專利名稱：混合動力系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有純電力才刻乍模式的^給動力系，其中，多個電動機
/發(fā)電才/1/[乍為電動才脈輸出構(gòu)件上提供轉(zhuǎn)矩。
背景技術(shù)：
電力可變式變速器通常具有連接到發(fā)動機的輸入構(gòu)件和一個或兩個連 接到行星齒輪組不同構(gòu)件的電動沖A/發(fā)電機，從而獲得一種或多種電力可變的才刺乍 模式、固定轉(zhuǎn)速比模式以4連接電池時的純電力(電M電的)模式。電力可 變的變速器可以通過各種方式改善車輛燃料經(jīng)濟性。例如，在怠速、減速和剎車 階段期間以及j^4或輕載運轉(zhuǎn)階段期間，關(guān)掉發(fā)動機從而消除由發(fā)動機阻力引起
的效率損失。獲得的制動能(其是通過再生制動獲得的)或由在發(fā)動才^轉(zhuǎn)期間 用作發(fā)電機的一個電動機儲存的能量，在這些發(fā)動機關(guān)閉P介段期間被利用來^j^ 動機關(guān)閉保持得更久、補充發(fā)動機轉(zhuǎn)矩或功率，和/或在較#^動才;1#速下運轉(zhuǎn)，
或者補充輔助電源。通過電動才/V發(fā)電積在發(fā)動機開動期間的運行iM于發(fā)動積薪矩
或功率的瞬間需求進行補充，電力可變的模式，能夠減小發(fā)動機的尺寸而不降低 外在的車輛性能。另外，為了特定功率需求量可將發(fā)動積運行在最佳效率點處或 附近，因為在齒輪組和電動枳v發(fā)電機的作用下，發(fā)動機與變速器的輸出構(gòu)件之間 的轉(zhuǎn)速比是連續(xù)可變的。另外，電動才;v發(fā)電機在附屬發(fā)電-MN"效率，并且電池 的電功率充當可用轉(zhuǎn)矩儲備，使得能擬目對低的變速器數(shù)字轉(zhuǎn)速比下運轉(zhuǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了 一種具有改iii文率的';給動力系，其在純電力才剁乍模式下 工作，在純電力操作模式中，多個電動機/發(fā)電機作為電動積在輸出構(gòu)件上提供轉(zhuǎn) 矩。每個電動枳/發(fā)電機可以被獨立控制，逸就允許動力系比在純電力模式中只有 單個電動才;v發(fā)電機用作電動機的更有jt^^行。當在純電力4^f乍模式中單個電動 才;v發(fā)電機必須為車輛提供功率時，它就必須設(shè)計成涵蓋大范圍的沖剁乍條件，包括 那些需要以某種峰值容量進行操作的能力的條件，在這種情況下的效率比在較典 型的^(乍務(wù)f牛下的更低。M地說，提供了一種'r洽動力系，其包括可才剁乍:hk^^接輸入構(gòu)件的發(fā)動機。發(fā)動機不被限制成特定類型的發(fā)動機，并且可以是內(nèi)燃機、柴油機、燃料 電池等等。動力系包括具有第一、第二電動扭發(fā)電機的變速器、具有多個構(gòu)件的
差動齒輪組以及可選擇性地^^的轉(zhuǎn)矩傳遞才;U勾。輸入構(gòu)件、輸出構(gòu)件、發(fā)動機 和電動積/發(fā)電枳通過轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)的不同組合方式的4^經(jīng)由差動齒4Ma而選擇 性地互連。電子控制器可梯^f乍i^i^^到電動初v發(fā)電機并且配置成控制電動枳/發(fā)電 機、發(fā)動機和轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)從而在輸入構(gòu)件與輸出構(gòu)件之間提供多種操作模式， 所述多種操作模式包括純電力操作模式，其中，第一、第二電動才;v發(fā)電機中的一 個用作電動才w人而在輸出構(gòu)件處提供轉(zhuǎn)矩，而第一、第二電動才A/發(fā)電機中的另一 個被保持成或由控制器控制成在平衡狀態(tài)中自由地尋求(也就是說，因為它的轉(zhuǎn) 速不受到差動齒輪組的限制)不動的或接近不動的轉(zhuǎn)速以最小化損耗。另一種純 電力4剁乍模式也是可用的，其中，發(fā)動機是關(guān)閉的，并且一種純電力l射乍模式中，
矩:優(yōu)選地， 一種純發(fā)動才;U喿作模^A可用的，以及至少一種電力可變l剁乍;莫式， 其可以^L輸/v分離、輸出分離或復(fù)^^分離的，這取決于M的變速器布置。變速器可以是"插入式(plug-in)""曰^變速器，因為連接到每個電動
才/V發(fā)電機以向其提供功率或從^4妾收功率的儲能裝置可被配置成可^(乍:fe^接到
場外(offboard)電源以對儲能裝置再充電。本文中，電動才;v發(fā)電機"用作電動機，，是指它從能量儲存裝置接收儲
存能量以向變速器提供機械功率。本文中，電動才;v發(fā)電機"用作發(fā)電機，，是指它 從變速器接收才;i^成功率以向儲能裝置提供能量。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，電動^V發(fā)電機可以具有I^目同的最大轉(zhuǎn)矩和功
率輸出、飼4目同的輸入電壓和輸入電流需求，或者可以在這些方面不同。因此， 在設(shè)計發(fā)動機以滿足不同的預(yù)期運轉(zhuǎn)能力和空間裝配需求上提供了相當大的活性。根據(jù)下文參照附圖對本發(fā)明優(yōu)選實施例的詳細描述,本發(fā)明的上述特征
和優(yōu)點及其他特4詠優(yōu)點將變得更加明顯。


圖l是以4x^干圖(leverdiagram)形式示出的具有一個差動齒輪組的混 合動力系的第一實施例的示意圖；圖2是以 M干圖形式示出的具有一個差動齒4MEL的vV曰洽動力系的第二 實施例的示意圖；圖3是以^^干圖形式示出的具有一個差動齒輪組的;^^動力系的第三實施例的示意圖；圖4是以^^干圖形式示出的具有兩個差動齒4^且的混合動力系的第四 實施例的示意圖；圖5是以;M干圖形式示出的具有一個差動齒4Ma的混合動力系的第五
實施例的示意圖；以及圖6是以棍圖(stick diagram)形式示出的圖5所示';t給動力系的示意圖。
具體實施例方式參照這些附圖，其中，相同的附圖標記^4相同的部件，圖l示出的混 合動力系10具有可才^f^4i^接'/V給變速器14的發(fā)動機12。在本發(fā)明的范圍內(nèi)， 發(fā)動機12可以是內(nèi)燃機、柴油機、燃料電池或者^^可其他的已知動力裝置。
件16,例如通lt減^^/^勾，如;已知的。混合變速器14 l有標示為M/G A的i 一電動枳V發(fā)電機18和標示為M/GB的第二電動初V發(fā)電機20，這兩者都可才剁乍地 連接到差動齒輪組30。電動沖/l/發(fā)電才幾18、 20 M有轉(zhuǎn)子部分和定子部分，如所 已知的。電動積/發(fā)電才幾18、 20中的任，何一個與動力系10的其它部件例如差動齒 專ME30的構(gòu)件的連接，不論是固定連接還是選絲接，都是與電動才/L/發(fā)電機18、 20的各自轉(zhuǎn)子部分的連4妄。差動齒輪組30具有連續(xù)iM接電動才;V發(fā)電機18以進行共同旋轉(zhuǎn)的第 一構(gòu)件32、第^f勾件34、以及連續(xù)M^接輸出構(gòu)件38以進行共同旋轉(zhuǎn)的第^4勾 件36。差動齒IME30以一x^干圖的形式示出，其構(gòu)件畫^ix^干上的結(jié)點，這是本領(lǐng) 域技術(shù)人員能理解的。差動齒輪-組優(yōu)選為行星齒輪組，其具有恒星齒輪構(gòu)件、環(huán) 形齒輪構(gòu)件以及可旋轉(zhuǎn)地支撐著多個與恒星齒輪構(gòu)件和環(huán)形齒輪構(gòu)件相嚙合的小 齒輪的攜載構(gòu)件。例如，第一構(gòu)件32可以是恒星齒輪構(gòu)件，第二構(gòu)件34可以是 環(huán)形齒輪構(gòu)件，并且第三構(gòu)件36可以是攜^U勾件。本領(lǐng)域技術(shù)人員所7i^口的差動 齒輪組的很多替換實施例可以用到本發(fā)明中。例如，第一構(gòu)件32可以是恒星齒輪 構(gòu)件，第J^勾件34可以是支撐著7U于相互嚙合的小齒輪的攜I^勾件，并且第三構(gòu) 件36可以是環(huán)形齒輪構(gòu)件?！礦曰洽變速器14具有多個轉(zhuǎn)矩傳遞^li勾，包括可選棒liiW給的從而使 輸入構(gòu)件16與電動枳/發(fā)電機20 #~"^的第一轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)40、可選擇'I^4I妄 合的從而使電動積V發(fā)電機20與第二構(gòu)件34 #-"^的第二轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)42、以 及可選捧1^4I矣合的從而將第二構(gòu)件34接到固定殼體50例如變速器14的箱體上的第三轉(zhuǎn)矩傳遞沖/U勾44。轉(zhuǎn)矩傳遞才;U勾40和42可以是旋轉(zhuǎn)摩擦離合器、爪形離
