專利名稱：使用一個(gè)或兩個(gè)馬達(dá)的電推進(jìn)的輸出分離電可變變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有至少一個(gè)純電低范圍/串聯(lián)^t式、至少一個(gè)空檔模式 和高范圍/輸出分離模式的串聯(lián)/輸出分離電可變變速器。
背景技術(shù)：
電可變變速器(EVT)典型地具有連接到發(fā)動機(jī)的輸入構(gòu)件以及一 個(gè)或兩個(gè)連接到行星齒輪組的不同構(gòu)件的馬達(dá)/發(fā)電機(jī)，以實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多 個(gè)電可變運(yùn)行模式或模式，固定速度比模式和純電(電池驅(qū)動)模式。
發(fā)電機(jī)的 一 個(gè)的速度確定的運(yùn)行模式。
EVT可以以多種方式改進(jìn)車輛燃^牛經(jīng)濟(jì)性。例如，發(fā)動才幾可以在怠 速時(shí)、減速和制動期間和相對低的速度或輕度車輛負(fù)荷運(yùn)行期間關(guān)閉， 以因此消除由于發(fā)動機(jī)阻力導(dǎo)致的效率損失。通過再生制動捕獲的制動 能量或由用作發(fā)電機(jī)的馬達(dá)的一個(gè)在發(fā)動機(jī)運(yùn)行期間存儲的能量在這 些"發(fā)動機(jī)關(guān)閉"期間被利用，以用于延長其中將發(fā)動機(jī)關(guān)閉的期間或持 續(xù)時(shí)間，補(bǔ)充發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩或功率，在較低的發(fā)動機(jī)速度下運(yùn)行車輛，和
/或補(bǔ)充附件動力供給。對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩或功率的瞬態(tài)需要通過馬達(dá)/發(fā)電 機(jī)在"發(fā)動機(jī)，，運(yùn)行期間補(bǔ)充，從而允許降低發(fā)動機(jī)的尺寸而不明顯降低 車輛的性能。另外，馬達(dá)/發(fā)電機(jī)在附件動力生成中是非常有效的，且來 自電池的電力用作可變轉(zhuǎn)矩儲備，從而允許以相對地低的變速器速比運(yùn) 行。
電可變模式可以分類為輸入分離模式、輸出分離模式、復(fù)合分離模 式或串聯(lián)模式。輸入分離模式將一個(gè)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)，使其速度直接與變速 器輸出成比例變化，且將其他馬達(dá)/發(fā)電機(jī)使得其速度是輸入構(gòu)件速度和 輸出構(gòu)件速度的線性組合。輸出分離模式使得一個(gè)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)接通，使 其速度直接與變速器輸入構(gòu)件成比例變化，且將其他馬達(dá)/發(fā)電機(jī)接通使 得其速度是輸入構(gòu)件速度和輸出構(gòu)件速度的線性組合。復(fù)合分離模式使 得兩個(gè)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)接通，使其速度是輸入構(gòu)件速度和輸出構(gòu)件速度的線 性組合，但都不與輸入構(gòu)件速度或輸出構(gòu)件速度直接成比例。串聯(lián)模式
使得一個(gè)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)接通，使其速度與變速器輸入構(gòu)件的速度直接成比 例地變化，且使得另一個(gè)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)接通，使其速度與變速器輸出構(gòu)件 的速度直接成比例地變化。當(dāng)在串聯(lián)模式中運(yùn)行時(shí)，在輸入構(gòu)件和輸出 構(gòu)件之間不存在直接的機(jī)械動力傳遞路徑，且因此所有動力必須電傳 遞。
串聯(lián)推進(jìn)系統(tǒng)是其中能量在從發(fā)動機(jī)到電力存儲設(shè)備的路徑上流 動且然后流動到供給動力以使驅(qū)動構(gòu)件旋轉(zhuǎn)的電動馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的系統(tǒng)。 換言之，在串聯(lián)推進(jìn)系統(tǒng)中，與并聯(lián)推進(jìn)系統(tǒng)不同，在發(fā)動機(jī)和驅(qū)動構(gòu) 件之間無直接的機(jī)械連接。因此，帶有相對地大的電池電力推進(jìn)容量和 相對地小的發(fā)動機(jī)推進(jìn)容量的變速器迄今為止很大程度上依賴于被設(shè) 計(jì)為串聯(lián)混合動力變速器或推進(jìn)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
提供了電可變變速器(EVT),該電可變變速器帶有其中發(fā)動機(jī) 開啟的前進(jìn)低范圍電可變串聯(lián)運(yùn)行模式，其中發(fā)動機(jī)關(guān)閉的前進(jìn)低范圍 純電運(yùn)行模式，電可變輸出分離運(yùn)行模式，和至少一個(gè)空檔模式。在可 用模式之間的轉(zhuǎn)換可以通過離合器-離合器轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)，與僅通過當(dāng)在 EVT模式中運(yùn)行時(shí)改變馬達(dá)速度而執(zhí)行的同步轉(zhuǎn)換相比，潛在地降低了 轉(zhuǎn)換時(shí)間。
特別地，EVT包括輸入構(gòu)件，輸出構(gòu)件，第一和第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī) 和可通過具有第一節(jié)點(diǎn)、笫二節(jié)點(diǎn)和第三節(jié)點(diǎn)的第一三節(jié)點(diǎn)桿代表的笫 一行星齒輪組。第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)選擇地可與第三節(jié)點(diǎn)連接，且第二馬達(dá) /發(fā)電機(jī)連續(xù)地與第 一節(jié)點(diǎn)連接。第二節(jié)點(diǎn)連續(xù)地被連接以與輸出構(gòu)件共 同旋轉(zhuǎn)。變速器包括至少兩個(gè)轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)或離合器，它們選擇地可單 獨(dú)接合或以不同的組合接合，以將節(jié)點(diǎn)中的不同的節(jié)點(diǎn)相互連接或連接 到靜止構(gòu)件，因此建立了不同的運(yùn)行模式。
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，EVT具有兩個(gè)離合器，且第一馬達(dá)/發(fā)電 機(jī)連續(xù)地與發(fā)動機(jī)連接。兩個(gè)離合器選擇地可單獨(dú)接合或以不同的組合 接合，以將第一、第二、笫三節(jié)點(diǎn)的不同的節(jié)點(diǎn)連接，以建立其中發(fā)動 機(jī)開啟的前進(jìn)低范圍電可變串聯(lián)模式，其中發(fā)動機(jī)關(guān)閉的單馬達(dá)純電運(yùn) 行模式，電可變輸出分離運(yùn)行模式，和至少一個(gè)空檔模式，且第二轉(zhuǎn)矩 傳遞機(jī)構(gòu)選擇地可分離，以將發(fā)動機(jī)分離，以實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)的離線起動。
在本發(fā)明的另 一個(gè)方面中，第一轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)將第三節(jié)點(diǎn)連接到靜 止構(gòu)件，且第二轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)將第 一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)連接到第三節(jié)點(diǎn)。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，第一轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)是與爪形離合器并聯(lián) 定位的單向離合器。單向離合器實(shí)現(xiàn)了低損失前進(jìn)推進(jìn)，且爪形離合器 實(shí)現(xiàn)了再生制動和后退車輛運(yùn)行。
