专利名称：具有三个互连构件和制动器的混合动力系统的制作方法
具有三个互连构件和制动器的混合动力系统技术领域
电动混合动力汽车与其传统同类产品相比提供显著的改进燃 料节约的潜力；然而，由于其相对较高的成本/效益比，其巿场畅销度 是有限的。开发混合技术以减少成本以及提高汽车的燃料节约成为相关 内容。对混合动力汽车成本作出贡献的两个因素是能量存储(电池)的的混合系统的全电气化倒档所需的尺寸。影响系统效率的因素包括电动 机/发电机的运行效率和高压液压泵的附加损耗以及离合器旋转损耗。发明内容
本发明的混合传动系提供低容量的电动变速传动机制，其包 括第一、第二和第三差速齿轮组，电池(或类似的能量存储设备)，三 个可互换i也用作电动机或发电才几的电动;殳备，和至少一个制动器。差速 齿轮组优选是行星齿轮组，但是可以使用其它的齿轮设置，诸如锥齿轮 或连接到偏移轴的差速传动装置。
在该说明书中，第一、第二和第三行星齿轮组可按任意顺序 从一到三计数(也就是说，从左到右，从右到左等)。
每一行星齿轮组都包括三个构件。每一行星齿轮组的第一、 第二或第三构件可以是中心齿轮、环形齿轮或齿轮架，或可选的小齿轮 中的任一个。
每一齿轮架可以是单齿轮架(单一)，或者双齿轮架(组合)。
输入轴与第一、第二或第三行星齿轮组的某个构件连续地连 接。输出轴与第一、第二或第三行星齿轮组的另一构件连续地连接。
第一固定的互连构件连续地将第一行星齿轮组的第一构件与 第二行星齿轮组的第 一构件连接在一起。
第二固定的互连构件连续地将第一行星齿轮組的第二构件与 第二行星齿轮组的第二构件连接在一起。
第三固定的互连构件连续地将第二行星齿轮组的第三构件与 第三行星齿轮组的第一构件连接在一起。
第一电动机/发电机与第一或第二行星齿轮组的某构件连接。
第二电动机/发电机与第二或第三行星齿轮組的某构件连接。
电动机/发电机直接地或者通过其它行星齿轮组、皮带/链条、 有或无扭矩增加的偏置齿轮与行星齿轮组的构件连接在一起。
第一制动器优选经由互连构件之一选择性地将第一、第二 或第三行星齿轮组的至少一构件与一固定构件(变速器箱体/变速器外 壳)连接起来。可操作该制动器来保持构件固定，并使得可以进行串联式 混合动力模式的操作，或者降低某个电动机/发电机的扭矩需求。使用第 一个制动器而非某个电动机/发电机来进行混合动力模式的操作减少电 动机的最大转矩需求并且提高效率。此外，在仅由电动驱动(前进或后 退)过程中应用第一制动器，允许在没有"发动机开始震动"的情况下而 启动发动机，而在目前的一些EVT混合动力汽车中可以感受到此震动。
可选的第二制动器选择性地将第一、第二或第三行星齿轮组 的另一构件与固定构件连接起来，并且可操作该制动器在一定的运行条 件下保持第一、第二或第三行星齿轮组的某个构件固定以提供不同的EVT 范围。制动器可以与某个电动机/发电机并行连接，并且可在一定的运行 条件下使用该制动器，否则需要在零速或接近零速时运行某个电动机/发电机，因此通过避免无效地使用电力以保持零速或接近零速的速度而提 高了效率。
可选的第三制动器选择性地将第一、第二或第三行星齿轮组的另一构件与固定构件连接起来，并且可在一定运行条件下保持行星齿轮组的构件固定以提供不同的EVT范围。制动器可以与某个电动机/发电机并行连接，并且可在一定的运行条件下使用该制动器，否则需要在零速或接近零速时运行某个电动机/发电机，因此通过避免无效地使用电力 以保持零速或接近零速的速度而提高了效率。
可选的第四制动器选择性地将第一、第二或第三行星齿轮组 的另 一构件与固定构件连接起来，并且可在一定运行条件下保持行星齿 轮组的构件固定以提供不同的EVT范围。制动器可以与某个电动机/发电 机并行连接，并且可在一定的运行条件下使用该制动器，否则需要在零 速或接近零速时运行某个电动机/发电机，因此通过避免无效地使用电力 以保持零速或接近零速的速度而提高了效率。
从结合附图对本发明最佳模式进行的下迷详细描迷中可以很容易明了本发明的上述特征和优势及其它的特征和优势。
图1是一个动力系的示意图，其包括并入到本发明一系列构 件的一电动变速传动系统，其中环形齿轮/中心齿轮槽齿比Rl/Sl-2.2， R2/S2=1.8, R3/S3-2.8;
图2是一个动力系的示意图，其包括并入到本发明另一系列 构件的一电动变速传动系统，其中环形齿轮/中心齿轮槽齿比R1/S1=2. 0, R2/S2=2. 2， R3/S3-2.7;
图3是一个动力系的示意图，其包括并入到本发明另一系列 构件的一电动变速传动系统，其中环形齿轮/中心齿轮槽齿比R1/S1=2. 8， R2/S2=2. 0， R3/S3=2. 5;
图4是一个动力系的示意图，其包括并入到本发明另一系列 构件的一电动变速传动系统，其中环形齿轮/中心齿轮槽齿比R1/S1=2. 2, R2/S2-2.0, R3/S3=1.5;
图5是一个动力系的示意图，其包括并入到本发明另一系列 构件的一电动变速传动系统，其中环形齿轮/中心齿轮槽齿比R1/S1=2. 2， R2/S2=2. 0， R3/S3=2. 4;
图6是一个动力系的示意图，其包括并入到本发明另一系列 构件的一电动变速传动系统，其中环形齿轮/中心齿轮槽齿比Rl/Sl-1. 8， R2/S2-2. 0， R3/S3-2. 5;
图7是一个动力系的示意图，其包括并入到本发明另一系列 构件的一电动变速传动系统，其中环形齿轮/中心齿轮槽齿比R1/S1-2. 0， R2/S2=1.8， R3/S3=2.2;
图8是一个动力系的示意固，其包括并入到本发明另一系列 构件的一电动变速传动系统，其中环形齿轮/中心齿轮槽齿比R1/SH2. 2， R2/S2=2. 5， R3/S3=2. 0;
图9是一个动力系的示意图，其包括并入到本发明另一系列 构件的一电动变速传动系统，其中环形齿轮/中心齿轮槽齿比IU/S1-2. 2， R2/S2-2, 0， R3/S3=3. 0;
