双模式电动变速器的制作方法

专利名称：双模式电动变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及在功率分流(split)变速比范围中与固^3I比中都具有选择性 操作的电动变速器，其具有三个行星齿轮组、两个电动机/发电机和多个转矩 传动机构，以获得相等的向前和反向性能。
背景技术：
当前，大部分糊由内MI几驱动，尤其是往复式活塞鄉的那些。这些发 动机是相对高效、紧凑、鄉和M^介的机构，通过它们将燃料形式的高度集中 能量转换成有用的机械能。能够与内燃机一起^ffi并能减少燃料消耗和排放 (emission)的新型^t器系统可对公众有巨大的好处。
通常寄予内隐的要求的广泛变化增加了燃料消耗和排放，超出了这 种发动机的理想状况。通常，ffi由这种通过小电动机和相对小的电存储电池 从冷态启动的发动机驱动，然后从推进和辅助设备快iiilk置于载荷之下。这种
发动机也aii宽范围速度和宽范围载荷并通常在其最大功率输出的约五分之一
的平均值下工作。
器通常将机自力从发动机传送到驱动系统的其余部分，例如固 定的最终传动齿$^置、辩由和^。典型的枳滅z，器允许发动机工作中的
一些自由度，一Mil五个或六个不同的驱动比的交替选择、允许发动机在车 辆稳定时操作辅助设备的中间选择、以，来在发动机转动时在驱动比之间平 滑转换和使车辆从静止启动的离合器或液力 器。变速器齿,择允许在转 矩比增加和速度斷氏的情况下、在被称为^I行驶的转矩比斷氏和皿增加的 情况下、或者在反向比的情况下将来自发动机的动力传皿驱动系统的其余部 分。
电发电机能将发动机的,能转舰电能，且电动机能将电能以不同的转
矩和illt转换回机械能用于车辆驱动系统的其余部分。该配置允许发动机与驱
动系统的其余部分之间$^和速度的比 电力机械的极限内的连续变化。可 以将用作用于推进功率源的电存储电池加入到该配置，形成串联混合电驱动系 统。
串联混合系统允许发动机与转矩、皿和驱动^ffi所需的动力具有一些独 立性itt作，所以可以控制发动机用来改善排放和效率。该系统允许附着到发
动机的电机作为电动机以启动发动机。皿 允许附着到驱动系(drivetain) 的其余部分的电机作为发电机，通过再生制动将车辆减速的能量回收到电池 中。串联电驱动面临足够大的电力机械的重量和成本，以在发电机中将所有的 发动机动力从机械能转换成电能，以及在驱动电动机中将电能转换成繊能， 并面临在这些转换中有用倉遣的损失。
功率分流^E器可^ffi—般被a^为"差动齿，置"的装置，以获得输
入与输出之间连续变化的,和速度比。电动变it器可使用差动齿，置以通 过一对电动抓发动mm其传送的动力的一部分。其动力的其余部分《1另一 个平行路径，其是， 的和直接的、固定比率的、^可选择的。
本领 术人员公知的一种差动齿，置形式可构成行星齿轮组。行星齿 轮装置一般为在差动齿轮发明中使用的，实施例，具有紧凑以及在行星齿轮 组的所有元件中不同转矩和速度比的优点。但是，不〗柳行星齿轮也能构成本 发明，如M51舰锥齿轮赫采用如下i5g的其它齿轮齿鄉中的至少一个 元件的夂，总是为其它两个元件的速度的加权平均值。
混合电动车辆^I器系^a包括一个或多个电能存储装置。典型的装置为 化学电存储电池，但是也可包括电容性的或机械的装置，例如电驱动的飞轮。
电能存储允许发动,变送器系统的机l^r入动力变为，器系统至牟辆的机
械输出动力。电池^它^g还允许发动m过变速器系统启动和再生车辆制动。
车辆中的电动变速器能简单地将机械能从发动机输入传送到最终传动输 出。为此，由一个电动机/发电机产生的电能平衡了电损失和其它电动机/发
电机消耗的电能。M31使用上述电存储电池，由一个电动机/发电机产生的电
能能够大于或小于由另一个消耗的电能。电池的电能有时可以允许两个电动机
/发电机都用作电动机，尤其是辅助发动TO行糊加速。两个电动机有时能
都作为发电机以给电池充电，尤其是在再生糊制动中。
串联混合^ii器的^r力割戈品是现在为运输公共汽车生产的两范围、输入
分流和复合分流电动^il器，如在1999年8月3日公布的Michael Roland Schmidt
的美国专利号No. 5,931,757中所公开的，其通常与本申请一起被转让，在此并 入其全部内容作为参考。这种^I器利用输A^置接收^ffi发动机的动力，并 禾IJ用动力输出錢传送动力以驱动车辆。第一和第二电动机/发电mi^到能 量存储装置，例如电池，使得t隨存储装置能从第一和第二电动机/发电机接 收动力，并向第一和第二电动机/发电机供应动力。控制单元调节能量存储装 置和电动机/发电机t中以及第一与第二电动机/发电机之间的功率流动。
Mil使用具有第一和第二,传ii^置的离合器，可以有选 ±&得到采 用第一或第二，tt^作模式的操作。^一模式中，M应用第一离合器形 成输入功率分流式速比范围，且^I器的输出速度与一个电动机/发电机的速 度成比例。在第二模式中，M^用第二离合器形成复合功率分流^I比范围， 且变速器的输出速度与电动机/发电机中的任何一个的il^都不成比例，但为 两个电动机/发电机的速度的代数线性组合。》31^用两个离合器可有选 地得到在固定的传动速比下的操作。通过解除两个离合器，使发动机和两个电 动机/发电机与 器输出断开，可有选择性地得到采用中间模式的，器操 作。该变速驗其第一操俏莫式中并入至少一个机械点且在其第二操條式中 并入至少两个机械点。
2003年3月4日公布的Holmes等人的美国专利号No. 6,527,658，其通常
与本申请一起被mt， :并入其全部内容作为参考，公开了一种电动^I器，
其禾,两个行星齿l^且、两个电动机/发电机和两个离合器，以提供输入分流、 复合分流、中间和反向操作模式。两个行星齿轮组可都为简单的，或一个可单 独地为复合的。电控制元件调节能量存fi^置和两个电动机/发电1中的功
率流动。该变速織供电动顿器(EVT)操作的两个范围或模式，可选择性 地提供输入功率分g比范围和复合功率分皿比范围。也可选择性地得到一 个固定速比。

发明内容
本发明提供了一种电动变速器，该电动z3Kt器,了几^于在混合车辆 中^柳的传统自动魏器的优点，包括改善的糊加速性能、 的启动以及 提高的反向功率能力。本发明的目的是为给定的发动机衝共最优可能的能量效 斜n排放。另外，寻求^I器的最佳性能、能力、封駅寸和比率M范围。
本发明的电动变速mi供第一、第二和第三差动齿轮组，两个可交换地用
作电动机或发电机的电机，以及多个可选择的转矩传动机构。tti^地，所, 动齿轮组为行星齿轮组，但是其它齿，置也能实现，例如锥齿轮^t于偏轴
的差动齿皿置。,传动机构可选^i(fe接合，以提供对于给定输Ailj度(即，
在给定的发动机速度、给定的第一电动in/发电miis和给定的第二电动fL/发 电机速度下，向前速比等于反向速比(尽管在方向上相反))具有相等的向前 和反向速比的输入分流第一电可变模式。还可得到基本上相等的固定的向前和
反向速比。
在该描述中，第一、第3嘴三行星齿轮组可从左到右计数iK^右到左计数。
*行星齿$^&具有三个元件。^H亍星齿轮组的第一、第二，三元件
可为太阳齿轮元件、环形齿轮元件或架元件(cairiermember)中的招可一个。 旨架元件可为单个小齿轮架(简单的)或者双小齿轮架(复合的)。 输入元件连续地与所述齿,中的一个的元件连接，皿地与第一行星齿
轮组的第一元件连接。输出元件,地与所述齿轮组中的一个的另一个元件连
接，i继地与第:^m三行星齿纖的元件连接。
ttiii也，互连元件将第二齿,l^且的元件与第三行星齿轮组的元件连续鹏接。
第一电动m/发电机安穀ij^t器外壳(或接地)，并遊卖:fefe^接到第一行 星齿轮组的元件上，，为第二元件。
第二电动m/发电机安装到变速器外壳，并连续,接到第三行星齿轮组 的元件上，优选为第三元件。
可选择的 ^g传递縫斜4ife接合或以两个或三个的组合接合，以得到具 有连续可变的，范围(包括反向)和高iiA个的机械固定向前速比的EVT。 "固定速比"为输入到变速器的机械能机械地传送至输出，并且在电动m/发 电机中没有必要有功率流动(即，几乎为零)的工作情形。对于接近全部发动 机功率的操作可选择性地得到几个固定速比的电动变速器对于给定的最大能力 可更小和更轻。当工作在不4顿电动m/发电机而发动mit度可接近其最佳的情 形下时，固定速比操作还能导致更低的燃料消耗。MiS当雌择行星齿轮组 的齿数比，會嫩实现多种固定速比和可变比率分布。
公幵的电动^S器的每个实施例具有^t器输入与输出tFF直接连接到电
动m/发电机的结构。这允许所需的电动机/发电机的尺寸和成本的降低，以得 到期望的车IS性能。
第一、第二第三(和可选的第四和第五)转矩传递机构与第一和第二电
动丰;v发电机可操作用于衝共电动^t器的多种工作状态，包括电池反向状态、
EVT反向模式、固定反向和固定向前启动状态、,可变传动范围模式(包括 EVT向前启动)以及固定比率状态。输出元件偷入元件或可适用于输出元件
的电动tn/发电机的皿或^e比，在EVT反向、电池反向、固定反向、固定
向前启动和EVT向前启动方面基本上相等。EVT向前启动模式为输入分流模 式。还提供复合分流、第二电可变向繊式。
参考附图，从下面对实3E鉢发明的最佳模式的详细描述，本发明的战特 征和优点以及其它特征和优点将容易地显而易见。


图1为动力系的示意图，其包括部分地由节点图^的本发明的电动，
器；
图2为节点图的示意图,表明了可由图1的变速器得到的第二电可变模式；
图3为节点图的示意图，表明了图l的^t器的部件的微配置以得至傑
二电可变模式；
图4为节点图的示意图，表明了图1的^I器的部件的另一皿配置以得 到第二电可变模式；
