專利名稱：具有包括并聯(lián)摩擦起動的電動可變變速器的混合動力系及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混合動力系和操作該混合動力系的方法。
背景技術(shù)：
混合電動可變動力系包括發(fā)動機和變速器，變速器接收來自發(fā)動機和一個或多個電動機/發(fā)電機的功率流。混合電動可變變速器具有差速齒輪組，來自發(fā)動機的功率和來自電動機/發(fā)電機的功率流過差速齒輪組的不同構(gòu)件?；旌想妱涌勺冏兯倨靼ㄅぞ貍鬏敊C構(gòu)，該扭矩傳輸機構(gòu)可以不同的接合方案受控制，以便提供工作模式的組合，這些工作模式包括電動可變范圍和固定傳動比。當固定傳動比在某些情況下提供最大扭矩性能和最大燃料經(jīng)濟性時，例如持續(xù)的高速巡航，電動可變范圍通常提供平穩(wěn)操作。固定傳動比通常通過將電動機/發(fā)電機和發(fā)動機直接連接在一起來提供優(yōu)秀的變速器輸出扭矩和車輛加速器。但是，在第一固定傳動比下工作通常具有對應于發(fā)動機怠速的下限和對應于發(fā)動機低速的低輸出扭矩。相反，在電動可變模式下起動通常要求一個電動機/發(fā)電機提供發(fā)動機反作用扭矩，因而相比電動機和輸出之間的直接連接，不能幫助輸出扭矩達到最大扭矩。

發(fā)明內(nèi)容
電動可變動力系設置有變速器，該變速器能以并聯(lián)摩擦起動模式起動車輛，在該模式中扭矩傳輸機構(gòu)以受控的滑動方式工作，以允許輸出構(gòu)件處發(fā)動機扭矩和電動機/發(fā)動機扭矩的有利組合。變速器中差速齒輪裝置另外要求和確定的發(fā)動機扭矩與電動機/發(fā)動機扭矩的比值不受限制。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，混合動力系包括控制單元，其調(diào)節(jié)能量存儲裝置例如電池和電動機/發(fā)電機之間的電功率交換，以便通過電動機/發(fā)電機導致有選擇的扭矩產(chǎn)生，控制單元還控制變速器中扭矩傳輸機構(gòu)的接合，構(gòu)造為接合建立固定速比所必需的扭矩傳輸機構(gòu)，同時一個或多個扭矩傳輸機構(gòu)處于滑動接合。處于滑動接合的扭矩傳輸機構(gòu)可以是將差速齒輪組的任意兩個構(gòu)件彼此連接的扭矩傳輸機構(gòu)，連接變速器輸入構(gòu)件和差速齒輪組一個構(gòu)件的扭矩傳輸機構(gòu)、或者連接差速齒輪組和輸出構(gòu)件(直接連接或者通過使差速齒輪組一個構(gòu)件接地)的扭矩傳輸機構(gòu)。
在包括第一和第二電動機/發(fā)電機的混合電控可變變速器中，如果滑動扭矩傳輸機構(gòu)使一個電動機/發(fā)電機與輸出構(gòu)件處于滑動關(guān)系，使另一個電動機/發(fā)電機與輸出構(gòu)件處于非滑動關(guān)系，如果電功率存儲裝置在它的預定最大功率極限內(nèi)工作，在電動機/發(fā)電機到達它的最大扭矩能力之前，控制單元使電功率流到與輸出構(gòu)件處于非滑動關(guān)系的電動機/發(fā)電機。在那點上，控制單元構(gòu)造為使電功率流到與輸出構(gòu)件處于滑動關(guān)系的電動機/發(fā)電機。因而，管理扭矩流，從而以不由變速器中的差速齒輪裝置固定或確定的方式允許輸出構(gòu)件處的最大扭矩。
因而，一種操作混合動力車輛動力系的方法包括通過控制單元滑動至少一個扭矩傳輸機構(gòu)，控制單元用于控制扭矩傳輸機構(gòu)的接合，同時滑動或者非滑動地接合在變速器的輸入構(gòu)件和輸出構(gòu)件之間建立固定速比所必需的任何其它扭矩傳輸機構(gòu)?；瑒酉l(fā)動機扭矩和電動機/發(fā)電機扭矩之間或者發(fā)動機扭矩和差速齒輪組在所述輸出構(gòu)件處建立的扭矩之間的固定關(guān)系。方法還包括通過控制單元控制發(fā)動機速度和電動機/發(fā)電機速度以起動車輛。如果混合動力系中出現(xiàn)兩個電動機/發(fā)電機，則本發(fā)明的控制步驟包括使電功率流到與輸出構(gòu)件處于非滑動關(guān)系的電動機/發(fā)電機，直到該電動機/發(fā)電機到達它的最大扭矩能力且如果電功率存儲裝置在它的預定最大功率極限內(nèi)工作。在那點上，控制單元還使電功率流到與輸出構(gòu)件處于滑動關(guān)系的電動機/發(fā)電機。多個扭矩傳輸機構(gòu)的滑動還在扭矩傳輸機構(gòu)之間分配起動過程中產(chǎn)生的熱，基于該分配確定控制計劃表。
結(jié)合附圖，根據(jù)下面對實施本發(fā)明的最佳方式的詳細描述，本發(fā)明的上述特征和優(yōu)勢以及其它特征和優(yōu)勢將變得顯而易見。


圖1是雙模式、組合-分離、電動-機械變速器的示意圖；和 圖2是用于根據(jù)本發(fā)明的概念操作圖1所示變速器的真值表。
具體實施例方式圖1描述了體現(xiàn)本發(fā)明概念的動力系10的一個代表形式，通常用數(shù)字10表示。動力系10包括雙模式、組合-分離、電動-機械變速器11?；旌蟿恿ψ兯倨?1具有輸入構(gòu)件12，該輸入構(gòu)件本質(zhì)上是軸，其被發(fā)動機14直接驅(qū)動，發(fā)動機14也是動力系10的一部分。瞬時扭矩阻尼器可并入在發(fā)動機14的輸出軸18和混合動力變速器11的輸入構(gòu)件12之間。推薦用于該用途的瞬時扭矩阻尼器類型的一個示例已在美國專利5,009,301中詳細公開，該專利
公開日為1991年4月23日，發(fā)明人為Spitler，專利權(quán)人與本申請相同，都為General Motors公司，其全文并入此文作為參考。