图IO是一个动力系的示意图，其包括并入到本发明另一系列 构件的一电动变速传动系统，其中环形齿轮/中心齿轮槽齿比R1/S1-2. 4， R2/S2=2. 0， R3/S3=2. 6;
图11是一个动力系的示意图，其包括并入到本发明另一系列 构件的一电动变速传动系统，其中环形齿轮/中心齿轮槽齿比.'R1/S1-2. 5， R2/S2=2. 0， R3/S3=1.8。
具体实施方式
参照图l,示出一动力系IO,其包括连接到一优选实施例的 改进电动变速传动系统(EVT)(通常由数字14标示)的发动机12。对 传动系统14进行设计，以接收来自发动机12的至少一部分驱动功率。 如图所示，发动机12具有输出轴，其用作传动系统14的输入构件17。 瞬时扭矩阻尼器(未显示)也可以安装在发动才几12和传动系统输入构件 17之间。
在实施例中描迷的发动^几12可以是矿物燃料发动机，例如汽油或柴油发动机，其可快速调节以提供其可用的通常以每分钟可选择的转数(RPM)来供给的功率输出。
无论发动机12以何种方式连接到传动系统输入构件17，传 动系统输入构件17可操作地连接到传动系统14中的一个行星齿轮组。
传动系统14的输出构件19连接到最终的传动设备16。
行星齿轮组30也应用一个外齿轮构件34，通常指定为环形 齿轮。环形齿轮构件34外切一个内齿轮构件32,通常指定为中心齿轮。 齿轮架构件36旋转地支撑若干行星齿轮37,以使每个行星齿轮37同时 啮合行星齿轮组30的环形齿轮的外齿轮构件34和中心齿轮的内齿轮构 件32。
输入轴17连续地连接到行星齿轮组30的中心齿轮构件32。 输出轴19连续地连接到行星齿轮组40的齿轮架构件46。
第一互连构件70连续地将^f于星齿轮组20的齿轮架构件26 与行星齿轮组30的中心齿轮构件32连接起来。第二互连构件72连续地 将行星齿轮组20的环形齿轮构件24与行星齿轮组30的环形齿轮构件34 连接起来。第三互连构件74连续地将行星齿轮组30的齿轮架构件36与 行星齿4仑组40的环形齿轮构件44连接起来。
第一制动器50通过互连构件72选择性地将行星齿轮组30 的环形齿轮构件34和行星齿轮组20的环形齿轮构件24与变速器箱体60 连接起来。制动器50会降低某个电动机/发电机82的扭矩需求。第二制 动器52通过互连构件74选择性地将行星齿轮组30的齿轮架构件36和行星齿轮组40的环形齿轮构件44与变速器箱体60连接起来。该制动器 52使得串联式混合动力模式成为可能，其中使用来自发动机12的动力来 驱动电动机/发电机80和82以产生电力，并且所产生的电力传送到电动 机/发电机84来驱动汽车前进或后退。
第一个实施例IO也分别包括第一、第二和第三电动机/发电 机80, 82和84。第一电动机/发电机80的定子固定到变速器箱体60.第 一电动机/发电机80的转子固定到行星齿轮组20的中心齿轮构件22。
现在返回到对动力源的描述，并且具体参照图l，从以上描 述应该明了传动系统14选择性地从发动机12获取动力。混合传动系统 也从与控制器88可操作相连的电力源86获取动力。电力源86可以是一 块或多块电池。其它可提供或存储及分配电功率的电力源，例如电容器 或燃料电池，也可以在不改变本发明理念的前提下代替电池或与电池结 合使用。输入轴和输出轴之间的速比由三个电动机/发电机的速度和行星 齿轮组的环形齿轮/中心齿轮的槽齿比来定义。在传动系统领域中的那些 普通技术人员将会认识到理想的输入/输出速比可通过选择性地啮合制 动器和选择三个电动机/发电机合适的速度来实现。第二示范性实施例的描述
参照图2，示出一动力系no,其包括连接到另一实施例的 改进电动变速传动系统(EVT)(通常由数字114标示)的发动机12。对 传动系统114进行设计，以接收来自发动机12的至少一部分驱动功率。 如图所示，发动机12具有输出轴，其用作传动系统U4的输入构件17。 瞬时扭矩阻尼器(未显示)也可以安装在发动机12和传动系统输入构件 17之间。
在实施例中描迷的发动机12可以是矿物燃料发动机，例如汽 油或柴油发动机，其可快速调节以提供其可用的通常以每分钟可选择的 转数(RPM)来传送的功率输出。
无论发动片几12以何种方式连接到传动系统输入构件17,传动系统输入构件17可操作地连接到传动系统114中的一个行星齿轮组。
传动系统114的输出构件19连接到最终的传动设备16。
传动系统114使用三个差速齿轮组，优选具有行星齿轮组 120, 130和140的性质。行星齿轮组120应用外齿轮构件124，通常指 定为环形齿轮。环形齿轮构件124外切一个内齿轮构件122，通常指定为 中心齿轮。齿轮架构件126旋转地支撑若干行星齿轮127以使每个行星 齿轮127同时啮合第一行星齿轮组120的环形齿轮的外齿轮构件124和 中心齿轮的内齿轮构件122。
行星齿轮组130也应用一个外齿轮构件134,通常指定为环 形齿轮。环形齿轮构件134外切一个内齿轮构件132,通常指定为中心齿 轮。齿轮架构件136旋转地支撑若千行星齿轮137，以^f吏每个行星齿轮 137同时啮合行星齿轮组130的环形齿轮的外齿轮构件134和中心齿轮的 内齿轮构件132。
行星齿轮组140也应用一个外齿轮构件144,通常指定为环 形齿轮。环形齿轮构件144外切一个内齿轮构件142，通常指定为中心齿 轮。齿轮架构件146旋转地支撑若干行星齿轮147，以使每个行星齿轮 147同时啮合行星齿轮组140的环形齿轮的外齿轮构件144和中心齿轮的 内齿轮构件142。
输入轴17连续地连接到行星齿轮組120的齿轮架构件126。 输出轴19连续地连接到行星齿轮组140的齿轮架构件146。
