CN1743698B - 利用选择性固定比率操作的电可变传动装置 - Google Patents

利用选择性固定比率操作的电可变传动装置 Download PDF

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Abstract

一种电可变传动装置包括：输入部件，用于从发动机接收功率；输出部件；第一和第二电动机/发电机；以及第一和第二差动啮合的行星齿轮组，每一个行星齿轮组都具有第一、第二和第三齿轮部件。输入部件连续地连接到第一行星齿轮组的第一部件，而输出部件连续地连接到第二行星齿轮组的第一部件。第一电动机/发电机连续地连接到第一行星齿轮组的第二部件并选择性地连接到第二行星齿轮组的第二部件。第二电动机/发电机连续地连接到第二行星齿轮组的第三部件。五个或六个动力传递装置选择性地把所述各行星齿轮组的各部件彼此连接或接地。动力传递装置可以以两个或三个为一组的组合形式啮合在一起，以便提供五个或六个固定速率比。

Description

利用选择性固定比率操作的电可变传动装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2004年9月1日提交的美国临时申请60/606,359的优先权，所述申请通过引用被全部包括在本文中。
技术领域
本发明涉及既在功率分配可变传动比范围上，又在多达6个固定速率比上具有选择性操作的电可变传动装置。
背景技术
内燃机，特别是往复式活塞内燃机，目前驱动着大部分车辆。这样的发动机是用以把燃料形式的高度集中的能量转化为机械功率的效率相对较高、紧凑、重量轻、成本较低的机械。能够与内燃机配合使用的可以减少消耗和污染物排放的新型传动系统，可能对公众具有巨大利益。
通常车辆对内燃机提出的所需的多样性增大了燃料消耗和污染物排放，超出这样的发动机的理想状态。一般，车辆由这样的发动机驱动，它用小型电动机和电力存储量相对较小的电池组从冷却状态启动，然后被迅速置于推进和辅助设备的负载状态。这样的发动机也在很宽的速度范围和负载范围内，一般平均在其最大功率约1/5的功率下运行。
车辆传动装置一般把来自发动机的机械功率传递到驱动系统的其余部分。诸如固定的最终驱动齿轮、轴和车轮。一般的机械传动装置允许在发动机运行上有某种自由度，一般通过以下方式来实现所述自由度：交替地选择5个或6个不同的传动比、一个在车辆静止的情况下允许发动机操作辅助设备并允许离合器或转矩变换器在各传动比之间平滑过渡和在发动机旋转的情况下使车辆从静止中启动的中性选择。传动装置齿轮选择一般允许来自发动机的功率以转矩倍增而速度减小的比率、以被称为超速传动的转矩减小而速度倍增的比率，或以相反的比率传递到驱动系统的其余部分。
发电机可以把来自发动机的机械功率转变为电功率，而电动机可以反向把电功率转变成车辆驱动系统的其余部分的不同转矩和速度。这种配置允许在发动机和驱动系统其余部分之间在电力机械的限额内连续地改变转矩和速度的比率。可以把用作推力功率源的存储电力的电池组加到这样的配置中，形成一种串联混合式电力驱动系统。
所述串联混合式系统允许发动机在某种程度上独立于转矩、速度和推进车辆所需的功率而运行，以便针对排放物和效率的改进而控制发动机。这种系统允许安装在发动机上的电力机械起启动发动机的电动机的作用。所述系统还允许安装在传动系上的电力机械起发电机的作用，通过再生制动从车辆减速中把能量回收到电池组。要在发电机中把发动机的全部功率从机械功率转换为电力，并在驱动电动机中从电力转换为机械功率，需要有足够大的电力机械，串联电力传动的缺点是重量大、成本高和这些转换中有用能量的损失。
一种功率分配的传动装置可以使用一般理解为”差动齿轮装置”的来实现输入和输出之间的连续可变的转矩和速度的比率。电可变传动装置可以利用差动齿轮装置通过一对电动机/发电机来发送它传输的一部分功率。其功率的其余部分通过另一条平行的，亦即全机械的和直接的、固定比率的，或可替代选择的路径流动。
本专业技术人员众所周知的差动齿轮装置的一种形式可以是行星齿轮组。行星齿轮装置一般是差动齿轮装置发明中采用的推荐的实施例，其优点是紧凑和在行星齿轮组中所有部件之间不同的转矩和速度的比率。但是，不用行星齿轮组也可以构造本发明，诸如在一种配置中利用伞齿轮或其他齿轮，其中齿轮组中至少一个零件的旋转速度总是另外两个零件速度的加权平均。
混合式电力车辆传动系统还包括一个或多个电能贮存装置。典型的装置是化学电力贮存电池组，但也可以包括电动飞轮等电容式装置或机械装置。电能贮存装置允许传动系统向车辆输出的机械功率不同于发动机向传动系统输入的机械功率。电池组或其他装置还考虑到利用传动系统的发动机启动并且考虑到车辆的再生制动。
车辆中的电可变传动装置可以简单地把来自发动机输入的机械功率传送到最终驱动输出。为了做到这一点，由一个电动机/发电机产生的电功率与由另一个电动机/发电机消耗的电力损失和电功率保持平衡。车辆中的混合式电可变传动装置包括电能贮存装置电池组，所以一个电动机/发电机产生的电功率可以大于或小于另一个消耗的电功率。来自电池组的电功率有时允许两个电动机/发电机都起电动机的作用，特别是协助发动机使车辆加速。两个电动机有时可以都起发电机的作用，特别是在车辆再生制动时对电池组进行充电。
串联混合式传动装置的成功的代替方案是现在为客运公共汽车生产的双范围、输入分配和组合分配的电可变传动装置。这样一种传动装置利用输入装置从车辆发动机接收功率，并且利用功率输出装置来传递功率以便驱动车辆。第一和第二电动机/发动机可以连接到能量贮存装置，诸如电池组，使得能量贮存装置可以从第一和第二电动机/发电机接收功率并向其提供功率。控制装置调节能量贮存装置和电动机/发电机中间以及第一和第二电动机/发电机之间的功率流。
可以通过利用具有第一和第二动力传递装置性质的离合器来选择性地实现第一或第二可变传动比运行方式下的运行。在第一方式下，通过应用第一离合器来形成输入功率分配速率比范围，而传动装置的输出速度与一个电动机/发电机的速度成正比。在第二方式下，通过应用第二离合器来形成组合功率分配速率比范围，而传动装置的输出速度不与任何一个电动机/发电机的速度成正比，而是两个电动机/发电机速度的代数线性组合。可以通过同时应用两个离合器来选择性地实现固定传动速率比下的运行。可以通过同时释放两个离合器使发动机和两个电动机/发电机与传动装置的输出分离，来选择性地实现中性方式下的传动运行。
双范围、输入分配和组合分配电可变传动装置可以用两组行星齿轮装置或三组行星齿轮装置构造。另外，某些实施例可以利用三个动力传递装置(两个选择传动装置所需的运行方式，而第三个选择性地使传动装置与发动机分离)。在其他实施例中，三个动力传递装置全都可以利用来选择所需的运行方式。
