具有相等的前进和倒档输入分流模态特性的双模电可变传动装置的制作方法

专利名称：具有相等的前进和倒档输入分流模态特性的双模电可变传动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及可选^kii行在功率分^:可^i比范围和固定速比的电可变 传动装置，该电可变传动装置具有三个行星齿轮组、两个电动板发电机和多个
转矩传il^S以达到相等的前进(forward)和倒档(reverse)的速度范围。
背景技术：
内燃机、特别是往复活塞式内燃机，目前驱动着大部分的车辆。这种发动 机是相对高效、紧凑、质量轻、成本低的装置，通过该装置将燃料形式的高浓 縮能量转换为有用的机械功率。一种可与内燃机配合^顿并能降低燃料消耗禾口 排放的新型传动系统，可给公众带来巨大利益。
车辆对内燃机要求的广泛变化增加了燃料消耗禾塌瞰，超出了这种发动机 的理想状况。典型地，车辆由这样一种发动机驱动，该发动机利用小型电动机 和相对较小的蓄电池从冷状态起动，然后被迅速置于,和辅助设备的负载之 下。这种发动机也在宽的速度范围和宽的负载范围中运行，并且典型地在其最 大功率输出的约1/5的平均值时运行。
传动装置一般把来自发动机的机滅功率传送到驱动系统的其余部分， 诸如固定的终端驱动齿轮装置，车轴和车轮。典型的机械传动装置允许在发动 丰腿行中有一些自由度，通常ilil交替itt择5个或6个不同的驱动比，在车 辆静止时允许发动机操作辅助设备并允许离合器或转矩转换器在各驱动比之间 平滑过渡和在发动机旋转时使车辆从静止中起动的空档选择。传动装置齿轮典 型地选择允许来自发动机的功率以紛巨倍增与速度下降的比率、以被称为超速 传动的转矩减小与速度倍增的比率、或以倒档比率被传送到驱动系统的其余部 分。
发电机軎激将来自发动机的机械功辨l变为电功率，而电动机能够以不同 的转矩和速度将该电功率反向转变为机械功率用于车辆驱动系统的其余部分。 这种装置允许在发动机和驱动系统的其余部分之间在电力机械的限额内连续地 改变转矩与速度的比率。可以把用作推力功率源的蓄电池加至哒，置中，形
成串联混合电驱动系统。
串联混合系统允许发动机在某种,上独立于转矩、3M和,车辆所需 的功率而运行，因而发动机可以M^制用于改善的排放和效率。该系统允许安 装在发动机上的电机作为电动机工作以起动发动机。该系统还允许安装在传动 链的其余部分上的电机作为发电mx作，通过再生制动把来自糊鹏的能量 回收到电池。串联电驱动遭受重量、在发电机中把^发动机功率从机械的转 变成电的和在驱动电动机中从电的转化为机械的足够的电机械的成本、和这些 转换中有用育遣的损耗。
功率分^K传动,會,€^—种通常被 为"差动齿轮装置"，以得 到在输入和输出之间的可连续变化的转矩与速度的比率。电可变传动體育辦 利用差动齿轮，来皿其M—对电动救发电m^H^r的一部分功率。其功 率的其余部分通过固定比率的、或可代替地可选择比率的全^1M的和直的另一 平行路径流动。
如本领域技术人员所熟知的，差动齿皿置的一种形式可以组成行星齿轮 组。行星齿轮装置以其紧凑性和在行星齿轮组中所有部件之间具有不同的转矩 与速度的比率的优点通常是差动齿轮发明中所使用的优选实施例。然而，不用 行星齿轮也可以构造本发明，诸如M:在齿轮组的至少一个零件的旋皿度总 是另夕卜两个割牛速度的加权平均值的體中^顿锥齿轮或其他齿轮。
混合式电动车輒专动系舰包括一个或多个的电能储存體。典型的装置 是化学蓄电池，但还可以包括诸如电驱动飞轮的电容式或机械式装置。电能储 存装置允许从传动系统到，的机械输出功率不同于从发动机到传动系统的机 械输入功率。该电池或其他装置还考虑由传动系统起动发动机和再生车辆制 动。
车辆中的电可变传动縫能简单地将机械功率从发动机输入端传送到终端
驱动装置输出端。为了做到这一点，由一个电动彼发电+;i^f产生的电功率平衡 电损耗和由其他电动丰/y发电丰/i^消耗的电功率。M^顿战蓄电池，由一个 电动^y发电机所产生的电功率可以大于或小于由其他电动m/发电机所消耗的 电功率。电池的电功率有时可以允许电动树发电机两者都作为电动机工作，尤 其是在车辆加速时来辅助发动机。两个电动机有时都可以作为发电机工作以特 别是在再生糊审恸时给电池充电。
串联混合式传动装置的成功替代方案是现在为公共交通车所制造的双范
围、输入分流式(input-split)和复合分流式(compound-split)电可变传动装置， 其公开在1999年8月3日发表的与本申请共同转让的Michael RSchmidt的专 利号为No.5931757的美国专利中，其全部内容 匕被结合参考。这样一种传 动装置利用输A^置从车辆发动机接收功率，并且利用功 1出装置输出功率 以驱动，。第一和第二电动救发电机被连接至悄遣储存装置(诸如电池)， 以便能量储存装置可以从第一和第二电动m/发电机接收功率并向其提供功率。
控制单元调节在能量储存装置和电动丰;v发电a^中以及第一和第二电动m/发
电杉L^间的功率流。
禾佣具有第一和第二糊传il^g'顿的离合器可以选择性地实5鹏一和 第二可变速比运行模式下的运行。在第一模式中，通过应用第一离合器来形成 输入功率分、^i速比范围，并且传动装置的输出速度与一个电动板发电机的速 度成比例。在第二模式中，MM应用第二离合器来形成复合功率分流式速比范 围，并且传动體的输出M不与仿可一个电动彼发电机的鹏成比例，而是 两个电动^/发电纟腿度的〗微线性组合。ilil应用两个离合器可以选择性地实 现固定传动速比(speed ratio)下的运行。M释放两个离合器、使发动mSl两 个电动柳发电机与传动装置输出端分离可以选择M实现传动装置在空档模式 下的运行。传动装置在其第一运行模式中结合至少一个机械点，而在其第二运 行模式中结合至少两个机械点。
2003年3月4日发表的、与本申请共同转让的、Holmes等人的美国专利 No.6527658公开了一种电可变传动装置，其全部内W&匕被结合参考，该电可 变传动體利用两个行星齿裕且、两个电动板发电机和两个离合器来鹏输入 分流式、复合分流式、空档和倒档运行模式。两个行星齿轮组可以是简单的或
者一个可以是#4虫复合的。鹏制部件调节在能量储存驢和两个电动^iy发电
机之中的功率流。此传动装置提供电可变传动装置(EVT)运行的两个范围或 模式，选择性地提供输入功率分、Ki速比范围和复合功率分流式速比范围。也 可以选择性地实现一个固定速比。

发明内容
本发明,一种用于混合式车辆中的比传统自动传动装置具有一些优点的 电可变传动装置，戶腿优点包括改善的车辆加速性能、改善的起动、和增强的
200610164652.4
说明书第4/20页
倒档功率容量。本发明的一个目的是为给定的发动机iii共可能的最佳能量效率 和排放。此外，力求实现传动縫的最佳性能、容量、包駅寸和比率范围。
