专利名称：具有三个行星齿轮组、两个固定互连部件及离合输入的电气可变式变速器的制作方法
技术领域：
其带有在功率分流可变速度比范围(range)下和在固定的速比下的选择 性的运行，且其具有三个行星齿轮组、两个电动机/发电机和六个扭矩 传递装置。
背景技术：
内燃机，尤其那些往复合活塞类型的内燃机目前驱动着大多数车 辆。这种发动机是相对高效、紧凑、轻质且低价的装置，通过这种装 置将燃料形式的高度地浓缩的能量转换成有用的机械功率。可以与内 燃机一起使用并且可以减少燃料消耗和污染物排放的新颖的变速器 系统可为公众带来很大的好处。
车辆对内燃机的各种不同的要求增加了燃料消耗和排放，以致超 出了这类发动机的理想状况。车辆通常由这样的发动机驱动，其通过 小型电动机和相对较小的蓄电池从冷状态起动，之后快速地处于牵引 和辅助设备的负荷之下。这种发动机还在较宽的速度范围内和较宽的 负荷范围内运行，并且通常在约为其最大功率输出的五分之一的平均 值处运行。
车辆变速器通常将机械功率从发动机传送到传动系统的其余部 分，例如固定的主减速器传动装置、轴或车轮。典型的机械变速器允 许发动机运行具有一些自由度，这通常是通过如下几点来实现的五 个或六个不同传动比的交替选择；允许发动机在车辆停止时运行辅助 装置的空档选择；以及用于各传动比之间的平滑过渡并在发动机旋转时将车辆从静止状态起动的离合器或扭矩转换器。变速器齿轮选^^通 常允许将发动机功率以扭矩增大和速度减小的比率、或以扭矩减'J、和 速度增大的比率(即所谓的超速档)，或以倒档比率而传送到传动系统 的其余部分。
发电机可将来自发动机的机械功率转换成电功率，而电动机可将 电功率转换回成为不同的扭矩和速度下的用于车辆传动系统其余部
分的^L械功率。这种装置允许在电才几(electric machinery)的限制范围 内，实现发动机和传动系统其余部分之间的扭矩比和速度比的连续变 化。用作推进动力源的电储存蓄电池可添加到这种设置中，从而形成 串联式混合动力电气驱动系统。
串联式混合动力系统允许发动机一定程度地独立于推进车辆所 需的扭矩、速度和功率而工作，因此可控制发动^/L以改善排放和效率。 这种系统允许附4妄至发动机上的电机充当电动才几以起动发动才几。这种
生式制动(regenerative braking)将由于车辆减速而产生的能量回收到蓄 电池中。串联式电驱动装置受到以下两点的困扰能够在发电机中将 全部发动机功率从机械形式转化成电形式并在驱动电动机中将其从 电形式转化成机械形式的、足够大的电机的重量和成本；在这些转化 中有用能量的损失。
功率分流变速器可使用通常被理解为"差动齿轮装置"的装置，以 在输入和输出之间实现连续可变的扭矩比和速度比。电气可变式变速 器可使用差动齿轮装置以从一对电动机/发电机中穿过的方式来发送 其所传递的功率的一部分。其功率的其余部分流过另一并行的路径， 该并行路径是全机械的、直接的、具有固定比率的，或者备选地为可 选择的。
本领域中众所周知的是，差动齿轮装置的 一种形式可为行星齿轮 组。行星齿轮传动装置通常是差动齿轮装置发明中采用的优选实施 例，其优点在于紧凑性以及在行星齿轮组的所有部件之间的不同的扭矩比和速度比。然而，也可以以不采用行星齿4仑的形式来构造该发明， 例如，通过使用伞齿轮或其它齿轮设置，这种齿轮装置中，齿轮组的 至少 一个元件的转速总是两个其它元件的速度的加权平均。
混合动力电动车辆变速器系统还包括一个或多个电能储存装置。 典型的装置是化学电储存蓄电池，但也可包括电容式装置或机械装 置，例如电驱动的飞轮。电能储存装置允许从变速器系统至车辆的机 械输出功率不同于从发动机至变速器系统的机械输入功率。蓄电池或 其它装置也允许用变速器系统起动发动机并且允许再生式车辆制动。
车辆中的电气可变式变速器可简单地将机械功率从发动机输入 传递至主減速器输出。为此，由一个电动机/发电机所产生的电功率平 衡了电损耗和其它电动机/发电机所消耗的电功率。通过使用上面所提 及的电储存蓄电池， 一个电动机/发电机所产生的电功率可大于或小于 其它电动机/发电机所消耗的电功率。来自于蓄电池的电功率有时可允 许两个电动机/发电机同时充当电动机，尤其是为辅助发动机进行车辆 加速。两个电动机有时可都用作发电机，以便对蓄电池重新充电，尤 其是在再生式车辆制动时。
用于串联式混合动力变速器的一种成功的代用品是目前生产用
于运输巴士(transit buses)的、双范围、^T入-分流和复合-分流式的电气 可变式变速器，其纟皮7>开在4受予Michael Roland Schmidt的于1999年 8月3日公布的与本申请共同受让的美国专利No.5,931,757中。这种 变速器利用输入装置来接收来自车辆发动机的功率，并利用功率输出 装置来输送功率以驱动车辆。第一电动机/发电机和第二电动机/发电 机连接在能量存储设备例如蓄电池上，使得能量存储设备可接受来自 第一和第二电动机/发动机的功率，也可为第一和第二电动机/发动才几 提供功率。控制单元对能量存储设备与电动机/发电机之间以及第 一 电 动机/发电机与第二电动机/发电机之间的功率流进行调节。
在第一可变速度比运行模式或第二可变速度比运行模式下的运 行可通过利用具有第一扭矩传递装置和第二扭矩传递装置的性质的离合器来有选择地实现。在该第一模式中，输入-功率-分流速度比范
围通过第一离合器的应用而形成，并且变速器的输出速度与一个电动 机/发电机的速度成比例。在该第二模式中，复合-功率-分流速度比范
围通过第二离合器的应用而形成，并且变速器的输出速度不与任何一 个电动机/发电机的速度成比例，而是这两个电动才几/发电机的速度的 代数线性组合。在固定的变速器速度比下的运行可通过应用这两个离 合器而有选择地实现。变速器在空档模式中的运行可通过释放这两个
离合器，使发动机及这两个电动机/发电机与变速器输出相分离而有选 择地实现。该变速器在其第一运行模式下包括至少一个机械点而在其 第二运行模式下包括至少两个机械点。
"复合分流"意味着变速器的输入和输出都不直接连接在电动机 /发电机上。 一种复合分流架构包括一种带两个机械点的模式，这两个 机械点各在电动机/发电机中的 一个电动机/发电机达到零速度时被达 到。这容许减少达到所希望的车辆性能时所需要的电动机/发电机的尺 寸和成本。"输出分流"意味着电动机/发电机直接连接在输入上。这 种模式用于发动车辆。"输入分流"意味着电动机/发电机直接连接在 输出部件上。这对于在制动期间捕获再生能量而言是有用的，并用于 根据需要而向发动机提供扭矩辅助。
于2003年3月4日授予Holmes等人的与本申请共同受让的美国 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 机和两个离合器来提供输入分流、复合分流、空档和倒档运行模式的
电气可变式变速器。这两个行星齿轮组可以同为简单式的，或者其中 一个可以单独地为复合式的。电控部件调节在能量存储设备和两个电
动机/发电机之间的功率流。这种变速器提供了电气可变式变速器 (EVT)运行的两种范围或模式，其有选择地提供了输入-功率-分流速度 比范围和复合-功率-分流速度比范围。还可有选择地实现一种固定的 速度比。
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发明内容
本发明提供了 一系列电气可变式变速器，其提供了超越混合动力
车辆中所使用的传统自动变速器的若干个优点，这些优点包括改进 了的车辆加速性能，通过再生制动和纯电动怠速及起动而得以改进的 燃料经济性，以及具有吸引力的营销特色。本发明的一个目的是为给 定的发动机提供尽可能最佳的能量效率和排放。另外，还寻求变速器 的最佳的性能、容量、封装尺寸和比率覆盖范围。
本发明的电气可变式变速器系列提供了低容积、低成本的电气可 变式变速器机构，其包括第一差速齿轮组、第二差速齿轮组和第三差 速齿轮组、蓄电池、可互换地充当电动机或发电机的两个电机、以及 六个可选择的扭矩传递装置。另外，可提供有爪形离合器。差速齿轮 组优选地为行星齿轮組，例如简单式齿轮组或复合式齿轮组(包括拉维 娜式)，但也可利用其它齿轮布置，例如相对于偏离轴线的差动齿轮装 置或伞齿轮。
在本说明书中，第一行星齿轮组、第二行星齿4仑组或第三行星齿 轮组可以任何顺序(即，从左至右，从右至左等等)从第一数到第三。
这三个行星齿轮组各具有三个部件。各个行星齿轮组的第一部 件、第二部件或第三部件可以为太阳齿轮、环形齿轮或托架部件中的 任一个，或者可选地为小齿轮。
各个托架部件可以是单小齿轮托架部件(简单式)或双小齿轮托架 部件(复合式)。
输入轴有选择地与行星齿轮组的至少 一个部件相连接。输出轴持 续地与行星齿轮组的至少一个部件相连接。
第 一 互连部件持续地将第 一行星齿轮组的第 一部件与第二行星 齿轮组的第 一部件连接起来。
第二互连部件持续地将第 一行星齿轮组的第二部件与第二行星 齿轮组的第二部件或与第三行星齿轮组的第 一部件连接起来。
第一扭矩传递装置有选择地将第一行星齿轮组的部件或第二行星齿轮组的部件与输入部件连接起来。
第二扭矩传递装置有选择地将第一行星齿轮组的部件与第三行
星齿轮组的部件连接起来。
第三扭矩传递装置有选择地将第三行星齿轮组的部件与第一行 星齿轮组的部件或第二行星齿轮组的部件连接起来。
第四扭矩传递装置有选择地将第一行星齿轮组的部件、第二行星 齿轮组的部件或第三行星齿轮组的部件与固定部件(变速器外壳/壳体) 连接起来。
第五扭矩传递装置与电动机/发电机中的一个电动机/发电机并行
连接(connected in parallel),以便有选4奪地防止该电动机/发电机的旋 转。
第六扭矩传递装置有选择地将第二行星齿轮组的部件与第三行 星齿轮组的部件连接起来。备选地，第六扭矩传递装置与电动机/发电 机中的另 一 电动机/发电机并行连接，用于有选择地防止其旋转。
第一电动机/发电机安装到变速器外壳上，并且持续地连接在第一 行星齿轮组的部件上。第一电动机/发电机同样可包含偏置齿轮装置。
第二电动机/发电机安装到变速器外壳上，并要么持续地连接在第 一行星齿轮组、第二行星齿轮组或第三行星齿轮组的部件上，要么有 选择地通过爪形离合器而连接在第二行星齿轮组的 一对部件中的一 个部件上。第二电动机/发电机可包含偏置的齿轮装置。爪形离合器(如 果存在的话)容许第二电动机/发电机在第二行星齿轮组上的 一对部件 之间切换。爪形离合器可减小离合器旋转损失(spin losses),并且容许 电动机/发电机在整个的变速器运行范围内低速地运转。爪形离合器可 被一对传统扭矩传递装置替换。
