CN101113776A - 具有三个电动发电机和制动器的混合体系结构 - Google Patents

具有三个电动发电机和制动器的混合体系结构 Download PDF

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Abstract

本发明的电变速器系列提供低容量、低成本电变速器机构，包括第一和第二差动齿轮组、电池、作为电动机或发电机可互换服务的三个电机以及多达三个制动器。三个电动机/发电机可以协调方式操作，以产生具有连续可变速度范围(包括反向)的EVT。其中一个制动器允许串联混合操作。

Description

具有三个电动发电机和制动器的混合体系结构
技术领域
本发明涉及具有两个行星齿轮组、三个电动机/发电机和多达三个制动器的电变速器，它们可控制以提供连续可变的速比范围。
背景技术
与常规电动车辆相比，混合电动车辆可能大大提高燃料经济；但其市场渗透由于其较高的成本/收益比而受到限制。开发减少成本并提高车辆燃料经济的混合技术变得息息相关。混合车辆成本的两个影响因素是在许多基于电变速器(EVT)的混合系统中实现全电动转向所需的能量存储器(电池)功率容量和电动机/发电机的大小。影响系统效率的因素之一是电动机/发电机的操作效率。
发明内容
本发明描述了连续可变的混合变速器，所述变速器利用行星齿轮组、电动机/发电机和制动器组合，以提供具有串联混合反向驱动能力的多模式EVT，从而减少了对大块且昂贵的能量储存器(电池)的需求，并且使在效率极低条件下操作电动机/发电机减到最少。在串联混合反向驱动模式中，来自引擎的功率用于驱动至少一个电动机/发电机以生成电力，并且生成的电力被输送到至少一个其它电动机/发电机，以在前向或反向方向上驱动车辆。此能力消除了当前情况下反向驱动车辆时需要从电池提供大量电能。
本发明的电变速器系列提供低容量、低成本电变速器机构，包括第一和第二差动齿轮组、电池(或类似的能量储存装置)、作为电动机或发电机可互换服务的三个电机以及多达三个制动器。最好，差动齿轮组为行星齿轮组，但可实现其它齿轮布置，如锥齿轮或差动啮合到偏置轴。
在本说明书中，可以任意顺序(即从左到右，从右到左)从第一到第二计数第一和第二行星齿轮组。
两个行星齿轮组中的每个齿轮组有三个构件。每个行星齿轮组的第一、第二或第三构件可以为恒星齿轮、环形齿轮或齿轮架、或者小齿轮中的任一个。
每个齿轮架可以为单小齿轮架(单式)或双小齿轮架(复式)。
输入轴连续与第一行星齿轮组的一个构件连接。输出轴连续与第二行星齿轮组的一个构件连接。
固定的互连构件连续连接第一行星齿轮组的第一构件与第二行星齿轮组的第一构件。
第一电动机/发电机连接到第一行星齿轮组的一个构件。
第二电动机/发电机连接到第二行星齿轮组的一个构件。
第三电动机/发电机连接到第一或第二行星齿轮组的另一构件。
电动机/发电机直接或者通过其它行星齿轮组、带/链或者具有或不具有转矩倍增的偏置齿轮与行星齿轮组的构件连接。
第一制动器有选择地连接第一或第二行星齿轮组的一个构件与固定构件(变速器壳/外壳)。此制动器可操作以保持构件固定，并允许串联混合模式操作。使用第一制动器而不是电动机/发电机之一允许混合操作模式降低了对电动机的最大转矩要求并提高了效率。此外，仅电驱动(前向或反向)期间应用第一制动器允许起动引擎，而没有在一些当前EVT混合车辆中感觉到的“引擎起动震动”。
可选的第二制动器有选择地连接第二行星齿轮组的一个构件与一个固定构件，并可操作以在某些操作条件下固定第二行星齿轮组的一个构件，包括在其它情况下将需要电动机/发电机之一操作在零或接近零速度的操作条件，由此通过阻止低效率使用电力保持零或接近零速度而提高效率。
可选的第三制动器有选择地连接第一或第二行星齿轮组的另一构件与一个固定构件，并能够在某些操作条件下保持行星齿轮组的构件固定，包括在其它情况下将需要电动机/发电机之一操作在零或接近零速度的操作条件，由此通过阻止低效率使用电力保持零或接近零速度而提高效率。
制动器最好与电动机/发电机并联连接。此外，制动器最好以机电方式激励，以消除对高压液压泵的需要以及相关联的损失；然而，可使用其它常规制动器激励方法。
三个电动机/发电机以协调方式操作，以在输入轴和输出轴之间产生连续可变的前向和反向速比，同时将电动发电机的旋转速度降到最低，并最优化系统的整体效率。行星齿轮组的槽宽对齿宽比可适当选择以匹配具体应用。
结合附图，从下面执行本发明的最佳模式的详细说明中，可容易理解本发明的上述特性和优点及其它特性和优点。
附图说明
图1是包括具有本发明一个系列构件的电变速器的动力系图示；
