混合動力車輛及其控制方法
【專利摘要】一種混合動力車輛，其具有動力傳動系，所述動力傳動系包括具有行星齒輪組的變速器，所述行星齒輪組具有第一、第二和第三構(gòu)件。發(fā)動機(jī)被連接為與第一構(gòu)件一致旋轉(zhuǎn)。第一最終驅(qū)動器可操作地與齒輪架構(gòu)件連接并與第一軸連接。第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)被連接為與第三構(gòu)件一致旋轉(zhuǎn)。第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)操作地連接為與其中一個(gè)軸成比例地旋轉(zhuǎn)。第一離合器選擇性地可接合，以連接構(gòu)件中的任意兩個(gè)，用于使其彼此一致旋轉(zhuǎn)。當(dāng)恒星齒輪構(gòu)件靜止時(shí)，行星齒輪組提供第二構(gòu)件的速度與發(fā)動機(jī)速度的減速傳動比。
【專利說明】混合動力車輛及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本教導(dǎo)涉及具有混合動力變速器的車輛以及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]車輛可以配備有一個(gè)或多個(gè)前輪、和一個(gè)或多個(gè)后輪。車輛可配備有發(fā)動機(jī)，其產(chǎn)生軸功率以驅(qū)動車輛。車輛可配備有變速器，用于將來自發(fā)動機(jī)輸出的、處于相對低的扭矩和高的速度的軸功率轉(zhuǎn)換為相對高的扭矩和低的速度，以驅(qū)動一個(gè)或多個(gè)車輪。車輛可配備有軸，用于將來自變速器的軸功率傳遞到一個(gè)或多個(gè)車輪。使用發(fā)動機(jī)、變速器和軸僅驅(qū)動前輪或僅驅(qū)動后輪可能是有利的，特別是考慮到機(jī)械簡單性時(shí)。驅(qū)動全部車輪可能是有利的，特別是考慮到在多種周圍環(huán)境條件中的操作時(shí)。
[0003]在基本沒有風(fēng)的情況下推進(jìn)輪式車輛以穩(wěn)定速度行進(jìn)跨過一水平表面的力可以在數(shù)學(xué)上使用與車輛速度有關(guān)的三項(xiàng)表示，其通常稱為HKFl和F2。所述力可以大約為H)項(xiàng)、Fl項(xiàng)乘以車輛速度、和F2項(xiàng)乘以車輛速度的平方的和。H)項(xiàng)與干摩擦有關(guān)，F(xiàn)l項(xiàng)與粘性摩擦有關(guān)，F(xiàn)2項(xiàng)與空氣動力阻力有關(guān)。這些項(xiàng)理論上全部大于零，且在實(shí)驗(yàn)地發(fā)現(xiàn)時(shí)基于測量值總體地計(jì)算為大于零。由此，在沒有風(fēng)的情況下以穩(wěn)定速度在水平平面上推進(jìn)車輛的力大約是速度的拋物線函數(shù)。通過一個(gè)或多個(gè)車輛輪的牽引而驅(qū)動車輛所需要的旋轉(zhuǎn)扭矩因此近似車輛輪的旋轉(zhuǎn)速度的拋物線函數(shù)。
[0004]產(chǎn)生軸功率的發(fā)動機(jī)可能能夠在以一速率燃燒燃料時(shí)輸出跨一定范圍的旋轉(zhuǎn)輸出速度和跨一定范圍的輸出扭矩，所述速率是速度和扭矩的可預(yù)知函數(shù)。例如，當(dāng)前的內(nèi)燃往復(fù)-活塞式或旋轉(zhuǎn)-活塞式發(fā)動機(jī)可能能夠以可接受的平滑度運(yùn)轉(zhuǎn)并在怠速之上產(chǎn)生一定量的軸扭矩輸出，且可能能夠在沒有損害且產(chǎn)生一定量的軸扭矩輸出的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)直到最大發(fā)動機(jī)速度。來自示例發(fā)動機(jī)的軸扭矩輸出的量可從其發(fā)動機(jī)油門完全敞開時(shí)的最大值變動至其發(fā)動機(jī)油門在特定速度下關(guān)閉時(shí)的零。最大軸扭矩，通常稱為“扭矩曲線”，在一定速度范圍內(nèi)可以在大小方面類似，即相對“平坦”，所述速度范圍是從怠速速度到最大發(fā)動機(jī)速度的總速度范圍的一部分。
[0005]對于給定量的被消耗燃料所產(chǎn)生的軸功的量，即發(fā)動機(jī)將燃料的潛能轉(zhuǎn)換為軸功的效率，隨著操作扭矩和速度而改變。如果對于所有操作條件，燃料和空氣的比例保持基本不變，例如平衡，則使用火花點(diǎn)火且遵循包括Otto或Atkinson的四沖程循環(huán)的發(fā)動機(jī)的效率通常在油門完全敞開的情況下(即處于最大扭矩時(shí))最大，且在零輸出扭矩下降低到零效率。添加有額外燃料的混合物通常允許操作為使得輸出扭矩超過在平衡或稀薄混合物的情況下可獲得的最大值，但是通過額外燃料的使用，發(fā)動機(jī)的效率被降低。對于燃料效率和清潔排放至關(guān)重要的車輛，通常發(fā)動機(jī)將被控制為在基本平衡或略微稀薄的混合物的情況下操作，用于所有扭矩水平和所有速度，除了允許發(fā)動機(jī)產(chǎn)生其最大功率的高扭矩和高速度的組合以及接近該組合的速度和扭矩。
[0006]火花點(diǎn)火的發(fā)動機(jī)可操作為以替代油門的可替代的方式控制或改變扭矩，這可能當(dāng)扭矩被降低而低于其最大值時(shí)降低發(fā)動機(jī)效率，盡管是以較小的幅度。例如，發(fā)動機(jī)可能具有配備有進(jìn)氣閥的汽缸，且這些閥的打開和閉合的正時(shí)或持續(xù)時(shí)間或這些閥的打開的距離(通常稱為“提升(lift)”)可被改變，以控制進(jìn)入每個(gè)汽缸的空氣或空氣和燃料混合物的量。改變進(jìn)氣閥的正時(shí)從而它們保持打開并允許一些空氣或空氣燃料混合物在進(jìn)氣沖程(即較晚的進(jìn)氣閥關(guān)閉合)之后從每個(gè)汽缸逸出，，可以導(dǎo)致更小的效率損失，因?yàn)樵谶M(jìn)氣沖程期間不要求活塞通過一定約束抽吸空氣或空氣-燃料。然而，通常，將進(jìn)入汽缸的空氣的量減少至低于特定水平將減少氣體的凈膨脹，并由此顯著降低發(fā)動機(jī)效率。
[0007]壓燃發(fā)動機(jī)通常簡單地通過改變被引入到其汽缸或其他工作腔室的燃料量而被控制。壓縮比足夠高，且燃料性質(zhì)使得，當(dāng)在大部分壓縮沖程之后燃料被引入到汽缸內(nèi)時(shí)，燃料的燃燒發(fā)生在單個(gè)燃料液滴周圍。在整個(gè)腔室內(nèi)維持燃料和空氣的有利混合以令火焰從燃燒的火花源跨過腔室是不必要的。因此，不需要通過油門或其他方式限制空氣進(jìn)入發(fā)動機(jī)，膨脹比被保持，且在任何給定速度下跨扭矩值的寬范圍效率相對平坦。為了改變或控制壓燃式發(fā)動機(jī)的扭矩輸出，被引入汽缸的燃料的量可在零和預(yù)定最大燃料量之間改變，所述最大燃料量可被燃燒，而在排氣中不存在可見的或者過量的煙或其他未燃燒燃料。
[0008]變速器通常設(shè)置在輪式車輛中，作為從發(fā)動機(jī)到輪的操作性連接的一部分。當(dāng)前車輛通常具有變速器，有時(shí)稱為“驅(qū)動橋(transaxle ) ”，其包括一個(gè)或多個(gè)用于在從發(fā)動機(jī)到輪的多種速度和扭矩比中進(jìn)行選擇的裝置、具有固定的速度和扭矩比的最終傳動齒輪機(jī)構(gòu)、和通過軸的兩個(gè)半部連接到左和右車輪的軸差速器。這樣的變速器包括在車輛中，以將來自發(fā)動機(jī)輸出軸的速度和扭矩輸出轉(zhuǎn)換為更小的速度和更大的扭矩(其更適用于轉(zhuǎn)動軸和輪)，以由此驅(qū)動車輛。變速器通常提供四種和八種之間的不同的可選比例，不考慮變速器部件的摩擦或慣性時(shí)每一個(gè)比例既是發(fā)動機(jī)速度和至最終驅(qū)動器的輸入速度的比例，又是最終驅(qū)動器的輸入扭矩和發(fā)動機(jī)扭矩的比例。速度和扭矩的不同的可選比例被包括，以允許車輛跨寬的速度范圍加速，和以所述范圍內(nèi)的高于某最小巡航速度的任何速度巡航，所述最小巡航速度通常是最大巡航速度的三分之一或更小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]混合動力車輛具有第一軸、第二軸、包括發(fā)動機(jī)和變速器的動力傳動系、第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)、和第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)。第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)通過功率逆變器電連接到第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)，所述功率逆變器還連接到能量存儲裝置。
[0010]變速器包括具有第一、第二和第三構(gòu)件的行星齒輪組，其包括(以任意順序)恒星齒輪構(gòu)件、環(huán)齒輪構(gòu)件和齒輪架構(gòu)件，所述齒輪架構(gòu)件支撐多個(gè)小齒輪，所述小齒輪與恒星齒輪構(gòu)件和環(huán)齒輪構(gòu)件嚙合。發(fā)動機(jī)被連接為與行星齒輪組的第一構(gòu)件一致旋轉(zhuǎn)。變速器還具有第一最終驅(qū)動器，該第一最終驅(qū)動器具有第一構(gòu)件和第二構(gòu)件，所述第一構(gòu)件可操作地連接以與行星齒輪組的第二構(gòu)件同步旋轉(zhuǎn)，所述第二構(gòu)件被連接為與第一軸一致旋轉(zhuǎn)。第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)被連接為與行星齒輪組的第三構(gòu)件一致旋轉(zhuǎn)。第一離合器選擇性地可接合以連接恒星齒輪構(gòu)件、齒輪架構(gòu)件和環(huán)齒輪構(gòu)件中的任意兩個(gè)，用于彼此一致旋轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)谝浑妱訖C(jī)-發(fā)電機(jī)不在旋轉(zhuǎn)且由此第三構(gòu)件不在旋轉(zhuǎn)時(shí)，行星齒輪組提供行星齒輪組的第二構(gòu)件的速度與發(fā)動機(jī)速度的減速傳動(underdrive)比。第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)可連接用于與其中一個(gè)軸成比例地旋轉(zhuǎn)。
