专利名称：具有两个行星齿轮组及一个固定互连件的的电动变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及可在功率分流的可变速度比范围内和固定的速度比 下选择性地操作的电动变速器，其具有两个行星齿轮组、两个电动 才几/发电才几和四个或五个4丑矩传递才几构。
背景技术：
内燃机，尤其那些往复式活塞类型的内燃器目前用来驱动大多 数车辆。这种发动机是相对效率较高、紧凑、重量轻且较廉价的装 置，其将燃料形式的高浓缩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排放物的新颖变速器系 统将为公众带来很大的好处。
车辆对内燃机的各种广泛需求增加了燃料消耗，并使排放物超 出了这类发动机的理想状况。车辆通常由这种发动机驱动，其由小 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。这种发动机也可在较宽的速度范围内和净交 宽的负荷范围内操作，并且通常在其最大功率输出的大约五分之一 的平均值下操作。
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，例如固定的末级传动齿轮、车轴或车轮。典型的机械变速器通 常通过五种或六种不同传动比的交替选择而允许发动机操作上的一 些自由度，空档选择允许发动机在车辆停止时操作辅助装置，离合 器或扭矩转换器用于传动比之间的平滑过渡，并在发动机旋转下从 静止状态起动车辆。变速器齿轮选择通常允许将发动机功率以扭矩 倍增和减速的比率，以扭矩减小和速度倍增的比率，即超速档，或
以倒档比，而传送到传动系统的其余部分。
电动机/发电机可将机械功率从发动机转换成电功率，并且还可 将电功率以不同的扭矩和速度转换回到用于车辆传动系统其余部分 的机械功率。这种装置允许在电机的限制范围内，实现发动机和传 动系统其余部分之间的扭矩和速度比的连续变化。用作用于推进的 动力源的电储存蓄电池可添加到这种设置中，从而形成串联混合
(hybrid)电动驱动系统。
串联混合系统允许发动机一定程度地独立于推进车轮所需的扭 矩、速度和功率而工作，因此可控制发动机以用于改善排放和效率。 这种系统允许连接在发动机上的电机用作起动发动机的电动才几。这 种系统也允许连接在传动列其余部分上的电机用作发电机，从而通 过再生式制动将来自车轮减速的能量回收到蓄电池中。串联电驱动 装置的缺点在于，将全部发动机功率在发动机中从机械形式转化成
重量和成本，以及在这些转化中损失的有用能量。
功率分流变速器可使用通常被理解为"差速齿轮"装置，以便在输 入和输出之间实现连续可变的扭矩和速度比。电动变速器可使用差
速齿轮装置来发送其通过一对电动机/发电机所传递的功率。它的功 率的其余部分流过另一并联的路径，其是全机械的和直接的固定比，
或者是可选择的。
本领域中众所周知的是，差速齿轮装置可构成行星齿轮组。行 星齿轮装置通常是差速齿轮装置发明中采用的优选实施例，其优点 在于其紧凑性，以及在行星齿轮组的全部部件中具有不同的扭矩和
速度比。然而，也可以没有行星齿轮的形式来构造该发明，而是采 用伞齿轮或其它齿轮设置，其中，齿轮组的至少一个元件的转速总 是两个其它元件的加权平均速度。
混合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。电储存允许从发动机至变速器系统的机械输入 功率改变至从变速器系统至车辆的机械输出功率。蓄电池或其它装 置也允许发动机用变速器系统起动以及用于再生式车辆制动。
车辆中的电动变速器可简单地将机械功率从发动机输入传递至 最终的传动输出功率。为此， 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。通过使用上述电 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另一 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 电动机/发电机两者同时用作电动机，尤其是帮助发动机进行车辆加 速。这两个电动机有时都可用作发电机，以便对蓄电池重新充电， 尤其是在再生式车辆制动时。
一种用于串联混合变速器的成功的代用品是现在为运输巴士生 产的两个范围的输入分流和复合分流电动变速器，其净皮^^开在与本
申i青共同受让的授予Michael Roland Schmidt的美国专利No.5,931,757 中，该美国专利通过引用而完整地结合于本文中。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 出功率以驱动车辆。笫 一和第二电动机/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收来自第一和笫二电动机/发 动机的功率，和为第一和第二电动才几/发动机提供功率。控制单元调 节能量存储设备和电动机/发电机之间以及第 一和第二电动机/发电机 之间的功率流动。
在第一或第二变速度比操作^^莫式下的操作可通过利用具有第一 和第二扭矩传递装置的离合器而选择性地实现。在第一才莫式中，输
入功率分流速度比范围通过应用第一离合器而形成，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。在第二才莫式中，复合-功率-分流速度比范围通过应用第二离合器而形成，并且变速器的输 出速度与电动机/发电机的任一速度不成比例，但是为这两个电动机/ 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操作可
选择性地通过应用这两个离合器而实现。变速器在空档才莫式中的操 作可选择性地通过释放这两个离合器，使发动机及这两个电动机/发 电机与变速器输出分离而实现。变速器包括至少 一个在其第 一操作 模式下的机械点和至少两个在其第二操作模式下的机械点。
于2003年3月4日授予Holmes等人的与本申请共同转让、并 通过引用而完整地结合于本文中的美国专利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，以提供 输入分流、复合分流、空档和倒档操作模式的电动变速器。这两个 行星齿轮组可以是简单的，或者其中一个可以单独地为复合式的。 电控制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 动。这种变速器提供了两个范围或电动变速器(EVT)操作模式，选择 性地提供了 一种输入功率分流速度比范围和复合功率分流速度比范 围。还可选择性地实现一种固定的速度比。
发明概要
本发明提供了 一系列电动变速器，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几个优点，包括改进的车辆加速度性 能，通过再生制动和仅电空转及起动而改进的燃料经济性能，以及 具有吸引力的市场特征。本发明的一个目的是为给定的发动机提供 最好的可能的能量效率和排放物。另外，还为变速器寻求最佳性能、 容量、包装尺寸和速度比覆盖范围。
本发明的电动变速器系列提供了低容量、低成本的电动变速器 机构，其包括第一和第二差速齿轮组，蓄电池，两个可互换地用作 电动才几或发电才几的电机，以及四个或五个可选择的4丑矩传递装置(两 个离合器和两个或三个制动器)。差速齿轮组优选是行星齿轮组，但 也可利用其它齿轮装置，例如偏轴的伞齿轮或差速齿轮装置。
在本说明书中，第一和第二行星齿轮组可从左至右或从右至左 进行计数。
各个行星齿轮组具有三个部件。各个行星齿轮组的第一、第二
或笫三部件可以是太阳齿轮、环形齿轮或托架(carrier)的任何其中一 个部件。
各个托架可以是单个小齿轮托架(简单)或双小齿轮托架(复合)。
输入轴连续地与行星齿轮组的至少一个部件相连。输出轴连续 地与行星齿轮组的另 一部件相连。
互连部件连续地将第一行星齿轮组的第一部件和笫二行星齿轮 组的笫 一部件连接起来。
第一扭矩传递装置选择性地将第一行星齿轮组的部件和第一或 第二行星齿轮组的另 一部件连接起来。
第二扭矩传递装置选择性地将第二行星齿轮组的部件和第一或 第二行星齿轮组的另一部件连接起来，这对部件不同于第一扭矩传 递装置所连接的部件。
第三扭矩传递装置选择性地将第一或第二行星齿轮组的部件和 固定部件(变速箱)连接起来。
第四扭矩传递装置用作一种与其中一个电动机/发电机并联连接 的制动器，用于使该电动机/发电机的旋转停止。可选的笫五扭矩传
递装置用作一种与其中另一个电动机/发电机并联连接的制动器，用 于使该电动机/发电机的旋转停止。
第一电动机/发电机安装在变速箱上(或接地)，并且连续地连接在 第一或第二行星齿轮組的部件上。
第二电动机/发电机安装在变速箱上，并且连续地连接在第一或 第二行星齿轮组的部件上，这个部件不同于与第 一电动机/发电机相 连接的部件。
这四个或五个可选择的扭矩传递装置单独或两两组合地相才妄 合，从而产生带有一个连续可变速范围(包括倒档)和四个机械固定的 前进速比的EVT。"固定速度比"是其中将变速器的机械动力输入机 械地传送至输出、并且在电动机/发电机中没有功率流动(即几乎为零)
时的操作状态。可选择性地实现用于接近全发动机功率操作的几个 固定速度比的电动变速器，对于给定的最大容量可能较小并且较轻。 当在未采用电动机/发电机、发动机速度可能接近其最佳性能的条件 下进行操作时，固定速度比操作还可导致较低的燃料消耗。各种固 定速度比和可变速度比可通过恰当地选择行星齿轮组的齿数比而实 现。
本文所公开的电动变速器系列的各个实施例具有变速器输入和 输出都不直接连接在电动机/发电机上的构造。这允许减少所需要的
电动机/发电机的尺寸和成本，以达到所需的车辆性能。
第一、第二、第三和第四(和可选的第五)扭矩传递装置以及笫一
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 变速范围模式，以及固定比模式。
从以下结合附图对实现本发明的最佳模式的详细描述中，将很 容易清楚本发明的上述特征和优势以及其它的特征和优势。
附图简介
图la是包括电动变速器的动力系的示意图，这种电动变速器包 含本发明的一系列部件；
图lb是描述图la中所示的动力系的一些操作特征的操作才莫式表 和固定比模式表；
图2a是具有电动变速器的动力系的示意图，这种电动变速器包 含本发明的另一系列部件；
图2b是描述图2a中所示的动力系的一些操作特征的操作模式表 和固定比模式表；
图3a是具有电动变速器的动力系的示意图，这种电动变速器包
含本发明的另一系列部件；
图3b是描述图3a中所示的动力系的一些操作特征的操作模式表
和固定比模式表；
图4a是具有电动变速器的动力系的示意图，这种电动变速器包 含本发明的另一系列部件；