2003年3月4日发布的与本申请共同转让的Holmes等人的美国专利No.6,527,658公开了一种电可变传动装置，它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、组合分配、中性和倒退运行方式。两个行星齿轮组可以都是简单的或者一个是单独组合的。电控制构件调节能量贮存装置和两个电动机/发电机中间的功率流。所述传动装置提供电可变传动装置(EVT)运行的两个范围或方式，选择性地提供输入功率分配速率比范围和组合功率分配速率比范围。也可以选择性地实现一个固定速率比。
发明内容
本发明通过提供附加离合器以增强传动装置的运行、允许附加的固定速率比并且允许附加的组合功率分配速率比范围，来改进上面引述的先有技术传动装置。本发明的一个目的是，为给定的发动机提供可能的最佳能量效率和排放物。另外，力求实现传动装置的最优性能、容量、包装尺寸和变速范围。
固定速率比是这样一种运行状态，即，传动装置的机械功率输入以机械方式传递到输出，而不需要通过电动机/发电机的功率流。可以选择性地实现几个固定的运行速率比，接近发动机全功率运行的电可变传动装置，对于给定的最大容量而言，可以比较小也比较轻。当在不使用电动机/发电机的情况下发动机的速度接近其最佳速度时，固定比率运行还可以导致较低的燃料消耗。
与两个速度范围(C1和C2)中每一个只具有一个离合器的先有技术电可变传动装置相比，本发明减少通过电力路径的功率流，减少电力组件成本和功率损失。通过提供第三个离合器(C3)，这些电动机中的一个从而锁定在传动装置机壳上，以便和C2的应用一起提供附加的固定速率比，以允许高速巡航，同时改进传动效率。
可以以”锁定离合器”或”直接驱动离合器”的形式提供第四离合器(C4)，以便把一个行星齿轮组的零件锁定在一起。所述离合器允许所述传动装置在两个附加的固定速率比下传递转矩和速度：低比率，C1和C4啮合并通过另一个行星齿轮组减速；和直接驱动比率，C2和C4啮合。与通过电动机/发电机动作和单独使用C1或C2的类似比率相比，C4离合器的动作在这些固定比率下允许所述传动装置传递更大的转矩和功率。C4离合器使卡车或类似的车辆能够为传递或拖拉和牵引重负载而实现最大功率。C4能够把较小的电力组件与高功率发动机一起使用，对个人卡车来说这是一种可行的组合。
可以额外增加第四离合器(C4B)来提供六个固定比率。
另外，可以增加第五离合器(C5)来使从发动机到输出的机械路径分离，并允许只啮合电力路径。可以在不干扰输出的情况下实现启动或停止发动机等造成的输入速度突然或预期不到的改变。C5离合器使使用一个电动机/发电机驱动车辆前进和倒退，而同时使另一个电动机/发电机与发动机分离成为可能。当利用发动机在输入分配下驱动车辆倒退时，会出现有害的转矩反应，于是释放C5离合器可以改善车辆的连续倒退级(grade)能力。
本发明的一个方面提供一种新型电可变传动装置，如上所述，复杂性显著地小于先有技术已知的电可变传动装置。
本发明的另一方面提供一种新型电可变传动装置，如上所述，与先有技术已知的电可变传动装置相比，制造成本可以明显降低。本发明可以通过利用附加离合器提供多达6个固定速率比，因而允许较小的电力组件，并且只利用两个行星齿轮组，最小的组合功率分配来实现这一点。
阅读以下详细的说明，本发明的这些和其他方面，及其对于现有和先有技术形式的优点将变得明显。
借助于一般介绍性描述，体现本发明的概念的电可变传动装置具有：输入部件，用以从发动机接收功率；和输出部件，用以向推进所述车辆的传动构件传递功率。存在第一和第二电动机/发电机以及第一和第二行星齿轮组。每一个行星齿轮组具有内齿轮部件和外齿轮部件，它们与多个可旋转地安装在托架上的行星齿轮部件啮合。输入部件连续地连接到第一行星齿轮组的一个部件，而输出部件连续地连接到第二行星齿轮组的一个部件。一个电动机/发电机连续地连接到第一行星齿轮组的另一个部件并选择性地连接到第二行星齿轮组的一个部件。第二电动机/发电机连续地连接到第二行星齿轮组的余下的一个部件，并连续地连接到第一行星齿轮组的余下的一个部件。或者，第二电动机/发电机可以选择性地连接到第一行星齿轮组余下的一个部件。
第一动力传递装置(C1)选择性地使第二行星齿轮组的一个部件接地，而第二动力传递装置(C2)选择性地把第二行星齿轮组的所述同一部件连接到第一行星齿轮组的内齿轮部件以及电动机/发电机的转子。
任选的第三动力传递装置(C3)选择性地把第一和第二行星齿轮组的所述余下的部件和第二电动机/发电机接地。或者，任选的第三动力传递装置(C3)可以选择性地把第一行星齿轮组的所述余下的部件接地。
任选的第四动力传递装置(C4)选择性地把所述传动装置的至少两个部件连接在一起，使得第一行星齿轮组的各部件以同一速度旋转。所述任选的第四动力传递装置可以选择性地把第一行星齿轮子组的一个部件连接到第一行星齿轮子组的另一个部件。或者，任选的第四动力传递装置(C4)可以选择性地把第一和第二行星齿轮组的所述余下的部件和第二电动机/发电机连接到第一行星齿轮组中连接输入部件的部件。在一个实施例中，实现上述两个第四动力传递装置(C4A和C4B)。
任选的第五动力传递装置(C5)选择性地把第一行星齿轮组的所述余下的部件与第二行星齿轮组的余下的部件和第二电动机/发电机分离。相应地，第一行星齿轮组的余下部件可以选择性地或连续地既连接到第二行星齿轮组的余下的部件，又连接到第二电动机/发电机，因C5离合器是否存在而定。
本发明的另一方面提供一种电可变传动装置，它包括：输入部件，用于从发动机接收功率；输出部件；第一和第二电动机/发电机；以及第一和第二差动齿轮啮合行星齿轮组，其中每一组都具有第一、第二和第三齿轮部件。输入部件连续地连接到第一行星齿轮组的第一部件，而输出部件连续地连接到第二行星齿轮组的第一部件。第一电动机/发电机连续地连接到第一行星齿轮组的第二部件，并选择性地连接到第二行星齿轮组的第二部件。第二电动机/发电机连续地连接到第二行星齿轮组的第三部件。第一动力传递装置选择性地使第二行星齿轮组的第二部件接地。第二动力传递装置选择性地把第二行星齿轮组的第二部件连接到第一行星齿轮组的第一部件。第三动力传递装置选择性地使第一行星齿轮组的第三部件接地。第四动力传递装置选择性地把第一行星齿轮组的第一或第二部件连接到第二行星齿轮组的第三部件。第四动力传递装置选择性地把第一行星齿轮组的第三部件连接到第二行星齿轮组的第三部件。所述各动力传递装置可以以两个或三个的组合形式啮合在一起，以便提供5个或6个可用的固定速率比。
