CN103228952A - 包括变速器的车辆驱动系统 - Google Patents

Abstract

在此提供了一种包括变速器的车辆驱动系统。该系统包括一个复合行星齿轮组，该复合行星齿轮组包括第一、第二、第三和第四元件。该第二元件与该变速器的一个输出轴相连。该系统进一步包括一个变速器壳体。该系统还进一步包括一个电动机，该电动机具有与该第一和第四元件相连的一个输出轴以用于响应于一个电信号而驱动该第一和第四元件从而获得所希望的传动比。该系统进一步包括一个可控制的非摩擦式离合器组件，该离合器组件被非液压地控制以便在用于将该第四元件偶联至该电动机输出轴上的一种偶联状态与用于将该第四元件同该电动机输出轴解除偶联的一种解除偶联状态之间改变。

Description

包括变速器的车辆驱动系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于在2010年12月10日提交的题为“包括至少一个电力站的车辆驱动系统以及控制该驱动系统的方法和系统（Vehicle DriveSystem Including At Least One Electrical Power Plant And Method AndSystem For Controlling The Drive System）”并且序列号为61/421,868的临时专利申请的权益。本申请是在2008年9月16日提交的题为“高效交通工具变速器（High-Efficiency Vehicular Transmission）”并且序列号为12/211,236的美国专利申请的部分继续申请，该美国专利申请进而要求在2007年10月12日提交的临时申请号60/998,773的权益。

技术领域

本发明涉及包括可控制的或可选择的超速偶联组件的动力传动系或驱动系统、以及用于控制此类驱动系统的方法和系统，并且具体地涉及具有至少一个电力站和多个可控制的单向离合器（OWC）的驱动系统，该多个可控制的单向离合器包括至少一个动态型OWC。

综述

自动化手动变速器（AMT）（用于机动车辆中的一种类型的自动换档变速器）通过去除液力变矩器而改进了机械效率。此类自动化的手动变速器典型地包括多个动力操作的致动器，它们由一个变速控制器或某些类型的电控单元（ECU）控制，以用来自动地切换多个同步的离合器，这些离合器控制着传统上在手动变速器中见到的啮合的齿轮的接合。在AMT的换档过程中，发动机转矩通过一个离合器与车辆断开。在变速器改变比率的过程中转矩是中断的。在比率改变之后，离合器重新将发动机连回到传动系上。这种方式的问题在于，在转矩中断的过程中，驾驶员在驾驶舱内向前倾并且然后在发动机重新连上传动系时向后倾。这种换档事件可能长达一秒。这是一种不希望的换档感受。而且车辆在这种过渡过程中是没有加速度的，从而导致不希望的驾驶情况（投入车流中、并道等）。

现今的有级速比自动变速器使用液压来对传动比改变提供动力、衰减NVH（即，噪声、振动和不平顺性）、对偶联/解除偶联提供动力、并且提供润滑和冷却作用。这是通过使用一个液力变矩器（用于动力的偶联/解除偶联、放大转矩、并且进行NVH衰减）、一个油泵、阀体（或液压逻辑件）、以及摩擦型离合器（由液压激活以便选择性地锁定和释放大概部件的带式离合器和摩擦离合器）。

多片式摩擦型离合器和制动器

离合器和制动器对应地被用于驱动或固持一个行星齿轮组的构件。按照惯例，多片式离合器将一个行星构件连接至另一个上。多片式制动器将一个行星构件连接至变速器外壳上以便使其保持静止。

这些离合器和制动器由一定数目的摩擦盘和钢盘组成。这些摩擦盘涂覆有一种摩擦材料并且在其内周边上具有接合支托（花键）。这些钢盘两侧均为钢并且具有定位在其外周边上的接合支托。这些摩擦盘上的接合支托通常与一个行星构件相接合。这些钢盘上的接合支托通常与该离合器柱塞壳体相接合。

除了摩擦盘和钢盘之外，还有一个施加活塞、壳体和复位弹簧。一旦将液压流体施加至该离合器组件，该活塞推进并且该摩擦盘和钢盘将被锁定在一起。一旦液压被释放，则该复位弹簧将使活塞返回其休止位置，并且该摩擦盘和钢盘被解除锁定。

某些应用使用带式制动器。该制动带是一个环形带，具有粘结至其内表面上的摩擦材料。该带缠绕在一个特定的行星部件（离合器鼓）上并且将该部件锁定至变速器外壳上。该制动带由该离合器施加活塞来施加和释放。

为了进行按速比切换，需要将流体施加到该多片使离合器（或制动器）中或从其中释放出来。存在以下方法：

1.将来自阀体中的换档阀的流体施加至该离合器组件。

2.流体压力在该施加活塞后面建立并且克服了膜片弹簧的阻力。

3.这些摩擦盘和钢盘被挤压到一起并且变得锁紧，从而防止其间的任何滑动。

4.现在两个行星构件被锁定在一起。

5.当流体压力被释放时，允许该摩擦盘和钢盘解除锁定。

这种方法已经具有了某些优点。使用液压来夹紧离合器并将转矩加倍功率密度非常高。液压系统已证明具有良好的衰减特性和顺畅换档的能力。它对变速器中的部件进行润滑并且将变矩器、泵、齿轮组、轴承等中的热量带走也是自然的方式。

然而，存在一些缺点。首先是效率。泵总是开启的并且无论何时当发动机运行都在泵送油。当一个摩擦元件被启用时，动力被用于维持该摩擦元件的夹紧力。

该变矩器的滑动也是附加损失的重要原因，并且变速器中的打开的摩擦元件提供了拖曳并且因此也造成了附加损失。另一个缺点是这些部件的复杂性。离合器、泵、变矩器和阀体属于变速器中最可能出现问题并且因此推动保险成本并且负面影响客户满意度的部件。这些部件还倾向于是变速器中最贵的部件。

一种单向离合器（即，OWC）在多个旋转部件的相对旋转处于一个方向上时在这些旋转部件之间产生驱动连接（锁定状态）并且当相对旋转是处于相反方向上时发生超速（惯性滑行状态）。典型的单向离合器由一个内圈、一个外圈以及这两个圈之间的锁定装置组成。在用于车辆的自动变速器中经常使用的两种类型的单向离合器，包括：

·滚子类型，该类型由单向离合器的内座圈与外座圈之间的多个弹簧加载的滚子构成。（在某些应用中也使用没有弹簧的滚子类型）；以及

·楔块类型，该类型由单向离合器的内座圈与外座圈之间的多个不对称形状的楔子构成。

在变速器中典型地用单向离合器来防止在某些换档过程中驱动转矩（即，动力流）的中断并且防止滑行过程中的发动机制动。在变矩器的定子中也存在一个单向离合器。

可控制的OWC是如下的OWC：其中的锁定动作可以“关掉”，以使得它在两个方向上均惯性滑行，和/或锁定动作可以“启用”以使得它在一个或两个方向上锁定。

美国专利号5,927,455披露了一种双向超速棘爪型离合器；美国专利号6,244,965披露了一种平面式超速偶联器；并且美国专利号6,290,044披露了一种用于自动变速器中的可选择的单向离合器组件。