在本發(fā)明的另 一個(gè)方面中，EVT具有選擇地可分離的第三轉(zhuǎn)矩傳遞
機(jī)構(gòu)，以將第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)從輸入構(gòu)件分離，以建立另一個(gè)純電模式，
該模式是適合于最小化越過第一和第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的損失且適合于降 低第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的運(yùn)行速度的雙馬達(dá)模式。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，笫一和第二轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)的分離和第三 轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)的接合建立了空檔電池充電模式而作為空檔模式的一個(gè)， 其中空檔電池充電才莫式可運(yùn)行以將能量存儲設(shè)備充電。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，EVT可運(yùn)行以起動發(fā)動機(jī)而EVT是單 馬達(dá)純電模式，因此過渡到串聯(lián);f莫式，且EVT進(jìn)一步可運(yùn)行以通過在 串聯(lián)模式中瞬間將第三轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)分離直接從串聯(lián)模式過渡到輸出 分離模式，以允許變速器同步地轉(zhuǎn)換到輸出分離模式而不要求發(fā)動機(jī)速 度降低到零。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，EV模式包括雙馬達(dá)純電模式，且EVT 可運(yùn)行以通過在線起動、帶有離合器-離合器轉(zhuǎn)換的離線起動和帶有同 步轉(zhuǎn)換的離線起動的至少一個(gè)直接從雙馬達(dá)純電模式過渡到輸出分離 模式。
在本發(fā)明的另 一個(gè)方面中，能量存儲設(shè)備可運(yùn)行地連接到第 一和第 二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)以用于向其提供動力和從其接收動力。能量存儲設(shè)備可運(yùn) 行地與車外電源可連接，以用于為其充電，且轉(zhuǎn)矩傳遞才幾構(gòu)的兩個(gè)的4妻 合建立了純電模式，其中輸出構(gòu)件不旋轉(zhuǎn)且第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)用作馬達(dá)而 利用了來自已充電的能量存儲設(shè)備的動力，以在輸出構(gòu)件處提供驅(qū)動轉(zhuǎn) 矩。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，笫一行星齒輪組包括太陽輪、齒圈和行 星架構(gòu)件，其中太陽輪連續(xù)地連接到笫二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)，齒圏通過第二轉(zhuǎn) 矩傳遞機(jī)構(gòu)選擇地可連接到第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)且通過第一轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu) 選擇地可連接到靜止構(gòu)件，且行星架構(gòu)件連續(xù)地連接到輸出構(gòu)件。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，混合動力動力總成包括EVT,發(fā)動機(jī)，
EVT的輸入構(gòu)件，EVT的輸出構(gòu)件，EVT的靜止構(gòu)件，最終驅(qū)動齒輪 組，第一和第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)。動力總成進(jìn)一步包括可運(yùn)行地連接到第一 和第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的能量存儲設(shè)備以用于向第一和第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)提 供動力和從第 一和第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)接收動力，其中能量存儲設(shè)備可運(yùn)行 地與車外電源可連接，以用于為其充電。
混合動力動力總成進(jìn)一步包括通過具有第一節(jié)點(diǎn)、第二節(jié)點(diǎn)和第三 節(jié)點(diǎn)的桿圖的第 一三節(jié)點(diǎn)桿可代表的第 一行星齒輪組和最終驅(qū)動齒輪 組。輸出構(gòu)件連續(xù)地與最終驅(qū)動齒輪組連接，且第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)和輸入 構(gòu)件選擇地與第三節(jié)點(diǎn)可連接。笫二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)連續(xù)地與第一節(jié)點(diǎn)連 接，且第二節(jié)點(diǎn)連續(xù)地連接以與輸出構(gòu)件共同旋轉(zhuǎn)。
第一轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)選擇地可接合以將笫三節(jié)點(diǎn)連接到靜止構(gòu)件。第 二轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)選擇地可接合以將第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)與第三節(jié)點(diǎn)連接。第 三轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)選擇地可接合以將輸入構(gòu)件與第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)連接，其 中第 一 、笫二和第三轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)的選中的轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)的單獨(dú)接合或 以不同組合的接合建立了多個(gè)前進(jìn)純電模式，串聯(lián)模式，輸出分離模式 和多個(gè)空檔才莫式。第一轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)的接合和第二轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)的分離 建立了純電模式，其中輸入構(gòu)件不旋轉(zhuǎn)且第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)用作馬達(dá)，從 而利用了來自已充電的能量存儲設(shè)備的動力以在輸出構(gòu)件處提供驅(qū)動 轉(zhuǎn)矩。
本發(fā)明的以上的特征和優(yōu)點(diǎn)和其他特征和優(yōu)點(diǎn)當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí) 從如下的對用于執(zhí)行本發(fā)明的最佳模式的詳細(xì)描述容易地顯見。


圖1是具有三節(jié)點(diǎn)桿和最終驅(qū)動組件的桿圖形式的變速器的示意性 圖示；
圖2是圖1的變速器的實(shí)施例的棒圖3A是用于圖1中示出的變速器的真值表；
圖3B是用于在圖5B中示出的替代的變速器的真值表；
圖4A至圖4C是用于為與圖2、圖5A和圖5B中的變速器實(shí)施例
內(nèi)的馬達(dá)/發(fā)電機(jī)一起使用的電池充電的不同的車外電源系統(tǒng)的示意性
圖示；
圖5A是圖3的變速器的替代實(shí)施例的棒圖；和
圖5B是圖5A的變速器的替代實(shí)施例的棒圖。
具體實(shí)施例方式
參考附圖，其中類似的參考數(shù)字指類似的部件，圖1圖示了具有連 接到電可變變速器14的發(fā)動機(jī)12的混合動力動力總成10。變速器14 設(shè)計(jì)為以多個(gè)其不同的運(yùn)行模式接收其來自發(fā)動機(jī)12的驅(qū)動動力的至 少部分，如以下參考圖3a和圖3b論述。發(fā)動機(jī)12具有用作變速器14 的輸入構(gòu)件16的輸出軸或輸出構(gòu)件。最終驅(qū)動單元或組件17運(yùn)行地連 接到變速器14的輸出軸或輸出構(gòu)件18。