这些可选择的扭矩传递装置以组合的方式被接合，以获得带有连 续可变速度范围(包括倒档)和至少四个机械固定的前进速度比的 EVT。"固定速度比"是指，输入至变速器的机械功率以机械的方式 被传递至输出，并且在电动机/发电机中没有功率流(即，几乎为零)。对于给定的最大容量而言，这样的电气可变式变速器一一其可有选择 地获得若干个用于接近发动机满功率的运行的固定速度比——可以 是比较小且比较轻的。当在这样的条件下运行时——在该条件下，无 需利用电动机/发电机，发动机速度就能接近其最佳值——固定速度比 运行还可实现较低的燃料消耗。各种不同的固定速度比和可变比率范
围(ratio spread)可通过恰当地选择行星齿轮组的齿数比而实现。
所公开的电气可变式变速器系列的各个实施例具有这样的架构， 该架构中，变速器输入和变速器输出都不直接连接在电动机/发电机 上。这使得在达到所希望的车辆性能时所需要的电动机/发电机的尺寸 和成本可有所减小。
这些扭矩传递装置和第一及第二电动机/发电机是可操作的，以在 电气可变式变速器中提供五种运行模式，包括，蓄电池倒档模式、EVT 倒档模式、倒档和前进起动模式、连续可变变速器范围模式以及固定 比模式。本发明的变速器还可包括一种机械倒档比或固定倒档比。这 用于满足反向爬坡能力要求，并且还用于在冷天气下当电气扭矩辅助 (由于不良的蓄电池运行而)不可用时的运行。
结合附属图纸，从以下对实现本发明的最佳模式的详细描述中， 将很容易明晰本发明的上述特征和优势，以及其它特征和优势。
图la是包括电气可变式变速器的动力系的示意图，这种电气可变 式变速器包含本发明的 一 系列部件；
图lb是描述图ia中所示的动力系的某些运行特性的运行模式表 和固定比模式表；
图2a是具有电气可变式变速器的动力系的示意图，这种电气可变 式变速器包含本发明的另 一 系列部件；
图2b是描述图2a中所示的动力系的某些运行特性的运行模式表 和固定比模式表；
13图3a是具有电气可变式变速器的动力系的示意图，这种电气可变 式变速器包含本发明的另 一 系列部件；
图3b是描述图3a中所示的动力系的某些运行特性的运行模式表 和固定比模式表；
图4a是具有电气可变式变速器的动力系的示意图，这种电气可变 式变速器包含本发明的另 一 系列部件；
图4b是描述图4a中所示的动力系的某些运行特性的运行模式表 和固定比模式表；
图5a是具有电气可变式变速器的动力系的示意图，这种电气可变 式变速器包含本发明的另 一 系列部件；
图5b是描述图5a中所示的动力系的某些运行特性的运行模式表 和固定比模式表；
图6a是具有电气可变式变速器的动力系的示意图，这种电气可变 式变速器包含本发明的另 一 系列部件；
图6b是描述图6a中所示的动力系的某些运行特性的运行模式表 和固定比模式表；
图7a是具有电气可变式变速器的动力系的示意图，这种电气可变 式变速器包含本发明的另 一系列部件；
图7b是描述图7a中所示的动力系的某些运行特性的运行模式表 和固定比模式表；
图8a是具有电气可变式变速器的动力系的示意图，这种电气可变 式变速器包含本发明的另 一 系列部件；
图8b是描述图8a中所示的动力系的某些运行特性的运行模式表 和固定比4莫式表；
图9a是具有电气可变式变速器的动力系的示意图，这种电气可变 式变速器包含本发明的另 一 系列部件；
图9b是描述图9a中所示的动力系的某些运行特性的运行模式表 和固定比模式表；图10a是具有电气可变式变速器的动力系的示意图，这种电气可 变式变速器包含本发明的另一系列部件；且
图10b是描述图10a中所示的动力系的某些运行特性的运行模式 表和固定比模式表。
优选实施例描述
参看图la，其显示了动力系10，该动力系10包括发动机12,其 连接到总体上以标号14表示的、改进的电气可变式变速器(EVT)的一 个优选实施例上。变速器14设计成从发动机12接收其驱动功率的至 少一部分。如所示，发动机12具有输出轴，其用作变速器14的输入
减振器(未显示)。
在所描述的实施例中，发动机12可以是化石燃料发动机，例如 柴油发动机，其易于被匹配以提供其可用功率输出，典型地，该可用 功率输出在恒定的每分钟转数(RPM)下被传输。
无论发动机12采用何种方法连接到变速器输入部件17,变速器 输入部件17都操作式地连接到变速器14的行星齿轮组上。变速器14 的输出部件19连接在主减速器16上。
变速器14利用了优选地具有行星齿轮组20,30和40的性质的三 个差速齿轮组。行星齿轮组20采用通常称作环形齿轮的外齿轮部件 24。环形齿轮部件24围绕着通常称作太阳齿轮的内齿轮部件22。托 架部件26可旋转地支撑多个行星齿轮27,使得各个行星齿轮27啮合 地与第一行星齿轮组20的外环形齿轮部件24及内太阳齿轮部件22 相接合。
行星齿轮组30也具有通常也称作环形齿轮的外齿轮部件34,其 围绕着也通常称作太阳齿轮部件的内齿轮部件32。多个行星齿轮37 同样可旋转地安装在托架部件36中，使得各个行星齿轮部件37同时 地且啮合地与行星齿轮组30的外环形齿轮部件34及内太阳齿轮部件32相接合。
行星齿轮组40也具有通常也称作环形齿轮的外齿轮部件44，其 围绕着同样通常称作太阳齿轮的内齿轮部件42。多个行星齿轮47同 样可旋转地安装在托架部件46中，使得各个行星齿轮部件47同时地 且啮合地与4亍星齿4仑组40的外环形齿轮部件44及内太阳齿轮部件42 相接合。
第一互连部件70持续地将行星齿轮组20的环形齿轮部件24与 行星齿轮组30的托架部件36连接起来。第二互连部件72持续地将 行星齿轮组30的环形齿轮部件34与行星齿轮组40的太阳齿轮部件 42连接起来。
第一优选实施例IO还分别包括第一电动机/发电机和第二电动机/ 发电机80和82。第一电动机/发电机80的定子固定到变速器外壳60 上。第一电动机/发电机80的转子固定到行星齿轮组20的太阳齿轮部 件22上。
第二电动机/发电机82的定子也固定到变速器外壳60上。第二电 动机/发电机82的转子固定到行星齿轮组30的太阳齿轮部件32上。
第一扭矩传递装置，例如输入离合器50,有选择地将行星齿轮组 30的托架部件36与输入部件17连接起来。第二扭矩传递装置，例如 离合器52,有选择地将行星齿轮组20的托架部件26与行星齿轮组 40的托架部件46连接起来。第三扭矩传递装置，例如离合器54,有 选择地将行星齿轮组20的托架部件26与行星齿轮组40的环形齿轮 部件44连接起来。第四扭矩传递装置，例如制动器55，有选择地将 行星齿轮组20的托架部件26与变速器外壳60连接起来。第五扭矩 传递装置，例如制动器57，与电动机/发电机80并行地连接，用于有 选择地对其旋转进行制动。第六扭矩传递装置，例如制动器58,与电 动机/发电机82并行连接，用于有选择地对其旋转进行制动。如下文 中更全面地解释的那样，第一扭矩传递装置、第二扭矩传递装置、第 三扭矩传递装置、第四扭矩传递装置、第五扭矩传递装置和第六扭矩传递装置50,52,54,55,57和58被采用，用于帮助选择混合动力变速器 14的运行的模式。
变速器14的输出驱动部件19固定到行星齿轮组40的托架部件 46上。
现在返回到动力源的描述中，根据前面的描述，尤其是参照图la， 应该懂得，变速器14有选择地接收来自发动机12的功率。混合动力 变速器还接收来自电功率源86的功率，电功率源86可操作地连接到 控制器88上。电功率源86可以是一个或多个蓄电池。其它具有提供 或存储并分配电功率的能力的电功率源，例如燃料电池，可用来替代 蓄电池，而不会改变本发明的概念。
通常运行考虑因素
主要控制装置之一是众所周知的驱动范围选择器(未显示)，其指 挥电子控制单元(ECU88)对变速器进行设置，以实现停车、倒档、空 档或前进驱动范围。第二主要控制装置和第三主要控制装置包括油门 踏板(未显示)和制动器踏板(同样未显示)。ECU从这三个主要控制源 处获得的信息称作"操作员要求，，。ECU还从多个传感器(输入以及 输出)中获得关于下列的状态的信息扭矩传递装置(其或是被应用或 是被释放)；发动机输出扭矩； 一体式蓄电池或多个蓄电池，容量水平； 以及所选的车辆构件的温度。ECU确定哪些是所需要的，之后对变速 器的或与变速器相关联的、有选择地运行的构件进行操纵，以恰当地 响应操作员要求。
本发明可使用简单式行星齿轮组或复合式行星齿轮组。在筒单式 行星齿轮组中，单组行星齿轮通常地支撑在本身可旋转的托架部件 上，以便旋转。
在筒单式行星齿轮组中，当太阳齿轮保持固定，并且功率应用于 简单式行星齿轮组的环形齿轮时，行星齿轮响应于被应用于环形齿轮 的功率而旋转，并因而围绕固定的太阳齿轮沿圆周地"行走，，，以实 现托架部件在与环形齿轮旋转方向相同的方向上的旋转。当简单式行星齿轮组的任何两个部件在相同方向上并以相同速 度旋转时，第三部件被迫以相同的速度、在相同方向上转动。例如， 当太阳齿轮和环形齿轮在相同方向上、以相同速度旋转时，行星齿轮 并不绕其自身轴线旋转，而是充当楔锁，以将整个单元锁定到一起来 实现所谓的直接驱动。也就是说，托架部件与太阳齿轮和环形齿轮一 起旋转。
然而，当两个齿轮部件在相同方向上、但以不同速度旋转时，第
情况下，该方向不是明显的，并且只有通过对存在于行星齿轮组的所 有齿轮部件中的齿数的获知才能精确地确定。
只要托架部件的自由旋转被限制，且功率被应用于太阳齿轮或环 形齿轮，那么行星齿轮部件将充当惰轮。那样，从动部件将与驱动部 件在相反的方向上旋转。这样，在许多变速器布置中，当选4奪倒挡驱 动范围时，用作制动器的扭矩传递装置以摩擦的方式被促动，以接合 托架部件，并从而限制其旋转，以使得，应用于太阳齿轮的功率使环 形齿轮在相反方向上转动。因而，如果环形齿轮操作式地连接在车辆 的驱动轮上，那么这种装置能够使驱动轮的旋转方向反转，并因此使 车辆自身的方向反转。
在简单式行星齿轮组中，如果太阳齿轮、行星托架部件和环形齿 轮中任何两者的旋转速度己知，那么运用简单的规则就可确定第三部 件的速度。托架部件的旋转速度始终与太阳齿轮和环形齿轮的、经过 其各自齿数进行加权后的速度成比例。例如，在同一齿轮组中，环形 齿轮可具有与太阳齿轮齿数的两倍一样多的齿。那么，托架部件的速 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 这三个部件的其中 一个部件在相反方向上旋转，那么在数学计算中用 于该部件的速度的算术符号是负的。