美国专利号7,258,214和7,344,010披露了超速偶联组件，并且美国专利号7,484,605披露了一种超速径向偶联组件或离合器。

一种恰当设计的可控制的OWC可以在“关掉”状态下具有接近零的附加损失。它也可以通过机电器件来激活并且不具有液压泵和阀的复杂性或附加损失。

其他相关的美国专利公开案包括：2010/0252384；2009/0133981；2009/0127059；2009/0084653；2009/0194381；2009/0142207；2009/0255773；2010/0230226；2010/0200358；2009/0211863；2009/0159391；2009/0098970；2008/0223681；2008/0110715；2008/0169166；2008/0169165；2008/0185253；2007/0278061；2007/0056825；2006/0138777；2006/0185957；以及以下美国专利：7,806,795；7,491,151；7,464,801；7,349,010；7,275,628；7,256,510；7,223,198；7,198,587；7,093,512；6,953,409；6,846,257；6,814,201；6,503,167；6,193,038；4,050,560；5,638,929；5,362,293；5,678,668；5,052,534；5,387,854；5,231,265；5,394,321；5,206,573；5,453,598；5,642,009；6,075,302；6,982,502；7,153,228；和5,918,715。

授予丰田（Toyota）并且描述了混合动力变速器或动力传动系的美国专利包括：5,847,469；5,856,709；6,019,699；6,306,057；6,344,008；7,201,690；7,223,200；7,255,186；7,393,296；7,397,296；7,426,971；7,614,466；7,621,359；和7,690,455。

出于本申请的目的，术语“偶联器”应解释为包括离合器或制动器，其中这些片之一被可驱动地连接至一个变速器的转矩传递元件上并且另一个片被可驱动地连接至另一个转矩传递元件上或者被相对于一个变速器壳体而锚定并保持静止。术语“偶联器”、“离合器”和“制动器”可以互换使用。

示例性实施方式的概述

在一个实施例中，提供了一种包括变速器的车辆驱动系统。该系统包括一个复合行星齿轮组，该复合行星齿轮组包括第一、第二、第三和第四元件。该第二元件与该变速器的一个输出轴相连。该系统进一步包括一个变速器壳体。该系统还进一步包括一个电动机，该电动机具有与该第一和第四元件相连的一个输出轴以用于响应于一个电信号而驱动该第一和第四元件从而获得所希望的传动比。该系统进一步包括一个可控制的非摩擦式离合器组件，该离合器组件被非液压地控制以便在用于将该第四元件偶联至该电动机输出轴上的一种偶联状态与用于将该第四元件同该电动机输出轴解除偶联的一种解除偶联状态之间改变。

该系统可以包括一个可控制的非摩擦式制动器组件，该制动器组件可以具有将该第四元件偶联至该壳体上的一种偶联状态以及用于将该第四元件与该壳体解除偶联的一种解除偶联状态。该制动器组件可以被非液压地控制以便改变状态从而维持所希望的传动比。

该系统可以包括一个可控制的非摩擦式制动器组件，该制动器组件可以具有用于将该第三元件偶联至该壳体上的一种偶联状态以及用于将该第三元件与该壳体解除偶联的一种解除偶联状态。该制动器组件可以被非液压地控制以便改变状态从而维持所希望的传动比。

该系统可以包括可控制的非摩擦式第一和第二制动器组件。该第一制动器组件可以具有用于将该第四元件偶联至该壳体上的一种偶联状态以及用于将该第四元件与该壳体解除偶联的一种解除偶联状态。该第二制动器组件可以具有用于将该第三元件偶联至该壳体上的一种偶联状态以及用于将该第三元件与该壳体解除偶联的一种解除偶联状态。该第一和第二制动器组件可以被非液压地控制以便改变状态从而维持所希望的传动比。

该第一、第二、第三和第四元件可以对应地包括一个第一太阳轮、一个环齿轮、一个行星架以及一个第二太阳轮。

该系统可以包括一个可控制的非摩擦式离合器组件，该离合器组件可以被非液压地控制以便在用于将该第一元件偶联至该电动机输出轴上的一种偶联状态与用于将该第一元件同该电动机输出轴解除偶联的一种解除偶联状态之间改变。

该第三元件可以与一个动力站的输出轴相连，并且该系统可以进一步包括一个非摩擦式离合器组件，该离合器组件可以被非液压地控制以便在用于将该第三元件偶联至该动力站输出轴上的一种偶联状态与用于将该第三元件同该动力站输出轴解除偶联的一种解除偶联状态之间改变。[0038]该系统可以包括一个动力站，该动力站可以具有一个输出轴。该系统可以进一步包括一个非摩擦式离合器组件，该离合器组件可以被非液压地控制以便在用于将该动力站输出轴偶联至一个发动机的输出轴上的一种偶联状态与用于将该动力站输出轴同该发动机输出轴解除偶联的一种解除偶联状态之间改变。

该电动机可以被用于响应于一个控制信号而进行再生制动。

该离合器组件可以包括一个超速偶联组件，该超速偶联组件在解除偶联状态下允许该第四元件相对于该电动机输出轴而惯性滑行。

该离合器组件可以包括：偶联至该第四元件上的一个第一构件、偶联至该电动机输出轴上的一个第二构件、以及用于在偶联状态下将该第一和第二构件选择性地偶联在一起的至少一个棘轮构件。

该系统可以包括一个机电设备以便响应于一个电功率信号来控制该离合器组件的状态。

该机电设备可以包括一个闭锁螺线管。

该电动机可以安装于该壳体内。

该系统可以包括多个非摩擦式的、被非液压地控制的偶联组件，这些偶联组件包括该离合器组件。

该多个非摩擦式的偶联组件可以包括至少一个单向制动器组件。

该变速器可以是一个自动变速器。

该变速器可以是一个用于机动车辆的、多速的有级速比变速器。

在另一个实施例中，一种车辆驱动系统包括一个三速变速器。该系统包括一个复合行星齿轮组，该复合行星齿轮组包括第一、第二、第三和第四元件。该第二元件与该变速器的一个输出轴相连。该系统进一步包括一个变速器壳体。该系统还进一步包括一个电动机，该电动机具有与该第一和第四元件相连的一个输出轴以用于响应于一个电信号而驱动该第一和第四元件从而获得所希望的传动比。该系统进一步包括可控制的非摩擦式第一和第二制动器组件。该第一制动器组件具有用于将该第四元件偶联至该壳体上的一种偶联状态以及用于将该第四元件与该壳体解除偶联的一种解除偶联状态。该第二制动器组件具有用于将该第三元件偶联至该壳体上的一种偶联状态以及用于将该第三元件与该壳体解除偶联的一种解除偶联状态。该第一和第二制动器组件被非液压地控制以便改变状态从而维持所希望的传动比。一个非摩擦式离合器组件被非液压地控制以便在用于将该第四元件偶联至该电动机输出轴上的一种偶联状态与用于将该第四元件同该电动机输出轴解除偶联的一种解除偶联状态之间改变。

该第一、第二、第三和第四元件可以对应地包括一个第一太阳轮、一个环齿轮、一个行星架以及一个第二太阳轮。

该电动机可以用于响应于一个控制信号而进行再生制动。

该离合器组件可以包括一个超速偶联组件，该超速偶联组件在解除偶联状态下允许该第四元件相对于该电动机输出轴而惯性滑行。

该离合器组件可以包括：偶联至该第四元件上的一个第一构件、偶联至该电动机输出轴上的一个第二构件、以及用于在偶联状态下将该第一和第二构件选择性地偶联在一起的至少一个棘轮构件。

