包括第一和第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)780和782。 第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)780的定子固定在變速器外殼760上。第一電動 機(jī)/發(fā)電機(jī)780的轉(zhuǎn)子固定在太陽齒輪722上。
第二電動4幾/發(fā)電機(jī)782的定子也固定在變速器外殼760上。第 二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)782的轉(zhuǎn)子固定在太陽齒輪部件732上。
第一扭矩傳遞裝置，例如輸入離合器750選擇性地將太陽齒輪 部件722與輸入部件17連接起來。第二扭矩傳遞裝置，例如離合器 752選擇性地將托架部件726與輸入部件17連接起來。笫三扭矩傳 遞裝置，例如離合器754選擇性地將環(huán)形齒輪部件724與托架部件736 連接起來。第四扭矩傳遞裝置如制動器755與電動機(jī)/發(fā)電機(jī)780并
行地連接，用于選擇性地制動電動機(jī)/發(fā)電機(jī)780的旋轉(zhuǎn)。第五扭矩
傳遞裝置如制動器757與電動機(jī)/發(fā)電機(jī)782并行地連接，用于選擇 性地制動電動機(jī)/發(fā)電機(jī)782的旋轉(zhuǎn)。第一、第二、第三、第四和第 五扭矩傳遞裝置750,752,754,755和757用于幫助選擇混合變速器714 的操作模式。
混合變速器714接受來自發(fā)動機(jī)12的功率，并且還與電功率源 786交換功率，電功率源786可操作地連接在控制器788上。
圖8b的操作模式表顯示了對于變速器714的五個操作模式的離 合器接合，電動機(jī)/發(fā)電機(jī)狀態(tài)，以及輸出/輸入比。如之前所述，這 些模式包括"蓄電池倒檔模式"(Batt Rev)， "EVT倒檔模式"(EVT Rev),"倒檔和前進(jìn)起動模式"(TC Rev和TC For)，"連續(xù)變速范 圍模式"(范圍U，1.2,1.3…)和"固定比模式"(F1,F2,F3和F4)。
如上所述，在圖8b的操作模式表和固定比模式表中顯示了用于 扭矩傳遞裝置的接合安排表。圖8b還提供利用圖8b中作為示例給 出的環(huán)形齒輪/太陽齒輪齒數(shù)比而獲得的扭矩比的一個示例。NR1/NS1 值是行星齒輪組720的齒數(shù)比；N^/Nw值是行星齒輪組730的齒數(shù) 比。另外，圖8b的圖表描述了利用給定的齒數(shù)比樣本而獲得的比階。 例如，在第一和第二固定前進(jìn)4丑矩比之間的階比為2.00，在第二和 第三固定前進(jìn)扭矩比之間的進(jìn)比為1.50，并且第三和第四固定前進(jìn) 扭矩比之間的階比為1.33,并且比范圍是4.00。
第九示范性實施例的描述
參看圖9a,其顯示了動力系810，動力系810包括發(fā)動機(jī)12, 其連接在總體上以標(biāo)號814表示的改進(jìn)的電動變速器的一個優(yōu)選實 施例上。變速器814設(shè)計成用于接受其來自于發(fā)動機(jī)12的驅(qū)動功率 的至少一部分。
如圖所示，發(fā)動機(jī)12具有輸出軸，其用作變速器814的輸入部 件17。在發(fā)動機(jī)12和變速器的輸入部件17之間還可提供瞬時扭矩阻尼器(未顯示)。
不管發(fā)動機(jī)12連接到變速器輸入部件17上的方法如何，變速 器輸入部件17都可操作地可連4妾在變速器814的行星齒輪部件上。 變速器814的輸出部件19連接在主減速器6上。
變速器814利用兩個行星齒輪組820,830。行星齒輪組820采用 了外環(huán)形齒輪部件824,其與內(nèi)太陽齒輪部件822外接。托架部件826 可旋轉(zhuǎn)地支撐多個行星齒輪827，使得各個行星齒輪827同時地并且 嚙合式地與第一行星齒輪組820的外環(huán)形齒輪部件824和內(nèi)太陽齒 輪部件822相接合。
行星齒輪組830還具有外環(huán)形齒輪部件834，其與內(nèi)太陽齒輪部 件832外接。多個行星齒輪837還可旋轉(zhuǎn)地安裝在托架部件836中， 使得各個行星齒輪部件837同時地且嚙合式地與行星齒輪組830的 外環(huán)形齒輪部件834和內(nèi)太陽齒輪部件832相接合。
變速器輸入部件17并不持續(xù)地與任何行星齒輪部件相連接，并 且變速器輸出部件19連接在環(huán)形齒輪部件824上。
固定的互連部件870持續(xù)地將行星齒輪組820的環(huán)形齒輪部件 824與行星齒輪組830的4毛架部件836連4妻起來。
變速器814還分別包括第一和第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)880和882。 第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)880的定子固定在變速器外殼860上。第一電動 機(jī)/發(fā)電機(jī)880的轉(zhuǎn)子固定在太陽齒輪部件822上。
第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)882的定子也固定在變速器外殼860上。第 二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)882的轉(zhuǎn)子固定在太陽齒輪部件832上。