图5为节点图的示意图，表明了图1的^I器的部件的另一皿配置以得
到第二电可变模式；
图6为节点图的示意图，表明了图1的^t器的部件的另一皿配置以得
到第二电可变模式；
图7为被，用于得到第二电可变模式的图1的^I器中的一些部件；
图8为根据图1的节点图构造的^it器的第一实施例的示意亂
图9A为根据图1的节点图构造的变速器的第二替换实施例的示意亂
图9B为描述图9A的变速器的一些工作特性的工作状态表格；
图10为图9A的^I器的各部件的部件繊与输出鄉的关系图表；
图11为根据图1的节点图构造的^I器的第三实施例的示意图，其具有
位于替fM^置的离合^^构； 图12A为^I器的第四实施例的就图，具有根据图1的节点图构造的 第一行星齿轮、单元A、和单元B,和根据图5的替换节点图形式构造的向前/
反向/模式n部分；
图12B为描述图12A的^3t器的一些工作特性的工作状态表格； 图13A为^I器的第五实施例的示意图，具有根据图1的节点图构造的 具有第一行星齿轮、单元A、和单元B，和根据图5的替换节点图构造的向前/
反向順式n部分；
图13B为工作状态表格糊述了图13A的^t器的一些工作特性；
图14为魏器的第六实施例的示意亂具有根据图1的节点图构造的具
有第一行星齿轮、单元A、和单元B，和根据图5的替换节点图构造的向前/反
向/模式n部分，且F^l;
图15为^6I器的第七实施例的示意亂具有根据图1的节点图构造的第
一行星齿轮、单元A、和单元B，以及根据图3的替换节点图构造的向前/反向
/模式n部分；以及
图16为^t器的第八实施例的示意亂具有根据图1节点图构造的第一 行星齿轮、单元A、和单元B，以及根据图3的替换节点图构造的向前/反向/
模式n部分。
具体实施例方式
参考附图，其中类似的参考数字，类似的部件，图1A示出了包括发动 机12的动力系10，其连接到一般由数字14，的电动^t器(EVT)的一个 实施例。变速器14设计成AA^动机12接收其驱动功率的至少一部分。发动机 12具有用作^it器14的输入元件17的输出轴。在发动机12与^I器14的输 入元件17之间还可实IW时,阻尼器(未示出)。
在描述的实施例中，发动机12可为化石燃料发动机，例如柴油机，其容 易地适合于得到通常在每射中恒定数量的转化(resolution) (RPM)下输送的 其可用的功率输出。
不考虑发动机12连接到魏器输入元件17所用的手段，变速器输入元件 17可操作ityi接到第一节点20。在本发明的上下文中，a (节点)为三个或更 多功率路径的交X^、， lil其功率可分配在功率路t拉间或之中。例如，a (节 点)可从功率路径接收功率，并在两^a立的功率路径之间或之中分配功率。
类似地，a (节点)可从两个功率路径接收功率，并向第三个功率路径传送该功率。
在图1中，发动机12以皿一和第二电动丰腺电机80、 82 (分别称为单 元A和单元B)与或可与第一节点20连接。可用作节点的装置的实例包括行 星齿轮组、双路径离合器、差动器、Ravigneaux齿鄉等，戶腐行星齿鄉具 有太阳齿轮元件、环形齿轮元件和包括架元件的行星架组件元件。功率路径可 包括输入轴、输出轴、电动IH/发电机、可糊的互连元件等。本^I器14也 包括图1中以方框^ifi的"向前比"示意性示出的第二节点30,以及图1中 以方框标记的"反向比"示出的第三节点40。在本发明的范围内，节点20、 30、 4(H继为行星齿^t且。因此，本说明书的其余部分可将节点称为行星齿鄉。
在图1中，特定部件(下面讨论的)以虚线示出，并与本发明的多个可选 的方面有关。基本的变速^示意图包括未在虚线中示出的那些元件，并且包括 在第一和第二节点20、 30之间连接的连接元件71。第二电动fl/发电机82也 连接到连接元件71 。示出了互连元件70将第二节点30与第三节点40连接。
发动机12的，使输入元件17沿箭头A示出的方向旋转。可控制单元 B 82使得其沿与发动机12相同的方向旋转。第一节点20，也称为行星齿轮组 20，被设计成确保第一节点20与第二节点30之间的连接元件71沿与输入元 件17的旋转方向相同的方向旋转。因此，箭头B被示为沿与箭头A相同的方 向旋转。这样，发动机的糊被加到第二电动W发电机82的糊上。
以MF示意性船出的,传动机构，例如制动器50,是可接合的，以 将第二节点30的元件与固定的^it器外壳60连接，其如下所^K1,出元 件19沿在向前行驶的方向上驱动最m专动16和，的方向转动来实现向前比 率。對以地，以MIR示意性断出的I^B传动机构，例如制动器52，是可接 合的，以将第三节点40的元件与^t粉卜壳60连接，从而{赚出元件19沿 与最终传动16的反向方向有关的相反方向转动。
第一和第二电动抓发电机80、 82分别包括各自的定子80a、 82a和转子 80b、 82b。第一电动抓发电机80的定子80&固定到^1 卜壳60。第一电动 丰Jl/发电机80的舒80b固定到第一节点20的元件，如下面相对于图7-17更 具体^/于出的。第二电动抓发电机82的定子82a也固定到^il粉卜壳60。第 二电动杉l/发电机82的,82b固定到节点20的独泣元件。
因为图1中的变速器10的第二电动t/y发电机82在模式I向前，式I反 向中被控帝喊总是沿与发动机12相同的方向旋转，所以可以在向前或反向范 围模式I中发生启动。通过接合模式I向前(MIF)库恸器50得到模式I向前。 类船也，ilil接合MI R制动器52得到模式I反向。因为第一行星齿轮组20 以与在模式I向前和模式I反向中相同的方式使用，所以这两个模式之间的转 矩性能的任何差异由齿轮组30与40的齿,数决定。这些齿数可^ii择自 于给定的输入速度产生相同的向前和反向转矩性能，这将被本领技术人员理 解。当输出元件19为零速度时(即，空闲时)，制动器50、 52可同步地变换。 这可能因为在零输出職时，单元B在零RPM下工作，如下面相对于图10 的图表最好贩出和描述的。当单元B处于零RPM时，行星齿2^且30、 40 的齿轮元件的所有元件速度都为零速度。由于空闲时三个行星齿轮组中的两个 30、 40保持在零街蜜，所以同步过渡变皿少了空闲iUW擦旋转损失。该示 意图33Sil过施加MIF50和MR52，允许斷氐保持电负荷的峰值(hill)。当由 于分级出现高输出载荷(即，输出元件19上的转矩载荷)时，这允许在零输 出鄉工作期间减小发动机功率。特别地，如果制动器50和制动器52都同时 地接合，夷卩么行星齿轮组30和40将都M:^I默卜壳60保,止。这样， 如果糊停i^斗处，那么接合两个制动器50和52将允许^I默卜壳60提 供反作用糊，以防止当鞭(由于重力)施加至嚇出元件时的滚动移动。因 为两个电动M/发电机跡用于执摘制动功能，所以减小了电负荷。另外，输 出部分确保在工作的"电池"状态、第一 EVT模式和第一固定状态中相同的 向前/反向性能。
单元A/单元B/发动机闭锁离M
为了进一步4ira^的加速和效率，可向图1中所示的顿器14添加单 元A/单元B/发动机闭锁离合器54。如下面相对于例如图9A、 12A和13A所 讨论的，对于普SM转，可接合闭锁离^lt单元A和B 80、 82分别与发动 机12锁定在一起，允许所有三个用作驱 以向,元件71提供组合转矩。 这样，对于给定的trAiiS在模式I向前和反向与第一固定(机械的)比率中 提供的输出繊和微将相等。因此，输出m^以在EVT模式I (向前或反 向)中或^一固超塞比中启动。
电动模力发动机关闭断开和发动鹏动伟恸 ^il器14还可设置可选的另外的功能，允许发动机启动和^H^驶仅使 用由能量存fil^S或电功麵86衝共的兽遣(而不JMil发动机12提供的能 量)，例如电池，以驱动电动丰il/发电机80、 82中的一个。本领域的技术人员应 当理解，^fiffi过控制器88在电池86与电动柳发电机80、 82之间传送。电 功率源86可为一个或多个电池。也可使用具有提供^储和分配电功率的能 力的其它电功率源，如燃料电,超级电，，来割戈电池而不改变本发明的 概念。ECU 88被设计成确保单元B 82在一方向上旋转傲tt连接元件71处 单元B 82的f^g加到发动机12的转^i:o
特别地，可彼此^^地皿电启动和电驱动，以防止不希望有的振动相互 作用。具体地，断开机构56,其雌为鄉传动机构，例如离合器，其用于解 除节点20的节点连接，由此当分离时4拨动机12与连接元件71断开。当分 离,传动元件56时，单元B 82可以用来llf共转^S连接元件71并i!31向 前或反向的相应齿鄉30、 40至输出元件19。断开转矩传动t鹏的实例由图 8的鞭传动机构156提供并相对于其被描述。参考图8，本领域的技术人员 将认识到，当转矩传动机构(断开机构)156被接合时，单元B与行星齿, 120的环形齿轮元件124连接。因为架元件129与发动机12连接，M阳齿轮 元件122与单元A连接，所以行星齿轮组120具有被接合的，三个齿轮元件， 因lt调于M:行星齿轮组130或140 (根据向前模式I制动器150或反向模式I 制动器152的选择)提供发动机鞭，以il31输出元件19向最剤专动16提供 總巨。但是，当断开转矩传动丰鹏156未被接合时，行星齿鄉120不起作用， 并且发动机$规与输出元件19断开。在该瞎况下，单元B可用来向输出元件 19提供驱动,。
^#考图1, ^!器可在单元A与发动机12之间OT有制动器58，其可 被接合以提供机械的固定比率，，以允许单元A用作发动机12的启动机。 ilil单元A 80禾,施加的制动器58皿^B动的能力M31消除次级节点功率