图4b是描述图4a中所示的动力系的一些操作特征的操作模式表 和固定比模式表；
图5a是具有电动变速器的动力系的示意图，这种电动变速器包 含本发明的另一系列部件；
图5b是描述图5a中所示的动力系的一些操作特征的操作才莫式表 和固定比模式表；
图6a是具有电动变速器的动力系的示意图，这种电动变速器包 含本发明的另一系列部件；
图6b是描述图6a中所示的动力系的一些操作特征的操作模式表 和固定比模式表；
图7a是具有电动变速器的动力系的示意图，这种电动变速器包 含本发明的另一系列部件；
图7b是描述图7a中所示的动力系的一些操作特征的操作才莫式表 和固定比模式表；
图8a是具有电动变速器的动力系的示意图，这种电动变速器包 含本发明的另 一 系列部件；
图8b是描述图8a中所示的动力系的一些操作特征的操作才莫式表
和固定比模式表；
图9a是具有电动变速器的动力系的示意图，这种电动变速器包
含本发明的另一系列部件；
图9b是描述图9a中所示的动力系的一些操作特征的操作才莫式表 和固定比模式表；
图10a是具有电动变速器的动力系的示意图，这种电动变速器包 含本发明的另一系列部件；
图10b是描述图10a中所示的动力系的一些操作特征的操作模式
表和固定比模式表；
图lla是具有电动变速器的动力系的示意图，这种电动变速器包 含本发明的另一系列部件；
图llb是描述图lla中所示的动力系的一些操作特征的操作模式 表和固定比模式表；
图12a是具有电动变速器的动力系的示意图，这种电动变速器包 含本发明的另一系列部件；
图12b是描述图12a中所示的动力系的一些操作特征的操作才莫式 表和固定比模式表；
图13a是具有电动变速器的动力系的示意图，这种电动变速器包 含本发明的另一系列部件；
图13b是描述图13a中所示的动力系的一些操作特征的操作模式 表和固定比模式表；
图14a是具有电动变速器的动力系的示意图，这种电动变速器包 含本发明的另一系列部件；和
图14b是描述图14a中所示的动力系的一些操作特征的操作才莫式 表和固定比模式表。
优选实施例的描述
参看图la,其显示了动力系10,动力系10包括发动机12，其 连接在总体上以标号14表示的改进的电动变速器(EVT)的一个优选 实施例上。变速器14设计成可接受其来自于发动机12的驱动功率 的至少一部分。如图所示，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 瞬时扭矩阻尼器(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，其适合于通常以恒定的每分钟转数(RPM)提供其可用功 率输出。
不管发动机12连接到变速器输入部件17上的方法如何，变速 器输入部件17都可操作地连接在变速器14的行星齿轮组20上。
变速器14的输出部件19连接在主减速器(final drive)16上。
变速器14采用了两个差速齿轮组，其优选具有行星齿轮组20 和30的性质。行星齿轮组20采用了通常指定为环形齿轮的外齿轮 部件24。环形齿轮24与通常指定为太阳齿轮内齿轮部件22外接。 托架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 式地与第一行星齿轮组20的外环形齿轮部件24和内太阳齿轮部件22 相接合。输入部件17固定在行星齿轮组20的托架26上。
行星齿轮组30也具有通常也纟皮指定为环形齿轮的外齿轮部件 34,其与也通常净皮指定为太阳齿轮的内齿轮部件32外接。多个行星 齿轮37还可旋转地安装在托架36中，使得各个行星齿轮部件37同 时且啮合式地与行星齿轮组30的外环形齿轮部件34和内太阳齿轮 部件32相接合。
互连部件70连续地将行星齿轮组20的环形齿轮24与行星齿轮 组30的太阳齿專仑32连接起来。
第一优选实施例10还分别包括笫一和笫二电动机/发电才几80和 82。第一电动机/发电机80的定子固定在变速器外壳60上。第一电 动机/发电机80的转子固定在太阳齿轮22上。
第二电动机/发电机82的定子也固定在变速器外壳60上。第二 电动机/发电机82的转子固定在环形齿轮24上。
第一扭矩传递装置，例如离合器50选择性地将行星齿轮组20 的环形齿轮24连接到行星齿轮组20的托架26上。第二扭矩传递装 置，例如离合器52选择性地将行星齿轮组30的太阳齿轮32与行星 齿轮组30的托架36连接起来。第三扭矩传递装置，例如制动器54 选择性地将行星齿轮组30的环形齿轮34与变速器外壳60连接起来。 也就是说，环形齿轮34通过操作地连接在不可旋转的外壳60上而 4皮选择性地固定，以免旋转。笫四扭矩传递装置，例如制动器55选
择性地制动电动机/发电机80的转子。如以下更充分地说明的那样， 第一、第二、第三和笫四扭矩传递装置50,52,54和55用于帮助选择 混合变速器14的操作模式。
变速器14的输出驱动部件19固定在行星齿轮组30的托架36上。
现在返回到动力源的描述中，从前面描述，尤其是参照图la, 应当理解，变速器14可选择性地接受来自发动机12的功率。混合 变速器还接受来自电功率源86的功率，电功率源86可操作地连接 在控制器88上。电功率源86可以是一个或多个蓄电池。其它能够 提供或存储并分配电功率的电功率源，例如燃料蓄电池，可用来替 代蓄电池，而不会改变本发明的构思。
总的搡作描述
其中 一个主要控制装置是众所周知的驱动范围选择器(未显示)， 其指示电子控制单元(ECU88)设置变速器，以用于停车、倒挡、空挡 或前进驱动范围。第二和第三主要控制装置组成了油门踏板(未显示) 和刹车踏板(也未显示)。ECU从这两个主要控制源获得的信息被指定 为"操作员要求"。ECU还获得来自多个传感器(输入以及输出)的信 息，其与扭矩传递装置(无论是使用的或释放的)状态；发动机输出扭 矩；单一蓄电池或蓄电池容量水平；以及所选泽的车辆构件的温度 相关。ECU确定需要什么，之后操纵变速器的选择性操作的构件或 相关的构件，以便恰当地响应操作员要求。
本发明可使用简单的或复合的行星齿轮组。在简单的行星齿轮 組中，单个行星齿轮组通常支撑在本身可旋转的托架上，以便旋转。
在简单的行星齿轮组中，当太阳齿轮保持固定，并且功率应用 于简单行星齿轮组的环形齿轮时，行星齿轮随着功率应用于环形齿 轮而旋转，并因而围绕固定的太阳齿轮圆周方向"行走"，从而实现托 架在与环形齿轮旋转方向相同的方向上的旋转。
当简单的行星齿轮组的任何两个部件在相同方向并以相同速度 旋转时，第三部件净皮迫以相同速度和相同方向旋转。例如，当太阳 齿轮和环形内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，而是用作楔锁，以锁定整个单元来实现所谓的
直接驱动。也就是说，托架随太阳齿轮和环形内齿轮一起i走转。
笫三齿轮部件的旋转方向通常可简单地通过目测分析来确定，但是 在许多情况下，该方向将不是明显的，并且只能通过知道存在于行 星齿轮组的齿轮部件中的齿数来确定。
只要限制托架自由旋转，并将功率应用于太阳齿轮或环形内齿 轮，那么行星齿轮部件将用作惰轮。那样，从动部件将在与驱动部 件相反的方向上旋转。这样，在许多变速器装置中，当选择倒挡传 动范围时，用作制动器的扭矩传递装置受到摩擦起动，而与托架相 接合，并从而限制其旋转，使得应用于太阳齿轮的功率将使环形内 齿轮在相反方向上旋转。因而，如果环形内齿轮操作地连接在车辆 的主动轮上，那么这种装置能够使主动轮的旋转方向反转，并因此 使车辆本身方向反转。
在简单的行星齿轮组中，如果太阳齿轮、行星齿轮托架和环形 齿轮的其中任何两个转速是己知的，那么利用简单的规则可确定笫 三部件的速度。托架的转速始终与太阳齿轮和环形齿轮的速度成比 例，受到其相应的齿数加权影响。例如，环形齿轮可具有同一齿轮 组中的太阳齿轮的齿的两倍那么多的齿。那么托架的速度是环形齿
轮速度的三分之二和太阳齿轮速度的三分之一之和。如果这三个部 件的其中一个部件在相反方向上旋转时，那么在数学计算中，算术
符号对于该部件的速度是负的。
如果这种数学计算是在没有考虑齿轮的质量、齿轮的加速度或 齿轮组中的摩擦下进行的，那么太阳齿轮、托架和环形齿轮上的扭 矩还可简单地彼此相关，所有这些因素在良好设计的变速器中具有
相对较小的影响。应用于简单行星齿轮组的太阳齿轮上的扭矩必须 与应用于环形齿轮上的扭矩平衡，其与这些齿轮的齿数成比例。例 如，应用于带有齿轮组中的太阳齿轮两倍多齿的环形齿轮上的扭矩， 其必须两倍于应用于太阳齿轮上的扭矩，并且必须应用于相同的方 向。应用于托架上的扭矩必须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，并且在方向上相反。
同简单的行星齿轮组相比，在复合行星齿轮组中，利用内和外 行星齿轮组，可实现环形齿轮和行星托架在作用上的交换。例如， 如果太阳齿轮保持固定，行星托架将在与环形齿轮相同的方向上旋 转，但行星托架和内外行星齿轮组将比环形齿轮移动更快，而非更
l-曰ix。
在具有啮合的内和外行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行星托架的速度成比例，分别受到太阳齿轮 上的齿数和行星齿轮所填充的齿数的加权影响。例如，在行星齿轮 所填充的环形齿轮和太阳齿轮之间的差异可以是多达相同齿轮组中 的太阳齿轮上的齿。在那种情况下，环形齿轮的速度将是托架速度 的三分之二与速度太阳齿轮的三分之一的和如果太阳齿轮或行星托 架在相反方向上旋转，那么在数学计算中，算术符号对于该速度是 负的。
如果太阳齿轮保持固定，那么托架和内外行星齿轮组将在与该 齿轮组中的旋转的环形齿轮相同的方向上旋转。另一方面，如果太 阳齿轮保持固定并且托架是从动的，那么内齿轮组中与太阳齿轮相 接合的行星齿轮沿着太阳齿轮而滚动或"行走"，在与托架旋转的相同 方向上旋转。与内齿轮组中的小齿轮相啮合的外齿轮组中的小齿轮 将在相反方向上旋转，因而迫使啮合的环形齿轮在相反方向上但只 相对于行星齿轮旋转，该行星齿轮与环形齿轮啮合式地接合。外齿 轮组的行星齿轮在沿着托架的方向上受到支撑。外齿轮组中的小齿 轮围绕其轴线的旋转效应和外齿轮组中的行星齿轮的更大的轨道运
动效应由于托架运动而组合起来，使得环形齿轮在与托架相同的方 向上旋转，但没有托架那么快。
如果这种复合行星齿轮组中的托架保持固定，并且太阳齿轮旋 转时，那么环形齿轮将以较d 、的速度并在与太阳齿轮相同的方向上 旋转。如果简单行星齿轮组的环形齿轮保持固定，并且太阳齿轮旋 转时，那么支撑单个行星齿轮组的托架将以较少的速度并在与太阳 齿轮相同的方向上旋转。这样人们可以很容易观察到托架和环形齿 轮之间的作用交换，同使用简单行星齿轮组中的单组行星齿轮比较 而言，这是通过使用内和外行星齿轮组彼此啮合而引起的。
电动变速器的正常作用是将机械动力从输入传递至输出。作为 这种变速器作用的一部分，其两个电动机/发电机的其中一个用作电 功率发电机。另一电动机/发电机用作使用该电功率的电动机。随着