第一扭矩傳遞裝置，例如輸入離合器850選擇性地將太陽齒輪 部件822與輸入軸17連接起來。第二扭矩傳遞裝置，例如輸入離合 器852選擇性地將托架部件826與輸入軸17連接起來。第三扭矩傳 遞裝置，例如離合器854選擇性地將托架部件826與環(huán)形齒輪部件834 連接起來。第四扭矩傳遞裝置如制動器855與電動機(jī)/發(fā)電機(jī)880并 行地連接，用于選擇性地制動電動機(jī)/發(fā)電機(jī)880的旋轉(zhuǎn)。第五扭矩
傳遞裝置如制動器857與電動4兒/發(fā)電機(jī)882并行地連接，用于選擇 性地制動電動機(jī)/發(fā)電機(jī)882的^:轉(zhuǎn)。第一、第二、第三、第四和第 五扭矩傳遞裝置850,852,854,855和857用于幫助選擇混合變速器814 的操作模式。
混合變速器814還接受來自發(fā)動機(jī)12的功率，并且與電功率源 886交換功率，電功率源886可操作地連接在控制器888上。
圖9b的操作模式表顯示了對于變速器814的五個操作模式的離 合器接合，電動機(jī)/發(fā)電機(jī)狀態(tài)，以及輸出/輸入比。如之前所述，這 些模式包括"蓄電池倒檔模式"(Batt Rev)， "EVT倒檔模式"(EVT Rev)，"倒檔和前進(jìn)起動模式"(TC Rev和TC For),"連續(xù)變速范 圍模式"(范圍1.1,1.2,1.3...)和"固定比模式"((F1,F2,F3和F4》。
如上所述，在圖9b的操作模式表和固定比模式表中顯示了用于 扭矩傳遞裝置的接合安排表。圖9b還提供利用圖9b中作為示例給 出的環(huán)形齒輪/太陽齒輪齒數(shù)比而獲得的扭矩比的 一個示例。NR1/NS, 值是行星齒輪組820的齒數(shù)比；NM/NS2值是行星齒輪組830的齒數(shù) 比。另外，圖9b的圖表描述了利用給定的齒數(shù)比樣本而獲得的比階。 例如，在第一和第二固定前進(jìn)4a矩比之間的階比為1.67，在笫二和 第三固定前進(jìn)扭矩比之間的階比為1.50,并且第三和第四固定前進(jìn) 扭矩比之間的階比為1.49,并且比范圍是3.73。
第十示范性實施例的描述
參看圖10a，其顯示了動力系910,動力系910包括發(fā)動機(jī)12, 其連接在總體上以標(biāo)號914表示的改進(jìn)的電動變速器的一個優(yōu)選實 施例上。變速器914設(shè)計成用于接受其來自于發(fā)動機(jī)12的驅(qū)動功率 的至少一部分。
如圖所示，發(fā)動機(jī)12具有輸出軸，其用作變速器914的輸入部 件17。在發(fā)動機(jī)12和變速器的輸入部件17之間還可提供瞬時扭矩 阻尼器(未顯示)。 不管發(fā)動機(jī)12連接到變速器輸入部件17上的方法如何，變速 器輸入部件17都可以可操作地連接在變速器914的行星齒輪部件 上。變速器914的輸出部件19連接在主減速器16上。
變速器914利用兩個行星齒輪組920,930。行星齒輪組920采用 了外環(huán)形齒輪部件924,其與內(nèi)太陽齒輪部件922外接。托架部件926 可旋轉(zhuǎn)地支撐多個行星齒輪927，使得各個行星齒輪927嚙合式地與 第一行星齒輪組920的外環(huán)形齒輪部件924和內(nèi)太陽齒輪部件922 相接合。
行星齒輪組930還具有外環(huán)形齒輪部件934,其與內(nèi)太陽齒輪部 件932外接。托架部件936可旋轉(zhuǎn)地支撐多個行星齒輪937，使得各 個行星齒輪部件937嚙合式地與外環(huán)形齒輪部件934和內(nèi)太陽齒輪 部件932相接合。
變速器輸入部件17并不持續(xù)地與任何行星齒輪部件連4^,并且 變速器輸出部件19持續(xù)地與托架部件926相連接。
固定的互連部件970持續(xù)地將行星齒輪組920的環(huán)形齒輪部件 924與行星齒輪組930的托架部件936連接起來。
變速器914還分別包括第一和第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)980和982。 第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)980的定子固定在變速器外殼％0上。第一電動 機(jī)/發(fā)電機(jī)980的轉(zhuǎn)子固定在太陽齒輪部件922上。
第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)982的定子也固定在變速器外殼960上。第 二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)982的轉(zhuǎn)子固定在太陽齒輪部件932上。
第 一扭矩傳遞裝置，例如輸入離合器950選擇性地將托架部件936 與輸入部件17連接起來。第二扭矩傳遞裝置，例如輸入離合器952 選擇性地將環(huán)形齒輪部件934與輸入部件17連接起來。第三扭矩傳 遞裝置，例如離合器954選擇性地將托架部件926與環(huán)形齒輪部件934 連接起來。第四扭矩傳遞裝置如制動器955與電動機(jī)/發(fā)電機(jī)980并 行地連接，用于選擇性地制動電動機(jī)/發(fā)電機(jī)980的旋轉(zhuǎn)。第五扭矩 傳遞裝置如制動器957與電動4幾/發(fā)電機(jī)982并行地連接，用于選擇
性地制動電動機(jī)/發(fā)電機(jī)982的旋轉(zhuǎn)。第一、第二、第三、第四和第 五扭矩傳遞裝置950,952,954,955和957用于幫助選擇混合變速器914 的操作模式。