本发明的电可变传动CT具有第一、第二和第三差动齿轮组、两个可互相 交换地作为电动机或发电机工作的电纟几、和多个可选择的辦巨传递装置。
地，该差动齿轮组是行星齿轮组，但是也可以实施其他的齿轮配置，诸如对于 偏移轴的锥齿轮或差动齿轮體。该转矩传递装置可选择性地是可啮合的，以 提供具有前进和倒档速比范围的输入分流式第一电可变模式。对于所给定的输 入速度，该前进和倒档范围具有相等的前进和倒档速比(也即在所给定的发动 机速度、所给定的第一电动^i/发电机速度和所给定的第二电动板发电+腿度 时，前向速比等于倒档速比(虽然方向相反))。基本相等的固定前进和倒档速 比也是可以实现的。第一齿轮组以这样一种方式被相互连接在输入部件和第二 电动tny发电机之间，该方式能使第二电动m/发电机和其他齿轮组中的一个之 间的连接部件以与所述输入部件相同的方向旋转。这确保了从功率源所提供的 转矩将在输出部件处被加到第二电动板发电ia^鹏的辦巨上。
在此说明书中，该第一、第二和第三行星齿 ^且可以从左到右数或从右到 左数。
每个行星齿轮组都具有三^件。^行星齿轮组的第一、第二或第三部 件可以是太阳齿轮部件、环形齿轮部件或行星架装配部件的架部件中的{封可一个。
根据每个齿轮组的预期比率，每个架部件可以是单小齿轮架(简单)或双 小齿轮架(组合)中的一个。
输入部件连续地与齿轮组中的一个的部件连接，优选与第一行星齿轮组的 第一部件连接。输出部件连续地与齿裕且中的一个的另外的部件连接， 与 第二或第三^亍星齿^^且之一的一，j牛连接。
,地，互连部件连续itt接第二行星齿轮组的部件和第三行星齿轮组的部件。
第一电动a/发电机被安装到传动箱(或地)并且连续地被连接至u第一行 星齿轮组的部件、tt地第二部件上。
第二电动m/发电机被安装到传动箱并且连续地被连接到第三行星齿轮组 的部件、雌地第三部件上。
可选的辦巨传递,被^4虫啮合或以两个^H个的组合啮合，从而得到具 有连续可变谨度范围(包括倒档)并且可达六个机械固定的前向速比的evt o "固定速比"是一种运行工况，其中至传动装置的机械功,入以和滅方式被 传递到输出端，而在电动m/发电机中不需要功率流(即，几乎为零)。对于给 定的最大容量，可选择性地实现几个固定的速比用于舰发动机全功率运行的 电可变传动體可以比较小且比较轻。当在不^顿电动板发电机而发动机的速
度可以接近其最佳值的工况下运行时，固定比率运^as可以导致较低的燃料消 耗。通舰当鹏择行星齿f^且的齿比，可以实现多种固定速比和可变比率扩 展。
所公开的电可变传动装置的每个实施例都具有一种结构，其中传动输入端 和输出端都不直接连接到电动m/发电机。这使得所要求的电动救发电机的尺 寸减小和g斷氏，以实现预期的车辆性能。
转矩传递體的第一、第二第三(和可选择的第四、第五和第六)个和 第--和第二电动板发电机可运行，以在电可变传动體中衝共各种运行状态，
其中包括能量存储前进和倒档,状态(g卩，"电池模式")、evt倒档输入分 流模式、固定比率倒档模式、和evt输入分流第一前进模式(模式I )和复
合分流第二模式(模式n)(模式i和模式n都包離续可变的范围)、输入与 输出的速比几乎与倒档固定状态的相等的固定速率前进状态、禾n多种其他前进
固定比靴态。对于戶飛合定的输AiIS，在evt倒档、电池倒档、固定倒档、
固定前鹏动和evt前舰动的情况下输出部件/ii入部件或者适用的电动杉iy
发电机与输出部件的iM，矩比率基本上是相等的。evt前进和倒档起动模 式是输入分流模式。复合分^^二电可z变前进^莫式也可^JIf共。
结合附图，从实施本发明最佳方式的以下的详细描述轻易地明白本发明的 上述特性和优点以及其他的特性和优点。


图1是包括本发明的电可变传动装置的第一个实施例的动力系的示意图。
图2是图1的动力系的不同部件的部件速度相对输出逸变的图表。
图3是包括本发明的电可变传动装置的第二个实施例的动力系的示意和
图4是图3的传动装置的不同部件的部件iM相对输出速度的图表。
具体实施例方式
参考附图，其中同样的附图标己表示同样的部件，图1示出动力系10， 包,接到一l^数字14表示的电可变传动装置(EVT)的一个实施例的发 动机12。该传动體14被设计以接 自发动机12的^5区动功率的至少一部 分。发动机12具有一输出轴，織出轴用作谢专动驢14的输入部件17。也 可在发动机12和传动装置14的输入部件17之间实施瞬时,阻尼器(未示 出)。
在戶皿实施例中，发动机12可以是一种矿物燃料发动机，诸如适用于得 到其典型地以每辦中恒定转数(mp)所传输的可用功,出的柴油发动机。
不管以什么方式将发动机12雜至帷动體输入部件17，该传动驢输 入部件17可操作地被连接到第一节点20。在本发明的上下文中，"节点"是 指更多功率路径中的三个的交叉点，功率可以通过该交叉点在功率路径之间或 之中分配。例如，节点可以从一个功率路径接收功率并将该功率在两个单独的 功率路径之间#中分配。类似地，节点可以从两个功率路径接收功率，并将 功率传输到第三功率路径。在图1中，行星齿轮组20起到这个功率分配节点 的作用。可用作节点的装置的例子包括具有太阳齿轮部件、环形齿轮部件和行 星架装配部件的行星齿轮组、 径离合器、差动器、拉维娜式(Ravigneaux) 齿轮组等。功率路径可以包括输入轴、输出轴、电动救发电机、可旋转的互相 连接部件等。该传动装置14还包括第二节点30和第三节点40。在本发明范围 内，节点20、 30、 40 tt^地是行星齿轮组。因此，本说明书的其余部分可以 将节点称为行星齿轮组。
该行星齿轮组20使用通常称为环形齿轮部件的外齿轮部件24。该环形齿 轮部件24夕卜切通常被称为太阳齿轮部件的内齿轮部件22。行魏装配部件26 包括以旋转方^承多个行星齿轮部件27的架部件29，使得^行星齿轮部 件27都啮合第一行星齿轮组20的环形齿轮部件24和太阳齿轮部件22。输入 部件17被固定在行星齿轮组20的架部件29上。
行星齿f^且30也具有通常也被称为环形齿轮部件的夕卜部齿轮部件34，该 外部齿轮部件34夕卜切通常也被称为太阳齿轮部件的内齿轮部件32。多个行星 齿轮部件37也以旋转的方式被安驗行星架装配部件36的架部件39上，使 得每个行星齿轮部件37同时地啮合行星齿轮组30的环形齿轮部件34和太阳
齿轮部件32。
行星齿,40也具有通常也被称为环形齿轮部件的外部齿轮部件44，该 外部齿轮部件44夕卜切通常也被称为太阳齿轮部件的内齿轮部件42。多个行星 齿轮部件47也以旋转的方式被安^行皿装配部件46的架部件49上，使 得每个行星齿轮部件47都同时地啮合行星齿轮组40的环形齿轮部件44和太 阳齿轮部件42。
此外，互连部件72将环形齿轮部《牛34和行S^部件49连续地相互连接在一 起。