在所述實施例中，發(fā)動機14為礦物燃料發(fā)動機，例如柴油發(fā)動機，柴油發(fā)動機容易適合于提供在恒定轉(zhuǎn)速(RPM)下輸送的可用功率輸出。在示例性實施例中，發(fā)動機14在起動后的大多數(shù)輸入過程中能以大約6000RPM的恒定速度工作。不管發(fā)動機14通過何種方式連接變速器11的輸入構(gòu)件12，輸入構(gòu)件12可操作地連接變速器11中的行星齒輪組24。
混合動力變速器11使用3個行星齒輪組24、26和28。第一行星齒輪組24具有通常指定為環(huán)形齒輪的外齒輪構(gòu)件30，該外齒輪構(gòu)件30限制通常指定為太陽齒輪的內(nèi)齒輪構(gòu)件32。若干行星齒輪構(gòu)件34可旋轉(zhuǎn)地安裝在架36上，以致每個行星齒輪構(gòu)件34嚙合接合外齒輪構(gòu)件30和內(nèi)齒輪構(gòu)件32。
第二行星齒輪組26同樣具有通常指定為環(huán)形齒輪的外齒輪構(gòu)件38，該外齒輪構(gòu)件38限制通常指定為太陽齒輪的內(nèi)齒輪構(gòu)件40。若干行星齒輪構(gòu)件42可旋轉(zhuǎn)地安裝在架44上，以致每個行星齒輪42可嚙合地接合外齒輪構(gòu)件38和內(nèi)齒輪構(gòu)件40。
第三行星齒輪組28同樣具有通常指定為環(huán)形齒輪的外齒輪構(gòu)件46，該外齒輪構(gòu)件46限制通常指定為太陽齒輪的內(nèi)齒輪構(gòu)件48。若干行星齒輪構(gòu)件50可旋轉(zhuǎn)地安裝在架52上，以致每個行星齒輪50可嚙合地接合外齒輪構(gòu)件46和內(nèi)齒輪構(gòu)件48。
在該實施例中，行星齒輪組24的環(huán)形齒輪/太陽齒輪齒數(shù)比為65/33；行星齒輪組26的環(huán)形齒輪/太陽齒輪齒數(shù)比為65/33；行星齒輪組28的環(huán)形齒輪/太陽齒輪齒數(shù)比為94/34。應意識到如果希望，也可使用其它的齒數(shù)比，以獲得不同的變速器速比。
盡管所有3個行星齒輪組24、26和28憑它們自身都是“簡單的”行星齒輪組，但是因為第一行星齒輪組24的內(nèi)齒輪構(gòu)件32連接第二行星齒輪組26的外齒輪構(gòu)件38，例如通過轂襯齒輪54，所以第一和第二行星齒輪組24和26組合。連接在一起的第一行星齒輪組24的內(nèi)齒輪構(gòu)件32和第二行星齒輪組26的外齒輪構(gòu)件38都持續(xù)連接第一電動機/發(fā)電機56。
行星齒輪24和26進一步組合，因為第一行星齒輪組24的架36連接第二行星齒輪組26的架44，例如通過軸60。因此，第一和第二行星齒輪組24、26分別對應的架36和44互相連接。軸60還有選擇地連接第三行星齒輪組28的架52，例如通過扭矩傳輸機構(gòu)62，正如下文將更加詳細解釋的，利用扭矩傳輸機構(gòu)62幫助選擇混合動力變速器11的工作模式。
第三行星齒輪組28的架52直接連接變速器輸出構(gòu)件64。當混合動力變速器11用于陸地車輛時，輸出構(gòu)件64連接車軸(未顯示)，該車軸接著終止于傳動構(gòu)件(同樣未顯示)。傳動構(gòu)件可以是它們所用于車輛的前輪或后輪，或者它們可以是履帶車輛的傳動齒輪。
第二行星齒輪組26的內(nèi)齒輪構(gòu)件40連接第三行星齒輪組28的內(nèi)齒輪構(gòu)件48，例如通過限制軸60的套筒軸66。第三行星齒輪組28的外齒輪構(gòu)件46通過扭矩傳輸機構(gòu)70有選擇地連接由變速器殼體68表示的地面。下文還將解釋的扭矩傳輸機構(gòu)70同樣用于幫助選擇混合動力變速器11的工作模式。扭矩傳輸機構(gòu)71有選擇地接合，以便將發(fā)動機扭矩從輸入構(gòu)件12傳遞到第一行星齒輪組24；具體地，從輸入構(gòu)件12傳遞到環(huán)形齒輪構(gòu)件30。套筒軸66還持續(xù)連接第二電動機/發(fā)電機72。所有行星齒輪組24、26和28以及兩個電動機/發(fā)電機56和72都同軸定向，例如圍繞軸向布置的軸60。應注意兩個電動機/發(fā)電機56和72都是環(huán)形結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)允許它們限制3個行星齒輪組24、26和28，以致行星齒輪組24、26和28布置在電動機/發(fā)電機56和72的徑向內(nèi)側(cè)。這種結(jié)構(gòu)保證整體封裝，即變速器11的周向尺寸最小化。
扭矩傳輸機構(gòu)73有選擇地將太陽齒輪40和48連接到地面(即變速器殼體68)。扭矩傳輸機構(gòu)75用作鎖止離合器，通過有選擇地連接太陽齒輪40和架44，鎖定行星齒輪組24、26、電動機56、72和輸入，以便成組旋轉(zhuǎn)。扭矩傳輸機構(gòu)62、70、71、73、75都是摩擦離合器。
應注意到差速齒輪組26和28的兩個構(gòu)件可操作地連接輸出構(gòu)件64，以便以兩個不同的速度旋轉(zhuǎn)，每個速度與所述輸出構(gòu)件64的速度成比例。具體地，離合器70的接合可操作地將太陽齒輪構(gòu)件40和48連接到輸出構(gòu)件64。太陽齒輪構(gòu)件40和48的速度與輸出構(gòu)件的速度成比例，輸出構(gòu)件的速度是齒輪組28的環(huán)形齒輪構(gòu)件46和太陽齒輪構(gòu)件48齒數(shù)比的函數(shù)。離合器62的接合連接軸60和輸出構(gòu)件64，使架36和44以與輸出構(gòu)件64相同的速度旋轉(zhuǎn)。
如前結(jié)合描述發(fā)動機14所作的解釋，類似地應理解第一和第二電動機/發(fā)電機56和72的轉(zhuǎn)速和馬力輸出對本發(fā)明來說同樣不是關(guān)鍵，但是為了實現(xiàn)完全清楚地理解混合變速器11，電動機/發(fā)電機56和72具有90馬力的額定功率和大約10200RPM的最高速度。額定功率大約為發(fā)動機14的1/3，最高速度大約為發(fā)動機14的1.5倍，但是，這些取決于發(fā)動機類型、終齒輪示意圖和工作循環(huán)。