混合變速器914還接受來自發(fā)動機(jī)12的功率，并且還與電功率 源986交換功率，電功率源986可操作地連接在控制器988上。
圖10b的操作模式表顯示了對于變速器914的五個操作模式的 離合器接合，電動機(jī)/發(fā)電機(jī)狀態(tài)，以及輸出/輸入比。如之前所述， 這些模式包括"蓄電池倒檔模式"(BattRev)， "EVT倒檔模式"(EVT Rev),"倒檔和前進(jìn)起動模式"(TC Rev和TC For),"連續(xù)變速范 圍模式"(范圍1.1,1.2,1.3...)和"固定比模式"((F1,F2,F3和F4))。
變速器914是雙模式變速器，其在離合器950和952接合時提 供了在4.69至1.86范圍內(nèi)的速度比，并且在離合器950和954接合 時提供了在1.36至0.54范圍內(nèi)的速度比。
如上所述，在圖10b的操作模式表和固定比模式表中顯示了用 于扭矩傳遞裝置的接合安排表。圖10b還提供利用圖10b中作為示 例給出的環(huán)形齒輪/太陽齒輪齒數(shù)比而獲得的扭矩比的一個示例。 NR1/NS1值是行星齒輪組920的齒數(shù)比；N^/Nm值是行星齒輪組930 的齒數(shù)比。另外，圖10b的圖表描述了利用給定的齒數(shù)比樣本而獲 得的比階。例如，在第一和第二固定前進(jìn)扭矩比之間的階比為1.67, 在第二和第三固定前進(jìn)扭矩比之間的階比為1.50，并且第三和第四 固定前進(jìn)扭矩比之間的階比為1.67，并且比范圍是4.17。
第十 一 示范性實施例的描述
參看圖lla,其顯示了動力系1010，動力系1010包括發(fā)動機(jī)12, 其連接在總體上以標(biāo)號1014表示的改進(jìn)的電動變速器的一個優(yōu)選實 施例上。變速器1014設(shè)計成用于接受其來自于發(fā)動機(jī)12的驅(qū)動功 率的至少一部分。
如圖所示，發(fā)動機(jī)12具有輸出軸，其用作變速器1014的輸入
部件17。在發(fā)動機(jī)12和變速器的輸入部件17之間還可提供瞬時扭 矩阻尼器(未顯示)。
不管發(fā)動機(jī)12連接到變速器輸入部件17上的方法如何，變速 器輸入部件17都可以可操作地連接在變速器1014的行星齒輪部件 上。變速器1014的輸出部件19連接在主減速器16上。
變速器1014利用兩個行星齒輪組1020,1030。行星齒輪組1020 采用了外環(huán)形齒輪部件1024,其與內(nèi)太陽齒輪部件1022外接。托架 部件1026可旋轉(zhuǎn)地支撐多個行星齒輪1027，使得各個行星齒輪1027 嚙合式地與第一行星齒輪組1022的外環(huán)形齒輪部件1024和內(nèi)太陽 齒4侖部件1020相4妄合。
行星齒輪組1030還具有外環(huán)形齒輪部件1034，其與內(nèi)太陽齒輪 部件1032外接。多個行星齒輪1037還可旋轉(zhuǎn)地安裝在托架1036中， 使得各個行星齒輪部件1037同時地且嚙合式地與行星齒輪組1030 的外環(huán)形齒輪部件1034和內(nèi)太陽齒輪部件1032相4妻合。
變速器輸入部件17并不持續(xù)地與任何行星齒輪部件連接，并且 變速器輸出部件19持續(xù)地與托架部件1026相連接。
固定的互連部件1070持續(xù)地將行星齒輪組1020的太陽齒輪部 件1022與行星齒輪組1030的環(huán)形齒輪部件]034連接起來。
變速器1014還分別包括第一和第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)1080和1082。 第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)1080的定子固定在變速器外殼1060上。第一電 動機(jī)/發(fā)電機(jī)1080的轉(zhuǎn)子固定在環(huán)形齒輪部件1024上。
第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)1082的定子也固定在變速器外殼1060上。 第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)1082的轉(zhuǎn)子固定在太陽齒輪部件1032上。
笫一扭矩傳遞裝置，例如輸入離合器1050選擇性地將托架部件 036與輸入軸17連接起來。第二扭矩傳遞裝置，例如輸入離合器1052 選擇性地將環(huán)形齒輪部件1034與輸入軸17連接起來。第三扭矩傳 遞裝置，例如離合器1054選擇性地將托架部件1036與環(huán)形齒輪部 件1024連接起來。第四扭矩傳遞裝置如制動器1055與電動機(jī)/發(fā)電
機(jī)1080并行地連接，用于選擇性地制動電動機(jī)/發(fā)電機(jī)1080的旋轉(zhuǎn)。 第五扭矩傳遞裝置如制動器1057與電動機(jī)/發(fā)電機(jī)1082并行地連接， 用于選擇性地制動電動機(jī)/發(fā)電機(jī)1082的旋轉(zhuǎn)。笫一、第二、第三、 第四和第五扭矩傳遞裝置1050,1052,1054,1055和1057用于幫助選擇 混合變速器1014的操作模式。
混合變速器1014還接受來自發(fā)動機(jī)12的功率，并且還與電功 率源1086交換功率，電功率源1086可操作地連"^妄在控制器1088上。
圖lib的操作模式表顯示了對于變速器1014的五個操作模式的 離合器接合，電動機(jī)/發(fā)電機(jī)狀態(tài)，以及輸出/輸入比。如之前所述， 這些模式包括"蓄電池倒檔模式"(BattRev), "EVT倒檔模式"(EVT Rev),"倒檔和前進(jìn)起動才莫式"(TC Rev和TC For),"連續(xù)變速范 圍模式"(范圍1.1,1.2,1.3…)和"固定比模式"((F1,F2,F3和F4))。
