专利名称：具有多个互连齿轮组的电动可变变速器的制作方法
技术领域：
内燃机，特别是往复活塞式内燃机，当前推进大部分车辆。 这种发动机是将以燃料形式的高度集中的能量转换为有用的机械动力 的相对有效的、结构紧凑的、重量轻的、以及非昂贵的机构。能够与内
燃机 一 起使用且能够减少燃料';肖耗和污染物排放的新颖的变速器系统 对公众是极为有益的。
放增加超出了理想情况。'通常，车辆由这种发动机推进,、该发动机通过 小的电动机和相对小的电存储电池从冷态起动，然后快速置于来自推进 和附属设备的载荷下。这种发动机也以大范围的速度和大范围的载荷进 行操作，且通常平均以它的最大动力输出的大约五分之一进行操作。 发电机能够将来自发动机的机械动力转变为电力，且电动 机可将该电力转变回在不同扭矩和速度下的;f几械动力以用于车辆驱动 系统的其余部件。该布置使得在电机的界限内，允许发动机和驱动系统 其余部件之间的扭矩比和速度比发生连续变化。用作推进动力源的电存 4诸电池可加入到该布置中，形成串耳关混合电动驱动系统。
串联混合系统允许发动机一定程度上独立于驱动车辆所需
的扭矩、速度和功率，从而发动机可以被控制而改善排放和效率。该系 统允许附接到发动机的电机用作电动机，以便起动发动机。该系统还允 许附接到驱动系其余部件的电机起到发电机的作用，以便通过再生制动 将减速车辆的能量回收到电池中。串联电动驱动器受下列因素的不利影
驱动电动机内从电力转变为机械动力的电机的重量和成本，以及在这些
转变中的有用能量损失。动力分离变速器使用通常所理解的"差速齿轮装置"实现 输入和输出之间连续可变的扭矩比和速度比。电动可变变速器能够使用 差速齿轮装置将其传输的动力的一部分发送通过一对电动机/发电机。该 动力的其余部分流动通过具有固定比的全机械的和直接的或可交替选 择的另一平行路径。 如本领域技术人员熟知的，差速齿轮装置的一种形式可由 行星齿轮组构成。行星齿轮组通常是设有差速齿轮装置的发明中使用的 优选实施例，其具有如下优势结构紧凑，在行星齿轮组的所有构件之 间存在不同的扭矩比和速度比。但是，不使用行星齿轮构造本发明是可 能的，例如通过在布置中使用锥齿轮或者其它齿轮，其中齿轮组的至少 一个元件的旋转速度总是其它两个元件的速度的加权平均。
本发明的电动可变变速器族提供部件少(low-content)、
成本低的电动可变变速器机构，包括第一、第二、第三和可选的第四差 速齿轮组；电池；可互换地用作电动机或发电机的两个电机；以及高达 四个的可选择扭矩传递设备。优选地，差速齿轮组是行星齿4仑组，如简 单的或复合的(包括拉威挪(Ravigneaux))齿轮组，但可以采用其它的 齿轮布置，例如锥齿轮或偏移轴的差速齿轮装置。
0016] 在本说明中，第一、第二和第三或第四行星齿轮组可以任 何顺序从第一计数到第三或第四(即从左到右，从右到左等)。
0017] 每个行星齿轮组具有高达三个构件。每个行星齿轮组的第 一、第二或第三构件可以为太阳轮、齿圏或行星架构件的任何一个，或 可替换地为小齿轮。每个行星架构件能够为单小齿轮行星架构件(简单的)或 双小齿轮行星架构件(复合的)之一。
00191 输入轴与行星齿轮组的至少一个构件连续地连接。输出轴 与行星齿轮组的至少 一个构件连续地连接。
0020]第 一互连构件将第 一行星齿轮组的第 一构件与第三行星齿 轮组的第二或第三构件连续地连接。 可选的第四互连构件将第 一行星齿轮组的第二构件与第四 行星齿轮组的第 一构件连续地连接。第一扭矩传递设备将第二行星齿轮组的构件与静止构件 (基底/变速器外壳)选择性地连接。
