專利名稱：具有至少三個(gè)電可變運(yùn)行模式的單行星齒輪混合動(dòng)力系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混合動(dòng)力系，更具體地涉及一種具有兩個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)和 單個(gè)行星齒輪組的混合動(dòng)力系。
背景技術(shù)：
用于車輛的混合動(dòng)力系在不同的車輛運(yùn)行條件下使用不同的動(dòng)力源。電-機(jī)混合 動(dòng)力系通常具有內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(諸如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、空氣發(fā)動(dòng)機(jī))或燃料電池、以 及一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)。不同的運(yùn)行模式(諸如純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式、純電動(dòng)運(yùn)行模 式、和電可變運(yùn)行模式)通過(guò)在不同的組合下接合制動(dòng)器和/或離合器并控制發(fā)動(dòng)機(jī)和電 動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)而建立。由于所述不同的運(yùn)行模式可用于改善燃油效率，所以它們是有利的。 然而，混合動(dòng)力系所需的附加零部件(諸如電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)、行星齒輪組、制動(dòng)器和/或離 合器)會(huì)增加車輛整體成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種混合動(dòng)力系，該混合動(dòng)力系具有最小數(shù)量的零部件而不會(huì)犧牲可 用的運(yùn)行模式和性能優(yōu)點(diǎn)。例如，所述動(dòng)力系僅具有一個(gè)行星齒輪組、兩個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī) 以及五個(gè)扭矩傳遞機(jī)構(gòu)(包括僅一個(gè)帶離合器(即僅一個(gè)制動(dòng)器))，并且所述動(dòng)力系能夠 在至少兩個(gè)純電動(dòng)運(yùn)行模式、至少兩個(gè)純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式以及至少三個(gè)電可變運(yùn)行模式下 運(yùn)行。該構(gòu)造允許發(fā)動(dòng)機(jī)在充電條件的低電池電量狀態(tài)下用于車輛起動(dòng)，由此與具有兩個(gè) 電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的其它混合動(dòng)力系結(jié)構(gòu)相比允許使用較小的電池。進(jìn)一步，可以檢測(cè)系統(tǒng) 失效(諸如對(duì)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)有影響的失效)，并且控制所述動(dòng)力系以防止在此種情況下電 動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)受到損壞。因?yàn)閮H一個(gè)扭矩傳遞機(jī)構(gòu)是制動(dòng)器(即帶離合器)，所以發(fā)熱和離 合器維護(hù)得以最小化。具體地說(shuō)，所述混合動(dòng)力系具有發(fā)動(dòng)機(jī)、輸入構(gòu)件、輸出構(gòu)件和固定構(gòu)件。所述動(dòng) 力系僅具有單個(gè)行星齒輪組，所述單個(gè)行星齒輪組具有第一、第二、和第三構(gòu)件，優(yōu)選地分 別是環(huán)形齒輪構(gòu)件、行星架構(gòu)件和恒星齒輪構(gòu)件。所述輸入構(gòu)件連接成與所述發(fā)動(dòng)機(jī)一起 旋轉(zhuǎn)。所述輸出構(gòu)件連接成與所述第二構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)。設(shè)置有第一和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電 機(jī)以及五個(gè)扭矩傳遞機(jī)構(gòu)(僅包括一個(gè)制動(dòng)器)。第一扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合以 將所述第一構(gòu)件固連至固定構(gòu)件。第二扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合以將第一電動(dòng)機(jī)/ 發(fā)電機(jī)連接成與所述第一構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)。第三扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合以將輸入構(gòu) 件連接成與所述第一構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)。第四扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合以將輸入構(gòu)件連 接成與所述第三構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)。第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合以將第二電動(dòng)機(jī)/發(fā) 電機(jī)連接成與所述第三構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)，或者能夠選擇性地接合以將第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)連 接成與所述輸出構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)。所述扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠以不同的組合接合，以建立至少兩 個(gè)純電動(dòng)運(yùn)行模式、至少兩個(gè)純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式以及至少三個(gè)電可變運(yùn)行模式。在一個(gè)實(shí) 施例中，所述扭矩傳遞機(jī)構(gòu)以不同的組合接合，從而建立兩個(gè)純發(fā)動(dòng)機(jī)(固定檔位)運(yùn)行模式、兩個(gè)純電動(dòng)運(yùn)行模式、以及四個(gè)電可變運(yùn)行模式。在另一實(shí)施例中，所述扭矩傳遞機(jī)構(gòu) 以不同的組合接合，從而建立三個(gè)純發(fā)動(dòng)機(jī)(固定檔位)運(yùn)行模式、四個(gè)純電動(dòng)運(yùn)行模式、 三個(gè)電可變運(yùn)行模式、以及電扭矩轉(zhuǎn)換器運(yùn)行模式。一個(gè)或多個(gè)控制器能夠監(jiān)測(cè)所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的、諸如與所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī) 相關(guān)的零部件失效或所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)失效的運(yùn)行條件。在指示此種失效的預(yù)定運(yùn)行條 件下，所述控制器將響應(yīng)于監(jiān)測(cè)到的運(yùn)行條件而接合那些建立所述純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式之一 (或者所述電扭矩轉(zhuǎn)換器運(yùn)行模式)的扭矩傳遞機(jī)構(gòu)。通過(guò)依賴于來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，防止 了對(duì)所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的損壞。另外，所述一個(gè)或多個(gè)控制器可監(jiān)測(cè)用于將所存儲(chǔ)能量 提供給所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的能量存儲(chǔ)裝置(諸如電池)的充電狀態(tài)，并且在所述充電狀 態(tài)下降到低于預(yù)定的最低充電狀態(tài)時(shí)，接合那些建立所述純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式之一的扭矩傳 遞機(jī)構(gòu)。方案1、一種用于車輛的混合動(dòng)力系，包括發(fā)動(dòng)機(jī)；輸入構(gòu)件、輸出構(gòu)件和固定構(gòu)件；單個(gè)行星齒輪組，其具有第一、第二和第三構(gòu)件，其中所述輸入構(gòu)件連接成與所述 發(fā)動(dòng)機(jī)一起旋轉(zhuǎn)；其中所述輸出構(gòu)件連接成與所述第二構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)；第一和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)；第一、第二、第三、第四和第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)；其中所述第一扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合以將所述第一構(gòu)件固連至所述固 定構(gòu)件，其中所述第二扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合以將所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)連接 成與所述第一構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)，其中所述第三扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合以將所述輸入 構(gòu)件連接成與所述第一構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)，其中所述第四扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合以將 所述輸入構(gòu)件連接成與所述第三構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)，其中所述第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地 接合以將所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)中的一個(gè)連接成與所述第三構(gòu)件和所述輸出構(gòu)件中的一個(gè) 一起旋轉(zhuǎn)；并且其中所述扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠以不同的組合進(jìn)行接合，從而建立至少兩個(gè)純 電動(dòng)運(yùn)行模式、至少兩個(gè)純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式以及至少三個(gè)電可變運(yùn)行模式。方案2、如方案1所述的混合動(dòng)力系，其中所述第一和第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合且所 述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)以電動(dòng)機(jī)方式運(yùn)行以建立所述至少兩個(gè)純電動(dòng)運(yùn)行模式中的一個(gè); 并且其中所述第二和第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合且所述第一和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)以電 動(dòng)機(jī)方式運(yùn)行以建立所述至少兩個(gè)純電動(dòng)運(yùn)行模式中的另一個(gè)。