如上所述，在圖lib的操作模式表和固定比模式表中顯示了用 于扭矩傳遞裝置的接合安排表。圖llb還提供利用圖lb中作為示例 給出的環(huán)形齒輪/太陽齒輪齒數(shù)比而獲得的扭矩比的一個示例。N^/Na 值是行星齒輪組1020的齒數(shù)比；Nj^/Nm值是行星齒輪組1030的齒 數(shù)比。另外，圖lib的圖表描述了利用給定的齒數(shù)比樣本而獲得的 比階。例如，在第一和第二固定前進(jìn)扭矩比之間的階比為1.66，在 第二和第三固定前進(jìn)扭矩比之間的階比為1.15，并且第三和第四固 定前進(jìn)扭矩比之間的階比為1.27，并且比范圍是3.18。
第十二示范性實施例的描迷
參看圖12a，其顯示了動力系1110,動力系1110包括發(fā)動機(jī)12, 其連接在總體上以標(biāo)號1114表示的改進(jìn)的電動變速器的一個優(yōu)選實 施例上。變速器1114設(shè)計成用于接受其來自于發(fā)動機(jī)12的驅(qū)動功 率的至少一部分。
如圖所示，發(fā)動機(jī)12具有輸出軸，其用作變速器1114的輸入 部件17。在發(fā)動機(jī)12和變速器的輸入部件17之間還可提供瞬時扭
矩阻尼器(未顯示)。
不管發(fā)動機(jī)12連接到變速器輸入部件17上的方法如何，變速
器輸入部件17都可以可操作地連接在變速器1114的行星齒輪部件 上。變速器1114的輸出部件19連接在主減速器16上。
變速器1114利用兩個行星齒輪組1120,1130。行星齒輪組1120 采用了外環(huán)形齒輪部件1124，其與內(nèi)太陽齒輪部件1122外接。托架 1126可旋轉(zhuǎn)地支撐多個行星齒輪1127,使得各個行星齒輪1127嚙 合式地與第一行星齒輪組1120的外環(huán)形齒輪部件1124和內(nèi)太陽齒 輪部件1122相接合。
行星齒輪組1130還具有外環(huán)形齒輪部件1134,其與內(nèi)太陽齒4侖 部件1132外接。托架1136可旋轉(zhuǎn)地支撐多個行星齒輪1137,使得 各個行星齒輪部件1137嚙合式地與外環(huán)形齒輪部件1134和內(nèi)太陽 齒輪部件1132相接合。
變速器輸入部件17并不持續(xù)地與任何行星齒輪部件連接，并且 變速器輸出部件19持續(xù)地與托架部件1136相連接。
固定的互連部件1170持續(xù)地將行星齒輪組1120的托架部件1126 與行星齒輪組1130的環(huán)形齒輪部件1134連接起來。
變速器1114還包括第一和第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)1180和1182。第 一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)1180的定子固定在變速器外殼1160上。第一電動 機(jī)/發(fā)電機(jī)1180的轉(zhuǎn)子固定在環(huán)形齒輪部件1124上。
第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)1182的定子也固定在變速器外殼1160上。 第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)1182的轉(zhuǎn)子固定在太陽齒輪部件1132上。
第一扭矩傳遞裝置，例如輸入離合器1150選擇性地將太陽齒輪 部件1122與輸入軸17連接起來。第二扭矩傳遞裝置，例如輸入離 合器1152選擇性地將托架部件1126與輸入軸17連接起來。第三扭 矩傳遞裝置，例如離合器1154選擇性地將太陽齒輪部件1122與太 陽齒輪部件1132連接起來。第四扭矩傳遞裝置如制動器1155與電 動機(jī)/發(fā)電機(jī)1180并行地連接，用于選擇性地制動電動機(jī)/發(fā)電機(jī)1180
的旋轉(zhuǎn)。第五扭矩傳遞裝置如制動器1157與電動機(jī)/發(fā)電機(jī)1182并 行地連接，用于選擇性地制動電動機(jī)/發(fā)電機(jī)1182的旋轉(zhuǎn)。第一、第 二、第三、第四和第五扭矩傳遞裝置1150,1152,1154,1155和1157用 于幫助選擇混合變速器1114的操作模式。
混合變速器1114還接受來自發(fā)動機(jī)12的功率，并且還與電功 率源1186交換功率，電功率源1186可操作地連接在控制器1188上。
圖12b的操作模式表顯示了對于變速器1114的五個操作沖莫式的 離合器接合，電動機(jī)/發(fā)電機(jī)狀態(tài)，以及輸出/輸入比。如之前所述， 這些模式包括"蓄電池倒檔模式"(BattRev), "EVT倒檔模式"(EVT Rev)，"倒檔和前進(jìn)起動才莫式"(TC Rev和TC For),"連續(xù)變速范 圍模式，，(范圍1.U.2,1.3…)和"固定比模式"((F1,F2,F3和F4》。
變速器1114是雙模式變速器，其在離合器1150和1154接合時 提供了在4.69至1.86范圍內(nèi)的速度比，并且在離合器1152和1154 接合時提供了在1.36至0.54范圍內(nèi)的速度比。