输出速度从零增加到高速度，这两个电动机/发电机80,82逐渐交换 发电机和电动机的角色，并且可不止一次地这样做。这些交换发生 在基本上所有的功率都机械地从输入传递至输出，并且基本上没有 电传递功率的机械点周围。
在一种混合电动变速器系统中，蓄电池86还可将功率供给变速 器，或者变速器可将功率供给蓄电池。如果蓄电池为变速器提供基 本电功率，例如用于车辆加速，那么电动机/发电机都可用作电动机。 如果变速器为蓄电池提供电功率，例如用于再生制动，那么电动机/ 发电机都可用作发电机。在非常靠近操作的机械点时，由于系统中 的电损耗，电动机/发电机还可用作带有小电功率输出的发电机。
与变速器的正常作用相反，该变速器实际上可用于机械功率从 输出传递至输入。这可在车辆中用来补充车辆制动，并且增强或补 充车辆的再生制动，尤其在很长的向下坡度上时。如果功率以这种
方式反向流过变速器时，电动机/发电机的作用将与其在正常作用中 相反。
特定的操作描述
这里所述的各个实施例具有十六个功能要求(与图中所显示的各 个操作模式表的16行相对应)，其可组成五个操作才莫式。以下通过参
照相应的附带各变速器符号图的操作模式表，例如图lb,2b,3b等等 操作模式表来描述这五个操作模式，并可获得最好的理解。
第一操作冲莫式是"蓄电池倒档沖莫式"，其与各个操作才莫式表，例如 图lb的操作模式表的笫一行(Batt Rev)相对应。在这个模式中，发动 机关闭，并且连接在发动机上的变速器元件不受发动机扭矩的控制， 但是可能由于发动机的转动惯量而存在一些残余扭矩。其中一个电 动机/发电机利用蓄电池能量驱动EVT,导致车辆反向移动。根据运 动配置，另一电动机/发电机可以或不以这种^^莫式旋转，并且可以或 不传递扭矩。如果其旋转，那么其用于产生存储在蓄电池中的能量。 在图lb的实施例中，在蓄电池倒档才莫式中，制动器54接合，电动 机/发电机80具有零扭矩，电动机/发电机82具有-1.00单位的扭矩。 作为示例而获得-2.78的扭矩比。在各个操作沖莫式表中，靠近电动机/ 发电机列80和82中的扭矩值的(M)指示电动机/发电机用作电动机， 并且(M)的缺失指示电动机/发电机用作发电机。这些列中的"X，，显示 了相应的电动机例如纟皮制动器55制动。
第二操作模式是"EVT倒档模式"，其与各个操作才莫式表，例如 图lb的操作模式表的第二行(EVTRev)相对应。在这个模式下，EVT 寻皮发动机和其中 一个电动机/发电机驱动。另 一电动机/发电才几在发电 ^4莫式下操作，并将所产生的能量100%传递回给驱动电动机。实际 效应是反向驱动车辆。例如参看图lb，在EVT倒档模式中，制动器 54接合，发电机80具有-0.31单位的扭矩，电动机82具有-3.69单位 的扭矩，并且获得-8.33的输出扭矩，其与1单位的发动机扭矩相对 应。
第三操作模式包括"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")，其与各个操作模式表，例如图lb的操作模式表
的第三和笫四行(TC Rev和TC For)相对应。在这个模式下，EVT被 发动机和其中一个电动机/发电机驱动。由发电机单元所产生的可选 择的一部分能量存储在蓄电池中，并且将剩余能量传递给电动机。 在图1中，这一部分大约为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+A0.001(正号表示车辆向前移动，负号表 示车辆向后移动)。参看图ib,在倒档和前进起动才莫式中，制动器54 接合，并且电动机/发电机80用作发电才几(带有-0.31单位的扭矩)，电 动机/发电机82用作电动机(带有-3.21或0.99单位的扭矩)，并且获 得-7.00或4.69的扭矩比。
第四操作模式是"连续变速范围模式"，其包括范围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操作点， 其与各个操作点表，例如图lb的操作点表的行5-12相对应。在这个 模式下，EVT被发动机以及其中一个用作电动机的电动机/发电机所 驱动。另一电动机/发电机用做发电机，并将所产生的能量100%传递 回给电动机。由范围1.1,1.2 ...等等代表的操作点是EVT所提供的前 进速度比连续区域中的不连续的点。例如在图lb中，在制动器54 接合的条件下获得4.69至1.86的扭矩比范围，并且在离合器52接 合的条件下获得1.36至0.54的扭矩比范围。
第五操作模式包括"固定比"模式(F1,F2,F3和F4),其与各个操作 模式表(即操作模式表)，例如图lb的操作模式表的行13-16相对应。 在这个模式中，变速器类似于传统的自动变速器一样操作，其中两 个扭矩传递装置接合，以产生不连续的传动比。各图中附带的离合 器表只显示了 4个固定比的前进速度，但额外的固定比是可采用的。 参看图lb,在固定比F1中，离合器50和制动器54接合，从而获得 2.78的固定扭矩比。在固定比F2中，制动器54和55接合，从而获 得1.94的固定比。因此，图lb的电动机/发电机80列中的各个"X，， 表示制动器55接合，并且电动机/发电机80不旋转。在固定比F3中， 离合器50和52接合，从而获得1.00的固定比。在固定比F4中，离
合器52和制动器55接合，从而获得0.70的固定比。
变速器14能够在所谓的单冲莫式或双才莫式下操作。在单才莫式中， 接合的扭矩传递装置对于前进速度比(由不连续点范围1.1,1.2,1.3 和1.4代表)的整个连续区域都保持相同。在双模式中，接合的扭矩 传递装置在一些中间速度比(例如，图1中的范围2.1)下进行切换。 根据机械配置，这种扭矩传递装置接合上的变化具有降低变速器中 的元件速度的优势。
在一些设计中，可以使离合器元件转差速度同步，从而可在最 小的扭矩千扰条件下实现换档(被称为"冷"换档)。例如，图3a,4a,5a 和7a的变速器具有在范围1.4和2.1之间的冷换档。这还用作在双转 向换档期间进行高级控制的启用器(两个接近式离合器和两个分离式 离合器)。
如上所述，在图lb的操作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还提供了利用图lb中作为示例 给出的环形齿轮/太阳齿轮齿数比而获得的扭矩比的 一个示例。NR1/NS1 值是行星齿轮组20的齿数比，并且NR2/Ns2值是行星齿轮组30的齿 数比。另外，图lb的图表描述了利用给定的齿数比样本而获得的步 进比的步(ratio step)。例如，在第一和第二固定前进扭矩比之间的步 进比(step mtio)为1.43,在第二和笫三固定前进4旦矩比之间的步进比 为1.94，在笫二和第三固定前进扭矩比之间的步进比为1.43，并且 比的范围(ratio srpead)为3.97。
第二示范性实施例的描述
参看图2a，其显示了动力系110,动力系10包括发动机12，其 连接在总体上以标号114表示的改进的电动变速器的一个优选实施 例上。变速器114设计成可接受其来自于发动机12的驱动功率的至 少一部分。 '
在所描述的实施例中，发动机12也可以是化石燃料发动机，例
如柴油发动机，其适合于通常以恒定的每分钟转数(RPM)提供其可用 功率输出。如图所示，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 时扭矩阻尼器(未显示)。
不管发动机12连接到变速器输入部件17上的方法如何，变速 器输入部件17都可操作地连接在变速器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采用了两个差速齿轮组，其优选具有行星齿轮组120 和130的性质。行星齿轮组120采用了通常指定为环形齿轮的外齿 轮部件124。环形齿轮124与通常指定为太阳齿轮内齿轮部件122外 接。托架126可旋转地支撑多个行星齿轮127，使得各个行星齿轮127 啮合式地与第一行星齿轮组120的外环形齿轮124和内太阳齿4^部 件122相接合。
行星齿轮组130也具有通常也被指定为环形齿轮的外齿轮部件 134，其与也通常被指定为太阳齿轮的内齿轮部件132外接。多个行 星齿轮137还可旋转地安装在托架136中，使得各个行星齿轮部件137 同时且啮合式地与行星齿轮组130的外环形齿轮134和内太阳齿轮 部件132相4妄合。
变速器输入部件17与行星齿轮组120的托架126相连接，并且 变速器输出部件19与行星齿轮组130的托架136相连接。互连部件 170连续地将行星齿轮组120的环形齿轮124与行星齿轮组130的太 阳齿轮132连接起来。
变速器114还分别包括第一和第二电动机/发电机180和182。 第一电动机/发电机180的定子固定在变速器外壳160上。第一电动 机/发电机180的转子固定在行星齿轮组120的太阳齿轮122上。
第二电动机/发电机182的定子也固定在变速器外壳160上。第 二电动机/发电4几182的转子固定在环形齿^"部件124上。
第一扭矩传递装置，例如离合器150选择性地将行星齿轮组120
的托架126连接到行星齿轮组120的太阳齿轮122上。第二扭矩传 递装置，例如离合器152选择性地将行星齿轮组120的托架126与 行星齿轮组130的环形齿轮134连接起来。第三扭矩传递装置，例 如制动器154选择性地将行星齿轮组130的环形齿轮134与变速器 外壳160连接起来。也就^说，环形齿轮134通过操作地连接在不 可旋转的外壳160上而一皮选择性地固定，以免旋转。笫四扭矩传递 装置，例如制动器155与电动机/发电机180并耳关连接，以便选择性 地制动电动机/发电机180的旋转。第一、第二、第三和第四扭矩传 递装置150，152,154和155用于帮助选择混合变速器114的操作才莫式。
现在返回到对动力源的描述中，从前面描述中，尤其是参照图2a 应当理解，变速器114可选择性地接受来自发动机12的功率。混合 变速器还与电功率源186交换功率，电功率源186可操作地连4妄在 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，例如燃料蓄电池，可用 来替代蓄电池，而不会改变本发明的构思。
如之前所述，各个实施例具有十六个功能要求(与图中所显示的 各个操作才莫式表的16行相对应)，其可组成五个操作^t式。第一操作 模式是"蓄电池倒档模式",其与图2b的操作模式表的笫一行(Batt Rev) 相对应。在这个才莫式下，发动机关闭，并且有效地允许连接在发动 机上的变速器元件由于发动机惯性扭矩而空转。其中 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。另一电动机/发 电机可以或不在这个模式下旋转。如图2b中所示，作为示例在这个 模式下，制动器154接合，电动机/发电机180具有零扭矩，电动机 182具有-1.00单位的扭矩，并且获得-2.78的输出扭矩。