该系统可以进一步包括一个机电设备以便响应于一个电功率信号来控制该离合器组件的状态。

该机电设备可以包括一个闭锁螺线管。

该电动机可以安装于该壳体上。

该变速器可以是一个自动变速器。

该变速器可以是一个用于机动车辆的、多速的有级速比变速器。

在又一个实施例中，一种车辆驱动系统包括一个多速变速器。该系统包括一个复合行星齿轮组，该复合行星齿轮组包括第一、第二、第三和第四元件。该第二元件与该变速器的一个输出轴相连并且该第三元件与一个动力站的输出轴相连。该系统进一步包括一个变速器壳体。该系统还进一步包括一个电动机，该电动机具有与该第一和第四元件相连的一个输出轴以用于响应于一个电信号而驱动该第一和第四元件从而获得所希望的传动比。该系统进一步包括可控制的非摩擦式第一和第二制动器组件。该第一制动器组件具有用于将该第四元件偶联至该壳体上的一种偶联状态以及用于将该第四元件与该壳体解除偶联的一种解除偶联状态。该第二制动器组件具有用于将该第三元件偶联至该壳体上的一种偶联状态以及用于将该第三元件与该壳体解除偶联的一种解除偶联状态。该第一和第二制动器组件被非液压地控制以便改变状态从而维持所希望的传动比。该系统还进一步包括一个非摩擦式第一离合器组件，该第一离合器组件被非液压地控制以便在用于将该第四元件偶联至该电动机输出轴上的一种偶联状态与用于将该第四元件同该电动机输出轴解除偶联的一种解除偶联状态之间改变。该系统进一步包括一个非摩擦式第二离合器组件，该第二离合器组件被非液压地控制以便在用于将该第一元件偶联至该电动机输出轴上的一种偶联状态与用于将该第一元件同该电动机输出轴解除偶联的一种解除偶联状态之间改变。该系统还进一步包括一个非摩擦式第三离合器组件，该第三离合器组件被非液压地控制以便在用于将该第三元件偶联至该动力站输出轴上的一种偶联状态与用于将该第三元件同该动力站输出轴解除偶联的一种解除偶联状态之间改变。

该第一、第二、第三和第四元件可以对应地包括一个第一太阳轮、一个环齿轮、一个行星架以及一个第二太阳轮。

该电动机可以用于响应于一个控制信号而进行再生制动。

在又另一个实施例中，一种车辆驱动系统包括一个多速变速器。该系统包括一个动力站，该动力站具有一个输出轴。该系统进一步包括一个复合行星齿轮组，该复合行星齿轮组包括第一、第二、第三和第四元件，该第二元件与该变速器的一个输出轴相连并且该第三元件与该动力站输出轴相连。该系统还进一步包括一个变速器壳体。该系统还进一步包括一个电动机，该电动机具有与该第一和第四元件相连的一个输出轴以用于响应于一个电信号而驱动该第一和第四元件从而获得所希望的传动比。该系统还进一步包括可控制的非摩擦式第一和第二制动器组件。该第一制动器组件具有用于将该第四元件偶联至该壳体上的一种偶联状态以及用于将该第四元件与该壳体解除偶联的一种解除偶联状态。该第二制动器组件具有用于将该第三元件偶联至该壳体上的一种偶联状态以及用于将该第三元件与该壳体解除偶联的一种解除偶联状态。该第一和第二制动器组件被非液压地控制以便改变状态从而维持所希望的传动比。该系统进一步包括一个非摩擦式第一离合器组件，该第一离合器组件被非液压地控制以便在用于将该第四元件偶联至该电动机输出轴上的一种偶联状态与用于将该第四元件同该电动机输出轴解除偶联的一种解除偶联状态之间改变。该系统还进一步包括一个非摩擦式第二离合器组件，该第二离合器组件被非液压地控制以便在用于将该第一元件偶联至该电动机输出轴上的一种偶联状态与用于将该第一元件同该电动机输出轴解除偶联的一种解除偶联状态之间改变。该系统进一步包括一个非摩擦式第三离合器组件，该第三离合器组件被非液压地控制以便在用于将该第三元件偶联至该动力站输出轴上的一种偶联状态与用于将该第三元件同该动力站输出轴解除偶联的一种解除偶联状态之间改变。该系统还进一步包括一个非摩擦式第四离合器组件，该第四离合器组件被非液压地控制以便在用于将该动力站输出轴偶联至一个发动机输出轴上的一种偶联状态与用于将该动力站输出轴同该发动机输出轴解除偶联的一种解除偶联状态之间改变。

该第一、第二、第三和第四元件可以对应地包括一个第一太阳轮、一个环齿轮、一个行星架以及一个第二太阳轮。

该电动机可以被用于响应于一个控制信号而进行再生制动。

该电动机和该动力站可以安装于该壳体内。

附图的简要说明

图1是根据本发明的至少一个实施例构造的一个包括3速变速箱的车辆驱动系统的局部切开的并且在截面上的侧视图；

图2包括对应于图1的驱动系统和变速器的一个原理图和对应的档位/传动比表格；

图3包括类似于图2的图和表格的、并且对应于本发明的另一个实施例的驱动系统和变速器的一个原理图和对应的档位/传动比表格；

图4包括类似于图3的图和表格的、并且对应于本发明的又一个实施例的驱动系统和变速器的一个原理图和对应的档位/传动比表格；

图5是一个动态的、可选择或可控制的离合器的示意性截面侧视图，该离合器具有用于图1-4的变速器中的一个“车载式”螺线管控制器或子系统；

图6是与图5的离合器一起使用的一个单向电功率和双向通信设备的框图；

图7是图4的驱动系统和变速器的截面视图；

图8是用于图5的离合器中的一个磁闭锁螺线管的截面透视图；并且

图9是图5的离合器组件“自带”的一个闭锁螺线管的截面透视图。

优选实施方式的说明

图1是根据本发明的至少一个实施例并且用现有技术的齿轮组构造的一个用于交通工具的3速变速箱（总体上表示为10）的局部切开的并且在截面上的侧视图。变速箱10包括一对静态的、可控制的双向离合器12和14以及一个动态的、可控制的双向离合器（总体上表示为16）。离合器12和14可以是一般从密歇根洲塞基诺的工具工业公司（MeansIndustries，Saginaw，Michigan）可获得的常规双向离合器。如下文所述，离合器12、14和16提供了在档位状态1-3下的发动机/再生制动。离合器16（以及图4中的离合器26）优选地总体上具有美国专利公开案2010/0252384中所示的类型。离合器的一个不同实施例总体上以16'包括在图5中。一个电马达在其输出轴处提供动力。

图2包括对应于图1的变速器10的一个原理图和对应的档位/传动比表格。变速器10包括主驱动电动机（电马达）以及该可控制的或可选择的单向离合器12、14以及16。离合器12和14是制动离合器，因为离合器12和14各自的偶联构件中的一个被固定至该变速器壳体上从而是不旋转的。离合器16是动态离合器，其中它的两个偶联构件相对于彼此自由旋转。