如上所述，在圖12b的操作模式表和固定比模式表中顯示了用 于扭矩傳遞裝置的接合安排表。圖12b還提供利用圖12b中作為示 例給出的環(huán)形齒輪/太陽齒輪齒數(shù)比而獲得的扭矩比的 一個示例。 N^/ls^值是行星齒輪組1120的齒數(shù)比；N^/Nw值是行星齒輪組1030 的齒數(shù)比。另外，圖12b的圖表描述了利用給定的齒數(shù)比樣本而獲 得的比階。例如，在第一和笫二固定前進(jìn)扭矩比之間的階比為2.83， 在第二和第三固定前進(jìn)扭矩比之間的階比為1.39,并且第三和第四 固定前進(jìn)扭矩比之間的階比為1.52，并且比范圍是5.97。
第十三示范性實施例的描述
參看圖13a，其顯示了動力系1210，動力系1210包括發(fā)動機(jī)12， 其連接在總體上以標(biāo)號1214表示的改進(jìn)的電動變速器的一個優(yōu)選實 施例上。變速器1214設(shè)計成用于接受其來自于發(fā)動機(jī)12的驅(qū)動功 率的至少一部分。
如圖所示，發(fā)動機(jī)12具有輸出軸，其用作變速器1214的輸入 部件17。在發(fā)動機(jī)12和變速器的輸入部件17之間還可提供瞬時扭 矩阻尼器(未顯示)。
不管發(fā)動機(jī)12連接到變速器輸入部件17上的方法如何，變速 器輸入部件17都可以可操作地連接在變速器1214的行星齒輪部件 上。變速器1214的輸出部件19連接在主減速器16上。
變速器1214利用兩個行星齒輪組1220,1230。行星齒輪組1220 采用了外環(huán)形齒輪部件1224,其與內(nèi)太陽齒輪部件1222外接。托架 部件1226可旋轉(zhuǎn)地支撐多個行星齒輪1227,1228,使得各個行星齒 輪1228嚙合式地與外環(huán)形齒輪部件1224相4矣合，并且各個行星齒 輪1227 。齒合式地與內(nèi)太陽齒輪部件1222和相應(yīng)的行星齒輪1228相 接合。
行星齒輪組1230還具有外環(huán)形齒輪部件1234,其與內(nèi)太陽齒輪 部件1232外接。多個行星齒輪1237還可旋轉(zhuǎn)地安裝在托架1236中， 使得各個行星齒輪部件1237同時地且嚙合式地與行星齒輪組1230 的外環(huán)形齒輪部件1234和內(nèi)太陽齒輪部件1232相接合。
變速器輸入部件17并不持續(xù)地與任何行星齒輪部件連接，并且 變速器輸出部件19持續(xù)地與環(huán)形齒輪部件1224相連接。
固定的互連部件1270持續(xù)地將行星齒輪組1220的太陽齒輪部 件1222與行星齒輪組1230的環(huán)形齒輪部件1234連接起來。
變速器1214還分別包括第一和第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)1280和1282。 第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)1280的定子固定在變速器外殼1260上。第一電 動機(jī)/發(fā)電機(jī)1280的轉(zhuǎn)子固定在托架部件1226上。
第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)1282的定子也固定在變速器外殼1260上。 第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)1282的轉(zhuǎn)子固定在太陽齒輪部件1232上。
第一扭矩傳遞裝置，例如輸入離合器1250選擇性地將環(huán)形齒輪 部件1234與輸入軸17連接起來。第二扭矩傳遞裝置，例如輸入離 合器1252選擇性地將托架部件1236與輸入軸17連接起來。第三扭
矩傳遞裝置，例如離合器1254選擇性地將托架部件1226與托架部 件1236連接起來。第四扭矩傳遞裝置如制動器1255與電動機(jī)/發(fā)電 機(jī)1280并行地連接，用于選擇性地制動電動機(jī)/發(fā)電機(jī)1280的旋轉(zhuǎn)。 第五扭矩傳遞裝置如制動器1257與電動機(jī)/發(fā)電機(jī)1282并行地連接， 用于選擇性地制動電動機(jī)/發(fā)電機(jī)1282的旋轉(zhuǎn)。第一、第二、第三、 第四和第五扭矩傳遞裝置1250,1252,1254,1255和1257用于幫助選擇 混合變速器1214的操作模式。
混合變速器1214還接受來自發(fā)動機(jī)12的功率，并且還與電功 率源1286交換功率，電功率源1286可操作地連接在控制器1288上。
圖13b的操作模式表顯示了對于變速器1214的五個操作模式的 離合器接合，電動機(jī)/發(fā)電機(jī)狀態(tài)，以及輸出/輸入比。如之前所述， 這些模式包括"蓄電池倒檔模式"(BattRev), "EVT倒檔模式"(EVT Rev),"倒檔和前進(jìn)起動沖莫式"(TC Rev和TC For),"連續(xù)變速范 圍模式"(范圍1.1,1.2,1.3…)和"固定比模式"((F1,F2,F3和F4))。
如上所述，在圖13b的操作模式表和固定比模式表中顯示了用 于扭矩傳遞裝置的接合安排表。圖13b還提供了利用圖13b中作為 示例給出的環(huán)形齒輪/太陽齒輪齒數(shù)比而獲得的扭矩比的 一個示例。 Nw/Ns,值是行星齒輪組1220的齒數(shù)比；N^/NM值是行星齒輪組1230 的齒數(shù)比。另外，圖13b的圖表描述了利用給定的齒數(shù)比樣本而獲 得的比階。例如，在第一和第二固定前進(jìn)扭矩比之間的階比為1.66， 在第二和第三固定前進(jìn)扭矩比之間的階比為1.15，并且第三和第四 固定前進(jìn)扭矩比之間的階比為1.27,并且比范圍是3.18。
第十四示范性實施例的描述
