專利名稱：帶兩個固定的互連部件的具有兩個行星齒輪組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/ 發(fā)電機和兩個或三個扭矩傳遞機構(gòu)。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機，尤其那些往復(fù)式活塞類型的內(nèi)燃器目前驅(qū)動大多數(shù)車 輛。這種發(fā)動機是相對效率較高、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)4奐成有用的機械功率?？梢耘c內(nèi)燃機 一起使用并且可以減少燃料消壽毛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)燃機的各種廣泛需求增加了燃料;肖耗并使排放物超出 了這類發(fā)動機的理想狀況。車輛通常由這種發(fā)動機驅(qū)動，其由小型 電動機和相對較小的蓄電池從冷狀態(tài)起動，之后快速地處于牽引和 輔助設(shè)備的負荷之下。這種發(fā)動機也可在較寬的速度范圍內(nèi)和較寬 的負荷范圍內(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械功率從發(fā)動機傳送到傳動系統(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)動機操作上的一 些自由度，空檔選擇允許發(fā)動^L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)動機旋轉(zhuǎn)下從 靜止狀態(tài)起動車輛。變速器齒4^選擇通常允許將發(fā)動機功率以扭矩 倍增和減小的比率，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 的機械功率。這種裝置允許在電機的限制范圍內(nèi)，實現(xiàn)發(fā)動機和傳 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，從而形成串關(guān)混合
(hybrid)電動驅(qū)動系統(tǒng)。
串聯(lián)混合系統(tǒng)允許發(fā)動機一定程度地獨立于推進車輪所需的扭 矩、速度和功率而工作，因此可控制發(fā)動機以用于改善排放和效率。
種系統(tǒng)也允許連接在傳動列其余部分上的電機用作發(fā)電機，從而通 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)動機功率在發(fā)動機中從機械形式轉(zhuǎn)化成電 形式以及在驅(qū)動電動機中將機械功率轉(zhuǎn)化成電功率的足夠電機的重 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"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 差速齒輪裝置來發(fā)送其通過一對電動機/發(fā)電機所傳遞的功率。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)域中眾所周知的是，差速齒輪裝置可構(gòu)成行星齒輪組。行 星齒輪裝置通常是差速齒輪裝置發(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械裝置，
例如電驅(qū)動的飛輪。電儲存允許從發(fā)動機至變速器系統(tǒng)的機械輸入
功率改變至從變速器系統(tǒng)至車輛的機械輸出功率。蓄電池或其它裝
置也允許發(fā)動機用變速器系統(tǒng)起動以及用于再生式車輛制動。
車輛中的電動變速器可簡單地將機械功率從發(fā)動機輸入傳遞至
最終的傳動輸出功率。為此， 一個電動機/發(fā)電機所產(chǎn)生的電功率平
衡了電損耗和其它電動機/發(fā)電機所消耗的電功率。通過使用上述電
儲存蓄電池， 一個電動機/發(fā)電^^所產(chǎn)生的電功率可大于或小于另一
電動機/發(fā)電機所消耗的電功率。來自于蓄電池的電功率有時可允許
電動機/發(fā)電機兩者同時用作電動機，尤其是幫助發(fā)動機進行車輛加
速。這兩個電動機有時都可用作發(fā)電機，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)合在 本文中。這種變速器利用輸入裝置來接受來自車輛發(fā)動機的功率， 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/發(fā)
電機連接在能量存儲設(shè)備例如蓄電池上，使得能量存儲設(shè)備可接受 來自第一和第二電動機/發(fā)動機的功率，和為第一和第二電動機/發(fā)動 機提供功率?？刂茊卧{(diào)節(jié)能量存儲設(shè)備和電動機/發(fā)電機之間以及 第 一和第二電動機/發(fā)電機之間的功率流動。
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 入功率分流的速度比范圍通過應(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/發(fā)電機的速度成比例。在第二模式中，復(fù) 合功率分流的速度比范圍通過應(yīng)用第二離合器而形成，并且變速器
的輸出速度與電動機/發(fā)電機的任一速度不成比例，但是這兩個電動 機/發(fā)電機的速度的代數(shù)線性組合。在固定的變速器速度比下的操作
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)動機及這兩個電動機/ 發(fā)電機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 作模式下的機械點和至少兩個在其第二操作才莫式下的機械點。
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)合在本文中的美國專利No.6,527,658,公開了一種 利用兩個行星齒輪組、兩個電動機/發(fā)電機和兩個離合器，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，或者其中一個可以是個別復(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/發(fā)電機之間的功率流動。 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的速度比范圍和復(fù)合功率分流的速度比范 圍。還可選擇性地實現(xiàn)固定的速度比。
發(fā)明概述
本發(fā)明提供了 一系列電動變速器，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，包括改進的車輛加速度性 能，通過再生制動和僅電空轉(zhuǎn)及激勵改進的燃料經(jīng)濟性能，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)動機提供最 好的可能的能量效率和排放物。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 機構(gòu)，其包括第一和第二差速齒輪組，蓄電池，兩個可互換^>用作 電動機或發(fā)電機的電機，以及兩個或三個可選擇的扭矩傳遞裝置。 差速齒輪組優(yōu)選是行星齒輪組，但也可利用其它齒輪裝置，例如偏 軸的傘齒輪或差速齒輪裝置。
在本說明書中，第一和第二行星齒輪組可從左至右或從右至左 進行計數(shù)。
各個行星齒輪組具有三個部件。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，或者作為備選也可以是小齒輪。
各個托架可以是單個小齒輪型的托架(簡單)或雙小齒輪型的托架 (復(fù)合)。
輸入軸連續(xù)地與行星齒輪組的至少 一個部件相連。輸出軸連續(xù) 地與行星齒輪組的至少 一個部件相連。
第 一 固定的互連部件連續(xù)地將第 一行星齒輪組的第 一部件與第 二行星齒輪組的第一部件連接起來。
第二固定的互連部件連續(xù)地將第二行星齒輪組的第一或第二部 件與第一行星齒輪組的第二部件或與固定部件連接起來。
第一扭矩傳遞裝置選擇性地將第一行星齒輪組的部件和第一或 第二行星齒輪組的 一部件連接起來。
可選的第二扭矩傳遞裝置選擇性地將第二行星齒輪組的部件與 第一或第二行星齒輪組的另一部件連接起來。
可選的第三扭矩傳遞裝置用作一種與其中一個電動機/發(fā)電機并 聯(lián)連接的制動器，用于使該電動機/發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)停止?？蛇x的第四 扭矩傳遞裝置用作一種與其中一個電動機/發(fā)電機并聯(lián)連接的制動 器，用于使該電動機/發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)停止。
第一電動機/發(fā)電機安裝在變速箱(或接地部件)上，并且連續(xù)地連 接在第一或第二行星齒輪組的部件上。
第二電動才幾/發(fā)電機安裝在變速箱，并且連續(xù)地連4妄在第二行星 齒輪組的部件上，這個部件不同于與笫一電動機/發(fā)電機相連接的那 個部件。
這兩個或三個可選擇的扭矩傳遞裝置可選擇性地單獨接合，從
而產(chǎn)生帶有一個連續(xù)可變速范圍(包括倒檔)和兩個或三個機械固定的 前進速度比的EVT。"固定速度比"是其中將變速器的機械動力輸入 機械地傳送至輸出，并且在電動機/發(fā)電機中沒有功率流動(即幾乎為
零)時的操作狀態(tài)?？蛇x擇性地獲得幾個用于接近全發(fā)動機功率操作 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。當在不利用電動機/發(fā)電機，發(fā)動機速度可能接近其最佳性能 的條件下進行操作時，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?shù)剡x擇行星齒輪組的多種
