CN102803791A - 包含动力混合机构的变速器装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用来从动力源向发电机传递动力的变速器装置。该变速器装置包含无级变速器和备选变速器，该备选变速器在传递动力方面比无级变速器更有效。该变速器装置更包含用来将来自无级变速器和备选变速器的动力组合成被供给发电机的组合动力输出的动力混合结构。随着由动力源提供的动力的增加无级变速器动力在组合动力输出中的百分比降低。

Description

包含动力混合机构的变速器装置

技术领域

本发明总体涉及变速器装置领域，更具体地涉及用来从无级变速器（CVT）和备选变速器向载荷传递组合动力的方法和系统。

背景技术

无级变速器在本领域中已知，依靠采用的无级变速器技术，能够期望范围在大约65%和大约93%之间的效率。

在一些应用中，该效率能够被接受。但是，在其它应用中，例如，动力产生，理想的是效率尽可能地高。

在此背景下，可见需要在工业中提供更高效的变速器装置，该装置提供无级变速器的好处，减少至少一些现有的无级变速器呈现的缺陷。

发明内容

根据本发明的展示性实施例，设置有从动力源向输出轴传递动力的变速器装置，该变速器装置包含：

被设置用来从动力源接收动力并提供无级变速器动力输出的无级变速器；

被设置用来从动力源接收动力并提供备选变速器动力输出的备选变速器；和

被设置用来将无级变速器动力输出和备选变速器动力输出组合成为供给输出轴的组合动力输出的动力混合机构，其中组合动力输出中的无级变速器动力的百分比随动力源提供的动力的升高而降低。

根据另一个方面，设置有用来从动力源向动力输出轴提供动力的方法，该方法包括：

在动力混合机构接收无级变速器动力输出；

在动力混合机构接收备选变速器动力输出；

在动力混合机构，将无级变速器动力输出和备选变速器动力输出组合成提供给动力输出的轴的组合动力输出，其中组合动力输出中的备选变速器动力的百分比对应动力输出轴上载荷要求的改变而变化。

当在权利要求和/或规格书中与术语“包括”连接使用时，词“一个”的使用可以意味着“一个”，但也与“一个或多个”，“至少一个”和“一个或者多于一个”的含义一致。相似地，词“另一个”可以至少意味着第二个或更多。

当在该规格书和权利要求中使用时，词“包含”（和任何形式的包含），“具有”（和任何形式的具有），“包括”（和任何形式的包括）或“容纳”（和任何形式的容纳），都是包括性或开放式的并不排除其他的，未引用的元素或步骤。

术语“关于”用来表明一个值包括用来决定值的设备或方法的错误的固有变形。

本发明其它的目标，优势和特点基于阅读下面对由参照附图的例子给出的展示性实施例的非限制描述将变得更明显。

附图说明

附图示出：

图1示出根据非限制性实例的发电机装置的方块图；

图2示出包含无级变速器和动力混合机构的变速器装置的截面图；

图3示出图2的动力混合机构的扩展侧视图；

图4示出根据非限制性例子，对比无级变速器的传动比与由无级变速器提供的输出动力的百分比图表。

图5示出图表，该图表根据非限制性例子绘制动力变速器效率，发动机旋转速度，无级变速器的传动比和动力混合机构的传动比的关系。和

图6示出从发动机向发电机提供动力的非限制性方法的流程图。

特别需要理解的是描述和附图仅是以展示一定的实施例为目的和一种理解的辅助。

具体实施方式

在图1中示出发电机装置10的非限制性的方块图，包括根据展示性实施例的变速器装置。该发电机装置10包含内燃机12形式的原动机，变速器装置20和能够被施加载荷的发电机22。

通常，施加到发电机22上的载荷24由基本上频率恒定（通常60Hz或50Hz）的交流电提供动力。为了能够向载荷24以基本上恒定的频率提供交流电，发电机22应当以基本上恒定的旋转速度（例如，60Hz时1800rpm和50Hz时1500rpm）被驱动。如果交流电没有以基本上恒定的频率被提供，在发电机22与载荷24之间必须使用电子频率变换器来调节电波频率。