參看圖14a,其顯示了動力系1310，動力系1310包括發(fā)動機(jī)12, 其連接在總體上以標(biāo)號1314表示的改進(jìn)的電動變速器的一個優(yōu)選實 施例上。變速器1314設(shè)計成用于接受其來自于發(fā)動機(jī)12的驅(qū)動功 率的至少一部分。如圖所示，發(fā)動機(jī)12具有輸出軸，其用作變速器
1314的輸入部件17。在發(fā)動機(jī)12和變速器的輸入部件17之間還可 提供瞬時扭矩阻尼器(未顯示)。
在所描述的實施例中，發(fā)動機(jī)12可以是化石燃料發(fā)動機(jī)，例如 柴油發(fā)動機(jī)，其適合于通常以恒定的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)提供其可用功 率輸出。
不管發(fā)動機(jī)12連接到變速器輸入部件17上的方法如何，變速 器輸入部件17都可以可操作地連接在變速器1314的行星齒輪部件 上。
變速器1314的輸出部件19連接在主減速器16上。 變速器1314利用兩個差速齒輪組，其優(yōu)選為行星齒輪組 1320,1330的性質(zhì)。行星齒輪組1320利用通常稱為環(huán)形齒輪部件的 外齒輪部件1324。環(huán)形齒輪部件1324與通常稱為太陽齒輪部件的內(nèi) 齒輪部件1322外接。托架部件1326可旋轉(zhuǎn)地支撐多個行星齒輪 1327，使得各個行星齒輪1327嚙合式地與第一行星齒輪組1320的 外環(huán)形齒輪部件1324和內(nèi)太陽齒輪部件1322相接合。
行星齒輪組1330也具有通常也被稱為環(huán)形齒輪部件的外齒輪部 件1334，其與也通常被稱為太陽齒輪部件的內(nèi)齒輪部件1332外接。 多個行星齒輪1337還可旋轉(zhuǎn)地安裝在托架1336中。行星齒輪1337 配置成為長的小齒輪(long pinion),其具有小半徑端1339和大半徑端 1338。小半徑端1339嚙合式地與太陽齒輪部件1332相接合，并且 大半徑端1338嚙合式地與環(huán)形齒輪部件1334相接合。
輸出部件19固定在行星齒4侖組1330的托架部件1336上。 固定的互連部件1370持續(xù)地將行星齒輪組1320的托架部件1326 與行星齒輪組1330的環(huán)形齒輪部件1334連接起來。
變速器1314還分別包括第一和第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)1380和1382。 第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)1380的定子固定在變速器外殼1360上。第一電 動機(jī)/發(fā)電機(jī)1380的轉(zhuǎn)子固定在行星齒輪組1320的太陽齒輪部件1322 上。
第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)1382的定子也固定在變速器外殼1360上。 第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)1382的轉(zhuǎn)子固定在行星齒輪組1330的太陽齒輪 部件1332上。
第一扭矩傳遞裝置，例如輸入離合器1350選擇性地將行星齒輪 組1320的托架部件1326與輸入軸17連接起來。第二扭矩傳遞裝置， 例如輸入離合器1352選擇性地將行星齒輪組1320的太陽齒輪部件 1322與輸入軸17連接起來。第三扭矩傳遞裝置，例如離合器1354 選擇性地將行星齒輪組]320的環(huán)形齒輪部件1324與行星齒輪組1330 的托架部件1336連接起來。第四扭矩傳遞裝置如制動器1355選擇 性地制動電動機(jī)/發(fā)電機(jī)1380的旋轉(zhuǎn)。第五扭矩傳遞裝置如制動器 1357選擇性地制動電動機(jī)/發(fā)電機(jī)1382的旋轉(zhuǎn)。第一、第二、第三、 第四和第五扭矩傳遞裝置1350,1352,1354,1355和1357用于幫助選擇 混合變速器1314的操作模式。
混合變速器1314接受來自發(fā)動機(jī)12的功率，并且還與電功率 源1386交換功率，電功率源1386可操作地連接在控制器1388上。
圖14b的操作模式表顯示了對于變速器1314的五個操作模式的 離合器接合，電動機(jī)/發(fā)電機(jī)狀態(tài)，以及輸出/輸入比。如之前所述， 這些模式包括"蓄電池倒檔模式"(BattRev)， "EVT倒檔模式'，(EVT Rev)，"倒檔和前進(jìn)起動模式"(TC Rev和TC For)，"連續(xù)變速范 圍模式"(范圍1.1,1.2,1.3...)和"固定比模式"((F1,F2,F3和F4》。
如上所述，在圖14b的操作模式表和固定比模式表中顯示了用 于扭矩傳遞裝置的接合安排表。圖14b還提供利用圖14b中作為示
N^/Nw值是行星齒輪組1320的齒數(shù)比；1^2/1^2值是行星齒輪組1330 的齒數(shù)比。另外，圖14b的圖表描述了利用給定的齒數(shù)比樣本而獲 得的比階。例如，在第一和第二固定前進(jìn)扭矩比之間的階比為2.00， 在第二和第三固定前進(jìn)#_矩比之間的階比為1.50，并且第三和第四
固定前進(jìn)扭矩比之間的階比為1.33，并且比范圍是4.00。可以這樣來修改該實施例，即，將長的小齒輪1337反過來，使 得小半徑端1339嚙合式地與與環(huán)形齒輪部件1334相接合，并且大 半徑端1338嚙合式地太陽齒輪部件1332相接合。
