CN114076186B - 无级变速机构及动力总成 - Google Patents

Abstract

本发明属于变速器技术领域，具体包括一种无级变速机构及动力总成。无级变速机构包括第一行星齿轮组、第二行星齿轮组，第一行星齿轮组的第一齿圈与第二行星齿轮组的第二行星架相连，并且无级变速机构还包括：第一输入端；第二输入端；输出端，输出端与第一行星架相连；第一离合器，第一离合器设置在第一行星架和第二齿圈之间；第二离合器，第二离合器设置在第一行星架和第一太阳轮之间；第一制动器，其与第二齿圈配合；第二制动器，其配置成能够控制第二行星架及第一齿圈静止或允许其自由转动。该无级变速机构结构简单，能够高效平衡两个输入端输入的动力，实现多种连续变速，且在输出低转速时具有较大扭矩，具有广泛的适用范围。

Description

无级变速机构及动力总成

技术领域

本发明涉及变速器技术领域，具体提供一种无级变速机构及动力总成。

背景技术

随着车辆行业的蓬勃发展，汽车自动变速功能逐渐成为主流设计，但传统的变速器结构复杂，并且对驱动机的性能要求较高。在车辆低速行驶时需要提供较大扭矩，在车辆高速行驶时又需要提供较高转速，而高转速、高扭矩的驱动机成本高昂，进而导致高性能的自动变速车辆价格过于高昂。一般价位的车辆驱动机性能有限，普遍存在着因低速行驶时扭矩供应不足导致的加速慢、爬坡能力差的缺陷，或高速行驶时因转速供应不足导致的车速不高的缺陷。

发明内容

为了解决现有变速器结构复杂、低速扭矩不足或高速转速不足等技术问题，本发明提供了一种无级变速机构。该无级变速机构包括第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组包括第一太阳轮、第一齿圈、将所述第一太阳轮与所述第一齿圈啮合传动连接的第一行星轮、以及用于支承所述第一行星轮的第一行星架；第二行星齿轮组，所述第二行星齿轮组包括第二太阳轮、第二齿圈、将所述第二太阳轮与所述第二齿圈啮合传动连接的第二行星轮、以及用于支承所述第二行星轮的第二行星架；其中，所述第一齿圈与所述第二行星架相连，并且所述无级变速机构还包括：第一输入端，所述第一输入端与所述第一太阳轮相连；第二输入端，所述第二输入端与所述第二太阳轮相连；输出端，所述输出端与所述第一行星架相连；第一离合器，所述第一行星架能够通过所述第一离合器与所述第二齿圈相连，并且所述第一离合器配置成能够控制所述第一行星架和所述第二齿圈接合或分离；第二离合器，所述第一行星架能够通过所述第二离合器与所述第一太阳轮相连，并且所述第二离合器配置成能够控制所述第一行星架和所述第一太阳轮接合或分离；第一制动器，所述第一制动器与所述第二齿圈配合并配置成能够控制所述第二齿圈静止或允许其自由转动；和第二制动器，所述第二制动器配置成能够控制所述第二行星架及所述第一齿圈静止或允许其自由转动；通过所述第一离合器、所述第二离合器、所述第一制动器和所述第二制动器的配合控制能够使从所述第一输入端、所述第二输入端输入的动力在所述输出端输出多种转速。

本发明仅采用两组行星齿轮组组合装配，其结构简单，齿轮传动稳定。在第一输入端、第二输入端接入不同的动力源后，通过第一离合器、第二离合器、第一制动器及第二制动器的特定配合，能够高效平衡两个输入端输入的动力，并且能在输出端输出多种转速。在输出低转速时具有较大扭矩，并且拥有较高的转速上限，因此具有广泛的适用范围。另外，输出端输出的多种转速能够连续变化，实现无级变速，因此使用舒适性更佳。

在上述无级变速机构的优选技术方案中，所述第二离合器装配在所述第一输入端上并与所述第一太阳轮同轴设置。通过上述的配置，能够使无级变速机构的结构更简洁、紧凑，从而减小空间占用。

在上述无级变速机构的优选技术方案中，所述输出端包括与所述第一行星架相连的空心齿轮，所述空心齿轮与所述第一太阳轮同轴设置。通过上述的配置，能够使无级变速机构的结构更简洁、紧凑，从而减小空间占用。

在上述无级变速机构的优选技术方案中，所述第二制动器与所述第二行星架配合以控制所述第二行星架及所述第一齿圈静止或允许其自由转动。通过上述的配置，第二制动器可以选择性地集成设计在无级变速机构内部，从而提升美感及简洁程度。

在上述无级变速机构的优选技术方案中，所述第二制动器与所述第一齿圈配合以控制所述第二行星架及所述第一齿圈静止或允许其自由转动。通过上述的配置，可以使第二制动器置于无级变速机构的外部一侧，从而方便装配。

