CN101356388B - 具有三个互连的齿轮组的电动变速传动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的电动变速传动装置系列提供了较少部件、低成本的电动变速传动装置机构,其包括第一、第二和第三差速齿轮组,电池,两个可互换作为电动机或发电机的电机,以及两个或多个可选择的转矩传递装置。所述可选择的传递装置接合来提供连续的速度可变范围(包括反向的)。所述转矩传递装置以及第一和第二电动机/发电机可操作地在电动变数传动装置中提供五种运行模式,包括电池倒车模式,EVT倒车模式,倒车和前进启动模式,连续可变变速范围模式,以及一些实施例中的定比模式。

Description

具有三个互连的齿轮组的电动变速传动装置
技术领域
本发明涉及在功率分配可变速比范围内选择运行的电动变速传动装置,其具有三个行星齿轮组,两个电动机/发电机和至少两个转矩传递装置。
背景技术
内燃机,特别是往复活塞式内燃机,当前用来推动大多数车辆。这种发动机是一种相对高效,紧凑,轻便和廉价的机构,能够将燃料形式的高度集中能量转换为有用的机械功率。新颖的传动系统可与内燃机配合使用,减小燃料消耗及污染物排放,可以为公众带来极大利益。
车辆对内燃机的要求的广泛变化增加了燃料消耗和排放,超出了发动机的理想情况。车辆通常由这种发动机来推动,在冷状态下由小电动机和较小的蓄电池启动,然后通过推动力和辅助设备迅速进入负载状态。这种发动机还在宽的速度范围内以及宽的负载范围下运行,通常均值大约为其最大功率的五分之一。
车辆传动装置通常把机械功率从发动机传递到驱动系统的其余部分,例如固定最终传动机构、车桥和车轮。典型的机械传动装置允许发动机运行存在一些自由度,这通常是通过对五或六个不同的传动比的交替选择、在车辆静止时允许发动机对附属装置进行操作的空档选择、以及在发动机运转时允许传动比之间的平稳转换和从静止状态下起动车辆的离合器或扭矩转换器来实现的。传动齿轮选择通常允许功率以转矩增加和速度降低的传动比、以称作超速驱动的扭矩减小和速度增加的传动比、或者以倒档传动比从发动机传送到驱动系统的其余部分。
发电机可将来自发动机的机械功率转换为电功率,而电动机可将电功率以不同转矩和速度转换回用于车辆传动系统的其余部分的机械功率。这种结构允许在电动机限度内,在发动机与传动系统其余部分之间转矩比和速度比连续变化。用作推动功率源的蓄电池可以添加到这种结构中,形成串联混合动力电传动系统。
串联混合动力系统允许发动机以与推动车辆所需的转矩、速度和功率一定程度上独立的方式运行,因此可对发动机进行控制以改进排放和效率。这种系统允许连接到发动机的电机用作电动机来启动发动机。这种系统还允许将连接到传动系其它部分上的电机用作发电机,通过再生制动从车辆减速过程中将能量回收到电池中。串联式电力驱动的问题是,能够在发电机内将全部发动机功率从机械功率转换为电功率和在驱动电动机内从电功率转换为机械功率的电机的重量和成本,以及这些转换中有用能量的损失。
功率分配传动装置可使用一般理解为“差速齿轮装置”的方式来实现输入与输出之间连续可变的转矩比和速度比。电动变速传动装置可采用差速齿轮装置并通过一对电动机/发电机来发送其传输功率的一部分。功率的其余部分经过另一个平行路径进行传输,所述路径是固定速比或者作为替代地传动比可选择的全机械且直接的。
如本领域技术人员所公知的,差速齿轮装置的一种形式是行星齿轮组。在不同的齿轮传动的发明中行星齿轮传动通常用于优选实施例,其优点是紧凑以及行星齿轮组的所有部件之间的不同的扭矩和速度比。然而,也可以不使用行星齿轮来构造本发明,如通过在结构中使用锥形齿轮或其它齿轮来实现,其中齿轮组的至少一个零件的转速始终为另外两个零件速度的加权平均。
混合动力电动车辆传动装置还包括一个或多个蓄电装置。典型的装置是化学蓄电池,但也可以包括电容式或机械式装置,例如电动飞轮。蓄电装置允许从传动系统到车辆的机械输出功率不同于从发动机到传动系统的机械输入功率。电池或其它装置还允许用传动系统来启动发动机以及实现车辆再生制动。
车辆内的电动变速传动装置可以仅将机械功率从发动机输入传递到最终传动输出。为此,一个电动机/发电机所产生的电功率平衡于电损失和另一个电动机/发电机消耗的电功率。通过使用上述的蓄电池,一个电动机/发电机产生的电功率可以大于或小于另一个电动机/发电机消耗的电功率。电池的电功率有时可以允许两个电动机/发电机都用作电动机,尤其是在车辆加速时辅助发动机。两个电动机有时可以用作为电池充电的发电机,,尤其是在车辆再生制动时。
串联混合混合动力传动系统的成功替代产品是现在生产用于公共交通汽车的双范围的、输入分配和复合分配的电动变速传动装置,在与本申请共同转让的于1999年8月3日授权给Michael Roland Schmidt的美国专利No.5931757中对其进行了介绍,该专利通过引用整体地结合于本文中。这种传动装置采用输入机构来接收来自车辆发动机的功率,并采用动力输出机构来传递功率以驱动车辆。第一和第二电动机/发电机连接到能量存储装置如电池上,使得所述能量存储装置可接收来自第一和第二电动机/发电机的功率,以及向其提供功率。控制单元可调节能量存储装置和电动机/发电机之间以及第一和第二电动机/发电机之间的功率流。
第一或第二可变速比运行模式的运行可通过使用具有第一和第二扭矩传递装置性质的离合器选择性地实现。在第一模式下,通过应用第一离合器来形成输入功率分配速度比范围,传动装置的输出速度与一个电动机/发电机的速度成比例。在第二模式下,通过应用第二离合器来形成复合功率分配速度比范围,传动装置的输出速度不与任何一个电动机/发电机的速度成比例,而是两个电动机/发电机的速度的代数线性组合。通过应用两个离合器可以有选择地实现在固定传动装置速度比下的运行。通过分离两个离合器并使发动机和两个电动机/发电机都与传动装置分离,可以有选择地实现在空档模式下传动装置的运行。传动装置在其第一运行模式下结合至少一个机械点,在其第二运行模式下结合至少两个机械点。
与本申请共同转让、并通过引用整体地结合于本文中的于2003年3月4日授予Holmes等人的美国专利No.6527658公开了一种电动变速传动装置,所述电动变速传动装置利用两个行星齿轮组、两个电动机/发电机和两个离合器来提供输入分配、复合分配、空档以及倒档的运行模式。两个行星齿轮组可以是简单的,或者其中单独一个可以是复式的。电控制部件调整能量存储装置与两个电动机/发电机之间的功率流。这种传动装置提供了电动变速传动装置(EVT)运行的两种范围或模式,可选择性地提供输入功率分配速度比范围和复合功率分配速度比范围。还可选择性地实现一个固定速度比。
发明内容
本发明提供了一系列电动变速传动装置,所述一系列的电动变速传动装置与传统的用于混合动力车辆的自动传动装置相比具有几个优点,其包括改进的车辆加速性能、通过再生制动和仅有电力的怠速和启动来改进的燃油经济性、以及有吸引力的营销特性。本发明的目的是对给出的发动机尽可能提供最好的能效和排放。另外,实现传动装置的最优性能、能力、包装尺寸以及变速范围。
本发明的系列电动变速传动装置提供了较少部件、低成本的电动变速传动装置,其包括第一、第二和第三差速齿轮组,电池,两个可交换作为电动机或发电机的电机,以及至少两个可选择的转矩传递装置。优选地,差速齿轮组是行星齿轮组,但也可以采用其它齿轮结构,例如锥齿轮或者偏移轴的差速齿轮装置。
在该描述中,第一、第二或第三行星齿轮组可以任意顺序计数为第一到第三(例如,从左向右,从右向左,等等)。
三个行星齿轮组的每一个都具有三个部件。每个行星齿轮组的第一、第二或第三部件可以是中心齿轮、环形齿轮或行星架(行星齿轮)中的任意一个。
每个行星架部件可以是单行星齿轮的行星架部件(简单),或者是双行星齿轮的行星架部件(复式)。
输入轴可选择性地或连续地连接到行星齿轮组的至少一个部件上。输出轴连续地连接到行星齿轮组的另一个部件上。
第一互连部件连续地将第一行星齿轮组的第一部件与第二行星齿轮组的第一部件连接。
第二互连部件连续地将第二行星齿轮组的第二部件与第三行星齿轮组的第一部件连接。
第三互连部件连续地将第二行星齿轮组的第三部件与第三行星齿轮组的第二部件连接。
第一转矩传递装置可选择性地将第三行星齿轮组的一个部件与静止部件(传动装置壳体/箱体)连接。
第二转矩传递装置可选择性地将第二行星齿轮组的一个部件与静止部件连接。
可选的第三转矩传递装置可选择性地将第一行星齿轮组的一个部件与第一行星齿轮组的另一部件以及输入部件连接,从而提供第一直接传动固定前进速比。
可选的第四转矩传递装置可选择性地将第二行星齿轮组的一个部件与第三行星齿轮组的一个部件以及第二电动机/发电机连接,从而将第二和第三行星齿轮组与输出部件相锁定,确保在高速运行中第二电动机/发电机的旋转速度不比输出部件的快。
可选的第五转矩传递装置平行地连接到第一电动机/发电机上,用于可选择性地阻止其旋转,从而实现提供第二固定前进速比。
可选的第六转矩传递装置可选择性地将输入部件与第一行星齿轮组的一个部件连接。
可选的第七转矩传递装置可选择性地将第一行星齿轮组的一个部件与静止部件连接。当第六和第七转矩传递装置都接合时,实现机械倒档速比。
可以使用可选的第八和第九转矩传递装置(省略了第四转矩传递装置)来可选择性地将第一行星齿轮组的一个部件与第二和第三行星齿轮组的部件连接,形成一个额外的机械倒档速比和三个额外的固定前进速比。在这种配置下,第一互连部件具体化为第八转矩传递装置。
第一电动机/发电机安装在传动装置壳体(或地面)上并连续地连接到第一行星齿轮组的一个部件上。第一电动机/发电机的连接可以采用偏移轴齿轮装置。
第二电动机/发电机安装在传动装置壳体上并连续地连接到第二或第三行星齿轮组的一个部件上。第二电动机/发电机的连接也可以采用偏移轴齿轮装置。
