CN101255908A - 三模式电动变速传动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有第一和第二电动/发电机以及三个行星齿轮组的电动变速装置。所述行星齿轮组具有固定的互连和通过多个转矩传递机构的选择性连接从而提供三个前进电动变速模式。优选，所述行星齿轮组的特征在于有效传动比，这样在所述三个前进电动变速模式期间对于所述输入元件上给定的转矩需要来自每一电动/发电机基本上相等的最大转矩。这允许第一和第二电动/发电机基本上尺寸相等。

Description

三模式电动变速传动装置
技术领域
[0001]本发明涉及具有两个电动/发电机的电动变速传动装置，所述传动装置具有三个前进电动变速模式并优选对于给定的转矩在所述两个电动/发电机上需要基本上相等的最大转矩需求。
背景技术
[0002]电动变速传动装置通常具有连接到发动机的输入元件和连接到行星齿轮组的不同元件的一个或两个电动/发电机以实现一或多个电动变速操作模式，固定传动比模式和纯电动模式。电动变速传动装置可以以各种方式改善车用燃料的经济性。例如，在减速和制动期间，以及在低速或轻载运行期间所述发动机在怠速关闭以减少由于发动机阻力导致的效率损失。在发动机运行期间由一个作用为发电机的电机俘获的制动能量(通过再生制动)或能量被在发动机关闭期间利用。在发动机运行在电动变速模式期间，发动机转矩或功率的瞬态需求由电动/发电机补充，从而允许缩小发动机而不减少表面上的车辆性能。另外，对于给定的动力需求所述发动机可以运行在所述最佳的效率点上或其附近。所述电动/发电机能在制动器期间俘获车辆动能，这使得发动机能关闭更长的时间，补充发动机转矩或动力和/或在发动机低转速下运行，或向附加设备供电。另外，在附加能量再生中所述电动/发电机是很高效的且来自电池的电力充当可用的转矩储备从而允许在相对低的传动装置数字传动比下运行。
发明内容
[0003]一种具有两个电动/发电机和多个行星齿轮组的电动变速传动装置。通过转矩传递机构不同组合的接合所述传动装置提供三个前进电动变速操作模式。在三个前进电动变速模式期间对于给定的输入转矩每个电动/发电机需要的最大转矩优选基本上相等。这允许第一和第二电动/发电机基本上尺寸相等。
[0004]传动装置的第一，第二和第三行星齿轮组可以分别由所述传动装置的杆图中的不同的杆表示。每个杆具有第一，第二和第三节点，分别表示由所述杆表示的行星齿轮组的不同的元件。输入元件，输出元件和第一和第二电动/发电机与不同的节点连接。转矩传递机构以不同的组合方式选择性地接合以相互连接所述节点或将所述节点与固定构件连接从而建立三个前进电动变速模式。优选，在这些模式中所述节点被互连，这样与所述电动/发电机的一个相连的节点与给定节点之间的距离和与所述输入元件连接的节点与给定节点之间的距离的比值在每个电动变速模式中是相同的。(在该比值中所述电动/发电机被认为是比在电动变速模式中需要更大的转矩。)因此，在所述三个前进电动变速模式期间，对于在输入元件上给定的转矩，需要来自一个电动/发电机的最大转矩基本上等于在所述三个前进电动变速模式期间需要来自另一个电动/发电机的最大转矩。
[0005]优选，在第一变速传动比模式期间所述输入元件和一个电动/发电机之间的转矩比基本上等于在第二变速传动比模式期间所述输入元件和同一电动/发电机之间的转矩比，并基本上等于在第三变速传动比模式期间所述电动/发电机和所述输入元件之间的转矩比。在所有变速传动比模式中所述输入元件和第一电动/发电机之间的最大转矩比基本上等于在所有变速传动比模式中所述输入元件和第二电动/发电机之间的转矩比。
[0006]优选，所述第一前进电动变速模式是输入-分配模式，以及所述第二和第三前进电动变速模式是复合-分配模式。所述复合-分配模式的特点在于基本上相同的传动比分布。
[0007]在一实施例中，一互连元件与第一行星齿轮组的一个元件持续连接。在所述三个前进电动变速模式的每个中所述第三行星齿轮组的一个元件与所述固定构件或所述电动/发电机中的一个连接进而共同转动。在所述三个前进电动变速模式的每个中所述第三行星齿轮组的元件中的另一个与所述互连构件连接进而共同转动。与所述固定构件或所述电动/发电机中的一个连接的所述元件和与所述互连元件连接进而共同转动的元件确定了所述第三行星齿轮组的有效传动比。
[0008]在另一实施例中，第一，第二和第三行星齿轮组中的每一个能由各自的三节点杆表示，所述三节点杆具有分别表示第一，第二和第三元件的第一，第二和第三节点。所述第一和第三行星齿轮组是复式行星齿轮组。第一互连元件固定地将第一杆的第二节点与第二杆的第一节点连接进而共同转动；第二互连元件固定地将第二杆的第二节点与第三杆的第二节点连接进而共同转动。所述输入元件与第一行星齿轮组的第一节点持续连接从而共同转动。所述第三行星齿轮组的第一节点与所述输出元件持续连接从而共同转动。第一电动/发电机与第一杆的第三节点持续连接。第二电动/发电机与第二杆的第一节点持续连接。优选，所述第一转矩传递机构选择性地接合以将所述第三杆的第三节点与所述固定构件连接，所述第二转矩传递机构选择性地接合以将所述第三杆的第三节点与第二杆的第一节点连接进而共同转动；第三转矩传递机构选择性地接合以将第二杆的第三节点与一固定构件连接；和第四转矩传递机构选择性地接合以将所述第一杆的第三节点与第二杆的第三节点连接进而共同转动。所述转矩传递机构如此连接，所述第一和第三转矩传递机构可能被接合以建立第一电动变速模式，所述第一和第四转矩传递机构可能被接合以建立第二电动变速模式，和所述第二和第四转矩传递机构可能接合以建立第三电动变速模式。
[0009]用在所述电动变速传动装置中的所述行星齿轮组的特征在于有效传动比，这样在所述三个前进电动变速模式期间对于所述输入元件上给定的转矩需要来自每一电动/发电机基本上相等的最大转矩。在一实施例中，所述三个行星齿轮组中的两个的有效传动比是不小于1.7且不大于2.3，而另一个行星齿轮组的有效传动比是不小于1.0且不大于1.4。在另一实施例中，所述三个行星齿轮组中的两个的有效传动比是不小于1.0且不大于1.4，而另一行星齿轮组的有效传动比是不小于1.7且不大于2.3。
[0010]在所述第三行星齿轮组是复式行星齿轮组的实施例中，所述第三行星齿轮组可以包括第一中心齿轮元件，保持架元件，和第二中心齿轮元件，保持架元件可旋转地支撑第一和第二组小齿轮。第一和第二组小齿轮彼此连续地啮合，第一中心齿轮元件与第一组小齿轮连续地啮合。第二中心齿轮元件与第二组小齿轮连续地啮合。通过这样利用复式行星齿轮组，当两个中心齿轮元件具有相同尺寸时，对于所述齿轮组，两个中心齿轮元件中小的和两个中心齿轮元件中大的之间的有效传动比尽可能接近1.0是可能的，而所述中心齿轮元件和所述齿圈元件之间的有效传动比对于使用中心齿轮元件，齿圈元件和单组小齿轮的简单行星齿轮组来说是不可能的，所述简单行星齿轮组的中心齿轮元件，齿圈元件和单组小齿轮在单一平面内啮合。
[0011]在所述第三行星齿轮组是复式行星齿轮组的实施例中，做为选择，所述第三行星齿轮组可以包括中心齿轮元件，保持架元件，和齿圈元件，所述保持架元件可旋转地支撑第一和第二组小齿轮。第一和第二组小齿轮彼此连续地啮合，中心齿轮元件与第一组小齿轮连续地啮合。第二组小齿轮与齿圈元件连续地啮合。通过利用这样的复式行星齿轮组，对于所述齿轮组来说，中心齿轮元件和所述保持架元件之间接近1.0的有效传动比对所述第三行星齿轮组是可以实现的，而在中心齿轮元件和齿圈元件之间具有如此有效传动比的简单行星齿轮组将需要特别小的小齿轮。
[0012]在所述电动变速装置的一个实施例中，所述多个行星齿轮组包括至少两对被持续连接进而共同转动的元件。每一对包括所述行星齿轮组的两个的元件。其中所述行星齿轮组的至少包括第一齿轮元件，第二齿轮元件和保持架元件，保持架元件可旋转地支撑第一和第二组小齿轮。第一组小齿轮与第一齿轮元件啮合，第二组小齿轮与第一组小齿轮和第二齿轮元件啮合。所述转矩传递机构被以至少两个的三个组合的方式选择性地接合从而在输入元件和输出元件之间实现两个不同的固定传动比。另外，所述转矩传递机构被以至少三个的两个组合的方式选择性地接合从而所述电动/发电机一起在输入元件和输出元件之间实现变速传动比模式。
[0013]一种设计具有三个行星齿轮组和两个电动/发电机的传动装置的方法，包括选择所述电动/发电机和所述选择的行星齿轮组之间的持续连接，和通过转矩传递机构的接合所述行星齿轮组的不同的元件或所述行星齿轮组的元件和固定构件之间的选择连接以通过所述转矩传递机构不同的组合的接合实现三个前进电动变速操作模式。所述方法进一步地包括选择所述三个行星齿轮组的有效传动比，在所述三个前进电动变速模式期间对于给定的转矩这需要来自每个电动/发电机基本上相等的最大转矩，从而允许第一和第二电动/发电机在尺寸上基本相等。
[0014]在电动变速传动装置中，一个电动/发电机通常吸收由另一个电机产生的电力从而改变所述传动装置的传动比，除损耗和电池组和附加设备动力外，这样它们需要的动力是相等的。如果所述传动装置具有超过一个电动变速操作模式，所述电动/发电机通常轮流使用电池电源或向电池电源供电，对于混合的操作和传递发动机动力它们需要基本上相等的动力需求。因此，提供与相等的动力要求相匹配的相等的转矩要求从而最小化用于这种传动装置的两个电动/发电机的尺寸和成本。也就是说，对于两个电动/发电机相等的转矩需求，相等功率的两个电动/发电机任何一个不需要因为承受更大转矩的理由而更大。
[0015]本发明的上述特征和优点以及其他的特征和优点从下面论述中将变得更加明显，所述论述是接合附图对实现本发明的最佳方式进行的论述。
附图说明
[0016]图1是杆图形式的电动变速传动装置的第一实施例的示意图；
[0017]图2是图1的实施例中第一前进电动变速模式的示意图；
[0018]图3是图1的实施例中第二前进电动变速模式的示意图；
[0019]图4是图1的实施例中第三前进电动变速模式的示意图；
[0020]图5是符号图形式的图1的传动装置实施例的示意图；
[0021]图6是符号图形式的图1的传动装置另一实施例的示意图；
[0022]图7是符号图形式的图1的传动装置另一实施例的示意图；
[0023]图8是符号图形式的图1的传动装置另一实施例的示意图；
[0024]图9是符号图形式的图1的传动装置另一实施例的示意图；
[0025]图10是杆图形式的电动变速传动装置的第二实施例的示意图；
[0026]图11是图10的实施例中第一前进电动变速模式的示意图；
[0027]图12是图10的实施例中第二前进电动变速模式的示意图；
[0028]图13是图10的实施例中第三前进电动变速模式的示意图；和
[0029]图14是符号图形式的图10的传动装置实施例的示意图。
具体实施方式
第一杆图实施例
[0030]参见附图，其中类似的附图标记表示类似的组件。图1说明了一包括发动机12的动力系统10，发动机12连接到电动变速传动装置14。所述传动装置14设计成在发动机12的某些工况下接收来自发动机12的驱动功率的至少一部分，如下所述。所述发动机具有作为传动装置14的输入元件16的输出轴。主减速器单元17可操作地连接到传动装置14的输出元件18。
[0031]所述传动装置14包括三节点杆20，三节点杆20代表具有第一，第二和第三元件的第一行星齿轮组，第一，第二和第三元件分别由节点A，B和C表示。所述元件可以是齿圈元件，中心齿轮元件和保持架元件，当然可能不以那种顺序。这里使用的，“节点”是传动装置的一个组件，例如齿圈元件，保持架元件，或中心齿轮元件，其特点在于转速以及其起到将来自其他的组件的、施加到那些组件的转矩接合的作用，并从那些组件到其他组件。所述其他的组件可以与给定的节点相互作用，给定的节点包括相同行星齿轮组的其他的同轴的元件，所述其他同轴的元件表现为相同杆上的其他节点。可能与给定节点相互作用的其他的组件还包括与其他行星齿轮组的元件，固定构件例如所述传动装置外壳，及其他的传动装置元件，所述行星齿轮组表现为在另一杆上的节点。
[0032]所述传动装置14进一步包括另一三节点杆30，三节点杆30代表具有第一，第二和第三元件的第二行星齿轮组，所述第一，第二和第三元件分别由节点D，E和F表示。所述节点D，E，和F分别表示齿圈元件，中心齿轮元件，以及保持架元件，尽管不一定以这个顺序。所述传动装置14还包括另一三节点杆40，三节点杆40代表具有第一，第二和第三节点G，H以及I的第三行星齿轮组。所述节点G，H和I分别表示齿圈元件，中心齿轮元件，以及保持架元件，尽管不一定以这个顺序。