扭矩传递设备，以及第一和第二电动才几/发电机是可操作 的，以在电动可变变速器中提供五种操作模式，包括电池倒档模式 (battery reverse mode) 、 EVT倒档模式、倒档和向前起动模式、连续 可变传动范围模式、以及固定比模式。 图la是具有包括本发明的族构件的电动可变变速器的动 力系的示意图； 图2a是具有包括本发明的另一族构件的电动可变变速器 的动力系的示意图； 图2b是说明图2a所示的动力系的一些操作特性的操作模 式表和固定比模式表； 图4a是具有包括本发明的另一族构件的电动可变变速器 的动力系的示意图； 图5b是说明图5a所示的动力系的一些操作特性的操作才莫 式表和固定比模式表； 图7b是说明图7a所示的动力系的一些操作特性的操作才莫 式表和固定比模式表。
具体实施例方式
0051参考图la,示出了动力系10,包括连接到改进的电动可变 变速器(EVT)的一个优选实施例的发动机12,电动可变变速器大体上 以附图标记14标识。变速器14设计为从发动机12接收其驱动动力的 至少一部分。如图所示，发动机12具有用作变速器14的输入构件17 的输出轴。瞬态扭矩阻尼器(未示出)也可以用在发动机12和变速器 的输入构件17之间。
0052在所示的实施例中，发动机12可以为矿物燃津+发动4几，例 如柴油发动机，该发动机便于提供它的通常以恒定的每分钟转数(RPM) 输送的有效动力输出。
行星齿轮组40也具有外齿轮构件44,通常也称为齿圈， 齿圈构件44限制内齿轮构件42,内齿轮构件42通常也称为太阳轮。多 个行星齿轮47也可旋转地装配在行星架构件46内，使得每个行星齿轮 构件47同时地且啮合地接合行星齿轮组40的外齿圈构件44和内太阳 轮构件42。
0057第 一互连构件70将行星齿轮组20的齿圈构件24与行星齿
ii轮组30的太阳轮构件32连续地连接。第二互连构件72将行星齿轮组 30的行星架构件36与行星齿轮组40的齿圏构件44连续地连接。第三 互连构件74将行星齿轮组30的太阳轮构件32与行星齿轮組40的太阳 轮构件42连续地连接。 第一优选实施例10也包括第一和第二电动机/发电机，分 别是80和82。第一电动机/发电机80的定子固定到变速器壳体60。第 一电动机/发电机80的转子固定到行星齿轮组20的太阳轮构件22。 现在回到动力源的描述，从前述说明且尤其是参考图la显 而易见的是，变速器14选择性地从发动机12接收动力。混合变速器也 从电力源86接收动力，电力源86可操作地连接到控制器88。电力源 86可以为一个或以上电池。能够提供或存储以及分配电力的其它电力 源，例如燃料电池，可以取代电池使用而不改变本发明的构思。
总体操作考虑 本发明可以使用简单的或复合的行星齿轮组。在简单的行 星齿轮组中，单组行星齿轮通常被支撑以在本身可旋转的行星架构件上 旋转。 在简单的行星齿轮组中，当太阳轮保持静止且动力施加到 简单的行星齿轮组的齿圏时，行星齿轮响应于施加到齿圈的动力而旋转 且因而围绕固定的太阳轮周向地"行进"，从而实现行星架构件以与齿 圈旋转相同的方向旋转。
如果不考虑齿轮的质量、齿轮的加速度或齿轮组内的摩擦构件和齿圏上的扭矩也能够简单地彼此相关。施加到简单的行星齿轮组 太阳轮上的扭矩必须平衡施加到齿圈上的扭矩，正比于这些齿轮中每一 个的齿数。例如，施加到具有两倍于该组中太阳轮的齿数的齿圈的扭矩 必须是施加到太阳轮的扭矩的两倍，且必须以相同方向施加。施加到行 星架构件的扭矩必须与太阳轮上的扭矩和齿圈上的扭矩之和在大小上 相等且在方向上相反。
0071] 与简单的行星齿轮组相比，在复合行星齿轮组中，内和外 行星齿轮组的使用实现了齿圏和行星架构件作用的互换。例如，如果太 阳轮保持静止，行星架构件将以与齿圈相同的方向旋转，但具有内和外 行星齿轮组的行星架构件将比齿圏行进得更快，而不是更慢。 在具有啮合的内和外行星齿轮组的复合行星齿轮组中，齿 圏的速度正比于太阳轮和行星架构件的速度，分别基于太阳轮上的齿数 和由行星齿轮加载的齿数加权。例如，由行星齿轮加载的齿圏和太阳轮 之间的差可能与相同组中的太阳轮上的齿数一样。在该情况下，齿圏的 速度为行星架构件速度的三分之二与太阳轮速度的三分之一的和。如果 太阳轮或行星架构件以相反的方向旋转，在数学计算中该速度的算术符 号为负。电动可变变速器的正常动作将机械动力从输入传送到输