在上述无级变速机构的优选技术方案中，所述无级变速机构还包括壳体，所述第一制动器与所述壳体相对固定连接，和/或，所述第二制动器与所述壳体相对固定连接。通过上述的配置，能够使第一制动器、第二制动器的安装更简单、牢靠。

在上述无级变速机构的优选技术方案中，所述输出端输出第一转速时，所述第一太阳轮以第一方向定向转动，所述第二太阳轮以与所述第一方向相反的第二方向定向转动，所述第一制动器允许所述第二齿圈自由转动，所述第二制动器控制所述第二行星架及所述第一齿圈静止，所述第一离合器控制所述第一行星架及所述第二齿圈接合，并且所述第二离合器控制所述第一行星架及所述第一太阳轮分离。通过上述的配置，从第一输入端输入的动力能够通过第一行星齿轮组减速增扭输出，从第二输入端输入的动力能够通过第二行星齿轮组减速增扭输出，两者在输出端形成合力扭矩，使无级变速机构拥有较大的储备扭矩。当该无级变速机构用于车辆时，能够为车辆起步及提速时提供足够的加速度，并且在爬坡时提供更好的爬坡能力。

在上述无级变速机构的优选技术方案中，所述输出端输出第二转速时，所述第一太阳轮以所述第一方向定向转动，所述第二太阳轮以所述第一方向定向转动，所述第一制动器控制所述第二齿圈静止，所述第二制动器允许所述第二行星架及所述第一齿圈自由转动，所述第一离合器控制所述第一行星架及所述第二齿圈分离，并且所述第二离合器控制所述第一行星架及所述第一太阳轮分离。通过上述的配置，第二太阳轮以第一方向定向转动，第一制动器控制第二齿圈静止，第二行星架减速増扭输出。由于第二行星架与第一齿圈相连，因此第二输入端的动力通过第二行星齿轮组减速増扭传递到第一行星齿轮组的第一齿圈，促使第一齿圈以第一方向定向转动。同时，第一输入端的动力传递到第一太阳轮，促使第一太阳轮以第一方向定向转动。于是两股动力在第一行星齿轮组形成合力并通过第一行星架输出。在该优选技术方案中，第二行星齿轮组以固定的传动比减速增扭输出，保证输出端在输出第二转速时仍具有足够的储备扭矩。同时第二行星齿轮组通过带动第一齿圈转动，动态地调节第一行星齿轮组的传动比，使得第一输入端无需输入过高转速即可使输出端输出足够的转速。并且在调节过程中，第一行星齿轮组的传动比可以实现无级变化。

因此，无级变速机构能够有效地平衡第一输入端、第二输入端的动力输入，使得输出端输出第二转速时具有较大的变速范围，且能够保持足够的储备扭矩。

在上述无级变速机构的优选技术方案中，在所述第一离合器控制所述第一行星架及所述第二齿圈分离后，所述第二太阳轮停止转动。通过上述的配置，在第一行星架及第二齿圈分离后，第二太阳轮的运动状态将不再对输出端造成影响。因此该配置能够使无级变速机构的变速更流畅。随后第二太阳轮停止转动，能够进一步减小能耗。

在上述无级变速机构的优选技术方案中，在所述第一离合器控制所述第一行星架及所述第二齿圈分离后，所述第一制动器控制所述第二齿圈静止。通过上述的配置，通过第一制动器将第二齿圈制动，在第二齿圈静止的同时，与之啮合传动的第二太阳轮也将处于停转状态。该配置使得第一制动器能够通过第二齿圈对第二太阳轮实现间接制动。

在上述无级变速机构的优选技术方案中，所述输出端输出第三转速时，所述第一太阳轮以所述第一方向定向转动，所述第二太阳轮以所述第一方向定向转动，所述第一制动器允许所述第二齿圈自由转动，所述第二制动器允许所述第二行星架及所述第一齿圈自由转动，所述第一离合器控制所述第一行星架及所述第二齿圈接合，并且所述第二离合器控制所述第一行星架及所述第一太阳轮接合。通过上述的配置，第一行星齿轮组、第二行星齿轮组以传动比为1的状态将动力输出，从而使无级变速机构的输出端达到较高的转速。

在上述无级变速机构的优选技术方案中，在所述第二离合器控制所述第一行星架及所述第一太阳轮接合的同时，所述第一制动器允许所述第二齿圈自由转动。通过上述的配置，能够有效避免第二齿圈阻碍第一行星架的转速，以此保证输出端转速的稳定，使得变速更流畅。

在上述无级变速机构的优选技术方案中，在所述第一制动器允许所述第二齿圈自由转动之后，所述第一离合器控制所述第一行星架及所述第二齿圈接合。通过上述的配置，能够使第二行星齿轮组的传动比降低，从而使输出端输出更高的转速。