可选的转矩传递装置接合来使电动变速传动装置产生连续变速范围(包括倒档),以及达到五个机械固定前进速比和三个倒档速比。“固定速比”是指机械功率输入到传动装置后被机械地传递到输出的运行状态,其中不存在电动机/发电机的功率通量(例如,几乎为零)。可选择性地实现用于运行近似完全发动机功率的几个固定速比的电动变速传动装置可以比给定的最大容量更小、更轻。当运行在发动机速度接近最优值(不使用电动机/发电机)的状态下时,固定速比运行也达到更低的燃油消耗。固定速比的改变和可变速比间隔可以通过适当地选择行星齿轮组的齿数比来实现。
在电动变速传动装置内,转矩传递装置以及第一和第二电动机/发电机可操作地提供四种运行模式,包括电池倒档模式,EVT倒档模式,倒档和前进启动模式,以及连续改变传动范围模式。可选的转矩传动装置提供了第五运行模式,即固定速比模式。
本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点可以根据下面实现本发明的最优模式的详细描述并结合附图很容易的明显得出。
附图说明
图1a是表示包括结合了本发明的系列部件的电动变速传动装置的动力系的示意图;
图1b是描述图1a所示的动力系的一些运行特性的运行模式表;
图2a是表示具有结合了本发明的另一系列部件的电动变速传动装置的动力系的示意图;
图2b是描述图2a所示的动力系的一些运行特性的运行模式表;
图3a是表示具有结合了本发明的另一系列部件的电动变速传动装置的动力系的示意图;
图3b是描述图3a所示的动力系的一些运行特性的运行模式表;
图4a是表示具有结合了本发明的另一系列部件的电动变速传动装置的动力系的示意图;
图4b是描述图4a所示的动力系的一些运行特性的运行模式表;
图5a是表示具有结合了本发明的另一系列部件的电动变速传动装置的动力系的示意图;
图5b是描述图5a所示的动力系的一些运行特性的运行模式表和固定速比模式表;
图6a是表示具有结合了本发明的另一系列部件的电动变速传动装置的动力系的示意图;
图6b是描述图6a所示的动力系的一些运行特性的运行模式表和固定速比模式表;
图7a是表示具有结合了本发明的另一系列部件的电动变速传动装置的动力系的示意图;
图7b是描述图7a所示的动力系的一些运行特性的运行模式表和固定速比模式表;
图8a是表示具有结合了本发明的另一系列部件的电动变速传动装置的动力系的示意图;
图8b是描述图8a所示的动力系的一些运行特性的运行模式表和固定速比模式表;
图9a是表示具有结合了本发明的另一系列部件的电动变速传动装置的动力系的示意图;
图9b是描述图9a所示的动力系的一些运行特性的运行模式表和固定速比模式表;
图10a是表示具有结合了本发明的另一系列部件的电动变速传动装置的动力系的示意图;
图10b是描述图10a所示的动力系的一些运行特性的运行模式表和固定速比模式表;
图11是根据本发明另外一实施例的电动变数传动装置详细的符号图;以及
图12是根据本发明另外一实施例的电动变速传动装置详细的符号图。
具体实施方式
参照图1a,示出了动力系10,其包括连接到一个优选实施例的改进的电动变速传动装置(EVT)的发动机12,所述电动变速传动装置(EVT)通常用数字14表示。传动装置14被设计为从发动机12接收其至少一部分的驱动功率。如图所示,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)也可以被实施在发动机12和所述传动装置14的输入部件17之间。
在所述实施例中描述的发动机12可以是矿物燃料发动机,例如柴油发动机,其一般很容易地在固定数量的每分钟转数(RPM)下提供可利用的功率输出。
不考虑将发动机12连接到传动装置输入部件17的装置,所述传动装置输入部件17可操作地连接到传动装置14中的行星齿轮组上。传动装置14的输出部件19连接到最终传动16上。
传动装置14利用三个差速齿轮组,优选具有行星齿轮组20,30和40的性质。行星齿轮组20具有外部齿轮部件24,其通常指定为环形齿轮。环形齿轮部件24限定内部齿轮部件22的外周,所述内部齿轮部件22通常指定为中心齿轮。行星架部件26可旋转地支承数个行星齿轮27,使得第一行星齿轮组20的每个行星齿轮27同时啮合外部环形齿轮部件24和内部中心齿轮部件22。
行星齿轮组30也有外部齿轮部件34,其通常也指定为环形齿轮,用于限定内部齿轮部件32的外周,所述内齿轮部件32通常也指定为中心齿轮。数个行星齿轮37也可旋转地安装在行星架部件36上,使得行星齿轮组30的每个行星齿轮部件37同时啮合外部环形齿轮部件34和内部中心齿轮部件32。
行星齿轮组40也有外部齿轮部件44,其通常也指定为环形齿轮,用于限定内部齿轮部件42的外周,所述内齿轮部件42通常也指定为中心齿轮。数个行星齿轮部件47也可旋转地安装在行星架部件46上,使得行星齿轮组40的每个行星齿轮部件47同时啮合外部环形齿轮部件44和内部中心齿轮部件42。
第一互连部件70连续地将行星齿轮组20的环形齿轮部件24与行星齿轮组40的行星架部件46连接。第二互连部件72连续地将行星齿轮组30的行星架部件36与行星齿轮组40的行星齿轮部件44连接。第三互连部件74连续地将行星齿轮组30的环形齿轮部件34与行星齿轮组40的行星架部件46连接。
第一优选实施例10还分别结合有第一和第二电动机/发电机80和82。第一电动机/发电机80的定子被固定到传动装置壳体60上。第一电动机/发电机80的转子被固定到行星齿轮组20的中心齿轮部件22上。
第二电动机/发电机82的定子也被固定到传动装置壳体60上。第二电动机/发电机82的转子被固定到行星齿轮组40的中心齿轮部件42上。
第一转矩传递装置,例如制动器50,可选择性地将行星齿轮组30的中心齿轮部件32与传动装置壳体60连接。第二转矩传递装置,例如制动器52,可选择性地将行星齿轮组40的环形齿轮部件44与传动装置壳体60连接。第一和第二转矩传递装置50和52用于辅助混合动力传动装置14的运行模式的选择,将在下文进行更详细的解释。
传动装置14的输入部件17被固定到行星齿轮组20的行星架26上。传动装置14的输出部件19被固定到行星齿轮组40的行星架46上。
现在回到功率源的描述,从前面的描述并且具体参照附图1a可以明显的看出,传动装置14可选择性的从发动机12接收功率。混合动力传动装置也从电源86接收功率,所述电源86可操作地连接到控制器88上。电源86可以是一个或多个电池。能够提供、存储并且分配电功率的其他电源,例如燃料电池,可以在不改变本发明概念的情况下替换电池。一般运行考虑
主控制装置中的一个是公知的传动范围选择器(未示出),所述档位选择器指导电子控制单元(ECU88)将传动装置配置为驻车、倒档、空档或前进档。第二和第三主控制装置构成加速踏板(未示出)和制动踏板(也未示出)。ECU从这三个主控制源获得的信息被指定作为“操作者需求”。ECU也从数个传感器(输入和输出)获得相关状态信息:转矩传递装置(应用或分离);发动机输出转矩;单一的电池或电池组的电力容量;以及选择的车辆零部件的温度。ECU确定需要什么,并恰当地操作传动装置的或与传动装置关联的可选择的操作部件来响应操作者需求。
本发明可以使用简单或复式行星齿轮组。在简单行星齿轮组中,单行星齿轮通常转动地支承在本身可转动的行星架上。
在简单行星齿轮组中,当中心齿轮保持固定并且功率施加到简单行星齿轮组的环形齿轮时,行星齿轮响应施加到环形齿轮的功率旋转从而环绕固定的中心齿轮“行走(walk)”来实现行星架部件沿着与环形齿轮相同的方向旋转。
当简单行星齿轮组的任意两个部件沿着相同方向和相同速度旋转时,第三部件被强迫以相同的速度、沿着相同的方向转动。例如,当中心齿轮和环形齿轮沿着相同的方向、以相同的速度旋转时,行星齿轮不绕其自身的轴线旋转而是作为楔子使整个单元锁住来实现直接传动。也就是说,行星架部件随中心齿轮和环形齿轮一起旋转。
然而,当两个齿轮部件沿着相同的方向、不同的速度旋转时,第三齿轮部件的旋转方向通常可以通过视觉分析简单的确定,但是在很多情况下所述旋转方向不明显,可以仅通过行星齿轮组的全部齿轮部件上的齿数准确的确定。
无论何时都限制行星架的自由旋转,功率施加到中心齿轮或环形齿轮上,行星齿轮部件用作惰轮。那样从动部件沿着与驱动部件相反的方向旋转。从而在许多传动装置结构中,当选择倒档时,作为制动器的转矩传递装置被摩擦地致动来接合行星架从而限制行星架旋转,使得施加到中心齿轮的功率使环形齿轮沿着相反的方向转动。因此,如果环形齿轮可操作地连接到车辆的驱动轮,这种结构能反转车轮的旋转方向,由此反转车辆的行驶方向。
在简单行星齿轮组中,如果已知中心齿轮、行星架部件和环形齿轮中任意两个的旋转速度,第三个部件的旋转速度可以使用简单的规则确定。行星架的旋转速度总是与中心齿轮和环形齿轮的速度成比例,其根据每个部件的齿数加权来确定。例如,在同一齿轮组中环形齿轮的齿数可以是中心齿轮齿数的两倍。那么行星架的速度是环形齿轮速度的2/3与中心齿轮速度的1/3的总和。如果这三个部件中的一个沿着相反的方向旋转,在数学计算中所述部件的速度的算数符号为负号。
如果不考虑齿轮的质量、齿轮的加速度或齿轮组内的摩擦(所有这些在设计良好的传动装置内具有相对较小的影响),中心齿轮、行星架部件和环形齿轮上的转矩也可以简单地互相关联。施加到简单行星齿轮组的中心齿轮上的转矩必须与这些齿轮中每个齿轮的齿数成比例的平衡施加到环形齿轮上的转矩。例如,施加到具有两倍于行星组的中心齿轮的齿数的环形齿轮上的转矩必须是施加到中心齿轮上的转矩的两倍,而且必须沿相同的方向施加转矩。施加到行星架上的转矩必须沿着相反的方向且大小等于施加到中心齿轮上的转矩和施加到环形齿轮上的转矩的总和。
在复式行星齿轮组中,与简单行星齿轮组相比,内组和外组行星齿轮的使用实现了环形齿轮和行星齿轮架作用的交换。例如,如果中心齿轮保持固定,行星架将沿着与环形齿轮相同的方向旋转,但行星架部件随内组和外组行星齿轮的旋转速度将比环形齿轮的旋转速度快,而不是比环形齿轮的旋转速度慢。