合器或^f可其^it當類型的轉(zhuǎn)矩傳遞才;^勾。轉(zhuǎn)矩傳遞才;i^勾44可以是具有固定構(gòu)件 的摩擦離合器，并且可以^皮稱作制動器。動力系10具有可I刺乍M^接到電動才;V發(fā)電機18、 20的車載儲能裝置 52，因此電動機/發(fā)電機18、 20可以向儲能裝置52傳遞功率或從^l妄收功率。電 子控制器54可^射乍iik^接到儲能裝置52，從而控制儲能裝置與電動沖;V發(fā)電機18、 20之間經(jīng)由功率變換器56的來回功率的分配。控制器54 (或一個或多個獨立的 控制器)還可#^乍纟^€接到發(fā)動機12和轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)40、 42、 44，并且根據(jù)車輛 ^f乍^f?？刂扑鼈兊慕雍虾头蛛x。本文所用的"車載"儲能裝置是設(shè)計成安裝在車輛 上的儲能裝置，具有電動機/發(fā)電機的相關(guān)動力系也安裝在該車輛上。車載儲能裝 置可以是一個或多個電池。其他車載儲能裝置，例如燃料電池或電容器，具有提 供或儲備和分配電功率的能力，并且可以被用于與電池并用或代替電池。傳感器 收集的運行數(shù)據(jù)，例如，輸入構(gòu)件16和輸出構(gòu)件18的4鏈，也可以提供給控制 器用于^4t用途，例如在再生制動才莫式下運4亍時。變速器14配置成使場外供電系統(tǒng)58可以與儲能裝置52相連接以對儲 能裝置52進行再充電。場外供電系統(tǒng)58通過接口 59連^f諸能裝置52。接口 59 可以是插頭，在這種情況中，車載充電器(未示出)將要電連接在插頭與儲能裝 置52之間。這種變速器被稱作插入式混合。替換地，接口 59可以是導(dǎo)電的，在 這種情況中，場外充電器可以連在場外供電系統(tǒng)58與接口 59之間，或者是感應(yīng) 的，在這種情況中，場外感應(yīng)充電器將要連在場外電源58與接口 59之間。當儲 能裝置52被再充滿電時，經(jīng)由接口 59的連接被停止，然后再充電儲能裝置52在 控制器54的控制下被用于向電動枳7發(fā)電機18、 20提供功率，例如以純電力模式
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、乜M^， 乂—、,吧叨W夂吧"UfTM、;xC^^WW口J千萍阿《疋1^r"^干日"^^TH失》、入應(yīng)當認識到，圖2-7所示的每個動力系實施例也具有類似的儲能裝置
52、控制器54和變換器56以連接文中所述的發(fā)動機、電動機/發(fā)電積糸轉(zhuǎn)矩傳遞 才M勾，雖然為了附圖的清楚，沒有在圖2-5中示出這些，但變速器設(shè)計領(lǐng)域的技術(shù) 人員將4嫁易理解。圖2-7的每個動力系的儲能裝置^配置成連接場外電源，并 且具有接口 ，如動力系10那樣。發(fā)動機12與電動機/發(fā)電機18、 20通過轉(zhuǎn)矩傳遞才;i4勾40、 42、 44的不 同組合方式的4^經(jīng)由差動齒4ME 30而選擇'lii也互連，從而為';f洽動力系10建 立不同的操作模式。例如，動力系IO可用來發(fā)動車輛，發(fā)動機是關(guān)閉或開動的。 如果發(fā)動機是關(guān)閉的，轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)44就接觸構(gòu)件34并且電動積V發(fā)電機18被操 作成電動才W人而在輸出構(gòu)件38處提供前進方向的轉(zhuǎn)矩。當發(fā)動機12是開動的時，提供電力可變的串聯(lián)〉'^^t剩乍模式，轉(zhuǎn)矩傳遞才M勾40被4^以使本發(fā)動機12向 電動4;V發(fā)電機20提供動力，該電動機/發(fā)電機20用作發(fā)電機通過變換器56向儲 能裝置52提供電力，并且電動機/發(fā)電機18用作電動機，轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)44被接合。 替換地，通過^^轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)40、 42并且關(guān)閉兩個電動枳7發(fā)電機18、 20而建 立起純發(fā)動^Wf^纟莫式。動力系IO可"I射乍在純電力才射乍模式下，其中只有電動才/V發(fā)電機18用 作電動機，并且轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)44被#^。當轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)42沒有4給時，電動 才/l/發(fā)電才幾20可以j呆持不動。替換地，轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)42可以被4給，并且兩個電 動機/發(fā)電機18、 20立刻被控制成用作電動機，均分負載的純電力模式，通過差動 齒輪組30向輸出構(gòu)件38提供動力。這就允許在純電力4^f乍模式期間提供大量動
力，但使用的兩個電動才;v發(fā)電機比提供相同動力量的單個電動枳7發(fā)電機的尺寸更
小。在第一種純電力操作模式中，來自電動才A/發(fā)電機18的轉(zhuǎn)矩經(jīng)由差動齒4^且 30而加到來自固定殼體50的反作用轉(zhuǎn)矩上，但是固定殼體50只能貢獻轉(zhuǎn)矩而不 是功率。在第二中純電力才^f乍模式中，均分負載的純電力模式，電動才A/發(fā)電機20 必須代替固定殼體50提供轉(zhuǎn)矩。這需要來自變換器56的附加電力輸入，但是電 動才/V發(fā)電機20還可以提供轉(zhuǎn)速并且由jtb^供功率加到來自電動才/V發(fā)電機18的功 率上。因為單個電動機不需要涵蓋寬范圍的可能才^f乍務(wù)f牛，所以每個電動機/發(fā)電 機18、 20都可以被設(shè)計成其最大容量d 、于依靠只來自 一個電動才A/發(fā)電機的牽引功 率的動力系10的。通常，電動積V發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩曲線具有大體上恒定轉(zhuǎn)矩的4fii范圍，隨
后是遞減功率的轉(zhuǎn)速范圍，直到電動機的枳^4爭速極限。通常，電動才;v發(fā)電初在