第二操作模式是"EVT倒档模式"，其与图2b的操作模式表的第 二行(EVT Rev)相对应。在这个;f莫式下，EVT被发动机和其中一个电 动机/发电机驱动。另一电动机/发电机在发电机^^莫式下操作，并将所 产生的能量100%传递回给驱动电动才几。实际資文应^良向驱动车辆。
在这个才莫式下，制动器154接合，发电机180具有-0.36单位的扭矩， 电动机182具有-3.63单位的扭矩，并且获得-8.33的输出扭矩，其与 1单位的输入扭矩相对应。
笫三操作模式包括"倒档和前进起动模式"，其与各个操作模式 表，例如图2b的操作冲莫式表的第三和第四行(TC Rev和TC For)相对 应。在这个才莫式下，EVT 一皮发动机和其中一个电动机/发电机驱动。 由发电机单元所产生的可选择的一部分能量存储在蓄电池中，并且 将剩余能量传递给电动机。在这个模式中，制动器154接合，并且 电动机/发电机180用作发电机(带有-0.36单位的倒档和前进扭矩)， 电动机/发电机182用作电动机(带有-3.16或1.04单位的扭矩)，并且 获得-7.00或4.69的扭矩比。对于这些扭矩比，所产生的能量大约99% 存储在蓄电池中。
第四操作模式包括"范围U,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，其与图2b的操作模式 表的行5-12相对应。在这个才莫式下，EVT被发动机以及其中一个用 作电动机的电动机/发电机所驱动。另一电动机/发电机用做发电机， 并将所产生的能量100%传递回给电动机。由范围1.1,1.2 ...等等代表 的操作点是EVT所提供的前进速度比连续区域中的不连续的点。例 如在图2b中，在制动器154接合的条件下获得4.69至1.86的扭矩 比范围，并且在离合器152接合的条件下获得1.36至0.54的扭矩比 范围。
笫五操作模式包括"固定比"模式(F1，F2,F3和F4)，其与图2b的 操作模式表的行13-16相对应。在这个模式中，变速器类似于传统的 自动变速器一样操作，其中两个扭矩传递装置接合，以产生不连续 的传动比。在固定比F1中，离合器150和制动器154接合，从而获 得2.78的固定比。在固定比F2中，制动器154和155接合，从而获 得1.78的固定比。在固定比F3中，离合器150和152接合，从而获 得1.00的固定比。在固定比F4中，离合器152接合，并且电动才几/
发电机180通过制动器155制动，以获得0.83的固定比。
如上所述，在图2b的操作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还提供了利用图2b中作为示例 给出的环形齿轮/太阳齿轮齿数比而获得的扭矩比的一个示例。NR1/NS1 值是行星齿轮组120的齿数比，并且NR2/N^值是行星齿轮组130的 齿数比。另外，图2b的图表描述了利用给定的齿数比样本而获得的 步进比的步。例如，在第一和第二固定前进扭矩比之间的步进比为 1.56,在第二和第三固定前进扭矩比之间的步进比为1.78,并且第三 和第四固定前进扭矩比之间的步进比为1.20。
第三示范性实施例的描述
参看图3a,其显示了动力系210,动力系10包括发动机12，其 连接在总体上以标号214表示的改进的电动变速器的一个优选实施 例上。变速器214设计成可接受其来自于发动机12的驱动功率的至 少一部分。如图所示，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 供瞬时扭矩阻尼器(未显示)。
不管发动机12连接到变速器输入部件17上的方法如何，变速 器输入部件17都可操作地连接在变速器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采用了两个差速齿轮组，其优选具有行星齿轮组220 和230的性质。行星齿轮组220采用了通常指定为环形齿轮的外齿 轮部件224。环形齿轮224与通常指定为太阳齿轮内齿轮部件222外 接。托架226可旋转地支撑多个行星齿轮227,使得各个行星齿轮227 啮合式地与第一行星齿轮组220的外环形齿轮部件224和内太阳齿 寿仑部件222相接合。
行星齿轮组230还具有外环形齿轮部件234，其与内太阳齿^^部 件232外接。多个行星齿轮237还可旋转地安装在托架236中，使
得各个行星齿轮237同时且啮合式地与行星齿轮组230的外环形齿 轮234和内太阳齿轮部件232相接合。
变速器输入部件17与环形齿轮224相连接，并且变速器输出部 件19连接在托架226上。互连部件270连续地将4亍星齿4仑组220的 托架226与行星齿轮组230的托架236连接起来。
变速器214还分别包括第一和第二电动机/发电机280和282。 第一电动机/发电机280的定子固定在变速器外壳260上。笫一电动 机/发电机280的转子固定在行星齿轮组220的太阳齿轮222上。
笫二电动机/发电机282的定子也固定在变速器外壳260上。第 二电动机/发电机282的转子固定在太阳齿轮232上。
第一扭矩传递装置，例如离合器250选择性地将行星齿轮组220 的环形齿轮224与行星齿轮组230的太阳齿轮232连接起来。第二 扭矩传递装置，例如离合器252选择性地将行星齿^^组220的太阳 齿轮222与行星齿轮组230的环形齿轮234连接起来。第三扭矩传 递装置，例如制动器254选择性地将行星齿轮组230的环形齿轮234 与变速器外壳260连接起来。第四扭矩传递装置，例如制动器255 与电动机/发电机282并联连接，以便选择性地制动电动机/发电机282 的旋转。第一、第二、第三和第四扭矩传递装置250,252,254和255 用于帮助选择混合变速器214的操作模式。
混合变速器214还接受来自发动机12以及电功率源286的功率， 电功率源86可操作地连接在控制器288上。
图3b的操作模式表显示了对于变速器214的五个操作模式的离 合器接合，电动机/发电机状态，以及输出/输入比。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,F4)。
.如上所述，在图3b的操作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还提供了利用图3b中作为示例
给出的环形齿轮/太阳齿轮齿数比而获得的扭矩比的一个示例。NR1/NS1 值是行星齿轮组220的齿数比，并且NR/N^值是行星齿轮组230的 齿数比。另外，图3b的图表描述了利用给定的齿数比样本而获得的 步进比的步。例如，在第一和第二固定前进扭矩比之间的步进比为 2.42，在第二和笫三固定前进扭矩比之间的步进比为1.51，并且笫三 和第四固定前进扭矩比之间的步进比为1.23。在固定比之间的每个 单步前进换档是一个移位换档。
第四示范性实施例的描述
参看图4a，其显示了动力系310，动力系10包括发动机12,其 连接在总体上以标号314表示的改进的电动变速器的一个优选实施 例上。变速器314设计成可接受其来自于发动机12的驱动功率的至 少一部分。
如图所示，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 阻尼器(未显示)。
不管发动机12连接到变速器输入部件17上的方法如何，变速 器输入部件17都可操作地连接在变速器314的行星齿轮组上。变速 器314的输出部件19连接在主减速器16上。
变速器314利用两个行星齿轮组320和330。行星齿轮组320采 用了外环形齿轮部件324，其与内太阳齿轮部件322外接。托架326 可旋转地支撑多个行星齿轮327,使得各个行星齿轮327啮合式地与 第一行星齿轮组320的外环形齿轮部件324和内太阳齿轮部件322 相接合。
行星齿轮组330还具有外环形齿轮部件334，其与内太阳齿轮部 件332外接。多个行星齿轮337还可旋转地安装在托架336中，使 得各个行星齿轮部件337同时且啮合式地与行星齿轮组330的外环 形齿轮部件334和内太阳齿轮部件332相接合。
变速器输入部件17与行星齿轮组320的托架326相连接，并且 变速器输出部件19与行星齿轮组330的托架336相连4妄。互连部件 370连续地将行星齿轮组320的太阳齿轮322与行星齿轮组330的太 阳齿轮332连接起来。
变速器314还分別包括第一和第二电动机/发电机380和382。 第一电动机/发电机380的定子固定在变速器外壳360上。第一电动 机/发电机380的转子固定在行星齿轮组320的环形齿轮324上。第 二电动机/发电机382的定子也固定在变速器外壳360上。第二电动 机/发电机382的转子固定在行星齿轮组330的太阳齿轮332上。
笫一扭矩传递装置，例如离合器350选择性地将托架326与环 形齿轮324连接起来。第二扭矩传递装置，例如离合器352选择性 地将托架336与环形齿轮324连接起来。笫三扭矩传递装置，例如 制动器354选择性地将环形齿轮334与变速器外壳360连接起来。 第四扭矩传递装置，例如制动器355与电动机/发电机380并联连才妻， 以便选择性地制动电动机/发电机380的旋转。第一、第二、笫三和 笫四扭矩传递装置350,352,354和355用于帮助选择变速器314的操 作模式。
混合变速器314还接受来自发动机12的功率，并且还与电功率 源386交换功率，电功率源386可操作地连接在控制器388上。
图4b的操作模式表显示了对于变速器314的五个操作模式的离 合器接合，电动机/发电机状态，以及输出/输入比。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),"连续变速范围模 式，，(范围1.1,1.2,1.3...)和"固定比模式，，(F 1 ,F2,F3 ,F4)。
如上所述，在图4b的操作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还提供了利用图4b中作为示例 给出的环形齿轮/太阳齿轮齿数比而获得的扭矩比的一个示例。NR1/NS1 值是行星齿轮组320的齿数比，并且>^/]^2值是行星齿轮组330的
齿数比。另外，图4b的图表描述了利用给定的齿数比样本而获得的 步进比的步。例如，在第一和第二固定前进扭矩比之间的步进比为 1.82,在第二和笫三固定前进4丑矩比之间的步进比为2.20，并且第三 和第四固定前进扭矩比之间的步进比为1.67。在固定比之间的每个 单步前进换档是一个移位换档。
第五示范性实施例的描述
参看图5a,其显示了动力系410,动力系10包括发动机12,其 连接在总体上以标号414表示的改进的电动变速器的一个优选实施 例上。变速器414设计成可接受其来自于发动机12的驱动功率的至 少一部分。
