操作为双向功率传递装置的无离合车辆电子换挡变速器的控制

相关申请的交叉参考

本申请要求于2018年9月21日提交的美国临时申请序列No.62/734,698的优先权，所述申请通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及操作为双向功率传递装置的无离合车辆电子换挡变速器的控制。

背景技术

现有技术的重型卡车变速器在车辆必须完全停止时利用离合器以补偿化石燃料引擎的连续旋转操作。离合器可以由驾驶员致动或者由车辆的传动控制模块致动。当由驾驶员致动时，有效且安全地操作重型卡车需要技能。

在重型卡车中使用的现有技术的自动变速器利用诸如转矩转换器的流体联接器装置来使得卡车能够在引擎仍然运转的同时达到完全停止。转矩转换器还提供驱动引擎的去转矩，以实现多齿轮变速器的换挡。在车辆完全停止期间，现有技术的用烃燃料的重型卡车利用离合器将旋转的引擎与变速器脱离耦合，从而允许引擎以预定的怠速继续旋转。

某些现有技术的点火车辆没有离合器、没有液压联轴器并且没有传统的变速箱。所有齿轮都是永不改变的固定比率。两个电动马达和一个引擎通过功率分配行星齿轮装置连接在一起，从而消除了对离合器或转矩转换器的需要。

现有技术的电子换挡手动变速器通过J1939网络与用烃燃料的引擎通信，以协调引擎的去转矩和速度，以便允许变速器的无缝自动或手动换挡。

连接到用烃燃料的引擎的现有技术的变速器贡献了机械转矩，从而使传动比倍增，以提高在有或没有驾驶员干预的情况下在高速公路驾驶周期中的爬坡能力并维持速度。然而，它们不有助于或提高重型车辆在高速公路驾驶周期中积累和存储可用于滚动质量的地形势能或动能的能力。

现有技术的电子换挡手动变速器可保持操作离合器以在原动机和变速器之间传递功率，即使可能没有由驾驶员操作的离合器踏板也如此。当从停止转变时，车辆引擎的每分钟转数(RPM)在完全停止过程中会缓慢增加或减少。电子控制离合器接合和脱离接合，类似于手动变速器的离合器滑移。在空转与1,000RPM之间的时间段操作这种装备好的车辆会导致离合器过热，并且可产生警告信号，所述警告信号指示离合器和离合器因产生的滑移而变热。这种系统的坡道保持能力还需要离合器滑移以防止在停在斜坡上或在斜坡上起动时车辆向后移动。这种滑移产生热量，这不利于离合器系统的操作和寿命。

美国专利No.8,783,396(其通过引用并入本文)公开了用烃燃料的-电动系列混合动力推进系统，所述系统可适于包括本发明的无离合器式双向功率传递系统。

发明内容

本发明涉及直接耦合到车辆的电动原动机的带多变速轮的电子换挡变速器的受控无离合器式换挡。并入在重载驾驶周期内操作的功率分流系列电动混合动力重型车辆中的电动换挡手动变速器的自适应控制利用直接联轴器组件，所述组件实现了双向能量传递和功率传输。电子换挡变速器为车辆的滚动质量的可用地形势能或动能提供功率放大或去放大的双向智能控制阀或路径，同时通过增加或减少到车辆的后轮的推进功率的机械旋转能量来保持变速器的原始功能。

本发明的一方面提供了一种车辆功率传递系统，包括：电驱动马达；电力控制器，所述电力控制器被构造和布置成选择性地将电流馈送到电驱动马达并且从电驱动马达接收电流；发电机，所述发电机连接至电力控制器；至少一个电池，所述至少一个电池连接至所述电力控制器；电子换挡变速器；以及直接联轴器组件，所述直接联轴器组件在电驱动马达的输出驱动轴与电子换挡变速器的输入驱动轴之间，所述直接联轴器组件被构造和布置成在驱动模式中将转矩从电驱动马达的输出驱动轴传递到电子换挡变速器的输入驱动轴，并且在能量收集模式中将转矩从电子换挡变速器的输入驱动轴传递到电驱动马达的输出驱动轴。