图2是包括具有本发明另一系列构件的电变速器的动力系图示；
图3是包括具有本发明另一系列构件的电变速器的动力系图示；
图4是包括具有本发明另一系列构件的电变速器的动力系图示；
图5是包括具有本发明另一系列构件的电变速器的动力系图示；
图6是包括具有本发明另一系列构件的电变速器的动力系图示；
图7是包括具有本发明另一系列构件的电变速器的动力系图示；
图8是包括具有本发明另一系列构件的电变速器的动力系图示；
图9是包括具有本发明另一系列构件的电变速器的动力系图示；
图10是包括具有本发明另一系列构件的电变速器的动力系图示；以及
图11是包括具有本发明另一系列构件的电变速器的动力系图示。
具体实现方式
参照图1，示出动力系10，包括连接到通常标为14的改进电变速器(EVT)一个优选实施例的引擎12。变速器14设计为从引擎12接收至少部分其驱动功率。如图所示，引擎12具有用作变速器14输入构件17的输出轴。瞬间转矩阻尼器(未示出)也可实现在引擎12与变速器输入构件17之间。
在所示的实施例中，引擎12可以为矿物燃料引擎，诸如易于适合提供一般以可选择的每分钟转数(RPM)输送的其可用功率输出的汽油或柴油机引擎。
无论引擎12连接到变速器输入构件17的方式如何，变速器输入构件17可操作地连接到变速器14中的行星齿轮组。
变速器14的输出构件19连接到最终传动16。
变速器14利用两个差动齿轮组，最好具有行星齿轮组20和30的性质。行星齿轮组20采用一般标示为环形齿轮的外部齿轮构件24。环形齿轮构件24外接一般标示为恒星齿轮的内部齿轮构件22。齿轮架构件26旋转地支撑多个行星齿轮27，使得每个行星齿轮27同时且以啮合方式与第一行星齿轮组20的外部环形齿轮构件24和内部恒星齿轮构件22接合。
行星齿轮组30也采用一般标示为环形齿轮的外部齿轮构件34。环形齿轮构件34外接一般标示为恒星齿轮的内部齿轮构件32。齿轮架构件36旋转地支撑多个行星齿轮37，使得每个行星齿轮37同时且以啮合方式与行星齿轮组30的外部环形齿轮构件34和内部恒星齿轮构件32接合。
输入轴17连续连接到行星齿轮组20的齿轮架构件26。输出轴19连续连接到行星齿轮组30的齿轮架构件36。
第一互连构件70连续连接行星齿轮组20的环形齿轮构件24与行星齿轮组30的环形齿轮构件34。
制动器50有选择地连接行星齿轮组30的环形齿轮构件34与变速器壳60。此制动器50允许“串联混合模式操作”(包括串联混合反向和前向操作)，其中引擎12驱动电动机/发电机80以生成电力，并且此生成的电力输送到电动机/发电机84，以在前向或反向驱动车辆。此串联混合模式操作消除了在反向驱动车辆时需要从电池86提供大量电能，并因此降低了电池大小要求。
第一实施例10还分别具有第一、第二和第三电动机/发电机80、82和84。第一电动机/发电机80的定子固定到变速器壳60。第一电动机/发电机80的转子固定到行星齿轮组20的恒星齿轮构件22。
第二电动机/发电机82的定子固定到变速器壳60。第二电动机/发电机82的转子经互连构件70固定到行星齿轮组20的环形齿轮构件24和行星齿轮组30的环形齿轮构件34。
第三电动机/发电机84的定子固定到变速器壳60。第三电动机/发电机84的转子固定到行星齿轮组30的恒星齿轮构件32。
现在转到对电源的说明，从上述说明及参照图1应明白，变速器14有选择地接收来自引擎12的功率。混合变速器还从可操作地连接到控制器88的电源86接收功率。电源86可以是一个或多个电池。诸如电容器或燃料电池等能够提供或存储和释放电力的其它电源可用于替代电池或与电池组合，而不会改变本发明的概念。输入轴与输出轴之间的速比由三个电动机/发电机的速度和行星齿轮组的环形齿轮/恒星齿轮槽宽对齿宽比规定。变速器领域的技术人员将认识到，通过适当选择三个电动机/发电机的速度，可实现所需的输入/输出速比。
第二示范实施例说明
参照图2，示出动力系110，包括连接到通常标为114的改进电变速器(EVT)另一实施例的引擎12。变速器114设计为从引擎12接收至少部分其驱动功率。如图所示，引擎12具有用作变速器114输入构件17的输出轴。瞬间转矩阻尼器(未示出)也可实现在引擎12与变速器输入构件17之间。
在所示的实施例中，引擎12可以为矿物燃料引擎，诸如易于适合提供一般以可选择的每分钟转数(RPM)输送的其可用功率输出的汽油或柴油机引擎。
无论引擎12连接到变速器输入构件17的方式如何，变速器输入构件17可操作地连接到变速器114中的行星齿轮组。
变速器114的输出构件19连接到最终传动16。
