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CN100432486C - 具有机械倒档模式的电变速传动装置 - Google Patents

具有机械倒档模式的电变速传动装置 Download PDF

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CN100432486C CNB2005100875428A CN200510087542A CN100432486C CN 100432486 C CN100432486 C CN 100432486C CN B2005100875428 A CNB2005100875428 A CN B2005100875428A CN 200510087542 A CN200510087542 A CN 200510087542A CN 100432486 C CN100432486 C CN 100432486C
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Abstract

本发明提供了一种电变速传动装置，该传动装置具有两个行星齿轮组、两个马达/发电机以及用于提供操作的输入分离、组合分离、输出分离、空档、电倒档和机械倒档模式的六个扭矩传递装置。这种电变速传动装置包括：用于接收来自发动机的动力的输入构件；输出构件；第一与第二马达/发电机以及各具有第一、第二和第三齿轮构件的第一与第二差动齿轮行星齿轮组。输入构件并非与行星齿轮组的任意构件持续连接，而输出构件与第二行星齿轮组的第一构件持续连接。第一与第二马达/发电机都各自持续连接于行星齿轮组的至少一个构件上。第一行星齿轮组的第一构件与第二行星齿轮组的第三构件持续连接。六个扭矩传递装置有选择地接合以便为电力变速装置提供各种操作模式。

Description

具有机械倒档模式的电变速传动装置
相关申请的交叉引用
本申请对2004年7月22日提交的美国临时专利申请No.60/590,423的权益提出权利要求，本文中引入其全部内容作为参考。
技术领域
本发明涉及一种电变速传动装置，这种装置具有两个行星齿轮组、两个马达/发电机以及六个扭矩传递装置。
背景技术
目前，内燃机，尤其是那些往复活塞型内燃机用来推进多数车辆。内燃机为比较有效、紧凑、轻质且成本低的机构，通过内燃机可将矿物燃料转化成可用的机械动力，所以它们非常适用于车辆推进。一种新型传动系统在与内燃机一起使用时可以减少排放与燃料消耗，对公众而言这种传动系统非常有益。
对往复活塞式内燃机操作的灵活性提出挑战。通常，车辆由这种发动机推进，其通过小型电动马达和较小的蓄电池从冷态启动，然后被快速置于正在作用的推进与正在运行的辅助设备的负载下。还通过宽范围速度与宽范围负载对这种发动机进行操作并通常以其最大动力的五分之一运行。这些宽范围发动机操作需要在操作条件的极端情况下来保持清洁、有效地燃烧-一个难以描述的目标。
车辆传动装置可以将机械动力从发动机输送至驱动系统的剩余部分上，通常为固定齿轮、轴和车轮。通常通过五个或六个不同传动比的交替选择，在车辆静止的情况下容许发动机操作辅助设备的空档选择，以及在发动机运转情况下容许在传动比之间平稳变换以便使得车辆从静止启动并加速至理想的公路速度的离合器或扭矩变换器，传动装置就容许在发动机操作中具有某些自由度。通常，传动装置齿轮选择容许利用转矩增加与速度减少之比，称为超速传动的转矩减少与速度增加之比或利用倒档速比将来自发动机的动力输送至其余的驱动系统。