在具有啮合的内组和外组行星齿轮的复式行星齿轮组中,环形齿轮的速度与中心齿轮和行星架部件的速度成比例,其分别根据中心齿轮的齿数和填充的行星齿轮的齿数加权来确定。例如,由行星齿轮填充的环形齿轮与中心齿轮之间的齿数差可以与同组内中心齿轮的齿数相同。在这种情况下环形齿轮的速度是行星架部件速度的2/3与中心齿轮速度的1/3的总和。如果中心齿轮或行星架部件沿相反的方向旋转,在数学计算中速度的数学符号为负号。
如果中心齿轮保持固定,那么行星架部件随内组和外组行星齿轮沿着与同组的环形齿轮相同的方向旋转。另一方面,如果中心齿轮保持固定、行星架部件被驱动,那么啮合中心齿轮的内组行星齿轮沿着中心齿轮转动或“行走(walk)”,其转动方向与行星架部件的转动方向一致。与内组行星齿轮啮合的外组行星齿轮沿相反的方向旋转,因此使啮合的环形齿轮沿相反的方向旋转,但仅关于与环形齿轮啮合的行星齿轮方向相反。外组行星齿轮沿行星架部件的方向被带动。外组行星齿轮在其自身轴线上的旋转作用以及外层行星齿轮轨道运动的更大的作用导致行星架的运动是组合运动,因此环形齿轮沿着与行星架相同的方向旋转,但速度不像行星架那样快。
在这种复式行星齿轮组中如果行星架部件保持固定、中心齿轮旋转,那么环形齿轮将沿着与中心齿轮相同的方向以较慢的速度旋转。如果简单行星齿轮组的环形齿轮保持固定、中心齿轮旋转,那么支承单行星齿轮的行星架部件将沿着与中心齿轮相同的方向以较慢的速度旋转。因此与在简单行星齿轮组中单行星齿轮的使用相比,可以容易地观察到行星架部件和环形齿轮之间作用的交换,这是由于使用互相啮合的内组和外组行星齿轮造成的。
电动变速传动装置的正常作用是将机械功率从输入传递到输出。作为这种传动装置作用的一部分,两个电动机/发电机中的一个用作电源的发电机。另一个发动机/电动机用作使用电源的电动机。当输出速度从0增加到较高的速度时,两个电动机/发电机80,82逐渐交换作为发电机和电动机的作用,这种作用的交换可不止一次。这种交换发生在实质上所有从输入到输出的功率被机械地传递而没有功率被电动地传递的机械点。
在混合动力电动变速传动装置系统中,电池86可以向传动装置提供功率或者传动装置可以向电池提供功率。如果电源向传动装置提供实质的电功率,例如用于车辆加速,那么两个电动机/发电机都可以用作电动机。如果传动装置向电源提供电功率,例如制动再生,两个电动机/发电机都可以用作发电机。在非常靠近运行的机械点处,因为系统内的电气损耗,两个电动机/发电机也都可以用作输出少量电功率的发电机。
与传动装置的正常作用相比,传动装置实质上可以用于从输出向输入传递机械功率。这在车辆进行制动并增强时或在进行制动再生时可以实现,特别是在较长的下坡路段。如果通过传动装置的功率流以这种方式反向传递,电动机/发电机的作用与其在传动装置的正常作用中的作用相反。特殊运行考虑
这里的每个具体实施例具有至少12个功能需求(与图中每个运行模式表中所示的12行相对应),所述12个功能需求可以分组为四种运行模式。这四种运行模式将在下边介绍,结合与每个传动装置的符号图相应的运行模式表可以更好的理解,例如图1b,2b,3b等的运行模式表。
第一运行模式是与每个运行模式表的第一行(Batt Rev)相对应的“电池倒档模式”,例如图1b中的第一行。在这种模式中,发动机关闭,虽然由于发动机的转动惯量会有残余转矩,但是连接到发动机的传输零件没有被发动机转矩控制。EVT被使用电池能量的那个电动机/发电机驱动,使车辆倒车。依靠动力学结构,在这种模式下另一个电动机/发电机可以转动或不可以转动,以及可以传递转矩或不可以传递转矩。如果可以转动,其使用存储在电池中的发电能量驱动。在图1b的实施例中,通过一个例子,在电池倒档模式中,制动器52接合,发电机80的转矩为0,电动机82的转矩为-1.00,实现的转矩比为-3.90。在每个运行模式表中电动机/发电机列80和82中转矩值后紧挨着的(M)表示该电动机/发电机用作电动机,没有(M)的表示该电动机/发电机用作发电机。
第二运行模式是与每个运行模式表的第二行(EVT Rev)相对应的“EVT倒档模式”(或者机械倒档模式),例如图1b中的第二行。在这种模式下,EVT被发动机和电动机/发电机中的一个共同驱动。另一个电动机/发电机运行在发电机模式下并将100%的发电能量传回驱动电动机。该综合效应是驱动车辆倒车。参照附图1b,例如,在EVT倒档模式下,制动器52接合,相对于1单位的发动机转矩,发电机80的转矩为-0.28单位,电动机82的转矩为-1.40单位,实现的输出转矩为-2.75。
第三运行模式包括与每个运行模式表的第三和第四行(TC Rev和TCFor)相对应的“倒档和前进启动模式”(也称为“变矩器倒档和前进模式”),例如图1b中的的三行和第四行。在这种模式下,EVT被发动机和电动机/发电机中的一个共同驱动。在发电机单元中将可选择的发电能量分数存储在电池中,剩余的能量传递给电动机。在图1中,所述分数大约为99%。传动装置输出速度与发动机速度的比值(传动装置传动比)大约为+/-0.001(正号表示车辆向前爬行,负号表示车辆向后爬行)。参照附图1b,在TC倒档模式中,制动器52接合,电动机/发电机80用作发电机,其转矩为-0.28单位,电动机/发电机82用作电动机,其转矩为-1.97单位,实现的转矩比为-7.00。在TC前进模式中制动器52接合,电动机/发电机80用作发电机,其转矩为-0.28单位,电动机/发电机82用作电动机,其转矩为1.01单位,实现的转矩比为4.69。
第四运行模式是“连续改变传动范围模式”,其包括与每个运行模式表的第5-12行相对应的范围1.1,范围1.2,范围1.3,范围1.4,范围2.1,范围2.2,范围2.3和范围2.4的运行点,例如图1b中的第5-12行。在这种模式下,EVT被发动机和作为发动机运行的那个电动机/发电机同时驱动。另一个电动机/发电机作为发电机运行并将100%的发电能量传回电动机。表示范围1.1、1.2、......等的运行点在EVT提供的连续的前进速度比中是离散点。例如在图1b中,制动器52接合时实现从4.69到1.86的转矩比范围,制动器50接合时实现从1.36到0.54的转矩比范围。
传动装置14能运行在所谓的双模式或三模式下。在双模式下,接合的转矩传动装置在一些中间传动比之间切换。在三模式下,接合的转矩传动装置在一些中间传动比(即图5)之间进行二次切换。依靠机械配置,在传动装置中这种转矩传递装置的改变在降低零件速度方面具有优势。
如前所述,图1b的运行模式表中示出了用于转矩传递装置的接合规律。图1b也提供了转矩比的实施例,其可有效利用图1b的例子中给出的环形齿轮/中心齿轮齿数比。NR1/NS1的值是行星齿轮组20的齿数比;NR2/NS2的值是行星齿轮组30的齿数比;以及NR3/NS3的值是行星齿轮组40的齿数比。第二示例性实施例的描述
参照图2a,示出了动力系110,其包括连接到一个优选实施例的改进的电动变速传动装置的发动机12,所述电动变速传动装置通常用数字114表示。传动装置114被设计为从发动机12接收其驱动功率的至少一部分。
在所述实施例中,发动机12也可以是矿物燃料发动机,例如柴油发动机,其一般很容易地在固定数量的每分钟转数(RPM)下提供可利用的功率输出。如图所示,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)也可以被实施在发动机12和所述传动装置114的输入部件17之间。
不考虑将发动机12连接到传动装置输入部件17的装置,所述传动装置输入部件17可操作地连接到传动装置114中的行星齿轮组上。传动装置114的输出部件19连接到最终传动16上。
传动装置114利用三个差速齿轮组,优选具有行星齿轮组120,130和140的性质。行星齿轮组120具有外部齿轮部件124,其通常指定为环形齿轮。环形齿轮部件124限定内部齿轮部件122的外周,其通常指定为中心齿轮。行星架部件126可旋转地支承数个行星齿轮127,使得第一行星齿轮组120的每个行星齿轮127同时啮合外部环形齿轮部件124和内部中心齿轮部件122。
行星齿轮组130也有外部齿轮部件134,其通常也指定为环形齿轮,用于限定内部齿轮部件132的外周,所述内齿轮部件132通常也指定为中心齿轮。数个行星齿轮137也可旋转地安装在行星架部件136上,使得行星齿轮组130的每个行星齿轮部件137同时啮合外部环形齿轮部件134和内部中心齿轮部件132。
行星齿轮组140也有外部齿轮部件144,其通常也指定为环形齿轮,用于限定内部齿轮部件142的外周,所述内齿轮部件142通常也指定为中心齿轮。数个行星齿轮147也可旋转地安装在行星架部件146上,使得行星齿轮组140的每个行星齿轮部件147同时啮合外部环形齿轮部件144和内部中心齿轮部件142。
传动装置的输入部件17连接到行星齿轮组120的行星架部件126上。传动装置的输出部件19连接到行星齿轮组130的行星架部件136上。第一互连部件170连续地将行星齿轮组120的环形齿轮部件124与行星齿轮组130的行星架部件136连接。第二互连部件172连续地将行星齿轮组130的环形齿轮部件134与行星齿轮组140的环形齿轮部件144连接。第三互连部件174连续地将行星齿轮组130的行星架部件136与行星齿轮组140的行星架部件146连接。
传动装置114还分别结合有第一和第二电动机/发电机180和182。第一电动机/发电机180的定子被固定到传动装置壳体160上。第一电动机/发电机180的转子被固定到行星齿轮组120的中心齿轮部件122上。
第二电动机/发电机182的定子也被固定到传动装置壳体160上。第二电动机/发电机182的转子被固定到行星齿轮组130的中心齿轮部件132上。
第一转矩传递装置,例如制动器150,可选择性地将行星齿轮组140的中心齿轮部件142与传动装置壳体160连接。第二转矩传递装置,例如制动器152,可选择性地将行星齿轮组130的环形齿轮部件134与传动装置壳体160连接。第一和第二转矩传递装置150和152用于辅助混合动力传动装置114的运行模式的选择。
