CN100485219C - 具有三个行星齿轮组的机电混合传动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的电力变速传动装置系列提供了低容量、低成本的电力变速传动装置机构，包括第一、第二和第三差分齿轮组，电池，和可互换地用作电动机或发电机的三个电机。该三个电动机/发电机可以以协同方式工作以获得具有连续可变范围速度(包括后退)的EVT。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2005年10月21日提交的美国临时专利申请第60/729187号的优先权，这里通过全文引用而结合其内容。
技术领域
本发明涉及具有三个行星齿轮组和三个电动机/发电机的电力变速传动装置，对其进行控制以提供连续可变的速度比范围。
背景技术
电混合车辆与它们的常规配置相比，提供了显著改进燃料燃烧效率的可能性；然而，它们的整体效率受到附加损失的限制。在单模式电力变速传动装置(EVT)中，这些损失大多是由于高速旋转的电机引起的。两模式EVT提供了减少电动机发电机速度的优点，但是却经常受到由于高压液压泵和模式切换所需离合器而导致的损失。如果能够基本消除与高压液压泵、离合器和高电动机发电机速度相关的损失，就能实现显著的车辆燃料燃烧效率增益。
发明内容
本发明描述了连续可变机电混合传动装置，其提供多模式EVT的优点而不需要离合器和相关的高压液压泵。
本发明的电力变速传动装置系列提供了低容量、低成本的电力变速传动装置机构，包括第一、第二和第三差分齿轮组，电池(或类似的能量储存设备)，和可互换地用作电动机或发电机的三个电机。优选地，该差分齿轮组是行星齿轮组，但是也可以实施其他的齿轮装置，例如伞齿轮或到一个偏移轴的差分齿轮装置。
在本说明中，该第一、第二和第三行星齿轮组可以以任何顺序编号第一到第三(即从左到右，从右到左，等等)。
该三个行星齿轮组中的每个都具有三个部件。每个行星齿轮组的第一、第二或第三部件可以是太阳齿轮、环形齿轮或托架(carrier)中的任何一个，或者可选地为小齿轮(pinion)。
每个托架可以是单小齿轮托架(简单)或双小齿轮托架(复合)。
输入轴与该行星齿轮组的一个部件连续连接。输出轴与该行星齿轮组的另一个部件连续连接。
第一互连部件连续连接该第一行星齿轮组的第一部件和该第二行星齿轮组的第一部件。
第二互连部件连续连接该第一行星齿轮组的第二部件和该第二行星齿轮组的第二部件。
第三互连部件连续连接该第二行星齿轮组的第三部件和该第三行星齿轮组的第一部件。
第一电动机/发电机连接到该第一行星齿轮组的一个部件。
第二电动机/发电机连接到该第三行星齿轮组的一个部件。
第三电动机/发电机连接到该第二或第三行星齿轮组的一个部件。
实质上，该行星齿轮装置具有六个节点，其中五个与该输入轴、输出轴和三个电动机/发电机相连接。该电力电动机/发电机与驱动单元、控制系统和能量储存设备(例如电池)相连接。
该三个电动机/发电机可以以协同方式工作以获得在该输入轴和输出轴之间的连续可变的前进和后退速度比，同时最小化该电动机发电机的旋转速度和优化该系统的整体效率。该行星齿轮组的齿比率(tooth ratio)可以被适当选择以满足特定的应用。
根据以下对于实现本发明的最佳模式的详细说明，并结合附图，本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点将变得清楚。
附图说明
图1是包括结合本发明的一个系列成员的电力变速传动装置的动力系的示意图；
图2是包括结合本发明的一个系列成员的电力变速传动装置的动力系的示意图；
图3是包括结合本发明的一个系列成员的电力变速传动装置的动力系的示意图；
图4是包括结合本发明的一个系列成员的电力变速传动装置的动力系的示意图；
图5是包括结合本发明的一个系列成员的电力变速传动装置的动力系的示意图；
图6是包括结合本发明的一个系列成员的电力变速传动装置的动力系的示意图；
图7是包括结合本发明的一个系列成员的电力变速传动装置的动力系的示意图；
图8是包括结合本发明的一个系列成员的电力变速传动装置的动力系的示意图；
图9是包括结合本发明的一个系列成员的电力变速传动装置的动力系的示意图；
图10是包括结合本发明的一个系列成员的电力变速传动装置的动力系的示意图；
图11是包括结合本发明的一个系列成员的电力变速传动装置的动力系的示意图；和
图12是包括结合本发明的一个系列成员的电力变速传动装置的动力系的示意图。
具体实施方式
参照图1，示出了动力系10，包括连接到用数字14概括表示的、改进的电力变速传动装置(EVT)的一个优选实施例的发动机12。传动装置14被设计成从发动机12接收它的驱动功率的至少一部分。如图所示，该发动机12具有用作传动装置14的输入部件17的输出轴。瞬时转矩阻尼器(未示出)也可以被实施在该传动装置的发动机12和输入部件17之间。
在所述实施例中，该发动机12可以是矿物燃料发动机，例如汽油或柴油发动机，典型地，其很容易适应于以可选择数量的每分钟转数(RPM)提供可靠的功率输出。
不考虑将发动机12连接到传动装置输入部件17的装置，该传动装置输入部件17可操作地连接到传动装置14中的行星齿轮组。
传动装置14的输出部件19连接到最终传动16。
传动装置14使用三个差分齿轮组，优选地本质上为行星齿轮组20、30和40。行星齿轮组20应用外部齿轮部件24，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件24限定内部齿轮部件22的外周，该内部齿轮部件22典型地被指定为太阳齿轮。托架部件26可旋转地支撑多个行星齿轮27，以使得每个行星齿轮27同步并且啮合地接合该第一行星齿轮组20的外部环形齿轮部件24和内部太阳齿轮部件22。
行星齿轮组30也应用外部齿轮部件34，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件34限定内部齿轮部件32的外周，该内部齿轮部件32典型地被指定为太阳齿轮。托架部件36可旋转地支撑多个行星齿轮37，以使得每个行星齿轮37同步并且啮合地接合该行星齿轮组30的外部环形齿轮部件34和内部太阳齿轮部件32。