发电机可以将来自发动机的机械动力转变成电力，而电动马达可以将电力转变回用于车辆驱动系统其余部分的不同扭矩和速度的机械动力。这种设置结构容许发动机与驱动系统其余部分之间的转矩与速度比在电机的极限内持续变化。可以将用作推进动力源的蓄电池加入这种设置结构中，从而形成串联混合式电驱动系统。
这种串联混合系统容许发动机相对独立于用于推进车辆的扭矩、速度和动力来进行操作，以便受到控制从而改进排放与效率。这种系统还容许电机附连于发动机上从而起到马达的作用以便启动发动机，并且容许电机附连于驱动轮系的其余部分上而用作发电机，从而通过再生致动使得能量恢复于电池中。串联电驱动器因电机的重量和这种双向转化中的可用动力损失而受到损害，其中将所有的电动机动力从机械形式转变成电形式与从电形式转变成机械形式都必须用该电机。
动力分置式传动装置可以使用通常理解成“差动齿轮装置”的装置从而在不通过变速元件发送所有动力的情况下，实现输入与输出之间的持续可变的扭矩与速度比。电变速传动装置可以使用差动齿轮装置以便通过一对电动马达/发电机发送其一小部分的传输动力并且通过另一条固定比率的并联路径来发送其动力的剩余部分，该并联路径为全机械和直接方式，或者可以选择。本发明所述领域的普通技术人员众所周知的差动齿轮装置的一种形式可以构成行星齿轮组。实际上，行星齿轮装置通常为用于差动齿轮发明中的优选实施例，其优点在于结构紧凑并且在行星齿轮组的所有构件中具有不同的扭矩与转速比。然而，在没有行星齿轮组的情况下可以构造本发明，这通过使用锥齿轮差动齿轮或其它差动齿轮来实现。
例如，典型汽车轴中常见的锥齿轮差动齿轮组包括三个或四个位于托架上的小锥齿轮和用于每个轴的啮合式锥齿轮。为了代替本发明第一实施例中的第一组行星齿轮装置，第一组锥齿轮差动齿轮的托架将会连接于输入装置上，通常连接于轴上的一个锥齿轮将会改为连接于第一马达上，而另一个这种锥齿轮将会连接于中心轴上。同样，锥齿轮差动齿轮可以代替第二组行星齿轮装置，因此本发明可以在没有任何行星齿轮的情况下实现。
车辆用混合式电变速传动系统还包括蓄电池、带有传动系统的发动机启动装置以及再生车辆制动装置，其中蓄电池容许机械输出动力从机械输入动力变化。
车辆中的电变速传动装置可以只传送机械动力。为了这样做，由一个马达/发电机所产生的电力用于平衡电损失和由另一个马达/发电机所消耗的电力。车辆中的混合式电变速传动系统包括蓄电池，因此由一个马达/发电机所产生的电力可以大于或小于由另一个所消耗的电力。来自电池的电力有时可以容许两个马达/发电机都用作马达，尤其是在车辆加速情况下来帮助发动机。有时两个马达可以作为对电池充电的发电机，尤其是在再生车辆制动中。
用于串联混合式传动装置的一个最成功替代物为变速、两模式、输入分离、并联、混合式电传动装置。这种传动装置使用用于接收来自车辆发动机动力的输入装置和用于输送动力来驱动车辆的动力输出装置。第一和第二马达/发电机连接于能量存储装置如电池，以便使得能量存储装置可以接收来自第一、第二马达/发电机的动力并且向第一、第二马达/发电机供应动力。控制单元调节能量存储装置和马达/发电机之中的动力流以及第一与第二马达/发电机之间的动力流。
通过使用具有扭矩传递装置性质的离合器可以有选择地实现按照第一或第二模式进行操作。在一个模式中，传动装置的输出速度与其中一个马达/发电机的速度成比例，而在第二模式中，传动装置的输出速度通常与另一个马达/发电机的速度成比例。
在变速、两模式、输入分离、并联、混合式电传动装置的一些实施例中，使用第二行星齿轮组。另外，一些实施例可以使用三个扭矩传递装置-两个用于选择传动装置所需的操作模式而第三个有选择地使得传动装置与发动机分开。在其它实施例中，三个扭矩传递装置可以都用于选择传动装置的所需操作模式。