第一互连构件170连续地将行星齿轮组120的中心齿轮构件 122与行星齿轮组130的中心齿轮构件132连接起来。第二互连构件172 连续地将行星齿轮组120的环形齿轮构件124与行星齿轮组130的环形 齿轮构件134连接起来。第三互连构件174连续地将行星齿轮组130的 齿轮架构件136与行星齿轮组140的环形齿轮构件144连接起来。
第一制动器150通过互连构件172选择性地将环形齿轮构件 124和环形齿轮构件134与变速器箱体160连接起来。第二制动器152 通过互连构件174选择性地将齿轮架构件136和环形齿轮构件144与变 速器箱体160连接起来。该制动器152使得串联式混合动力操作可以前 进和后退。
第二个实施例IIO也分别包括第一、第二、和第三电动机/发 电机180， 182和184。第一电动机/发电机180的定子固定到变速器箱体160。第一电动机/发电机180的转子通过互连构件172固定到行星齿轮 组120的环形齿轮构件124和4于星齿4仑组130的环形齿轮构件1 34。
第三电动机/发电机184的定子固定到变速器箱体160。第 三电动机/发电机184的转子通过互连构件170固定到行星齿轮组130 的中心齿轮构件132和行星齿轮组120的中心齿轮构件122。
混合传动系统114从发动机12获取动力，并且与和控制器 188可操作相连的电力源186交换动力。第三示范性实施例的描述0062]参照图3，示出一动力系210，其包括连接到另一实施例的改 进电动变速传动系统(EVT)(通常由数字214标示)的发动机12。对传 动系统214进行设计，以接收来自发动机12的至少一部分驱动功率。如 图所示，发动机12具有输出轴，其用作传动系统214的输入构件17。瞬 时扭矩阻尼器(未显示)也可以安装在发动机12和传动系统输入构件17 之间。
在实施例中描迷的发动冲几12可以是矿物燃料发动机，例如汽 油或柴油发动机，其可快速调节以提供其可用的通常以每分钟可选择的 转数(RPM)来传送的功率输出。
无论发动机12以何种方式连接到传动系统输入构件17，传 动系统输入构件17可操作地连接到传动系统214中的一个行星齿轮组。
传动系统214的输出构件19连接到最终的传动设备16。
传动系统214使用三个差速齿轮组，优选具有行星齿轮组 220， 230和240的性质。4亍星齿轮组220应用外齿轮构件224，通常指 定为环形齿轮。环形齿轮构件224外切一个内齿轮构件222,通常指定为 中心齿轮。齿轮架构件226旋转地支撑若干行星齿轮227以使每个行星 齿轮227同时啮合第一行星齿轮组220的环形齿轮的外齿轮构件224和 中心齿轮的内齿轮构件222。
行星齿轮组230也应用一个外齿轮构件234,通常指定为环 形齿轮。环形齿轮构件234外切一个内齿轮构件232，通常指定为中心齿 轮。齿轮架构件236旋转地支撑若千行星齿轮237,以使每个行星齿轮 237同时啮合行星齿轮组230的环形齿轮的外齿轮构件234和中心齿轮的内齿轮构件232。
输入轴17连续地连接到行星齿轮组240的齿轮架构件246。 输出轴19连续地连接到行星齿轮组220的齿轮架构件226。
第一互连构件270连续地将中心齿轮构件222与中心齿轮构 件232连接起来。第二互连构件272连续地将环形齿轮构件224与齿轮 架构件236连接起来。第三互连构件274连续地将环形齿轮构件234与 环形齿轮构件244连接起来。
制动器250通过互连构件274选择性地将环形齿轮构件234 和环形齿轮构件244与变速器箱体260连接起来。该制动器250使得串 联式混合动力模式操作可以前进和后退。
实施例210也分别包括第一、第二和第三电动机/发电机280, 282和284。第一电动机/发电机280的定子固定到变速器箱体260。第 一电动机/发电机280的转子通过互连构件272固定到环形齿轮构件224 和齿轮架构件236。
第二电动机/发电机282的定子固定到变速器箱体260。第二 电动机/发电机282的转子通过互连构件274固定到环形齿轮构件234 和环形齿轮构件244。
第三电动机/发电机284的定子固定到变速器箱体260。第三 电动机/发电机284的转子固定到行星齿轮组240的中心齿轮构件242。
混合传动系统214从发动机12获取动力，并且与和控制器288 可操作相连的电力源286交换动力。第四示范性实施例的描述
参照图4，示出一动力系310,其包括连接到另一实施例的改 进电动变速传动系统(EVT)(通常由数字314标示)的发动机12。对传 动系统314进4iS殳计，以接收来自发动冲几12的至少一部分驱动功率。如 图所示，发动才几12具有输出轴，其用作传动系统314的输入构件17。瞬 时扭矩阻尼器(未显示)也可以安装在发动才几12和传动系统输入构件n之间。
无论发动机12以何种方式连接到传动系统输入构件17,传 动系统输入构件17可操作地连接到传动系统314中的一个行星齿轮组。 传动系统314的输出构件19连接到最终的传动设备16。
传动系统314使用三个差速齿轮组，优选具有行星齿轮组 320, 330和340的性质。行星齿轮组320应用外齿轮构件324,通常指 定为环形齿轮。环形齿轮构件324外切一个内齿轮构件322，通常指定为 中心齿轮。齿轮架构件326旋转地支撑若干行星齿轮327以使每个行星 齿轮327同时啮合第一行星齿轮组320的环形齿轮的外齿轮构件324和 中心齿轮的内齿轮构件322。
行星齿轮组330也应用一个外齿轮构件334,通常指定为环 形齿轮。环形齿轮构件334外切一个内齿轮构件332，通常指定为中心齿 轮。齿轮架构件336旋转地支撑若干行星齿轮337，以使每个行星齿轮 337同时啮合行星齿轮组330的环形齿轮的外齿轮构件334和中心齿轮的 内齿轮构件332。
行星齿轮组340也应用一个外齿轮构件344,通常指定为环 形齿轮。环形齿轮构件344外切一个内齿轮构件342，通常指定为中心齿 轮。齿轮架构件346旋转地支撑若千行星齿轮347，以使每个行星齿轮 347同时啮合行星齿轮组340的环形齿轮的外齿轮构件344和中心齿轮的 内齿轮构件342。