这些行星齿轮组的第一、第二和第三部件可以包括环形齿轮、太阳轮和托架，以任意顺序排列。最好，第一行星齿轮组的第一、第二和第三部件分别为环形齿轮、太阳轮和托架，而第二行星齿轮组的第一、第二和第三部件分别为托架、环形齿轮和太阳轮。
各动力传递装置选择性地啮合，以便随着传动速度的提高，依次提供输入分配方式、组合分配方式和输出分配方式。这个顺序是最适当的，因为它将功率回流减至最小。
每一种功率分配方式具有功率前馈运行的比率范围和功率回流运行的一个或多个比率范围。在所希望的功率前馈运行下，电动机/发电机中的功率在从输入到输出方向上流动，与通过齿轮装置从输入到输出的功率流平行。在不希望的功率回流运行下，电动机/发电机中的功率在从输出到输入方向上流动，从而形成功率回流，通过齿轮装置的功率流大于输入功率或输出功率。
速率比的输入分配范围对于相对于输入速度而言的低输出速度是最有用的，因为输入分配范围从零输出速度直至某个比率具有功率前馈运行，然后在较高输出速度下具有功率回流。运行的输出分配范围对于相对于输入速度而言的高输出速度是最有用的，因为输出分配范围在低于某个比率时具有功率回流运行，然后在较高的输出速度下具有功率前馈运行。
本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点从以下联系附图对本发明的最优实施方式的描述中很容易看出。
附图说明
图1是示意的变速杆换档图(stick diagram)，表示以前轮驱动传动装置实现的电可变传动装置，其中实现了四个动力传递装置，以便提供四个固定比率；
图2是一个图表，图解说明图1传动装置不同运行状态下的离合器的啮合和电动机/发电机操作；
图3是一个示意图，表示以后轮驱动传动装置实现的电可变传动装置的另一种形式，其中实现了四个动力传递装置，以便提供四个固定比率；
图4是一个示意图，表示以后轮驱动传动装置体现本发明概念的电可变传动装置的推荐的形式，其中实现了五个动力传递装置，以便提供五或六个固定比率；
图5是一个图表，图解说明对于图4的提供六个可用的固定速率比的传动装置不同运行状态的离合器啮合；
图6是一个示意图，表示本发明另一个实施例，提供另一种三范围输入-组合-输出分配的电可变传动装置，具有五个固定速率比；
图7是一个图表，图解说明图6的提供五个固定速率比的传动装置不同运行状态下的离合器啮合；
图8是一个示意图，表示本发明另一个实施例，提供另一种三范围输入-组合-输出分配的电可变传动装置，具有六个单过渡(singletransition)固定速率比；以及
图9是一个图表，图解说明图8的提供六个固定速率比的传动装置不同运行状态下的离合器啮合。
具体实施方式
2003年3月4日公布的Holmes等人的美国专利No.6,527,658公开了一种利用两个行星齿轮组、两个电动机/发电机和两个离合器，以便提供输入分配、组合分配、中性和倒退运行方式的电可变传动装置。所述专利附此作参考。本发明提供一种相对类似的结构，具有三个或四个附加离合器，以便潜在地改善性能。
具有4个固定比率的相关电可变传动装置(EVT)配置的描述
首先特别参照图1，电可变传动装置总体用号码10标示。传动装置10用来从发动机12接收至少一部分驱动功率。如图所示，发动机12具有输出轴14，后者也用作包括输入离合器17的瞬时转矩阻尼器16的前向输入部件。瞬时转矩阻尼器16在本专业是众所周知的，但是任何一种具体的瞬时转矩阻尼器16均可采用，其输出部件用作传动装置10的输入部件18，下面还将更充分地描述。
在所描述的实施例中，发动机12可以是诸如柴油机等矿物燃料发动机，它已广泛用来提供它的可用功率输出，一般在恒定的每分转数(RPM)下提供。
不论采用任何装置把发动机12连接到所述传动装置的输入部件18，所述传动装置的输入部件18都在运行时连接到所述传动装置10中的行星齿轮组20上。
传动装置10利用两个差动齿轮组(最好具有行星齿轮组性质)。第一行星齿轮组20采用通常称为环形齿轮的外部齿轮部件22。环形齿轮22包围通常称为太阳轮的内齿轮部件24。托架26可旋转地支持多个行星齿轮28、29，使得第一行星齿轮组20的每一个行星齿轮28都啮合外部环形齿轮部件22，而每一个行星齿轮29都啮合内部太阳轮24。
第二行星齿轮组32也具有外齿轮部件34(往往也称为环形齿轮)，它包围内齿轮部件36(往往也称为太阳轮)。第二行星齿轮组32的多个行星齿轮38也可旋转地安装在托架40上，使得每一个行星齿轮部件38同时既啮合外部环形齿轮部件34，又啮合内部太阳轮部件36。
行星齿轮组20是组合式的，而行星齿轮组32是简单的。第二行星齿轮组32的内部太阳轮36通过中心轴42结合到第一行星齿轮组20的托架26。第一推荐实施例10还包括第一和第二电动机/发电机46和48。第一电动机/发电机46的定子50固定在传动装置外壳54的一般呈环形的内表面52上。第一电动机/发电机46的转子56固定在套轴58上。第一行星齿轮组20内部太阳轮24固定在套轴58的前端，所述套轴58的相反一端以径向伸展的法兰盘60终结，法兰盘60构成与离合器装置的结合界面，下面还将描述。
第二电动机/发电机48的定子66固定在传动装置外壳54一般呈环形的内表面52上。第二电动机/发电机48的转子68固定在中心轴42上，象这样进一步将第一和第二行星齿轮组20和32组合在一起。
两个行星齿轮组20和32以及两个电动机/发电机46和48可以同轴取向，围绕轴向布置的中心轴42。这种配置保证了传动装置10的总体轮廓，亦即外围尺寸最小。
第二行星齿轮组32的环形齿轮34选择性地，诸如通过具有动力传递装置62(C1)性质的第一离合器装置，接地到外壳54。就是说，接地的环形齿轮34通过操作连接到不旋转的外壳54而选择性地固定不旋转。第二行星齿轮组32的环形齿轮34还选择性地，诸如通过具有动力传递装置64(C2)性质的第二离合器装置，连接到径向伸展的法兰盘60。第一和第二动力传递装置62和64采用来协助混合式传动装置10的运转方式选择，下面还将更充分地描述。
第三动力传递装置65(C3)选择性地把t托架26、太阳轮36和转子68连接到传动装置的外壳54。因此，这个动力传递装置允许第二电动机/发电机48锁定到传动装置外壳，这在所述动力传递装置64(C2)也啮合时提供附加的可用固定比率。