如果不考虑这些齿轮的质量、这些齿轮的加速度或齿轮组内的摩 擦(在设计良好的变速器中所有这些影响都相对较小)，则太阳齿轮、托架部件和环形齿轮上的扭矩同样可彼此简单地相关。应用于简单式 行星齿轮组的太阳齿轮上的扭矩一定以与这些齿轮的各自的齿数成 比例的方式而与应用于环形齿轮上的扭矩平衡。例如，应用于齿数为 同组中太阳齿轮齿数两倍的环形齿轮上的扭矩， 一定为应用于该太阳 齿轮上的扭矩的两倍，并且一定在相同的方向上被应用。应用于托架 部件上的扭矩一定在大小上等于太阳齿轮上的扭矩与环形齿轮上的 扭矩之和，并且在方向上与之相反。
同简单式行星齿轮组相比，在复合式行星齿轮组中，内组行星齿 轮和外组行星齿轮的应用实现了环形齿轮和行星托架部件的角色的 交换。例如，如果太阳齿轮保持固定，行星托架部件将在与环形齿轮 相同的方向上旋转，但带有内组行星齿轮和外组行星齿轮的行星托架 部件将比环形齿轮移动更快，而非更慢。
在具有啮合的内组行星齿轮和外组行星齿轮的复合式行星齿轮 组中，环形齿轮的速度以通过太阳齿轮上的齿的数目及由行星齿轮所 填充的齿的数目进行加权的方式而与太阳齿轮和行星托架部件的速 度成比例。例如，由行星齿轮所填充的太阳齿轮与环形齿轮之间的差 可能与同组中太阳齿轮上的齿数同样多。在那种情况下，环形齿轮的 速度将是托架部件速度的三分之二与太阳齿轮速度的三分之一的和。 如果太阳齿轮或行星托架部件在相反方向上旋转，那么在数学计算 中，对于该速度的算术符号是负的。
如果太阳齿轮保持固定，那么带有内组行星齿轮和外组行星齿轮 的托架部件将与该齿轮组中的旋转着的环形齿轮在相同的方向上转 动。另一方面，如果太阳齿轮保持固定，并且托架部件是从动的，那 么内组中与太阳齿轮相接合的行星齿轮沿着太阳齿轮而滚动或"行 走"，在与托架部件旋转方向相同的方向上转动。与内组中的小齿轮 相啮合的外组中的小齿轮将在相反方向上转动，因而迫使啮合的环形 齿轮在相反方向上旋转，但只是参照于与该环形齿轮相啮合地接合的 行星齿轮而言。外组的行星齿轮在托架部件的方向上被携带。外组中的小齿轮绕其自身轴线的旋转的效应和由托架部件运动引起的外组 中的行星齿轮的轨道运动的更大的效应被复合，这样，环形齿轮在与 托架部件相同的方向上旋转，但没有托架部件那么快。
如果在这种复合式行星齿轮组中，托架部件保持固定而太阳齿寿仑
转。如果筒单式行星齿轮组的环形齿轮保持固定而太阳齿轮旋转，那 么支撑单组行星齿轮的托架部件将在与太阳齿轮相同的方向上以较 小的速度旋转。这样，与简单式行星齿轮组中的单组行星齿轮的使用
相比较而言，通过彼此啮合的内组行星齿轮和外组行星齿轮的使用而 引起的、托架部件和环形齿轮之间的作用交换可以很容易被观察到。 电气可变式变速器的正常动作是将机械功率从输入传递至输出。
作为这种变速器动作的一部分，其两个电动机/发电机中的一个电动机
/发电才几充当电功率发电机。另一电动4几/发电才几充当电动机并使用该
电功率。随着输出的速度从零增加到高速，这两个电动机/发电机80,82 逐渐交换角色作为发电机和电动机，并且可不止一次地这样做。这些 交换发生在那样的机械点周围，在该机械点基本上所有的功率都以机 械的方式,人输入传递至输出，并且基本上没有功率^皮以电的方式进行传递。
在混合动力电气可变式变速器系统中，蓄电池86同样可将功率 提供给变速器，变速器也可将功率提供给蓄电池。如果蓄电池向变速 器提供大量电功率，例如，用于车辆加速，那么两个电动机/发电机都 可充当电动机。如果变速器向蓄电池提供电功率，例如，用于再生制 动，那么两个电动机/发电机都可充当发电机。非常靠近运行的机械点 时，由于系统中的电损耗，两个电动机/发电机还可充当带有较小电功 率输出的发电机。
与变速器的正常动作相反，变速器实际上可用于将机械功率从输 出传递至输入。这可在车辆中用来补充车辆制动和用于增强或补充车 辆的再生制动，尤其是在下长坡时。如果流过变速器的功率流以这种方式反向，则电动机/发电机的角色将与其在正常动作中的角色相反。 具体运行者虑因素
这里所述的每个实施例各具有16个或17个功能要求(与图中所显
示的各个运行模式表的16个或17个行相对应)，其可归组成五种运行 模式。这五种运行模式将在下文中描述，且可通过参照相应的、伴随 各变速器符号图的运行模式表、如图lb、图2b、图3b等等的运行模 式表而获得最好的理解。
第一运行模式是"蓄电池倒档模式"，其与各个运行模式表的第 一行、例如图lb的运行模式表的第一行(Batt.Rev.)相对应。在该模式 中，发动机关闭且连接在发动机上的变速器元件不受发动机扭矩的控 制，尽管可能由于发动机的转动惯量而存在某些残余扭矩。电动机/ 发电机中的一个电动机/发电机利用来自蓄电池的能量驱动EVT,导 致车辆反向移动。根据运动学结构，在这种模式中另一电动机/发电机 可旋转或不可旋转，并且可传递或不可传递扭矩。如果其旋转，那么 其用于产生能量，该能量被存储在蓄电池中。作为示例，在图lb的 实施例中，在蓄电池倒档模式中，离合器54和制动器55接合，电动 机80具有1,00的扭矩，发电机82具有0.49的扭矩，并且获得-5.79 的扭矩比。在各个运行模式表中，电动机/发电机列80和电动机/发电 机列82中的扭矩值边上的(M)表明该电动机/发电机充当电动机，而没 有(M)则表明该电动机/发电机充当发电机。
第二运行模式是"EVT倒档模式"(或机械倒档模式)，其与各个 运行模式表的第二行(EVT Rev.)、例如图lb的运行模式表的第二行 (EVT Rev.)相对应。在该模式下，EVT由发动机和电动机/发电机中的 一个电动机/发电机所驱动。另一电动机/发电机在发电机模式下运行， 并将所产生的能量的100%传输回给驱动电动机。实际结果是反向驱 动车辆。例如，参看图lb，在EVT倒档模式中，离合器50,54和制动 器55接合，与1单位的发动机扭矩相对应，发电机80具有1.96单位 的扭矩，电动机82具有0.70单位的扭矩，并且获得了-8.33的输出扭
21矩。
第三运行模式包括"倒档和前进起动模式"(也被称为"扭矩变换 器倒档和前进模式")，其与各个运行模式表的、例如图lb的运行模
式表的第三行和第四行(TC Rev.和TC For.)相对应。在该模式下，EVT 由发动机和电动机/发电机中的 一个电动机/发电才几所驱动。由发电机 单元所产生的能量中的可选择的一部分的能量存储在蓄电池中，而其 余能量传输给电动机。在图1中，该部分大约为99%。变速器输出速 度对发动机速度的比值(变速器速度比)大约为+/-0.001(正号表示车辆 向前爬行，负号表示车辆向后爬行)。参看图lb，在TC倒档模式中， 离合器50,54和制动器55接合，电动机/发电机80充当带有1.73单位 的扭矩的发电机，电动机/发电机82充当带有0.59单位扭矩的电动机， 并且，获得了-7.00的扭矩比。在TC前进模式中，离合器50,54和制 动器55接合，电动机/发电机80充当带有-0.29单位扭矩的电动机， 电动机/发电机82充当带有-0.39单位扭矩的发电机，所获得的扭矩比 为4.69。
第四运行模式是"连续可变变速器范围模式"，其包括范围1.1 运行点、范围L2运行点、范围1.3运行点、范围1.4运行点、范围 2.1运行点、范围2.2运行点、范围2.3运行点和范围2.4运行点，其 与各个运行点表、例如图lb的运行点表的第5行至第12行相对应。 在该模式下，EVT由发动机以及电动机/发电机中的一个电动机/发电 机(其运行作电动机)所驱动。另 一 电动机/发电机作发电机运行，并将 所产生的能量的100%传输回给该电动机。由范围1.1,1.2,...等等所代 表的运行点是由EVT所提供的前进速度比的连续统中的离散点。例 如，在图lb中，在离合器50,54和制动器55接合的条件下，可获得 从4.69到1.86的扭矩比的范围。在离合器50，52和54接合的条件下， 可获得从1.36至0.54的扭矩比的范围。
第五运行模式包括"固定比"模式(Fl, F2， F3和F4),其与各个 运行模式表(即运行模式表)中的第13行至第16行、例如图lb的运行模式表中的第13行至第16行相对应。在该模式下，变速器以类似于 传统自动变速器的方式运行，其中两个扭矩传递装置的接合以产生离 散的传动比。各图中附带的离合表只显示了四个固定比前进速度，但
额外的固定比也是可获得的。参看图lb，在固定比Fl中，离合器50,54 和制动器55,58接合，以获得3.00的固定扭矩比。在固定比F2中， 离合器50,52和制动器57,58接合，以获得1.52的固定比。在固定比 F3中，离合器50,54和制动器57,58接合，以获得1.21的固定比。在 固定比F4中，离合器50,52,54和制动器58接合，以获得0.75的固定 比。相应地，图lb的电动机/发电机的列80或82中的各个"X"分 别表示制动器57或58是接合的而电动机/发电机80,82是不旋转的。
动力系IO还可在"电量损耗模式"下运行。出于本发明的目的， "电量损耗模式"是这样一种模式，这种模式中主要由电动机/发电机 为车辆提供动力，使得当车辆到达其目的地时，蓄电池86被耗尽或 几乎耗尽。换句话说，在电量损耗模式期间，发动机12只是在必要 的程度下、即确保蓄电池在到达目的地之前不被耗尽的程度下运行。 传统的混合动力车辆以"电量维持模式"进行运行，其中如果蓄电池 电量水平下降到预定的水平(例如，25%)以下时，发动机自动地运转， 以对蓄电池充电。因此，通过在电量损耗模式下运行，混合动力车辆 可节省燃料中的一部分或全部，否则，在传统混合动力车辆中这些燃 料将会由于要维持25。/。的蓄电池电量水平而被消耗掉。应该懂得，如 果可在到达目的地之后通过将蓄电池86插入到能源(未显示)中而对其 进行充电的话，那么车辆动力系优选地仅在电量损耗模式下运行。
同样，发动机12可利用各种类型的燃料来供以动力，以提高特 定应用中的效率和燃料经济性。这种燃料可包括，例如，汽油；柴油； 乙醇；二曱醚；等等。
变速器14能够在所谓的单模式或双模式下运行。在单模式中， 对于前进速度比的整个连续统(由离散点范围1.1，1.2,1.3和1.4所代 表)而言接合的扭矩传递装置都保持相同。在双才莫式中，接合的扭矩传递装置在某些中间的速度比(例如，图1中的范围2.1)处进行切换。取 决于机械结构，这种扭矩传递装置的接合的变化有利于降低变速器中 元件速度。
