本发明专利技术的电动变速器系列提供了低容量、低成本的电动变速器系列，其包括第一、第二和第三差速齿轮组，蓄电池，两个可互换地用作电动机或发电机的电机，以及三个可选择的扭矩传递装置（两个离合器和一个制动器）。这三个可选择的扭矩传递装置可单独或两两组合地相接合，或单独地与选择性制动的电动机／发电机接合，从而产生具有连续可变速度比范围（包括倒档）和四个机械固定的前进速度比的ＥＶＴ。或者，这三个扭矩传递装置可分离，同时制动电动机／发电机，以提供固定的速度比。第一、第二和第三扭矩传递装置，以及第一和第二电动机／发电机可操作，而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。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可在功率分流的变速度比范围内和固定的速度比下 选择性操作的电动变速器，其具有三个行星齿轮組，两个电动机/发 电才几和三个或四个离合器。专利技术背景内燃机，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;改物超 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较 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。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Jf关混合(series 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。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电量和成本，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"差速齿轮传动"的装置，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 使用差速齿轮传动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行的路径，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差速齿轮传动装置可构成行星齿轮组。行 星齿轮装置通常是差速齿轮传动装置专利技术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专利技术，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(regenerative)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，其被公开在与本 申请共同转让的于1999年8月3日公告的授予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。第一和第二电动机/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 来自第一和第二电动机/发动机的功率，和为第一和第二电动4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模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。在第一模式中，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。在笫二模式中，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，而是这两个电动机/发电机的速度的代数线性组合。在固定的传动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。变速器在空档模式中的操作可 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是复合式的。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。专利技术概要本专利技术提供了 一系列的电动变速器，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。本专利技术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。本专利技术的电动变速器系列提供了低容量、低成本的电动变速器 系列，其包括第一、第二和第三差速齿轮组，蓄电池，两个可互换 地用作电动机或发电机的电机，以及三个可选择的4丑矩传递装置(两 个离合器和一个制动器)。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、第二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)从第一计数到第三。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、第二或第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型托架(简单)或双小齿轮型托架(复合)。输入轴持续地(continuously)与行星齿轮组的本文档来自技高网...
【技术保护点】
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、第二和第三差速齿轮组，其各具有第一、第二和第三部件；所述输入部件持续地与所述齿轮组的至少其中一个部件相连接，并且所述输出部件持续地与所述齿轮组的另一部件相连接；持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第一互连部件；持续地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连接起来的第二互连部件；持续地将所述第二齿轮组的所述第三部件与所述第三齿轮组的所述第一部件连接起来的第三互连部件；所述第一电动机／发电机持续地与所述第一或第二互连部件，或与所述第一齿轮组的部件相连接；所述第二电动机／发电机持续地与所述第一或第二或第三互连部件，或与所述第三齿轮组的部件相连接；选择性地将所述第一齿轮组的部件与所述第一、第二或第三齿轮组的另一部件连接起来的第一扭矩传递装置；选择性地将所述第三齿轮组的部件与所述第一、第二或第三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；和选择性地将所述第三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可单独或成对地接合，从而提供具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。...
【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拉加范，NK巴克诺，JD亨德里克森，
申请(专利权)人：通用汽车公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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