一个主控制器典型地包括马达和发动机（即，IC发动机或气体马达）控制件或控制逻辑件，该控制件或控制逻辑件进而执行一定数目的控制功能，这些控制功能包括变速器控制算法。该主控制器直接控制这些制动离合器12和14、以及该离合器16“自带”的一个螺线管控制器17。每个偶联组件12和14响应于直接来自该主控制器的一个控制信号而在其锁定模式与其超速模式之间改变。该螺线管控制器17响应于来自该主控制器的一个控制信号而控制该偶联组件16。用于离合器12、14和16的控制算法是整个变速器控制算法的一部分。

变速器10包括一个双行星齿轮组，总体上表示为20，该双行星齿轮组包括四个拉维尼奥克斯（Ravigneaux）类型的构件。该齿轮组20包括一个基础齿轮组，该基础齿轮组的行星架携带了与第二组行星小齿轮（统称为C）、一个第一太阳轮S1、一个第二太阳轮S2、以及一个环形齿轮R相啮合的第一组行星小齿轮。齿轮S1可以具有38个齿，S2可以具有31个齿，并且R可以具有85个齿。

这四个转矩传送构件C、S1、S2和R与控制离合器16、制动离合器12和14以及一个输出轴相关联。该第二太阳轮S2由该E-马达驱动。环形齿轮R是与该输出轴固定的以便随之旋转。构件C与制动离合器14相关联。第四个构件S1与制动离合器12和动态离合器16相关联。该变速器对于档位状态1至3是“仅仅EV模式”的。

在第一档位中，制动离合器14接合而由此固持了构件C以防旋转，该E-马达按照齿轮组20的低减速比来驱动该构件S2。

在第二档位中，制动离合器12结合而由此固持了构件S1以防旋转，该E-马达按照齿轮组20的中等减速比来驱动该构件S2。

在第三档位中，离合器16接合而由此将构件S1和S2作为整体来驱动，该E-马达按照该第一传动比来驱动该构件S2。

在倒车行驶中，离合器14被接合。S2被E-马达反向驱动，因此驱动该环形齿轮反向输出。

图3包括由变速器10在添加以下各项后形成的一个变速器10'的、类似于图2的原理图和表格的一个原理图和对应的档位/传动比表格：1)经过变速器10'的中心并且花键连接至行星架C上的一个轴22；以及2)一个动态OWC24，它用于增加用一个气体发动机或IC发动机以及发电机（或替代地，用发电机/E-马达，或IC发动机和发电机/E-马达二者）来运行第4档位超速状态的能力。该主驱动电动机（E-马达）也可以被开启以进行第四档位的推进。这种安排还用于第三档位状态，此时可以使用这三个动力站的任何组合。在公路速度下，可以完全脱离EV模式并且只以第4档位通过该OWC24来运行该IC发动机。位于主E-马达与S2之间的一个2向动态的可控制的离合器25及其相关联的“自带”螺线管控制器允许在4档上断开该E-马达，从而防止附加损失。

图4包括在对变速器10'添加另一个动态的2向可控制的离合器26及其“自带的”螺线管控制器之后得到的一个变速器10''的、类似于图3的原理图和表格的一个原理图和对应的档位/传动比表格。在一种操作模式中，该2向离合器26允许该发电机/E-马达驱动该IC发动机，从而充当该IC发动机的启动机。当前的动力传动系已经在其系统中具有E-马达。现有技术的E-马达执行单一的任务：它启动该气体马达。如果添加至以上最终驱动器中的这个E-马达也可以执行启动该IC发动机的任务，则添加这个E-马达的成本可以通过取消用于今天的气体发动机的启动马达来被大大抵消。离合器26的另一个方向或操作状态是将动力从该IC发动机传递至该发电机/E-马达、经由该行星架而到达该输出端。添加一个2向离合器（如离合器26）的一个原因是在EV模式期间将IC发动机与该发电机/E-马达断开连接。

在换档过渡过程中使用该发电机（Gen）（即，该发电机/E-马达）（并没有在行驶时一路拖曳该IC发动机），由此提供了从一个档位状态到下一个稳态传动比（即，1至2或2至3）的“CVT”能力而在输出端处无转矩的中断。一旦达到所希望的稳态传动比，例如像第2档位，则使用该第二档位的可控制的离合器12来锁住这个传动比。一旦被锁住，则该发电机/E-马达逐渐渐小动力，直到离合器12被锁定。这将最终致使离合器24靠惯性滑行。一旦进行惯性滑行，离合器24就被完全关掉，从而将该发电机/E-马达与变速器10"断开连接。这会产生顺畅的、安静的、无缝的、无转矩空洞的换档。此外，当处于EV模式中的一个给定档位状态下时，该发电机/E-马达可以被开启（其中离合器24被接合）以便针对所希望的瞬时加速事件（像强制超车）提供推进作用。

该主E-马达和该气体发动机（即，IC发动机）均具有用于向传动系提供动力的路径。这些马达或动力站可以在需要时同时运行。这样做可以增进车辆的性能而无需增加该气体发动机或IC发动机的尺寸。

下表中指出了这些不同的变速器的多种不同操作阶段或模式以及与这些操作模式相关的多个对应的偶联元件。

向该行星架C添加一个电动机（发电机/E-马达）对于主E-马达提供了反作用转矩。该电动机（发电机/E-马达）添加了足够的转矩以便与该反作用转矩相匹配，从而完全填充转矩空洞。做到这样所需的电动机的尺寸取决于该电动机的控制和动力策略（即，变速器控制算法）。该电动机可以在短的持续时间内（在此情况下上至1秒）被提供显著过度的动力而不对该电动机造成任何损害。该马达对于这样快速的动力陡增不会变热。其目的是填充转矩空洞并且进行无缝换档。

如果该IC发动机“开启”，则在换档过程中存在潜在的转矩空洞。当IC发动机“开启”时通常为“标准”换档（通过快速改变主E-马达速度而进行的1/10秒的换档），因为该发动机将该发电机/E-马达作为一个发电机来合作并且因此该发电机/E-马达不可用于向行星架C提供转矩。存在2种换档模式：“增强型”换档和“标准”换档。“增强型”换档使用包括该发电机/E-马达在内的两个马达（IC发动机被“关掉”并且电池组没有耗尽；在EV模式中）。“标准”换档使用单一的马达和单一的单向离合器并且是在电池组耗尽时使用的，从而致使IC发动机“开启”，因此不会使得该发电机/E-马达可用于充当E-马达输入。而是，它充当一个发电机从而在IC发动机“开启”时（电池组耗尽模式）强制进行标准换档。

在变速器10"完成3至4档的换档（即，从3档EV模式过渡到4档气体模式）之后，该气体发动机（IC马达）向传动系添加动力。该电动机（即，E-马达）可以按受控的方式被关掉，从而使得去到传动系的动力的交接可以无缝地从E-马达转换到IC发动机。这可以是通过一种控制策略并且经由该发电机/E-马达与最终驱动器之间的该动态的单向离合器24来实现的。当该气体马达的动力/速度超过该E-马达的动力/速度时，（离合器16的）单向离合器状态将从锁定状态（提供从E-马达到传动系的转矩路径）改变为惯性滑行状态，此时E-马达不会向传动系提供动力。在这一时点，E-马达被关掉。