输入轴17连续地连接到行星齿轮组340的齿轮架构件346。 输出轴19连续地连接到行星齿轮組320的齿轮架构件326。
第一互连构件370连续地将中心齿轮构件3"与中心齿轮构 件332连接起来。第二互连构件372连续地将环形齿轮构件324与环形 齿轮构件334连接起来。第三互连构件374连续地将齿轮架构件336与 环形齿轮构件344连接起来。
第一制动器350通过互连构件372选择性地将环形齿轮构件 324和环形齿轮构件334与变速器箱体360连接起来。第二制动器352 通过互连构件374选择性地将齿轮架构件336和环形齿轮构件344与变速器箱体360连接起来。该制动器352使得串联式混合动力模式操作可 以前进和后退。
实施例310也分别包括第一、第二、和第三电动机/发电机 380， 382和384。第一电动机/发电机380的定子固定到变速器箱体360。 第一电动机/发电机380的转子通过互连构件370固定到中心齿轮构件 322和中心齿轮构件332。
第二电动机/发电机382的定子固定到变速器箱体360。第二 电动机/发电机382的转子通过互连构件372固定到环形齿轮构件324 和环形齿轮构件334。
第三电动机/发电机384的定子固定到变速器箱体360。第三 电动机/发电机384的转子固定到中心齿轮构件342。
参照图5，示出一动力系410,其包括连接到另一实施例的改 进电动变速传动系统(EVT)(通常由数字414标示)的发动机12。对传 动系统414进行设计，以接收来自发动机12的至少一部分驱动功率。如 图所示，发动机12具有输出轴，其用作传动系统414的输入构件17。瞬 时扭矩阻尼器(未显示)也可以安装在发动机12和传动系统输入构件17 之间。
在实施例中描述的发动机12可以是矿物燃料发动机，例如汽 油或柴油发动机，其可快速调节以提供其可用的通常以每分钟可选择的 转数(RPM)来传送的功率输出。
无论发动机12以何种方式连接到传动系统输入构件17,传 动系统输入构件17可操作地连接到传动系统414中的一个行星齿轮组。 传动系统414的输出构件19连接到最终的传动设备16。
传动系统414使用三个差速齿轮组，优选具有行星齿轮组 420, 430和440的性质。行星齿轮组420应用外齿轮构件424，通常指 定为环形齿轮。环形齿轮构件424外切一个内齿轮构件422,通常指定为 中心齿轮。齿轮架构件426旋转地支撑若干行星齿轮427以使每个行星 齿轮427同时啮合第一行星齿轮组420的环形齿轮的外齿轮构件424和 中心齿轮的内齿轮构件422。
行星齿轮组430也应用一个外齿轮构件434,通常指定为环 形齿轮。环形齿轮构件434外切一个内齿轮构件432，通常指定为中心齿 轮。齿轮架构件436旋转地支撑若千行星齿轮437,以使每个行星齿轮 437同时啮合行星齿轮组430的环形齿轮的外齿轮构件434和中心齿轮的 内齿轮构件432。
行星齿轮组440也应用一个外齿轮构件444，通常指定为环 形齿轮。环形齿轮构件444外切一个内齿轮构件442，通常指定为中心齿 轮。齿轮架构件446旋转地支撑若千行星齿轮447，以使每个行星齿轮 447同时啮合行星齿轮组440的环形齿轮的外齿轮构件444和中心齿轮的 内齿轮构件442。
输入轴17连续地连接到齿轮架构件426。输出轴19连续地 连接到齿轮架构件446。
第一互连构件470连续地将中心齿轮构件422与齿轮架构件 436连接起来。第二互连构件472连续地将环形齿轮构件424与中心齿轮 构件432连接起来。第三互连抅件474连续地将环形齿轮构件434与环 形齿轮构件444连接起来。
第一制动器450通过互连构件472选择性地将环形齿轮构件 424和中心齿轮构件432与变速器箱体460连接起来。第二制动器452 通过互连构件474选择性地将环形齿轮构件434和环形齿轮构件444与 变速器箱体460连接起来。
实施例410也分別包括第一、第二和第三电动机/发电机480， 482和484。第一电动机/发电机480的定子固定到变速器箱体460。第 一电动机/发电机480的转子通过互连构件472固定到环形齿轮构件424 和中心齿轮构件432。
第二电动糸W发电机482的定子固定到变速器箱体460。第二 电动机/发电机482的转子固定到齿轮架构件436。
第三电动机/发电机484的定子固定到变速器箱体460。第 三电动机/发电机484的转子固定到中心齿轮构件442。
混合传动系统414从发动机12获取动力，并且与和控制器 488可搡作相连的电力源486交换动力。第六示范性实施例的描述
参照图6,示出一动力系510，其包括连接到另一实施例的改进电动变速传动系统(EVT)(通常由数字514标示)的发动机12。对 传动系统514进行设计，以接收来自发动机12的至少一部分驱动功率。 如图所示，发动机12具有输出轴，其用作传动系统514的输入构件17。 瞬时扭矩阻尼器(未显示)也可以安装在发动机12和传动系统输入构件 17之间。
无论发动机12以何种方式连接到传动系统输入构件17，传 动系统输入构件17可操作地连接到传动系统514中的一个行星齿轮组。 传动系统514的输出构件19连接到最终的传动设备16。
传动系统514使用三个差速齿轮组，优选具有行星齿轮组 520, 530和540的性质。^f亍星齿轮组520应用外齿轮构件524，通常指 定为环形齿轮。环形齿轮构件524外切一个内齿轮构件522，通常指定为 中心齿轮。齿轮架构件526旋转地支撑若干行星齿轮527以使每个行星 齿轮527同时啮合第一行星齿轮组520的环形齿轮的外齿轮构件524和 中心齿轮的内齿轮构件522。
