本发明专利技术的电气可变式变速器系列提供低容积、低成本的电气可变式变速器机构，其包括第一差动齿轮组和第二差动齿轮组、电池、可互换地用作电动机或发电机的两个电机、多达六个的可选的扭矩传递装置以及可能的爪形离合器。这些可选的扭矩传递装置进行接合，以产生带有可连续变化的速度范围（其包括倒档）、至少四个机械固定前进速度比的ＥＶＴ。这些扭矩传递装置以及第一电动机／发电机和第二电动机／发电机可操作，以在电气可变式变速器中提供五种操作模式，其包括电池倒档模式、ＥＶＴ倒档模式、倒档和前进档起动模式、可连续变化的变速范围模式和固定比率模式。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电气可变式变速器(electrically variable transmission),其带有釆用功率分流的可变速度比范围(range)和采用固 定速度比的选择性操作，并且具有两个行星齿轮组、两个电动机 (motor)/发电机(generator)和多达六个的扭矩传递装置。
技术介绍
目前，内燃机，尤其是往复式活塞型内燃机推进大多数 的车辆。这类发动机是用于将燃料形式的高浓缩能量转换成有效机械 功率的相对高效、小型、轻质和低廉的机构。可用于内燃机并且可降 低燃料消耗和污染物排放的新型变速器系统对公众具有很大的益处。 车辆通常对内燃机所提出的需求会发生很大的变动，这 使得燃料的消耗和排放超出了这类发动机的理想情况。通常，车辆是 由发动机来推进，此种发动机通过小型电动机和相对较小的电池从冷 状态发动，然后被快速地置于来自推进设备和附属设备的负载下。此 种发动机还在很大范围的速度下和在很大范围的负载下进行操作，并 且通常平均在约其1/5最大功率输出下进行操作。 车辆变速器通常将机械功率从发动机传递至驱动系统 的其余部分，例如，固定的主减速器齿轮装置、轴和车轮。典型的机 械变速器允许发动机操作具有一定的自由度，这通常是通过如下来实 现的五个或六个不同驱动比的交替选择；空档的选择，其允许发动 机在车辆静止的情况下操作附件；以及离合器或扭矩变换器，其用于 在各驱动比之间进行平稳的过渡以及当发动机转动时从固定状态起 动车辆。变速器档位的选择通常允许功率以扭矩倍增比和减速比、以扭矩减小比和速度倍增比(其称为超速比)或倒档比传递至驱动系统的 其余部分。发电机可将来自发动机的机械功率转变成电力，并且电系统其余部分的机械功率。这种布置允许发动机与驱动系统其余部分 之间的扭矩比和速度比在电机(electric machinery)的极限内进行连续 的变化。可将用作推进功率来源的电池添加至该布置，从而形成串联 式(series)混合电气驱动系统。 该串联式混合系统允许在发动机与推进车辆所需的扭 矩、速度和功率存在一定独立性的情况下进行操作，因此可控制发动 机来改善排放和效率。该系统允许电机附接至发动机来作为起动发动 机的电动机。该系统还允许电机附接至驱动系的其余部分来作为发电 机，从而通过蓄电(regenerative)制动将由于车辆减慢而产生的能量回 收到电池内。串联式电驱动装置受到以下两点的困扰足以在发电机 中将所有发动机功率从机械能转变成电能和在驱动电动机中将电能 转变成机械能的电机的重量和成本；这些转换过程中所损失的有效能 量。 功率分流变速器可使用通常理解为"差动齿轮装置"来 实现输入与输出之间可连续变化的扭矩和速度比。电气可变式变速器 可使用差动齿轮装置以通过一对电动机/发电机输送其传动功率的一 部分。变速器功率的其余部分流过另一条固定比率或比率可交替选择 的全机械、直接的并行路径。 如本领域技术人员熟知， 一种差动齿轮装置可以是行星 齿轮组。行星齿轮装置通常是差动齿轮专利技术中使用的优选实施例，其 具有小型并且可在行星齿轮组所有部件中实现不同扭矩和速度比的 优点。然而，通过在齿4仑组的至少一个元件的转速始终为两个其它元 件速度的加权平均的布置中使用锥形齿轮或其它齿轮，就可在不需行 星齿轮的情况下构造本专利技术。7 混合电动车辆变速系统还包括一个或多个电能储存装 置。典型的装置是化学蓄电池，但还可包括电容性装置或机械装置(例 如，电气驱动飞轮)。电能储存装置允许从变速系统到车辆的机械输出 功率不同于从发动机到变速系统的机械输入功率。该电池或其它装置 还允许发动机利用变速系统来进行发动并允许蓄能车辆制动。动机输入传递到主减速器输出。为此， 一个电动机/发电机所产生的电 力会平衡电力损失和另 一个电动机/发电机所消耗的电力。通过使用以上提及的蓄电池， 一个电动机/发电^L所产生的电力可大于或小于另一个电动机/发电机所消耗的电力。有时，来自该电池的电力可允许两个 电动机/发电机都来作为电动机，尤其用于帮助发动机进行车辆加速。 有时，两个电动机都可作为发电机以对电池充电，尤其在蓄能车辆制 动的时候。 