本发明所属领域的普通技术人员将会理解，使用动力分置式传动装置的传动系统将接收来自两个源的动力。使用一个或多个行星齿轮组就允许两个或多个齿轮系或模式，通过其将来自传动装置的输入构件的动力输送至传动装置的输出构件。
相应地，在本领域中就需要一种大马力传动系统，其提供了最大动力并且由电存储装置所提供的附加动力很小。还需要在高输出速度下增加总效率。这些目的可以通过两模式、组合分离、电动机械传动装置来实现，这种传动装置提供了连续、恒速操作以及高平均动力应用所需的高效率。
在与申请具有共同受让人的授予Holmes等人的2003年3月4日出版的美国专利No.6,527,658中公开了一种电变速传动装置，这种装置使用两个行星齿轮组、两个马达/发电机以及用于提供操作的输入分离、组合分离、空档和倒档模式的两个离合器。两个行星齿轮组可以都是单一式，或者其中一个可以是单独组合式。电控制构件调节在能量存储装置与两个马达/发电机中的动力流。这种传动装置提供电变速传动装置(ETV)操作的两种范围或模式，即提供操作的输入动力分离或组合动力分离模式，并且可以实现一个固定比率。“固定比率”是一种操作条件，其中没有动力流过马达/发电机从而使得损失最小化。
在与申请具有共同受让人的授予Holmes等人在2004年7月22日提交的名为“带有选择性固定比率操作的电变速传动装置”并在此引入作为参考的美国临时专利申请序列号No.60/590,423中，公开了一种电变速传动装置，这种装置具有两个行星齿轮组、两个马达/发电机以及用于提供操作的输入分离、组合分离、输出分离、空档和电倒档模式的三个、四个或五个扭矩传递装置。
发明内容
根据本发明提供了一种电变速传动装置，其具有两个行星齿轮组、两个马达/发电机以及六个用于提供操作的输入分离、组合分离、输出分离、空档、电倒档与机械倒档模式的扭矩传递装置。
具体而言，根据本发明的电变速传动装置包括用于接收来自发动机的动力的输入构件、输出构件、第一与第二马达/发电机、以及各具有第一、第二和第三齿轮构件的第一与第二差动齿轮的行星齿轮组。其中，所述行星齿轮组中没有构件是与所述输入构件持续连接的，而输出构件与第二行星齿轮组的第一构件持续连接。第一与第二马达/发电机都各自持续连接于行星齿轮组的至少一个构件上。第一行星齿轮组的第一构件与第二行星齿轮组的第三构件持续连接。第一扭矩传递装置有选择地使第二行星齿轮组的第二构件接地(ground)。第二扭矩传递装置有选择地将第二行星齿轮组的第二构件连接于第一行星齿轮组的第二构件上。第三扭矩传递装置有选择地使第二行星齿轮组的第三构件接地。第四扭矩传递装置有选择地使第一行星齿轮组的第一构件与输入轴连接。第五扭矩传递装置有选择地使第一行星齿轮组的第三构件接地。第六扭矩传递装置有选择地使第一行星齿轮组的第三构件与输入轴连接。
在一个实施例中，第一行星齿轮组的第一、第二和第三构件分别作为托架、恒星齿轮和环形齿轮实现，而第二行星齿轮组的第一、第二和第三构件分别作为托架、环形齿轮和恒星齿轮实现。在这个实施例中，第一行星齿轮组为组合式行星齿轮组，而第二行星齿轮组为单一式行星齿轮组。
在另一个实施例中，第一行星齿轮组的第一、第二和第三构件分别作为环形齿轮、恒星齿轮和托架实现，而第二行星齿轮组的第一、第二和第三构件分别作为托架、环形齿轮和恒星齿轮实现。在这个实施例中，第一、第二行星齿轮组均为单一式行星齿轮组。
在每个实施例中，通过第二、第四和第五扭矩传递装置的接合可以实现机械倒档模式。
在此所示的实施例中，第一马达/发电机持续连接于第一行星齿轮组的第二构件上并有选择地连接于第二行星齿轮组的第二构件上，而第二马达/发电机持续连接于第二行星齿轮组的第三构件上。然而，在本发明的范围内，第一、第二马达/发电机可以连接于行星齿轮组的不同构件上。