行星齿轮组530也应用一个外齿轮构件534,通常指定为环 形齿轮。环形齿轮构件534外切一个内齿轮构件532,通常指定为中心齿 轮。齿轮架构件536旋转地支撑若千行星齿轮5 37以使每个行星齿轮537 同时啮合行星齿轮组530的环形齿轮的外齿轮构件534和中心齿轮的内 齿轮构件532。
行星齿轮组540也应用一个外齿轮构件544，通常指定为环 形齿轮。环形齿轮构件544外切一个内齿轮构件542，通常指定为中心齿 轮。齿轮架构件546旋转地支撑若千行星齿轮547以使每个行星齿轮547 同时啮合行星齿轮组540的环形齿轮的外齿轮构件544和中心齿轮的内 齿轮构件542。
输入轴17连续地连接到齿轮架构件526。输出轴19连续地 连接到齿轮架构件546。〖00109]第一互连构件570连续地将中心齿轮构件522与中心齿轮构 件532连接起来。第二互连构件572连续地将齿轮架构件526与齿轮架 构件536连接起来。第三互连构件574连续地将环形齿轮构件534与环形齿轮构件544连接起来。〖00110]制动器550通过互连构件574选择性地将环形齿轮构件534 和环形齿轮构件544与变速器箱体560连接起来。该制动器550使得串 联式混合动力模式操作可以前进和后退。
实施例510也分别包括第一、第二和第三电动机/发电机 580， 582和584。第一电动机/发电机580的定子固定到变速器箱体560。 第一电动机/发电机580的转子固定到环形齿轮构件524。
第二电动机/发电机582的定子固定到变速器箱体560。第 二电动机/发电机582的转子固定到中心齿轮构件542。
混合传动系统514从发动机12获取动力，并且与和控制器 588可操作相连的电力源586交换动力。第七示范性实施例的描述
参照图7，示出一动力系610,其包括连接到另一实施例的 改进电动变速传动系统(EVT)(通常由数字614标示)的发动机12。对 传动系统614进行设计，以接收来自发动机12的至少一部分驱动功率。 如图所示，发动机12具有输出轴，其用作传动系统614的输入构件17。 瞬时扭矩阻尼器(未显示)也可以安装在发动机12和传动系统输入构件 17之间。
在实施例中描述的发动机12可以是矿物燃料发动机，例如 汽油或柴油发动机，其可快速调节以提供其可用的通常以每分钟可选择 的转数(RPM)来传送的功率输出。
无论发动机12以何种方式连接到传动系统输入构件17,传 动系统输入构件17可操作地连接到传动系统614中的一个行星齿轮组。 传动系统614的输出构件19连接到最终的传动设备16。
传动系统614使用三个差速齿轮组，优选具有行星齿轮组 620, 630和640的性质。行星齿轮组620应用外齿轮构件624，通常指 定为环形齿轮。环形齿轮构件624外切一个内齿轮构件622，通常指定为 中心齿轮。齿轮架构件626旋转地支撑若干行星齿轮627以使每个行星 齿轮627同时啮合第一行星齿轮组620的环形齿轮的外齿轮构件624和中心齿轮的内齿轮构件622。
行星齿轮组630也应用一个外齿轮构件634,通常指定为环 形齿轮。环形齿轮构件634外切一个内齿轮构件632，通常指定为中心齿 轮。齿轮架构件636旋转地支撑若干行星齿轮637以使每个行星齿轮637 同时啮合行星齿轮组630的环形齿轮的外齿轮构件634和中心齿轮的内 齿轮构件632。
行星齿轮组640也应用一个外齿轮构件644，通常指定为环 形齿轮。环形齿轮构件644外切一个内齿轮构件642，通常指定为中心齿 轮。齿轮架构件646旋转地支撑若干行星齿轮647以使每个行星齿轮647 同时啮合行星齿轮组640的环形齿轮的外齿轮构件644和中心齿轮的内 齿轮构件642。
输入轴17连续地连接到齿轮架构件626。输出轴19连续 地连接到环形齿轮构件644。
第一互连构件670连续地将环形齿轮构件624与环形齿轮 构件634连接起来。第二互连构件672连续地将齿轮架构件626与齿轮 架构件636连接起来。第三互连构件674连续地将中心齿轮构件622与 齿轮架构件646连接起来。
第一制动器650通过互连构件670选择性地将环形齿轮构件 624和环形齿轮构件634与变速器箱体660连接起来。第二制动器652 通过互连构件674选择性地将齿轮架构件646和中心齿轮构件622与变 速器箱体660连接起来。
实施例610也分别包括第一、第二和第三电动机/发电机 680， 682和684。第一电动机/发电机680的定子固定到变速器箱体660。 第一电动机/发电机680的转子通过互连构件670固定到环形齿轮构件 624和环形齿轮构件634。
第二电动机/发电机682的定子固定到变速器箱体660。第 二电动机/发电机682的转子固定到中心齿轮构件632。
第三电动机/发电机684的定子固定到变速器箱体6M。第 三电动机/发电机684的转子固定到中心齿轮构件642。
混合传动系统614从发动机12获取动力，并且与和控制器 688可操作相连的电力源686交换动力。第八示范性实施例的描述
参照图8,示出一动力系710,其包括连接到另一实施例的 改进电动变速传动系统(EVT)(通常由数字714标示)的发动机12。对 传动系统714进行设计，以接收来自发动机12的至少一部分驱动功率。 如图所示，发动机12具有输出轴，其用作传动系统714的输入构件17。 瞬时扭矩阻尼器(未显示)也可以安装在发动机12和传动系统输入构件 17之间。
在实施例中描述的发动机12可以是矿物燃料发动机，例如 汽油或柴油发动机，其可快速调节以提供其可用的通常以每分钟可选择 的转数(RPM)来传送的功率输出。
无论发动机12以何种方式连接到传动系统输入构件17，传 动系统输入构件17可操作地连接到传动系统714中的一个行星齿轮组。 传动系统714的输出构件19连接到最终的传动设备16。