根據(jù)上述描述，特別是參考圖1，顯然變速器11有選擇地接收來自發(fā)動機14的功率。正如現(xiàn)在將解釋的，混合動力變速器還接收來自電存儲裝置74的功率。電存儲裝置74可以是一個或多個電池，此處可稱作電池。在不改變本發(fā)明概念的情況下，可使用具有存儲電能和分配電能能力的其它電存儲裝置代替電池。正如結(jié)合描述發(fā)動機14和電動機/發(fā)電機56、72所作的解釋，類似地應理解電存儲裝置74的馬力輸出對本發(fā)明來說同樣不是關(guān)鍵，但是為了實現(xiàn)完全清楚地理解混合變速器11，假定電存儲裝置74產(chǎn)生大約75馬力的輸出，以描述示例性裝置。電池組的尺寸取決于再生需求、地域問題例如高度和溫度、驅(qū)動需求例如排放、動力輔助和電動范圍。
電存儲裝置74通過傳遞導體78A和78B與電控單元(ECU)76通信。ECU 76通過傳遞導體78C和78D與第一電動機/發(fā)電機56通信，類似地ECU 76通過傳遞導體78E和78F與第二電動機/發(fā)電機72通信。另外，正如熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員所理解的，ECU 76通過傳遞導體78G與閥體79通信，以便通過液壓流體壓力控制扭矩傳輸裝置62、70、71、73和75的有選擇接合或斷開。最后，通常指定為81的傳感器可操作地連接扭矩傳輸裝置62、70、71、73和75，以便通過通常指定為78H的傳遞導體向ECU 76提供檢測特性，例如溫度、扭矩負荷和離合器片的相對速度。
根據(jù)在前段落，顯然在不止一個位置可使用特定結(jié)構(gòu)構(gòu)件、部件或裝置。當通常提及那種類型的結(jié)構(gòu)構(gòu)件、部件或裝置時，將使用相同的數(shù)字標記。但是，當如此識別的結(jié)構(gòu)構(gòu)件、部件或裝置中的一個要單獨識別時，通過在通常識別結(jié)構(gòu)構(gòu)件、部件或裝置時使用的數(shù)字標記上結(jié)合使用字母后綴來表示。因而，至少有8個傳遞導體，它們通常由數(shù)字78標識，但是特定、單獨的傳遞導體因而在說明書和附圖中標識為78A、78B、78C、78D、78E、78F、78G和78H。這種相同的后綴規(guī)則將在整篇說明書中使用。
傳動齒輪80將輸入構(gòu)件12固定連接到第一行星齒輪組24的外齒輪構(gòu)件30(當離合器71接合時)，因而，傳動齒輪80接收來自發(fā)動機14和/或電動機/發(fā)電機56和/或72的功率。傳動齒輪80嚙合接合空轉(zhuǎn)齒輪82，空轉(zhuǎn)齒輪82接著嚙合接合傳遞齒輪84，傳遞齒輪84固定在軸86的一端。軸86的另一端固定到變速器流體泵和/或PTO單元，它們單獨或者整體用88表示。
示例性優(yōu)選實施例的操作I.介紹 車輛駕駛員具有3個已知的控制變速器11的主要裝置。主要控制裝置之一是已知的驅(qū)動范圍選擇器(未顯示)，其指導ECU 76將變速器設定在駐車、倒檔、空檔或者前進檔驅(qū)動范圍。第二和第三主要控制裝置包括加速踏板(未顯示)和制動踏板(同樣未顯示)。下文將ECU 76獲得的來自這3個主要控制源的信息稱作“駕駛員命令”。ECU 76還獲得分別來自第一和第二電動機/發(fā)電機56和72、發(fā)動機14和電存儲裝置74的信息。響應于駕駛員的動作，ECU 76判斷請求的內(nèi)容，接著響應于駕駛員命令適當?shù)夭僮骰旌蟿恿ψ兯倨?1的選擇工作部件。
例如，在圖1所示示例性實施例中，當駕駛員已經(jīng)選擇了前進檔驅(qū)動范圍，并操作了加速踏板或制動踏板時，ECU 76判斷車輛是否應加速或減速。ECU 76還監(jiān)視動力源的狀態(tài)，判斷所需的變速器輸出，以影響希望的加速度比或減速度比。在ECU 76的指導下變速器能提供從慢到快的輸出速度范圍，以便滿足駕駛員命令。
為了提供對提供本發(fā)明概念的變速器工作的詳細解釋，將參考優(yōu)選實施例提供對工作模式的描述，使用這些工作模式以實現(xiàn)在不同工作條件下滿足駕駛員命令所需的輸出功率和速度。因此，下面的描述說明數(shù)字11表示的特殊變速器的最大功率工作狀態(tài)。
重申一次，變速器11是雙模式、組合-分離、電動-機械車輛變速器。換句話說，輸出構(gòu)件64通過變速器11內(nèi)兩個不同的齒輪系接收功率。當接合離合器71、且離致動合器70以使第三行星齒輪組28的外齒輪構(gòu)件46“接地”時，選擇第一模式或齒輪系。當保持接合離合器71、釋放離合器70且同時致動扭矩傳輸機構(gòu)62以將軸60連接到第三行星齒輪組28的架52時，選擇第二模式或齒輪系。
熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員會意識到ECU 76用于在每個工作模式內(nèi)提供從相對慢到相對快的輸出速度范圍。在每種模式中都具有慢到快的輸出速度范圍，兩種模式的這種組合允許變速器11將車輛從靜止狀態(tài)驅(qū)動到公路速度，同時滿足本發(fā)明的其它目的。另外，ECU 76調(diào)整變速器11的操作，以便允許在兩種模式之間同步切換。注意到，將描述優(yōu)選實施例的工作，因為它涉及最大功率工作，這種方法將充分描述一般工作概念。
在下面的描述中，應注意第一和第二工作模式指的是這種情況變速器功能由一個離合器，離合器62或70(假定離合器71接合)控制，以及由電動機/發(fā)電機56和72的受控速度和扭矩控制，所有這些內(nèi)容都在美國專利6,953,409中記載，該專利頒發(fā)日為2005年10月11日，發(fā)明人為Schmidt等，專利權(quán)人與本申請相同都為GeneralMotors公司，其全文并入此處作為參考。同樣，下面將描述某些工作“范圍”，其中通過應用額外離合器實現(xiàn)固定比值。該額外離合器為離合器62、73或75。