[0011]混合動力車輛具有第一軸的扭矩與發(fā)動機(jī)的扭矩的第一比例，此時(shí)第一離合器不被接合，第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)被供能以在行星齒輪組的第三構(gòu)件上施加扭矩，且第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)空轉(zhuǎn)。
[0012]當(dāng)?shù)谝浑x合器接合時(shí)，混合動力車輛具有第一軸的扭矩與發(fā)動機(jī)扭矩的第二比例，其低于第一比例。由此混合動力車輛在第一離合器不被接合時(shí)在功率-分流操作模式(即輸入-分流操作模式)中操作，且在第一離合器被接合時(shí)在混合動力平行操作模式中操作。
[0013]在混合動力車輛如上所述地配置的情況下，接合第一離合器由此允許以等于第二扭矩比的速度比巡航，其超出第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)將停止旋轉(zhuǎn)(即機(jī)械點(diǎn))的發(fā)動機(jī)速度與車輪速度的速度比。在第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)不要求電池功率且不要求來自第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)的功率(其將阻止第二軸的旋轉(zhuǎn)，由此為“通過道路功率”)的情況下，實(shí)現(xiàn)以通過第一離合器的接合而建立的該速度比巡航。以通過第一離合器的接合而建立的該速度比巡航，這導(dǎo)致比多個(gè)單個(gè)模式輸入-分流混合動力(其在巡航時(shí)要求來自電動機(jī)-發(fā)電機(jī)的循環(huán)電功率)更低的電損失。當(dāng)在第一離合器接合的情況下巡航時(shí)，令車輛加速將以和車輛速度的增加的直接的比例增大發(fā)動機(jī)速度，為車輛駕駛員提供關(guān)聯(lián)的感受，所述感受是其中發(fā)動機(jī)速度不與駕駛員輸入所要求的加速度相關(guān)的動力傳動系所不能實(shí)現(xiàn)的。
[0014]在一個(gè)實(shí)施例中，在第二扭矩比下，發(fā)動機(jī)操作為沒有油門調(diào)節(jié)、來自發(fā)動機(jī)的扭矩不超出以穩(wěn)定速度推進(jìn)車輛所必須的扭矩、且第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)空轉(zhuǎn)。其中第一離合器不被接合的第一扭矩比是第一軸扭矩與發(fā)動機(jī)扭矩的比，其大于離合器被接合的第二扭矩比。由此，其中離合器被接合的混合動力平行操作模式對于穩(wěn)態(tài)操作是有效的，且其中離合器不被接合的輸入-分流操作模式對于車輛的加速是適合的。
[0015]在一些實(shí)施例中，動力傳動系還包括電驅(qū)動模塊，該電驅(qū)動模塊包括第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)。電驅(qū)動模塊還包括具有第一構(gòu)件和第二構(gòu)件的第二最終驅(qū)動器，所述第一構(gòu)件操作地連接用于與第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)一致旋轉(zhuǎn)，所述第二構(gòu)件由第一構(gòu)件驅(qū)動且被連接為與第二軸一致旋轉(zhuǎn)。
[0016]如果第二離合器被設(shè)置為選擇性地可接合以連接行星齒輪組的第二構(gòu)件用于與第一最終驅(qū)動器的第一構(gòu)件一致旋轉(zhuǎn)，即，如果第一最終驅(qū)動器選擇性地可從行星齒輪組斷開，則當(dāng)?shù)诙x合器不被接合時(shí)可實(shí)現(xiàn)混合動力順序操作模式。另外，第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)可被用來在第二離合器不被接合時(shí)起動發(fā)動機(jī)。還可以實(shí)現(xiàn)純電動操作模式?？刂破鞑僮鞯剡B接到電動機(jī)-發(fā)電機(jī)和離合器，并執(zhí)行被存儲的算法，以建立動力傳動系的各種操作模式。
[0017]本發(fā)明的上述特征和優(yōu)勢及其他特征和優(yōu)勢將從用于實(shí)施本發(fā)明的最佳模式的以下詳細(xì)描述連同附圖時(shí)顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是具有混合動力電動動力傳動系的車輛的示意圖,所述動力傳動系連接到第一軸和第二軸，包括發(fā)動機(jī)、變速器和后驅(qū)動模塊。
[0019]圖2是圖1的混合動力電動動力傳動系的桿式圖形式的示意圖。
[0020]圖3是圖1的第一軸和變速器、發(fā)動機(jī)的替代實(shí)施例的桿式圖形式的示意圖。
[0021]圖4是具有替代的混合動力電動動力傳動系的車輛的替代實(shí)施例的桿式圖形式的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]參考附圖，其中在若干幅視圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件，圖1示意性地示出了混合電動車輛10，其具有第一軸12和第二軸16，所述第一軸連接到第一對車輪14，所述第二軸在車輛10上與第一軸縱向地間隔，且連接到第二對車輪18。第一軸12和第二軸16在這里還稱為驅(qū)動軸。盡管在所示實(shí)施例中每個(gè)軸12、16分別被連接到一對車輪14、18用于一致旋轉(zhuǎn)，但在其他實(shí)施例中，軸12、16中的任一個(gè)可配置為驅(qū)動僅一個(gè)輪，比如如果車輛10配置為具有車輪電動機(jī)，或車輛10是三輪車。在一個(gè)實(shí)施例中，車輪14是前輪，車輪18是后輪。在圖1中，車輪14、18顯示為具有附接的輪胎19。每個(gè)軸12、16具有兩個(gè)分開的軸部分，其經(jīng)由相應(yīng)的差速器15、17連接。差速器使得，每個(gè)軸12、16的速度是其兩個(gè)分開的軸部分的速度的平均值，且每個(gè)軸12、16的扭矩是其兩個(gè)分開的軸部分的扭矩的和，如本領(lǐng)域人員容易理解的。每個(gè)車輪14、18具有摩擦制動機(jī)構(gòu)20，如所示為盤式制動器。第一軸12可連接到混合動力電動變速器22，第二軸16可連接到電驅(qū)動模塊24。混合動力電動變速器22、發(fā)動機(jī)26、能量存儲裝置70、控制器64和電驅(qū)動模塊24共同建立混合動力傳動系27，所述混合動力傳動系配置為提供各種操作模式用于推進(jìn)車輛10，而不在第二軸16上產(chǎn)生拖拽扭矩。
[0023]混合動力電動變速器22連接到發(fā)動機(jī)26，所述發(fā)動機(jī)具有輸出軸28和發(fā)動機(jī)減震器30。變速器22包括輸入軸32、為非復(fù)合的行星齒輪組40的差速齒輪組、為齒輪組的第一最終驅(qū)動器50、和軸差速器15。行星齒輪組40包括中心恒星齒輪構(gòu)件42、旋轉(zhuǎn)地支撐多個(gè)小齒輪47的齒輪架構(gòu)件46、和環(huán)齒輪構(gòu)件44。在所示實(shí)施例中，環(huán)齒輪構(gòu)件44是第一構(gòu)件，齒輪架構(gòu)件46是第二構(gòu)件，恒星齒輪構(gòu)件42是行星齒輪組40的第三構(gòu)件。在所示實(shí)施例中，每個(gè)小齒輪47與環(huán)齒輪構(gòu)件44和恒星齒輪構(gòu)件42 二者嚙合。然而，在其他實(shí)施例中，可以使用雙-小齒輪的行星齒輪組，其中第一組小齒輪與環(huán)齒輪構(gòu)件44嚙合,第二組小齒輪與第一組小齒輪和恒星齒輪構(gòu)件42嚙合。單獨(dú)一組小齒輪47或是兩組小齒輪在這里都稱為多個(gè)小齒輪。第一最終驅(qū)動器50包括第一齒輪52、和與第一齒輪52哨合的第二齒輪54。第二齒輪54被連接為與差速器15的部件一致旋轉(zhuǎn)，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的。最終驅(qū)動器50可以替代地是鏈條，其與旋轉(zhuǎn)的鏈輪接合，或是替代嚙合齒輪的機(jī)械元件的組合。
[0024]變速器22包括第一電機(jī)60,在這里稱為電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60,但在一些實(shí)施例中，其可配置為僅作為發(fā)電機(jī)操作，即，不配置為作為電動機(jī)操作。在其他實(shí)施例中，第一電機(jī)60在不同的操作模式中作為電動機(jī)或作為發(fā)電機(jī)操作。電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60具有電纜62,所述電纜將電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60電連接到電子控制器64。第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60包括可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子和固定的定子，布置為在定子和轉(zhuǎn)子之間具有空氣間隙，如已知的。然而，附圖中為了清晰起見，第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60被表示為簡單的圖框。電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60的定子經(jīng)由軸61連接，以與恒星齒輪構(gòu)件42同步旋轉(zhuǎn)?？刂破?4還包括一體的整流器，以將第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60提供的交流電流轉(zhuǎn)換為可被存儲在能量存儲裝置70 (比如推進(jìn)電池,通過電纜62連接到控制器64)中的直流電流。在電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60作為電動機(jī)操作的實(shí)施例中，控制器64還包括一體的功率逆變器，用于將來自能量存儲裝置70的直流電流轉(zhuǎn)換為交流電流，用于操作第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60。整流器或功率逆變器可替代地是與控制器64分開的部件。