变速器114利用两个差动齿轮组，最好具有行星齿轮组120和130的性质。行星齿轮组120采用一般标示为环形齿轮的外部齿轮构件124。环形齿轮构件124外接一般标示为恒星齿轮的内部齿轮构件122。齿轮架构件126旋转地支撑多个行星齿轮127，使得每个行星齿轮127同时且以啮合方式与第一行星齿轮组120的外部环形齿轮构件124和内部恒星齿轮构件122接合。
行星齿轮组130也采用一般标示为环形齿轮的外部齿轮构件134。环形齿轮构件134外接一般标示为恒星齿轮的内部齿轮构件132。齿轮架构件136旋转地支撑多个行星齿轮137，使得每个行星齿轮137同时且以啮合方式与行星齿轮组130的外部环形齿轮构件134和内部恒星齿轮构件132接合。
输入轴17连续连接到行星齿轮组120的齿轮架构件126。输出轴19连续连接到行星齿轮组130的齿轮架构件136。
互连构件170连续连接行星齿轮组120的环形齿轮构件124与行星齿轮组130的恒星齿轮构件132。
第一制动器150经互连构件170有选择地连接环形齿轮构件124和恒星齿轮构件132与变速器壳160。此制动器150允许串联混合模式操作。第二制动器152有选择地连接行星齿轮组130的环形齿轮构件134与变速器壳160。
第二实施例110还分别具有第一、第二和第三电动机/发电机180、182和184。第一电动机/发电机180的定子固定到变速器壳160。第一电动机/发电机180的转子固定到行星齿轮组120的恒星齿轮构件122。
第二电动机/发电机182的定子固定到变速器壳160。第二电动机/发电机182的转子经互连构件170固定到环形齿轮构件124和恒星齿轮构件132。
第三电动机/发电机184的定子固定到变速器壳160。第三电动机/发电机184的转子固定到行星齿轮组130的环形齿轮构件134。
混合变速器114从引擎12接收功率，并且也与可操作地连接到控制器188的电源186交换功率。
第三示范实施例说明
参照图3，示出动方系210，包括连接到通常标为214的改进电变速器(EVT)另一实施例的引擎12。变速器214设计为从引擎12接收至少部分其驱动功率。如图所示，引擎12具有用作变速器214输入构件17的输出轴。瞬间转矩阻尼器(未示出)也可实现在引擎12与变速器输入构件17之间。
在所示的实施例中，引擎12可以为矿物燃料引擎，诸如易于适合提供一般以可选择的每分钟转数(RPM)输送的其可用功率输出的汽油或柴油机引擎。
无论引擎12连接到变速器输入构件17的方式如何，变速器输入构件17可操作地连接到变速器214中的行星齿轮组。
变速器214的输出构件19连接到最终传动16。
变速器214利用两个差动齿轮组，最好具有行星齿轮组220和230的性质。行星齿轮组220采用一般标示为环形齿轮的外部齿轮构件224。环形齿轮构件224外接一般标示为恒星齿轮的内部齿轮构件222。齿轮架构件226旋转地支撑多个行星齿轮227，使得每个行星齿轮227同时且以啮合方式与第一行星齿轮组220的外部环形齿轮构件224和内部恒星齿轮构件222接合。
行星齿轮组230也采用一般标示为环形齿轮的外部齿轮构件234。环形齿轮构件234外接一般标示为恒星齿轮的内部齿轮构件232。齿轮架构件236旋转地支撑多个行星齿轮237，使得每个行星齿轮237同时且以啮合方式与行星齿轮组230的外部环形齿轮构件234和内部恒星齿轮构件232接合。
输入轴17连续连接到行星齿轮组220的环形齿轮构件224。输出轴19连续连接到行星齿轮组230的环形齿轮构件234。
互连构件270连续连接齿轮架构件226与齿轮架构件236。
第一制动器250有选择地连接齿轮架构件236与变速器壳260。此制动器250允许串联混合模式操作。第二制动器252有选择地连接恒星齿轮构件232与变速器壳260。
实施例210还分别具有第一、第二和第三电动机/发电机280、282和284。第一电动机/发电机280的定子固定到变速器壳260。第一电动机/发电机280的转子固定到行星齿轮组220的恒星齿轮构件222。
第二电动机/发电机282的定子固定到变速器壳260。第二电动机/发电机282的转子固定到行星齿轮组230的恒星齿轮构件232。
第三电动机/发电机284的定子固定到变速器壳260。第三电动机/发电机284的转子固定到行星齿轮组230的齿轮架构件236。
混合变速器214从引擎12接收功率，并且也与可操作地连接到控制器288的电源286交换功率。
第四示范实施例说明
参照图4，示出动力系310，包括连接到通常标为314的改进电变速器(EVT)另一实施例的引擎12。变速器314设计为从引擎12接收至少部分其驱动功率。如图所示，引擎12具有用作变速器314输入构件17的输出轴。瞬间转矩阻尼器(未示出)也可实现在引擎12与变速器输入构件17之间。
