本发明专利技术的电动可变变速器族提供低含量、低成本的电动可变变速器机构，电动可变变速器机构包括第一、第二和第三差速齿轮组；电池；可互换地用作电动机或发动机的两个电机；以及五个可选择的转矩传递设备（两个离合器和三个制动器），且可以提供齿式离合器。可选的转矩传递设备可单个地或以两个、三个或四个组合的形式接合以产生具有连续可变速度范围（包括倒档）和高达四个机械固定的向前速度比的ＥＶＴ。转矩传递设备以及第一和第二电动机／发电机是可操作的，以在电动可变变速器内提供５个操作模式，包括电池倒档模式、ＥＶＴ倒档模式、倒档和向前起动模式、连续可变传动范围模式、以及固定比模式。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电动可变变速器，其选择性地操作在动力分流可变速 度比范围内和固定速度比内且具有三个行星齿轮组，两个电动机/发电 机和五个转矩传递设备。
技术介绍
内燃机，特别是往复活塞式内燃机，当前推进大部分车辆。这种 发动机是将以燃料形式的高度集中的能量转换为有用的机械动力的相 对有效的、结构紧凑的、重量轻的、以及非昂贵的机构。能够与内燃 机使用且能够减少燃料消耗和污染物排放的新颖的变速器系统对公众 是极为有益的。车辆通常对内燃机的各种需求增加了对这种发动机超出理想情况 的燃料消耗和排放。通常，车辆由这种发动机推进，该发动机通过小 的电动机和相对小的电存储电池从冷态起动，然后快速置于来自推进 和附属设备的载荷下。这种发动机也通过大范围的速度和大范围的载 荷被操作，且通常平均在它的最大动力输出的大约五分之一处。车辆变速器通常将来自发动机的机械动力输送到驱动系统的其余 部件，例如固定的最终驱动齿轮、轴和车轮。典型的变速器通常通过交替选择5个或6个不同驱动比、空档选择和离合器或转矩变换器而 允许发动机操作的一些自由度，空档选择允许发动机在车辆静止时操 作附件，离合器或转矩变换器用于在驱动比之间的光滑过渡以及起动 休息的车辆使发动机转动。变速器齿轮选择通常允许来自发动机的动 力以转矩增加速度减少的比输送到驱动系统的其余部件，和以转矩减 少速度增加的比输送到驱动系统的其余部件，例如已知的超速驱动， 或以倒档比输送到驱动系统的其余部件。发电机能够将来自发动机的机械动力转变为电力，且电动机可将 该电力转变回车辆驱动系统其余部件在不同转矩和速度下的机械动 力。该布置允许在电动机械的界限内，发动机和驱动系统其余部件之间转矩比和速度比的连续变化。用作推进动力源的电存储电池可加入 到该布置中，形成串联混合电动驱动系统。串联混合系统允许发动机一定程度上独立于转矩、速度和驱动车 辆需要的动力，从而发动机可以被控制而改善排放和效率。该系统允 许附接到发动机的电动机械用作电动机，以便起动发动机。该系统还 允许附接到驱动系其余部件的电动机械起到发电机的作用，以便通过 再生制动将减速车辆的能量回收到电池中。串联电动驱动器经受足以 在发电机内将所有的发动机动力从机械转变为电、以及在驱动电动机 内将从电转变为机械的电动机械的重量和成本，和在该转变中的有用 能量损失。动力分流变速器使用通常理解为"差速齿轮装置，，实现输入和输 出之间连续可变的转矩比和速度比。电动可变变速器能够使用差速齿 轮装置将它的传输动力的一部分发送通过一对电动机/发电机。它的动 力的其余部分流动通过具有固定比的全机械的和直接的或可替换地选 择的另一平行路径。如本领域技术人员熟知的，差速齿轮装置的一种形式可由行星齿 轮组构成。行星齿轮组通常是差速齿轮专利技术中使用的优选实施例，其具有如下优势结构紧凑，在行星齿轮组的所有构件之间存在不同的 转矩比和速度比。但是，不使用行星齿轮构造本专利技术是可能的，例如 通过在布置中使用锥齿轮或者其它齿轮，其中齿轮组的至少一个元件 的旋转速度总是其它两个元件的速度的加权平均。混合电动车辆变速器系统也包括一个或更多的电能存储设备。典 型的设备是化学电存储电池，但是，也可以包括电容或机械设备，例 如电动飞轮。电能存储器允许从变速器系统到车辆的机械输出动力根 据从发动机到变速器系统的机械输入动力而变化。电池或其它设备也 允许发动机以变速器系统起动且允许再生车辆制动。车辆中的电动可变变速器能简单地将来自发动机输入的机械动力 传输到最终的驱动输出。为此，由一个电动机-发电机产生的电力平衡 电损失和由另 一个电动机-发电机消耗的电力。通过使用上述电存储电 池，由一个电动机-发电机产生的电力能够大于或者小于由另一个电动 机-发电机消耗的电力。来自电池的电力有时允许两个电动机-发电机 用作电动机，特别是在车辆加速时帮助发动机。两个电动机有时用作发电机，以便为电池再充电，特别是在车辆再生制动时。串联混合变速器的成功替代品是现在生产用于驱动公共汽车的双范围、输入分流和混合分流电动可变变速器，如1999年8月3日授予 Michael Roland Schmidt的美国专利序列号5， 931， 757中披露的，其 专利权人与本申请的专利申请权人相同，因而其全文并入作为参考。 ;文补亦娃紧估ffl給入戋罟拔妝夹白主iift劳劲;t几的动六.