流动，确保了为初始化启动提供最大的^g，并确保需要最小的功率。图1中 的该配置还向发动机12的输入轴Jlf共三到四倍单元A转矩，以提供非常快的 启动。当断开^g传动鹏56被分离时，接賴恸器58以舰单元A以这样 的方式启动发动机12。从而，断开^g传动机构56确保了^^舰单元B的 电驱动与发动机12通过单元A的电启动无关。当M动机12 S51单元A 80
的电启动期间行星齿轮组130和140的惯性能量不在单元A与发动机12之间 的机械路径中时(即，只有行星齿轮组120包括在该电启动中)，在最低所需 的启动能量的情况下，这产生了平稳启动。
对于再生的发动机惯性换档能量回收，可利用^il器14。 iCT31设计控 制器88使得单元A 80用作发电机以捕获发动IHJ虔转會遣来实现，当离合, 合在换档期间改变时其没有被临时^f，。
图1以虚线示出了糊传动机构59,例如离合器，其是可接合的以将节 点20的元件与第三节点40的元件连接。节点20与节点40通过模式II离合器 59的连接粒了第二电可变模式(模式n)。当模式n离合器59接合时，MIF
制动器50被同步地分离，导致复合功率分流电可变模式n。这样，通过将输
入差动器(即，节点或齿轮组20)与反向比模i央(即，节点40)连接，在借
助离合器模式n59的接合的模式i的鄉，粒了第二电可变模式，并且織
二电可变模OT作得到更高车辆Mms确倒氐电功率损耗的高效手段。 输出配置框图
图2至6为示意框图，示出了行星齿轮30和40的模式n功率流动CT 和连接替换。具体地，图2至6示出了图1的虚线圈c内总体示出的这些元件 的替换设置，即，单元B、行星齿轮组30和40及模式n离合器(这里通常称 为向前/反向/模式n部分)的连接。在图2至6的框图中，未示出单元A与单 兀b的连接以及向前比节点或齿轮组(即，图1的齿轮组20)。本领域的普通 技术人员将认识到图2至6的框图的通用性。具体地，具有相等的向前/反向生
成能力的双模式电动^3i器所必需的通用性需要模式n离合l^发动机输入串 联。另外，反向第恸器(框图中的br)必须连接到模式n离合器的输出及一
个或两个元件节点。并且，向辦莫式制动器(由框图中的Bl标)雜到一 个或两个节点。单元b电动机必须连接到一个或两个节点。向前模式制动器
(bi)、输出和单元B运转以独:Mi接到一个或多个节点。
参考图2，输出或最绍专动16,至俩个节点30和40。模式I选择制动 器50连接到单个节点30。反向选#^动器52连接到两个节点30和40。单元 B连接到单个节点40。
参考图3，输出或最斷专动16连接到单个节点30。模式I选择帝恸器50 连接到两个节点30和40。反向选，恸器52连接到两个节点30和40。单元
B连接到单个节点40。
参考图4，输出或最终传动16连接到两个节点30和40。模式I选择制动 器50连接到单个节点30。反向选 !1动器52连接到单个节点40。单元B连 接到两个节点30和40。
图5和6示出了使用内部复合的齿自的特定输出选项。在图5和6中， 两个节点30和40逾a固定比率(由图5中的"K"表示)连接。这可在关于 图12描述的诸如Ravigneaux齿,之类的硬件中出现。反向选择制动器52可 受束缚于两个节点30和40的架，从而使得一个组件模块产生图6中示意性示 出的四个输入节点30、 40。图11至14实施了内部复合的输出框图选项。
机械示意性模式n复合^^流输出图
图7为在第二电可变模式n期间，输入节点或行星齿轮20与反向行星齿 轮模块或节点40之间所期望的行星齿l&^接的局部示意图，其中,传动机 构59是接合的。在该图中未示出用在模式I向前中的行星齿終且或节点30。 因为图1的M R帝恸器52未用在^ii器14的模式I向im作中，所以其是 空载的，并由此可用于执行模式n复合分流结构的接合。这样，当图7的，
传动机构52和59接合时，^il器14将以电可变模式II工作。图7中际出 了停车机构90相对于输出元件19的所期望的，。 第一示意性实施例
参考图8，对具有 器114的动力系110的，示意性ttit实施例进行 描述。在图8至16的实施例中，类似的参考数字用M示与图1至6的节点 示意框图类似的部件。动力系110包括^I器114，其JOT三个差动齿I^ 120、 130、 140， 地具有行星齿轮组的特性。行星齿轮组120使用外部齿轮元件 124，通常指定为环形齿轮元件。环形齿轮元件124与通常指定为太阳齿轮元 件的内部齿轮元件122夕碟。行星架组件元件126包括架元件129,其可旋转 地支撑多个行星齿轮元件127，使得^t行星齿轮元件127与第一行星齿轮组 120的环形齿轮元件124和太阳齿轮元件122都啮，接合。输入元件17固定 到行星齿轮组120的架元件129。
行星齿轮组130也具有外部齿轮元件134， 1M常指定为环形齿轮元件， 其与也一般指定为太阳齿轮元件的内部齿轮元件132夕卜接。在行星架组件元件 136的架元件139上也旋,安装了该多个行星齿轮137，使得^t行星齿轮
元件137同时并啮，接合行星齿轮组130的环形齿轮元件134和太阳齿轮元 件132。
行星齿轮组140也具有外部齿轮元件144,舰織定为环形齿轮元件， 其与也一般指定为太阳齿轮元件的内部齿轮元件142外接。在行星架组件元件 146的架元件149上也旋,安装了该多个行星齿轮元件147，使得^h行星 齿轮元件147同时并啮合地接合行星齿轮组140的环形齿轮元件144和太阳齿 轮元件142。
内部连接元件170将太阳齿轮元件132与环形齿轮元件142 ,i^。 另外，内部连接元件172将架元件139与环形齿轮元件144纖地互连。
^t器114还分别包括第一和第二电动机/发电机180和182。电动机/ 发电机180、 182还称为单元A和单元B，并如同关于图1至7描述的类似于 单元A和单元B 80、 82那样工作。各电动机/发电机180、 182的定子180a、 182a固定到 卜壳160。单元A的,180b固定至汰阳齿轮元件122。 单元B的转子180b MS连元件171固定到太阳齿轮元件132和太阳齿轮元 件142。行星齿轮组120被设计(M齿,数和发动机12与行，组件元件 126的连接)使得连接元件171沿与发动机12相同的方向旋转。输出元件19 ffiil互连元件172固定到环形齿轮元件144和架元件139。在相对于输出元件 19的位置示出停车制动机构190。
第一^t^传动机构，例如模式I向前(MI F)帝恸器150，可与环形齿轮 元件134选撤地接合。第二^g传动Wl，例如模式I反向(MI R)制动器 152，将架元件149与^I默卜壳160选雜itkii接。第三糊传动机构，例 如断开离合器156，将第二电动机/发电机182与环形齿轮元件124选择性地 连接。第四转矩传动机构，例如制动器158，将环形齿轮元件124与^3I默卜 壳160选择性i^接。最后，第五f^g传动机构，例如模式n离合器159，将 输入元件17与架元件149选 ;14|^接。使用^g传动机构150、 152、 156、 158和159以辅助混合^I器114的工作模式的选择，这将在下文更详细地说 明。
在前面的描述中根据图8，显然^t器114 M动机12选择性地接收功 率。混合^I器114还从可操作i^^至啦制器或ECU 188的电功率源186接 收功率。电功率源186可为一个或多个电池。也可^f顿具有麟或存储和分配
电功率的能力的其它电功 ，如燃料电池，来#^电池而不改变本发明的概
念。〃 器114的输出元件19位于非常适合于横向布置的^ffl的位置。这可 应用于诸如前轮驱动汽车之类的车辆，或对于所有车轮传动装置使用升降箱 (drop box)的变速器。这样，在前轴后面堆叠发动机与M器系统的应用也 可利用顿器114。
一m作考虑
主控制装置之一为公知的驱动范围选择器(未示出)，其指引电子控制单 元(控制器或ECU 188) ^itme置为停车、反向、中间或向前驱动范围。 第二和第三主控制^g构成加速，板(未示出)和制动器踏板(也未示出)。 MECU 188 ^W^个主控库鹏得到的信息被称为"操作者要求"。ECU 188 还从多个传繊(输入以及输出)获得关于下鄉青形的信息f^E传递錢(被 施加或被解除)；发动机输出转矩； 一个或多个标准电池容量水平；以及所选 的，部件的 。 ECU 188确定需旨么，然后适当 作^1器的或与其
相关联的选 操作的部件，以响应操作者要求。
本发明可使用简单或复合行星齿轮组。在简单行星齿轮组中，为了在自身
可旋转的架元件上旋转，通常支撑单个行星齿f^a。
在简单行星齿轮组中，当太阳齿轮保持固定，且动力施加到简单齿轮组的 环形齿轮上时，行星齿轮响应于施加到环形齿轮上的动力而旋转，并由此围绕 固定的太阳齿轮圆周地"行走"，以实现架元〗牛沿与环形齿轮旋转方向相同的
方向旋转。
当简单行星齿鄉中任何两个元件沿相同的方向和以相同的mil转时， 第三个元件被强制以相同的速度且沿相同的方向转动。例如，当太阳齿轮和环 形齿轮沿相同的方向和以相同的速度旋转时，行星齿轮不绕着其自已的轴旋
转，而是用fW土央以将^h单元锁定在一起来实J，;f称为直接驱动的。艮p，架 元件与太阳齿轮和环形齿轮一起旋转。
但是，当两个齿轮元件沿相同的方向却以不同的3M转动时，第三齿轮元 件旋转的方向可一麟单M过视觉分析确定，但是在很多情形中，该方向并
不明显，且只旨gm;知道行星齿轮组的所有齿轮元件上^^的齿数^li确地确定。
只要抑制架元件自由地旋转，并向太阳齿轮或环形齿轮施加动力，那么行
星齿轮元件就用作空转轮。那样，被驱动元件沿与驱动元件相反的方向旋转。
因此，在很多变速器配置中，当选择反向驱动范围时，摩擦 动用作制动器 的转矩传递装置以接合架元件，并由此抑制其旋转，使得施加到太阳齿轮的动
力使环形齿轮沿相反的方向旋转。这样，如果环形齿轮可操作ife^接到车辆的 驱动轮，那么这种隨育嫩使驱动轮的旋转方向反向，并由此使车辆本身的方