为了避免使用频率变换器，大多数现有发电机由以恒定速度被驱动的柴油发动机来提供动力。但是，当载荷要求变化时，发动机不能高效地以恒定速度运行。为最优效率，内燃机应该以特定速度传递特定的动力（输出机械动力/输入燃料动力）。因此为高效地操作，理想的是响应于发电机22上载荷要求的改变来控制，增加或减少发动机12的旋转速度。如果不能实现，通过当载荷要求变化时以恒定速度操作发动机12，在油耗，增加的污染物排放和比较高的噪声水平方面发动机并没有高效地运行。

根据展示型实施例，为了在变化的载荷要求过程中允许发动机12更高效地运行，包括无级变速器14的变速器装置20定位在发动机12的可控的可变的输出与发电机22的输入之间。无级变速器14例如是双腔环形无级变速器，其非限制性例子在图2中示出。无级变速器14能够将发动机12的可控的可变的输出转化为其输出转轴上的恒定速度，该转轴与发电机22相连。

无级变速器能够调节发电机22上输入速度的方式将相应于图1和图2被更详细地描述。

如在图1中示出，发电机装置10包含与动力表26，发动机12和无级变速器14通信的电子控制器28。动力表26定位成与发电机22的输出通信，以致动力表26能够获得带载荷24的发电机22的动力要求的读数。

电子控制器28可以进一步与输入速度传感器33通信，该传感器获得表明无级变速器14的输入端的旋转速度（也是发动机12的旋转速度）的读数，和输出速度传感器35，该传感器获得表明变速器装置20的输出端的旋转速度（也是发电机22的输入旋转速度）的读数。需要注意的是变速器的输出速度也能够通过监视发电机22的电输出的频率来获得。这些读数被提供给电子控制器28，以致至少部分上基于这些读数，电子控制器28能够：

控制发动机12的节流阀27，从而增加/减少向发动机供应燃料的速度并这样控制发动机12的速度和/或动力，或在发动机由电子控制的情况下，向发动机控制器发出表明所需要的转速的控制信号；和

控制无级变速器14的传动比从而在发电机22上维持恒定的速度，尽管发动机12上存在速度和/或动力的改变。

相应地，通过控制原动机可变的输出和无级变速器的传动比，可以提高在不同的载荷条件下变速器的总体效率。

电子控制器28能够控制发电机装置10的这两个元件的非限制性方式，在2006年4月6日出版的，整体内容通过引用方式结合于此的PCT应用PCT/CA2005/001479中更详细地被描述。

在图2中示出，变速器装置20的非限制的展示性实施例。该变速器装置20包含变速器14，备选变速器16和动力混合机构18。在所示的非限制实施例中，备选变速器16包含无级变速器14的输入轴40。如此，备选变速器16是无级变速器14的变速器的一部分的直驱动轴。在图1中，备选变速器16被示出从无级变速器14分离，因为能够独立于无级变速器14的变速器传递动力。但是，应该理解的是，根据这里描述的非限制展示性实施例，备选变速器16是无级变速器的中间轴40。

动力混合机构18包含行星齿轮组件38，如将在下边更详细地被描述，该组件能够将来自无级变速器14的与来自备选变速器16的动力组合成为组合输出动力。

无级变速器14的输入轴40被连接到发动机12，用来接收来自发动机12的输入旋转速度。可以理解的是，发动机12可以是任何类型的原动机，例如柴油发动机或汽油内燃机，包括其它可能。在图2中示出的无级变速器14包含固定地连接到输入轴40的一对环形盘46和48和双边输出环形盘50，该环形盘通过笼状结构52被固定地连接到无级变速器输出轴44上。在所示的非限制展示性实施例中，输入轴40和无级变速器输出轴44都是同轴的。

第一个环形腔54形成于输入环形盘46和输出环形盘50之间，第二个环形腔56形成于输入环形盘48和输出环形盘50之间。第一个环形腔54限定环形轴承座圈58、60，第二个环形腔限定环形轴承座圈62、64。三个摩擦辊66（只有一个被示出）定位在第一个环形腔54内以致它们与两个轴承座圈58和60相啮合，三个摩擦辊68（只有一个被示出）被定位在第二个环形腔56内以致它们与轴承座圈62,64相啮合。但是，应该可以理解的是任何数量的摩擦辊66,68能够被包括在环形腔内。