行星齿轮组40也应用外部齿轮部件44，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件44限定内部齿轮部件42的外周，该内部齿轮部件42典型地被指定为太阳齿轮。托架部件46可旋转地支撑多个行星齿轮47，以使得每个行星齿轮47同步并且啮合地接合该行星齿轮组40的外部环形齿轮部件44和内部太阳齿轮部件42。
输入轴17连续连接到行星齿轮组40的太阳齿轮部件42。输出轴19连续连接到行星齿轮组20的托架部件26。
第一互连部件70连续连接行星齿轮组20的太阳齿轮部件22和行星齿轮组30的太阳齿轮部件32。第二互连部件72连续连接行星齿轮组20的环形齿轮部件24和行星齿轮组30的托架部件36。第三互连部件74连续连接行星齿轮组30的环形齿轮部件34和行星齿轮组40的环形齿轮部件44。
该第一优选实施例10还分别结合了第一、第二和第三电动机/发电机80、82和84。该第一电动机/发电机80的定子被固定到传动装置外壳60。该第一电动机/发电机80的转子被固定到行星齿轮组20的环形齿轮部件24。
该第二电动机/发电机82的定子被固定到传动装置外壳60。该第二电动机/发电机82的转子被固定到行星齿轮组30的环形齿轮部件34。
该第三电动机/发电机84的定子被固定到传动装置外壳60。该第三电动机/发电机84的转子被固定到行星齿轮组40的托架部件46。
现在转到电源的说明，根据前面的描述并且特别参照图1，应当清楚，传动装置14选择性地从发动机12接收功率。该混合传动装置还从可操作地连接到控制器88的电源86接收功率。该电源86可以是一个或多个电池。可以使用其他具有提供或储存和分配电功率性能的电源例如电容器或燃料电池来代替或与电池组合，而不改变本发明的概念。输入轴和输出轴之间的速度比通过该三个电动机/发电机和该行星齿轮组的环形齿轮/太阳齿轮齿比率来指定。传动装置领域的普通技术人员将会认识到，可以通过适当选择该三个电动机/发电机的速度来实现预期的输入/输出速度比。
第二典型实施例说明
参照图2，示出了动力系110，包括连接到用数字114概括表示的、改进的电力变速传动装置(EVT)的另一个优选实施例的发动机12。传动装置114被设计成从发动机12接收它的驱动功率的至少一部分。如图所示，该发动机12具有用作传动装置114的输入部件17的输出轴。瞬时转矩阻尼器(未示出)也可以被实施在该传动装置的发动机12和输入部件17之间。
在所述实施例中，该发动机12可以是矿物燃料发动机，例如汽油或柴油发动机，典型地，其很容易适应于以可选择数量的每分钟转数(RPM)提供可靠的功率输出。
不考虑将发动机12连接到传动装置输入部件17的装置，该传动装置输入部件17可操作地连接到传动装置114中的行星齿轮组。
传动装置114的输出部件19连接到最终传动16。
传动装置114使用三个差分齿轮组，优选地本质上为行星齿轮组120、130和140。行星齿轮组120应用外部齿轮部件124，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件124限定内部齿轮部件122的外周，该内部齿轮部件122典型地被指定为太阳齿轮。托架部件126可旋转地支撑多个行星齿轮127，以使得每个行星齿轮127同步并且啮合地接合该第一行星齿轮组120的外部环形齿轮部件124和内部太阳齿轮部件122。
行星齿轮组130也应用外部齿轮部件134，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件134限定内部齿轮部件132的外周，该内部齿轮部件132典型地被指定为太阳齿轮。托架部件136可旋转地支撑多个行星齿轮137，以使得每个行星齿轮137同步并且啮合地接合该行星齿轮组130的外部环形齿轮部件134和内部太阳齿轮部件132。
行星齿轮组140也应用外部齿轮部件144，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件144限定内部齿轮部件142的外周，该内部齿轮部件142典型地被指定为太阳齿轮。托架部件146可旋转地支撑多个行星齿轮147，以使得每个行星齿轮147同步并且啮合地接合该行星齿轮组140的外部环形齿轮部件144和内部太阳齿轮部件142。
输入轴17连续连接到行星齿轮组140的托架部件146。输出轴19连续连接到行星齿轮组120的环形齿轮部件124。
第一互连部件170连续连接行星齿轮组120的太阳齿轮部件122和行星齿轮组130的太阳齿轮部件132。第二互连部件172连续连接行星齿轮组120的托架部件126和行星齿轮组130的托架部件136。第三互连部件174连续连接行星齿轮组130的环形齿轮部件134和行星齿轮组140的太阳齿轮部件142。
该优选实施例110还分别结合了第一、第二和第三电动机/发电机180、182和184。该第一电动机/发电机180的定子被固定到传动装置外壳160。该第一电动机/发电机180的转子被固定到行星齿轮组120的托架部件126。
该第二电动机/发电机182的定子被固定到传动装置外壳160。该第二电动机/发电机182的转子被固定到行星齿轮组130的环形齿轮部件134。
该第三电动机/发电机184的定子被固定到传动装置外壳160。该第三电动机/发电机184的转子被固定到行星齿轮组140的环形齿轮部件144。
该混合传动装置114从发动机12接收功率，并且还与可操作地连接到控制器188的电源186交换功率。
第三典型实施例说明
参照图3，示出了动力系210，包括连接到用数字214概括表示的、改进的电力变速传动装置(EVT)的另一个优选实施例的发动机12。传动装置214被设计成从发动机12接收它的驱动功率的至少一部分。如图所示，该发动机12具有用作传动装置214的输入部件17的输出轴。瞬时转矩阻尼器(未示出)也可以被实施在该传动装置的发动机12和输入部件17之间。
在所述实施例中，该发动机12可以是矿物燃料发动机，例如汽油或柴油发动机，典型地，其很容易适应于以可选择数量的每分钟转数(RPM)提供可靠的功率输出。