以”锁定”离合器的形式设置第四动力传递装置67(C4)，以便把环形齿轮部件22锁定到托架26。这个动力传递装置允许传动装置在两个附加的固定速率比下传输转矩和功率：低比率，动力传递装置62(C1)和67(C4)啮合；以及直接驱动比率，动力传递装置64(C2)和67(C4)啮合。这允许传动装置在这些固定比率下比仅仅通过C1或C2)离合器和电动机/发电机的动作在类似的比率下传输更大的转矩和功率。所述锁定离合器使得用于个人卡车等的超车、拖拉、牵引的最大功率能够迅速实现，而同时提供四个可用的固定比率，并在第一方式中至少一个机械点下和在第二方式中的至少两个机械点下运行，亦即三个机械点，在三种单独的车辆速度中的每一种一个。
传动装置10的输出驱动部件70固定在第二行星齿轮组32的托架40上。输出驱动部件70可以提供外围齿轮齿(未示出)以便啮合由变速箱(未示出)提供的齿轮(未示出)，后者可以起两个主动轴的差动作用。这种配置最好用于前轮驱动车辆。还应意识到，输出驱动部件70可以把输出功率通过链传动或其他类似的机械连接传递给分动器。
现在回到能源的描述，从上述可见，并特别参照图1，传动装置10选择性地从发动机12接收功率。正如刚才解释的，混合式传动装置还从电源82接收功率。电源82可以是一个或多个电池组。其他电源，诸如燃料电池，其提供、贮存和分配电功率的能力可以用来代替电池组，而不必改变本发明的概念。正如联系发动机12和电动机/发电机46和48的描述所解释的那样，应该类似地理解，电源的马力输出对本发明并非关键。
电源82通过电传输导线86A和86B与电控制单元(ECU)84连通。ECU 84通过电传输导线86C和86D与第一电动机/发电机46连通，而且ECU 84类似地通过电传输导线86E和86F与第二电动机/发电机48连通。
正如从前一章可以看出的，特殊的结构部件、组件或装置可以用于一个以上的部位。当一般地标示结构部件、组件或装置的类型时，采用共同的号码标示。但是，当单独识别这些结构部件、组件或装置中的一个时，借助于与用来一般地识别结构部件、组件或装置的号码结合的后缀字母标识。于是，在本说明书和附图中，有六条电传输导线，它们一般地用号码86识别，但具体的单条电传输导线识别为86A、86B、86C、86D、86E和86F。在整个说明书中都采用这样的后缀约定。
一般运行考虑
初级控制装置之一是众所周知的驱动范围选择器(未示出)，它指导传统的电控制单元(ECU 84)以便配置或者用于停靠、倒退、中性或者用于前进驱动范围的传动装置。第二和第三初级控制装置是加速踏板(未示出)和刹车踏板(未示出)。ECU从这三个初级控制装置获得的信息称为”司机要求”。ECU还从多个传感器(输入的和输出的)获得作为状态的信息：动力传递装置(或者施加或者释放)；发动机输出转矩；统一电池或电池组；容量等级；以及车辆选定组件的温度。ECU确定需要什么，然后操纵选择性操作的传动装置组件或与传动装置相关，以便响应司机的要求。
既采用简单行星齿轮组又采用组合行星齿轮组。在简单行星齿轮组中一般支持单一组行星齿轮在本身可旋转的托架上旋转。
在简单行星齿轮组中，当太阳轮保持静止时，功率施加在简单行星齿轮组的环形齿轮上，行星齿轮响应施加在环形齿轮上的功率而旋转，于是围绕固定的太阳轮”行走”，使托架按照与环形齿轮旋转方向相同的方向旋转。
当简单行星齿轮组的任何两个部件在相同的方向上以相同的速度旋转时，第三部件被迫以相同的速度朝着相同的方向旋转。例如，当太阳轮和环形齿轮向相同的方向以相同的速度旋转时，行星齿轮不绕自己的轴旋转，而起楔子的作用，把整个单元锁定在一起，实现所谓直接传动。就是说，托架随着太阳轮和环形齿轮而旋转。
但是，当两个齿轮部件在相同的方向上但以不同的速度旋转时，第三齿轮部件的旋转方向往往可以简单地由目视分析确定，但在许多情况下，旋转方向并非显而易见的，而只有知道行星齿轮组的所有齿轮部件上的齿数才能精确确定。
无论何时，只要托架被抑制不能自由旋转并且功率或者施加在太阳轮上或者施加在环形齿轮上，行星齿轮起惰轮的作用。这样，从动部件朝着与驱动部件相反的方向旋转。于是，在许多传动装置配置中，当选择倒退驱动范围时，起制动器的作用的动力传递装置靠摩擦力起作用，啮合托架，从而抑制其旋转，使得施加在太阳轮上的功率朝相反方向回到环形齿轮。于是，若环形齿轮运行时连接到车辆的主动轮，则这样一种配置能够翻转驱动车轮的旋转方向，并从而翻转车辆本身的行走方向。
在简单行星齿轮组中，若太阳轮、行星齿轮和环形齿轮中的任何两个旋转速度已知，则第三个部件的速度可用简单的规则确定。托架的旋转速度总是与太阳轮和环形齿轮的速度成正比，用它们各自的齿数加权。例如，在同一齿轮组中，环形齿轮的齿数可以是太阳轮齿数的两倍。于是，托架的速度是环形齿轮速度的2/3和太阳轮速度的1/3之和。若这三个部件中的一个朝相反方向旋转，则在数学计算中所述部件速度的算术符号是负的。
太阳轮、托架和环形齿轮上的转矩也可以简单地彼此相关，若这样做时不考虑齿轮的质量、齿轮的加速度或齿轮组内的摩擦力，所有这些因素对设计良好的传动装置影响相对很小。施加在简单行星齿轮组中太阳轮上的转矩必须与施加在环形齿轮上的转矩平衡(所述各转矩与这些齿轮的齿数成正比)。例如，在所述齿轮组中环形齿轮的齿数是太阳轮齿数的两倍，则施加在环形齿轮上的转矩必须是施加在太阳轮上的转矩的两倍，而且必须施加在同一方向。施加在托架上的转矩与太阳轮上的转矩和环形齿轮上的转矩之和，必须在量值上相等，方向相反。
在组合行星齿轮组中，与简单行星齿轮组相比，行星齿轮的内组和外组的利用在环形齿轮和行星托架的作用上进行交换。例如，若太阳轮保持静止，则行星托架将与环形齿轮同向旋转，但具有行星齿轮内组和外组的行星托架行走得比环形齿轮快，而不是比它慢。
在具有啮合行星齿轮内组和外组的组合行星齿轮组中，环形齿轮的速度与太阳轮的速度和行星托架的速度成正比，分别用太阳轮的齿数和由行星齿轮填充的齿数加权。例如，由行星齿轮填充的环形齿轮和太阳轮之间的齿数差是同组中太阳轮上齿数的两倍。在所述情况下，环形齿轮的速度将是托架速度的2/3和太阳轮速度的1/3之和。若太阳轮或行星托架朝相反方向旋转，则在数学计算中所述速度的算术符号是负的。
若太阳轮保持静止，则具有行星齿轮内组和外组的托架朝着与所述组环形齿轮旋转方向相同的方向旋转。另一方面，若太阳轮要保持静止，而托架被驱动，则内组中与太阳轮啮合的行星齿轮沿着太阳轮滚动或”行走″，沿着与所述托架旋转的方向相同的方向旋转。与内组中的小齿轮啮合的外组中的小齿轮朝相反的方向旋转，于是，迫使啮合的环形齿轮朝相反的方向旋转，但只相对于与所述环形齿轮啮合的行星齿轮。内组中的行星齿轮被带动沿着托架的方向旋转。外组中的小齿轮在它们自己的轴上旋转的作用和外组中行星齿轮由于托架的运动而发生的轨道运动的更大作用结合，于是环形齿轮向着与托架相同的方向旋转，但不如托架快。