方案3、如方案1所述的混合動(dòng)力系，其中所述至少兩個(gè)純電動(dòng)運(yùn)行模式包括第一純電動(dòng)運(yùn)行模式，在該模式中所述第一扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合且所述第一電動(dòng)機(jī) /發(fā)電機(jī)以電動(dòng)機(jī)方式運(yùn)行，第二純電動(dòng)運(yùn)行模式，在該模式中所述第二扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合且兩個(gè)所述電動(dòng)機(jī) /發(fā)電機(jī)都以電動(dòng)機(jī)方式運(yùn)行，第三純電動(dòng)運(yùn)行模式，在該模式中所述第一和第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合且兩個(gè)所述 電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)都以電動(dòng)機(jī)方式運(yùn)行，以及第四純電動(dòng)運(yùn)行模式，在該模式中所述第二和第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合且所述第一和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)以電動(dòng)機(jī)方式運(yùn)行。方案4、如方案1所述的混合動(dòng)力系，其中所述第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接 合以將所述第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)連接成與所述第三構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)，其中所述第二、第三和 第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合以建立所述電可變運(yùn)行模式中的第一電可變運(yùn)行模式，在所述第一 電可變運(yùn)行模式中所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)中的一個(gè)或兩個(gè)和所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)所述行星齒輪 組在所述輸出構(gòu)件處提供扭矩；其中所述第二、第四和第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合以建立所述至少三個(gè)電可變運(yùn)行模 式中的第二電可變運(yùn)行模式，在所述第二電可變運(yùn)行模式中所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)中的一個(gè) 或兩個(gè)和所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)所述行星齒輪組在所述輸出構(gòu)件處提供扭矩；其中所述第三和第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合以建立所述至少三個(gè)電可變運(yùn)行模式中 的第三電可變運(yùn)行模式，在所述第三電可變運(yùn)行模式中所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)中的一個(gè)或兩 個(gè)和所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)所述行星齒輪組在所述輸出構(gòu)件處提供扭矩；并且其中所述第二和第四扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合以建立所述至少三個(gè)電可變運(yùn)行模式中 的第四電可變運(yùn)行模式，在所述第四電可變運(yùn)行模式中所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)中的一個(gè)或兩 個(gè)和所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)所述行星齒輪組在所述輸出構(gòu)件處提供扭矩。方案5、如方案1所述的混合動(dòng)力系，其中所述第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)連接成與所述 第三構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)，且所述第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合以將所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā) 電機(jī)連接成與所述輸出構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)；其中所述第三和第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合以建立所述 至少三個(gè)電可變運(yùn)行模式中的第一電可變運(yùn)行模式，在所述第一電可變運(yùn)行模式中所述電 動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)中的一個(gè)或兩個(gè)和所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)所述行星齒輪組在所述輸出構(gòu)件處提供 扭矩；其中所述第二和第三扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合以建立所述至少三個(gè)電可變運(yùn)行模式中 的第二電可變運(yùn)行模式，在所述第二電可變運(yùn)行模式中所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)中的一個(gè)或兩 個(gè)和所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)所述行星齒輪組在所述輸出構(gòu)件處提供扭矩；并且其中所述第二和第四扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合以建立所述至少三個(gè)電可變運(yùn)行模式中 的第三電可變運(yùn)行模式，在所述第三電可變運(yùn)行模式中所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)中的一個(gè)或兩 個(gè)和所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)所述行星齒輪組在所述輸出構(gòu)件處提供扭矩。方案6、如方案1所述的混合動(dòng)力系，其中在所述至少兩個(gè)純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式中的 第一純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式中，所述第一和第四扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合，且所述發(fā)動(dòng)機(jī)被供能，以通 過(guò)所述行星齒輪組在所述輸出構(gòu)件處提供扭矩；并且其中在所述至少兩個(gè)純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式中的第二純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式中，所述第三 和第四扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合，且所述發(fā)動(dòng)機(jī)被供能，以通過(guò)所述行星齒輪組在所述輸出構(gòu)件 處提供扭矩。方案7、如方案6所述的混合動(dòng)力系，進(jìn)一步包括能量存儲(chǔ)裝置，其以可運(yùn)轉(zhuǎn)的方式連接至所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，用于向所述電動(dòng) 機(jī)/發(fā)電機(jī)提供所存儲(chǔ)的能量；以及一個(gè)或多個(gè)控制器，其能夠監(jiān)測(cè)所述能量存儲(chǔ)裝置和所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的運(yùn)行 條件，并且能夠響應(yīng)于監(jiān)測(cè)到的、指示所存儲(chǔ)的能量低于預(yù)定水平或者所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電 機(jī)中的至少一個(gè)失效的運(yùn)行條件而建立所述純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式中的一個(gè)。
方案8、如方案1所述的混合動(dòng)力系，其中在所述至少兩個(gè)純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式中的 第一純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式中，所述第一和第四扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合，且發(fā)動(dòng)機(jī)被供能，以通過(guò)所 述行星齒輪組在所述輸出構(gòu)件處提供扭矩；其中在所述至少兩個(gè)純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式中的第二純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式中，所述第 二、第三和第四扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合，且所述發(fā)動(dòng)機(jī)被供能，以通過(guò)所述行星齒輪組在所述輸 出構(gòu)件處提供扭矩；其中在所述至少兩個(gè)純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式中的第三純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式中，所述第 一、第四和第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合，且所述發(fā)動(dòng)機(jī)被供能，以通過(guò)所述行星齒輪組在所述輸 出構(gòu)件處提供扭矩；并且其中所述第三扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合，且所述發(fā)動(dòng)機(jī)被供能，以建立電扭矩轉(zhuǎn)換器運(yùn) 行模式，在所述電扭矩轉(zhuǎn)換器運(yùn)行模式中，來(lái)自所述發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩通過(guò)所述行星齒輪組放 大，且所述第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)在所述恒星齒輪構(gòu)件處提供扭矩。方案9、如方案8所述的混合動(dòng)力系，進(jìn)一步包括能量存儲(chǔ)裝置，其以可運(yùn)轉(zhuǎn)的方式連接至所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，用于向所述電動(dòng) 機(jī)/發(fā)電機(jī)提供所存儲(chǔ)的能量；以及一個(gè)或多個(gè)控制器，其能夠監(jiān)測(cè)所述能量存儲(chǔ)裝置和所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的運(yùn)行 條件，并且能夠響應(yīng)于監(jiān)測(cè)到的、指示所存儲(chǔ)的能量低于預(yù)定水平或者所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電 機(jī)中的至少一個(gè)失效的運(yùn)行條件而建立所述純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式或所述電扭矩轉(zhuǎn)換器運(yùn)行 模式中的任一個(gè)。方案10、如方案1所述的混合動(dòng)力系，其中所述第一構(gòu)件是環(huán)形齒輪構(gòu)件，所述第 二構(gòu)件是行星架構(gòu)件，而所述第三構(gòu)件是恒星齒輪構(gòu)件。