[0033]所述传动装置14具有几个固定的互连。互连元件70持续连接节点B，E和I进而共同转动。所述互连元件70可能是单一轴，例如轴向运转在传动装置14内的主轴。换句话说，独立的互连元件可以被使用来，例如分别连接节点B和E，以及节点E和I。电动/发电机80(还被认为是M/GB)持续连接至节点C。输入元件16与节点A连接进而共同转动。另一电动/发电机82(也被认为是M/GB)被连接至节点F或共同转动。节点H与输出元件18连接进而共同转动。本领域技术人员应当理解，电动/发电机80，82分别具有可转动的转子和固定至固定构件，例如传动装置14的壳的定子。下面进一步讨论的，传动装置14如此构造，即所述电动/发电机80和82在三个前进电动变速模式期间某些点上各个电动/发电机承受基本上相等的最大转矩技术要求。这允许所述电动/发电机具有基本上相等的最小尺寸。
[0034]所述传动装置14还具有几个选择性地接合的转矩传递机构以提供各种操作模式，如下所述。转矩传递机构50，一固定的离合器，这里也被认为是制动器，选择性地接合以将节点G固定至固定构件84，例如传动装置14的壳体。转矩传递机构52，一转动离合器，选择性地接合以将节点F和电动/发电机82与节点G连接进而它们共同转动。另一转矩传递机构54，一固定的离合器，选择性地接合以将节点D固定至所述固定构件84。最后，转矩传递机构56，一转动离合器，选择性地接合以将节点C和电动/发电机80与节点D连接进而它们一起转动。
[0035]可以具有一附加、任选的转矩传递机构58(图1中虚线所示以表示它是任选的)以提供附加的操作模式，如下所述。转矩传递机构58，一转动离合器，选择性地接合以连接节点A和节点C进而它们一同转动。通过连接表示为杆20的节点A和C的行星齿轮组的两个元件，转矩传递机构58的接合导致由杆20表示的所述行星齿轮组的所有元件以相同的速度转动，从而起到锁止离合器的作用。
[0036]如果所述转矩传递机构50被接合，节点G是由杆40表示的所述行星齿轮组内部的反作用元件，通过互连元件70传递的动力将经过节点I传递至节点H并因此至所述输出元件18。当所述转矩传递机构52接合时，所述电动/发电机82接收功率来自节点G和节点F的动力或传递动力至节点G和节点F。当所述转矩传递机构54被接合时，节点D保持不动并变成由杆30表示的行星齿轮组内部的反作用元件。当所述转矩传递机构56被接合时，电动/发电机80与节点D连接进而共同转动，并接收或容纳经过节点D和节点C的动力。当转矩传递机构58被接合时，由杆20表示的行星齿轮组被锁止，这样所述输入元件的速度提供至节点E。
[0037]这里论述的动力系统和传动装置的每个实施例具有电源，其可操作地连接到所述电动/发电机，这样电动/发电机可以传递功率至所述电源或从所述电源接收电力。一控制器可操作地连接到所述电源以控制来自或到所述电源的电力的分配。所述电源可以是一或多个电池组。其他的电源，比如具有提供，或存储和分配电功率能力的燃料电池，也可以用来替代所述电池组。电源和控制器相对于图5-9和14的每一个实施例显示和描述，图5-9和14以示意图的形式显示。以杆图的形式显示的图1-4和10-13的实施例也包括电源和控制器，尽管未显示，所述电源和控制器与图5-9和14所示同样的方式可操作地连接到所述电动/发电机。由传感器采集的运行数据，例如输入元件16和输出元件18的速度可以提供至控制器以用于各种用途，例如当运行在再生制动模式时。
[0038]所述传动装置14获得包括三个前进电动变速模式的几个操作模式，每个操作模式将在图2-4分别详细说明，细节如下。图5-9的传动装置实施例是杆图传动装置1 4的各种可选的实现方式，并以与所述传动装置14类似的方式操作。转矩传递机构50，52，54和56中两个组合的接合建立所述三个前进电动变速操作模式。转矩传递机构50和54的接合建立第一前进电动变速模式。转矩传递机构50和56的接合建立第二前进电动变速模式。转矩传递机构52和56的接合建立第三前进电动变速模式。转矩传递机构50，52，54和56中三个组合的接合建立各种固定传动比操作模式。除建立所述各个电动变速模式的每两个转矩传递机构组合之外，矩传递机构58的接合允许用于电动变速模式的固定传动比模式，其中所述被连接的电机80相对于所述发动机12正向转动。所述传动装置14能够不用发动机12的作用驱动所述输出元件18，也就是说在任何电动变速模式但优选在第一前进电动变速模式中输入元件16是固定的。所述传动装置14能在任何电动变速模式但优选在用于倒档操作的第一前进电动变速模式中反向驱动所述输出元件18，以及简单地通过选择电动/发电机80和82的速度的综合以产生输出元件18的倒转。
[0039]那些传动装置设计领域的技术人员应当认识到，杆的部分的尺寸(即在节点之间的相对间隔)与所述齿轮元件的轮齿数目或工作半径成正比并表示为轮齿数目或工作半径，所述齿轮元件确定由所述杆表示的行星齿轮组的有效传动比。这里使用的“有效传动比”就简单行星齿轮组来说是：
NR/NS，齿圈元件的齿数NR与中心齿轮元件的齿数NS的比值。
[0040]对于简单的行星齿轮组，该比值是通常公知的“传动比”，但这里必须包括广义的术语以确定行星齿轮组元件的相对的尺寸从而将复式行星齿轮组包括在内。就复式行星齿轮组来说，所述有效传动比取决于作用为简单行星齿轮组中齿圈元件的部件与作用为简单行星齿轮组中中心齿轮元件的部件的比值。
[0041]例如，在具有中心齿轮元件，可旋转地支撑两组小齿轮的保持架元件和齿圈元件的复式行星齿轮组中，第一组小齿轮与中心齿轮元件和第二组小齿轮啮合，而第二组小齿轮还与齿圈元件啮合，所述有效传动比是：
NR/NS-1，齿圈元件的齿数NR与中心齿轮元件的齿数NS的比值减1。
[0042]在具有第一中心齿轮元件，与第一中心齿轮元件和第二组小齿轮啮合的第一组小齿轮，和与第二组小齿轮啮合的第二中心齿轮元件的复式行星齿轮组中，所述有效传动比是：
NSL/NSS，大的中心齿轮元件的齿数(NSL)与小的中心齿轮元件的齿数(NSS)的比值。
[0043]参见图1的传动装置14，节点A和B间的距离是L2而节点B和C之间的距离是L1。距离L1选择为基本上等于距离L2的两倍，建立一2.0的杆20的有效传动比。节点E和F之间的距离等于节点B和C之间的距离，或L1。节点D和E之间的距离等于节点A和B之间的距离，或L2。这样，杆30的有效传动比是2.0。节点H和I之间的距离和节点G和H之间的距离都是L。这样，杆40的有效传动比接近实际的1.0。尽管不可能制造有效传动比为1.0的简单行星齿轮组(因为齿圈元件的尺寸必须与中心齿轮元件的尺寸相同)，对简单行星齿轮组来说接近1.0的有效传动比是不切实际的因为需要极小和快速转动的小齿轮，但通过利用复式行星齿轮组，1.0的有效传动比是可以获得的，这里定义的1.0的有效传动比是用于任何行星齿轮组的极低的可能比值。
[0044]一个节点相对于另一节点的杠杆作用与至所述另一个节点的距离成比例；这样节点C具有为节点A两倍的沿节点B的杠杆作用，这样节点F具有为节点D两倍的沿节点E的杠杆作用，这样节点I和G具有相同的沿节点H的杠杆作用。另外，行星齿轮组元件之间的转矩关系可能通过作用于所述各个节点上的成比例的横向冲击力表示和替代。因为作用于行星齿轮组上的转矩必须平衡，作用于所述杆上的力同样地也必须被平衡。杆上节点的相对布置是类似于齿圈元件，中心齿轮元件和保持架元件转矩的施力点。
[0045]第一前进电动变速模式是输入-分配操作模式，而第二和第三模式是复合-分配操作模式。通常，输入-分配模式使用机构以分配从输入元件经流过所述传动装置至输出元件的动力，输出元件与所述输入元件在速度方面完全相关；而复合-分配模式使用机构来分配所述流经传动装置的动力，在速度上基本与输入元件和输出元件两者相关。也就是说，在输入-分配模式，输入元件的速度不与任何一个所述电动/发电机的速度成正比但所述输出元件的速度与电动/发电机的速度成正比，而在复合分配模式，输入元件的速度和输出元件的速度都不与任何一个所述电动/发电机的速度成正比。当然，存在所述转矩传递机构的接合的其他组合以实现其他的操作状态。例如，随着转矩传递机构54和56同时接合，所述电动/发电机82可以被利用为电机以提供动力至所述互连元件70并借此提供用于发动机12的启动转矩。如果所有的四个转矩传递机构50，52，54和56同时接合，输入轴16和输出轴18被有效地固定，因此没有动力可以传递，这就产生“停车驱动”结构。所有转矩传递机构的同时分离提供正的空挡状态。
[0046]为了下面讨论的目的，发动机12的转动方向将被认为是前进或正的，与发动机12相反的转动方向被认为是倒退或负的。在第一操作模式期间，转矩传递机构50和54被接合。在空挡状态，发动机12处在怠速，电动/发电机80的速度是负的或反的，这样节点B的速度是零。当所述动力系统10运行在空挡状态时，其可以在正向或反向驱动所述车辆。为了在反向运动，所述电动/发电机80的负的或反的速度被允许增加，借此在所述反方向增加节点B的速度。电动/发电机82操作为电机以参与驱动所述车辆并因此增加在节点F处至传动装置14的动力，所述动力通过节点E分配至互连元件。该动力被传递到节点I并随后经过节点H至输出元件18。显然，所述车辆可以从所述空挡状态在反向移动。此外，在所述倒档操作期间，发动机12的速度从怠速增加到一升高的速度。
第一前进电动变速操作模式
[0047]为了建立第一前进电动变速模式，转矩传递机构50和54被接合，发动机12从所述怠速加速到一预定转速，随后所述电动/发电机80(作为发电机)的速度被降低，电动/发电机82(作为电机)的速度被增加。该操作将继续到所述电动/发电机80的速度是零，从而建立机械的点。这就是第一前进电动变速操作模式的结束。该第一电动变速模式是动力传动装置的输入-分配型。参见图2，在第一前进电动变速模式期间通过转矩传递机构50和54的接合在传动装置14内建立的互连将被说明。具体地说，节点D和G都被固定至固定构件84。需要在节点C通过电动/发电机80提供的转矩与节点C和B之间的距离(L1)相对于节点A和B之间的距离(L2)成反比，这分别表示所述电动/发电机80和输入元件16沿节点B(是所述杆20的输出元件)的杠杆作用。L1的长度是L2长度的两倍，所以需要从连接到节点C的电动/发电机80的转矩是提供在连接到节点A的输入元件16处转矩的一半。
[0048]在第一机械的操作点，电动/发电机80的速度为零，因为有转矩传递机构54保持节点D是固定的，电动/发电机82的速度也是零。在这点上，转矩传递机构54和56可以在同步状态下互换，这样在这些装置的接合和分离中就没有滑动。应当理解，在该操作点，传动装置14在基本上机械动力流动(因而术语“机械点”)结构中运行，通过电动/发电机80，82传递的轴功率可以忽略不计，从电动/发电机80或82的电损耗是非常小的。第一机械的点是第一电动变速模式的结束和第二电动变速模式的开始。
第二前进电动变速操作模式
[0049]在第一机械的点，所述传动装置可被控制来通过分离转矩传递机构54和接合转矩传递机构56从第一电动变速模式变换到第二然电动变速模式，电动/发电机82的操作从而从电机改变为发电机。还在该互换点，电动/发电机80的操作从发电机模式变换到电机模式。发动机12的速度在第二电动模式期间保持预定转速，或根据需要改变。为了具有从一个模式到另一个模式同步换档的优点，输入元件16的速度与输出元件18的速度的比值最好保持在第一机械的点和第二机械的点之间而传动装置14运行在第二电动变速模式。
[0050]参见图3，在第二前进电动变速模式期间通过转矩传递机构50和56的接合在传动装置14内建立的互连的杆图被说明。具体地说，节点G被固定至固定构件84，电动/发电机80与节点C被连接至节点D进而一同转动。当三节点杆的两个节点与另一三节点杆的两个其他节点连接时，所述杆被一起压缩，所述连接的节点对齐，为了定位所述连接的节点，按现有技术重定杆的比例是需要的。在第二电动变速模式中，因为节点C和D被连接，以及节点B和E被连接，杆20和30被压缩，节点B和E对齐，节点C和D对齐，节点D和E之间的距离从L2至L1，导致节点F和E之间的距离同样地双倍，即从L1到L3，L3是L1长度的两倍。这样，当电动/发电机82不提供转矩时，需要在节点C和D处通过电动/发电机80提供的转矩是在所述输入元件16处通过发动机12提供的转矩的一半，如节点C和E的距离(L1)相对于节点A和B之间的距离(L2)所示。当电动/发电机80不提供转矩时，需要在节点F处通过电动/发电机82提供的转矩是在所述输入元件16处提供的转矩的四分之一，如节点F和E的距离(L3)和节点A和E之间的距离(L2)所示。
[0051]在第一机械的点，在该实施例中其是第二电动变速模式的开始，电动/发电机80可以提供所有提供至所述输入元件16的转矩的反作用所需的转矩，而不使用或供应机械动力，因为电动/发电机80是固定的。在第二机械的点，在该实施例中其是第二电动变速模式的结束，电动/发电机82可以提供所有提供至所述输入元件16的转矩的反作用所需的转矩，而不使用或供应机械动力，因为电动/发电机82是固定的。在这两点之间，电动/发电机80和82分摊提供反作用力矩的任务，这样该载荷可以从电动/发电机80经过第二电动变速模式逐渐地传递到电动/发电机82。在缺乏电池电源和电动附加设备载荷的情况下，该载荷被转移以便由电动/发电机82产生的电力通过电动/发电机80消耗，所以所述净效应只不过是从所述输入元件16传递动力至输出元件18。