在上述无级变速机构的优选技术方案中，所述输出端输出倒车转速时，所述第一太阳轮以所述第二方向定向转动，所述第二太阳轮以所述第一方向定向转动，所述第一制动器允许所述第二齿圈自由转动，所述第二制动器控制所述第二行星架及所述第一齿圈静止，所述第一离合器控制所述第一行星架及所述第二齿圈接合，并且所述第二离合器控制所述第一行星架及所述第一太阳轮分离。通过上述的配置，能够实现输出端的反向转动。在反向转动过程中，从第一输入端输入的动力能够通过第一行星齿轮组减速增扭输出，从第二输入端输入的动力能够通过第二行星齿轮组减速增扭输出，两者在输出端形成合力扭矩，使无级变速机构拥有较大的储备扭矩。当该无级变速机构用于车辆时，能够使车辆的倒车具有更大的加速能力及爬坡能力。

本发明还提供了一种动力总成，该动力总成包括：第一驱动器；第二驱动器；和根据上述任一优选技术方案所述的无级变速机构，所述第一驱动器能够通过第一输入端带动第一太阳轮转动，并且所述第二驱动器能够通过第二输入端带动第二太阳轮转动。通过上述的配置，通过选配两个合适机型的驱动器，能够使输出端输出各种转速时，驱动器始终维持在高效工作区，使得该动力总成具有较高的工作效率，并且能够产生较大的转速范围。

另外，本发明的动力总成可以广泛用于多种类型的车辆，因此本发明还提供了一种车辆，该车辆包括底盘；和上述优选技术方案所述的动力总成，所述动力总成安装在所述底盘上。通过上述的配置，能够有效改善车辆的起步、提速加速度，增强车辆的爬坡能力，并且使车辆拥有较高的速度上限，从而综合性地改善车辆动力。

附图说明

下面结合附图来描述本发明的优选实施方式，附图中：

图1是本发明无级变速机构的一种实施例的结构示意图；

图2是本发明无级变速机构的一种实施例中输出端输出第一转速时的结构示意图；

图3是图2中输出端输出第一转速时第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的转速关系图；

图4是本发明无级变速机构的一种实施例中输出端输出第二转速时的结构示意图；

图5是图4中输出端输出第二转速时第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的转速关系图；

图6是本发明无级变速机构的一种实施例中输出端输出第三转速时的结构示意图；

图7是图6中输出端输出第三转速时第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的转速关系图；

图8是本发明无级变速机构的一种实施例中输出端输出倒车转速时的结构示意图；

图9是图8中输出端输出倒车转速时第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的转速关系图。

附图标记列表：

A、无级变速机构；A1、壳体；1、第一行星齿轮组；10、第一输入端；11、第一太阳轮；12、第一齿圈；13、第一行星架；14、第一行星轮；2、第二行星齿轮组；20、第二输入端；21、第二太阳轮；22、第二齿圈；23、第二行星架；24、第二行星轮；30、输出端；4、连接件；T1、第一驱动器；T2、第二驱动器；B1、第一制动器；B2、第二制动器；C1、第一离合器；C2、第二离合器。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了解决现有变速器结构复杂、低速扭矩不足或高速转速不足等技术问题，本发明提供一种无级变速机构A。该无级变速机构A包括第一行星齿轮组1，第一行星齿轮组1包括第一太阳轮11、第一齿圈12、将第一太阳轮11与第一齿圈12啮合传动连接的第一行星轮14、以及用于支承第一行星轮14的第一行星架13；第二行星齿轮组2，第二行星齿轮组2包括第二太阳轮21、第二齿圈22、将第二太阳轮21与第二齿圈22啮合传动连接的第二行星轮24、以及用于支承第二行星轮24的第二行星架23；其中，第一齿圈12与第二行星架23相连，并且无级变速机构A还包括：第一输入端10，第一输入端10与第一太阳轮11相连；第二输入端20，第二输入端20与第二太阳轮21相连；输出端30，输出端30与第一行星架13相连；第一离合器C1，第一离合器C1设置在第一行星架13和第二齿圈22之间，并配置成能够控制第一行星架13和第二齿圈22接合或分离；第二离合器C2，第二离合器C2设置在第一行星架13和第一太阳轮11之间，并配置成能够控制第一行星架13和第一太阳轮11接合或分离；第一制动器B1，第一制动器B1与第二齿圈22配合并配置成能够控制第二齿圈22静止或允许其自由转动；和第二制动器B2，第二制动器B2配置成能够控制第二行星架23及第一齿圈12静止或允许其自由转动；通过第一离合器C1、第二离合器C2、第一制动器B1和第二制动器B2的配合控制能够使从第一输入端10、第二输入端20输入的动力在输出端30输出多种转速。

需要说明的是，上文所述的“多种转速”是指每一种转速分别对应一个预定的转速区间或转速范围，而非某一具体转速值。当无级变速机构A的输出端30输出的转速处于对应的转速范围时，即认为该无级变速机构A输出对应的一种转速。