在所示的实施例中，引擎12可以为矿物燃料引擎，诸如易于适合提供一般以可选择的每分钟转数(RPM)输送的其可用功率输出的汽油或柴油机引擎。
无论引擎12连接到变速器输入构件17的方式如何，变速器输入构件17可操作地连接到变速器14中的行星齿轮组。变速器3 14的输出构件19连接到最终传动16。
变速器314利用两个差动齿轮组，最好具有行星齿轮组320和330的性质。行星齿轮组320采用一般标示为环形齿轮的外部齿轮构件324。环形齿轮构件324外接一般标示为恒星齿轮的内部齿轮构件322。齿轮架构件326旋转地支撑多个行星齿轮327，使得每个行星齿轮327同时且以啮合方式与第一行星齿轮组320的外部环形齿轮构件324和内部恒星齿轮构件322接合。
行星齿轮组330也采用一般标示为环形齿轮的外部齿轮构件334。环形齿轮构件334外接一般标示为恒星齿轮的内部齿轮构件332。齿轮架构件336旋转地支撑多个行星齿轮337，使得每个行星齿轮337同时且以啮合方式与行星齿轮组330的外部环形齿轮构件334和内部恒星齿轮构件332接合。
输入轴17连续连接到行星齿轮组320的环形齿轮构件324。输出轴19连续连接到行星齿轮组330的齿轮架构件336。
互连构件370连续连接齿轮架构件326与恒星齿轮构件332。
第一制动器350经互连构件370有选择地连接恒星齿轮构件332和齿轮架构件326与变速器壳360。此制动器350允许串联混合模式操作。第二制动器352有选择地连接环形齿轮构件334与变速器壳360。
实施例310还分别具有第一、第二和第三电动机/发电机380、382和384。第一电动机/发电机380的定子固定到变速器壳360。第一电动机/发电机380的转子固定到恒星齿轮构件322。
第二电动机/发电机382的定子固定到变速器壳360。第二电动机/发电机382的转子经互连构件370固定到齿轮架构件326和恒星齿轮构件332。
第三电动机/发电机384的定子固定到变速器壳360。第三电动机/发电机384的转子固定到环形齿轮构件334。
混合变速器314从引擎12接收功率，并且也与可操作地连接到控制器388的电源386交换功率。
第五示范实施例说明
参照图5，示出动力系410，包括连接到通常标为414的改进电变速器(EVT)另一实施例的引擎12。变速器414设计为从引擎12接收至少部分其驱动功率。如图所示，引擎12具有用作变速器414输入构件17的输出轴。瞬间转矩阻尼器(未示出)也可实现在引擎12与变速器输入构件17之间。
在所示的实施例中，引擎12可以为矿物燃料引擎，诸如易于适合提供一般以可选择的每分钟转数(RPM)输送的其可用功率输出的汽油或柴油机引擎。
无论引擎12连接到变速器输入构件17的方式如何，变速器输入构件17可操作地连接到变速器414中的行星齿轮组。变速器414的输出构件19连接到最终传动16。
变速器414利用两个差动齿轮组，最好具有行星齿轮组420和430的性质。行星齿轮组420采用一般标示为环形齿轮的外部齿轮构件424。环形齿轮构件424外接一般标示为恒星齿轮的内部齿轮构件422。齿轮架构件426旋转地支撑多个行星齿轮427，使得每个行星齿轮427同时且以啮合方式与第一行星齿轮组420的外部环形齿轮构件424和内部恒星齿轮构件422接合。
行星齿轮组430也采用一般标示为环形齿轮的外部齿轮构件434。环形齿轮构件434外接一般标示为恒星齿轮的内部齿轮构件432。齿轮架构件436旋转地支撑多个行星齿轮437，使得每个行星齿轮437同时且以啮合方式与行星齿轮组430的外部环形齿轮构件434和内部恒星齿轮构件432接合。
输入轴17连续连接到恒星齿轮构件422。输出轴19连续连接到齿轮架构件436。
互连构件470连续连接齿轮架构件426与环形齿轮构件434。
第一制动器450经互连构件470有选择地连接齿轮架构件426和环形齿轮构件434与变速器壳460。此制动器450允许串联混合模式操作。第二制动器452有选择地连接恒星齿轮构件432与变速器壳460。
实施例410还分别具有第一、第二和第三电动机/发电机480、482和484。第一电动机/发电机480的定子固定到变速器壳460。第一电动机/发电机480的转子固定到齿轮架构件426。
第二电动机/发电机482的定子固定到变速器壳460。第二电动机/发电机482的转子固定到环形齿轮构件424。
第三电动机/发电机484的定子固定到变速器壳460。第三电动机/发电机484的转子固定到恒星齿轮构件432。