出。作为这个变速器动作的一部分，变速器的两个电动机/发电机中的一
个充当电力的发电才几。另一个电动机/发电才/L充当电动机JM吏用该电力。 随着输出速度从0增加到高速，两个电动机/发电机80,82逐渐互换而作 为发电机和电动机，且可不止一次这样做。这些互换围绕机械点发生， 其中从输入到输出的大致所有动力均被机械地传输且基本上没有动力
寻皮电力:1也传|俞。 在混合电动可变变速器系统中，电池86也将动力供应给变 速器或变速器也可以将动力供应给电池。如果电池将大量的电力供应给 变速器，例如用于车辆加速，那么电动机/发电机二者都用作电动机。如 果变速器将电力供应给电池，例如用于再生制动，则电动机/发电机二者 都用作发电机。当非常接近于操作的机械点时，由于系统中的电力损失， 电动机/发电机二者也可用作具有小的电力输出的发电机。与变速器的正常动作相反，变速器实际上可以用于将机械 动力从输出传递给输入。这可以在车辆中完成以补充车辆制动且提高或 补充车辆的再生制动，尤其是在长的向下斜坡上。如果通过变速器的动相反。
具体操作考虑第二操作模式是"EVT倒档模式"(或机械倒档模式)， 其对应于每个操作模式表的第二行(EVTRev)，例如图lb的操作模式 表。在该模式中，EVT由发动机且由电动机/发电机中的一个驱动。另 一电动机/发电机操作在发电机模式，且将产生的能量100%地传输回驱 动电动坤几。净效应为反向驱动车辆。例如参考图lb，在EVT倒档才莫式 中，制动器55被接合，对应于l单位的发动机扭矩，电动机80具有-0.34 单位扭矩，电动机82具有-3.24单位扭矩，因此实现了-8.33输出扭矩。第三操作模式包括"倒档和向前起动模式"(也称为"变 矩器倒档和向前模式")，其对应于每个操作模式表的第三和第四行(TC Rev和TC For),例如图lb的操作模式表。在该模式中，EVT由发动 机且由电动机/发电机中的一个驱动。将在发电机单元中产生的能量中的 可选择部分存储在电池中，且将剩余能量传递给电动机。在
图1中，存 储在电池中的部分大约为99%。变速器输出速度与发动机速度的比(变 速器速度比)大约为+/-0.001 (正的符号指的是车辆向前爬行，而负的 符号指的是车辆向后爬行)。参考图lb,在TC倒档模式中，制动器55 被接合，电动机/发电机80充当电动机，具有-0.34单位扭矩，电动机/ 发电机82充当发电机，具有-2.83单位扭矩，且实现了-7.00扭矩比。在 TC向前模式中，制动器55被接合，电动机/发电机80充当发电机，具 有_0.34单位扭矩，电动机/发电机82充当电动机，具有0.79单位扭矩， 且实现了 4.69的扭矩比。第四操作模式是"连续可变传动范围模式"，其包括对应 于每个操作点表的5-12行的范围1.1、范围1.2、范围1.3、范围1.4、范 围2.1、范围2.2、范围3.1和范围3.2操作点，例如图lb的操作模式表。 在该模式中，EVT由发动机以及操作为电动机的一个电动机/发电机驱 动。另一电动机/发电机操作为发电机，且将产生的能量100%地传输回 电动机。由范围1.1、 1.2,...,等表示的操作点是在由EVT提供的向前速度比的连续区间中的离散点。例如在图lb中，在制动器55被接合时， 实现从4.69到1.86的扭矩比范围。在离合器52被接合时，实现从1.36 到l.OO的扭矩比范围。在离合器50被接合时，实现从0.74到0.54的扭
