CN102466002B - 电可变变速器 - Google Patents

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Abstract

一种混合动力变速器，具有输入构件、输出构件和单个电动机/发电机，其特点在于多个固定比例运行模式和至少一种电可变运行模式。在固定比例运行模式中，输入构件和输出构件的之间的速度比独立于电动机/发电机的速度。在电可变运行模式，输入构件和输出构件之间的速度比取决于电动机/发电机的速度。

Description

电可变变速器
技术领域
本发明涉及电可变变速器(electrically variable transmission)。
背景技术
在现有技术中，电可变车辆变速器(EVT)采用了两个电动机/发电机，它们和可连接到发动机的输入轴、输出轴、和多个行星齿轮组共轴地布置，所述行星齿轮组每一个具有各自的第一、第二、和第三构件。每个电动机/发电机操作性地连接到行星齿轮组中的一个的相应构件，以提供变速器操作的以输入轴和输出轴之间的连续可变速度比为特点的范围或模式。
发明内容
一种变速器，包括输入构件；输出构件；和静止构件。变速器还包括第一和第二行星齿轮组，其每一个具有各自的第一、第二、和第三构件。单个电动机/发电机包括转子，该转子操作性地连接到该行星齿轮组的构件中的一个，用于与之一起旋转。变速器还包括多个扭矩传递装置，其每一个都可选择性地接合，以操作性地将构件中的相应一个与构件中的另一个、输入构件、输出构件、或静止构件互连。
扭矩传递装置可以以各种组合接合，以提供多个固定速度比模式，在所述模式中输入构件和输出构件之间的速度比独立于转子的速度。扭矩传递装置还可以以至少一种组合接合，以提供电可变运行模式，在所述模式中输入构件和输出构件之间的速度比取决于转子的速度。
本文所提供的变速器能进行电池-电动运行，电可变运行，和混合-电动运行，和常规运行，而仅使用单个电动机/发电机。
当结合附图时，从下面的用于执行如所附权利要求限定的本发明的一些较佳方式和其它实施例的具体描述可容易地明白本发明的上述特征和优点，以及其它特征和优点。
附图说明
图1是动力传动系统的示意图，其包括根据本发明的第一变速器；
图2是另一动力传动系的示意图，其包括根据本发明的第二变速器；和
图3是又一动力传动系的示意图，其包括根据本发明的第三变速器；
图4是根据本发明的第四变速器的示意图；
图5是根据本发明的第五变速器的示意图；
图6是根据本发明的第六变速器的示意图；
图7是根据本发明的第七变速器的示意图；和
图8是根据本发明的第八变速器的示意图。
具体实施方式
参见图1，动力传动系10包括发动机14操作性地该发动机操作性地连接到变速器16。变速器16包括输入构件18、输出构件22、和静止构件，例如变速器壳体26。变速器16还包括齿轮系28，该齿轮系具有第一行星齿轮组30和第二行星齿轮组34。发动机14操作性地连接到输入构件18，以向其传递扭矩。
第一行星齿轮组30包括第一构件(即太阳轮构件38)，第二构件，即行星轮承载器42，和第三构件(即环形齿轮构件46)。多个行星齿轮50、54可旋转地安装到行星轮承载器42。每个行星齿轮50、54啮合地接合于太阳轮构件38和环形齿轮构件46。
第二行星齿轮组34包括第一构件(即太阳轮构件58)、第二构件(即行星轮承载器62)、和第三构件(即环形齿轮构件66)。多个行星齿轮68、70可旋转地安装到行星轮承载器62。每个行星齿轮68、70都啮合地接合于太阳轮构件58和环形齿轮构件66。
变速器16包括单个电动机/发电机72，其具有定子76和转子80。定子76相对于壳体26安装。轴84将第一行星齿轮组30的行星轮承载器42、第二行星齿轮组34的环形齿轮构件66、和输出构件22互连，用于共同旋转，即使得行星轮承载器42、环形齿轮构件66、和输出构件22作为一个单元一起旋转。构件88将第一行星齿轮组30的太阳轮构件38、第二行星齿轮组34的太阳轮构件58、和转子80互连，用于共同旋转，即使得太阳轮构件38、太阳轮构件58、和转子80作为一个单元一起旋转。
变速器16还包括多个扭矩传递装置92、96、100、104，其每一个可被选择性地接合，以操作性地将行星齿轮组30、34的构件中的相应一个互连到另一构件、输入构件18、输出构件22、或静止构件26。更具体地，第一扭矩传递装置92是离合器，其可选择性地接合，以操作性地将输入构件18连接到环形齿轮构件46，用于共同旋转。第二扭矩传递装置96是制动器，其可选择性地接合以操作性地将构件88、太阳轮构件38、太阳轮构件58、和转子80连接到壳体26。第三扭矩传递装置104是离合器，其可选择性地接合以操作性地将构件88、太阳轮构件38、太阳轮构件58、和转子80连接到行星轮承载器62，用于共同旋转。第四扭矩传递装置100是制动器，其可选择性地接合以将行星轮承载器62连接到壳体26。
扭矩传递装置92、96、100、104可以各种组合接合，以提供多个固定速度比模式，在这些模式中输入构件18和输出构件22之间的速度比值独立于转子80的速度。更具体地，输入构件18和输出构件22之间的第一固定速度比在扭矩传递装置92和100接合且扭矩传递装置96和104脱开时获得。输入构件18和输出构件22之间的第二固定速度比在扭矩传递装置92和96接合而扭矩传递装置100、104脱开时获得。输入构件18和输出构件22之间的第三固定速度比在扭矩传递装置92和104接合且扭矩传递装置96和100脱开时获得。在所示实施例中，太阳轮构件38、58中的每一个都具有二十四个齿，每个行星齿轮50、54、68、70都具有十二个齿，且每个环形齿轮构件46、66都具有四十八个齿，其导致第一固定速度比为2.5∶1，第二固定速度比为1.5∶1，且第三固定速度比为1∶1。