该传动装置14也分别结合第一和第二电动救发电机80和82。电动板发 电机80、 82也称为单元A和单元B。相应电动丰/l/发电机80、 82的定子80a、 82a被固定在传动，外壳60上。单元A的转子80b被固定到太阳齿轮部件22 上。单元B的转子82b Mii接部件71被固定到环形齿轮部件44上。行星齿 轮组20被设计(ilM齿,数和发动机12到行 §装配部件26的连接)并 且单元B 82 lffi制，使得连接部件71以与发动机12相同的方向旋转。输出 部件19被固定在架部件39上。
转矩传递装置(制动器)50 (示意性示为M F)的应用(g卩，啮合)将 行星齿$衫且40的部件(太阳齿轮部件42)和固定的传动^g^卜壳60相连接， 如以下所述，il^M出部件19以,终端驱动装置16的方向转动和使 以前进驱动方向转动而实现前进比率。类tU也，辩巨传递體(帝恸器52)(示 意性示为MIR)的应用将第三行星齿l^且40的部件(行星架装配部件46)和 传动装置外壳60啮合，从而《繊出部件19以与输出部件19和终端驱动装置16 的倒档方向相关联的相反方向旋转，从而产生车辆倒档方向。值得注意的是， 如果使制动器50和制动器52两者同时啮合，则传动體外壳60保持行星齿 轮30和40两織止。这样，如果糊停在斜坡上，则使制动器50和52啮合 将允许传动装置外壳60 ,反作用转矩来防止辦巨(由于重力)被施加到输 出部件时发生滚动。由于电动丰/I/发电机两者都不被用于执4f^种制动功能，所 以电负载被斷氐。
同样应该注意的是，运行的"模式"涉及输入与输出之比被单元A和单 元B的速度控制的情况，而"比率"意思是输A^卩输出之间的固定速比。
因为图1的传动，14的第二电动板发电机82 lffi制使得总是以与在 模式I前进謝莫式I倒档中发动机12相同的方向转动，所以起动可以发生在 前进或倒档范围模式I中。舰将丰試I前进(MI F)制动器50和离合器56 啮合来实现模式I前进比率。對班也，fflii将模式I倒档(MI R)制动器52 和离合器56啮合来实现模式I倒档。因为第一行星齿轮组20在模式I前进或 模式I倒档中以同样的方式被使用，所以在这两种模式之间在转矩性能方面的 差异是由齿轮组30和40的齿$^|^万决定的。如本领i^^术人员应该理解的
那样，对于给定的输A3I度，这些齿数可以被选择以得到相等的前进和倒档转 矩性能。当输出部件19处于零鹏(g卩，处于空转)时，制动器50、 52可以 被同步换档。如以下参考图2的图表^fi^f^和戶皿的一样，因为在零输出速 度时，单元B 82以在零RPM运行，所以这是有可能的。当单元B 82处于零 RPM时，行星齿$^且30、 40的齿轮元件的所有元件M都是零速度。由于三 个行星齿轮组中的两个30、 40在魏时被保持在零,，所以该同步换档降 低了空繊度摩擦旋转损耗。
单元A/单元B/发动申几锁定离^"器
为了进一步樹共较高的加速和效率性能，如图1所示，操作单元A/单元 B/发动机锁定离合器(54)被加到传动装置14中。锁定离合器54可以被啮合 以将单元A 80与发动机12和与架部件29连接来分别将单元A和单元B 80、 82两者与发动+几12 —起锁定用于共同旋转，以允许&H个全部作为驱^T源运 行以^链接部件71跑共齢辦巨。(因为当离合器54被啮合时单元A 80被连 接到太阳齿轮部件22和架部件29两者上，为了共同旋转，该行星齿fMa 20 将锁定单元A 80、单元B 82和发动机12锁定在一起，以允许联合的起动功率)。 这就允许起动发生在EVT模式I前进g^ EVT模式I倒档中。在EVT模式 屮起动和同步换档至第一固定模式确保对于消耗器平滑转换入和至條高性能运 行模式的释放。这个传动體會敏前进或倒档中执，说个EVT为第一固定模 式。注意的是，离合器54 (与离合器56啮合)樹共前进和倒档机械锁定的第 一运行范围，其中发动机、单元A和单元B被锁定，并且前进和倒档速比分 别由MIF和MR啮^恸器50、 52选择。其他的固定范围也是可以得到的。
电模力发动机关闭分离和发动丰腿动制动
传动装置14还可以劍共可选择的附加功能以允荆又利用能量储存錢或
电功率源86 (而不^I31发动机12所提供的會遣)(诸如JK电动救发电机 80,82之一的电池)来起动发动机和驱动，。如本领域技术人员应该理解的 那样，會^tiliffi制器88在电池86和电动HV发电机80、 82之间j鳓。电功 率源86可以是一个或者多个电池。诸如燃料电池和超电容器的其他电功率源 具有提供、或储存和分配的能力，在不改变本发明原理的情况下，电功率源可 以由电池替代。对ECU88编程以确保单元B82以一个方向旋转，使得来自单 元B 82的转矩在连接部件71处I戯B到来自发动机12的^h。
值得注意的是，^s动和电驱动可以彼此3te地被^i共以避免有害的振动
t互作用。特别地，分离體56 (雌地为诸如离合器的總巨传递錢)可以 被脱开，以使环形齿轮24脱离，并因此f拨动机12从单元B82和连接部件71 上脱离开。当総B传递體56被分开，单元B 82可用于将辦巨衝共纟链接部 件71，并M:与前进或倒档相应的齿轮组30、 40将辩巨,给输出部件19。 本领域技术人员所公认的是，当總巨传il^置56被啮合时，单元B连銜亍星 齿轮组20的环形齿轮部件24。因为架部件29与发动机12连接，太阳齿轮部 件22与单元A 80连接，所以行星齿f^且20有三个齿轮部{恃部啮合，因此 被激活以通过行星齿$^且30或40给发动机掛共转矩(根据选择前进模式I制 动器50或倒档模式I制动器52)来将转矩M输出部件19麟给终端驱动装 置16。然而当分离辦E传递装置56巧^皮啮合时，行星齿轮组20不被激活，发 动衫席矩从输出部件19上i则兑离。泡卩个瞎况中，单元B 82可用于纟繊出部 件19提供驱动转矩。
传动装置14可以具有制动器58，其可以被啮合以在单元A 80和发动机12 之间提供机械的固定比率连接，并在传动装置外壳60处iij共反作用转矩以允 许单元A 80起发动机12的起动器的作用。应用制动器58 iiil单元A 80 ■
电起动的能力通过消除第二节点功率流以确，大转矩被ilf共来开始起动，并
且需要最小功率。图1中的这种配置也为发动机12的输入轴^f共三到四倍于 单元A的转矩以,非常快的起动。当分离转矩传递，56被脱离时，帝U动 器58被啮合以ilil单元A80以这种方式起动发动机12。从而，分离转矩传递 装置56确保iM单元B 82的电驱动3te于;lii单元A 80的对发动机12的电 起动。当行星齿轮组30和40的惯性肖讀在ilil单元A 80进行发动机12的电 起动期间不在单元A 80和发动机12之间的机械路径上时，这导致以所需最低
起动能量的平滑起动。