變速器14包括代表了第一行星齒輪組的三節(jié)點(diǎn)桿20,具有分別表 示為節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn)B和節(jié)點(diǎn)C的第一構(gòu)件、第二構(gòu)件和第三構(gòu)件。構(gòu)件 可以是齒圈構(gòu)件、太陽輪構(gòu)件和行星架構(gòu)件，但不必須具有該特定的次 序。如在此所使用，"節(jié)點(diǎn)"是變速器的部件，例如齒圈構(gòu)件、行星架構(gòu) 件或太陽輪構(gòu)件，其特征在于轉(zhuǎn)速和其可用作從其他部件施加到此部件 的轉(zhuǎn)矩的連結(jié)件，和從此部件施加到其他部件的轉(zhuǎn)矩的連結(jié)件。可以與 給定的節(jié)點(diǎn)相互作用的其他部件包括相同的行星齒輪組的其他同軸構(gòu) 件，它們作為相同的桿上的其他節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)。其他可與給定的節(jié)點(diǎn)相互作 用的部件也包括到作為另一個(gè)桿的節(jié)點(diǎn)(未示出)出現(xiàn)的其他行星齒輪 組的構(gòu)件的互連件，例如可以包4t在最終驅(qū)動組件17內(nèi)，例如變速器 外殼的靜止構(gòu)件84,和其他變速器構(gòu)件，例如輸入構(gòu)件16或輸出構(gòu)件 18。如上所指示，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，最終驅(qū)動組件17可以包括行星 齒輪組， 一個(gè)或多個(gè)并聯(lián)的軸齒輪組(未示出)，和/或鏈條傳動機(jī)構(gòu)(未 示出)。
變速器14具有多個(gè)互連件。馬達(dá)/發(fā)電機(jī)82 (也稱為M/GB)連續(xù) 地與桿20的節(jié)點(diǎn)A連接。節(jié)點(diǎn)B連續(xù)地連接到輸出構(gòu)件18以與之共同 旋轉(zhuǎn)。輸入構(gòu)件16連續(xù)地與發(fā)動才幾12連接。另一個(gè)馬達(dá)/發(fā)電才幾80(也 稱為M/G A)選擇地與桿20的節(jié)點(diǎn)C連接，以與之共同旋轉(zhuǎn)。最后， 輸入構(gòu)件16可以選擇地可與馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80(M/GA)連接，或替代地 可連續(xù)地與馬達(dá)/發(fā)電才幾80 (M/G A)連接，如以虛線示出，且如在后 文中描述。
變速器14也具有數(shù)個(gè)選擇地可接合的轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)提供 了多種車輛運(yùn)行模式，如在下文中描述。在后文中簡稱為離合器C3的
作為旋轉(zhuǎn)離合器的轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)C3選擇地可接合以將輸入構(gòu)件16與馬 達(dá)/發(fā)電機(jī)80(M/GA)連接。在后文中簡稱為離合器C2的也作為旋轉(zhuǎn) 離合器的轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)C2選擇地可接合以將馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80 (M/GA) 與桿20的節(jié)點(diǎn)C連接。在后文中簡稱為制動器C1的轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)C1 選擇地可接合以將桿20的節(jié)點(diǎn)C接地到靜止構(gòu)件84,例如變速器14 的外殼或殼體。
參考圖2,在圖中示出了動力總成10的變速器14的優(yōu)選實(shí)施例的 棒圖，其中馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80 (M/GA)選擇地與輸入構(gòu)件16通過離合器 C3可連接，且因此與發(fā)動機(jī)12通過離合器C3可連接。馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80 (M/G A)也選擇地與行星齒輪組78的外齒圏構(gòu)件70可連接，使得齒圈 構(gòu)件70選擇地通過制動器Cl可連接到靜止構(gòu)件84。馬達(dá)/發(fā)電機(jī)82 (M/G B)通過互連構(gòu)件75連續(xù)地連接到內(nèi)部太陽輪構(gòu)件71以與之聯(lián)合 旋轉(zhuǎn)。行星架構(gòu)件72通過輸出構(gòu)件18運(yùn)行地連接到最終驅(qū)動組件17。
動力總成10優(yōu)選地具有車載能量存儲設(shè)備86，在后文中將其筒稱 為ESD86,該ESD86運(yùn)行地連接到各馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80、 82的每個(gè)，4吏 得馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80、 82可以選擇地將動力傳遞到ESD 86或從ESD 86 接收動力。如在此所使用，"車載"能量存儲設(shè)備是安裝在車輛(未示出) 上的任何能量存儲設(shè)備，帶有馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80、 82的動力總成10也安 裝在車輛上。ESD 86可以例如是一個(gè)或多個(gè)電池或電;也組。例如具有提 供和/或存儲和分配足夠的電能的能力的燃料電池或電容器的其他車載 能量存儲設(shè)備可以與電池組合使用或替代電池來使用。
電控單元或控制器88運(yùn)4亍地連接到ESD 86以按需要地控制電力向 ESD 86或從ESD 86的分配。ESD 86和控制器88參考圖2、圖5A和圖 5B的實(shí)施例示出且描述。由傳感器收集的運(yùn)行數(shù)據(jù)，例如輸入構(gòu)件16 和輸出構(gòu)件18的速度也可以提供到控制器88以用于多種使用，例如當(dāng) 在再生制動模式中運(yùn)行時(shí)。如本領(lǐng)域一般技術(shù)人員將理解，再生制動能 力可以通過使用控制器88實(shí)現(xiàn)，以在制動期間平衡來自發(fā)動機(jī)12、來 自馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80 (M/G A)和來自馬達(dá)/發(fā)電機(jī)82 (M/G B)的轉(zhuǎn)矩，以提 供輸出構(gòu)件18的希望的減速率。
ESD 86優(yōu)選地連接到在圖2中簡化地標(biāo)識為"逆變器"的DC到AC 電力逆變器卯，且也優(yōu)選地構(gòu)造為當(dāng)與插頭插入式混合動力車輛 一起使 用時(shí)通過車外電源系統(tǒng)91可充電。如在此所使用，"車外，，電源是不安
裝在帶有動力總成10的車輛(未示出)上的、不與變速器14整合的電 源，且它僅在充電期間運(yùn)行地連接到ESD86，例如在插頭插入式混合動 力車輛中所發(fā)生。參考圖4A、圖4B和圖4C示出且描述了在ESD 86 和車外電源系統(tǒng)91之間建立了用于為ESD 86充電的連接性的不同的車 外電源系統(tǒng)。
參考圖4A,圖中圖示了車外電源系統(tǒng)91。車外電源系統(tǒng)91包括車 外電源92和運(yùn)行地與車外電源92連接的車外充電器94,它們都在具有 任何以上所述的變速器實(shí)施例的車輛外(即，不安裝在該車輛上)。替 代地，例如電出口和插頭的車栽/車外傳導(dǎo)接口 96允許將車外部件(車 外電源92和車外充電器94)與車載ESD86選擇連接，選擇地通過車載 整流器98連接，僅在充電器94提供交流電時(shí)該車栽整流器98才是必 需的。在此所述的利用了這樣的車外電源系統(tǒng)91的變速器實(shí)施例可稱 為插頭插入混合動力變速器。充電器94是調(diào)節(jié)了從車外電源92到ESD 86的電功率流的車外傳導(dǎo)型充電器。當(dāng)ESD 86充分地^皮充電時(shí)，通過 接口 96的連接終止，且已充電的ESD 86然后如在此所述用于例如在純 電模式中驅(qū)動馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80、 82。
