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、第二差动齿轮组和第三差动齿轮组、电池、可互换地用作电动机或发电机的两个电机、以及五个或六个可选的扭矩传递装置。这些可选的扭矩传递装置进行接合，以提供带有可连续变化的速度范围（其包括倒档）、四个或更多个机械固定前进速度比以及至少一个机械倒档速度比的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六种操作模式，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、固定前进档模式以及机械倒档模式。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
其带有采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，并且具有三个差动齿轮组、两个电动机(motor)/发电机 (generator)和五个或六个扭矩传递装置。
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动力的 相对高效、小型、轻质和低廉的机构。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最大动力输出下进行操作。车辆变速器通常将机械动力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动力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动力转变成电力，并且电动机可以 以不同的扭矩和速度又将电力返回地转变成用于车辆驱动系统其余 部分的机械动力。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(dectric machinery)的极限内进行连续的变化。可 将用作推进动力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 动力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(regenemtive)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 发动机动力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/发电机输送其传动动力的一部分。变速 器动力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、 直接的平行路径。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，通过在齿轮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。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动力不同于8从发动机到变速系统的机械输入动力。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。车辆中的电气可变式变速器可简单地将机械动力从发动机输入 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/发电机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动力并利用 动力输出装置来传递动力以驱动车辆。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/发电机的动力并且可将动力供应至第 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 节动力流。"复合分流"指的是传动输入和传动输出两者都不直接连接至电 动机/发电机。复合分流式架构包括一种具有两个机械点的模式，每一 机械点是在这些电动机/发电机中的一个到达零速度时获得。这允许减 小为实现所希望的车辆性能而需要的电动机/发电机的尺寸和成本。"输出分流"指的是电动机/发电机直接连接至输入。这种才莫式可用于 起动车辆。"输入分流"指的是电动机/发电机直接连接至输出部件。这可用于捕获制动期间的蓄电能量且可用于当需要时向发动机提供扭矩辅助。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-动力-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-动力-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机械点。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 /发电机之中的动力流。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-动力-分流速度比范围和 复合-动力-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： 从发动机接收动力的输入部件； 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、第二差动齿轮组和第三差动齿轮组，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； 第一互连部件，其使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持续地连接； 第二互连部件，其使所述第二齿轮组的所 述第二部件与所述第一齿轮组或第三齿轮组的所述第二部件持续地连接； 所述第一电动机／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； 所述第二电动机／发电机与所述第二齿轮组或第三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或第二齿轮组的部件与所述输入部件或所述第三齿轮组的部件选择性地连接； 第二扭矩传递装置，其使所述第三齿轮组的部件与所述第一齿轮组、第二齿轮组或第三齿轮组的另一部件选择性地连接； 第三扭矩传递装置，其使所述第二 齿轮组或第三齿轮组的部件与固定部件选择性地连接； 第四扭矩传递装置，其使所述第一齿轮组或第二齿轮组的部件与所述固定部件选择性地连接； 第五扭矩传递装置，其与所述第一电动机／发电机和第二电动机／发电机中的一个电动机／发电机平行连接 ，以选择性地防止所述一个电动机／发电机旋转；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、至少四个固定前进速度比和至少一个机械倒档速度 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：M拉哈文，T辛格，JA迪默，JM马圭尔，JD亨德里克森，NK布克诺尔，JE莱尔曼，AG霍尔姆斯，
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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