[0052]为了在第二电动变速模式期间继续加速所述输出元件18(和安装有传动装置14的车辆)，第二电动变速模式是复合-分配模式，电动/发电机80(作为电机)的速度在所述正向从零增加且电动/发电机82(作为发电机)的速度被降低。电动/发电机80和发动机12施加正相或前进转动至所述节点B，电动/发电机82在杆30的节点F处提供转动反作用元件。由电动/发电机82产生的电能可以被利用来给连接到电动/发电机80，82的电池充电以驱动所述电动/发电机80，或根据电动/发电机80的需求电力值和电池的荷电水平驱动电动/发电机80和82两者。
[0053]所述动力系统10继续运行在第二电动变速模式直到电动/发电机82的速度已经减少到零且电动/发电机80的速度已经增加到最大值。在这一点上，电动/发电机82具有零的速度，其等于由转矩传递机构50保持固定的节点G的速度。这是第二机械的点，在该点所述转矩传递机构50和52可以以同步的方式互换，其中在传动比改变期间没有滑动发生。这是第二前进电动变速模式的结束以及第三前进电动变速操作模式的开始。
第三前进电动变速操作模式
[0054]所述第三前进电动变速操作模式也是复合-分配操作模式。在第三前进电动变速操作模式期间，电动/发电机80操作为发电机而电动/发电机82操作为电机。电动/发电机80的速度减少而电动/发电机82的速度增加。节点G和H都被以前进方向或正向驱动。节点G由电动/发电机82驱动，与节点I由发动机12经过由杆20表示的行星齿轮组和由电动/发电机82经过由杆30代表的行星齿轮组两者驱动。
[0055]参见图4，在第三前进电动变速模式期间通过转矩传递机构52和56的接合在传动装置14内建立的互连的杆图被说明。具体地说，电动/发电机80与节点F与节点G连接进而共同转动，电动/发电机80和节点C被连接至节点D进而一同转动。因为杆20两个节点与杆30的两个节点连接且杆30的两个节点与杆40的两个节点连接，所以杆20，30和40被一同压缩，所述连接的节点对齐，为了对齐所述连接的节点，所述杆20，30和40被重新确定比例。这样，在所述第三电动变速模式，因为节点C和D被连接，节点B，E和I被连接，节点F和G被连接，所以杆20，30和40被压缩，这些相应的节点被对齐，节点G和H之间的距离和节点H和I之间的距离在每个情况下从L增加到L1。当电动/发电机82不提供转矩时，需要在节点C和D处通过电动/发电机80提供的转矩是在所述输入元件16处通过发动机12提供的转矩的四分之一，如相对距离L3和L2所示。当电动/发电机80不提供转矩时，需要在节点F处通过电动/发电机82提供的转矩是在所述输入元件16处提供的转矩的一半，如各自的相对距离L1和L2所示。
[0056]这样，在第一和第二前进电动变速操作模式期间发生的第一，第二和第三电动变速模式中需要从电动/发电机80反作用由发动机12提供至所述输入元件16的给定转矩的最大转矩是至所述输入元件16的转矩的一半，并与从电动/发电机82的需求转矩相同，这发生在第三电动变速模式期间。这等于最大转矩因为由杆20，30和40表示的所述行星齿轮的选择的传动比分别是2.0，2.0和1.0。因为电动/发电机80，82具有相同的最大转矩要求，所以它们可以在尺寸上相等。
[0057]在第三前进电动变速操作模式期间，电动/发电机80供应电力至传动装置14，所述电力可利用来驱动作为电机的电动/发电机82和/或提供能量至连接到所述电机的电池组以增加所述电池存储电荷。所述第三前进电动变速操作模式可以继续直到所述动力系统10驱动车辆达到车辆的最高转速点，在该最高转速点，电动/发电机80的速度是零，即第三机械的点。
[0058]电动/发电机80，82中的一个速度为零的运行点是重要的运行点，因为在每个这种运行点是机械的运行点中，经过所述动力系统10被分配的电能的量是最小的而所述机械动力流是最大的或大于总功率流的百分比。众所周知，这导致动力系统10操作效率的大幅度增加。
固定传动比模式
[0059]传动装置14还提供三个固定传动比操作模式。第一固定传动比模式由转矩传递机构50，54和56的接合提供，优选当电动/发电机80的速度是零时在第一和第二电动变速模式之间建立的第一机械的点上。第二固定传动比模式由转矩传递机构50，52和56的接合提供，优选当电动/发电机82的速度是零时在第二和第三电动变速模式之间建立的第二机械的点上。第三固定传动比模式由转矩传递机构52，54和56的接合提供，优选当电动/发电机80的速度是零时在所述第三机械的点上。
[0060]第二前进电动变速操作模式的传动比分布与第三前进电动变速操作模式的传动比分布相同。第二电动变速模式的传动比范围从3.0到1.5，建立2.0的传动比分布。这里使用的，“传动比”是传动装置的输入元件的速度除以所述输出元件的速度。这里使用的，“传动比分布”是档位或模式开始时的传动比相对于档位或模式结束时的传动比。第三电动变速模式的传动比范围是从1.5到0.75，也是2.0的传动比分布。
[0061]在图1至4中，每个行星齿轮组的元件的相对速度可以使用所述节点之间的距离来计算，所述节点在所述杆上表示这些元件。对于第一固定传动比模式，参见图2，与杆20上的节点C连接的电动/发电机80是固定的，所以与节点A连接的输入元件16的速度和与节点B连接的互连元件70的速度之间的比值是，从节点A至节点C的距离，即L1和L2的和，与节点B至节点C的距离，L1之间的比值，这是用于表示行星齿轮组的杆的三比二的比值，具有2.0的有效传动比。互连元件70和输出元件18之间的传动比可以同样地使用杆40和从节点I至节点G(固定的)之间的距离与从节点H到节点G的距离之间的比值得到，这导致具有1.0的比值的行星齿轮组的二比一的比值。第一固定传动比模式总的传动比随后是这两个比值的乘积，3.0的传动比。
[0062]对于第二固定传动比模式，参见图3，电动/发电机82是固定的，所以与节点A连接进而共同转动的输入元件16和与节点E连接进而共同转动的互连元件70之间的传动比是从节点A至节点F的距离，即L1加上L2，与从节点E至节点F的距离之间的比值，这是用于压缩杆20，30的三比四的比值，杆20，30表示所述互连的行星齿轮组，每个具有2.0的有效传动比。互连元件70和固定的节点G之间的距离与输出元件18和固定的节点G之间的距离的比值可以使用杆40同样地得到，这导致具有1.0的有效传动比的行星齿轮组的二比一的比值。第二前进固定传动比模式总的传动比随后是这两个比值的乘积，1.5的传动比。
[0063]对于第三固定传动比模式，参见图4，电动/发电机80是固定的，所以经过所述传动装置的总的传动比是从节点A到节点C和D的距离与从节点H至节点C和D的距离的比值，从节点A到节点C和D的距离是L1和L2的和(参见图3)，从节点H到节点C和D的距离是L3，节点A和节点C与D分别与输入元件16和电动/发电机80连接，节点H和节点C与D分别与输出元件18和电动/发电机80连接。这样，所述第三固定传动比模式具有四比三的传动比，是0.75。
图1-4的传动装置的具体实施例
第一实施例
[0064]如图5所示，动力系统110提供了传动装置114的一个具体实施例，传动装置114能由图示图1-4中杆图所示的动力系统10表示，并能以与所述10动力系统相同的方法操作。动力系统110包括发动机12，主减速器机构17，和具有输入元件116和输出元件118的电动变速传动装置114，输入元件116与发动机12连接进而共同转动，输出元件118与主减速器机构17连接进而共同转动。所述传动装置114包括三个行星齿轮组120，130，和140，分别表示图1-4中的杆20，30和40。
[0065]所述行星齿轮组120包括中心齿轮元件122，齿圈元件124和保持架元件126。保持架元件126可旋转地支撑多个小齿轮127，多个小齿轮127与中心齿轮元件122和齿圈元件124两者啮合。齿圈元件124具有86个齿而中心齿轮元件具有44个齿，建立用于行星齿轮组120的2.0的有效传动比。
[0066]行星齿轮组130包括中心齿轮元件132，齿圈元件134和保持架元件136，保持架元件136可旋转地支撑多个小齿轮137，多个小齿轮137与中心齿轮元件132和齿圈元件134两者啮合。齿圈元件134具有86个齿而中心齿轮元件具有44个齿，建立用于行星齿轮组130的2.0的有效传动比。
[0067]所述行星齿轮组140包括中心齿轮元件142，齿圈元件144和保持架元件146。所述保持架元件146可旋转地支撑第一组小齿轮147和第二组小齿轮148。第一组小齿轮147与所述中心齿轮元件142和第二组小齿轮148两者啮合。第二组小齿轮148被布置成与所述第一组小齿轮147和齿圈元件144两者啮合。这样，所述行星齿轮组140是复式，中心齿轮元件-小齿轮-小齿轮-齿圈元件齿轮组，这里被认为是S-P-P-R齿轮组。齿圈元件144具有104个齿而中心齿轮元件142具有44个齿。S-P-P-R齿轮组例如行星齿轮组140的有效传动比是：
(NR/NS)-1；齿圈元件144的齿数与中心齿轮元件142的齿数的比值减1。
[0068]在所述S-P-P-R齿轮组140中，齿圈元件144的速度是中心齿轮元件142和保持架元件146的速度的加权平均数。进入中心齿轮元件142内的转矩和进入保持架元件146内的转矩加起来是从所述齿圈元件144输出的转矩。齿圈元件144具有104个齿而中心齿轮元件142具有44个齿，建立用于行星齿轮组140的1.36的有效传动比。
[0069]互连元件170持续连接所述保持架元件126，保持架元件136，和中心齿轮元件142。互连元件170可以替换为两个独立的元件，其中一个用来连接保持架元件126和136，另一个用来连接保持架元件136和中心齿轮元件142。
[0070]所述齿圈元件124，保持架元件126和中心齿轮元件122分别对应图1-4中的节点A，B和C。所述齿圈元件134，保持架元件136和中心齿轮元件132分别对应图1-4中的节点D，E和F。所述保持架元件146，齿圈元件144，和中心齿轮元件142分别对应节点G，H和I。
[0071]电动变速传动装置还包括两个电动/发电机180和182，它们可以接收来自储能装置186例如一电池组的电力或向所述储能装置提供电力。电子控制器188与电池186和功率变换器190信号连通，功率变换器190还与电动/发电机180，182的定子部分电连通。所述控制器188响应于各种输入信号通过变换器190调节电动/发电机180，182和电池186之间的功率流，所述输入信号包括车辆速度，操作者需求，电池186的荷电水平和由发动机12提供的动力，变换器190在电池186提供或利用的直流电和电动/发电机180，182的定子部分提供或利用的交流电之间转换。
[0072]所述电动变速传动装置114还包括多个转矩传递机构150，152，154和156。转矩传递机构150选择性地接合以将保持架元件146固定至固定构件184。转矩传递机构152选择性地接合以将中心齿轮元件132和电动/发电机182与保持架元件146连接进而它们一同转动。转矩传递机构154选择性地接合以将齿圈元件134固定至所述固定构件184。转矩传递机构156选择性地接合以连接电动/发电机180和齿圈元件134进而它们一同转动。
[0073]动力系统110的操作与图1中描述的动力系统10的操作相同。也就是说，转矩传递机构150和154的接合建立第一前进电动变速模式，转矩传递机构150和156的接合建立第二前进电动变速模式，以及转矩传递机构152和156的接合建立第三前进电动变速模式。传动装置14还提供三个固定传动比操作模式。第一固定传动比模式由转矩传递机构150，154和56的接合提供(提供3.02的固定传动比)，优选在第一和第二前进电动变速模式之间建立的第一机械的点上。第二固定传动比模式由转矩传递机构150，152和56的接合提供(提供1.48的固定传动比)，优选在第二和第三电动变速模式之间建立的第二机械的点上。第三固定传动比模式由转矩传递机构152，154和156的接合提供(提供0.76的固定传动比)，优选在电动/发电机80的速度为零时的第三机械的点上。
[0074]另外，需要来自电动/发电机180的最大转矩与需要来自电动/发电机182的最大转矩相同，这允许它们具有相同的尺寸，如图1-4中示意的杆图所示。此外，在第二和第三用电变速模式中建立基本相同的传动比分布。
第二实施例
