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混合動力變速器.pdf

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混合 動力 變速器
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摘要
申請專利號:

CN201110415031.X

申請日:

2011.12.13

公開號:

CN102537236B

公開日:

2015.01.28

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效號牌文件類型代碼:1604號牌文件序號:101322545741IPC(主分類):F16H 3/72專利申請號:201110415031X申請日:20111213|||公開
IPC分類號: F16H3/72 主分類號: F16H3/72
申請人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
發明人: A.G.霍爾姆斯; N.K.巴克諾
地址: 美國密歇根州
優先權: 2010.12.13 US 12/966,383
專利代理機構: 北京市柳沈律師事務所 11105 代理人: 葛青
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201110415031.X

授權公告號:

102537236B||||||

法律狀態公告日:

2015.01.28|||2012.09.05|||2012.07.04

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供了一種混合動力變速器,其包括混合動力串聯運行模式以及復合分流運行模式。變速器包括操作性地連接至發動機的輸入構件、輸出構件、以及多個選擇性可接合的扭矩傳遞機構。也提供了齒輪結構以及操作性地連接至齒輪結構的第一和第二電動機/發電機。齒輪結構包括第一、第二和第三行星齒輪組,其每一個都包括第一、第二和第三構件。一對互連構件連接行星齒輪組中的一組的構件中相應的兩個構件,以和行星齒輪組中另一組的構件中相應的兩個構件共同旋轉。另一個互連構件連接行星齒輪組中所述一組的構件中的另一個構件,以和行星齒輪組中又一組的構件中的一個構件共同旋轉。

權利要求書

1.一種混合動力變速器,其被操作性地與發動機連接,該變速器包括:
輸入構件,操作性地與發動機連接;
輸出構件;
多個可選擇性接合的扭矩傳遞機構;
齒輪結構,其包括第一、第二和第三行星齒輪組,所述行星齒輪組中的
每一個都包括第一構件、第二構件和第三構件;
一對互連構件,連接所述行星齒輪組中的一組的所述構件中相應的兩個
構件,以和所述行星齒輪組中另一組的所述構件中相應的兩個構件共同旋
轉;
另一個互連構件,連接所述行星齒輪組中所述一組的所述構件中的另一
個構件,以和所述行星齒輪組中又一組的所述構件中的一個構件共同旋轉,
其中所述互連構件中沒有一個連接全部三個所述行星齒輪組以進行共同旋
轉;
第一電動機/發電機,和第一行星齒輪組操作性地連接;
第二電動機/發電機,和第二行星齒輪組操作性地連接;
其中扭矩傳遞機構中的第一個被接合,以建立輸入構件和輸出構件之間
的混合動力串聯運行模式;和
其中扭矩傳遞機構中的第二個被接合,以建立輸入構件和輸出構件之間
的復合分流運行模式。
2.如權利要求1所述的變速器,其中混合動力串聯運行模式和復合分
流運行模式之間的切換是同步的,而沒有使第一扭矩傳遞機構和第二扭矩傳
遞機構中的任意一個發生滑差。
3.如權利要求1所述的混合動力傳動系,其中多個選擇性可接合扭矩
傳遞機構僅包括第一扭矩傳遞機構和第二扭矩傳遞機構。
4.如權利要求1所述的混合動力傳動系,其中在串聯運行模式中,從
行星齒輪組的第一構件組至行星齒輪組的第二構件組的功率流動是經由通
過電動機/發電機的電路徑的;且其中在復合分流運行模式中,從行星齒輪組
的第一構件組至行星齒輪組的第二構件組的功率流動是經由通過接合第二
扭矩傳遞機構所建立的機械路徑的。
5.如權利要求1所述的混合動力傳動系,其中輸入構件和輸出構件中
的一個被連接,以和第一行星齒輪組的第一構件共同旋轉;其中第一電動機
/發電機被連接,以和第一行星齒輪組的第二構件共同旋轉;其中第一行星齒
輪組的第三構件通過第一扭矩傳遞機構的接合被選擇性地接地至靜態構件,
且被持續地連接以和第二行星齒輪組的第一構件共同旋轉;
其中第二電動機/發電機被持續地連接,以和第二行星齒輪組的第三構
件以及第三行星齒輪組的第二構件共同旋轉;其中輸入構件和輸出構件的另
一個被持續地連接,以和第三行星齒輪組的第一構件共同旋轉;且其中第二
扭矩傳遞機構可被選擇性地接合,以連接第一行星齒輪組的第二構件,以和
第三行星齒輪組的第三構件共同旋轉。
6.如權利要求5所述的混合動力傳動系,其中第一行星齒輪組的第一
構件是承載構件,第一行星齒輪組的第二構件是太陽齒輪構件,且第一行星
齒輪組的第三構件是環齒輪構件;其中第二行星齒輪組的第一構件是承載構
件,第二行星齒輪組的第二構件是環齒輪構件,第二行星齒輪組的第三構件
是太陽齒輪構件;且其中第三行星齒輪組的第一構件是承載構件,第三行星
齒輪組的第二構件是太陽齒輪構件,第三行星齒輪組的第三構件是環齒輪構
件。
7.如權利要求5所述的混合動力傳動系,其中第一行星齒輪組的第一
構件是承載構件,第一行星齒輪組的第二構件是太陽齒輪構件,且第一行星
齒輪組的第三構件是環齒輪構件;其中第二行星齒輪組的第一構件是環齒輪
構件,第二行星齒輪組的第二構件是承載構件,且第二行星齒輪組的第三構
件是太陽齒輪構件;且其中第三行星齒輪組的第一構件是承載構件,第三行
星齒輪組的第二構件是太陽齒輪構件,且第三行星齒輪組的第三構件是環齒
輪構件。
8.如權利要求5所述的混合動力傳動系,其中第一行星齒輪組的第一
構件是承載構件,第一行星齒輪組的第二構件是太陽齒輪構件,且第一行星
齒輪組的第三構件是環齒輪構件;其中第二行星齒輪組的第一構件是承載齒
輪構件,第二行星齒輪組的第二構件是環齒輪構件,且第二行星齒輪組的第
三構件是太陽齒輪構件;且其中第三行星齒輪組的第一構件是承載構件,第
三行星齒輪組的第二構件是環齒輪構件,且第三行星齒輪組的第三構件是太
陽齒輪構件。
9.如權利要求5所述的混合動力傳動系,其中第一行星齒輪組的第一
構件是承載構件,第一行星齒輪組的第二構件是太陽齒輪構件,且第一行星
齒輪組的第三構件是環齒輪構件;其中第二行星齒輪組的第一構件是承載齒
輪構件,第二行星齒輪組的第二構件是環齒輪構件,且第二行星齒輪組的第
三構件是太陽齒輪構件;且其中第三行星齒輪組的第一構件是承載構件,第
三行星齒輪組的第二構件是太陽齒輪構件,且第三行星齒輪組的第三構件是
環齒輪構件。
10.如權利要求5所述的混合動力傳動系,其中第一行星齒輪組的第一
構件是承載構件,第一行星齒輪組的第二構件是太陽齒輪構件,且第一行星
齒輪組的第三構件是環齒輪構件;其中第二行星齒輪組的第一構件是環齒輪
構件,第二行星齒輪組的第二構件是承載構件,且第二行星齒輪組的第三構
件是太陽齒輪構件;且其中第三行星齒輪組的第一構件是承載構件,第三行
星齒輪組的第二構件是太陽齒輪構件,且第三行星齒輪組的第三構件是環齒
輪構件。

說明書

混合動力變速器

技術領域

本發明涉及一種混合動力變速器,其包括串聯和復合分流(a?series?and?a?
compound?split)運行模式。

背景技術

車輛用的混合動力傳動系在不同的車輛運行狀況下使用不同的動力源。
機電混合動力傳動系通常包括內燃發動機,諸如柴油發動機或是汽油發動
機,以及一個或多個電動機/發電機。不同的運行模式,諸如僅發動機運行模
式、僅電運行模式以及混合動力運行模式通過將制動器和/或離合器以不同的
組合接合以及對發動機和電動機/發電機進行來建立。各個運行模式是有優勢
的,因為其能夠被用來改善燃油經濟性。然而,混合動力傳動系所需的額外
的部件,例如電動機/發電機、制動器和/或離合器,這可能增加整體的車輛
成本以及封裝空間需求。

發明內容

提供了一種混合動力變速器,其包括混合動力串行模式以及復合分流運
行模式。變速器包括操作性地連接至發動機的輸入構件,輸出構件,以及多
個選擇性可接合的扭矩傳遞機構。也提供了齒輪結構以及操作性地連接至齒
輪結構的第一和第二電動機/發電機。齒輪結構包括第一、第二和第三行星齒
輪組,其每一個都包括第一、第二和第三構件。一對互連構件連接行星齒輪
組中的一組的構件中相應的兩個構件,以和行星齒輪組中另一組的構件中相
應的兩個構件共同旋轉。另一個互連構件連接行星齒輪組中所述一組的構件
中的另一個構件,以和行星齒輪組中又一組的構件中的一個構件共同旋轉。
所述互連構件中沒有一個連接全部三個行星齒輪組以進行共同旋轉。第一電
動機/發電機被操作性地連接至第一行星齒輪組。第二電動機/發電機被操作
性地連接至第二行星齒輪組。扭矩傳遞機構中的第一個被接合,以在輸入構
件和輸出構件之間建立混合動力串聯運行模式。扭矩傳遞機構中的第二個被
接合,以在輸入構件和輸出構件之間建立復合分流運行模式。