变速器16还包括能量储存装置，其在所示实施例中是电池108。电池108操作性地连接到电动机/发电机72，以向其传送电能，并接收来自其的电能。因而，动力传动系10在运行的固定比例模式下可作为混合动力传动系运行。更具体地，当动力传动系10的命令动力输出小于发动机14的动力输出时，发动机14的多余动力可用于驱动电动机/发电机72，电能传送到电池108用于存储。类似地，当动力传动系10的命令的动力输出大于发动机14的动力输出，则来自电池108的电能被供应到电动机/发电机72。
扭矩传递装置92、96、104、100还可以以至少一种组合接合，以提供电可变运行模式其中输入构件18和输出构件22之间的速度比取决于转子80的速度。更具体地，在所示实施例中，当扭矩传递装置92接合且扭矩传递装置96、104、和100脱开时输入构件18和输出构件22之间的速度比取决于转子80的旋转速度或随之变化。因而，在电可变运行模式中，可通过控制转子80的速度来控制速度比。
扭矩传递装置还可以以至少一种组合来接合，以至少一种电池-电动运行模式。在电池-电动运行模式中，所有从变速器16传递到输出构件22的动力通过电池108经由电动机/发电机72提供。在电池电动模式中，发动机14并不机械地连接到输出构件22以向其传递动力，而是转子80机械地连接到输出构件22以向其传递扭矩。
图1的变速器特点是两种电池-电动运行模式。更具体地，第一电池-电动模式在扭矩传递装置100接合而扭矩传递装置92、96、104脱开时获得。第二电池-电动模式在扭矩传递装置104接合而扭矩传递装置92、96、100脱开时获得。第一电池电动模式特点是2∶1的电动机对输出构件速度比，且第二电池-电动模式特点是1∶1的电动机对输出构件速度比。第一电池-电动模式是用于变速器16的“反向”模式。
所有四个扭矩传递装置92、96、100、104都脱开则获得空档运行模式。扭矩传递装置96、104接合而扭矩传递装置92、100脱开则获得停车运行模式。
变速器16特点是不存在任何额外的向输入构件18、输出构件22、静止构件26、或行星齿轮组30、34的任何构件提供动力的电动机(除了电动机/发电机72以外)。
参见图2，动力传动系210包括发动机214，其操作性地连接到变速器216。变速器216包括输入构件218、输出构件222、和静止构件，如变速器壳体226。变速器216还包括齿轮系228，其具有第一行星齿轮组230和第二行星齿轮组234。发动机214操作性地连接到输入构件218以向其传递扭矩。
第一行星齿轮组230包括第一构件(即太阳轮构件238)、第二构件(即行星轮承载器242)、和第三构件(即环形齿轮构件246)。多个行星齿轮250可旋转地安装到行星轮承载器242。每个行星齿轮250都啮合地结合于太阳轮构件238和环形齿轮构件246。
第二行星齿轮组234包括第一构件(即太阳轮构件258)，第二构件(即行星轮承载器262)，和第三构件(即环形齿轮构件266)。多个行星齿轮268可旋转地安装到行星轮承载器262。每个行星齿轮268都啮合地结合于太阳轮构件258和环形齿轮构件266。
变速器216具有单个电动机/发电机272，其具有定子276和转子280。定子276关于壳体226安装。轴284将第一行星齿轮组230的行星轮承载器242、第二行星齿轮组234的环形齿轮构件266和输出构件222互连，以用于共同旋转，即，使得行星轮承载器242、环形齿轮构件266、和输出构件222作为一个单元一起旋转。构件288将第一行星齿轮组230的太阳轮构件238、第二行星齿轮组234的太阳轮构件258、和转子280互连，以用于共同旋转，即，使得太阳轮构件238、太阳轮构件258、和转子280作为一个单元一起旋转。
变速器216还包括多个扭矩传递装置292、296、300、304，其每一个都可选择性地接合以操作性地将行星齿轮组230、234的构件中的相应一个与构件中的另一个，、输入构件218、输出构件222、或静止构件226互连。更具体地，第一扭矩传递装置292是离合器，其可选择性地接合以操作性地将构件288、太阳轮构件238、太阳轮构件258、和转子280连接到输入构件218，以用于共同旋转。第二扭矩传递装置296是制动器，其可选择性地接合以操作性地将构件288、太阳轮构件238、太阳轮构件258、和转子280联接到壳体226。第三扭矩传递装置304是离合器，其可选择性地接合以操作性地将环形齿轮构件246和输入构件218连接，以用于共同旋转。第四扭矩传递装置300是制动器，其可选择性地接合以操作性地将行星轮承载器构件262联接到壳体226。单向离合器308操作性地将行星轮承载器262和壳体226经由构件312互连。单向离合器308被配置为允许行星轮承载器262沿一个方向旋转，以防止行星轮承载器262沿相反方向旋转。电池316操作性地连接到电动机/发电机272，以向其传送电能，并接收来自其的电能。