估用劫装置输送动力从而驱动车辆。第一和第二电动机-发电机连接到能量存 储设备，例如电池，以致能量存储设备能接受来自第一和笫二电动机-发电机的动力，且为第一和第二电动机-发电机提供动力。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 之间的动力流。第一或第二可变速度比操作模式中的操作可通过使用具有第一和 第二转矩传递设备性质的离合器选择性地实现。在第一模式中，输入 动力分流速度比范围通过应用第一离合器形成，且变速器的输出速度 正比于一个电动机/发电机的速度。在第二模式中，混合动力分流速度 比范围通过应用第二离合器形成，且变速器的输出速度不与电动机/发 电机任何一个的速度成正比，而是该两个电动机/发电机的速度的代数 线性组合。固定传输速度比的操作可以通过应用两个离合器选择性地 实现。空档模式的变速器操作可以通过释放两个离合器，将发动机和 两个电动机/发电机从变速器输出解耦而选择性地实现。变速器在其第 一操作模式中包括至少一个机械点，且在其第二操作模式中包括至少 两个才几械点。2003年3月4日授予Holmes等的美国专利序列号6， 527， 658，其 专利权人与本申请的专利申请权人相同，因而其全文并入作为参考， 该专利披露了一种电动可变变速器，使用两个行星齿轮组、两个电动 机/发电机和两个离合器以提供输入分流、混合分流、空档和倒档操作 模式。两个行星齿轮组可以是简单的，或其中一个可以是单独混合的。 电动控制构件调节能量存储设备和两个电动机/发电机之间的动力流。 该变速器提供电动可变变速器(EVT)操作的两个范围或 式，选择性 地提供输入动力分流速度比范围和混合动力分流速度比范围。 一个固 定的速度比能选择性地实现。
技术实现思路
本专利技术涉及电动可变变速器族，其提供用于混合车辆中的常规自动变速器之上的几个优势，包括改进的车辆加速性能；通过再生制动以及仅电空转和起动获得的改进的燃料经济性；以及有吸引力的市场特征。本专利技术的目的在于为给定的发动机提供最佳的可能能量效率和 ，t卜.々K.真血'亦；i哭(^1甚化械能_ 史吾-扭裙脉j +知fck贫阁本专利技术的电动可变变速器族提供低含量、低成本的电动可变变速 器机构，包括第一、第二和第三差速齿轮组、电池、可互换地用作电 动机或发动机的两个电机、以及五个可选择的转矩传递设备(两个离 合器和三个制动器)。另外，可以提供齿式离合器。优选地，差速齿 轮组是行星齿轮组，但可以采用其它的齿轮布置，例如锥齿轮或偏移 轴差速齿轮装置。在该说明中，第一、第二或第三行星齿轮组可以任何顺序从第一 到第三计算(即从左到右，从右到左等)。三个行星齿轮组的每个具有三个构件。每个行星齿轮组的第一、 第二或第三构件可以为太阳轮、齿围或行星架构件的任何一个，或可 替换地为小齿轮。每个行星架构件能够为单本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电动可变变速器机构，包括： 从发动机接收动力的输入构件； 输出构件； 第一和第二电动机／发电机； 第一、第二和第三差速齿轮组，每个具有第一、第二和第三构件； 所述输入构件选择性地与所述齿轮组的至少一个构件连接，且所述输出构件与所述齿轮组的至少一个构件连续地连接； 第一互连构件，其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续地连接； 第二互连构件，其将所述第二齿轮组的所述第二构件与所述第三齿轮组的所述第一构件连续地连接； 第三互连构件，其将所述第一齿轮组的所述第二构件与所述第三齿轮组的所述第二构件或与静止构件连续地连接； 所述第一电动机／发电机与所述第一或第二齿轮组的构件连续地连接； 所述第二电动机／发电机与所述第一、第二或第三齿轮组的构件连续地连接，所述构件与连续地与所述第一电动机／发电机连接的所述构件不同； 第一转矩传递设备，其将所述第一、第二或第三齿轮组的构件与所述输入构件选择性地连接； 第二转矩传递设备，其将所述第一、第二或第三齿轮组的另一构件与所述输入构件选择性地连接； 第三转矩传递设备，其将所述第一、第二或第三齿轮组的构件选择性地接地； 第四转矩传递设备，其与所述第一和第二电动机／发电机的一个平行连接，以选择性地防止其旋转； 第五转矩传递设备，其与所述第一和第二电动机／发电机的另一个平行连接，以选择性地防止其旋转； 其中，所述第一、第二、第三、第四和第五转矩传递设备可单独接合或以两个或三个组合的形式接合，以提供具有连续可变范围的速度比和高达四个固定向前速度比的电动可变变速器。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：M拉哈文，NK布克诺尔，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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