现在回到功率源的描述,从前面的描述并且具体参照附图2a可以明显的看出,传动装置114可选择性的从发动机12接收功率。混合动力传动装置也与电源186交换功率,所述电源186可操作地连接到控制器188上。所述电源186可以是一个或多个电池。能够提供、存储并且分配电功率的其他电源,例如燃料电池,可以在不改变本发明概念的情况下替换电池。
如前所述,每个实施例具有12个功能需求(与图中每个运行模式表中所示的12行相对应),所述12个功能需求可以分组为四种运行模式。第一运行模式是与每个运行模式表的第一行(Batt Rev)相对应的“电池倒档模式”,例如图2b中的第一行。在这种模式下,发动机关闭,然而由于发动机的转动惯量使连接到发动机的传动装置零件可以有效地凭惯性转动。EVT被使用电能的那个电动机/发电机所驱动,使车辆倒车。在这种模式下另一个电动机/发电机可以转动或不可以转动。如图2b所示,通过一个例子,在这种模式下制动器152接合,发电机180的转矩为0单位,电动机182的转矩为-1.0单位,实现的输出转矩为-3.90。
第二运行模式是与每个运行模式表的第二行(EVT Rev)相对应的“EVT倒档模式”(或者机械倒档模式),例如图2b中的第二行。在这种模式下,EVT被发动机和电动机/发电机中的一个共同驱动。另一个电动机/发电机运行在发电机模式下并将100%的发电能传回驱动电动机。综合效应是驱动车辆倒车。在这种模式下,制动器152接合时,相对于1单位的输入转矩,发电机180的转矩为-0.28单位,电动机182的转矩为-1.40单位,实现的输出转矩为-2.75。
第三运行模式包括与每个运行模式表的第三和第四行(TC Rev和TC For)相对应的“倒档和前进启动模式”,例如图2b中的的三行和第四行。在这种模式下,EVT被发动机和电动机/发电机中的一个共同驱动。在发电机单元中将可选择的发电能量分数存储在电池中,剩余的能量传递给电动机。在TC倒档模式下,制动器152接合,电动机/发电机180用作发电机,其转矩为-0.28单位,电动机/发电机182用作电动机,其转矩为-1.97单位,实现的转矩比为-7.00。在TC前进模式中制动器152接合,电动机/发电机180用作发电机,其转矩为-0.28单位,电动机/发电机182用作电动机,其转矩为1.01单位,实现的转矩比为4.69。对于这些转矩比,大约99%的发电机能量存储在电池中。
第四运行模式是与图2b的运行状态表的第5-12行相对应的“范围1.1,范围1.2,范围1.3,范围1.4,范围2.1,范围2.2,范围2.3和范围2.4”模式。在这种模式下,EVT被发动机以及作为发动机运行的那个电动机/发电机同时驱动。另一个电动机/发电机作为发电机运行并将100%的发电能量传回电动机。表示范围1.1、1.2、......等的运行点在EVT提供的连续的前进速度比中是离散点。例如在图2b中,制动器52接合时实现从4.69到1.86的转矩比范围,制动器50接合时实现从1.36到0.54的转矩比范围。
如前所述,图2b的运行模式表中示出了用于转矩传递装置的接合规律。图2b也提供了转矩比的实施例,其可有效利用图2b的例子中给出的环形齿轮/中心齿轮齿数比。NR1/NR2的值是行星齿轮组120的齿数比;NR2/NS2的值是行星齿轮组130的齿数比;以及NR3/NS3的值是行星齿轮组140的齿数比。第三示例性实施例的描述
参照图3a,示出了动力系210,其包括连接到一个优选实施例的改进的电动变速传动装置的发动机12,所述电动变速传动装置通常用数字214表示。传动装置214被设计为从发动机12接收其驱动功率的至少一部分。如图所示,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)也可以被实施在发动机12和所述传动装置214的输入部件17之间。
不考虑将发动机12连接到传动装置输入部件17的装置,所述传动装置输入部件17可操作地连接到传动装置214中的行星齿轮组上。传动装置214的输出部件19连接到最终传动16上。
传动装置214利用三个差速齿轮组,优选具有行星齿轮组220,230和240的性质。行星齿轮组220具有外部齿轮部件224,其通常指定为环形齿轮。环形齿轮部件224限定内部齿轮部件222的外周,所述内部齿轮部件222通常指定为中心齿轮。行星架部件226可旋转地支承数个行星齿轮227,使得第一行星齿轮组220的每个行星齿轮227同时啮合外部环形齿轮部件224和内部中心齿轮部件222。
行星齿轮组230具有外部环形齿轮部件234,其限定了内部中心齿轮部件232的外周。数个行星齿轮237也可旋转地安装在行星架部件236上,使得行星齿轮组230的每个行星齿轮部件237同时啮合外部环形齿轮部件234和内部中心齿轮部件232。
行星齿轮组240具有外部环形齿轮部件244,其限定了内部中心齿轮部件242的外周。数个行星齿轮247、248可旋转地安装在行星架部件246上。行星齿轮组240的每个行星齿轮部件247啮合内部的中心齿轮部件242,每个行星齿轮部件248同时啮合外部环形齿轮部件244和相应的行星齿轮247。
传动装置的输入部件17连接到行星架部件226上。传动装置的输出部件19连接到行星架部件236上。第一互连部件270连续地将环形齿轮部件224与行星架部件236连接。第二互连部件272将环形齿轮部件234与环形齿轮部件244连接。第三互连部件274连续地将中心齿轮部件232与行星架部件246连接。
传动装置214还分别结合有第一和第二电动机/发电机280和282。第一电动机/发电机280的定子被固定到传动装置壳体260上。第一电动机/发电机280的转子被固定到中心齿轮部件222上。第二电动机/发电机282的定子也被固定到传动装置壳体260上。第二电动机/发电机282的转子被固定到中心齿轮部件232上。
第一转矩传递装置,例如制动器250,可选择性地将中心齿轮部件242与传动装置壳体260连接。第二转矩传递装置,例如制动器252,可选择性地将环形齿轮部件234与传动装置壳体260连接。第一和第二转矩传递装置250和252用于辅助混合动力传动装置214的运行模式的选择。
混合动力传动装置214从发动机12接收功率,也从电源286接收功率,所述电源286可操作地连接到控制器288上。
图3b的运行模式表说明了用于传动装置214的四种行模式的离合接合、电动机/发电机状态和输出/输入比。这些模式包括前述的“电池倒档模式”(Batt Rev)、“EVT倒档模式”(EVT Rev)、“倒档和前进启动模式”(TC Rev andTC For)以及“范围1.1、1.2、1.3......模式”。
如前所述,图3b的运行模式表中示出了用于转矩传递装置的接合规律。图3b也提供了转矩比的实施例,其可有效利用图3b的例子中给出的环形齿轮/中心齿轮齿数比。NR1/NS1的值是行星齿轮组220的齿数比;NR2/NS2的值是行星齿轮组230的齿数比;以及NR3/NS3的值是行星齿轮组240的齿数比。第四示例性实施例的描述
参照图4a,示出了动力系310,其包括连接到一个优选实施例的改进的电动变速传动装置的发动机12,所述电动变速传动装置通常用数字314表示。传动装置314被设计为从发动机12接收其驱动功率的至少一部分。
如图所示,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)也可以被实施在发动机12和所述传动装置的输入部件17之间。
不考虑将发动机12连接到传动装置输入部件17的装置,所述传动装置输入部件17可操作地连接到传动装置314中的行星齿轮组上。传动装置314的输出部件19连接到最终传动16上。
传动装置314利用三个差速齿轮组,优选具有行星齿轮组320,330和340的性质。行星齿轮组320使用外部环形齿轮324限定了内部中心齿轮部件322的外周。行星架部件326可旋转地支承数个行星齿轮327,使得第一行星齿轮组320的每个行星齿轮327同时啮合外部环形齿轮部件324和内部中心齿轮部件322。
行星齿轮组330也有外部环形齿轮部件334,其限定了内部中心齿轮部件332的外周。数个行星齿轮337也可旋转地安装在行星架部件336上,使得行星齿轮组330的每个行星齿轮部件337同时啮合外部环形齿轮部件334和内部中心齿轮部件332。
行星齿轮组340也有外部环形齿轮部件344,其用于限定内部中心齿轮部件342的外周。数个行星齿轮347、348可旋转地安装在行星架部件346上。行星齿轮组340的每个行星齿轮部件347啮合内部的中心齿轮部件342、每个行星齿轮部件348同时啮合外部环形齿轮部件344和相应的行星齿轮347。
传动装置的输入部件17连接到行星架部件326上。传动装置的输出部件19连接到行星架部件336上。第一互连部件370连续地将环形齿轮部件324与行星架部件336连接。第二互连部件372连续地将环形齿轮部件344与行星架部件336连接。第三互连部件374连续地将行星架部件346和中心齿轮部件332连接。
传动装置314还分别结合有第一和第二电动机/发电机380和382。第一电动机/发电机380的定子被固定到传动装置壳体360上。第一电动机/发电机380的转子被固定到行星齿轮组320的中心齿轮部件322上。第二电动机/发电机382的定子也被固定到传动装置壳体360上。第二电动机/发电机382的转子被固定到行星齿轮组330的中心齿轮部件332上。
第一转矩传递装置,例如制动器350,可选择性地将中心齿轮部件342与传动装置壳体360连接。第二转矩传递装置,例如制动器352,可选择性地将环形齿轮部件334与传动装置壳体360连接。第一和第二转矩传递装置350和352用于辅助混合动力传动装置314的运行模式的选择。
混合动力传动装置314从发动机12接收功率,也与电源386交换功率,所述电源386可操作地连接到控制器388。
图4b的运行模式表说明了用于传动装置314的四种运行模式的离合接合、电动机/发电机状态和输出/输入比。这些模式包括前述的“电池倒档模式”(Batt Rev)、“EVT倒档模式”(EVT Rev)、“倒档和前进启动模式”(TC Rev andTC For)以及“连续改变传动范围模式”(范围1.1、1.2、1.3......)。