[0075]如图6所示，动力系统210提供了传动装置214的一个具体实施例，传动装置214能由图示图1-4中杆图所示的动力系统10表示，并能以与所述10动力系统相同的方法操作。动力系统210包括发动机12，主减速器机构17，和具有输入元件216和输出元件218的电动变速传动装置214，输入元件216与发动机12连接进而共同转动，输出元件218与主减速器机构17连接进而共同转动。所述传动装置214包括三个行星齿轮组220，230和240，分别表示图1-4中的杆20，30和40。
[0076]行星齿轮组220包括中心齿轮元件222，齿圈元件224，和保持架元件226。保持架元件226可旋转地支撑多个小齿轮227，多个小齿轮227布置成与中心齿轮元件222和齿圈元件224两者啮合。齿圈元件224具有86个齿而中心齿轮元件222具有44个齿，建立用于行星齿轮组220的2.0的有效传动比。
[0077]行星齿轮组230包括中心齿轮元件232，齿圈元件234和保持架元件236，保持架元件236可旋转地支撑多个小齿轮237，多个小齿轮237被布置成与中心齿轮元件232和齿圈元件234两者啮合。齿圈元件234具有86个齿而中心齿轮元件232具有44个齿，建立用于行星齿轮组230的2.0的有效传动比。
[0078]所述行星齿轮组240包括第一中心齿轮元件242，保持架元件246，第一和第二组小齿轮247，248以及第二中心齿轮元件243。所述保持架元件246可旋转地支撑第一组小齿轮247和第二组小齿轮248。第一组小齿轮247被布置成与所述中心齿轮元件242和第二组小齿轮248两者啮合。第二组小齿轮248被布置成与所述第一组小齿轮247和第二中心齿轮元件243两者啮合。这样，所述行星齿轮组240是复式，中心齿轮元件-小齿轮-小齿轮-中心齿轮元件齿轮组，这里被认为是S-P-P-S齿轮组。S-P-P-S齿轮组例如行星齿轮组240的有效传动比是：
NSL/NSS，大的中心齿轮元件242的齿数(NSL)与小的中心齿轮元件243的齿数(NSS)的比值。
[0079]这样，如果所述中心齿轮元件242具有46个齿而中心齿轮元件243具有40个齿，所述行星齿轮组的有效传动比是1.15。在所述S-P-P-S齿轮组240中，保持架元件46的速度是中心齿轮元件242的速度和中心齿轮元件243的速度的加权平均数。进入中心齿轮元件242内的转矩和进入中心齿轮元件243内的转矩加起来是从所述保持架元件246输出的转矩。
[0080]互连元件270固定连接所述保持架元件226，保持架元件236和中心齿轮元件243。互连元件270可以替换为两个独立的元件，其中一个用来连接保持架元件226和236，另一个用来连接保持架元件236和中心齿轮元件243。
[0081]所述齿圈元件224，保持架元件226和中心齿轮元件222分别对应图1-4中的节点A，B和C。所述齿圈元件234，保持架元件236和中心齿轮元件232分别对应图1-4中的节点D，E和F。第一中心齿轮元件242，保持架元件246和第二中心齿轮元件243分别对应节点G，H和I。
[0082]电动变速传动装置还包括两个电动/发电机280和282，它们可以接收来自储能装置286例如一电池组的电力或向所述储能装置提供电力。电子控制器288与电池286和功率变换器290信号连通，功率变换器290还与电动/发电机280，282的定子部分电连通。所述控制器288响应于各种输入信号通过变换器290调节电动/发电机280，282和电池286之间的功率流，所述输入信号包括车辆速度，操作者需求，电池286的荷电水平和由发动机12提供的动力，变换器290在电池286提供或利用的直流电和电动/发电机280，282的定子部分提供或利用的交流电之间转换。
[0083]所述电动变速传动装置214还包括多个转矩传递机构250，252，254和256。转矩传递机构250选择性地接合以将中心齿轮元件242固定至固定构件284。转矩传递机构252选择性地接合以将中心齿轮元件232和电动/发电机282与中心齿轮元件242连接进而它们一同转动。转矩传递机构254选择性地接合以将齿圈元件234固定至所述固定构件284。转矩传递机构256选择性地接合以连接电动/发电机280和齿圈元件234进而它们一同转动。
[0084]动力系统210的操作与图1中描述的动力系统10的操作相同。也就是说，转矩传递机构250和254的接合建立第一前进电动变速模式，转矩传递机构250和256的接合建立第二前进电动变速模式，以及转矩传递机构252和256的接合建立第三前进电动变速模式。传动装置214还提供三个固定传动比操作模式。第一固定传动比模式由转矩传递机构250，254和256的接合提供(提供3.25的固定传动比)，优选在第一和第二前进电动变速模式之间建立的第一机械的点上。第二固定传动比模式由转矩传递机构250，252和256的接合提供(提供1.58的固定传动比)，优选在第二和第三电动变速模式之间建立的第二机械的点上。第三固定传动比模式由转矩传递机构252，254和256的接合提供(提供0.74的固定传动比)，优选在电动/发电机280的速度为零时的第三机械的点上。
[0085]另外，需要来自电动/发电机280的最大转矩与需要来自电动/发电机282的最大转矩相同，这允许它们具有相同的尺寸，如图1-4中示意的杆图所示。此外，在第二和第三用电变速模式中建立基本相同的传动比分布。
第三实施例
[0086]如图7所示，动力系统310提供了传动装置314的一个具体实施例，传动装置314能由图示图1-4中杆图所示的动力系统10表示，并能以与所述10动力系统相同的方法操作。除增加一齿圈元件344和一制动器型转矩传递机构359外，动力系统310与动力系统210相同，齿圈元件344可操作来执行倒档传动比，如下所述。此外，转矩传递机构354和356，以及转矩传递机构350和352都相互偏离而不是对齐。动力系统310包括发动机12，主减速器机构17，和具有输入元件316和输出元件318的电动变速传动装置314，输入元件316与发动机12连接进而共同转动，输出元件318与主减速器机构17连接进而共同转动。所述传动装置314包括三个行星齿轮组320，330和340，分别表示图1-4中的杆20，30和40。
[0087]行星齿轮组320包括中心齿轮元件322，齿圈元件324，和保持架元件326。保持架元件326可旋转地支撑多个小齿轮327，多个小齿轮327被布置成与中心齿轮元件322和齿圈元件324两者啮合。齿圈元件324具有86个齿而中心齿轮元件322具有44个齿，建立用于行星齿轮组320的2.0的有效传动比。
[0088]行星齿轮组330包括中心齿轮元件332，齿圈元件334和保持架元件336，保持架元件336可旋转地支撑多个小齿轮337，多个小齿轮337被布置成与中心齿轮元件332和齿圈元件334两者啮合。齿圈元件334具有86个齿而中心齿轮元件332具有44个齿，建立用于行星齿轮组330的2.0的有效传动比。
[0089]所述行星齿轮组340包括第一中心齿轮元件342，保持架元件346，第一和第二组小齿轮347，348以及第二中心齿轮元件343。所述保持架元件346可旋转地支撑第一组小齿轮347和第二组小齿轮348。第一组小齿轮347被布置成与所述中心齿轮元件342和第二组小齿轮348两者啮合。第二组小齿轮348被布置成与所述第一组小齿轮347和第二中心齿轮元件343两者啮合。齿圈元件344被布置成与第一组小齿轮347啮合。转矩传递机构359选择性地接合以将齿圈元件344固定至所述固定构件384。转矩传递机构359被接合只建立保持架元件346的反向转动，这样提供经过所述传动装置的倒档减速比。转矩传递机构359在任何前进操作模式都不接合，在这样的模式中齿圈元件344自由地自旋而不对第三行星齿轮组340的有效传动比产生影响。这样，对前进操作模式来说，行星齿轮组340起到复式S-P-P-S齿轮组的作用。在前进操作模式行星齿轮组340的有效传动比是：
NSL/NSS，大的中心齿轮元件342的齿数(NSL)与小的中心齿轮元件343的齿数(NSS)的比值。
[0090]这样，如果所述中心齿轮元件342具有46个齿而中心齿轮元件343具有40个齿，所述行星齿轮组的有效传动比是1.15。在所述S-P-P-S齿轮组340中，保持架元件46的速度是中心齿轮元件342的速度和中心齿轮元件343的速度的加权平均数。进入中心齿轮元件342内的转矩和进入中心齿轮元件343内的转矩加起来是从所述保持架元件346输出的转矩。
[0091]互连元件370持续连接所述保持架元件326，保持架元件336和中心齿轮元件343。互连元件370可以替换为两个独立的元件，其中一个用来连接保持架元件326和336，另一个用来连接保持架元件336和中心齿轮元件243。
[0092]所述齿圈元件324，保持架元件326和中心齿轮元件322分别对应图1-4中的节点A，B和C。所述齿圈元件334，保持架元件336和中心齿轮元件332分别对应图1-4中的节点D，E和F。第一中心齿轮元件342，保持架元件346和第二中心齿轮元件343分别对应节点G，H和I。
[0093]电动变速传动装置314还包括两个电动/发电机380和382，它们可以接收来自储能装置386例如一电池组的电力或向所述储能装置提供电力。电子控制器388与电池386和功率变换器390信号连通，功率变换器390还与电动/发电机380，382的定子部分电连通。所述控制器388响应于各种输入信号通过变换器390调节电动/发电机380，382和电池386之间的功率流，所述输入信号包括车辆速度，操作者需求，电池386的荷电水平和由发动机12提供的动力，变换器390在由电池386提供或利用的直流电和由电动/发电机380，382的定子部分提供或利用的交流电之间转换。
[0094]所述电动变速传动装置314还包括多个转矩传递机构350，352，354，356和359。转矩传递机构350选择性地接合以将中心齿轮元件342固定至固定构件384。转矩传递机构352选择性地接合以将中心齿轮元件332和电动/发电机382与中心齿轮元件342连接进而它们一同转动。转矩传递机构354选择性地接合以将齿圈元件334固定至固定构件384。转矩传递机构356选择性地接合以连接电动/发电机380和齿圈元件334进而它们一同转动。转矩传递机构359选择性地接合以将齿圈元件344固定至固定构件384。与图6的传动装置214相比，传递机构354和350分别与转矩传递机构356和352偏离而不是对齐。该结构可以允许所述电动/发电机380，382安装的比电动/发电机280，282彼此更近一些，从而将传动装置314的总长度最小化。
[0095]除提供倒档电动变速模式外，动力系统310的操作与图1中描述的动力系统10的操作相同，如下所述。也就是说，转矩传递机构350和354的接合建立第一前进电动变速模式，转矩传递机构350和356的接合建立第二前进电动变速模式，以及转矩传递机构352和356的接合建立第三前进电动变速模式。转矩传递机构350，354和359的接合建立倒档电动变速操作模式，因为被固定的齿圈元件344提供反作用力矩以改变第一组小齿轮347的旋转方向，这样保持架元件346和输出元件318就反向转动。传动装置314还提供三个固定传动比操作模式。第一固定传动比模式由转矩传递机构350，354和56的接合提供(提供3.25的固定传动比)，优选在第一和第二前进电动变速模式之间建立的第一机械的点上。第二固定传动比模式由转矩传递机构350，352和356的接合提供(提供1.58的固定传动比)，优选在第二和第三电动变速模式之间建立的第二机械的点上。第三固定传动比模式由转矩传递机构350，354和356的接合提供(提供0.74的固定传动比)，优选在电动/发电机380的速度为零时的第三机械的点上。
[0096]另外，需要来自电动/发电机380的最大转矩与需要来自电动/发电机382的最大转矩相同，这允许它们具有相同的尺寸，如图1-4中示意的杆图所示。此外，在第二和第三用电变速模式中建立基本相同的传动比分布。
第四实施例
[0097]如图8所示，动力系统410提供了传动装置414的一个具体实施例，传动装置414能由图示图1-4中杆图所示的动力系统10表示，并能以与所述10动力系统相同的方法操作。除在转矩传递机构位置上的差别外，动力系统410与图6中所示的动力系统210相同，如下所述。动力系统410包括发动机12，主减速器机构17，和具有输入元件416和输出元件418的电动变速传动装置414，输入元件416与发动机12连接进而共同转动，输出元件418与主减速器机构17连接进而共同转动。所述传动装置414包括三个行星齿轮组420，430和440，分别表示图1-4中的杆20，30和40。