[0025]變速器22包括第一旋轉(zhuǎn)離合器67，其選擇性地可通過控制器64接合，以連接恒星齒輪構(gòu)件42使其與齒輪架構(gòu)件46同步旋轉(zhuǎn),從而行星齒輪組40的全部構(gòu)件同步旋轉(zhuǎn)。離合器67還被稱為鎖止離合器。變速器22進(jìn)一步包括第二旋轉(zhuǎn)離合器68，其選擇性地可由控制器64接合，以聯(lián)接齒輪架構(gòu)件46使其與第一最終驅(qū)動器50的第一齒輪52 —致旋轉(zhuǎn)。如這里所使用的，當(dāng)機(jī)械連接要求部件以相同的速度旋轉(zhuǎn)、包括零速度旋轉(zhuǎn)(即當(dāng)部件被保持靜止)時(shí)，兩個(gè)部件被連接為“共同旋轉(zhuǎn)”、“一致旋轉(zhuǎn)”和“同步旋轉(zhuǎn)”。離合器68與輸入軸32同中心，但不被連接為與輸入軸32共同旋轉(zhuǎn)。即離合器68作為套筒圍繞輸入軸32。
[0026]電驅(qū)動模塊24包括第二最終驅(qū)動器72，該第二最終驅(qū)動器是具有第一齒輪74和與第一齒輪74哨合的第二齒輪76的齒輪組。第二齒輪76與軸差速器17的一部分共同旋轉(zhuǎn)，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的。最終驅(qū)動器72，替代一對嚙合齒輪，可以是與旋轉(zhuǎn)鏈輪接合的鏈，或行星齒輪組，或機(jī)械元件的組合。
[0027]電驅(qū)動模塊24還包括第二電機(jī)80，在這里稱為第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)80，其可作為電動機(jī)操作以推進(jìn)混合動力車輛10，或作為發(fā)電機(jī)以輔助其推進(jìn)或提供制動或輔助制動。第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)80具有電纜62，所述電纜將其電連接到控制器64。第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)80包括可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子和固定的定子，布置為在定子和轉(zhuǎn)子之間具有空氣間隙，如已知的。然而，附圖中為了清晰起見，第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)80被表示為簡單的圖框?？刂破?4還包括一體的功率逆變器，以將來自能量存儲裝置70的直流電流轉(zhuǎn)換為交流電流，用于操作第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)80，并將來自電動機(jī)-發(fā)電機(jī)80的交流電流轉(zhuǎn)換為可存儲在能量存儲裝置70中的直流電流。
[0028]第二軸16，類似于第一軸12，實(shí)際上由兩個(gè)軸組成，通常稱為半部軸，該半部軸被連接到相應(yīng)的軸差速器15、17內(nèi)的齒輪，例如錐齒輪，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的。當(dāng)沿直線行駛時(shí)，在沒有車輪打滑的情況下，軸差速器15和軸12的兩個(gè)半部全部像其為一體的單元一樣旋轉(zhuǎn)，與軸差速器17和軸16的兩個(gè)半部一樣。這些旋轉(zhuǎn)部分的共同速度被稱為軸速度。在繞曲線行進(jìn)或車輪打滑時(shí)，軸12的兩個(gè)半部可能以彼此不同的速度旋轉(zhuǎn)。差速器15的連接用于與最終驅(qū)動器50的第二齒輪54共同旋轉(zhuǎn)的部分以軸12的兩個(gè)半部的平均速度旋轉(zhuǎn)，其稱為軸速度。類似地，如果軸16的兩個(gè)半部以不同的速度旋轉(zhuǎn)，則兩個(gè)速度的平均值稱為軸16的速度。由此，盡管差速器15或17允許軸部分12或16在特定操作條件下以不同速度旋轉(zhuǎn)，每個(gè)軸部分維持被連接為與安裝于其上的相應(yīng)車輪14或18—致旋轉(zhuǎn)。因此，如這里所使用的，軸12被認(rèn)為是連接用于與車輪14 一致旋轉(zhuǎn)，且軸16被連接為與車輪18 —致旋轉(zhuǎn)。
[0029]應(yīng)意識到，盡管單個(gè)控制器64被示出且被描述為操作地連接到電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60,80 二者、發(fā)動機(jī)26和離合器67、68，但是多個(gè)不同的控制器(全部配置為彼此通信)可專用于這些部件中的一個(gè)或多個(gè)。在一些實(shí)施例中，控制器64可包括一體的功率逆變器，來以對應(yīng)于每個(gè)電動機(jī)-發(fā)電機(jī)操作速度的頻率為每個(gè)電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60、80供應(yīng)交流電流，如已知的?？刂破?4可被用來從第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60接收電功率,和將電功率傳遞到第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)80。
[0030]變速器22中的行星齒輪組40被作為差速器齒輪組使用。即，三個(gè)同軸旋轉(zhuǎn)元件中的每一個(gè):恒星齒輪構(gòu)件42、齒輪架構(gòu)件46、和環(huán)齒輪構(gòu)件44可以同時(shí)旋轉(zhuǎn)，使得齒輪架構(gòu)件46的速度是恒星齒輪構(gòu)件42和環(huán)齒輪構(gòu)件44的加權(quán)平均值，其由恒星齒輪構(gòu)件42和環(huán)齒輪構(gòu)件44上的齒數(shù)加權(quán)。在圖1中，恒星齒輪構(gòu)件42被連接為與第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60 —致旋轉(zhuǎn)，環(huán)齒輪構(gòu)件44被連接為與輸入軸32 —致旋轉(zhuǎn)且由此與發(fā)動機(jī)輸出軸28一致旋轉(zhuǎn)，且齒輪架構(gòu)件46被連接到旋轉(zhuǎn)離合器68的一側(cè)，且由此在離合器68被接合時(shí)選擇性地被連接為與最終驅(qū)動器50的第一齒輪52 —致旋轉(zhuǎn)。
[0031]在圖1所示的實(shí)施例中，發(fā)動機(jī)26是以汽缸90作為發(fā)動機(jī)工作腔室的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)類型。在特定實(shí)施例中，發(fā)動機(jī)26具有沿曲軸28布置的四個(gè)汽缸90。如已知的，閥可被用來允許空氣或空氣-燃料混合物進(jìn)入每個(gè)汽缸90和從汽缸90排出燃燒產(chǎn)物(為進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、膨脹沖程和排氣沖程的四沖程循環(huán)的示例性發(fā)動機(jī)操作的一部分)。在一些實(shí)施例中，發(fā)動機(jī)26可被裝配為選擇性地操作一個(gè)或多個(gè)汽缸90，比如通過打開閥并允許空氣或空氣燃料混合物進(jìn)入一個(gè)或多個(gè)汽缸90，同時(shí)空氣或燃燒產(chǎn)物保持收集在發(fā)動機(jī)26的其他汽缸90中。這可稱為汽缸停缸。發(fā)動機(jī)26可以是火花點(diǎn)火發(fā)動機(jī)或是壓燃(即柴油)發(fā)動機(jī)。
[0032]在圖2的實(shí)施例中，當(dāng)離合器67被接合且離合器68不被接合時(shí)，電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60可被用來起動發(fā)動機(jī)26。類似地，在圖3的實(shí)施例中，當(dāng)制動器66被接合以將齒輪架構(gòu)件46固接到如圖3所示的靜止構(gòu)件65時(shí)，電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60可被控制而作為電動機(jī)操作以起動發(fā)動機(jī)26。如果設(shè)置有起動電機(jī)82來起動發(fā)動機(jī)26，則不需要使用電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60作為起動發(fā)動機(jī)26的電動機(jī)，且電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60可以配置為僅作為發(fā)電機(jī)操作。在這樣的實(shí)施例中將不可獲得純電動、全輪驅(qū)動的操作模式，且將不設(shè)置圖3的保持發(fā)動機(jī)26靜止的可選輸入制動器69。在設(shè)置有專用發(fā)動機(jī)起動電動機(jī)的實(shí)施例中，不需要制動器66提供反作用扭矩以用于利用電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60來起動發(fā)動機(jī)26，因此，不必須提供制動器66。此外，在設(shè)置有專用的發(fā)動機(jī)起動器的實(shí)施例中，在起動發(fā)動機(jī)時(shí)不需要通過行星齒輪組40傳遞扭矩，因此，用于從最終驅(qū)動器50斷開行星齒輪組40的離合器68是不必要的，因此不需要為此目的而設(shè)置離合器68，但如果需要本文所描述的混合動力連續(xù)模式，則將設(shè)置離合器68。在所描述的全部實(shí)施例中，車輛10可以由第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)80驅(qū)動，所述第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)用作電動機(jī)并接收來自電池70的電功率，其中通過允許第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60空轉(zhuǎn)，發(fā)動機(jī)26在純電動操作模式中被停止。