传动装置14可!細于换档會瞳的再生发动机惯性恢复。舰舰控制器
88编程来完成，使得单元A 80用作发电IW获取发动m^转能量，其中当离 合器啮合在换档期间发生改变时微动^l^转會遣暂时未被利用。
图1示出一个辦巨传递装置59 (诸如离合器)，其可被啮合以将节点20 的元件和第二和第三节点30、 40的元件连接在一起。m离合器59的、节点 20至节点40的连接建立了第二电可变模式、模式n。离合器59可以被称为模 式II离合器并与发动机12输A^串联。当模式n离合器59被啮合时，M F
制动器50被同步脱离，得到复合功率分 前进电可变模式n。这样，
连接输入差动器(即节点或齿l^且20)和倒档比^^莫土央(即，节点40)，在模 式I结朿时Mit离合^t莫式II59的啮合，第二电可变，莫式被建立，并且作为实 现更高的，mM和确傲氏电功率损耗的高效方式使用。
第一^^E传递驢、模式I前进(MI F)制动器50选择性i^^接太阳齿 轮部件42和传动體外壳60。第二糊传ii^a、模式I倒档(MI R)制动 器52选择性itt,部件49和传动，外壳60。第三^g传递装置、离合器 54选择性itt接单元A 80与发动机12以及与架部件29。第四辩巨传递，、 分离离合器56选择性iM接第二电动抓发电机82和环形齿轮部件24。第五 转矩传il^a、制动器58选择性鹏接环形齿轮部件24和传动體外壳60。 最后，第六转矩传递體、模式n离合器59 MilS连部件72选择性鹏接输 入部件17和架部件49。使用襟巨传递装置50、 52、 56、 58和59来参与选择 混合传动驢14的操作状态，同稱每在下文纟好更充分的说明。当离合器56 被啮合时在两个其他的离合器被啮合的情况下传动装置的运行产生该传动装置 的输入与输出的固定速比，且在发动Mig行时是可以M^择的。
总体运纟f^虑
用于自动传动装置的初级控制装置之一是Aff周知的驱动范围选择器(未 示出)，其指导电子控制单元(控制器或ECU 88) ^!十对停车、倒档、空挡、 或前进的驱动范围来配置传动装置。第二和第三初级控制装置由加速踏板(未 示出)和制动踏板(也未示出)组成。由ECU 88从SH个初级控制源获得的 信息被称为"操作觀求(operatordemand)"。 ECU88还从多个传繊(输入 的和输出)获得关于以下方面的状态的信息，即转矩传递装置(被应用的或者
释放的)；发动机输出转矩；统一标准电池或电池组，电容电平；以及所选车 辆组件的M^。 ECU 88确定需要什么，然后操纵传动装置的或者与传动装置 有关的可逸择操作的组件，当地响应操作员要求。
传动装置可以采用简单的或者复合的行星齿轮组。在简单行星齿轮组中， 行星架装配部件包括单组行星齿轮部件，所述行星齿轮部件一般被支持用于在 本身可旋转的架部件上旋转。
在简单行星齿轮组中，当太阳齿轮部fH^Pil止，功率被施加给简单行星 齿轮组的环形齿轮部件时，行星齿轮部件响应于被施加给环形齿轮部件的功率 而旋转，于是围绕固定的太阳齿轮部件沿圆周"行走"，以使得架部件按照与 环形齿轮部件旋转方向相同的方向旋转。
当简单行星齿総且的倒可两^P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，当太阳齿轮部件和环 形齿轮部件向相同的方向以相同的速度旋转时，行星齿轮部件不绕其自己的轴 旋转，而是起楔子的作用来把齡单元锁定在一起，以实l^f谓的直接驱动。 也就是说，架部件随着太阳齿轮和环形齿轮一起旋转。
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 部件旋转的方向往往可以简单地由目视分析确定，但在许多情况下，方向并非 显而易见的，而只能通过知道行星齿轮组的所有齿轮部件上的现有齿数才能被 正确确定。
只要架部件被抑制而不能自由旋转并且功率被施加给太阳齿轮部件或者环
形齿轮部件，行星齿轮部件京跑惰轮的作用。这样，从动部件朝着与驱动部件
相反的方向旋转。于是，在许多传动装置中，当选择倒档驱动范围时，起制动
器作用的转矩传递装置摩擦起动以啮合架部件，并且因此抑制其旋转致使被施
加给太阳齿轮部件的功 使环形齿轮部件朝相反方向旋转。于是，若环形齿
轮部件运行时连接到车辆的驱动轮，则这种配置能够使驱动轮的旋转方向反
向，从而使，本身的方向反向。
在简单行星齿轮部j牛组中，若太阳齿轮部件、架部件和环形齿轮部件中的
任何两个旋,度已知，则第三个部件的速度可用简单的规则确定。架部件的
旋,度总是与太阳齿轮部件和环形齿轮部件的速度成比例，用它们各自的齿
数加权。例如，在同一组中，环形齿轮部件的齿数可以是太阳齿轮部件齿数的
两倍。于是，架部件的自是环形齿轮部件递度的2/3和太阳齿轮部件速度的 1/3之和。若脏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 速度的算米符号是负的。
太阳齿轮部件、架部件和环形齿轮部件上的辦巨也可以简单地彼此相关， 若这样做而不考虑齿轮的质量、齿轮的加驗或齿轮组内的摩擦力，所有这些 在设计良好的传动装置中影响相对很小。施加在简单行星齿轮组中的太阳齿轮 部件上的转矩必须使施加在环形齿轮部件上的转矩平衡，与这些齿轮中每一个 的齿数成比例。例如，在所述组中环形齿轮部件的齿数是太阳齿轮部件齿数的 两倍，施加在环形齿轮部件上的转矩必须是施加在太阳齿轮部件上的转矩的两 倍，而且必须在同一方向 加。施加在行星架装配部件上的转矩与太阳齿轮 部件上的转矩和环形齿轮部件上的,之和必须量值相等而方向相反。
在复合行星齿轮组中，与简单行星齿轮组相比，行星齿轮部件的内组和外 组的利用与环形齿轮部件和架部件在作用上进行互换。例如，若太阳齿轮部件 保持静止，架部件将与环形齿轮部件同向旋转，但具有行星齿轮内组和外组的 架部件旋转得比环形齿轮部件快，而不是更慢。
在具有啮合行星齿轮内组和外组的复合行星齿轮组中，环形齿轮部件的速 度与太阳齿轮部件的速度和架部件的速度成比例，分别用太阳齿轮部件的齿数 和由行星齿轮部件填充的齿数加权。例如，环形齿轮部件和由行星齿轮部件填 充的太阳齿轮部件之间的差可能与同组中太阳齿轮部件上齿数同样多。在所述 情况下，环形齿轮部件的iM将是架部件速度的2/3和太阳齿轮部件速度的1/3 之和。若太阳齿轮部件鄉部件朝相反方向旋转，则在数学计算中B^il度的 算术符号是负的。
若太阳齿轮部4條織止，贝惧有行星齿轮部件内组和外组的架部件将朝 着与所述组中旋转的环形齿轮部件相同的方向旋转。另一方面，若太阳齿轮部 件保持静止，而架部件被驱动，贝呐组中与太阳齿轮部件啮合的行星齿轮部件 沿着太阳齿轮部件滚动或"行走"，沿着与所述架部件旋转的方向相同的方向 旋转。与内组中的小齿轮啮合的在外组中的小齿轮将朝相反的方向旋转，于是 迫使啮合的环形齿轮部件朝相反的方向旋转，但只相对于与所述环形齿轮部件 啮合的行星齿轮部件。外组中的行星齿轮部件沿着架部件的方向被带动。夕卜组 中的小齿轮的旋转对其自己的轴影响和外组中行星齿轮部件由于架部件的运动