混合变速器414从引擎12接收功率，并且也与可操作地连接到控制器488的电源486交换功率。
第六示范实施例说明
参照图6，示出动力系510，包括连接到通常标为514的改进电变速器(EVT)另一实施例的引擎12。变速器514设计为从引擎12接收至少部分其驱动功率。如图所示，引擎12具有用作变速器514输入构件17的输出轴。瞬间转矩阻尼器(未示出)也可实现在引擎12与变速器输入构件17之间。
在所示的实施例中，引擎12可以为矿物燃料引擎，诸如易于适合提供一般以可选择的每分钟转数(RPM)输送的其可用功率输出的汽油或柴油机引擎。
无论引擎12连接到变速器输入构件17的方式如何，变速器输入构件17可操作地连接到变速器514中的行星齿轮组。变速器514的输出构件19连接到最终传动16。
变速器514利用两个差动齿轮组，最好具有行星齿轮组520和530的性质。行星齿轮组520采用一般标示为环形齿轮的外部齿轮构件524。环形齿轮构件524外接一般标示为恒星齿轮的内部齿轮构件522。齿轮架构件526旋转地支撑多个行星齿轮527，使得每个行星齿轮527同时且以啮合方式与行星齿轮组520的外部环形齿轮构件524和内部恒星齿轮构件522接合。
行星齿轮组530也采用一般标示为环形齿轮的外部齿轮构件534。环形齿轮构件534外接一般标示为恒星齿轮的内部齿轮构件532。齿轮架构件536旋转地支撑多个行星齿轮537，使得每个行星齿轮537同时且以啮合方式与行星齿轮组530的外部环形齿轮构件534和内部恒星齿轮构件532接合。
输入轴17连续连接到齿轮架构件526。输出轴19连续连接到环形齿轮构件534。
互连构件570连续连接环形齿轮构件524与恒星齿轮构件532。
第一制动器550有选择地连接环形齿轮构件524与变速器壳560。此制动器550允许串联混合模式操作。第二制动器552有选择地连接齿轮架构件536与变速器壳560。
实施例510还分别具有第一、第二和第三电动机/发电机580、582和584。第一电动机/发电机580的定子固定到变速器壳560。第一电动机/发电机580的转子固定到恒星齿轮构件522。
第二电动机/发电机582的定子固定到变速器壳560。第二电动机/发电机582的转子经互连构件570固定到环形齿轮构件524和恒星齿轮构件532。
第三电动机/发电机584的定子固定到变速器壳560。第三电动机/发电机584的转子固定到齿轮架构件536。
混合变速器514从引擎12接收功率，并且也与可操作地连接到控制器588的电源586交换功率。
第七示范实施例说明
参照图7，示出动力系610，包括连接到通常标为614的改进电变速器(EVT)另一实施例的引擎12。变速器614设计为从引擎12接收至少部分其驱动功率。如图所示，引擎12具有用作变速器614输入构件17的输出轴。瞬间转矩阻尼器(未示出)也可实现在引擎12与变速器输入构件17之间。
在所示的实施例中，引擎12可以为矿物燃料引擎，诸如易于适合提供一般以可选择的每分钟转数(RPM)输送的其可用功率输出的汽油或柴油机引擎。
无论引擎12连接到变速器输入构件17的方式如何，变速器输入构件17可操作地连接到变速器614中的行星齿轮组。变速器614的输出构件19连接到最终传动16。
变速器614利用两个差动齿轮组，最好具有行星齿轮组620和630的性质。行星齿轮组620采用一般标示为环形齿轮的外部齿轮构件624。环形齿轮构件624外接一般标示为恒星齿轮的内部齿轮构件622。齿轮架构件626旋转地支撑多个行星齿轮627，使得每个行星齿轮627同时且以啮合方式与第一行星齿轮组620的外部环形齿轮构件624和内部恒星齿轮构件622接合。
行星齿轮组630也采用一般标示为环形齿轮的外部齿轮构件634。环形齿轮构件634外接一般标示为恒星齿轮的内部齿轮构件632。齿轮架构件636旋转地支撑多个行星齿轮637，使得每个行星齿轮637同时且以啮合方式与行星齿轮组630的外部环形齿轮构件634和内部恒星齿轮构件632接合。
输出轴17连续连接到环形齿轮构件624。输出轴19连续连接到齿轮架构件636。
互连构件670连续连接齿轮架构件626与环形齿轮构件634。
第一制动器650经互连构件670有选择地连接环形齿轮构件634和齿轮架构件626与变速器壳660。此制动器650允许串联混合模式操作。第二制动器652有选择地连接恒星齿轮构件632与变速器壳660。
实施例610还分别具有第一、第二和第三电动机/发电机680、682和684。第一电动机/发电机680的定子固定到变速器壳660。第一电动机/发电机680的转子固定到恒星齿轮构件622。