扭矩传递装置292、296、300、304可以以任何组合接合，以提供多个固定速度比模式，在这些模式中输入构件218和输出构件222之间的速度比的值独立于转子280的速度。更具体地，输入构件218和输出构件222之间的第一固定速度比在扭矩传递装置304接合而扭矩传递装置292、296、和300脱开时获得(在手动范围滑行制动过程中扭矩传递装置300可以第一固定速度比接合)。应注意单向离合器308带有第一固定速度比的扭矩。输入构件218和输出构件222之间的第二固定速度比在扭矩传递装置304和296接合且扭矩传递装置292，300脱开时获得。输入构件218和输出构件222之间的第三固定速度比在扭矩传递装置292和304接合而扭矩传递装置296和300脱开时获得。反向速度比在扭矩传递装置292，300接合而扭矩传递装置296，304脱开时获得。
在固定比例的运行模式过程中动力传动系210可作为混合动力传动系运行。更具体地，当动力传动系210的命令的动力输出小于发动机214的动力输出时，发动机214的多余动力可用于驱动电动机/发电机272，电能被传送到电池316用于储存。类似地，当动力传动系210的命令的动力输出大于发动机214的动力输出时，则来自电池316的电能被供应到电动机/发电机272。
扭矩传递装置292、296、304、300还可以以至少一种组合来接合，以提供电可变运行模式，在该模式中输入构件218和输出构件222之间的速度比取决于转子280的速度。更具体地，在所示实施例中，当扭矩传递装置304接合且扭矩传递装置292、296、和300脱开时输入构件218和输出构件222的之间的速度比取决于转子280的旋转速度或随之变化。因而，在电可变运行模式中，可通过控制转子280的速度而控制速度比。
变速器216的特点在于不存在任何额外的向输入构件218、输出构件222、静止构件226、或行星齿轮组230、234的任何构件提供动力的电动机(除了电动机/发电机272以外)。
参见图3，其中相同的附图标记指向图2中的相同部件，动力传动系410被示意性地示出。图3的动力传动系410与图2的动力传动系210基本相同，只是变速器416与图2的变速器216不同。变速器416基本上与图2的变速器216相同，只是(1)变速器416缺少单向离合器，如在图2的308处所示的用以操作性地将行星轮承载器262互连到壳体226的那个；和(2)每个292，300，304都被代替为相应的四状态可选择单向离合器(SOWC)292A，300A，304A。
每个SOWC 292A，300A，304A操作性地将相应的第一和第二构件互连。更具体地，在变速器416中，SOWC 292A操作性地将第一构件(即输入构件218)和第二构件(即太阳轮构件238)互连；SOWC 304A操作性地将第一构件(即输入构件218)和第二构件(即环形齿轮构件246)互连；SOWC 300A操作性地将第一构件(即壳体226)和第二构件(即行星轮承载器262)互连。
SOWC 292A，300A，304A的四个状态包括第一，第二，第三，第四状态。在第一状态，SOWC允许第一构件相对于第二构件沿第一和第二方向旋转；在第二状态，SOWC阻止第一构件相对于第二构件沿第一和第二方向旋转；在第三状态，SOWC允许第一构件相对于第二构件沿第一方向旋转，并阻止第一构件相对于第二构件沿沿第二方向旋转；且在第四状态，SOWC阻止第一构件相对于第二构件沿第一方向旋转，并允许第一构件相对于第二构件沿第二方向旋转。
在一个实施例中，可使用两个不可旋转的DC线圈电磁地控制四状态SOWC，用于促动。四状态SOWC与其他离合器类型相比提供减小的转动损失。SOWC还允许变速器416在没有高的压力泵的情况下接合离合器运行。电动机/发电机272必须使得元件速度同步，以锁定四状态SOWC。
参见图4，示意性地示出了变速器516。变速器516包括输入构件518、输出构件520、和静止构件，如变速器壳体522。变速器516还包括齿轮系524，其具有第一行星齿轮组526和第二行星齿轮组528。输入构件518可操作性地连接到发动机(如图1中在14处所示的那个)，以接收来自其的扭矩。
第一行星齿轮组526包括第一构件(即太阳轮构件530)、第二构件(即行星轮承载器532)、和第三构件(即环形齿轮构件534)。多个行星齿轮536被可旋转地安装到行星轮承载器532。每个行星齿轮536都啮合地接合于太阳轮构件530和环形齿轮构件534。
第二行星齿轮组528包括第一构件(即太阳轮构件538)、第二构件(即行星轮承载器540)、和第三构件(即环形齿轮构件542)。多个行星齿轮544被可旋转地安装到行星轮承载器540。每个行星齿轮544都啮合地接合于太阳轮构件538和环形齿轮构件542。
变速器516包括单个电动机/发电机545，其具有定子546和转子547。定子546关于壳体522安装。电池(在图4中未示出，例如图1中108处所示的那个)被操作性地连接到电动机/发电机545以向其传输电能和接收来自其的电能。
轴548将第二行星齿轮组528的太阳轮构件538和转子547互连，以用于共同旋转，即使得太阳轮构件538和转子547作为一个单元一起旋转。构件549将第一行星齿轮组的环形齿轮构件534和第二行星齿轮组528的行星轮承载器540互相连接，以用于共同旋转，即使得环形齿轮构件534且行星轮承载器540作为一个单元一起旋转。