本发明的另一方面提供了一种用于车辆传动系组件的直接联轴器组件，所述直接联轴器组件包括第一联轴器毂，所述第一联轴器毂被构造和布置成用于驱动连接到电驱动马达的输出轴；第二联轴器毂，所述第二联轴器毂被构造和布置成用于驱动连接到电子换挡变速器的输入驱动轴；以及连接弹簧，所述连接弹簧与所述第一联轴器毂以及所述第二联轴器毂接触，所述连接弹簧被构造和布置成在驱动模式中将转矩从第一联轴器毂传递到第二联轴器毂并且在能量收集模式中将转矩从第二联轴器毂传递到第一联轴器毂。

从以下描述中，本发明的这些和其他方面将更加明显。

附图说明

图1是展示了在能量收集模式中操作的本发明的无离合器式车辆电子换挡变速器的操作的示意图。

图2是展示了在功率/加速模式中操作的图1的无离合器式车辆电子换挡变速器的示意图。

图3是展示了能够操作为根据本发明的双向功率传递装置的无离合器式车辆电子换挡变速器的部件的局部示意性侧视图。

图4是展示了图3的系统的控制部件的局部示意性侧视图。

图5是用于图3的系统的控制系统的局部示意图。

图6是展示了根据本发明的实施例的在电动马达驱动轴与变速器驱动轴之间的直接联轴器组件的部件的局部示意性侧视图。

图7是图6的直接联轴器组件的分解侧视图。

图8是图6的直接联轴器组件的等轴视图。

具体实施方式

当由车辆的滚动质量产生的机械能从车辆的车轮传递回电驱动马达时，本发明的实施例产生双向操作。能量通过轮轴从车轮传递至差动变速轮，而旋转能量则传递至旋转的驱动轴，所述旋转驱动轴被连接至包含一个或多个可动变速轮组的变速器的后轭。变速轮组用于放大或去放大通过齿轮组传递到变速器的输出轴的地形势能和动能。输出轴通过直接联轴器传递地形势能和动能，所述直接联轴器被设计成吸收道路振动并且在正负转矩振动荷载之间变化。电驱动马达的输入/输出轴利用已传递到轴的机械旋转能量来产生电流并产生可用功率。

在本发明的一个实施例中，当与在车载网络或其他类型的网络上的J1939上通信的标准ABS制动传感器一起使用时，智能系统(诸如与制动装置对接的人工智能(AI)神经网络)或其对用于停止车辆的制动鼓或制动钳的旋转位置的自身检测允许大幅减少制动响应时间和制动距离。这是通过引导功率分流系列电动混合动力重型车辆的瞬时可用再生制动功率来实现的。功率可通过电子换挡手动变速器中可用的多变速轮装置来增加或减少。制动功率可在机械或电子地释放油门的一毫秒内以及在常规机械制动功率可用之前将近一秒的时间内很好地使车辆减速，从而导致可控制的停止距离减小。

在本发明的另一实施例中，功率分流系列电动混合动力重型车辆的电驱动马达的旋转被停止，以便允许车辆达到完全停止，而无需从原动机经由离合器断开变速器。这消除了电驱动马达的功率消耗，从而提高了车辆的效率。通过将变速器直接联接到原动机上而取消电子换挡变速器中的离合器消除了滑移、与离合器使用和离合器磨损和撕裂相关的驾驶员技能的要求，同时减少了常规重型车辆的排放。

本发明的一个实施例包括来自基于车辆或云的传感器的一个或多个输入，所述传感器通过神经网络运行，所述神经网络包含被设计成创建一种或多种所需函数的算法，所述函数被输出到一个或多个逻辑控制开关以实现用于导航地形变化和交通模式的最佳转矩和速度的多比率变速器的所需传动比的选择，同时使在高速公路驾驶周期中在功率分流系列电动混合动力重型车辆中可用的任何地形势能倍增，这自主或半自主地且实时地执行。

在本发明的一个实施例中，AI控制的多通道功率分配器用于分配在功率分流系列电动混合动力车辆中收集的功率，所述功率分流系列电动混合动力车辆包括至少一个或多个发电机、燃料电池、电池组、电容器、电阻器连同任何类型的能量存储装置，经由作为双向功率装置被操作的多比率电子换档为连接到驱动轮的AC马达提供功率，所述双向功率装置具有能够在电驱动马达的去转矩的几微秒内产生再生电力的马达控制器。