如图所示，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4丑矩 阻尼器(未显示)。
不管发动机12连接到变速器输入部件17上的方法如何，变速 器输入部件17都可操作地连接在变速器414的行星齿轮组上。变速 器414的输出部件19连接在主减速器16上。
变速器414利用两个行星齿轮组420和430。行星齿轮组420采 用了外环形齿轮部件424，其与内太阳齿轮部件422外接。托架426 可旋转地支撑多个行星齿轮427，使得各个行星齿轮427啮合式地与 笫一行星齿轮组420的外环形齿轮部件424和内太阳齿4^部件422 相接合。
行星齿轮组430还具有外环形齿轮部件434,其与内太阳齿轮部 件432外接。多个行星齿轮437还可旋转地安装在托架436中，使 得各个行星齿轮部件437同时且啮合式地与行星齿轮组430的外环 形齿轮部件434和内太阳齿轮部件432相接合。
变速器输入部件17连续地与托架426相连接，并且变速器输出 部件19连续地与托架436相连接。互连部件470连续地将太阳齿轮
422与太阳齿轮432连接起来。
变速器414还分别包括第一和第二电动机/发电机480和482。 第一电动机/发电机480的定子固定在变速器外壳460上。第一电动 机/发电机480的转子固定在环形齿轮424上。
第二电动机/发电机482的定子也固定在变速器外壳460上。第 二电动机/发电机482的转子固定在太阳齿轮432上。
笫一扭矩传递装置，例如离合器450选择性地将环形齿轮424 与托架426连接起来。第二扭矩传递装置，例如离合器452选择性 地将环形齿轮424与环形齿轮434连接起来。第三扭矩传递装置， 例如制动器454选择性地将环形齿轮434与变速器外壳460连接起 来。笫四扭矩传递装置，例如制动器455与电动机/发电机480并联 连接，以便选择性地制动电动机/发电机480的旋转。第一、笫二、 第三和第四扭矩传递装置450,452,454和455用于帮助选择变速器414 的操作^t式。混合变速器414还接受来自发动机12以及电功率源486 的功率，电功率源486可操作地连接在控制器488上。
图5b的操作模式表显示了对于变速器414的五个操作模式的离 合器接合，电动机/发电机状态，以及输出/输入比。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TCFor)，"连续变速范围模 式，，(范围1.1,1.2,1.3 ...)和"固定比模式"(F1,F2,F3,F4)。
变速器414是单才莫式变速器，其提供了 4.69至0.54之间的速度比。
如上所述，在图5b的操作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还提供了利用图5b中作为示例 给出的环形齿轮/太阳齿轮齿数比而获得的扭矩比的一个示例。N^/N^ 值是行星齿轮组420的齿数比，并且N^/Ns2值是行星齿轮组430的 齿数比。另外，图5b的图表描述了利用给定的齿数比样本而获得的 步进比的步。例如，在第一和笫二固定前进^^丑矩比之间的步进比为
3.01，在第二和第三固定前进扭矩比之间的步进比为1.33,并且第三 和第四固定前进扭矩比之间的步进比为1.49。在固定比之间的每个 单步前进换档是一个移位换档。
第六示范性实施例的描述
参看图6a，其显示了动力系510,动力系10包括发动机12，其 连接在总体上以标号514表示的改进的电动变速器的一个优选实施 例上。变速器514设计成可接受其来自于发动机12的驱动功率的至 少一部分。
如图所示，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 阻尼器(未显示)。
不管发动机12连接到变速器输入部件17上的方法如何，变速 器输入部件17都可操作地连接在变速器514的行星齿轮组上。变速 器514的输出部件19连接在主减速器16上。
变速器514利用两个行星齿轮组520和530。行星齿4仑组520采 用了外环形齿轮部件524,其与内太阳齿轮部件522外接。托架526 可旋转地支撑多个行星齿轮527，使得各个行星齿轮527啮合式地与 第一行星齿轮组520的外环形齿轮部件524和内太阳齿轮部件522 相接合。
行星齿轮组530还具有外环形齿轮部件534，其与内太阳齿轮部 件532外接。多个行星齿轮537还可旋转地安装在托架536中，使 得各个行星齿轮部件537同时且啮合式地与行星齿轮组530的外环 形齿轮部件534和内太阳齿轮部件532相接合。
变速器输入部件17连续地与托架526相连接，并且变速器输出 部件19连续地与托架536相连接。互连部件570连续地将太阳齿轮 与太阳齿轮532连接起来。
变速器514还分别包括第一和第二电动机/发电机580和582。
第一电动机/发电机580的定子固定在变速器外壳560上。笫一电动 机/发电机580的转子固定在太阳齿轮522上。
第二电动机/发电机582的定子也固定在变速器外壳560上。笫 二电动机/发电机582的转子固定在环形齿轮524上。
笫一扭矩传递装置，例如离合器550选择性地将环形齿轮524 与托架526连接起来。第二扭矩传递装置，例如离合器552选择性 地将托架526与环形齿轮534连接起来。第三扭矩传递装置，例如 制动器554选择性地将环形齿轮534与变速器外壳560连接起来。 第四扭矩传递装置，例如制动器555与电动机/发电机580并:^关连"l妄， 以便选择性地制动电动机/发电机580的旋转。第一、第二、第三和 第四扭矩传递装置550,552,554和555用于帮助选择混合变速器514 的操作才莫式。
混合变速器514还接受来自发动机12的功率，并且还与电功率 源586交换功率，电功率源586可操作地连接在控制器588上。
图6b的操作模式表显示了对于变速器514的五个操作模式的离 合器接合，电动机/发电机状态，以及输出/输入比。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)，"连续变速范围模 式，'(范围1.1,1.2,1.3...)和"固定比模式"(F1 ,F2,F3 ,F4)。
如上所述，在图6b的操作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还提供了利用图6b中作为示例 给出的环形齿轮/太阳齿轮齿数比而获得的扭矩比的一个示例。NR1/NS1 值是行星齿轮组520的齿数比，并且NR2/1S^值是行星齿轮组530的 齿数比。另外，图6b的图表描述了利用给定的齿数比样本而获得的 步进比的步。例如，在第一和第二固定前进扭矩比之间的步进比为 1.43,在笫二和笫三固定前进扭矩比之间的步进比为1.94，并且第三 和第四固定前进扭矩比之间的步进比为1.43。
第七示范性实施例的描述
参看图7a,其显示了动力系610，动力系10包括发动机12,其 连接在总体上以标号614表示的改进的电动变速器的一个优选实施 例上。变速器614设计成可接受其来自于发动机12的驱动功率的至 少一部分。
如图所示，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 阻尼器(未显示)。
不管发动机12连接到变速器输入部件17上的方法如何，变速 器输入部件17都可操作地连接在变速器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利用两个行星齿轮组620和630。行星齿轮组620采 用了外环形齿轮部件624,其与内太阳齿轮部件622外接。托架626 可旋转地支撑多个行星齿轮627，使得各个行星齿轮627啮合式地与 第一行星齿轮组620的外环形齿轮部件624和内太阳齿轮部件622 相4妄合。
行星齿轮组630还具有外环形齿轮部件634，其与内太阳齿轮部 件632外接。多个行星齿轮637还可旋转地安装在托架636中，使 得各个行星齿轮部件637同时且啮合式地与行星齿轮组630的外环 形齿轮部件634和内太阳齿轮部件632相接合。
变速器输入部件17连续地与环形齿轮624相连接，并且变速器 输出部件19连续地与托架636相连4妄。互连部件670连续地将太阳 齿轮622与环形齿轮634连接起来。
变速器614还分别包括第一和第二电动机/发电机680和682。 第一电动机/发电机680的定子固定在变速器外壳660上。第一电动 机/发电机680的转子固定在太阳齿轮632上。
第二电动机/发电机682的定子也固定在变速器外壳上。第 二电动机/发电机682的转子固定在托架626上。
第一扭矩传递装置，例如离合器650选择性地将环形齿轮624 与太阳齿轮632连接起来。笫二扭矩传递装置，例如离合器652选 择性地将托架626与托架636连接起来。第三扭矩传递装置，例如 制动器654选择性地将环形齿轮634与变速器外壳660连接起来。 笫四扭矩传递装置，例如制动器655与电动机/发电机680并联连接， 以便选择性地制动电动机/发电机680的旋转。第一、第二、第三和 第四^a矩传递装置650,652,654和655用于帮助选择混合变速器614 的操作模式。
混合变速器614还接受来自发动机12的功率，并且还与电功率 源686交换功率，电功率源686可操作地连接在控制器688上。
图7b的操作模式表显示了对于变速器614的五个操作模式的离 合器接合，电动机/发电机状态，以及输出/输入比。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),"连续变速范围模 式"(范围1.1,1.2,1.3…)和"固定比模式"(F1,F2,F3,F4)。
如上所述，在图7b的操作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还提供了利用图7b中作为示例 给出的环形齿轮/太阳齿轮齿数比而获得的扭矩比的 一个示例。NR1/NS1 值是行星齿轮组620的齿数比，并且NR2/Ns2值是行星齿轮组630的 齿数比。另外，图7b的图表描述了利用给定的齿数比样本而获得的 步进比的步。例如，在第一和第二固定前进扭矩比之间的步进比为 3.31,在笫二和第三固定前进扭矩比之间的步进比为1.21,并且第三 和第四固定前进扭矩比之间的步进比为1.43。在固定比之间的每个 单步前进换档是一个移位换档。
第八示范性实施例的描述
参看图8a,其显示了动力系710，动力系10包括发动才几12,其 连接在总体上以标号714表示的改进的电动变速器的一个优选实施
例上。变速器714设计成可接受其来自于发动机12的驱动功率的至 少一部分。
如图所示，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之间还可装备瞬时扭矩 阻尼器(未显示)。