变速器516还包括多个扭矩传递装置550、552、554、556、558、560、566，它们每一个都可选择性地接合，以操作性地将行星齿轮组526，528的构件的相应一个与构件的另一个，、输入构件518、输出构件520、或静止构件522互连。更具体地，第一扭矩传递装置550是离合器，其可选择性地接合，以操作性地将行星轮承载器532连接到环形齿轮构件542，用于共同旋转。第二扭矩传递装置552是离合器，其可选择性地接合以操作性地将行星轮承载器532连接到输入构件518。第三扭矩传递装置554是离合器，其可选择性地接合以操作性地将太阳轮构件530连接到输入构件518，用于共同旋转。
第四扭矩传递装置556是制动器，其可选择性地接合以操作性地将太阳轮构件530连接到壳体522。第五扭矩传递装置558是制动器，其可选择性地接合以操作性地将太阳轮构件530连接到壳体522。第六扭矩传递装置560是制动器，其可选择性地接合以操作性地将行星轮承载器532连接到壳体522。第七扭矩传递装置566是离合器，其可选择性地接合以操作性地将输入构件518和太阳轮构件538连接，以用于共同旋转。
单向离合器562操作性地将行星轮承载器532和壳体522互连。单向离合器562被配置为允许行星轮承载器532沿一个方向旋转，并阻止行星轮承载器532沿相反方向旋转。另一单向离合器564操作性地将太阳轮构件530和扭矩传递装置556互连。因而，当扭矩传递装置556接合时，单向离合器564允许太阳轮构件530沿一个方向旋转，并阻止太阳轮构件530沿相反方向旋转。
表1描述了变速器516的运行模式，和在每个模式中扭矩传递装置550-566的状态。如表所用的，“X”表明扭矩传递装置被接合且承载着扭矩；“O”表示扭矩传递装置被接合但没有承载扭矩；“C”表明扭矩传递装置仅在手动范围滑动制动过程中被接合；“S”表示扭矩传递装置在需要时被施加并滑动，以补充来自电动机/发电机545的扭矩或其他功能；且“P”表示电动机/发电机545可以以平行混合动力模式(例如固定速度比)提供扭矩。第一栏标示出了变速器模式；随后的栏通过参考标记标示出了扭矩传递装置或电动机/发电机。
表1
因而，扭矩传递装置550、552、554、556、558、560、566以各种组合接合，以提供至少四种固定速度比模式，在这些模式中输入构件518和输出构件520之间的速度比的值独立于转子547的速度。扭矩传递装置550、552、554、556、558、560、566还可以以各种组合接合以提供至少两种电池一电动模式(EV1和EV2)，在这些模式中传递到输出构件520的全部动力都由电池经由电动机/发电机545提供，且发动机没有机械地连接到输出构件520。
扭矩传递装置550、552、554、556、558、560、566还可以以至少一种组合接合，以提供电可变运行模式，在该模式中输入构件518和输出构件520的之间的速度比取决于转子547的速度。
参见图5，变速器616被示意性地示出。变速器616包括输入构件618、输出构件620、和静止构件，如变速器壳体622。变速器616还包括齿轮系624，其具有第一行星齿轮组626和第二行星齿轮组628。输入构件618操作性地连接到发动机(如图1中14所示)以接收来自其的扭矩。
第一行星齿轮组626包括第一构件(即太阳轮构件630)、第二构件(即行星轮承载器632)和第三构件(即环形齿轮构件634)。多个行星齿轮636被可旋转地安装到行星轮承载器632。每个行星齿轮636都啮合地接合于太阳轮构件630和环形齿轮构件634。
第二行星齿轮组628包括第一构件(即太阳轮构件638)、第二构件(即行星轮承载器640)、和第三构件(即环形齿轮构件642)。多个行星齿轮644可旋转地安装到行星轮承载器640。每个行星齿轮644都啮合地接合于太阳轮构件638和环形齿轮构件642。变速器616包括单个电动机/发电机645，其具有定子646和转子647。定子646被关于壳体622安装。转子647操作性地连接到行星轮承载器632和环形齿轮构件642用于共同旋转，即使得行星轮承载器632、环形齿轮构件642、和转子647作为一个单元一起旋转。环形齿轮构件634和行星轮承载器640操作性地互连，以用于共同旋转。
变速器616还包括多个扭矩传递装置650，652，654，656，658，它们每一个都可选择性地接合，以操作性地将行星齿轮组626，628的构件中相应的一个互连到构件中的另一个、输入构件618、输出构件620、或静止构件622。更具体地，第一扭矩传递装置650是离合器，其可选择性地接合，以操作性地连接输入构件618和太阳轮构件630，用于共同旋转。第二扭矩传递装置652是离合器，其可选择性地接合，以操作性地连接输入构件618和行星轮承载器632，用于共同旋转。第三扭矩传递装置654是制动器，其可选择性地接合，以操作性地将太阳轮构件638连接到壳体622。第四扭矩传递装置656是制动器，其可选择性地接合，以操作性地连接太阳轮构件630和壳体622。第五扭矩传递装置658是制动器，其可选择性地接合，以操作性地连接行星轮承载器632和壳体622。