而发生的轨iiii动的较大影响被结合，于是环形齿轮部件向着与架部件相同的 方向旋转，但不与架部件一样快。
在这样的复合行星齿総且中，若架部4糊織止，而太阳齿轮部件被转动， 则环形齿轮部件将以较低的皿在与太阳齿轮部件相同的方向上旋转。若简单 行星齿轮组中的环形齿轮部fH^,止，而太阳齿轮部件^J定转，则支持单一 组行星齿轮部件的架部件将以较低的速度在与太阳齿轮部件相同的方向上旋 转。于是与简单行星齿轮组中单一组行星齿轮部件的用法相比，可以很容易观
察到架部件和环形齿轮部件之间的作用互换，该互换是由彼此啮合的行星齿轮 部件的内组和外组的4顿弓胞的。
电可变传动装置的正常作用是把,功率从输A^传递到输出端。作为这
个传动装置作用的一部分，它的两个电动t;v发电机中的一个起电功率的发电机
的作用。另一个电动tn/发献鹏电动机的作用，并且^顿戶欣电功率。随着输
出速度从零增大到高速，两个电动板发电机80、 82逐渐，作为发电机和电 动机的作用，而且可以交换不止一次。这，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，而没有基本功率以电力 的方式传递。
在混合式电可变传动系统中，电池86也可以向传动，供电，或者传动
装置向电池供电。若电池向传动装置供应基本电功率，例如使糊加速，贝俩 个电动板发电机都起电动机的作用。若传动體向电池供电，例如用于再生制 动，则两个电动板发电机都起发电机的作用。由于系统中的电损耗，在非常接
iffiS行的机減点处，两个电动板发电机还可以起具有小电功 出的发电机的作用。
与传动装置的正常作用相反，传动装置可以实际上被用来从输出端向输入 端传递机械功率，这在糊中可以实现以补充车辆制动和增强或补充车辆的再
生制动，特别是在^i巨离下坡(long downward grading)时。若皿传动装置 的功率流以这样的方式反向，贝U电动树发电机的作用将与正常操作时的作用相反。
具体运fi^虑
这里(图1和图3)所描述的每一个实施例都有许多运行状态。这些运行 状态描述如下。
第一运行状态是"會遣储存供应倒档lliS模式。"在这个模式中，虽然由 于发动机的旋转惯性还有一些残余的转矩，但发动机关闭并且连接到发动机的
传动元件不丰雌动机辩^f控制。该EVT禾偶来自能量储存體的倉ffil过
电动禾;iy发电机中的一个驱动，导致车辆反向移动。依据运动学配置，其他的电 动救发电机在这种模式中可以或者不可以旋转，并可以或不可以传递转矩。如 果它旋转，它将^M于产生储存在电池中的肖遣。在图i的实施例中，在电池 反向状态，制动器52被啮合，电动m/发电机so具有零^g，并且电动丰;v发
电机82 撒活的齿轮组30和40 M^倒档,比。
第1行状态是"EVT倒档丰莫式。"在这个驱动EVT倒档丰莫式中，功率
被发动机和电动板发电机中的一个供给传动装置。另一个电动t;v发电机运行
在发电机模式，并且将所产生的育糧反^^合控制模±央88，该控制模±央88可以 传输其功率到电 ^驱动电动机。净效应是倒档驱动ffi。参考图1，在EVT 倒档模式中，制动器52和离合器56被啮合。在离合器56被啮合的情况下， 齿轮组20被激活，单元A80起发电机的作用，并且单元B82在与输入部件17 相反的(但鹏)方向上给终端驱动體16掛共动九在戶诚单元B中，这个 齿轮示意性地是唯一的，并且发动机辦巨都是正的，从而给齿轮组30和40提 供附加的转矩输入，于是会，出部件19 ,倒档 优势。
第Hit行状^a括倒档和前进固定低比率运行。在这个状态中，传动装置 被发动机和/或电动板发电机两者所驱动。参考图l，在倒档和前进模式中，离 合器54、 56和50或52 (依据前进或倒档起动是否被期望)被啮合。在这个模 式中，电动抓发电机中任一个如所期望的一样可以3te地作为电动机或发电机 运行。
第四运行状态是"连续可变传动范围模式"，其包括关于图2和图4所示 的和戶腿的EVT范围。在这个模式中，该EVT被发动机以及作为电动丰腿行
的电动^y发电机中一个所驱动。另一个电动m/发电机通常作为发电机运行并
将所产生的能量反微合控制模块88。第二单元是作为电动丰腿是发电机的实际 运行依赖于电池功率、内部速度、发动机功率、和许多其他的因素。对于给定 的输A3M，在EVT所麟的前鹏比的遊卖区域中，由EVT前进模式代表 的运行点是离散的点。
第五运行状态包括"固定比率"模式。在这个模式中，传动装置象传统的
自动传动装置一样运行，其中三个转矩传递装置啮合以产生离散的传动比。在
离合器56被啮合并且在单元B上附胸恸的情况下，在输入部件17和输出部 件19之间衝共达到6个前进和1 ^M到档固定的机械比率。
传动装置14育,以附胃的单^模式运行。在^i式中，啮合的辦巨传 递装置在前,比的旨连续区域上保持相同。在双模式中，啮合的辦巨传递 装置在某中间速比时被转换(例如，图2的线120)。依据机械配置，總巨传递 装置啮合中的这种变化有利于降低传动装置中的元件速度和提高功率流和效 率。
在这个传动装置中，有可能使离合器元件的滑动鹏同步，以便在最小转 矩扰动时能实现换档(所谓的"冷"换档)。例如，图1的传动装置在范围134 和138之间(g卩，在线120上的输出速度处)具有冷换档。架部件39的3M 在线120上和发动机12的il^相同。在这种^j牛下，离M置可以同步应用。 这个装置、即Mil离合器59没有肖讀损耗并因此没有、M上升，因而有术语 "冷"换档。
再参考图1，传动装置14的行星齿轮组20， 30和40的齿轮齿比可以与所 预期的不同以便获得所期望的速比。传动装置14可以获得至少6个前iM比 (如果制动器(未示出)lfo!j倒单元B或者单元B作为电磁制动器运行)和 -个固定倒档、 一个电可变倒档、和一个电池倒档速比。例如，假定行星齿轮 组20的齿比(既Nw/Sw)是1.954 (对于环形齿轮部件24和太阳齿轮部件22 的齿数分别为86和44)，行星齿轮组30的N^Sm的值是2.774 (对于环形齿 轮部件34和太阳齿轮部件32的齿数分别为86和31 )，并且行星齿轮组40的 NJSr3的值是1.954(对于环形齿轮部件44和太阳齿轮部件42的齿数分别为86 和44)，于是单元B相对于输出部件19的为-1.931的倒档速比可以通过啮合离 合器52和56获得。同样地，单元B相对于输出部件19的为2.057的基本上 相等的前M比可以M啮合离合器50和56获得。第一电可变前M比在模 式I中被获得，并且是第"^入分^可，动运行模式。