[0098]行星齿轮组420包括中心齿轮元件422，齿圈元件424，和保持架元件426。保持架元件426可旋转地支撑多个小齿轮427，多个小齿轮427被布置成与中心齿轮元件422和齿圈元件424两者啮合。齿圈元件424具有86个齿而中心齿轮元件422具有44个齿，建立用于行星齿轮组420的2.0的有效传动比。
[0099]行星齿轮组430包括中心齿轮元件432，齿圈元件434和保持架元件436，保持架元件436可旋转地支撑多个小齿轮437，多个小齿轮437被布置成与中心齿轮元件432和齿圈元件434两者啮合。齿圈元件434具有86个齿而中心齿轮元件432具有44个齿，建立用于行星齿轮组430的2.0的有效传动比。
[00100]所述行星齿轮组440包括第一中心齿轮元件442，保持架元件446，第一和第二组小齿轮447，448以及第二中心齿轮元件443。所述保持架元件446可旋转地支撑第一组小齿轮447和第二组小齿轮448。第一组小齿轮447被布置成与所述中心齿轮元件442和第二组小齿轮448两者啮合。第二组小齿轮448被布置成与所述第一组小齿轮447和第二中心齿轮元件443两者啮合。这样，行星齿轮组440是复式S-P-P-S齿轮组。S-P-P-S齿轮组例如行星齿轮组440的有效传动比是：
NSL/NSS，大的中心齿轮元件442的齿数(NSL)与小的中心齿轮元件443的齿数(NSS)的比值。
[00101]这样，如果所述中心齿轮元件442具有46个齿而中心齿轮元件443具有40个齿，所述行星齿轮组的有效传动比是1.15。在所述S-P-P-S齿轮组440中，保持架元件444的速度是中心齿轮元件442的速度和中心齿轮元件443的速度的加权平均数。进入中心齿轮元件442内的转矩和进入中心齿轮元件443内的转矩加起来是从所述保持架元件446输出的转矩。
[00102]互连元件470持续连接所述保持架元件426，保持架元件436和中心齿轮元件443。互连元件470可以替换为两个独立的元件，其中一个用来连接保持架元件426和436，另一个用来连接保持架元件436和中心齿轮元件443。
[00103]所述齿圈元件424，保持架元件426和中心齿轮元件422分别对应图1-4中的节点A，B和C。所述齿圈元件434，保持架元件436和中心齿轮元件432分别对应图1-4中的节点D，E和F。第一中心齿轮元件442，保持架元件446和第二中心齿轮元件443分别对应节点G，H和I。
[00104]电动变速传动装置414还包括两个电动/发电机480和482，它们可以接收来自储能装置486例如一电池组的电力或向所述储能装置提供电力。电子控制器488与电池486和功率变换器490信号连通，功率变换器490还与电动/发电机480，482的定子部分电连通。所述控制器488响应于各种输入信号通过变换器490调节电动/发电机480，482和电池486之间的功率流，所述输入信号包括车辆速度，操作者需求，电池486的荷电水平和由发动机12提供的动力，变换器490在电池486提供或利用的直流电和电动/发电机480，482的定子部分提供或利用的交流电之间转换。
[00105]所述电动变速传动装置414还包括多个转矩传递机构450，452，454和456。转矩传递机构450选择性地接合以将中心齿轮元件442固定至固定构件484。转矩传递机构452选择性地接合以将中心齿轮元件432和电动/发电机482与中心齿轮元件442连接进而它们一同转动。转矩传递机构454选择性地接合以将齿圈元件434固定至所述固定构件484。转矩传递机构456选择性地接合以连接电动/发电机480和齿圈元件434进而它们一同转动。与图6的传动装置214相比，传递机构454和450分别与转矩传递机构456和452偏离而不是径向地对齐。该结构可以允许所述电动/发电机480，482安装的比电动/发电机280，282彼此更近一些，从而将传动装置414的总长度最小化。
[00106]动力系统410的操作与图1中描述的动力系统10的操作相同。也就是说，转矩传递机构450和454的接合建立第一前进电动变速模式，转矩传递机构450和456的接合建立第二前进电动变速模式，以及转矩传递机构452和456的接合建立第三前进电动变速模式。传动装置414还提供三个固定传动比操作模式。第一固定传动比模式由转矩传递机构450，454和456的接合提供(提供3.25的固定传动比)，优选在第一和第二前进电动变速模式之间建立的第一机械的点上。第二固定传动比模式由转矩传递机构450，452和456的接合提供(提供1.58的固定传动比)，优选在第二和第三电动变速模式之间建立的第二机械的点上。第三固定传动比模式由转矩传递机构452，454和456的接合提供(提供0.74的固定传动比)，优选在电动/发电机480的速度为零时的第三机械的点上。
[00107]另外，需要来自电动/发电机480的最大转矩与需要来自电动/发电机482的最大转矩相同，这允许它们具有相同的尺寸，如图1-4中示意的杆图所示。此外，在第二和第三用电变速模式中建立基本相同的传动比分布。
第五实施例
[00108]如图9所示，动力系统510提供了传动装置514的一个具体实施例，传动装置514能由图示图1-4中杆图所示的动力系统10表示，并能以与所述10动力系统相同的方法操作。除在转矩传递机构的位置和行星齿轮组540的元件的相对尺寸和结构上的差别外，动力系统510与图6中所示的动力系统210相同，如下所述。动力系统510包括发动机12，主减速器机构17，和具有输入元件516和输出元件518的电动变速传动装置514，输入元件516与发动机12连接进而共同转动，输出元件518与主减速器机构17连接进而共同转动。所述传动装置514包括三个行星齿轮组520，530和540，分别表示图1-4中的杆20，30和40。
[00109]行星齿轮组520包括中心齿轮元件522，齿圈元件524，和保持架元件526。保持架元件526可旋转地支撑多个小齿轮527，多个小齿轮527被布置成与中心齿轮元件522和齿圈元件524两者啮合。齿圈元件524具有86个齿而中心齿轮元件522具有44个齿，建立用于行星齿轮组520的2.0的有效传动比。
[00110]行星齿轮组530包括中心齿轮元件532，齿圈元件534和保持架元件536，保持架元件536可旋转地支撑多个小齿轮537，多个小齿轮537被布置成与中心齿轮元件532和齿圈元件534两者啮合。齿圈元件534具有86个齿而中心齿轮元件532具有44个齿，建立用于行星齿轮组530的2.0的有效传动比。
[00111]所述行星齿轮组540包括第一中心齿轮元件542，保持架元件546，第一和第二组小齿轮547，548以及第二中心齿轮元件543。所述保持架元件546可旋转地支撑第一组小齿轮547和第二组小齿轮548。第一组小齿轮547被布置成与所述中心齿轮元件542和第二组小齿轮548两者啮合。第二组小齿轮548被布置成与所述第一组小齿轮547和第二中心齿轮元件543两者啮合。这样，行星齿轮组540是复式S-P-P-S齿轮组。S-P-P-S齿轮组例如行星齿轮组540的有效传动比是：
NSL/NSS，大的中心齿轮元件543的齿数(NSL)与小的中心齿轮元件542的齿数(NSS)的比值。
[00112]这样，如果所述中心齿轮元件543具有46个齿而中心齿轮元件542具有40个齿，所述行星齿轮组的有效传动比是1.15。因为所述小的中心齿轮元件542选择性地接合至所述固定构件584或至电动/发电机582和中心齿轮元件532，与图6，7和8中的行星齿轮组240，340和440相比，在第一和第二电动变速模式中所述行星齿轮组540提供了更小的速度-减速比。所述固定传动比模式的数值也受影响，如下所述。在所述S-P-P-S齿轮组540中，保持架元件544的速度是中心齿轮元件542的速度和中心齿轮元件543的速度的加权平均数。进入中心齿轮元件542内的转矩和进入中心齿轮元件543内的转矩加起来是从所述保持架元件546输出的转矩。
[00113]互连元件570持续连接所述保持架元件526，保持架元件536和中心齿轮元件543。互连元件570可以替换为两个独立的元件，其中一个用来连接保持架元件526和536，另一个用来连接保持架元件536和中心齿轮元件543。
[00114]所述齿圈元件524，保持架元件526和中心齿轮元件522分别对应图1-4中的节点A，B和C。所述齿圈元件534，保持架元件536和中心齿轮元件532分别对应图1-4中的节点D，E和F。第一中心齿轮元件542，保持架元件546和第二中心齿轮元件543分别对应节点G，H和I。
[00115]电动变速传动装置514还包括两个电动/发电机580和582，它们可以接收来自储能装置586例如一电池组的电力或向所述储能装置提供电力。电子控制器588与电池586和功率变换器590信号连通，功率变换器590还与电动/发电机580，582的定子部分电连通。所述控制器588响应于各种输入信号通过变换器590调节电动/发电机580，582和电池586之间的功率流，所述输入信号包括车辆速度，操作者需求，电池586的荷电水平和由发动机12提供的动力，变换器590在由电池586提供或利用的直流电和由电动/发电机580，582的定子部分提供或利用的交流电之间转换。
[00116]所述电动变速传动装置514还包括多个转矩传递机构550，552，554和556。转矩传递机构550选择性地接合以将中心齿轮元件542固定至固定构件584。转矩传递机构552选择性地接合以将中心齿轮元件532和电动/发电机582与中心齿轮元件542连接进而它们一同转动。转矩传递机构554选择性地接合以将齿圈元件534固定至所述所述固定构件584。转矩传递机构556选择性地接合以连接电动/发电机580和齿圈元件534进而它们一同转动。与图6的传动装置214相比，传递机构554和550分别与转矩传递机构556和552偏离而不是径向地对齐。该结构可以允许所述电动/发电机580，582安装的比电动/发电机280，282彼此更近一些，从而将传动装置514的总长度最小化。
[00117]动力系统510的操作与图1中描述的动力系统10的操作相同。也就是说，转矩传递机构550和554的接合建立第一前进电动变速模式，转矩传递机构550和556的接合建立第二前进电动变速模式，以及转矩传递机构552和556的接合建立第三前进电动变速模式。传动装置514还提供三个固定传动比操作模式。第一固定传动比模式由转矩传递机构550，554和556的接合提供(提供2.82的固定传动比)，优选在第一和第二前进电动变速模式之间建立的第一机械的点上。第二固定传动比模式由转矩传递机构550，552和556的接合提供(提供1.38的固定传动比)，优选在第二和第三电动变速模式之间建立的第二机械的点上。第三固定传动比模式由转矩传递机构552，554和556的接合提供(提供0.79的固定传动比)，优选在电动/发电机580的速度为零时的第三机械的点上。
[00118]另外，需要来自电动/发电机580的最大转矩与需要来自电动/发电机582的最大转矩相同，这允许它们具有相同的尺寸，如图1-4中示意的杆图所示。此外，在第二和第三用电变速模式中建立基本相同的传动比分布。
第二杆图实施例
[00119]图10以杆图的形式说明了动力系统610。动力系统610与图1的动力系统10的构造不同。归因于由杆620，630和640表示的所述行星齿轮组的具体选择的有效传动比，动力系统610可操作来提供三个前进电动变速模式，在三个前进电动变速模式中电动/发电机680和682需求的最大转矩相同。动力系统610包括发动机12，发动机12连接到电动变速传动装置614。所述变速装置614设计成在发动机12的某些工况下接收来自发动机12的驱动功率的至少一部分，如下所述。所述发动机具有作为传动装置614的输入元件616的输出轴。主减速器单元17可操作地连接到传动装置614的输出元件618。
[00120]所述传动装置614包括三节点杆620，三节点杆620代表具有第一，第二和第三元件的第一行星齿轮组，第一，第二和第三元件分别由节点J，K和M表示。所述元件可以是齿圈元件，中心齿轮元件和保持架元件，当然可能不以那种顺序。
[00121]所述传动装置614进一步地包括另一三节点杆630，三节点杆630代表具有第一，第二和第三元件的第二行星齿轮组，第一，第二和第三元件分别由节点N，P和Q表示。所述节点N，P和和Q分别表示齿圈元件，中心齿轮元件，以及保持架元件，尽管不一定以这个顺序。所述传动装置614还包括另一三节点杆640，三节点杆640代表具有第一，第二和第三节点R，S和T的第三行星齿轮组。所述节点R，S和T每个表示齿圈元件，中心齿轮元件，以及保持架元件，尽管不一定以这个顺序。