齒比(tooth ratio)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變速器輸入和 輸出都不直接連接在電動機/發(fā)電機上的架構(gòu)。這容許減少所需要的 電動機/發(fā)電機的尺寸和成本，以達到所需的車輛性能。
這些扭矩傳遞裝置以及第一和第二電動機/發(fā)電機可操作地在電 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、TC倒檔和TC前進模式、連續(xù)可變變速范圍(continuously variable transmission range)才莫式、以及固定比才莫式。
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。
附圖筒介
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 和固定比模式表；
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才莫式表 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3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 和固定比才莫式表；
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;漠式表 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 和固定比模式表；
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 和固定比才莫式表；


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11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；和
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。
優(yōu)選實施例的描述
參見圖la，其顯示了動力系10，動力系10包括發(fā)動機12,其 連接在總體上以標號14表示的改進的電動變速器(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12的驅(qū)動功率 的至少一部分。如圖所示，發(fā)動機12具有輸出軸，其用作變速器14 的輸入部件17。在發(fā)動機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12可以是化石燃料發(fā)動機，例如 柴油發(fā)動機機，其適合于通常以恒定的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)提供其可用 的功率輸出。
不管發(fā)動機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(fmal drive)16上。 變速器14利用兩個差速齒4侖組，其優(yōu)選具有行星齒輪組20和30 的性質(zhì)。行星齒輪組20利用通常稱為環(huán)形齒輪的外齒輪部件24。環(huán) 形齒輪24與通常稱為太陽齒輪的內(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)形齒輪的外齒輪部件34, 其與也通常被稱為太陽齒輪的內(nèi)齒輪部件32外接。多個行星齒輪37 還可旋轉(zhuǎn)地安裝在托架部件36中，使得各個行星齒輪部件37同時 且嚙合地與行星齒輪組30的外環(huán)形齒輪部件34和內(nèi)太陽齒輪部件32 相接合。
輸入部件17固定在行星齒4侖組20的托架部件26上。輸出部件 19連續(xù)地與行星齒輪組30的托架部件36相連接。
第一固定的互連部件70連續(xù)地將行星齒輪組20的環(huán)形齒輪部 件24與行星齒輪組30的太陽齒輪部件32連接起來。
第二固定的互連部件72連續(xù)地將行星齒輪組20的太陽齒輪部 件22與行星齒輪組30的托架部件36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/發(fā)電機80和 82。第一電動機/發(fā)電機80的定子固定在變速器外殼60上。第一電 動機/發(fā)電機80的轉(zhuǎn)子固定在行星齒輪組20的環(huán)形齒輪部件24上。
第二電動機/發(fā)電機82的定子也固定在變速器外殼60上。第二 電動機/發(fā)電機82的轉(zhuǎn)子固定在行星齒輪組30的環(huán)形齒輪部件34 上。
第一扭矩傳遞裝置，例如離合器50，選擇性地將行星齒輪組20 的太陽齒輪部件22與托架部件26連接起來。第二扭矩傳遞裝置， 例如制動器55選擇性地制動電動機/發(fā)電機80的轉(zhuǎn)子。第三扭矩傳 遞裝置，例如制動器57選擇性地制動電動機/發(fā)電機82的轉(zhuǎn)子。如 以下更全面地描述的那樣，第一、第二和第三扭矩傳遞裝置50,55和 57用于幫助選擇混合變速器14的操作模式。
現(xiàn)在返回到動力源的描述中，從前面描述，尤其參見圖la應(yīng)該 懂得，變速器14可選擇性地接受來自發(fā)動機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，例如燃料蓄電池，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 或前進驅(qū)動范圍。第二和第三主要控制裝置組成了加速踏板(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 "操作員要求"。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(應(yīng)用或釋放的)；發(fā)動機輸出扭矩；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?shù)仨?應(yīng)操作員要求。
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)。
在筒單的行星齒輪組中，當太陽齒輪保持固定，并且功率應(yīng)用 于簡單行星齒輪組的環(huán)形齒輪時，行星齒輪隨著功率應(yīng)用于環(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)。
當簡單的行星齒輪組的任何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，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)。
然而，當兩個齒輪部件在相同方向上，JE以不同速度旋轉(zhuǎn)時， 第三齒輪部件旋轉(zhuǎn)方向通?？珊唵蔚赝ㄟ^目測分析來確定，但是在 許多情況下，該方向?qū)⒉皇敲黠@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)，并將功率應(yīng)用于太陽齒輪或環(huán)形內(nèi)齒
輪，那么行星齒輪部件將用作惰輪(idler)。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)，使得應(yīng)用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^f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壽侖 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。應(yīng)用于筒單行星齒輪組的太陽齒輪上的扭矩必 須與應(yīng)用于環(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，應(yīng)用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，其必須兩倍于應(yīng)用于太陽齒輪上的扭矩，并且必須應(yīng)用于相同 的方向。應(yīng)用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，在復(fù)合行星齒輪組中，利用內(nèi)和外 行星齒輪組可實現(xiàn)環(huán)形齒輪和行星托架在作用上的交換。例如，如 果太陽齒輪保持固定，行星托架將在與環(huán)形齒輪相同的方向上旋轉(zhuǎn)，
但行星托架和內(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)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行星托架的速度成比例，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多達相同齒輪組中 的太陽齒輪上的齒。在那種情況下，環(huán)形齒輪的速度將是托架速度 的三分之二與速度太陽齒輪的三分之一的和如果太陽齒輪或行星托
架在相反方向上旋轉(zhuǎn)，那么在^:學(xué)計算中，算術(shù)符號對于該速度是負的。
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少的速度，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)形齒輪之間的作用交換，同^f吏用簡單行星齒輪組中的單組行星齒 輪比較而言，其是通過使用內(nèi)和外行星齒輪組彼此嚙合而引起的。