通过结合附图来阅读对用于实现本发明的最佳模式的以下详细描述，本发明所属领域的普通技术人员将会清楚本发明的上述特征与优点及其它特征与优点。
附图说明
图1a示出了根据本发明第一实施例的电变速传动装置的示意性杠杆图；
图1b示出了图1a中所示的传动装置的用于倒档模式操作的离合情况表；
图1c示出了图1a中的传动装置的用于前进固定比率模式操作的离合情况表；
图2a示出了根据本发明替代实施例的电变速传动装置的示意性杠杆图；
图2b示出了图2a中所示的传动装置的用于倒档模式操作的离合情况表；
图2c示出了图2a中所示的传动装置的用于前进固定比率模式操作的离合情况表。
具体实施方式
特别参看图1a，改进型电变速传动装置的一个优选实施例通常由数字10表示。传动装置10设计用于接收至少一部分其来自发动机12的驱动动力。如图所示，发动机12具有输出轴14，其还可以用作瞬变扭矩缓冲器(未示出)的前进输入构件。任选的瞬变扭矩缓冲器连接于传动装置10的输入构件18上。
在所述的实施例中，发动机12可以是矿物燃料发动机，例如柴油发动机，其易于适合于提供通常以恒定的每分钟转数(rpm)来输送的可用动力输出。
不管用于将发动机12连接于传动装置的输入构件18上的机构如何，传动装置的输入构件18都可以操作连接于传动装置10的行星齿轮组20上。
传动装置10使用两个行星齿轮组。第一行星齿轮组20包括环形齿轮22、恒星齿轮24以及托架26。第一行星齿轮组20为组合式行星齿轮组，其中托架26支承着多对行星齿轮，这些行星齿轮分别与恒星齿轮24、环形齿轮22接合并且互相接合。
第二行星齿轮组32为单一式行星齿轮组，其包括与恒星齿轮构件36外接的环形齿轮构件34。其中托架40可转动地支承着多个行星齿轮，这些行星齿轮各自同时与环形齿轮构件34和恒星齿轮构件36啮合。
行星齿轮组20、32还通过在第一行星齿轮组20的托架26与第二行星齿轮组32的恒星齿轮36之间利用互连轴42形成持续连接而被组合。
第一优选实施例还分别包括第一、第二马达/发电机46、48。所示的第一马达/发电机46连接于第一行星齿轮组的恒星齿轮24上，而所示的第二马达/发电机48连接于第二行星齿轮组32的恒星齿轮36上。然而，本发明马达/发电机46、48可以连接于传动装置10上的各种位置上。
第二行星齿轮组32的环形齿轮34有选择地通向外壳54接地，这通过具有扭矩传递装置62(CL1)性质的第一离合装置实现。就是说，接地环形齿轮34有选择地通过操作连接克服转动而固定于不可转动的外壳54上。第二行星齿轮组32的环形齿轮34还有选择地连接于第一行星齿轮组20的恒星齿轮24上，这通过具有扭矩传递装置64(CL2)性质的第二离合装置实现。使用第一扭矩传递装置62和第二扭矩传递装置64以便有助于选择混合式传动装置10的操作模式。第三扭矩传递装置65(CL3)有选择地将行星齿轮组32的恒星齿轮36连接于传动装置外壳54上。相应地，这种扭矩传递装置65容许还连接于恒星齿轮36上的第二马达发电机48锁定于传动装置外壳54上。
第四扭矩传递装置67(CL4)起倒档输入离合器的作用，因为其有选择地将输入轴18与第一行星齿轮组20的托架26连接起来。第五扭矩传递装置68(CL5)有选择地将第一行星齿轮组20的环形齿轮22连接于传动装置外壳54上。第六扭矩传递装置69(CL6)起到输入离合器的作用，因为其有选择地将输入轴18与第一行星齿轮组20的环形齿轮22连接起来。
传动装置10的输出构件14可以具有与分动齿轮啮合的外围齿轮齿。这种构型可以与前轮驱动或后轮驱动的车辆一起使用。还应当理解，输出装置14能够通过链条驱动或其它类似机械连接将输出动力传递至分动箱。