如上所述，在图lb的运行模式表和固定比模式表中显示了用于 扭矩传递装置的接合一览表。图lb还提供利用图lb中示例性地给出
的环形齿轮/太阳齿轮齿数比可获得的扭矩比的示例。NR1/NS1值是行 星齿轮组20的齿数比；Nr2/Ns2值是行星齿轮组30的齿数比；而 NR3/Ns3值是行星齿轮组40的齿数比。同样，图lb的图表描述了利用 所给的齿数比的例子而获得的级差(ratiostep)。例如，在第一固定前进 扭矩比和第二固定前进扭矩比之间的级差值(stepratio)为1.97，在第二 固定的前进扭矩比和第三固定前进扭矩比之间的级差值为1.26,在第 三和第四固定的前进扭矩比之间的级差值为1.61，并且比率范围为 4.00。
第二示例性实施例的说明
参看图2a,其显示了动力系110,该动力系包括发动机12,其连 接在总体上以标号114表示的经改进的电气可变式变速器的另一实施 例上。变速器114设计成可从发动机12处接收其驱动功率的至少一 部分。
在所描述的实施例中，发动机12同样可以是化石燃料发动机， 例如柴油发动机，其易于被匹配以提供其可用功率输出，典型地，该 可用功率输出在恒定的每分钟转数(RPM)下被传输。如所示，发动机 12具有输出轴，其用作变速器14的输入部件17。在发动机12和变 速器的输入部件17之间还可提供瞬时扭矩减振器(未显示)。
无论发动机12采用何种方法连接到变速器输入部件17，变速器 输入部件17都操作式地连接到变速器114的行星齿轮组上。变速器 114的输出部件19连接在主减速器16上。
变速器114利用了优选地具有行星齿轮组120,130和140的性质 的三个差速齿轮组。行星齿轮组120采用通常称作环形齿轮的外齿轮部件124。环形齿轮部件124围绕着通常称作太阳齿轮的内齿轮部件 122。托架部件126可旋转地支撑多个行星齿轮127，使得各个行星齿 轮127啮合地与第一行星齿轮组120的外环形齿轮部件124及内太阳 齿轮部件122相接合。
行星齿轮组130也具有通常也称作环形齿轮的外齿轮部件134， 其围绕着同样通常称作太阳齿轮的内齿轮部件132。多个行星齿轮137 同样可旋转地安装在托架部件136中，使得各个行星齿轮部件137同 时地且啮合地与行星齿轮组130的外环形齿轮部件134及内太阳齿轮 部件132相接合。
行星齿轮组140也具有通常也称作环形齿轮的外齿轮部件144, 其围绕着同样通常称作太阳齿轮的内齿轮部件142。多个行星齿轮147 同样可旋转地安装在托架部件146中，使得各个行星齿轮部件147同 时地且啮合地与行星齿轮组140的外环形齿轮部件144及内太阳齿轮 部件142相4妻合。
变速器输出部件19与行星齿轮组140的托架部件146相连。第 一互连部件170持续地将行星齿轮组120的环形齿轮部件124与行星 齿轮组130的托架部件136连接起来。第二互连部件172持续地将行 星齿轮组130的环形齿轮部件134与行星齿轮组140的太阳齿轮部件 142连接起来。
变速器114还分别包括第一电动机/发电机和第二电动机/发电机 180和182。第一电动机/发电机180的定子固定到变速器外壳160上。 第 一 电动机/发电机180的转子固定到行星齿轮组120的太阳齿轮部件 122上。
第二电动机/发电机182的定子也固定到变速器外壳160上。第二 电动机/发电机182的转子固定到行星齿轮组130的太阳齿轮部件132 上。
第一扭矩传递装置，例如输入离合器150,有选择地将行星齿轮 组130的托架部件136与输入部件17连接起来。第二扭矩传递装置，例如离合器152，有选择地将行星齿轮组140的太阳齿轮部件142与 行星齿轮组140的环形齿轮部件144连接起来。第三扭矩传递装置， 例如离合器154,有选择地将行星齿轮组120的托架部件126与行星 齿轮组140的环形齿轮部件144连接起来。第四扭矩传递装置，例如 制动器155，有选择地将行星齿轮组120的托架部件126与变速器外 壳160连接起来。第五扭矩传递装置，例如制动器157，与电动机/发 电机180并行连接，用于有选择地对其旋转进行制动。第六扭矩传递 装置，例如制动器158，与电动机/发电机182并行连接，用于有选裤， 地对其旋转进行制动。第一扭矩传递装置、第二扭矩传递装置、第三 扭矩传递装置、第四扭矩传递装置、第五扭矩传递装置和第六扭矩传 递装置150,152,154,155,157和158用于帮助选择混合动力变速器114 的运行的模式。
现在返回到动力源的描述中，从前面描述，尤其参照图2a应该懂 得，变速器114可有选择地接收来自发动机12的功率。混合动力变 速器还与电功率源186交换功率，该电功率源186可"f喿作地连接到控 制器188上。电功率源186可以是一个或多个蓄电池。其它具有提供 或存储并分配电功率能力的电功率源，例如燃料电池，可用来替代蓄 电池，而不会改变本发明的概念。
如之前所述，各个实施例具有16或17个功能要求(与图中所显示 的各个运行模式表的16或17行相对应)，其可归组成五种运行模式。 第一运行模式是"蓄电池倒档模式"，其与图2b的运行模式表的第 一行(Batt.Rev.)相对应。在该模式下，发动机关闭，并且实际上容许连 接到发动机上的变速器元件在发动机惯性扭矩下空转。电动机/发电机 中的一个电动机/发电机利用蓄电池能量驱动EVT，导致车辆反向移 动。在该模式下，另一电动机/发电机可旋转或不可旋转。如图2b中 所示，作为示例，在该模式下，离合器154和制动器155接合，电动 机180具有1.00单位的扭矩，发电机182具有0.49单位的扭矩，并 且获得-5.79的输出扭矩。
26第二运行模式是"EVT倒档模式"(或机械倒档模式)，其与图2b
的运行模式表的第二行(EVTRev.)相对应。在该才莫式下，EVT由发动 机和电动机/发电机中的一个电动机/发电机驱动。另 一电动机/发电才几 在发电积4莫式下运行，并将所产生的能量的100%传递回给驱动电动 机。实际结果是在反向上驱动车辆。在该模式下，离合器150,154和 制动器155接合，发电机180具有1.96单位的扭矩，电动机182具有 0.70单位的扭矩，并且获得-8.33的输出扭矩(与1单位的输入扭矩相 对应)。
第三运行模式包括"倒档和前进起动模式"，其与各个运行模式 表的第三行和第四行，例如图2b的运行模式表的第三行和第四行(TC Rev.和TC For.)相对应。在该模式下，EVT由发动机和电动机/发电机 中的一个电动机/发电机驱动。由发电机单元所产生的能量的可选择的 一部分存储在蓄电池中，而其余能量被传递给电动机。在TCRev.模 式中，离合器150,154和制动器155接合，电动才几/发电机180充当带 有1.73单位扭矩的发电机，电动机/发电机182充当带有0.59单位扭 矩的电动机，并获得-7.00的扭矩比。在TCFor.模式中，离合器150,154 和制动器155接合，电动机/发电机180充当带有-0.29单位扭矩的电 动机，并且电动机/发电机182充当带有-0.39单位扭矩的发电机，并 获得4.69的扭矩比。对于这些扭矩比，所产生的能量的大约99%存储 在蓄电池中。
第四运行模式包括与图2b的运行模式表的行5-12相对应的、"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2.3 和范围2.4"模式。在该模式下，EVT由发动机以及电动机/发电机中 的一个电动机/发电机(其作电动机运行)所驱动。另 一电动机/发电机作 发电机运行，并将所产生的能量的100%传递回给电动机。由范围1.1, 范围1.2...等等所代表的运行点是EVT所提供的前进速度比的连续中 的离散的点。例如在图2b中，在离合器150,154和制动器155接合的 条件下获得4.69至1.86的比率范围，并且在离合器150，152和154接合的条件下获得1.36至0.54的比率范围。
第五运行模式包括固定"比率"模式(F1,F2,F3和F4),其与图2b 的运行模式表的行13-16相对应。在该模式下，变速器以类似于传统 自动变速器的方式来运行，其中一个扭矩传递装置接合，以产生离散 的传动比。在固定比F1中，离合器150,154和制动器155,158接合， 以获得3.00的固定比。在固定比F2中，离合器150,152,154和制动器 157接合，以获得1.52的固定比。在固定比F3中，离合器150,154和 制动器157,158接合，以获得1.21的固定比。在固定比F4中，离合 器150,152和制动器155,158接合，以获得0.75的固定比。
如上所述，在图2b的运行模式表和固定比模式表中显示了用于 扭矩传递装置的接合一览表。图2b还提供利用图2b中示例性地给出 的环形齿轮/太阳齿轮齿数比而可获得的扭矩比的示例。NR1/NS1值是 行星齿轮组120的齿数比；NR2/Ns2值是行星齿轮组130的齿数比；而 N^/Ns3值是行星齿轮组140的齿数比。另外，图2b的图表描述了利 用所给的齿数比的例子而获得的级差。例如，在第一固定前进扭矩比 和第二固定前进扭矩比之间的级差值为1.97，并且比率范围为4.00。
第三示例性实施例的说明
参看图3a，其显示了动力系210,该动力系包括发动机12，其连 接在总体上以标号214表示的经改进的电气可变式变速器的另一实施 例上。变速器214设计成自发动机12处接收其驱动功率的至少一部 分。如所示，发动机12具有输出轴，其用作变速器214的输入部件 17。在发动机12和变速器214的输入部件17之间还可提供瞬时扭矩 减振器(未显示)。
无论发动机12采用何种方法连接到变速器输入部件17，变速器 输入部件17都操作式地连接到变速器214的行星齿轮组上。变速器 214的输出部件19连接在主减速器16上。
变速器214利用了优选地具有行星齿轮组220,230和240的性质 的三个差速齿轮组。行星齿轮组220采用通常称作环形齿轮的外齿轮部件224。环形齿轮部件224围绕着通常称作太阳齿轮的内齿轮部件 222。托架部件226可旋转地支撑多个行星齿轮227, 4吏得各个行星齿 轮227啮合地与第一行星齿轮组220的外环形齿4仑部件224及内太阳 齿轮部件222相接合。