为了获得具有更高鹏禾嗷率的运行模式、复合分流模式II，当离合器50 脱开时离合器59可以同时被啮合。此外，当离合器59、 58和56被啮合时， 就实现了高效的机械固定运行模式。
在能量储存繊前进或倒档状态下起动发动机是由从控制器88被供应合
单元A的功率所完成的。当离合器56从单元B脱开时，由单元B ili共动力 的这些电前进和倒档速比是可用的。可用于本发明实施例的速比变化的更详细 的例子分别被掛共在关于图1和3的相应的传动體的图2和4的图表中。
图2是在传动體14的示例性运行中，各种传动组件的驗相对于输出 轴3Iit的图形描述。参考图1和2，发动机12 (和输入轴17)的速度用线110 表示，电动抓发电机80的iMffi线112表示,电动救发电机82的i!OT线114 表示。在EVT运行的第一前进范围或模式130中、即在输出轴速度114之前， 离合器50和56被啮合。行星齿轮组20以差动模式运行，行星齿轮组30和40 以转矩倍增模式。输入轴鹏110糊脑的发动M3M在传动装置齡运行中 基本是恒定的以简化描述。控制器88 j蝶一电动W发电机80的驗在大约 8800 rpm时起动，并随着输出轴速度的增加而斷氐。同时，第二电动IH/发电 机82的速度在为零时起动，并随着输出轴速度的增加而增加。架部件39和49
(在图2中未示出)的iiit在零ipm时起动，并与输出轴速度成比例地增加。 从图2的图表中明显可见，对于给定的输A^件速度，电动^V发电机的， 在模式130中和在倒档电可变模式146中是相等的(虽然方向相反)，当离合 器56保持啮合时通过啮合离合器50 (对于前进)或离合器52 (对于倒档)来 选择。
在输出轴M114处，电动树发电机82 (单元B)的MM过发动机12 的速度，而电动ln;发电机80 (单元A)的速度降到发动机12的速度之下。由 130和134 —起所 ^的速度范围构成了模式I前^行范围。在输出速度120 接近2200rpm时，模式II离合器59的差动鹏为零，传动装置14从第一EVT 范围謝莫式I (包^M范围130、 134)换档至U第二EVT范围謝莫式II (包 括速度范围138和142)。对于该实例，虽然，单元A碰巧也处于零鹏，但 其可能i繊于齿轮组中的数對直。在输出轴iM 120处，由于离合器50和56的 啮合，发动机12的繊和架部件49的鄉基本相同，这样在基本上不导致转 矩扰动的情况下离合器59被啮合(而离合器50脱开)，以从第一电可变模式
(模式i)切换到第二电可变模式(模式n)中。在模式ii中，电动ti;发电
机80的速度随着输出轴鹏的增加连繊加，并且电动柳发电机82的速度随 着输出轴鹏的增加而(^氐。
该传动装置14的特征还在于倒档模式146 。在零输出速度时，离合器52
和56可以被啮合。激活的行星齿l^且20、 30和40的比率敏样一个负的比 率，在祉与在EVT前进模式130、 134中M 撒活的齿f^且20、 30戶腿到 的比率的值基本上是相同的。这样，在前鄉一纟試中，EVT路径可以被精确 i艇行，从而具有相等的倒档特性。舰啮合离合器52、 54和56来实1 的(固定的)倒档比率等于行星齿裕且30和40的环形齿轮/太阳齿轮的齿比。
传动装置14可以以三种不同的方式实现倒档速比iffii固定比率、电可 变比率赫发动机分离"电池倒档"比率。舰离合器54和56及制动器52 的啮合实现固定倒档比率。在离合器54啮合的瞎况下，由于电动彼发电机80 连接到太阳齿轮部件22和架部件29两者上，所以齿轮组20是停止的。在零 输出速度时，单元B 82的鹏是零(如在图2的典型鹏图表中所注释的)。 这样，发电机辦SifWl第三齿轮组40达到倒档固定比率。
在MI R制动器52和离合器56啮合的情况下，电可变倒档比率(EVT 倒档)被实现。这允许单元B 82会^T、形齿轮部件44提供动力，而发动机12 给架部件49劍共动力并且在输出部件19处从架部件39衝共输出比率。
当离合器56不被啮合时，电池倒档比率被实现，使得发动机12被断开， 而离合器52被啮合，允许单元B82反过彩合输出部件19提供动力。
通过离合器50和56的啮合，模式I电可^m—前进范围速比(对于给定 的输入速度)被实现。当来自输入轴17的,经迚撒活的行星齿轮组20流动 时，模式I电可麟一前进范围速比是输入分流比率。ilil同步啮合离合器54 以将单元A80连接到架部fj^29，并因而锁定行星齿轮会且20、单元A和单元B 80、 82和发动机12，从而ffi31在组合的行星齿 ^且30、 40处所衝共的固定低 速比来驱动传动，。
当单元A 80的mg是零时，通过啮合离合器50和56来实现模式I电可 变第二前进范围比率(对于给定的输A^)。当离合器50和离合器59两者 者P被啮合时，在换档点获得模式I 一模式II固定换档比。当单元A 80的速度 等于零时，对于给定的输AiI度，模式II电可变第一前进范围比率在离合器59 和离合器56啮合的情况下被实现。
在除了离合器59和56之外啮合离合器54的情况下，为1.00的固定直接 比率被实现。当在太阳齿轮部件22和架部件29处掛共单元A 80的鹏时， 行星齿絡S 20被锁定。当离合器50和52都脱开时，行星齿轮组30和40都
不被激活。这样，发动tHJl^能高效地在输出部件19处 ^，从而戶皿到 的比率为1.00。
对于给定的输A^jg，当单元B 82的驗等于零ipm时，在仅啮合离合 器59和56的情况下实H^莫式n电可变第二前进范围速比。S31随后加上制动 器58的啮合，提供固定前进速比。
这样鄉了六个前进比率，即，試I电可z魏一范围前进比率、第二范围
前进比率、模式i—t試n换档比率、直接比率、和模式n电可'魏一和第二
前进范围速比。如果单元A和B被制动，那么上面所殿啲丰試I电可蝶
二前进比率、模式n电可变第一前进比率和模式n电可变第二前进比率可以变
成固定的比率。这样，fflil啮合,传递装置56和58以锁定单元B，和M
增加制动器以制动单元A，这些比率z，固定的比率；这样，对^#定的传动装
置运用，必要时可以鹏6个固定的前进比率。这也可依据单元A80、单元B 82、发动机12的单^M在图2所示的输出速度范围上为零的次数(即，图2 的在零(X轴)处单皿度的交叉点的数量)。 第二示例性实施例
参考图3，描述了具有传动體14'的动力系10'的第二完整的示例性ttt 实施例。传动驢14'禾,优^i也具有行星齿轮组20'、 30邻40，性质的三个差 动齿轮组。行星齿轮组201OT夕卜切太阳齿轮部件22'的环形齿轮部件24，。行 星架装配部件26'包括架部件29'，该架部件以旋转方式支撑多个行星齿轮 27'，使得齡行星齿轮27'啮合环形齿轮部件24邻太阳齿轮部件22'两者。输 入部件17被固定到 5部件29上。