[0033]當(dāng)離合器67不被接合，且離合器68被接合時(shí)，通過變速器22 (或圖3的變速器122)的第一固定扭矩比被提供，第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60提供扭矩以保持行星齒輪組40平衡，且第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)80空轉(zhuǎn)。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員，來自第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60的扭矩可描述為向來自輸入軸32的扭矩提供反作用扭矩，以通過行星齒輪組40將來自輸入軸32的扭矩傳遞到最初驅(qū)動器50并由此到第一軸12，此時(shí)離合器67不被接合。當(dāng)離合器67被接合且離合器68被接合時(shí)，通過變速器22 (或圖3的變速器122)的第二固定扭矩比被提供。在離合器67接合的情況下，不需要來自第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60的扭矩來保持行星齒輪組的平衡，因此，第二固定扭矩比被限定為沒有來自電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60的扭矩且其中第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)80空轉(zhuǎn)。如這里所述，第二固定扭矩比具有比第一固定扭矩比更低的數(shù)值。在一個(gè)說明性示例中，第一扭矩比是3:1，且第二扭矩比是2:1。S卩，在該說明性示例中，理論上，根據(jù)齒輪比，且不包括變速器22中的非意圖的摩擦?xí)r，在鎖止離合器67不被接合的情況下第一軸12上的扭矩是來自輸入軸32的扭矩的三倍，且在鎖止離合器67接合的情況下第一軸12上的扭矩是來自輸入軸32的扭矩的兩倍。第一固定扭矩比與第二固定扭矩比之間的階梯比(st印ratio)為1.5。該階梯比適用于兩個(gè)固定扭矩比之間的舒適的切換，且在當(dāng)前車輛上的多速變速器的階梯比的范圍內(nèi)，其通常在1.1至2.0之間。
[0034]圖2以示意的形式示出了混合動力車輛10的一部分，包括混合動力變速器22和電驅(qū)動模塊24。變速器22被連接到發(fā)動機(jī)26和第一軸12。行星齒輪組40被以桿的形式示出，以顯示恒星齒輪構(gòu)件42、行星齒輪架構(gòu)件46和環(huán)齒輪構(gòu)件44之間的扭矩和速度關(guān)系。第一最終驅(qū)動器50被圖示為一對圓，指示嚙合的齒輪或具有類似功能的布置，以顯示通過最終驅(qū)動器50實(shí)現(xiàn)的從環(huán)齒輪構(gòu)件44到第一軸12的扭矩增加和速度降低。電驅(qū)動模塊24被圖示為一對圓，以顯示通過第二最終驅(qū)動器72從電動機(jī)-發(fā)電機(jī)80到軸16的扭矩增加和速度降低。
[0035]在圖2的混合動力變速器22的實(shí)施例中，發(fā)動機(jī)26被連接為與環(huán)齒輪構(gòu)件44同步旋轉(zhuǎn)，電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60被連接為與恒星齒輪構(gòu)件44同步旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)離合器68操作地連接到齒輪架構(gòu)件46，且旋轉(zhuǎn)離合器67操作地連接到恒星齒輪構(gòu)件42和齒輪架構(gòu)件46。如果電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60的轉(zhuǎn)子部分靜止，旋轉(zhuǎn)離合器67不被接合且旋轉(zhuǎn)離合器68被接合，則從發(fā)動機(jī)26到第一軸12的速度比等于環(huán)齒輪構(gòu)件44的速度除以齒輪架構(gòu)件46的速度并乘以最終驅(qū)動器50的齒輪比,所述齒輪比為第二齒輪54的齒數(shù)除以第一齒輪52的齒數(shù)。如果環(huán)齒輪構(gòu)件44的齒數(shù)除以恒星齒輪構(gòu)件42的齒數(shù)的比值為R，則在該情況中通過行星齒輪組40的速度比是(R+l) /R。R總大于1，因此通過行星齒輪組40 (其中恒星齒輪構(gòu)件42靜止且旋轉(zhuǎn)離合器67不被接合)的速度比總大于I。這稱為“減速傳動”，因?yàn)樾行驱X輪組40向最終驅(qū)動器50的輸出件(即齒輪架構(gòu)件46)的速度小于從發(fā)動機(jī)26至行星齒輪組40的輸入件的速度(即環(huán)齒輪構(gòu)件44的速度)。在恒星齒輪42靜止的情況下，速度被降低，且當(dāng)離合器67不被接合時(shí)，通過行星齒輪組40從環(huán)齒輪44輸入到齒輪架46輸出，扭矩被增加。當(dāng)旋轉(zhuǎn)離合器67被接合時(shí)，通過行星齒輪組40的速度比為I，且可以稱為“直接傳動”。因?yàn)樾行驱X輪組40提供從發(fā)動機(jī)26到第一軸12的減速傳動比，且變速器22提供用于直接傳動比的鎖止離合器67，電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60可被控制為作為發(fā)電機(jī)操作，以從車輛起動提供通過變速器22的連續(xù)可變的速度比，差不多達(dá)到恒星齒輪42靜止的速度t匕，且在離合器67接合后變速器22可提供高于其中恒星齒輪42靜止的速度比的速度比，而不存在循環(huán)的功率，即不要求第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)80用作發(fā)電機(jī)以將電功率提供到第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60。電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60可被控制為在不使用電池功率的情況下僅具有負(fù)速度(即被控制為僅沿與輸入構(gòu)件32的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向旋轉(zhuǎn))，或在電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60使用電池功率的情況下可建立恒星齒輪構(gòu)件42的零速度或正速度。由此，如果電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60不需要從電動機(jī)-發(fā)電機(jī)80獲得能量來進(jìn)行該動作，則齒輪架構(gòu)件46的速度可被增大到正值，即如果可獲得電池功率且控制器64根據(jù)存儲的算法確定以此方式其將被有效利用。
[0036]在恒星齒輪構(gòu)件42靜止且旋轉(zhuǎn)離合器68接合的情況下，混合動力變速器22的扭矩比(即軸12的扭矩比上輸入軸32上的扭矩)與混合動力變速器22的速度比相同。通過測量，第一軸12的實(shí)際扭矩將略小于該扭矩比與來自發(fā)動機(jī)26的扭矩的組合所指示的值，因?yàn)榛旌蟿恿ψ兯倨?2內(nèi)具有不可避免的摩擦和粘性損失。除去這些偶爾的摩擦損失，在離合器67不被接合的情況下，混合動力變速器22的扭矩比(即第一軸12的扭矩比上輸入軸32的扭矩)是恒定的，即為單個(gè)值，其基于行星齒輪組40的齒輪齒數(shù)和最終驅(qū)動器50的鏈輪比或齒輪齒數(shù)。單個(gè)的恒定值也稱為扭矩比的單個(gè)固定值，其不依賴電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60的速度，盡管電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60必須將扭矩提供到行星齒輪組40以在扭矩被施加到輸入軸32時(shí)保持其關(guān)于扭矩平衡。作為對比，混合動力變速器22的速度比(即輸入軸32的速度或發(fā)動機(jī)輸出軸28的速度比上第一軸12的速度)是基于電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60和恒星齒輪構(gòu)件42的速度而連續(xù)可變的。如果離合器68被接合，則基于行星齒輪組40的齒輪的齒數(shù)和最終驅(qū)動器50的齒輪或鏈輪的齒數(shù),輸入軸32、第一軸12和電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60的速度是彼此的線性組合。
[0037]變速器22中的行星齒輪比和最終驅(qū)動器齒輪比的組合可被選擇為，當(dāng)車輛10以穩(wěn)定速度巡航時(shí)，允許發(fā)動機(jī)26操作，而不把進(jìn)入發(fā)動機(jī)26的預(yù)定數(shù)量的汽缸90的空氣或空氣-燃料混合物限制在用于連續(xù)的發(fā)動機(jī)操作所需的最小速度附近。所述“用于連續(xù)的發(fā)動機(jī)操作所需的最小速度”是最小發(fā)動機(jī)速度，在該速度處，用于推進(jìn)車輛10的發(fā)動機(jī)輸出扭矩的預(yù)定平滑度和一致性被實(shí)現(xiàn)，其中特定數(shù)量的汽缸90燃燒，且具有油門的特定設(shè)置(如果存在)和燃料控制。例如，當(dāng)輸入軸32旋轉(zhuǎn)時(shí)，被施加到變速器22中的輸入軸32的來自減震器30的扭矩可能被要求為保持在扭矩的預(yù)定水平或平均扭矩水平的百分之