第二电动机/发电机682的定子固定到变速器壳660。第二电动机/发电机682的转子固定到环形齿轮构件634。
第三电动机/发电机684的定子固定到变速器壳660。第三电动机/发电机684的转子固定到恒星齿轮构件632。
混合变速器614从引擎12接收功率，并且也与可操作地连接到控制器688的电源686交换功率。
第八示范实施例说明
参照图8，示出动力系710，包括连接到通常标为714的改进电变速器(EVT)另一实施例的引擎12。变速器714设计为从引擎12接收至少部分其驱动功率。如图所示，引擎12具有用作变速器714输入构件17的输出轴。瞬间转矩阻尼器(未示出)也可实现在引擎12与变速器输入构件17之间。
在所示的实施例中，引擎12可以为矿物燃料引擎，诸如易于适合提供一般以可选择的每分钟转数(RPM)输送的其可用功率输出的汽油或柴油机引擎。
无论引擎12连接到变速器输入构件17的方式如何，变速器输入构件17可操作地连接到变速器714中的行星齿轮组。变速器714的输出构件19连接到最终传动16。
变速器714利用两个差动齿轮组，最好具有行星齿轮组720和730的性质。行星齿轮组720采用一般标示为环形齿轮的外部齿轮构件724。环形齿轮构件724外接一般标示为恒星齿轮的内部齿轮构件722。齿轮架构件726旋转地支撑多个行星齿轮727，使得每个行星齿轮727同时且以啮合方式与行星齿轮组720的外部环形齿轮构件724和内部恒星齿轮构件722接合。
行星齿轮组730也采用一般标示为环形齿轮的外部齿轮构件734。环形齿轮构件734外接一般标示为恒星齿轮的内部齿轮构件732。齿轮架构件736旋转地支撑多个行星齿轮737，使得每个行星齿轮737同时且以啮合方式与行星齿轮组730的外部环形齿轮构件734和内部恒星齿轮构件732接合。
输入轴17连续连接到齿轮架构件726。输出轴19连续连接到环形齿轮构件734。
互连构件770连续连接环形齿轮构件724与齿轮架构件736。
第一制动器750经互连构件770有选择地连接环形齿轮构件724和齿轮架构件736与变速器壳760。此制动器750允许串联混合模式操作。第二制动器752有选择地连接恒星齿轮构件732与变速器壳760。
实施例710还分别具有第一、第二和第三电动机/发电机780、782和784。第一电动机/发电机780的定子固定到变速器壳760。第一电动机/发电机780的转子固定到恒星齿轮构件722。
第二电动机/发电机782的定子固定到变速器壳760。第二电动机/发电机782的转子经互连构件770固定到环形齿轮构件724和齿轮架构件736。
第三电动机/发电机784的定子固定到变速器壳760。第三电动机/发电机784的转子固定到恒星齿轮构件732。
混合变速器714从引擎12接收功率，并且也与可操作地连接到控制器788的电源786交换功率。
第九示范实施例说明
参照图9，示出动力系810，包括连接到通常标为814的改进电变速器(EVT)另一实施例的引擎12。变速器814设计为从引擎12接收至少部分其驱动功率。如图所示，引擎12具有用作变速器814输入构件17的输出轴。瞬间转矩阻尼器(未示出)也可实现在引擎12与变速器输入构件17之间。
在所示的实施例中，引擎12可以为矿物燃料引擎，诸如易于适合提供一般以可选择的每分钟转数(RPM)输送的其可用功率输出的汽油或柴油机引擎。
无论引擎12连接到变速器输入构件17的方式如何，变速器输入构件17可操作地连接到变速器814中的行星齿轮组。变速器814的输出构件19连接到最终传动16。
变速器814利用两个差动齿轮组，最好具有行星齿轮组820和830的性质。行星齿轮组820采用一般标示为环形齿轮的外部齿轮构件824。环形齿轮构件824外接一般标示为恒星齿轮的内部齿轮构件822。齿轮架构件826旋转地支撑多个行星齿轮827，使得每个行星齿轮827同时且以啮合方式与行星齿轮组820的外部环形齿轮构件824和内部恒星齿轮构件822接合。
行星齿轮组830也采用一般标示为环形齿轮的外部齿轮构件834。环形齿轮构件834外接一般标示为恒星齿轮的内部齿轮构件832。齿轮架构件836旋转地支撑多个行星齿轮837，使得每个行星齿轮837同时且以啮合方式与行星齿轮组830的外部环形齿轮构件834和内部恒星齿轮构件832接合。
输入轴17连续连接到齿轮架构件826。输出轴19连续连接到恒星齿轮构件832。
互连构件870连续连接环形齿轮构件824与环形齿轮构件834。
第一制动器850有选择地连接环形齿轮构件824与变速器壳860。此制动器850允许串联混合模式操作。第二制动器852有选择地连接恒星齿轮构件822与变速器壳860。第三制动器854有选择地连接齿轮架构件836与变速器壳860。