扭矩传递装置可以以各种组合接合，以提供多个固定速度比模式，在这些模式中输入构件618和输出构件620之间的速度比值独立于转子647的速度。更具体地，输入构件618和输出构件620之间的第一固定速度比在扭矩传递装置650和654接合而扭矩传递装置652、656、和658脱开时获得。输入构件618和输出构件620之间的第二固定速度比在扭矩传递装置652和654接合且扭矩传递装置650、656、和658脱开时获得。输入构件618和输出构件620之间的第三固定速度比在扭矩传递装置650和652接合且扭矩传递装置654、656、和658脱开时获得。输入构件618和输出构件620之间的第四固定速度比在扭矩传递装置652和656接合且扭矩传递装置650、654、和658脱开时获得。
变速器616还包括电池(未示出)，例如在图1中的108处示出的那个。电池操作性地连接到电动机/发电机645，以向其输送电能，并接收来自其的电能。因而，在固定比例的运行模式过程中变速器616可以运行在混合模式下。更具体地，当变速器616的命令的动力输出小于发动机的动力输出时，发动机的多余动力可用于驱动电动机/发电机645，电能被传送到电池用于存储。类似地，当变速器616的命令的动力输出大于发动机的动力输出时，则来自电池的电能被供应到电动机/发电机645。
扭矩传递装置650、652、654、656、658还可以以至少一种组合来接合，以提供电可变运行模式，其中输入构件618和输出构件620之间的速度比取决于转子647的速度。更具体地，在所示实施例中，当扭矩传递装置650接合且扭矩传递装置652、654、656、和658脱开时输入构件618和输出构件620之间的速度比取决于转子647的旋转速度或随之改变。因而，电可变运行模式中，可通过控制转子647的速度而控制速度比。
扭矩传递装置还以至少一种组合接合，以提供至少一种电池-电动运行模式。变速器616以两个电池-电动运行模式为特点。更具体地，第一电池-电动模式在扭矩传递装置654接合且扭矩传递装置650、652、656和658脱开时获得。第二电池-电动模式在扭矩传递装置656接合且扭矩传递装置650、652、654、和658脱开时获得。反向运行模式通过让扭矩传递装置650、658接合且扭矩传递装置652、654、656脱开而获得。
参见图6，示意性地示出了变速器716。变速器716包括输入构件718、输出构件720和静止构件，如变速器壳体722。变速器716还包括齿轮系724，其具有第一行星齿轮组726和第二行星齿轮组728。输入构件718可操作性地连接到发动机(如图1中14处所示的那个)，以接收来自其的扭矩。
第一行星齿轮组726包括第一构件(即太阳轮构件730)、第二构件(即行星轮承载器732)、和第三构件(即环形齿轮构件734。多个行星齿轮736可旋转地安装到行星轮承载器732。每个行星齿轮736啮合地接合于太阳轮构件730和环形齿轮构件734。
第二行星齿轮组728包括第一构件(即太阳轮构件738)、第二构件(即行星轮承载器740)和第三构件(即环形齿轮构件742)。多个行星齿轮744可旋转地安装到行星轮承载器740。每个行星齿轮744都啮合地结合于太阳轮构件738和环形齿轮构件742。变速器716包括单个电动机/发电机745，其具有定子746和转子747。定子746关于壳体722安装。转子747操作性地连接到太阳轮构件730，用于共同旋转，即，使得太阳轮构件730和转子747作为一个单元一起旋转。环形齿轮构件734和行星轮承载器740操作性地互连用于共同旋转。行星轮承载器732和环形齿轮构件742被构件748操作性地互连，用于共同旋转。
变速器716还包括多个扭矩传递装置750、752、754、756、758，其每一个都可选择性地接合，以操作性地将行星齿轮组726，728的构件中相应的一个互连到所述构件中的另一个，、输入构件718、输出构件720、或静止构件722。更具体地，第一扭矩传递装置750是离合器，其可选择性地接合，以操作性地连接输入构件718和太阳轮构件730，用于共同旋转。第二扭矩传递装置752是离合器，其可选择性地接合，以操作性地连接输入构件718和行星轮承载器732，用于共同旋转。第三扭矩传递装置754是制动器，其可选择性地接合，以操作性地将太阳轮构件738连接到壳体722。第四扭矩传递装置756是制动器，其可选择性地接合，以操作性地连接太阳轮构件730和壳体722。第五扭矩传递装置758是制动器，其可选择性地接合，以操作性地连接行星轮承载器732和壳体722。
扭矩传递装置可以以各种组合接合，以提供多个固定速度比模式，在这些模式中输入构件718和输出构件722之间的速度比的值独立于转子747的速度。更具体地，输入构件718和输出构件720之间的第一固定速度比在扭矩传递装置750和754接合且扭矩传递装置752、756、和758脱开时获得。输入构件718和输出构件720之间的第二固定速度比在扭矩传递装置752和754接合且扭矩传递装置750、756、和758脱开时获得。输入构件718和输出构件720之间的第三固定速度比在扭矩传递装置750和752接合且扭矩传递装置754、756、和758脱开时获得。输入构件718和输出构件720第四固定速度比在扭矩传递装置752和756接合且扭矩传递装置750、754、和758脱开时获得。
变速器716还包括电池(未示出)，如图1中108所示的那个。电池操作性地连接到电动机/发电机745，以向其传递电能，并从其接收-电能。因而，在固定比例的运行模式过程中。变速器716可以以混合动力模式运行