本发明的其他实施例可包括通过经由3G/4G/5G移动通信网络从基于云的数据库进行流传输、从基于空间的卫星或者长途运输或高速公路路线或任何其他所需行驶周期的基于车辆的网络映射存储数据库进行实时流传输而供应给AI控制的多通道功率分配器的全球定位卫星或GPS数据。此信息然后将由AI控制的多通道功率分配器使用，以向AC马达控制器发送信号以进行去转矩和速度匹配，以便使电子换挡多比率变速器的电子换挡致动器换挡，以增加或减少可供使用或储存的地形势能的量。实时响应势能变化并选择有益比率来以有效方式放大或去放大所有形式的可用功率的能力同时有助于控制功率分流系列电动混合动力重型车辆中的功率存储系统的热耗散。

本发明的一个实施例提供了来自诸如机器视觉相机、激光雷达和调频雷达以及全球定位卫星的道路定位传感器的输入。这使AI控制的多通道功率分配器能够控制大部分系统级操作。这些控制包括测量和管理系统功率需求，以及各种电气装置的整体控制和热耗散。供应有这些附加输入和运行机上或基于云的神经网络的机器学习算法的系统具有作为完全或部分自主的双向端口运行的能力，从而改善并实现地形势能的收集、储存和使用，同时保持其转矩倍增的原始功能，以便提高在长途运输或高速公路驾驶周期中的爬坡能力。高速公路驾驶周期中位置的位置感知实现了通过作为双向装置(作为在高速公路驾驶周期中操作的功率分流系列电动混合动力重型车辆中的多个功率装置控制和存储装置之一)的电子换挡手动变速器的有效的功率流动。

本发明提供了一种在直接耦联架构中操作电子换挡变速器的方法，所述方法增强了在功率分流系列电动混合动力重型车辆中使用的电子换挡手动变速器的性能并且增加了其功能性。本发明的实施例智能地控制电子换挡手动变速器的换挡，使其能够在多个功率源或功率装置之间直接收集、产生、组合、储存和分配功率流中充当系统整体双向功率流装置，同时调节在装置之间分配的功率，以用于功率分流系列电动混合动力重型车辆中可用的产生、储存的势能和动能的最佳控制和收集。另外，本系统允许驾驶员超越功率分流系列电动混合动力重型车辆中的自动控制的传动比以及换挡。

通过扩展可用于比较的AI数据源，对电子换挡机械变速器的选定传动比的控制可使得能够将变速器用作整体装置，从而允许对功率的双向控制，其中所述功率从在功率分流系列电动重型混合动力车辆中操作的充电周期和放电周期二者中供应给DC存储装置的地形势能和动能收集，车辆具有的组合拖挂车重量为至少32,000lb。可通过为电子换档变速器控制模块(TCM)添加一层AI控制来完成在高速公路驾驶周期中势能收集的增加和减少，所述电子换档变速器控制模块用于选择最佳齿轮和比率以耗散或增加收集地形势能和动能，连同正确的传动比选择，来优化功率分流系列电动混合动力重型车辆的爬坡能力和起动性。

本发明还提供了一种在不使用离合器来脱离车辆的旋转驱功率的情况下操作电子换挡手动变速器的装置和方法，从而提高了燃料效率并减少了车辆的排放。电子换挡手动变速器与电驱动马达的直接连接产生由充当双向功率流装置的车辆变速器的加速/减速导致的微小以及较大的地形或道路等级变化和较大的滚动质量动能时间变化引起的再生功率。所述系统可利用操作带有一个或多个输入和输出信道的电子换挡手动变速器的状态感知、智能信号来以高清晰度捕获可以从在具有高度变化的地形上行进的大滚动质量或者在高速公路驾驶周期中操作的功率分流系列电动混合动力重型车辆的减速中获得的可再生能量。通过车辆车载网络与电子换挡变速器TCM进行操作和通信的AI算法连同传感输入可用于控制在自主或半自主操作模式中的功率分流系列电动混合动力重型车辆的速度、加速度和制动。

电子换挡手动变速器装置的AI控制可优化并电控制若干功率源之间的功率流，同时参与在预定的驾驶周期中操作的功率分流系列电动混合动力重型车辆中的电池或电池包电气存储系统的热耗散的管理。提供了用在高速公路驾驶周期中操作的功率分流系列混合动力重型车辆中的多个功率存储装置、作为供应的多个功率的一部分的电子换挡变速器的AI控制。