由于上述的扭矩傳遞機構以及互連構件,混合動力串聯運行模式和復合
分流運行模式之間的切換可以是同步的,而不需使扭矩傳遞機構發生滑差,
且可在發動機工作的同時發生。如此處使用的,“同步”指的是不存在任何
接合的扭矩傳遞機構的顯著滑差,從而一個或多個扭矩傳遞機構的脫開以及
一個或多個其他扭矩傳遞機構的接合可在基本相同的時間被控制器所命令。
在受控滑差的情形中,在切換過程中離合器的接合或脫開狀態的反饋并不是
必須,因此簡化離合器控制算法以及液壓給送系統。

復合分流運行模式可在高車輛速度中使用,以最小化和串聯運行相關的
電損失,特別在電動機處于高速下時。由于復合分流模式使用行星齒輪組,
所以電動機可運行在相對低的速度下。通過允許同步切換以及避免滑差,任
一模式都可被方便地選定,且損失被最小化。切換以對應于固定齒輪點的傳
遞扭矩比發生,其中如果兩個離合器都保持在使用狀態且電動機/發電機的功
率被移除,則可以實現從輸入構件至輸出構件的基本全部功率被機械地傳
遞,而沒有顯著的通過電傳遞的功率。

當接合附圖時,本發明的上述特征以及優勢和其他特征和優勢從下文中
關于用于實施本發明的較佳實施例的詳細描述是方便地明顯的。

附圖說明

圖1是示出了混合動力傳動系的第一實施例的示意性桿式圖;

圖2是示出了電動機速度和扭矩對變速器輸入速度和扭矩的比相對于圖
1中的動力傳動系的變速器扭矩比的圖;

圖3是示出了混合動力傳動系的第二實施的示意性桿式圖;

圖4是示出了電動機速度和扭矩對變速器輸入速度和扭矩的比相對于圖
3中的動力傳動系的變速器扭矩比的圖;

圖5是示出了混合動力傳動系的第三實施例的示意性桿式圖;

圖6是示出了電動機速度和扭矩對變速器輸入速度和扭矩的比相對于圖
5中的動力傳動系的變速器扭矩比的圖;

圖7是示出了混合動力傳動系的第四實施例的示意性桿式圖;

圖8是示出了電動機速度和扭矩對變速器輸入速度和扭矩的比相對于圖
7中的動力傳動系的變速器扭矩比的圖;

圖9是示出了混合動力傳動系的第五實施例的示意性桿式圖;

圖10是示出了電動機速度和扭矩對變速器輸入速度和扭矩的比相對于
圖9中的動力傳動系的變速器扭矩比的圖;

圖11是示出了混合動力傳動系的第六實施例的示意性桿式圖;和

圖12是示出了電動機速度和扭矩對變速器輸入速度和扭矩的比相對于
圖11中的動力傳動系的變速器扭矩比的圖。

具體實施方式

參見附圖,圖1示出了混合動力傳動系(hybrid?powertrain)10,其包括
可操作地連接至混合動力傳動系14的發動機10。發動機輸出構件,諸如曲
軸,被操作性地連接,以和變速器14的輸入構件16一起旋轉。此處使用時,
“發動機”包括任何被連接為在輸入構件16處提供扭矩的動力源,該輸入
構件不被存儲在電池60中的電力提供動力。例如,發動機包括內燃發動機、
柴油發動機、旋轉發動機。動力傳動系10可運行為以串聯混合動力運行模
式以及復合分流混合動力運行模式兩種模式在變速器14的輸出構件17處提
供牽引扭矩,如下文所述。

變速器14包括三個行星齒輪組20、30和40,其中每一個都是簡單的行
星齒輪組。行星齒輪組20包括太陽齒輪構件22,環齒輪構件24以及承載構
件26。可旋轉地支撐在承載構件26上的小齒輪27與環齒輪構件24以及太
陽齒輪構件22兩者嚙合。行星齒輪組30包括太陽齒輪構件32,環齒輪構件
34以及承載構件36。可旋轉地支撐在承載構件36上的小齒輪37與環齒輪
構件34以及太陽齒輪構件32兩者嚙合。行星齒輪組40包括太陽齒輪構件
42,環齒輪構件44以及承載構件46。可旋轉地支撐在承載構件46上的小齒
輪47與環齒輪構件44以及太陽齒輪構件42兩者嚙合。輸入構件16被持續
地連接,以和承載構件26共同旋轉。輸出構件17被持續地連接,以和承載
構件26共同旋轉。

變速器包括第一電動機/發電機50以及第二電動機/發電機51。電動機/
發電機50包括被連接為與太陽齒輪構件22共同旋轉的轉子52以及接地
(ground)至諸如變速器殼體的靜態部件80的定子54。第二電動機/發電機
51包括轉子53以及定子55。定子55被接地至靜態部件80。能量存儲設備,
諸如電池60,被傳遞導體操作性地連接至定子54、55。控制器62通過功率
逆變器模塊64控制電池60和定子54、55之間的電傳遞,所述逆變器模塊
將由電池60提供的直流電變換成電動機/發電機50、51運行所需的交流電(當
電動機/發電機51可作為發電機運行時則反過來)。逆變器模塊64可收納兩
個獨立的逆變器,每一個電動機/發電機50、51各用一個。

環齒輪構件24以及承載構件36通過第一互連構件70持續地連接,以
彼此共同旋轉。環齒輪構件34通過第二互連構件72持續地連接,以和承載
構件46共同旋轉。太陽齒輪構件32、42通過第三互連構件74連接,以共
同旋轉。轉子53的轉子輪轂也被連接,以和互連構件74共同旋轉,從而太
陽齒輪構件32和42以和轉子53相同的速度旋轉。互連構件70、72、74中
沒有一個連接全部三個行星齒輪組20、30、40;即,互連構件70、72、74
每一個僅互連兩個不同的行星齒輪組的兩個構件。此外,互連構件72以及
74是一對互連構件,其每一個都將行星齒輪組30的相應構件互連至行星齒
輪組40的相應構件,從而行星齒輪組30的兩個不同構件被連接,以和行星
齒輪組40的兩個不同構件共同旋轉。如此處使用的,行星齒輪組20是第一
行星齒輪組,行星齒輪組30是第二行星齒輪組,而行星齒輪組40是第三行
星齒輪組。在行星齒輪組20中,承載構件26是第一構件,太陽齒輪構件22
是第二構件,而環齒輪構件24是第三構件。在行星齒輪組30中,承載構件
36是第一構件,環齒輪構件是第二構件,而太陽齒輪構件32是第三構件。
在行星齒輪組40中,承載構件46是第一構件,太陽齒輪構件42是第二構
件,而環齒輪構件44是第三構件。

變速器14僅包括兩個扭矩傳遞機構。制動器56可被選擇性地接合,以
通過將互連構件70接地而將承載構件36和環齒輪構件24接地至靜態構件
80。離合器58可被選擇性地接合,以將太陽齒輪構件22和電動機/發電機
50連接,以與環齒輪構件44進行共同旋轉。通過控制電動機/發電機50、51,
離合器58和制動器56,多個不同運行模式可用于向前推進。電動機/發電機
50、51也可在再生制動模式中捕獲制動能量,且可被控制為從冷啟動或從停
止/啟動(即,當暫時關閉而車輛被以另一模式運行時)啟動發動機12。

串聯運行模式(series?operating?mode)通過接合制動器56而不接合離合
器58(即,如果此前接合的話將其脫開)、控制電動機/發電機50作為發電
機運轉、以及控制電動機/發電機51作為電機運轉而建立。在制動器56接合
的情況下,承載構件36和環齒輪構件24是靜態的。來自發動機12的扭矩
以由行星齒輪組20建立的齒輪比供應至轉子52。扭矩被轉換成電能(其被
存儲在電池60中)或是經由逆變器64直接傳遞至電動機/發電機51,以向
電動機/發電機提供動力使其作為電動機運轉,在太陽齒輪構件32處提供扭
矩。扭矩通過行星齒輪組30倍增且被提供在輸出構件17處提供。由于環齒
輪構件44未被連接至任何其他構件或靜態構件80,所以行星齒輪組40在串
聯運行模式中未激活。

串聯運行模式需要兩組齒輪構件,其被布置成使得第二組的旋轉速度決
定于提供至與第二組中的構件連接的電動機/發電機的電功率。第一組將發動
機和第一電動機/發電機50連接,而第二組將第二電動機/發電機51和輸出
構件17連接。串聯運行模式是有益的,這是因為在發動機12和輸出構件17
之間不存在純機械功率(mechanical?power)流動路徑。因此,在輸出扭矩中
用于使用電動機/發電機50、51重啟發動機12造成的旋轉損失和中斷較低。
在串聯運動模式中,第一齒輪構件組包括那些提供從發動機12至電動機/發
電機51(即,承載構件26、太陽齒輪構件22、和互連的環齒輪構件24以及
承載構件36)的功率流動路徑的齒輪構件。第二齒輪構件組包括那些提供從
第二電動機/發電機51至輸出構件17(即,互連的太陽齒輪構件32、42,承
載構件36,和承載構件46)的功率流動路徑的齒輪構件。此外,為了保持
電動機尺寸相對小,在串聯模式中對輸出構件17進行驅動的電動機/發電機
51應具有至輸出構件17的齒輪傳動比(geared?ratio)。這需要接地的構件,
在此情形中為承載構件36。

當離合器58被接合而制動器56未被接合(即,如果此前接合的話則將
其脫開)時提供復合分流運行模式。復合分流運行模式對高速駕駛期間的高
效運行是有利的,這是因為其允許減低電動機速度和降低通過電功率路徑的
功率。即,全部機械功率都未如在串聯運行模式中的情形一樣被轉換成電功
率并隨后通過電動機/發電機50、51再次轉換成機械功率。