扭矩传递装置750、752、754、756、758还可以以至少一种组合接合，以提供电可变运行模式，在这些模式中输入构件718和输出构件720之间的速度比取决于转子747的速度。更具体地，在所示实施例中，在扭矩传递装置752接合且扭矩传递装置750、754、756、和758脱开时输入构件718和输出构件720之间的速度比取决于转子747的速度或随之改变。因而，在电可变运行模式中，可通过控制转子747的速度而控制速度比。
扭矩传递装置还可以以至少一种组合接合，以提供至少一种电池-电动运行模式。变速器716特点在于两种电池-电动运行模式。更具体地，第一电池-电动模式在扭矩传递装置754接合且扭矩传递装置750、752、756、和758脱开时获得。第二电池-电动模式在扭矩传递装置758接合且扭矩传递装置750、752、754、和756脱开时获得。第二电池-电动模式是反向模式。反向运行模式(在输入构件718和输出构件720之间)通过扭矩传递装置750、758接合且扭矩传递装置752、754、756脱开来获得。
参见图7，示意性地示出了变速器816。变速器816包括输入构件818、输出构件820和静止构件，如变速器壳体822。变速器816还包括齿轮系824，其具有第一行星齿轮组826和第二行星齿轮组828。输入构件818可操作性地连接到发动机(如图1中14处所示的那个)以接收来自其的扭矩。
第一行星齿轮组826包括第一构件(即太阳轮构件830)、第二构件(即行星轮承载器832)和第三构件(即环形齿轮构件834)。多个行星齿轮836被可旋转地安装到行星轮承载器832。每个行星齿轮836都啮合地接合于太阳轮构件830和环形齿轮构件834。
第二行星齿轮组828包括第一构件(即太阳轮构件838)、第二构件(即行星轮承载器840)和第三构件(即环形齿轮构件842)。多个行星齿轮844被可旋转地安装到行星轮承载器840。每个行星齿轮844都啮合地接合于太阳轮构件838和环形齿轮构件842。变速器816包括单个电动机/发电机845，其具有定子846和转子847。定子846关于壳体822安装。转子847操作性地连接到行星轮承载器840，用于共同旋转，即使得行星轮承载器840和转子847作为一个单元一起旋转。通过将构件848互连环形齿轮构件842和行星轮承载器832操作性地互连，用于共同旋转。太阳轮构件830和太阳轮构件838操作性地通过构件849互连，用于共同旋转。
变速器816还包括多个扭矩传递装置850、852、854、856、858，它们每一个都可选择性地接合，以操作性地将行星齿轮组826、828的构件的相应一个与构件的另一个、输入构件818、输出构件820、或静止构件822互连。更具体地，第一扭矩传递装置850是离合器，其可选择性地接合，以操作性地将输入构件818连接到太阳轮构件830和太阳轮构件838，用于共同旋转。第二扭矩传递装置852是离合器，其可选择性地接合，以操作性地将输入构件818连接到行星轮承载器840和转子847，用于共同旋转。第三扭矩传递装置854是制动器，其可选择性地接合，以操作性地将环形齿轮构件834连接到壳体822。第四扭矩传递装置856是制动器，其可选择性地接合，以操作性地将太阳轮构件830和太阳轮构件838连接到壳体822。第五扭矩传递装置858是制动器，其可选择性地接合，以操作性地将行星轮承载器840和转子847连接到壳体822。
扭矩传递装置可以以各种组合接合，以提供多个固定速度比模式，在这些模式中输入构件818和输出构件822之间的速度比的值独立于转子847的速度。更具体地，输入构件818和输出构件820之间的第一固定速度比在扭矩传递装置850和854接合且扭矩传递装置852、856、和858脱开时获得。输入构件818和输出构件820之间的第二固定速度比在扭矩传递装置852和854接合且扭矩传递装置850、856、和858脱开时获得。输入构件818和输出构件820之间的第三固定速度比在扭矩传递装置850和852接合且扭矩传递装置854、856、和858脱开时获得。输入构件818和输出构件820之间的第四固定速度比在扭矩传递装置852和856接合且扭矩传递装置850、854、和858脱开时获得。
变速器816还包括电池(未示出)，如在图1中的108处所示的。电池操作性地连接到电动机/发电机845，以向其传递电能，并从其接收电能。因而，变速器816可以在固定比例运行模式中以混合动力模式运行。
扭矩传递装置850、852、854、856、858还可以以至少一种组合接合，以提供电可变运行模式，在所述模式中输入构件818和输出构件820之间的速度比取决于转子847的速度。更具体地，在所示实施例中，当扭矩传递装置850接合且扭矩传递装置852、854、856、和858脱开时，输入构件818和输出构件820之间的速度比取决于转子847的旋转速度或随之改变。因而，在电可变运行模式中，可通过控制转子847的速度而控制速度比。
扭矩传递装置还可以以至少一种组合接合，以提供至少一种电池-电动运行模式。变速器816特点在于两种电池-电动运行模式。更具体地，第一电池-电动模式在扭矩传递装置854接合且扭矩传递装置850、852、856、和858脱开时获得。第二电池-电动模式在扭矩传递装置856接合且扭矩传递装置850、852、854、和858脱开时获得。反向运行模式(在输入构件818和输出构件820之间)通过扭矩传递装置850、858接合且扭矩传递装置852、854、856脱开而获得。