當應用額外離合器時，實現(xiàn)固定的輸入與輸出速比，如圖2的真值表所述(即，當應用兩個離合機構(gòu)時)。接著電動機/發(fā)電機56、72的旋轉(zhuǎn)取決于離合限定機構(gòu)的內(nèi)旋轉(zhuǎn)，且與輸入速度成比例。但是，電動機/發(fā)電機還可起到電動機或發(fā)電機的作用，然而，它們完全獨立于發(fā)動機輸出功率流，從而它們能兩個都為電動機，兩個都為發(fā)電機，或者為電動機或發(fā)電機的任何組合。例如，這允許在第一固定比值下的加速過程中，發(fā)動機功率與作為電動機工作的兩個單元累加，通過行星齒輪組28到達輸出64從而驅(qū)動車輛，該電動機接收來自能量存儲裝置74的功率。
還應注意通過在固定比值工作中切斷額外離合器，變速器功能可在任何時刻從在固定比值下工作切換到模式控制。由控制變速器的ECU 76中的算法確定在固定比值下工作或者模式控制。
還應注意工作模式可重疊工作比值，選擇還是取決于駕駛員輸入和車輛對該輸入的響應。如圖2所示，當C1、C4和C5(離合器70、71和75)接合時，第一固定比值范圍落入模式I工作內(nèi)，當C1、C2和C5(離合器62、70和71)接合時，第二固定比值范圍落入模式I內(nèi)。如圖2所示，在模式II過程中當C2、C4和C5(離合器62、71和75)接合時，可獲得第三固定比值范圍，在模式II過程中當C2、C3和C5(離合器62、71和73)接合時，可獲得第四固定比值范圍。
II.第一模式起動 當ECU 76已經(jīng)確定駕駛員希望從靜止狀態(tài)開始向前運動和加速時，3種不同的起動操作是可能的。第一個是EVT起動模式，其中離合器有選擇地接合，以允許連續(xù)可變速比。固定比值起動模式提供更大的扭矩以便加速，但是使發(fā)動機14的速度與一個或兩個電動機/發(fā)電機56、72的速度處于固定的關(guān)系，要求操作發(fā)動機從零速度相對緩慢地增加到怠速。并聯(lián)摩擦起動包括滑動為實現(xiàn)固定比值起動而接合的至少一個離合器，避免了這種固定關(guān)系，允許發(fā)動機14和電動機/發(fā)電機56、72都貢獻扭矩，同時發(fā)動機和電動機/發(fā)電機在彼此獨立的有效速度下工作。
EVT起動 如果系統(tǒng)EVT起動，則可操作地接合扭矩傳輸機構(gòu)20，以連接發(fā)動機14和混合動力變速器11的輸入構(gòu)件12，當車輛向前運動通過下文將更加詳細描述的速度范圍時，扭矩傳輸機構(gòu)20保持應用?？刹僮鞯亟雍想x合器71，以連接輸入構(gòu)件12和第一行星齒輪組24的外齒輪構(gòu)件30。離合器62沒有應用，它保持斷開。離合器70接合。在這種情況下，發(fā)動機14向第一行星齒輪組24的外齒輪構(gòu)件30施加驅(qū)動功率，因此外齒輪構(gòu)件30與輸入構(gòu)件12(因而與發(fā)動機14)一致地旋轉(zhuǎn)。第一電動機/發(fā)電機56同時沿著相同方向旋轉(zhuǎn)第一行星齒輪組24的內(nèi)齒輪構(gòu)件32和第二行星齒輪組26的外齒輪構(gòu)件38，因而沿著相同方向驅(qū)動架36，這實現(xiàn)第二行星齒輪組24的內(nèi)齒輪構(gòu)件40的旋轉(zhuǎn)。
第二電動機/發(fā)電機72在第一模式中作為電動機工作，同樣電動機/發(fā)電機72沿著那個方向驅(qū)動套筒軸66，套筒軸66旋轉(zhuǎn)第三行星齒輪組28的內(nèi)齒輪構(gòu)件48，從而使第三行星齒輪組28的行星齒輪50靠在第三行星齒輪組28的外齒輪構(gòu)件46上旋轉(zhuǎn)。外齒輪構(gòu)件46已經(jīng)接地固定，以致架52沿著實現(xiàn)車輛前進運動所需的那個方向驅(qū)動輸出構(gòu)件64。
作為電動機工作的第二電動機/發(fā)電機72的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)套筒軸66的旋轉(zhuǎn)，套筒軸66旋轉(zhuǎn)還使第二行星齒輪組26的內(nèi)齒輪構(gòu)件40旋轉(zhuǎn)。因為離合器62保持斷開，所以第一和第二行星齒輪組24和26各自對應的架36和44都自由旋轉(zhuǎn)，但僅僅是一致地自由旋轉(zhuǎn)，因為兩個架36和44結(jié)合在一起。因此，由發(fā)動機14實現(xiàn)的第一行星齒輪組24的外齒輪構(gòu)件30的旋轉(zhuǎn)和由第二電動機/發(fā)電機72實現(xiàn)的內(nèi)齒輪構(gòu)件40的旋轉(zhuǎn)迫使第一行星齒輪組24的內(nèi)齒輪構(gòu)件32和結(jié)合在一起的第二行星齒輪組26的外齒輪構(gòu)件38沿著那個方向以一定速度驅(qū)動第一電動機/發(fā)電機56，該速度至少最初使第一電動機/發(fā)電機56作為發(fā)電機工作。如前注意到的，第二電動機/發(fā)電機在整個第一模式中作為電動機工作——即從零到大約70MPH。
固定比值和連續(xù)可變范圍都用于改進性能或效率。選擇與模式工作重疊的固定比值，以通過增加到達輸出構(gòu)件64的功率來進一步改進加速性能。模式I開始時，第一電動機/發(fā)電機56作為發(fā)電機工作，直到大約70MPH。在大約7MPH時，接合鎖止離合器75，同時離合器70和71保持接合。在這種結(jié)構(gòu)下，變速器11以由行星齒輪組28限定的第一固定比值接合，如圖2的表所示。當離合器75接合時，第一兩個齒輪組24、26和電動機/發(fā)電機56、72以輸入速度旋轉(zhuǎn)，連接太陽齒輪48，同時離合器70也接合，行星齒輪組28提供減速，因而扭矩增加。所有功率通過行星齒輪組機械傳輸。在電動機/發(fā)電機56、72內(nèi)不出現(xiàn)扭矩的情況下，沒有電損失，因而更高效率的工作。但是，在最大扭矩施加到電動機/發(fā)電機56、72的情況下，可實現(xiàn)性能的顯著增加。當兩個電動機被離合器75鎖定在一起時，它們還能分享相等的任何再生功率。因而導致更高的制動性能，同時改善冷卻。只有行星齒輪組28是主動的，因為鎖止離合器75鎖止了行星齒輪組24和26。如果功率分流操作所需的功率流大于電動機/發(fā)電機能容許的功率流，則離合器75的接合還保護電動機/發(fā)電機56、72。因而，如果車輛沿著上坡牽引或拖拉，則電動機/發(fā)電機受到保護。