復合分流運行模式需要四個行星齒輪構件,它們未被連接為彼此共同旋
轉,而是被通過差動齒輪結構(即,一個被連接以和輸入構件16一起旋轉的
構件(承載構件26)、被連接以和電動機/發電機50一起旋轉的構件(太陽
齒輪構件22),被連接以和電動機/發電機51一起旋轉的構件(互連的太陽
齒輪構件32、42),以及被連接以和輸出構件17一起旋轉的構件(互連的承
載構件46和環齒輪構件34))互相連接。第五構件(環齒輪構件44)在串
聯運行模式中未被連接至任何其他的齒輪組構件,且由此有助于將四個所需
的構件分成第一組和第二組,如以上所述在串聯運行模式中必須的。離合器
58可隨后被接合以轉換至復合分流運行模式,從而太陽齒輪構件22和環齒
輪構件44被互連,以作為單個構件運轉,且互連的換齒輪構件24和承載構
件36在切換至串聯運行模式的過程中可用于被接地,而仍然允許其他四個
構件移動,如在串聯運行模式中所需要的,由此滿足存在有四個被差動齒輪
結構互連的構件的復合分流運行模式的需要。

在復合分流運行模式中,發動機12在承載構件26處提供扭矩,且電動
機/發電機50提供扭矩至太陽齒輪構件22以及環齒輪構件44,或從太陽齒
輪構件22以及環齒輪構件44處接收扭矩。來自發動機12以及電動機/發電
機50的扭矩被通過行星齒輪組20結合,以流動至環齒輪構件44。扭矩在互
連的太陽齒輪構件32、42處由電動機/發電機51提供或提供至電動機/發電
機51。在環齒輪構件44處提供的扭矩以及在太陽齒輪構件42處接收自電動
機/發電機51或提供給電動機/發電機51的扭矩通過行星齒輪組40分流,以
在承載構件46和輸出構件17處提供扭矩。因此,扭矩在行星齒輪組20處
被分流(輸入分流),且在行星齒輪組40處再次被分流(輸出分流),使得
運行模式成為復合分流運行模式。

通過控制電動機/發電機50以將太陽齒輪構件22的速度變成和環齒輪構
件44相同的速度,從串聯運行模式到復合分流運行模式的切換可隨著離合
器58和制動器56的同步切換而發生。受控制以處于相同速度的齒輪構件(環
齒輪構件44和太陽齒輪構件22)必須和串聯運行所需的四個齒輪構件不同,
這是因為在串聯運行模式中所有的這些齒輪構件必須旋轉。離合器58可隨
后被接合,而制動器56被松開。不需要滑差離合器58,因為太陽齒輪構件
22和環齒輪構件44之間不存在速度差分。因此,不存在由滑差造成的機械
損失。

此外,離合器58可以以該同步速度接合,而制動器56保持接合,建立
固定比例運行模式。例如,如果行星齒輪組20和40的環齒輪構件對太陽齒
輪構件的比是1.5,且行星齒輪組30的環齒輪構件對太陽齒輪構件的比是
3.0,則如果離合器58和制動器56兩者被接合,當電動機/發電機50和51
不傳遞功率時,將在輸入構件16和輸出構件17之間產生1.47的固定齒輪比。

如果發動機12停止,制動器56被接合,且電動機/發電機51被作為電
機運行以向前推動,則建立僅電運行模式。

當制動器56被接合時,如果發動機12停止,電動機/發電機50可被控
制以作為電動機運行,來啟動發動機12。由于離合器58未被接合且電動機/
發電機51關閉,所以發動機12在啟動時行星齒輪組30和40未激活(不承
載扭矩)且扭矩未被傳遞至輸出構件17。

在串聯運行模式和復合分流運行模式兩者中,電動機/發電機51可被控
制作為發電機運行,以在車輛制動期間將輸出構件17處的一些扭矩轉換成
電能。

參見圖2,顯示了復合分流運行模式,電動機/發電機50的扭矩對輸入
構件16的扭矩之間的比相對于(versus)輸出構件17的扭矩對輸入構件16
的扭矩的比之間的關系被示出為曲線90。電動機/發電機51的扭矩對輸入構
件16的扭矩的比相對于輸出構件17的扭矩對輸入構件16的扭矩的比之間
的關系被示出為曲線92。電動機/發電機50的速度對輸入構件16的速度的
比相對于輸出構件17的扭矩對輸入構件16的扭矩的比之間的關系被示出為
曲線94。電動機/發電機51的速度對輸入構件16的速度的比相對于輸出構
件17的扭矩和輸入構件16的扭矩的比之間的關系被示出為曲線96。

圖2代表假設沒有使用電池功率時動力傳動系10的復合分流運行模式,
且因此電動機/發電機50和51是功率平衡的(即,電動機/發電機50的速度
和扭矩的乘積等于電動機/發電機51的速度和扭矩的乘積)。在點91處,在
制動器56被接合的串聯模式中,離合器58可被接合。從串聯模式至復合分
流模式的轉換發生在恒定傳動扭矩比1.40(點91至93),其中電動機/發電
機50逐漸反置扭矩,且由此卸載制動器56上的扭矩而在離合器58上加載
扭矩。同時,這將從發動機12直接傳遞至輸出17的機械功率的分數從零(串
聯模式)增加至機械功率和電功率之間的某中間分流。當制動器56被完全
卸載時,其被脫開且變速器可比例上升或是下降。在由圖2代表的操縱方式
中,變速器14在從串聯運行模式至復合分流運行模式的恒定比例轉換之后
在復合分流模式中開始降低扭矩比例(即,朝向圖2中的左邊)。可替換地,
可通過在圖2中下移至點95來將電動機/發電機50扭矩降低至零。在該點,
變速器14處在固定齒輪模式中,其中100%的機械功率傳遞,且沒有電損失。
應注意,在復合分流模式中,存在有兩個其他的點97和99,其中也存在100%
的機械功率傳遞,因為電動機/發電機50或51中的一個是靜態的。但是,在
所述點處,電動機扭矩在靜態電動機處是非零的,所述靜態電動機消耗來自
電池60的電功率。

圖3示出了另一實施例的混合動力傳動系110,其包括混合動力變速器
114,且可運行為在串聯混合動力運行模式和復合分流混合動力運行模式中
都在輸出構件17處提供牽引扭矩,如下文所述。和圖1和2中相同或大致
類似的部件將以相同的附圖標記標示。動力傳動系110和變速器114和圖1
中的動力傳動系10以及變速器14相同,只是輸入構件16和輸出構件17的
位置被變換,從而輸入構件16被連接為與承載構件26共同旋轉,而輸出構
件17被連接為與承載構件26共同旋轉。

通過接合制動器56、不接合離合器58(即,如果此前接合的話將其脫
開)、控制電動機/發電機51以作為發電機運轉且控制電動機/發電機50作為
電機運轉來建立串聯運行模式。在制動器56接合的情況下,承載構件36和
環齒輪構件24是靜態的。來自發動機12的扭矩以由行星齒輪組30建立的
齒輪比供應至轉子53。扭矩被轉換成電能(其被存儲在電池60中),或經由
逆變器64直接傳遞至電動機/發電機50,以向電動機/發電機50提供功率,
從而作為電動機運轉,在太陽齒輪構件22處提供扭矩。扭矩通過行星齒輪
組20倍增,且被提供在輸出構件17處。由于環齒輪構件44未被連接至任
何其他構件或靜態構件80,行星齒輪組40在串聯運行模式中未激活。

如上所述,串聯運行模式需要兩組齒輪構件被彼此連接,以通過兩個電
動機/發電機之間的電連接傳遞功率。一組將發動機12和第二電動機/發電機
51連接,而另一組將第一電動機/發電機50和輸出構件17連接。在串聯運
行模式中,第一齒輪構件組提供從發動機12至電動機/發電機51的功率流動
路徑(即,互連的承載構件46和環齒輪構件34,互連的太陽齒輪構件32
和太陽齒輪構件42,以及接地的承載構件36)。第二齒輪構件組包括那些提
供從電動機/發電機50至輸出構件17的功率流動路徑的齒輪構件(即,太陽
齒輪構件22,接地的環齒輪構件24以及承載構件26)。此外,為了保持電
機尺寸相對小,在串聯模式中對輸出構件17進行驅動的電動機/發電機51
應具有至輸出構件17的齒輪傳動比。這需要接地構件,在此情形中為環齒
輪構件24。

當離合器58被接合而制動器56未被接合(即,如果此前接合的話將其
脫開)時提供復合分流運行模式。復合分流運行模式需要四個行星齒輪構件,
它們未被連接為彼此共同旋轉,而是通過差動齒輪結構(即,一個被連接以
和輸入構件16一起旋轉的構件(承載構件46)、被連接以和電動機/發電機
51一起旋轉的構件(互連的太陽齒輪構件32和太陽齒輪構件42)、被連接
以和電動機/發電機50一起旋轉的構件(互連的太陽齒輪構件22和環齒輪構
件44),以及被連接以和輸出構件17一起旋轉的構件(承載構件26))互相
連接。第五構件(環齒輪構件44)在串聯運行模式中未被連接至任何其他的
齒輪組構件,且由此有助于將四個所需的構件分成第一組和第二組,如以上
所述在串聯運行模式中需要的。離合器58可隨后被接合以轉換至復合分流
運行模式,從而環齒輪構件44和太陽齒輪構件22被互連,以作為單個構件
運轉,且互連的承載構件36和環齒輪構件24在切換值串聯運行模式的過程
中可用于被接地,而仍然允許其他四個構件移動,如在串聯運行模式中所需
要的,由此滿足存在有四個被差動齒輪結構互連的構件的復合分流運行模式
需要。