参见图8，示意性地示出了变速器916。变速器916包括输入构件918、输出构件920、和静止构件，如变速器壳体922。变速器916还包括齿轮系924，其具有第一行星齿轮组926和第二行星齿轮组928。输入构件918可操作性地连接到发动机(如图1中14所示的那个)以接收来自其的扭矩。
第一行星齿轮组926包括第一构件(即太阳轮构件930)、第二构件(即行星轮承载器932)、和第三构件(即环形齿轮构件934)。多个行星齿轮936被可旋转地安装到行星轮承载器932。每个行星齿轮936都啮合地接合于太阳轮构件930和环形齿轮构件934。
第二行星齿轮组928包括第一构件(即太阳轮构件938)、第二构件(即行星轮承载器940)和第三构件(即环形齿轮构件942)。多个行星齿轮944被可旋转地安装到行星轮承载器940。每个行星齿轮944都啮合地接合于太阳轮构件938和环形齿轮构件942。变速器916包括单个电动机/发电机945，其具有定子946和转子947。定子946关于壳体922安装。转子947操作性地连接到太阳轮构件930用于共同旋转，即，使得太阳轮构件930和转子947作为一个单元一起旋转。环形齿轮构件942和行星轮承载器932通过将构件948互连而操作性地互连，以用于共同旋转。太阳轮构件930和太阳轮构件938通过构件949操作性地互连，用于共同旋转。
变速器916还包括多个扭矩传递装置950、952、954、956、958，其每一个都可选择性地接合，以操作性地将行星齿轮组926、928的构件中相应的一个互连到构件中的另一个、输入构件918、输出构件920或静止构件922。更具体地，第一扭矩传递装置950是离合器，其可选择性地接合，以操作性地将输入构件918连接到太阳轮构件930、太阳轮构件938和转子947，以用于共同旋转。第二扭矩传递装置952是离合器，其可选择性地接合，以操作性地将输入构件918连接到行星轮承载器940，用于共同旋转。第三扭矩传递装置954是制动器，其可选择性地接合，以操作性地将环形齿轮构件934连接到壳体922。第四扭矩传递装置956是制动器，其可选择性地接合，以操作性地将太阳轮构件930、太阳轮构件938、和转子947连接到壳体922。第五扭矩传递装置958是制动器，其可选择性地接合，以操作性地将行星轮承载器940连接到壳体922。
扭矩传递装置可以以各种组合接合，以提供多个固定速度比模式，在这些模式中输入构件918和输出构件920之间的速度比独立于转子947的速度。更具体地，输入构件918和输出构件920之间的第一固定速度比在扭矩传递装置950和954接合且扭矩传递装置952、956、和958脱开时获得。输入构件918和输出构件920之间的第二固定速度比在扭矩传递装置952和954接合且扭矩传递装置950、956、和958脱开时获得。输入构件918和输出构件920之间的第三固定速度比在扭矩传递装置950和952接合且扭矩传递装置954、956、和958脱开。输入构件918和输出构件920之间第四固定速度比在扭矩传递装置952和956接合且扭矩传递装置950、954、和958脱开时获得。
变速器916还包括电池(未示出)，如图1中108所示的那个。电池操作性地连接到电动机/发电机945，以向其传递电能，并从其接收电能。因而，变速器916可在固定比例运行模式过程中以混合动力模式运行。
扭矩传递装置950、952、954、956、958还可以以至少一种组合接合，以提供电可变运行模式，其中输入构件918和输出构件920之间的速度比取决于转子947的速度。更具体地，在所示实施例中，当扭矩传递装置952接合且扭矩传递装置950、954、956、和958脱开时输入构件918和输出构件920之间的速度比取决于转子947的旋转速度并随之改变。因而，在电可变运行模式中，可通过控制转子947的速度而控制速度比。
扭矩传递装置还可以以至少一种组合接合，以提供至少一种电池-电动运行模式。变速器916的特点在于两种电池-电动运行模式。更具体地，第一电池-电动模式在扭矩传递装置954接合且扭矩传递装置950、952、956、和958脱开时获得。第二(反向)电池-电动模式在扭矩传递装置958接合且扭矩传递装置950、952、954和956脱开时获得。反向运行模式(输入构件918和输出构件920之间)通过扭矩传递装置950、958接合且扭矩传递装置952、954、956脱开来获得。
变速器516、616、716、816、916的特点在于不存在任何额外的电动机(除了电动机/发电机545、645、745、845、945以外)来向它们各自的输入构件、输出构件、静止构件或它们的行星齿轮组的任何构件提供动力。
应注意，如在权利要求中使用的，行星齿轮组的第一、第二、和第三构件可指向环形齿轮构件、太阳轮构件、和行星轮承载器中的任一个。由此，例如，在本发明的范围内，“第一构件”可指向太阳轮、环形齿轮或行星轮承载器。
虽然用于执行本发明的较佳方式已经被详细描述，与本发明相关的本领域技术人员应认识到在所附的权利要求的范围内的执行本发明的各种替换设计和实施例。

Claims (8)

1.一种变速器，包括: 
输入构件； 
输出构件； 
静止构件； 