本发明还提供一种动力总成及一种车辆。该车辆可以是suv乘用车，也可以是自卸车、物流车或其他合适的车型。在一种或多种实施例中，该车辆包括底盘，该动力总成安装在该底盘上。在一种或多种实施例中，该底盘可以是整体式底盘。替代地，该底盘也可以是分体式底盘。在一种或多种实施例中，该动力总成包括第一驱动器T1、第二驱动器T2及无级变速机构A。其中，第一驱动器T1和第二驱动器T2均是电动机。替代地，第一驱动器T1和第二驱动器T2均是发动机。替代地，第一驱动器T1和第二驱动器T2中的一个为电动机，另一个为发动机。替代地，第一驱动器T1和第二驱动器T2可以分别为其他合适的动力源。

图1是本发明无级变速机构的一种实施例的结构示意图。如图1所示，无级变速机构A具有壳体A1，在壳体A1内设有第一行星齿轮组1和第二行星齿轮组2。在一种或多种实施例中，第一行星齿轮组1包括第一太阳轮11，以及与第一太阳轮11同轴设置的第一齿圈12。在一种或多种实施例中，第一太阳轮11与第一齿圈12处于同一平面，此时第一齿圈12套设在第一太阳轮11的外部。替代地，第一太阳轮11与第一齿圈12位于不同的平面。在一种或多种实施例中，在第一太阳轮11与第一齿圈12之间设有若干个第一行星轮14。第一行星轮14与第一太阳轮11的外齿啮合，并且与第一齿圈12的内齿啮合，以实现第一太阳轮11与第一齿圈12之间的啮合传动。在一种或多种实施例中，第一行星轮14的数量为3个。替代地，第一行星轮14的数量为2个、4个或其他合适的数量。如图1所示，在一种或多种实施例中，第一行星轮14通过第一行星架13支承在第一太阳轮11与第一齿圈12之间。

如图1所示，在一种或多种实施例中，第二行星齿轮组2包括第二太阳轮21，以及与第二太阳轮21同轴设置的第二齿圈22。在一种或多种实施例中，第二太阳轮21与第二齿圈22处于同一平面，此时第二齿圈22套设在第二太阳轮21的外部。替代地，第二太阳轮21与第二齿圈22位于不同的平面。在一种或多种实施例中，在第二太阳轮21与第二齿圈22之间设有若干个第二行星轮24。第二行星轮24与第二太阳轮21的外齿啮合，并且与第二齿圈22的内齿啮合，以实现第二太阳轮21与第二齿圈22之间的啮合传动。在一种或多种实施例中，第二行星轮24的数量为3个。替代地，第二行星轮24的数量为2个、4个或其他合适的数量。如图2所示，在一种或多种实施例中，第二行星轮24通过第二行星架23支承在第二太阳轮21与第二齿圈22之间。

如图1所示，在一种或多种实施例中，第一齿圈12与第二行星架23之间通过连接件4固定连接，以实现第一行星齿轮组1与第二行星齿轮组2的稳定连接。替代地，第一行星架13与第二齿圈22之间通过焊接或其他合适的方式或结构形成紧固连接。

如图1所示，在一种或多种实施例中，第一驱动器T1通过第一输入端10与第一太阳轮11相连。第二驱动器T2通过第二输入端20与第二太阳轮21相连。在一种或多种实施例中，第一输入端10和第二输入端20可以分别为第一输入轴和第二输入轴。替代地，第一输入端10和第二输入端20可以分别为其他合适的结构。在一种或多种实施例中，无级变速机构A的输出端30与第一行星架13固定连接并从第一行星齿轮组1的一侧伸出。具体地，输出端30与第一输入端10位于第一行星齿轮组1的同侧。替代地，输出端30从其他合适位置伸出。在一种或多种实施例中，输出端30包括空心齿轮。该空心齿轮与第一太阳轮11同轴设置。替代地，输出端30为其他合适的结构。

如图1所示，在一种或多种实施例中，在壳体A1与第二齿圈22之间设置有第一制动器B1，以实现对第二齿圈22的控制。具体地，第一制动器B1与壳体A1之间通过焊接固定连接。替代地，第一制动器B1通过其他合适的方式固定安装在壳体A1上。在一种或多种实施例中，第一制动器B1是摩擦控制器。替代地，第一制动器B1为液力控制器、磁粉控制器或其他合适的类型。

如图1所示，在一种或多种实施例中，在壳体A1与第二行星架23之间设置有第二制动器B2，以实现对第二行星架23及第一齿圈12的控制。在一种或多种实施例中，第二制动器B2与壳体A1之间通过焊接固定连接。替代地，第二制动器B2通过其他合适的方式固定安装在壳体A1上。在一种或多种实施例中，第二制动器B2可以是摩擦控制器。替代地，第二制动器B2为液力控制器、磁粉控制器或其他合适的类型。容易想到地是，为了实现对第二行星架23及第一齿圈12的控制，第二制动器B2还可以设置在壳体A1与第一齿圈12之间。替代地，第二制动器B2还可以设置在壳体A1与连接件4之间。