不管发动机12连接到变速器输入部件17上的方法如何，变速 器输入部件17都可操作地连接在变速器714的行星齿轮组上。变速 器714的输出部件19连接在主减速器16上。
变速器714利用两个行星齿轮组720和730。行星齿轮组720采 用了外环形齿轮部件724,其与内太阳齿轮部件722外接。托架726 可旋转地支撑多个行星齿轮727，使得各个行星齿轮727啮合式地与 第一行星齿轮组720的外环形齿轮部件724和内太阳齿轮部件722 相冲妻合。
行星齿轮组730还具有外环形齿轮部件734，其与内太阳齿轮部 件732外接。多个行星齿轮737还可旋转地安装在托架736中，使 得各个行星齿轮部件737同时且啮合式地与行星齿轮组730的外环 形齿轮部件734和内太阳齿轮部件732相接合。
变速器输入部件17连续地与托架726相连接，并且变速器输出 部件19连续地与环形齿轮724相连接。互连部件770连续地将环形 齿轮724与托架736连接起来。
变速器714还分别包括第一和笫二电动机/发电机780和782。 第一电动机/发电机780的定子固定在变速器外壳760上。第一电动 机/发电机780的转子固定在太阳齿轮722上。
笫二电动机/发电机782的定子也固定在变速器外壳760上。笫 二电动机/发电机782的转子固定在太阳齿轮732上。
第一扭矩传递装置，例如离合器750选择性地将太阳齿轮722 与太阳齿轮732连接起来。第二扭矩传递装置，例如离合器752选 择性地将托架726与太阳齿轮732连接起来。第三扭矩传递装置，
例如制动器754选择性地将环形齿轮734与变速器外壳760连接起 来。第四扭矩传递装置，例如制动器755与电动机/发电机780并联 连接，以便选择性地制动电动机/发电机780的旋转。第一、第二、 第三和第四扭矩传递装置750,752,754和755用于帮助选择混合变速 器714的操作模式。
混合变速器714还接受来自发动机12的功率，并且还与电功率 源786交换功率，电功率源786可操作地连接在控制器788上。
图8b的操作模式表显示了对于变速器714的五个操作模式的离 合器接合，电动机/发电机状态，以及输出/输入比。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),"连续变速范围模 式"(范围1.1，1.2，1.3…)和"固定比模式"(F1，F2,F3,F4)。
如上所述，在图8b的操作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还提供了利用图8b中作为示例 给出的环形齿轮/太阳齿轮齿数比而获得的扭矩比的一个示例。NR1/NS1 值是行星齿轮组720的齿数比，并且N^/]S^值是行星齿轮组730的 齿数比。另外，图8b的图表描述了利用给定的齿数比样本而获得的 步进比的步。例如，在第一和第二固定前进扭矩比之间的步进比为 2.27，在第二和第三固定前进扭矩比之间的步进比为1.76，并且第三 和第四固定前进扭矩比之间的步进比为1.33。
第九示范性实施例的描述
参看图9a，其显示了动力系810,动力系10包括发动机12,其 连接在总体上以标号814表示的改进的电动变速器的一个优选实施 例上。变速器814设计成可接受其来自于发动机12的驱动功率的至 少一部分。
如图所示，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^是供瞬时扭矩
阻尼器(未显示)。
不管发动机12连接到变速器输入部件17上的方法如何，变速
器输入部件17都可操作地连接在变速器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利用两个行星齿轮组820和830。行星齿轮组820釆 用了外环形齿轮部件824，其与内太阳齿轮部件822外接。托架826 可旋转地支撑多个行星齿轮827，使得各个行星齿轮827啮合式地与 第一行星齿轮组820的外环形齿轮部件824和内太阳齿轮部件822 相接合。
行星齿轮组830还具有外环形齿轮部件834，其与内太阳齿轮部 件832外接。多个行星齿轮837还可旋转地安装在托架836中，使 得各个行星齿轮部件837同时且啮合式地与行星齿轮组830的外环 形齿轮部件834和内太阳齿轮部件832相接合。
变速器输入部件17连续地与托架826相连接，并且变速器输出 部件19连续地与环形齿轮824相连接。互连部件870连续地将环形 齿轮824与托架836连接起来。
变速器814还分别包括第一和第二电动机/发电机880和882。 笫一电动机/发电机880的定子固定在变速器外壳860上。第一电动 机/发电机880的转子固定在环形齿轮834上。
第二电动机/发电机882的定子也固定在变速器外壳860上。第 二电动机/发电机882的转子固定在太阳齿轮832上。
笫一扭矩传递装置，例如离合器850选择性地将太阳齿轮822 与太阳齿轮832连接起来。笫二扭矩传递装置，例如离合器852选 择性地将托架826与太阳齿轮832连接起来。笫三扭矩传递装置， 例如制动器854选择性地将太阳齿轮822与变速器外壳860连接起 来。第四扭矩传递装置，例如制动器855与电动机/发电机880并联 连接，以便选择性地制动电动机/发电机880的旋转。第五4丑矩传递 装置，例如制动器857与电动机/发电机882并联连4矣，以4更选择性
地制动电动机/发电机882的旋转。笫一、第二、第三、第四和第五 扭矩传递装置850，852,854，855和857用于帮助选择混合变速器814 的操作一莫式。
混合变速器814还接受来自发动机12的功率，并且与电功率源 886交换功率，电功率源886可操作地连接在控制器888上。
图9b的操作模式表显示了对于变速器814的五个操作模式的离 合器接合，电动机/发电机状态，以及输出/输入比。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),"连续变速范围模 式，，(范围1.1,1.2,1.3…)和"固定比模式"(F1,F2,F3,F4)。
如上所述，在图9b的操作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还提供了利用图9b中作为示例 给出的环形齿轮/太阳齿轮齿数比而获得的扭矩比的一个示例。NR1/NS1 值是行星齿轮组820的齿数比，并且Nr2/NS2值是行星齿轮组830的 齿数比。另外，图9b的图表描述了利用给定的齿数比样本而获得的 步进比的步。例如，在第一和第二固定前进扭矩比之间的步进比为 2.27,在第二和第三固定前进扭矩比之间的步进比为1.76,并且第三 和第四固定前进扭矩比之间的步进比为1.33。在固定比之间的每个 单步前进换档是一个移位换档。
第十示范性实施例的描述
参看图10a,其显示了动力系910，动力系10包括发动机12， 其连接在总体上以标号914表示的改进的电动变速器的一个优选实 施例上。变速器914设计成可接受其来自于发动机12的驱动功率的 至少一部分。
如图所示，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之间还可提供瞬时扭矩 阻尼器(未显示)。
不管发动机12连接到变速器输入部件17上的方法如何，变速 器输入部件17都可操作地连接在变速器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利用两个行星齿轮组920和930。行星齿4^组920采 用了外环形齿轮部件924，其与内太阳齿轮部件922外接。托架926 可旋转地支撑多个行星齿轮927,使得各个行星齿轮927啮合式地与 第一行星齿轮组920的外环形齿轮部件924和内太阳齿轮部件922 相接合。
行星齿轮组930还具有外环形齿轮部件934，其与内太阳齿轮部 件932外接。多个行星齿轮937还可旋转地安装在托架936中，佳_ 得各个行星齿轮部件937同时且啮合式地与行星齿轮组930的外环 形齿轮部件934和内太阳齿轮部件932相接合。
变速器输入部件17连续地与托架926相连接。变速器输出部件 19连续地与托架936相连接。互连部件970连续地将太阳齿轮922 与太阳齿轮932连接起来。
笫一扭矩传递装置，例如离合器950选择性地将太阳齿轮922 与托架926连接起来。笫二扭矩传递装置，例如离合器952选择性 地将环形齿轮924与托架936连接起来。第三扭矩传递装置，例如 制动器954选择性地将托架936与变速器外壳960连接起来。第四 扭矩传递装置，例如制动器955与电动机/发电机980并联连4矣，以 便选择性地制动电动机/发电机980的旋转。第五扭矩传递装置，例 如制动器957与电动4几/发电机982并联连接，以便选择性地制动电 动机/发电机982的旋转。第一、第二、第三、第四和笫五扭矩传递 装置950,952,954,955和957用于帮助选择混合变速器914的操作才莫 式。
混合变速器914还接受来自发动机12的功率，并且还与电功率 源986交换功率，电功率源986可操作地连接在控制器988上。
图10b的操作模式表显示了对于变速器914的五个操作模式的
离合器接合，电动机/发电机状态，以及输出/输入比。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),"连续变速范围模 式，，(范围1.1,1.2,1.3…)和"固定比模式"(F1,F2,F3,F4)。
如上所述，在图10b的操作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中作为 示例给出的环形齿轮/太阳齿轮齿数比而获得的扭矩比的一个示例。 Nj^/N^值是行星齿轮组920的齿数比，并且NR2/1S^值是行星齿轮组 930的齿数比。另外，图10b的图表描述了利用给定的齿数比样本而 获得的步进比的步。例如，在第一和第二固定前进扭矩比之间的步 进比为2.11,在第二和笫三固定前进扭矩比之间的步进比为1.90， 并且第三和第四固定前进4丑矩比之间的步进比为1.43。在固定比之 间的每个单步前进换档是一个移位换档。
第十一示范性实施例的描述
参看图lla,其显示了动力系1010,动力系10包括发动机12， 其连接在总体上以标号1014表示的改进的电动变速器的一个优选实 施例上。变速器1014设计成可接受其来自于发动机12的驱动功率 的至少一部分。
如图所示，发动机12具有输出轴，其用作变速器1014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— 矩阻尼器(未显示)。
不管发动机12连接到变速器输入部件17上的方法如何，变速 器输入部件17都可操作地连接在变速器1014的行星齿轮组上。变 速器1014的输出部件19连接在主减速器16上。