方案11、一種用于車輛的混合動(dòng)力系，包括發(fā)動(dòng)機(jī)；輸入構(gòu)件、輸出構(gòu)件和固定構(gòu)件；單個(gè)行星齒輪組，其具有環(huán)形齒輪構(gòu)件、恒星齒輪構(gòu)件和行星架構(gòu)件，其中所述輸 入構(gòu)件連接成與所述發(fā)動(dòng)機(jī)一起旋轉(zhuǎn)；其中所述輸出構(gòu)件連接成與所述行星架構(gòu)件一起旋 轉(zhuǎn)；第一和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)；第一、第二、第三、第四和第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)；其中所述第一扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合以將所述第一構(gòu)件固連至所述固 定構(gòu)件，其中所述第二扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合以將所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)連接 成與所述第一構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)，其中所述第三扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合以將所述輸入 構(gòu)件連接成與所述第一構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)，其中所述第四扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合以將 所述輸入構(gòu)件連接成與所述第三構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)，其中所述第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地 接合以將所述第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)連接成與所述第三構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)；并且其中所述扭矩傳 遞機(jī)構(gòu)能夠以不同的組合進(jìn)行接合，從而建立兩個(gè)純電動(dòng)運(yùn)行模式、兩個(gè)純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模 式以及四個(gè)電可變運(yùn)行模式。方案12、如方案11所述的混合動(dòng)力系，進(jìn)一步包括能量存儲(chǔ)裝置，其以可運(yùn)轉(zhuǎn)的方式連接至所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，用于向所述電動(dòng)
8機(jī)/發(fā)電機(jī)提供所存儲(chǔ)的能量；以及一個(gè)或多個(gè)控制器，其能夠監(jiān)測(cè)所述能量存儲(chǔ)裝置和所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的運(yùn)行 條件，并且能夠響應(yīng)于監(jiān)測(cè)到的、指示所存儲(chǔ)的能量低于預(yù)定水平或者所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電 機(jī)中的至少一個(gè)失效的運(yùn)行條件而建立所述純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式中的一個(gè)。方案13、一種用于車輛的混合動(dòng)力系，包括發(fā)動(dòng)機(jī)；輸入構(gòu)件、輸出構(gòu)件和固定構(gòu)件；單個(gè)行星齒輪組，其具有環(huán)形齒輪構(gòu)件、恒星齒輪構(gòu)件和行星架構(gòu)件，其中所述輸 入構(gòu)件連接成與所述發(fā)動(dòng)機(jī)一起旋轉(zhuǎn)；其中所述輸出構(gòu)件連接成與所述行星架構(gòu)件一起旋 轉(zhuǎn)；其中所述第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)構(gòu)件連接成與所述第三構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)；第一和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)；第一、第二、第三、第四和第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)；其中所述第一扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合以將所述第一構(gòu)件固連至所述固 定構(gòu)件，其中所述第二扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合以將所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)連接 成與所述第一構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)，其中所述第三扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合以將所述輸入 構(gòu)件連接成與所述第一構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)，其中所述第四扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合以將 所述輸入構(gòu)件連接成與所述第三構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)，其中所述第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地 接合以將所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)連接成與所述輸出構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)；其中所述扭矩傳遞機(jī) 構(gòu)能夠以不同的組合進(jìn)行接合，以建立四個(gè)純電動(dòng)運(yùn)行模式、三個(gè)純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式、三個(gè) 電可變運(yùn)行模式以及電扭矩轉(zhuǎn)換器運(yùn)行模式，在所述運(yùn)行模式中發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩通過(guò)所述行星 齒輪組放大。方案14、如方案13所述的混合動(dòng)力系，進(jìn)一步包括至少一個(gè)控制器，其能夠監(jiān)測(cè)所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的運(yùn)行條件，并且以可運(yùn)轉(zhuǎn)的 方式連接至所述扭矩傳遞機(jī)構(gòu)，從而響應(yīng)于監(jiān)測(cè)到的、指示所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)中的一個(gè) 失效的運(yùn)行條件而建立所述兩個(gè)純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式中的任一個(gè)，或者響應(yīng)于監(jiān)測(cè)到的、指 示所述第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)失效的運(yùn)行條件而建立所述電扭矩轉(zhuǎn)換器運(yùn)行模式。方案15、如方案13所述的混合動(dòng)力系，進(jìn)一步包括能量存儲(chǔ)裝置，其以可運(yùn)轉(zhuǎn)的方式連接至所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，用于向所述電動(dòng) 機(jī)/發(fā)電機(jī)提供所存儲(chǔ)的能量；以及至少一個(gè)控制器，其能夠監(jiān)測(cè)所述電池的運(yùn)行條件，并且以可運(yùn)轉(zhuǎn)的方式連接至 所述扭矩傳遞機(jī)構(gòu)，從而響應(yīng)于監(jiān)測(cè)到的、指示所存儲(chǔ)的能量低于預(yù)定水平的運(yùn)行條件而 建立所述兩個(gè)純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式中的一個(gè)。通過(guò)下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施本發(fā)明的最佳模式所作的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的上述特征 和優(yōu)點(diǎn)以及其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚。


圖1是混合動(dòng)力系的第一實(shí)施例的示意圖；圖2是示出圖1的動(dòng)力系的扭矩傳遞機(jī)構(gòu)的接合方案(為了建立八個(gè)不同的運(yùn)行 模式)的圖表；
圖3是混合動(dòng)力系的第二實(shí)施例的示意圖；圖4是示出圖3的動(dòng)力系的扭矩傳遞機(jī)構(gòu)的接合方案(為了建立十一個(gè)不同的運(yùn) 行模式)的圖表。
具體實(shí)施例方式參見附圖，其中相同的標(biāo)號(hào)在所有圖中表示相同的零部件，圖1示出用于車輛的 混合動(dòng)力系10。動(dòng)力系10包括作為一個(gè)動(dòng)力源的發(fā)動(dòng)機(jī)12。發(fā)動(dòng)機(jī)12可以是柴油發(fā)動(dòng) 機(jī)、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、空氣發(fā)動(dòng)機(jī)、燃料電池或不同于電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的其它類型的動(dòng)力源。動(dòng) 力系10進(jìn)一步包括第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)15(在圖1中標(biāo)為M/GA)和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī) 14(在圖1中標(biāo)為M/GB)。動(dòng)力系10包括單個(gè)行星齒輪組20，所述單個(gè)行星齒輪組20具有恒星齒輪構(gòu)件 22、環(huán)形齒輪構(gòu)件M、和行星架構(gòu)件沈。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知的那樣，行星架構(gòu)件 26以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支撐多個(gè)行星小齒輪(未示出)，所述行星小齒輪與恒星齒輪構(gòu)件22 和環(huán)形齒輪構(gòu)件M都嚙合。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易理解行星齒輪組的功能和操作。如 在文中所使用的，環(huán)形齒輪構(gòu)件M稱為行星齒輪組20的第一構(gòu)件；行星架構(gòu)件沈稱為行 星齒輪組20的第二構(gòu)件；而恒星齒輪構(gòu)件22稱為行星齒輪組20的第三構(gòu)件。行星齒輪組 20的構(gòu)件可以不同的方式設(shè)置，而不脫離本發(fā)明的范圍。此外，復(fù)合行星齒輪組可以代替簡(jiǎn) 單行星齒輪組20而使用，或者差動(dòng)齒輪系能夠代替行星齒輪組而使用。發(fā)動(dòng)機(jī)12具有發(fā)動(dòng)機(jī)輸出構(gòu)件(諸如曲軸)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸出構(gòu)件連接成與輸入 構(gòu)件30 —起旋轉(zhuǎn)。輸出構(gòu)件32連接成與所述行星架構(gòu)件沈一起旋轉(zhuǎn)且與傳動(dòng)裝置34 — 起旋轉(zhuǎn)，傳動(dòng)裝置；34可以是主減速器或者具有附加嚙合齒輪和扭矩傳遞機(jī)構(gòu)(未示出)的 傳動(dòng)變速箱。設(shè)置五個(gè)扭矩傳遞機(jī)構(gòu)，其中包括第一固定型離合器Cl-也稱為帶離合器或制動(dòng) 器Cl。其它四個(gè)扭矩傳遞機(jī)構(gòu)(離合器C2、離合器C3、離合器C4和離合器C5)是旋轉(zhuǎn)型 離合器。