在權(quán)利要求中，語言"持續(xù)地與...連接"或"持續(xù)地將...連接"指直 接連接或成比例的齒輪傳動連接，例如利用齒輪裝置連接到偏軸上。 另外，"固定部件"或"接地點"可包括變速器外殼(變速箱)或 者任何其它不旋轉(zhuǎn)的構(gòu)件。而且，當(dāng)描述扭矩傳遞機(jī)構(gòu)將某物體連 接在齒輪組的部件上時，它也可連接在將它與該部件相連的互連部 件上。
雖然已經(jīng)公開了本發(fā)明的各種優(yōu)選實施例，但是應(yīng)該懂得，本 發(fā)明的構(gòu)思容易受到本領(lǐng)域中的技術(shù)人員所想到許多變化。因此， 本發(fā)明范圍并不受限于所顯示和所介紹的細(xì)節(jié)，而是包括落在所附 權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有變型和改型。
權(quán)利要求
1.一種電動變速器，包括用以接受發(fā)動機(jī)功率的輸入部件；輸出部件；第一和第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)；第一和第二差速齒輪組，其各具有第一、第二和第三部件；所述輸入部件并不持續(xù)地與所述齒輪組的任何部件相連接，并且所述輸出部件持續(xù)地與所述齒輪組的部件相連接；持續(xù)地將所述第一齒輪組的所述第一部件與所述第二齒輪組的所述第一部件連接起來的互連部件；所述第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)持續(xù)地與所述第一或第二齒輪組的部件相連接；所述第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)持續(xù)地與所述第二齒輪組的部件相連接，該部件不同于與所述第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)相連接的所述部件；選擇性地將所述輸入部件與所述第一或第二齒輪組的部件連接起來、或者與所述互連部件連接起來的第一扭矩傳遞裝置；選擇性地將所述輸入部件與所述第一或第二齒輪組的部件連接起來、或者與所述互連部件連接起來的第二扭矩傳遞裝置，使得由所述第二扭矩傳遞裝置連接起來的這對部件不同于由所述第一扭矩傳遞裝置連接起來的那對部件；選擇性地將所述第一齒輪組的部件與所述第二齒輪組的部件連接起來的第三扭矩傳遞裝置；與所述第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)并行連接以用于制動其旋轉(zhuǎn)的第四扭矩傳遞裝置；與所述第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)并行連接以用于制動其旋轉(zhuǎn)的第五扭矩傳遞裝置；并且其中，所述第一、第二、第三、第四和第五扭矩傳遞裝置可兩兩組合或者三個組合在一起地接合，從而提供具有連續(xù)可變的速度比范圍和四個固定的前進(jìn)速度比的電動變速器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動變速器，其特征在于，所述第一 和第二差速齒輪組是行星齒輪組，所述行星齒輪組各自具有環(huán)形齒 輪、太陽齒輪和托架。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動變速器，其特征在于，各個所述 行星齒輪組的托架是單個小齒輪型托架。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動變速器，其特征在于，所述行星 齒輪組的至少 一個托架是雙小齒輪型托架。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動變速器，其特征在于，所述行星 齒輪組的至少一個托架載帶了具有大半徑端和小半徑端的長的小齒 輪。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動變速器，其特征在于，其特征在 于，所述第一、第二、第三、第四和第五扭矩傳遞裝置以及所述第 一和第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)可操作，而在所述電動變速器中提供五個操 作模式，包括蓄電池倒檔模式，EVT倒檔模式，倒檔和前進(jìn)起動模 式，連續(xù)變速范圍模式，以及固定比模式。
7. —種電動變速器，包括用以接受發(fā)動機(jī)功率的輸入部件； 輸出部件；第 一和第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)；第一和第二差速齒輪組，其各具有第一、第二和第三部件；且所述輸出部件持續(xù)地與所述齒輪組的部件相連^t妄；持續(xù)地將所述第一齒輪組的所述第一部件與所述第二齒輪組的 所述第一部件連接起來的互連部件；所述第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)持續(xù)地與所述第一或第二齒輪組的部件 相連接； 所述第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)持續(xù)地與所述第二齒輪組的部件相連接，該部件不同于與所述第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)相連接的所述部件；和笫一、第二、第三、第四和第五扭矩傳遞裝置，其用于將所述 第一或第二齒輪組的所述部件選擇性地與所述輸入部件、與接地點、 或者與所述行星齒輪組的其它部件相連接，所述第一、第二、第三、 第四和第五扭矩傳遞裝置可兩兩組合或者三個組合在一起地接合，速度比范圍和四個固定的前進(jìn)速度比的電動變速器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動變速器，其特征在于，所述第一 和第二差速齒輪組是行星齒輪組，并且所述第一扭矩傳遞裝置選擇 性地將所述第 一或第二行星齒輪組的部件與所述輸入部件連接起 來。