[发明专利]具有两个行星齿轮组的带有一个固定的相互连接和离合的输入的多模式电可变变速器有效

专利信息
申请号: 200680035653.7 申请日: 2006-07-31
公开(公告)号: CN101273219A 公开(公告)日: 2008-09-24
发明(设计)人: M·拉哈文;N·K·布克诺尔 申请(专利权)人: 通用汽车环球科技运作公司
主分类号: F16H3/72 分类号: F16H3/72
代理公司: 中国专利代理(香港)有限公司 代理人: 徐丁峰
地址: 美国密*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 具有 两个 行星 齿轮 带有 一个 固定 相互 连接 离合 输入 模式 可变 变速器
【说明书】:

技术领域

发明涉及电可变变速器,电可变变速器带有在功率分流可变速度比范围内和在固定速度比中的选择性运行,且具有两个行星齿轮组,两个马达/发电机,爪式离合器和五转矩传动设备。

背景技术

内燃机,特别是往复活塞式内燃机目前推进了大多数车辆。这样的内燃机是相对地高效、紧凑、轻量且不昂贵的机构,通过它将具有燃料形式的高度集中的能量转化为有用的机械动力。可以与内燃机一起使用的且可以降低燃料消耗和污染物排放的新颖的变速器系统可以对公众具有很大的益处。

车辆对于内燃机典型地提出的需求的宽范围变化使得燃料消耗和排放的增加超过了这样的发动机的理想情况。典型地,车辆由这样的发动机推进,发动机从冷状态通过小的电动马达和相对地小的蓄电电池起动,然后快速地处于来自推进和辅助设备的负荷下。这样的发动机也通过在宽范围的速度下和宽范围的载荷下运行,且典型地在近似于其最大动力输出的五分之一的平均值下运行。

车辆变速器典型地将机械动力从发动机输送到驱动系统的剩余部分,例如固定的最终驱动齿轮装置、轴和轮。典型的机械变速器允许发动机运行中的一些自由度,这通常通过交替选择五或六个不同的驱动比,允许发动机运行附件而车辆静止的空档选择,和用于在驱动比之间平滑地过渡且在发动机转动时从静止起动车辆的离合器或转矩变换器。变速器档位选择典型地允许来自发动机的动力以增转矩比减速、以已知为超速传动的减转矩比增速或以后退传对比输送到驱动系统的剩余部分。

发电机可以将来自发动机的机械能转换为电能,且电动马达可以将电能转换回到不同转矩和速度的机械能以用于车辆驱动系统的剩余部分。此布置允许了在发动机和驱动系统的剩余部分之间的转矩比和速度在电机的极限内的连续变化。用作推进动力源的蓄电池可以添加到此布置,从而形成串联混合电驱动系统。

串联混合系统允许发动机在一定程度上独立于推进车辆所要求的转矩、速度和功率而运行,使得发动机可以被控制为改进排放和效率。此系统允许接附到发动机的电机作为马达起作用而起动发动机。此系统也允许接附到传动系的剩余部分的电机作为发电机起作用,从而通过再生制动将来自车辆减速的能量回收到电池内。串联电驱动的缺点是在发电机内将所有发动机动力从机械能转换为电能且在驱动马达内将电能转换为机械能的足够的电机的重量和成本,以及在这些转换中的有用能量的损失。

功率分流变速器可以使用通常被理解为“差动齿轮装置”的装置来实现在输入和输出之间的连续可变的转矩比和速度比。电可变变速器可以使用差动齿轮装置来通过一对电动马达/发电机发送其传递的动力的部分。其动力的剩余部分流过另一个并联的全机械路径且以固定比或替代地以可选择比来引导。

如本领域一般技术人员已知,差动齿轮装置的一个形式可以构成行星齿轮组。行星齿轮装置通常是使用在差动齿轮发明中的优选的实施例,其优点是紧凑性和在行星齿轮组的所有构件中的不同的转矩比和速度比。然而,可以不使用行星齿轮而形成本发明,如通过在其中齿轮组的至少一个元件的转速总是两个其他的元件的速度的加权平均的布置中使用锥齿轮或其他齿轮。

混合电车辆变速器系统也包括一个或多个电能存储设备。典型的设备是化学蓄电池,但也可以包括电容设备或机械设备,例如电驱动的飞轮。电能存储设备允许从变速器系统到车辆的机械输出动力与从发动机到变速器系统的机械输入动力不同。电池或其他设备也允许发动机以变速器系统起动且用于再生车辆制动。

在车辆内,电动可变变速器可以简单地从发动机输入到最终驱动输出传递机械动力。为此,由一个马达/发电机产生的电力平衡了电损失和因其他马达/发电机的电力消耗。通过使用以上所述的蓄电池,由一个马达/发电机生成的电力可以大于或小于因其他马达/发电机的电力消耗。来自电池的电力可以有时允许马达/发电机都作为马达运行,特别是用于在车辆加送中辅助发动机。两个马达可以有时都用作发电机以对电池充电,特别是在再生车辆制动中。

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