在復合分流運行模式中,發動機12在承載構件46處提供扭矩,而電動
機/發電機51提供扭矩至太陽齒輪構件42,或從太陽齒輪構件42處接收扭
矩。來自發動機12以及電動機/發電機51的扭矩通過行星齒輪組40結合,
以流動至互連的承載構件36和環齒輪構件24。扭矩在太陽齒輪構件22處由
電動機/發電機50提供,或提供至電動機/發電機50。在太陽齒輪構件22處
提供的來自行星齒輪組40的扭矩以及在太陽齒輪構件22處接收自電動機/
發電機51或提供給電動機/發電機51的扭矩通過行星齒輪組20分流,以在
承載構件26和輸出構件17處提供扭矩。因此,扭矩在行星齒輪組40處被
分流(輸入分流),且在行星齒輪組20處再次被分流(輸出分流),使得運
行模式成為復合分流運行模式。

通過控制電動機/發電機50以將太陽齒輪構件22的速度變成和環齒輪構
件44相同的速度,從串聯運行模式到復合分流運行模式的切換可隨著離合
器58和制動器56的同步切換而發生。受控制以處于相同速度的齒輪構件(太
陽齒輪構件22和環齒輪構件44)必須和串聯運行所需的四個齒輪構件不同,
這是因為在串聯運行模式中所有的這些齒輪構件必須旋轉。離合器58可隨
后被接合,而制動器56被松開。不需要滑差離合器58,因為太陽齒輪構件
22和環齒輪構件44之間不存在速度差分。因此,不存在由滑差造成的機械
損失。

此外,離合器58可以以此同步速度接合,而制動器56保持接合,建立
固定比例運行模式。例如,如果行星齒輪組20的環齒輪構件對太陽齒輪構
件的比是3.0,且行星齒輪組30的環齒輪構件對太陽齒輪構件的比是1.5,
且行星齒輪組40的環齒輪構件對太陽齒輪構件的比是1.75,則如果離合器
58和制動器56兩者被接合,當電動機/發電機50和51不傳遞功率時,將在
輸入構件16和輸出構件17之間產生1.65的固定齒輪比。

當制動器56被接合時,如果發動機12停止,電動機/發電機51可被控
制以作為電動機運行,來啟動發動機12。由于離合器58未被接合且電動機/
發電機50關閉,所以發動機12在啟動時行星齒輪組20和40未激活(不承
載扭矩)且扭矩未被傳遞至輸出構件17。此外,通過制動器56接合,當發
動機12被啟動時,沒有扭矩可從輸入行星齒輪組20傳遞其他的齒輪組30、
40。

在串聯運行模式和復合分流運行模式兩者中,電動機/發電機50可被控
制以作為發電機運行,以在車輛制動期間將輸出構件17處的一些扭矩轉換
成電能。在復合分流運行模式中,電動機/發電機51也可作為發動機,以在
車輛制動期間將機械功率轉換成電功率。

參見圖4,顯示了復合分流運行模式,電動機/發電機50的扭矩對輸入
構件16的扭矩之間的比相對于輸出構件17的扭矩對輸入構件16的扭矩的
比之間的關系被示出為曲線190。電動機/發電機51的扭矩對輸入構件16的
扭矩的比相對于輸出構件17的扭矩對輸入構件16的扭矩的比之間的關系被
示出為曲線192。電動機/發電機50的速度對輸入構件16的速度的比相對于
輸出構件17的扭矩對輸入構件16的扭矩的比之間的關系被示出為曲線194。
電動機/發電機50的速度對輸入構件16的速度的比相對于輸出構件17的扭
矩對輸入構件16的扭矩的比之間的關系被示出為曲線196。

圖4代表假設沒有使用電池功率時動力傳動系110的復合分流運行模
式,且因此電動機/發電機50和51是功率平衡的(即,電動機/發電機50的
速度和扭矩的乘積等于電動機/發電機51的速度和扭矩的乘積)。在點191
處,在制動器56被接合的串聯模式中,離合器58可被接合。從串聯模式至
復合分流模式的轉換發生在恒定傳動扭矩比1.65(點191至193),其中電動
機/發電機51減小扭矩,且由此卸載制動器56上的扭矩而在離合器58上加
載扭矩。同時,這將從發動機12直接傳遞至輸出17的機械功率的分數從零
(串聯模式)增加至機械功率和電功率之間的某中間分流。當制動器56被
完全卸載時,其被脫開且變速器可比例上升或是下降。在由圖4代表的操縱
方式中,變速器114在從串聯運行模式至復合分流運行模式的恒定比例轉換
之后在復合分流模式中開始降低扭矩比例(即,朝向圖4中的左邊)。可替
換地,在制動器56仍被施加的情況下,通過移動至圖4中的點195將電動
機/發電機51的扭矩降低至零。在該點,變速器114在固定齒輪模式中,其
中100%的機械功率傳遞,且沒有電損失。應注意,復合分流模式中,存在
有兩個其他的點197和199,其中也存在100%的機械功率傳遞,因為電動
機/發電機50或51中的一個是靜態的。但是,在所述點,電動機扭矩在靜態
電動機處是非零的,所述靜態電動機消耗來自電池60的電功率。

變速器114特別有利,因為其可在發動機12關閉、制動器56接合且離
合器58脫開的僅電運行模式中運行。當電動機/發電機50被控制作為電動機
在該運行模式中運轉時,僅行星齒輪組20的構件旋轉(即,太陽齒輪構件
22和承載構件26)。行星齒輪組30和行星齒輪組40的構件不旋轉。因此使
得旋轉損失最小化。

圖5示出了混合動力傳動系210的另一個實施例,其包括混合動力變速
器214,且可運轉為在串聯混合動力運行模式和復合分流混合動力運行模式
中都在輸出構件17處提供牽引扭矩,如下文所述。和圖1和2中相同或大
致類似的部件將被以相同的附圖標記標示。

變速器214包括三個行星齒輪組220、230、240。行星齒輪組220是雙
行星齒輪組,而行星齒輪組230和240是簡單行星齒輪組。行星齒輪組220
包括太陽齒輪構件222,環齒輪構件224以及承載構件226。可旋轉地支撐
在承載構件226上的小齒輪227和太陽齒輪構件222嚙合。可旋轉地支撐在
承載構件226上的小齒輪228和小齒輪構件227以及環齒輪構件224嚙合。
行星齒輪組230包括太陽齒輪構件232,環齒輪構件234以及承載構件236。
可旋轉地支撐在承載構件236上的小齒輪237和環齒輪構件234以及太陽齒
輪構件232兩者嚙合。行星齒輪組240包括太陽齒輪構件242,環齒輪構件
244以及承載構件246。可旋轉地支撐在承載構件246上的小齒輪247和環
齒輪構件244以及太陽齒輪構件242兩者嚙合。輸入構件16被持續地連接,
以和承載構件226共同旋轉。輸出構件17被持續地連接,以和承載構件246
共同旋轉。

變速器214包括第一電動機/發電機250,以及第二電動機/發電機251。
電動機/發電機250包括被連接以和太陽齒輪構件222共同旋轉的轉子252,
和接地至靜態構件80的定子254。第二電動機/發電機251包括被連接以和
太陽齒輪構件242和太陽齒輪構件232共同旋轉的轉子253,和接地至靜態
構件80的定子255。電池60被傳遞導體操作性地連接至定子254、255。控
制器62通過功率逆變器64控制在電池60和定子254、255之間的電傳遞。

環齒輪構件224和環齒輪構件234通過第一互連構件270持續地連接,
以彼此共同旋轉。承載構件236通過第二互連構件272持續地連接,以和承
載構件246以及和輸出構件17共同旋轉。太陽齒輪構件232和太陽齒輪構
件242通過第三互連構件274連接,以彼此以及和電動機/發電機251共同旋
轉。互連構件270、272、274中沒有一個連接全部三個行星齒輪組220、230、
240;即,互連構件270、272、274每一個僅互連兩個不同的行星齒輪組的
兩個構件。此外,互連構件272以及274是一對互連構件,其每一個都將行
星齒輪組230的相應構件互連至行星齒輪組240的相應構件,從而行星齒輪
組230的兩個不同構件被連接,以和行星齒輪組240的兩個不同構件共同旋
轉。如此處使用的,行星齒輪組220是第一行星齒輪組,行星齒輪組230是
第二行星齒輪組,而行星齒輪組240是第三行星齒輪組。在行星齒輪組220
中,承載構件226是第一構件,太陽齒輪構件222是第二構件,而環齒輪構
件224是第三構件。在行星齒輪組230中,環齒輪構件234是第一構件,承
載構件236是第二構件,而太陽齒輪構件232是第三構件。在行星齒輪組240
中,承載構件246是第一構件,太陽齒輪構件242是第二構件,而環齒輪構
件244是第三構件。

變速器214僅包括兩個扭矩傳遞機構56和58。在該實施例中,制動器
56可被選擇性地接合,以通過將互連構件270接地來將環齒輪構件224和環
齒輪構件234接地至靜態構件80。離合器58可被選擇性地接合,以將環齒
輪構件244連接為和太陽齒輪構件222以及電動機/發電機250共同旋轉。通
過控制電動機/發電機250、251、離合器58和制動器56,多個不同運行模式
可用于向前推進。電動機/發電機250、251也可在再生制動模式中捕獲制動
能量,且可被控制為從冷啟動或從停止/啟動(即,當暫時關閉而車輛被以另
一模式運行時)啟動發動機12。