串联式混合变速器的成功替代者是两个范围、输入分流 和复合分流的电气可变式变速器，其目前生产用于交通巴士，如授予 Michael Roland Schmidt的于1999年8月3日公布的与本申请案共同 转让的美国专利No. 5,931,757,中所公开，并且该专利以全文引用的方 式并入本文中。此种变速器利用输入装置来接受来自车辆发动机的功 率并利用功率输出装置来传递功率以驱动车辆。第一电动机/发电机和 第二电动机/发电机连接至储能装置(例如，电池)，以便储能装置可接 受来自第 一 电动机/发电机和第二电动机/发电机的功率并且可将功率 供应至第一电动机/发电机和第二电动机/发电机。控制单元在储能装 置和电动机/发电机之中以及在第 一 电动机/发电机与第二电动机/发电 机之间调节功率流。 可通过使用具有第一扭矩传递装置和第二扭矩传递装 置性质的离合器来选择性地实现以第一可变速度比操作模式或第二 可变速度比操作模式进行操作。在第一模式中，通过施加第一离合器 形成输入-功率-分流速度比范围，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。在第二模式中，通过施加第二离合器形成复 合_功率-分流速度比范围，并且变速器的输出速度与任一 电动机/发电 机的速度都不成比例，而是这两个电动机/发电机速度的代数线性组 合。可通过施加两个离合器来选择性地实现固定变速比的操作。该变 速器在空档模式下的操作可通过释放两个离合器而选择性地实现，从 而使发动机和两个电动机/发电机与变速器输出脱离。该变速器在其第 一操作模式下包括至少一个机械点而在其第二操作模式下包括至少 两个4几纟戒点。 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来提供输入分流操作模式、复合 分流操作模式、空档操作模式和倒档操作模式的电气可变式变速器， 该美国专利授予Holmes等人，于2003年3月4日公布，与本申请案 共同转让并以全文引用的方式并入本文中。两个行星齿轮组都可为简 单的行星齿轮组，或者一个可单独地复合。电控部件调节储能装置和 两个电动机/发电机之中的功率流。这个变速器提供电气可变式变速器 (EVT)操作的两个范围或模式，从而选择性地提供输入-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个固定的 速度比。
技术实现思路
本专利技术提供一个电气可变式变速器系列，其提供胜过在 混合车辆中使用的常规自动变速器的数个优点，这些优点包括改进的 车辆加速性能、经由蓄能制动以及仅电动方式的空转和发动而得到改 进的燃料经济性以及吸引的市场特征。本专利技术的目的是对于给定的发 动机提供尽可能最佳的能量效率和排放。另外，还寻求变速器的最优 性能、容量、封装尺寸和比率覆盖范围。 本专利技术的电气可变式变速器系列提供低容积、低成本的 电气可变式变速器机构，其包括第一和第二差动齿轮组、电池、两个可互换地用作电动机或发电机的电机以及多达六个的可选择的扭矩 传递装置。另外地，可提供爪形离合器。优选地，该差动齿轮组是本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电气可变式变速器，其包括： 用于从发动机接收功率的输入部件； 输出部件； 第一电动机／发电机和第二电动机／发电机； 第一差动齿轮组和第二差动齿轮组，其各具有第一部件、第二部件和第三部件； 所述输入部件与所述 齿轮组的至少一个部件持续地或选择性地连接，所述输出部件与所述齿轮组的另一部件持续地连接； 所述第一电动机／发电机与所述第一行星齿轮组的部件持续地连接或者经由爪形离合器与所述第一齿轮组或第二齿轮组的部件选择性地连接； 所述第二电动 机／发电机与所述第一齿轮组或第二齿轮组的部件持续地连接； 第一扭矩传递装置，其使所述第一齿轮组的部件与所述输入部件或所述第二齿轮组的部件选择性地连接； 第二扭矩传递装置，其使所述第二齿轮组的部件与所述第一齿轮组的部件选择性地连接 ； 第三扭矩传递装置，其使所述第一齿轮组的部件与所述第二齿轮组的部件或所述输入部件选择性地连接； 第四扭矩传递装置，其使所述第一齿轮组的部件与固定部件选择性地连接； 第五扭矩传递装置，其使所述第二齿轮组的部件与所述固定部件 选择性地连接；并且 其中，所述第一扭矩传递装置、第二扭矩传递装置、第三扭矩传递装置、第四扭矩传递装置和第五扭矩传递装置可接合，以提供具有可连续变化的速度比范围和至少四个固定前进速度比的电气可变式变速器。...
【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：N巴克诺尔，T辛格，JA迪默，AG霍尔姆斯，JD亨里克森，JE莱尔曼，M拉哈文，
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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