固定比值起動 如果起動需要較大的功率，則除離合器70和71之外還接合鎖止離合器75，建立固定速比。電動機56、72與離合器75一起接通，以實現(xiàn)最大可用馬力，降低電動機/發(fā)電機’56、72的功率可以降低工作溫度。離合器75為發(fā)動機14和兩個電動機/發(fā)動機56、72提供了以下能力它們3個同時驅(qū)動車輛以達到最大加速度。但是，發(fā)動機14和電動機/發(fā)動機56、72的相對速度存在由行星齒輪組24、26和28確定的固定關(guān)系。
并聯(lián)摩擦起動 在上述EVT模式I和固定比值起動操作中，發(fā)動機14提供的扭矩和每個電動機/發(fā)動機56、72提供的扭矩彼此存在固定關(guān)系。也就是說，行星齒輪組24和26建立發(fā)動機扭矩和電動機/發(fā)動機56提供的扭矩之間的固定扭矩關(guān)系，因為發(fā)動機14和電動機/發(fā)動機56之間的速度關(guān)系由齒輪組24和26的齒數(shù)比確定。另外，發(fā)動機扭矩和電動機/發(fā)動機72提供的扭矩之間建立固定扭矩關(guān)系，因為發(fā)動機14和電動機/發(fā)動機72之間的速度關(guān)系由齒輪組26和28的齒數(shù)比確定。取決于系統(tǒng)的起動性能，這些固定扭矩關(guān)系可能并不理想。例如，發(fā)動機14在速度越大時實現(xiàn)越大的扭矩。每個電動機/發(fā)動機56和72在一些給定的速度下具有最大扭矩能力，但是電動機在那些速度下工作時不允許發(fā)動機14在貢獻最大扭矩所要求的速度下工作。另外，電動機/發(fā)動機56、72的扭矩輸出取決于電池74中的可用電池功率。在由齒輪組24、26和28的差速齒輪裝置建立的發(fā)動機14和電動機/發(fā)動機56、72之間的固定扭矩(以及因而的速度)關(guān)系下，不能得到這種速度關(guān)系該速度關(guān)系在發(fā)動機14和電動機/發(fā)動機56、72中的每一個都產(chǎn)生最大扭矩輸出的速度下使用發(fā)動機14和電動機/發(fā)動機56、72。
通過利用ECU 76控制所選擇的一個扭矩傳輸機構(gòu)“滑動”，也就是說僅部分接合，以致扭矩傳輸機構(gòu)連接的部件之間存在相對旋轉(zhuǎn)，這對熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員是已知的，發(fā)動機14和一個或兩個電動機/發(fā)動機56、72之間的扭矩關(guān)系消除，因此它們各自的速度獨立變化，以致發(fā)動機14和一個或兩個電動機/發(fā)動機56、72累加的扭矩可以是任何有利的組合。因而，發(fā)動機14和一個或兩個電動機/發(fā)動機56、72并聯(lián)工作，將扭矩累加到輸出構(gòu)件64，從發(fā)動機14和一個或兩個電動機/發(fā)動機56、72開始的扭矩路徑被滑動離合器分離。另外，如果在差速齒輪組和輸出構(gòu)件64之間可接合的離合器滑動，例如離合器70，則輸出構(gòu)件64的速度與電動機/發(fā)動機56、72和發(fā)動機14的固定關(guān)系脫開聯(lián)系，該固定關(guān)系由差速齒輪裝置24、26、28建立。因此，通過滑動一個或多個離合器，基于各種因素例如總扭矩輸出能力、扭矩傳輸機構(gòu)之間的負荷分配、可用電池功率等最優(yōu)化扭矩關(guān)系。
參考圖2，通過以非滑動方式接合離合器70、71和75建立第一固定速比。在該固定速比下，發(fā)動機14提供的扭矩和電動機/發(fā)動機56、72提供的扭矩存在固定關(guān)系。通過利用ECU 76滑動這些離合器中的一個或多個，發(fā)動機扭矩、來自一個或多個電動機/發(fā)動機的扭矩和輸出扭矩之間的不同關(guān)系是可能的。
在一個實施例中，滑動離合器75，同時離合器70、71保持完全接合。通過滑動離合器75，由發(fā)動機14和電動機/發(fā)動機56累加的扭矩與由電動機/發(fā)動機72累加的扭矩之間的固定關(guān)系變成可變關(guān)系，因為滑動離合器75改變了通過齒輪組26的齒數(shù)比(齒輪組26相對于流入齒輪組26的發(fā)動機14和電動機/發(fā)動機56的組合扭矩建立軸66的速度，因而建立電動機/發(fā)動機72的速度)。電動機/發(fā)動機56與輸出構(gòu)件64處于滑動關(guān)系，同時電動機/發(fā)動機72與輸出構(gòu)件64處于非滑動關(guān)系?？蛇x地，ECU 76最初將來自電池74的功率導入電動機/發(fā)動機72，直至達到它的最大扭矩能力極限或者可用電池功率極限(如果可用電池功率小于允許電動機/發(fā)動機72在最大扭矩能力下工作所要求的功率)，接著在最大化電動機/發(fā)動機72的扭矩貢獻之后，將電池功率發(fā)送到電動機/發(fā)動機56。這是理想的，因為處于非滑動關(guān)系的電動機/發(fā)動機72能有效地為輸出構(gòu)件64提供扭矩，這最大化它的扭矩貢獻，同時與輸出構(gòu)件64處于滑動關(guān)系的電動機/發(fā)動機56與發(fā)動機14存在固定關(guān)系，因此電動機/發(fā)動機56必須在取決于發(fā)動機速度的速度下工作，而不必在能使它達到它的最大扭矩貢獻的速度下工作。