辊66和68分别被可旋转地安装在轴向支撑件70,72上，以致它们能够在外围环形盘46,48和输出环形盘50之间旋转来传递旋转运动。以该方式，输入环形盘46,48是驱动盘，输出环形盘50是被驱动盘。在操作中，无级变速器传动比通过使摩擦辊66,68倾斜而被改变以致摩擦辊66,68在环形表面上不同的接触点上接触轴承座圈58,60和62，64。如上面表明，无级变速器传动比被改变的方式在出版于2006年4月6日的PCT应用PCT/CA2005/001479中更详细地被描述。

本领域技术人员会理解无级变速器14也能够被使用，盘50作为动力输入并且盘46和48作为动力输出。

无级变速器的输出轴44和输入轴40（也是备选变速器16的一部分）都向动力混合机构18的行星齿轮组件38提供传动动力。行星齿轮组件38将来自无级变速器14的动力和来自备选变速器16的动力组合成通过输出轴42被提供给发电机22的组合输出动力。

用来向发电机22提供稳定转速的是变速器装置20的输出轴42。输出轴42的转速的改变将引起发电机22的输入转速的改变，该改变以相同的比例直接影响输出电波的频率。输出电压也可以被发电机22的输入速度的波动影响。通常地，电波参数的非常有限的变化能够被发电机系统容许，特别是当在电力故障情况下计划向电网供电时。因此该系统应该稳定并对载荷要求波动具有高水平的免疫。

通常，环形无级变速器非常耐用，并且如此能够经受经常与发电机装置10相关的大量的应用。此外，环形无级变速器14的机械特性相比于其它类型的无级变速器提供相对快速的响应时间。但是，环形无级变速器14的缺点是它们在动力传动中由于辊和旋转盘之间的摩擦会产生摩擦损失。环形无级变速器效率通常非常好，当它们与动力发生器一起使用时，摩擦损失能够导致对动力源的增加的燃料要求，会变得非常昂贵。

为了改善发动机12和发电机22之间的动力变速器的总体效率，如上面所描述，根据本发明的变速器装置20包含除了无级变速器14的备选变速器16。备选变速器16是比无级变速器14更有效率的任何变速器，例如简单的驱动轴，包括其它可能。动力混合机构18用来将来自无级变速器14的动力和来自备选变速器16的动力组成被供给发电机22的组合的动力。

如将在贯穿本应用被更详细地解释，通过混合来自更高效的备选变速器16的动力与来自效率较低的无级变速器14的动力，变速器装置20能够比单独使用无级变速器14提供更有效率的动力传送。

更具体地说，在发动机12以比较低速度运转并提供相对小的动力的情况下，例如当施加到发电机22上的载荷24相对较低时，动力混合机构18引起比较大百分比的动力由无级变速器14提供给发电机22。相比之下，当发动机12在比较高速运转并提供比较大的动力时，例如当大载荷24施加到发电机22上时，动力混合机构18引起比较大百分比的动力由备选变速器16提供给发电机22。

本领域的技术人员也将理解对于需要最大化低载荷时变速器效率的特定应用中，动力混合系统能够被设置以致最大比例的动力在低动力要求时流入备选变速器而在高动力要求时更大比例的动力流入无级变速器。

如此，随着由发动机12产生的动力增加，由无级变速器14提供给发电机22动力的百分比减少。以这种方式，当由发动机12产生更大的动力时（在燃料消耗方面通常比较昂贵），比较多的动力通过更有效的备选变速器16被传递给发电机22。通常所述，通过备选变速器16输出动力传递的百分比越大，变速器装置20的总体效率越高。

引起来自无级变速器14与备选变速器16的动力的百分比响应于发电机22载荷要求的改变而变化的，正是动力混合机构18的比例与无级变速器14的比例的组合。更具体地说，发电机22载荷要求的改变将引起无级变速器14改变其传动比从而强迫发动机调节旋转速度来维持发电机22上相对稳定的速度。无级变速器传动比的改变与动力混合机构18内齿轮的设置一起将引起从无级变速器14和备选变速器16的动力分离的调节。

在图3中示出，是根据展示性实施例的动力混合机构18的示意性扩展视图。如示出，动力混合机构18包含行星齿轮组件38，该组件包括起速度调节行星齿轮传动系作用的第一个行星齿轮传动系80，和起混合行星齿轮传动系作用的第二个行星齿轮传动系82。