如图1所示，在一种或多种实施例中，在第一行星架13和第二齿圈22之间设有第一离合器C1。在一种或多种实施例中，第一离合器C1为液力离合器。替代地，第一离合器C1为摩擦离合器、电磁离合器或其他合适的类型。

如图1所示，在一种或多种实施例中，在第一行星架13和第一太阳轮11之间设有第二离合器C2。在一种或多种实施例中，第二离合器C2为液力离合器。替代地，第二离合器C2为摩擦离合器、电磁离合器或其他合适的类型。在一种或多种实施例中，第二离合器C2装配在第一输入端10上并与第一太阳轮11同轴设置。替代地，第二离合器C2安装在其他合适的位置。

根据行星齿轮的基本原理，太阳轮、齿圈和行星架三个构件，任意两个构件的转速确定的话，另外一个构件的转速也是确定的，并且他们的转速关系根据太阳轮齿数和齿圈齿数成相应的比例关系。当任意两个构件的转速相同的话，另外一个构件的转速也是相同的。

图2是本发明无级变速机构的一种实施例中输出端输出第一转速时的结构示意图；图3是图2中输出端输出第一转速时第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的转速关系图。如图2和图3所示，在一种或多种实施例中，对各构件的转速做如下定义：

第一驱动器T1、第一输入端10和第一太阳轮11的转速相同，定义为N1；

第二驱动器T2、第二输入端20和第二太阳轮21的转速相同，定义为N2；

第一齿圈12和第二行星架23的转速相同，定义为N3；

输出端30和第一行星架13的转速相同，定义为N4；

第二齿圈22的转速定义为N5。

在一种或多种实施例中，以第一太阳轮11作为输入、第一行星架13作为输出并且第一齿圈12静止时，第一行星齿轮组1具有第一传动比i1。以第二太阳轮21作为输入、第二齿圈22作为输出并且第二行星架23静止时，第二行星齿轮组2具有第二传动比i2。在一种或多种实施例中，第一传动比i1大于第二传动比i2。替代地，第一传动比i1小于或等于第二传动比i2。

在一种或多种实施例中，通过第一离合器C1、第二离合器C2、第一制动器B1和第二制动器B2四个部件不同控制状态的组合，能够使输出端30输出多种转速时对应的第一驱动器T1和第二驱动器T2处于高效工作状态，从而有效提高整体效率。

如图2和图3所示，在一种或多种实施例中，当车辆使用第一转速起步时，无级变速机构A处于如下的第一状态：第一太阳轮11以第一方向定向转动，第二太阳轮21以与第一方向相反的第二方向定向转动，第一制动器B1允许第二齿圈22自由转动，第二制动器B2控制第二行星架23及第一齿圈12静止，第一离合器C1控制第一行星架13及第二齿圈22接合，并且第二离合器C2控制第一行星架13及第一太阳轮11分离。

在该第一状态下，第一驱动器T1驱动第一太阳轮11以第一方向转动，转速为N1。在一种或多种实施例中，该第一方向为顺时针方向。替代地，该第一方向为逆时针方向。以顺时针为第一方向为例，第一太阳轮11的转速为N1，方向顺时针。由于第一齿圈12被第二制动器B2制动，所以第一齿圈12的转速N3为0。第一行星架13的转速为N4，方向顺时针。对于第一行星齿轮组1来说，第一太阳轮11输入，第一齿圈12固定，第一行星架13以固定的传动比i1减速増扭输出。

在该第一状态下，第二驱动器T2驱动第二太阳轮21以逆时针方向（与第一方向相反的第二方向）定向转动，转速为N2。由于第二行星架23被第二制动器B2制动，所以第二行星架23的转速N3为0。第二齿圈22的转速为N5，方向顺时针。对于第二行星齿轮组2来说，第二太阳轮21输入，第二行星架23固定，第二齿圈22按传动比i2减速増扭输出。

由于第一行星架13和第二齿圈22通过第一离合器C1相连，因此，第一行星架13的转速N4和第二齿圈22的转速N5大小相同，方向顺时针。由于输出端30与第一行星架13相连，因此输出端30输出的转速为N4，方向顺时针。因此，在车辆起步时，第一驱动器T1和第二驱动器T2协同工作，第一驱动器T1的输入扭矩经过第一行星齿轮组1放大i1倍，第二驱动器T2的输入扭矩经过第二行星齿轮组2放大i2倍，然后在第一行星架13上形成合力扭矩后由输出端30输出。因此，在该第一状态下，无级变速机构A能够提供较大的储备扭矩，车辆在起步时具有更好地加速效果，在爬坡时具有更好地爬坡能力。在该第一状态下，第一驱动器T1、第二驱动器T2能够处于高效工作状态。