若在这样的组合行星齿轮组中，托架要保持静止，而太阳轮被转动，则环形齿轮将以较低的速度在与太阳轮相同的方向上旋转。若简单行星齿轮组中的环形齿轮要保持静止，而太阳轮被旋转，则支持单一组行星齿轮的托架将以较低的速度在与太阳轮相同的方向上旋转。于是，很容易观察到，与简单行星齿轮组中单一组行星齿轮的用法相比，托架和环形齿轮之间的作用发生交换，这是彼此啮合的行星齿轮的内组和外组的使用引起的。
电可变传动装置的正常作用是把机械功率从输入端传递到输出端。作为所述传动装置动作的一部分，它的两个电动机/发电机中的一个起发电机的作用，产生电力。另一个电动机/发电机起电动机的作用，并使用电功率。随着输出速度从零增大到高速，两个电动机/发电机逐渐交换作为发电机和电动机的作用，而且这种交换可以发生一次以上。这些交换发生在机械点附近，在这里基本上所有从输入端到输出端的功率都以机械方式传递，而没有显著的功率以电力的方式传递。
在混合式电可变传动系统中，电能贮存装置电池组也向传动装置供应功率，或者传动装置向电池组供应功率。若电池组向传动装置供应大量的电功率，使得车辆加速，则两个电动机/发电机都起电动机的作用。若传动装置正在向电池组供应电功率，诸如再生制动，则两个电动机/发电机都起发电机的作用。非常接近运行的机械点时，两个电动机/发电机还可以起发电机的作用，同时输出少量电功率。因为在所述系统中有损失。
与传动装置的正常作用相反，传动装置可能实际上用来从输出端向输入端传递机械功率.为了补充车辆制动和增强或补充车辆的再生制动，特别是在长距离下坡(long downward grading)时，在车辆中会这样做。若通过传动装置的功率流这样反向，则电动机/发电机的作用与正常作用时相反。
图1电可变传动装置(EVT)的操作
图2是一个图表，图解说明图1所示传动装置10不同运行状态下动力传递装置62、64、65和67的离合器啮合以及电动机/发电机46和48的电动机/发电机操作。
在方式1倒退时，啮合动力传递装置62，发动机12握紧环形齿轮部件22(只用电力驱动)，第二电动机/发电机48驱动太阳轮部件36，后者使托架40旋转以便驱动输出70，而同时通过太阳轮部件24和托架26驱动第一电动机/发电机46，同时太阳轮被发动机12保持静止。相应地，在相反方向上驱动电动机/发电机48，并且驱动电动机/发电机46。发动机12可以反向运行，也可以不反向运行。
相应地，如上所述，若车辆司机选择倒退运行(倒车)，则动力传递装置62啮合到地，第二行星齿轮组32的外部环形齿轮34啮合到外壳54。为了进一步响应司机的要求，ECU 84翻转馈送到第二电动机/发电机48定子66的电源极性。于是，电动机/发电机48中定子68的合成旋转与第一或输入分配运行方式中向前推进相关的旋转反向。在这些条件下，第二行星齿轮组32的内部太阳轮36逆着接地的外部环形齿轮34驱动行星齿轮组32中的托架40，以便实现托架40和输出驱动部件70相对于这些部件在向前推进时的旋转的后向旋转。于是，实现倒退方式的运行。
在方式1前进时，除电动机/发电机在电气上与方式1倒退相反的旋转方向运行外，应用与上述方式1倒退相同的条件。
在1档(gear 1)，通过啮合动力传递装置62和67而同时不通过电动机/发电机46、48传递功率来实现第一固定比率。
在电可变方式1，啮合动力传递装置62，并实现输入分配方式，因为功率在环形齿轮22进入第一行星齿轮组并在经由托架26、太阳轮部件36和托架40的机械路径和经由太阳轮24、电动机/发电机46、电动机/发电机48、太阳轮部件36和托架40的电气路径之间分配。电动机/发电机46由太阳轮部件24驱动，而电动机/发电机46协助处于驱动方式(亦即，它起电动机的作用)的电动机/发电机48。于是，传动装置10利用第一行星齿轮组20的环形齿轮22接收发动机12和同一行星齿轮组的托架26提供的功率，以便由作为电动机运行的电动机/发电机48向中心轴42提供功率。同时，传动装置10利用第二行星齿轮组32倍增通过第二行星齿轮组32的太阳轮36接收的转矩，并逆着接地环形齿轮34强加的反应，施加在托架40上，传递给输出驱动部件70。
在电可变方式2，仅仅啮合动力传递装置64，因而实现组合分配运行。电动机/发电机46处于驱动方式，而电动机/发电机48被驱动。在所述组合分配方式下，所述传动装置利用同样的两个行星齿轮组20和32在输入部件18、两个电动机/发电机46和48和输出部件70中间提供齿轮啮合，使得功率流在所述传动装置的输入和输出上都分成机械路径和电力路径。
在2档，通过啮合动力传递装置62和64，而同时不通过电动机/发电机46、48传递功率，来实现第二固定比率。
在3档，通过啮合动力传递装置64和67而同时不通过电动机/发电机46、48传递功率，来实现1∶1的直接传动的第三固定比率。
在4档，通过啮合动力传递装置64和65而同时不通过电动机/发电机46、48传递功率，来实现第四固定比率。
还存在中性方式，其中，来自发动机12的输入部件18和两个电动机/发电机46和48，通过允许第二行星齿轮组32的一个部件自由自转，有效地与输出驱动部件70脱离。就是说，两个动力传递装置62和64都分离，于是允许第二行星齿轮组32的外部环形齿轮部件34自由自转，从而实现中性方式。
图3电可变传动装置(EVT)的描述
专门参照图3，另一个相关的电可变传动装置总体标示为110。图3的运行组件与图1的大体上类似，所以在图1和图3中的类似组件用类似的标号标示。在图3中，图1的传动装置重新配置为后轴驱动配置。它包括四个动力传递装置，并按照图2的图表运行。
图3的传动装置110可以部分地从发动机112接收输入功率。在所描述的实施例中发动机112也是诸如柴油机等矿物燃料发动机，它被广泛采用来一般在恒定的每分转数(RPM)下传递可用的功率输出。如图所示，发动机112具有输出轴114，后者也可以用作包括输入离合器117的瞬时转矩阻尼器116的前向输入部件。瞬时转矩阻尼器116的输出部件用作传动装置110的输入部件118。
无论发动机112用任何装置连接到传动装置的输入部件118，输入部件118都在操作上连接到传动装置110的行星齿轮组120。
传动装置110利用两个行星齿轮组。第一个是组合行星齿轮组120，它也采用外部环形齿轮部件122，通常称为环形齿轮。环形齿轮122也围绕通常称为太阳轮的内齿轮部件124运行。但是，在行星齿轮组120内的托架组合件126可旋转地支持两组行星齿轮128和129。多个行星齿轮129中的每一个都同时啮合内部太阳轮124。每一个行星齿轮129都啮合一个并且仅仅一个相邻的行星齿轮128。每一个行星齿轮128都同时啮合外部环形齿轮部件122。每一个行星齿轮128本身又啮合一个并且仅仅一个相邻的行星齿轮129。