電動變速器的正常作用是將機械動力從輸入傳遞至輸出。作為
這種變速器作用的一部分，其兩個電動機/發(fā)電機的其中一個用作電 功率發(fā)電機。另一電動機/發(fā)電才幾用作使用該電功率的電動機。隨著
輸出速度從零增加到高速度，這兩個電動機/發(fā)電機80,82逐漸交換
發(fā)電機和電動機作用，并且可不止一次地這樣做。這些交換發(fā)生在 基本上所有的功率都機械地從輸入傳遞至輸出，并且基本上沒有電 傳遞功率的機械點周圍。
在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，那么電動機/發(fā)電才兒都可用作電動機。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/發(fā) 電機都可用作發(fā)電機。在非?？拷僮鞯臋C械點時，由于系統(tǒng)中的 電損耗，電動機/發(fā)電機還可用作帶有小電功率輸出的發(fā)電機。
與變速器的正常作用相反，變速器實際上可用于機械功率從輸 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/發(fā)電機的作用將與其在正常作用中相 反。
特定的操作描述
這里所述的各個實施例具有至少十四個功能要求(與圖中所顯示 的各個操作模式表的14行或更多行相對應(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等等操作模式表來描述這五個操作模式，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 Rev)相對應(yīng)。在這個模式中，發(fā)動 機關(guān)閉，并且連接在發(fā)動機上的變速器元件不受發(fā)動機扭矩的控制， 但是可能由于發(fā)動機的轉(zhuǎn)動慣量而存在一些殘余扭矩。其中一個電
動機/發(fā)電機利用蓄電池能量驅(qū)動EVT,導(dǎo)致車輛反向移動。根據(jù)運 動配置，另一電動機/發(fā)電機可以或不以這種4莫式旋轉(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，制動器55接合，電動 機/發(fā)電機80具有零扭矩，并且作為電動機操作的電動機/發(fā)電機82 具有-1.00單位的扭矩。作為示例獲得-2.84的扭矩比。在各個操作才莫 式表中，靠近電動機/發(fā)電機列80和82中的扭矩值的(M)指示電動機 /發(fā)電機用作電動機，并且(M)的缺失指示電動機/發(fā)電機用作發(fā)電機。 這些列中的"X"顯示了相應(yīng)的電動機被例如制動器55或57制動。
第二操作模式是"EVT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(EVTRev)相對應(yīng)。在這個it式下，EVT 被發(fā)動機和其中 一個電動機/發(fā)電機驅(qū)動。另 一 電動機/發(fā)電機在發(fā)電 機;漠式下操作，并將所產(chǎn)生的能量100%傳遞回給驅(qū)動電動機。實際 效應(yīng)是反向驅(qū)動車輛。例如參見圖lb，在EVT倒檔沖莫式中，發(fā)電機i 80具有-3.70單位的扭矩，電動機82具有-5.63單位的扭矩，并且獲 得-8.33的輸出扭矩，與1單位的發(fā)動機扭矩相對應(yīng)。
第三操作模式包括"TC倒檔和TC前進模式"(也被稱為"扭矩變換 器倒檔和扭矩變換器前進模式")，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(TC Rev和TC For)相對應(yīng)。在這個模 式下，EVT被發(fā)動機和其中一個電動機/發(fā)電機驅(qū)動。由發(fā)電機單元 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。在圖1中，這一部分大約為99%。變速器輸出速度對 發(fā)動機速度的比值(變速器速度比)大約為+/-0.001(正號表示車輛向前 移動，負號表示車輛向后移動)。參見圖lb,在TC倒檔模式中，電 動機/發(fā)電機80用作帶有-3.24單位的扭矩的發(fā)電機，電動機/發(fā)電機 82用作帶有-4.76單位的扭矩的電動機，并且獲得-7.00的扭矩比。在 TC前進模式中，電動機/發(fā)電機80用作帶有0.88單位的扭矩的電動 機，電動機/發(fā)電機82用作帶有2.81單位的扭矩的發(fā)電機，并且獲得4.69的扭矩比。
第四操作模式是"連續(xù)可變變速范圍模式"，其包括范圍1.1，范
圍1.2，范圍1.3，范圍1.4，范圍1.5，范圍1.6,范圍1.7和范圍1.8 操作點，其與各個操作點表，例如圖lb的操作點表的5-12行相對應(yīng)。 在這個模式下，EVT被發(fā)動機以及其中一個用作電動機的電動機/發(fā) 電機所驅(qū)動。另一電動機/發(fā)電機用做發(fā)電機，并將所產(chǎn)生的能量100% 傳遞回給電動機。由范圍1.1,1.2...等等代表的操作點是EVT所提供 的前進速度比連續(xù)區(qū)域中的離散的點。例如在圖lb中，獲得4.69至 0.54的范圍的比。
第五操作模式包括"固定比"模式(Fl, F2和F3),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13-15行相對應(yīng)。 在這個模式中，變速器類似于傳統(tǒng)的自動變速器一樣操作，其中一 個扭矩傳遞裝置接合，以產(chǎn)生離散的傳動比。各圖中附帶的離合器 表只顯示了 3個固定比前進速度，但額外的固定比是可采用的。參 見圖lb，在固定比F1中，制動器57接合，從而獲得2.19的固定扭 矩比。圖lb的電動機/發(fā)電機80或82列中的各個"X"表示制動器55 或57分別接合，并且電動機/發(fā)電機不旋轉(zhuǎn)。在固定比F2中，離合 器50接合，從而獲得1.00的固定比。在固定比F3中，制動器55接 合，從而獲得0.35的固定比。
變速器14僅僅能夠在所謂的單模式下操作。在單模式下，對于 連續(xù)的前進速度比(由離散的機^U、范圍1.1、 1.2、 1.3、 1.4、 1.5、 1.6、 1.7和1.8代表)，沒有接合的扭矩傳遞裝置。
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一覽表。圖lb還提供利用圖lb中作為示例給 出的環(huán)形齒輪/太陽齒輪齒比而獲得的扭矩比的一個示例。NR1/NSI值 是行星齒輪組20的齒比，并且NR2/N^值是行星齒輪組30的齒比。 另外，圖lb的圖表描述了利用給定的齒比樣本而獲得的比檔位(ratio step)。例如，在第一和第二固定前進扭矩比之間的檔位比(step ratio)
為2.19，在第二和第三固定前進扭矩比之間的檔位比為2.86,并且 比分布范圍(ratio spread)為6.26。
第二示范性實施例的描述
參見圖2a,其顯示了動力系110，動力系110包括發(fā)動機12, 其連接在總體上以標號114表示的改進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12也可以是化石燃料發(fā)動才幾，例 如柴油發(fā)動機機，其適合于通常以恒定的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)提供其可 用的功率輸出。如圖所示，發(fā)動機12具有輸出軸，其用作變速器14 的輸入部件17。在發(fā)動機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都可操作地連接在變速器]14的行星齒輪部件上。變 速器114的輸出部件9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 和130的性質(zhì)。行星齒輪組120利用通常稱為環(huán)形齒輪的外齒輪部 件124。環(huán)形齒輪部件124與通常稱為太陽齒輪的內(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同時嚙合地與第一行星齒輪組120的外環(huán)形齒輪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)形齒輪的外齒輪部件 ]34,其與也通常被稱為太陽齒4侖的內(nèi)齒輪部件132外接。多個行星 齒輪137,138還可旋轉(zhuǎn)地安裝在托架部件136上，使得各個行星齒輪 部件138嚙合地與外環(huán)形齒輪部件134相接合，并且使各個行星齒 輪137嚙合地與行星齒輪組130的內(nèi)太陽齒4侖部件132以及相應(yīng)的 行星齒輪138相接合。
變速器輸入部件17連續(xù)地與行星齒輪組120的托架部件126相 連接。變速器輸出部件19連續(xù)地與行星齒輪組130的環(huán)形齒輪部件 134相連4妻。
第一固定的互連部件170連續(xù)地將行星齒輪組120的環(huán)形齒輪 部件124與行星齒輪組130的太陽齒輪部件132連接起來。
第二固定的互連部件172連續(xù)地將行星齒輪組120的太陽齒輪 部件122與行星齒輪組130的46架部件136連4妄起來。
變速器114還分別包括第一和第二電動機/發(fā)電機180和]82。 第一電動機/發(fā)電機180的定子固定在變速器外殼160上。第一電動 機/發(fā)電機180的轉(zhuǎn)子固定在行星齒輪組130的4乇架部件136上。