如前所述,图4b的运行模式表中示出了用于转矩传递装置的接合规律。图4b也提供了转矩比的实施例,其可有效利用图4b的例子中给出的环形齿轮/中心齿轮齿数比。NR1/NS1的值是行星齿轮组320的齿数比;NR2/NS2的值是行星齿轮组330的齿数比;以及NR3/NS3的值是行星齿轮组340的齿数比。第五示例性实施例的描述
参照图5a,示出了动力系410,其包括连接到一个优选实施例的改进的电动变速传动装置(EVT)的发动机12,所述电动变速传动装置(EVT)通常用数字414表示。传动装置414被设计为从发动机12接收其至少一部分的驱动力。
如图所示,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)也可以被实施在发动机12和所述传动装置的输入部件17之间。
不考虑将发动机12连接到传动装置输入部件17的装置,所述传动装置输入部件17可操作地连接到传动装置414中的行星齿轮组上。传动装置414的输出部件19连接到最终传动16上。
传动装置414利用三个差速齿轮组,优选具有行星齿轮组420,430和440的性质。行星齿轮组420使用外部环形齿轮424限定了内部中心齿轮部件422的外周。行星架部件426可旋转地支承数个行星齿轮427,使得第一行星齿轮组420的每个行星齿轮427同时啮合外部环形齿轮部件424和内部中心齿轮部件422。
行星齿轮组430也具有外部环形齿轮部件434,其限定了内部中心齿轮部件432的外周。数个行星齿轮437也可旋转地安装在行星架部件436上,使得行星齿轮组430的每个行星齿轮部件437同时啮合外部环形齿轮部件434和内部中心齿轮部件432。
行星齿轮组440也具有外部环形齿轮部件444,其限定了内部中心齿轮部件442的外周。数个行星齿轮447也可旋转地安装在行星架部件446上,使得行星齿轮组440的每个行星齿轮部件437同时啮合外部环形齿轮部件444和内部中心齿轮部件442。
传动装置的输入部件17连接到行星架部件426上。传动装置的输出部件19连续地连接到行星架部件436上。第一互连部件470连续地将环形齿轮部件424与行星架部件436连接。第二互连部件472连续地将环形齿轮部件434与环形齿轮部件446连接。第三互连部件474连续地将环形齿轮部件444与行星架部件436连接。
传动装置414还分别结合有第一和第二电动机/发电机480和482。第一电动机/发电机480的定子被固定到传动装置壳体460上。第一电动机/发电机480的转子被固定到中心齿轮部件422上。第二电动机/发电机482的定子也被固定到传动装置壳体460上。第二电动机/发电机482的转子被固定到中心齿轮部件432上。
第一转矩传递装置,例如制动器450,可选择性地将中心齿轮部件442与传动装置壳体460连接。第二转矩传递装置,例如制动器452,可选择性地将环形齿轮部件434与传动装置壳体460连接。第三转矩传递装置,例如离合器454,可选择性地将中心齿轮部件422与行星架部件426连接。第四转矩传递装置,例如离合器455,可选择性地将中心齿轮部件442与中心齿轮部件432连接。第五转矩传递装置,例如制动器456,平行地连接到电动机/发电机上用于可选择性地阻止其旋转。第一、第二、第三、第四和第五转矩传递装置450、452、454、455和456用于辅助混合动力传动装置414的运行模式的选择。
当离合器454接合时,中心齿轮部件422和行星架部件426以与输入部件17相同的速度旋转,因此行星齿轮组420以与输入部件17相同的速度旋转。环形齿轮部件424连续地连接到输出部件19上,因此输出部件19也以与输入部件17相同的速度旋转来形成固定前进速比的直接驱动。
当离合器455接合时,中心齿轮部件432和442连续地连接到电动机/发电机482上,因此将行星齿轮组430和440与电动机/发电机482和输出部件19锁定。这种结构确保电动机/发电机482不比输出部件19旋转的快,在高速运行过程中这种功能十分重要,对设置电动机速度上界具有重要意义。
当制动器456接合时,电动机/发电机480被阻止转动,从而实现第二固定的前进速比,也就是转矩比为0.71的超速档。
混合动力传动装置414从发动机12接收功率,也从电源486接收动力,所述电源486可操作地连接到控制器488。
图5b的运行模式表说明了前述用于传动装置414的四种运行模式的离合接合、电动机/发电机状态和输出/输入比,以及额外的运行模式,即固定速比模式。这些模式包括前述的“电池倒档模式”(Batt Rev)、“EVT倒档模式”(EVTRev)、“倒档和前进启动模式”(TC Rev and TC For)以及“连续改变传动范围模式”(范围1.1、1.2、1.3......),以及“固定速比模式”(F1,F2)。“固定速比模式”与运行模式表的第13-14行相对应。在这种模式下传动装置像传统的自动变速器一样运行,转矩传递装置接合来形成离散的传动比。在固定速比F1下,离合器454接合,实现1.00的固定前进速比;在固定速比F2下,制动器456接合,实现0.71的固定前进速比。
如前所述,图5b的运行模式表中示出了用于转矩传递装置的接合规律。图5b也提供了转矩比的实施例,其可有效利用图4b的例子中给出的环形齿轮/中心齿轮齿数比。NR1/NR2的值是行星齿轮组420的齿数比;NR2/NS2的值是行星齿轮组430的齿数比;以及NR3/NS3的值是行星齿轮组440的齿数比。同样,图5b的表中也描述了利用给定的齿数比达到的传动比级。例如第一和第二固定前进转矩比之间的传动比级是1.40。第六示例性实施例的描述
参照图6a,示出了动力系510,其包括连接到一个优选实施例的改进的电动变速传动装置(EVT)的发动机12,所述电动变速传动装置(EVT)通常用数字514表示。传动装置514被设计为从发动机12接收其至少一部分的驱动力。
如图所示,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)也可以被实施在发动机12和所述传动装置的输入部件17之间。
不考虑将发动机12连接到传动装置输入部件17的装置,所述传动装置输入部件17可操作地连接到传动装置514中的行星齿轮组上。传动装置514的输出部件19连接到最终传动16上。
传动装置514利用三个行星齿轮组520,530和540。行星齿轮组520使用外部环形齿轮524限定了内部中心齿轮部件522的外周。行星架部件526可旋转地支承数个行星齿轮527,使得第一行星齿轮组520的每个行星齿轮527同时啮合外部环形齿轮部件524和内部中心齿轮部件522。
行星齿轮组530也具有外部环形齿轮部件534,其限定了内部中心齿轮部件532的外周。数个行星齿轮537也可旋转地安装在行星架部件536上,使得行星齿轮组530的每个行星齿轮部件537同时啮合外部环形齿轮部件534和内部中心齿轮部件532。
行星齿轮组540也具有外部环形齿轮部件544,其限定了内部中心齿轮部件542的外周。数个行星齿轮547、548可旋转地安装在行星架部件546上,使得行星齿轮组540的每个行星齿轮部件547啮合内部中心齿轮部件542、每个行星齿轮部件548同时啮合外部环形齿轮部件544和相应的行星齿轮部件547。
传动装置的输入部件17连续地连接到行星架部件526上。传动装置的输出部件19连续地连接到行星架部件536上。第一互连部件570连续地将环形齿轮部件524与行星架部件536连接。第二互连部件572连续地将环形齿轮部件534与环形齿轮部件544连接。第三互连部件574连续地将行星架部件536与行星架部件546连接。
传动装置514还分别结合有第一和第二电动机/发电机580和582。第一电动机/发电机580的定子被固定到传动装置壳体560上。第一电动机/发电机580的转子被固定到中心齿轮部件522上。第二电动机/发电机582的定子也被固定到传动装置壳体560上。第二电动机/发电机582的转子被固定到中心齿轮部件532上。
第一转矩传递装置,例如制动器550,可选择性地将中心齿轮部件542与传动装置壳体560连接。第二转矩传递装置,例如制动器552,可选择性地将环形齿轮部件534与传动装置壳体560连接。第三转矩传递装置,例如离合器554,可选择性地将中心齿轮部件522与行星架部件526连接。第四转矩传递装置,例如离合器555,可选择性地将中心齿轮部件542与中心齿轮部件532连接。第五转矩传递装置,例如制动器556,平行地连接到电动机/发电机580上用于可选择性地阻止其旋转。第一、第二、第三、第四和第五转矩传递装置550、552、554、555和556用于辅助混合动力传动装置514的运行模式的选择。
当离合器554接合时,齿轮部件522和行星架部件526以与输入部件17相同的速度旋转,因此行星齿轮组520以与输入部件17相同的速度旋转。环形齿轮部件524连续地连接到输出部件19上,因此输出部件19也以与输入部件17相同的速度旋转来形成固定前进速比的直接驱动。
当离合器555接合时,中心齿轮部件532和542连续地连接到电动机/发电机582上,因此将行星齿轮组530和540与电动机/发电机582和输出部件19锁定。这种结构确保电动机/发电机582不比输出部件19旋转的快,在高速运行过程中这种功能十分重要,对设置电动机速度上界具有重要意义。
当制动器556接合时,电动机/发电机580被阻止转动,从而实现第二固定的前进速比,也就是转矩比为0.71的超速档。
混合动力传动装置514从发动机12接收动力,也与电源586交换功率,所述电源586可操作地连接到控制器588。
图6b的运行模式表说明了前述用于传动装置514的五种运行模式的离合接合、电动机/发电机状态和输出/输入比。这些模式包括前述的“电池倒档模式”(Batt Rev)、“EVT倒档模式”(EVT Rev)、“倒档和前进启动模式”(TC Revand TC For)、“连续改变传动范围模式”(范围1.1、1.2、1.3......)以及“固定速比模式”(F1,F2)。