行星齿轮组230同样具有外环形齿轮部件234,其围绕着内太阳 齿轮部件232。多个行星齿轮237同样可旋转地安装在托架部件236 中，使得各个行星齿轮237同时地且啮合地与行星齿轮组230的外环 形齿轮部件234及内太阳齿轮部件232相接合。
行星齿轮组240同样具有外环形齿轮部件244,其围绕着内太阳 齿轮部件242。多个行星齿轮247同样可旋转地安装在托架部件246 中，使得各个行星齿轮部件247同时地且啮合地与行星齿4仑组240的 外环形齿4仑部件244和内太阳齿轮部件242相结合。
变速器输出部件19连接在托架部件246上。第一互连部件270 持续地将太阳齿轮部件222与太阳齿轮部件232连接起来。第二互连 部件272持续地将环形齿轮部件234与太阳齿轮部件242连接起来。
变速器214还分别包括第一电动机/发电机和第二电动机/发电机 280和282。第一电动机/发电机280的定子固定到变速器外壳260上。 第 一 电动机/发电机280的转子固定到太阳齿轮部件222上。第二电动 机/发电机282的定子也固定到变速器外壳260上。第二电动机/发电 机282的转子固定到托架部件236上。
第一扭矩传递装置，例如输入离合器250,有选择地将环形齿轮 部件224与输入部件17连接起来。第二扭矩传递装置，例如离合器 252,有选择地将托架部件226与环形齿轮部件244连接起来。第三 扭矩传递装置，例如离合器254，有选择地将环形齿4仑部件224与环 形齿轮部件244连接起来。第四扭矩传递装置，例如制动器255，有 选择地将托架部件226与变速器外壳260连接起来。第五扭矩传递装 置，例如制动器257，与电动机/发电机280并行连接，用于有选择地 对其旋转进行制动。第六扭矩传递装置，例如制动器258,与电动机/
29发电机282并行连接，用于有选择地对其旋转进行制动。第一扭矩传
递装置、第二扭矩传递装置、第三扭矩传递装置、第四扭矩传递装置、
第五扭矩传递装置和第六扭矩传递装置250,252，254，255，257和258用 于帮助选择混合动力变速器214的运行的模式。
混合动力变速器214自发动机12处接收功率，且还自电功率源 286处接收功率，该电功率源286可操作地连接到控制器288上。
图3b的运行模式表显示了用于变速器214的五种运行模式的输 出/输入比、电动机/发电机状态、以及离合接合。如之前所述，这些 模式包括"蓄电池倒档模式"(Batt.Rev.)、 "EVT倒档模式"(EVT Rev.)、 "倒档和前进起动模式"(TCRev.和TCFor.)、"范围1.1,1.2,1.3...模 式"和"固定比模式"(F1,F2,F3和F4)。
如上所述，在图3b的运行模式表和固定比模式表中显示了用于 扭矩传递装置的接合一览表。图3b还提供利用图3b中示例性地给出 的环形齿轮/太阳齿轮齿数比而可获得的扭矩比的示例。NR1/NS1值是 行星齿轮组220的齿数比；NR2/Ns2值是行星齿轮组230的齿数比；而 NR3/Ns3值是行星齿轮组240的齿数比。另外，图3b的图表描述了利 用所给的齿数比的例子而获得的级差。例如，在第一固定前进扭矩比 和第二固定前进扭矩比之间的级差值为2.02,并且比率范围为3.37。
第四示例性实施例的说明
参看图4a，其显示了动力系310,该动力系包括发动机12,其连
例上。变速器314设计成从发动机12处接收其驱动功率的至少一部 分。
如所示，发动机12具有输出轴，其用作变速器314的输入部件 17。在发动机12和变速器的输入部件17之间还可提供瞬时扭矩减振 器(未显示)。
无论发动机12釆用何种方法连接到变速器输入部件17,变速器 输入部件17都操作式地连接到变速器314的行星齿轮组上。变速器
30314的输出部件19连接在主减速器16上。
变速器314利用了三个行星齿轮组320,330和340。行星齿轮组 320采用了外环形齿轮部件324,其围绕着内太阳齿轮部件322。托架 部件326可旋转地支撑多个行星齿轮327，使得各个行星齿轮327啮 合地与第一行星齿轮组320的外环形齿轮部件324及内太阳齿轮部件 322相接合。
行星齿轮组330同样具有外环形齿轮部件334，其围绕着内太阳 齿轮部件332。多个行星齿轮337同样可旋转地安装在托架部件336 中，使得各个行星齿轮部件337同时地且啮合地与行星齿轮组330的 外环形齿轮部件334及内太阳齿轮部件332相接合。
行星齿轮组340同样具有外环形齿轮部件344,其围绕着内太阳 齿轮部件342。多个行星齿轮347同样可旋转地安装在托架部件346 中，使得各个行星齿轮部件347同时地且啮合地与行星齿轮组340的 外环形齿轮部件344及内太阳齿轮部件342相接合。
变速器输出部件19与托架部件346相连接。第一互连部件370 持续地将太阳齿轮部件322与太阳齿轮部件332连接起来。第二互连 部件372持续地将环形齿轮部件334与环形齿轮部件344连接起来。
变速器314还分别包括第一电动机/发电机和第二电动机/发电机 380和382。第一电动机/发电机380的定子固定到变速器外壳360上。 第 一 电动机/发电机380的转子固定到太阳齿轮部件322上。第二电动 机/发电机382的定子也固定到变速器外壳360上。第二电动机/发电 机382的转子固定到托架部件326上。
第一扭矩传递装置，例如输入离合器350,有选择地将环形齿轮 部件324与输入部件17连接起来。第二扭矩传递装置，例如离合器 352，有选择地将托架部件336与太阳齿轮部件342连接起来。第三 扭矩传递装置，例如离合器354,有选择地将环形齿轮部件324与太 阳齿轮部件342连接起来。第四扭矩传递装置，例如制动器355，有 选择地将托架部件336与变速器外壳360连接起来。第五扭矩传递装置，例如制动器357，与电动机/发电机380并行连接，用于有选择地 对其旋转进行制动。第六扭矩传递装置，例如制动器358，与电动才几/ 发电机382并行连接，用于有选择地对其旋转进行制动。第一扭矩传 递装置、第二扭矩传递装置、第三扭矩传递装置、第四扭矩传递装置、 第五扭矩传递装置和第六扭矩传递装置350,352,354,355,357和358用 于帮助选择变速器314的运行的模式。
混合动力变速器314自发动机12处接收功率，并且还与电功率 源386交换功率，该电功率源386可操作地连接到控制器388上。
图4b的运行模式表显示了用于变速器314的五种运行模式的输 出/输入比、电动机/发电机状态、以及离合接合。如之前所述，这些 模式包括"蓄电池倒档模式"(Batt.Rev.)、 "EVT倒档模式"(EVT Rev.)、 "倒档和前进起动模式"(TC Rev.和TC For.)、"连续可变变速器范 围模式，，(范围U,范围1.2,范围1.3...)和"固定比模式"(F1，F2,F3,F4)。
如上所述，在图4b的运行模式表和固定比模式表中显示了用于 扭矩传递装置的接合一览表。图4b还提供利用图4b中示例性地给出 的环形齿轮/太阳齿轮齿数比而可获得的扭矩比的示例。NR1/NS1值是 行星齿轮组320的齿数比；NR2/Ns2值是行星齿轮组330的齿数比；而 NR3/Ns3值是行星齿轮组340的齿数比。另外，图4b的图表描述了利 用所给的齿数比的例子而获得的级差。例如，在第一固定前进扭矩比 和第二固定前进扭矩比之间的级差值为2.17，并且比率范围为4.34。
第五示例性实施例的说明
参看图5a，其显示了动力系410，该动力系包括发动机12，其连 接在总体上以标号414表示的经改进的电气可变式变速器的另一实施 例上。变速器414 i殳计成从发动机12处接收其驱动功率的至少一部 分。
如所示，发动机12具有输出轴，其用作变速器414的输入部件 17。在发动机12和变速器的输入部件17之间还可提供瞬时扭矩减振 器(未显示)。
32无论发动机12采用何种方法连接到变速器输入部件17,变速器
输入部件17都操作式地连接到变速器414的行星齿轮组上。变速器 414的输出部件19连接到主减速器16上。
变速器414利用了三个行星齿轮组420,430和440。行星齿轮组 420采用了外环形齿轮部件424，其围绕着内太阳齿轮部件422。托架 部件426可旋转地支撑多个行星齿轮427,使得各个行星齿轮427啮 合地与第一行星齿轮组420的外环形齿轮部件424及内太阳齿轮部件 422相接合。
行星齿轮组430同样具有外环形齿轮部件434,其围绕着内太阳 齿轮部件432。多个行星齿轮437同样可旋转地安装在托架部件436 中，使得各个行星齿轮部件437同时地且啮合地与行星齿轮组430的 外环形齿轮部件434及内太阳齿轮部件432相接合。
行星齿轮组440同样具有外环形齿轮部件444,其围绕着内太阳 齿轮部件442。多个行星齿轮447同样可旋转地安装在托架部件446 中，使得各个行星齿轮部件447同时地且啮合地与行星齿轮组440的 外环形齿轮部件444及内太阳齿轮部件442相接合。
变速器输出部件19持续地与环形齿轮部件444相连接。第一互 连部件470持续地将托架部件426与环形齿轮部件434连接起来。第 二互连部件472持续地将托架部件436与托架部件446连接起来。
变速器414还分别包括第一电动机/发电机和第二电动机/发电机 480和482。第一电动机/发电机480的定子固定到变速器外壳460上。 第 一 电动机/发电机480的转子固定到环形齿轮部件424上。第二电动 机/发电机482的定子也固定到变速器外壳460上。第二电动才几/发电 机482的转子固定到太阳齿轮部件422上。
第一扭矩传递装置，例如输入离合器450,有选择地将托架部件 426与输入部件17连接起来。第二扭矩传递装置，例如离合器452, 有选择地将托架部件446与环形齿轮部件444连"^妻起来。第三扭矩传 递装置，例如离合器454,有选择地将环形齿轮部件424与太阳齿轮部件442连接起来。第四扭矩传递装置，例如制动器455,有选择地 将太阳齿轮部件432与变速器外壳460连接起来。第五扭矩传递装置， 例如制动器457,与电动机/发电机480并行连接，用于有选择地对其 旋转进行制动。第六扭矩传递装置，例如制动器458,与电动机/发电 机482并行连接，用于有选择地对其旋转进行制动。第一扭矩传递装 置、第二扭矩传递装置、第三扭矩传递装置、第四扭矩传递装置、第 五扭矩传递装置和第六扭矩传递装置450,452,454,455,457和458用于 帮助选择变速器414的运行的模式。混合动力变速器414接收来自发 动机12以及电功率源486的功率，该电功率源486可操作地连冲妄到 控制器488上。