传动系统714使用三个差速齿轮组，优选具有行星齿轮组 720， 730和740的性质。行星齿轮组720应用外齿轮构件724，通常指 定为环形齿轮。环形齿轮构件724外切一个内齿轮构件722,通常指定为 中心齿轮。齿轮架构件726旋转地支撑若干行星齿轮727以使每个行星 齿轮727同时啮合第一行星齿轮组720的环形齿轮的外齿轮构件724和 中心齿轮的内齿轮构件722。
行星齿轮组730也应用一个外齿轮构件734,通常指定为环 形齿轮。环形齿轮构件734外切一个内齿轮构件732，通常指定为中心齿 轮。齿轮架构件736旋转地支撑若千行星齿轮737以使每个行星齿轮737 同时啮合行星齿轮组730的环形齿轮的外齿轮构件734和中心齿轮的内 齿轮构件7 32。
行星齿轮组740也应用一个外齿轮构件744，通常指定为环 形齿轮。环形齿轮构件744外切一个内齿轮构件742，通常指定为中心齿 轮。齿轮架构件746旋转地支撑若千行星齿轮747以使每个行星齿轮747 同时啮合行星齿轮组740的环形齿轮的外齿轮构件744和中心齿轮的内 齿轮构件742。
输入轴17连续地连接到齿轮架构件726。输出轴19连续 地连接到齿轮架构件746。
第一互连构件770连续地将中心齿轮构件722与中心齿轮 构件732连接起来。第二互连构件772连续地将齿轮架构件726与环形齿轮构件734连接起来。第三互连构件774连续地将齿轮架构件736与 环形齿轮构件744连接起来。
第一制动器750选择性地将环形齿轮构件724与变速器箱体 760连接起来。第二制动器752通过互连构件774选择性地将齿轮架构件 736和环形齿轮构件744与变速器箱体760连接起来。第三制动器754 通过互连构件770选择性地将中心齿轮构件722和中心齿轮构件732与 变速器箱体760连接起来。
实施例710也分别包括第一、第二、和第三电动机/发电机 780, 782和784。第一电动机/发电机780的定子固定到变速器箱体760。 第一电动机/发电机780的转子固定到环形齿轮构件724。
第二电动机/发电机782的定子固定到变速器箱体760。第 二电动机/发电机782的转子固定到中心齿轮构件742。
第三电动机/发电机784的定子固定到变速器箱体760。第 三电动机/发电机784的转子通过互连构件770固定到中心齿轮构件722 和中心齿轮构件732。
混合传动系统714从发动机12获取动力，并且与和控制器 788可操作相连的电力源786交换动力。第九示范性实施例的描迷
参照图9,示出一动力系810,其包括连接到另一实施例的 改进电动变速传动系统(EVT)(通常由数字814标示)的发动机12。对 传动系统814进行设计，以接收来自发动机12的至少一部分驱动功率。 如图所示，发动机12具有输出轴，其用作传动系统814的输入构件17。 瞬时扭矩阻尼器(未显示)也可以安装在发动机l2和传动系统输入构件 17之间。〖00142]在实施例中描述的发动片几12可以是矿物燃料发动机，例如 汽油或柴油发动机，其可快速调节以提供其可用的通常以每分钟可选择 的转数(RPM)来传送的功率输出。
无论发动冲几12以何种方式连接到传动系统输入构件17，传 动系统输入构件17可操作地连接到传动系统814中的一个行星齿轮组。 传动系统814的输出构件19连接到最终的传动设备16。
传动系统814使用三个差速齿轮组，优选具有行星齿轮组 820, 830和840的性质。行星齿轮组820应用外齿轮构件824,通常指定为环形齿轮。环形齿轮构件824外切一个内齿轮构件822，通常指定为 中心齿轮。齿轮架构件826旋转地支撑若干行星齿轮827以使每个行星 齿轮827同时啮合第一行星齿轮组820的环形齿轮的外齿轮构件824和 中心齿轮的内齿轮构件822。
行星齿轮组840也应用一个外齿轮构件844，通常指定为 环形齿轮。环形齿轮构件844外切一个内齿轮构件842，通常指定为中心 齿轮。齿轮架构件846旋转地支撑若千行星齿轮847、 848，以使每个行 星齿轮847啮合环形齿轮的外齿轮构件844,以及使每个行星齿轮848 同时啮合行星齿轮组840的中心齿轮的内齿轮构件842和相应的行星齿 轮847。
输入轴17连续地连接到中心齿轮构件832。输出轴19连续 地连接到环形齿轮构件844。00148]第一互连构件870持续地将齿轮架构件826与齿轮架构件 836连接起来。第二互连构件872连续地将环形齿轮构件824与中心齿轮 构件832连接起来。第三互连构件874连续地将环形齿轮构件834与中 心齿轮构件842连接起来。
第一制动器850选择性地将中心齿轮构件822与变速器箱体 860连接起来。第二制动器852通过互连构件870选择性地将齿轮架构件 826和齿轮架构件836与变速器箱体860连接起来。第三制动器854通 过互连构件874选择性地将环形齿轮构件834和中心齿轮构件842与变 速器箱体860连接起来。该制动器854使得串联式混合动力操作可以前 进或后退。第四制动器856选择性地将齿轮架构件846与变速器箱体860 连接起来。
实施例810也分别包括第一、第二和第三电动机/发电机 880， 882和884。第一电动才几/发电^几880的定子固定到变速器箱体860。 第一电动才几/发电才几880的转子固定到中心齿轮构件822。
第二电动才几/发电4几882的定子固定到变速器箱体860。第二电动机/发电机882的转子通过互连构件874固定到环形齿轮构件834 和中心齿轮构件842。
第三电动机/发电机884的定子固定到变速器箱体860。第 三电动机/发电机884的转子固定到齿轮架构件846。
混合传动系统814从发动机12获取动力，并且与和控制器 888可操作相连的电力源886交换动力。第十示范性实施例的描述
参照图10,示出一动力系910,其包括连接到另一实施例 的改进电动变速传动系统(EVT)(通常由数字914标示)的发动机12。 对传动系统914进行设计，以接收来自发动机12的至少一部分驱动功率。 如图所示，发动机12具有输出轴，其用作传动系统914的输入构件17。 瞬时扭矩阻尼器(未显示)也可以安装在发动机12和传动系统输入构件 17之间。