向反向。
在简单行星齿轮组中，如果己知太阳齿轮、架元件和环形齿轮中任何两个 的转速，那么使用简单的规则就能确定第三个元件的速度。架元件的转速总是 与太阳齿轮和环形齿轮的驗成比例，其被它们各自的齿数加权。例如，在相 同的组中，环形齿轮可具有太阳齿轮两倍的齿数。那么架元件的速度为环形齿
轮速度的三分之二与太阳齿轮速度的三分之一的和。如果这三个元件中的一个
沿相反的方向旋转，另卩么在数学运算中，该元件的鄉的算术符号为负的。
太阳齿轮、架元件和环形齿轮上的,也可彼此简单地相关，如果这样做 不考虑齿轮的质量、齿轮的加鹏或齿轮组内的摩擦的话，所有这些在设计优 秀的 器中具有相对较小的影响。施加到简单行星齿,的太阳齿轮上的转 矩必须平衡施力倒环形齿轮上的转矩，与这些齿轮的每一个上的齿数成比例。 例如，施加到在该组中具有太阳齿轮两倍的齿数的环形齿轮上的转矩必须两倍 于施加到太阳齿轮上的转矩，并且必须沿相同的方向施加。施加到架元件的转 矩必须同太阳齿轮上的,与环形齿轮上的转矩的和大小相等，且方向相反。 在复合行星齿轮组中，与简单行星齿纖相比，内部和外部行星齿轮组的 j糊实现了环形齿辦卩架元件的角色交换。例如，如果太阳齿轮保持固定，那 么架元件将沿与环形齿轮相同的方向旋转，但是具有内部和外旨星齿轮组的
架元件将比环形齿轮行进得更快，而不是更慢。
在具有啮合的内部和外*星齿轮组的复合行星齿轮组中，环形齿轮的速 度与太阳齿轮和架元件的速度成比例，其分别被太阳齿轮上的齿数和由行星齿 轮填充的齿数加权。例如，环形齿轮与由行星齿轮填充的太阳齿轮之间的差异 可与相同组中太阳齿轮上的齿数一样多。在该情形下，环形齿轮的速度将为架 元件速度的三分之二与太阳齿舰度的三分之一的和。如果太阳齿轮鄉元件
沿相反的方向旋转，那么在数学运算中，iMJ度的算术符号为负的。
如果太阳齿轮保持固定，那么具有内部和外部行星齿轮组的架元件将沿与
该组的旋转环形齿轮相同的方向旋转。在另一方面，如果太阳齿轮保持固定并 且架元件被驱动，那么在内部组中接合太阳齿轮辊或^太阳齿轮"行走"的 行星齿轮沿着与架元件旋转的相同方向旋转。在与内部组中的小齿轮啮合的外 部组中的小齿轮将沿相反的方向转动，这样迫使啮合的环形齿轮沿相反的方 向，但是只相对于与环形齿轮啮合地接合的行星齿轮。外部组中的行星齿^^沿 架元件的方向被传送。外部组中的小齿轮的转动对其自身轴的作用以及由于架 元件的运动引起的夕卜部组中的行星齿轮的轨道运动的更大作用被组合，所以环 形齿轮沿与架元件相同的方向旋转，但是不如架元件快。
如果这种复合行星齿轮组中的架元附辦固定，并且太阳齿轮旋转，那么 环形齿轮将以更低的速度并且沿与太阳齿轮相同的方向旋转。如果简单行星齿 轮组的环形齿轮保持固定，且太阳齿轮旋转，那么支撑单个行星齿轮组的架元 件将以更低的速度并且沿与太阳齿轮相同的方向旋转。这样，与在简单行星齿
轮组中使用单个行星齿鄉相比，能容易it^见察到架元件与环形齿轮之间的角 色交换，其是il^柳彼此啮合的内部和外漸亍星齿轮组引起的。
电动魏器的普通作用为传送从输入至嚇出的m^力。作为该变速器作 用的一部分，其两个电动机/发电机中的一个用作电功率的发电机。另一个电 动机/发电机用作电动机，并使用该电功率。当输出的皿从零增加到高速时，
两个电动机/发电机180、 182逐，，作为发电机和电动机的角色，并且 可以这样做一次以上。这些交换围绕着机械点发生，在那里所有从输A^输出 的动力都被机械地传送，且没有实际的动力被电传送。
在混合电动^I器系统中，电池186还可向^I器供应功率，赫^I器 可向电池供应功率。如果电池向^I器供应基本的电功率，例如用于糊加速， 那么两个电动机/发电机都可用作电动机。如果变速器向电池供应电功率，例 如用于再生制动，夷I3么两个电动机/发电机都可用作发电机。非常接近于工作 的机械点，由于系统中的电损耗，两个电动机/发电机还都可用作具有小电功 率输出的发电机。
与^t器的普通作用相反，^^器可实际上用于从输出向输入传送,动 力。这可在车辆中发生以补充糊制动和提高或补充糊的再生制动，尤其是 在长的向下坡度上。如mM31^t器的功率流动被这样反向，那么电动机/发 电机的角色将从普通作用的那些反转。
特定工作考虑
这里描述的每个实施例(图8， 9A-B， 11-16)具有很多工作状态。下面 描述这些工作状态，并且通过参考结合了变速器符号图的相应的工作状态表 格，例如图9A、 12B和13B的工作状态表格，其可被最好iM解。
第一工作状态为"电池反向状态"，其对应于各工作^i^态^格的电池反向 行。在该状态中，发动机关闭，且连接到发动机的^m器元件不ilil发动机转 矩控制，尽管由于发动机的旋转惯性可以，一些剩余的转矩。EVT由使用来 自电池的會巨量的电动机/发电机中的一个驱动，使 反向运动。根据运动学 配置，另一个电动机/发电机在该状态中可旋转或可不旋转，并且可传送转矩 或可不传送转矩。如果其旋转，那么它用于产生存储在电池中的能量。在图8 的实施例中，在电池反向状态中，制动器152被接合，电动机/发电机180具 有零,，且电动机/发电机182 3I^作用的齿轮组140提供反向,比。
第二工作状态为"EVT反向模式"。在该状态中，EVT由发动机和电动机 /发电机中的一个驱动。另一个电动机/发电机可以根据控伟幡188指令，工 作于电动机或发电机模式。这，于各种输入。 一般地，在没有电池辅助的情 况下，第二单元用作发电机，并将产生的肖遣的100%传回到驱动电动机。最 终结果是，利用来自发动*几和可用的肯遣存储系统的组合动力反向驱动车辆。 参考图8，在EVT反向模式中，制动器152与离^ 156接合,利用接合的156， 齿轮组20起作用，且单元A用作发电机，单元B沿与输入元件17相反(反 向)的方向乡緣绍专动16麟动力。
第三工作^t态包括"反向和向前启动模式"(也称为"高转矩反向和向前 模式")，对应于各工作状态表格的固定反向和固定Fl行。在该状态中，， 器由发动机和可选糊由其中一个或两个电动机/发电机驱动。能量的可选择 的部分可在发电机单元中产生并存储在电池中，且其余的能量传送到电动机。 参考图9A，在反向和向前启动模式中，离合器254、 256以及250或252 (根 据期望的是向前还是反向启动)被接合。
第四工作状态为"连续可变传动范围模式"，其包括EVT 1.1、 EVT 1.2、 EVT2.1、和6\^2.2工作点，对应于工作点表格的各行，例如图9B、 12B和 13B的工作点表格。在该模式中，EVT由发动机以及电动机/发电机中作为电 动机的一个驱动。另一个电动机/发电机用作发电机，并将产生的肯遣的100%传回到电动机。由EVT向，式表示的工作点在由EVT提供的向前速比的连 续集中为离散点。在这些模式中，输Ai懒出的速比由单元A和B的速度控 制来控制，且导致在电动机/发电机的工作极限内无限可变。
第5X作状态包括"固定比率"状态固定反向1、固定Fl、固定变换比、 固定F2、固定F3，如图9A、 12B和13B的工作状态表格中所示。在这些状态 中，魏^I似于传统自动^I器那样工作，且三个转矩传递錢被接合以产 生离散的传动比。伴随每个图的离合表格仅示出可用的一些固定比率向前速 度。另外的固定比可以雜，如果在单元A或单元B上施加制动器。(未示出 在单元A上的制动器。)参考图IO,只要两，件鹏交叉，或者1^^部件 速度X轴，就存在接合离合器或制动器的机会。例如，当单元A跨越零繊 时，制动器(未示出)可同步地,加锁定单元A旋转，且导致固定的输入至 输出速比。当两个旋转的元件超湘同的M时，发生离合。例如在图10中， 单元A、单元B和发动机在221处都具有在输出3IE的相同速度。，供了使 这些元件同步离合的机会，其准确地说是图9A中的离合器254的功能。图10 中的图表示出了M3i部件彼此^X或与零部件速度X轴交叉限定的高iiA个向 前和两个反向固定比机会。图8到图9A的修标出了如何添加离合器254的 增加以利用这种换档机会。模式I或n操作和所选模式(即，EVT 1.1或1.2 或2.1或2.2)内的范围的选择由控帝幡288执行，并繊各种输A^设计算法。 为了改善的效率，更高的加速度或高平均动力循环中的{顿，可增加这些固定 比率。
^il器14會嫩^Mi胃的单一或双模式中工作。在单一模式中，接合的转 矩传递装置对于向前速比(由离歸、标EVT 1.1、 EVT 1.2)的！Pt^续集 保持相同。在双模式中，接合的,传递縫在一些中间速比(例如，图12B 中的EVT 2.1)下切换。f^于机TO造，转矩传递^S接合的这种变化具有 减小M器中的元件速度、改善效率并且减小电负荷的优点。
禾佣这里公开的示意性实施例，育滩使离合器元件滑移舰同步，使得可 得到具有最小转矩干扰的换档(附胃的"冷"换档)。例如，图9A、 12A和13A 的^I驗1.2和2.1的范围之间具有冷换档。在图10中，架元件249的繊 在223处在输出速度与发动mS交叉。在这种情形下，可同步Jte用离合机 构。图9的该机构ME离合器259没有倉遣损失，并因此驗不升高，导致了
所谓的"冷"换档。