矩比范围。 在所示的实施例中，发动机12可以为矿物燃料发动才几，例 如柴油发动机，该发动机便于提供它的通常以恒定的每分钟转数(RPM) 输送的有效动力输出。如图所示，发动机12具有用作变速器114的输 入构件17的输出轴。瞬态扭矩阻尼器(未示出)也可以用在发动机12 和变速器的输入构件17之间。
0090不管发动机12以何种方式连接到变速器输入构件17,变 速器输入构件17均可操作地连接到变速器114内的行星齿轮组。变速 器1M的输出构件19连接到最终驱动器16。
行星齿轮组130也具有外齿轮构件134,通常也称为齿圈， 齿圏构件134限制内齿轮构件132,内齿轮构件132通常也称为太阳轮 构件。多个行星齿轮137, 138也可旋转地装配在行星架构件136内， 使得每个行星齿轮构件137接合外齿圈构件134,且每个行星齿轮构件 138同时地且啮合地接合内太阳轮构件132和相应的行星齿轮构件137。 行星齿轮组140也具有外齿轮构件144,通常也称为齿圈， 齿圏构件144限制内齿轮构件142,内齿轮构件142通常也称为太阳轮。 多个行星齿轮147也可旋转地装配在行星架构件146内，使得每个行星 齿轮构件147同时地且啮合地接合行星齿轮组140的外齿圈构件144和内太阳轮构件142。 变速器输入构件17连接到行星齿轮组120的行星架构件 126。变速器输出构件19与行星齿轮组140的齿圈构件144连接。第一 互连构件170将行星齿轮组120的齿圏构件124与行星齿轮组140的太 阳轮构件142连续地连接。第二互连构件172将行星齿轮组130的齿圈 构件134与行星齿轮组140的齿圈构件144连续地连接。第三互连构件 174将行星齿轮组130的行星架构件136与行星齿轮组140的行星架构 件146连续地连接。 变速器114也包括第一和第二电动机/发电机，分别是180 和182。第一电动机/发电机180的定子固定到变速器壳体160。第一电 动机/发电机180的转子固定到行星齿轮组120的太阳轮构件122。 第二电动机/发电机182的定子也固定到变速器壳体160。 第二电动机/发电机182的转子固定到行星齿轮组120的齿圈构件124。 现在回到动力源的描述，从前述说明且尤其是参考图2a显 而易见的是，变速器114选择性地从发动机12接收动力。混合变速器 也与电力源186交换动力，电力源186可操作地连接到控制器188。电 力源186可以为一个或以上电池。能够提供或存储以及分配电力的其它 电力源，例如燃料电池，可用于取代电池而不改变本发明的构思。第五操作模式包括对应于图2b的操作模式表的13-14行的 "固定比模式"(F1,F2)。在该模式中，变速器类似于常规的自动变速 器操作， 一个扭矩传递设备被接合以生成离散的传动比。在固定比Fl 的情况下，离合器150和制动器155被接合以实现为1.69的固定比。在
20固定比F2的情况下，离合器150和152被接合以实现为l.OO的固定比。
不管发动机12以何种方式连接到变速器输入构件17，变 速器输入构件17均可操作地连接到变速器314内的行星齿轮组。变速 器314的输出构件19连接到最终驱动器16。变速器314使用三个行星齿轮组320,330和340。行星齿轮 组320采用外齿圈构件324,外齿圏构件324限制内太阳轮构件322。 行星架构件326可旋转地支撑多个行星齿轮327,使得每个行星齿轮327 同时地且啮合地接合第 一行星齿轮组320的外齿圏构件324和内太阳轮 构件322。变速器314也包括第一和第二电动机/发电机，分别是380 和382。第一电动机/发电机380的定子固定到变速器壳体360。第一电 动机/发电机380的转子固定到太阳轮构件322。第二电动机/发电机382 的定子也固定到变速器壳体360。第二电动机/发电机382的转子固定到 齿圏构件324。