输入部件118固定在组合行星齿轮组120的环形齿轮部件122上。
第二行星齿轮组132是简单行星齿轮组，它具有往往也称为环形齿轮的外部环形齿轮部件134，后者围绕往往也称为太阳轮的内齿轮部件运行。如简单行星齿轮组中通常的情况一样，第二行星齿轮组132的多个行星齿轮138也可旋转地安装在托架140上，使得每一个行星齿轮部件138同时既啮合外部的太阳轮部件134又啮合内部太阳轮部件136，但是小齿轮部件138不彼此啮合。
另外，第二行星齿轮组32的内部太阳轮136通过中心轴142连接到组合行星齿轮组120的托架组合件126，在这一点上第一和第二行星齿轮组120和132相互组合。就是说，中心轴142前端端接径向伸展的法兰盘144，后者固定组合行星齿轮组120的托架组合件126。
第二推荐实施例110还分别包括第一和第二电动机/发电机146和148。电动机/发电机146的定子150固定在传动装置外壳154的一般呈环形的内表面152上。第一电动机/发电机146的转子156固定在套轴158上。第一行星齿轮组120的内部太阳轮124也固定在套轴158上。
第二行星齿轮组132的环形齿轮134可以选择性地接地至外壳154，例如通过第一动力传递装置162(C1)。就是说，接地的环形齿轮34选择性地通过工作连接到不能旋转的外壳154而被固定成不能旋转。第二行星齿轮组132的环形齿轮134也选择性地连接到径向扩展的法兰盘160上，例如通过第二动力传递装置164(C2)。第一和第二动力传递装置162和164用来协助选择混合式传动装置110的运行方式。
托架126通过动力传递装置165(C3)选择性地接地到传动装置外壳。托架120还通过动力传递装置167(C4)选择性地连接到环形齿轮部件122。
第二电动机/发电机148的定子166也固定在传动装置外壳154的一般呈环形的内表面152上。第二电动机/发电机148的转子168固定在组合行星齿轮组120的托架126上。
两个行星齿轮组120和132以及两个电动机/发电机146和148可以同轴定向，围绕在轴向布置的中心轴142和输入部件118周围。这种配置保证传动装置110的总体轮廓，亦即可以把外围尺寸减到最小。
传动装置110的输出驱动部件170固定在第二行星齿轮组132的托架140上。
电源182通过电传输导线186A和186B与电控制单元(ECU)184连通。ECU 184通过电传输导线186C和186D与第一电动机/发电机146连通，并且ECU 184类似地通过电传输导线186E和186F与第二电动机/发电机148连通。
传动装置110的运行与上面参照图2描述的传动装置10相同.
本发明推荐实施例的描述
翻到图4，其中表示按照本发明的传动装置210。所述传动装置功能上和结构上类似于图1和3的传动装置10和110，增加了第五离合器。第五离合器(C5)使输入和输出分离，以改善倒档分级能力并且使发动机平滑启动和停止成为可能。第五离合器还使输出功率分配方式(EVT)方式成为可能，并提供5个或6个固定比率(其中一个是不实际的)。。
如图所示，传动装置210包括输入部件218，后者从发动机接收功率并通过环形齿轮部件222向第一行星齿轮组220传递功率。
传动装置210利用两个行星齿轮组。第一行星齿轮组是组合行星齿轮组220，它使用通常称为环形齿轮的外齿轮部件222。环形齿轮222也围绕通常称为太阳轮的内齿轮部件224运行。但是在行星齿轮组220中，托架组合件226可旋转地支持两组行星齿轮228和229。多个行星齿轮229中的每一个同时啮合内部太阳轮224。每一个行星齿轮229啮合一个并且仅仅一个相邻的行星齿轮228。每个行星齿轮228同时啮合外部环形齿轮222。每个行星齿轮228本身啮合一个并且仅仅一个相邻的行星齿轮229。
第二行星齿轮组232是简单行星齿轮组，它具有往往也称为环形齿轮的外齿轮部件234，后者围绕往往也称为太阳轮的内齿轮部件236。与简单行星齿轮组中通常的情况一样，第二行星齿轮组232的多个行星齿轮228也可旋转地安装在托架240上，使得每个行星齿轮238同时既啮合外部环形齿轮，又啮合内部太阳轮236，但小齿轮部件238彼此不啮合。
传动装置210还包括第一和第二电动机/发电机246和248。第一电动机/发电机246的定子250固定在传动装置外壳254的一般呈环形的内表面上。第一电动机/发电机246的转子256固定在第一行星齿轮组220的内部太阳轮224上。
第二行星齿轮组232的环形齿轮234可以选择性地例如通过第一动力传递装置262(C1)接地到外壳254。就是说，接地的环形齿轮234选择性地通过工作连接到不可旋转的外壳254上而被固定成不旋转。第二行星齿轮组232的环形齿轮234还选择性地例如通过第二动力传递装置264(C2)连接到太阳轮部件224。第一和第二动力传递装置262和264用来协助混合式传动装置210选择运行方式。
托架226选择性地通过动力传递装置265(C3)接地到传动装置的外壳。太阳轮部件224也选择性地通过动力传递装置267(C4)连接到太阳轮部件236。
第五动力传递装置269(C5)选择性地将托架226连接到行星齿轮部件236。
第二电动机/发电机248的定子266也固定在传动装置外壳254的一般呈环形的内表面252上。第二电动机/发电机248的转子固定在行星齿轮组232的太阳轮部件236上。
两个行星齿轮组220和232以及两个电动机/发电机可以围绕轴向布置的中心轴242同轴定向。这种配置保证传动装置210的总体轮廓，亦即外部尺寸最小。
传动装置210的输出驱动部件270固定在第二行星齿轮组232的托架240上。
图5的图表图解说明用于图4的传动装置的不同运行状态的离合器啮合状态。例如，在唯电力方式(electric only mode)(E1)下，啮合离合器262和267。两个电动机工作以便在它们的组合转矩和功率限度以及电池组限度内驱动车辆前进或后退，不用输入或锁定离合器。在唯电力方式(E2)下，啮合离合器264和267。
在串联混合方式(S1)下，啮合离合器262和265(离合器267和265之间的离合器分离(clutch-clutch shift)之后)，来自发动机的功率经由第一行星齿轮组220进入第一电动机/发电机246，进入第二电动机/发电机248，通过第二行星齿轮组232到达输出270。串联混合方式(S1)可以用于发动机启动和停止。
在可变比率方式(V1)下，啮合离合器262和269，以便在输入分配方式下提供电可变比率(在离合器265和269之间分离后)。