再参考图8，图8中，器114的行星齿f^a 120、 130和140的齿, 数比可根据需要改变，以得到期望的速比。可以更改^I器114以得到至少六 个向前速比以及两个固定反向比、电可变向前和反向、以及电池向前和反向速 比。借助实例，假设4亍星齿轮组120的齿数比(即，NR1/SR1)为1.612，行星 齿轮组130的!VS^值为2.194,且行星齿轮组140的Nw/Sr3勧3.16，另卩么 ilil接合离合器152和156,可得到由节点30和40限定的被驱动成反向转矩 增加比为-3.160的电可变反向。同样地，通过接合离合器150和156，可得到 由节点30和40限定的被驱动^g比为3.1944的S^相同的向前电可， 比。第一电可，比在模式I中得到，且是第1入分流可^动工作模式。 当离合器250分离时，可同时接合离合器259，以得到具有更高繊和效率的 复合分流模式n工俏莫式。当离合器158接合且离合器156分离时，单元A 可用来不繊于由单元B执行的繊而启动发动机。另外，当离絲156、 158 和159接合时，得至搞效^W固定巡航工作状态。当离合器156从单元B分 离时，可得到电池反向模式、4顿来自单元A的动力的发动机启动状态以及由 单元B提供动力的电池向前速比。禾,本发明的实施例可得到的该多种速比的 更详细的实例提供在图9B、 12B和l犯的真值表格中，其与图9A、 12A和13A 的相应变速器有关。本领域的技术人员应当容易地理解，利用其它实施例，例 如基于图9A、 12A和13A的实施例的描述的图8的实施例，可得到该多种比 率。
第二示意性实施例
参考图9A，对具有^il器214的动力系210的第二，示意性,实施 例进行描述。变速器114使用了三个差动齿轮组220、 230和240, ^m具有 行星齿轮组的特性。行星齿轮组220 OT了夕卜接太阳齿轮元件222的环形齿轮 元件224。行星架组件元件226包括架元件229，其可旋,支撑该多个行星 齿轮227，使得^H亍星齿轮227与环形齿轮元件224和太阳齿轮222都啮合 地接合。输入元件17固定到架元件229。
行星齿轮组230具有外接太阳齿轮元件232的环形齿轮元4牛234。在行星 架组件元件236的架元件239上可旋,安装有该多个行星齿轮237，使得每 个行星齿轮元件237与环形齿轮元件234和太阳齿轮元件232都同时地且啮合
地接合。
行星齿轮组240也具有夕碟太阳齿轮元件242的环形齿轮元件244。在行 星架组件元件246的架元件249上可旋转地安装有多个行星齿轮247，使得每 - -个与环形齿轮元件244和太阳齿轮元件242都同时地且啮合地接合。
互连元件270将太阳齿轮元件232和242纖ife^接。另外，互连元件272 将行星架组件元件236与环形齿轮元件244连续ite连。
^!器214还包括第一和第二电动机/发电机280和282，其分别具有固 定到魏默卜壳260的定子。单元A的軒固定至呔阳齿轮元件222。单元B 的转子通M3^接元^牛270固定到太阳齿轮元件232，并由此固定到太阳齿轮元 件242。在相对于输出元件19的位置示出了停车制动机构290。
第一,传动机构，例如向繊式制动器MIF250，可与环形齿轮元件234 选择性地接合，以将环形齿轮元件234接鹏U魏默卜壳260。第二 ^E传动 机构，例如反向制动器MIR252，断魏组件元件246与^I默卜壳260选 择性J4ii接。第三,传动机构254将单元A的转子选择性ife^接到架元件229 以及发动机12。第四糊传动机构256将单元B的转子选择性ifeai接至杯形 齿轮元件224。第五,传动机构258，例如审i恸器，将环形齿轮元件224与 变速默卜壳260选撤ife^接。最后，第六^E传动机构，例如离合器259, 将发动机12与架元件249选择性ife^接。离合器259称为模式n离合器。
根据图9A，显然变速器214^动机12选择性地接收功率。混合 器 214还从可操作J4^到控制器288的电功,286接收功率。当电动机/发 电机280连接到太阳齿轮元件222和架元件229时，flil离合器254的接合(其 与关于图1描述的闭锁离合器54的功能相同)，锁定了行星齿轮组220。如本 领域的技术人员容易地理解的，锁定行星齿轮组220锁定了电动机/发电机 280、 282和发动机12的旋转，以允许所有三4^源用作驱^r源用于最4封t]速性 能、高恒定低敏效率或更高的再生制动。通舰加的离合器254，发动机转 矩和单元糊是无关的，且被控制为设计到控伟i藤288中。
图9A中糊传递机构的接合安排以图犯中的工俏莫式表格和固定比率 表格示出。图9B还提併了可〗顿下列齿縱数得到的鄉比的实例太阳齿 轮222为49，行星齿轮227为15，环形齿轮224为79，太阳齿轮元件232为 36，行星齿轮237为19，环形齿轮242为25，行星齿轮247为27，以及环形
齿轮234、 244的每一个为79。另外，禾佣给定的齿数样例得到的比率级(ratio 鄉)可通过向前比除以另一个随后的向煎比计算。例如，第一向前电可变模 式EVT 1.1与第二电可变模式EVT 1.2之间的分级比率为1.99。
在图9B的真值表格中，多个向前和反向状态被分舰"发动a^接"状 态，并由于离合器256的接合可这样描述。当离綠256被连接时，功率可从 发动机12流向输出轴19。图犯还示出了 "发动机断开"状态，其包括当离 合器256被分离，使得功^M动机12流向输出轴19时可得到的比率。
图9B的真值表格表明了-3.160的相同反向速比可Mil如下三种不同的方 式得到S31固定比率、电可变比率(对豫定的输AiiS)戯动机断开"电 池反向"比率。固定反向tbil31离合器254和256以及律恸器252的接合得到。 利用离合器254的接合，由于电动机/发电机280连接至呔阳齿轮元件222和 架元件229,所以齿，220不起作用。在零输出iiJt时，单元B的速度为零 (如在图10的f^'B度图中所注的)。这样，发动机转距 1第三齿轮组240 以得到-3.160的反向固針匕率。
电可变反向比(EVT反向)舰MI R库恸器252与离合器256的接合得 到。这允许来自发动机12和单元B的嫩卜的功率给太阳齿轮元件242提供动 力。行星齿轮247舰制动器252保持固定，并且在环形齿轮元件244处鄉 输出比。
-3.160的电池反向t:bilil离合器252的接合得到。因为离合器256未接合， 所以发动机12断开，并且Mil来自电动机/发电机282 (单元B)的功率流过 起作用的齿轮组240到达输出元件19得到反向输出比。
特别地，图9A的^I器214还在电可变EVT模式1.1 (在离散的、给定 的输AiI度下)中、在固定比率向前比FI中和在由单元B激励的电比率中得 到3.194的相等的向前启动比率。这些比率il31图犯中示出的各种离合器的 接合得到。向前比率EVT 1.1、固定FI和单元B向前基本上等于固定反向、EVT 反向(在与EVTl.l比率相同的离散的、给定的输AiM下)和电池反向比率。 这样，图9A的魏器214得到输入分流向前启动模式，其具有在樹可给定的 输AiM下与EVT反向模式基本上相等的比率，具有基本上相等的向前和反 向固定比率，并且具有基本上相等的向前和反向发动机断开比率。
图10为在^il器214的示例性工作中，各种^I器部件的，相对于输
出轴的速度的图形描述。参考图9A和10,发动机12 (和输塌17〉的鞭 由线213表示，电动机/发电机280的速度由线211表示，电动机/发电机282 的速度由线215表示，且架元件249的速度由线218表示。在EVT工作的第 一向前范围淑莫式231中，即在输出轴舰221之前，离合器250和256接合。 齿轮组220錢动模式中工作，且齿鄉230在糊增力鹏式中工作。为简化 描述，输Att速度213和相应皿动机的M在^I器的^h操作中基本上恒 定。控制器288麟一电动机/发电机280的繊开始于大约8000 rpm，并随 着输出轴鄉的增加而斷氐。同时，电机282的M从零开始，并随着输出轴 鹏的增加而增加。架元件249的速度与输出轴驗成比例地增加。如由图IO 的图表显而易见的是，电动机/发电mi!S在向飾模式231和反向模式243中 相等(尽管方向相反)，其ilii接合离合器250 (对于向前)或离絲252 (对 于反向)皿择同时离合器256保^合。
在输出轴驗221处，电动机/发电机282 (单元B)的iUMl了发动 机12的速度，电动机/发电机280 (单元A)的mg降到发动机12的iM 以下。由231和233 ，的皿范围一起构成了模式I向前工作范围。在, 1500 ipm的输出ilg处，电动机/发电机280的速度为零。在输出轴速度223 处，M器/规一EVT范围離式I (包括驗范围231 、 233)变换到第二 EVT 范围或模式n 235、 241。在该点，由于离合器250和256的接合，发动机12 和架元件249的棘基本上相等，使得离合器259接合(并且离合器250分离)， 且基本上没有产生的转矩干扰从第一电可变模式(模式I)变换到第二电可变 模式(模式n)。在模式n中，电动机/发电机280的速度继续随着瑜出轴速 度的提高而增加，且电动机/发电机282的mS随着输出轴速度的增加而减小。
^3I器214的特tK在于模式I反向范围243。在零输出繊处，离合器 252和256可接合。起作用的行星齿轮组220和240的比率是这样的，即Mil 行星齿轮240得到的负比率几乎等于在向前中通过行星齿轮230得到的比率。 这样，EVT路径在其处于模式I向前范围时可被精确^^作，由此提供相等的 反向。通过接合离合器252、 254和256,得到等于行星齿轮组240的环形齿轮 /太阳齿轮齿数比的机械(固定的)反向比。财卜，电可变模式操作或固定比 率操作的选择由控制器288确定。
第三示意性实施例 参考图11，对具有^I器314的动力系310的第三魏示意性优选实施 例进行描述。变速器314使用了三个差动齿轮组320、 330和340，,地具有 行星齿轮组的特性。行星齿轮组32(H顿了夕瞎太阳齿轮元件322的环形齿轮 元件324。行星架组件元件326包括架元件329，其可旋,支撑该多个行星 齿轮327，使得^h行星齿轮327与环形齿轮元件324和太阳齿轮元件322都 啮合地接合。输入元件17固定到架元件329。