实施例810还分别具有第一、第二和第三电动机/发电机880、882和884。第一电动机/发电机880的定子固定到变速器壳860。第一电动机/发电机880的转子固定到恒星齿轮构件822。
第二电动机/发电机882的定子固定到变速器壳860。第二电动机/发电机882的转子经互连构件870固定到环形齿轮构件824和环形齿轮构件834。
第三电动机/发电机884的定子固定到变速器壳860。第三电动机/发电机884的转子固定到齿轮架构件836。
混合变速器814从引擎12接收功率，并且也与可操作地连接到控制器888的电源886交换功率。
第十示范实施例说明
参照图10，示出动力系910，包括连接到通常标为914的改进电变速器(EVT)另一实施例的引擎12。变速器914设计为从引擎12接收至少部分其驱动功率。如图所示，引擎12具有用作变速器914输入构件17的输出轴。瞬间转矩阻尼器(未示出)也可实现在引擎12与变速器输入构件17之间。
在所示的实施例中，引擎12可以为矿物燃料引擎，诸如易于适合提供一般以可选择的每分钟转数(RPM)输送的其可用功率输出的汽油或柴油机引擎。
无论引擎12连接到变速器输入构件17的方式如何，变速器输入构件17可操作地连接到变速器914中的行星齿轮组。变速器914的输出构件19连接到最终传动16。
变速器914利用两个差动齿轮组，最好具有行星齿轮组920和930的性质。行星齿轮组920采用一般标示为环形齿轮的外部齿轮构件924。环形齿轮构件924外接一般标示为恒星齿轮的内部齿轮构件922。齿轮架构件926旋转地支撑多个行星齿轮927、928，使得每个行星齿轮927以啮合方式与外部环形齿轮构件924接合，并且每个行星齿轮928同时且以啮合方式与行星齿轮组920的内部恒星齿轮构件922和相应的行星齿轮927接合。
行星齿轮组930采用一般标示为环形齿轮的外部齿轮构件934。环形齿轮构件934外接一般标示为恒星齿轮的内部齿轮构件932。齿轮架构件936旋转地支撑多个行星齿轮937，使得每个行星齿轮937同时且以啮合方式与行星齿轮组930的外部环形齿轮构件934和内部恒星齿轮构件932接合。
输入轴17连续连接到齿轮架构件926。输出轴19连续连接到齿轮架构件936。
互连构件970连续连接恒星齿轮构件922与恒星齿轮构件932。
第一制动器950经互连构件970有选择地连接恒星齿轮构件922和恒星齿轮构件932与变速器壳960。此制动器950允许串联混合模式操作。
实施例910还分别具有第一、第二和第三电动机/发电机980、982和984。第一电动机/发电机980的定子固定到变速器壳960。第一电动机/发电机980的转子固定到环形齿轮构件924。
第二电动机/发电机982的定子固定到变速器壳960。第二电动机/发电机982的转子经互连构件970固定到恒星齿轮构件922和恒星齿轮构件932。
第三电动机/发电机984的定子固定到变速器壳960。第三电动机/发电机984的转子固定到环形齿轮构件934。
混合变速器914从引擎12接收功率，并且也与可操作地连接到控制器988的电源986交换功率。
第十一示范实施例说明
参照图11，示出动力系1010，包括连接到通常标为1014的改进电变速器(EVT)另一实施例的引擎12。变速器1014设计为从引擎12接收至少部分其驱动功率。如图所示，引擎12具有用作变速器1014输入构件17的输出轴。瞬间转矩阻尼器(未示出)也可实现在引擎12与变速器输入构件17之间。
在所示的实施例中，引擎12可以为矿物燃料引擎，诸如易于适合提供一般以可选择的每分钟转数(RPM)输送的其可用功率输出的汽油或柴油机引擎。
无论引擎12连接到变速器输入构件17的方式如何，变速器输入构件17可操作地连接到变速器1014中的行星齿轮组。变速器1014的输出构件19连接到最终传动16。
变速器1014利用两个差动齿轮组，最好具有行星齿轮组1020和1030的性质。行星齿轮组1020采用一般标示为环形齿轮的外部齿轮构件1024。环形齿轮构件1024外接一般标示为恒星齿轮的内部齿轮构件1022。齿轮架构件1026旋转地支撑多个行星齿轮1027，使得每个行星齿轮1027同时且以啮合方式与行星齿轮组1020的外部环形齿轮构件1024和内部恒星齿轮构件1022接合。
行星齿轮组1030也采用一般标示为环形齿轮的外部齿轮构件1034。环形齿轮构件1034外接一般标示为恒星齿轮的内部齿轮构件1032。齿轮架构件1036旋转地支撑多个行星齿轮1037，使得每个行星齿轮1037同时且以啮合方式与行星齿轮组1030的外部环形齿轮构件1034和内部恒星齿轮构件1032接合。