行星齿f^且30，具有夕卜切太阳齿轮部件32，的环形齿轮部件34，。多个行星 齿轮组37'以旋转的方式被安,行星架装配部件36'的架部件39，上，这样每 个行星齿轮部件37'同时啮合环形齿轮部件34邻太阳齿轮部件32'。
行星齿f^且40'也具有外切太阳齿轮部件42'的环形齿轮部^f牛44'。多个行 星齿轮组47，以旋转的方式被安驗行魏装配部件46，的架部件49，上，这样 每个行星齿轮部件47'同时啮合环形齿轮部件44邻太阳齿轮部件42'。
互连部件70'连续鹏接太阳齿轮部件32邻42'。此外，互连部件72'连 续地互相连接环形齿轮部件34'和架部件49'。
传动驢14'也结合第一和第二电动m/发电机80邻82，，所述电动in;发
电机每个都具有相应的被固定到传动装置外壳60'的定子80a'、 82a'。单元A 的转子80b'被固定到环形齿轮部件24'。单元B的转子82a，被固定到太阳齿轮 部件22，并也被固定到环形齿轮部件44，。行星齿総且20，被设计(舰齿鄉 数和发动机12到架部件29'的连接)以使得连接部件71'在与发动机12相同的 方向上旋转。
第一转矩传递體(诸如前进獄制动器MF50')可选择性地与太阳齿 轮部件42'啮合(并从而fflili:连部件70，啮合到太阳齿轮部件32，)以ilii传 动装置外壳60'将太阳齿轮部^牛42'接地。第二總巨^I装置(诸如倒档制动器 MI R 52，)选择性Jt^接架部件49，和传动，外壳60，。最后，第三转矩传递 装置(诸如离合器59，)选择性地j拨动机12与环形齿轮部件34，连接并从而 通过互连部件72'与架部件49，连接。离合器59，也被称为模式II离合器。传动 装置14，不具有执行锁定、发动,动反应、和分别由传动驢14的离合器54、 58和56所执行的单元B分离功能的转矩^ill装置。
从图3中明显可知，传动體14'选择性地/质动机12接收功率。混合式 传动装置14，还从电池赫电功率源86，接收功率，戶腿电鹏者电功率源可操 作地被连接到控制器^ ECU 88'。正如本领域技术人员所,的，肯gSM: 控制器88'在电池86邻电动板发电机80'、 82'之间传送。电功率源86'可是一 个或者多个电池。诸如燃料电池的其他电功率源具有提供、或f诸存和分配的能 力，电源可以被用来代替电池，而不改变本发明构思。ECU 88'被编程以确保 单元B 82'以一个方向旋转，使得来自单元B 82'的辦巨在连接部件71处被加 到来自发动机12的转矩上。
图4是在传动装置14'的示例性运行中，各种传动组件的速度相对于输出 轴速度的的图形描述。参考图3和4，发动机12 (和输入轴17)的皿用线110' 表示，电动lH/发电机80'的鹏用线112'表示，电动机发电机82'的速度用线 114'表示。在EVT运行的第一前进范围^l莫式130，中、即在输出轴速度120， 之前，辯巨传递體50邻56'被啮合。齿轮组20'以差动模式运行，齿f^且30' 以转矩倍增模式运行。输入轴鹏no'、禾啪应的发动丰腿度在传动體的整 个运行中基本上是恒定的以简化描述。控制器88，使第一电动板发电机80，的速 度在大约为4500 rpm时起动，并随着输出轴速度的增加而陶氏。同时，第二 电机82'的速度在零时起动，并随纖出轴鹏的增加而增加。架部件39邻49' (在图4中未示出)的鹏与输出轴舰成比例地增加。从图4的图表明显可 见，对于给定的输A^组件鹏，电动救发电机的敏在模式130'中和在倒档 模式146，中是相等的(虽然方向相反)，Mil在离合器56，保持啮合时啮合离合 器50，(对于前进)或离合器52'(对Tf到档)5!6i择。
在输出轴驗114，处，电动板发电机82'(单元B)的ii^Sil发动机12 的速度，而电动救发电机80'(单元A)的鹏降到发动机12的鹏之下。由 130邻134'—起所指示的繊范围构成了t試I前舰行范围。在输出轴速度 120，处，传动體从EVT模式I (包^IS范围130，、 134，)换档到包^ 范围138'、 142'的EVT模式II。在输出轴鹏120'处，由于离合器50邻56'的 啮合，发动机12和架部件49，的鹏基科目同，这蹄基本上不导致辦巨扰动 的情况下离合器59'被啮合(而离合器50'脱开)，以从第一电可变模式(模式I) 切换到第二电可变模式(模式II)。在模式II中，电动^l/发电机80，的速度随 着输出轴速度的增加遊卖增加，并且电动l/l;发电机82，的M随着输出轴速度 的增加而斷氐。
该传动装置14'的特征还在于EVT倒档模式146'。在零输出速度时，离 合器52邻56'可以被啮合。激活的行星齿^MS 20邻40'的比率是这样一个负的 比率，对于给定的输A3M在值上与在EVT前进模式I 130，、 134，中M:激活 的齿轮组20，、 30，所达到的比率的值基本上是相同的。这样，在EVT前进模 式I中，EVT路径可以被精确i艇行，从而具有相等的倒档特性。
虽然实施本发明的最好模式已经被祥细描述，但相关领域技术人员应该认 识在所附权利要求的范围内用于实a^发明的各种可代替的设计和实施例。
权利要求
1、一种电可变传动装置，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，每个都具有第一、第二和第三部件，所述第一和第二电动机/发电机被连续地连接到所述差动齿轮组的相应的一个上并是可控的来对其提供功率；多个转矩传递装置；从功率源接收功率的输入部件，其被连续地连接到所述齿轮组中的一个的部件上；输出部件，其被连续地连接到所述齿轮组中的一个的另外的部件上；所述多个转矩传递装置可选择性地被啮合以通过所述差动齿轮组传输由所述输入部件从功率源所接收的功率以提供输入分流式电可变第一模式，该模式包括对于给定的输入速度具有相应相等的前进和倒档速比的前进和倒档范围；和其中，所述第一差动齿轮组在所述输入部件和所述第二电动机/发电机之间被相互连接，以便在所述第二电动机/发电机和所述其他差动齿轮中的一个之间的连接部件以与所述输入部件相同的方向旋转，使得从功率源所提供的转矩在所述输出部件处被加到从所述第二电动机/发电机所提供的转矩上。
2、 权利要求1所述的电可变传动装置，其中所述辦巨传递装置进一步可选择地被啮合以提供复合分流式电可，二模式。
3、 权利要求1所述的电可变传动装置，其中所述辦巨传递装置进一步可选择地被啮合以提供所述输出部件对所述输入部件的基本相等的固定前进和固 定倒档速比。
4、 权利要求1所述的电可变传动装置，其中针对相等的发动机关闭性能 对于所述第二电动机发电机的给定速率，所述转矩传递装置进一步可选地也被 啮合以衛期做输出部件对戶腿第二电动抓发电机的基本相等的固定前进和固 定倒档速比。