现在回到对动力源的描述，应当清楚传动装置10接收来自发动机12的动力。然而，混合式传动装置还接收来自电源如电池的动力，该电源连接于马达/发电机46、48上。在不改变本发明理念的情况下，可以使用其它有能力提供或存储并分配电力的电源如燃料电池来代替电池。
上述混合式传动装置提供了一种具有操作的输入分离、组合分离、空档、电倒档与机械倒档模式的连续变速传动装置。其还提供了四种用于改进效率的操作固定比率。
图1b的图表示出了仅用于传动装置10的机械操作所必须的离合情况设置。如所示，对于机械倒档操作，当剩余扭矩传递装置脱离接合时，就应用扭矩传递装置64(CL2)、67(CL4)和68(CL5)。相应地，输入装置18连接于托架26上，而第一行星齿轮组20的代表性杠杆绕着固定式环形齿轮22枢轴转动以便使得恒星齿轮24移动图1a的杠杆简图中的由相应箭头所示的距离。由于恒星齿轮24通过扭矩传递装置64连接于环形齿轮34上，并且托架26通过互连构件42连接于恒星齿轮36上，所以就使得托架40沿线14上的箭头所示的反向运动，其中托架40连接于属于传动装置10的输出装置14上，线14代表输出轴。
图1c的图表示出了用于图1a传动装置10的第二前进固定比率的离合接合情况，其中对传动装置只进行机械操作(即没有动力通过马达/发电机46、48传送)。如所示，当剩余扭矩传递装置脱离接合时，就应用扭矩传递装置62(CL1)、64(CL2)和69(CL6)。相应地，环形齿轮22连接于输入轴18上，而恒星齿轮24和环形齿轮34接地。最终结果是用于托架40的固定前进比率，托架40连接于传动装置的输出装置14上。相应地，就可以实现固定比率。
一般操作考虑事项
一个基本控制装置为众所周知的驱动范围选择器(未示出)，其指导常规型电子控制单元(ECU)来配置用于每次停车、倒档、空档或前进范围的传动。第二与第三基本控制装置构成加速踏板(未示出)与制动踏板(也未示出)。通过ECU从这三个基本控制源获取的信息表示为“操作者命令”。ECU还从多个传感器(输入及输出)获取关于下述情况的信息：扭矩传递装置(应用或松脱)、发动机输出扭矩、统一电池容量水平以及选定车辆部件的温度。ECU确定需要什么，然后适当操纵传动装置或其相关联的选择性操作部件以便响应操作者要求。
本发明使用单一式与组合式行星齿轮组。在单一式行星齿轮组中，单独一组行星齿轮通常受到支承以便在可自转式托架上转动。
在单一式行星齿轮组中，当恒星齿轮保持静止并且动力施加于单一式行星齿轮组的环形齿轮上时，行星齿轮就响应于施加在环形齿轮上的动力而转动，进而沿圆周方向绕着固定式恒星齿轮“行走”以便使得托架实现沿与环形齿轮的转动方向相同的方向转动。
当单一式行星齿轮组中任意两个构件沿同一方向以同一速度转动时，就会促使第三构件以同一速度沿同一方向转动。例如，当恒星齿轮与环形齿轮以同一速度沿同一方向转动时，行星齿轮就不会绕着其自身的轴转动，而是作为楔形物用来将整个单元锁紧在一起从而实现所谓的直接驱动。就是说，托架与恒星齿轮和环形齿轮一起转动。
然而，当两个齿轮构件沿同一方向但以不同速度转动时，第三齿轮转动所沿着的方向经常可以只通过直观分析来确定，但是在许多情况下，这个方向会不明显并只可能通过了解存在于行星齿轮组所有齿轮构件上的齿的数量来准确确定。
只要托架的自由旋转受到阻止并且动力被应用于恒星齿轮或环形齿轮上，行星齿轮就会充当惰轮。按照这种方式，从动构件就沿着与主动构件相反的方向转动。这样，在许多传动装置设置中，当选择倒档驱动范围时，用作制动器的扭矩传动装置就被摩擦致动而与托架接合并因此限制其转动，从而使得应用于恒星齿轮上的动力会沿相反方向转动环形齿轮。这样，如果环形齿轮操作连接于车辆的驱动轮上，这种设置就能够使得驱动轮的转动方向反转，进而使得车辆本身倒转方向。