不考虑将发动机12连接到传动装置输入部件17的装置，该传动装置输入部件17可操作地连接到传动装置214中的行星齿轮组。
传动装置214的输出部件19连接到最终传动16。
传动装置214使用三个差分齿轮组，优选地本质上为行星齿轮组220、230和240。行星齿轮组220应用外部齿轮部件224，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件224限定内部齿轮部件222的外周，该内部齿轮部件222典型地被指定为太阳齿轮。托架部件226可旋转地支撑多个行星齿轮227，以使得每个行星齿轮227同步并且啮合地接合该第一行星齿轮组220的外部环形齿轮部件224和内部太阳齿轮部件222。
行星齿轮组230也应用外部齿轮部件234，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件234限定内部齿轮部件232的外周，该内部齿轮部件232典型地被指定为太阳齿轮。托架部件236可旋转地支撑多个行星齿轮237，以使得每个行星齿轮237同步并且啮合地接合该行星齿轮组230的外部环形齿轮部件234和内部太阳齿轮部件232。
行星齿轮组240也应用外部齿轮部件244，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件244限定内部齿轮部件242的外周，该内部齿轮部件242典型地被指定为太阳齿轮。托架部件246可旋转地支撑多个行星齿轮247，以使得每个行星齿轮247同步并且啮合地接合该行星齿轮组240的外部环形齿轮部件244和内部太阳齿轮部件242。
输入轴17连续连接到行星齿轮组240的太阳齿轮部件242。输出轴19连续连接到行星齿轮组220的环形齿轮部件224。
第一互连部件270连续连接托架部件226和环形齿轮部件234。第二互连部件272连续连接太阳齿轮部件222和托架部件236。第三互连部件274连续连接太阳齿轮部件232和环形齿轮部件244。
该动力系210还分别结合了第一、第二和第三电动机/发电机280、282和284。该第一电动机/发电机280的定子被固定到传动装置外壳260。该第一电动机/发电机280的转子被固定到环形齿轮部件224，并从而固定到该输出部件19。
该第二电动机/发电机282的定子被固定到传动装置外壳260。该第二电动机/发电机282的转子被固定到托架部件236。
该第三电动机/发电机284的定子被固定到传动装置外壳260。该第三电动机/发电机284的转子被固定到托架部件246。
该混合传动装置214从发动机12接收功率，并且还与可操作地连接到控制器288的电源286交换功率。
第四典型实施例说明
参照图4，示出了动力系310，包括连接到用数字314概括表示的、改进的电力变速传动装置(EVT)的另一个优选实施例的发动机12。传动装置314被设计成从发动机12接收它的驱动功率的至少一部分。如图所示，该发动机12具有用作传动装置314的输入部件17的输出轴。瞬时转矩阻尼器(未示出)也可以被实施在该传动装置的发动机12和输入部件17之间。
在所述实施例中，该发动机12可以是矿物燃料发动机，例如汽油或柴油发动机，典型地，其很容易适应于以可选择数量的每分钟转数(RPM)提供可靠的功率输出。
不考虑将发动机12连接到传动装置输入部件17的装置，该传动装置输入部件17可操作地连接到传动装置314中的行星齿轮组。该传动装置314的输出部件19连接到最终传动16。
传动装置314使用三个差分齿轮组，优选地本质上为行星齿轮组320、330和340。行星齿轮组320应用外部齿轮部件324，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件324限定内部齿轮部件322的外周，该内部齿轮部件322典型地被指定为太阳齿轮。托架部件326可旋转地支撑多个行星齿轮327，以使得每个行星齿轮327同步并且啮合地接合该第一行星齿轮组320的外部环形齿轮部件324和内部太阳齿轮部件322。
行星齿轮组330也应用外部齿轮部件334，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件334限定内部齿轮部件332的外周，该内部齿轮部件332典型地被指定为太阳齿轮。托架部件336可旋转地支撑多个行星齿轮337，以使得每个行星齿轮337同步并且啮合地接合该行星齿轮组330的外部环形齿轮部件334和内部太阳齿轮部件332。
行星齿轮组340也应用外部齿轮部件344，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件344限定内部齿轮部件342的外周，该内部齿轮部件342典型地被指定为太阳齿轮。托架部件346可旋转地支撑多个行星齿轮347，以使得每个行星齿轮347同步并且啮合地接合该行星齿轮组340的外部环形齿轮部件344和内部太阳齿轮部件342。
输入轴17连续连接到行星齿轮组320的太阳齿轮部件322。输出轴19连续连接到行星齿轮组340的环形齿轮部件344。
第一互连部件370连续连接环形齿轮部件324和太阳齿轮部件332。第二互连部件372连续连接托架部件326和环形齿轮部件334。第三互连部件374连续连接托架部件336和太阳齿轮部件342。
该动力系310还分别结合了第一、第二和第三电动机/发电机380、382和384。该第一电动机/发电机380的定子被固定到传动装置外壳360。该第一电动机/发电机380的转子被固定到托架部件326。
该第二电动机/发电机382的定子被固定到传动装置外壳360。该第二电动机/发电机382的转子被固定到托架部件336。
该第三电动机/发电机384的定子被固定到传动装置外壳360。该第三电动机/发电机384的转子被固定到托架部件346。
该混合传动装置314从发动机12接收功率，并且还与可操作地连接到控制器388的电源386交换功率。
第五典型实施例说明
参照图5，示出了动力系410，包括连接到用数字414概括表示的、改进的电力变速传动装置(EVT)的另一个优选实施例的发动机12。传动装置414被设计成从发动机12接收它的驱动功率的至少一部分。如图所示，该发动机12具有用作传动装置414的输入部件17的输出轴。瞬时转矩阻尼器(未示出)也可以被实施在该传动装置的发动机12和输入部件17之间。