參考圖4B,圖中圖示了替代的車外電源系統(tǒng)91A,該車外電源系統(tǒng) 91使用了車外感性充電器94A來調(diào)節(jié)來自車外電源92A的通過了車載/ 車外感性4矣口 96A到ESD 86的功率流。來自感性接口 96A的功率流選 擇地通過車載整流器98A,如果充電器94提供了交流電則要求該整流 器98A。車外感性充電器94A可以是當(dāng)由車外電源92A加電時(shí)建立了磁 場的電線圈。感性接口 96A可以是在充電期間當(dāng)定位為足夠靠近車外感 性促動器94時(shí)將車外部件(車外電源92A和車外感性充電器94A)與 車載部件(車載整流器98A和ESD 86)連接的互補(bǔ)的線圈，以允許通 過流入感性充電器94A的電力生成的磁場導(dǎo)致電力流到車載整流器98A 且然后流到電池86。當(dāng)ESD86被充分充電時(shí)，感性接口96A不再靠近 車外感性充電器94A定位，且已充電的ESD 86然后如在此所論述用于 例如在純電模式中驅(qū)動馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80、 82。
參考圖4C,圖中圖示了使用了車外電源92B和車載充電器98B以 及例如電出口或插頭的接口 96B的替代的車外電源系統(tǒng)91B，這允許了 車外部件(車外電源92B)與車載充電器98B的選擇的連接。車載充電 器98B可與車載ESD 86 (見圖2、圖5A和圖5B)連接。可以使用稱為
的變速器實(shí)施例。充電器98B是車載傳導(dǎo)型充電器，該充電器調(diào)節(jié)了從 車外電源92B到ESD86的電功率流。當(dāng)ESD 86被充分充電時(shí)，通過接 口 96B的連接終止，且已充電的ESD 86然后如在此所述用于例如在純 電模式中驅(qū)動馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80、 82。
參考在圖3A中示出的真值表，總結(jié)了圖1和圖2以及如下描述的 圖5A和圖5B中的動力總成10的如下六個(gè)運(yùn)行模式，隨后帶有詳細(xì)描 述。模式l (單馬達(dá)純電模式)是通常發(fā)動機(jī)12關(guān)閉使用的純電模式， 但它可以在發(fā)動機(jī)12運(yùn)行時(shí)在此所述的模式過渡期間短暫地使用。模 式2 (串聯(lián)模式)是電可變串聯(lián)模式，它通常在發(fā)動機(jī)12運(yùn)行時(shí)使用， 或當(dāng)起動或4f止發(fā)動才幾12時(shí)使用。
模式3 (輸出分離模式)是在相對地高的車輛速度和/或低的車輛負(fù) 荷時(shí)可使用的高范圍輸出分離模式。此模式也通常在發(fā)動機(jī)12運(yùn)行時(shí) 使用，或當(dāng)起動或停止發(fā)動機(jī)12時(shí)使用，如在此所描述。模式4 (空檔) 是用于將馬達(dá)/發(fā)電機(jī)82 (M/GB)從輸出構(gòu)件18分離的模式。模式5(空 檔/電池充電才莫式)使得ESD 86 (見圖2 )能通過將馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80 (M/G A)選擇地連接到發(fā)動機(jī)12而被充電。最后，模式6(雙馬達(dá)純電模式) 允許兩個(gè)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80和82 (分別為M/G A和M/G B )對車輛推進(jìn)轉(zhuǎn) 矩的部分起作用，因此允許馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80和82的每個(gè)的速度變化，以 在馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80和馬達(dá)/發(fā)電機(jī)82之間分離動力，以及最小化在馬達(dá)/ 發(fā)電機(jī)80和82和變速器14內(nèi)的損失。
當(dāng)車輛(未示出)靜止時(shí)，變速器14 (見圖1和圖2)最初處于模 式l (單馬達(dá)純電模式)而離合器C2分離。馬達(dá)/發(fā)電機(jī)82 (M/G B)發(fā) 動了車輛，車輛然后可以通過純電方式使用馬達(dá)/發(fā)電才幾82 (M/G B)驅(qū) 動。在模式1 (單馬達(dá)純電模式)以及在下文中描述的模式2 (串聯(lián)模 式)中運(yùn)行的車輛的最高速度因此通過馬達(dá)/發(fā)電機(jī)82 (M/GB)的最大設(shè) 計(jì)速度限制，該馬達(dá)/發(fā)電機(jī)82 (M/GB)也可以在需要時(shí)用于使用動力總 成IO來制動車輛。因?yàn)樵谀Ｊ? (單馬達(dá)純電模式)中不使用滑動離合 器，所以模式1的效率被最大化。
在車輛速度相對高時(shí)，當(dāng)動力總成IO處于沖莫式l(單馬達(dá)純電模式) 時(shí)，馬達(dá)/發(fā)電機(jī)82(M/GB)將在高速下運(yùn)行。在低負(fù)荷下，特別是對于 某些通用的馬達(dá)類型或設(shè)計(jì)，此情況可能導(dǎo)致相對地低效的運(yùn)行。為降
低或最小化馬達(dá)損失和/或?yàn)橐蚱渌康幕蚬δ芏档婉R達(dá)82的速度， 動力總成10可以替代地在模式6 (雙馬達(dá)純電模式)中運(yùn)行。為從模式 1 (單馬達(dá)純電模式)到模式6 (雙馬達(dá)純電模式)直接過渡，制動器 Cl斷開或分離同時(shí)離合器C2閉合或接合。以此方式，轉(zhuǎn)矩指令在馬達(dá) /發(fā)電機(jī)80 (M/G A)上，以起作用于由馬達(dá)/發(fā)電機(jī)82 (M/GB)提供的轉(zhuǎn) 矩。
馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80 (M/G A)然后可以加速到足以在馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80和82 之間提供希望的動力比的速度，和/或加速到足以最小化馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80 和82之間的損失的速度。因?yàn)轳R達(dá)/發(fā)電機(jī)80和82的各轉(zhuǎn)矩與變速器 14的可利用輸出轉(zhuǎn)矩成比例，所以本領(lǐng)域一般技術(shù)人員將認(rèn)識到馬達(dá)/ 發(fā)電機(jī)80 (M/G A)與馬達(dá)/發(fā)電機(jī)82 (M/G B)的速度比合適地確定了在 馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80和82之間的動力分配。模式6 (雙馬達(dá)純電模式)也用 于如上所述分擔(dān)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80和82之間的損失，從而提供了改進(jìn)的連 續(xù)動力能力，因?yàn)樵趦蓚€(gè)馬達(dá)上而非僅在一個(gè)馬達(dá)上進(jìn)行冷卻，因此產(chǎn) 生了成比例地更大的冷卻能力。
如果希望在模式1 (單馬達(dá)純電模式)中起動發(fā)動機(jī)，則在馬達(dá)/ 發(fā)電機(jī)80 (M/G A)上命令了正的轉(zhuǎn)矩，因此導(dǎo)致發(fā)動機(jī)12在正方向上 加速。 一旦發(fā)動機(jī)12達(dá)到運(yùn)行速度，則它開始產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。馬達(dá)/發(fā)電機(jī) 80 (M/G A)然后可以作為發(fā)電機(jī)而過渡到負(fù)轉(zhuǎn)矩，以因此在模式2 (串 聯(lián)模式)中運(yùn)行動力總成IO。因?yàn)轳R達(dá)/發(fā)電機(jī)82 (M/G B)能滿足車輛 (未示出)的全牽引需求，所以允許了用于發(fā)動機(jī)12暖機(jī)的最大靈活 性，以最大化燃料經(jīng)濟(jì)性且最小化冷起動排放。
如果替代地希望在模式6 (雙馬達(dá)純電模式)中起動發(fā)動機(jī)12,則 動力總成10可以通過閉合離合器C3直接過渡到模式3(輸出分離模式)， 因此導(dǎo)致發(fā)動機(jī)12起動。替代地，動力總成10可以同步轉(zhuǎn)換到模式1 (單馬達(dá)純電模式)，且發(fā)動機(jī)12可以如上所解釋地起動。