本发明还提供了在电存储装置处于高充电状态或达到预设温度保护设置时使用电子换挡手动变速器来耗散再生功率的方法。具有附加交互控制的电子换挡手动变速器可在包含多个功率源的车辆中使用，诸如在高速公路驾驶周期中操作的功率分流系列电动混合动力重型牵引车辆，这有助于将DC存储装置的充电和放电调节到所需的水平和速率的系统方法。

本发明还提供了一种方法，当电池使用氧和氢的重组来产生电属性，通过使用由处于最佳速率和频率的控制装置的条件感知信号(所述条件感知信号由本发明分流和重组到用于充电或断开电阻的直流总线)引导的装置的两个通道而处于或接近期望的充电状态时，所述方法利用电子换挡手动变速器来减少和控制一些电池的氧和氢的重组。在包含在功率分流系列电动混合动力重型车辆中操作的电子换挡手动变速器的共享电力网络中调节、分配和控制功率可有助于控制所连接的功率装置的热耗散。

包含附加的传感输入的电子换挡手动变速器的控制和直接耦联方法的实施例可通过极快的反应时间以安全且有效的形式使若干功率分流系列电动混合动力重型车辆紧密跟车行驶，如果本发明超过功率控制和其他有用装置，毫秒响应时间是本发明中使用的电力电子和神经网络算法的正常反应时间。

图1和图2展示了用作双向端口的电子换挡手动变速器的能量流，作为功率分流系列电动混合动力重型车辆的能量收集和正常功率模式的组成部分。在图2所示的功率/加速模式中，形成反向路径。来自发电机20和电池包28的功率由AI控制的多通道功率分配器30混合，所述多通道功率分配器也可利用来自电容器组46的功率。混合动力被供应给变频驱动器22，被用于为电驱动马达32供电。旋转能量然后直接耦联60到电子换挡变速器74，通过驱动轴33，并且耦联到差动变速轮组42中经由轮轴耦联到车辆的后轮40。

在图1所示的能量收集模式中，滚动质量的旋转能量由车轮40传递，通过差动变速轮42，沿着驱动轴33，传递到包含在电子换挡变速器74内的变速轮组中，通过直接联轴器60，传递到驱动马达/发电机32。产生的功率流到AI控制的多通道功率分配器30，在该处，到发电机20的功率流路径被阻塞，从而允许变频驱动器22(也充当双向端口)将受控的电流功率流传递到电池或电池包28中以便储存。并联或串联电容器组46布置也可用于功率的临时储存和调节。

图3示出了在功率分流系列电动混合动力重型车辆中使用的本发明的实施例。电驱动马达32经由适配器板34通过带键的SAE加工的输出轴52连接到改变的钟形外壳54，所述输出轴被插入到直接联轴器组件60中。双向机械功率从毂66通过格架组件传递到具有相匹配的格架加工的SAE汽车带花键毂64上并传递通过该SAE汽车带花键毂64，所述格架组件允许由移动的车辆产生的道路振动耗散、正转矩和负转矩耗散。64的花键与原有电子换挡手动变速器74的带花键的改变的输入轴70匹配。格架联轴器可将润滑填料用于润滑目的，通过分体式外壳组件61、62保护其免受环境污染。外壳61、62的分体式设计允许作为预防性维护程序或安排的一部分定期地对联轴器进行维护和检查。附接到电驱动马达32的输出轴的后部的编码器36用于将精确的轴位置和旋转广播到车载网络，以供各种电力电子装置(例如，使用AI算法)使用，以提供进出功率分流系列电动混合动力重型车辆的地形势能的精确控制和地形势能流。