如前所述,图6b的运行模式表中示出了用于转矩传递装置的接合规律。图6b也提供了转矩比的实施例,其可有效利用图6b的例子中给出的环形齿轮/中心齿轮齿数比。NR1/NS1的值是行星齿轮组520的齿数比;NR2/NS2的值是行星齿轮组530的齿数比;以及NR3/NS3的值是行星齿轮组540的齿数比。同样,图6b的表中也描述了利用给定的齿数比达到的传动比级。例如第一和第二固定前进转矩比之间的传动比级是1.40。第七示例性实施例的描述
参照图7a,示出了动力系610,其包括连接到一个优选实施例的改进的电动变速传动装置(EVT)的发动机12,所述电动变速传动装置(EVT)通常用数字614表示。传动装置614被设计为从发动机12接收其至少一部分的驱动力。
如图所示,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)也可以被实施在发动机12和所述传动装置的输入部件17之间。
不考虑将发动机12连接到传动装置输入部件17的装置,所述传动装置输入部件17可操作地连接到传动装置614中的行星齿轮组上。传动装置614的输出部件19连接到最终传动16上。
传动装置614利用三个行星齿轮组620、630和640。行星齿轮组620使用外部环形齿轮624限定了内部中心齿轮部件622的外周。行星架部件626可旋转地支承数个行星齿轮627,使得第一行星齿轮组620的每个行星齿轮627同时啮合外部环形齿轮部件624和内部中心齿轮部件622。
行星齿轮组630也具有外部环形齿轮部件634,其限定了内部中心齿轮部件632的外周。数个行星齿轮637也可旋转地安装在行星架部件636上,使得行星齿轮组630的每个行星齿轮部件637同时啮合外部环形齿轮部件634和内部中心齿轮部件632。
行星齿轮组640也具有外部环形齿轮部件644,其限定了内部中心齿轮部件642的外周。数个行星齿轮647、648可旋转地安装在行星架部件646上,使得行星齿轮组640的每个行星齿轮部件647啮合内部中心齿轮部件642、每个行星齿轮部件648同时啮合外部环形齿轮部件644和相应的行星齿轮647。
传动装置的输入部件17连接到行星架部件626上。传动装置的输出部件19连接到行星架部件636上。第一互连部件670连续地将环形齿轮部件624与行星架部件636连接。第二互连部件672连续地将环形齿轮部件634与环形齿轮部件644连接。第三互连部件674连续地将中心齿轮部件632和行星架部件646连接。
传动装置614还分别结合有第一和第二电动机/发电机680和682。第一电动机/发电机680的定子被固定到传动装置壳体660上。第一电动机/发电机680的转子被固定到中心齿轮部件622上。第二电动机/发电机682的定子也被固定到传动装置壳体660上。第二电动机/发电机682的转子被固定到中心齿轮部件632上。
第一转矩传递装置,例如制动器650,可选择性地将中心齿轮部件642与传动装置壳体660连接。第二转矩传递装置,例如制动器652,可选择性地将环形齿轮部件634与传动装置壳体660连接。第三转矩传递装置,例如离合器654,可选择性地将中心齿轮部件622与行星架部件626连接。第四转矩传递装置,例如离合器655,可选择性地将中心齿轮部件632与中心齿轮部件642连接。第五转矩传递装置,例如制动器656,平行地连接到电动机/发电机680上用于可选择性地阻止其旋转。第一、第二、第三、第四和第五转矩传递装置650、652、654、655和656用于辅助混合动力传动装置614的运行模式的选择。
当离合器654接合时,中心齿轮部件622和行星架部件626以与输入部件17相同的速度旋转,因此行星齿轮组620以与输入部件17相同的速度旋转。环形齿轮部件624连续地连接到输出部件19上,因此输出部件19也以与输入部件17相同的速度旋转来形成固定前进速比的直接驱动。
当离合器655接合时,中心齿轮部件632和642连续地连接到电动机/发电机682上,因此将行星齿轮组630和640与电动机/发电机682和输出部件19锁定。这种结构确保电动机/发电机682不比输出部件19旋转的快,在高速运行过程中这种功能十分重要,对设置电动机速度上界具有重要意义。
当制动器656接合时,电动机/发电机680被阻止转动,从而实现第二固定的前进速比,也就是转矩比为0.71的超速档。
混合动力传动装置614从发动机12接收功率,也与电源686交换功率,所述电源686可操作地连接到控制器688。
图7b的运行模式表说明了前述用于传动装置614的五种运行模式的离合接合、电动机/发电机状态和输出/输入比。这些模式包括前述的“电池倒档模式”(Batt Rev)、“EVT倒档模式”(EVT Rev)、“倒档和前进启动模式”(TC Revand TC For)、“连续改变传动范围模式”(档位1.1、1.2、1.3......模式)以及“固定速比模式”(F1,F2)。
如前所述,图7b的运行模式表中示出了用于转矩传递装置的接合规律。图7b也提供了转矩比的实施例,其可有效利用图7b的例子中给出的环形齿轮/中心齿轮齿数比。NR1/NS1的值是行星齿轮组620的齿数比;NR2/NS2的值是行星齿轮组630的齿数比;以及NR3/NS3的值是行星齿轮组640的齿数比。同样,图7b的表中也描述了利用给定的齿数比达到的传动比级。例如第一和第二固定前进转矩比之间的传动比级是1.40。第八示例性实施例的描述
参照图8a,示出了动力系710,其包括连接到一个优选实施例的改进的电动变速传动装置(EVT)的发动机12,所述电动变速传动装置(EVT)通常用数字714表示。传动装置714被设计为从发动机12接收其至少一部分的驱动力。
如图所示,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)也可以被实施在发动机12和所述传动装置的输入部件17之间。
不考虑将发动机12连接到传动装置输入部件17的装置,所述传动装置输入部件17可操作地连接到传动装置714中的行星齿轮组上。传动装置714的输出部件19连接到最终传动16上。
传动装置714利用三个行星齿轮组720,730和740。行星齿轮组720使用外部环形齿轮724限定了内部中心齿轮部件722的外周。行星架部件726可旋转地支承数个行星齿轮727,使得第一行星齿轮组720的每个行星齿轮727同时啮合外部环形齿轮部件724和内部中心齿轮部件722。
行星齿轮组730也具有外部环形齿轮部件734,其限定了内部中心齿轮部件732的外周。数个行星齿轮737也可旋转地安装在行星架部件736上,使得行星齿轮组730的每个行星齿轮部件737同时啮合外部环形齿轮部件734和内部中心齿轮部件732。
行星齿轮组740也具有外部环形齿轮部件744,其限定了内部中心齿轮部件742的外周。数个行星齿轮747、748可旋转地安装在行星架部件746上,使得行星齿轮组740的每个行星齿轮部件747啮合内部中心齿轮部件742、每个行星齿轮部件748同时啮合外部环形齿轮部件744和相应的行星齿轮747。
传动装置的输入部件17连接到行星架部件726上。传动装置的输出部件19连接到行星架部件736上。第一互连部件770连续地将环形齿轮部件724与行星架部件736连接。第二互连部件772连续地将行星架部件736与环形齿轮部件744连接。第三互连部件774连续地将中心齿轮部件732和行星架部件746连接。
传动装置714还分别结合有第一和第二电动机/发电机780和782。第一电动机/发电机780的定子被固定到传动装置壳体760上。第一电动机/发电机780的转子被固定到中心齿轮部件722上。第二电动机/发电机782的定子也被固定到传动装置壳体760上。第二电动机/发电机782的转子被固定到中心齿轮部件732上。
第一转矩传递装置,例如制动器750,可选择性地将中心齿轮部件742与传动装置壳体760连接。第二转矩传递装置,例如制动器752,可选择性地将环形齿轮部件734与传动装置壳体760连接。第三转矩传递装置,例如离合器754,可选择性地将中心齿轮部件722与行星架部件726连接。第四转矩传递装置,例如离合器755,可选择性地将中心齿轮部件732与中心齿轮部件742连接。第五转矩传递装置,例如制动器756,平行地连接到电动机/发电机780上用于可选择性地阻止其旋转。第一、第二、第三、第四和第五转矩传递装置750、752、754、755和756用于辅助混合动力传动装置714的运行模式的选择。
当离合器754接合时,中心齿轮部件722和行星架部件726以与输入部件17相同的速度旋转,因此行星齿轮组720以与输入部件17相同的速度旋转。环形齿轮部件724连续地连接到输出部件19上,因此输出部件19也以与输入部件17相同的速度旋转来形成固定前进速比的直接驱动。
当离合器755接合时,中心齿轮部件732和742连续地连接到电动机/发电机782上,因此将行星齿轮组730和740与电动机/发电机782和输出部件19锁定。这种结构确保电动机/发电机782不比输出部件19旋转的快,在高速运行过程中这种功能十分重要,对设置电动机速度上界具有重要意义。
当制动器756接合时,电动机/发电机780被阻止转动,从而实现第二固定的前进速比,也就是转矩比为0.71的超速档。
混合动力传动装置714从发动机12接收动力,也与电源786交换功率,所述电源786可操作地连接到控制器788。
图8b的运行模式表说明了前述用于传动装置714的五种运行模式的离合接合、电动机/发电机状态和输出/输入比。这些模式包括前述的“电池倒档模式”(Batt Rev)、“EVT倒档模式”(EVT Rev)、“倒档和前进启动模式”(TC Revand TC For)、“连续改变传动范围模式”(范围1.1、1.2、1.3......)以及“固定速比模式”(F1,F2)。