制動(dòng)器Cl能夠選擇性地接合以將環(huán)形齒輪構(gòu)件M固連至固定構(gòu)件35，固定構(gòu)件 35可以是變速器殼體或其它非旋轉(zhuǎn)構(gòu)件。離合器C2能夠選擇性地接合以將電動(dòng)機(jī)/發(fā)電 機(jī)15連接成與環(huán)形齒輪構(gòu)件M—起旋轉(zhuǎn)。如文中所使用的，“一起旋轉(zhuǎn)”意味著以相同的 速度旋轉(zhuǎn)，包括零速度或不旋轉(zhuǎn)。離合器C3能夠選擇性地接合以將輸入構(gòu)件30 (由此將發(fā) 動(dòng)機(jī)1 連接成與環(huán)形齒輪構(gòu)件M —起旋轉(zhuǎn)。C4能夠選擇性地接合以將發(fā)動(dòng)機(jī)12連接成 與恒星齒輪構(gòu)件22 —起旋轉(zhuǎn)。離合器C5能夠選擇性地接合以將電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14連接 成與恒星齒輪構(gòu)件22 —起旋轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14和15中的每個(gè)都具有定子和轉(zhuǎn)子。所述轉(zhuǎn)子通過(guò)功率逆變器 (INV) 38與能量存儲(chǔ)設(shè)備(諸如電池36)連接，其中當(dāng)相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14、15用作 電動(dòng)機(jī)時(shí)，所述功率逆變器38將電池(BATT)36供應(yīng)的直流電轉(zhuǎn)換成用于對(duì)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電 機(jī)14、15進(jìn)行供電的交流電；當(dāng)相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14、15用作發(fā)電機(jī)時(shí)，所述功率逆變 器38將來(lái)自定子的交流電轉(zhuǎn)換成存儲(chǔ)在電池36中的直流電，這是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容 易理解的。如果使用液壓或氣動(dòng)腔代替電池作為用于電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的能量存儲(chǔ)裝置，則 也能獲得動(dòng)力系10的優(yōu)點(diǎn)。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的，電動(dòng)機(jī)控制處理器(CONT) 40連接至電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14、15，從而根據(jù)存儲(chǔ)的算法和車輛運(yùn)行條件，控制電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14、15的定子和電 池36之間的電能流量，以控制相應(yīng)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14、15是用作電動(dòng)機(jī)還是發(fā)電機(jī)，以及 控制電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14、15的轉(zhuǎn)子的扭矩和速度的量。電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14、15可構(gòu)造成能 夠從電網(wǎng)再充電，從而動(dòng)力系10可以是插電式混合動(dòng)力系。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM) 37以可運(yùn)轉(zhuǎn)的方式與發(fā)動(dòng)機(jī)12和諸如加速器位置傳感器、 車輪速度傳感器等的其它車輛零部件連接，以根據(jù)存儲(chǔ)的算法控制發(fā)動(dòng)機(jī)12的運(yùn)行(諸如 發(fā)動(dòng)機(jī)速度、開動(dòng)或停止)?；旌蟿?dòng)力控制處理器(HCM) 39以可運(yùn)轉(zhuǎn)的方式連接至ECM 37 以及連接至電動(dòng)機(jī)控制處理器40。變速器控制模塊(TCM) 41用于控制扭矩傳遞機(jī)構(gòu)(制動(dòng)器Cl以及離合器C2、C3、 C4和C5)的接合，諸如通過(guò)對(duì)控制用于使所述扭矩傳遞機(jī)構(gòu)Cl、C2、C3、C4和C5接合的液 壓流體的閥進(jìn)行致動(dòng)，其中變速器控制模塊(TCM)41可以是變速器電液控制模塊(TEHCM) 的一部分，包括閥體和電磁閥。ECM 37,HCM 39,CONT 40和TCM 41中的全部或一部分可以 集成為單個(gè)控制器。動(dòng)力系10能夠以八個(gè)不同的模式運(yùn)行。模式的建立是通過(guò)不同扭矩傳遞機(jī)構(gòu)的 接合以及通過(guò)提供來(lái)自一個(gè)或多個(gè)動(dòng)力源的動(dòng)力而實(shí)現(xiàn)。用于所述八個(gè)運(yùn)行模式的扭矩傳 遞機(jī)構(gòu)接合方案在圖2中示出。在一個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)純電動(dòng)運(yùn)行模式(在圖2中示出為 “一 M/G EV")中，用動(dòng)力系10對(duì)車輛進(jìn)行起動(dòng)能夠由電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14供應(yīng)的動(dòng)力來(lái)實(shí) 現(xiàn)。為了建立所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)純電動(dòng)運(yùn)行模式，制動(dòng)器Cl接合以在環(huán)形齒輪構(gòu)件對(duì)處 提供反作用扭矩，并且離合器C5與被控制為以電動(dòng)機(jī)方式運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14接合， 從而將扭矩傳遞至恒星齒輪構(gòu)件22，所述扭矩通過(guò)行星齒輪組20被提供給輸出構(gòu)件32，以 對(duì)車輛進(jìn)行推進(jìn)。該單電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)純電動(dòng)運(yùn)行模式可用于起動(dòng)車輛以獲得更好的燃料 經(jīng)濟(jì)性，因?yàn)樵谲囕v起動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦高。所述單電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)純電動(dòng)運(yùn)行模式還可用 于在制動(dòng)和減速期間獲取動(dòng)能從而將電能回饋至電池36，以回收已耗費(fèi)的能量。使用兩個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14、15的第二純電動(dòng)運(yùn)行模式在圖2中示出為“二 M/G EV”。為了建立所述第二純電動(dòng)運(yùn)行模式，離合器C2和C5接合以將電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14連接 成與恒星齒輪構(gòu)件22 —起旋轉(zhuǎn)，并將電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)15連接成與環(huán)形齒輪構(gòu)件M —起旋 轉(zhuǎn)。從而電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14、15都能夠提供扭矩來(lái)推進(jìn)車輛。所述第二純電動(dòng)運(yùn)行模式為車 輛提供擴(kuò)展的電動(dòng)行駛路程。所述第二純電動(dòng)運(yùn)行模式比擴(kuò)展行駛路程電動(dòng)車(extended range electric vehicle)效率更高，擴(kuò)展行駛路程電動(dòng)車依賴發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)將動(dòng)力提供給用 作發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)且該電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)再對(duì)第二電動(dòng)機(jī)供電以驅(qū)動(dòng)車輛。此種擴(kuò) 展行駛路程車輛總是需要電-機(jī)路徑，所述電-機(jī)路徑在從機(jī)械能向電能轉(zhuǎn)換中會(huì)產(chǎn)生相 關(guān)損失。提供四個(gè)不同的電可變運(yùn)行模式，其中發(fā)動(dòng)機(jī)12和電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14、15中的一 個(gè)或兩個(gè)通過(guò)行星齒輪組20在輸出構(gòu)件32處提供動(dòng)力。在所述電可變運(yùn)行模式中，能夠 控制發(fā)動(dòng)機(jī)12而使其在最高效的運(yùn)行速度下運(yùn)行，同時(shí)控制電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14、15中的一 個(gè)或兩個(gè)的速度以滿足車輛運(yùn)行條件。為了建立第一電可變運(yùn)行模式(在圖2中示出為 EVT1)，離合器C2、C3和C5接合。發(fā)動(dòng)機(jī)12在環(huán)形齒輪構(gòu)件M處提供扭矩，同時(shí)電動(dòng)機(jī)/ 發(fā)電機(jī)14在恒星齒輪構(gòu)件22處提供扭矩，且所述扭矩在輸出構(gòu)件32處通過(guò)行星齒輪組20 組合。電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)15能夠根據(jù)需要而提供扭矩或接收扭矩，以將發(fā)動(dòng)機(jī)12維持在其最佳速度。為了建立第二電可變運(yùn)行模式(在圖2中示出為EVT2)，離合器C2、C4和C5接合。 因此，發(fā)動(dòng)機(jī)12和電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14的扭矩在恒星齒輪構(gòu)件22處組合，且電動(dòng)機(jī)/發(fā)電 機(jī)15在環(huán)形齒輪構(gòu)件M處提供扭矩，且所述扭矩在輸出構(gòu)件32處通過(guò)行星齒輪組20組 合。發(fā)動(dòng)機(jī)12可在其最佳速度下運(yùn)行，并且其扭矩從恒星齒輪構(gòu)件22到行星架構(gòu)件沈放 大。為了建立第三電可變運(yùn)行模式(在圖2中示出為EVT3)，離合器C3和C5接合。發(fā) 動(dòng)機(jī)12在環(huán)形齒輪構(gòu)件M處提供扭矩，并且，由于電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14在恒星齒輪構(gòu)件22 處提供扭矩，發(fā)動(dòng)機(jī)12可在其最佳速度下運(yùn)行。為了建立第四電可變運(yùn)行模式(在圖2中示出為EVT4)，離合器C2和C4接合。發(fā) 動(dòng)機(jī)12向恒星齒輪構(gòu)件22提供扭矩，同時(shí)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)15根據(jù)需要用作電動(dòng)機(jī)或用作 發(fā)電機(jī)，以在環(huán)形齒輪構(gòu)件M處提供扭矩，使得在輸出構(gòu)件32處為車輛運(yùn)行條件提供必需 的扭矩，同時(shí)仍然允許發(fā)動(dòng)機(jī)12在其最佳速度下運(yùn)行。還提供了兩個(gè)不同的純發(fā)動(dòng)機(jī)、固定檔位運(yùn)行模式。第一純發(fā)動(dòng)機(jī)、固定檔位運(yùn)行 模式(在圖2中示出為“僅發(fā)動(dòng)機(jī)固定檔位1”)通過(guò)接合制動(dòng)器Cl和離合器C4而建立。 發(fā)動(dòng)機(jī)12在恒星齒輪構(gòu)件22處提供扭矩，而制動(dòng)器Cl在環(huán)形齒輪構(gòu)件M處提供反作用 扭矩。發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩通過(guò)行星齒輪組20被放大。