如示出，第一个行星齿轮传动系80包括中心齿轮84，行星齿轮86和固定到变速器装置20的外罩81上的环形齿轮88。无级变速器输出轴44固定地连接到中心齿轮84，以致来自无级变速器输出轴44的旋转速度和动力被提供给中心齿轮84。来自中心齿轮84的旋转被提供给在中心齿轮84和环形齿轮88之间旋转的行星齿轮86。如上面提及，环形齿轮88固定到变速器装置20的外罩81上，以致环形齿轮88不旋转。

在第一个行星齿轮传动系80中，中心齿轮84起输入作用，连接到行星齿轮86的行星支撑件（没被示出）起输出作用。这样装置的齿轮齿数比能够由公式（1+环形齿轮的齿/中心齿轮的齿）被计算出。依照非限制展示性实施例，第一个行星齿轮传动80具有齿轮齿数比3.53。这样的装置能够被用来调节无级变速器14的输出和混合行星齿轮传动系82的输入之间的速度。

第二个行星齿轮传动系82包含中心齿轮90，行星齿轮92和环形齿轮94。备选变速器16连接到中心齿轮90上，以致输入轴40的旋转速度和动力被提供给中心齿轮90。此外，第一个行星齿轮传动系80的行星齿轮的行星支撑件（没被示出）将它的旋转速度和动力提供给第二个行星齿轮传动系82的行星齿轮92的行星支撑件（没被示出），因为第一个和第二个行星齿轮传动系80和82各自的行星支撑件被连接起来。

以这种方式，第二个齿轮传动系82包含两个输入：即通过中心齿轮90的备选变速器16的输入和通过行星齿轮92的无级变速器14的输入。中心齿轮90的输入和行星齿轮92的行星支撑件的输入一起作用来将旋转和来自无级变速器14和备选变速器16的动力的混合提供给环形齿轮94。以这种方式，来自无级变速器14和备选变速器16的动力被提供给环形齿轮94，该环形齿轮将旋转提供给变速器装置20的输出轴42。被提供给发电机22并为了维持50Hz或60Hz频率而应该被维持相对恒定的是输出轴42的旋转速度。

依照非限制实施例，第二个行星齿轮传动系82具有行星齿轮齿数比1.63。在操作中，环形齿轮94的旋转速度能够使用如下公式被计算：

ωr=(ωc＊(1+R)-ωs)/R

其中：

ωr=行星环形齿轮的旋转速度；

ωc=行星支撑件的旋转速度；

ωs=中心齿轮的旋转速度；和

R=行星齿轮齿数比。

在图3中示出的行星齿轮组件38包含两个自由度，意味着它能够接收两个独立的输入动力；即来自无级变速器14的第一输入动力和来自备选变速器16的第二输入动力。基于这两个输入动力，混合输出动力受齿轮之间的关系支配。

相应于图3中描述的展示性实施例，无级变速器14向中心齿轮84提供输入动力并且备选变速器16向中心齿轮90提供输入动力。组合输出动力然后通过环形齿轮94被提供给输出轴42。只要行星齿轮组件38提供两个自由度（也就是能够接收能够被组合成为单一输出动力的两个不同的输入动力），来自两个源的输入动力能够被提供给不同的齿轮并且来自另一个不同齿轮的输出动力能够被接收，而仍然获得来自行星齿轮组件38的相同的性能。更具体地说，这是真实的，只要输入扭矩和速度的方向产生输出动力的组合，与在两个输入之间动力的再循环相反。为获得所需要的性能将齿轮组件38设置为两个自由度的方式对于本领域技术人员将是已知的，如此这里不会被更仔细地描述。

本领域技术人员也将理解动力循环的一些设置也能够呈现限制流动于无级变速器中和最大化备选变速器的动力的相同理想效果，从而导致比较高的整体传动效率的同样的理想的效果。

如上面提及，在图3中示意性示出的行星齿轮组件被设置以致它向包括来自无级变速器14和备选变速器16的动力的混合的输出轴42提供组合的输出动力。该组合的输出动力包含来自无级变速器14动力的第一个百分比和来自备选变速器16动力的第二个百分比。不考虑损失，第一个百分比和第二个百分比的和给出100%的组合的输出动力。