图5b的运行模式表显示了用于变速器414的五种运行模式的输 出/输入比、电动机/发电机状态、以及离合接合。如之前所述，这些 模式包括"蓄电池倒档模式"(Batt.Rev.)、 "EVT倒档模式"(EVT Rev.)、 "倒档和前进起动模式"(TC Rev.和TC For.)、"连续可变变速器范 围模式"(范围1.1,范围L2,范围1.3…)和"固定比模式"(F1,F2,F3和 F4)。
如上所述，在图5b的运行模式表和固定比模式表中显示了用于 扭矩传递装置的接合一览表。图5b还提供利用图5b中示例性地给出 的环形齿轮/太阳齿轮齿数比而可获得的扭矩比的示例。NR1/NS1值是 行星齿轮组420的齿数比；NR2/Ns2值是行星齿轮组430的齿数比；而 NR3/NS3值是行星齿轮组440的齿数比。另外，图5b的图表描述了利 用所给的齿数比的例子而获得的级差。例如，在第一固定前进扭矩比 和第二固定前进扭矩比之间的级差值为1.90，并且比率范围为4.64。
第六示例性实施例的说明
参看图6a，其显示了动力系510,该动力系包括发动机12,其连
例上。变速器514设计成从发动机12接收其驱动功率的至少一部分。 如所示，发动机12具有输出轴，其用作变速器514的输入部件17。在发动机12和变速器的输入部件17之间还可提供瞬时扭矩减振 器(未显示)。
无论发动机12采用何种方法连接到变速器输入部件17，变速器 输入部件17都操作式地连接到变速器514的行星齿轮组上。变速器 514的输出部件19连接至主减速器16。
变速器514利用了三个行星齿轮组520,530和540。行星齿轮组 520采用了外环形齿轮部件524，其围绕着内太阳齿轮部件522。托架 部件526可旋转地支撑多个行星齿轮527，使得各个行星齿轮527啮 合地与第一行星齿轮组520的外环形齿轮部件524及内太阳齿轮部件 522相接合。
行星齿轮组530同样具有外环形齿轮部件534，其围绕着内太阳 齿轮部件532。多个行星齿轮537同样可旋转地安装在托架部件536 中，使得各个行星齿轮部件537同时地且啮合地与行星齿轮组530的 外环形齿轮部件534及内太阳齿轮部件532相接合。
行星齿轮组540同样具有外环形齿轮部件544,其围绕着内太阳 齿轮部件542。多个行星齿轮547同样可旋转地安装在托架部件546 中，使得各个行星齿轮部件547同时地且啮合地与行星齿轮组540的 内太阳齿轮部件542及外环形齿4仑部件544相接合。
变速器输出部件19持续地与托架部件546相连接。第一互连部 件570持续地将太阳齿轮部件522与太阳齿轮部件532连接起来。第 二互连部件572持续地将托架部件536与环形齿轮部件544连接起来。
变速器514还分别包括第一电动机/发电机和第二电动机/发电机 580和582。第一电动机/发电机580的定子固定到变速器外壳560上。 第一电动机/发电机580的转子固定到环形齿轮部件524上。第二电动 机/发电机582的定子也固定到变速器外壳560上。第二电动机/发电 机582的转子固定到环形齿轮部件534上。
第一扭矩传递装置，例如输入离合器550，有选择地将托架部件 526与输入部件17连接起来。第二扭矩传递装置，例如离合器552，有选择地将托架部件526与太阳齿轮部件542连接起来。第三扭矩传 递装置，例如离合器554,有选择地将太阳齿轮部件532与太阳齿轮 部件542连接起来。第四扭矩传递装置，例如制动器555，有选择地 将太阳齿轮部件522与变速器外壳560连接起来。第五扭矩传递装置， 例如制动器557，与电动机/发电机580并行连接，用于有选择地对其 旋转进行制动。第六扭矩传递装置，例如制动器558,与电动才几/发电 机582并行连接，用于有选择地对其旋转进行制动。第一扭矩传递装 置、第二扭矩传递装置、第三扭矩传递装置、第四扭矩传递装置、第 五扭矩传递装置和第六扭矩传递装置550,552,554,555,557和558用于 帮助选择混合动力变速器514的运行的模式。
混合动力变速器514接收来自发动机12的功率，并且还与电功 率源586交换功率，该电功率源586可操作地连接到控制器588上。
图6b的运行模式表显示了用于变速器514的五种运行模式的输 出/输入比、电动机/发电机状态、以及离合接合。如之前所述，这些 模式包括"蓄电池倒档模式，，(Batt.Rev.)、 "EVT倒档模式'，(EVT Rev.)、 "倒档和前进起动模式"(TC Rev.和TC For.)、"连续可变变速器范 围模式"(范围U,范围1.2,范围L3…)和"固定比模式"(F1，F2,F3和 F4)。
如上所述，在图6b的运行模式表和固定比模式表中显示了用于 扭矩传递装置的接合一览表。图6b还提供利用图6b中示例性地给出 的环形齿轮/太阳齿轮齿数比而可获得的扭矩比的示例。NR1/NS1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；而 Nj^/Ns3值是行星齿轮组540的齿数比。另外，图6b的图表描述了利 用所给的齿数比的例子而获得的级差。例如，在第一固定前进扭矩比 和第二固定前进扭矩比之间的级差值为1.47,并且比率范围为3.68。
第七示例性实施例的说明
参看图7a，其显示了动力系610,该动力系包括发动机12,该发 动机12连接在总体上以标号614表示的经改进的电气可变式变速器的另一实施例上。变速器614设计成可接收其来自于发动机12的驱
动功率的至少一部分。
如所示，发动机12具有输出轴，其用作变速器614的输入部件 17。在发动机12和变速器的输入部件17之间还可提供瞬时扭矩减振 器(未显示)。
无论发动机12采用何种方法连接到变速器输入部件17，变速器 输入部件17都操作式地连接到变速器614的行星齿轮组上。变速器 614的输出部件19连接在主减速器16上。
变速器614利用了三个行星齿轮组620,630和640。行星齿轮组 620釆用了外环形齿轮部件624，其围绕着内太阳齿轮部件622。托架 部件626可旋转地支撑多个行星齿轮627,628,使得各个行星齿轮627 啮合地与内太阳齿轮部件622相接合。行星齿轮628同时地且啮合地 与第一行星齿轮组620的相应的行星齿轮627以及外环形齿轮部件 624相接合。
行星齿轮组630具有外环形齿轮部件634，其围绕着内太阳齿轮 部件632。多个行星齿轮637可旋转地安装在托架部件636中，使得 各个行星齿轮部件637同时地且啮合地与行星齿轮组630的外环形齿 專仑部件634及内太阳齿轮部件632相接合。
行星齿轮组640同样具有外环形齿轮部件644，其围绕着内太阳 齿轮部件642。多个行星齿轮647同样可旋转地安装在托架部件646 中，使得各个行星齿轮部件647同时地且啮合地与行星齿轮组640的 外环形齿轮部件644及内太阳齿轮部件642相接合。
变速器输出部件19持续地与托架部件646相连"^妻。第一互连部 件670持续地将托架部件626与托架部件636连4妻起来。第二互连部 件672持续地将环形齿轮部件634与太阳齿轮部件642连接起来。
变速器614还分别包括第一电动机/发电机和第二电动机/发电机 680和682。第一电动机/发电机680的定子固定到变速器外壳660上。 第一电动机/发电机680的转子固定到太阳齿轮部件622上。第二电动机/发电机682的定子也固定到变速器外壳660上。第二电动才几/发电 机682的转子固定到太阳齿轮部件632上。
第一扭矩传递装置，例如输入离合器650，有选择地将托架部件 636与输入部件17连接起来。第二扭矩传递装置，例如离合器652， 有选择地将环形齿轮部件624与托架部件646连接起来。第三扭矩传 递装置，例如离合器654，有选择地将环形齿轮部件624与环形齿轮 部件644连接起来。第四扭矩传递装置，例如制动器655，有选择地 将环形齿轮部件624与变速器外壳660连接起来。第五扭矩传递装置， 例如制动器657,与电动机/发电机680并行连接，用于有选择地对其 旋转进行制动。第六扭矩传递装置，例如制动器658,与电动机/发电 机682并行连接，用于有选择地对其旋转进行制动。第一扭矩传递装 置、第二扭矩传递装置、第三扭矩传递装置、第四扭矩传递装置、第 五扭矩传递装置和第六扭矩传递装置650,652,654,655,657和658用于 帮助选择变速器614的运行的模式。混合动力变速器614自发动机12 以及电功率源686处接收功率，该电功率源686可操作地连接到控制 器688上。
图7b的运行模式表显示了用于变速器614的五种运行模式的输 出/输入比、电动机/发电机状态、以及离合接合。如之前所述，这些 模式包括"蓄电池倒档模式"(Batt.Rev.)、 "EVT倒档模式"(EVT Rev.)、 "倒档和前进起动模式"(TC Rev.和TC For.)、"连续可变变速器范 围模式"(范围1.1,范围1.2,范围1.3...)和"固定比模式"(F1，F2，F3和 F4)。
如上所述，在图7b的运行模式表和固定比模式表中显示了用于 扭矩传递装置的接合一览表。图7b还提供利用图7b中示例性地给出 的环形齿轮/太阳齿轮齿数比而可获得的扭矩比的示例。NR1/NS1值是 行星齿轮組620的齿数比；NR2/Ns2值是行星齿轮组630的齿数比；而 N^/Ns3值是行星齿轮组640的齿数比。另外，图7b的图表描述了利 用所给的齿数比的例子而获得的级差。例如，在第一固定前进扭矩比和第二固定前进扭矩比之间的级差值为1.97,并且比率范围为4.00。
第八示例性实施例的说明
参看图8a，其显示了动力系710,该动力系包括发动机12,其连
例上。变速器714设计成用于接收其来自于发动机12的驱动功率的 至少一部分。
如所示，发动机12具有输出轴，其用作变速器714的输入部件 17。在发动机12和变速器的输入部件17之间还可提供瞬时扭矩减振 器(未显示)。
无论发动机12采用何种方法连接到变速器输入部件17,变速器 输入部件17都操作式地连接到变速器714的行星齿轮组上。变速器 714的输出部件19连4妻在主减速器16上。
变速器714利用了三个行星齿轮组720,730和740。行星齿轮组 720采用了外环形齿轮部件724，其围绕着内太阳齿轮部件722。托架 部件726可旋转地支撑多个行星齿轮727，使得各个行星齿轮727啮 合地与第一行星齿轮组720的外环形齿轮部件724及内太阳齿4仑部件 722相接合。