通過接合制動器56、不接合離合器58(即,如果此前接合的話將其脫
開)、控制電動機/發電機250以作為發電機運轉且控制電動機/發電機251作
為電動機運轉來建立串聯運行模式。在制動器56接合的情況下,環齒輪構
件224和環齒輪構件234是靜態的。來自發動機12的扭矩以由行星齒輪組
220建立的齒輪比供應至轉子252。扭矩被轉換成電能(其被存儲在電池60
中),或經由逆變器64直接傳遞至電動機/發電機251,以向電動機/發電機
251提供功率使其作為電機運轉,在太陽齒輪構件232處提供扭矩。扭矩通
過行星齒輪組230倍增,且提供在輸出構件17處。由于環齒輪構件244未
被連接至任何其他構件或靜態構件80,行星齒輪組240在串聯運行模式中未
激活。

如上所述,串聯運行模式需要兩組齒輪構件彼此連接,以僅通過兩個電
動機/發電機之間的電連接傳遞功率。一組將發動機12和第一電動機/發電機
250連接,而另一組將第二電動機/發電機251和輸出構件17連接。在串聯
運行模式中,第一齒輪構件組提供從發動機12至電動機/發電機250的功率
流動路徑(即,承載構件226、接地的環齒輪構件224、和太陽齒輪構件222)。
第二齒輪構件組提供從電動機/發電機251至輸出構件17的功率流動路徑
(即,太陽齒輪構件232、接地的環齒輪構件234以及承載構件236)。此外,
為了保持電機尺寸相對小,在串聯模式中對輸出構件17進行驅動的電動機/
發電機251應具有至輸出構件17的齒輪傳動比。這需要接地構件,在此情
形中為環齒輪構件234。

當離合器58被接合而制動器56未被接合(即,如果此前接合的話將其
脫開)時提供復合分流運行模式。復合分流運行模式需要四個行星齒輪組構
件,其未被連接為彼此共同旋轉,而是通過差動齒輪結構(即,一個被連接
以和輸入構件16一起旋轉的構件(承載構件226)、被連接以和電動機/發電
機250一起旋轉的構件(太陽齒輪構件222),被連接以和電動機/發電機251
一起旋轉的構件(互連的太陽齒輪構件232、242),以及被連接以和輸出構
件17一起旋轉的構件(互連的承載構件236、246))彼此連接。第五構件(環
齒輪構件244)在串聯運行模式中未被連接至任何其他的齒輪組構件,且由
此有助于將四個所需的構件分成第一組和第二組,如以上所述在串聯運行模
式中必須的。離合器58可隨后被接合以轉換至復合分流運行模式,從而太
陽齒輪構件222和環齒輪構件244被互連,以作為單個構件,由此滿足存在
有四個被差動齒輪結構互連的構件的復合分流運行模式的需要。

在復合分流運行模式中,發動機12在承載構件226處提供扭矩,而電
動機/發電機250提供扭矩至太陽齒輪構件222,或從太陽齒輪構件222處接
收扭矩。來自發動機12以及電動機/發電機250的扭矩通過行星齒輪組220
結合,以流動至互連的環齒輪構件224和環齒輪構件234。扭矩在互連的太
陽齒輪構件232和太陽齒輪構件242處由電動機/發電機251提供,或提供至
電動機/發電機251。在環齒輪構件234處提供的來自發動機12的扭矩和電
動機/發電機250的扭矩以及在太陽齒輪構件232處接收自電動機/發電機251
或提供給電動機/發電機251的扭矩通過行星齒輪組230分流,以在承載構件
236和輸出構件17處提供扭矩。因此,扭矩在行星齒輪組220處分流(輸入
分流),且在行星齒輪組230處再次被分流(輸出分流),使得運行模式成為
復合分流運行模式。

通過控制電動機/發電機250以將太陽齒輪構件222的速度變為和環齒輪
構件244相同的速度,從串聯運行模式到復合分流運行模式的切換可隨著離
合器58和制動器56的同步切換而發生。離合器58可隨后被接合,而制動
器56被松開。不需要讓離合器58存在滑差,因為太陽齒輪構件222和環齒
輪構件244之間不存在速度差分。因此,不存在由滑差造成的機械損失。

此外,離合器58可以以此同步速度接合,而離合器56仍然保持接合,
建立固定比例運行模式。例如,如果行星齒輪組220的環齒輪構件對太陽齒
輪構件的比是1.75,且行星齒輪組230的環齒輪構件對太陽齒輪構件的比率
是3.0,且行星齒輪組240的環齒輪構件對太陽齒輪構件的比率是1.5,則如
果離合器58和制動器56兩者被接合,當電動機/發電機250和251不傳遞功
率時,將在輸入構件16和輸出構件17之間產生1.33的固定齒輪比。

如果發動機12停止,制動器56被接合,且電動機/發電機251被作為電
動機運行以向前推動時建立僅電運行模式。

當制動器56被接合時,如果發動機12停止,電動機/發電機250可被控
制以作為電動機運行,以啟動發動機12。由于離合器58未接合,行星齒輪
組240未激活(不承載扭矩)。而且,電動機/發電機251可以關閉,從而在
發動機12正啟動時行星齒輪組230未激活且扭矩不被傳輸至輸出構件17。

在串聯運行模式和復合分流運行模式兩者中,電動機/發電機251可被控
制以作為發電機運行,以在車輛致動期間將在輸出構件17處的一些扭矩轉
換成電能。

參見圖6,顯示了復合分流運行模式,電動機/發電機250的扭矩對輸入
構件16的扭矩之間的比相對于輸入構件16的扭矩對輸出構件17的扭矩的
比之間的關系被示出為曲線290。電動機/發電機251的扭矩對輸入構件16
的扭矩的比相對于輸出構件17的扭矩和輸入構件16的扭矩的比之間的關系
被示出為曲線292。電動機/發電機250的速度對輸入構件16的速度的比相
對于輸出構件17的扭矩對輸入構件16的扭矩的比之間的關系被示出為曲線
294。電動機/發電機251的速度對輸入構件16的速度的比相對于輸出構件
17的扭矩對輸入構件16的扭矩的比之間的關系被示出為曲線296。

圖6代表動力傳動系210的復合分流運行模式,假設未使用電源,且
因此電動機/發電機250和251功率平衡(即,電動機/發電機250的速度和扭
矩的乘積等于電動機/發電機251的速度和扭矩的乘積)。在點291處,在制
動器56被接合的串聯模式中,離合器58可被接合。從串聯模式至復合分流
模式的轉變發生在恒定變速扭矩比1.33處(點291至點293),其中電動機/
發電機250降低扭矩并由此在制動器56上卸載扭矩且在離合器58上加載扭
矩。同時,這將從發動機12直接傳遞至輸出17的機械能的分數從零(串聯
模式)增加至機械功率和電功率之間的某中間分流。當制動器56被完全卸
載時,其被脫開,且變速器214可比例上升或下降。在由圖6代表的操縱方
式中,變速器214在從串聯運行模式至復合分流運行模式的恒定比例轉換之
后在復合分流模式中開始降低扭矩比例(即,朝向圖6中的左邊)。可替換
地,可通過移動至圖6中的點295來將電動機/發電機250扭矩降低至零。在
該點,變速器214處在固定齒輪模式中,其中100%機械功率傳遞,且沒有
電損失。應注意,在復合分流模式中,存在有兩個其他的點297和299,其
中也存在100%的機械功率傳遞,這是因為電動機/發電機250或251中的一
個是靜態的。但是,在這些點,電動機扭矩在靜態電動機處是非零的,所述
靜態電動機消耗來自電池60的電功率。

圖7示出了混合動力傳動系310的另一實施例,其包括混合動力變速器
314,且可運行以在串聯混合動力運行模式和復合分流混合動力運行模式中
都在輸出構件17處提供牽引扭矩,如下文所述。和圖1和2中相同或大致
類似的部件將被以相同的附圖標記標示。

變速器314包括三個行星齒輪組320、330和340,其中每一個都是簡
單的行星齒輪組。行星齒輪組320包括太陽齒輪構件322,環齒輪構件324
以及承載構件326。可旋轉地支撐在承載構件326上的小齒輪327與環齒輪
構件324以及太陽齒輪構件322兩者嚙合。行星齒輪組330包括太陽齒輪構
件332,環齒輪構件334以及承載構件336。可旋轉地支撐在承載構件336
上的小齒輪337與環齒輪構件334以及太陽齒輪構件332兩者嚙合。行星齒
輪組340包括太陽齒輪構件342,環齒輪構件344以及承載構件346。可旋
轉地支撐在承載構件346上的小齒輪347與環齒輪構件344以及太陽齒輪構
件342兩者嚙合。輸入構件16被持續地連接,以和環齒輪構件324共同旋
轉。輸出構件17被持續地連接,以和承載構件336共同旋轉。

變速器314包括第一電動機/發電機350,以及第二電動機/發電機351。
電動機/發電機350包括被連接以和太陽齒輪構件322共同旋轉的轉子352,
和接地至靜態構件80的定子354。第二電動機/發電機351包括轉子353以
及定子355。定子355被接地至靜態構件80。電池60被傳遞導體操作性地
連接至定子354、355。控制器62通過功率逆變器64控制在電池60和定子
354、355之間的電傳遞。