在车辆起步后，第一驱动器T1的转速N1及第二驱动器T2的转速N2不断提升，输出端30的转速N4不断提升，车速提升并逐渐进入第二转速行驶状态。在一种或多种实施例中，通过第一离合器C1控制第一行星架13及第二齿圈22分离，此时第二齿圈22空转，第二驱动器T2的动力将不会对输出端30产生影响。在一种或多种实施例中，使第二驱动器T2停止工作以降低能耗，此时第二太阳轮21逐渐停转。在一种或多种实施例中，通过第一制动器B1控制第二齿圈22静止，以此促使第二太阳轮21更快地停转。替代地，通过制动开关或其他合适的方式使第二太阳轮21更快地停转。在第二齿圈22、第二太阳轮21均停止后，车辆由第一驱动器T1单独带动。在一种或多种实施例中，启动第二驱动器T2并使其顺时针转动，同时打开第二制动器B2，使其允许第二行星架23及第一齿圈12自由转动，以综合利用第一驱动器T1和第二驱动器T2，进一步增强车辆的综合性能。

图4是本发明无级变速机构的一种实施例中输出端输出第二转速时的结构示意图；图5是图4中输出端输出第二转速时第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的转速关系图。如图4和图5所示，在一种或多种实施例中，当输出端30的转速N4进入第二转速的区间范围（车辆中速行驶）时，无级变速机构A处于如下的第二状态：第一太阳轮11以第一方向定向转动，第二太阳轮21以第一方向定向转动，第一制动器B1控制第二齿圈22静止，第二制动器B2允许第二行星架23及第一齿圈12自由转动，第一离合器C1控制第一行星架13及第二齿圈22分离，并且第二离合器C2控制第一行星架13及第一太阳轮11分离。

在该第二状态下，第二驱动器T2驱动第二太阳轮21顺时针转动，转速为N2。第二齿圈22被第一制动器B1制动，第二齿圈22的转速N5为0。第二行星架23的转速为N3，方向顺时针。对于第二行星齿轮组2来说，第二太阳轮21输入，第二齿圈22固定，第二行星架23以固定的传动比减速増扭输出。

在该第二状态下，第一驱动器T1驱动第一太阳轮11保持顺时针转动，转速为N1。由于第一齿圈12与第二行星架23相连，因此第一齿圈12和第二行星架23的转速相同为N3，方向顺时针；第一行星架13的转速为N4，方向顺时针。对于第一行星齿轮组1来说，第一太阳轮11输入，第一齿圈12以变动的转速顺时针转动，第一行星架13以变动的传动比向外输出动力。在该第二状态下，第二行星齿轮组2通过带动第一齿圈12转动，动态地调节第一行星齿轮组1的传动比，使得第一输入端10无需输入过高转速即可使输出端30输出足够的转速。在调节过程中，第一行星齿轮组1的传动比可以实现无级变化。

由于输出端30与第一行星架13相连，因此输出端30输出的转速为N4，方向顺时针。因此，在车辆中速行驶时，第一驱动器T1和第二驱动器T2协同工作，第二行星齿轮组2以固定传动比将第二驱动器T2的输入扭矩放大输出，为输出端30提高足够的储备扭矩。第一行星齿轮组1以变动的传动比将第一驱动器T1的输入扭矩放大输出。然后在第一行星架13上形成合力扭矩后由输出端30输出。因此，在该第二状态下，无级变速机构A能够有效地平衡第一输入端10、第二输入端20的动力输入，使得输出端30输出第二转速时具有较大的变速范围，且能够保持足够的储备扭矩。变动的合力扭矩能够在车速降低时提供较大的扭矩；在车速较高时能够在维持足够的转速的基础上使第一驱动器T1和第二驱动器T2处于高效工作状态，从而有效平衡车辆的性能和能耗。

当车速进一步提升（输出端的转速从第二转速到达第三转速）时，在一种或多种实施例中，通过第二离合器C2控制第一行星架13及第一太阳轮11接合，同时打开第一制动器B1并使其允许第二齿圈22自由转动。此时第一行星架13与第一太阳轮11转速逐渐相同，相应地第一行星齿轮组1的传动比为1。容易理解地是，第一制动器B1的打开时机也可以晚于第二离合器C2的接合时机。在第一制动器B1允许第二齿圈22自由转动后，第二驱动器T2的动力无法经第二行星齿轮组2传递至输出端30，因此，通过第一离合器C1控制第一行星架13及第二齿圈22接合，使第二齿圈22与第一行星架13的转速逐渐相同。此时第二驱动器T2的动力能够通过第二行星齿轮组2传递至输出端30。