在单独一组行星齿轮中，如果恒星齿轮、行星齿轮和环形齿轮中任意两个转动速度为已知，那么第三构件的转动速度可以使用简单规则来确定。托架的转动速度总是与恒星与环形齿轮的速度成比例，由其相应的齿数进行加权。例如，在同一组中，环形齿轮的齿数可以为恒星齿轮的两倍。于是，托架的速度为环形齿轮速度的三分之二与恒星齿轮速度的三分之一的和。如果这三个构件之一沿相反方向转动，则在数学计算中那个构件的速度的算术符号为负号。
在没有考虑齿轮质量、齿轮加速度或齿轮组内的摩擦力的情况下，恒星齿轮、托架和环形齿轮上的扭矩还可以只是彼此相关，在设计良好的传动装置中，所有那些因素的影响相对微小。应用于单一式行星齿轮组的恒星齿轮上的扭矩必须与应用于环形齿轮上的扭矩平衡，与这些齿轮中每一个的齿数成比例。例如在环形齿轮的齿数为那组中的恒星齿轮齿数两倍的情况下，应用于环形齿轮上的扭矩就必须是应用于恒星齿轮上的扭矩的两倍并且必须沿同一方向。应用于托架上的扭矩必须在量值上等于恒星齿轮上的扭矩与环形齿轮上的扭矩之和且方向相反。
在组合式行星齿轮组中，内、外组行星齿轮的使用就在环形齿轮与行星托架的作用方面与单一式行星齿轮组相比实现了互换。例如，如果恒星齿轮保持静止，则行星齿轮托架就将沿与环形齿轮相同的方向转动，但是带有内、外组行星齿轮的行星托架的移动将快于而非慢于环形齿轮。
在具有配合式内、外组行星齿轮的组合式行星齿轮组中，环形齿轮上的速度与恒星齿轮和行星托架的速度成比例，分别由恒星齿轮的齿数与行星齿轮所占据的齿数进行加权。例如，行星齿轮所占据的环形齿轮与恒星齿轮之间的差异可以是同一组中恒星齿轮齿数的两倍。在那种情况下，环形齿轮速度将会是托架速度的三分之二与恒星齿轮速度的三分之一的和。如果环形齿轮或行星托架沿相反方向转动，则在数学计算中那个速度的算术符号为负号。
如果恒星齿轮要保持静止，那么带有内、外组行星齿轮的行星托架将会沿与那组的环形齿轮转动相同的方向运转。另一方面，如果恒星齿轮要保持静止且托架受到驱动，那么与恒星齿轮接合的内组中的行星齿轮就会沿着恒星齿轮滚动或“行走”，其运转的方向与托架转动的方向相同。外组中的小齿轮与内组中的小齿轮啮合，外组中的这些小齿轮将会沿着相反的方向运转，进而促使配合式环形齿轮沿相反的方向运转，但只是相对于同环形齿轮啮合的行星齿轮而言。外组中的行星齿轮被沿着托架的方向运送。由于托架的运动结合了外组中小齿轮关于自身轴线转动的作用和外组中行星齿轮轨道运动的较大作用，所以环形齿轮沿着与托架相同的方向转动但是转速与托架不一样快。
如果这种组合式行星齿轮组中的托架要保持静止并且恒星齿轮转动，那么环形齿轮就将以较慢的速度沿与恒星齿轮相同的方向转动。如果单一式行星齿轮组中的环形齿轮保持静止并且恒星齿轮转动，那么支承着单独一组行星齿轮的托架就将以较慢的速度沿与恒星齿轮相同的方向转动。这样，我们可以容易地看出与使用单一式行星齿轮组中的单独一组行星齿轮相比，由于使用互相啮合的内、外组行星齿轮所致的托架与环形齿轮之间的角色互换。
电变速传动装置的正常作用就是将机械动力从输入传送至输出。作为这种传送作用的一部分，其两个马达/发动机之一作为电力的发电机。另一个马达/发动机作为马达并且使用该电力。由于输出速度从零增至高速，所以两个马达/发动机就逐渐实现作为发电机和马达的角色互换，并且可以不只一次这样做。这些互换大约在机械点处发生，在这些机械点处基本上从输入至输出的所有动力都以机械形式传送并且基本没有动力以电形式传送。