行星齿轮组730同样具有外环形齿轮部件734，其围绕着内太阳 齿轮部件732。多个行星齿轮737同样可旋转地安装在托架部件736 中，使得各个行星齿轮部件737同时地且啮合地与行星齿轮组730的 外环形齿轮部件734及内太阳齿轮部件732相接合。
行星齿轮组740同样具有外环形齿轮部件744，其围绕着内太阳 齿轮部件742。多个行星齿轮747同样可旋转地安装在托架部件746 中，使得各个行星齿轮部件747同时地且啮合地与行星齿轮组740的 内太阳齿轮部件742及外环形齿轮部件744相接合。
变速器输出部件19持续地与托架部件746相连4妄。第一互连部 件770持续地将太阳齿轮部件722与太阳齿轮部件732连接起来。第 二互连部件772持续地将托架部件736与环形齿4仑部件744连接起来。
39变速器714还分别包括第一电动机/发电机和第二电动机/发电机
780和782。第一电动机/发电机780的定子固定到变速器外壳760上。 第 一 电动机/发电机780的转子固定到环形齿轮部件724上。
第二电动机/发电机782的定子也固定到变速器外壳760上。第二 电动机/发电机782的转子可通过在位置"A"和"B"之间交替的爪形离 合器792而有选择地交替地连接到环形齿轮部件734和太阳齿轮部件 732上。如本领域中的技术人员所理解的那样，爪形离合器792可被 一对传统离合器所替代。
第一扭矩传递装置，例如输入离合器754，有选择地将托架部件 726与输入部件17连接起来。第二扭矩传递装置，例如离合器752， 有选择地将托架部件726与太阳齿轮部件742连接起来。第三扭矩传 递装置，例如离合器750，有选择地将太阳齿轮部件732与太阳齿轮 部件742连接起来。第四扭矩传递装置，例如制动器755，有选择地 将环形齿轮部件744与变速器外壳760连接起来。第五扭矩传递装置， 例如制动器757,与电动机/发电机780并行连接，用于有选4奪地对其 旋转进行制动。第六扭矩传递装置，例如制动器758,与电动才几/发电 机782并行连接，用于有选择地对其旋转进行制动。第一扭矩传递装 置、第二扭矩传递装置、第三扭矩传递装置、第四扭矩传递装置、第 五扭矩传递装置、第六扭矩传递装置754，752,750,755,757,758以及爪 形离合器792用于帮助选择混合动力变速器714的运行的模式。
混合动力变速器714接收来自发动机12的功率，并且还与电功 率源786交换功率，该电功率源786可操作地连接到控制器788上。
图8b的运行模式表显示了用于变速器714的五种运行模式的输 出/输入比、电动机/发电机状态、以及离合接合。如之前所述，这些 模式包括"蓄电池倒档模式"(Batt.Rev.)、 "EVT倒档模式"(EVT Rev.)、 "倒档和前进起动模式"(TC Rev.和TC For.)、"连续可变变速器范 围模式"(范围1.1,范围1.2，范围l丄,)和"固定比模式"(F1,F2,F3和 F4)。
40如上所述，在图8b的运行模式表和固定比模式表中显示了用于
扭矩传递装置的接合一览表。图8b还提供利用图8b中示例性地给出 的环形齿轮/太阳齿轮齿数比而可获得的扭矩比的示例。NR1/NS1值是 行星齿轮组720的齿数比；NR2/Ns2值是行星齿轮组730的齿数比；而 NR3/Ns3值是行星齿轮组740的齿数比。另外，图8b的图表描述了利 用所给的齿数比的例子而获得的级差。例如，在第一固定前进扭矩比 和第二固定前进扭矩比之间的级差值为3.25，并且比率范围为6.06。 第九示例性实施例的说明
参看图9a,其显示了动力系810,该动力系包括发动机12,其连
例上。变速器814设计用于从发动机12接收其驱动功率的至少一部分。
如所示，发动机12具有输出轴，其用作变速器814的输入部件 17。在发动机12和变速器的输入部件17之间还可提供瞬时扭矩减振 器(未显示)。
无论发动机12釆用何种方法连接到变速器输入部件17，变速器 输入部件17都操作式地连接到变速器814的行星齿轮组上。变速器 814的输出部件19连接在主减速器16上。
变速器814利用了三个行星齿轮组820,830和840。行星齿轮组 820采用了外环形齿轮部件824，其围绕着内太阳齿轮部件822。托架 部件826可旋转地支撑多个行星齿轮827,使得各个行星齿轮827啮 合地与第一行星齿轮组820的外环形齿轮部件824及内太阳齿轮部件 822相接合。
行星齿轮组830同样具有外环形齿轮部件834，其围绕着内太阳 齿轮部件832。多个行星齿轮837同样可旋转地安装在托架部件836 中，使得各个行星齿轮部件837同时地且啮合地与行星齿轮组830的 外环形齿轮部件834及内太阳齿轮部件832相接合。
行星齿轮组840同样具有外环形齿轮部件844，其围绕着内太阳齿轮部件842。多个行星齿轮847同样可旋转地安装在托架部件846 中，使得各个行星齿轮部件847同时地且啮合地与行星齿轮组840的 外环形齿轮部件844及内太阳齿轮部件842相接合。
变速器输出部件19持续地与托架部件846相连接。第一互连部 件870持续地将太阳齿轮部件822与环形齿轮部件834连接起来。第 二互连部件872持续地将托架部件826与托架部件836连接起来。
变速器814还分别包括第一电动机/发电机和第二电动机/发电机 880和882。第一电动机/发电机880的定子固定到变速器外壳860上。 第 一 电动机/发电机880的转子固定到环形齿轮部件834上。第二电动 机/发电机882的定子也固定到变速器外壳860上。第二电动机/发电 机882的转子固定到太阳齿轮部件842上。
第一扭矩传递装置，例如输入离合器850,有选择地将环形齿轮 部件824与输入部件17连接起来。第二扭矩传递装置，例如离合器 852,有选择地将托架部件836与托架部件846连接起来。第三扭矩 传递装置，例如离合器854，有选择地将太阳齿轮部件832与太阳齿 轮部件842连接起来。第四扭矩传递装置，例如离合器855，有选择 地将托架部件836与太阳齿轮部件842连接起来。第五扭矩传递装置， 例如制动器856，有选^f地将环形齿轮部件844与变速器外壳860连 接起来。第六扭矩传递装置，例如制动器857，与电动机/发电机880 并行连接，用于有选择地对其旋转进行制动。第一扭矩传递装置、第 二扭矩传递装置、第三扭矩传递装置、第四扭矩传递装置、第五扭矩 传递装置和第六扭矩传递装置850,852,854,855,856和857用于帮助选 择变速器814的运行的模式。混合动力变速器814接收来自发动机12 以及电功率源886的功率，该电功率源886可操作地连接到控制器888 上。
图9b的运行模式表显示了用于变速器814的五种运行模式的输 出/输入比、电动机/发电机状态、以及离合接合。如之前所述，这些 模式包括"蓄电池倒档模式"(Batt.Rev.)、 "EVT倒档模式"(EVT Rev.)、"倒档和前进起动模式"(TC Rev.和TC For.)、"连续可变变速器范 围模式，，(范围U,范围1.2,范围1.3…)和"固定比模式，，(F0,F1,F2,F3 和F4)。
如上所述，在图9b的运行模式表和固定比模式表中显示了用于 扭矩传递装置的接合一览表。图9b还提供利用图9b中示例性地给出 的环形齿轮/太阳齿轮齿数比而可获得的扭矩比的示例。NR1/NS1值是 行星齿轮组820的齿数比；NR2/Ns2值是行星齿轮组830的齿数比；而 N^/Ns3值是行星齿轮组840的齿数比。另外，图9b的图表描述了利 用所给的齿数比的例子而获得的级差。例如，在第一固定前进扭矩比 和第二固定前进扭矩比之间的级差值为1.50，并且比率范围为8.06。
第十示例性实施例的说明
参看图10a，其显示了动力系910，该动力系包括发动才几12,其 连接在总体上以标号914表示的经改进的电气可变式变速器的另一实 施例上。变速器914设计成可从发动机12接收其驱动功率的至少一 部分。
如所示，发动机12具有输出轴，其用作变速器914的输入部件 17。在发动机12和变速器的输入部件17之间还可^是供瞬时扭矩减振 器(未显示)。
无论发动机12采用何种方法连接到变速器输入部件17,变速器 输入部件17都操作式地连接到变速器914的行星齿轮组上。变速器 914的输出部件19连接在主减速器16上。
变速器914利用了三个行星齿轮组920,930和940。行星齿轮组 920采用了外环形齿轮部件924,其围绕着内太阳齿轮部件922。托架 部件926可旋转地支撑多个行星齿轮927,使得各个行星齿轮927啮 合地与第一行星齿轮组920的外环形齿轮部件924及内太阳齿轮部件 922相接合。
行星齿轮组930具有内太阳齿轮部件932。多个行星齿轮937, 938 可旋转地安装在托架部件936中，使得各个行星齿轮部件937同时地且啮合地与太阳齿轮部件932及相应的行星齿轮938相接合。行星齿 轮938与行星齿轮927集成于一体(即，它们由长的小齿轮形成)。
行星齿轮组940具有外环形齿轮部件944，其围绕着内太阳齿轮 部件942。多个行星齿轮947可旋转地安装在托架部件946中，使得 各个行星齿轮部件947同时地且啮合地与行星齿轮组940的外环形齿 轮部件944及内太阳齿轮部件942相接合。
变速器输出部件19持续地与托架部件946相连接。行星齿轮 927,938的集成式连接在这里被称为第一互连部件970。托架部件926 持续地与托架部件936相连接(即，集成于一体)。该集成式连接在这 里被称为第二互连部件972。
变速器914还分别包括第一电动机/发电机和第二电动机/发电机 980和982。第一电动机/发电机980的定子固定到变速器外壳960上。 第 一 电动机/发电机980的转子固定到太阳齿轮部件922上。第二电动 机/发电机982的定子也固定到变速器外壳960上。第二电动机/发电 机982的转子固定到太阳齿轮部件942上。
第一扭矩传递装置，例如输入离合器950,有选择地将环形齿轮 部件924与输入部件17连接起来。第二扭矩传递装置，例如离合器 952，有选4奪地将托架部件936与托架部件946连4妻起来。第三扭矩 传递装置，例如离合器954，有选择地将太阳齿轮部件932与太阳齿 轮部件942连接起来。第四扭矩传递装置，例如离合器955，有选择 地将托架部件936与太阳齿轮部件942连接起来。第五扭矩传递装置， 例如制动器956，有选择地将环形齿轮部件944与变速器外壳960连 接起来。第六扭矩传递装置，例如制动器957，与电动机/发电机980 并行连接，用于有选择地对其旋转进行制动。第一扭矩传递装置、第 二扭矩传递装置、第三扭矩传递装置、第四扭矩传递装置、第五扭矩 传递装置和第六扭矩传递装置950，952,954，955,956和957用于帮助选 择混合动力变速器914的运行的模式。