第一和第二行星齿轮组，所述第一和第二齿轮组的每一个都具有各自的第一、第二、和第三构件； 
单个电动机/发电机，其具有转子，该转子操作性地连接到行星齿轮组的构件中的一个，以用于与之共同旋转；和 
多个扭矩传递装置，所述扭矩传递装置的每一个可选择性地接合，以操作性地将所述第一或第二行星齿轮组的构件中相应的一个互连到所述第一或第二行星齿轮组的构件中的另一个、输入构件、输出构件或静止构件； 
其中所述扭矩传递装置可以以各种组合接合，以提供多个固定速度比模式，在这些模式中输入构件和输出构件之间的速度比值独立于转子的速度；和 
其中扭矩传递装置可以以至少一种组合接合，以提供电可变运行模式，在该模式中输入构件和输出构件之间的速度比值取决于转子的速度； 
其中第一行星齿轮组的第一构件操作性地连接到第二行星齿轮组的第一构件，用于共同旋转；且 
其中第一行星齿轮组的第二构件操作性地连接到第二行星齿轮组的第三构件和输出构件，以用于共同旋转； 
其中转子操作性地连接到第一行星齿轮组的第一构件和第二行星齿轮组的第一构件，用于共同旋转； 
其中所述多个扭矩传递装置包括第一、第二、第三和第四扭矩传递装置； 
其中第一扭矩传递装置配置为选择性地将输入构件联接到第一行星齿轮组的第三构件，用于共同旋转； 
其中第二扭矩传递装置配置为选择性地将第一行星齿轮组的第一构件、第二行星齿轮组的第一构件、和转子联接到静止构件； 
其中第三扭矩传递装置配置为选择性地将第一行星齿轮组的第一构件、第二行星齿轮组的第一构件、和转子联接到第二行星齿轮组的第二构件，用 于共同旋转；和 
其中第四扭矩传递装置配置为选择性地将第二行星齿轮组的第二构件联接到静止构件。 
2.如权利要求1所述的变速器，其中扭矩传递装置可以以至少一种组合接合，以提供一运行模式，在该模式中输入构件并不机械连接到输出构件，且转子机械连接到输出构件。 
3.如权利要求1所述的变速器，还包括单向离合器，该离合器操作性地将第二行星齿轮组的第二构件互连到静止构件； 
其中转子操作性地连接到第一行星齿轮组的第一构件和第二行星齿轮组的第一构件，用于一致旋转； 
其中多个扭矩传递装置包括第一、第二、第三、和第四扭矩传递装置； 
其中第一扭矩传递装置配置为选择性地将输入构件联接到第一行星齿轮组的第一构件、第二行星齿轮组的第一构件、和转子，用于共同旋转； 
其中第二扭矩传递装置配置为选择性地将第一行星齿轮组的第一构件、第二行星齿轮组的第一构件、和转子联接到静止构件； 
其中第三扭矩传递装置配置为选择性地将输入构件联接到第一行星齿轮组的第三构件，用于共同旋转；和 
其中第四扭矩传递装置配置为选择性地将第二行星齿轮组的第二构件联接到静止构件。 
4.如权利要求1所述的变速器，其中转子操作性地连接到第一行星齿轮组的第一构件和第二行星齿轮组的第一构件，用于共同旋转； 
其中多个扭矩传递装置包括第一、第二、第三、和第四扭矩传递装置； 
其中第一扭矩传递装置为四状态可选择单向离合器，其操作性地将输入构件和第一行星齿轮组的第一构件、第二行星齿轮组的第一构件、和转子互连； 
其中第二扭矩传递装置配置为选择性地将第一行星齿轮组的第一构件、第二行星齿轮组的第一构件、和转子联接到静止构件； 
其中第三扭矩传递装置是四状态可选择单向离合器，其操作性地将输入构件和第一行星齿轮组的第三构件互连；和 
其中第四扭矩传递装置是四状态可选择单向离合器，其操作性地将静止构件和第二行星齿轮组的第二构件互连。 
5.如权利要求1所述的变速器，其中多个扭矩传递装置包括第一、第二、第三、第四、和第五扭矩传递装置； 
其中第一扭矩传递装置配置为选择性地将输入构件联接到第一行星齿轮组的第一构件和第二行星齿轮组的第一构件，用于共同旋转； 
其中第二扭矩传递装置配置为选择性地将输入构件联接到第二行星齿轮组的第二构件，用于共同旋转； 
其中第三扭矩传递装置配置为选择性地将第一行星齿轮组的第三构件联接到静止构件； 
其中第四扭矩传递装置配置为选择性地将第一行星齿轮组的第一构件和第二行星齿轮组的第一构件联接到静止构件；和 
其中第五扭矩传递装置配置为选择性地将第二行星齿轮组的第二构件联接到静止构件。 
6.如权利要求5所述的变速器，其中转子操作性地连接到第二行星齿轮组的第二构件，用于与之共同旋转。 
7.如权利要求5所述的变速器，其中转子操作性地连接到第一行星齿轮组的第一构件和第二行星齿轮组的第一构件，用于共同旋转。 
8.如权利要求1所述的变速器，其中第一行星齿轮组的第二构件操作性地连接到第二行星齿轮组的第三构件，用于共同旋转； 
其中第一行星齿轮组的第三构件操作性地连接到第二行星齿轮组的第二构件和输出构件，用于共同旋转； 
其中多个扭矩传递装置包括第一、第二、第三、第四、和第五扭矩传递装置； 
其中第一扭矩传递装置配置为选择性地将输入构件联接到第一行星齿轮组的第一构件，用于共同旋转； 
其中第二扭矩传递装置配置为选择性地将输入构件联接到第一行星齿轮组的第二构件和第二行星齿轮组的第三构件，用于共同旋转； 
其中第三扭矩传递装置配置为选择性地将第二行星齿轮组的第一构件联接到静止构件； 
其中第四扭矩传递装置配置为选择性地将第一行星齿轮组的第一构件联接到静止构件；和 
其中第五扭矩传递装置配置为选择性地将第一行星齿轮组的第二构件 和第二行星齿轮组的第三构件联接到静止构件。 
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