行星齿轮组330具有外接太阳齿轮元件332的环形齿轮元件334。在行星 架组件元件336的架元件339上可旋,安装该多个行星齿轮337，使得旨 行星齿轮元件337与环形齿轮元件334和太阳齿轮元件332都同时地且啮她接合。
行星齿轮组340也具有夕瞎太阳齿轮元件342的环形齿轮元件344。在行 星架组件元件346的架元件349上可旋ffi&安装多个4亍星齿轮347，使得每一 个与环形齿轮元件344和太阳齿轮元件342都同时地且啮合地接合。
互连元件370将环形齿轮元件334和344驗;fc&ii接。另外，互连元件372 将环形齿轮元件324与太阳齿轮元件342 ,teJI。架元件339接 1^61 器外壳360。
^t器314还分另抱括第一和第二电娜/发电机380 (单元A)和382 (单元B)。单元A的转子固定至汰阳齿轮元件322。单元B的转子SilS连 元件372固定到环形齿轮元件324，并从而固定至呔阳齿轮元件342。在相对 于输出元件19的位置示出了停车制动机构390。
第一转矩传动机构，例如向前模式I离合器MF 350,可与太阳齿轮元件
连接。第二,传动机构，例如反向带恸器MI R 352，将架元件339和349选 择性ii^接。第三,传动机构，例如离合器359，将发动机12与行星架349 选择性ife^接。离合器359称为模式n离合器，并建立了第二向前电可变驱动模式。
从图ll明显的是，^!器314微动机12选雜地接收功率。混合魏 器314还从可操作鹏接到控第幡388的电功 386接收功率。可选的糊 传动机构可淤添力鹏于发动机启动，其借助单元A、闭锁机构(用于将单元A、 单元B和发动机12彼此锁定以改善加速，并用于单元A与单元B之间的断幵，
如上面关于图1的节点图及图8和9A的示意性实施例所描述的。 第四示意性实施例
参考图12A，对具有^I器414的动力系410的第四，实施例进行描述。
器414使用了三个差动齿|^&420、 430和440， t^地具有^亍星齿f^的 特性。行星齿轮组420 f顿了夕港太阳齿轮元件422的环形齿轮元件424。行 星架组件元件426包括架元件429，其可旋,支撑多个行星齿轮427，使得 ^M于星齿轮427与环形齿轮元件424和太阳齿轮422都啮^ife接合。输入元 件n固定到架元件429。
行星齿轮组430和440通过每个相应的齿轮组的连续连接的行星齿轮 437、 447彼此"复合"，且共用公共架。行星齿轮组430也具有与每个行星齿 轮437啮合地接合的太阳齿轮元件432。行星齿轮组440也具有夕碟太阳齿轮 元件442的环形齿轮元件444。在行星架组件元件446的架元件449上可旋转 地安装该多个行星齿轮447，使得每一个与环形齿轮元件444和太阳齿轮元件 442都同时地且啮合地接合。这种类型的复合行星齿轮430、 440对于本领域的 技术人员来说被称为Ravigneaux齿轮组。如下面关于图12B的真值表格所描 述的，复合齿轮组430、 440麟了足够的"自由度"，以便貧辦从向辦莫式I制 动器450同步变换到反向M R库恸器452。
^il器414还分别包括第一和第二电动机/发电机480和482,其可分别 称为单元A和单元B。单元A480的转子固定到太阳齿轮元件422。单元B482 的转子通^i^元件471固定到太阳齿轮元件442。行星齿轮组420被设计(通 过齿,数和发动机12到4亍星架元件429的连接)，使得连接元件471沿与发 动机12相同的方向旋转。输出元件19固定到环形齿轮元件444。在相对于输 出元件19的所需位置示出了停车制动TO490。
第一,传动机构，例如模式I向前(M F)制动器450，将太阳齿轮元 件432与^I默卜壳460选择^^接。第二l^g传动机构，例如模式I反向 (MI R)制动器452，将架元件449与^!粉卜壳460选^j^i接。第三转 矩传动机构，例如断开离合器456,将第二电动机/发电机482与环形齿轮元 件424选择性ife^0第四转矩传动IW，例如制动器458，将环形齿轮元件 424与魏默卜壳460选择性i(^。最后，第五l^g传动机构，例如模式n 离合器459，将输入元件17与架元件449选，ii^。^ffl^g传动机构450、
452、 456、 458和459以辅助混合^t器414的工f^莫式的选择，这在下文中 将更详细地说明。
由图12A和前面的描述明显的是，'魏器414从发动机12选择性地接收 功率。混合，器414还从可操作ife^接到控铜J^或ECU 488的电功 486 接收功率。电功率源486可为一个或多个电、池。也可使用具有,^^储和分 配电功率的能力的其它电功率源，如燃料电池，来替代电池而不改变本发明的
如上所述，,传递机构的接合安排以图12B中的工作模式表格和固定 比率模式表格示出。图12B还提供了使用下列齿^t&数可得到的转矩比的实 例太阳齿轮元件422为49，行星齿轮元件427为15，环形齿轮元件424为79， 环形齿轮元件432、 442中的每一个为25，行星齿轮437、 438中的每一个为27， 以及环形齿轮元件444为79。另外，禾,给定的齿数样例得到的比率级可舰 向前比除以另一个随后的向前比计算。例如，第一向前电可变模式1.1与第二 电可变模式1.2之间的级比率为1.620。
在图12B的真值表格中，多个向前和反向状态被分组成"发动m^接" 状态，并且由于离絲456的接合可这样描述。当离合器456被连接时，功率 可織动机12流向输出轴19。图12B还示出了 "发动机断开"状态，其是当 离合器456被分离，使得功率不戯动机12流向输出轴19时可得到的比率。
图12B的真值表格表明了-3.160的相同反向速比可通过如下三种不同的方 式得到ffiil固定比率、电可变比率(对于给定的输A3iS)戯动机断开"电 池反向"比率。
当离合器456未接合时得到电池反向比，使得发动机12断开，而离合器 452接合，允许单元B 382 Mil行星齿轮440反向地織出元件19提供动力。
ilil离合器450和456的接合得到M:2.926的速比驱动的模式I EVT 1.1 (即，对于单元A480、单元B482和发动机12在给定的输A3I^下得到2.926 的速比)。当来自输廟17的,流鹏作用的行星齿纖420时，2.926的 EVT 1.1速比为输入分流比率。M:接合离合器454以将单元A连接到行星架 元件427，并从而锁定行星齿轮组420，由此单元A和B以及发动机12皿 在组合的行星齿$^且430、 440 ，的低比率驱动^I器。当单元A的3Ijg在 发动机到输出速比为1.806的点为零时，通过接合离合器450、 456，得到电可
变向前比EVT 1.2。在该点，给单元A提供制动器(图中未包括)将允许同步 变换到L806的固定比率。标记为换档模式I-模式n的比率为当离合器450和 离合器459都接合时的变换点。在该点，架元件449職等于发动l[UiH，允 许同步换档。如果两个离合器繊合，那么在该点得到固定比率，但是，如果 离合器450分离，且离合器459接合，那么得到模式n电可变模式。在换档之 后的模式n中，进一步提高输出 斷氐了单元八的逸度。
当单元A的繊等于零时，模式IIEVT 2.1舰离合器459和456的接合 得到，并导致发动机12到输出元件19的1.244的传动速比。此外，如果利用 该示意图向单元A添加制动器，那么该库恸器的同步接合将导致固定比率。必 须清楚，这些点为发动t/U嚇出的速比，但是，输出转矩依赖于发动机、单元 A和单元B的,。除离合器459和456^卜，利用离合器454的接合，會嫩 得到1.00的固定直接比率(称为固定F2)，如果需要的话。当M阳齿轮元件 422和架元件429都衝共单元A的繊时，行星齿鄉420被锁定。在环形齿 轮元件442和架元件449都有效鹏供发辦JliUt。因此，得到的发动机到输 出的速比为l.OO。当单元B的繊等于零时，禾U用离合器459和456的接合， 得到0.76的电可变模式n速比EVT 2.2。如同在其它瞎形中，给单元B添加制 动器允许我们提供输入至嚇出的固定比率。在图12A的示意图的情形中，制动 器458的接合，提供了 0.76的固定F3速比。然后该示意图具有在完全电可变 模式，或在高达六个的向前和两个反向固定范围的潜能。逻辑赚作选择基于 操作新青求、系统状态和编程逻辑，以改善或优化排放、燃料经济性或性能。
第五示意性实施例
参考图13A，对具有^t器514的动力系510的第五,实施例进行描述。 变速器514 <顿了三个差动齿鄉520、 530和540，雌地具有行星齿,的 特性。行星齿轮组520 j顿了夕港太阳齿轮元件522的环形齿轮元件524。行 星架组件元f牛526包括行,529，其可旋,支撑多个4亍星齿轮527，使得 ^H亍星齿轮527与环形齿轮元件524和太阳齿轮元件522都啮合地接合。输 入元件17固定到架元件529。
行星齿轮组530和540通过每个相应的齿轮组的连续连接的行星齿轮 537、 547彼此"复合"。行星齿轮组530也具有与每个行星齿轮537啮，接 合的太阳齿轮元件532。行星齿轮组540也具有夕碟太阳齿轮元件542的环形
齿轮元件544。在行星架组件元件546的架元件549上可旋转地安装该多个行 星齿轮547，使得每一个与环形齿轮元件544和太阳齿轮元件542都同时地且 啮合地接合，并且是两组小齿轮的公共支撑装置。这种类型的复合行星齿轮 530、 540对于本领域的g人员来说被称为Ravigneaux齿轮组。如下面关于 图13B的真值表格所描述的，复合齿総且530、 540提供了足够的自由度，以 便會辦从向辦莫式I伟恸器550同步变换到反向MIR制动器552。