图6是本发明无级变速机构的一种实施例中输出端输出第三转速时的结构示意图；图7是图6中输出端输出第三转速时第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的转速关系图。如图6和图7所示，在一种或多种实施例中，当输出端30的转速N4进入第三转速的区间范围（车辆高速行驶）时，无级变速机构A处于如下的第三状态：第一太阳轮11以第一方向定向转动，第二太阳轮21以第一方向定向转动，第一制动器B1允许第二齿圈22自由转动，第二制动器B2允许第二行星架23及第一齿圈12自由转动，第一离合器C1控制第一行星架13及第二齿圈22接合，并且第二离合器C2控制第一行星架13及第一太阳轮11接合。

在该第三状态下，第一驱动器T1驱动第一太阳轮11保持顺时针转动，转速为N1。由于第一太阳轮11与第一行星架13通过第二离合器C2接合，因此第一齿圈12的转速N3、第一太阳轮11的转速N1以及第一行星架13的转速N4均相同。此时第一行星齿轮组1的传动比为1。

在该第三状态下，第二驱动器T2驱动第二太阳轮21保持顺时针转动，转速为N2。由于第二行星架23与第一齿圈12相连，第二齿圈22与第一行星架13通过第一离合器C1相连，因此，第二太阳轮21的转速N2、第二齿圈22的转速N5以及第二行星架23的转速N3均相同。此时第二行星齿轮组2的传动比为1。

因此，在该第三状态下，第一驱动器T1和第二驱动器T2均能够以高效工作状态协同工作，两者在第一行星架13处形成合力扭矩对外输出，维持车辆高速行驶。

图8是本发明无级变速机构的一种实施例中输出端输出倒车转速时的结构示意图；图9是图8中输出端输出倒车转速时第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的转速关系图。如图8和图9所示，在一种或多种实施例中，在车辆倒车时，无级变速机构A处于如下的第四状态：第一太阳轮11以第二方向定向转动，第二太阳轮21以第一方向定向转动，第一制动器B1允许第二齿圈22自由转动，第二制动器B2控制第二行星架23及第一齿圈12静止，第一离合器C1控制第一行星架13及第二齿圈22接合，并且第二离合器C2控制第一行星架13及第一太阳轮11分离。

与无级变速机构A的第一状态相比，该第四状态的第一制动器B1、第二制动器B2、第一离合器C1和第二离合器C2的控制状态不变，仅将第一太阳轮11、第二太阳轮21的转动方向改变，以此实现输出端30的反向，进而实现倒车。在该第四状态下，第一驱动器T1和第二驱动器T2协同工作，第一驱动器T1的输入扭矩经过第一行星齿轮组1放大i1倍，第二驱动器T2的输入扭矩经过第二行星齿轮组2放大i2倍，然后在第一行星架13上形成合力扭矩后由输出端30输出。此时无级变速机构A能够提供较大的储备扭矩，方便车辆爬坡及倒车加速，有效提高车辆的机动性。

需要说明地是，第一转速并非与无级变速机构A的第一状态唯一对应，相应地，第二转速、第三转速及倒车转速也并非与无级变速机构A的第二状态、第三状态及第四状态唯一对应。容易理解地是，根据第一驱动器T1、第二驱动器T2的选型不同，以及第一行星齿轮组1、第二行星齿轮组2的传动比的数值关系，在输出端30输出第一转速时，可以匹配无级变速机构A的第二状态、第三状态或第四状态，以使得各驱动器处于最佳的工作状态。相应地，在输出端30输出第二转速、第三转速或倒车转速时，也可以从无级变速机构A的多种状态中选择最佳的状态。

上述实施例中虽然没有穷尽各种组合方式，但以上各种可能的匹配组合均应属于本发明的创新构思范围内，因此这些匹配组合都应属于本发明的保护范围内。

需要再次说明地是，上文所述的第一转速、第二转速、第三转速及倒车转速分别对应一个预定的转速范围，而非具体某一转速值。当无级变速机构A的输出端30输出的转速处于对应的转速范围时，即认为该无级变速机构A输出对应的转速。比如，无级变速机构A的输出端30输出的转速位于第一转速对应的转速范围时，即认为该无级变速机构A输出第一转速。其他以此类推。上述表达方式仅为了方便理解，并非用于限制保护范围。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种无级变速机构，所述无级变速机构包括：

第一行星齿轮组，所述第一行星齿轮组包括第一太阳轮、第一齿圈、将所述第一太阳轮与所述第一齿圈啮合传动连接的第一行星轮、以及用于支承所述第一行星轮的第一行星架；

第二行星齿轮组，所述第二行星齿轮组包括第二太阳轮、第二齿圈、将所述第二太阳轮与所述第二齿圈啮合传动连接的第二行星轮、以及用于支承所述第二行星轮的第二行星架；其特征在于，