當(dāng)需要相對(duì)較高的扭矩時(shí)，第一純發(fā)動(dòng)機(jī)模 式會(huì)是適當(dāng)?shù)摹Ｔ诘谝患儼l(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式中電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14、15不需要保持靜止，并且 在該模式期間，如果電池充電狀態(tài)在預(yù)定范圍之外，則可通過(guò)接合離合器C5，從而能夠根據(jù) 需要將發(fā)動(dòng)機(jī)12用于通過(guò)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14對(duì)電池36進(jìn)行再充電。第二純發(fā)動(dòng)機(jī)、固定檔位運(yùn)行模式(在圖2中示出為“僅發(fā)動(dòng)機(jī)固定檔位2”)通 過(guò)接合離合器C3和C4而建立。發(fā)動(dòng)機(jī)12以直接傳動(dòng)比在輸出構(gòu)件32處提供扭矩，因?yàn)?發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩被提供至環(huán)形齒輪構(gòu)件M和恒星齒輪構(gòu)件22。當(dāng)電池36的溫度在用于供電的預(yù)定可接受溫度范圍之外(即當(dāng)認(rèn)為電池36太冷 (低于預(yù)定的最低溫度)或太熱(高于預(yù)定的最高溫度))時(shí)，可以選擇所述純發(fā)動(dòng)機(jī)模式。 另外，由于電磁損失高且電-機(jī)路徑不是那么高效，所以，如果電池36在充分充電狀態(tài)，并 且車輛以相對(duì)較高的速度巡航時(shí)，以純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式運(yùn)行比讓電池36放電會(huì)更加高效。 在高速巡航期間，當(dāng)所需扭矩較小時(shí)所述純發(fā)動(dòng)機(jī)固定檔位運(yùn)行模式是高效的。如果動(dòng)力系10以第二純電動(dòng)運(yùn)行模式起動(dòng)，則可以保持該模式，直到車輛速度需 要電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14、15的峰值功率并且/或者電池的充電狀態(tài)由于繁重使用而下降至低 于預(yù)定的最低充電狀態(tài)。然后，可通過(guò)接合離合器C4而使發(fā)動(dòng)機(jī)12在發(fā)動(dòng)機(jī)開動(dòng)/停止 運(yùn)行模式下開動(dòng)，使得電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14來(lái)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12。一旦發(fā)動(dòng)機(jī)12獲得發(fā)動(dòng)速度， 則通過(guò)釋放離合器C4并接合離合器C3(同時(shí)離合器C2和C5保持接合)以建立所述第一 電可變運(yùn)行模式(其中來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)12和電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14、15的扭矩在輸出構(gòu)件32處通 過(guò)行星齒輪組20組合，以滿足來(lái)自駕駛員的更高加速需求)，來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)12的扭矩可以被 添加至輸出構(gòu)件32。在所述第一電可變運(yùn)行模式期間，電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14可被控制為作為 發(fā)電機(jī)運(yùn)行，將來(lái)自恒星齒輪構(gòu)件22的扭矩轉(zhuǎn)換成存儲(chǔ)在電池36內(nèi)的電能，以使輸出構(gòu)件 32減速，諸如在車輛制動(dòng)期間。此外，動(dòng)力系10設(shè)計(jì)為在上述的電池條件或電動(dòng)機(jī)相關(guān)的失效(諸如電動(dòng)機(jī)控制處理器40失效、當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)12關(guān)閉時(shí)用于對(duì)向扭矩傳遞機(jī)構(gòu)C1、C2和C3提供潤(rùn)滑液流的輔 助泵進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)失效、或者電動(dòng)機(jī)接觸器控制器失效)的情況下轉(zhuǎn)變至純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn) 行模式。在此種失效的情況下，其可以由構(gòu)造成感測(cè)車輛運(yùn)行條件的各種傳感器指示給ECM 37、HCM 39、CONT 40或TCM41，TCM 41提供控制信號(hào)以使得或者制動(dòng)器Cl和離合器C4接 合(第一純發(fā)動(dòng)機(jī)模式)，或者離合器C3和C4接合(第二純發(fā)動(dòng)機(jī)模式)。保護(hù)電動(dòng)機(jī)/ 發(fā)電機(jī)14、15不受損壞，否則如果在所述失效情況下運(yùn)行則可能會(huì)損壞。動(dòng)力系10與提供四個(gè)電可變運(yùn)行模式的其它混合動(dòng)力系相比降低了成本，其原 因在于，動(dòng)力系10僅需要一個(gè)行星齒輪組20以及僅一個(gè)旋轉(zhuǎn)離合器Cl。從而其封裝更加 簡(jiǎn)單。與帶有兩個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的混合動(dòng)力系相比整體重量也降低。因?yàn)榉醋饔门ぞ乜?在環(huán)形齒輪構(gòu)件M處獲得的，所以在與電動(dòng)機(jī)相關(guān)的失效的情況下，動(dòng)力系10能夠在純發(fā) 動(dòng)機(jī)模式下運(yùn)行。相對(duì)于構(gòu)造成對(duì)兩個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)供電的典型電池，電池36的尺寸可 以減小，其原因在于，發(fā)動(dòng)機(jī)12可用于在低充電狀態(tài)條件下起動(dòng)(因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)12在第二純 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式下直接與輸出構(gòu)件32連接)。由于純發(fā)動(dòng)機(jī)和電可變運(yùn)行模式的可得性， 動(dòng)力系10仍然以低成本設(shè)計(jì)而提供期望的電動(dòng)行駛路程和燃料經(jīng)濟(jì)性。所述電動(dòng)行駛路 程能夠比得上具有兩個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的其它現(xiàn)有動(dòng)力系，其原因在于，電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14 連接至恒星齒輪構(gòu)件22，以提供較大扭矩因此提供較大的行駛路程。因?yàn)榧儼l(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模 式與所述電可變運(yùn)行模式一樣高效，所以獲得的燃料經(jīng)濟(jì)性將保持為能夠比得上其它具有 兩個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的動(dòng)力系。第二實(shí)施例圖3示出用于車輛的混合動(dòng)力系110。動(dòng)力系110包括參照?qǐng)D1的動(dòng)力系10所述 和所示的相同零部件，但是除外的是，離合器C5能夠選擇性地接合以將第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電 機(jī)15(M/G Α)連接成與輸出構(gòu)件32 —起旋轉(zhuǎn)。動(dòng)力系110能夠以十一種不同模式運(yùn)行。用于所述十一個(gè)運(yùn)行模式的扭矩傳遞機(jī) 構(gòu)接合方案在圖4中示出。在一個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)純電動(dòng)運(yùn)行模式(在圖4中示出為EVl) 中，以動(dòng)力系110對(duì)車輛進(jìn)行起動(dòng)能夠由電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14供應(yīng)的動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了建立 所述一個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)純電動(dòng)運(yùn)行模式，制動(dòng)器Cl接合以在環(huán)形齒輪構(gòu)件M處提供反 作用扭矩，并且電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14被控制為以電動(dòng)機(jī)方式運(yùn)行，從而向恒星齒輪構(gòu)件22提 供扭矩，所述扭矩通過(guò)行星齒輪組20被提供給輸出構(gòu)件32，以對(duì)車輛進(jìn)行推進(jìn)。該單電動(dòng) 機(jī)/發(fā)電機(jī)、純電動(dòng)運(yùn)行模式可用于起動(dòng)車輛，以獲得更好的燃料經(jīng)濟(jì)性，其原因在于，在 車輛起動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦較高。所述單電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)、純電動(dòng)運(yùn)行模式還可用于在制動(dòng)和 減速期間獲取動(dòng)能從而將電能回饋至電池36，以回收已耗費(fèi)的能量。使用兩個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14、15的第二純電動(dòng)運(yùn)行模式在圖4中示出為EV2。為 了建立所述第二純電動(dòng)運(yùn)行模式，離合器C2接合以將電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)15連接成與環(huán)形齒 輪構(gòu)件M —起旋轉(zhuǎn)。從而電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14、15都能夠提供扭矩以使用可控制的電動(dòng)機(jī) 速度推進(jìn)車輛。所述第二純電動(dòng)運(yùn)行模式為車輛提供擴(kuò)展的電動(dòng)行駛路程。所述第二純電 動(dòng)運(yùn)行模式比擴(kuò)展行駛路程電動(dòng)車更高效，該擴(kuò)展行駛路程電動(dòng)車依賴發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)將動(dòng)力提 供給用作發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)且該電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)再對(duì)第二電動(dòng)機(jī)供電以驅(qū)動(dòng)車輛。 此種擴(kuò)展行駛路程車輛總是需要電-機(jī)路徑，而所述電-機(jī)路徑在從機(jī)械能向電能轉(zhuǎn)換中 會(huì)產(chǎn)生相關(guān)損失。