固定齿轮(F1)和离合器262、267及269啮合，实现第一固定比率。固定齿轮(F2)和离合器262、264及269啮合，实现第二固定比率。离合器262、265及267啮合，实现第三固定比率。离合器264、267及269啮合，实现第四固定比率。离合器264、265及269啮合，实现第五固定比率。离合器264、265及267啮合，实现第六固定比率。
在可变比率方式(V2)下。离合器264和269啮合，以便在组合分配方式下提供电可变比率。
当离合器264和265啮合，其中第一电动机/发电机246以固定比率齿轮啮合，而且第二电动机/发电机248对第二行星齿轮组232提供速率比调整时，输出分配范围(V3)配备有电可变比率。通过断开离合器269来实现所述输出分配范围，这允许发动机速度下降而不会产生功率回流，使高超速驱动更有效。在用于惯性转动(coastdown)的同步离合器分离的情况下从所述输出分配范围转入串联混合方式是可行的。
上述本发明提供从输入速度到输出速度的连续可变比率，使得它可以有效地用作具有各种各样的操作要求的汽车以及公共交通车辆的传动装置。发动机速度可以保持恒定或者独立于车辆速度而改变。可以同步地切换至选定的运行方式，而不浪费能量，使得换档可以不知不觉地瞬间完成，不磨损传动部件。
第二推荐实施例的描述
在再一个实施例中，可以通过操作来修改图4的传动装置210：取消离合器265(C3)，重新定位离合器267(C4)，使它在电气上把转子256连接到托架226，而同时仍旧提供输入分配、组合分配和输出分配运行方式。在这种配置中，离合器262(C1)和267(C4)啮合，可实现串联混合式运行(S1)。离合器262(C1)和269(C5)啮合，可实现可变比率方式运行(V1)。固定齿轮(F1)而且离合器262、267和269啮合，可实现第一固定比率。固定齿轮(F2)而且离合器262、264和269啮合，可实现第二固定比率。固定齿轮(F3)而且离合器264、267和269啮合，可实现第三固定比率。离合器264和269啮合，以便在组合分配方式下提供电可变比率，即可实现可变比率方式运行(V2)。当离合器264和267啮合时，输出分配范围(V3)配备有电可变比率。
第三推荐实施例的描述
翻到图6，其中示出按照本发明另一个推荐实施例的传动装置310。除了图4的离合器267重新定位以外，所述传动装置在功能上和结构上类似图4的传动装置210。
如图所示，传动装置310包括输入部件318，后者从发动机312接收功率并通过环形齿轮部件322向第一行星齿轮组320提供功率。
传动装置310使用两个行星齿轮组。第一个是组合行星齿轮组320，它利用通常称为环形齿轮的外齿轮部件322。环形齿轮322也围绕通常称为太阳轮的内齿轮部件324。但是，在所述行星齿轮组320中，托架组合件326可旋转地支持两组行星齿轮328和329。多个行星齿轮329中的每一个都同时啮合内部太阳轮324。每一个行星齿轮329啮合一个并且仅仅一个相邻的行星齿轮328。每个行星齿轮328同时啮合外部环形齿轮部件322。每个行星齿轮328本身啮合一个并且仅仅一个相邻的行星齿轮329。
第二行星齿轮组322是简单行星齿轮组，而且它具有往往称为环形齿轮的外齿轮部件，后者围绕往往称为太阳轮的内齿轮部件336。与简单行星齿轮组中通常的情况一样，第二行星齿轮组332也有多个行星齿轮可旋转地安装在托架340上，使得每个行星齿轮部件同时既啮合外部环形齿轮部件338又啮合内部太阳轮部件336，但是小齿轮部件338彼此不啮合。
传动装置310也包括第一和第二电动机/发电机346和348。第一电动机/发电机346的定子350固定在传动装置外壳354的一般呈环形的内表面352上。第一电动机/发电机346的转子356固定在第一行星齿轮组320的内部太阳轮324上。
第二行星齿轮组332的环形齿轮334可以选择性地例如通过第一动力传递装置362(C1)接地到外壳354。就是说，通过工作连接到不可旋转的外壳354，接地的环形齿轮334被选择性地固定成不能旋转。第二行星齿轮组332的环形齿轮334还选择性地例如通过动力传递装置364(C2)连接到太阳轮部件324。
托架326通过动力传递装置365(C3)选择性地接地到传动装置外壳。太阳轮部件336也选择性地通过动力传递装置367(C4)连接到环形齿轮部件322。
第五动力传递装置369(C5)选择性地将托架326连接到太阳轮部件336。
动力传递装置362、364、365、367和369最好全都是爪型离合器。
第二电动机/发电机348的定子366也固定在传动装置外壳354的一般呈环形的内表面352上。第二电动机/发电机的转子348固定在所述行星齿轮组332的太阳轮部件336上
两个行星齿轮组320和332以及两个电动机/发电机346和348可以围绕着轴向布置的中心轴342同轴定向。这种配置可使总体轮廓，亦即外围尺寸减到最小。
传动装置310的输出驱动部件370固定在第二行星齿轮组332的托架340上。
图7的图表图解说明图6的传动装置的不同运行状态的离合器啮合。这些动力传递装置的啮合类似于参照图5所描述的。只是固定比率啮合已经改变，而且比率E1、E2和F6已经取消。
如图7所示，在离合器362、367和369啮合的情况下在固定齿轮(F1)中实现第一固定比率。在离合器362、364和369啮合的情况下在固定齿轮(F2)中实现第二固定比率。在离合器364、367和369啮合的情况下在固定齿轮(F3)中实现第三固定比率。在离合器364、365和369啮合的情况下在固定齿轮(F4)中实现第四固定比率。利用离合器364、365和367实现第五固定比率。
其余运行方式和上面参照图5描述的相同。所述第三EVT范围(V3)(输出分配顶方式)使得可以压缩输入分配和组合分配范围，在不利用固定比率运行的情况下限制电动机/发电机346和348使用的功率量。固定比率运行提供燃料节约，特别是F4和F5(超速驱动)。为倒退和发动机启动和停止设置串联运行。通常，或者啮合C3(365)或者啮合C5(369)，以便允许冷启动。
第四推荐实施例的描述
翻到图8，图中示出按照另一个推荐实施例的传动装置410。除加上离合器469外，这种传动装置功能上和结构上类似于图6的传动装置310。
如图所示，传动装置410包括输入部件418，后者从发动机412接收功率并通过环形齿轮部件422向第一行星齿轮组420提供功率。
传动装置410利用两个行星齿轮组。第一个是组合行星齿轮组420，它利用通常称为环形齿轮的外齿轮部件422。环形齿轮422也围绕通常称为太阳轮的内齿轮部件424。但是，在所述行星齿轮组420中，托架组合件426可旋转地支持两组行星齿轮428和429。多个行星齿轮429中的每一个同时啮合内部太阳轮424。每一个行星齿轮429啮合一个并且仅仅一个相邻的行星齿轮428。每个行星齿轮428同时啮合外部环形齿轮部件422。每个行星齿轮428本身啮合一个并且仅仅一个相邻的行星齿轮429。