构成组合的输出动力的来自无级变速器14的动力的百分比和来自备选变速器16的动力的百分比不是固定的。作为代替，动力混合机构18引起这些百分比（也就是动力分离）根据无级变速器14的传动比而变化。随着无级变速器14的传动比改变，由无级变速器14提供的输出动力的百分比和由备选变速器16提供的输出动力的百分比由无级变速器传动比和动力混合机构18的行星齿轮组件38中的变速比的组合支配。

在本展示性实施例中，行星齿轮组件38的变速比被设置以致随着无级变速器14的传动比由过驱动到欠驱动（也就是从最小到最大），由无级变速器14向输出轴42提供的输出动力的百分比降低。这在图4的图表中被展示，该图表示出当无级变速器传动比在过驱动状态（无级变速器传递比在大约0.45到大约0.75之间），总体输出动力的比较大的百分比由无级变速器14提供。随着无级变速器传动比向欠驱动状态（无级变速器传动比在大约1.0到大约2.3之间）移动，来自无级变速器14的动力百分比降低，以致总体输出动力的比较大的百分比由更有效率的备选变速器16提供。

当发动机12具有相对低的发动机速度和动力输出时，无级变速器14通常在过驱动状态，当发动机12具有相对高的发动机速度和高动力输出时，无级变速器14通常在欠驱动状态。如此，随着发动机12的动力输出增加，比较多的动力输出通过比无级变速器14更有效率地传递动力的备选变速器16被提供给发电机22。以这种方式，随着发电机22上的载荷要求增加，这样需要更多来自发动机12的动力，无级变速器将向更多的动力通过备选变速器16传递给发电机22的欠驱动状态移动。因此，变速器装置20的总体效率随着发动机12的动力产生的增加而增加。

如过去提及，无级变速器14相比备选变速器16提供比较低效率的动力传动路径。如此，随着由备选变速器16提供的输出动力百分比增加，变速器装置20的总体效率也增加。

在操作中，当发电机22上的载荷要求改变时，无级变速器14通常经历传动比改变。无论何时发电机22上的载荷要求改变，无级变速器14将传动比改变到允许发动机12工作在对于由载荷24要求的动力最高效的旋转速度上的传动比上。传动比的该改变允许发动机12对给定的动力要求高效率地工作，并维持提供给发电机22的旋转速度基本上恒定。

如上面提及，变速器装置20被设置当发电机22上的载荷要求改变时，由备选变速器16提供的组合输出动力的百分比改变。随着发电机22上的载荷要求改变以致需要来自发动机12更多的动力，变速器装置20引起无级变速器14和备选变速器16之间的动力分离以致变速器装置20的总体效率增加。

在图5中示出绘制传动效率106，发动机旋转速度100，无级变速器14的传动比102和总传动比104之间的关系的图表。图5中示出的值假定发电机输入速度1800rpm（60Hz），第一个齿轮传动系80的速度调节行星比率3.53，第二个齿轮传动系82的混合行星比率1.63，无级变速器14和第一个齿轮传动系80的传动效率90%，和备选变速器16的变速效率接近100%。

随着无级变速器14的传动比102从过驱动到欠驱动，整个变速器组件的传动比104增加。随着整个变速器组件的传动比104增加，由备选变速器16提供的输出动力的百分比根据行星齿轮组件38的物理特性增加。相应地，如从图5的表格可见，假设无级变速器14比备选变速器16效率更低，随着无级变速器14的传动比102从过驱动到欠驱动（以致越来越少的输出动力由无级变速器14提供）变速器装置20的总体效率106增加。

例如，当无级变速器14的传动比102在0.45（过驱动比率），输出动力的接近65%由无级变速器14提供（基于图4），以致变速器装置的传动效率106大约为93.5%。但是，当无级变速器14的传动102在1.31（小的欠驱动比率），近似46%的输出动力由无级变速器14提供（基于图4），引起变速器装置20的传动效率106增加到96.1%。

为了提供该动力分离行为，动力混合机构18被设置，这里当无级变速器14的传动比为0.82或更大，由备选变速器16比无级变速器14提供更大的百分比的输出动力。部分动力流过备选变速器16这一事实创造了变速器装置20的动力传动效率的增加。应该理解的是，行星齿轮组件38的设置和变速比能够由本领域的技术人员来选择，为获得任何所需要的动力分离行为。

图6中示出总结了上面描述的用来从发动机12向发电机22传递动力的非限制性方法的方框图。

首先，在步骤110和112，该方法涉及接收，在动力混合机构，来自无级变速器的动力和来自备选变速器的动力。虽然这些步骤按顺序被示出，应该理解的是，它们能够同时或以相反的顺序被执行。