對于巡航情況，變速器14可以通過釋放制動器Cl且施加離合器 C2而從模式2 (串聯(lián)模式)轉(zhuǎn)換到模式3 (輸出分離模式)。這可以實(shí) 施為在負(fù)荷下的常規(guī)的離合器-離合器轉(zhuǎn)換。替代地，離合器C3可以 釋放以允許在變速器14的轉(zhuǎn)換期間對發(fā)動機(jī)12和馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80 (M/G A)的速度的獨(dú)立控制，以允許同步地執(zhí)行轉(zhuǎn)換而不要求將發(fā)動機(jī)12的 速度降低到零。
在模式3(輸出分離模式)中，動力總成10在輸出分離構(gòu)造中運(yùn)行。 在模式3中，馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80 (M/G A)—般生成了傳遞到馬達(dá)/發(fā)電機(jī)82 (M/G B)的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩的部分。動力總成10具有在其中馬達(dá)/發(fā)電機(jī)82 已達(dá)到零速度的比處的機(jī)械點(diǎn)。對于此值以下的所有比，動力將在前進(jìn) 方向上流動。對于在此值以上的比，馬達(dá)/發(fā)電機(jī)82(M/GB)速度將是負(fù) 值，從而一般地導(dǎo)致它生成動力且將動力供給到馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80 (M/G A)。取決于電池充電或放電電力的量，可以使馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80和82同時(shí) 發(fā)電或作為馬達(dá)。
為加速，動力總成10可以通過釋放離合器C2且施加制動器Cl而 從模式3 (輸出分離模式)轉(zhuǎn)換到模式2 (串聯(lián)模式)。這可以在負(fù)荷 下作為常規(guī)的離合器-離合器轉(zhuǎn)換而實(shí)施。替代地，離合器C3可以被
A)的速度的獨(dú)立控制 以此方式，在不要求降低發(fā):機(jī)12的速度的轉(zhuǎn) 換情況期間，當(dāng)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80 (M/G A)的速度降低到零時(shí)，允許馬達(dá)/ 發(fā)電機(jī)80(M/G A)的慣性和轉(zhuǎn)矩作用于馬達(dá)/發(fā)電機(jī)82 (M/GB),因此增 加了轉(zhuǎn)換期間的輸出轉(zhuǎn)矩的能力，且提供了具有本發(fā)明的動力總成10 的車輛(未示出)的駕駛員所期望的發(fā)動機(jī)行為。
動力總成IO可以起動且通過數(shù)個(gè)不同的裝置直接從模式l(單馬達(dá) 純電模式)過渡到模式3 (輸出分離模式)。為在線起動，在發(fā)動機(jī)12 和馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80 (M/G A)處于零速度時(shí)，離合器C2和C3閉合且制動 器C1斷開。馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80 (M/G A)上的正轉(zhuǎn)矩然后指令為提供對于由 桿20代表的行星齒輪組(見圖1)充分的作用轉(zhuǎn)矩以及使發(fā)動機(jī)12加 速。 一旦發(fā)動機(jī)12到達(dá)運(yùn)行速度，則它開始產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩且來自馬達(dá)/發(fā)電 機(jī)80 (M/G A)的轉(zhuǎn)矩被去除。
替代地，為使用離合器-離合器轉(zhuǎn)換來離線起動，在馬達(dá)/發(fā)電機(jī) 80 (M/G A)和發(fā)動機(jī)12處于零速度時(shí)，離合器C3閉合且離合器C2斷 開。在發(fā)動機(jī)12分離時(shí)，在馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80 (M/G A)上指令正轉(zhuǎn)矩以起 動發(fā)動機(jī)12。 一旦發(fā)動機(jī)12起動，則通過斷開制動器C1且閉合離合器 C2執(zhí)行從模式2 (串聯(lián)模式)到模式3 (輸出分離模式)的離合器- 離 合器轉(zhuǎn)換。
最終，為使用同步轉(zhuǎn)換而離線起動，當(dāng)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80(M/GA)和發(fā) 動機(jī)12處于零速度時(shí)，離合器C3閉合且離合器C2斷開。在馬達(dá)/發(fā)電
機(jī)80 (M/G A)上指令正轉(zhuǎn)矩以在發(fā)動機(jī)12分離時(shí)起動發(fā)動機(jī)12。 一旦 發(fā)動機(jī)12起動，則離合器C3斷開，馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80(M/GA)減速到零速 度，且離合器C2閉合同時(shí)制動器C1斷開。然后在馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80(M/G A)上指令正轉(zhuǎn)矩以作用于馬達(dá)/發(fā)電機(jī)82 (M/G B)的轉(zhuǎn)矩且使得發(fā)動機(jī) 加速，在此點(diǎn)處離合器C3閉合以接合發(fā)動機(jī)12。
動力總成10在以上所述的模式3中包括輸出分離模式，且因此來 自發(fā)動機(jī)12和馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80、 82的動力可以附加地在才幾械點(diǎn)以下的比 處組合，以利用電池和發(fā)動機(jī)動力，即來自ESD86 (見圖2)和發(fā)動機(jī) 12的動力。例如，在l:l的傳動比時(shí)，馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80、 82和發(fā)動機(jī)12 的速度都等于輸出速度，且馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80、 82和發(fā)動機(jī)12因此可以組 合來提供高的車輛性能。
參考圖5A，圖中示出了圖2的動力總成10的替代實(shí)施例，其中替 代的離合器或制動器C1A (可以構(gòu)造為摩擦離合器或爪形離合器)與單 向離合器D1聯(lián)合使用。制動器C1A和單向離合器D1并聯(lián)定位以進(jìn)一 步降低變速器14內(nèi)的損失。這樣的并聯(lián)布置例如可以最小化或消除對 用于當(dāng)動力總成IO在模式1 (單馬達(dá)純電模式)運(yùn)行時(shí)維持圖1和圖2 的制動器C1在閉合位置的專用液壓壓力的需要。制動器C1A實(shí)現(xiàn)了低 損失前進(jìn)運(yùn)行，再生制動功能性和后退車輛運(yùn)行。這樣的單向離合器構(gòu) 造可以允許越過制動器C1A的正同步，該制動器C1A自身可以實(shí)現(xiàn)在 其內(nèi)使用爪形離合器。替代地，制動器C1A和單向離合器D1的功能性 可以通過例如可鎖定的單向離合器的單個(gè)的設(shè)備提供，如本領(lǐng)域一般技 術(shù)人員將已知。
簡要地參考回圖1和圖2，圖1的動力總成10的替代的雙離合器實(shí) 施例以虛線示出，該離合器C3 ,人變速器14移開以允"i午發(fā)動才幾12連續(xù) 地與馬達(dá)/發(fā)電機(jī)80(M/GA)通過輸入構(gòu)件16連接。參考圖3B,圖中示 出了用于此替代的雙離合器實(shí)施例的真值表，該真值表提供了五個(gè)而非 六個(gè)運(yùn)行模式。五個(gè)運(yùn)行模式總結(jié)為模式1 (單馬達(dá)純電模式)，模式 2 (串聯(lián)模式)，模式3 (輸出分離模式)，模式4 (空檔模式)和模式 5 (空檔/電池充電^t式)。
使用此替代的雙離合器實(shí)施例，由于輸入構(gòu)件16和節(jié)點(diǎn)C之間的 連續(xù)連接以及將離合器C3的存在添加到動力總成IO的優(yōu)選地添加的功 能性，模式6 (見圖3a)被取消。然而，省略了離合器C3的替代的雙
離合器實(shí)施例可以對于某些目的是優(yōu)選的，例如簡化動力總成10的設(shè)
計(jì)同時(shí)仍實(shí)現(xiàn)了某些運(yùn)行模式。例如，以上所述的在線和離線起動條件 在替代的實(shí)施例中保持實(shí)現(xiàn)，因此提供了從"發(fā)動機(jī)關(guān)閉"情況到"發(fā)動機(jī)