200124第一^^矩传递设备，例如离合器350,选择性地将齿圈构 件344与行星架构件346连接。第二扭矩传递设备，例如离合器352, 选择性地将行星架构件326与行星架构件346连接。第三扭矩传递设备， 例如制动器355，选择性地将太阳轮构件332与变速器壳体360连接。 使用第一、第二和第三扭矩传递设备350,352,355有助于选择变速器314 的操作模式。
00125]混合变速器314从发动机12接收动力，且也与电力源386 交换动力，电力源386可操作地连接到控制器388。参考图5a,示出了动力系410,包括连接到改进的电动可 变变速器的另一个实施例的发动机12,电动可变变速器大体上以附图标 记414标识。变速器414设计为从发动机12接收其驱动动力的至少一部分。如图所示，发动机12具有用作变速器414的输入构件17 的输出轴。瞬态扭矩阻尼器(未示出)也可以用在发动机12和变速器 的输入构件17之间。行星齿轮组430也具有外齿圈构件434,外齿圈构件434 限制内太阳轮构件432。多个行星齿轮437, 438也可旋转地装配在行星 架构件436内，使得每个行星齿轮构件437接合外齿圈构件434,且每 个行星齿轮构件438同时地且啮合地接合行星齿轮组430的内太阳轮构 件432和相应的4亍星齿轮构件437。变速器输入构件17与行星架构件426连续地连接。变速器 输出构件19与齿圏构件444连续地连接。第一互连构件470将齿圈构 件424与太阳轮构件442连续地连接。第二互连构件472将齿圈构件434 与行星架构件446连续地连接。第三互连构件474将太阳轮构件432与 太阳4仑构件442连续地连接。混合变速器414从发动才几12接收动力，且也从电力源486 接收动力，电力源486可操作地连接到控制器488。图5b的操作模式表示出了用于变速器414的5个操作模式 的离合器接合状态、电动机/发电机状况和输出/输入比。这些^^莫式包括如前文所述的"电池倒档模式，，(BattRev)、 "EVT倒档模式"(EVT Rev)、"倒档和向前起动才莫式"(TCRev和TCFor)、"连续可变传 动范围模式"(范围1.1、 1.2、 1.3...)和"固定比模式，，(F1,F2)。参考图6a,示出了动力系510,包括连接到改进的电动可 变变速器的另一个实施例的发动机12，电动可变变速器大体上以附图标 记514标识。变速器514设计为从发动机12接收其驱动动力的至少一部分。变速器514使用四个行星齿轮组520, 530, 540和590。 行星齿轮组520采用内太阳轮构件522。多个行星齿轮527, 528可旋转 地装配在行星架构件526内。每个行星齿轮527啮合地接合行星齿轮组 520的内太阳轮构件522和相应的行星齿轮构件528。行星齿轮组530具有外齿圈构件534，外齿圏构件534限 制内太阳轮构件532。多个行星齿轮537可旋转地装配在行星架构件536 内，使得每个行星齿轮构件537同时地且啮合地接合行星齿轮组530的 外齿圏构件534和内太阳轮构件532。第一扭矩传递设备，例如离合器550,选择性地将齿圏构 件544与行星架构件546连接。第二扭矩传递设备，例如离合器552, 选择性地将行星架构件526与行星架构件546连接。第三扭矩传递设备， 例如制动器555,选择性地将齿圈构件534与变速器壳体560连接。第 四扭矩传递设备，例如制动器557，选择性地将齿圈构件594与变速器 壳体560连接。使用第一、第二、第三和第四扭矩传递设备550,552,555 和557有助于选择混合变速器514的操作模式。图6b的操作模式表示出了用于变速器514的5个操作模式 (包括固定倒档比模式)的离合器接合状态、电动机/发电机状况和输出 /输入比。这些模式包括如前文所述的"电池倒档模式"(BattRev)、