在功率收集模式中，电子换挡变速器74与其他装置和软件一起通过网络协力操作，以控制和分配来自车辆的滚动质量的可用势能。地形势能从车辆的后轮经由差动变速通过驱动轴传递到包括多个多级传动比的电子换挡变速器74的后轭72。安装在变频驱动器22上并通过连接19连接到车载网络或基于云的网络的AI控制装置30确定优选的传动比，以调节在地形事件期间由驱动马达32产生的功率。当充当功率产生器时，驱动马达32从滚动质量的可用势能产生功率。电子换挡变速器74可包括在能量收集模式期间选择性地被接合的多个齿轮。当至少一个电池28被更充分充电时，可在能量收集模式期间选择较高的传动比，并且当至少一个电池28不完全充电时，可在能量收集模式期间选择较低的传动比，例如，较高的传动比可为相对高的超速传动比，并且较低的传动比可为较低的超速传动比。再生能量被调节以便有助于任何存储装置28、26的热耗散并且有助于控制任何车载存储装置(诸如电池或电池包)的充电状态。AI软件和装置30利用在车载或基于云的神经网络架构上运行的分层反向传播算法来监视来自GPS、电池SOC、电池包温度、发电机组或功率产生的燃料电池状态的输入数据。基于数据输入、组合的车辆总重(CGVW)、通过手动换挡选择器10的驾驶员输入位置、以及给定路线上的车辆位置，控制装置30读取并激活存储在TCM 76中的换挡算法并选择适当的传动比。数据比较和反向传播算法连同电力电子装置的微秒反应时间有助于非常有效地收集地形势能，同时维持所需的电池28、26的存储SOC和温度。可通过安装在仪表板上的视觉和音频显示器10向驾驶员显示所选择的传动比选择和主动换挡运动。

在正常的推进功率模式下，在车辆上产生或存储的电力被引导通过变频驱动器22，以将受控功率供应给电驱动马达32来推进车辆。AI控制的多通道功率分配器/组合器30确定将要引导至变频驱动器22的功率的贡献量和来源，以将功率供应给电驱动器32。推进功率从驱动马达32传递到电子换挡变速器74，所述电子换挡变速器借助于适配器板34固定，所述适配器板连接到改变的钟形外壳54，所述改变的钟形外壳耦接到变速器74的原有钟形外壳。连接到类似机加工的联轴器毂66中的驱动马达的输出轴52提供了联轴器的维护和检查，所述联轴器毂66具有匹配的联轴器毂64，所述匹配的联轴器毂64被加工以使修改的输入轴70与道路阻尼和转矩传递缓冲装置匹配，所述道路阻尼和转矩传递缓冲装置由匹配的钢制格架连接件24提供，所述钢制格架连接件包含在环境保护盖44内，所述环境保护盖保持润滑脂。电子换挡变速器74包括(TCM)变速器控制76模块，所述模块经由19网络连接从而在网络上广播请求的换挡比率和信息。换档请求由AI控制的多通道功率分配器/组合器30识别，其中算法确定优选的传动比选择以利用车辆的实时状况和路线位置感知来推进车辆。换挡是由AI控制的多通道功率分配器/组合器30通过驱动马达32的去转矩和与电子换挡手动变速器74的关联齿轮和输入轴64的速度的速度匹配来实现的，通过向变速驱动器22发信号通知来操纵驱动马达32的转矩和速度，以使其与变速器74的转矩和速度匹配，从而允许TCM 76激活适当的电子换挡机构，经由车辆的传动比、输出轭72、驱动轴、后差速器和驱动轮完成功率传输。在此模式中，基于AI控制的多通道功率分配器/组合器30的信令和传输76状况自主地执行升档和降档。

在所述实施例中描绘的AI控制的多通道功率分配器/组合器30的通道二能够捕获地形海拔的微小和较大变化，连同在高速公路驾驶周期或任何其他所需的驾驶周期下操作的功率分流系列电动重型混合动力车辆的轻微和主要的速度变化。从数个恒定的或变化的车载或基于云的传感器源接收的数据输入由AI控制的多通道功率分配器/组合器30接收或本地存储，所述装置操纵通过接收器的若干层提供的数据，所述数据具有由接收器过滤和处理的加权和以及形成智能、基于条件的感知信号的算法。所述信号然后通过控制器/分配器30的适当输出门发送，所述输出门连接至到双向IGBT门极驱动器的可用信道之一，从而为驾驶周期的每个实时变化条件创建适当的PWM信号。基于算法的信号同时通过包含在电缆17中的双线式车辆控制器局域网络(can)网络端口传输至电子手动换挡变速器无离合器式换挡控制模块TCM 76。然后通过换挡到合适的多变速轮组中来致动包含在74内的能量操纵路径，以优化和或耗散从车辆的滚动质量中收集的全部或部分势能。这在由控制器/分配器30识别的实时状况的毫秒内完成。当用作双向端口时，本系统作为能量收集系统的整体部分扮演了重要的新角色，同时仍然保持在功率分流系列电动混合动力重型车辆的功率模式中传递最佳的正常驱动功率的能力。能量收集系统中使用的势能路径的调节包括但不限于控制给定DC存储系统28、26的充电和放电的速率、控制和帮助28、26的热耗散或者在某些情况下将过量的功率流引导至制动电阻器。制动电阻器可作为子系统连接到AI控制的多通道功率分配器/组合器30的两个之一或者连接到该多通道功率分配器/组合器的专用的第三通道。