如前所述,图8b的运行模式表中示出了用于转矩传递装置的接合规律。图8b也提供了转矩比的实施例,其可有效利用图8b的例子中给出的环形齿轮/中心齿轮齿数比。NR1/NS1的值是行星齿轮组720的齿数比;NR2/NS2的值是行星齿轮组730的齿数比;以及NR3/NS3的值是行星齿轮组740的齿数比。同样,图8b的表中也描述了利用给定的齿数比达到的传动比级。例如第一和第二固定前进转矩比之间的传动比级是1.40。第九示例性实施例的描述
参照图9a,示出了动力系810,其包括连接到一个优选实施例的改进的电动变速传动装置(EVT)的发动机12,所述电动变速传动装置(EVT)通常用数字814表示。传动装置814被设计为从发动机12接收其至少一部分的驱动力。
如图所示,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)也可以被实施在发动机12和所述传动装置的输入部件17之间。
不考虑将发动机12连接到传动装置输入部件17的装置,所述传动装置输入部件17可操作地连接到传动装置814中的行星齿轮组上。传动装置814的输出部件19连接到最终传动16上。
传动装置814利用三个行星齿轮组820,830和840。行星齿轮组820使用外部环形齿轮824限定了内部中心齿轮部件822的外周。行星架部件826可旋转地支承数个行星齿轮827,使得第一行星齿轮组820的每个行星齿轮827同时啮合外部环形齿轮部件824和内部中心齿轮部件822。
行星齿轮组830也具有外部环形齿轮部件834,其限定了内部中心齿轮部件832的外周。数个行星齿轮837也可旋转地安装在行星架部件836上,使得行星齿轮组830的每个行星齿轮部件837同时啮合外部环形齿轮部件834和内部中心齿轮部件832。
行星齿轮组840也具有外部环形齿轮部件844,其限定了内部中心齿轮部件842的外周。数个行星齿轮847也可旋转地安装在行星架部件846上,使得行星齿轮组840的每个行星齿轮部件847同时啮合外部环形齿轮部件844和内部中心齿轮部件842。
传动装置的输出部件19连接到行星架部件836上。第一互连部件870连续地将环形齿轮部件824与行星架部件836连接。第二互连部件872连续地将行星架部件846与环形齿轮部件834连接。第三互连部件874连续地将环形齿轮部件844与行星架部件836连接。
传动装置814还分别结合有第一和第二电动机/发电机880和882。第一电动机/发电机880的定子被固定到传动装置壳体860上。第一电动机/发电机880的转子被固定到中心齿轮部件822上。第二电动机/发电机882的定子也被固定到传动装置壳体860上。第二电动机/发电机882的转子被固定到中心齿轮部件832上。
第一转矩传递装置,例如制动器850,可选择性地连接中心齿轮部件842和传动装置壳体860。第二转矩传递装置,例如制动器852,可选择性地将环形齿轮部件834和传动装置壳体860连接。第三转矩传递装置,例如制动器854,可选择性地将行星架部件826与传动装置壳体860连接。第四转矩传递装置,例如输入离合器855,可选择性地将中心齿轮部件822与输入部件17连接。第五转矩传递装置,例如离合器856,可选择性地将中心齿轮部件832和中心齿轮部件842连接。第六转矩传递装置,例如输入离合器857,可选择性地将行星架部件826与输入部件17连接。第七转矩传递装置,例如制动器858,平行地连接到电动机/发电机580上用于可选择性地阻止其旋转。第一、第二、第三、第四、第五、第六和第七转矩传递装置850、852、854、855、856、857和858用于辅助混合动力传动装置814的运行模式的选择。
当离合器855和857接合时,中心齿轮部件822和行星架部件826以与输入部件17相同的速度旋转,因此行星齿轮组820以与输入部件17相同的速度旋转。环形齿轮部件824连续地连接到输出部件19上,因此输出部件19也以与输入部件17相同的速度旋转来形成固定前进速比的直接驱动。
当离合器856接合时,中心齿轮部件832和842连续地连接到电动机/发电机882上,因此将行星齿轮组830和840与电动机/发电机882和输出部件19锁定。这种结构确保电动机/发电机882不比输出部件19旋转的快,在高速运行过程中这种功能十分重要,对设置电动机速度上界具有重要意义。
当制动器854和离合器855接合时,实现固定的机械倒档速比,所述机械倒档速比也不使用任何电动系统,在冷天气里运行时是关键性部件。
当制动器858和离合器857接合时,电动机/发电机880被阻止转动,从而实现第二固定的前进速比,也就是转矩比为0.71的超速档。
混合动力传动装置814从发动机12接收动力,也与电源886交换功率,所述电源886可操作地连接到控制器888。
图9b的运行模式表说明了前述用于传动装置814的五种运行模式的离合接合、电动机/发电机状态和输出/输入比。这些模式包括前述的“电池倒档模式”(Batt Rev)、“EVT倒档模式”(EVT Rev)、“倒档和前进启动模式”(TC Revand TC For)、“连续改变传动范围模式”(范围1.1、1.2、1.3......)以及“固定速比模式”(R1,F1,F2)。
如前所述,图9b的运行模式表中示出了用于转矩传递装置的接合规律。图9b也提供了转矩比的实施例,其可有效利用图9b的例子中给出的环形齿轮/中心齿轮齿数比。NR1/NR2的值是行星齿轮组820的齿数比;NR2/NS2的值是行星齿轮组830的齿数比;以及NR3/NS3的值是行星齿轮组840的齿数比。同样,图9b的表中也描述了利用给定的齿数比达到的传动比级。例如第一和第二固定前进转矩比之间的传动比级是1.40。第十示例性实施例的描述
参照图10a,示出了动力系910,其包括连接到一个优选实施例的改进的电动变速传动装置(EVT)的发动机12,所述电动变速传动装置(EVT)通常用数字914表示。传动装置914被设计为从发动机12接收其至少一部分的驱动力。
如图所示,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)也可以被实施在发动机12和所述传动装置的输入部件17之间。
不考虑将发动机12连接到传动装置输入部件17的装置,所述传动装置输入部件17可操作地连接到传动装置914中的行星齿轮组上。传动装置914的输出部件19连接到最终传动16上。
传动装置914利用三个行星齿轮组920,930和940。行星齿轮组920使用外部环形齿轮924限定了内部中心齿轮部件922的外周。行星架部件926可旋转地支承数个行星齿轮927,使得第一行星齿轮组920的每个行星齿轮927同时啮合外部环形齿轮部件924和内部中心齿轮部件922。
行星齿轮组930也具有外部环形齿轮部件934,其限定了内部中心齿轮部件932的外周。数个行星齿轮937也可旋转地安装在行星架部件936上,使得星齿轮组930的每个行星齿轮部件937同时啮合行外部环形齿轮部件934和内部中心齿轮部件932。
行星齿轮组940也具有外部环形齿轮部件944,其限定了内部中心齿轮部件942的外周。数个行星齿轮947也可旋转地安装在行星架部件946上,使得行星齿轮组940的每个行星齿轮部件947同时啮合外部环形齿轮部件944和内部中心齿轮部件942。
传动装置的输出部件19连接到行星架部件936上。第一互连部件972连续地将行星架部件946与环形齿轮部件934连接。第二互连部件974连续地将环形齿轮部件944与行星架部件936连接。
传动装置914还分别结合有第一和第二电动机/发电机980和982。第一电动机/发电机980的定子被固定到传动装置壳体960上。第一电动机/发电机980的转子被固定到中心齿轮部件922上。第二电动机/发电机982的定子也被固定到传动装置壳体960上。第二电动机/发电机982的转子被固定到中心齿轮部件932上。
第一转矩传递装置,例如制动器950,可选择性地将中心齿轮部件942与传动装置壳体960连接。第二转矩传递装置,例如制动器952,可选择性地将环形齿轮部件934与传动装置壳体960连接。第三转矩传递装置,例如制动器954,可选择性地将行星架部件926与传动装置壳体960连接。第四转矩传递装置,例如输入离合器955,可选择性地将中心齿轮部件922与输入部件17连接。第五转矩传递装置,例如输入离合器956,可选择性地将行星架部件926与输入部件17连接。第六转矩传递装置,例如输入离合器957,可选择性地将环形齿轮部件924与行星架部件946连接。第七转矩传递装置,例如离合器958,可选择性地将环形齿轮部件924与中心齿轮部件932连接。第八转矩传递装置,例如制动器959,平行地连接到电动机/发电机980上用于可选择性地阻止其旋转。第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八转矩传递装置950、952、954、955、956、957、958和959用于辅助混合动力传动装置914的运行模式的选择。
离合器957和958切断前面实施例的环形齿轮部件924与行星架部件936的连续地互连。如图10b中的离合接合所示,这种结构造成额外的倒车速比和三个额外的固定的前进速比。
混合动力传动装置914从发动机12接收动力,也与电源986交换功率,所述电源986可操作地连接到控制器988。
图10b的运行模式表说明了前述用于传动装置914的五种运行模式的离合接合、电动机/发电机状态和输出/输入比。这些模式包括前述的“电池倒档模式”(Batt Rev)、“EVT倒档模式”(EVT Rev)、“倒档和前进启动模式”(TCRev and TC For)、“连续改变传动范围模式”(范围1.1、1.2、1.3......)以及“固定速比模式”(R1,R2,F1,F2,F3,F4和F5)。