所述第一齿圈与所述第二行星架相连，并且

所述无级变速机构还包括：

第一输入端，所述第一输入端与所述第一太阳轮相连；

第二输入端，所述第二输入端与所述第二太阳轮相连；

输出端，所述输出端与所述第一行星架相连；

第一离合器，所述第一行星架能够通过所述第一离合器与所述第二齿圈相连，并且所述第一离合器配置成能够控制所述第一行星架和所述第二齿圈接合或分离；

第二离合器，所述第一行星架能够通过所述第二离合器与所述第一太阳轮相连，并且所述第二离合器配置成能够控制所述第一行星架和所述第一太阳轮接合或分离；

第一制动器，所述第一制动器与所述第二齿圈配合并配置成能够控制所述第二齿圈静止或允许其自由转动；和

第二制动器，所述第二制动器配置成能够控制所述第二行星架及所述第一齿圈静止或允许其自由转动；通过所述第一离合器、所述第二离合器、所述第一制动器和所述第二制动器的配合控制能够使从所述第一输入端、所述第二输入端输入的动力在所述输出端输出多种转速。

2.根据权利要求1所述的无级变速机构，其特征在于，所述第二离合器装配在所述第一输入端上并与所述第一太阳轮同轴设置。

3.根据权利要求1所述的无级变速机构，其特征在于，所述输出端包括与所述第一行星架相连的空心齿轮，所述空心齿轮与所述第一太阳轮同轴设置。

4.根据权利要求1所述的无级变速机构，其特征在于，所述第二制动器与所述第二行星架配合以控制所述第二行星架及所述第一齿圈静止或允许其自由转动。

5.根据权利要求1所述的无级变速机构，其特征在于，所述第二制动器与所述第一齿圈配合以控制所述第二行星架及所述第一齿圈静止或允许其自由转动。

6.根据权利要求1所述的无级变速机构，其特征在于，所述无级变速机构还包括壳体，所述第一制动器与所述壳体相对固定连接，和/或，所述第二制动器与所述壳体相对固定连接。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的无级变速机构，其特征在于，所述输出端输出第一转速时，所述第一太阳轮以第一方向定向转动，所述第二太阳轮以与所述第一方向相反的第二方向定向转动，所述第一制动器允许所述第二齿圈自由转动，所述第二制动器控制所述第二行星架及所述第一齿圈静止，所述第一离合器控制所述第一行星架及所述第二齿圈接合，并且所述第二离合器控制所述第一行星架及所述第一太阳轮分离。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的无级变速机构，其特征在于，所述输出端输出第二转速时，所述第一太阳轮以第一方向定向转动，所述第二太阳轮以所述第一方向定向转动，所述第一制动器控制所述第二齿圈静止，所述第二制动器允许所述第二行星架及所述第一齿圈自由转动，所述第一离合器控制所述第一行星架及所述第二齿圈分离，并且所述第二离合器控制所述第一行星架及所述第一太阳轮分离。

9.根据权利要求8所述的无级变速机构，其特征在于，在所述第一离合器控制所述第一行星架及所述第二齿圈分离后，所述第二太阳轮停止转动。

10.根据权利要求9所述的无级变速机构，其特征在于，在所述第一离合器控制所述第一行星架及所述第二齿圈分离后，所述第一制动器控制所述第二齿圈静止。

11.根据权利要求1-6中任一项所述的无级变速机构，其特征在于，所述输出端输出第三转速时，所述第一太阳轮以第一方向定向转动，所述第二太阳轮以所述第一方向定向转动，所述第一制动器允许所述第二齿圈自由转动，所述第二制动器允许所述第二行星架及所述第一齿圈自由转动，所述第一离合器控制所述第一行星架及所述第二齿圈接合，并且所述第二离合器控制所述第一行星架及所述第一太阳轮接合。

12.根据权利要求11所述的无级变速机构，其特征在于，在所述第二离合器控制所述第一行星架及所述第一太阳轮接合的同时，所述第一制动器允许所述第二齿圈自由转动。

13.根据权利要求12所述的无级变速机构，其特征在于，在所述第一制动器允许所述第二齿圈自由转动之后，所述第一离合器控制所述第一行星架及所述第二齿圈接合。

14.根据权利要求1-6中任一项所述的无级变速机构，其特征在于，所述输出端输出倒车转速时，所述第一太阳轮以第二方向定向转动，所述第二太阳轮以第一方向定向转动，所述第一制动器允许所述第二齿圈自由转动，所述第二制动器控制所述第二行星架及所述第一齿圈静止，所述第一离合器控制所述第一行星架及所述第二齿圈接合，并且所述第二离合器控制所述第一行星架及所述第一太阳轮分离。

15.一种动力总成，其特征在于，所述动力总成包括：

第一驱动器；

第二驱动器；和

根据权利要求1-14中任一项所述的无级变速机构，所述第一驱动器能够通过第一输入端带动第一太阳轮转动，并且所述第二驱动器能够通过第二输入端带动第二太阳轮转动。

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