在正常的推进模式中，升档和降档由变速器控制模块76经由电缆19在车载或基于云的AI网络上发信号通知。发信号通知的换档请求由AI控制的多通道功率分配器/组合器30使用，其中算法确定优选的传动比选择以利用实时状况和路线位置感知来推进车辆。然后，向VFD或变频驱动器22发送信号通知以去转矩并减小或增大电驱动马达32的rpm，从而允许执行自主的升档或降档。AI算法被设计成用于通过操纵从滚动质量产生的能量的捕获来增强路线上的性能或者有效地收获由32产生的地形势能。当变速器在AI控制的多通道功率分配器/组合器30的基于AI算法的换档点的75rpm内时，驾驶员可通过按下换档选择器11中包含的适当的上/下按钮(上用于升档，下用于降档)来推进换档(约75rpm)。档位显示器10示出了换档的状态并且充当人机界面。在换档开始时，当前档位可实态显示，并且可以连续显示为实态直到在将信号从AI多通道功率分配器/组合器30接收到VFD变频驱动器22以基于来自安装至电驱动马达32的后轴的编码器36的反馈来去转矩并改变速度后通过TCM76的信号将变速器74拉到空档位置为止。当变速器74处于空档并与目标档位同步时，目标档位可在显示器10上闪烁。在换档完成时，新的当前档位可显示为实态10。仅通过将驾驶室内的换挡控制器11置于手动位置，就可恢复驾驶员对换挡的控制。这允许驾驶员超控来自TCM 76和AI控制的多通道功率分配器/组合器30两者的所有换档命令。

图4描绘了在功率分流系列电动混合动力重型车辆中使用的本发明的驾驶员控制电路和接口的实施例。换挡手柄11经由16连接到AI控制的多通道功率分配器30和车载网络、经由19连接到变速器TCM、经由18连接到人机界面仪表板显示器10。处于手动位置的驾驶室内换挡装置超控AI控制的多通道功率分配器30的所有控制，从而允许对变频驱动器22的手动降低功率模式控制，从而利用经由14的编码器反馈经由12为电驱动马达供电，同时保护模式保持不变以控制电池或电池包26、28的SOC。驾驶员通过使换挡装置11返回到自动位置，使自主控制返回至AI控制的多通道功率分配器30，其中经由驾驶室内仪表板显示器10来显示该控制模式的指示。

图5描绘了本发明的控制电路和接口的实施例，具有在功率分流系列电动混合动力重型车辆中使用的电子换挡手动变速器。电子换挡手动变速器控制模块TCM 76通过J1939通信端口经由17连接到车载网络，从而实现经由电缆16、19、17、18进行车载网络内的节点的正常通信。借助于AI控制的多通道功率分配器30来提供对操作和变速器的换挡的附加控制。转矩和去转矩连同通过变频驱动器22进行的速度控制和系统操纵以及通过电源端口12的输出具有由编码器端口36提供的反馈。AI控制的多通道功率分配器30的驾驶员超控借助于驾驶室内换档装置11来提供，其状态借助于仪表板安装的指示器10来显示。

图6展示了直接联轴器组件60，所述直接联轴器组件将电驱动马达32的输出驱动轴52耦联到电子换挡变速器74的输入驱动轴70上。马达32的钟形外壳54被安装在适配器板34上，并且变速器的钟形外壳78通过螺栓附接到马达钟形外壳54上。电驱动马达32的输出驱动轴52被装配到第一联轴器毂66的带键开口中，并且变速器74的输入驱动轴70被装配到第二联轴器毂64的带花键开口中。适配器板34可提供SAE NEMA马达面和与电子换挡变速器74的SAE标准钟形外壳78匹配的改变的SAE尺寸的汽车钟形外壳54之间的连接。原功率通过包含在变速器内的传动比通过直接联轴器60从马达输出轴52传递到电子换挡传动轴70。直接联轴器组件60被保护免受环境的影响，并且借助于分体式盖61、62保持润滑脂。盖61、62提供了对联轴器的定期维护和修理。可通过系统通过地形势能和动能的逆向流来产生功率。