由于E-马达与S2之间的这个双向离合器25，该E-马达可以达到零RPM状态，而同时该IC发动机对于第4档位操作中的车辆提供动力。该E-马达在其不工作时不旋转。这种方式在IC发动机处于运行中时防止了附加损失（E-马达内部的磁阻力）对当前动力传动系统的总体效率产生影响。

在第2、第3和第4档位操作中，有可能的是通过以任何所希望的组合来使用该IC发动机和这2个E-机器（马达）而实现一种并联混合动力。这种动力流是仅串联的（EV模式）、仅并联的（混合模式）、和仅气体（或其他燃料）的模式设计。

图5是根据本发明的至少一个实施例构造的这些动态的、可选择或可控制的离合器16、16'、24、25和26中一个的示意性截面侧视图，该离合器具有“自带”的螺线管控制器或系统。此类动态离合器一般具有美国专利公开案2010/0252384中所示的类型。

组件16'包括一个环形的凹袋板（pocket plate），总体上表示为34。板34的一个轴向延伸的内表面35具有多个内花键36以用于与变速器10或10'或10''的一个转矩传送元件进行接合。板34的一个径向延伸的内面或表面37形成有多个间隔开的逆向凹袋38，在这些逆向凹袋中接纳并固定了多个逆向支柱39以便在其中围绕一个枢轴45进行枢转。每个逆向支柱39的一个端部通常被一个螺旋弹簧48向外偏置，该螺旋弹簧是用凹袋38的一个孔47来布置的。每个逆向支柱39的相反端部由一个磁闭锁螺线管（总体上表示为42）的中央拱形柱塞或推销40控制。如图8中所示，该闭锁螺线管42通过一个安装凸缘89而安装至空腔64内的板34上，该安装凸缘通过一个锁定套环93保持在一个端部壳体构件91上。一个第二端部壳体构件86关闭了螺线管42的相反端部并且可以包括一个O形圈以用于密封目的。螺线管42还包括一个外部壳体构件99。

推销40（在图8中该推销是在其完全伸出的位置中显示出的）与该螺线管的电枢92一起在螺线管42内一起往复运动，这样使得销40在板34的一个通路43内往复运动。一个圆柱形构件88的涂覆了特氟纶的内表面支持该推销40进行往复运动。一个锁定圈90随着销40移动。构件88在螺线管42的两个相反末端处被多个构件41支撑。电枢92被定位为邻近一个上部线圈组件94、一个永磁体96以及一个下部线圈组件98。这些线圈组件94和98包括埋在一种适当树脂97中的多个线圈。

通路43与一个框架轨道（总体上表示为66）的空腔64连通，螺线管42容纳在该空腔中、通过该凹袋38来致动其逆向支柱的相反端部并且克服其弹簧的偏置。优选地，提供了至少两个逆向支柱39。对每个逆向支柱提供了一个闭锁螺线管（例如闭锁螺线管42）。然而，应理解的是，可以提供更多或更少数目的逆向支柱39以及对应的闭锁螺线管42来控制该离合器16的运行模式或状态。

凹袋板34的面或径向表面37也形成有多个间隔开的前向凹袋（未示出），在这些前向凹袋中接收并固定了多个前向支柱（未示出）来在其中枢转。像这些逆向支柱39那样，每个前向支柱的一个端部通常被一个螺旋弹簧（未示出）向外偏置，该弹簧被布置在板34的一个孔（未示出）中。这些前向支柱的各个相反端部被一个前向磁闭锁螺线管（未示出但基本上与逆向磁闭锁螺线管42的功能和结构相同）的电枢的一个致动端部或一部分可控制地致动或者移动。每个前向磁闭锁螺线管的电枢在一个通路内进行往复运动，该通路与其凹袋通过空腔连通，该空腔中容纳了其螺线管以便克服其螺旋弹簧的偏置。优选地，提供两个前向支柱。然而，应理解的是，可以提供更多或更少数目的前向支柱，通过对每个前向支柱提供的一个前向磁闭锁螺线管来控制该离合器16的运行状态或模式。而且，应当理解的是，每个电枢的端部或一部分可以支持不同类型的支柱致动器如销或弹簧来随之一起移动。弹簧（未示出）优选地使销40在其伸出位置与缩回位置之间偏置。例如，可以将一个弹簧定位于圈90与构件88的一端之间，并且可以将第二个弹簧定位于构件88的另一端与销40的拱顶的内表面之间。

如美国专利公开号2010/0252384中所示（在图5中未示出但在图9中显示为208），组件16'还可以包括一个中间板或元件，该中间板或元件具有多个完全贯穿其延伸的、间隔开的孔，以便允许这些逆向支柱和前向支柱在它们的凹袋中枢转并且延伸穿过它们对应的孔从而与在一个凹口板（总体上表示为50）的一个径向延伸的面或表面48中形成的多个间隔开的锁定构形或凹口相接合。在推销40朝向该板50进行直线移动的过程中，这些前向和/或逆向支柱与这些锁定构形相接合。在推销40在对应的前向和/或逆向螺旋弹簧的偏置作用下离开该板50进行直线移动的过程中，这些前向和/或逆向支柱与这些锁定构形脱离接合。

一个扣环52被布置在该板34的轴向表面56中形成的一个凹槽54之内以便将该凹口板50与该凹袋板34固定在一起。环52将板50、34和该中间板（未示出）固持在一起并且限制这些板相对于彼此的轴向移动。板50的一个轴向延伸的内表面58具有多个内花键60以用于与变速器10'的一个转矩传送元件进行接合。

这些前向支柱在围绕一条轴线的相对旋转移动方向上将该凹口板50锁定至该凹袋板34上，但是允许围绕该轴线在相反方向上进行惯性滑行。这些逆向支柱在相反方向上执行相同的锁定功能。

每个螺线管42都布置在其形成于框架轨道66中的空腔64中。进而，框架轨道66通过多个接合销68而压力配合到该凹袋板34的背侧或表面69中，这样使得该框架轨道66随着板34进行旋转。该框架轨道66将该螺线管控制器17以及用于这些螺线管的相关电子器件70容纳在该框架轨道66内。总体上，该螺线管控制器17与该主控制器通过一个接口电路来双向地进行数据通信，该接口电路对应地包括旋转的变换器感应器或线圈74和静态的变换器感应器或线圈76。线圈74和76还有助于从一个功率源到这些闭锁螺线管的功率连通或偶联。

该框架轨道66具有一个第二空腔72，该第二空腔中容纳了该旋转的变换器感应器线圈74以用于随之旋转。这些线圈74被电磁耦合到容纳于一个第三空腔78中的静态线圈76上，该第三空腔是形成于一个铝质壳体80中的。该壳体80是接地的或通过多个花键82而固定至该变速器壳体上的，这些花键形成于该壳体80的一个轴向延伸的外表面84上。该主控制器将经调制的和未经调制的功率信号二者都发送至这些静态线圈76，这些静态线圈进而跨越该旋转框架轨道66与该固定壳体80之间的空隙而在这些旋转线圈74中感应出对应的信号。

该螺线管控制器17将这些AC功率信号转换成在这些旋转线圈74下游的DC功率信号，以便在控制器17的控制下在选定的一些螺线管42中感应出电流。控制器17以及相关电子器件70将这些信号拆分并且引导这些信号来分开地控制该OWC16的制动侧和驱动侧（通过这些闭锁螺线管42来对这些逆向和前向支柱进行独立的控制和致动）。控制器17以及电子器件70还充当了通信总线以用于进行与该主控制器和该旋转离合器16'之间的控制数据或信号的发送和接收。所通信的内容的实例为：