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電動變速器，其特征在于，所述第二 扭矩傳遞裝置選擇性地將所述第一或第二行星齒輪組的部件與所述 輸入部件連接起來，使得由所述第二扭矩傳遞裝置連接的這對部件 不同于由所述第 一扭矩傳遞裝置連接的那對部件。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動變速器，其特征在于，所述第 三扭矩傳遞裝置選擇性地將所述第一行星齒輪組的部件與所述第二 行星齒輪組的部件連接起來。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所迷的電動變速器，其特征在于，所述第 四扭矩傳遞裝置包括電動機(jī)制動器，其與所述第一和第二電動機(jī)/發(fā) 電機(jī)的其中一個并行連接，以用于建立所述固定的速度比。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所迷的電動變速器，其特征在于，所述第 五扭矩傳遞裝置包括電動機(jī)制動器，其與所述第一和第二電動機(jī)/發(fā) 電機(jī)中未與所述第四扭矩傳遞裝置相連的那個電動機(jī)/發(fā)電機(jī)并行連 接。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的電動變速器，其特征在于，各個所 述行星齒輪組的托架是單個小齒輪型托架。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的電動變速器，其特征在于，所述行 星齒輪組的至少 一個托架是雙d 、齒輪型托架。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的電動變速器，其特征在于，所述行 星齒輪組的至少一個托架載帶了具有大半徑端和小半徑端的長的小 齒輪。
16. —種電動變速器，包括用以接受發(fā)動機(jī)功率的輸入部件； 輸出部件；第一和第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)；第一和第二差速齒輪組，其各具有第一、第二和第三部件；所述輸入部件并不持續(xù)地與所述齒輪組的任何部件相連接，并 且所述輸出部件持續(xù)地與所述齒輪組的部件相連接；持續(xù)地將所述第一齒輪組的所述第一部件與所述第二齒輪組的 所述第一部件連接起來的互連部件；所述第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)持續(xù)地與所述第一或第二齒輪組的部件 相連接；所述第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)持續(xù)地與所述第二齒輪組的部件相連 接，該部件不同于與所述第 一 電動機(jī)/發(fā)電機(jī)相連接的所述部件；選擇性地將所述輸入部件與所述第一或第二齒輪組的部件連接 起來、或者與所述互連部件連"l妄起來的第一扭矩傳遞裝置；選擇性地將所述輸入部件與所述第一或第二齒輪組的部件連接 起來、或者與所述互連部件連接起來的第二扭矩傳遞裝置，使得由 所述第二扭矩傳遞裝置連接起來的這對部件不同于由所述第一扭矩傳遞裝置連接起來的那對部件；和選擇性地將所述第一齒輪組的部件與所述第二齒輪組的部件連 接起來的第三扭矩傳遞裝置；與所述第一電動機(jī)/發(fā)電機(jī)并行連接以用于制動其旋轉(zhuǎn)的第四扭 矩傳遞裝置；與所述笫二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)并行連接以用于制動其旋轉(zhuǎn)的笫五扭矩傳遞裝置；并且其中，所述第一、第二、第三、第四和第五扭矩傳遞裝置可兩 兩組合或者三個組合在一起地接合，而在所述電動變速器中提供五 個操作模式，包括蓄電池倒檔才莫式，EVT倒檔模式，倒檔和前進(jìn)起 動模式，連續(xù)變速范圍模式，以及固定比模式。
全文摘要
本發(fā)明的電動變速器系列提供了低容量、低成本的電動變速器系列，其包括第一和第二差速齒輪組，蓄電池，兩個可互換地用作電動機(jī)或發(fā)電機(jī)的電機(jī)，固定的互連件，以及五個可選擇的扭矩傳遞裝置。這些可選擇的扭矩傳遞裝置可兩兩組合地或三個一組地相接合，從而產(chǎn)生具有連續(xù)可變速度比范圍(包括倒檔)和四個機(jī)械固定的前進(jìn)速度比的EVT。這些扭矩傳遞裝置以及第一和第二電動機(jī)/發(fā)電機(jī)可操作，而在電動變速器中提供五個操作模式，包括蓄電池倒檔模式，EVT倒檔模式，倒檔和前進(jìn)起動模式，連續(xù)變速范圍模式，以及固定比模式。
文檔編號F16H3/72GK101194114SQ200680012345
公開日2008年6月4日 申請日期2006年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月18日
發(fā)明者J·D·亨德里克森, M·拉哈文, N·K·布克諾爾 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司