器514还分别包括第一和第二电动机/发电机580和582，其分别称 为单元A和单元B。单元A 580的转子固定到太阳齿轮元件522。单元B 582 的转子通aii接元件571固定至呔阳齿轮元件542。行星齿鄉520被设计(通 过齿,数和发动机12到架元件529的连接)，使得连接元件571沿与发动机 12相同的方向旋转。输出元件19固定到环形齿轮元件544。在才树于输出元 件19的所需位置示出了停车制动机构590。
'第一鄉传动机构，例如模式I向前(MI F)律恸器550，将太阳齿轮元 件532与^I默卜壳560选择性鹏接。第二^g传动机构，例如獄I反向
(MI R)审恸器552，将小齿轮元件547与^I默卜壳560选雜it^。第 三转矩传动机构，例如断开离合器556,将第二电动机/发电机582与环形齿 轮元件524选择性,接。第四,传动机构，例如制动器558，将环形齿轮 元件524与^il粉卜壳560选雜ife^。最后，第五糊传动机构，例如模 式II离合器559，将输入元件17与架元件549选PM^接。使用^g传动 机构550、 552、 556、 558和559以辅助混合^I器514的工作状态的选择， 这在下文中将更详细地说明。
从图13A明显的是，^f器514 M动机12选择性地接收功率。混合变 速器514还从可操作ifeii接到控制器588的电功 586接收功率。电功 586可为一个或多个电池。也可使用具有提供或存储和分配电功率的能力的其 它电功率源，如 (4电池，来斷戈电池而不改变本发明的概念。ECU 588被设 计成确保单元B 582 l方向旋转，使得来自单元B 582的鞭^i^元件571 处加至睞自发动机的$1^±。
如上所述，鞭传递机构的接合安排以图13B中的工作状态表格和固定 比率模式表格示出。图13B还提供了使用下列齿,数可得到的,比的实 例太阳齿轮元件522为49，行星齿轮元件527为15，环形齿轮元件524为79，
环形齿轮元件532、 542中的每一个为25，行星齿轮元件537、 547中的每一个 为27，以及环形齿轮元件544为79。另外，当禾,给定的齿数样例时得到的 比率级可通il向前比除以另一个随后的向前比计算。例如，第一向前电可变范 围(模式IEVTl.l)与第二电可变范围模式IEVT 1.2之间的级比率为1.618。
在图13B的真值表格中，多个向前和反向状态被分组成"发动丰，接" 状态，并且由于离合器556的接合可这糊述。当离合器556连接时，功率可 至少部分itk/A^动机12流向输出轴19。图13B还示出了 "发动机断开"状态， 其是当离合器556被分离，使得功率不M动机12流向输出轴19时可得到的比率。
图13B的真值表格表明了行星齿，件元件546的-3.160的反向速比可以 如下三种不同的方式得到m固定比率、电可变比率或发动机断开"电池反 向"比率，如本领域脉人员基于以上关于图12B的描述将,的。在向前中 同样如此，其中行星齿轮组件元件546的3.19的正比率可用在电可变、发动机 断开或"电池反向"比率中。如在前面的描述中，在该图表中示出的一些比率 表明了变速器的输入至嚇出的速比，在单^I度为零或部件舰相等的情形， 允许该选项用于制动或离，置。这些比率还描述了当输出，提高时的离合 器或电动机事件。
第六示意性实施例
参考图14，对具有^t器614的动力系610的第六,实施例进行描述。 变速器61"顿了三个差动齿,620、 630和640， ttJl地具有^f星齿,的
星架组件元件62一6的架元件629可旋^ife支撑多个行星齿轮627，使得^H; 星齿轮627与环形齿轮元件624和太阳齿轮元件622都啮合地接合。输入元件 17固定到架629。
行星齿轮组630具有夕港太阳齿轮元件632的环形齿轮元件634。可旋转 地支撑在^ff星架组件元件636的架元件639上的行星齿轮637与环形齿轮元件 634和太阳齿轮元件632啮合地接合。
行星齿轮组640具有外接太阳齿轮元件642的环形齿轮元件644。在架元 件649上可旋转地安装该多个行星齿轮647,使得每一个与太阳齿轮元件642 和多个小齿轮648都同时地且啮，接合。小齿轮648将小齿轮647与环形齿 轮元件644啮合地接合。
电动机/发电机682固定至lj太阳齿轮元件632。互连元件670将太阳齿轮 元件632与太阳齿轮元{牛642 ,itfe^接。互连元件672将环形齿轮元件634 与架元件649连续ifei:连。
^!器614还分别具有第一和第二电娜/发电机680和682。电动机/ 发电机680、 682也称为单元A和单元B，并如关于图1至7所描述的类似于 单元A和单元B 80、 82那样工作。单元A 680固定至汰阳齿轮元件622。单 元B 682 Mffi连元件671固定至汰阳齿轮元件632，并且3BlilSii元件670 连接到太阳齿轮元件642。行星齿轮组620被设计(通过齿轮齿数和发动机12 到行星架组件元4牛626的连接)，使得连接元件671沿与发动机12相同的方向 旋转。输出元件19固定到架636。
模式I向前M F制动器650将环形齿轮元件634与^I默卜壳660选择 性 接。断开离合器656将电动机682与环形齿轮元件624选#14^接合。 制动器658将环形齿轮元件624与^it默卜壳660选雜i&^接。模式II离合 器659将发动机12与环形齿轮元件644繊性ife^接。离合器和制动器650、 652、 656、 658、 659以类似于在图9B、 12B和13B的真值表格中所示的类似 编号的离合器柳顷序选择性地接合，以提供多种速比，例如相等的输入分流电 可变向前和反向。
例如,通过MIR帝恸器652和离合器656的接合，得到电可贩向比(EVT 反向)(对于给定的输A3i度)。这允许单元B给太阳齿轮元件642鄉动力， 发动机12向环形齿轮元件644提供动力，并且在架元件639处Ji^输出比。
第4^意性实施例
参考图15，对具有^E器714的动力系710的第七雌实施例进行描述。 变ii器714《柳了三个差动齿f^且720、 730和740，雌地具有行星齿裕且的 特性。行星齿轮组720 4OT了夕階太阳齿,件722的环形齿轮元件724。行 星架组件元件726包括架元件729，其可旋,支撑该多个行星齿轮727，使 得每个行星齿轮727与环形齿轮元件724和太阳齿轮元件722都啮合地接合。 输入元件17固定到架元件729。
行星齿轮组730具有外接太阳齿轮元件732的环形齿轮元件734。行星架 组件元件736包括架元件739。在行星架组件元件736的架元件739上可旋转
地安装该多个行星齿轮737，使得^H亍星齿轮元件737与环形齿轮元件734 和太阳齿轮元件732都同时地且啮合地接合。
行星齿轮组740也具有夕M^太阳齿轮元件742的环形齿轮元《牛744。在行 星架组件元件746的架元件749上可旋,安装多个行星齿轮747，使得每一 个与环形齿轮元件744和太阳齿轮元件742都同时地且啮合地接合。
碟元件770将太阳齿轮元件732与环形齿轮元件744连续J&^接。另外， 互连元件772将环形齿轮元件734与架元件749连续赃连。
器714还分别包括第一和第二电动机/发电机780 (单元A)和782 (单元B)。单元A的转子固定到太阳齿轮722。单元B的转子MM3i接元件 771固定到太阳齿轮元件742。行星齿鄉720被设计(舰齿縱数和发动 机12到架元件729的连接)，使得连接元件771沿与发动机12相同的方向旋 转。输出元件19固定到架元件739。
第一糊传动机构，例如向前模式I制动器MF 750，可与太阳齿轮元件 732选 地接合。第二^g传动抑勾，例如反向制动器MI R 752， MS连 元件772可选 接到架元件749，并从而连接到环形齿轮元件734。第 三转矩传动机构756，例如离合器，将单元B与环形齿轮元《牛724选择性 接。第四转矩传动机构，例如离合器759，将发动机12与环形齿轮元件734选 择性ite接，并从而通aS连元件772连接到架元件749。离合器759称为模 式n离合器，并建立了第二向前电可变驱动模式。
从图15明显的是，^t器714織动机12选择性地接收功率。混合魏 器714还从可操作 接到控制器788的电功 786接收功率。ECU 788被 设计成确保单元B 782沿一方向旋转，使得单元B 782的转矩在连接元件771 处加到发动机12的转矩上。可选的转矩传动机构可被添加用于选择性 接 单元A至架元件729作为闭锁机构(用于将单元A、单元B和发动机12彼此 锁定以改善加速，如上面关于图1的节点图及图9A的示意性实施例(转矩传 动机构254)所描述的。在各情形中，功能是类似的，如在图1至6的框图组 合中所遇到的。
第八示意性实施例
参考图16，对具有^I器814的动力系810的第八，实施例进行描述。
器814^^了三个差动齿,820、 830和840， ifc^地具有行星齿f^且的
特性c行超
合行星架组件元件826包括架元件829，其可旋^tife支撑该多个行星齿轮827 和828，使得^h行星齿轮828啮^ife接合环形齿轮元件824和行星齿轮827。 行星齿轮827与行星齿轮828和太阳齿轮元件822都啮，接合。输入元件17 固定到环形齿轮元件824。
行星齿轮组830具有外接太阳齿^{牛832的环形齿轮元件834。在行星 架组件元件836的架元件839上可旋m安装该多个行星齿轮837，使得*
接合。 —、 5 、 口
行星齿轮组840也具有夕Hg太阳齿轮元件842的环形齿轮元{牛844。在行 星架组件元件846的架元件849上可方定m安装多^Nf星齿轮847，使得每一
一互连元件870将太阳齿轮元件832与环形^轮元件844连续ife^接。另外， 互连元件872将环形齿轮元件834与架元件849 ,itk5连。