向该主控制器发送一个信号来验证由一个位置传感器或换能器90所产生的“关”和“开”位置（反馈信号），该位置传感器或换能器被布置在该凹袋板34中邻近于其中的支柱39或紧邻该凹袋38。该位置传感器90可以包括埋在一种适当树脂中或被该树脂包围的、并且被布置在一个线圈壳体内的一个电磁线圈或感应器。这种所导致的传感器90被布置在板34中形成的一个空腔内或在该支柱39所在的凹袋38中。该线圈通过该微处理器被一个DC电压激励以便产生磁通量，只要该支柱39位于凹袋38中，该磁通量就流动穿过该线圈壳体、穿过支柱39的一部分、并且跨过该线圈壳体与支柱39之间的小的气隙。当支柱39从凹袋38中枢转出来时，磁通量被打断，而这个状况被该微处理器感测到。以这种方式，该微处理器对这些支柱39的状态或位置进行监测。

当系统中存在动力损失时，该OWC16变为“关”。一个信号被发送至离合器16'，表明动力是“开启”的。如果这个信号失效，则电子器件70中的一个或多个电容器（典型地被维持在充电状态）放电到这些螺线管42的线圈94和/或98中并且将这些螺线管42闭锁在其“切断”位置。

该控制系统有能力使用向这些螺线管42传送功率的同一个电路（即，控制器17和电子器件70）来进行控制数据和反馈信号的通信（即，该框架轨道66可以被修改以便添加多个传感器/该电子器件70/该控制器17）。

该螺线管控制器17可以包括一个经编程的微处理器以便控制初始化和支柱的致动，优选地通过直接或间接地控制以脉冲形式供应给这些螺线管42的电流，这些脉冲作为这些螺线管的驱动信号起作用。

控制器17的各种部件或功能可以通过如所展示的一个分开的控制器来实现，或者可以集成或合并到变速器10'或该主控制器之中，这取决于具体的应用和实现方式。该螺线管控制器17可以包括控制逻辑来控制AC信号，并且包括一个或多个切换装置（例如晶体管）来选择性地储存和回收来自一个或多个能量储存装置（例如电容器）的能量和/或来选择性地提供一种启动控制切换。于是，可以实施为硬件、软件或硬件与软件的组合的控制逻辑控制着对应的一个或多个支柱致动器以便实施该螺线管控制算法。

电功率的传递

现在参见图6，示出了本发明的优选实施例的一种单向电功率和双向数据通信设备，该设备耦联至一个主控制器和一个电功率源上。该设备一般为美国专利号5,231,265中所描述的类型。确切地说，该设备包括感应器或线圈74和76、一个调制器和功率驱动器电路系统、一个解调器、一个整流器、多个闭锁螺线管和位置传感器、一个数据回收和电压调节电路、一个切换和闭锁电路以及一个微处理器。该调制器和功率驱动器电路系统被耦合至该电功率源和主控制器上。>该调制器和功率驱动器电路系统将电功率信号从该源传递至该感应器74，该感应器进而将该电功率信号通过感应器74与76之间的磁通量而传递至感应器76。此后，感应器76将所接收的电功率信号耦联给该整流器。该整流器被耦联至各空腔64中所含的每个闭锁螺线管42上并且起作用来将此接收的电功率传递给由该微处理器所选择的一个闭锁螺线管42。另外，该整流器的输出被输入到一个电压调节器中，该电压调节器产生了该微处理器所要求水平上的一个DC输出电压。

在从感应器74接收到电功率信号时，感应器76将这个电信号输出给该整流器，该整流器对所接收的AC电功率信号进行整流以便获得一个DC信号，该DC信号被可控制地耦联至在各空腔64中布置的每个闭锁螺线管。当这个功率被耦联至这些单独的闭锁螺线管时，由于这些具有切换和闭锁电流的场效应晶体管，没有电功率流过从中流过。也就是说，这些单独的闭锁螺线管42各自被耦联到一个独有的场效应晶体管上。接着该整流器的输出被施加并且仅当其独有的关联场效应晶体管被使能或被该微处理器激活时流经其单独的闭锁螺线管42。如果与一个特定闭锁螺线管42相关联的该单独的场效应晶体管未被使能，则流向这个单独的闭锁螺线管42的电功率被阻断或阻止，并且因此这个闭锁螺线管42不激励。

该微处理器被耦联至每一个场效应晶体管上并且偶联至感测这些支柱39的位置的这些位置传感器90上。这些位置传感器90被布置在该框架轨道66中以便产生代表了由每个闭锁螺线管42致动的这些支柱39的位置的信号。这些位置信号被下载至该微处理器，在这里它们被该微处理器储存并且随后从这里输出。

双向数据通信

该调制器和功率驱动器电路系统具有一个从主控制器接收控制数据的输入端。该电路系统（从该功率源）接收的电功率信号由来自该主控制器的控制数据进行调制。该电路系统中的一个调谐电路具有一个共振频率。该共振频率提供了电功率从该电功率源向这些闭锁螺线管的有效传递。当希望将控制数据从主控制器12发射至这些闭锁螺线管时，将该控制数据被发射给该电路系统。该电路系统导致在感应器74中产生一个信号，该信号包括该电功率信号根据该控制数据进行的变化或调制。在发送了这样的控制数据之后，该电路系统接着将电功率传递至感应器76（经由感应器74），这种电功率基本上是无改变的或未经调制的。也就是说，来自该功率源的电功率信号是根据从该主控制器接收的控制数据来初始地进行改变的。以这种方式，可以将控制数据从该主控制器发射至该微处理器而不需要它们之间的物理连接或某些类型的附加通信设备。

不仅电功率是以脉冲形式被传递至这些单独的闭锁螺线管（目的是激活这些螺线管），而且相同的电功率信号是根据所希望从该主控制器发送至该微处理器的控制数据或反馈数据来进行修改或改变的。以这样的方式，这些螺线管和该螺线管控制器可以被布置在一个无法触及的空间中（因为在螺线管控制器与主控制器之间不必有物理连接），从而使得该螺线管控制器更加能适应不同的环境而同时维持总体设计的简单性。

当一个单独的场效应晶体管激活其关联的闭锁螺线管时，通过感应器76与感应器74之间的通量，一个负载被反映给感应器74。通过将该场效应晶体管周期性地激活和解除激活，该经编程的微处理器引起了感应器76与74之间的通量的变化。这个通量的出现和/或存在是由于上述在感应器76与74之间的电功率的传递。这种通量变化在本发明的优选实施例中被用来将反馈数据从该螺线管控制器经由解调器发送至该主控制器。这种反馈数据是通过该微处理器对这些场效应晶体管之一的选择性的激活和解除激活而给发射至该主控制器的。以这种方式，反馈数据（如支柱位置数据）可以从这些位置传感器90被传递至该螺线管控制器并且然后到达该主控制器，而不需要该螺线管控制器与该主控制器之间的物理连接。