20。該最小速度由大量的因素確定，所述因素可包括每個(gè)汽缸90的汽缸排量、每個(gè)汽缸90中獲得的峰值壓力、發(fā)動機(jī)26的往復(fù)運(yùn)動慣量、發(fā)動機(jī)26的旋轉(zhuǎn)慣量、和減震器30的彈簧剛度和旋轉(zhuǎn)慣量。發(fā)動機(jī)26的輸出扭矩部分地通過每個(gè)汽缸90中獲得的峰值壓力被確定，從而該最小速度可隨著發(fā)動機(jī)扭矩的增大而增大。該最小速度還可能取決于最小基本點(diǎn)火頻率，從而不受限操作中的汽缸越少則最小速度可能越高。
[0038]在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，行星齒輪比和最終驅(qū)動器齒輪比可被選擇為使得，發(fā)動機(jī)26可在沒有油門調(diào)節(jié)的情況下在用于連續(xù)的發(fā)動機(jī)操作的最小發(fā)動機(jī)速度下操作，同時(shí)車輛以穩(wěn)定速度巡航。S卩，前軸12扭矩比上輸入軸32扭矩的扭矩比可以在變速器22的設(shè)計(jì)中被選擇，從而，發(fā)動機(jī)26可以在寬范圍的混合動力電動車輪10的穩(wěn)定巡航速度內(nèi)運(yùn)行而沒有油門調(diào)節(jié)，最低速度對應(yīng)于在沒有油門調(diào)節(jié)且離合器67和68接合的情況下用于連續(xù)操作發(fā)動機(jī)26的最小速度。在高于該最低速度的速度處，發(fā)動機(jī)26也可以在沒有油門調(diào)節(jié)的情況下操作并以相同的扭矩比將扭矩提供到前軸12，但是在車輪14、16處可能要求更大的扭矩以驅(qū)動車輛10，可通過電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60和/或可通過電驅(qū)動模塊24提供該扭矩，在該電驅(qū)動模塊中電動機(jī)-發(fā)電機(jī)80用作電動機(jī)，如下文進(jìn)一步討論。
[0039]如這里所使用的，“沒有油門調(diào)節(jié)”和“不被油門調(diào)節(jié)”的意思是，在發(fā)動機(jī)(比如常規(guī)的使用油門控制其扭矩輸出的火花點(diǎn)火發(fā)動機(jī))的情況中，在油門處于完全敞開位置的情況下操作，也已知為“完全敞開油門”操作。壓燃發(fā)動機(jī)不具有油門，但可僅使用燃料的控制來控制其扭矩輸出。因此，對于壓燃發(fā)動機(jī)來說，術(shù)語“沒有油門調(diào)節(jié)”和“不被油門調(diào)節(jié)”表示燃料被控制用于最大扭矩或者任何其他扭矩輸出的壓燃發(fā)動機(jī)的操作。這里使用的術(shù)語“沒有約束”和“不被約束”既適用于沒有油門的火花點(diǎn)火發(fā)動機(jī)的操作，又適用于壓燃發(fā)動機(jī)的操作，其中壓燃發(fā)動機(jī)具有可在汽缸或其他工作腔室中被燃燒而不產(chǎn)生過量的煙或其他未燃燒燃料的預(yù)定最大量的燃料。
[0040]混合動力變速器22的第二固定扭矩比(由行星齒輪組40和最終驅(qū)動器50在離合器67和68被接合的情況下建立)、發(fā)動機(jī)26在沒有油門調(diào)節(jié)的情況下產(chǎn)生的扭矩、以及車輛10產(chǎn)生的為其速度的函數(shù)的道路載荷(road load)確定車輛巡航速度，在所述巡航速度下混合動力變速器22將在電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60和電驅(qū)動模塊24 二者都空轉(zhuǎn)的情況下驅(qū)動車輛。如果這樣的扭矩比高，則這樣的速度就高；如果這樣的比例低，則這樣的速度就將低，因?yàn)榈缆份d荷隨著車輛10的速度增大而增大,而當(dāng)發(fā)動機(jī)26的速度增大時(shí)在任何特定速度下可從發(fā)動機(jī)26獲得的扭矩保持相對恒定。當(dāng)離合器67和68接合時(shí)，較低的第二扭矩比被建立，其允許車輛10在發(fā)動機(jī)26處于連續(xù)操作且沒有油門調(diào)節(jié)的情況下巡航，且電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60和電驅(qū)動模塊24或空轉(zhuǎn)或在車輛速度的寬范圍或定制范圍內(nèi)提供推進(jìn)力。例如，在僅混合動力變速器22驅(qū)動車輛且發(fā)動機(jī)26油門完全敞開的情況下，車輛10可以以適中的速度(例如100千米每小時(shí)(kph))巡航，但在電驅(qū)動模塊24也提供推進(jìn)力的情況下，車輛10可以以最大車輛速度更快地(例如I60kph)巡航，。
[0041]在離合器67、68接合的情況下，如果發(fā)動機(jī)速度不降低得低于用于連續(xù)操作的最小發(fā)動機(jī)速度，則車輛10可被裝配為替代地以較低車輛速度巡航，其中發(fā)動機(jī)26處于沒有油門調(diào)節(jié)的連續(xù)操作中，電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60用作發(fā)電機(jī)，以產(chǎn)生電功率來為能量存儲裝置70充電。例如，在僅混合動力變速器22驅(qū)動車輛且發(fā)動機(jī)26處于油門完全敞開狀態(tài)時(shí)，車輛10可以低的速度(例如60kph)巡航，同時(shí)使用電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60來為能量存儲裝置70充電，因?yàn)閬碜园l(fā)動機(jī)26的扭矩超出了以低速度克服車輛10的路面載荷所必須的扭矩。
[0042]在一個(gè)實(shí)施例中，在用于下列操作的發(fā)動機(jī)輸出軸28的預(yù)定最小速度和預(yù)定最大發(fā)動機(jī)速度之間，發(fā)動機(jī)26被裝配為在預(yù)定數(shù)量的汽缸90點(diǎn)燃且其余的汽缸90停缸的情況下操作并將扭矩傳遞到其輸出軸28。第二固定扭矩比(其中離合器67和68被接合)通過混合動力變速器22的最終驅(qū)動器50的單個(gè)機(jī)械比(例如齒輪比或鏈輪比)而被固定和確定。第二扭矩比允許發(fā)動機(jī)26在汽缸90中的一些停缸時(shí)在完全敞開的油門下操作，其中車輛10以穩(wěn)定速度巡航且電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60和80空轉(zhuǎn)。S卩，發(fā)動機(jī)26油門完全敞開的扭矩輸出(其中其預(yù)定數(shù)量的汽缸90停缸)，在被乘以通過變速器22并施加到軸12的第二扭矩比時(shí)，在以穩(wěn)定速度經(jīng)過平坦且水平的道路時(shí)，剛好足以克服車輛10的道路載荷。如果扭矩替代地通過電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60或80之一施加，則車輛10將通過成比例的發(fā)動機(jī)速度穩(wěn)定在更快或更慢的穩(wěn)定速度:通過電動扭矩更快，通過產(chǎn)生扭矩更慢。在一個(gè)實(shí)施例中，通過第二扭矩比、發(fā)動機(jī)26油門完全敞開、其中預(yù)定數(shù)量的汽缸燃燒且電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60和80空轉(zhuǎn)情況下的車輛10的巡航速度使得，發(fā)動機(jī)26在其油門完全敞開操作、預(yù)定數(shù)量汽缸燃燒的最小操作速度附近操作。
[0043]在該實(shí)施例的一個(gè)說明性示例中，發(fā)動機(jī)26可被裝配為依靠其四個(gè)汽缸90中的兩個(gè)操作，在1800轉(zhuǎn)每分鐘(rpm)的速度(在完全敞開的油門下在兩個(gè)汽缸停缸的情況下操作)以及6000rpm的速度(如在發(fā)動機(jī)輸出軸28處測量的)之間。該示例中的混合動力變速器22的第二扭矩比等于最終驅(qū)動器50的機(jī)械比。最終驅(qū)動器50由兩個(gè)齒輪52和54構(gòu)成，其中齒輪54在其上具有齒輪52的兩倍齒數(shù)，建立2.0的齒輪比，并通過接合離合器67和68建立通過變速器22的2.0的第二扭矩比。發(fā)動機(jī)26在油門完全敞開、兩個(gè)汽缸停缸時(shí)的扭矩輸出隨著發(fā)動機(jī)速度而稍作改變，但不像車輛10的道路載荷隨著車輛速度和因此軸12的旋轉(zhuǎn)速度而改變那樣劇烈。因此，通過第二扭矩比在發(fā)動機(jī)速度和車輛速度的特定組合下達(dá)到平衡，在該非限制性實(shí)施例中分別為2000rpm和lOOkph，其中電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60和80空轉(zhuǎn)。如果電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60替代地使用來自能量存儲裝置70的功率提供電動機(jī)扭矩，則新的平衡被建立且發(fā)動機(jī)速度和車輛速度增加到2200rpm和llOkph。如果電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60替代地產(chǎn)生發(fā)電扭矩，提供功率到能量存儲裝置70，則發(fā)動機(jī)速度和車輛速度降低到1800rpm和90kph。
[0044]在實(shí)施例的這個(gè)說明性示例中，發(fā)動機(jī)26可以交替地通過混合動力變速器22的第二扭矩比點(diǎn)燃全部四個(gè)汽缸，所述第二扭矩比通過離合器67和68被接合且第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60空轉(zhuǎn)而建立，同時(shí)第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)80也空轉(zhuǎn)。在全部四個(gè)汽缸點(diǎn)燃的情況下，發(fā)動機(jī)26可以將僅兩個(gè)汽缸點(diǎn)燃的大約兩倍的扭矩傳遞到輸入軸32，因此在四個(gè)汽缸點(diǎn)燃的情況下在軸12處產(chǎn)生的扭矩在油門完全敞開時(shí)足以達(dá)到基本高于兩個(gè)汽缸情況的巡航速度，例如為150kph，其中發(fā)動機(jī)26處于成比例的更高速度，比如2800rpm。另夕卜，用于四汽缸點(diǎn)燃的發(fā)動機(jī)操作的最小速度可以更低，例如lOOOrpm，因此通過對發(fā)動機(jī)26進(jìn)行油門調(diào)節(jié)(或以其他方式限制其輸出)，可以達(dá)到第二扭矩比下的寬范圍車輛巡航速度，例如從50kph到150kph。