承載構件326和環齒輪構件334被第一互連構件370持續地連接,以彼
此共同旋轉。承載構件336被第二互連構件372持續地連接,以和承載構件
346以及輸出構件17共同旋轉。太陽齒輪構件332和環齒輪構件334被第三
互連構件374連接,以和轉子353共同旋轉。互連構件370、372、374中沒
有一個連接全部三個行星齒輪組320、330、340;即,互連構件370、372、
374每一個僅互連兩個不同的行星齒輪的兩個構件。此外,互連構件372以
及374是一對互連構件,其每一個都將行星齒輪組330的相應構件互連至行
星齒輪組340的相應構件,從而行星齒輪組330的兩個不同構件被連接,以
和行星齒輪組340的兩個不同構件共同旋轉。如在此處使用的,行星齒輪組
320是第一行星齒輪組,行星齒輪組330是第二行星齒輪組,而行星齒輪組
340是第三行星齒輪組。在行星齒輪組320中,環齒輪構件324是第一構件,
太陽齒輪構件322是第二構件,而承載構件326是第三構件。在行星齒輪組
330中,環齒輪構件334是第一構件,承載構件336是第二構件,而太陽齒
輪332是第三構件。在行星齒輪組340中,承載構件346是第一構件,環齒
輪構件344是第二構件,而太陽齒輪構件342是第三構件。

變速器314僅包括兩個扭矩傳遞機構56和58。在該實施例中,制動器
56可被選擇性地接合,以通過將互連構件370接地來將承載構件326和環齒
輪構件334接地至靜態構件80。離合器58可被選擇性地接合,以連接太陽
齒輪構件342和承載構件346,以和太陽齒輪構件322以及轉子352共同旋
轉。通過控制電動機/發電機350、351、離合器58和制動器56,多個不同運
行模式可用于向前推進。電動機/發電機350、351也可在再生制動模式中捕
獲制動能量,且可被控制以從冷啟動或從停止/啟動(即,當暫時關閉而車輛
被以另一模式運行時)啟動發動機12。

通過接合制動器56、不接合離合器58(即,如果此前接合的話將其脫
開),控制電動機/發電機350以作為發電機運轉,且控制電動機/發電機351
作為電動機運轉來,從而建立串聯運行模式。在制動器56接合的情況下,
環齒輪構件334和承載構件326是靜態的。來自發動機12的扭矩被以由行
星齒輪組320建立的齒輪比供應至轉子352。扭矩被轉換成電能(其被存儲
在電池60中)或經由逆變器64直接傳遞至電動機/發電機351,以向電動機
/發電機351提供功率,作為電動機運轉,在太陽齒輪構件332處提供扭矩。
扭矩通過行星齒輪組330倍增,且被提供在輸出構件17處。由于太陽齒輪
構件342未被連接至任何其他構件或靜態構件80,行星齒輪組340在串聯運
行模式中是未激活的。

如上所述,串聯運行模式需要兩組齒輪構件彼此連接,以僅通過兩個電
動機/發電機之間的電連接傳遞功率。一組建立從發動機12至第一電動機/
發電機350的功率流動路徑,而另一組建立從第二電動機/發電機351至輸出
構件17的功率流動路徑。在串聯運行模式中,第一組的齒輪構件包括環齒
輪構件324、承載構件326以及太陽齒輪構件322。第二組的齒輪構件組包
括太陽齒輪構件332、承載構件336以及環齒輪構件334。此外,為了保持電
動機尺寸相對小,在串聯模式中對輸出構件17進行驅動的電動機/發電機351
應具有至輸出構件17的齒輪傳動比。這需要接地構件,在此情形中為環齒
輪構件334。

當離合器58被接合而制動器56未被接合(即,如果此前接合的話將其
脫開)時提供復合分流運行模式。復合分流運行模式需要四個行星齒輪構件,
它們未被連接為彼此共同旋轉,而是被通過差動齒輪結構(即,一個被連接
以和輸入構件16一起旋轉的構件(環齒輪構件324)、被連接以和電動機/
發電機350一起旋轉的構件(太陽齒輪構件322),被連接以和電動機/發電
機351一起旋轉的構件(太陽齒輪構件332)以及被連接以和輸出構件17
一起旋轉的構件(互連的承載構件336和環齒輪構件346))互相連接。第五
構件(太陽齒輪構件342)在串聯運行模式中未被連接至任何其他的齒輪組
構件,且由此有助于將四個所需的構件分成第一組和第二組,如以上所述在
串聯運行模式中必須的。離合器58可隨后被接合以轉換至復合分流運行模
式,從而太陽齒輪構件342和太陽齒輪構件322被互連,以作為單個第五構
件運轉,而仍然允許其他四個構件移動,如在串聯運行模式中所需要的,由
此滿足存在有四個被差動齒輪結構互連的構件的復合分流運行模式的需要。

在復合分流運行模式中,發動機12在環齒輪構件324處提供扭矩,而
電動機/發電機350提供扭矩至太陽齒輪構件322和太陽齒輪構件342,或從
太陽齒輪構件322和太陽齒輪構件342處接收扭矩。來自發動機12以及電
動機/發電機350的扭矩被通過行星齒輪組320組合,以流動至互連的環齒輪
構件334以及承載構件326。扭矩在太陽齒輪構件332處由電動機/發電機351
提供,或提供至電動機/發電機351。在環齒輪構件334處提供的扭矩以及在
太陽齒輪構件332處接收自電動機/發電機351或提供給電動機/發電機351
的扭矩通過行星齒輪組330分流,以在承載齒輪構件336和輸出構件17處
提供扭矩。因此,扭矩在行星齒輪組320處被分流(輸入分流),且在行星
齒輪組330處再次被分流(輸出分流),使得運行模式成為復合分流運行模
式。

通過控制電動機/發電機350以將太陽齒輪構件322的速度變為和太陽
齒輪構件342相同的速度,從串聯運行模式至復合分流運行模式的切換可隨
著離合器58和制動器56的同步切換而發生。離合器58可隨后被接合,而
制動器56被松開。不需要使得離合器58存在滑差,因為太陽齒輪構件322、
342之間不存在速度差分。因此,不存在由滑差造成的機械損失。

此外,離合器58可以以該同步速度被接合,而制動器56保持接合,建
立固定比例運行模式。例如,如果行星齒輪組320的環齒輪構件對太陽齒輪
構件的比是1.75,且行星齒輪組330的環齒輪構件對太陽齒輪構件的比是
3.0,且行星齒輪組340的環齒輪構件對太陽齒輪構件的比率是1.5,則如果
離合器58和制動器56兩者被接合,當電動機/發電機350和351不傳遞功率
時,將在輸入構件16和輸出構件17之間產生2.00的固定齒輪比。

如果發動機12停止,制動器56被接合,且電動機/發電機351被作為
電動機運行以向前推動,則建立僅電運行模式。

當制動器56被接合時,如果發動機12停止,電動機/發電機350可被
控制以作為電動機運行,來啟動發動機12。由于離合器58未被接合且電動
機/發電機351關閉,從而轉子353可自由飛轉,所以在發動機12正啟動時
行星齒輪組330和340未激活(不承載扭矩)且扭矩不被傳遞至輸出構件17。

在串聯運行模式和復合分流運行模式兩者中,電動機/發電機351可被
控制以作為發電機運行,以在車輛致動期間將輸出構件17處的一些扭矩轉
換成電能。在復合分流運行模式中,電動機/發電機350也可作為發電機運轉,
以將機械功率轉換成電功率。

參見圖8,顯示了復合分流運行模式,電動機/發電機350的扭矩對輸入
構件16的扭矩之間的比相對于輸出構件17的扭矩對輸入構件16的扭矩的
比之間的關系被示出為曲線390。電動機/發電機351的扭矩對輸入構件16
的扭矩的比相對于輸出構件17的扭矩對輸入構件16的扭矩的比之間的關系
被示出為曲線392。電動機/發電機350的速度對輸入構件16的速度比相對
于輸出構件17的扭矩對輸入構件16的扭矩的比之間的關系被示出為曲線
394。電動機/發電機351的速度對輸入構件16的速度比相對于輸出構件17
的扭矩對輸入構件16的扭矩的比之間的關系被示出為曲線396。

圖8代表動力傳動系310的復合分流模式,假設未使用電源,且因此
電動機/發電機350和351功率平衡(即,電動機/發電機350的速度和扭矩的
乘積等于電動機/發電機351的速度和扭矩的乘積)。在點391處,在制動器
56被接合的串聯模式中,離合器58可被接合。從串聯模式至復合分流模式
的轉變發生在恒定變速扭矩比2.0處(點391至點393),其中電動機/發電機
351降低扭矩并由此在制動器56上卸載扭矩,且在離合器58上加載扭矩。
同時,這將從發動機12直接傳遞至輸出17的機械能的分數從零(串聯模式)
增加至機械功率和電功率之間的某中間分流。當制動器56被完全卸載時,
其被脫開,且變速器314可比例上升或下降。在由圖8代表的操縱方式中,
變速器314在從串聯運行模式至復合分流運行模式的恒定比例轉換之后在復
合分流模式中開始降低比率(即,朝向圖8中的左邊)。可替換地,可僅在
圖8中從點391移動至點395時將電動機/發電機351扭矩保持為零。在該點,
變速器314處在固定齒輪模式中,其中100%機械功率傳遞,且沒有電損失。
應注意,在復合分流模式中,存在有兩個其他的點397和399,其中也存在
100%的機械功率傳遞,這是因為電動機/發電機350或351中的一個是靜態
的。但是,在這些點,電動機扭矩在靜態電機處是非零的,所述靜態電動機
消耗來自電池60的電功率。

圖9示出了另一實施例的混合動力傳動系410,其包括混合動力變速器
414,且可運行以在串聯混合動力運行模式和復合分流混合動力運行模式中
都在輸出構件17處提供牽引扭矩,如下文所述。和圖1和2中相同或大致
類似的部件將被以相同的附圖標記標示。