无论发动机12以何种方式连接到传动系统输入构件17，传 动系统输入构件H可操作地连接到传动系统914中的一个行星齿轮组。 传动系统914的输出构件19连接到最终的传动设备16。
传动系统914使用三个差速齿轮组，优选具有行星齿轮组 920， 930和940的性质。行星齿轮组920应用外齿轮构件924，通常指 定为环形齿轮。环形齿轮构件924外切一个内齿轮构件922，通常指定为 中心齿轮。齿轮架构件926旋转地支撑若干行星齿轮927以使每个行星 齿轮927同时啮合行星齿轮组920的环形齿轮的外齿轮构件924和中心 齿轮的内齿轮构件922。
行星齿轮组930也应用一个外齿轮构件934，通常指定为环 形齿轮。环形齿轮构件934外切一个内齿轮构件932，通常指定为中心齿 轮。齿轮架构件936旋转地支撑若干行星齿轮937以使每个行星齿轮937 同时啮合行星齿轮组930的环形齿轮的外齿轮构件934和中心齿轮的内 齿轮构件932。
行星齿轮组940也应用一个外齿轮构件944,通常指定为环 形齿轮。环形齿轮构件944外切一个内齿轮构件942，通常指定为中心齿轮。齿轮架构件946旋转地支撑若干行星齿轮947以使每个行星齿轮947 同时啮合行星齿轮组940的环形齿轮的外齿轮构件944和中心齿轮的内 齿轮构件942。
输入轴17连续地连接到中心齿轮构件932。输出轴19连续 地连接到环形齿轮构件944。
第一个互连构件970连续地将齿轮架构件926与中心齿轮构 件932连接起来。第二互连构件972连续地将环形齿轮构件924与环形 齿轮构件934连接起来。第三互连构件974连续地将齿轮架构件936与 齿轮架构件946连接起来。
第一制动器950通过互连构件972选择性地将环形齿轮构件 924和环形齿轮构件934与变速器箱体960连接起来。第二制动器952 通过互连构件974选择性地将齿轮架构件936和齿轮架构件946与变速 器箱体960连接起来。该制动器952使得串联式混合动力操作可以前进 或后退。
实施例910也分别包括第一、第二和第三电动机/发电机 980, 982和984。第一电动机/发电机980的定子固定到变速器箱体960。 第一电动机/发电机980的转子固定到中心齿轮构件922。
第二电动机/发电机982的定子固定到变速器箱体960。第 二电动机/发电机982的转子通过互连构件972固定到环形齿轮构件924 和环形齿轮构件934。
第三电动机/发电机984的定子固定到变速器箱体960。第 三电动机/发电机984的转子固定到齿轮架构件942。
混合传动系统914从发动机12获取动力，并且与和控制器 988可操作相连的电力源986交换动力。第十示范性实施例的描述
参照图11,示出一动力系IOIO，其包括连接到另一实施例 的改进电动变速传动系统(EVT)(通常由数字1014标示)的发动机12。 对传动系统1014进行设计，以接收来自发动机12的至少一部分驱动功 率。如图所示，发动机12具有输出轴，其用作传动系统1014的输入构 件17。瞬时扭矩阻尼器(未显示)也可以安装在发动机12和传动系统输入 构件17之间。
在实施例中描迷的发动片几l2可以是矿物燃料发动机，例如汽油或柴油发动机，其可快速调节以提供其可用的通常以每分钟可选择的转数(RPM)来传送的功率输出。
传动系统IOH使用三个差速齿轮组，优选具有行星齿轮组 1020, 1030和1040的性质。行星齿轮组102(H吏用外齿轮构件1024，通 常指定为环形齿轮。环形齿轮构件1024外切一个内齿轮构件1022，通常 指定为中心齿轮。齿轮架构件1026旋转地支撑若千行星齿轮1027以使 每个行星齿轮1027同时啮合行星齿轮组1020的环形齿轮的外齿轮构件 1024和中心齿轮的内齿轮构件1022。
行星齿轮组1030也应用一个外齿轮构件1034,通常指定为 环形齿轮。环形齿轮构件1034外切一个内齿轮构件1032，通常指定为中 心齿轮。齿轮架构件1036旋转地支撑若干行星齿轮1037以使每个行星 齿轮1037同时啮合行星齿轮组1030的环形齿轮的外齿轮构件1034和中 心齿轮的内齿轮构件1032。
行星齿轮组1040也应用一个外齿轮构件1044,通常指定为 环形齿轮。环形齿轮构件1044外切一个内齿轮构件1042，通常指定为中 心齿轮。齿轮架构件1046旋转地支撑若干行星齿轮1047以使每个行星 齿轮1047同时啮合行星齿轮组1040的环形齿轮的外齿轮构件1044和中 心齿轮的内齿轮构件1042。
输入轴17连续地连接到中心齿轮构件1032。输出轴19连 续地连接到齿轮架构件1026。
第一互连构件1070连续地将环形齿轮构件1024与齿轮架构 件1036连接起来。第二互连构件1072连续地将环形齿轮构件1034与环 形齿轮构件1044连接起来。第三互连构件1074连续地将中心齿轮构件 1032与齿轮架构件1046连接起来。
第一制动器1 050通过互连构件1070选择性地将环形齿轮构 件1 024和齿轮架构件1036与变速器箱体1070连接起来。第二制动器 1052通过互连构件1072选择性地将环形齿轮构件1034和环形齿轮构件 1044与变速器箱体1060连接起来。
实施例IOIO也分别包括第一、第二和笫三电动机/发电机1080, 1082和1084。第一电动机/发电机1080的定子固定到变速器箱体 1060。第一电动机/发电机1080的转子通过诸如皮带或链条的可以改变 速比的偏置驱动设备1090固定到中心齿轮构件1022。
第二电动机/发电机1082的定子固定到变速器箱体1 060。 第二电动冲几/发电才几1082的转子通过互连构件1072固定到环形齿轮构件 1 034和环形齿轮构件1044。