输入轴17连续连接到齿轮架构件1026。输出轴19连续连接到齿轮架构件1036。
互连构件1070连续连接恒星齿轮构件1022与环形齿轮构件1034。
第一制动器1050经互连构件1070有选择地连接环形齿轮构件1034和恒星齿轮构件1022与变速器壳1060。此制动器1050允许串联混合模式操作。第二制动器1052有选择地连接恒星齿轮构件1032与变速器壳1060。
实施例1010还分别具有第一、第二和第三电动机/发电机1080、1082和1084。第一电动机/发电机1080的定子固定到变速器壳1060。第一电动机/发电机1080的转子经诸如带或链等可更改速比的偏置传动1090固定到环形齿轮构件1024。
第二电动机/发电机1082的定子固定到变速器壳1060。第二电动机/发电机1082的转子固定到环形齿轮构件1034。
第三电动机/发电机1084的定子固定到变速器壳1060。第三电动机/发电机1084的转子经可更改速比的偏置齿轮1092固定到恒星齿轮构件1032。
混合变速器1014从引擎12接收功率，并且也与可操作地连接到控制器1088的电源1086交换功率。
虽然执行本发明的最佳模式已详细描述了，但本发明涉及领域的技术人员将认识到在所附权利要求书范围内实践本发明的各种不同备选设计和实施例。

Claims (14)

1.一种电变速器，包括：
输入构件，从引擎接收功率；
输出构件；
第一、第二和第三电动机/发电机；
第一和第二差动齿轮组，各具有第一、第二和第三构件；
所述输入构件连续连接所述第一齿轮组的构件，并且所述输出构件连续连接所述第二齿轮组的构件；
互连构件，连续连接所述第一齿轮组的所述第一构件与所述第二齿轮组的所述第一构件；
制动器，有选择地连接所述第一或第二齿轮组的构件与固定构件，以便允许所述电变速器中的串联混合反向操作；
所述第一电动机/发电机连续连接所述第一齿轮组的构件；
所述第二电动机/发电机连续连接所述第二齿轮组的构件；
所述第三电动机/发电机连续连接所述第一或第二齿轮组的另一构件；
其中所述第一、第二和第三电动机/发电机可以协调方式操作，以为电变速器提供在所述输入构件与所述输出构件之间连续可变的速比范围。
2.如权利要求1所述的电变速器，其中所述第一和第二差动齿轮组是行星齿轮组。
3.如权利要求2所述的电变速器，其中每个所述行星齿轮组的齿轮架是单小齿轮架。
4.如权利要求2所述的电变速器，其中所述行星齿轮组的至少一个齿轮架是双小齿轮架。
5.如权利要求1所述的电变速器，还包括：
第二制动器，有选择地连接所述第一或第二齿轮组的构件与所述固定构件。
6.如权利要求5所述的电变速器，还包括：
第三制动器，有选择地连接所述第一或第二齿轮组的另一构件与所述固定构件。
7.如权利要求1所述的电变速器，其中至少一个所述电动机/发电机通过诸如常规齿轮组、带传动、链传动或其组合等固定或可变速比装置连接所述齿轮组。
8.一种电变速器，包括：
输入构件，从引擎接收功率；
输出构件；
第一、第二和第三电动机/发电机；
第一和第二差动齿轮组，各具有第一、第二和第三构件；
所述输入构件连续连接所述第一齿轮组的构件，并且所述输出构件连续连接所述第二齿轮组的构件；
互连构件，连续连接所述第一齿轮组的所述第一构件与所述第二齿轮组的所述第一构件；
制动器，有选择地连接所述第一或第二齿轮组的构件与固定构件，以便允许所述电变速器中的串联混合反向操作；
所述第一、第二和第三电动机/发电机，连续连接所述齿轮组的构件；
其中所述第一、第二和第三电动机/发电机可以协调方式操作，以为电变速器提供在所述输入构件与所述输出构件之间连续可变的速比范围。
9.如权利要求8所述的电变速器，其中所述第一和第二差动齿轮组是行星齿轮组。
10.如权利要求8所述的电变速器，其中每个所述行星齿轮组的齿轮架是单小齿轮架。
11.如权利要求8所述的电变速器，其中所述行星齿轮组的至少一个齿轮架是双小齿轮架。
12.如权利要求8所述的电变速器，还包括：
第二制动器，有选择地连接所述第二齿轮组的构件与所述固定构件。
13.如权利要求12所述的电变速器，还包括：
第三制动器，有选择地连接所述第一或第二齿轮组的构件与所述固定构件。
14.如权利要求8所述的电变速器，其中至少一个所述电动机/发电机通过诸如常规齿轮组、带传动、链传动或其组合等固定或可变速比装置连接所述齿轮组。
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