图7是图4的整个动力传动系的截面视图。这是一种4速变速器，该变速器中合并有一个E-机器模块。该E-机器模块包括发电机/E-马达以及主驱动马达（E-马达）。有两个2向离合器将该IC发动机连接至该发电机/马达上（允许该发电机启动IC发动机的启动离合器、以及从IC发动机向发电机传递动力的一个驱动离合器）。另一个双向离合器将该主驱动E-马达（最右侧马达）连接至该变速器中的背面太阳轮（S2）上。还有一个1向离合器将该发电机/马达连接至该变速器中的行星架C上。

在该E-机器模块中，这些可控制的离合器被嵌入E-机器的转子中。这些E-机器及它们嵌入的离合器是按照变速器的通常情况来组合和放置的。

现在参见图9，在此示出了用于控制一个偶联或离合器组件的闭锁螺线管192的第二实施例。该偶联或离合器组件包括一个环形离合器片250，该环形离合器片具有形成在其上的至少一个锁定构形206以及一个环形凹袋构件或板（总体上表示为234）。板234的一个轴向延伸的内表面具有多个内花键以用于与一个交通工具变速器的转矩传送元件进行接合。板234的一个径向延伸的内面或表面形成有多个间隔开的逆向凹袋238，在这些逆向凹袋中接纳并固定了多个逆向支柱239以便在其中围绕一个枢轴204进行枢转，该枢轴将一个致动器140的一个端部210枢转地连接至支柱239上。致动器140的相反端部通常被一个螺旋弹簧200偏置到左边，该螺旋弹簧被布置在安装于致动器140上的一个圈190与一个圆柱形构件188的端部之间。每个逆向支柱239的一个接合部由该致动器140控制，该致动器具有一个磁闭锁螺旋管（总体上表示为142）的拱形柱塞或推销的形式。如图9中所示，该闭锁螺旋管142通过一个安装凸缘189被安装至空腔64内的开孔板218上，该安装凸缘通过一个锁定套环193被保持在一个端部壳体构件191上。多个安装构件214延伸穿过了贯通该凸缘189形成的多个孔212并且被固定至板218的一个表面上的多个锁定构形216上。可以使用另一个开孔板220来将板218固定至板234上。一个第二端部壳体构件186关闭了螺线管142的相反端部并且可以包括一个O形圈以用于密封目的。螺线管142还包括一个外部壳体构件199。

推销或致动器140（在图4中是在其完全伸出的位置中显示出的）与该螺线管142的电枢192一起在螺线管142内一起往复运动，这样使得销140在板234的一个通路243内往复运动。该圆柱形构件188的涂覆了特氟纶的内表面支持该推销140进行往复运动。锁定圈190随着销140移动。构件188在螺线管142的两个相反末端处被多个构件141支撑。电枢192被定位为邻近一个上部线圈组件194、一个永磁体196以及一个下部线圈组件198。这些线圈组件194和198包括埋在一种适当树脂197中的多个线圈。弹簧200和202使销140在其伸出位置与缩回位置之间偏置。例如，将弹簧200定位于圈190与构件188的一端之间，并且将弹簧202定位于构件188的另一端与销140的拱顶部分210的内表面之间。

通路243与一个框架轨道（总体上表示为66）的空腔64连通，螺线管142容纳在该空腔中、通过该凹袋238来致动其逆向支柱239的相反端部并且克服弹簧200的偏置。

虽然以上描述了多个示例性实施例，但并不意味着这些实施例描述了本发明的所有可能形式。而是，在说明书中使用的词语是描述而非限制性的词语，并且应理解的是，可以做出不同的改变而并不背离本发明的精神和范围。另外，可以对不同的实施例的特征进行组合以便形成本发明的进一步的实施例。

Claims (35)

1.一种包括变速器的车辆驱动系统，该系统包括：

一个复合行星齿轮组，该复合行星齿轮组包括第一、第二、第三和第四元件，该第二元件与该变速器的一个输出轴相连；

一个变速器壳体；

一个电动机，该电动机具有与该第一和第四元件相连的一个输出轴以用于响应于一个电信号而驱动该第一和第四元件从而获得所希望的传动比；以及

一个可控制的非摩擦式离合器组件，该离合器组件被非液压地控制以便在用于将该第四元件偶联至该电动机输出轴上的一种偶联状态与用于将该第四元件同该电动机输出轴解除偶联的一种解除偶联状态之间改变。

2.如权利要求1所述的系统，进一步包括一个可控制的非摩擦式制动器组件，该制动器组件具有用于将该第四元件偶联至该壳体上的一种偶联状态以及用于将该第四元件与该壳体解除偶联的一种解除偶联状态，该制动器组件被非液压地控制以便改变状态从而维持所希望的传动比。

3.如权利要求1所述的系统，进一步包括一个可控制的非摩擦式制动器组件，该制动器组件具有用于将该第三元件偶联至该壳体上的一种偶联状态以及用于将该第三元件与该壳体解除偶联的一种解除偶联状态，该制动器组件被非液压地控制以便改变状态从而维持所希望的传动比。

4.如权利要求1所述的系统，进一步包括可控制的非摩擦式第一和第二制动器组件，该第一制动器组件具有用于将该第四元件偶联至该壳体上的一种偶联状态以及用于将该第四元件与该壳体解除偶联的一种解除偶联状态，该第二制动器组件具有用于将该第三元件偶联至该壳体上的一种偶联状态以及用于将该第三元件与该壳体解除偶联的一种解除偶联状态，该第一和第二制动器组件被非液压地控制以便改变状态从而维持所希望的传动比。

5.如权利要求1所述的系统，其中该第一、第二、第三和第四元件对应地包括一个第一太阳轮、一个环齿轮、一个行星架以及一个第二太阳轮。

6.如权利要求1所述的系统，进一步包括一个非摩擦式离合器组件，该离合器组件被非液压地控制以便在用于将该第一元件偶联至该电动机输出轴上的一种偶联状态与用于将该第一元件同该电动机输出轴解除偶联的一种解除偶联状态之间改变。

7.如权利要求1所述的系统，其中该第三元件与一个动力站的输出轴相连，并且其中该系统进一步包括一个非摩擦式离合器组件，该离合器组件被非液压地控制以便在用于将该第三元件偶联至该动力站输出轴上的一种偶联状态与用于将该第三元件同该动力站输出轴解除偶联的一种解除偶联状态之间改变。

8.如权利要求1所述的系统，进一步包括一个具有输出轴的动力站，其中该系统进一步包括一个非摩擦式离合器组件，该离合器组件被非液压地控制以便在用于将该动力站输出轴偶联至一个发动机的输出轴上的一种偶联状态与用于将该动力站输出轴同该发动机输出轴解除偶联的一种解除偶联状态之间改变。

9.如权利要求1所述的系统，其中该电动机被用于响应于一个控制信号而进行再生制动。

10.如权利要求1所述的系统，其中该离合器组件包括一个超速偶联组件，该超速偶联组件在解除偶联状态下允许该第四元件相对于该电动机输出轴而惯性滑行。

11.如权利要求10所述的系统，其中该离合器组件包括：偶联至该第四元件上的一个第一构件、偶联至该电动机输出轴上的一个第二构件、以及用于在偶联状态下将该第一和第二构件选择性地偶联在一起的至少一个棘轮构件。