在所述实施例中，该发动机12可以是矿物燃料发动机，例如汽油或柴油发动机，典型地，其很容易适应于以可选择数量的每分钟转数(RPM)提供可靠的功率输出。
不考虑将发动机12连接到传动装置输入部件17的装置，该传动装置输入部件17可操作地连接到传动装置414中的行星齿轮组。该传动装置414的输出部件19连接到最终传动16。
传动装置414使用三个差分齿轮组，优选地本质上为行星齿轮组420、430和440。行星齿轮组420应用外部齿轮部件424，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件424限定内部齿轮部件422的外周，该内部齿轮部件422典型地被指定为太阳齿轮。托架部件426可旋转地支撑多个行星齿轮427，以使得每个行星齿轮427同步并且啮合地接合该第一行星齿轮组420的外部环形齿轮部件424和内部太阳齿轮部件422。
行星齿轮组430也应用外部齿轮部件434，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件434限定内部齿轮部件432的外周，该内部齿轮部件432典型地被指定为太阳齿轮。托架部件436可旋转地支撑多个行星齿轮437，以使得每个行星齿轮437同步并且啮合地接合该行星齿轮组430的外部环形齿轮部件434和内部太阳齿轮部件432。
行星齿轮组440也应用外部齿轮部件444，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件444限定内部齿轮部件442的外周，该内部齿轮部件442典型地被指定为太阳齿轮。托架部件446可旋转地支撑多个行星齿轮447，以使得每个行星齿轮447同步并且啮合地接合该行星齿轮组440的外部环形齿轮部件444和内部太阳齿轮部件442。
输入轴17连续连接到太阳齿轮部件442。输出轴19连续连接到托架部件426。
第一互连部件470连续连接太阳齿轮部件422和环形齿轮部件434。第二互连部件472连续连接环形齿轮部件424和托架部件436。第三互连部件474连续连接太阳齿轮部件432和环形齿轮部件444。
该优选实施例410还分别结合了第一、第二和第三电动机/发电机480、482和484。该第一电动机/发电机480的定子被固定到传动装置外壳460。该第一电动机/发电机480的转子被固定到环形齿轮部件424。
该第二电动机/发电机482的定子被固定到传动装置外壳460。该第二电动机/发电机482的转子被固定到太阳齿轮部件432。
该第三电动机/发电机484的定子被固定到传动装置外壳460。该第三电动机/发电机484的转子被固定到托架部件446。
该混合传动装置414从发动机12接收功率，并且还与可操作地连接到控制器488的电源486交换功率。
第六典型实施例说明
参照图6，示出了动力系510，包括连接到用数字514概括表示的、改进的电力变速传动装置(EVT)的另一个优选实施例的发动机12。传动装置514被设计成从发动机12接收它的驱动功率的至少一部分。如图所示，该发动机12具有用作传动装置514的输入部件17的输出轴。瞬时转矩阻尼器(未示出)也可以被实施在该传动装置的发动机12和输入部件17之间。
在所述实施例中，该发动机12可以是矿物燃料发动机，例如汽油或柴油发动机，典型地，其很容易适应于以可选择数量的每分钟转数(RPM)提供可靠的功率输出。
不考虑将发动机12连接到传动装置输入部件17的装置，该传动装置输入部件17可操作地连接到传动装置514中的行星齿轮组。该传动装置514的输出部件19连接到最终传动16。
传动装置514使用三个差分齿轮组，优选地本质上为行星齿轮组520、530和540。行星齿轮组520应用外部齿轮部件524，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件524限定内部齿轮部件522的外周，该内部齿轮部件522典型地被指定为太阳齿轮。托架部件526可旋转地支撑多个行星齿轮527，以使得每个行星齿轮527同步并且啮合地接合该第一行星齿轮组520的外部环形齿轮部件524和内部太阳齿轮部件522。
行星齿轮组530也应用外部齿轮部件534，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件534限定内部齿轮部件532的外周，该内部齿轮部件532典型地被指定为太阳齿轮。托架部件536可旋转地支撑多个行星齿轮537，以使得每个行星齿轮537同步并且啮合地接合该行星齿轮组530的外部环形齿轮部件534和内部太阳齿轮部件532。
行星齿轮组540也应用外部齿轮部件544，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件544限定内部齿轮部件542的外周，该内部齿轮部件542典型地被指定为太阳齿轮。托架部件546可旋转地支撑多个行星齿轮547，以使得每个行星齿轮547同步并且啮合地接合该行星齿轮组540的外部环形齿轮部件544和内部太阳齿轮部件542。
输入轴17连续连接到环形齿轮部件524。输出轴19连续连接到环形齿轮部件544。
第一互连部件570连续连接太阳齿轮部件522和太阳齿轮部件532。第二互连部件572连续连接托架部件526和环形齿轮部件534。第三互连部件574连续连接托架部件536和太阳齿轮部件542。
该优选实施例510还分别结合了第一、第二和第三电动机/发电机580、582和584。该第一电动机/发电机580的定子被固定到传动装置外壳560。该第一电动机/发电机580的转子被固定到托架部件526。
该第二电动机/发电机582的定子被固定到传动装置外壳560。该第二电动机/发电机582的转子被固定到托架部件536。
该第三电动机/发电机584的定子被固定到传动装置外壳560。该第三电动机/发电机584的转子被固定到托架部件546。
该混合传动装置514从发动机12接收功率，并且还与可操作地连接到控制器588的电源586交换功率。