最初將功率發(fā)送到電動機/發(fā)動機72也是更有效的，因為電動機/發(fā)動機56的一些功率在滑動離合器75中損失。當發(fā)動機14的速度增加時，發(fā)動機扭矩增加。因為電池74的功率限制，來自電動機/發(fā)動機56、72的扭矩最后在較高速度下降低。在最大發(fā)動機扭矩(高速時產(chǎn)生)和最大電動機/發(fā)動機扭矩(當發(fā)動機14在提供最大扭矩的速度下工作時在低于差速齒輪裝置24、26和28規(guī)定速度的某個速度下發(fā)生)之間存在某個最佳速度，該最佳速度提供發(fā)動機扭矩和電動機/發(fā)動機扭矩的最佳組合。該最佳速度通過滑動離合器75實現(xiàn)，當離合器75不滑動時不能獲得，電動機/發(fā)動機56、72的速度取決于發(fā)動機14的速度，因為齒輪組24、26和28具有固定的齒數(shù)比。
作為一個選擇，或者除了滑動離合器75之外，可滑動離合器71，同時離合器75接合，或者不滑動或者滑動?；瑒与x合器71同時離合器75完全接合時，發(fā)動機14與輸出構(gòu)件64處于滑動關(guān)系，同時兩個電動機/發(fā)動機56、72與輸出構(gòu)件64處于非滑動關(guān)系。電動機/發(fā)動機56、72的速度與發(fā)動機14的速度存在非固定關(guān)系。
作為一個選擇，或者除了滑動離合器71和75中的一個或兩個之外，可滑動離合器70。在這種情況下，兩個電動機/發(fā)動機56、72(作為電動機工作)的速度隨著發(fā)動機速度的增加而增加。當發(fā)動機14的速度增加時，發(fā)動機14提供的扭矩增加，但是電動機/發(fā)動機56、72提供的扭矩最終因為電池74的功率限制會降低。通過滑動離合器70，發(fā)動機14可在最大發(fā)動機扭矩所需的速度和實現(xiàn)最大電動機扭矩的速度之間的最佳速度下工作，同時仍然在輸出構(gòu)件64處提供適合于起動狀態(tài)的速度，因為變速器11的其余部分與輸出構(gòu)件64斷開連接。
在車輛起動之后，通過接合離合器70和71變速器可在EVT模式下工作。第一固定比值在大約7MPH下建立，接著離合器75在大約40MPH下斷開，從而返回EVT模式。接著在大約57MPH下接合離合器62。在離合器62、70和71接合的情況下，實現(xiàn)第二固定比值。所有3個齒輪組24、26、28都是主動的，比值為1.7∶1，如圖2的固定比值表所示。電動機/發(fā)動機56、72在離合器62、70和71接合的過程中關(guān)閉，以實現(xiàn)完全的機械操作。在第二固定比值過程中，電動機56、72可以憑慣性轉(zhuǎn)動，不存在扭矩。當離合器70斷開時第一模式結(jié)束，離合器62和71保持接合以實現(xiàn)高效率的第二工作模式。
如果希望再現(xiàn)此處所述結(jié)果，第一和第二行星齒輪組24和26每個的外齒輪構(gòu)件30和38具有65個齒，第一和第二行星齒輪組24和26每個的內(nèi)齒輪構(gòu)件32和40具有33個齒。第三行星齒輪組28的外齒輪構(gòu)件46具有94個齒，第三行星齒輪組28的內(nèi)齒輪構(gòu)件48具有34個齒。在上述變速器11結(jié)構(gòu)以及上述內(nèi)齒輪構(gòu)件和外齒輪構(gòu)件的齒數(shù)下，變速器在第一模式工作時提供機械點。也就是說，第一電動機/發(fā)動機56在大約50MPH下具有零轉(zhuǎn)速。為了完整描述電動機/發(fā)動機在所述示例環(huán)境下的工作，我們必須考慮變速器在第二工作模式下的工作。
III.第二模式 通過斷開扭矩傳輸機構(gòu)70和繼續(xù)應用扭矩傳輸機構(gòu)62和71來實現(xiàn)從第一工作模式到第二工作模式的轉(zhuǎn)變。與前述模式I與固定比值重疊類似，在圖2的真值表中模式II重疊固定比值，該固定比值由內(nèi)速度限制和發(fā)動機速度限制確定。在第二工作模式開始時，第一電動機/發(fā)動機56從作為電動機工作轉(zhuǎn)變?yōu)樽鳛榘l(fā)電機工作，但是這受到行星齒輪比值選擇的影響。在變速器10在第二模式工作的過程中，第一電動機/發(fā)動機56繼續(xù)作為發(fā)電機工作，同時車輛獲得從大約70MPH到大約88MPH的速度。在大約88MPH下第一電動機/發(fā)動機56從作為發(fā)電機工作變回作為電動機工作，因為它的轉(zhuǎn)變通過了機械點，在該機械點處電動機/發(fā)動機56具有零轉(zhuǎn)速。此后第一電動機/發(fā)動機56繼續(xù)作為電動機工作。
在第二工作模式開始時，第二電動機/發(fā)動機72繼續(xù)作為電動機工作。實際上，第二電動機/發(fā)動機72作為電動機工作直到車輛達到大約88MPH的速度，在該速度點下它轉(zhuǎn)變?yōu)樽鳛榘l(fā)電機工作，此后繼續(xù)作為發(fā)電機工作。
在上述變速器11結(jié)構(gòu)以及上述內(nèi)齒輪構(gòu)件和外齒輪構(gòu)件的齒數(shù)下，變速器在第二模式工作時提供兩個機械點。也就是說，第一電動機/發(fā)動機56在大約88MPH下具有零轉(zhuǎn)速。另外，如果發(fā)動機繼續(xù)在最大速度下工作，第二電動機/發(fā)動機72會在大約208MPH下具有零轉(zhuǎn)速。因此，變速器在第二工作模式下提供兩個機械點。
如圖2的固定比值表所示，在第二模式過程中可得到第三和第四固定比值。當同時接合離合器62、71和75時建立第三固定比值，其鎖定所有的齒輪組實現(xiàn)1∶1的比值，以致輸出64以與輸入12相同的速度旋轉(zhuǎn)。
當離合器62、71和73接合時建立第四固定比值，以提供0.74∶1的固定超速傳動比值，如圖2的固定比值表所示。在第四固定比值下，第一和第二行星齒輪組24和26是主動的，電動機/發(fā)動機56憑慣性轉(zhuǎn)動，且不存在扭矩，同時電動機/發(fā)動機72相對于變速器殼體68鎖止在零速度。