變速器414包括三個行星齒輪組420、430和440,其中每一個都是簡
單的行星齒輪組。行星齒輪組420包括太陽齒輪構件422,環齒輪構件424
以及承載構件426。可旋轉地支撐在承載構件426上的小齒輪427和環齒輪
構件424以及太陽齒輪構件422兩者嚙合。行星齒輪組430包括太陽齒輪構
件432,環齒輪構件434以及承載構件436。可旋轉地支撐在承載構件436
上的小齒輪437和環齒輪構件434以及太陽齒輪構件432兩者嚙合。行星齒
輪組440包括太陽齒輪構件442,環齒輪構件444以及承載構件446。可旋
轉地支撐在承載構件446上的小齒輪447和環齒輪構件444以及太陽齒輪構
件442兩者嚙合。輸入構件16被持續地連接,以和承載構件426共同旋轉。
輸出構件17被持續地連接,以和承載構件446共同旋轉。

變速器414包括第一電動機/發電機450,以及第二電動機/發電機451。
電動機/發電機450包括被連接以和太陽齒輪構件422共同旋轉的轉子452,
和接地至靜態構件80的定子454。第二電動機/發電機451包括被連接以和
太陽齒輪構件432以及環齒輪構件444共同旋轉的轉子453,以及包括定子
455。定子455被接地至靜態構件80。電池60被傳遞導體操作性地連接至定
子454、455。控制器62通過功率逆變器64控制在電池60和定子454、455
之間的電傳遞。

環齒輪構件424以及承載構件436通過第一互連構件470持續地連接,
以彼此共同旋轉。環齒輪構件434通過第二互連構件472持續地連接,以和
承載構件446以及輸出構件17共同旋轉。太陽齒輪構件432和環齒輪構件
444被第三互連構件474連接,以和轉子453共同旋轉。互連構件470、472、
474中沒有一個連接全部三個行星齒輪組420、430、440;即,互連構件470、
472、474每一個僅互連兩個不同的行星齒輪的兩個構件。此外,互連構件
472以及474是一對互連構件,其每一個都將行星齒輪組430的相應構件互
連至行星齒輪組440的相應構件,從而行星齒輪組430的兩個不同構件被連
接,以和行星齒輪組440的兩個不同構件共同旋轉。如在此處使用的,行星
齒輪組420是第一行星齒輪組,行星齒輪組430是第二行星齒輪組,而行星
齒輪組440是第三行星齒輪組。在行星齒輪組420中,承載構件426是第一
構件,太陽齒輪構件422是第二構件,而環齒輪構件424是第三構件。在行
星齒輪組430中,承載構件436是第一構件,環齒輪構件434是第二構件,
而太陽齒輪構件432是第三構件。在行星齒輪組440中,承載構件446是第
一構件,環齒輪構件444是第二構件,而太陽齒輪構件442是第三構件。

變速器414僅包括兩個扭矩傳遞機構56和58。在該實施例中,制動器
56可被選擇性地接合,以通過將互連構件470接地來將承載構件436和環齒
輪構件424接地至靜態構件80。離合器58可被選擇性地接合,以連接太陽
齒輪構件442,從而和太陽齒輪構件422以及轉子452共同旋轉。通過控制
電動機/發電機450、451、離合器58和制動器56,多個不同運行模式可用于
向前推進。電動機/發電機450、451也可在再生制動模式中捕獲制動能量,
且可被控制以從冷啟動或從停止/啟動(即,當暫時關閉而車輛被以另一模式
運行時)啟動發動機12。

通過接合制動器56、不接合離合器58(即,如果此前接合的話將其脫
開),控制電動機/發電機450以作為發電機運轉,且控制電動機/發電機451
作為電動機運轉,從而建立串聯運行模式。在制動器56接合的情況下,環
齒輪構件424和承載構件436是靜態的。來自發動機12的扭矩被以由行星
齒輪組420建立的齒輪比供應至轉子452。扭矩被轉換成電能(其被存儲在
電池60中)或經由逆變器64直接傳遞至電動機/發電機451,以向電動機/
發電機451提供功率,作為電動機運轉,在太陽齒輪構件432處提供扭矩。
扭矩被通過行星齒輪組430倍增,且被提供在環齒輪構件434以及輸出構件
17處。由于太陽齒輪構件442未被連接至任何其他構件或靜態構件80,行
星齒輪組440在串聯運行模式中是未激活的。

如上所述,串聯運行模式需要兩組齒輪構件彼此連接,以僅通過兩個電
動機/發電機之間的電連接傳遞功率。一組建立從發動機12至第一電動機/
發電機450的功率流動路徑,而另一組建立從第二電動機/發電機451至輸出
構件17的功率流動路徑。在串聯運行模式中,第一組的齒輪構件包括承載
構件426、環齒輪構件424以及太陽齒輪構件422。第二組的齒輪構件包括
太陽齒輪構件432、承載構件436以及環齒輪構件434。此外,為了保持電機
尺寸相對小,在串聯模式中對輸出構件17進行驅動的電動機/發電機451應具
有至輸出構件17的齒輪傳動比。這需要接地構件,在此情形中為環齒輪構
件434。

當離合器58被接合而制動器56未被接合(即,如果此前接合的話將其
脫開)時提供復合分流運行模式。復合分流運行模式需要四個行星齒輪構件,
它們未被連接為彼此共同旋轉,而是被通過差動齒輪結構(即,一個被連接
以和輸入構件16共同旋轉的構件(承載構件426)、被連接以和電動機/發電
機450共同旋轉的構件(太陽齒輪構件422),被連接以和電動機/發電機451
共同旋轉的構件(太陽齒輪構件432),以及被連接以和輸出構件17共同旋
轉的構件(互連的環齒輪構件434和承載構件446))互相連接。第五構件(太
陽齒輪構件442)在串聯運行模式中未被連接至任何其他的齒輪組構件,且
由此有助于將四個所需的構件分成第一組和第二組,如以上所述在串聯運行
模式中必須的。離合器58可隨后被接合以轉換至復合分流運行模式,從而
太陽齒輪構件422和太陽齒輪構件442被互連,以作為單個構件運轉,且滿
足存在有四個被差動齒輪結構互連的構件的復合分流運行模式的需要。

在復合分流運行模式中,發動機12在承載構件426提供扭矩,而電動
機/發電機450提供扭矩至太陽齒輪構件422以及太陽齒輪構件442,或從太
陽齒輪構件422以及太陽齒輪構件442處接收扭矩。來自發動機12以及電
動機/發電機450的扭矩通過行星齒輪組420組合,以流動至互連的環齒輪構
件424以及承載構件436。扭矩在太陽齒輪構件432處由電動機/發電機451
提供,或提供至電動機/發電機451。在承載構件436處提供的扭矩以及在太
陽齒輪構件432處從電動機/發電機451處接收或提供至電動機/發電機451
的扭矩通過行星齒輪組430分流,以在環齒輪構件434以及輸出構件17處
提供扭矩。因此,扭矩在行星齒輪組420處被分流(輸入分流),且在行星
齒輪組430處再次被分流(輸出分流),使得運行模式成為復合分流運行模
式。

通過控制電動機/發電機450以將太陽齒輪構件422的速度變為和太陽
齒輪構件442相同的速度,從串聯運行模式至復合分流運行模式的切換可隨
著離合器58和制動器56的同步切換而發生。離合器58可隨后被接合,而
制動器56被松開。不需要使得離合器58存在滑差,因為太陽齒輪構件422、
442之間不存在速度差分。因此,不存在由滑差造成的機械損失。

此外,離合器58可以以該同步速度被接合,而制動器56保持接合,建
立固定比例運行模式。例如,如果行星齒輪組420的環齒輪構件對太陽齒輪
構件的比是2.25,且行星齒輪組430的環齒輪構件對太陽齒輪構件的比是
3.0,且行星齒輪組440的環齒輪構件對太陽齒輪構件的比是1.5,則如果離
合器58和制動器56兩者被接合,當電動機/發電機450和451不傳遞功率時,
將在輸入構件16和輸出構件17之間產生2.15的固定齒輪比。

如果發動機12停止,制動器56被接合,且電動機/發電機451被作為
電動機運行以向前推動時,則建立僅電運行模式。

當制動器56被接合時,如果發動機12停止,電動機/發電機450可被
控制以作為電動機運行,來啟動發動機12。由于離合器58未被接合且電動
機/發電機451關閉,從而轉子453可自由飛轉,所以在發動機12正啟動時
行星齒輪組430和440未激活(不承載扭矩)且扭矩不被傳遞至輸出構件17。

在串聯運行模式和復合分流運行模式兩者中,電動機/發電機451可被
控制以作為發電機運行,以在車輛致動期間將輸出構件17處的一些扭矩轉
換成電能。在復合分流運行模式中,電動機/發電機450可取決于傳動比作為
電動機或發電機運行。

參見圖10,顯示了復合分流運行模式,電動機/發電機450的扭矩對輸
入構件16的扭矩之間的比相對于輸出構件17的扭矩對輸入構件16的扭矩
的比之間的關系被示出為曲線490。電動機/發電機451的扭矩對輸入構件16
的扭矩的比相對于輸出構件17的扭矩對輸入構件16的扭矩的比之間的關系
被示出為曲線492。電動機/發電機450的速度對輸入構件16的速度的比相
對于輸出構件17的扭矩對輸入構件16的扭矩的比之間的關系被示出為曲線
494。電動機/發電機451的速度對輸入構件16的速度的比相對于輸出構件
17的扭矩對輸入構件16的扭矩的比之間的關系被示出為曲線496。