起動，，情況的平滑的過渡。另外，如同參考圖1和圖3A描述的實(shí)施例， 當(dāng)在模式3中運(yùn)行時(shí)，馬達(dá)/發(fā)電機(jī)82(M/GB)的速度也被降低，從而降 低了損失且消除了由于對馬達(dá)/發(fā)電機(jī)82 (M/G B)的速度限制而對于車 輛最高速度的限制。因?yàn)檐囕v優(yōu)選地設(shè)計(jì)為^f吏得當(dāng)車輛以相對地高的速 度行駛時(shí)發(fā)動機(jī)12運(yùn)行，所以馬達(dá)/發(fā)電機(jī)82 (M/GB)的速度要求降低， 馬達(dá)/發(fā)電機(jī)82 (M/G B)內(nèi)的損失降低，且因此高速運(yùn)行的效率得以改 進(jìn)。
參考圖5B，在圖1和圖2中示出的雙離合器^t式的動力總成10的 替代實(shí)施例描繪為具有選擇的單向離合器Dl,該離合器D1定位為與制 動器C1A并聯(lián)，如先前在上文中參考圖5A描述。如先前所披露，制動 器C1A可以是與單向離合器Dl并聯(lián)定位的摩擦離合器或爪形離合器。 替代地，制動器C1A和單向離合器D1的功能性可以通過單個(gè)的設(shè)備提 供，例如可鎖定的單向離合器，如本領(lǐng)域一般4支術(shù)人員將理解。
雖然用于執(zhí)行本發(fā)明的最佳模式已詳細(xì)描述，但本發(fā)明所涉及的領(lǐng) 域一般技術(shù)人員將認(rèn)識到用于實(shí)行本發(fā)明的多種替代設(shè)計(jì)和實(shí)施例在 附帶權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種電可變變速器(EVT)，包括:構(gòu)造為運(yùn)行地與發(fā)動機(jī)相互連接的輸入構(gòu)件；輸出構(gòu)件；靜止構(gòu)件；第一和第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)；可通過具有第一節(jié)點(diǎn)、第二節(jié)點(diǎn)和第三節(jié)點(diǎn)的第一三節(jié)點(diǎn)桿代表的行星齒輪組；和第一和第二轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)，第一和第二轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)選擇地可單獨(dú)接合或以不同的組合接合，以將所述的第三節(jié)點(diǎn)連接到所述的靜止構(gòu)件或所述的第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)，因此建立了至少一個(gè)純電模式，串聯(lián)模式，輸出分離模式，和至少一個(gè)空檔模式；其中所述的第一和第二轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)的一個(gè)選擇地可分離，以將所述的發(fā)動機(jī)從所述的第三節(jié)點(diǎn)分離，以實(shí)現(xiàn)當(dāng)所述的發(fā)動機(jī)從所述的EVT斷開時(shí)將所述的發(fā)動機(jī)起動。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的EVT,其中所述的第一轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)選 擇地可接合以將所述的第三節(jié)點(diǎn)連接到所述的靜止構(gòu)件，且所述的第二 轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)選擇地可分離以將所述的第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)連接到所述的 第三節(jié)點(diǎn)；和其中所述的第一轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)的接合建立了所述的至少一個(gè)電可 變模式和所述的串聯(lián)模式的至少一個(gè)，所述的第二轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)的接合 建立了所迷的輸出分離模式，且所述的第 一和第二轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)的分離 建立了所述的至少一個(gè)空檔模式的一個(gè)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的EVT,進(jìn)一步包括第三轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)， 所述的第三轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)選擇地可分離以用于將所述的第一馬達(dá)發(fā)電 機(jī)從所述的輸出構(gòu)件分離以建立所述的至少一個(gè)純電模式的另 一個(gè)，所 述的純電模式的所述另一個(gè)是用于最小化越過所述的第一和第二馬達(dá)/ 發(fā)電機(jī)兩者的損失且用于降低所述的第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的運(yùn)行速度的雙 馬達(dá)純電模式。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的EVT，進(jìn)一步包括能量存儲設(shè)備，其中 所述的第一和第二轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)的分離和所述的第三轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)的 接合建立了所迷的至少一個(gè)空檔模式的一個(gè)，所述的至少一個(gè)空檔模式的所述的一個(gè)是可運(yùn)行以用于使用通過所述的第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)生成的 電力為所迷的能量存儲設(shè)備充電的電池充電模式。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的EVT,其中EVT可運(yùn)行以用于在EVT 處于所述的串聯(lián)才莫式時(shí)起動所述的發(fā)動機(jī)，且EVT進(jìn)一步可運(yùn)行以用 于通過在所述的串聯(lián)模式中瞬時(shí)分離所述的第三轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)而從所 述的串聯(lián)模式直接過渡到所述的輸出分離模式，以因此將所述的發(fā)動機(jī) 從所述的EVT斷開同時(shí)同步地過渡到所述的輸出分離模式。
6. 根椐權(quán)利要求2所述的EVT，其中所述的多個(gè)轉(zhuǎn)矩傳遞^L構(gòu)進(jìn) 一步包括與所述的第一轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)并聯(lián)地定位的單向離合器，且其中 所述的第一轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)從摩擦離合器或爪形離合器的組中選擇。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的EVT，其中所述的第一轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)是 可鎖定的單向離合器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的EVT,其中EVT可運(yùn)行以通過所述的發(fā) 動機(jī)的在線起動、所述的發(fā)動機(jī)的通過離合器-離合器轉(zhuǎn)換的離線起動 和所述的發(fā)動機(jī)通過同步轉(zhuǎn)換的離線起動的至少一個(gè)從所述的單馬達(dá) 純電模式直接過渡到所述的輸出分離模式，所述的發(fā)動機(jī)的所述的離線 起動是當(dāng)所述的發(fā)動機(jī)僅連接到所述的第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)且不連接到所 述的輸出構(gòu)件時(shí)發(fā)生的所述的發(fā)動機(jī)的起動。