第七典型实施例说明
参照图7，示出了动力系610，包括连接到用数字614概括表示的、改进的电力变速传动装置(EVT)的另一个优选实施例的发动机12。传动装置614被设计成从发动机12接收它的驱动功率的至少一部分。如图所示，该发动机12具有用作传动装置614的输入部件17的输出轴。瞬时转矩阻尼器(未示出)也可以被实施在该传动装置的发动机12和输入部件17之间。
在所述实施例中，该发动机12可以是矿物燃料发动机，例如汽油或柴油发动机，典型地，其很容易适应于以可选择数量的每分钟转数(RPM)提供可靠的功率输出。
不考虑将发动机12连接到传动装置输入部件17的装置，该传动装置输入部件17可操作地连接到传动装置614中的行星齿轮组。该传动装置614的输出部件19连接到最终传动16。
传动装置614使用三个差分齿轮组，优选地本质上为行星齿轮组620、630和640。行星齿轮组620应用外部齿轮部件624，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件624限定内部齿轮部件622的外周，该内部齿轮部件622典型地被指定为太阳齿轮。托架部件626可旋转地支撑多个行星齿轮627，以使得每个行星齿轮627同步并且啮合地接合该第一行星齿轮组620的外部环形齿轮部件624和内部太阳齿轮部件622。
行星齿轮组630也应用外部齿轮部件634，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件634限定内部齿轮部件632的外周，该内部齿轮部件632典型地被指定为太阳齿轮。托架部件636可旋转地支撑多个行星齿轮637，以使得每个行星齿轮637同步并且啮合地接合该行星齿轮组630的外部环形齿轮部件634和内部太阳齿轮部件632。
行星齿轮组640也应用外部齿轮部件644，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件644限定内部齿轮部件642的外周，该内部齿轮部件642典型地被指定为太阳齿轮。托架部件646可旋转地支撑多个行星齿轮647，以使得每个行星齿轮647同步并且啮合地接合该行星齿轮组640的外部环形齿轮部件644和内部太阳齿轮部件642。
输入轴17连续连接到环形齿轮部件624。输出轴19连续连接到环形齿轮部件644。
第一互连部件670连续连接环形齿轮部件624和太阳齿轮部件632。第二互连部件672连续连接托架部件626和托架部件636。第三互连部件674连续连接环形齿轮部件634和太阳齿轮部件642。
该优选实施例610还分别结合了第一、第二和第三电动机/发电机680、682和684。该第一电动机/发电机680的定子被固定到传动装置外壳660。该第一电动机/发电机680的转子被固定到太阳齿轮部件622。
该第二电动机/发电机682的定子被固定到传动装置外壳660。该第二电动机/发电机682的转子被固定到托架部件636。
该第三电动机/发电机684的定子被固定到传动装置外壳660。该第三电动机/发电机684的转子被固定到托架部件646。
该混合传动装置614从发动机12接收功率，并且还与可操作地连接到控制器688的电源686交换功率。
第八典型实施例说明
参照图8，示出了动力系710，包括连接到用数字714概括表示的、改进的电力变速传动装置(EVT)的另一个优选实施例的发动机12。传动装置714被设计成从发动机12接收它的驱动功率的至少一部分。如图所示，该发动机12具有用作传动装置714的输入部件17的输出轴。瞬时转矩阻尼器(未示出)也可以被实施在该传动装置的发动机12和输入部件17之间。
在所述实施例中，该发动机12可以是矿物燃料发动机，例如汽油或柴油发动机，典型地，其很容易适应于以可选择数量的每分钟转数(RPM)提供可靠的功率输出。
不考虑将发动机12连接到传动装置输入部件17的装置，该传动装置输入部件17可操作地连接到传动装置714中的行星齿轮组。该传动装置714的输出部件19连接到最终传动16。
传动装置714使用三个差分齿轮组，优选地本质上为行星齿轮组720、730和740。行星齿轮组720应用外部齿轮部件724，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件724限定内部齿轮部件722的外周，该内部齿轮部件722典型地被指定为太阳齿轮。托架部件726可旋转地支撑多个行星齿轮727，以使得每个行星齿轮727同步并且啮合地接合该第一行星齿轮组720的外部环形齿轮部件724和内部太阳齿轮部件722。
行星齿轮组730也应用外部齿轮部件734，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件734限定内部齿轮部件732的外周，该内部齿轮部件732典型地被指定为太阳齿轮。托架部件736可旋转地支撑多个行星齿轮737，以使得每个行星齿轮737同步并且啮合地接合该行星齿轮组730的外部环形齿轮部件734和内部太阳齿轮部件732。
行星齿轮组740也应用外部齿轮部件744，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件744限定内部齿轮部件742的外周，该内部齿轮部件742典型地被指定为太阳齿轮。托架部件746可旋转地支撑多个行星齿轮747，以使得每个行星齿轮747同步并且啮合地接合该行星齿轮组740的外部环形齿轮部件744和内部太阳齿轮部件742。
输入轴17连续连接到太阳齿轮部件732。输出轴19连续连接到环形齿轮部件744。
第一互连部件770连续连接托架部件726和太阳齿轮部件732。第二互连部件772连续连接环形齿轮部件724和托架部件736。第三互连部件774连续连接环形齿轮部件734和托架部件746。
该优选实施例710还分别结合了第一、第二和第三电动机/发电机780、782和784。该第一电动机/发电机780的定子被固定到传动装置外壳760。该第一电动机/发电机780的转子被固定到太阳齿轮部件722。
该第二电动机/发电机782的定子被固定到传动装置外壳760。该第二电动机/发电机782的转子被固定到环形齿轮部件734。