本领域的技术人员也将理解可能的是使用不同的行星38设置，该设置使用动力循环策略来获得整个变速器20中的相似的效率增益。作为非限制性例子，这样的设置能够创造动力环，其中以特定的无级变速器比率，150%的动力流在备选变速器中并且-50%的动力流在无级变速器中。这样可以理解的是，步骤110或112中的动力能够具有正值或负值。

在步骤114，该方法涉及将来自无级变速器的动力和来自备选变速器的动力组合为组合的动力输出，其中组合的动力输出中的无级变速器动力的百分比根据发电机的载荷要求而变化。动力混合机构组合来自无级变速器的动力和来自备选变速器的动力的方式以及来自无级变速器的动力的百分比变化的方式的例子已经在上面被详细地描述。

回来参照图1，电子控制器28与定位在发动机12和无级变速器14之间的离合器32通信。离合器32可以是任何合适的用来使无级变速器14脱离发动机12的离合器机构（机械的，液压的或电磁的）。当离合器被激活时，无级变速器14脱离发动机12，以致无级变速器14不接收来自发动机12的任何动力或旋转移动。当无级变速器14脱离时，来自发动机12的所有动力和旋转移动通过备选变速器16被从发动机12传递到发电机22。

当然，本领域的技术人员将理解行星齿轮38的元件应当被施加作用来允许来自发动机12的所有动力和旋转运动通过备选变速器16从发动机12向发电机22传递。例如，行星支撑件能够被阻挡来防止动力通过惯性滑行的中心齿轮84被循环。

如上所描述，备选变速器16能够比无级变速器14更高效率地向发电机22传递动力。因此，通过使无级变速器14脱离发动机12，来自发动机12的动力和旋转运动能够通过具有比较高效率的备选变速器16被传递到发电机22。

该直接驱动设置，其中无级变速器14从发动机12脱离，可以只对发电机速度范围和动力的一部分有用。作为例子，发电机22从80%到100%的运行动力能够使用备选变速器16，该备选变速器在上面描述的实施例中是直接驱动，为了避免来自无级变速器传动的动力损失并能够从发动机12向发电机22更高效率地提供更多的动力。但是随着动力降到80%以下，无级变速器14重新工作来降低发动机速度和为剩余的动力范围确保更大的燃料节约。

相应地，在实现的非限制例子中，电子控制器28监视来自表明发电机22上载荷要求的动力表26的信号。电子控制器28进一步包含逻辑和程序指令以致根据检测发电机22上的载荷要求处在预设的范围内，该电子控制器用来激活离合器32，以致无级变速器14从发动机12脱离。以这种方式，当发电机22上的载荷要求在预设范围内时，无级变速器14从发动机12断开以致变速器装置20能够从发动机12向发电机22以最高效率方式传递动力。

需要注意的是，图1中示出的系统中发动机飞轮34比输出飞轮36具有更低的惯性，这是由于当发动机速度变化时系统输出的速度恒定。然后倘若突然在交流发电机上施加阻碍载荷，存储在大的输出飞轮36中的惯性能量能够用来保持发电机速度相对恒定。同时变速器系统能够调低档速并向发动机传递一部分该输出旋转惯性能量来快速增加其速度。发动机这样快速的加速允许它更快地传递更多的能量，从而将系统带回到稳定的状态和降低系统响应时间。

容易被本领域的技术人员理解的是内燃机12能够由另一个原动机取代，例如，汽油，柴油或燃气发动机，涡轮和电子的，气动的或液压的马达。需要注意的是所有原动机能够被控制以致原动机的旋转速度和/或输出扭矩能够由用户，或由自动控制器，根据不同的参数来调节。

需要注意的是，当附图和上面的公开涉及发电机的变速器装置，其他类型的载荷能够与动力输出轴连接，也就是在展示性例子中示出的行星装置82的环形齿轮94。例如，泵，压缩机，传送器，风扇，发动机附件或涡轮增压器能够与这种变速器装置连接。

能够被理解的是，本发明在其应用中不限于在附图展示的和上文描述的结构和零件。本发明具有其它的实施例并能够以不同的方法被实现。也能够被理解的是，这里使用的措辞或术语是以描述为目的但并不限于此。这样，虽然本发明以其展示性实施例的方法在上文被描述，但其能够被改变，而不会如在附加的权利说明中所列举地背离本主题发明的精神、范围和特性。