第三电动机/发电机1084的定子固定到变速器箱体1060。 第三电动机/发电机1084的转子通过可以改变速比的偏置驱动设备1092 固定到中心齿轮构件1042。
混合传动系统1014从发动机12获取动力，并且与和控制器 1 088可操作相连的电力源1086交换动力。[00180虽然已经详细描述了实现本发明的最佳模式，但熟悉有关本实施例都落人所附权利:;的范围内。
权利要求
1.电动变速传动系统，包括输入构件，以从发动机获取动力；输出构件；第一、第二和第三电动机/发电机；第一、第二和第三差速齿轮组，每一齿轮组都包含第一、第二和第三构件；所述输入构件与所述第一、第二或第三齿轮组的某一构件连续地连接，以及所述输出构件与所述第一、第二或第三齿轮组的另一构件连续地连接；第一互连构件，其连续地将所述第一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接起来；第二互连构件，其连续地将所述第一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接起来；第三互连构件，其连续地将所述第二齿轮组的所述第三构件与所述第三齿轮组的所述第一构件连接起来；第一制动器，其选择性地将所述第一、第二或第三齿轮组的至少一构件与一固定构件连接起来；所述第一电动机/发电机连续地与所述第一或第二齿轮组的一构件连接；所述第二电动机/发电机连续地与所述第二或第三齿轮组的一构件连接；所述第三电动机/发电机连续地与所述第一或第三齿轮组的另一构件连接；其中所述制动器和第一、第二和第三电动机/发电机以并列的方式运作，从而为电动变速传动系统提供所述输入构件和所述输出构件之间的连续可变的速比范围。
2. 根据权利要求l所述的电动变速传动系统，其中可操作所述第一 制动器以便在电动变速传动系统中进行串联式混合动力操作。
3. 根据权利要求l所迷的电动变速传动系统，其中所迷第一、第二和笫三差速齿轮组均为行星齿轮组。
4. 根据权利要求3所述的电动变速传动系统，其中每一所述行星齿轮组的齿轮架均为单齿轮架，
5. 根据权利要求3所述的电动变速传动系统，其中所述行星齿轮组 的至少一齿轮架是双齿轮架.
6. 根据权利要求l所述的电动变速传动系统，进一步包括 第二制动器，其选择性地将所述第一、第二或第三齿轮组的某一构件与所述固定构件连接起来。
7. 根据权利要求6所迷的电动变速传动系统，进一步包括 笫三制动器，其选择性地将所述第一、笫二或笫三齿轮组的某一构件与所述固定元件连接起来.
8. 根据权利要求7所述的电动变速传动系统，进一步包括 第四制动器，其选择性地将所述第一、第二或第三齿轮组的某一构件与所述固定构件连接起来.
9. 根据权利要求l所述的电动变速传动系统，其中至少一个所述电 动机/发电机通过诸如常规齿轮组、皮带传动、链条传动或其组合的固 定或可变速比设备与所述齿轮組连接起来。
10. 电动变速传动系统，包括 输入构件，以从发动机获取动力； 输出构件；第一、笫二和第三电动机/发电机；第一、第二和第三差速齿轮组，每一齿轮组都包含第一、第二和第三 构件；所迷输入构件与所迷第一、第二或笫三齿轮组的某一构件连续地连 接，以及所述输出构件与所述第一、第二或笫三齿轮组的另一构件连续 地连接；第一互连构件，其连续地将所述笫一齿轮组的所述第一构件与所述 笫二齿轮組的所述第 一构件连接起来；第二互连构件，其连续地将所述第一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接起来；第三互连构件，其连续地将所述第二齿轮组的所述第三构件与所述 第三齿轮组的所述第 一构件连接起来；制动器，其选择性地将所述第一、第二或第三齿轮组的至少一构件 与一固定构件连接起来；所述第一、第二、第三电动机/发电机连续地与所述齿轮组的构件连接；其中所述制动器和笫一、第二和笫三电动机/发电机以并列的方式 运作，从而为电动变速传动系统提供所述输入构件和所述输出构件之间 的连续可变的速比范围。
11. 根据权利要求io所述的电动变速传动系统，其中可操作所述制 动器以便在电动变速传动系统中进行串联式混合动力操作，
12. 根据权利要求10所述的电动变速传动系统，其中所述第一、第二和笫三差速齿轮组均为行星齿轮组.
13. 根据权利要求12所述的电动变速传动系统，其中每一所述行星齿轮组的齿轮架均为单齿轮架，
14. 根据权利要求12所述的电动变速传动系统，其中所述行星齿轮 组的至少一齿轮架是双齿轮架.
15. 根据权利要求10所述的电动变速传动系统，进一步包括 第二制动器，其选择性地将所述第一、第二或第三齿轮组的某一构件与所述固定构件连接起来。
16. 根据权利要求10所述的电动变速传动系统，进一步包括 笫三制动器，其选择性地将所述第一、第二或第三齿轮组的某一构件与所述固定元件连接起来.
17. 根据权利要求10所述的电动变速传动系统，进一步包括第四制动器，其选择性地将所述第一、第二或第三齿轮組的某一构 件与所述固定构件连接起来。
18. 根据权利要求10所述的电动变速传动系统，其中至少一个所述 电动机/发电机通过诸如常规齿轮组、皮带传动、链条传动或其组合的 固定或可变速比设备与所述齿轮组连接起来。
全文摘要
本发明的电动变速传动系提供低容量的电动变速传动机制，包括第一、第二和第三差速齿轮组，一个电池，三个可互换地用作电动机或发电机的电动设备，和至少一个制动器。三个电动机/发电机以并列的方式运作，以产生具有连续可变速比范围(包括后退)的EVT。制动器之一使得可以进行串联式混合动力操作。
文档编号F16H3/72GK101220852SQ200710187050
公开日2008年7月16日 申请日期2007年11月19日 优先权日2006年11月17日
发明者P·B·乌索洛 申请人:通用汽车环球科技运作公司