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的EVT,進(jìn)一步包括 可運(yùn)行地連接到所述的第一和所述的第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的能量存儲設(shè)備以用于向所述的第一和所述的第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)提供動力和從所述 的第一和所述的第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)接收動力；其中所述的能量存儲設(shè)備構(gòu) 造為可運(yùn)行地與車外電源可連接以用于為所述的能量存儲設(shè)備充電；其中所述的轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)的兩個(gè)的接合建立了純電模式，在所述的 純電模式中所述的輸入構(gòu)件不旋轉(zhuǎn)且所述的第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)作為馬達(dá) 利用了來自已充電的所述的能量存儲設(shè)備的動力以在所述的輸出構(gòu)件 處提供驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的EVT,其中所述的行星齒輪組包括太 陽輪構(gòu)件，齒圏構(gòu)件和行星架構(gòu)件，所述的太陽輪構(gòu)件連續(xù)地連接到所 述的第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)，所述的齒圈構(gòu)件通過所述的第二轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)選擇地可連接到所述的第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)且通過所迷的第一轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu) 選擇地可連接到所述的靜止構(gòu)件，且所述的行星架構(gòu)件連續(xù)地連接到所述的輸出構(gòu)件。
11. 一種具有電可變變速器(EVT)的混合動力動力總成，混合動 力動力總成包才舌發(fā)動機(jī)； 輸入構(gòu)件； 輸出構(gòu)件； 靜止構(gòu)件；第一和第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)；運(yùn)行地連接到所述的第 一和第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的每個(gè)的能量存儲設(shè)備以用于將動力提供到所述的第一和第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)和從所述的第一 和笫二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)接收動力，其中所述的能量存儲設(shè)備構(gòu)造為運(yùn)行地與車外電源可連接以用于為所述的能量存儲設(shè)備充電；和可通過具有第一節(jié)點(diǎn)、第二節(jié)點(diǎn)和第三節(jié)點(diǎn)的桿圖的第一三節(jié)點(diǎn)桿 代表的笫一行星齒輪組；其中所述的第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)和所述的輸入構(gòu)件選擇地與所述的第 三節(jié)點(diǎn)可連接，所述的第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)連續(xù)地與所述的第一節(jié)點(diǎn)連接， 且所述的第二節(jié)點(diǎn)連續(xù)地連接以用于與所述的輸出構(gòu)件共同旋轉(zhuǎn)；選擇地可接合以將所述的第三節(jié)點(diǎn)連接到所述的靜止構(gòu)件的第一 轉(zhuǎn)矩傳遞纟幾構(gòu)；和選擇地可接合以將所述的第 一 馬達(dá)/發(fā)電機(jī)與所述的第三節(jié)點(diǎn)連接 的第二轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)；其中所述的第 一轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)和所述的第二轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)的選中 的轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)單獨(dú)的接合或以不同組合的接合建立了至少一個(gè)前進(jìn) 純電模式，串聯(lián)模式，輸出分離模式和至少一個(gè)空檔模式。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的混合動力動力總成，其中所述的EVT 可運(yùn)行以通過同步轉(zhuǎn)換到所述的EVT的合適的速比和所述的第一轉(zhuǎn)矩 傳遞機(jī)構(gòu)的接合而從所迷的輸出分離模式過渡到所述的至少一個(gè)前進(jìn) 純電模式，所述的至少一個(gè)前進(jìn)純電模式是單馬達(dá)純電模式。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的混合動力動力總成，進(jìn)一步包括可運(yùn) 行以建立所述的至少一個(gè)前進(jìn)純電模式的另一個(gè)的第三轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)， 所述的純電模式的所述的另一個(gè)是雙馬達(dá)純電模式；其中所述的EVT 包括純空檔模式，其中通過所述的第三轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)的分離將所述的第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)從所述的輸出構(gòu)件斷開，且進(jìn)一步包括空檔電池充電模 式，所述的空檔電池充電模式可運(yùn)行以在所述的第三轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)接合 以將所述的第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)連接到所述的發(fā)動機(jī)時(shí)且在所述的第一和 第二轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)分離時(shí)為所述的能量存儲設(shè)備充電。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的混合動力動力總成，其中所述的第一 行星齒輪組包括太陽輪構(gòu)件，齒圈構(gòu)件和行星架構(gòu)件，所述的太陽輪構(gòu) 件連續(xù)地連接到所述的第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)，所述的齒圈構(gòu)件通過所述的第 二轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)選擇地可連接到所述的第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)且通過所述的 第一轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)選擇地可連接到所述的靜止構(gòu)件，且所述的行星架構(gòu) 件連續(xù)地連接到所述的輸出構(gòu)件。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的混合動力動力總成，進(jìn)一步包括單向 離合器，其中所述的第 一轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)從摩擦離合器和爪形離合器的組 中選擇，且其中所述的第一轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)與所述的單向離合器并聯(lián)地定 位。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的混合動力動力總成，其中所述的第一 轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)是可鎖定的單向離合器以用于實(shí)現(xiàn)混合動力動力總成的 低損失的前進(jìn)運(yùn)行，再生制動功能性和后退車輛運(yùn)行。