[00122]所述传动装置614具有几个固定的互连。互连元件672将节点J和N持续连接进而共同转动。互连元件674将节点P和T持续连接进而共同转动。互连元件672和674可以是具有连接在外面的套壳的轴，所述轴和套壳是整体的或不可分割的。电动/发电机680(也被认为是M/GA)与节点M持续连接。输入元件616与节点K连接进而共同转动。另一电动/发电机682(也被认为是M/GB)被连接至节点N进而共同转动。节点S与输出元件618连接进而共同转动。本领域技术人员应当理解，电动/发电机680，682分别具有可转动的转子和固定至固定构件，例如传动装置614的壳的定子。下面进一步讨论的，传动装置614这样构造，即在三个前进电动变速模式期间的某些点上所述电动/发电机680和682承受基本上相等的最大转矩要求。这允许所述电动/发电机680，682具有基本上相等的，最小的尺寸。
[00123]传动装置614还具有几个选择性地接合的转矩传递机构以提供各种工作模式，如下所述。转矩传递机构650，一固定的离合器，这里也被认为是制动器，选择性地接合以将节点R固定至固定构件684，例如传动装置614的壳体。转矩传递机构652，一转动离合器，选择性地接合以将节点N和电动/发电机682与节点R连接进而它们共同转动。另一转矩传递机构654，一固定的离合器，选择性地接合以将节点Q固定至所述固定构件684。最后，转矩传递机构656，一转动离合器，选择性地接合以将节点M和电动/发电机680与节点Q连接进而它们一起转动。
[00124]可以具有一附加、任选的转矩传递机构658(图10中虚线所示以表示它是任选的)以提供附加的操作模式，如下所述。转矩传递机构658，一转动离合器，选择性地接合以连接节点K和节点M连接进而它们共同转动。通过连接表示为杆620的节点K和M的行星齿轮组的两个元件，转矩传递机构658的接合导致由杆620表示的所述行星齿轮组的所有元件以相同的速度转动，从而起到锁止离合器的作用。
[00125]如果所述转矩传递机构650被接合，节点R是由杆640表示的所述行星齿轮组内部的反作用元件，动力将通过互连元件674传递经过T至节点S并从而至所述输出元件618。当所述转矩传递机构652接合时，所述电动/发电机682接收来自节点R和节点N的动力或传递动力至节点R和节点N。当所述转矩传递机构654被接合时，节点Q保持不动并变成由杆630表示的行星齿轮组内部的反作用元件。当所述转矩传递机构656被接合时，所述电动/发电机680和节点M与节点Q连接进而共同转动。当转矩传递机构658被接合时，由杆620表示的行星齿轮组被锁止，这样所述输入元件的速度被提供至节点N。
[00126]传动装置614获得包括三个前进电动变速模式的几个操作模式，每个操作模式将分别在图11-13中详细说明，细节如下。图14的传动装置实施例是杆图传动装置614的一种实现方式，并以与所述传动装置614类似的方式操作。转矩传递机构650，652，654和656中的两个的组合的接合建立所述三个前进电动变速操作模式。转矩传递机构650和654的接合建立第一前进电动变速模式。转矩传递机构650和656的接合建立第二前进电动变速模式。转矩传递机构652和656的接合建立第三前进电动变速模式。转矩传递机构650，652，654和656中的三个的组合的接合建立各种固定传动比操作模式。除建立所述各个电动变速模式的每两个转矩传递机构的组合之外，转矩传递机构658的接合允许用于这些电动变速模式的固定传动比模式。所述传动装置614能够不用发动机12的作用驱动所述输出元件618，也就是说当输入元件616是固定的时候，在任何电动变速模式能够通过合适的选择电动/发电机680和682的速度反向驱动所述输出元件618。
[00127]接合图1-4的论述，杆的部分的尺寸(即在节点之间的相对间隔)与所述齿轮元件的轮齿数目或工作半径成正比并表示为轮齿数目或工作半径，所述齿轮元件确定由所述杆表示的行星齿轮组的有效传动比。参见图10所示的传动装置614，节点J和K之间的距离是L4而节点K和M之间的距离也是L4，从而创造杆620的有效传动比为接近1.0。节点N和P之间的距离是L5，其被选择为节点P和Q之间距离L6的两倍。这样，杆630的有效传动比是2.0。节点N具有两倍于节点Q沿节点P的杠杆作用。节点R和S之间的距离是L4，杆620的节点S和T之间的距离以及节点J和K之间的距离和节点K和M也是L4。这样，杆640的有效传动比接近实际的1.0。尽管不可能建立具有1.0的有效传动比的简单行星齿轮组(因为齿圈元件的尺寸必须与中心齿轮的尺寸相同)，但通过利用复式行星齿轮组可以获得1.0的有效传动比。相应地，杆620和640分别表示复式行星齿轮组。
[00128]由传动装置614提供的第一前进电动变速模式是输入-分配操作模式，而第二和第三电动变速模式是复合-分配操作模式。当然，存在所述转矩传递机构的接合的其他组合以实现其他的操作状态。例如，电动/发电机680可以作为电动机以提供用于发动机12的起动转矩。如果所有的四个转矩传递机构650，652，654和656同时接合，输入轴616和输出轴618被有效地固定，因此没有动力可以传递，这就产生所希望的“停车驱动”结构。所有转矩传递机构的同时分离提供正的空挡状态。
[00129]为了下面讨论的目的，发动机12的转动方向将被认为是前进或正的，与发动机12相反的转动方向被认为是倒退或负的。所述传动装置614能在任何电动变速模式但优选在用于倒档操作的第一前进电动变速模式中简单地通过选择电动/发电机680和682的速度的组合反向驱动所述输出元件618及以产生输出元件618的倒转。
第一前进电动变速操作模式
[00130]为了建立第一前进电动变速模式，转矩传递机构650和654被接合，发动机12从所述怠速加速到一预定转速，所述电动/发电机680(作为发电机)的速度被降低，电动/发电机682(作为电机)的速度被增加。该操作将继续到所述电动/发电机680的速度是零，从而建立第一机械的点。这就是第一前进电动变速操作模式的结束。该第一电动变速模式是动力传动装置的输入-分配型。参见图11，在第一前进电动变速模式期间通过转矩传递机构650和654的接合在传动装置614内建立的互连将被说明。具体地说，节点Q和R都被固定至固定构件684。需要在节点M处由电动/发电机680提供的转矩相对于在输入元件616处提供的转矩由节点J和M之间的距离(L7)相对于节点J和K之间的距离(L4)表示，这分别表明电动/发电机680和输入元件616沿节点J的杠杆作用(节点J是杆620的输出元件)。L7的长度是L4长度的两倍，所以需要来自连接到节点M的电动/发电机680的转矩是提供到输入元件16的转矩的长度的一半，输入元件16与节点K连接。
[00131]在第一机械的点，电动/发电机680的速度是零，节点Q因为由转矩传递机构654保持而固定不动。在这点上，转矩传递机构654和656可以在同步状态下互换，这样在这些装置的接合或分离中就没有滑动。应当理解，在该操作点，传动装置614在基本上机械动力流结构中运行，通过电动/发电机680，682传递的轴动力可以忽略不计，来自电动/发电机680或682的电损耗是非常小的。第一机械的点是第一电动变速模式的结束和第二电动变速模式的开始。
第二前进电动变速操作模式
[00132]在操作的第一机械的点，所述传动装置可被控制来通过分离转矩传递机构654和接合转矩传递机构656从第一电动变速模式变换到第二电动变速模式，电动/发电机682的操作从而从电机改变为发电机。还在该互换点，电动/发电机680的操作从发电机模式变换到电机模式。发动机12的速度在第二电动模式期间保持预定转速，或根据需要改变。为了具有从一个模式到另一个模式同步换档的优点，输入元件616的速度与输出元件618的速度的比值最好保持在第一机械的点和第二机械的点之间而传动装置614运行在第二电动变速模式。
[00133]参见图12，在第二前进电动变速模式期间通过转矩传递机构650和656的接合在传动装置112内建立的互连的杆图被说明。具体地说，节点R被固定至固定构件684，电动/发电机680与节点M被连接至节点Q进而一同转动。所述杆620和630被一同压缩，连接的节点J和N，以及M和Q分别对齐。当电动/发电机682不提供转矩时，需要在节点Q处通过电动/发电机680提供的转矩是在所述输入元件616处通过发动机12提供的转矩的一半，如节点Q和P的距离(L10或L6)相对于节点K和P之间的距离(L9)所示。当电动/发电机680不提供转矩时，需要在节点N处通过电动/发电机682提供的转矩是在所述输入元件616处通过发动机12提供的转矩的四分之一，如节点P和N的距离(L5或L8)相对于节点K和P之间的距离(L7)所示。
[00134]在第一机械的点，在该实施例中其是第二电动变速模式的开始，电动/发电机680可以提供所有提供至所述输入元件616的转矩的反作用所需的转矩，而不使用或供应机械动力，因为电动/发电机680是固定的。在第二机械的点，在该实施例中其是第二电动变速模式的结束，电动/发电机682可以提供所有提供至所述输入元件16的转矩的反作用所需的转矩，而不使用或供应机械动力，因为电动/发电机682是固定的。在这两点之间，电动/发电机680和682分摊提供反作用力矩的任务，这样在第二电动变速模式模式期间该载荷可以从电动/发电机680逐渐地传递到电动/发电机682。在缺乏电池电源和电动附加设备载荷的情况下，该载荷被转移以便由电动/发电机682产生的电力通过电动/发电机680消耗，所以所述净效应只不过是从所述输入元件616传递动力至输出元件618。
[00135]为了在第二电动变速模式期间继续加速所述输出元件618(和安装有传动装置14的车辆)，电动/发电机680(作为电机)的速度在所述正向从零增加且电动/发电机682(作为发电机)的速度被降低，第二电动变速模式是复合-分配模式。电动/发电机680和发动机12传递正相或前进转动至所述节点M，电动/发电机682在杆630的节点N处提供转动反作用元件。由电动/发电机682产生的电能可以被利用来给连接到电动/发电机680，682的电池充电以驱动所述电动/发电机680，或根据电动/发电机680的需求电力值和电池的荷电水平驱动电动/发电机680和682两者。
[00136]所述动力系统610继续运行在第二电动变速模式直到电动/发电机682的速度已经减少到零且电动/发电机680的速度已经增加到最大值。在这一点上，电动/发电机682具有零的速度，其等于由转矩传递机构650保持固定的节点R的速度。因此，在该互换点，所述转矩传递机构650和652可以以同步的方式互换，其中在传动比互换期间没有滑动发生。这是第二机械的点，即第二前进电动变速模式结束且第三前进电动变速操作模式开始。
第三前进电动变速操作模式
[00137]所述第三前进电动变速操作模式也是复合-分配操作模式。在第三前进电动变速操作模式期间，电动/发电机680操作为发电机而电动/发电机682操作为电机。电动/发电机680的速度减少而电动/发电机682的速度增加。节点R和T都被以前进方向或正向驱动。节点R由电动/发电机682驱动，节点T由发动组12经过由杆620表示的行星齿轮组和由电动/发电机682经过由杆30代表的行星齿轮组两者驱动。
[00138]参见图13，在第三前进电动变速模式期间通过转矩传递机构652和656的接合在传动装置14内建立的互连的杆图被说明。具体地说，电动/发电机682与节点N与节点R连接进而共同转动，电动/发电机680与节点M被连接至节点Q进而一同转动。因为杆620两个节点与杆630的两个节点连接且杆630的两个节点与杆640的两个节点连接，杆620，630与640被一同压缩，所述连接的节点被对齐，为了对齐所述连接的节点所述杆根据需要被重定比例。这样，在第三电动变速模式，节点J，N和R被连接，节点M和Q被连接，节点P和T被连接，所述杆620，630和640被压缩同时各个连接的节点对齐。在每个情况下，节点R和S之间的距离，和节点S和T之间的距离从L4变化为L11，L11是L4长度的一半。当电动/发电机682不提供转矩时，需要在节点Q处通过电动/发电机680提供的转矩是在所述输入元件616处通过发动机12提供的转矩的四分之一，如节点Q和S之间的距离(L8)相对于节点K和S之间的距离(L9)所示。当电动/发电机680不提供转矩时，需要在节点R处通过电动/发电机680提供的转矩是在所述输入元件616处提供转矩的一半，如节点R和S之间的相对距离(L11)相对于节点K和S之间的相对距离(L9)所示。
[00139]这样，在第一和第二前进电动变速操作模式期间需要电动/发电机680提供以反作用输入元件16提供的给定转矩的最大转矩发生在第一电动变速模式期间，并与第二和第三电动变速操作模式期间发生的需要电动/发电机682提供的最大转矩相同。这种最大转矩的相等是因为由杆620，630和640表示的所述行星齿轮组选择的传动比，它们分别是1.0，2.0和1.0。因为电动/发电机80，82具有相同的最大转矩技术要求，所以它们可以在尺寸上相等。