[0045]圖3顯示了示意形式的混合動力變速器122的替代布置。發(fā)動機(jī)26被連接為與環(huán)齒輪構(gòu)件44 一致旋轉(zhuǎn),第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60被連接為與恒星齒輪構(gòu)件42 —致旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的第一離合器67可接合以建立恒星齒輪構(gòu)件42與齒輪架構(gòu)件46的一致旋轉(zhuǎn)，且旋轉(zhuǎn)的第二離合器68和第一制動器66可操作地連接到行星齒輪架構(gòu)件46。第一制動器66選擇性地可接合，以將齒輪架構(gòu)件46固接到靜止構(gòu)件65。輸入制動器69可選擇性地接合以將環(huán)齒輪構(gòu)件44連接到靜止構(gòu)件65，由此保持環(huán)齒輪構(gòu)件44和輸入軸32靜止。如果電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60的轉(zhuǎn)子靜止，離合器67不被接合且旋轉(zhuǎn)離合器68被接合，則變速器122的速度比(即輸入軸32的速度與第一軸12的速度的比)等于環(huán)齒輪構(gòu)件44的速度除以行星齒輪架構(gòu)件46的速度乘以最終驅(qū)動器50的齒輪比,所述齒輪比為齒輪構(gòu)件54的齒數(shù)除以齒輪構(gòu)件52的齒數(shù)。如果環(huán)齒輪構(gòu)件44上的齒數(shù)除以恒星齒輪構(gòu)件42上的齒數(shù)的比值為R，則混合動力變速器122中的行星齒輪組40的速度比是(R+l) /R。R總大于1，因此行星齒輪組40 (其中恒星齒輪構(gòu)件42靜止)的速度比總大于I。在離合器68接合且離合器67不被接合的情況下變速器122的扭矩比是恒定的值，而與發(fā)動機(jī)26的速度、電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60的速度或第一軸12的速度無關(guān)。變速器122的扭矩比是恒定的值，其等于在電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60靜止的情況下的變速器的速度比。作為對比，變速器122的速度比不是恒定的，而替代地是通過改變電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60的速度而連續(xù)可變的。
[0046]在一個(gè)實(shí)施例中，以非限制性示例的方式，在變速器的設(shè)計(jì)過程中可選擇第一軸12到變速器122中的輸入構(gòu)件32的扭矩比(即其中離合器67被接合且離合器68被接合時(shí)的最終驅(qū)動器齒輪比)，以當(dāng)車輛10以穩(wěn)定速度巡航時(shí)允許發(fā)動機(jī)26在用于連續(xù)有效的發(fā)動機(jī)操作所必須的最小速度(即上文所描述過的最小速度)處或在該最小速度附近操作。例如，行星齒輪比和最終驅(qū)動器齒輪比可被選擇為使得，發(fā)動機(jī)26可沿預(yù)定的油門完全敞開的扭矩曲線以用于連續(xù)的發(fā)動機(jī)操作的最小速度操作，所述扭矩曲線與依靠預(yù)定數(shù)量的點(diǎn)燃汽缸操作的發(fā)動機(jī)26相關(guān)，此時(shí)車輛10以穩(wěn)定速度巡航。
[0047]行星齒輪組40的齒輪比(即環(huán)齒輪構(gòu)件44和恒星齒輪構(gòu)件42上的相對齒數(shù))與變速器22或122中最終驅(qū)動器50的齒輪比的組合與發(fā)動機(jī)26和車輛10具有特定關(guān)系。發(fā)動機(jī)操作速度的范圍是從用于連續(xù)的發(fā)動機(jī)操作的最小速度到最大發(fā)動機(jī)速度。如果發(fā)動機(jī)26是火花點(diǎn)火式且配置用于汽缸停缸的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，或如果發(fā)動機(jī)26是壓燃發(fā)動機(jī)，比如柴油發(fā)動機(jī)，則沒有油門調(diào)節(jié)的發(fā)動機(jī)26的全部或一些汽缸90的操作可以處于比從發(fā)動機(jī)26可獲得的最大扭矩更少的扭矩，以允許通過變速器22或122的更大的扭矩比。
[0048]設(shè)計(jì)22或122使得，可以有利的是，發(fā)動機(jī)26可以在沒有油門調(diào)節(jié)的情況下在離合器67和68接合時(shí)操作。“沒有油門調(diào)節(jié)”地操作發(fā)動機(jī)26意思是，沒有部分地限制空氣或空氣一燃料混合物向發(fā)動機(jī)26的沒有停缸的(如果可以停缸)這些工作腔室中的一些或全部的流動。這種扭矩選擇(即當(dāng)離合器67和68被接合且電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60靜止時(shí)，第一軸12的扭矩到輸入構(gòu)件32的扭矩)消除了在巡航期間將功率提供到電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60的需求，所述功率將需要從能量存儲裝置70獲得，并將因此最終被耗盡，或從電驅(qū)動模塊24中的電動機(jī)-發(fā)電機(jī)80獲得，其將使得第二軸16和車輛10的向前運(yùn)動相反地作用。替代地，在變速器22或122中，電驅(qū)動模塊24中的電動機(jī)-發(fā)電機(jī)80可用作電動機(jī)，以幫助維持車輛10的運(yùn)動，以當(dāng)車輛在離合器67和68被接合的情況下加速時(shí)增加扭矩，或可以慣性滑行(其中電動機(jī)-發(fā)電機(jī)80的轉(zhuǎn)子空轉(zhuǎn))，而不對車輛10的運(yùn)動施加任何實(shí)質(zhì)性影響。
[0049]當(dāng)電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60以其轉(zhuǎn)子的低旋轉(zhuǎn)速度用作發(fā)電機(jī)時(shí)，其用作“自供能制動器”，但既不產(chǎn)生凈電輸出也不要求凈電輸入，即，此時(shí)電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60產(chǎn)生恰好足夠的電功率來阻止其自身旋轉(zhuǎn)。如果電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60不被用來起動發(fā)動機(jī)26，即，如果發(fā)動機(jī)26配備有其自身的起動電動機(jī)，比如圖1中以虛線示出的可選的起動電動機(jī)82，則電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60將不需要被裝配為在任何車輛操作條件下作為電動機(jī)操作，而事實(shí)上可配置為僅作為發(fā)電機(jī)操作。這將允許控制器64的簡化結(jié)構(gòu)，因?yàn)榫哂幸唤M受控開關(guān)的控制器通常被用來將當(dāng)前的電動機(jī)-發(fā)電機(jī)操作為電動機(jī)，但僅能發(fā)電的電機(jī)(即發(fā)電機(jī)而不是電動機(jī)-發(fā)電機(jī))僅需要整流器二極管來將交流電路轉(zhuǎn)換為直流電路，這相比于包括必須有效地阻止直流電路的流動以產(chǎn)生交流電路的開關(guān)(比如功率晶體管)來說更不昂貴和復(fù)雜。
[0050]如果能量存儲裝置70達(dá)到充電的預(yù)定最大狀態(tài)，同時(shí)發(fā)動機(jī)26接通且離合器67、68接合，控制器64可關(guān)閉發(fā)動機(jī)26，脫開離合器68，并控制電動機(jī)-發(fā)電機(jī)80作為電動機(jī)運(yùn)作，使能量存儲裝置70放電，并推進(jìn)車輛10。如這里所使用的，當(dāng)沒有燃料被供應(yīng)用于在發(fā)動機(jī)26中燃燒時(shí)，發(fā)動機(jī)26 “關(guān)閉”。當(dāng)發(fā)動機(jī)26關(guān)閉時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出軸28仍可旋轉(zhuǎn)。當(dāng)能量存儲裝置70達(dá)到充電的預(yù)定最小狀態(tài)時(shí)，控制器64將控制電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60作為電動機(jī)運(yùn)作，其中離合器67被接合以起動發(fā)動機(jī)26，并將繼而接合離合器68，從而發(fā)動機(jī)26將再次推進(jìn)車輛10，同時(shí)電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60再次由控制器64控制為作為發(fā)電機(jī)運(yùn)作，從而變速器22或122的所需速度比將被提供。即，在車輛以低的車輛速度巡航時(shí)，發(fā)動機(jī)26將間歇地運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0051]在圖3的變速器122中，當(dāng)電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60被控制為作為電動機(jī)操作以起動發(fā)動機(jī)26時(shí)，制動器66將被接合。當(dāng)電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60正在起動發(fā)動機(jī)26時(shí)，制動器69和離合器67以及68脫開。當(dāng)發(fā)動機(jī)26被起動時(shí)，制動器66脫開。制動器66的脫開和離合器68的接合可以同時(shí)，允許制動器68和離合器66是爪形離合器，盡管它們可以替代地為片式離合器。