使用兩個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14、15的第三純電動(dòng)運(yùn)行模式在圖4中示出為EV3中。 為了建立所述第三純電動(dòng)運(yùn)行模式，離合器Cl和C5接合以將環(huán)形齒輪構(gòu)件M固連至固定 構(gòu)件35，以及將電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)15連接成與輸出構(gòu)件32 —起旋轉(zhuǎn)。從而輸出構(gòu)件32的速 度等于電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)15的速度。所述第三純電動(dòng)運(yùn)行模式是起動(dòng)車輛的理想模式，其原 因在于，通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)15的速度可容易地控制輸出構(gòu)件32的速度。因?yàn)殡妱?dòng) 機(jī)/發(fā)電機(jī)15能夠通過(guò)接合C5而選擇性地附接至輸出構(gòu)件32，所以扭矩可由電動(dòng)機(jī)/發(fā) 電機(jī)14、15提供，且電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14的扭矩被放大。使用兩個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14、15的第四純電動(dòng)運(yùn)行模式在圖4中示出為EV4中。 為了建立所述第四純電動(dòng)運(yùn)行模式，離合器C2和C5接合以將電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)15連接成與 環(huán)形齒輪構(gòu)件M和輸出構(gòu)件32 —起旋轉(zhuǎn)，因此使得行星齒輪組20的恒星齒輪構(gòu)件22、行 星架構(gòu)件26和環(huán)形齒輪構(gòu)件M以相同的速度旋轉(zhuǎn)，從而建立電直接驅(qū)動(dòng)模式——在該模 式中輸出構(gòu)件32以與電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)15相同的速度旋轉(zhuǎn)(即沒有通過(guò)行星齒輪組20進(jìn) 行的扭矩放大)。第四純電動(dòng)運(yùn)行模式EV4理想地適用于低速巡航。還提供了三個(gè)不同的電可變運(yùn)行模式，其中發(fā)動(dòng)機(jī)12和電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14、15中 的一個(gè)或兩個(gè)通過(guò)行星齒輪組20在輸出構(gòu)件32處提供動(dòng)力。為了建立第一電可變運(yùn)行模 式(在圖4中示出為EVT1)，離合器C3和C5接合。發(fā)動(dòng)機(jī)12在環(huán)形齒輪構(gòu)件M處提供扭 矩，同時(shí)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14在恒星齒輪構(gòu)件22處提供扭矩。電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)15提供扭矩 至或接收來(lái)自輸出構(gòu)件32的扭矩，從而第一電可變運(yùn)行模式是低速、輸入分流運(yùn)行模式。為了建立第二電可變運(yùn)行模式(在圖4中示出為EVT2)，離合器C2和C3接合。發(fā) 動(dòng)機(jī)12在環(huán)形齒輪構(gòu)件M處提供扭矩，同時(shí)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)15提供扭矩至環(huán)形齒輪構(gòu)件 24，以與發(fā)動(dòng)機(jī)12共同承擔(dān)負(fù)載。電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14提供扭矩至或接收來(lái)自恒星齒輪構(gòu) 件22的扭矩，以使得發(fā)動(dòng)機(jī)12在滿足車輛運(yùn)行條件的同時(shí)能夠維持最佳運(yùn)行速度。所述 第二電可變運(yùn)行模式是用于高速的理想輸出分流運(yùn)行模式。為了建立第三電可變運(yùn)行模式(在圖4中示出EVT3)，離合器C2和C4接合。發(fā)動(dòng) 機(jī)12在恒星齒輪構(gòu)件22處提供扭矩，同時(shí)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)15在環(huán)形齒輪構(gòu)件M處提供 扭矩以使得發(fā)動(dòng)機(jī)12能夠維持最佳運(yùn)行速度。電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14提供扭矩至恒星齒輪構(gòu) 件22或在恒星齒輪構(gòu)件22處接收扭矩，以與發(fā)動(dòng)機(jī)12共同承擔(dān)負(fù)載。所述第三電可變運(yùn) 行模式是用于高速的理想輸出分流模式，但是減速程度小于EVT2。還提供了三個(gè)不同的純發(fā)動(dòng)機(jī)、固定檔位運(yùn)行模式。第一純發(fā)動(dòng)機(jī)、固定檔位運(yùn)行 模式(在圖4中示出為“僅發(fā)動(dòng)機(jī)固定檔位1”)通過(guò)接合制動(dòng)器Cl和離合器C4而建立。 發(fā)動(dòng)機(jī)12在恒星齒輪構(gòu)件22處提供扭矩，而制動(dòng)器Cl在環(huán)形齒輪構(gòu)件M處提供反作用 扭矩。發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩通過(guò)行星齒輪組20而放大。當(dāng)需要相對(duì)較高的扭矩時(shí)，第一純發(fā)動(dòng)機(jī)模 式是適當(dāng)?shù)摹Ｔ诘谝患儼l(fā)動(dòng)機(jī)模式中電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14不需要保持靜止，并且在該模式期 間，如果電池充電狀態(tài)在預(yù)定的范圍之外，則可根據(jù)需要通過(guò)接合離合器C5，使發(fā)動(dòng)機(jī)12 用于通過(guò)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14對(duì)電池36進(jìn)行再充電。第二純發(fā)動(dòng)機(jī)、固定檔位運(yùn)行模式(在圖4中示出為“僅發(fā)動(dòng)機(jī)固定檔位2”)通過(guò) 接合離合器C2、C3和C4而建立。發(fā)動(dòng)機(jī)12在環(huán)形齒輪構(gòu)件M和恒星齒輪構(gòu)件22處提供 扭矩。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)12連接成與環(huán)形齒輪構(gòu)件M和恒星齒輪構(gòu)件22 —起旋轉(zhuǎn)，“僅發(fā)動(dòng)機(jī) 固定檔位2”是直接驅(qū)動(dòng)運(yùn)行模式(即從發(fā)動(dòng)機(jī)12至輸出構(gòu)件32沒有扭矩放大)。該運(yùn)行模式非常適用于以恒定的車輛速度巡航。在第二純發(fā)動(dòng)機(jī)模式中電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14、15不 需要保持靜止，并且在該模式期間，如果電池充電狀態(tài)在預(yù)定的范圍之外，則發(fā)動(dòng)機(jī)12能 夠根據(jù)需要用于通過(guò)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14和/或15對(duì)電池36進(jìn)行再充電。第三純發(fā)動(dòng)機(jī)、固定檔位運(yùn)行模式(在圖4中示出為“僅純發(fā)動(dòng)機(jī)固定檔位3”) 通過(guò)接合制動(dòng)器Cl、離合器C4和C5而建立。發(fā)動(dòng)機(jī)12在恒星齒輪構(gòu)件22處提供扭矩，同 時(shí)環(huán)形齒輪構(gòu)件M保持靜止，導(dǎo)致通過(guò)行星齒輪組20進(jìn)行高倍扭矩放大，其理想地用于加 速、車輛起動(dòng)或節(jié)氣門全開條件。在第三純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式中，電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14、15不需 要保持靜止，并且在該模式期間，如果電池充電狀態(tài)在預(yù)定的范圍之外，則發(fā)動(dòng)機(jī)12能夠 根據(jù)需要用于通過(guò)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14、15對(duì)電池36進(jìn)行再充電。通過(guò)接合離合器C3建立在圖4中示出為eTC模式的電扭矩轉(zhuǎn)換器運(yùn)行模式。發(fā) 動(dòng)機(jī)12在環(huán)形齒輪構(gòu)件M處提供扭矩，從而在輸出構(gòu)件32處導(dǎo)致通過(guò)行星齒輪組20的 扭矩放大。電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14在恒星齒輪構(gòu)件22處提供反作用扭矩，以使得發(fā)動(dòng)機(jī)12的 扭矩能夠通過(guò)行星齒輪組20放大。所述eTC模式可以是在指示電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)15失效的 被監(jiān)測(cè)車輛運(yùn)行條件的情況下、在控制器40的控制下建立的默認(rèn)模式。如動(dòng)力系10—樣，動(dòng)力系110與提供三個(gè)電可變運(yùn)行模式的其它混合動(dòng)力系結(jié)構(gòu) 相比降低了成本，其原因在于，動(dòng)力系110僅需要一個(gè)行星齒輪組20以及僅一個(gè)旋轉(zhuǎn)離合 器Cl。因此封裝更加簡(jiǎn)單。與帶有兩個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的混合動(dòng)力系相比整體重量也降 低。與僅具有單個(gè)行星齒輪組的其它混合動(dòng)力車輛相比，所述四個(gè)純電動(dòng)運(yùn)行模式提供良 好的電動(dòng)行駛路程能力。車輛能夠以多種不同的運(yùn)行模式(包括純電動(dòng)運(yùn)行模式EV3、兩個(gè) 純發(fā)動(dòng)機(jī)固定檔位運(yùn)行模式(陽(yáng)1和陽(yáng)幻以及電可變運(yùn)行模式EVT1)起動(dòng)。因?yàn)榉醋饔门ぞ乜稍诃h(huán)形齒輪構(gòu)件M處獲得，動(dòng)力系110能夠在與電動(dòng)機(jī)相關(guān)的 失效的情況下以純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式運(yùn)行。如果電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14失效，純發(fā)動(dòng)機(jī)固定檔位 1或純發(fā)動(dòng)機(jī)固定檔位3運(yùn)行模式中的任一個(gè)都能夠用于提供兩級(jí)扭矩放大中的任一個(gè)。 在電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)15失效的情況下，電扭矩轉(zhuǎn)換器eTC模式是可用的，行星齒輪組20允許 發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的扭矩放大，其原因在于，電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14在恒星齒輪構(gòu)件22處提供反作用 扭矩。兩個(gè)不同的直接驅(qū)動(dòng)模式是可用的，諸如用于車輛巡航期間，一個(gè)是純電動(dòng)運(yùn)行模式 (EV4)，另一個(gè)是純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式0 。純發(fā)動(dòng)機(jī)、固定檔位模式中的兩個(gè)(純發(fā)動(dòng)機(jī)固 定檔位2和純發(fā)動(dòng)機(jī)固定檔位幻能夠以兩個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14、15運(yùn)行的方式操作，從而 允許有電池充電或進(jìn)行平衡的機(jī)會(huì)。例如，如果電池SOC為滿(處于或高于90%)，則電池 36不能再接收任何更多的充電電流。在此種情況下，如果車輛110正在巡航，則純發(fā)動(dòng)機(jī)模 式比純電動(dòng)模式效率更高。然而，如果發(fā)動(dòng)機(jī)12正提供的動(dòng)力量足以滿足輸出要求以及對(duì) 電池36充電的要求，且仍然在高效率點(diǎn)處運(yùn)行，則可以使用電-機(jī)路徑，用發(fā)動(dòng)機(jī)12直接 驅(qū)動(dòng)車輪以及通過(guò)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)14驅(qū)動(dòng)車輪，而不使用電池36。在冷電池條件或熱電池 條件的情況下，電池36可能無(wú)法立即充電，則可以使用純發(fā)動(dòng)機(jī)模式。最后，兩個(gè)電可變運(yùn)行模式(EVT2和EVB)是負(fù)載共同承擔(dān)的模式，其中電動(dòng)機(jī)/ 發(fā)電機(jī)中的一個(gè)與發(fā)動(dòng)機(jī)12連接且能夠輔助發(fā)動(dòng)機(jī)12提供扭矩。