[00140]在第三前进电动变速操作模式期间，电动/发电机680供应电力至传动装置614，所述电力可利用来驱动作为电机的电动/发电机682和/或提供能量至连接到所述电机的电池组以增加所述电池存储电荷。所述第三前进电动变速操作模式可以持续到所述动力系统10驱动车辆达到车辆的最高转速点，在该最高转速点电动/发电机680的速度是零，即第三机械的点。
固定传动比模式
[00141]传动装置614还提供三个固定传动比操作模式。第一固定传动比模式由转矩传递机构650，654和656的接合提供，优选当电动/发电机680的速度是零时在第一和第二电动变速模式之间建立的第一机械的点上。第二固定传动比模式由转矩传递机构650，652和656的接合提供，优选当电动/发电机682的速度是零时在第二和第三电动变速模式之间建立的第二机械的点上。第三固定传动比模式由转矩传递机构652，654和656的接合提供，优选当电动/发电机680的速度是零时在所述第三机械的点上。
[00142]第二前进电动变速操作模式的传动比分布与第三前进电动变速操作模式的传动比分布相同。第二电动变速模式内的传动比范围从3.0到1.5，建立2.0的传动比分布。第三电动变速模式的传动比范围是从1.5到0.75，也是2.0的传动比分布。
[00143]在图10至13中，每个行星齿轮组的元件的相对速度可以使用所述节点之间的距离来计算，所述节点在所述杆上表示这些元件。参见图10，对于第一固定传动比模式，与节点M连接的电动/发电机680是固定的，所以与节点K连接的输入元件618的速度与和节点J连接的互连元件672的速度的比值是，节点K至节点M之间的距离L4与节点J至节点M之间的距离L7之间的比值，L7是L4的两倍，这产生用于具有1.0的有效传动比的行星齿轮组的一比二的传动比。与节点N连接的互连元件672与和节点P连接的互连元件674之间的传动比是节点N至节点Q的距离L5加上L6(即，L7)与节点P至节点Q之间的距离L6的比值，这产生用于具有2.0的有效传动比的行星齿轮组的三比一的传动比。互连元件674和输出元件618之间的传动比可以使用杆640和从节点T至节点R的距离与从节点S到节点R的距离同样地得到，这产生用于杆640的二比一的传动比，杆640表示具有1.0的有效传动比的行星齿轮组。用于第一固定传动比模式的总的传动比是这三个比值的乘积，即3.0的传动比。
[00144]对于第二固定传动比模式，参见图12，电动/发电机682是固定的，所以与节点K连接的输入元件616和与节点P连接的互连元件674之间的传动比是节点K至节点J和N的距离(L8减去L9，或一比二)与节点P至节点J和N的距离(L9，或二比三)的比值，这产生用于具有1.0和2.0的有效传动比的行星齿轮组的三比四的传动比，具有1.0和2.0的有效传动比的行星齿轮组分别由杆620和630表示。互连元件674和输出元件618之间的传动比可以使用杆640和节点T至节点R的距离与节点S到节点R的距离同样地得到，这产生用于杆640的二比一的传动比，杆640表示具有1.0的有效传动比的行星齿轮组。用于第一固定传动比模式的总的传动比是这两个传动比的乘积，即1.5的传动比。
[00145]对于第三固定传动比模式，参见图13，电动/发电机680是固定的，所以经过所述传动装置614的总的传动比是节点K至节点M和Q的距离L8减去L9或L4与节点S至节点M和Q的距离L8(即，L4加上L9)的比值，其中节点K与输入元件616连接进而共同转动，节点S与输出元件618连接进而共同转动。这样，所述第三固定传动比模式具有四比三的传动比，即0.75。
第六实施例
[00146]如图14所示，动力系统710提供了传动装置714的一个具体实施例，传动装置714能由图示图10-13中杆图所示的动力系统610表示，并能以与所述610动力系统相同的方法操作。动力系统710包括发动机12，主减速器机构17，和具有输入元件716和输出元件718的电动变速传动装置714，输入元件716与发动机12连接进而共同转动，输出元件718与主减速器机构17连接进而共同转动。所述传动装置714包括三个行星齿轮组720，730和740，分别表示图11-13中的杆620，630和640。
[00147]行星齿轮组720包括中心齿轮元件722，齿圈元件724，和保持架元件726。所述保持架元件726可旋转地支撑第一组小齿轮727和第二组小齿轮728。第一组小齿轮727被布置成与所述中心齿轮元件722和第二组小齿轮728两者啮合。第二组小齿轮728被布置成与所述第一组小齿轮727和齿圈元件724两者啮合。这样，行星齿轮组720是复式S-P-P-R齿轮组。齿圈元件724具有104个齿而中心齿轮元件722具有52个齿，建立用于行星齿轮组720的1.00的有效传动比。
[00148]行星齿轮组730包括中心齿轮元件732，齿圈元件734和保持架元件736，保持架元件736可旋转地支撑多个小齿轮737，多个小齿轮737被布置成与中心齿轮元件732和齿圈元件734两者啮合。齿圈元件734具有88个齿而中心齿轮元件732具有44个齿，建立用于行星齿轮组730的2.0的有效传动比。
[00149]行星齿轮组740包括中心齿轮元件742，齿圈元件744，和保持架元件746。所述保持架元件746可旋转地支撑第一组小齿轮747和第二组小齿轮748。第一组小齿轮747被布置成与所述中心齿轮元件742和第二组小齿轮748两者啮合。第二组小齿轮748被布置成与所述第一组小齿轮747和齿圈元件744两者啮合。这样，行星齿轮组740是复式S-P-P-R齿轮组。在所述S-P-P-R齿轮组740中，齿圈元件744的速度是中心齿轮元件742的速度和保持架元件746的速度的加权平均值。进入中心齿轮元件742内的转矩和进入中心齿轮元件746内的转矩加起来是从齿圈元件744输出的转矩。齿圈元件744具有104个齿而中心齿轮元件742具有52个齿。所述行星齿轮组740的有效传动比是1.0。
[00150]互连元件772持续连接所述保持架元件726和中心齿轮元件732。互连元件774将保持架元件736与中心齿轮元件742持续连接进而一起转动。
[00151]所述齿圈元件724，保持架元件726和中心齿轮元件722分别对应图10-13中的节点K，J和M。所述齿圈元件734，保持架元件736和中心齿轮元件732分别对应节点Q，P和N。所述保持架元件746，齿圈元件742和中心齿轮元件742分别对应节点R，S和T。
[00152]电动变速传动装置714还包括两个电动/发电机780和782，它们可以接收来自储能装置786例如一电池组的电力或向所述储能装置提供电力。电子控制器788与电池786和功率变换器790信号连通，功率变换器790还与电动/发电机780，782的定子部分电连通。所述控制器788响应于各种输入信号通过变换器790调节电动/发电机780，782和电池786之间的功率流，所述输入信号包括车辆速度，操作者需求，电池786的荷电水平和由发动机12提供的动力，变换器790在电池786提供或利用的直流电和电动/发电机780，782的定子部分提供或利用的交流电之间转换。
[00153]所述电动变速传动装置714还包括多个转矩传递机构750，752，754和756。转矩传递机构750选择性地接合以将保持架元件746固定至固定构件784。转矩传递机构752选择性地接合以将中心齿轮元件732，保持架元件726和电动/发电机782与保持架元件746连接进而一同转动。转矩传递机构754选择性地接合以将齿圈元件734固定至所述所述固定构件784。转矩传递机构756选择性地接合以将电动/发电机780和中心齿轮元件722与齿圈元件734连接进而一同转动。
[00154]动力系统710的操作与图10-13中描述的动力系统610的操作相同。也就是说，转矩传递机构750和754的接合建立第一前进电动变速模式，转矩传递机构750和756的接合建立第二前进电动变速模式，以及转矩传递机构752和756的接合建立第三前进电动变速模式。传动装置714还提供三个固定传动比操作模式。第一固定传动比模式由转矩传递机构750，754和756的接合提供(提供3.0的固定传动比)，优选在第一和第二前进电动变速模式之间建立的第一机械的点上。第二固定传动比模式由转矩传递机构750，752和756的接合提供(提供1.5的固定传动比)，优选在第二和第三电动变速模式之间建立的第二机械的点上。第三固定传动比模式由转矩传递机构752，754和756的接合提供(提供0.75的固定传动比)，优选在电动/发电机780的速度为零时的第三机械的点上。
[00155]另外，需要来自电动/发电机780的最大转矩与需要来自电动/发电机782的最大转矩相同，这允许它们具有相同的尺寸，如图10-13中示意的杆图所示。
[00156]一种传动装置设计的方法将接合图5的实施例进行描述，然而应当理解，所述方法适合于这里描述的所有实施例。所述方法包括：电动/发电机和所述行星齿轮组的被选择的元件之间的持续连接和所述行星齿轮组的不同元件之间或行星齿轮组的元件和固定构件之间的选择性连接。参见图5，在传动装置110中选择的持续连接是主轴或互连元件170，其持续连接所述保持架元件126，保持架元件136和中心齿轮元件142。所述选择性的连接通过转矩传递机构的接合实现。参见图5，所述选择性连接是通过转矩传递机构150的接合保持架元件146与固定构件184的连接。所述选择性连接包括通过转矩传递机构152的选择性接合而实现的中心齿轮元件132和电动/发电机182与保持架元件146的连接。所述选择连接进一步地包括通过转矩传递机构154的接合实现的齿圈元件134与固定构件184的连接。所述选择性连接此外包括通过转矩传递机构156的选择性接合而实现的中心齿轮元件122和电动/发电机180与齿圈元件134的连接。通过转矩传递机构不同组合的接合而实现的所述选择的持续连接和选择性连接实现三个电动变速前进操作模式。具体地说；相对于图5的动力系统110，转矩传递机构150和154的接合建立第一电动变速模式；转矩传递机构150和156的接合建立第二电动变速模式；以及转矩传递机构152和156的接合建立第三电动变速模式。
[00157]所述方法进一步地包括选择用于所述三个行星齿轮组的有效传动比，在所述三个前进电动变速模式期间对于给定的转矩这需要来自每个电动/发电机基本上相等的最大转矩，从而允许第一和第二电动/发电机在尺寸上基本相等。参见图5，如上所述，用于行星齿轮组120的有效传动比是2.0，用于行星齿轮组130的有效传动比是2.0，用于行星齿轮组140的有效传动比是1.36。这些传动比允许电动/发电机180和182具有基本上相同的吃醋，因为在所述三个前进电动变速模式期间每个电机需要的最大转矩是相同的。
[00158]尽管已经详细描述了实现本发明的最佳方式，但所属技术领域技术人员应当认识到，实现本发明的各种可选择的设计和实施方案都落在随附的权利要求的范围之内。

Claims (27)

1、一种电动变速传动装置，包括：
输入元件和输出元件；
第一和第二电动/发电机；
分别具有第一，第二和第三元件的第一，第二和第三行星齿轮组，其中所述输入元件，所述输出元件和所述电动/发电机分别与所述元件的各不相同的一个连接进而共同转动；
多个转矩传递机构选择性地接合以将不同的所述元件相互连接进而共同转动或将不同的所述元件与固定构件连接；
其中所述转矩传递机构的不同组合的接合建立三个前进电动变速操作模式，和其中所述行星齿轮组的特征在于有效传动比，所述有效传动比在所述三个前进电动变速模式期间对于所述输入元件上给定的转矩需要来自每一电动/发电机基本上相等的最大转矩，从而允许第一和第二电动/发电机在尺寸上基本相等。
2、如权利要求1所述的电动变速传动装置，其中所述基本上相等的最大转矩在所述三个前进电动变速模式每个中需要来自所述电动/发电机中的任何一个。
3、如权利要求1所述的电动变速传动装置，其中第一电动变速模式是输入-分配操作模式，而第二和第三电动变速模式是以基本上相同的传动比分布为特征的复合-分配模式。
4、如权利要求3所述的电动变速传动装置，其中所述三个行星齿轮组中的两个的有效传动比是不小于1.0且不大于1.4，而另一个行星齿轮组的有效传动比是不小于1.7且不大于2.3。
5、如权利要求3所述的电动变速传动装置，其中所述三个行星齿轮组中的两个的有效传动比是不小于1.7且不大于2.3，而另一个行星齿轮组的有效传动比是不小于1.0且不大于1.4。
6、如权利要求1所述的电动变速传动装置，进一步包括：
与第一行星齿轮组的一个所述元件持续连接的互连元件；