17. —種混合動力動力總成，包括: 發(fā)動機(jī)；電可變變速器，所述的電可變變速器具有輸入構(gòu)件和輸出構(gòu)件，所 述的輸入構(gòu)件選擇地可連接到所述的發(fā)動機(jī)； 靜止構(gòu)件；第一和第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)；運(yùn)行地連接到所述的第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)和所述的笫二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的 每個(gè)的能量存儲設(shè)備以用于將動力提供到所述的第一和第二馬達(dá)/發(fā)電 機(jī)且從所述的第 一和第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)接收動力，其中所述的能量存儲設(shè) 備構(gòu)造為運(yùn)行地與車外電源可連接以用于為所述的能量存儲設(shè)備充電；可通過具有第一節(jié)點(diǎn)、第二節(jié)點(diǎn)和第三節(jié)點(diǎn)的桿圖的笫一三節(jié)點(diǎn)桿 代表的第一行星齒輪組；選擇地可接合以將所述的第三節(jié)點(diǎn)連接到所述的靜止構(gòu)件的第一 轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)；選擇地可接合以將所述的第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)與所述的第三節(jié)點(diǎn)連接的第二轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)；選擇地可接合以將所述的發(fā)動機(jī)與所述的第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)連接的 第三轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)，其中所述的第一轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)、所述的第二轉(zhuǎn)矩傳 遞機(jī)構(gòu)和所述的第三轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)的選中的轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)單獨(dú)的接合或以不同組合的接合建立了六個(gè)運(yùn)行模式，包括其中所述的發(fā)動機(jī)通常關(guān)閉的單馬達(dá)純電模式，其中所述的發(fā)動機(jī)通常運(yùn)行的串聯(lián)模式，輸 出分離模式，空檔沖莫式，空檔電池充電模式和其中發(fā)動機(jī)通常關(guān)閉的雙馬達(dá)純電模式；其中所述的第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)和所述的輸入構(gòu)件選擇地與所述的第 三節(jié)點(diǎn)通過所述的第二轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)可連接，所述的第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)連 續(xù)地與所述的第一節(jié)點(diǎn)連接，且所述的第二節(jié)點(diǎn)連續(xù)地被連接以與所述 的輸出構(gòu)件共同旋轉(zhuǎn)；和其中所述的第 一轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)的接合和所述的第二轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu) 的分離建立了其中所述的輸入構(gòu)件不旋轉(zhuǎn)的純電模式，且所述的第二馬 達(dá)/發(fā)電機(jī)作為馬達(dá)利用了來自已充電的所述的能量存儲設(shè)備的動力來 在所述的輸出構(gòu)件處提供驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的混合動力動力總成，其中所述的第一 行星齒輪組包括太陽輪構(gòu)件，齒圏構(gòu)件和行星架構(gòu)件，所述的太陽輪構(gòu) 件連續(xù)地連接到所述的第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)，所述的齒圏構(gòu)件通過所述的第 二轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)選擇地可連接到所述的第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)且通過所述的 第 一轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)選擇地可連接到所述的靜止構(gòu)件，且所述的行星架構(gòu) 件連續(xù)地連接到所述的輸出構(gòu)件。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的混合動力動力總成，其中混合動力動 力總成可運(yùn)行以在所述的串聯(lián)模式期間當(dāng)所述的發(fā)動機(jī)從所述的笫一 行星齒輪組斷開時(shí)起動所述的發(fā)動機(jī)，因此提供了從發(fā)動機(jī)關(guān)閉情況到 發(fā)動機(jī)運(yùn)行情況的優(yōu)選的過渡。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的混合動力動力總成，其中所述的空檔 模式描述了其中所述的第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)通過所述的第三轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu) 的分離從所述的輸出構(gòu)件斷開的情況，且其中所述的空檔電池充電模式 可運(yùn)行以用于當(dāng)所述的笫三轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)接合以將所述的第一馬達(dá)/發(fā) 電機(jī)連接到所述的發(fā)動機(jī)時(shí)為所述的能量存儲設(shè)備充電。
21. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的混合動力動力總成，進(jìn)一步包括爪形 離合器，其中所述的第 一轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)是與所述的爪形離合器并聯(lián)的單 向離合器，用于實(shí)現(xiàn)混合動力動力總成的低損失前進(jìn)運(yùn)行、再生制動功 能性和后退車輛運(yùn)行。
22.根據(jù)權(quán)利要求n所述的混合動力動力總成，其中所述的第一 轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)是可鎖定的單向離合器以用于實(shí)現(xiàn)混合動力動力總成的 低損失前進(jìn)運(yùn)行、再生制動功能性和后退車輛運(yùn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及使用一個(gè)或兩個(gè)馬達(dá)的電推進(jìn)的輸出分離電可變變速器。電可變變速器提供有輸入構(gòu)件和輸出構(gòu)件，第一和第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)，第一行星齒輪組和最終驅(qū)動齒輪組。兩個(gè)或三個(gè)轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)選擇地可單獨(dú)接合或可以不同組合接合，以建立至少一個(gè)前進(jìn)純電運(yùn)行模式，包括串聯(lián)模式、輸出分離模式和至少一個(gè)包括純空檔模式和空檔電池充電模式的空檔模式。變速器選擇地包括從摩擦離合器和爪形離合器的組中選擇的單向離合器，或包括可鎖定的單向離合器，以用于實(shí)現(xiàn)低損失前進(jìn)運(yùn)行、再生制動功能性和/或后退車輛運(yùn)行。
文檔編號B60K1/02GK101386261SQ200810212940
公開日2009年3月18日 申請日期2008年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月10日
發(fā)明者A·G·霍爾姆斯, B·M·康倫, M·O·小哈普斯特, P·J·薩瓦吉安 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司