5、 权利要求1戶脱的电可变传动體，进一步包括 能量储存装置，其可操作用于给所述第一和第二电动m/发电机提供功率或/A^M第一和第二电动^l/发电机接收功率；控制器，其可操作用于控制在戶;M肖遣储存装置和所述第一和第二电动机/发电m^间的功率传输；和其中在戶腐转矩^ii^g的选择性啮合的换档期间，戶;i^制器j妙腿第 —电动柳发电机将由戶M输入部件^^丞功率源接收的功率^^给戶;M能量储存装置。
6、 权利要求i阮悉的电可变传动装置，其中所述總巨传递装置中的一个 是可选择地啮合的，以ii^^一电动m/发电机可操作用于起动功率源从而在 臓输入部件鹏共,。
7、 权利要求6所述的电可变传动驢，其中戶腿转矩传递装置中的戶腿一个是制动器，可选糊与传动^ 卜壳相啮合，从而当戶脱第一电动柳发电m^动功率源时在传动，外壳处樹共反作用裕巨。
8、 权利要求1所述的电可变传动體，其中戶腿辦巨传递装置中的至少一个是可选择地啮合的，以便由戶欣第一电动板发电tl^f掛共的功率被力倒由 功率源所提供的功率和由所述第二电动丰;i/发电丰j^f提供的功率上，从而在所述 电可变第一模式前进或倒档范围中皿相等的和足够的起动功率性能。
9、 权利要求1所述的电可变传动装置，其中所述第三差动齿轮组具有在所述电可^一，M前进范围中转矩负载基本上为零的特性；和其中所述多个,传皿置中的一个以与所述,传递装置中的另一个的 脱开同步的方式被啮合，以将转矩负载施加到所述第三差动齿轮组上并从所述 电可变第一模式换档到电可变复合分流式第二模式。
10、 一种电可变传动,，包括 从功率源接收功率的输入部件； 输出部件；第一和第二电动+;y发电机；每个都具有第一、第3卩第三部件的第一、第二和第三差动齿轮组； 连续地与戶腿第一齿総且的戶腿第1件相连接的戶腿输入部件，禾口连续 地与所述第二或第三齿轮组中的一个的部件相连接的所述输出部件。连续地与所述第一齿轮组的所述第二部件相连接的所述第一 电动板发电机；可旋转的连接部件；通过所述可旋转的连接部件连续地与所述第三齿轮组的所述第一部件相连接的所述第二电动机/发电机；连续地将所述第二齿轮组的所述部件中的一个与所述第三齿轮组的戶，部 件中的一个互相连接的至少一个互连部件；禾口多个辦巨传递装置，可选择被啮合以在电可，一模式前进范围中和在 电可变第一模式倒档范围中对于给定的输入速度在所述输出部件处,基本相等的转矩；其中所述第一齿轮组在所述输入部件和所述第二电动机/发电机之间被相互连接并且所述第二电动抓发电机被控制，以便所述接部件以与所述输入部件相同的方向旋转，使得从功率源所掛共的辦巨在戶舰输出部件处被加到从所述第二电动机/发电机所提供的转矩上。
11、 权利要求io所述的电可变传动装置，其中所述转矩传递装置中的至少一个可选择地被啮合，使得从所述第一电动机/发电机所提供的转矩被加到从功率源所提供的所述转矩和所述第二电动板发电机所提供的转矩上，从而在所述电可变第一，M前进或倒档范围中,起动转矩。
12、 权利要求10所述的电可变传动装置，其中所述第一电动机/发电机可 操作用于在所述电可变第一模式前进或电可变第一模式倒档范围中起动功率 源，使得功率源在所述输入部件处提供功率。
13、 权利要求10所述的电可变传动装置，其中所述多个转矩传递装置中的-个被设置在所述第二电动机/发电机和所述输出部件之间，所述多个转矩传 递装置中的所述一个的可选择性啮合决定是,所述电可变第一模式前进、还 是所述电可变—模式倒档范围。
14、 权利要求10所述的电可变传动装置，其中所述多个转矩传递装置中 的一个以与所述转矩传递装置中的另一个的脱开同歩的方式被啮合，以将转矩 负载施加到所述第三齿轮组且并从所述电可，一模式前进范围换档到电可变复 合分流微二模式。
15、 权利要求10所述的电可变传动装置，其中当所述输出部件具有零速 度特征时，所述转矩传，置中的一个以与所述辦巨传递装置中的另一个的脱开同步的方式被啮合，以在戶皿电可变第一模式前进和戶，电可，一模式倒 档范围之间换档。
16、 权利要求15所述的电可变传动装置，其中当所述输出部件具有零速 度特征时，所述第二电动板发电机具有零数度特征，从而使所述第二第三齿轮组每一个都具有零速度特征，以降低在所述可变第一模式前进和倒档范围 之间的戶脱换档期间的摩擦旋转损耗。
17、 权利要求10所述的电可变传动，，其中所述多个转矩传递装置的所述选择性啮合提供所述电可变第一模式前进和倒档范围、电可鄉二模式和 六个固定前前进速比。
18、 权利要求10所述的电可变传动装置，其中所述多个转矩传递，包 括第一制动器和第二制动器，所述第一制动器可选择地被啮合以将连续地与所 述输出部件相连接的、所述第二和第三齿轮组中的一个的所述部件和传动， 外壳连接，所述第二制动器可选择地被啮合以将所述第二和第三齿轮组中的所 述一个的另外的部件和传动装置外皿接，所述第一和第二制动器的同时啮合 从而锁定所述输出部件，使得其具有零速度特征，从而当辦巨在零输出速度被 施力倒所述输出部件时，传动^g^卜壳樹共反作用辦巨以降低电负载。
19、 一种电可变传动装置，包括 从功率源接收功率的输入部件； 输出部件；第一和第二电动/发电机；每个都具有第一、第二和第三部件的第一、第二和第三差动齿轮组； 连续地与戶/M第一齿総且的戶脱第1件相连接的戶脱输入部件，禾瞇续 地与所述第二齿轮组的所述第一部件相连接的所述输出部件；连续地与所述第一齿轮组的所述第二部件相连接的所述第一 电动机/发电机；可旋转的连接部件；通过所述可旋转的连接部件遊卖地与所述第三齿轮组的所述第一部件相连 接的戶，第二电动救发电机；连续地将戶;M第二齿轮组的所述第二部件和fM第三齿轮组的所述第二部件连接的第一互连部件；连续地将所述第二齿轮组的所述第三部件和所述第三齿轮组的所述第三部件连接的第二互连部件；多个转矩传递装置，可选择地被啮合以在电可，一模式前进和在电可变第一模式倒档范围中对于给定的输AiI度在所述输出部件处樹，科目等的转矩；和其中所述第一齿轮组在所述输入部件和所述第二电动机/发电机之间被相 互连接，以便所述可旋转的连接部件以与所述输入部件相同的方向旋转，以使 得从功糊所衝共的转矩^^腿输出部件处被加到从所述第二电动机/发电机所提供的转矩上。
全文摘要
一种电可变传动装置，包括功率源、三个差动齿轮组、每个都被连接至齿轮组中至少一个上的第一和第二电动机/发电机、和转矩传递装置。输入部件通过差动齿轮组从所述功率源传输功率给输出部件。所述转矩传递装置可选择地被啮合以提供对于所给定的输入速度具有相等的前进和倒档速比的输入分流式第一电可变模式和复合功率分流式第二电可变模式。在前进和倒档电可变模式中，从功率源所提供的转矩被加到从第二电动机/发电机所提供的转矩上。
文档编号B60K6/00GK101168348SQ20061016465
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:通用汽车公司