工作范圍的中心點具有其最佳效率。利用差動齒輪組30的加速作用的電動枳/發(fā)電 機18與20之間的均分負載對于運轉(zhuǎn)是可選擇的選項，因此，電動木V發(fā)電積4皮設(shè) 計成能在更有效的工作范圍內(nèi)運轉(zhuǎn)，其適合于最典型的車輛操作條件。在另一種 電力可變的操作模式中，轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)40和42被接合，并且電動機/發(fā)電機18和 20根據(jù)#^乍^[牛要么用作電動^1^么用作發(fā)電機，通過差動齒輪組30分離(split) 功率。這可以纟皮稱作電力可變、輸出分離^1乍模式。因為兩個電動初V發(fā)電機18、 20都可控制g—種純電力搮作模式中用 作電動機，兩者都不需要被設(shè)計成能提供如在純電力操怍模式中只有一個電動積/ 發(fā)電機可以用作電動機所需要的那樣的大功率輸出。電動才A/發(fā)電機18、 20可以設(shè) 計成具有相同或不同的最大轉(zhuǎn)矩和/或功率輸出、適于最佳電動機效率的轉(zhuǎn)矩和/或 功率輸出、輸入電壓需求和/或輸入電流需求。當購買或構(gòu)造和蓄電電動機/發(fā)電機 時，以及當動力系10與相同的電動機/發(fā)電積紐裝時，具有大桐目同的轉(zhuǎn)矩、功率和電流特性的電動枳/發(fā)電機18、 20的一個優(yōu)點是^Lt莫經(jīng)濟。下文所述的圖2-7的 每個動力系的電動才/(V發(fā)電機也可以設(shè)計成具有相同或不同的最大轉(zhuǎn)矩和/或功率 輸出、輸入電壓需求和/或輸入電流需求。圖2示出的';給動力系110具有可^^乍:fei^接'/V曰A變速器114的發(fā)動機 112。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，發(fā)動機112可以是內(nèi)燃機、柴油機、燃料電M者^^可 其他的已知動力裝置?！礦曰^變速器114具有可才斜乍iik^接發(fā)動才/^lr出構(gòu)件以進4l^走轉(zhuǎn)的輸入 構(gòu)件116，例如通過減^^4勾，如所已知的?；旌献兯倨?14具有標示為M/G A 的第一電動才A/發(fā)電機118和標示為M/GB的第二電動機/發(fā)電機120，這兩者都可 才^[乍i^i^接到差動齒輪組130。電動機/發(fā)電才幾118、 120M有轉(zhuǎn)子部分和定子部 分，如所已知的。電動4iV發(fā)電^U18、 120中的4壬何一個與動力系IIO的其它部件 例如差動齒^^且130的構(gòu)4牛的連*接，不i侖是固定連4妄:i￡;U^#i€4妾，都是與電動 才/V發(fā)電才幾118、 120的各自轉(zhuǎn)子部分的連接。差動齒輪組130具有連續(xù);M接電動才iV發(fā)電機118以進行共同旋轉(zhuǎn)的 第一構(gòu)件132、第二構(gòu)件134、以及連續(xù)地連接輸出構(gòu)件138和第二電動積V發(fā)電機 120以進行共同旋轉(zhuǎn)的第三構(gòu)件136。差動齒4^且130以一3干圖的形式示出，其構(gòu) 件畫^id干上的結(jié)點，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員能理解的。差動齒4ME 130優(yōu)選為行 星齒輪組，其具有恒星齒輪構(gòu)件、環(huán)形齒輪構(gòu)件以及可旋轉(zhuǎn)地支撐著多個與恒星 齒輪構(gòu)件和環(huán)形齒輪構(gòu)件相嚙合的小齒輪的攜載構(gòu)件。例如，第一構(gòu)件132可以 是恒星齒輪構(gòu)件，第二構(gòu)件134可以是攜載構(gòu)件，并且第三構(gòu)件136可以是環(huán)形 齒輪構(gòu)件。';a^變速器114具有多個轉(zhuǎn)矩傳遞才M勾，包括可選棒!4iiW給的從而使 輸入構(gòu)件116與第二構(gòu)件134 #"^的第一轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)140、以及可選擇'1^J也 接合的從而將第二構(gòu)件134接到固定殼體150例如變速器114的箱體上的第二轉(zhuǎn) 矩傳遞才M勾142。轉(zhuǎn)矩傳遞才M勾140可以是旋轉(zhuǎn)摩擦離合器、爪形離合器或^i可其 ^it當類型的轉(zhuǎn)矩傳遞才/^勾。轉(zhuǎn)矩傳遞4iU勾142可以是具有固定構(gòu)件的摩擦離合 器，并且可以^皮稱作制動器。發(fā)動機112與電動4;V發(fā)電機118、 120通過轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)140、 142的 不同組合方式的"l^經(jīng)由差動齒4^且130而i^4奪'l"生地互連，乂人而為〉'f洽動力系110 建立不同的操作模式。例如，動力系110可用來發(fā)動車輛，發(fā)動機是關(guān)閉或開動 的。如果發(fā)動機是關(guān)閉的，轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)142就接觸構(gòu)件134并且電動初V發(fā)電機
的轉(zhuǎn)矩。如果發(fā)動機112是開動的，轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)140被接合以使本發(fā)動機112向第二構(gòu)件134提供功率，并且根據(jù)車輛梯作^f牛將電動積V發(fā)電機118和120獨 立地控制成用作發(fā)電機，從而建立輸入分離的電力可變混合操作模式。替換地， 如果轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)140被接合，就可獲得純發(fā)動沖;U乘作模式，發(fā)動機112是開動 的，并JL^電動才;V發(fā)電才幾118、 120是關(guān)閉的。動力系110可操作在純電力才剁乍模式下，其中只有電動積V發(fā)電機120 用作電動機。兩個轉(zhuǎn)矩傳遞才/U勾140、 142都沒有#^,因此第^f勾件134可以任 何轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。因此，電動沖/V發(fā)電機118的壽鏈不是由齒IMa 130決定，并且電動
才;v發(fā)電機118可以被控制成大體上不動，或者將空轉(zhuǎn)輪確定為能最小化損失的大
體上接近零的平衡壽鍵。替換地，在另一種純電力才斜乍模式中，轉(zhuǎn)矩傳遞才M勾142 可以被接合，并且兩個電動積/發(fā)電機118、 120被控制成用作電動機，通過差動齒 4Mi 130向輸出構(gòu)件138提供功率。圖3示出的';f^動力系210具有可l^f乍^i^接'/V曰^變速器214的發(fā)動機 212。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，發(fā)動機212可以是內(nèi)燃機、柴油機、燃料電賊者4封可 其他的已知動力裝置。';^^變速器214具有可"f^f乍iik^接發(fā)動才JUlT出構(gòu)件以進^^走轉(zhuǎn)的輸入 構(gòu)件216，例如通過減^^U勾，如所已知的。卩V給變速器214具有標示為M/G A 的第一電動積V發(fā)電機218和標示為M/GB的第二電動枳/發(fā)電機220，這兩者都可 才^f乍i4i^4妻到差動齒輪組230。電動機/發(fā)電機218、 220各具有轉(zhuǎn)子部分和定子部 分，如所已知的。電動積V發(fā)電機218、 220中的任何一個與動力系210的其它部件 例如差動齒輪組230的構(gòu)件的連接，不^侖是固定連^妄還^^選#^^4妄，都是與電動 才A/發(fā)電機218、 220的各自轉(zhuǎn)子部分的連接。差動齒4ME 230具有第一構(gòu)件232、連續(xù)地^i^接輸入構(gòu)件216以進行共 同旋轉(zhuǎn)的第二4勾件234、以及連續(xù)地ii^接輸出構(gòu)件238和第二電動木V發(fā)電機220 以進行共同旋轉(zhuǎn)的第三構(gòu)件236。差動齒輪組230以i^干圖的形式示出，其構(gòu)件畫 ^ix^干上的結(jié)點，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員能理解的。差動齒輪組230優(yōu)選為行星齒 輪組，其具有恒星齒輪構(gòu)件、環(huán)形齒輪構(gòu)件以及可旋轉(zhuǎn)地支撐著多個與恒星齒輪 構(gòu)件和環(huán)形齒輪構(gòu)件相嚙合的小齒輪的攜載構(gòu)件。例如，第一構(gòu)件232可以是恒 星齒輪構(gòu)件，第^f勾件234可以是環(huán)形齒輪構(gòu)件，并且第三構(gòu)件236可以是攜載 構(gòu)件。發(fā)動機212與電動積/發(fā)電機218、 220通過轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)240、 242的 不同組合方式的^^經(jīng)由差動齒IW且230而選^^it也互連，乂人而為〉'f洽動力系210 建立不同的才^f卡模式。