"EVT倒档模式"(EVT Rev)、"倒档和向前起动模式"(TC Rev 和TCFor)、"连续可变传动范围模式"(范围l.l、 1.2、 1.3...)和"固定比模式，，(R1,F1,F2)。
00152]如上文所阐述，扭矩传递设备的接合一览表显示在图6b的 操作模式表和固定比模式表中。图6b也提供使用由图6b示例性给定的 齿圈/太阳轮齿数比可得到的扭矩比的示例。Nw/NM值是行星齿轮组520 的齿数比；NR2/Ns2值是行星齿轮组530的齿数比；NR3/Ns3值是行星齿 轮组540的齿数比；且NR4/Ns4值是行星齿轮组590的齿数比。同样， 图6b的图表描述使用给定的齿数比样例获得的比步长。例如，第一和 第二固定向前扭矩比之间的比步长是1.69。
第七示范性实施例描述
00153参考图7a,示出了动力系610，包括连接到改进的电动可 变变速器的另一个实施例的发动机12,电动可变变速器大体上以附图标 记614标识。变速器614设计为从发动才几12 4妻收其驱动动力的至少一部分。如图所示，发动机12具有用作变速器614的输入构件17 的输出轴。瞬态扭矩阻尼器(未示出)也可以用在发动机12和变速器 的输入构件17之间。变速器614 4吏用四个行星齿轮组620， 630， 640和690。 行星齿轮组620采用内太阳轮构件622。行星齿轮组620具有内太阳轮 构件622和行星架构件626,所述行星架构件626可旋转地支撑多个行 星齿轮构件627， 628,使得每个行星齿轮构件627同时地且啮合地接合 太阳轮构件622和相应的行星齿轮构件628。
00157行星齿轮组630具有内太阳轮构件632。多个行星齿轮637， 638可旋转地装配在行星架构件636内。每个行星齿轮构件637接合行 星齿轮组630的内太阳轮构件632和相应的行星齿轮构件638。
001581行星齿轮组640具有外齿圈构件644，外齿圈构件644限 制内太阳轮构件642。多个行星齿轮647也可旋转地装配在行星架构件 646内，使得每个行星齿轮构件647同时地且啮合地接合行星齿轮组640 的外齿圈构件644和内太阳轮构件642。行星齿4仑647与行星齿轮638 整体形成(即，它们由长的小齿轮形成)。
变速器614也包括第一和第二电动才几/发电才几，分别是680 和682。第一电动机/发电机680的定子固定到变速器壳体660。第一电 动机/发电机680的转子固定到太阳轮构件692。第二电动机/发电机682 的定子也固定到变速器壳体660。第二电动机/发电机682的转子固定到 太阳轮构件642。第一扭矩传递设备，例如离合器650,选才奪性地将齿圈构 件644与行星架构件646连接。第二扭矩传递设备，例如离合器652， 选择性地将行星架构件626与行星架构件646连接。第三扭矩传递设备， 例如制动器655，选择性地将太阳轮构件632与变速器壳体660连接。 第四扭矩传递设备，例如制动器657,选择性地将齿圏构件694与变速 器壳体660连接。使用第一、第二、第三和第四扭矩传递设备650,652,655 和657有助于选择变速器614的操作模式。图7b的操作模式表示出了用于变速器614的5个操作模式 的离合器接合状态、电动机/发电机状况和输出/输入比。这些模式包括 如前文所述的"电池倒档模式"(BattRev)、 "EVT倒档模式"(EVT Rev)、"倒档和向前起动模式"(TCRev和TCFor)、"连续可变传 动范围模式，，(范围1.1、 1.2、 1.3...)和"固定比模式"(R1,F1,F2)。