该第三电动机/发电机784的定子被固定到传动装置外壳760。该第三电动机/发电机784的转子被固定到太阳齿轮部件742。
该混合传动装置714从发动机12接收功率，并且还与可操作地连接到控制器788的电源786交换功率。
第九典型实施例说明
参照图9，示出了动力系810，包括连接到用数字814概括表示的、改进的电力变速传动装置(EVT)的另一个优选实施例的发动机12。传动装置814被设计成从发动机12接收它的驱动功率的至少一部分。如图所示，该发动机12具有用作传动装置814的输入部件17的输出轴。瞬时转矩阻尼器(未示出)也可以被实施在该传动装置的发动机12和输入部件17之间。
在所述实施例中，该发动机12可以是矿物燃料发动机，例如汽油或柴油发动机，典型地，其很容易适应于以可选择数量的每分钟转数(RPM)提供可靠的功率输出。
不考虑将发动机12连接到传动装置输入部件17的装置，该传动装置输入部件17可操作地连接到传动装置814中的行星齿轮组。该传动装置814的输出部件19连接到最终传动16。
传动装置814使用三个差分齿轮组，优选地本质上为行星齿轮组820、830和840。行星齿轮组820应用外部齿轮部件824，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件824限定内部齿轮部件822的外周，该内部齿轮部件822典型地被指定为太阳齿轮。托架部件826可旋转地支撑多个行星齿轮827，以使得每个行星齿轮827同步并且啮合地接合该第一行星齿轮组820的外部环形齿轮部件824和内部太阳齿轮部件822。
行星齿轮组830也应用外部齿轮部件834，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件834限定内部齿轮部件832的外周，该内部齿轮部件832典型地被指定为太阳齿轮。托架部件836可旋转地支撑多个行星齿轮837，以使得每个行星齿轮837同步并且啮合地接合该行星齿轮组830的外部环形齿轮部件834和内部太阳齿轮部件832。
行星齿轮组840也应用外部齿轮部件844，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件844限定内部齿轮部件842的外周，该内部齿轮部件842典型地被指定为太阳齿轮。托架部件846可旋转地支撑多个行星齿轮847，以使得每个行星齿轮847同步并且啮合地接合该行星齿轮组840的外部环形齿轮部件844和内部太阳齿轮部件842。
输入轴17连续连接到太阳齿轮部件832。输出轴19连续连接到环形齿轮部件844。
第一互连部件870连续连接环形齿轮部件824和太阳齿轮部件832。第二互连部件872连续连接托架部件826和托架部件836。第三互连部件874连续连接环形齿轮部件834和太阳齿轮部件842。
该优选实施例810还分别结合了第一、第二和第三电动机/发电机880、882和884。该第一电动机/发电机880的定子被固定到传动装置外壳860。该第一电动机/发电机880的转子被固定到太阳齿轮部件822。
该第二电动机/发电机882的定子被固定到传动装置外壳860。该第二电动机/发电机882的转子被固定到环形齿轮部件834。
该第三电动机/发电机884的定子被固定到传动装置外壳860。该第三电动机/发电机884的转子被固定到托架部件846。
该混合传动装置814从发动机12接收功率，并且还与可操作地连接到控制器888的电源886交换功率。
第十典型实施例说明
参照图10，示出了动力系910，包括连接到用数字914概括表示的、改进的电力变速传动装置(EVT)的另一个优选实施例的发动机12。传动装置914被设计成从发动机12接收它的驱动功率的至少一部分。如图所示，该发动机12具有用作传动装置914的输入部件17的输出轴。瞬时转矩阻尼器(未示出)也可以被实施在该传动装置的发动机12和输入部件17之间。
在所述实施例中，该发动机12可以是矿物燃料发动机，例如汽油或柴油发动机，典型地，其很容易适应于以可选择数量的每分钟转数(RPM)提供可靠的功率输出。
不考虑将发动机12连接到传动装置输入部件17的装置，该传动装置输入部件17可操作地连接到传动装置914中的行星齿轮组。该传动装置914的输出部件19连接到最终传动16。
传动装置914使用三个差分齿轮组，优选地本质上为行星齿轮组920、930和940。行星齿轮组920应用外部齿轮部件924，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件924限定内部齿轮部件922的外周，该内部齿轮部件922典型地被指定为太阳齿轮。托架部件926可旋转地支撑多个行星齿轮927、928。每个行星齿轮927啮合地接合环形齿轮部件924，每个行星齿轮928啮合地结合太阳齿轮部件922以及行星齿轮组920的各个行星齿轮927。
行星齿轮组930也应用外部齿轮部件934，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件934限定内部齿轮部件932的外周，该内部齿轮部件932典型地被指定为太阳齿轮。托架部件936可旋转地支撑多个行星齿轮937，以使得每个行星齿轮937同步并且啮合地接合该行星齿轮组930的外部环形齿轮部件934和内部太阳齿轮部件932。
行星齿轮组940也应用外部齿轮部件944，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件944限定内部齿轮部件942的外周，该内部齿轮部件942典型地被指定为太阳齿轮。托架部件946可旋转地支撑行星齿轮947，该行星齿轮947啮合结合太阳齿轮部件942和环形齿轮部件944。
输入轴17连续连接到托架部件926。输出轴19连续连接到环形齿轮部件944。
第一互连部件970连续连接托架部件926和环形齿轮部件934。第二互连部件972连续连接环形齿轮部件924和托架部件936。第三互连部件974连续连接太阳齿轮部件932和太阳齿轮部件942。