Claims (23)

1.一种用来从具有可控的可变输出的原动机向输出轴传递动力的变速器装置，该变速装置包含：

被设置用来从动力源的可变输出接收动力并提供无级变速器动力输出的无级变速器（CVT）；

被设置用来从动力源的可变输出接收动力并提供备选变速器动力输出的备选变速器；以及

被设置用来将无级变速器的动力输出和备选变速器的动力输出组合成为提供给输出轴的组合动力输出的动力混合机构，其中，所述组合动力输出中的无级变速器动力的百分比随着由动力源提供的动力增加而降低。

2.根据权利要求1所述的变速器装置，其中，所述输出轴与发电机的输入相关联。

3.根据权利要求2所述的变速器装置，其中调节所述无级变速器的传动比致使对所述组合动力输出中的无级变速器动力的百分比进行调节。

4.根据权利要求2所述的变速器装置，其中，所述动力源是内燃机。

5.根据权利要求2所述的变速器装置，其中，所述组合动力输出中的无级变速器动力的百分比随着所述无级变速器的传动比从过驱动到欠驱动而降低。

6.根据权利要求5所述的变速器装置，其中，当所述无级变速器在欠驱动传动比状态时，所述组合动力输出中的无级变速器动力的百分比低于所述组合动力输出中的备选变速器动力的百分比低。

7.根据权利要求3所述的变速器装置，进一步包含电子控制器，被设置用来响应于所述发电机上的载荷要求的改变来调节所述无级变速器的传动比。

8.根据权利要求7所述的变速器装置，进一步包含与所述发电机相关联的动力表，其被设置用来向所述电子控制器提供载荷要求数据。

9.根据权利要求7所述的变速器装置，其中，所述电子控制器更进一步被设置来控制动力源，从而改变所述动力源的速度和/或动力。

10.根据权利要求7所述的变速器装置，进一步包含第一速度传感器，其被设置用来向所述电子控制器提供组合的输出速度数据。

11.根据权利要求10所述的变速器装置，进一步包含第二速度传感器，其被设置用来向所述电子控制器提供动力源速度数据。

12.根据权利要求2所述的变速器装置，进一步包含与所述动力源的旋转输出轴相关联的低惯性飞轮。

13.根据权利要求12所述的变速器装置，进一步包含与所述发电机的旋转输入轴相关联的高惯性飞轮。

14.根据权利要求2所述的变速器装置，其中，所述备选变速器包含所述无级变速器的输入轴。

15.根据权利要求2所述的变速器装置，其中，所述动力混合机构包含行星齿轮组件。

16.根据权利要求15所述的变速器装置，其中，所述行星齿轮组件包含：

具有第一中心齿轮，第一组行星齿轮和固定的环形齿轮的第一行星装置；

具有第二中心齿轮，第二组行星齿轮和与用来向载荷提供所述组合输出动力的输出轴通信的环形齿轮的第二行星装置，

其中，所述无级变速器的动力输出被供给至第一中心齿轮，所述备选变速器的动力输出被供给至第二中心齿轮。

17.根据权利要求16所述的变速器装置，其中，第一组和第二组行星齿轮通过各自的行星支撑件相互连接。

18.根据权利要求16所述的变速器装置，其中，第一行星装置、第二行星装置和输出轴同轴。

19.根据权利要求16所述的变速器装置，其中，第二行星装置的混合比率为1.63。

20.根据权利要求19所述的变速器装置，其中，第一个行星装置的混合比率为3.53。

21.根据权利要求2所述的变速器装置，其中，所述无级变速器采用环形无级变速器。

22.一种用来从具有可控的可变输出的原动机向输出轴提供动力的方法，该方法包含：

在动力混合机构处，接收无级变速器（CVT）的动力输出；

在动力混合机构处，接收备选变速器的动力输出；

在动力混合机构处，将所述无级变速器的动力输出与所述备选变速器的动力输出组合成被提供给所述动力输出轴的组合动力输出，其中，所述组合动力输出中的备选变速器动力的百分比响应于动力输出轴处的载荷要求的改变而变化。

23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述动力输出轴与发电机相关联。

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