[0052]因?yàn)榈诙潭ㄅぞ乇?以及相對應(yīng)的固定速度比)可經(jīng)由第一離合器67的接合而獲得，所以輸入-分流操作模式中的操作(即當(dāng)離合器67不被接合時(shí))可被限制為這樣的操作條件，其中在預(yù)定發(fā)動機(jī)效率處第一軸12的速度與發(fā)動機(jī)輸出軸28的速度的正確速度比被維持，而發(fā)動機(jī)26的速度不低于其在發(fā)動機(jī)操作速度范圍內(nèi)的最小速度，且不使用來自能量存儲裝置70的功率。電動機(jī)-發(fā)電機(jī)80由此不需要在輸入-分流模式期間作為發(fā)電機(jī)操作以提供電功率到電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60，且后軸16將由此不在其被通過施加在第一軸12處的扭矩驅(qū)動時(shí)減緩車輛10。相反扭矩的這種條件與“穿行道路”功率循環(huán)相關(guān)，因?yàn)殡妱訖C(jī)-發(fā)電機(jī)80將需要使用軸14處的扭矩(即通過道路提供在車輪18處的扭矩)來妨礙車輛10的希望的運(yùn)動，以提供扭矩以便允許電動機(jī)-發(fā)電機(jī)80作為發(fā)電機(jī)運(yùn)作?？蛇x地，控制器64可控制電動機(jī)-發(fā)電機(jī)80作為發(fā)電機(jī)運(yùn)作，當(dāng)車輛10正在下坡或減速時(shí)產(chǎn)生相反扭矩的這種條件，在所述下坡或減速中可能希望一定量的減緩扭矩來維持車輛10的速度。
[0053]動力傳動系27的配置實(shí)現(xiàn)從車輪打滑的有效恢復(fù)。具體地，控制器64配置為接收指示車輪打滑的運(yùn)行參數(shù)，比如通過設(shè)置在軸12、16上的扭矩傳感器。在其中一個(gè)前車輪14處車輪打滑的事件中(反應(yīng)為輪軸12處的扭矩突然降低)，控制器64可通過產(chǎn)生制動命令信號而施加扭矩到另一個(gè)前車輪14，以引起摩擦制動機(jī)構(gòu)20在打滑的前車輪14上的適當(dāng)水平的接合。前電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60可將反作用扭矩提供到行星齒輪組40以允許發(fā)動機(jī)26驅(qū)動前車輪14，并用作發(fā)電機(jī)以將電功率提供到后電動機(jī)-發(fā)電機(jī)80用于驅(qū)動后車輪18。在這些條件下，如果兩個(gè)前車輪14都打滑，則前摩擦制動機(jī)構(gòu)20 二者的應(yīng)用可被用于增大前電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60上的扭矩，并由此增大向后電動機(jī)-發(fā)電機(jī)80的功率流以及用于驅(qū)動車輛10的扭矩供應(yīng)。替代地或另外，控制器64可使得電功率從能量存儲裝置70流至電動機(jī)-發(fā)電機(jī)80，并控制電動機(jī)-發(fā)電機(jī)80作為電動機(jī)運(yùn)作，以由此在后軸16處施加額外的扭矩，輔助車輛10牽引力的恢復(fù)。仍進(jìn)一步地，除了上面的打滑恢復(fù)動作，或替代上述動作，控制器64可引起離合器68的脫開，同時(shí)控制電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60作為發(fā)電機(jī)運(yùn)作，將電功率傳送到電動機(jī)-發(fā)電機(jī)80,所述電動機(jī)-發(fā)電機(jī)80被控制為用作電動機(jī)。以此方式，扭矩從打滑的車輪14和軸12去除，并被施加到軸16。
[0054]類似地，如果控制器64確定車輪18中的一者或兩者都在打滑，則控制器64被配置為采取打滑恢復(fù)動作，該動作有助于車輛10的牽引力的恢復(fù)。例如，控制器64可將電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60產(chǎn)生的電功率引導(dǎo)到能量存儲裝置70，而不是電動機(jī)-發(fā)電機(jī)80，以減少車輪18處被施加的扭矩。替代地或另外，控制器64可通過產(chǎn)生制動命令信號以引起摩擦制動機(jī)構(gòu)20在車輪14和/或18上的適當(dāng)水平的接合而施加扭矩到車輪14和/或18。通過摩擦制動機(jī)構(gòu)20的選擇性接合而被施加到車輪14并由此施加到軸12的扭矩可阻止車輪14的打滑，同時(shí)臨時(shí)保持來自發(fā)動機(jī)26的扭矩和電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60上的扭矩以及來自電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60的功率輸出。
[0055]具有混合動力傳動系27并具有混合動力電動變速器22、122之一的車輛10可在混合動力順序狀態(tài)或操作模式中操作。當(dāng)控制器64控制第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60作為發(fā)電機(jī)操作，同時(shí)發(fā)動機(jī)26接通，且第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)80作為電動機(jī)操作時(shí)，在變速器22中建立該模式。控制器64還控制離合器67被接合，但不接合第二離合器68。這建立混合動力順序操作模式，其中在車輪18處提供牽引扭矩。變速器122可以以相同的方式操作，其中制動器66和69也不被接合。如果需要，電動機(jī)-發(fā)電機(jī)80可被控制為沿反向方向提供推進(jìn)，在混合動力順序操作模式中提供發(fā)動機(jī)接通的倒車。[0056]當(dāng)發(fā)動機(jī)26斷開，第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)80斷開(即不被供能)，且控制器64控制第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60作為電動機(jī)操作時(shí),具有混合動力傳動系27并具有混合動力電動變速器22、122之一的車輛10還可在第一軸驅(qū)動、一個(gè)電動機(jī)、純電動狀態(tài)或操作模式中操作。在變速器22中，控制器64將控制離合器67和68被接合，且發(fā)動機(jī)26將在不點(diǎn)火、保持關(guān)閉的情況下與第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60同步旋轉(zhuǎn)。在變速器122中，控制器64將控制制動器69且離合器68被結(jié)合,且制動器66和離合器67將脫開。
[0057]當(dāng)發(fā)動機(jī)26斷開，第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60斷開，且控制器64控制第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)80作為電動機(jī)操作時(shí)，具有混合動力傳動系27并具有混合動力電動變速器22、122之一的車輛10還可在第二軸驅(qū)動、一個(gè)電動機(jī)、純電動操作模式中操作，將扭矩施加到第二軸16和車輪18。
[0058]具有混合動力傳動系27并具有變速器122、122之一的車輛10還可在雙軸驅(qū)動、雙電動機(jī)純電動操作模式中操作，其中發(fā)動機(jī)26斷開。在變速器22中，離合器67和68被接合。在變速器122中，制動器69和離合器68被接合。電動機(jī)-發(fā)電機(jī)60、80被控制為作為電動機(jī)運(yùn)作。
[0059]當(dāng)離合器67、68都不接合時(shí)，比如當(dāng)在輸入-分流操作模式和順序操作模式中轉(zhuǎn)換時(shí)，空檔狀態(tài)或操作模式在具有混合動力傳動系27和變速器22、122之一的車輛10中被提供。在空檔操作模式中，電動機(jī)-發(fā)電機(jī)80仍操作地連接到后軸16，且當(dāng)變速器22或122處于空檔狀態(tài)時(shí)其可以被控制為作為電動機(jī)以在后軸16處施加扭矩。
[0060]總之，具有變速器22、122之一的動力傳動系27以及具有同樣四種離合器接合狀態(tài)的動力傳動系227在表1中列出。在上述這些狀態(tài)的一些中，變速器122還可利用制動器 66、69。
[0061]表1
[0062]
【權(quán)利要求】