因此，本發(fā)明的變速器11提供3個機械點和4個可用固定比值，從而最小化電動機/發(fā)動機中的電損失，同時通過鎖止離合器75在第一模式中迅速提供最大功率。
應理解上述根據(jù)輸出速度或車輛速度的準確位置不僅通過行星齒輪組內(nèi)齒輪構(gòu)件和外齒輪構(gòu)件的齒數(shù)確定，而且還通過輸入構(gòu)件12的轉(zhuǎn)速確定。因此，在示例性實施例公開的內(nèi)齒輪構(gòu)件和外齒輪構(gòu)件齒數(shù)下，輸入構(gòu)件12速度的增加會將機械點的位置偏移到更高的車速，相反，輸入構(gòu)件12速度的降低會將機械點的位置偏移到更低的車速。
IV.可選C4接合 在行星架44和太陽齒輪40之間示意顯示的C4離合器75也布置為連接環(huán)形齒輪38和太陽齒輪40，將提供相同的鎖止功能。但是，C3致動器73必須保持如圖所示，以便制動套筒軸66的旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明還考慮了鎖止離合器75可放置在行星齒輪組24、26上的其它位置。例如，鎖止離合器可連接太陽齒輪40和第二行星齒輪組26的環(huán)形齒輪48。作為另一個選擇，鎖止離合器可連接架36和第一行星齒輪組24的環(huán)形齒輪30。
V.倒檔模式 如此實現(xiàn)倒檔工作模式ECU 76使第二電動機/發(fā)電機72作為電動機工作，而且使它的旋轉(zhuǎn)方向與第一工作模式下車輛從靜止位置開始向前運動時第二電動機/發(fā)電機72的旋轉(zhuǎn)方向相反。
盡管已經(jīng)詳細描述了實施本發(fā)明的最佳方式，但是熟悉本發(fā)明所涉及技術(shù)領(lǐng)域的人員會意識到在后附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的用于實踐本發(fā)明的各種可選設計和實施例。
權(quán)利要求
1.一種用于車輛的混合動力系，包括發(fā)動機；用于接收來自所述發(fā)動機功率的輸入構(gòu)件；用于輸送來自變速器功率的輸出構(gòu)件；可操作地連接在所述輸入構(gòu)件和所述輸出構(gòu)件之間的電動機/發(fā)電機；可操作地連接在所述輸入構(gòu)件和所述輸出構(gòu)件之間的差速齒輪組，其具有第一、第二和第三構(gòu)件，功率分別從所述發(fā)動機和所述電動機/發(fā)動機通過所述差速齒輪組的不同構(gòu)件流到所述輸出構(gòu)件，以致所述變速器是電動可變變速器；在所述輸入構(gòu)件和所述輸出構(gòu)件之間有選擇接合和斷開的扭矩傳輸機構(gòu)，其用于在所述發(fā)動機和所述電動機/發(fā)動機之一和所述輸出構(gòu)件之間傳輸功率，所述扭矩傳輸機構(gòu)的非滑動接合在所述輸入構(gòu)件和所述輸出構(gòu)件之間至少部分建立固定速比；電功率存儲裝置，其用于與所述電動機/發(fā)電機交換電功率；控制單元，其用于調(diào)節(jié)所述能量存儲裝置和所述電動機/發(fā)電機之間的電功率交換，以便通過所述電動機/發(fā)電機導致有選擇的扭矩產(chǎn)生，其還用于控制所述扭矩傳輸機構(gòu)的接合；以及其中所述控制單元構(gòu)造為使所述扭矩傳輸機構(gòu)處于滑動接合，以便起動車輛。
2.如權(quán)利要求1所述的混合動力變速器，其特征在于，所述變速器是電動可變變速器，以及還包括可操作地連接在所述輸入構(gòu)件和所述輸出構(gòu)件之間的額外差速齒輪組，其具有第一、第二和第三構(gòu)件；其中所述差速齒輪組的至少兩個構(gòu)件可操作地連接所述輸出構(gòu)件，以便在兩個不同的速度下旋轉(zhuǎn)，每個所述速度與所述輸出構(gòu)件的速度成比例。
3.如權(quán)利要求1所述的混合動力系，其特征在于，所述扭矩傳輸機構(gòu)的接合將所述差速齒輪組的任意兩個構(gòu)件連接在一起。
4.如權(quán)利要求1所述的混合動力系，其特征在于，所述扭矩傳輸機構(gòu)的接合連接所述輸入構(gòu)件和所述差速齒輪組的所述構(gòu)件之一。
5.如權(quán)利要求1所述的混合動力系，其特征在于，所述扭矩傳輸機構(gòu)的接合可操作地連接所述差速齒輪組的其中一個所述構(gòu)件和所述輸出構(gòu)件。
6.如權(quán)利要求1所述的混合動力系，還包括在所述輸入構(gòu)件和所述輸出構(gòu)件之間有選擇接合的額外扭矩傳輸機構(gòu)，其用于在所述發(fā)動機和所述電動機/發(fā)動機之一和所述輸出構(gòu)件之間傳輸功率；其中非滑動接合所述額外扭矩傳輸機構(gòu)還在所述輸入構(gòu)件和所述輸出構(gòu)件之間建立所述固定速比；以及其中所述控制單元還構(gòu)造為當所述扭矩傳輸機構(gòu)處于滑動接合時，使所述額外扭矩傳輸機構(gòu)處于滑動接合或非滑動接合之一。
7.如權(quán)利要求1所述的混合動力系，其特征在于，所述扭矩傳輸機構(gòu)的接合可操作地連接所述差速齒輪組的其中一個所述構(gòu)件和固定構(gòu)件，其中所述差速齒輪組的其中另一個所述構(gòu)件持續(xù)連接所述輸出構(gòu)件。
8.如權(quán)利要求7所述的混合動力系，還包括具有第一、第二和第三構(gòu)件的額外差速齒輪組；額外扭矩傳輸機構(gòu)；其中所述額外扭矩傳輸機構(gòu)的接合將所述額外差速齒輪組的任意兩個構(gòu)件連接在一起；其中所述控制單元還構(gòu)造為當所述扭矩傳輸機構(gòu)處于滑動接合時，使所述額外扭矩傳輸機構(gòu)處于滑動接合或非滑動接合之一；以及其中所述額外扭矩傳輸機構(gòu)的非滑動接合還在所述輸入構(gòu)件和所述輸出構(gòu)件之間建立所述固定速比。