第二行星齿轮组432是简单行星齿轮组，而且它具有往往称为环形齿轮的外齿轮部件434，后者围绕往往也称为太阳轮的内齿轮部件436。与简单行星齿轮组中通常的情况一样，多个行星齿轮438可旋转地安装在托架440上，使得每个行星齿轮部件438同时既啮合外部环形齿轮部件434，又啮合内部太阳轮部件436，但是小齿轮部件438彼此不啮合。
传动装置410还包括第一和第二电动机/发电机446和448。第一电动机/发电机446的定子450固定在传动装置外壳454的一般呈环形的内表面452上。第一电动机/发电机446的转子456固定在第一行星齿轮组420的内部太阳轮424上。
第二行星齿轮组432的太阳轮434可以选择性地例如通过动力传递装置462(C1)接地到外壳454。就是说，接地的环形齿轮434选择性地通过工作连接到不可旋转的外壳454而被固定不旋转。第二行星齿轮组432的环形齿轮434也选择性地例如通过动力传递装置464(C2)连接到太阳轮部件424。
托架426通过动力传递装置465(C3)选择性地接地到传动装置外壳。太阳轮部件436也选择性地通过动力传递装置467(C4A)连接到环形齿轮部件422。
第五动力传递装置469(C5)选择性地把托架426连接到太阳轮部件436。第六动力传递装置471(C4B)选择性地把太阳轮部件424连接到太阳轮部件436。
动力传递装置462、464、465、467、469和471最好全都是爪型离合器。
第二电动机/发电机448的定子466也固定在传动装置外壳454的一般呈环形的内表面452上。第二电动机/发电机448的转子468固定在所述行星齿轮组432的太阳轮部件436上。
两个行星齿轮组420和432以及两个电动机/发电机446和448可以围绕轴向布置的中心轴442同轴定向。这种配置可使传动装置410总体轮廓，亦即外围尺寸减到最小。
传动装置410的输出驱动部件470固定在第二行星齿轮组432的托架440上。
图9的图表图解说明图8的传动装置不同运行状态的离合器啮合状态。这些动力传递装置的啮合类似于参照图7所描述的。只是加上第六固定比率(F6)。在第六固定比率(F6)，啮合离合器464、465和469。所有固定比率换档都是单过渡换档。
在所述设计中有第七个固定比率，但它要求双过渡换档，因而是不可行的。
结论
本发明每一个实施例都提供电可变传动装置，它包括：输入部件，用于从发动机接收功率；输出部件；第一和第二行星齿轮组，其中每一组都具有第一、第二和第三齿轮部件；第一和第二电动机/发电机，它们连接到所述行星齿轮组的部件；以及至少五个动力传递装置，它们也连接到行星齿轮组的部件。动力传递装置可以以两个或三个为一组的组合形式选择性地啮合在一起，以便提供五个或六个可用固定速率比，并且随着传动装置输出速度的增大，顺序地提供输入分配方式、组合分配方式和输出方式。
尽管只公开了本发明的四个推荐实施例，但是应该明白，本发明的概念很容易改变，这对本专业的技术人员来说是显而易见的。因此，本发明的范围不限于所表示和描述的细节，而是准备包括落在后附权利要求书的范围内的改变或修改。
在权利要求书中，语言”连续地连接”是指直接连接或成正比的齿轮连接，诸如齿轮到位移轴的连接。

Claims (7)

1.一种电可变传动装置，它包括：
输入部件，用于从发动机接收功率；
输出部件；
第一和第二电动机/发电机；
第一和第二行星齿轮组，其中每一组都具有第一、第二和第三齿轮部件，
所述输入部件连续地连接到所述第一行星齿轮组的所述第一部件，并且所述输出部件连续地连接到所述第二行星齿轮组的所述第一部件；
所述第一电动机/发电机连续地连接到所述第一行星齿轮组的所述第二部件；
所述第二电动机/发电机连续地连接到所述第二行星齿轮组的所述第三部件；
第一动力传递装置，它选择性地把所述第二行星齿轮组的所述第二部件接地；
第二动力传递装置，它选择性地把所述第二行星齿轮组的所述第二部件连接到所述第一行星齿轮组的所述第二部件；
第三动力传递装置，它选择性地把所述第一行星齿轮组的所述第三部件接地；
第四动力传递装置，它选择性地把所述第一行星齿轮组的所述第一或第二部件连接到所述第二行星齿轮组的所述第三部件；以及
第五动力传递装置，它选择性地把所述第一行星齿轮组的所述第三部件连接到所述第二行星齿轮组的所述第三部件；
其中，所述动力传递装置可以以两个或三个为一组的组合形式选择性地啮合在一起，以便提供至少五个可用的固定速率比。
2.如权利要求1所述的电可变传动装置，其中所述第一行星齿轮组的所述第一、第二和第三部件分别包括环形齿轮、太阳轮和托架，而所述第二行星齿轮组的所述第一、第二和第三部件分别包括托架、环形齿轮和太阳轮。
3.如权利要求2所述的电可变传动装置，其中所述第一行星齿轮组是组合行星齿轮组，而所述第二行星齿轮组是简单行星齿轮组。
4.如权利要求1所述的电可变传动装置，其中所述第一、第四和第五动力传递装置啮合实现第一固定速率比；所述第一、第二和第五动力传递装置啮合实现第二固定速率比；所述第一、第三和第四动力传递装置啮合实现第三固定速率比；所述第二、第四和第五动力传递装置啮合实现第四固定速率比；所述第二、第三和第五动力传递装置啮合实现第五固定速率比；以及所述第二、第三和第四动力传递装置啮合实现第六固定速率比。
5.如权利要求1所述的电可变传动装置，其中所述第一、第四和第五动力传递装置啮合实现第一固定速率比；所述第一、第二和第五动力传递装置啮合实现第二固定速率比；所述第二、第四和第五动力传递装置啮合实现第三固定速率比；所述第二、第三和第五动力传递装置啮合实现第四固定速率比；以及所述第二、第三和第四动力传递装置啮合实现第五固定速率比。
6.如权利要求1所述的电可变传动装置，其中还包括第六动力传递装置，选择性地把所述第二行星齿轮组的所述第三部件连接到所述第一行星齿轮组的所述第一部件。
7.如权利要求6所述的电可变传动装置，其中所述第一、第四和第五动力传递装置啮合实现第一固定速率比；所述第一、第二和第五动力传递装置啮合实现第二固定速率比；所述第二、第四和第五动力传递装置啮合实现第三固定速率比；所述第二、第三和第五动力传递装置啮合实现第四固定速率比；所述第二、第三和第四动力传递装置啮合实现第五固定速率比；以及所述第二、第三和第六动力传递装置啮合实现第六固定速率比。
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