相對(duì)于構(gòu)造成對(duì)兩個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)供電的典型電池，電池36的尺寸可以減小， 其原因在于，發(fā)動(dòng)機(jī)12可以用于在低充電狀態(tài)條件下起動(dòng)車輛(這是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)12在第 二純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式下直接與輸出構(gòu)件32連接)。由于純發(fā)動(dòng)機(jī)和電可變運(yùn)行模式的可得性，動(dòng)力系110以低成本設(shè)計(jì)而仍然提供期望的電動(dòng)行駛路程和燃料經(jīng)濟(jì)性。所述電動(dòng)行 駛路程能夠比得上具有兩個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的其它現(xiàn)有動(dòng)力系，其原因在于，電動(dòng)機(jī)/發(fā)電 機(jī)14連接至恒星齒輪構(gòu)件22，以提供較大扭矩因而提供較大的行駛路程。因?yàn)榧儼l(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn) 行模式與所述電可變運(yùn)行模式一樣高效，所以獲得的燃料經(jīng)濟(jì)性將保持為能夠比得上其它 具有兩個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的動(dòng)力系。 盡管已經(jīng)詳細(xì)說(shuō)明了實(shí)施本發(fā)明的最佳模式，但是熟悉本發(fā)明所涉及領(lǐng)域的技術(shù) 人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的、用于實(shí)施本發(fā)明的各種替代設(shè)計(jì)和實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于車輛的混合動(dòng)力系，包括 發(fā)動(dòng)機(jī)；輸入構(gòu)件、輸出構(gòu)件和固定構(gòu)件；單個(gè)行星齒輪組，其具有第一、第二和第三構(gòu)件，其中所述輸入構(gòu)件連接成與所述發(fā)動(dòng) 機(jī)一起旋轉(zhuǎn)；其中所述輸出構(gòu)件連接成與所述第二構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)； 第一和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)； 第一、第二、第三、第四和第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)；其中所述第一扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合以將所述第一構(gòu)件固連至所述固定構(gòu) 件，其中所述第二扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合以將所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)連接成與 所述第一構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)，其中所述第三扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合以將所述輸入構(gòu)件 連接成與所述第一構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)，其中所述第四扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合以將所述 輸入構(gòu)件連接成與所述第三構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)，其中所述第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合 以將所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)中的一個(gè)連接成與所述第三構(gòu)件和所述輸出構(gòu)件中的一個(gè)一起 旋轉(zhuǎn)；并且其中所述扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠以不同的組合進(jìn)行接合，從而建立至少兩個(gè)純電動(dòng) 運(yùn)行模式、至少兩個(gè)純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式以及至少三個(gè)電可變運(yùn)行模式。
2.如權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力系，其中所述第一和第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合且所述第 一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)以電動(dòng)機(jī)方式運(yùn)行以建立所述至少兩個(gè)純電動(dòng)運(yùn)行模式中的一個(gè)；并且其中所述第二和第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合且所述第一和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)以電動(dòng)機(jī) 方式運(yùn)行以建立所述至少兩個(gè)純電動(dòng)運(yùn)行模式中的另一個(gè)。
3.如權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力系，其中所述至少兩個(gè)純電動(dòng)運(yùn)行模式包括第一純電動(dòng)運(yùn)行模式，在該模式中所述第一扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合且所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā) 電機(jī)以電動(dòng)機(jī)方式運(yùn)行，第二純電動(dòng)運(yùn)行模式，在該模式中所述第二扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合且兩個(gè)所述電動(dòng)機(jī)/發(fā) 電機(jī)都以電動(dòng)機(jī)方式運(yùn)行，第三純電動(dòng)運(yùn)行模式，在該模式中所述第一和第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合且兩個(gè)所述電動(dòng) 機(jī)/發(fā)電機(jī)都以電動(dòng)機(jī)方式運(yùn)行，以及第四純電動(dòng)運(yùn)行模式，在該模式中所述第二和第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合且所述第一和第 二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)以電動(dòng)機(jī)方式運(yùn)行。
4.如權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力系，其中所述第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合以 將所述第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)連接成與所述第三構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)，其中所述第二、第三和第五 扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合以建立所述電可變運(yùn)行模式中的第一電可變運(yùn)行模式，在所述第一電可 變運(yùn)行模式中所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)中的一個(gè)或兩個(gè)和所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)所述行星齒輪組在 所述輸出構(gòu)件處提供扭矩；其中所述第二、第四和第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合以建立所述至少三個(gè)電可變運(yùn)行模式中 的第二電可變運(yùn)行模式，在所述第二電可變運(yùn)行模式中所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)中的一個(gè)或兩 個(gè)和所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)所述行星齒輪組在所述輸出構(gòu)件處提供扭矩；其中所述第三和第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合以建立所述至少三個(gè)電可變運(yùn)行模式中的第 三電可變運(yùn)行模式，在所述第三電可變運(yùn)行模式中所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)中的一個(gè)或兩個(gè)和 所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)所述行星齒輪組在所述輸出構(gòu)件處提供扭矩；并且其中所述第二和第四扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合以建立所述至少三個(gè)電可變運(yùn)行模式中的第 四電可變運(yùn)行模式，在所述第四電可變運(yùn)行模式中所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)中的一個(gè)或兩個(gè)和 所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)所述行星齒輪組在所述輸出構(gòu)件處提供扭矩。
5.如權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力系，其中所述第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)連接成與所述第三 構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)，且所述第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合以將所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī) 連接成與所述輸出構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)；其中所述第三和第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合以建立所述至少 三個(gè)電可變運(yùn)行模式中的第一電可變運(yùn)行模式，在所述第一電可變運(yùn)行模式中所述電動(dòng)機(jī) /發(fā)電機(jī)中的一個(gè)或兩個(gè)和所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)所述行星齒輪組在所述輸出構(gòu)件處提供扭矩；其中所述第二和第三扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合以建立所述至少三個(gè)電可變運(yùn)行模式中的第 二電可變運(yùn)行模式，在所述第二電可變運(yùn)行模式中所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)中的一個(gè)或兩個(gè)和 所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)所述行星齒輪組在所述輸出構(gòu)件處提供扭矩；并且其中所述第二和第四扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合以建立所述至少三個(gè)電可變運(yùn)行模式中的第 三電可變運(yùn)行模式，在所述第三電可變運(yùn)行模式中所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)中的一個(gè)或兩個(gè)和 所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)所述行星齒輪組在所述輸出構(gòu)件處提供扭矩。