该优选实施例910还分别结合了第一、第二和第三电动机/发电机980、982和984。该第一电动机/发电机980的定子被固定到传动装置外壳960。该第一电动机/发电机980的转子被固定到太阳齿轮部件922。
该第二电动机/发电机982的定子被固定到传动装置外壳960。该第二电动机/发电机982的转子被固定到环形齿轮部件924。
该第三电动机/发电机984的定子被固定到传动装置外壳960。该第三电动机/发电机984的转子被固定到托架部件946。
该混合传动装置914从发动机12接收功率，并且还与可操作地连接到控制器988的电源986交换功率。
第十一典型实施例说明
参照图11，示出了动力系1010，包括连接到用数字1014概括表示的、改进的电力变速传动装置(EVT)的另一个优选实施例的发动机12。传动装置1014被设计成从发动机12接收它的驱动功率的至少一部分。如图所示，该发动机12具有用作传动装置1014的输入部件17的输出轴。瞬时转矩阻尼器(未示出)也可以被实施在该传动装置的发动机12和输入部件17之间。
在所述实施例中，该发动机12可以是矿物燃料发动机，例如汽油或柴油发动机，典型地，其很容易适应于以可选择数量的每分钟转数(RPM)提供可靠的功率输出。
不考虑将发动机12连接到传动装置输入部件17的装置，该传动装置输入部件17可操作地连接到传动装置1014中的行星齿轮组。该传动装置1014的输出部件19连接到最终传动16。
传动装置1014使用三个差分齿轮组，优选地本质上为行星齿轮组1020、1030和1040。行星齿轮组1020应用外部齿轮部件1024，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件1024限定内部齿轮部件1022的外周，该内部齿轮部件1022典型地被指定为太阳齿轮。托架部件1026可旋转地支撑多个行星齿轮1027，以使得每个行星齿轮1027同步并且啮合地接合该第一行星齿轮组1020的外部环形齿轮部件1024和内部太阳齿轮部件1022。
行星齿轮组1030也应用外部齿轮部件1034，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件1034限定内部齿轮部件1032的外周，该内部齿轮部件1032典型地被指定为太阳齿轮。托架部件1036可旋转地支撑多个行星齿轮1037，以使得每个行星齿轮1037同步并且啮合地接合该行星齿轮组1030的外部环形齿轮部件1034和内部太阳齿轮部件1032。
行星齿轮组1040也应用外部齿轮部件1044，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件1044限定内部齿轮部件1042的外周，该内部齿轮部件1042典型地被指定为太阳齿轮。托架部件1046可旋转地支撑多个行星齿轮1047，以使得每个行星齿轮1047同步并且啮合地接合该行星齿轮组1040的外部环形齿轮部件1044和内部太阳齿轮部件1042。
输入轴17连续连接到太阳齿轮部件1022。输出轴19连续连接到环形齿轮部件1044。
第一互连部件1070连续连接托架部件1026和环形齿轮部件1034。第二互连部件1072连续连接环形齿轮部件1024和托架部件1036。第三互连部件1074连续连接太阳齿轮部件1032和太阳齿轮部件1042。
该优选实施例1010还分别结合了第一、第二和第三电动机/发电机1080、1082和1084。该第一电动机/发电机1080的定子被固定到传动装置外壳1060。该第一电动机/发电机1080的转子被固定到托架部件1026。
该第二电动机/发电机1082的定子被固定到传动装置外壳1060。该第二电动机/发电机1082的转子被固定到托架部件1036。
该第三电动机/发电机1084的定子被固定到传动装置外壳1060。该第三电动机/发电机1084的转子被固定到托架部件1046。
该混合传动装置1014从发动机12接收功率，并且还与可操作地连接到控制器1088的电源1086交换功率。
第十二典型实施例说明
参照图12，示出了动力系1110，包括连接到用数字1114概括表示的、改进的电力变速传动装置(EVT)的另一个优选实施例的发动机12。传动装置1114被设计成从发动机12接收它的驱动功率的至少一部分。如图所示，该发动机12具有用作传动装置1114的输入部件17的输出轴。瞬时转矩阻尼器(未示出)也可以被实施在该传动装置的发动机12和输入部件17之间。
在所述实施例中，该发动机12可以是矿物燃料发动机，例如汽油或柴油发动机，典型地，其很容易适应于以可选择数量的每分钟转数(RPM)提供可靠的功率输出。
不考虑将发动机12连接到传动装置输入部件17的装置，该传动装置输入部件17可操作地连接到传动装置1114中的行星齿轮组。该传动装置1114的输出部件19连接到最终传动16。
传动装置1114使用三个差分齿轮组，优选地本质上为行星齿轮组1120、1130和1140。行星齿轮组1120应用外部齿轮部件1124，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件1124限定内部齿轮部件1122的外周，该内部齿轮部件1122典型地被指定为太阳齿轮。托架部件1126可旋转地支撑多个行星齿轮1127，以使得每个行星齿轮1127同步并且啮合地接合该第一行星齿轮组1120的外部环形齿轮部件1124和内部太阳齿轮部件1122。
行星齿轮组1130也应用外部齿轮部件1134，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件1134限定内部齿轮部件1132的外周，该内部齿轮部件1132典型地被指定为太阳齿轮。托架部件1136可旋转地支撑多个行星齿轮1137，以使得每个行星齿轮1137同步并且啮合地接合该行星齿轮组1130的外部环形齿轮部件1134和内部太阳齿轮部件1132。
行星齿轮组1140也应用外部齿轮部件1144，其典型地被指定为环形齿轮。该环形齿轮部件1144限定内部齿轮部件1142的外周，该内部齿轮部件1142典型地被指定为太阳齿轮。托架部件1146可旋转地支撑多个行星齿轮1147，以使得每个行星齿轮1147同步并且啮合地接合该行星齿轮组1140的外部环形齿轮部件1144和内部太阳齿轮部件1142。