如前所述,图10b的运行模式表中示出了用于转矩传递装置的接合规律。图10b也提供了转矩比的实施例,其可有效利用图10b的例子中给出的环形齿轮/中心齿轮齿数比。NR1/NS1的值是行星齿轮组920的齿数比;NR2/NS2的值是行星齿轮组930的齿数比;以及NR3/NS3的值是行星齿轮组940的齿数比。同样,图10b的表中也描述了利用给定的齿数比达到的传动比级。例如第一和第二固定前进转矩比之间的传动比级是2.17,速比间隔是5.45。
图11是与图5a中的动力系410相似的动力系410a的详细的符号图,图11中与图5a相同的附图标记表示相同的零件。然而,在图11中图5a的锁止离合器455被移动到图11的附图标记455a标识的位置。离合器455a可选择性地将中心齿轮部件442与行星架部件436连接。图11说明了如何在剖面中封装各种零件,由此可以提供用于各种转矩传递装置的液压控制。中心制成结构490a支承着转矩传递机构450和455a。离合器454a置于行星齿轮组420的左边(从图11中观看),互连部件470a在行星齿轮组420和电动机/发电机482的转子支承之间延伸。
图12是与图11中的动力系410a相似的动力系410b的详细的符号图,图12中与图11相同的附图标记表示相同的零件。然而,在图12中各种零件被重新配置。离合器454b移动到行星齿轮组420的右边(从图12中观看),互连部件470b在行星齿轮组420周围延伸。结果中心支承490b需要支承离合器454b和电动机/发电机480b的转子支承。同样,中心支承490c支承转矩传递机构450、452和455a,以及电动机/发电机482的转子支承。
在权利要求中,术语“被连续地连接到”或“连续地连接”涉及直接连接或按比例齿轮连接的,例如用于偏移轴的齿轮装置。此外,“静止部件”或“地面”可以包括传动装置壳体(箱)或任意其它不旋转的零件。还有,当权利要求中记载使用转矩传递机构将某物与行星齿轮组的部件连接时,还可以使用互连部件将所述某物与行星齿轮组的部件连接。应当进一步理解,在从属权利要求的范围内,本发明不同实施例的不同技术特征可以进行组合。
虽然只公开了本发明的各种优选实施例,然而应当理解本领域的技术人员很容易对本发明的概念进行很明显的许多改变。因此,本发明的范围并不局限于所显示和描述的细节,而是旨在包括从属权利要求范围内的全部变形和修改。

Claims (15)

1.一种电动变速传动装置,其包括:
从发动机接收功率的输入部件;
输出部件;
第一和第二电动机/发电机;
第一、第二和第三差速齿轮组,每个齿轮组具有第一、第二和第三部件;
所述输入部件被连续地连接到所述齿轮组的至少一个部件上,以及所述输出部件被连续地连接到所述齿轮组的至少另一个部件上;
第一互连部件,连续地将所述第一齿轮组的所述第一部件与所述第二齿轮组的第一部件连接;
第二互连部件,连续地将所述第二齿轮组的所述第二部件与所述第三齿轮组的第一部件连接;
第三互连部件,连续地将所述第二齿轮组的所述第三部件与所述第三齿轮组的第二部件连接;
所述第一电动机/发电机被连续地连接到所述第一齿轮组的一个部件上;
所述第二电动机/发电机被连续地连接到所述第二或第三齿轮组的一个部件上;
第一转矩传递装置,可选择性地将所述第三齿轮组的一个部件与静止部件连接;
第二转矩传递装置,可选择性的将所述第二齿轮组的一个部件与所述静止部件连接;以及
其中所述第一和第二转矩传递装置可接合地为电动变速传动装置提供连续变速比范围。
2.根据权利要求1所述的电动变速传动装置,其中所述第一、第二和第三差速齿轮组是行星齿轮组。
3.根据权利要求2所述的电动变速传动装置,其中每个所述齿轮组的行星架部件是单行星齿轮的行星架部件。
4.根据权利要求2所述的电动变速传动装置,其中所述行星齿轮组的至少一个行星架部件是双行星齿轮的行星架部件。
5.根据权利要求1所述的电动变速传动装置,其中在电动变速传动装置内所述第一和第二转矩传递装置和所述的第一和第二电动机/发电机可操作地提供四种运行模式,包括电池倒档模式,EVT倒档模式,倒档和前进启动模式,以及连续改变传动范围模式。
6.根据权利要求1所述的电动变速传动装置,进一步包括:
第三转矩传递装置,可选择性地将所述第一齿轮组的一个部件与所述第一齿轮组的另一部件连接;
第四转矩传递装置,可选择性地将所述第三齿轮组的一个部件与所述第二齿轮组的一个部件连接;
第五转矩传递装置,平行地连接到所述电动机/发电机中的一个上,用于阻止其旋转;
其中所述第三转矩传递装置的接合形成直接传动固定前进速比。
7.根据权利要求6所述的电动变速传动装置,其中第四转矩传递装置的接合锁定所述第二和第三齿轮组,阻止所述第二电动机/发电机比所述输出部件旋转的快。
8.一种电动变速传动装置,其包括:
输入部件;
输出部件;
第一和第二电动机/发电机;
第一、第二和第三差速齿轮组,每个齿轮组具有第一、第二和第三部件;
所述输入部件被可选择性地连接到所述齿轮组的至少一个部件上,以及所述输出部件被连续地连接到所述齿轮组的另一个部件上;
第一互连部件,连续地将所述第一齿轮组的所述第一部件与所述第二齿轮组的所述第一部件连接;
第二互连部件,连续地将所述第二齿轮组的所述第二部件与所述第三齿轮组的所述第一部件连接;
第三互连部件,连续地将所述第二齿轮组的所述第三部件与所述第三齿轮组的所述第二部件连接;
所述第一电动机/发电机被连续地连接到所述第一齿轮组的一个部件上;
所述第二电动机/发电机被连续地连接到所述第二或第三齿轮组的一个部件上;
第一转矩传递装置,可选择性地将所述第三齿轮组的一个部件与静止部件连接;
第二转矩传递装置,可选择性的将所述第二齿轮组的一个部件与所述静止部件连接;
第三转矩传递装置,可选择性地将所述第一齿轮组的一个部件与所述静止部件连接;
第四转矩传递装置,可选择性地将所述第一齿轮组的一个部件与所述输入部件连接;
第五转矩传递装置,可选择性地将所述第二齿轮组的一个部件与所述第三齿轮组的一个部件连接;
第六转矩传递装置,可选择性地将所述第一齿轮组的另一个部件与所述输入部件连接;
第七转矩传递装置,平行地连接到所述第一电动机/发电机上,用于选择地阻止其旋转;
其中所述第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七转矩传递装置和所述第一和第二电动机/发电机可操作地为电动变速传动装置提供五种运行模式,包括电池倒档模式,EVT倒档模式,倒档和前进启动模式,连续改变传动范围模式,以及固定速比模式。
9.根据权利要求8所述的电动变速传动装置,其中所述第一、第二和第三差速齿轮组是行星齿轮组。
10.一种电动变速传动装置,其包括:
从发动机接收功率的输入部件;
输出部件;
第一和第二电动机/发电机;
第一、第二和第三差速齿轮组,每个齿轮组具有第一、第二和第三部件;
所述输入部件被可选择性地连接到所述齿轮组的至少一个部件上,以及所述输出部件被连续地连接到所述齿轮组的另一个部件上;
第一互连部件,连续地将所述第二齿轮组的所述第二部件与所述第三齿轮组的所述第一部件连接;
第二互连部件,连续地将所述第二齿轮组的所述第三部件与所述第三齿轮组的所述第二部件连接;
所述第一电动机/发电机被连续地连接到所述第一齿轮组的一个部件上;
所述第二电动机/发电机被连续地连接到所述第二或第三齿轮组的一个部件上;
第一转矩传递装置,可选择性地将所述第三齿轮组的一个部件与静止部件连接;
第二转矩传递装置,可选择性的将所述第二齿轮组的一个部件与所述静止部件连接;
第三转矩传递装置,可选择性地将所述第一齿轮组的一个部件与所述静止部件连接;
第四转矩传递装置,可选择性地将所述第一齿轮组的一个部件与所述输入部件连接;
第五转矩传递装置,可选择性地将所述第一齿轮组的另一个部件与所述输入部件连接;
第六转矩传递装置,可选择性地将所述第一齿轮组的一个部件与所述第三齿轮组的一个部件连接;
第七转矩传递装置可选择性地将所述第一齿轮组的一个部件与所述第二齿轮组的一个部件连接;
第八转矩传递装置,平行地连接到所述第一电动机/发电机上,用于阻止其旋转;以及
其中所述第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八转矩传递装置和所述第一和第二电动机/发电机可操作地为电动变速传动装置提供五种运行模式,包括电池倒档模式,EVT倒档模式,倒档和前进启动模式,连续改变传动范围模式,以及具有五个固定前进速比和两个固定倒档速比的固定速比模式。
11.根据权利要求10所述的电动变速传动装置,其中所述第一、第二和第三差速齿轮组是行星齿轮组。
12.根据权利要求11所述的电动变速传动装置,其中每个所述齿轮组的行星架部件是单行星齿轮的行星架部件。
13.根据权利要求11所述的电动变速传动装置,其中所述行星齿轮组的至少一个行星架部件是双行星齿轮的行星架部件。
14.一种电动变速传动装置,其包括:
从发动机接收功率的输入部件;
输出部件;
第一和第二电动机/发电机;
第一、第二和第三差速齿轮组,每个齿轮组具有第一、第二和第三部件;
所述输入部件被连续地或者可选择性地连接到所述齿轮组的至少一个部件上,以及所述输出部件被连续地连接到所述齿轮组的另一个部件上;
第一互连部件,连续地将所述第一齿轮组的所述第一部件与所述第二齿轮组的所述第一部件连接;
第二互连部件连续地将所述第二齿轮组的所述第二部件与所述第三齿轮组的所述第一部件连接;
第三互连部件,连续地将所述第二齿轮组的所述第三部件与所述第三齿轮组的所述第二部件连接;
所述第一电动机/发电机被连续地连接到所述第一齿轮组的一个部件上;
所述第二电动机/发电机被连续地连接到所述第二或第三齿轮组的一个部件上;
第一和第二转矩传递装置,可选择性地将所述齿轮组的部件与静止部件连接;以及
其中所述第一和第二转矩传递装置可接合地为电动变速传动装置提供连续变速比范围。
15.根据权利要求14所述的电动变速传动装置,进一步包括:
第三转矩传递装置,可选择性地将所述第三齿轮组的一个部件与静止部件连接;
第四转矩传递装置,可选择性地将所述第二齿轮组的一个部件与所述输入部件连接。
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