第二電動機/發(fā)電機182的定子也固定在變速器外殼160上。第 二電動機/發(fā)電機182的轉(zhuǎn)子固定在行星齒輪組120的環(huán)形齒輪部件 〗24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 的托架部件126與行星齒輪組120的太陽齒輪部件122連接起來。 第二扭矩傳遞裝置，例如制動器155與電動機/發(fā)電機180并行連接， 以便選擇性地制動電動機/發(fā)電機80的旋轉(zhuǎn)。第三扭矩傳遞裝置， 例如制動器157與電動機/發(fā)電機182并行連接，以便選擇性地制動 電動機/發(fā)電機182的旋轉(zhuǎn)。第一、第二和第三扭矩傳遞裝置150,155 和157用于幫助選擇混合變速器114的操作才莫式。
現(xiàn)在返回到動力源的描述中，從前面描述，尤其參見圖2a應(yīng)該 懂得，變速器114可選擇性地4妄受來自發(fā)動才幾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，例如燃料蓄電池，其可用來 替代蓄電池，而不會改變本發(fā)明的構(gòu)思。
如之前所述，各個實施例具有至少十四個功能要求(與圖中所顯 示的各個操作模式表的14行或更多行相對應(yīng))，其可組成五種操作模
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4莫式下，發(fā)動機關(guān)閉，并且有效地 容許連接在發(fā)動機上的變速器元件由于發(fā)動機慣性扭矩而空轉(zhuǎn)。其 中一個電動機/發(fā)電機利用蓄電池能量驅(qū)動EVT，導(dǎo)致車輛反向移動。 另一電動機/發(fā)電機可以或不在這個模式下旋轉(zhuǎn)。如圖2b中所示，作 為示例，在這個模式下，制動器155接合，電動機/發(fā)電機180具有 零扭矩，電動機182具有-1.00單位的扭矩，并且獲得與1單位的輸 入扭矩相對應(yīng)的-2.80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)。在這個才莫式下，EVT凈皮發(fā)動機和其中一個電 動機/發(fā)電機驅(qū)動。另一電動機/發(fā)電機在發(fā)電機才莫式下操作，并將所 產(chǎn)生的能量100%傳遞回給驅(qū)動電動機。實際效應(yīng)是反向驅(qū)動車輛。 在這個才莫式下，電動機180具有-5.60單位的扭矩，發(fā)電機182具有-3.72單位的扭矩，并且獲得與1單位的輸入扭矩相對應(yīng)的-8.33的輸 出扭矩。
第三操作模式包括"TC倒檔和TC前進對莫式"，其與各個操作模 式表，例如圖2b的操作模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)動機和其中一個電動機/發(fā)電機驅(qū)動。 由發(fā)電機單元所產(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。在這個模式下，電動機/發(fā)電機180用作 帶_4.75單位的扭矩的TC倒檔電動機，并且電動機/發(fā)電機182用作 帶-3.25單位的扭矩的發(fā)電機。在TC前進模式下，電動機/發(fā)電機180 用作帶2.76單位的扭矩的發(fā)電機，并且電動機/發(fā)電機182用作帶0.92 單位的扭矩的電動機。獲得扭矩比為-7.00(TC倒檔)或4.69(TC前進)。 對于這些扭矩比，所產(chǎn)生的能量大約99%存儲在蓄電池中。
第四操作模式包括"范圍范圍1.2，范圍1.3，范圍1.4,范 圍1.5，范圍1.6，范圍1.7和范圍1.8"模式，其與圖2b的才喿作沖莫式 表的5-12行相對應(yīng)。在這個才莫式下，EVT — 皮發(fā)動機以及其中一個用
作電動機的電動機/發(fā)電機所驅(qū)動。另 一 電動機/發(fā)電機用做發(fā)電機， 并將所產(chǎn)生的能量100%傳遞回給電動機。由范圍U,1.2…等等代表
的操作點是EVT所提供的前進速度比連續(xù)區(qū)域中的離散的點。例如 在圖2b中，獲得4.69至0.54的范圍的比。
第五操作模式包括"固定比"模式(Fl, F2和F3),其與圖2b的操 作模式表的13-15行相對應(yīng)。在這個模式中，變速器類似于傳統(tǒng)的自 動變速器一樣操作，其中一個扭矩傳遞裝置接合，以產(chǎn)生離散的傳 動比。在固定比F1中，制動器157接合，從而獲得2.10的固定比。 在固定比F2中，離合器150接合，從而獲得1.00的固定比。在固定 比F3中，離合器155接合，從而獲得0.39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一覽表。圖2b還提供利用圖2b中作為示例給 出的環(huán)形齒輪/太陽齒輪齒比而獲得的扭矩比的一個示例。NR1/NS值 是行星齒輪組120的齒比，并且NR2/Ns2值是行星齒輪組130的齒比。 另外，圖2b的圖表描述了利用給定的齒比樣本而獲得的比檔位。例 如，在第一和第二固定前進扭矩比之間的檔位比為2.11,在第二和 第三固定前進扭矩比之間的檔位比為2.56,并且比分布范圍為5.38。
第三示范性實施例的描述
參見圖3a，其顯示了動力系210，動力系210包括發(fā)動機12, 其連接在總體上以標號214表示的改進的電動變速器的一個優(yōu)選實 施例上。變速器214設(shè)計成用于接受它的來自于發(fā)動機12的驅(qū)動功 率的至少一部分。如圖所示，發(fā)動機12具有輸出軸，其用作變速器 214的輸入部件17。在發(fā)動機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都可操作地連"^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 和230的性質(zhì)。行星齒輪組220利用通常稱為環(huán)形齒輪的外齒輪部 件224。環(huán)形齒輪部件224與通常稱為太陽齒輪的內(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同時嚙合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同時且嚙合地與行星齒輪組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連續(xù)地與行星齒輪組230的托架部件226相 連接，并且變速器輸出部件19連續(xù)地與行星齒輪組230的托架部件 236相連4妄。
第一固定的互連部件270連續(xù)地將行星齒輪組220的環(huán)形齒輪 部件224與行星齒輪組230的太陽齒輪部件232連接起來。
第一固定的互連部件272連續(xù)地將行星齒輪組220的太陽齒輪 部件222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4幾/發(fā)電4幾280和282。 第一電動機Z發(fā)電機280的定子固定在變速器外殼260上。第一電動 機/發(fā)電機280的轉(zhuǎn)子固定在行星齒輪組230的環(huán)形齒輪部件234上。
第二電動機/發(fā)電機282的定子也固定在變速器外殼260上。第 二電動機/發(fā)電機282的轉(zhuǎn)子固定在行星齒輪組220的環(huán)形齒輪部件 224上。
第一扭矩傳遞裝置，例如離合器250，選擇性地將行星齒輪組220 的托架部件226與太陽齒輪部件222連接起來。第二扭矩傳遞裝置， 例如制動器255與電動機/發(fā)電機280并行連接，以便選擇性地制動 電動機/發(fā)電機280的旋轉(zhuǎn)。第三扭矩傳遞裝置，例如制動器257與 電動機/發(fā)電機282并行連接，以便選擇性地制動電動機/發(fā)電機282
的旋轉(zhuǎn)。第一、第二和第三扭矩傳遞裝置250,255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/發(fā)電機狀態(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), "TC倒檔和TC前進模式"(TC Rev和TC For)，"范圍1.l，l .2，1.3... 模式"和"固定比模式"(F1， F2和F3)。
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一覽表。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的齒比，并且NR2/Ns2值是行星齒輪組230的齒比。 另外，圖3b的圖表描述了利用給定的齒比樣本而獲得的比檔位。例 如，在第一和第二固定前進扭矩比之間的檔位比為2.11,在第二和 第三固定前進扭矩比之間的檔位比為2.56,并且比分布范圍為5.38。
第四示范性實施例的描述
參見圖4a,其顯示了動力系310,動力系310包括發(fā)動機12， 其連接在總體上以標號314表示的改進的電動變速器的一個優(yōu)選實 施例上。變速器314設(shè)計成用于接受它的來自于發(fā)動機12的驅(qū)動功 率的至少一部分。
如圖所示，發(fā)動機12具有輸出軸，其用作變速器314的輸入部 件17。在發(fā)動機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都可操作地連接在變速器314的行星齒輪部件上。變 速器314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和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同時嚙 合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4侖部 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337同時且嚙合地與第一行星齒輪組330的外環(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連續(xù)地與行星齒輪組320的環(huán)形齒輪部件324 相連接，并且變速器輸出部件19連續(xù)地與行星齒輪組330的托架336 相連接。第一固定的互連部件370連續(xù)地將托架326與托架336連 接起來。第二互連部件372連續(xù)地將太陽齒輪部件322與太陽齒輪 部件332連接起來。