在混合式电力变速传动系统中，蓄电池还可以向传动装置供应动力或者传动装置可以向电池供应动力。如果是电池向传动装置供应主要电力如车辆加速，那么两个马达/发电机都可以用作马达。如果是传动装置向电池如车辆加速器供应电力如再生制动，那么两个马达/发电机都可以用作发电机。由于系统中的电力损失，所以在非常接近操作的机械点处，两个马达/发电机都可以用作小电力输出的发电机。
与传动装置的正常作用相比，实际上，传动装置可以用于将机械动力从输出传送至输入。在车辆中可以这样做以便增补车辆制动，增强或增补车辆的再生制动，在很长的向下阶段中尤其如此。如果通过传动装置的动力流按照这种方式倒转，那么马达/发电机的角色将与正常作用中的角色倒转。
第二示例性实施例描述
特别参看图2a-c，改进型电变速传动装置的替代实施例通常由标识110表示。图2a的传动装置的操作部件基本类似于图1a的传动装置的那些部件，因此相同的参考标号用于表示图1a和2a中的相同部件。在图2a中，与图1a的传动装置的组合式设置相反，两个行星齿轮组120、132都是单一式行星齿轮组。
图2a的传动装置110可以部分地接收其来自发动机112的输入动力。在所述的实施例中，发动机112也可以是矿物燃料发动机，例如柴油发动机，其易于适合于提供通常以恒定的每分钟转数(rpm)输送的可用动力输出。如所示，发动机112具有输出轴114，该输出轴114还可以用作任选的瞬变扭矩缓冲器(未示出)的前进输入构件。瞬变扭矩缓冲器的输出构件用作通往传动装置110的输入构件118。
传动装置110使用两个行星齿轮组。第一行星齿轮组120为单一式行星齿轮组，其使用与内恒星齿轮构件124外接的外环形齿轮构件122。托架组件126可转动地支承着小齿轮，这些小齿轮都与恒星齿轮124和环形齿轮122啮合。
第二行星齿轮组132也是单一式行星齿轮组，其包括与内恒星齿轮构件136外接的外环形齿轮134。托架组件140可转动地支承着小齿轮，这些小齿轮都与环形齿轮134和恒星齿轮136啮合。
由于第二行星齿轮组的恒星齿轮136通过中心轴142而与第一行星齿轮组120的环形齿轮122连接，所以第一行星齿轮组120与第二行星齿轮组132被组合起来。
第二优选实施例还分别包括第一、第二马达/发电机146、148。如所示，马达/发电机146连接于第一行星齿轮组120的恒星齿轮124上，而马达/发电机148连接于第二行星齿轮组132的恒星齿轮136上。然而，在本发明的范围内马达/发电机146、148可以连接于不同位置上。
第二行星齿轮组132的环形齿轮134有选择地通向外壳154接地，这通过第一扭矩传递装置162(CL1)而实现。就是说，接地环形齿轮134有选择地通过操作连接克服转动而固定于不可转动的外壳154上。第二行星齿轮组132的环形齿轮134还有选择地连接于第一行星齿轮组120的恒星齿轮124上，这通过第二扭矩传递装置164(CL2)而实现。使用第一扭矩传递装置162和第二扭矩传递装置164以便有助于选择混合式传动装置110的操作模式。
第二行星齿轮组132的恒星齿轮136通过扭矩传递装置165(CL3)有选择地通向传动装置外壳154接地。扭矩传递装置167(CL4)起到倒档输入离合器的作用，因为其有选择地将输入轴118与第一行星齿轮组120的环形齿轮构件122连接起来。第一行星齿轮组120的托架126通过离合器168(CL5)而有选择地与传动装置外壳154连接。扭矩传递装置169(CL6)起到输入离合器的作用，因为其有选择地将输入轴118与第一行星齿轮组120的托架126连接起来。