^il器814还分别包括第一和第二电动机/发电机880 (单元A)和882 (单元B)。单元A的转子固定至汰阳齿轮元件822。单元B的转子 313 元件871固定到太阳齿轮元件842。行星齿轮组820被设计(S31齿,数和 发动机12到环形齿轮元件824的,)，使得,元件871沿与发动机12相 同的方向旋转。输出元件19固定至lJ架元件839。
第一,传动机构，例如向前模式I制动器MF 850，可与太阳齿轮元件 832选择性地接合，以将太阳齿轮元件832和环形齿轮元4牛844 C互连元 件870)接鹏U^il默卜壳860。第二^g传动机构，例如反向制动器MI R 852, 将架元件849 (和环形齿轮元件834 5la33i元件872)选 :1 接到^1 器外壳860。第三^g传动t几构，例如离合器856，将电动机/发电机882 (单 元B)与小齿轮827、 828选 ^&^接。第四,传动机构，例如离合器859， 将发动机12与环形齿轮元件834选择性,接。离合器859称为模式n离合 器，并建立了第二向前电可变驱动模式。
从图16明显的是，变速器814 M动机12选择M接收功率。混合M 器814还从可操作,接到控审藤888的电功率源886接收功率。电功率源886 可为一个或多个电池。也可^ffl具有提供g储和分配电功率的能力的其它电 功率源，如燃料电池，来謝戈电池而不改变本发明的m^ ECU 888被设计成 确保单元B 882沿一方向旋转，使得单元B 882的鄉在连接元件871处加到 发动机12的^^g上。可选的$1^传动机构可 加用于借助单元A、闭锁机 构(用于将单元A、单元B和发动机12彼此锁定以改善加速)的发动机启动， 如上面关于图1的节点图及例如图9A的示意性实施例所描述的。
节点图示出了本发明可利用的翻连接，且图8、 9A、 11、 12A、 13A、 14、 15和16是那些图的实际《對牛实 法。但是，节点图可具有稍微的修改，例 如沿着接合线移动离合器。^t本领域的技术人员是显而易见的。 —个实例是 图11。该配置直接对应于图2的节点图，除了 Bl移到单元B与节点30之间 的节点连接以外，并且，所示的离合节点接地。但是， 一般的图确实标该实 施例，且本领域的技术人员将认鄉这些隨选项。
尽管已经详细描述了实现本发明的最佳模式，但是本发明相关领域的技术 人员将认识到在所附权利要求的范围内多种替换设计和实施例用于实现本发 明。
权利要求
1、一种电动变速器，包括第一和第二电动机/发电机；第一、第二和第三差动齿轮组，每个具有第一、第二和第三元件，所述第一和第二电动机/发电机连续地连接到所述差动齿轮组中相应的那些并且可控制用于向其提供动力；多个转矩传动机构；输入元件，用于从功率源接收功率，并连续地连接到所述差动齿轮组中的一个的元件；输出元件，其连续地连接到所述差动齿轮组中的一个的另一个元件；以及所述多个转矩传动机构可选择性地接合，以将由所述输入元件从所述功率源接收的功率通过所述差动齿轮组传送，以便提供具有向前和反向范围的输入分流电可变第一模式，其对于给定的输入速度具有相应相等的向前和反向速比，并提供基本上相等的固定向前和固定反向速比。
2、 如权利要求1所述的电动^I器，其中，所述l^g传动机构还可选择 性地接合，以提供复合分流电可魏二模式。
3、 如权利要求1所述的电动顿器，其中，所述糊传动机构还可选择 性地接合，以将所述功率源与所述输出元件断开；并由此当功率源被这样断开 时，在电动模式向前速比和电繊式反向速比中，在所述输出元件M31由所 述第二电动机/发电机提供的功率皿基本上相等的$^。
4、 如权利要求1所述的电动^I器，其中，所述电向前和电反向速l:bil 过所述第二电动机/发电机的电功率提供，所述第二电动机/发电机被连接至 所述第二和第三差动齿轮组中的一个，^^述电向前和电动模式反向速比中不 存在由所述第一电动机/发电鹏由功糊提供的功率。
5、 如权利要求1所述的电动变速器，其中，所述多條矩传动机构包括 第一制动器和第二制动器，所職一制动器和第二制动器可同时选择性地接合 以将所述不同的齿轮组的不同相应元件与^M默卜^3i接，并由此锁定所述输 出元件，使得其特征在于繊为零，从而当转矩在零输出速度下施加到所述输 出元件时，魏默卜壳提供反作用转矩以减小电负荷。
6、 如权利要求1所述的电动变速器，其中，所述第一齿総且在所述输入 元件与所述第二电动机/发电机之间互连，使得所述第二电动机/发电机与所 述其它齿轮组中的一个之间的,元件沿与所述输入元件相同的方向旋转，从 而将从所述功寧源提供的转矩在所述输出元件处加到从所述第二电动机/发电 机提供的鄉上。
7、 如权利要求i所述的电动变速器，其中，所述转矩传动机构中的至少 一个可选择性地接合，使得由所述第一电动机/发电机提供的功率加到由功率 源提供的功率和由戶腿第二电动机/发电机提供的功率上，由此在所述电可变 第一模式向前或反向范围中提供相等并且足够的启动功率。
8、 如权利要求1所述的电动变速器，其中，所述第三差动齿轮组其特征在于，在所述电可变第一模式向前速比 中转矩负载基本为零；以及其中，所述多个转矩传动机构中的一个与所述,传动机构中的另一个的 分离同步地接合，以向所鄉HM动齿鄉施加糊负载，并从所述电可魏 --模式变换到电可变复合分流第二模式。
9、 一种电动魏器，包括 输入元件，用以从功率接收功率； 输出元件；第一和第二电动机/发电机；第一、第二和第三差动齿轮组，每个具有第一、第二和第三元件； 所述输入元件与所述第一差动齿轮组的第一元件连续地连接，且戶皿输出 元件与所述第二，三差动齿，中的一个的元件,连续地连接；所述第一电动机/发电机与发电机组第一差动齿轮的组的第二元件连接；所述第二电动机/发电机与所述第三差动齿,的第一元件连接； 至少一个互连元件， 所述第二差动齿轮组的所述元件中的一个与所述第三差动齿纖的所述元件中的一个纖连连；以及多个转矩传动机构，其可选择性地接合，以对于给定的输Aii度，在电可 变向前速比和电可叛向速比中，在所述输出元件处提供基本相等的转矩,，并 且在固定向前速比和固定反向速比中掛共絲相等的输出转矩。
10、 如权利要求9所述的电动变速器，其中，所述转矩传动机构还可选择性地接合以将功率源与所述输出元件断开，并且当功率源被这样断开时，在电 向前速比和电反向速比中，在输出元件提供基本相等的转矩。
11、如权利要求10所述的电动魏器，其中，所述电向前和电反向速比 借助所述第二电动机/发电机的电功率MM^述第二和第三差动齿轮组中的至少一个提供。
12、 如权利要求9所素的电动加速器，其中，所述第一电动机/发电机可 操作用于在所述电可变向前或电可变反向速比中启动功率源，使得功率源, 述输入元件舰供功率。
13、 如权利要求9所述的电动加速器，其中，所述第一差动齿轮组构被配置使得所述输入元件的旋转方向与提供所述第二电动机/发电机与所，三齿 轮组的所述第一元件之间的所腿续连接的连接元件的旋转方向相同，使得在 所述输出元件处，将从功率源提供的转矩加到从所述第二电动机/发电机提供的的转矩上。
14、 如权利要求13所述的电动加速器，其中，所述转矩传动机构中的至 少一个可选择性地接合，使得所述第一电动机/发电供提供的转矩加到功率 源的转矩,和从所述第二电动机/发电机提供的转矩上，由此在所述电可变向前 速比中提供足够的启动,。
15、 如权利要求9所述的电动变速器，其中所述多个转矩传动中的一 些，其选择性接合确定是提供所述向前速比中的一个还是所述反向速比中的一 个，被设置于所述第二电动机/发电机与所述输出元件之间。
16、 如权利要求9所述的电动变速器，能量存储装置，其可操作用来向所述第一和第二电动机/发电机提供功率 或者从其接收功率；控制器，其可操作用總制在所述能量存储錢与所述第一和第二电动机/发电机之间的功率传输；以及其中，在所述,传动机构的选择性接合的变换期间，所述控制器使所述 第一电动机/发电机将由所述输入元件从功率源接收的功率传送到所述能量存储装置。
17、 如权利要求9戶舰的电动变速器，其中，戶腿电可变向前速比綠一 模式中得到；其中，所述第三差动齿轮组其特征在于，在所述电可，一模式向前速比 中，转矩负驢本为零；并且其中，所述多个转矩传动机构中的一个与所述转矩传动机构中的另一个的分离同步地接合，以向所述第三差动齿裕M加转矩负载，并iAfF述第一模式 变换到电可变复合分流第二模式。
18、 如权利要求9所述的电动^t器，其中，当所述输出元件，征在于 速度为零时，所述多个转矩传^l构中的一个与所述I^E传动机构中的另一个 的分离同步地接合，以在戶做电可变向前与所述电可变反向速比之间变换。
19、 如权利要求18所述的电动^ii器，其中，当所述输出元件辦征在 于速度为零时，所述第二电动机/发电机其特征在于速度为零，由此4Mf述第二和第三差动齿轮组每一个其ir征在于速度为零，以减小在所述相应的电可变和固定向前和反向速比之间变换期间的摩擦旋转损耗。
20、 如权利要求9所述的电动变速器，其中，所述多^g传动机构的所 ^it择性接合提供两个电可变向鹏式、六个固定向前和两个固定反向速比。
全文摘要
电动变速器包括功率源、三个差动齿轮组、均连接到至少一个齿轮组的第一和第二电动机/发电机、以及转矩传动机构。输入元件将来自功率源的功率通过差动齿轮组传送到输出元件。转矩传动机构可选择性地接合，以提供输入分流第一电可变模式，其对于给定的输入速度具有相等的向前和反向速比，并提供基本上相等的固定向前和反向速比。
文档编号F16H3/44GK101169179SQ20061016390
公开日2008年4月30日 申请日期2006年10月27日 优先权日2006年10月27日
发明者B·M·康伦, D·克莱门, M·R·施米德特 申请人:通用汽车环球科技运作公司