其中所述第三行星齿轮组是复式行星齿轮组，所述复式行星齿轮组具有所述第一，第二和第三元件中的一个，在所述三个前进电动变速模式的每个中所述第一，第二和第三元件中的一个与所述固定构件和所述电动/发电机之一中的一个连接进而共同转动，所述复式行星齿轮组还具有所述第一，第二和第三元件中的另一个，在所述三个前进电动变速模式的每个中所述第一，第二和第三元件中的另一个与所述互连元件连接进而共同转动；和其中与所述固定构件和所述电动发电机之一中的一个连接的所述元件和与所述互连元件连接进而共同转动的元件确定了所述第三行星齿轮组的有效传动比。
7、如权利要求6所述的电动变速传动装置，其中所述第三行星齿轮组的第一，第二和第三元件包括第一中心齿轮元件，保持架元件，和第二中心齿轮元件，保持架元件可旋转地支撑第一和第二组小齿轮；其中第一和第二组小齿轮彼此相互连续啮合；和其中第一中心齿轮元件与第一组小齿轮连续地啮合以及第二中心齿轮元件与第二组小齿轮连续地啮合。
8、如权利要求7所述的电动变速传动装置，其中在所述三个电动变速模式的每个中与所述固定构件和所述电动/发电机之一中的一个连接进而共同转动的元件是保持架元件；和其中与所述互连元件连接进而共同转动的元件是第一中心齿轮元件。
9、如权利要求8所述的电动变速传动装置，其中在所述三个电动变速模式的每个中所述保持架元件与所述输出元件连接进而共同转动。
10、如权利要求8所述的电动变速传动装置，进一步包括：
与所述小齿轮组中的一组啮合的齿圈元件；和
一附加的转矩传递机构，其选择性地接合以将所述齿圈元件固定至所述固定构件，从而至少部分地建立倒档电动变速模式。
11、如权利要求6所述的电动变速传动装置，其中所述第三行星齿轮组的第一，第二和第三元件包括中心齿轮元件，保持架元件，和齿圈元件，所述保持架元件可旋转地支撑第一和第二组小齿轮；
其中第一和第二组小齿轮连续地彼此啮合；和其中所述中心齿轮元件与第一组小齿轮连续地啮合以及第二组小齿轮元件与所述齿圈元件连续地啮合。
12、如权利要求11所述的电动变速传动装置，其中在所述三个前进电动变速模式的每个中与所述固定构件和所述电动/发电机之一中的一个连接进而共同转动的元件是保持架元件；和其中在所述三个前进电动变速模式的每个中与所述互连元件连接进而共同转动的元件是所述中心齿轮元件。
13、如权利要求1所述的电动变速传动装置，其中第一，第二和第三行星齿轮组中的每一个能由各自的三节点杆表示，所述三节点杆具有分别表示第一，第二和第三元件的第一，第二和第三节点；其中所述第一和第三行星齿轮组是复式行星齿轮组；并进一步包括：
第一互连元件，其持续地将第一杆的第二节点与第二杆的第一节点连接进而共同转动；
第二互连元件，其持续地将第二杆的第二节点与第三杆的第二节点连接进而共同转动；其中所述输入元件与第一行星齿轮组的第一节点持续连接从而共同转动；其中所述第三行星齿轮组的第一节点与所述输出元件持续连接从而共同转动；其中第一电动/发电机与第一杆的第三节点持续连接；其中第二电动/发电机与第二杆的第一节点持续连接；其中所述转矩传递机构中的第一个选择性地接合以将所述第三杆的第三节点与所述固定构件连接；其中所述转矩传递机构中的第二个选择性地接合以将所述第三杆的第三节点与第二杆的第一节点连接进而共同转动；其中所述转矩传递机构中的第三个选择性地接合以将第二杆的第三节点与所述固定构件连接；其中所述转矩传递机构中的第四个选择性地接合以将所述第一杆的第三节点与第二杆的第三节点连接进而共同转动；其中所述第一和第三转矩传递机构被接合以建立第一电动变速模式；其中所述第一和第四转矩传递机构被接合以建立第二电动变速模式；和其中所述第二和第四转矩传递机构被接合以建立第三电动变速模式。
14、如权利要求1所述的电动变速传动装置，其中第一，第二和第三行星齿轮组中的每一个能由各自的三节点杆表示，所述三节点杆具有分别表示第一，第二和第三元件的第一，第二和第三节点；其中所述第三行星齿轮组是一复式行星齿轮组；并进一步包括：
一互连元件将每个杆的第二节点持续连接进而共同转动；
其中所述输入元件与第一行星齿轮组的第一节点持续连接从而共同转动；其中所述第三行星齿轮组的第一节点与所述输出元件持续连接从而共同转动；其中第一电动/发电机与第一杆的第三节点持续连接；其中第二电动/发电机与第二杆的第一节点持续连接；其中所述转矩传递机构中的第一个选择性地接合以将所述第三杆的第三节点与所述固定构件连接；其中所述转矩传递机构中的第二个选择性地接合以将所述第三杆的第三节点与第二杆的第一节点连接进而共同转动；其中所述转矩传递机构中的第三个选择性地接合以将第二杆的第三节点与所述固定构件连接；其中所述转矩传递机构中的第四个选择性地接合以将所述第一杆的第三节点与第二杆的第三节点连接进而共同转动；其中所述第一和第三转矩传递机构被接合以建立第一电动变速模式；其中所述第一和第四转矩传递机构被接合以建立第二电动变速模式；和其中所述第二和第四转矩传递机构被接合以建立第三电动变速模式。
15、如权利要求1所述的电动变速传动装置，其中所述转矩传递机构的第一，第二，第三和第四个被以不同的成对组合的方式选择性接合从而建立所述三个前进电动变速模式和多个固定传动比模式，并进一步包括：
附加的转矩传递机构，其选择性地接合以连接其中一个所述行星齿轮组中的两个元件进而共同转动，从而提供附加的固定传动比模式。
16、一种电动变速传动装置，包括：
输入元件和输出元件；
第一和第二电动/发电机；
分别具有第一，第二和第三元件的第一，第二和第三行星齿轮组，和每个行星齿轮组能由杆图的不同的杆表示，每个杆具有的至少第一，第二和第三节点与所述相应行星齿轮组的第一，第二，和第三元件对应；其中所述输入元件，所述输出元件，第一电动/发电机和第二电动/发电机与不同的节点连接；和
多个转矩传递机构以不同的组合方式选择性地接合以相互连接所述节点或将节点与固定构件连接从而建立三个前进电动变速模式，其中所述杆被压缩以便与电动/发电机连接的节点距与所述输入元件连接的节点具有基本上相同的距离，这样，在所述三个前进电动变速模式期间，对于在输入元件上给定的转矩，需要来自每个电动/发电机的最大转矩基本相等。
17、如权利要求16所述的电动变速传动装置，其中所述基本上相等的最大转矩在所述三个前进电动变速模式每个中需要来自所述电动/发电机的任何一个。
18、如权利要求16所述的电动变速传动装置，进一步包括
与第一行星齿轮组的所述元件中的一个持续连接的互连元件；
其中所述第三行星齿轮组是复式行星齿轮组，所述复式行星齿轮组具有所述第一，第二和第三元件中的一个，在所述三个前进电动变速模式的每个中所述第一，第二和第三元件中的一个与所述固定构件和所述电动/发电机之一中的一个连接进而共同转动，所述复式行星齿轮组还具有所述第一，第二和第三元件中的另一个，在所述三个前进电动变速模式的每个中所述第一，第二和第三元件中的另一个与所述互连元件连接进而共同转动；和其中与所述固定构件和所述电动发电机之一中的一个连接的所述元件和与所述互连元件连接进而共同转动的元件确定了所述第三行星齿轮组的有效传动比。
19、如权利要求16所述的电动变速传动装置，其中所述第三行星齿轮组的第一，第二和第三元件包括第一中心齿轮元件，保持架元件，和第二中心齿轮元件，保持架元件可旋转地支撑第一和第二组小齿轮；其中第一和第二组小齿轮连续地彼此啮合；和其中第一中心齿轮元件与第一组小齿轮连续地啮合以及第二中心齿轮元件与第二组小齿轮连续地啮合。
20、如权利要求16所述的电动变速传动装置，其中所述第三行星齿轮组的第一，第二和第三元件包括中心齿轮元件，保持架元件，和齿圈元件，所述保持架元件可旋转地支撑第一和第二组小齿轮；
其中第一和第二组小齿轮连续地彼此啮合；和其中所述中心齿轮元件与第一组小齿轮连续地啮合以及第二组小齿轮元件与所述齿圈元件连续地啮合。
21、如权利要求16所述的电动变速传动装置，其中表示第一，第二和第三行星齿轮组的不同杆中的每个是三节点杆；其中所述第一和第三行星齿轮组是复式行星齿轮组；并进一步包括：
第一互连元件，其持续地将第一杆的第二节点与第二杆的第一节点连接进而共同转动；
第二互连元件，其持续地将第二杆的第二节点与第三杆的第二节点连接进而共同转动；其中所述输入元件与第一行星齿轮组的第一节点持续连接从而共同转动；其中所述第三行星齿轮组的第一节点与所述输出元件持续连接从而共同转动；其中第一电动/发电机与第一杆的第三节点持续连接；其中第二电动/发电机与第二杆的第一节点持续连接；其中所述转矩传递机构中的第一个选择性地接合以将所述第三杆的第三节点固定至所述固定构件；其中所述转矩传递机构中的第二个选择性地接合以将所述第三杆的第三节点与第二杆的第一节点连接进而共同转动；其中所述转矩传递机构中的第三个选择性地接合以将第二杆的第三节点与所述固定构件连接；其中所述转矩传递机构中的第四个选择性地接合以将所述第一杆的第三节点与第二杆的第三节点连接进而共同转动；其中所述第一和第三转矩传递机构被接合以建立第一电动变速模式；其中所述第一和第四转矩传递机构被接合以建立第二电动变速模式；和其中所述第二和第四转矩传递机构被接合以建立第三电动变速模式。
22、如权利要求16所述的电动变速传动装置，其中第一电动变速模式是输入-分配模式；和其中第二和第三电动变速模式是以基本上相同的传动比分布为特征的复合-分配模式。
23、一种电动变速传动装置，包括：
输入元件和输出元件；
两个电动/发电机；
多个行星齿轮组，每个具有多个元件；其中所述元件的至少两对被持续连接进而共同转动，每一对包括所述行星齿轮组的两个的元件；
多个选择性地接合的转矩传递机构；
其中至少一个所述行星齿轮组的所述多个元件包括第一齿轮元件，第二齿轮元件，和保持架元件，保持架元件可转动的支撑第一和第二组小齿轮；其中第一组小齿轮与第一齿轮啮合；其中第二组小齿轮与第一组小齿轮和第二齿轮啮合；
其中所述转矩传递机构被以至少两个的三个组合的方式选择性地接合从而在输入元件和输出元件之间实现两个不同的固定传动比；其中所述转矩传递机构被以至少三个的两个组合的方式选择性地接合从而在输入元件和输出元件之间与所述电动/发电机一起实现电动变速传动比模式；和其中在所述变速传动比模式期间所述输入元件和第一电动/发电机之间的最大转矩比基本上等于在变速传动比模式期间输入元件和第二电动/发电机之间的最大转矩比。
24、一种设计具有三个行星齿轮组和两个电动/发电机的传动装置的方法，包括：
选择所述电动/发电机和选定的行星齿轮组之间的持续连接和通过转矩传递机构的接合所述行星齿轮组的不同的元件或所述行星齿轮组的元件和固定构件之间的选择连接以通过所述转矩传递机构不同组合的接合实现三个前进电动变速操作模式；和
选择用于所述三个行星齿轮组的有效传动比，在所述三个电动变速模式期间对于给定的输入转矩这需要来自每个电动/发电机基本上相等的最大转矩，从而允许第一和第二电动/发电机的尺寸上基本相等。
25、一种电动变速传动装置，包括：
输入元件和输出元件；
第一和第二电动/发电机；
分别具有第一，第二和第三元件的第一，第二和第三行星齿轮组，和每个行星齿轮组能由杆图的不同的三节点杆表示，每个杆具有与所述相应行星齿轮组的第一，第二和第三元件对应的第一，第二和第三节点；其中所述第一和第三行星齿轮组是复式行星齿轮组；其中所述输入元件，所述输出元件，第一电动/发电机和第二电动/发电机与不同的节点连接；和
多个转矩传递机构以不同的组合方式选择性地接合以相互连接所述节点或将所述节点与固定构件连接从而建立三个前进电动变速模式；
第一互连元件，其持续地将第一杆的第二节点与第二杆的第一节点连接进而共同转动；
第二互连元件，其持续地将第二杆的第二节点与第三杆的第二节点连接进而共同转动；其中所述输入元件与第一行星齿轮组的第一节点持续连接从而共同转动；其中所述第三行星齿轮组的第一节点与所述输出元件持续连接从而共同转动；其中第一电动/发电机与第一杆的第三节点持续连接；和其中第二电动/发电机与第二杆的第一节点持续连接。
26、如权利要求25所述的电动变速传动装置，其中所述转矩传递机构中的第一个选择性地接合以将所述第三杆的第三节点固定至所述固定构件；其中所述转矩传递机构中的第二个选择性地接合以将所述第三杆的第三节点与第二杆的第一节点连接进而共同转动；其中所述转矩传递机构中的第三个选择性地接合以将第二杆的第三节点与所述固定构件连接；其中所述转矩传递机构中的第四个选择性地接合以将所述第一杆的第三节点与第二杆的第三节点连接进而共同转动；其中所述第一和第三转矩传递机构被接合以建立第一电动变速模式；其中所述第一和第四转矩传递机构被接合以建立第二电动变速模式；和其中所述第二和第四转矩传递机构被接合以建立第三电动变速模式。
27、如权利要求26所述的电动变速传动装置，进一步包括：
附加的转矩传递机构，其选择性地接合以连接其中一个所述行星齿轮组的两个元件进而共同转动，这样提供附加的固定传动比模式。
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