圖10代表動力傳動系410的復合分流模式,假設未使用電源,且因此
電動機/發電機450和451功率平衡(即,電動機/發電機450的速度和扭矩的
乘積等于電動機/發電機451的速度和扭矩的乘積)。在點491處,在制動器
56被接合的串聯模式中,離合器58可被接合。從串聯模式至復合分流模式
的轉變發生在恒定變速扭矩比2.15處(點491至點493),電動機/發電機451
降低扭矩并由此在制動器56上卸載扭矩,且在離合器58上加載扭矩。同時,
這將從發動機12直接傳遞至輸出17的機械能的分數從零(串聯模式)增加
至機械功率和電功率之間的某中間分流。當制動器56被完全卸載時,其被
脫開,且變速器414可比例上升或下降。在由圖10代表的操縱方式中,變
速器414在從串聯運行模式至復合分流運行模式的恒定比例轉換之后在復合
分流模式中開始降低比例(即,朝向圖10中的左邊)。可替換地,可在圖10
中從點491移動至點495時將電動機/發電機450扭矩保持為零。在該點,變
速器414處在固定齒輪模式中,其中100%機械功率傳遞,且沒有電損失。
應注意,復合分流模式中,存在有兩個其他的點497和499,其中也存在100%
的機械功率傳遞,因為電動機/發電機450或451中的一個是靜態的。但是,
在這些點,電動機扭矩在靜態電機處是非零的,所述靜態電機消耗來自電池
60的電功率。

圖11示出了另一實施例的混合動力傳動系510,其包括混合動力變速
器514,且可運行以在串聯混合動力運行模式和復合分流混合動力運行模式
中都在輸出構件17處提供牽引扭矩,如下文所述。和圖1和2中相同或大
致類似的構件將被以相同的附圖標記標示。動力傳動系510和變速器514和
圖5中的動力傳動系210以及變速器214相同,只是輸入構件16和輸出構
件17的位置被調換,從而輸入構件16被連接以和承載構件246共同旋轉,
而輸出構件17被連接以和承載構件226共同旋轉。

通過接合制動器56、不接合離合器58(即,如果此前接合的話將其脫
開),控制電動機/發電機251以作為發電機運轉,且控制電動機/發電機250
作為電動機運轉,從而建立串聯運行模式。在制動器56接合的情況下,環
齒輪構件224和環齒輪構件234是靜態的。來自發動機12的扭矩被以由行
星齒輪組240建立的齒輪比供應至轉子253。扭矩被轉換成電能(其被存儲
在電池60中)或經由逆變器64直接傳遞至電動機/發電機250,以向電動機
/發電機250提供功率,以作為電動機運轉,在太陽齒輪構件222處提供扭矩。
扭矩通過行星齒輪組220倍增,且被提供在輸出構件17處。由于環齒輪構
件244未被連接至任何其他構件或靜態構件80,行星齒輪組240在序列運行
模式中未激活。

如上所述,串聯運行模式需要兩組齒輪構件彼此連接,以僅通過兩個電
動機/發電機之間的電連接傳遞功率。一組將發動機12和第二電動機/發電機
251連接,而另一組將第一電動機/發電機250和輸出構件17連接。在串聯
運行模式中,第一齒輪構件組提供從發動機12至電動機/發電機251的功率
流動路徑(即,承載構件236,接地的環齒輪構件234,和太陽齒輪構件232)。
第二齒輪構件組提供從電動機/發電機250至輸出構件17的功率流動路徑
(即,太陽齒輪構件2322,接地的環齒輪構件224以及承載構件226)。此
外,為了保持電動機尺寸相對小,在串聯模式中對輸出構件17進行驅動的電動
機/發電機250應具有至輸出構件17的齒輪傳動比。這需要接地構件,在此
情形中為環齒輪構件224。

當離合器58被接合而制動器56未被接合(即,如果此前接合的話將
其脫開)時提供復合分流運行模式。復合分流運行模式需要四個行星齒輪構
件,它們未被連接為彼此共同旋轉,而是通過差動齒輪結構(即,一個被連
接以和輸入構件16共同旋轉的構件(承載構件246)、被連接以和電動機/
發電機251共同旋轉的構件(互連的太陽齒輪構件232、242),被連接以和
電動機/發電機250共同旋轉的構件(太陽齒輪構件222),以及被連接以和
輸出構件17共同旋轉的構件(承載構件226))互相連接。第五構件(環齒
輪構件244)在串聯運行模式中未被連接至任何其他的齒輪組構件,且由此
有助于將四個所需的構件分成第一組和第二組,如以上所述在串聯運行模式
中必須的。離合器58可隨后被接合以轉換至復合分流運行模式,從而太陽
齒輪構件222和環齒輪構件244被互連,以作為單個構件運轉,由此滿足存
在有四個被差動齒輪結構互連的構件的復合分流運行模式的需要。

在復合分流運行模式中,發動機12在承載構件226處提供扭矩,而電
動機/發電機251提供扭矩至太陽齒輪構件232和234,或從太陽齒輪構件232
和234處接收扭矩。來自發動機12以及電動機/發電機251的扭矩通過行星
齒輪組230組合,以流動至互連的環齒輪構件224和環齒輪構件234。扭矩
在太陽齒輪構件222處由電動機/發電機250提供,或提供至電動機/發電機
250。在環齒輪構件224處的自發動機12和電動機/發電機251提供的扭矩以
及在太陽齒輪構件222處的來自或提供至電動機/發電機250的扭矩通過行星
齒輪組220分流,以在承載構件226和輸出構件17處提供扭矩。因此,扭
矩在行星齒輪組240處被分流(輸入分流),且在行星齒輪組220處再次被
分流(輸出分流),使得運行模式成為復合分流運行模式。

通過控制電動機/發電機250以將太陽齒輪構件222的速度變為和環齒
輪構件244相同的速度,從串聯運行模式到復合分流運行模式的切換可隨著
離合器58和制動器56的同步切換而發生。離合器58可隨后被接合,而制
動器56被松開。不需要使得離合器5發生滑差8,因為太陽齒輪構件222
和環齒輪構件244之間不存在速度差分。因此,不存在由滑差造成的機械損
失。

此外,離合器58可以以該同步速度被接合,而制動器56保持接合,建
立固定比例運行模式。例如,如果行星齒輪組220的環齒輪構件對太陽齒輪
構件的比是1.5,且行星齒輪組230的環齒輪構件對太陽齒輪構件的比是3.0,
且行星齒輪組240的環齒輪構件對太陽齒輪構件的比是1.6,則如果離合器
58和制動器56兩者被接合,當電動機/發電機250和251不傳遞功率時,將
在輸入構件16和輸出構件17之間產生1.71的固定齒輪比。

如果發動機12停止,制動器56被接合,且電動機/發電機250被作為
電動機運行以向前推動時,建立僅電運行模式。

當制動器56被接合時,如果發動機12停止,電動機/發電機251可被
控制以作為電動機運行,從而啟動發動機12。由于離合器58未接合,行星
齒輪組未激活(不承載扭矩)。而且,電動機/發電機250可以關閉,從而在
發動機12正啟動時行星齒輪組220未激活且扭矩不被傳遞至輸出構件17。

在串聯運行模式和復合分流運行模式兩者中,電動機/發電機250可被
控制以作為發電機運行,以在車輛致動期間將在輸出構件17處的一些扭矩
轉換成電能。

參見圖12,顯示了復合分流運行模式,電動機/發電機250的扭矩對輸
入構件16的扭矩之間的比對輸出構件17的扭矩對輸入構件16的扭矩的比
之間的關系被示出為曲線590。電動機/發電機251的扭矩對輸入構件16的
扭矩的比相對于輸出構件17的扭矩對輸入構件16的扭矩的比之間的關系被
示出為曲線592。電動機/發電機250的速度對輸入構件16的速度的比相對
于輸出構件17的扭矩對輸入構件16的扭矩的比之間的關系被示出為曲線
594。電動機/發電機251的速度對輸入構件16的速度的比相對于輸出構件
17的扭矩對輸入構件16的扭矩的比之間的關系被示出為曲線596。

圖12代表動力傳動系510的復合分流模式,假設未使用電源,且因此
電動機/發電機250和251功率平衡(即,電動機/發電機250的速度和扭矩的
乘積等于電動機/發電機251的速度和扭矩的乘積)。在點591處,在制動器
56被接合的串聯模式中,離合器58可被接合。從串聯模式至復合分流模式
的轉變發生在恒定變速扭矩比1.71處(點591至點593),其中電動機/發電
機251降低扭矩并由此在制動器56上卸載扭矩,且在離合器58上加載扭矩。
同時,這將從發動機12直接傳遞至輸出17的機械能的分數從零(串聯模式)
增加至機械功率和電功率之間的某中間分流。當制動器56被完全卸載時(在
點593處),其被脫開,且變速器514可比例上升或下降。在由圖12代表的
操縱方式中,變速器514在從串聯運行模式至復合分流運行模式的恒定比例
轉換之后在復合分流模式中開始降低扭矩比例(即,朝向圖12中的左邊)。
可替換地,通過制動器56處的扭矩被重新加載(且方向相反),可通過在圖
12中從點593移動至點595來將電動機/發電機251扭矩降低至零。在該點,
變速器514處在固定齒輪模式中,其中100%機械功率傳遞,且沒有電損失。
應注意,在復合分流模式中,存在有兩個其他的電597和599,其中也存在
100%的機械功率傳遞,因為電動機/發電機250或251中的一個是靜態的。
但是,在這些點,電動機扭矩在靜態電機處是非零的,所述靜態電機消耗來
自電池60的電功率。

盡管行星齒輪組20、30、40;220、230、240;320、330、340;以及
420、430、440被示出且描述為簡單行星齒輪組,但是復合行星齒輪組以及
雙小齒輪行星齒輪組可在本發明所要求的范圍內被使用。

盡管對用于實施本發明的較佳模式進行了詳盡的描述,對本發明所涉及
的領域熟悉的技術人員應理解所附的要求書范圍內用于實施本發明的各種
可替換涉及以及實施例。

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