變速器314還分別包括第一和第二電動才幾/發(fā)電才幾380和382。 第一電動機/發(fā)電機380的定子固定在變速器外殼360上。第一電動 機/發(fā)電機380的轉(zhuǎn)子固定在行星齒輪組320的太陽齒輪322上。第 二電動機/發(fā)電機382的定子也固定在變速器外殼360上。第二電動 機/發(fā)電機382的轉(zhuǎn)子固定在行星齒輪組330的環(huán)形齒輪部件334上。
第 一扭矩傳遞裝置，例如離合器350選擇性地將太陽齒輪部件322 與托架部件326連接起來。第二扭矩傳遞裝置，例如制動器355與 電動機/發(fā)電機380并行連接，以便選擇性地制動電動機/發(fā)電機380 的旋轉(zhuǎn)。第一和第二扭矩傳遞裝置350和355用于幫助選擇變速器314 的操作模式。
混合變速器314還接受來自發(fā)動機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/發(fā)電機狀態(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)， "TC倒檔和TC前進模式"(TC Rev和TC For)，"連續(xù)可變變速 范圍模式"(范圍1.1,1.2,1.3...)和"固定比模式，，(Fl和F2)。
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一覽表。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的齒比，并且>^/]^2值是行星齒輪組330的齒比。 另外，圖4b的圖表描述了利用給定的齒比樣本而獲得的比檔位。例 如，在第一和第二固定前進扭矩比之間的檔位比為1.34。
第五示范性實施例的描述
參見圖5a,其顯示了動力系410,動力系410包括發(fā)動機12， 其連接在總體上以標號414表示的改進的電動變速器的一個優(yōu)選實 施例上。變速器414設(shè)計成用于接受它的來自于發(fā)動機12的驅(qū)動功 率的至少一部分。
如圖所示，發(fā)動機12具有輸出軸，其用作變速器4]4的輸入部 件17。在發(fā)動機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和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嚙合地 與第一行星齒4侖組420的外環(huán)形齒4侖部件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同時且嚙合地與行星齒輪組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連續(xù)地與環(huán)形齒輪部件434相連接，并且變 速器輸出部件19連續(xù)地與托架部件426相連接。第一固定的互連部 件470連續(xù)地將環(huán)形齒輪部件424與環(huán)形齒輪部件434連接起來。 第二固定的互連部件472連續(xù)地將太陽齒輪部件432與變速器外殼 460連4矣起來。
變速器414還分別包括第一和第二電動機/發(fā)電機480和482。 第一電動機/發(fā)電機480的定子固定在變速器外殼460上。第一電動 機/發(fā)電機480的轉(zhuǎn)子固定在太陽齒輪部件422上。
第二電動片幾/發(fā)電機482的定子也固定在變速器外殼460上。第 二電動機/發(fā)電機482的轉(zhuǎn)子固定在托架部件436上。
第 一扭矩傳遞裝置，例如離合器450選擇性地將太陽齒輪部件422 與托架部件426連接起來。第二扭矩傳遞裝置，例如制動器455與 電動機/發(fā)電機480并行連接，以便選擇性地制動電動機/發(fā)電機480 的旋轉(zhuǎn)。第三扭矩傳遞裝置，例如制動器457與電動機/發(fā)電機482 并行連接，以便選擇性地制動電動機/發(fā)電機482的旋轉(zhuǎn)。第一、第 二和第三扭矩傳遞裝置450,455和457用于幫助選擇變速器414的操 作模式。混合變速器414還接受來自發(fā)動機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/發(fā)電機狀態(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), "TC倒檔和TC前進模式"(TCRev和TCFor)，"連續(xù)可變變速 范圍模式"(范圍1.1,1.2,1.3...)和"固定比模式"(Fl和F2)。
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一覽表。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的齒比，并且>^/^2值是行星齒輪組430的齒比。 另外，圖5b的圖表描述了利用給定的齒比樣本而獲得的比檔位。例 如，在第一和第二固定前進扭矩比之間的檔位比為1.44。
第六示范性實施例的描述
參見圖6a，其顯示了動力系510，動力系510包括發(fā)動機12， 其連接在總體上以標號514表示的改進的電動變速器的一個優(yōu)選實 施例上。變速器514設(shè)計成用于接受它的來自于發(fā)動機12的驅(qū)動功 率的至少一部分。
如圖所示，發(fā)動機12具有輸出軸，其用作變速器514的輸入部 件17。在發(fā)動機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和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同時嚙 合地與內(nèi)太陽齒輪部件522和外環(huán)形齒輪部件524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同時且嚙合地與內(nèi)太陽齒輪部件532和 外環(huán)形齒輪部件534相接合。
變速器輸入部件17連續(xù)地與托架536相連接，并且變速器輸出 部件19連續(xù)地與托架526相連接。第一固定的互連部件570連續(xù)地 將環(huán)形齒輪部件524與托架部件536連接起來。第二固定的互連部 件572連續(xù)地將太陽齒輪部件532與變速器外殼560連接起來。
變速器514還分別包括第一和第二電動機/發(fā)電機580和582。
第一電動機/發(fā)電機580的定子固定在變速器外殼560上。第一電動 機/發(fā)電機580的轉(zhuǎn)子固定在太陽齒輪部件522上。
第二電動機/發(fā)電機582的定子也固定在變速器外殼560上。第 二電動機/發(fā)電機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，例如離合器550選擇性地將太陽齒輪部件522 與托架部件526連接起來。第二扭矩傳遞裝置，例如輸入離合器552 選擇性地將環(huán)形齒輪534與托架536連接起來。第三扭矩傳遞裝置， 例如制動器555與電動機/發(fā)電才幾580并行連4妾，以便選擇性地制動 電動機/發(fā)電機580的旋轉(zhuǎn)。第一、第二和第三扭矩傳遞裝置550,552 和555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/發(fā)電機狀態(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), "TC倒檔和TC前進模式"(TCRev和TCFor)，"連續(xù)可變變速 范圍模式"(范圍1.1,1.2,1.3...)和"固定比模式"(F1和F2)。
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一覽表。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的齒比，并且NR2/Nw值是行星齒輪組530的齒比。 另外，圖6b的圖表描述了利用給定的齒比樣本而獲得的比檔位。例 如，在第一和第二固定前進扭矩比之間的檔位比為1.30。
第七示范性實施例的描述
參見圖7a，其顯示了動力系610，動力系610包括發(fā)動機12， 其連接在總體上以標號614表示的改進的電動變速器的一個優(yōu)選實 施例上。變速器614設(shè)計成用于接受它的來自于發(fā)動機12的驅(qū)動功 率的至少一部分。
如圖所示，發(fā)動機12具有輸出軸，其用作變速器614的輸入部 件17。在發(fā)動機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和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同時嚙 合地與外環(huán)形齒輪部件624和內(nèi)太陽齒輪部件622相接合。
行星齒^^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)地安裝在托架部件636中， 使得各個行星齒輪部件637同時且嚙合地與行星齒輪組630的外環(huán) 形齒輪部件634和內(nèi)太陽齒輪部件632相接合。
變速器輸入部件17連續(xù)地與環(huán)形齒輪部件634相連接，并且變 速器輸出部件19連續(xù)地與托架部件626 ^臥連接。第一固定的互連部 件670連續(xù)地將環(huán)形齒輪部件624與環(huán)形齒輪部件634連接起來。 第二固定的互連部件672連續(xù)地將托架部件636與變速器外殼660 連接起來。
變速器614還分別包括第一和第二電動機/發(fā)電機680和682。 第一電動機/發(fā)電機680的定子固定在變速器外殼660上。第一電動 機/發(fā)電機680的轉(zhuǎn)子固定在太陽齒輪622上。