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如上文所阐述，扭矩传递设备的接合一览表显示在图7b的 操作模式表和固定比模式表中。图7b也提供使用由图7b示例性给定的 齿圈/太阳轮齿数比可得到的扭矩比的示例。Nw/NsH直是行星齿轮组620 的齿数比；NR2/Ns2值是行星齿轮组630的齿数比；]%3/1^3值是行星齿 轮组640的齿数比；且NR4/Ns4值是行星齿轮组690的齿数比。同样， 图7b的图表描述使用给定的齿数比样例获得的比步长。例如，第一和 第二固定向前扭矩比之间的比步长是1.69。
[00166在权利要求书中，表述"^皮连续地连接"或"连续地连接"
指的是直接连接或相配合地齿轮连接，例如偏移轴齿轮装置。同样，"静
止构件，，或"基底，，可以包括变速器壳体(外壳)或任何其它不旋转的
部件或多个部件。同样，当扭矩传输机构描述为连接某物到齿轮组的构
件时，它也可以一皮连接到将它与该构件连接的互连构件。还应当理解的 合。
'、"々、" 口 、、 ,、、
[00167虽然披露了本发明的各种优选实施例，应当理解的是，本 发明构思的许多变型对于本领域技术人员而言是显而易见的。因此，本 发明的范围并不限于所显示和描述的细节，而是旨在包括在所附权利要 求书的范围内的所有变型和修改。
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权利要求
1.一种电动可变变速器，包括从发动机接收动力的输入构件；输出构件；第一和第二电动机/发电机；第一、第二和第三差速齿轮组，所述齿轮组中的每一个均具有第一、第二和第三构件；所述输入构件与所述齿轮组的至少一个构件连续地连接，且所述输出构件与所述齿轮组的另一个构件连续地连接；第一互连构件，将所述第一齿轮组的所述第一构件与所述第三齿轮组的所述第二或第三构件连续地连接；第二互连构件，将所述第三齿轮组的所述第一构件与所述第二齿轮组的所述第一构件连续地连接；第三互连构件，将所述第三齿轮组的所述第二构件与所述第二齿轮组的所述第二构件连续地连接；所述第一电动机/发电机与所述第一齿轮组的构件连续地连接；所述第二电动机/发电机与所述第二或第三齿轮组的构件连续地连接；第一扭矩传递设备，将所述第二齿轮组的构件与静止构件选择性地连接；第二扭矩传递设备，将所述第二或第三齿轮组的构件与所述第二或第三齿轮组的另一构件选择性地连接；第三扭矩传递设备，将所述第一齿轮组的构件与所述第二或第三齿轮组的构件选择性地连接；且其中，所述第一、第二和第三扭矩传递设备可接合，以提供具有连续可变范围的速度比和高达三个固定速度比的电动可变变速器。
2. 根据权利要求1所述的电动可变变速器，其特征在于，所述第 一、第二和第三差速齿轮组为行星齿轮组。
3. 根据权利要求2所述的电动可变变速器，其特征在于，每个所 述行星齿轮组的行星架构件是单小齿轮行星架构件。
4. 根据权利要求2所述的电动可变变速器，其特征在于，所述行 星齿轮组的至少一个行星架构件是双小齿轮行星架构件。
5. 根据权利要求1所述的电动可变变速器，其特征在于，所述第 一、第二和第三扭矩传递设备以及所述第一和第二电动机/发电机可操作以在电动可变变速器内提供5个操作模式，包括电池倒档模式、EVT倒档模式、倒档和向前起动模式、连续可变传动范围模式、以及固定比模式。
6. 根据权利要求1所述的电动可变变速器，其特征在于，所述电 动可变变速器还包括第四差速齿轮组，所述第四差速齿轮组具有第一、 第二和第三构件；且其中所述第一电动机/发电机与所述第一或第四齿轮 组的构件连续地连接。
7. 根据权利要求6所述的电动可变变速器，其特征在于，所述电 动可变变速器还包括第四互连构件，所述第四互连构件将所述第一齿轮 组的所述第二构件与所述第四齿轮组的所述第一构件连续地连接。
8. 根据权利要求7所述的电动可变变速器，其特征在于，所述电 动可变变速器还包括第五互连构件，所述第五互连构件将所述第一齿轮 组的所述第三构件与所述第四齿轮组的所述第二构件连续地连接。