图7和图8示出了直接联轴器60的细节。直接联轴器60包括：第一联轴器毂66，在其一端具有齿轮齿67；以及第二相反联轴器毂64，在其邻近第一联轴器毂66的齿轮齿67的一端具有齿轮齿65。连接弹簧68在第一联轴器毂66与第二联轴器毂64之间延伸，并且接合齿轮齿67和65。在示出的实施例中，连接弹簧68被分成两半。

连接弹簧68在第一联轴器毂66与第二联轴器毂64之间传递旋转运动和转矩，同时允许它们之间的有限量的相对运动或游隙。相对运动或游隙可在毂66、64的旋转方向上、在轴向方向上和/或在径向方向上。可选择齿轮齿65和67以及连接弹簧68的形状和尺寸，以允许第一毂66与第二毂64之间的有限量的相对旋转，例如小于10°、或小于1°、或小于0.1°、或小于0.01°的相对旋转运动。在某些实施例中，第一毂66与第二毂64之间的相对旋转运动的范围可从0.002至0.015°，或从0.006至0.011°，或从0.008至0.01°。

齿轮齿65和67以及连接弹簧68的形状和尺寸可被选择成允许第一毂66与第二毂64之间的有限量的相对轴向运动，例如如在第一毂66和第二毂64的相反端面之间测量的小于0.12英寸、或小于0.06英寸、或从0.008到0.022英寸、或从0.012到0.188英寸、或从0.012到0.015英寸。例如，对于第一毂66与第二毂64之间的0.125英寸的标称轴向间隔，相对轴向运动可被限制在0.0625英寸至0.1875英寸的范围内，或者被限制在0.008至0.022英寸的范围内。

齿轮齿65和67以及连接弹簧68的形状和尺寸可被选择成允许它们之间的如在垂直于第一毂66和第二毂64的轴向方向的方向上测量的有限量的相对径向或横向运动。例如，相对横向运动可小于0.5％、或小于0.1％、或从0.002％到0.01％、或从0.002％到0.008％、或从0.002％到0.005％，其中这些百分比是基于齿轮齿65和67的外径。

连接弹簧68可以以蛇形配置提供，如图6至图8所示，其中弹簧钢带或其他合适的材料装配在齿轮齿65和67的齿之间的对准的间隔内。带可具有从0.25到0.75英寸或约0.5英寸的典型宽度，并且可具有从0.0625到0.1875英寸或约0.125英寸的典型厚度。给定的蛇形截面内的每条带的长度通常可在2到6英寸或3到4英寸的范围内。

第一毂66齿轮齿67和第二毂64的齿轮齿65可具有从0.5到2英寸或约1英寸的轴向齿长，从0.25到0.5英寸或约0.375英寸的周向齿宽，以及从0.25到0.75英寸或约0.5英寸的径向齿深。在齿轮齿67和65的外径处测量的相邻齿之间的周向间隔可从0.125到0.25英寸或约0.1875英寸。如在每个齿的基部处测量的，周向齿间隔可从0.0625至0.1875英寸或约0.125英寸。

出于上述描述的目的，应当理解，除非其中明确相反地指出，否则本发明可假定各种替代变型和步骤顺序。应当理解，本文列举的任何数值范围旨在包括其中所包含的所有子范围。例如，“1至10”的范围旨在包括所列举最小值1和所列举最大值10之间(并且包括最小值和最大值)的所有子范围，即，具有等于或大于1的最小值以及等于或小于10的最大值。

在本申请中，除非另外特别说明，否则单数的使用包括复数并且复数包含单数。另外，在本申请中，除非另外特别说明，否则“或”的使用意指“和/或”，即使在某些情况下可能明确地使用“和/或”。在本申请中，除非清楚且明确地限于一个指示物，否则冠词“一”和“所述”包括复数指示物。

尽管上文为了说明的目的描述了本发明的特定实施例，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的情况下，可对本发明的细节进行各种变化。