第二電動機/發(fā)電機682的定子也固定在變速器外殼660上。第 二電動機/發(fā)電機682的轉(zhuǎn)子固定在太陽齒輪部件632上。
第一扭矩傳遞裝置，例如離合器650選擇性地將托架部件626 與太陽齒輪部件622連接起來。第二扭矩傳遞裝置，例如制動器655 與電動機/發(fā)電機680并行連接，以便選擇性地制動電動機/發(fā)電機680
的旋轉(zhuǎn)。第三扭矩傳遞裝置，例如制動器657與電動機/發(fā)電機682 并行連接，以便選擇性地制動電動機/發(fā)電機682的旋轉(zhuǎn)。第一、第 二和第三扭矩傳遞裝置650,655和657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/發(fā)電機狀態(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)， "TC倒檔和TC前進模式"(TC Rev和TC For),"連續(xù)可變變速 范圍才莫式"(范圍1.1,1.2,1.3...)和"固定比才莫式"(n和F2)。
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一覽表。圖7b還提供利用圖7b中作為示例給 出的環(huán)形齒輪/太陽齒輪齒比而獲得的扭矩比的一個示例。NR1/NS1值 是行星齒輪組620的齒比，并且NR2/N^值是行星齒輪組630的齒比。 另外，圖7b的圖表描述了利用給定的齒比樣本而獲得的比檔位。例 如，在第一和第二固定前進扭矩比之間的檔位比為1.33。
第八示范性實施例的描述
參見圖8a,其顯示了動力系710,動力系710包括發(fā)動機12， 其連接在總體上以標號714表示的改進的電動變速器的一個優(yōu)選實 施例上。變速器714設(shè)計成用于接受它的來自于發(fā)動機12的驅(qū)動功 率的至少一部分。
如圖所示，發(fā)動機12具有輸出軸，其用作變速器714的輸入部 件17。在發(fā)動機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和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同時嚙 合地與外環(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737同時嚙合地與外環(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連續(xù)地與太陽齒4^部件722相連接，并且變 速器輸出部件19連續(xù)地與環(huán)形齒輪部件734相連接。第一固定的互 連部件770連續(xù)地將環(huán)形齒輪部件724與托架部件736連4妄起來。 第二固定的互連部件772連續(xù)地將環(huán)形齒輪部件724與變速器外殼 760連接起來。
變速器74還分別包括第一和第二電動才幾/發(fā)電才幾780和782。 第一電動機/發(fā)電機780的定子固定在變速器外殼760上。第一電動 機/發(fā)電機780的轉(zhuǎn)子固定在托架部件726上。
第二電動機/發(fā)電機782的定子也固定在變速器外殼760上。第 二電動機/發(fā)電機782的轉(zhuǎn)子固定在太陽齒輪部件732上。
第 一扭矩傳遞裝置，例如離合器750選擇性地將太陽齒輪部件722 與環(huán)形齒輪部件734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726與環(huán)形齒4侖部件734連接起來。第一和第二扭 矩傳遞裝置750和752用于幫助選擇混合變速器714的操作模式。
混合變速器714還接受來自發(fā)動機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的五個操作才莫式的離 合器接合，電動機/發(fā)電機狀態(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"(EVTRev)， "TC倒檔和TC前進模式"(TCRev和TCFor),"連續(xù)可變變速 范圍模式"(范圍1.1,1.2,1.3...)和"固定比模式"(F1和F2)。
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一覽表。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的齒比，并且N^/NM值是行星齒輪組730的齒比。 另外，圖8b的圖表描述了利用給定的齒比樣本而獲得的比檔位。例 如，在第一和第二固定前進扭矩比之間的檔位比為2.82。
第九示范性實施例的描述
參見圖9a，其顯示了動力系810，動力系810包括發(fā)動機12, 其連接在總體上以標號814表示的改進的電動變速器的一個優(yōu)選實 施例上。變速器814設(shè)計成用于接受它的來自于發(fā)動機12的驅(qū)動功 率的至少一部分。
如圖所示，發(fā)動機12具有輸出軸，其用作變速器814的輸入部 件17。在發(fā)動機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都可操作地連接在變速器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16上。
變速器814利用兩個行星齒輪組820和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嚙合地 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同時且嚙合地與行星齒輪組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連續(xù)地與托架部件826相連接，并且變速器 輸出部件19連續(xù)地與托架部件836相連接。第一固定的互連部件870 連續(xù)地將環(huán)形齒輪部件824與環(huán)形齒輪部件834連接起來。第二固 定的互連部件872連續(xù)地將環(huán)形齒輪部件824與變速器外殼860連 接起來。
變速器814還分別包括第一和第二電動機/發(fā)電機880和882。 第一電動機/發(fā)電機880的定子固定在變速器外殼860上。第一電動 機/發(fā)電機880的轉(zhuǎn)子固定在太陽齒輪部件822上。
第二電動機/發(fā)電機882的定子也固定在變速器外殼860上。第 二電動機/發(fā)電機882的轉(zhuǎn)子固定在太陽齒輪部件832上。
第一扭矩傳遞裝置，例如離合器850選擇性地將托架部件826 與托架部件836連接起來。第二扭矩傳遞裝置，例如離合器852選 擇性地將太陽齒輪部件822與太陽齒輪部件832連接起來。第一和 第二扭矩傳遞裝置850和852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12的功率，并且與電功率源 886交換功率，電功率源886可才喿作地連接在控制器888上。
圖％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/發(fā)電機狀態(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)， "TC倒檔和TC前進模式"(TCRev和TCFor),"連續(xù)可變變速 范圍模式"(范圍1.1,1.2,1.3...)和"固定比模式"(Fl和F2)。
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一覽表。圖9b還提供利用圖9b中作為示例給 出的環(huán)形齒輪/太陽齒輪齒比而獲得的扭矩比的一個示例。NR1/NS1值 是行星齒輪組820的齒比，并且NR2/Nw值是行星齒輪組830的齒比。 另外，圖9b的圖表描述了利用給定的齒比樣本而獲得的比檔位。例
如，在笫一和第二固定前進扭矩比之間的檔位比為1.00。 第十示范性實施例的描述
參見圖10a，其顯示了動力系910，動力系910包括發(fā)動機12, 其連接在總體上以標號914表示的改進的電動變速器的一個優(yōu)選實 施例上。變速器914設(shè)計成用于接受它的來自于發(fā)動機12的驅(qū)動功 率的至少一部分。
如圖所示，發(fā)動機12具有輸出軸，其用作變速器914的輸入部 件17。在發(fā)動機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和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4妄合。
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937同時嚙合地與外環(huán)形齒4侖部件934和內(nèi)太陽齒輪部 件932相接合。
變速器輸入部件17連續(xù)地與托架部件926相連接。變速器輸出 部件19連續(xù)地與托架部件936相連接。第一固定的互連部件970連 續(xù)地將太陽齒輪部件922與環(huán)形齒輪部件934連接起來。第二固定 的互連部件972連續(xù)地將太陽齒輪部件922與變速器外殼960連接 起來。
變速器914還分別包括第一和第二電動4幾/發(fā)電機980和982。第一電動機/發(fā)電機980的定子固定在變速器外殼960上。第一電動 機/發(fā)電機980的轉(zhuǎn)子固定在環(huán)形齒輪部件924上。
第二電動機/發(fā)電機982的定子也固定在變速器外殼960上。第 二電動機/發(fā)電機982的轉(zhuǎn)子固定在太陽齒輪部件932上。