例如，動力系210可用來發(fā)動車輛，發(fā)動機是關(guān)閉或開動 的。如果發(fā)動機是關(guān)閉的，轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)242就接觸構(gòu)件234并且電動機/發(fā)電機 220纟皮#^乍成電動枳乂人而在輸出構(gòu)件238處提供前進方向的轉(zhuǎn)矩。如果兩個轉(zhuǎn)矩傳 遞才7l4勾240、 242清問皮4給，兩個電動才;V發(fā)電沖幾218、 220就老財^f乍成電動才;u人而 在輸出構(gòu)件238處提供前進方向的轉(zhuǎn)矩。如果發(fā)動機212是開動的，轉(zhuǎn)矩傳遞機 構(gòu)240就被接合，并且根據(jù)車輛操作條件將電動初V發(fā)電機218和220獨立iW空制 成用作電動機或發(fā)電機，從而建立輸入分離的電力可變混^^斜乍模式。動力系210可操作在純電力4斜乍模式下，其中只有電動積/發(fā)電機220 用作電動機。因為轉(zhuǎn)矩傳遞才7^勾240被分離，電動才iV發(fā)電機218保持大體上不動， 而與構(gòu)件232的轉(zhuǎn)速無關(guān)。替換地，在另一種純電力##才莫式中，轉(zhuǎn)矩傳遞才M勾 240和242被接合，并且兩個電動積/發(fā)電機218、 220被控制成用作電動機，通過 差動齒4W且230向輸出構(gòu)件238提供功率。動力系210還可才斜乍在純發(fā)動才/W剁乍 模式下，其中，兩個轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)240、 242都不4給，電動枳7發(fā)電機218和220 是關(guān)閉的，并iL^動機212向輸出構(gòu)件238提供功率，同時，差動齒4W且230是 不^^作用的。圖4示出的〉 洽動力系310具有可^/f乍i4i^接';t曰洽變速器314的發(fā)動機 312。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，發(fā)動機312可以是內(nèi)燃機、柴油機、燃料電〉'M者4^f可 其他的已知動力裝置?！礦曰A變速器314具有可才剁乍i^il:接發(fā)動才;air出構(gòu)件以進^i走轉(zhuǎn)的輸入 構(gòu)件316，例如通過減l^幾構(gòu)，如所已知的。';f洽變速器314具有標示為M/G A 的第一電動機/發(fā)電機318和標示為M/GB的第二電動機/發(fā)電機320。電動枳/發(fā)電 機318連續(xù)地^^乍成連接第一差動齒IME330,如下所述，電動初V發(fā)電機320連 續(xù)地纟剁乍成連接第二差動齒輪組360。電動積/發(fā)電機318、 320M有轉(zhuǎn)子部^H口 定子部分，如所已知的。電動才A/發(fā)電機318、 320中的<射可一個與動力系310的其 它部件例如差動齒輪組330的構(gòu)件的連接，不i侖是固定連4妄還是選g^接，都是 與電動機/發(fā)電機318、 320的各自轉(zhuǎn)子部分的連接。差動齒^l且330具有連續(xù)i^^接第一電動才;V發(fā)電機318以進行共同旋 轉(zhuǎn)的第一構(gòu)件332、第二構(gòu)件334以及第三構(gòu)件336。差動齒輪組330以一J^干圖的 形式示出，其構(gòu)件畫成一x^干上的結(jié)點，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員能理解的。差動齒輪組330優(yōu)選為行星齒輪組，其具有恒星齒輪構(gòu)件、環(huán)形齒輪構(gòu)件以^JT^L轉(zhuǎn)地支 撐著多個與恒星齒輪構(gòu)件和環(huán)形齒輪構(gòu)件相嚙合的小齒輪的攜載構(gòu)件。例如，第 一構(gòu)件332可以是恒星齒輪構(gòu)件，第二構(gòu)件334可以是環(huán)形齒輪構(gòu)件，并且第三 構(gòu)件336可以是攜載構(gòu)件。差動齒4W且360具有三個構(gòu)件，本文稱作第四構(gòu)件362、第五構(gòu)件366 和第六構(gòu)件364。第四構(gòu)件362連續(xù)地連接第二電動機/發(fā)電機320以進行共同旋 轉(zhuǎn)。變速器314具有連續(xù)地連接第三構(gòu)件336和第五構(gòu)件366與輸出構(gòu)件338以 進行共同旋轉(zhuǎn)的互連構(gòu)件370。差動齒輪組360以^^干圖的形式示出，其構(gòu)件畫成 一y干上的結(jié)點，這^^本領(lǐng)域4支術(shù)人員能理解的。差動齒輪組360優(yōu)選為4亍星齒4侖 組，其具有恒星齒輪構(gòu)件、環(huán)形齒輪構(gòu)件以及可旋轉(zhuǎn)地支撐著多個與恒星齒輪構(gòu) 件和環(huán)形齒輪構(gòu)件相。齒合的小齒輪的攜載構(gòu)件。例如，第四構(gòu)件362可以是恒星 齒輪構(gòu)件，第五構(gòu)件366可以是攜載構(gòu)件，并且第六構(gòu)件364可以是環(huán)形齒輪構(gòu) 件。';^^變速器314具有多個轉(zhuǎn)矩傳遞才/U勾，包括可選擇'14i^^^的從而使 輸入構(gòu)件316與第二構(gòu)件334 #~"^的第一轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)340。第二4t矩傳遞機 構(gòu)342可選擇'f^y妄合的從而將第二構(gòu)件334接到固定構(gòu)件350例如變速器314 的箱體上。第三轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)344可選擇'1^4l奏合的從而使第一電動機/發(fā)電機318 和第一構(gòu)件332與第六構(gòu)件364連在-"^以進行共同旋轉(zhuǎn)。第四轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)346 可選擇'1^4^^的從而將第六構(gòu)件364接到固定構(gòu)件350上。轉(zhuǎn)矩傳遞才;U勾340 和344可以是旋轉(zhuǎn)摩擦離合器、爪形離合器或^J可其^it當類型的轉(zhuǎn)矩傳遞才M勾。 轉(zhuǎn)矩傳遞才A4勾342和346可以是具有靜止部件的摩擦離合器，并且被稱作制動器。發(fā)動機312與電動枳V發(fā)電機318、 320通過轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)340、 342、 344、 346的不同組合方式的#^經(jīng)由差動齒輪組330、 360而選擇'1^也互連，從而 為"給動力系310建立不同的才剩乍模式。例如，動力系310可用來發(fā)動車輛，發(fā) 動機是關(guān)閉或開動的。如M動機312是關(guān)閉的，可以使用這四種操作模式中的 ^f可一種。在第一種純電力操作模式中，只有轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)342被接合以接觸構(gòu)
構(gòu)件338提供轉(zhuǎn)矩。因為轉(zhuǎn)矩傳遞才;U勾344、 346沒有接合，第六構(gòu)件364和第四 構(gòu)件362的4鏈不是齒輪組360決定。電動枳/發(fā)電機320可以被控制^J^鍵(不 動的)或假設(shè)為能最小化損失的大體上為零的平衡轉(zhuǎn)速。在第二種純電力操作模 式中，只有轉(zhuǎn)矩傳遞^4勾346被#^以接觸構(gòu)件364,并且只有電動才;V發(fā)電機320 被才剩乍成電動才;U人而通過齒4Ma 360向輸出構(gòu)件338提供轉(zhuǎn)矩。因為轉(zhuǎn)矩傳遞機 構(gòu)340、 342、 344沒有#^,第一、第二構(gòu)件332、 334將尋求能最小化損失平衡專鍵，其中，電動才;v發(fā)電機3i8的凈鏈為零或大體上為零，或者，電動4;v發(fā)電機