输入轴17连续连接到托架部件1136。输出轴19连续连接到环形齿轮部件1124。
第一互连部件1170连续连接托架部件1136和环形齿轮部件1144。第二互连部件1172连续连接托架部件1146和太阳齿轮部件1132。第三互连部件1174连续连接环形齿轮部件1134和环形齿轮部件1142。
该优选实施例1110还分别结合了第一、第二和第三电动机/发电机1180、1182和1184。该第一电动机/发电机1180的定子被固定到传动装置外壳1160。该第一电动机/发电机1180的转子通过可以改变该速度比的偏移传动(offset drive)1190例如皮带或链条而固定到太阳齿轮部件1122。
该第二电动机/发电机1182的定子被固定到传动装置外壳1160。该第二电动机/发电机1182的转子被固定到托架部件1126。
该第三电动机/发电机1184的定子被固定到传动装置外壳1160。该第三电动机/发电机1184的转子通过偏移齿轮1192而被固定到太阳齿轮部件1142。
该混合传动装置1114从发动机12接收功率，并且还与可操作地连接到控制器1188的电源1186交换功率。
虽然已经详细说明了实现本发明的最佳模式，但是本发明相关领域的普通技术人员将会认识到在所附权利要求范围内的用于实现本发明的各种可选的设计和实施方式。
Claims (12)
1.一种电力变速传动装置，包括：
用于从发动机接收功率的输入部件；
输出部件；
第一电动机/发电机、第二电动机/发电机和第三电动机/发电机；
第一差分齿轮组、第二差分齿轮组和第三差分齿轮组，每个具有第一部件、第二部件和第三部件；
所述输入部件与所述差分齿轮组的所有第一部件、第二部件和第三部件中的一个部件连续连接，并且所述输出部件与所述差分齿轮组的所有第一部件、第二部件和第三部件中的另一个部件连续连接；
第一互连部件连续连接所述第一差分齿轮组的所述第一部件和所述第二差分齿轮组的所述第一部件；
第二互连部件连续连接所述第一差分齿轮组的所述第二部件和所述第二差分齿轮组的所述第二部件；
第三互连部件连续连接所述第二差分齿轮组的所述第三部件和所述第三差分齿轮组的所述第一部件；
所述第一电动机/发电机与所述第一差分齿轮组的第一部件、第二部件和第三部件中的一个部件连续连接；
所述第二电动机/发电机与所述第三差分齿轮组的第一部件、第二部件和第三部件中的一个部件连续连接；
所述第三电动机/发电机与所述第二或第三差分齿轮组的第一部件、第二部件和第三部件中的一个部件连续连接；
其中，所述第一电动机/发电机、第二电动机/发电机和第三电动机/发电机可以以协同方式工作，从而提供具有在该输入部件和输出部件之间的连续可变范围速度比的电力变速传动装置。
2.如权利要求1所述的电力变速传动装置，其中所述第一差分齿轮组、第二差分齿轮组和第三差分齿轮组是行星齿轮组。
3.如权利要求2所述的电力变速传动装置，其中每个所述行星齿轮组的托架是单小齿轮托架。
4.如权利要求2所述的电力变速传动装置，其中所述行星齿轮组的至少一个托架是双小齿轮托架。
5.如权利要求1所述的电力变速传动装置，其中至少一个所述电动机/发电机通过固定或可变的速度比设备与各自相应的一个所述差分齿轮组连接，其中该速度比设备是常规齿轮组、偏移齿轮、皮带传动、链条传统或其组合。
6.如权利要求1所述的电力变速传动装置，其中该电力变速传动装置的特征在于不需要离合器。
7.如权利要求1所述的电力变速传动装置，其中至少一个所述电动机/发电机通过所述差分齿轮组与所述输入部件或所述输出部件连接。
8.一种电力变速传动装置，包括：
用于从发动机接收功率的输入部件；
输出部件；
第一电动机/发电机、第二电动机/发电机和第三电动机/发电机；
第一差分齿轮组、第二差分齿轮组和第三差分齿轮组，每个具有第一部件、第二部件和第三部件；
所述输入部件与所述差分齿轮组的所有第一部件、第二部件和第三部件中的一个部件连续连接，并且所述输出部件与所述差分齿轮组的所有第一部件、第二部件和第三部件中的另一个部件连续连接；
第一互连部件连续连接所述第一差分齿轮组的所述第一部件和所述第二差分齿轮组的所述第一部件；
第二互连部件连续连接所述第一差分齿轮组的所述第二部件和所述第二差分齿轮组的所述第二部件；
第三互连部件连续连接所述第二差分齿轮组的所述第三部件和所述第三差分齿轮组的所述第一部件；
所述第一电动机/发电机、第二电动机/发电机和第三电动机/发电机与所述差分齿轮组中各自相应的一个部件连续连接；
其中，所述第一电动机/发电机、第二和电动机/发电机第三电动机/发电机可以以协同方式工作，从而提供具有在该输入部件和输出部件之间的连续可变范围速度比的电力变速传动装置。
9.如权利要求8所述的电力变速传动装置，其中所述第一差分齿轮组、第二差分齿轮组和第三差分齿轮组是行星齿轮组。
10.如权利要求9所述的电力变速传动装置，其中每个所述行星齿轮组的托架是单小齿轮托架。
11.如权利要求9所述的电力变速传动装置，其中所述行星齿轮组的至少一个托架是双小齿轮托架。
12.如权利要求8所述的电力变速传动装置，其中至少一个所述电动机/发电机通过固定或可变的速度比设备与各自相应的一个所述差分齿轮组连接，其中该速度比设备是常规齿轮组、偏移齿轮、皮带传动、链条传动或其组合。
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2006
- 2006-10-20 CN CNB2006101356767A patent/CN100485219C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105922856A (zh) * | 2016-04-13 | 2016-09-07 | 清华大学 | 一种基于行星传动的履带车辆及其传动系统 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1952439A (zh) | 2007-04-25 |
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