第一扭矩傳遞裝置，例如離合器950選擇性地將托架部件926 與托架部件936連4妄起來。第二扭矩傳遞裝置，例如離合器952選 擇性地將環(huán)形齒輪部件924與托架部件936連接起來。第一和第二 扭矩傳遞裝置950和952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/發(fā)電機狀態(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), "TC倒檔和TC前進模式"(TCRev和丁CFor),"連續(xù)可變變速 范圍模式"(范圍1.1，1.2,1.3...)和"固定比模式"(F1和F2)。
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一覽表。圖10b還提供利用圖10b中作為示
值是行星齒輪組920的齒比，并且>^/1^2值是行星齒輪組930的齒 比。另外，圖10b的圖表描述了利用給定的齒比樣本而獲得的比檔 位。例如，在第一和第二固定前進扭矩比之間的檔位比為1.67。
第十 一示范性實施例的描述
參見圖lla,其顯示了動力系1010,動力系1010包括發(fā)動機12, 其連接在總體上以標號1014表示的改進的電動變速器(EVT)上。變 速器1014設(shè)計成可接受其來自于發(fā)動機12的驅(qū)動功率的至少一部 分。如圖所示，發(fā)動機12具有輸出軸，其用作變速器1014的輸入 部件17。在發(fā)動機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12可以是化石燃料發(fā)動才幾，例如 柴油發(fā)動機機，其適合于通常以恒定的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)提供其可用 的功率輸出。
不管發(fā)動機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。
該變速器1014利用兩個差速齒輪組，其優(yōu)選具有行星齒輪組1020 和1030的性質(zhì)。行星齒輪組1020利用通常稱為環(huán)形齒輪的外齒輪 部件1024。環(huán)形齒輪1024與通常稱為太陽齒輪的內(nèi)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嚙合地與第一行星齒輪組1020的外環(huán)形齒輪部件1024 和內(nèi)太陽齒輪部件1022相接合。
行星齒輪組1030也具有通常也被稱為環(huán)形齒輪的外齒輪部件 1034，其與也通常被稱為太陽齒輪的內(nèi)齒輪部件1032外^接。多個行 星齒輪1037還可旋轉(zhuǎn)地安裝在托架部件1036中，使得各個行星齒 輪部件1037同時且嚙合地與行星齒輪組1030的外環(huán)形齒4侖部件1034 和內(nèi)太陽齒輪部件1032相接合。
輸入部件17固定在行星齒4侖組1020的托架部件1026上。輸出 部件19連續(xù)地與行星齒輪組1030的托架部件1036相連"l妄。
第一固定的互連部件1070連續(xù)地將行星齒輪組1020的環(huán)形齒 輪部件1024與行星齒輪組1030的太陽齒輪部件1032連接起來。
第二固定的互連部件1072連續(xù)地將行星齒輪組1020的太陽齒 輪部件1022與行星齒輪組1030的托架部件1036連接起來。
該實施例1010還分別包4舌第一和第二電動才幾/發(fā)電才幾1080和 1082。第一電動機/發(fā)電機1080的定子固定在變速器外殼1060上。 第一電動機/發(fā)電機1080的轉(zhuǎn)子通過在位置"A"和"B"之間交替移動的 爪形離合器(dog clutch)1090而可選擇性地交替地連接在托架1036或
太陽齒輪部件1032上。
電動機/發(fā)電機1080通過偏置齒輪裝置(offset gearing)1092而連 續(xù)地連接在爪形離合器1090上。
第二電動機/發(fā)電機1082的定子也固定在變速器外殼1060上。 第二電動機/發(fā)電機1082的轉(zhuǎn)子固定在行星齒輪組1030的環(huán)形齒輪 部件1034上。
第一扭矩傳遞裝置，例如離合器1050,選擇性地將行星齒輪組 1020的太陽齒輪部件1022與托架部件1026連接起來。第二扭矩傳 遞裝置，例如制動器1055選擇性地制動電動機/發(fā)電機1080的轉(zhuǎn)子。 第三扭矩傳遞裝置，例如制動器1057選擇性地制動電動機/發(fā)電機 1082的轉(zhuǎn)子。第一、第二和第三扭矩傳遞裝置1050,1055和]057以 及爪形離合器1090用于幫助選^奪混合變速器1014的操作模式。
混合變速器1014還接受來自發(fā)動機12的功率，并且還與電功 率源086交換功率，電功率源1086可操作地連接在控制器1088上。
圖]lb的操作模式表顯示了對于變速器10]4的五個操作模式的 離合器接合，電動機/發(fā)電機狀態(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)， "TC倒檔和TC前進模式"(TC Rev和TC For),"連續(xù)可變變速 范圍模式"(范圍1.1,1.2,1.3...)和"固定比模式"(F 1, F2和F3)。
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一覽表。圖llb還提供了利用圖lib中作為 示例給出的環(huán)形齒輪/太陽齒輪齒比而獲得的扭矩比的 一 個示例。 NR1/NS1值是行星齒輪組1020的齒比，并且Nj^/Nm值是行星齒輪組 1030的齒比。另外，圖lib的圖表描述了利用給定的齒比樣本而獲 得的比檔位。例如，在第一和第二固定前進扭矩比之間的檔位比為 2.24。
第十一示范性實施例的描述
參見圖12a,其顯示了動力系1110，動力系1110包括發(fā)動機12， 其連接在總體上以標號1114表示的改進的電動變速器(EVT)上。變 速器1114設(shè)計成可接受其來自于發(fā)動機12的驅(qū)動功率的至少一部 分。如圖所示，發(fā)動機12具有輸出軸，其用作變速器1114的輸入 部件17。在發(fā)動機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12可以是化石燃料發(fā)動才幾，例如
的功率輸出。
不管發(fā)動機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利用兩個差速齒輪組，其優(yōu)選具有行星齒輪組1120 和1130的性質(zhì)。行星齒輪組1120利用通常稱為環(huán)形齒輪的外齒輪 部件1124。環(huán)形齒輪1124與通常稱為太陽齒輪的內(nèi)齒輪部件1122 外接。托架部件1126可旋轉(zhuǎn)地支撐多個行星齒輪1127,1128，使得 各個行星齒輪1127嚙合地與內(nèi)太陽齒4侖部件1122相接合，并且各 個行星齒輪1128與環(huán)齒輪1124和相應(yīng)的小齒輪U27相接合。
行星齒輪組1130也具有通常也被稱為環(huán)形齒輪的外齒輪部件 1134,其與也通常被稱為太陽齒輪的內(nèi)齒輪部件1132外接。多個行 星齒輪1137還可旋轉(zhuǎn)地安裝在托架部件1136中，使得各個行星齒 輪部件1137同時且嚙合地與行星齒輪組1130的外環(huán)形齒輪部件1134 和內(nèi)太陽齒輪部件1132相接合。
輸入部件17固定在行星齒壽侖組1120的環(huán)形齒輪1124上。輸出 部件19連續(xù)地與行星齒輪組1130的托架部件1136相連接。
第一固定的互連部件1170連續(xù)地將行星齒輪組1120的托架1126 與行星齒輪組1130的太陽齒輪部件1132連接起來。
第二固定的互連部件1172連續(xù)地將行星齒輪組1120的太陽齒
輪部件1122與行星齒輪組1130的托架部件1136連接起來。
該實施例1110還分別包括第一和第二電動機/發(fā)電機1180和 1182。第一電動機/發(fā)電機1180的定子固定在變速器外殼1160上。 第一電動機/發(fā)電機1180的轉(zhuǎn)子通過在位置"A"和"B"之間交替移動的 爪形離合器1190而可選擇性地交替地連接在托架1136或太陽齒輪 部件1132上。電動機/發(fā)電機1180的轉(zhuǎn)子通過偏置齒輪裝置1192而 連續(xù)地連接在爪形離合器1190上。
第二電動機/發(fā)電機1182的定子也固定在變速器外殼1160上。 第二電動機/發(fā)電機1182的轉(zhuǎn)子通過偏置齒輪裝置1194而連續(xù)地連 接在行星齒輪組1130的環(huán)形齒4侖部件1134上。
第一扭矩傳遞裝置，例如離合器1150，選擇性地將行星齒輪組 1120的太陽齒4侖部件1122與^6架部件1126連接起來。第二扭矩傳 遞裝置，例如制動器1155選擇性地制動電動機/發(fā)電機1180的轉(zhuǎn)子。 第三扭矩傳遞裝置，例如制動器1157選擇性地制動電動機/發(fā)電機 1182的轉(zhuǎn)子。第一、第二和第三扭矩傳遞裝置1150,1155和1157以 及爪形離合器1190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的五個操作模式的 離合器接合，電動機/發(fā)電機狀態(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), "TC倒檔和TC前進模式"(TC Rev和TC For),"連續(xù)可變變速 范圍模式，，(范圍1.U.2,1.3…)和"固定比模式，，(F1,F2和F3)。
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一覽表。圖12b還提供利用圖12b中作為示 例給出的環(huán)形齒輪/太陽齒輪齒比而獲得的扭矩比的 一個示例。NR1/NS1 值是行星齒輪組1120的齒比，并且N^/Ns2值是行星齒輪組1130的 齒比。另外，圖12b的圖表描述了利用給定的齒比樣本而獲得的比
檔位。例如，在第一和第二固定前進扭矩比之間的檔位比為1.96。