9. 根据权利要求8所述的电动可变变速器，其特征在于，所述电 动可变变速器还包括第四扭矩传递设备，所述第四扭矩传递设备选择性 地将所述第一或第四齿轮組的构件与所述静止构件连接。
10. —种电动可变变速器，包括 从发动才几接收动力的输入构件； 输出构件；第 一 和第二电动机/发电机；第一、第二和第三差速齿轮组，所述齿轮组中的每一个均具有第一、 第二和第三构件；所述输入构件与所述齿轮組的至少一个构件连续地连接，且所述输 出构件与所述齿轮组的另 一 构件连续地连接；第一互连构件，将所述第一齿轮组的所述第一构件与所述第三齿轮 组的所述第二或第三构件连续地连接；笫二互连构件，将所述第三齿轮组的所述第一构件与所述第二齿轮 组的所述第一构件连续地连接；第三互连构件，将所述第三齿轮组的所迷第二构件与所述第二齿轮 组的所述第二构件连续地连接；所述第一电动机/发电机与所述笫一齿轮组的构件连续地连接； 所述第二电动机/发电机与所述第二或第三齿轮组的构件连续地连接； 第一、第二和第三扭矩传递设备，用于选择性地将所述第一、第二 或第三齿轮组的所述构件与静止构件或与所述齿轮组的其它构件连接， 所述第一、第二和第三扭矩传递设备可接合，以在所述输入构件和所述 输出构件之间提供具有连续可变范围的速度比和高达三个固定速度比 的电动可变变速器。
11. 根据权利要求10所述的电动可变变速器，其特征在于，所述 第一、第二和笫三差速齿轮组为行星齿轮组，且所述第一扭矩传递设备 将所述笫二齿轮组的构件与所述静止构件选择性地连接。
12. 根据权利要求11所述的电动可变变速器，其特征在于，所述 第二扭矩传递设备将所述第二或第三齿轮组的构件与所述第二或第三齿轮组的另 一构件选择性地连接。
13. 根据权利要求12所述的电动可变变速器，其特征在于，所述 第三扭矩传递设备将所述第一齿轮组的构件选择性地与所述第二或第 三齿轮组的构件连接。
14. 根据权利要求13所述的电动可变变速器，其特征在于，所述 电动可变变速器还包括第四齿轮组，所述第四齿轮组具有第一、第二和 第三构件。
15. 根据权利要求14所述的电动可变变速器，其特征在于，所述 电动可变变速器还包括第四互连构件，所述第四互连构件将所述第一齿 轮组的所述第二构件与所述第四齿轮组的所述第 一 构件连续地连接。
16. 根据权利要求15所述的电动可变变速器，其特征在于，所述 电动可变变速器还包括第五互连构件，所述第五互连构件将所述第一齿 轮组的所述第三构件与所述第四齿轮组的所述第二构件连续地连接。
17. 根据权利要求16所述的电动可变变速器，其特征在于，所述 电动可变变速器还包括第四扭矩传递设备，所述第四扭矩传递设备选择 性地将所述第 一 或第四齿轮组的构件与所述静止构件连接。
18. 根据权利要求10所述的电动可变变速器，其特征在于，每个 所述行星齿轮组的行星架构件是单小齿轮行星架构件。
19. 根据权利要求10所述的电动可变变速器，其特征在于，所述 行星齿轮组的至少一个行星架构件是双小齿轮行星架构件。
全文摘要
本发明的电动可变变速器族提供部件少、成本低的电动可变变速器机构，电动可变变速器机构包括第一、第二、第三和可选的第四差速齿轮组；电池；可互换地用作电动机或发动机的两个电机；以及高达四个可选择的扭矩传递设备。可选择的扭矩传递设备被接合，以产生具有连续可变速度范围(包括倒档)和高达三个机械固定速度比的EVT。扭矩传递设备以及第一和第二电动机/发电机是可操作的，以在电动可变变速器内实现5个操作模式，包括电池倒档模式、EVT倒档模式、倒档和向前起动模式、连续可变传动范围模式、以及固定比模式。
文档编号F16H3/72GK101495774SQ200780016527
公开日2009年7月29日 申请日期2007年5月3日 优先权日2006年5月9日
发明者A·G·霍尔姆斯, R·马杜苏丹 申请人:通用汽车环球科技运作公司