318可以被控制成不動。在第三種純電力操作模式中，轉(zhuǎn)矩傳遞才;L4勾342、 346都 被4給，并且電動才;V發(fā)電機318、 320者財皮才剩乍成電動才;U人而在輸出構(gòu)件338處提 供前進方向的轉(zhuǎn)矩。在第四種純電力操作模式中，只有轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)344被#^ 以將電動初V發(fā)電機318連接到構(gòu)件364，并且電動扭/發(fā)電機318、 320嘲財M M 過齒輪組360向輸出構(gòu)件338提供前進轉(zhuǎn)矩。如果發(fā)動機312是開動的，轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)340被接合，轉(zhuǎn)矩傳遞才/l4勾 342被分離，并且根據(jù)車輛"^f乍^f牛將電動枳/發(fā)電機318控制成用作電動機或發(fā) 電機，從而建立輸入分離的電力可變';t^^t刺乍模式。除轉(zhuǎn)矩傳遞才/U勾340 O卜還 #^轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)344并JLii控制電動積/發(fā)電機320用作電動機或發(fā)電機從而建
立第^ft電力可變模式，建立復(fù)合分離的電力可變'r^操作模式，通過差動齒輪
組330、 360在輸出構(gòu)件338處提供功率。圖5示出的卩V給動力系410具有可才斜乍;4ii接〉V給變速器414的發(fā)動機 412。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，發(fā)動機412可以是內(nèi)燃機、柴油機、燃料電M者^f^f可 其他的已知動力裝置。';f^變速器414具有可"^f乍;Nk^接發(fā)動才Mt出構(gòu)件以進^^走轉(zhuǎn)的輸入 構(gòu)件416，例如通過減#^4勾，如所已知的?；旌献兯倨?14具有標示為M/G A 的第一電動枳/發(fā)電機418和標示為M/GB的第二電動枳/發(fā)電機420。電動扭/發(fā)電 機418和420都連續(xù)地纟射乍成連接差動齒輪組430，如下所述。電動枳/發(fā)電機418、 420各具有轉(zhuǎn)子部分和定子部分，如所已知的。電動初V發(fā)電機418、 420中的任何 一個與動力系410的其它部件例如差動齒輪組430的構(gòu)件的連接，不論是固定連 接還是選#^接，都是與電動才;V發(fā)電機418、 420的各自轉(zhuǎn)子部分的連接。差動齒4W且430具有連續(xù)i^k^接第一電動才;V發(fā)電機418以進行共同旋 轉(zhuǎn)的第一構(gòu)件432、連續(xù)地連接第二電動枳/發(fā)電機420以進行共同旋轉(zhuǎn)的第二詢 件434、以及連續(xù)地連接輸出構(gòu)件438以進行共同旋轉(zhuǎn)的第三構(gòu)件436。差動齒輪 組430以一^干圖的形式示出，其構(gòu)件畫成^^干上的結(jié)點，這^^4v領(lǐng)域4支術(shù)人員能 理解的。差動齒輪組430優(yōu)選為行星齒輪組，其具有恒星齒輪構(gòu)件、環(huán)形齒輪構(gòu) 件以及可旋轉(zhuǎn)地支撐著多個與恒星齒輪構(gòu)件和環(huán)形齒輪構(gòu)件相嚙合的小齒輪的攜 載構(gòu)件。例如，第一構(gòu)件432可以是恒星齒輪構(gòu)件，第二構(gòu)件434可以是環(huán)形齒 輪構(gòu)件，并且第三構(gòu)件436可以是攜載構(gòu)件?！礦給變速器414具有多個轉(zhuǎn)矩傳遞^4勾，包括可選擇'lt^y給的從而使 輸入構(gòu)件416與第二構(gòu)件434連在""^的第一轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)440。第_^#矩傳遞機 構(gòu)442可選擇'1^4I妄合的從而使輸入構(gòu)件416與第一構(gòu)件432 il^i。第三轉(zhuǎn)矩傳遞^M勾444可選擇'^^y秦合的從而將第二構(gòu)件434和第二電動枳/發(fā)電機420 接到固定構(gòu)件450上。第四轉(zhuǎn)矩傳遞才/U勾446可選擇'l^4^^的從而將第一構(gòu)件 432和電動才;V發(fā)電機418接到固定構(gòu)件450上。轉(zhuǎn)矩傳遞才M勾440和442可以是 旋轉(zhuǎn)摩擦離合器、爪形離合器或^^可其他適當類型的轉(zhuǎn)矩傳遞才M勾。轉(zhuǎn)矩傳遞才幾 構(gòu)444、 446可以是具有固定構(gòu)件的摩擦離合器，并且可以被稱作制動器。發(fā)動機412與電動才/V發(fā)電機418、 420通過轉(zhuǎn)矩傳遞才/^勾440、 442、 444、 446的不同組合方式的接合經(jīng)由差動齒4ME430而選棒1^也互連，從而為混 合動力系410建立不同的梯H乍模式。例如，在一種純電力^f乍模式中，如果本發(fā) 動機412是關(guān)閉的，就可以只將電動積V發(fā)電機418用作電動機從而在轉(zhuǎn)矩傳遞機 構(gòu)444被接合的情況下在輸出構(gòu)件438處提供功率。電動才A/發(fā)電機420將不動。 替換地，在另一種純電力4斜乍模式中，可以只將電動初V發(fā)電機420用作電動枳乂人
機418將不動。在又一種純電力操作模式中，如果一個轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)都沒有被接 合，電動一iV發(fā)電機418和420老財^f乍成電動才W人而在輸出構(gòu)件438處提供前進方 向的轉(zhuǎn)矩。電動才/V發(fā)電才幾418和420可以大/^相同并iUl^妾到差動齒^i且430的 構(gòu)件432和434，其中，構(gòu)件432和434具有大體不同的齒數(shù)，并且因此，在每個 電動機418、 420與輸出438之間建立大體不同的轉(zhuǎn)矩比和轉(zhuǎn)速比，因此，控制器 (未示出)具有兩種不同的選擇來只操作一個電動機。替換地，電動枳/發(fā)電機418 和420在轉(zhuǎn)矩和功率容量方面以及在適于最佳效率的轉(zhuǎn)矩和功率輸出方面是大體 不同的，因此，控制器(未示出)具有兩種不同的選擇來只操作一個電動機，每 種選擇在多種動力系才剁乍^f牛的某些中是最有效的。此外，電動才A/發(fā)電機418和 420的總體類型可以不同，例如一個感應(yīng)電動機/發(fā)電機和一個永》茲電動枳V發(fā)電才幾， 或者是特定類型的永磁電動機/發(fā)電機，例如， 一個幾乎專門依靠由永磁體產(chǎn)生的 轉(zhuǎn)矩(例如扁平磁鐵或表面磁鐵類型)和一個依靠由轉(zhuǎn)子中的具有大體不同特征 的永磁體和鐵產(chǎn)生的參照轉(zhuǎn)矩值(例如V磁鐵類型)，每種都適合于不同的動力系 才射乍條件。電動扭/發(fā)電機的這種相同或不同還用在本文描述的其它每個實施例中。
如果發(fā)動機412是開動的，轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)440就被接合，同時根據(jù)車輛 才剁乍條件將電動枳/發(fā)電機418控制成用作電動機或發(fā)電機，從而建立輸入分離的 電力可變';ft/^才喿作沖莫式。通過改為^^轉(zhuǎn)矩傳遞4W勾442，并且控制電動機/發(fā)電 機420用作電動積或發(fā)電機從而通過差動齒輪組430在輸出構(gòu)件438處提供功率， 可以建立第H命入分離的電力可變模式。通過^^兩個轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)440、 446， 可以在輸入構(gòu)件416和輸出構(gòu)件438之間建立固定專^i4比。固定4鍵比還可選擇 為通it^^這兩個轉(zhuǎn)矩傳遞才A4勾442、 444。另一種固定4鏈比，直4勤專動，還可選擇為通過#^這兩個轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)440、 444。圖6是以棍圖的方式示出的混合動力系510的示意圖，其表現(xiàn)了以;fx^干 圖的形式示出的圖5的一個實施例。