6.如權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力系，其中在所述至少兩個(gè)純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式中的第一 純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式中，所述第一和第四扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合，且所述發(fā)動(dòng)機(jī)被供能，以通過(guò)所 述行星齒輪組在所述輸出構(gòu)件處提供扭矩；并且其中在所述至少兩個(gè)純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式中的第二純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式中，所述第三和第 四扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合，且所述發(fā)動(dòng)機(jī)被供能，以通過(guò)所述行星齒輪組在所述輸出構(gòu)件處提 供扭矩。
7.如權(quán)利要求6所述的混合動(dòng)力系，進(jìn)一步包括能量存儲(chǔ)裝置，其以可運(yùn)轉(zhuǎn)的方式連接至所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，用于向所述電動(dòng)機(jī)/發(fā) 電機(jī)提供所存儲(chǔ)的能量；以及一個(gè)或多個(gè)控制器，其能夠監(jiān)測(cè)所述能量存儲(chǔ)裝置和所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的運(yùn)行條 件，并且能夠響應(yīng)于監(jiān)測(cè)到的、指示所存儲(chǔ)的能量低于預(yù)定水平或者所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī) 中的至少一個(gè)失效的運(yùn)行條件而建立所述純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式中的一個(gè)。
8.如權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力系，其中在所述至少兩個(gè)純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式中的第一 純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式中，所述第一和第四扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合，且發(fā)動(dòng)機(jī)被供能，以通過(guò)所述行 星齒輪組在所述輸出構(gòu)件處提供扭矩；其中在所述至少兩個(gè)純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式中的第二純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式中，所述第二、第 三和第四扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合，且所述發(fā)動(dòng)機(jī)被供能，以通過(guò)所述行星齒輪組在所述輸出構(gòu) 件處提供扭矩；其中在所述至少兩個(gè)純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式中的第三純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式中，所述第一、第 四和第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合，且所述發(fā)動(dòng)機(jī)被供能，以通過(guò)所述行星齒輪組在所述輸出構(gòu) 件處提供扭矩；并且其中所述第三扭矩傳遞機(jī)構(gòu)接合，且所述發(fā)動(dòng)機(jī)被供能，以建立電扭矩轉(zhuǎn)換器運(yùn)行模 式，在所述電扭矩轉(zhuǎn)換器運(yùn)行模式中，來(lái)自所述發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩通過(guò)所述行星齒輪組放大，且 所述第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)在所述恒星齒輪構(gòu)件處提供扭矩。
9.一種用于車輛的混合動(dòng)力系，包括發(fā)動(dòng)機(jī)；輸入構(gòu)件、輸出構(gòu)件和固定構(gòu)件；單個(gè)行星齒輪組，其具有環(huán)形齒輪構(gòu)件、恒星齒輪構(gòu)件和行星架構(gòu)件，其中所述輸入構(gòu) 件連接成與所述發(fā)動(dòng)機(jī)一起旋轉(zhuǎn)；其中所述輸出構(gòu)件連接成與所述行星架構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)； 第一和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)； 第一、第二、第三、第四和第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)；其中所述第一扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合以將所述第一構(gòu)件固連至所述固定構(gòu) 件，其中所述第二扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合以將所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)連接成與 所述第一構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)，其中所述第三扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合以將所述輸入構(gòu)件 連接成與所述第一構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)，其中所述第四扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合以將所述 輸入構(gòu)件連接成與所述第三構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)，其中所述第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合 以將所述第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)連接成與所述第三構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)；并且其中所述扭矩傳遞機(jī) 構(gòu)能夠以不同的組合進(jìn)行接合，從而建立兩個(gè)純電動(dòng)運(yùn)行模式、兩個(gè)純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式以 及四個(gè)電可變運(yùn)行模式。
10. 一種用于車輛的混合動(dòng)力系，包括 發(fā)動(dòng)機(jī)；輸入構(gòu)件、輸出構(gòu)件和固定構(gòu)件；單個(gè)行星齒輪組，其具有環(huán)形齒輪構(gòu)件、恒星齒輪構(gòu)件和行星架構(gòu)件，其中所述輸入構(gòu) 件連接成與所述發(fā)動(dòng)機(jī)一起旋轉(zhuǎn)；其中所述輸出構(gòu)件連接成與所述行星架構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)； 其中所述第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)構(gòu)件連接成與所述第三構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)； 第一和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)； 第一、第二、第三、第四和第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)；其中所述第一扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合以將所述第一構(gòu)件固連至所述固定構(gòu) 件，其中所述第二扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合以將所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)連接成與 所述第一構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)，其中所述第三扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合以將所述輸入構(gòu)件 連接成與所述第一構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)，其中所述第四扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合以將所述 輸入構(gòu)件連接成與所述第三構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)，其中所述第五扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠選擇性地接合 以將所述第一電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)連接成與所述輸出構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)；其中所述扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能 夠以不同的組合進(jìn)行接合，以建立四個(gè)純電動(dòng)運(yùn)行模式、三個(gè)純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式、三個(gè)電可 變運(yùn)行模式以及電扭矩轉(zhuǎn)換器運(yùn)行模式，在所述運(yùn)行模式中發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩通過(guò)所述行星齒輪 組放大。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有至少三個(gè)電可變運(yùn)行模式的單行星齒輪混合動(dòng)力系，具體提供一種混合動(dòng)力系，該混合動(dòng)力系具有發(fā)動(dòng)機(jī)；輸入構(gòu)件、輸出構(gòu)件和固定構(gòu)件；并且包括具有第一、第二、和第三構(gòu)件的單個(gè)行星齒輪組。所述輸入構(gòu)件連接成與所述發(fā)動(dòng)機(jī)一起旋轉(zhuǎn)。所述輸出構(gòu)件連接成與所述第二構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)。還提供了第一和第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)以及僅包括一個(gè)制動(dòng)器的五個(gè)扭矩傳遞機(jī)構(gòu)。所述扭矩傳遞機(jī)構(gòu)能夠以不同的組合進(jìn)行接合，以建立至少兩個(gè)純電動(dòng)運(yùn)行模式、至少兩個(gè)純發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式以及至少三個(gè)電可變運(yùn)行模式。在一個(gè)實(shí)施例中，還提供了電扭矩轉(zhuǎn)換器運(yùn)行模式，并且該模式可以是電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)失效情況下的默認(rèn)模式。
文檔編號(hào)B60K6/36GK102059935SQ201010544089
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月11日
發(fā)明者A·K·阿格拉瓦爾, A·蒂瓦里, D·克薩文, R·吉維 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司