混合动力变速器914接收来自发动机12的功率，并且还与电功
44率源986交换功率，该电功率源986可操作地连接到控制器988上。
图10b的运行模式表显示了用于变速器914的五种运行模式的输 出/输入比、电动机/发电机状态、以及离合接合。如之前所述，这些 模式包括"蓄电池倒档模式"(Batt.Rev.)、 "EVT倒档模式"(EVT Rev.)、 "倒档和前进起动模式"(TC Rev.和TC For.)、"连续可变变速器范 围模式，，(范围U,范围1.2,范围L3…)和"固定比模式"(F0,F1，F2,F3 和F4)。
如上所述，在图10b的运行模式表和固定比模式表中显示了用于 扭矩传递装置的接合一览表。图10b还提供了利用图10b中示例性地 给出的环形齿轮/太阳齿轮齿数比而可获得的扭矩比的示例。NR1/NS1 值是行星齿轮组920的齿数比；NR2/Ns2值是行星齿轮组930的齿数比； 而NR3/Ns3值是行星齿轮组940的齿数比。另外，图10b的图表描述 了利用所给的齿数比的例子而获得的级差。例如，在第一固定前进扭 矩比和第二固定前进扭矩比之间的级差值为1.50，并且比率范围为 8.06。
在权利要求中，术语"持续地相连接"或"将...持续地连接"指 直接连接或成比例的齿轮传动连接，例如至偏置轴的传动。另外，" 固定部件"或"接地"可包括变速器外壳(壳体)或任何其它不旋转的一个 或多个构件。另外，当扭矩传递机构被说成将某物连接到齿轮组的部 件上时，其同样可被连接到将其与该部件相连的互连部件上。还应该
懂得，在从属权利要求的范围内，来自本于发明不同实施例中的不同 特征可被组合。
虽然揭示了本发明的各种优选实施例，但是应该懂得，本发明的 概念容易受到对本领域技术人员而言显而易见的许多变化的影响。因 此，本发明范围并不受限于所显示和所介绍的细节，而是包括落在从 属权利要求范围内的所有变型和改型。
权利要求
1. 一种电气可变式变速器，其包括用于从发动机接收功率的输入部件；输出部件；第一电动机/发电机和第二电动机/发电机；第一差速齿轮组、第二差速齿轮组和第三差速齿轮组，其各具有第一部件、第二部件和第三部件；所述输入部件有选择地与所述齿轮组的至少一个部件相连接，并且所述输出部件持续地与所述齿轮组的另一部件相连接；第一互连部件，其将所述第一齿轮组的所述第一部件与所述第二齿轮组的所述第一部件持续地连接起来；第二互连部件，其将所述第一齿轮组的所述第二部件与所述第二齿轮组的所述第二部件或与所述第三齿轮组的所述第一部件持续地连接起来；所述第一电动机/发电机与所述第一齿轮组的部件持续地相连接；所述第二电动机/发电机与所述第一齿轮组的部件、所述第二齿轮组的部件或所述第三齿轮组的部件持续地相连接，或者通过爪形离合器而与所述第二齿轮组的部件有选择地相连接；第一扭矩传递装置，其将所述第一齿轮组的部件或所述第二齿轮组的部件与所述输入部件有选择地连接起来；第二扭矩传递装置，其将所述第一齿轮组的部件与所述第三齿轮组的部件有选择地连接起来；第三扭矩传递装置，其将所述第三齿轮组的部件与所述第一齿轮组的部件或与所述第二齿轮组的部件有选择地连接起来；第四扭矩传递装置，其将所述第一齿轮组的部件、第二齿轮组的部件或第三齿轮组的部件与固定部件有选择地连接起来；第五扭矩传递装置，其与所述第一电动机/发电机和所述第二电动机/发电机中的一个电动机/发电机并行连接，用于有选择地防止其旋转；并且其中，所述第一扭矩传递装置、所述第二扭矩传递装置、所述第三扭矩传递装置、所述第四扭矩传递装置和所述第五扭矩传递装置可接合，以提供带有连续可变速度比范围和至少四个固定的前进速度比的电气可变式变速器。
2. 根据权利要求1所述的电气可变式变速器，其特征在于，所 述第一差速齿轮组、所述第二差速齿轮组和所述第三差速齿轮组是行 星齿轮組。
3. 根据权利要求2所述的电气可变式变速器，其特征在于，所 述行星齿轮组的各个行星齿轮组的托架部件是单小齿轮托架部件。
4. 根据权利要求2所述的电气可变式变速器，其特征在于，所 述行星齿轮组的至少 一个托架部件是双小齿轮托架部件。
5. 根据权利要求1所述的电气可变式变速器，其特征在于，所 述第一扭矩传递装置、第二扭矩传递装置、第三扭矩传递装置、第四 扭矩传递装置和第五扭矩传递装置以及所述第一电动机/发电机和所 述第二电动机/发电机是可操作的，以在电气可变式变速器中提供五种 运行模式，包括，蓄电池倒档模式、EVT倒档模式、倒档和前进起动 模式、连续可变变速器范围模式以及固定比模式。
6. 根据权利要求1所述的电气可变式变速器，其特征在于，所 述电气可变式变速器还包括第六扭矩传递装置，其与所述第一电动机/发电机及所述第二电动 机/发电机中的另 一个电动机/发电机并行连接，用于有选4奪地防止其 旋转；且其中，所述第一扭矩传递装置、所述第二扭矩传递装置、所述第 三扭矩传递装置、所述第四扭矩传递装置、所述第五扭矩传递装置和 所述第六扭矩传递装置以及所述第一电动机/发电机和所述第二电动 机/发电机是可操作的，以在电气可变式变速器中提供五种运行模式，包括，蓄电池倒档模式、EVT倒档模式、倒档和前进起动模式、连续可变变速器范围模式以及固定比模式。
7. 根据权利要求1所述的电气可变式变速器，其特征在于，所 述电气可变式变速器还包括第六扭矩传递装置，其有选择地将所述第二齿轮组的部件与所述 第三齿轮组的部件连接起来；且其中，所述第一扭矩传递装置、所述第二扭矩传递装置、所述第 三扭矩传递装置、所述第四扭矩传递装置、所述第五扭矩传递装置和 所述第六扭矩传递装置以及所述第一电动机/发电机和所述第二电动 机/发电机是可操作的，以在电气可变式变速器中提供五种运行模式， 包括，蓄电池倒档模式、EVT倒档模式、倒档和前进起动模式、连续 可变变速器范围模式以及固定比模式。
8. —种电气可变式变速器，其包括 用于从发动机接收功率的输入部件； 输出部件；第 一 电动机/发电机和第二电动机/发电机；第一差速齿轮组、第二差速齿轮组和第三差速齿轮组，其各具有 第一部件、第二部件和第三部件；所述输入部件与所述齿轮组的至少一个部件有选4奪地相连接，并 且，所述输出部件与所述齿轮组的另 一部件持续地相连接；第一互连部件，其将所述第一齿轮组的所述第一部件与所述第二 齿轮组的所述第 一部件持续地连接起来；第二互连部件，其将所述第一齿轮组的所述第二部件与所述第二 齿轮组的所述第二部件或与所述第三齿轮组的所述第 一部件持续地 连接起来；所述第一电动机/发电机与所述第一齿4仑组的部件持续地相连接； 所述第二电动机/发电机与所述第一齿轮组的部件、所述第二齿轮组的部件或所述第三齿轮组的部件持续地相连接，或者通过爪形离合器而与所述第二齿轮组的部件有选择地相连接；以及第一扭矩传递装置、第二扭矩传递装置、第三扭矩传递装置、第 四扭矩传递装置和第五扭矩传递装置，其用于有选择地将所述第一齿 轮组的所述部件、所述第二齿轮组的所述部件或所述第三齿轮组的所 述部件与所述输入部件、与所述固定部件或与所述齿轮组的其它部件 连接起来，所述第一扭矩传递装置、所述第二扭矩传递装置、所述第 三扭矩传递装置、所述第四扭矩传递装置和所述第五扭矩传递装置是 可接合的，以便提供在所述输入部件和所述输出部件之间带有连续可 变速度比范围和至少四个固定的前进速度比的电气可变式变速器。
9. 根据权利要求8所述的电气可变式变速器，其特征在于，所 述第一差速齿轮組、所述第二差速齿轮组和所述第三差速齿轮组是行 星齿轮组，并且所述第一扭矩传递装置将所述第一齿轮组的部件或所 述第二行星齿轮组的部件与所述输入部件有选择地连接起来。
10. 根据权利要求9所述的电气可变式变速器，其特征在于，所 述第二扭矩传递装置将所述第一齿轮组的部件与所述第三齿轮组的部件有选4奪地连接起来。
11. 根据权利要求10所述的电气可变式变速器，其特征在于， 所述第三扭矩传递装置将所述第三齿轮组的部件与所述第一齿轮组 的部件或所述第二齿轮组的部件有选择地连接起来。
12. 根据权利要求11所述的电气可变式变速器，其特征在于， 所述第四扭矩传递装置将所述第一齿轮组的部件、所述第二齿轮组的 部件或所述第三齿轮组的部件与所述固定部件有选择地连接起来。
13. 根据权利要求12所述的电气可变式变速器，其特征在于， 所述第五扭矩传递装置与所述电动机/发电机中的一个电动机/发电机 并行连接，用于有选择地防止其旋转。
14. 根据权利要求13所述的电气可变式变速器，其特征在于， 所述电气可变式变速器还包括第六扭矩传递装置，其与所述电动机/发电机中的另 一个电动机/发电机并行连接，用于有选择地防止其旋转。
15. 根据权利要求13所述的电气可变式变速器，其特征在于， 所述电气可变式变速器还包括第六扭矩传递装置，其将所述第二齿轮组的部件与所述第三齿專仑 组的部件有选冲奪地连接起来。
16. 根据权利要求8所述的电气可变式变速器，其特征在于，所 述行星齿轮组的各个行星齿轮组的托架部件是单小齿轮托架部件。
17. 根据权利要求8所述的电气可变式变速器，其特征在于，所 述行星齿轮组的至少 一个托架部件是双d 、齿轮托架部件。
全文摘要
本发明的电气可变式变速器系列提供了低容积、低成本的电气可变式变速器机构，其包括第一差速齿轮组、第二差速齿轮组和第三差速齿轮组、蓄电池、可互换地用作电动机或发电机的两个电机、六个可选择的扭矩传递装置且可能包括爪形离合器。这些可选择的扭矩传递装置被接合以获得带有连续可变速度范围(包括倒档)和至少四个机械固定前进速度比的EVT。这些扭矩传递装置以及第一电动机/发电机和第二电动机/发电机是可操作的，以在电气可变式变速器中提供五种运行模式，包括，蓄电池倒档模式、EVT倒档模式、倒档和前进起动模式、连续可变变速器范围模式以及固定比模式。
文档编号F16H3/72GK101454594SQ200780019103
公开日2009年6月10日 申请日期2007年5月17日 优先权日2006年5月25日
发明者M·拉哈文, N·K·巴克诺尔 申请人:通用汽车环球科技运作公司