1.一種混合動力車輛，其具有第一軸和第二軸，并包括: 發(fā)動機(jī)； 第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)； 第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)，其通過功率逆變器和能量存儲裝置電連接到第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)；其中第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)被連接為與其中一個(gè)軸成比例地旋轉(zhuǎn)； 變速器，其包括: 行星齒輪組，具有第一構(gòu)件、第二構(gòu)件和第三構(gòu)件，包括恒星齒輪構(gòu)件、環(huán)齒輪構(gòu)件和齒輪架構(gòu)件，所述齒輪架構(gòu)件支撐與恒星齒輪構(gòu)件和環(huán)齒輪構(gòu)件嚙合的多個(gè)小齒輪；其中發(fā)動機(jī)被連接為與行星齒輪組的第一構(gòu)件一致旋轉(zhuǎn)；其中第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)被連接為與行星齒輪組的第三構(gòu)件一致旋轉(zhuǎn)； 第一最終驅(qū)動器,具有第一構(gòu)件和第二構(gòu)件；其中第一最終驅(qū)動器的第一構(gòu)件操作地可連接為與行星齒輪組的第二構(gòu)件同步旋轉(zhuǎn)，且第一最終驅(qū)動器的第二構(gòu)件通過第一最終驅(qū)動器的第一構(gòu)件驅(qū)動，且被連接為與第一軸一致旋轉(zhuǎn)； 第一離合器，選擇性地可接合，以連接行星齒輪組的構(gòu)件中的任意兩個(gè)用于使其彼此一致旋轉(zhuǎn)；當(dāng)?shù)谝浑妱訖C(jī)-發(fā)電機(jī)靜止且第一離合器未被接合時(shí)，行星齒輪組提供行星齒輪組的第二構(gòu)件的 速度與發(fā)動機(jī)速度的減速傳動比；和 當(dāng)?shù)谝浑x合器未被接合時(shí)，所述混合動力車輛具有第一軸的扭矩與發(fā)動機(jī)扭矩的第一比例，且第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)被供能以在行星齒輪組的第三構(gòu)件上施加扭矩，且當(dāng)?shù)谝浑x合器被接合且第一和第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)都未被供能時(shí)第一軸的扭矩與發(fā)動機(jī)扭矩的第二比例低于第一比例，混合動力車輛當(dāng)?shù)谝浑x合器未被接合時(shí)在功率-分流操作模式中操作且當(dāng)?shù)谝浑x合器被接合時(shí)在平行操作模式中操作。
2.如權(quán)利要求1所述的混合動力車輛，其中在扭矩的第二比例下，發(fā)動機(jī)操作為沒有油門調(diào)節(jié)、來自發(fā)動機(jī)的扭矩未超出以穩(wěn)定車輛速度推進(jìn)車輛所必須的扭矩、且第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)未被供能。
3.如權(quán)利要求1所述的混合動力車輛，其中第一離合器可接合，以連接行星齒輪組的第二構(gòu)件用于與行星齒輪組的第三構(gòu)件一致旋轉(zhuǎn)，且該混合動力車輛進(jìn)一步包括: 第二離合器，選擇性地可接合，以連接行星齒輪組的第二構(gòu)件用于與第一最終驅(qū)動器的第一構(gòu)件一致旋轉(zhuǎn)；和 其中當(dāng)?shù)诙x合器脫開且第一離合器接合時(shí)，第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)可作為電動機(jī)操作，以起動發(fā)動機(jī)。
4.如權(quán)利要求3所述的混合動力車輛，其中在混合動力順序操作模式中，在發(fā)動機(jī)接通、第一離合器接合且第二離合器未被接合的情況下，第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)可作為發(fā)電機(jī)操作，且第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)可作為電動機(jī)操作。
5.如權(quán)利要求3所述的混合動力車輛，進(jìn)一步包括: 制動器，選擇性地可接合，以將行星齒輪組的第二構(gòu)件固接到靜止構(gòu)件；和其中當(dāng)?shù)诙x合器脫開、制動器接合且第一離合器脫開時(shí)，第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)可作為電動機(jī)操作，以起動發(fā)動機(jī)。
6.如權(quán)利要求3所述的混合動力車輛，其中當(dāng)發(fā)動機(jī)關(guān)閉、第一和第二離合器被接合、第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)未被供能且第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)作為電動機(jī)操作時(shí)，車輛可在第一軸-驅(qū)動、一個(gè)電動機(jī)、純電動操作模式中操作。
7.如權(quán)利要求6所述的混合動力車輛，進(jìn)一步包括: 第二最終驅(qū)動器，具有第一構(gòu)件和第二構(gòu)件；其中第二最終驅(qū)動器的第一構(gòu)件操作地可連接為與第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)一致旋轉(zhuǎn)，且第二最終驅(qū)動器的第二構(gòu)件由第二最終驅(qū)動器的第一構(gòu)件驅(qū)動，且被連接為與第二軸一致旋轉(zhuǎn)；和 其中當(dāng)發(fā)動機(jī)關(guān)閉、第一和第二離合器被接合、且第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)和第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)作為電動機(jī)操作時(shí)，車輛可在雙軸-驅(qū)動、兩個(gè)電動機(jī)、純電動操作模式中操作。
8.如權(quán)利要求3所述的混合動力車輛，進(jìn)一步包括: 制動器，選擇性地可接合，以將行星齒輪組的第一構(gòu)件固接到靜止構(gòu)件；和其中當(dāng)制動器接合、第一離合器脫開、第二離合器接合、第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)未被供能且第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)作為電動機(jī)操作時(shí)，車輛可在一個(gè)電動機(jī)、純電動操作模式中操作。
9.一種混合動力車輛，其具有第一軸和第二軸，并包括: 發(fā)動機(jī)； 變速器，其包括: 非復(fù)合的行星齒 輪組，其具有恒星齒輪構(gòu)件、環(huán)齒輪構(gòu)件和齒輪架構(gòu)件，所述齒輪架構(gòu)件支撐與恒星齒輪構(gòu)件和環(huán)齒輪構(gòu)件嚙合的多個(gè)小齒輪；其中發(fā)動機(jī)被連接為與環(huán)齒輪構(gòu)件一致旋轉(zhuǎn)； 第一最終驅(qū)動器,具有第一構(gòu)件和第二構(gòu)件；其中第一最終驅(qū)動器的第一構(gòu)件操作地可連接以與齒輪架構(gòu)件同步旋轉(zhuǎn)，且第一最終驅(qū)動器的第二構(gòu)件由第一構(gòu)件驅(qū)動且被連接為與第一軸一致旋轉(zhuǎn)； 第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)，被連接為與恒星齒輪構(gòu)件一致旋轉(zhuǎn)； 第一離合器，選擇性地可接合以連接齒輪架構(gòu)件用于與恒星齒輪構(gòu)件一致旋轉(zhuǎn)；當(dāng)恒星齒輪構(gòu)件靜止時(shí)，行星齒輪組提供齒輪架構(gòu)件的速度與發(fā)動機(jī)速度的減速傳動比； 第二離合器，選擇性地可接合以連接齒輪架構(gòu)件用于與第一離合器下游的第一最終驅(qū)動器的第一構(gòu)件一致旋轉(zhuǎn)； 第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)，連續(xù)地操作地與其中一個(gè)軸連接； 所述混合動力車輛具有: 第一軸的扭矩與發(fā)動機(jī)的扭矩的第一比例，此時(shí)第一離合器未被接合、第二離合器被接合，第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)被供能以在恒星齒輪構(gòu)件上施加扭矩，且第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)未被供能，和 第一軸的扭矩與發(fā)動機(jī)的扭矩的第二比例，其低于第一比例，此時(shí)第一離合器被接合，且第一和第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)中的至少一個(gè)被供能；和 由此混合動力車輛在第一離合器未被接合且第二離合器被接合時(shí)在功率-分流操作模式中操作，且在第一離合器和第二離合器都被接合時(shí)在平行混合動力操作模式中操作。
10.一種控制混合動力車輛的方法，所述混合動力車輛具有發(fā)動機(jī)、第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)、第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)、第一驅(qū)動軸、第二驅(qū)動軸、和具有第一、第二和第三構(gòu)件的行星齒輪組，該方法包括: 經(jīng)由控制器控制第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)，以在行星齒輪組的第三構(gòu)件上施加扭矩；其中，第一電動機(jī)-發(fā)電機(jī)被連接為與行星齒輪組的第三構(gòu)件一致旋轉(zhuǎn)；其中，第二電動機(jī)-發(fā)電機(jī)操作地連接用于與其中一個(gè)驅(qū)動軸成比例旋轉(zhuǎn)；其中，發(fā)動機(jī)被操作地連接用于與行星齒輪組的第一構(gòu)件一致旋轉(zhuǎn)，且第一驅(qū)動軸通過可操作地與行星齒輪組的第二構(gòu)件連接的第一最終驅(qū)動器驅(qū)動，由此當(dāng)連接行星齒輪組的任意兩個(gè)構(gòu)件用于一致旋轉(zhuǎn)的第一離合器未被接合時(shí)建立第一驅(qū)動軸的扭矩與發(fā)動機(jī)扭矩的第一比例；和 接合第一離合器，以建立第一驅(qū)動軸的扭矩與發(fā)動機(jī)的扭矩的第二比例，所述第二比例低于第 一比例。
【文檔編號】B60K6/38GK104002653SQ201410049635
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年2月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月22日
【發(fā)明者】A.G.霍姆斯, M-J.金 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司