在權(quán)利要求中，用語"連續(xù)地將...連接"或"連續(xù)地與...連接"指直
接連接或成比例的傳動連接(geared connection),例如利用齒輪裝置連 接到偏軸上。另外，"固定部件"或"接地部件"可包括變速器外殼(變速 箱)或任何其它不旋轉(zhuǎn)的構(gòu)件。另外，當說到扭矩傳遞機構(gòu)將某物件 連接到齒輪組的部件上時，該物件也可連接在互連部件上，該互連 部件將該物件連接在所述部件上。
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的影響。 因此，本發(fā)明范圍并不受限于所顯示和所介紹的細節(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)動機功率的輸入部件；輸出部件；第一和第二電動機/發(fā)電機；第一和第二差速齒輪組，其各具有第一、第二和第三部件；所述輸入部件連續(xù)地與所述齒輪組的一部件相連接，并且所述輸出部件連續(xù)地與所述齒輪組的另一部件相連接；連續(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第一互連部件；連續(xù)地將所述第二齒輪組的所述第一或第二部件與所述第一齒輪組的所述第二部件或與固定部件連接起來的第二互連部件；所述第一電動機/發(fā)電機連續(xù)地與所述第一或第二齒輪組的一部件相連接；所述第二電動機/發(fā)電機連續(xù)地與所述第二齒輪組的一部件相連接，該部件不同于與所述第一電動機/發(fā)電機相連接的所述部件；選擇性地將所述第一齒輪組的部件與所述第一或第二齒輪組的另一部件連接起來的第一扭矩傳遞裝置；與所述第一或第二電動機/發(fā)電機并行連接以便制動其旋轉(zhuǎn)的第二扭矩傳遞裝置；其中，所述第一或第二扭矩傳遞裝置是可單獨選擇性地接合的，從而提供一種帶有連續(xù)可變速度比范圍和兩個或三個固定的前進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，它們各自包括環(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的托架。
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的托架。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動變速器，其特征在于，還包括第 三扭矩傳遞裝置，其選擇性地將所述第二齒輪組的一部件連接至所 述第 一或第二齒輪組的另 一部件上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動變速器，其特征在于，還包括與 所述第 一和第二電動才幾/發(fā)電機的另 一電動機/發(fā)電機并行連接以^更選 擇性地制動其旋轉(zhuǎn)的第三扭矩傳遞裝置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動變速器，其特征在于，所述第一、 第二和第三扭矩傳遞裝置以及所述第一和第二電動機/發(fā)電機可操作 地在所述電動變速器中提供五種操作模式，包括蓄電池倒檔模式、EVT 倒檔模式、TC倒檔和TC前進模式、連續(xù)可變變速范圍模式以及固 定比模式。
8. —種電動變速器，包括用以接受發(fā)動機功率的輸入部件； 輸出部件；第 一 和第二電動機/發(fā)電機；第一和第二差速齒輪組，其各具有第一、第二和第三部件；所述輸入部件連續(xù)地與所述齒輪組的另 一部件相連接，并且所 述輸出部件連續(xù)地與所述齒輪組的 一部件相連接；連續(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第一互連部件；連續(xù)地將所述第二齒輪組的所述第一或第二部件與所述第一齒 輪組的所述第二部件或與固定部件連接起來的第二互連部件；所述第一電動機/發(fā)電機連續(xù)地與所述第一或第二齒輪組的一部 件相連接；所述第二電動機/發(fā)電機連續(xù)地與所述第二齒輪組的一部件相連 接，該部件不同于與所述第一電動機/發(fā)電機相連接的所述部件；和第一扭矩傳遞裝置和第二4丑矩傳遞裝置，所述第一扭矩傳遞裝 置和第二扭矩傳遞裝置是可單獨接合的，以便選擇性地將所述齒輪組的所述部件與所述齒輪組的其它部件或與所述固定部件連接起 來，從而提供一種帶有連續(xù)可變速度比范圍和至少兩個固定的前進 速度比的電動變速器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所迷的電動變速器，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 性地將所述第一行星齒輪組的一部件與所述第一或笫二齒輪組的另 一部件連4妾起來。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動變速器，其特征在于，所述第二扭矩傳遞裝置選擇性地將所述第二行星齒輪組的一部件與所述第 一或第二齒輪組的 一 部件連接起來。
11. 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 二扭矩傳遞裝置實現(xiàn)為電動機制動器的形式，所述電動機制動器與 所述第 一和第二電動機/發(fā)電的其中 一個電動機/發(fā)電機相并行連 接，以用于建立所述固定比。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所逸的電動變速器，其特征在于，還包括 實現(xiàn)為電動機制動器形式的第三扭矩傳遞裝置，所述第三扭矩傳遞 裝置與所述第一和第二電動機/發(fā)電機的其中另一個電動才幾/發(fā)電機相 并行連接，以便選擇性地制動其旋轉(zhuǎn)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所迷的電動變速器，其特征在于，各個所 述行星齒輪組的托架是單個小齒輪型的托架。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9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的托架。
15. —種電動變速器，包括用以接受發(fā)動機功率的輸入部件； 輸出部件；第一和第二電動機/發(fā)電機；第一和第二差速齒輪組，其各具有第一、第二和第三部件； 所述輸入部件連續(xù)地與所述齒輪組的一部件相連接，并且所述輸出部件連續(xù)地與所述齒輪組的另 一部件相連接；連續(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 一部件連接起來的第 一 互連部件；連續(xù)地將所述第二齒輪組的所述第一或第二部件與所述第一齒 輪組的所述第二部件或與固定部件連接起來的第二互連部件；所述第一電動機/發(fā)電機連續(xù)地與所述第一或第二齒輪組的一部 .件相連接；所述第二電動機/發(fā)電機連續(xù)地與所述第二齒輪組的一部件相連 接，該部件不同于與所迷第一電動機/發(fā)電機相連接的所述部件；選擇性地將所述第 一齒輪組的部件與所述第 一或第二齒輪組的 另 一部件連接起來的第 一扭矩傳遞裝置；選擇性地將所述第二齒輪組的部件連接到所述第一或第二齒輪 組的另 一部件上的第二扭矩傳遞裝置；其中，所述第一或第二扭矩傳遞裝置是可單獨選擇性地接合的， 從而提供一種帶有連續(xù)可變速度比范圍和兩個或三個固定的前進速 度比的電動變速器。
16. —種電動變速器，包括用以接受發(fā)動機功率的輸入部件；輸出部件；第 一 和第二電動機/發(fā)電機；第一和第二差速齒輪組，其各具有第一、第二和第三部件； 所述輸入部件連續(xù)地與所述齒輪組的一部件相連接，并且所述輸出部件連續(xù)地與所述齒輪組的另一部件相連接；連續(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第一互連部件；連續(xù)地將所述第二齒輪組的所述第一或第二部件與所迷第一齒輪組的所述第二部件連接起來的第二互連部件；所述第一電動機/發(fā)電機通過爪形離合器而可選擇性地與所述第 二齒輪組的其中兩個所述部件交替地連接；所述第二電動機/發(fā)電機連續(xù)地與所述第二齒輪組的一部件相連 接，該部件不同于可與所述第一電動機/發(fā)電機相連接的所述部件；選擇性地將所述第一齒輪組的一部件與所述第一或第二齒輪組 的另 一部件連接起來的第 一扭矩傳遞裝置；與所述第 一 電動機/發(fā)電機并行連接以便制動其旋轉(zhuǎn)的第二扭矩 傳遞裝置；與所述第二電動機/發(fā)電機并行連接以便制動其旋轉(zhuǎn)的第三扭矩 傳遞裝置；其中，所述第一或第二或第三扭矩傳遞裝置可單獨選擇性地接 合，從而提供一種帶有連續(xù)可變速度比范圍和三個固定的前進速度 比的電動變速器。
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機構(gòu)，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或發(fā)電機的電機，以及兩個或三個可選擇的扭矩傳遞裝置。這種可選擇的扭矩傳遞裝置可單獨接合，從而產(chǎn)生一種帶有一個連續(xù)可變變速范圍(包括倒檔)和兩個或三個機械固定的前進速度比的EVT。這些扭矩傳遞裝置以及第一和第二電動機/發(fā)電機可操作地在電動變速器中提供五種操作模式，包括蓄電池倒檔模式、EVT倒檔模式、TC倒檔和TC前進模式、連續(xù)可變變速范圍模式、以及固定比模式。
文檔編號F16H3/72GK101194115SQ200680018631
公開日2008年6月4日 申請日期2006年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月1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