变速器1014利用两个行星齿轮组1020和1030。行星齿專仑组1020 采用了外环形齿轮部件1024，其与内太阳齿轮部件1022外接。托架 1026可旋转地支撑多个行星齿轮1027,使得各个行星齿轮1027啮
合式地与第一行星齿轮组1020的外环形齿轮部件1024和内太阳齿 轮部件1022相接合。
行星齿轮组1030还具有外环形齿轮部件1034,其与内太阳齿轮 部件1032外接。多个行星齿轮1037还可旋转地安装在托架1036中， 使得各个行星齿轮部件1037同时且啮合式地与行星齿轮组1030的 外环形齿轮部件1034和内太阳齿轮部件1032相接合。
变速器输入部件17连续地与托架1026相连接，并且变速器输 出部件19连续地与环形齿轮1024相连接。互连部件1070连续地将 环形齿轮1024与托架1036连4妄起来。
变速器1014还分别包括笫一和第二电动机/发电机1080和1082。 第一电动机/发电机1080的定子固定在变速器外壳1060上。笫一电 动才几/发电机1080的转子固定在太阳齿轮1032上。
第二电动机/发电机1082的定子也固定在变速器外壳1060上。 第二电动机/发电机1082的转子固定在环形齿轮1034上。
笫一扭矩传递装置，例如离合器1050选择性地将托架1026与 环形齿轮1034连接起来。第二扭矩传递装置，例如离合器1052选 择性地将太阳齿轮1022与太阳齿轮1032连接起来。第三扭矩传递 装置，例如制动器1054选择性地将托架1036与变速器外壳1060连 接起来。第四扭矩传递装置，例如制动器1055与电动机/发电机1080 并联连接，以便选择性地制动电动机/发电机1080的旋转。第五扭矩 传递装置，例如制动器1057与电动机/发电机1082并联连4妄，以侵_ 选择性地制动电动机/发电机1082的旋转。第一、笫二、第三、第四 和第五扭矩传递装置1050,1052,1054,1055和1057用于帮助选择混合 变速器1014的操作模式。
混合变速器1014还接受来自发动机12的功率，并且还与电功 率源1086交换功率，电功率源1086可操作地连接在控制器1088上。
图lib的操作模式表显示了对于变速器1014的五个操作模式的 离合器接合，电动机/发电机状态，以及输出/输入比。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),"连续变速范围模 式"(范围1.1,1.2,1.3…)和"固定比模式，，(F1,F2,F3,F4)。
如上所述，在图lib的操作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lib还提供了利用图lib中作为
NR1/NS1值是行星齿轮组1020的齿数比，并且Nm/Nm值是行星齿專仑 组1030的齿数比。另外，图lib的图表描述了利用给定的齿数比样 本而获得的步进比的步。例如，在第一和笫二固定前进扭矩比之间 的步进比为2.27，在笫二和第三固定前进扭矩比之间的步进比为 1.76，并且第三和第四固定前进扭矩比之间的步进比为1.33。在固定 比之间的每个单步前进换档是一个移位换档。
第十二示范性实施例的描述
参看图12a，其显示了动力系1110，动力系10包括发动机12， 其连接在总体上以标号1114表示的改进的电动变速器的一个优选实 施例上。变速器1114设计成可接受其来自于发动机12的驱动功率 的至少一部分。
如图所示，发动机12具有输出轴，其用作变速器1114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 矩阻尼器(未显示)。
不管发动机12连接到变速器输入部件17上的方法如何，变速 器输入部件17都可操作地连接在变速器1114的行星齿轮组上。变 速器1114的输出部件19连接在主减速器16上。
变速器1114利用两个行星齿轮组1120和1130。行星齿轮组1120 采用了外环形齿轮部件1124,其与内太阳齿轮部件1122外接。托架 1126可旋转地支撑多个行星齿轮1127，使得各个行星齿轮1127啮 合式地与第一行星齿轮组1120的外环形齿轮部件1124和内太阳齿
轮部件1122相接合。
行星齿轮组1130还具有外环形齿轮部件1134,其与内太阳齿4仑 部件1132外接。多个行星齿轮1137还可旋转地安装在托架1136中， 使得各个行星齿轮部件1137同时且啮合式地与行星齿轮组1130的 外环形齿轮部件1134和内太阳齿轮部件1132相接合。
变速器输入部件17连续地与太阳齿轮1122相连接，并且变速 器输出部件19连续地与托架1136相连接。互连部件1170连续地将 环形齿轮1124与环形齿轮1134连接起来。
变速器1114还分别包括第一和第二电动机/发电机1180和1182。 笫一电动机/发电机1180的定子固定在变速器外壳1160上。第一电 动机/发电机1180的转子固定在托架1126上。
笫二电动机/发电机1182的定子也固定在变速器外壳1160上。 第二电动机/发电机1182的转子固定在太阳齿轮1132上。
第一扭矩传递装置，例如离合器1150选择性地将环形齿轮1124 与托架1126连接起来。第二扭矩传递装置，例如离合器1152选择 性地将托架1126与托架1136连接起来。笫三扭矩传递装置，例如 制动器1154选择性地将环形齿轮1124与变速器外壳1160连接起来。 第四扭矩传递装置，例如制动器1155与电动机/发电机1182并联连 接，以便选择性地制动电动机/发电机1182的旋转。第一、第二、第 三和第四扭矩传递装置1150,1152，1154和1155用于帮助选择变速器 1114的操作才臭式。
混合变速器1114还接受来自发动机12的功率，并且还与电功 率源1186交换功率，电功率源1186可操作地连接在控制器ll88上。
图12b的操作模式表显示了对于变速器1114的五个操作模式的 离合器接合，电动机/发电机状态，以及输出/输入比。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)，"连续变速范围模 式，，(范围1.1,1.2,1.3…)和"固定比模式"(F1,F2,F3，F4)。
如上所述，在图12b的操作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12b还提供了利用图12b中作为 示例给出的环形齿轮/太阳齿轮齿数比而获得的扭矩比的一个示例。 NR1/NS1值是行星齿轮组1120的齿数比，并且N^/Ns2值是行星齿轮 组1030的齿数比。另外，图12b的图表描述了利用给定的齿数比样 本而获得的步进比的步。例如，在第一和第二固定前进扭矩比之间 的步进比为1.43，在第二和第三固定前进扭矩比之间的步进比为 1.94,并且笫三和第四固定前进4丑矩比之间的步进比为1.43。
第十三示范性实施例的描述
参看图13a,其显示了动力系1210,动力系10包括发动机12, 其连接在总体上以标号1214表示的改进的电动变速器的一个优选实 施例上。变速器1214设计成可接受其来自于发动机12的驱动功率 的至少一部分。
如图所示，发动机12具有输出轴，其用作变速器1214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 矩阻尼器(未显示)。
不管发动机12连接到变速器输入部件17上的方法如何，变速 器输入部件17都可操作地连接在变速器1214的行星齿轮组上。变 速器1214的输出部件19连接在主减速器16上。
变速器1214利用两个行星齿轮组1220和1230。行星齿轮组1220 采用了外环形齿轮部件1224,其与内太阳齿轮部件1222外接。托架 1226可旋转地支撑多个行星齿轮1227，使得各个行星齿轮1227啮 合式地与第一行星齿轮组1220的外环形齿轮部件1224和内太阳齿 轮部件1222相接合。
行星齿轮组1230还具有外环形齿轮部件1234，其与内太阳齿轮 部件1232外接。多个行星齿轮1237还可旋转地安装在托架1236中， 使得各个行星齿轮部件1237同时且啮合式地与行星齿轮组1230的
外环形齿轮部件1234和内太阳齿轮部件1232相接合。
变速器输入部件17连续地与太阳齿轮1222相连接，并且变速 器输出部件19连续地与环形齿轮1234相连接。互连部件1270连续 地将环形齿轮1224与太阳齿轮1232连接起来。
变速器1214还分别包括第一和第二电动机/发电机1280和1282。 第一电动机/发电机1280的定子固定在变速器外壳1260上。第一电 动机/发电机1280的转子固定在托架1226上。笫二电动机/发电机1282 的定子也固定在变速器外壳1260上。第二电动机/发电机1282的转 子固定在环形齿轮1224上。
第一扭矩传递装置，例如离合器1250选择性地将太阳齿轮1222 与托架1236连接起来。第二扭矩传递装置，例如离合器1252选择 性地将托架1226与托架1236连接起来。第三扭矩传递装置，例如 制动器1254选择性地将托架1236与变速器外壳1260连接起来。笫 四扭矩传递装置，例如制动器1255与电动机/发电机1280并联连才妄， 以便选择性地制动电动机/发电机1280的旋转。第五扭矩传递装置， 例如制动器1257与电动机/发电机1282并联连接，以便选择性地制 动电动机/发电机1282的旋转。笫一、第二、第三、第四和第五^丑矩 传递装置1250,1252,1254,1255和1257用于帮助选择混合变速器1214 的操作模式。
混合变速器1214还接受来自发动机12的功率，并且还与电功 率源1286交换功率，电功率源1286可操作地连接在控制器1288上。
图13b的操作模式表显示了对于变速器1214的五个操作模式的 离合器4妄合，电动机/发电才几状态，以及输出/输入比。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)，"连续变速范围模 式，，(范围1.1,1.2,1.3…)和"固定比模式，，(F1,F2,F3,F4)。
如上所述，在图13b的操作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13b还提供了利用图13b中作为
示例给出的环形齿轮/太阳齿轮齿数比而获得的扭矩比的一个示例。
NR1/NS1值是行星齿轮组1220的齿数比，并且NM/NS2值是行星齿轮 组1230的齿数比。另外，图13b的图表描述了利用给定的齿数比样 本而获得的步进比的步。例如，在第一和第二固定前进扭矩比之间 的步进比为1.73,在第二和笫三固定前进扭矩比之间的步进比为 1.68,并且第三和第四固定前进扭矩比之间的步进比为1.56。在固定 比之间的每个单步前进换档是一个移位换档。
第十四示范性实施例的描述