12.如权利要求1所述的系统，进一步包括一个机电设备以便响应于一个电功率信号来控制该离合器组件的状态。

13.如权利要求12所述的系统，其中该机电设备包括一个闭锁螺线管。

14.如权利要求1所述的系统，其中该电动机是安装在该壳体内的。

15.如权利要求1所述的系统，其中该系统包括多个非摩擦式的、被非液压地控制的偶联组件，这些偶联组件包括该离合器组件。

16.如权利要求15所述的系统，其中该多个非摩擦式的偶联组件包括至少一个单向制动器组件。

17.如权利要求1所述的系统，其中该变速器是一个自动变速器。

18.如权利要求1所述的系统，其中该变速器是一个用于机动车辆的、多速的有级速比变速器。

19.一种包括三速变速器的车辆驱动系统，该系统包括：

一个复合行星齿轮组，该复合行星齿轮组包括第一、第二、第三和第四元件，该第二元件与该变速器的一个输出轴相连；

一个变速器壳体；

一个电动机，该电动机具有与该第一和第四元件相连的一个输出轴以用于响应于一个电信号而驱动该第一和第四元件从而获得所希望的传动比；

可控制的非摩擦式第一和第二制动器组件，该第一制动器组件具有用于将该第四元件偶联至该壳体上的一种偶联状态以及用于将该第四元件与该壳体解除偶联的一种解除偶联状态，该第二制动器组件具有用于将该第三元件偶联至该壳体上的一种偶联状态以及用于将该第三元件与该壳体解除偶联的一种解除偶联状态，该第一和第二制动器组件被非液压地控制以便改变状态从而维持所希望的传动比；以及

一个非摩擦式离合器组件，该离合器组件被非液压地控制以便在用于将该第四元件偶联至该电动机输出轴上的一种偶联状态与用于将该第四元件同该电动机输出轴解除偶联的一种解除偶联状态之间改变。

20.如权利要求19所述的系统，其中该第一、第二、第三和第四元件对应地包括一个第一太阳轮、一个环齿轮、一个行星架以及一个第二太阳轮。

21.如权利要求19所述的系统，其中该电动机被用于响应于一个控制信号而进行再生制动。

22.如权利要求19所述的系统，其中该离合器组件包括一个超速偶联组件，该超速偶联组件在解除偶联状态下允许该第四元件相对于该电动机输出轴而惯性滑行。

23.如权利要求22所述的系统，其中该离合器组件包括：偶联至该第四元件上的一个第一构件、偶联至该电动机输出轴上的一个第二构件、以及用于在偶联状态下将该第一和第二构件选择性地偶联在一起的至少一个棘轮构件。

24.如权利要求19所述的系统，进一步包括一个机电设备以便响应于一个电功率信号来控制该离合器组件的状态。

25.如权利要求24所述的系统，其中该机电设备包括一个闭锁螺线管。

26.如权利要求19所述的系统，其中该电动机是安装在该壳体上的。

27.如权利要求19所述的系统，其中该变速器是一个自动变速器。

28.如权利要求19所述的系统，其中该变速器是一个用于机动车辆的、多速的有级速比变速器。

29.一种包括多速变速器的车辆驱动系统，该系统包括：

一个复合行星齿轮组，该复合行星齿轮组包括第一、第二、第三和第四元件，该第二元件与该变速器的一个输出轴相连并且该第三元件与一个动力站的输出轴相连；

一个变速器壳体；

一个电动机，该电动机具有与该第一和第四元件相连的一个输出轴以用于响应于一个电信号而驱动该第一和第四元件从而获得所希望的传动比；

可控制的非摩擦式第一和第二制动器组件，该第一制动器组件具有用于将该第四元件偶联至该壳体上的一种偶联状态以及用于将该第四元件与该壳体解除偶联的一种解除偶联状态，该第二制动器组件具有用于将该第三元件偶联至该壳体上的一种偶联状态以及用于将该第三元件与该壳体解除偶联的一种解除偶联状态，该第一和第二制动器组件被非液压地控制以便改变状态从而维持所希望的传动比；

一个非摩擦式第一离合器组件，该第一离合器组件被非液压地控制以便在用于将该第四元件偶联至该电动机输出轴上的一种偶联状态与用于将该第四元件同该电动机输出轴解除偶联的一种解除偶联状态之间改变；

一个非摩擦式第二离合器组件，该第二离合器组件被非液压地控制以便在用于将该第一元件偶联至该电动机输出轴上的一种偶联状态与用于将该第一元件同该电动机输出轴解除偶联的一种解除偶联状态之间改变；以及

一个非摩擦式第三离合器组件，该第三离合器组件被非液压地控制以便在用于将该第三元件偶联至该动力站输出轴上的一种偶联状态与用于将该第三元件同该动力站输出轴解除偶联的一种解除偶联状态之间改变。

30.如权利要求29所述的系统，其中该第一、第二、第三和第四元件对应地包括一个第一太阳轮、一个环齿轮、一个行星架以及一个第二太阳轮。

31.如权利要求29所述的系统，其中该电动机被用于响应于一个控制信号而进行再生制动。

32.一种包括多速变速器的车辆驱动系统，该系统包括：

一个具有输出轴的动力站；

一个复合行星齿轮组，该复合行星齿轮组包括第一、第二、第三和第四元件，该第二元件与该变速器的一个输出轴相连并且该第三元件与该动力站输出轴相连；

一个变速器壳体；

一个电动机，该电动机具有与该第一和第四元件相连的一个输出轴以用于响应于一个电信号而驱动该第一和第四元件从而获得所希望的传动比；

可控制的非摩擦式第一和第二制动器组件，该第一制动器组件具有用于将该第四元件偶联至该壳体上的一种偶联状态以及用于将该第四元件与该壳体解除偶联的一种解除偶联状态，该第二制动器组件具有用于将该第三元件偶联至该壳体上的一种偶联状态以及用于将该第三元件与该壳体解除偶联的一种解除偶联状态，该第一和第二制动器组件被非液压地控制以便改变状态从而维持所希望的传动比；

一个非摩擦式第一离合器组件，该第一离合器组件被非液压地控制以便在用于将该第四元件偶联至该电动机输出轴上的一种偶联状态与用于将该第四元件同该电动机输出轴解除偶联的一种解除偶联状态之间改变；

一个非摩擦式第二离合器组件，该第二离合器组件被非液压地控制以便在用于将该第一元件偶联至该电动机输出轴上的一种偶联状态与用于将该第一元件同该电动机输出轴解除偶联的一种解除偶联状态之间改变；

一个非摩擦式第三离合器组件，该第三离合器组件被非液压地控制以便在用于将该第三元件偶联至该动力站输出轴上的一种偶联状态与用于将该第三元件同该动力站输出轴解除偶联的一种解除偶联状态之间改变；以及

一个非摩擦式第四离合器组件，该第四离合器组件被非液压地控制以便在用于将该动力站输出轴偶联至一个发动机输出轴上的一种偶联状态与用于将该动力站输出轴同该发动机输出轴解除偶联的一种解除偶联状态之间改变。

33.如权利要求32所述的系统，其中该第一、第二、第三和第四元件对应地包括一个第一太阳轮、一个环齿轮、一个行星架以及一个第二太阳轮。

34.如权利要求32所述的系统，其中该电动机被用于响应于一个控制信号而进行再生制动。

35.如权利要求32所述的系统，其中该电动机和该动力站是安装在该壳体内的。

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