動力系510具有可^f乍:fe^接混合變速器514 的發(fā)動機512。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，發(fā)動機512可以是內(nèi)燃機、柴油機、燃料電池 或者4^f可其他的已知動力裝置?！稸曰^變速器514具有可才刻乍i^k^接發(fā)動沖;U命出構(gòu)件以進fr^轉(zhuǎn)的輸入 構(gòu)件516，例如通過減#^幾構(gòu)，如所已知的?；旌献兯倨?14包括第一電動才A/發(fā) 電機518，其具有連接到固定構(gòu)件550例如變速器箱上的定子部分522。電動機/ 發(fā)電機518還包括轉(zhuǎn)子部分524。轉(zhuǎn)子部分524具有圍繞其圓周間隔分布的永》茲體 525，這樣，電動才;V發(fā)電機518就是7Jo磁電動沖jV發(fā)電機。第二電動積/發(fā)電機520 具有連接到固定構(gòu)件550和轉(zhuǎn)子部分521上的定子部分579。轉(zhuǎn)子部分521具有圍 繞其圓周間隔分布的槽527,這樣，電動才A/發(fā)電機520;ttA磁阻電動沖;V發(fā)電機。動力系510包括差動齒4ME530，其是行星齒輪組并且可稱作行星齒輪 組530。行星齒輪組530包括恒星齒輪構(gòu)件532、環(huán)形齒輪構(gòu)件534以及可旋轉(zhuǎn)地 支撐著一組與環(huán)形齒輪構(gòu)件534和恒星齒輪構(gòu)件532相嚙合的小齒輪537的攜載 構(gòu)件536。齒輪538，本文^tM爾作輸出構(gòu)件，與攜l^勾件536共同旋轉(zhuǎn)并且嚙合齒 輪539。齒輪539通過差速器541向傳動軸543傳遞轉(zhuǎn)矩。環(huán)形齒4侖構(gòu)件534遵d妄電動才/V發(fā)電才幾518的轉(zhuǎn)子部分524以進行共同 旋轉(zhuǎn)。恒星齒輪構(gòu)件532連接電動積/發(fā)電機520的轉(zhuǎn)子部分521以進行共同旋轉(zhuǎn)?！礦給變速器514具有多個轉(zhuǎn)矩傳遞才/U勾，包括可選擇'W4I給的從而使 輸入構(gòu)件516與環(huán)形齒輪構(gòu)件534 #~"^的第一轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)540。第^#矩傳 遞機構(gòu)542是可選擇'hiiiy妄合的從而使輸入構(gòu)件516與恒星齒輪構(gòu)件532連在一 起。第三轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)544是可選擇'l"^y妄合的從而將環(huán)形齒輪構(gòu)件534和轉(zhuǎn)子 部分524接到固定構(gòu)件550上。第四轉(zhuǎn)矩傳遞才;U勾546是可選擇'l^iy給的從而 將恒星齒輪構(gòu)件532和轉(zhuǎn)子部分521接到固定構(gòu)件550上。轉(zhuǎn)矩傳遞沖iU勾540和 542可以是旋轉(zhuǎn)摩擦離合器、爪形離合器或^f可其^it當類型的轉(zhuǎn)矩傳遞才;U勾。轉(zhuǎn) 矩傳遞4/U勾544、 546可以是具有固定構(gòu)件的摩擦離合器，并且可以被稱作制動器。動力系510具有可^fN4i^接到電動^V發(fā)電機518、 520的車載儲能裝 置552,因此電動機/發(fā)電機518、 520可以向儲能裝置552傳遞功率或從^W妄收功 率。電子控制器554可操作g接到儲能裝置552,從而控制儲能裝置與電動機/ 發(fā)電機518、 520之間經(jīng)由功率變換器556的來回功率的分配。控制器554 (或一 個或多個獨立的控制器)還可l剁乍;l^k^接到發(fā)動機512和轉(zhuǎn)矩傳遞才;i4勾540、 542、 544、 546，并且根據(jù)車輛操作^f?？刂扑鼈兊慕雍虾头蛛x。傳感器收集的運行數(shù)據(jù)，例如，輸入構(gòu)件516和輸出構(gòu)件518的轉(zhuǎn)速，也可以4是供給控制器554用于 各種用途，例如在再生制動模式下運行時。變速器514配置成使場外供電系統(tǒng)558 可以與儲能裝置552相連接以對儲能裝置552進行再充電。場外供電系統(tǒng)558通 過接口 559連掩賭能裝置552,并且配置成如圖1所示的場外供電系統(tǒng)58和接口 59。因為動力系510是動力系410的一個實施例，動力系410的M組件在 動力系510中都有對應(yīng)的部件。例如，行星齒輪組530對應(yīng)于差動齒4Mi430。恒 星齒輪構(gòu)件532對應(yīng)于第一構(gòu)件432,環(huán)形齒輪構(gòu)件534對應(yīng)于第二構(gòu)件434,并 且攜載構(gòu)件536對應(yīng)于第三構(gòu)件436。電動才A/發(fā)電機518、 520分別對應(yīng)于電動機 /發(fā)電機418、 420。轉(zhuǎn)矩傳遞才;L4勾540、 542、 544、 546分別對應(yīng)于轉(zhuǎn)矩傳遞才;i4勾 440、 442 、 444、 446。輸入構(gòu)件516、輸出構(gòu)件538分別對應(yīng)于輸入構(gòu)件416、輸 出構(gòu)件438。發(fā)動機512與電動才A/發(fā)電機518、 520通過轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)540、 442、 444、 546的不同組合方式的4^經(jīng)由差動齒輪組530而選擇'I4i也互連，從而為混 合動力系510建立不同的才剁乍模式。例如，在一種純電力4剁乍模式中，如果發(fā)動 機512是關(guān)閉的，就可以只將電動枳V發(fā)電機520用作電動初^人而在轉(zhuǎn)矩傳遞沖;U勾 544被接合的情況下在輸出構(gòu)件538處提供功率，因而電動才JV發(fā)電機518不動。 替換地，在另一種純電力操作模式中，可以只將電動枳/發(fā)電機518用作電動才/U人
發(fā)電機520不動。如果一個轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)都沒有被接合，電動才;V發(fā)電機518和520 者財喿作成電動機從而在輸出構(gòu)件538處提供前進方向的轉(zhuǎn)矩。如果發(fā)動機512是 開動的，轉(zhuǎn)矩傳遞才;U勾540 ;t^皮^^，同時根據(jù)車輛#^乍^^牛將電動*1/發(fā)電機520 控制成用作電動機或發(fā)電機，從而建立輸入分離的電力可變〉V曰t^操作模式。通過 改為4^轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)542并且控制電動積V發(fā)電機518用作電動積威發(fā)電機從而 通過差動齒4W且530在輸出構(gòu)件538處提供功率，可以建立第^輸入分離的電 力可變模式。當發(fā)動機512是開動的且兩個電動積/發(fā)電機518、 520都關(guān)閉時，這 兩種純發(fā)動積4喿作模式都可用。第一種純發(fā)動積換作模^A通過4給轉(zhuǎn)矩傳遞機 構(gòu)540，第4是通過4^轉(zhuǎn)矩傳遞才il4勾542。盡管安詳細描述了實施本發(fā)明的最佳方式，但熟悉本發(fā)明所涉及領(lǐng)域的 技術(shù)人員將看出多種替換方案和實施例，在附上的權(quán)利要求的范圍內(nèi)實施本發(fā)明。
權(quán)利要求
1、一種混合動力系，包括輸入構(gòu)件；輸出構(gòu)件；可操作地連接輸入構(gòu)件的發(fā)動機；第一和第二電動機/發(fā)電機；具有多個構(gòu)件的差動齒輪組；其中，輸入構(gòu)件、輸出構(gòu)件、發(fā)動機和電動機/發(fā)電機通過轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)不同組合方式的接合經(jīng)由差動齒輪組而被選擇性地互連；電子控制器，其可操作地連接到電動機/發(fā)電機并且被配置成控制電動機/發(fā)電機從而在輸入構(gòu)件與輸出構(gòu)件之間提供多種操作模式，包括第一純電操作模式，其中，發(fā)動機是關(guān)閉的，第一、第二電動機/發(fā)電機中的一個用作電動機在輸出構(gòu)件處提供轉(zhuǎn)矩，而第一、第二電動機/發(fā)電機中的另一個能保持基本不動；和第二種純電力操作模式，其中，發(fā)動機是關(guān)閉的并且兩個電動機/發(fā)電機都用作電動機在輸出構(gòu)件處提供轉(zhuǎn)矩。