参看图14a，其显示了动力系1310,动力系10包括发动才几12, 其连接在总体上以标号1314表示的改进的电动变速器的一个优选实 施例上。变速器1314设计成可接受其来自于发动机12的驱动功率 的至少一部分。
如图所示，发动机12具有输出轴，其用作变速器1314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 矩阻尼器(未显示)。
不管发动机12连接到变速器输入部件17上的方法如何，变速 器输入部件17都可操作地连接在变速器1314的行星齿轮组上。变 速器1314的输出部件19连接在主减速器16上。
变速器1314利用两个行星齿轮组1320和1330。行星齿轮组1320 采用了外环形齿轮部件1324，其与内太阳齿轮部件1322外接。托架 1326可旋转地支撑多个行星齿轮1327，使得各个行星齿轮1327啮 合式地与第一行星齿轮组1320的外环形齿轮部件1324和内太阳齿 轮部件1322相接合。
行星齿轮组1330还具有外环形齿轮部件1334,其与内太阳齿轮 部件1332外接。多个行星齿轮1337,1338还可旋转地安装在托架1336 上，使得各个行星齿轮部件1337啮合式地与行星齿轮组1330的内 太阳齿轮部件1332相接合，并且使各个行星齿轮部件1338啮合式
地与外环形齿轮部件1334相接合。
变速器输入部件17连续地与环形齿轮1324相连接，并且变速 器输出部件19连续地与托架1346相连接。互连部件1370连续地将 环形齿轮1324与太阳齿轮1332连接起来。
变速器1314还分别包括笫一和第二电动机/发电机1380和1382。 第一电动机/发电机1380的定子固定在变速器外壳1360上。第一电 动机/发电机1380的转子固定在太阳齿轮1322上。
第二电动机/发电机1382的定子也固定在变速器外壳1360上。 第二电动机/发电机1382的转子固定在环形齿轮1324上。
第一扭矩传递装置，例如离合器1350选择性地将托架1326与 环形齿轮1324连接起来。第二扭矩传递装置，例如离合器1352选 择性地将环形齿轮1334与太阳齿轮1332连接起来。第三扭矩传递 装置，例如制动器1354选择性地将托架1336与变速器外壳1360连 接起来。第四扭矩传递装置，例如制动器1355与电动机/发电机1380 并联连接，以便选择性地制动电动机/发电机1380的旋转。第一、第 二、第三和第四扭矩传递装置1350,1352,1354和1355用于帮助选择 变速器1314的操作模式。
混合变速器1314接受来自发动机12的功率，并且还与电功率 源1386交换功率，电功率源1386可操作地连接在控制器1388上。
图14b的操作模式表显示了对于变速器1314的五个操作模式的 离合器接合，电动机/发电机状态，以及输出/输入比。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),"倒档和前进起动才莫式"(TC Rev和TCFor)，"连续变速范围沖莫 式，，(范围1.1,1.2,1.3…)和"固定比模式，，(F1，F2，F3,F4)。
如上所述，在图14b的操作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14b还提供了利用图14b中作为
NR1/NSI值是行星齿轮组1320的齿数比，并且N^/Ns2值是行星齿轮
组1330的齿数比。另外，图14b的图表描述了利用给定的齿数比样 本而获得的步进比的步。例如，在笫一和第二固定前进扭矩比之间 的步进比为1.43,在第二和第三固定前进扭矩比之间的步进比为 1.94,并且第三和第四固定前进扭矩比之间的步进比为1.43。
在权利要求中，语言"连续地连接"或"连续连接"指直接连接或成 比例的齿轮传动连接，例如利用齿轮装置连到偏轴上。
虽然已经公开了本发明的各种优选实施例，但是应当理解，本 发明的构思容易受到本领域中的技术人员所想到许多变化的影响。 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 在所附权利要求范围内的所有变型和改型。
权利要求
1.一种电动变速器，包括用以接受发动机功率的输入部件；输出部件；第一和第二电动机/发电机；第一和第二差速齿轮组，其各具有第一、第二和第三部件；所述输入部件连续地与所述齿轮组的至少其中一个部件相连接，并且所述输出部件连续地与所述齿轮组的另一部件相连接；连续地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连接起来的互连部件；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部件相连接；所述第二电动机/发电机连续地与所述第一或第二齿轮组的部件相连接，该部件不同于所述第一电动机/发电机所连接的所述部件；选择性地将所述第一齿轮组的部件与所述第一或第二齿轮组的另一部件连接起来的第一扭矩传递装置；选择性地将所述第二齿轮组的部件与所述第一或第二齿轮组的另一部件连接起来的第二扭矩传递装置，这对由所述第二扭矩传递装置连接起来的部件不同于由所述第一扭矩传递装置连接起来的那对部件；选择性地将所述第一或第二齿轮组的部件接地的第三扭矩传递装置；和与所述第一第二电动机/发电机并联连接、以便制动其旋转的第四扭矩传递装置；其中，所述第一、第二、第三和第四扭矩传递装置是可单独地或成对地接合的，从而提供一种带有连续可变速度比范围和四个固定前进速度比的电动变速器。
2. 根据权利要求1所述的电动变速器，其特征在于，所述第一 和第二差速齿轮组是行星齿轮组。
3. 根据权利要求2所述的电动变速器，其特征在于，各个所述 行星齿轮组的托架是单个小齿轮的托架。
4. 根据权利要求2所述的电动变速器，其特征在于，所述行星 齿轮组的至少一个托架是双小齿轮的托架。
5. 根据权利要求1所述的电动变速器，其特征在于，还包括第 五扭矩传递装置，例如电动机制动器，其并联地与所述第一和第二 电动机/发电机中的另一电动机/发电机相连接，以用于建立所述固定 比。
6. 根据权利要求1所述的电动变速器，其特征在于，所述第一、 第二、第三和第四扭矩传递装置以及所述第一和第二电动机/发电枳j 可操作，以便在所述电动变速器中提供五个操作模式，包括蓄电池 倒档模式，EVT倒档模式，倒档和前进起动模式，连续变速范围模 式，以及固定比才莫式。
7. —种电动变速器，包括用以^接受发动机功率的输入部件； 输出部件；第一和第二电动机/发电机；第一和第二差速齿轮组，其各具有笫一、第二和第三部件；所述输入部件连续地与所述齿轮组的至少其中一个部件相连 ，接，并且所述输出部件连续地与所述齿轮组的另 一部件相连接；连续地将所述第一齿轮组的所述笫一部件与所述第二齿轮组的 所述第一部件连接起来的互连部件；所述第 一 电动机/发电机连续地与所述笫 一或第二齿轮组的部件 相连接；所述第二电动机/发电机连续地与所述笫 一或第二齿轮组的部件 相连接，该部件不同于所述第 一电动机/发电机所连接的所述部件； 和用于选择性地将所述第一或第二齿轮组的所述部件与固定部件 或与所述行星齿轮组的其它部件互连起来的笫一、第二、第三和第 四扭矩传递装置，所述第一、第二、第三和第四扭矩传递装置是可 单独地或成对地接合的，从而提供一种在所述输入部件和所述输出 部件之间带有连续可变的速度比范围和四个固定的前进速度比的电 动变速器。
8. 根据权利要求7所述的电动变速器，其特征在于，所述第一 和第二差速齿轮组是行星齿轮组，并且所述笫一扭矩传递装置选择 性地将所述第一行星齿轮组的部件与所述第一或笫二行星齿轮组的 另一部件连接起来。
9. 根据权利要求8所述的电动变速器，其特征在于，所述第二 扭矩传递装置选择性地将所述第二行星齿轮组的部件与所述第一或 第二行星齿轮组的另 一部件连接起来，由所述第二扭矩传递装置连 接起来的这对部件不同于由所述第 一扭矩传递装置连接起来的那对 部件。
10. 根据权利要求9所述的电动变速器，其特征在于，所述笫 三扭矩传递装置选择性地将所述第一或第二行星齿轮组的部件与所 述固定部件连接起来。
11. 根据权利要求10所述的电动变速器，其特征在于，各个所 述行星齿轮组的托架是单个小齿轮的托架。
12. 根据权利要求10所述的电动变速器，其特征在于，所述行 星齿轮组的至少一个托架是双小齿轮的托架。
13. 根据权利要求10所述的电动变速器，其特征在于，所述第 四扭矩传递装置包括电动机制动器，其与所述第一和第二电动机/发 电机的其中 一个电动机/发电机并联地连接，以用于建立所述固定比。
14. 根据权利要求10所述的电动变速器，其特征在于，还包括 第五扭矩传递装置，例如电动机制动器，其与所述第一和第二电动 机/发电机中的未与所述扭矩传递装置并联地连接的那个电动机/发电 机相连接。
15. —种电动变速器，包括用以接受发动机功率的输入部件；输出部件；第 一和第二电动机/发电机；第一和第二差速齿轮组，其各具有第一、第二和笫三部件；所述输入部件连续地与所述齿轮组的至少其中 一 个部件相连 接，并且所述输出部件连续地与所述齿轮组的另一部件相连接；连续地将所述笫一齿轮组的所述第一部件与所述笫二齿轮组的 所述笫一部件连接起来的互连部件；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部件 相连接；所述笫二电动机/发电机连续地与所述第一或第二齿轮组的部件 相连接，该部件不同于所述第 一电动机/发电机所连接的所述部件；选择性地将所述第一齿轮组的部件与所述第一或第二齿轮组的 另一部件连接起来的第一扭矩传递装置；选择性地将所述第二齿轮组的部件与所述第一或第二齿轮组的 另一部件连接起来的第二扭矩传递装置，由所述第二扭矩传递装置 连接起来的这对部件不同于由所述第一扭矩传递装置连接起来的那 对部件；和选择性地将所述笫一或笫二齿轮组的部件接地的第三扭矩传递 装置；其中，所述第一、第二和第三扭矩传递装置是可单独地或成对 地接合的，从而提供一种带有连续可变速度比范围和四个固定前进 速度比的电动变速器。
全文摘要
本发明的电动变速器系列提供了低容量、低成本的电动变速器机构，其包括第一和第二差速齿轮组，蓄电池，两个可互换地用作电动机或发电机的电机，以及四个或五个可选择的扭矩传递装置。这些可选择的扭矩传递装置单独或两两组合地相接合，从而产生带有连续可变速范围(包括倒档)和四个机械固定的前进速比的EVT。这些扭矩传递装置以及第一和第二电动机/发电机可操作地在电动变速器中提供五个操作模式，包括蓄电池倒档模式，EVT倒档模式，倒档和前进起动模式，连续变速范围模式，以及固定比模式。
文档编号F16H3/72GK101107460SQ200580047123
公开日2008年1月16日 申请日期2005年10月25日 优先权日2004年11月24日
发明者A·G·霍尔姆斯, J·D·亨德里克森, M·拉汉文, N·K·布克诺尔, P·B·乌索罗 申请人:通用汽车公司