在机械倒档模式中的传动装置10的操作情况通过图2b的离合情况图表表示。如所示，扭矩传递装置164(CL2)、167(CL4)和168(CL5)接合用于提供机械倒档模式。按照这种模式，托架126接地，输入装置18连接于环形齿轮122上。相应地，恒星齿轮124按照图2a的恒星齿轮124上的相应箭头所示方向向左移动。由于恒星齿轮124通过扭矩传递装置164连接于环形齿轮134上，并且环形齿轮122通过互连构件142连接于恒星齿轮136上，所以就使得连接于第二行星齿轮组132的托架140上的输出装置114沿着相反方向移动由图2a中标识为项114的线上的箭头所示的运动量。在这种构型中，没有动力通过马达/发电机146、148传送，所以可以实现机械倒档模式，这种模式中所有的输出动力都源于发动机112。
图2c示出了用于操作的第二固定比率模式的离合情况表，其中应用扭矩传递装置162(CL1)、164(CL2)和169(CL6)。相应地，输入装置118连接于第一行星齿轮组120的托架126上。恒星齿轮124与环形齿轮134接地，而环形齿轮122连接于恒星齿轮136上。因此，就使得来自托架140的输出装置114沿向前方向移动固定的距离，这就建立了固定的机械比率。
尽管已经详细描述了用于实现本发明的最佳模式，但是本发明所属领域的普通技术人员将会认识到：在附属权利要求所确定的范围内具有用于实现本发明的多种替代设计与实施例。

Claims (7)

1.一种电变速传动装置，包括：
用于接收来自发动机的动力的输入构件；
输出构件；
第一与第二马达/发电机；
各具有第一、第二和第三齿轮构件的第一与第二差动齿轮行星齿轮组；
其中，所述行星齿轮组中没有构件是与所述输入构件持续连接的，而所述输出构件与所述第二行星齿轮组的所述第一构件持续连接；
所述第一与第二马达/发电机都各自持续连接于所述行星齿轮组的至少一个构件上；
所述第一行星齿轮组的所述第一构件与所述第二行星齿轮组的所述第三构件持续连接；
第一扭矩传递装置有选择地使所述第二行星齿轮组的所述第二构件接地；
第二扭矩传递装置有选择地将所述第二行星齿轮组的所述第二构件连接于所述第一行星齿轮组的所述第二构件上；
第三扭矩传递装置有选择地使所述第二行星齿轮组的所述第三构件接地；
第四扭矩传递装置有选择地使所述第一行星齿轮组的所述第一构件与所述输入轴连接；
第五扭矩传递装置有选择地使所述第一行星齿轮组的所述第三构件接地；以及
第六扭矩传递装置有选择地使所述第一行星齿轮组的所述第三构件与所述输入轴连接；
其中除了操作的速度比率的连续变速范围和固定前进比率模式之外，所述扭矩传递装置还允许操作的专用机械倒档模式。
2.根据权利要求1所述的电变速传动装置，其中所述第一行星齿轮组的所述第一、第二和第三构件分别是托架、恒星齿轮和环形齿轮，而所述第二行星齿轮组的所述第一、第二和第三构件分别是托架、环形齿轮和恒星齿轮。
3.根据权利要求1所述的电变速传动装置，其中所述第一行星齿轮组的所述第一、第二和第三构件分别是环形齿轮、恒星齿轮和托架，而所述第二行星齿轮组的所述第一、第二和第三构件分别是托架、环形齿轮和恒星齿轮。
4.根据权利要求3所述的电变速传动装置，其中第一、第二行星齿轮组是单一式行星齿轮组。
5.根据权利要求1-3中之一所述的电变速传动装置，其中所述第一行星齿轮组是组合式行星齿轮组，而所述第二行星齿轮组是单一式行星齿轮组。
6.根据权利要求1-4中之一所述的电变速传动装置，其中通过所述第二、第四和第五扭矩传递装置接合可以实现操作的所述专用机械倒档模式。
7.根据权利要求1-4中之一所述的电变速传动装置，其中：所述第一马达/发电机持续连接于所述第一行星齿轮组的所述第二构件上，并有选择地连接于所述第二行星齿轮组的所述第二构件上；以及
所述第二马达/发电机持续连接于所述第二行星齿轮组的所述第三构件上。
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