2、 如權(quán)利要求1所述的混合動力系，其中，第一、第二電動機/ 發(fā)電機的特征在于，它們具有基本相同的最大轉(zhuǎn)矩和功率輸出。
3、 如權(quán)利要求1所述的混合動力系，其中，第一、第二電動機/ 發(fā)電機的特征在于，它們具有基本相同的輸入電壓和輸入電流需求。
4、 如權(quán)利要求1所述的混合動力系，其中，第一、第二電動機/ 發(fā)電機的特征在于，它們具有不同的最大轉(zhuǎn)矩和功率輸出。
5、 如權(quán)利要求1所述的混合動力系，其中，第一、第二電動機/ 發(fā)電機的特征在于，它們具有不同的最大效率轉(zhuǎn)矩和功率輸出。
6、 如權(quán)利要求1所述的混合動力系，還包括儲能裝置，其可操作地連接到所述第一、第二電動機/發(fā)電機的每 一個以向所述第一、第二電動機/發(fā)電機提供功率和從其接收功率，其 中，所述儲能裝置被配置成能夠可操作地連接到場外電源以對所述儲 能裝置再充電。
7、 如權(quán)利要求1所述的混合動力系，其中，所述多種操作模式包括純電力操作模式。
8、 如權(quán)利要求1所述的混合動力系，其中，所述多種操作模式 包括如下一種操作模式，即發(fā)動機是開動的，并且第一、第二電動 機/發(fā)電機中只有一個用作電動機在輸出構(gòu)件處提供轉(zhuǎn)矩。
9、 如權(quán)利要求1所述的混合動力系，其中，所述多種操作模式 包括如下一種操作模式，即發(fā)動機是開動的并在輸出構(gòu)件處提供轉(zhuǎn) 矩，而且第一、第二電動機/發(fā)電機中兩者都用作電動機在輸出構(gòu)件處 提供轉(zhuǎn)矩。
10、 如權(quán)利要求1所述的混合動力系，其中，發(fā)動機、第一電動 機/發(fā)電機和第二電動機/發(fā)電機中的至少一個沒有連續(xù)地連接到差動 齒輪組的構(gòu)件中的任一個，并且通過轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)中的 一個的接合而 能選擇性地連接到差動齒輪組的構(gòu)件中的 一個以進行共同旋轉(zhuǎn)。
11、 如權(quán)利要求1所述的混合動力系，還包括 固定構(gòu)件；其中，差動齒輪組具有第一、第二和第三構(gòu)件；其中，第一電動 機/發(fā)電機連續(xù)地連接到所述第 一 構(gòu)件；其中，轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)中的第一個是可選擇性地接合的從而將輸入 構(gòu)件連接到第二電動機/發(fā)電機；其中，轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)中的第二個是可 選擇性地接合的從而將第二構(gòu)件連接到固定構(gòu)件上；其中，轉(zhuǎn)矩傳遞 機構(gòu)中的第三個是可選擇性地接合的從而將第二電動機/發(fā)電機連接 到第二構(gòu)件；其中，輸出構(gòu)件連接到第三構(gòu)件以進行共同旋轉(zhuǎn)；Jt中，換作崧i(向'括輸出分離換作措i(,在輸出分離換作楛式中，,，i， , t 、、 、 ' '— ，，r,， t，, i iz、、 (" ，，r ▼ ，，i , i'、 、，第一、第三轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)被接合，發(fā)動機是開動的，并且只有第一電 動機/發(fā)電機用作電動機；且其中，操作模式包括串聯(lián)操作模式，在串 聯(lián)操作模式中，第二、第三轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)被接合，發(fā)動機是開動的， 并且第二電動機/發(fā)電機用作發(fā)電機給用作電動機的第一電動機/發(fā)電 機提供功率。
12、 如權(quán)利要求1所述的混合動力系，還包括 固定構(gòu)件；其中，差動齒輪組具有第一、第二和第三構(gòu)件；其中，第一電動 機/發(fā)電機連續(xù)地連接到所述第一構(gòu)件；其中，第二電動機/發(fā)電機和 輸出構(gòu)件連續(xù)地連接到第三構(gòu)件；其中，第一轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)是可選擇性地接合的從而將輸入構(gòu)件連接到第二構(gòu)件；其中，第二轉(zhuǎn)矩傳遞機 構(gòu)是可選擇性地接合的從而將第二構(gòu)件連接到固定構(gòu)件上；并且其 中，操作模式包括輸入分離操作模式，在輸入分離操作模式中，第一 轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)被接合，發(fā)動機是開動的，并且第一、第二電動機/發(fā)電 機中的至少 一個用作電動機。
13、 如權(quán)利要求1所述的混合動力系，還包括 固定構(gòu)件；其中，差動齒輪組具有第一、第二和第三構(gòu)件；其中，轉(zhuǎn)矩傳遞 機構(gòu)中的第 一個是可選擇性地接合的從而將第 一 電動機/發(fā)電機連接 到第一構(gòu)件；其中，第二轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)是可選擇性地接合的從而將第 二構(gòu)件連接到固定構(gòu)件上；其中，發(fā)動機連續(xù)地連接到第二構(gòu)件；其 中，第二電動機/發(fā)電機和輸出構(gòu)件連續(xù)地連接到第三構(gòu)件；并且其中，操作模式包括當發(fā)動機開動時建立的輸入分離操作模式， 第二轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)未被接合，第二電動機/發(fā)電機正用作電動機或發(fā)電的第一電動機/發(fā)電機。
14、 如權(quán)利要求1所述的混合動力系，其中，差動齒輪組是具有 第一、第二和第三構(gòu)件的第一差動齒輪組；并且還包括固定構(gòu)件；具有第四、第五和第六構(gòu)件的第二差動齒輪組； 互連構(gòu)件，其連續(xù)地連接第三構(gòu)件、第四構(gòu)件和輸出構(gòu)件以進行 共同旋轉(zhuǎn)；其中，第一電動機/發(fā)電機連續(xù)地連接到第一構(gòu)件；其中，轉(zhuǎn)矩傳 遞機構(gòu)中的第一個是可選擇性地接合的從而將發(fā)動機連接到第二構(gòu) 件以進行共同旋轉(zhuǎn)；其中，轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)中的第二個是可選擇性地接 合的從而將第二構(gòu)件連接到固定構(gòu)件上；其中，第二電動機/發(fā)電機連續(xù)地連接到第四構(gòu)件以進行共同旋 轉(zhuǎn)；其中，第三轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)是可選擇性地接合的從而將第一電動機 /發(fā)電機連接到第六構(gòu)件；其中，第四轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)是可選擇性地接合 的從而將第六構(gòu)件連接到固定構(gòu)件上；其中，操作模式包括輸入分離操作模式，在輸入分離操作模式中， 第一轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)被接合，發(fā)動機是開動的，并且第一電動機/發(fā)電機用作電動機或發(fā)電機；且其中，操作模式包括復(fù)合分離操作模式，在 復(fù)合分離操作模式中，第一轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)被接合，發(fā)動機是開動的， 第三轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)被接合，并且第一、第二電動機/發(fā)電機中的每一個 都用作電動機或發(fā)電機。
15、 如權(quán)利要求1所述的混合動力系，還包括 固定構(gòu)件；其中，差動齒輪組具有第一、第二和第三構(gòu)件；其中，第一電動 機/發(fā)動機連續(xù)地連接到第一構(gòu)件以進行共同旋轉(zhuǎn)；其中，第二電動機 /發(fā)動機連續(xù)地連接到第二構(gòu)件以進行共同旋轉(zhuǎn)；其中，輸出構(gòu)件連續(xù) 地連接到第三構(gòu)件以進行共同旋轉(zhuǎn)；其中，轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)中的第 一個是可選擇性地接合的從而將發(fā)動 機連接到第一電動機/發(fā)電機以進行共同旋轉(zhuǎn)；其中，轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)中 的第二個是可選擇性地接合的從而將發(fā)動機連接到第二電動機/發(fā)電機以進行共同旋轉(zhuǎn)；其中，第三轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)是可選擇性地接合的從 而將第一構(gòu)件連接到固定構(gòu)件上；并且其中，第四轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)是可 選擇性地接合的從而將第二構(gòu)件連接到固定構(gòu)件。
16、 一種混合動力系，包括 輸入構(gòu)件；輸出構(gòu)件；可操作地連接輸入構(gòu)件的發(fā)動機；第一、第二電動機/發(fā)電機；具有第一、第二和第三構(gòu)件的第一差動齒輪組；具有第四、第五和第六構(gòu)件的第二差動齒輪組；固定構(gòu)件；多個轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)，它們是可選擇性地接合的從而將差動齒輪組 的不同構(gòu)件連接到發(fā)動機、固定構(gòu)件、第一電動機/發(fā)電機和第二電動 機/發(fā)電機；其中，第一電動機/發(fā)電機連續(xù)地連接到第一構(gòu)件；其中，第二電 動機/發(fā)電機連續(xù)地連接到第四構(gòu)件以進行共同旋轉(zhuǎn)；其中，動力系提供了多種操作模式，包括純電力操作模式，在純 電力操作模式中，發(fā)動機是關(guān)閉的并且第二電動機/發(fā)電機用作電動機 從而在輸出構(gòu)件處提供轉(zhuǎn)矩，而第一電動機/發(fā)電機能夠保持基本不動；其中，所述多種操作模式包括純電力操作模式，在純電力操作模 式中，發(fā)動機是關(guān)閉的并且兩個電動機/發(fā)電機都用作電動機從而在輸 出構(gòu)件處提供轉(zhuǎn)矩；其中，所述多種操作模式包括輸入分離操作模式，在輸入分離操 作模式中，第一轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)被接合，發(fā)動機是開動的，并且第一電 動機/發(fā)電機用作電動才幾或發(fā)電機；并且其中，所述多種操作模式包括復(fù)合分離操作模式，在復(fù)合分離操 作模式中，第一轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)被接合，發(fā)動機是開動的，第三轉(zhuǎn)矩傳 遞機構(gòu)被接合，并且每個電動機/發(fā)電機都用作電動機或發(fā)電機。
17、 如權(quán)利要求16所述的混合動力系，還包括連續(xù)地連接第三 構(gòu)件、第四構(gòu)件和輸出構(gòu)件以進行共同旋轉(zhuǎn)的互連構(gòu)件；其中，第一、第四構(gòu)件是恒星齒輪構(gòu)件；其中，第二、第六構(gòu)件 是環(huán)形齒輪構(gòu)件；其中，第三、第五構(gòu)件是攜載構(gòu)件；到第二構(gòu)件:進行共同旋轉(zhuǎn)^ 。、'、''—'、其中，第二轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)是可選擇性地接合的從而將第二構(gòu)件連 接到固定構(gòu)件上；其中，第三轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)是可選擇性地接合的從而將第 一 電動機 /發(fā)電機連接到第六構(gòu)件；其中，第四轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)是可選擇性地接合的從而將第六構(gòu)件連 接到固定構(gòu)件上。
18、 一種混合動力系，包括 輸入構(gòu)件；輸出構(gòu)件；可才喿作地連接輸入構(gòu)件的發(fā)動才幾； 第一、第二電動機/發(fā)電機； 具有多個構(gòu)件的差動齒輪組；可選擇性地接合的轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)，包括可選擇性地接合的從而將 輸入構(gòu)件連接到差動齒輪組和一個電動機/發(fā)電機的第一轉(zhuǎn)矩傳遞機 構(gòu)；其中，輸入構(gòu)件、輸出構(gòu)件、發(fā)動才幾和電動才幾/發(fā)電才幾通過轉(zhuǎn)矩傳 遞機構(gòu)的不同組合方式的接合經(jīng)由差動齒輪組而選擇性地互連；電子控制器，其可操作地連接到電動機/發(fā)電機并且配置成控制電 動機/發(fā)電機從而在輸入構(gòu)件與輸出構(gòu)件之間提供多種操作模式，包括 純電力操作模式，在純電力操作模式中，發(fā)動機是關(guān)閉的，兩個電動 機/發(fā)電機都用作電動機從而在輸出構(gòu)件處提供轉(zhuǎn)矩。
19、如權(quán)利要求18所述的混合動力系，其中，第一、第二電動 機/發(fā)電機中的一個依靠永磁體來產(chǎn)生其基本上全部的轉(zhuǎn)矩，并且第 一、第二電動機/發(fā)電機中的另一個不依靠永磁體來產(chǎn)生其基本上全部 的轉(zhuǎn)矩。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種混合動力系，其包括可操作地連接輸入構(gòu)件的發(fā)動機。動力系包括具有第一、第二電動機/發(fā)電機的變速器、具有多個構(gòu)件的差動齒輪組及可選擇性地接合的轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)。輸入構(gòu)件、輸出構(gòu)件、發(fā)動機和電動機/發(fā)電機通過轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)的不同組合方式的接合經(jīng)差動齒輪組選擇性地互連。電子控制器控制電動機/發(fā)電機、發(fā)動機和轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)在輸入構(gòu)件與輸出構(gòu)件間提供多種操作模式，包括純電力操作模式，在該模式中，發(fā)動機是關(guān)閉的，且一個電動機/發(fā)電機用作電動機在輸出構(gòu)件處提供轉(zhuǎn)矩，另一個電動機/發(fā)電機保持基本不動，還包括另一種純電力操作模式，在這另一種模式中，兩個電動機/發(fā)電機都用作電動機在輸出構(gòu)件處提供轉(zhuǎn)矩。
文檔編號B60K6/20GK101434191SQ20081017620
公開日2009年5月20日 申請日期2008年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月14日
發(fā)明者A·G·霍爾姆斯, E·M·拉斯克, L·T·尼茨, P·J·薩瓦加恩 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司