9.如權(quán)利要求1所述的混合動力系，其特征在于，所述電動機/發(fā)電機使第一電動機/發(fā)電機，以及還包括可操作地連接在所述輸入構(gòu)件和所述輸出構(gòu)件之間的第二電動機/發(fā)電機；其中所述電功率存儲裝置用于與所述第二電動機/發(fā)電機互換電功率；其中所述控制單元用于調(diào)節(jié)所述電功率存儲裝置和所述第二電動機/發(fā)電機之間的電功率交換，以便通過所述第二電動機/發(fā)電機導致有選擇的扭矩產(chǎn)生；其中所述扭矩傳輸機構(gòu)的滑動接合使其中一個所述電動機/發(fā)電機與所述輸出構(gòu)件處于滑動關(guān)系，使其它所述電動機/發(fā)電機與所述輸出構(gòu)件處于非滑動關(guān)系；其中每個所述電動機/發(fā)電機的特征在于各自預定的最大扭矩能力；其中所述電功率存儲裝置的特征在于預定最大功率極限；和其中所述控制單元構(gòu)造為使電功率流到與輸出構(gòu)件處于非滑動關(guān)系的所述電動機/發(fā)電機，且防止電功率流到處于滑動關(guān)系的電動機/發(fā)電機，直到處于滑動關(guān)系的電動機/發(fā)電機在所述預定最大扭矩能力下工作，或者所述電功率存儲裝置在所述最大功率極限下提供功率。
10.一種操作混合動力車輛動力系的方法，該動力系包括發(fā)動機、可操作地連接發(fā)動機的輸入構(gòu)件、電動機/發(fā)電機、用于與所述電動機/發(fā)電機互換電功率的電功率存儲裝置、可操作地連接在輸入構(gòu)件和輸出構(gòu)件之間的差速齒輪組，所述差速齒輪組具有第一、第二和第三構(gòu)件，功率分別從發(fā)動機和電動機/發(fā)動機通過所述差速齒輪組的不同構(gòu)件流到所述輸出構(gòu)件，以致變速器是電動可變變速器，該方法包括通過控制單元滑動至少一個扭矩傳輸機構(gòu)，所述控制單元用于控制所述至少一個扭矩傳輸機構(gòu)的接合；其中所述至少一個扭矩傳輸機構(gòu)的非滑動接合在所述輸入構(gòu)件和所述輸出構(gòu)件之間至少部分建立固定速比；其中接合建立固定速比所需的任何其它扭矩傳輸機構(gòu)；其中所述至少一個扭矩傳輸機構(gòu)從下面組合中選擇連接輸入構(gòu)件和差速齒輪組的扭矩傳輸機構(gòu)；連接差速齒輪組的其中一個構(gòu)件和固定構(gòu)件的扭矩傳輸機構(gòu)，同時差速齒輪組的其中另一個構(gòu)件連接輸出構(gòu)件；和將差速齒輪組的任意兩個構(gòu)件連接在一起以便共同旋轉(zhuǎn)的扭矩傳輸機構(gòu)；因而所述滑動消除發(fā)動機扭矩和電動機/發(fā)電機扭矩之間或者發(fā)動機扭矩和差速齒輪組在所述輸出構(gòu)件處建立的扭矩之間的固定關(guān)系；和控制發(fā)動機速度和電動機/發(fā)電機速度，以便起動車輛。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述控制的特征在于最大化發(fā)動機扭矩，對于給定的電功率存儲裝置的可用功率最大化電動機/發(fā)電機扭矩。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述控制的特征在于彼此獨立地控制發(fā)動機速度和電動機/發(fā)電機速度。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述電動機/發(fā)電機是第一電動機/發(fā)電機，混合動力車輛動力系具有第二電動機/發(fā)電機；其中電功率存儲裝置用于與第二電動機/發(fā)電機互換電功率；其中控制單元用于調(diào)節(jié)電功率存儲裝置和第二電動機/發(fā)電機之間的電功率交換，以便通過第二電動機/發(fā)電機導致有選擇的扭矩產(chǎn)生；其中所述滑動使其中一個電動機/發(fā)電機與所述輸出構(gòu)件處于滑動關(guān)系；其中其它所述電動機/發(fā)電機與所述輸出構(gòu)件處于非滑動關(guān)系；其中每個所述電動機/發(fā)電機的特征在于各自預定的最大扭矩能力；其中所述電功率存儲裝置的特征在于預定最大功率極限；其中所述控制包括使電功率流到與輸出構(gòu)件處于非滑動關(guān)系的所述電動機/發(fā)電機，以及僅僅在處于滑動關(guān)系的電動機/發(fā)電機在以所述預定扭矩能力為特征的預定狀態(tài)下工作之后、或者在所述電功率存儲裝置在所述預定最大功率極限下提供功率之后，才使電功率流到與輸出構(gòu)件處于滑動關(guān)系的電動機/發(fā)電機。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述滑動是兩個所述扭矩傳輸機構(gòu)的滑動，從而分配在起動過程中產(chǎn)生的熱負荷。
15.一種操作混合動力車輛動力系的方法，該動力系包括發(fā)動機、可操作地連接發(fā)動機的輸入構(gòu)件、第一和第二電動機/發(fā)電機、用于與所述電動機/發(fā)電機互換電功率的電功率存儲裝置、可操作地連接在輸入構(gòu)件和輸出構(gòu)件之間的差速齒輪組，所述差速齒輪組具有第一、第二和第三構(gòu)件，功率分別從發(fā)動機和電動機/發(fā)動機之一通過所述差速齒輪組的不同構(gòu)件流到所述輸出構(gòu)件，以致變速器是電動可變變速器通過控制單元滑動扭矩傳輸機構(gòu)，所述控制單元用于控制扭矩傳輸機構(gòu)的接合，扭矩傳輸機構(gòu)將差速齒輪組的任意兩個構(gòu)件連接在一起以便共同旋轉(zhuǎn)；因而所述滑動消除發(fā)動機扭矩和連接差速齒輪組構(gòu)件之一的電動機/發(fā)電機扭矩之間的固定關(guān)系，該固定關(guān)系由差速齒輪組建立；和彼此獨立地控制發(fā)動機速度和連接差速齒輪組構(gòu)件之一的電動機/發(fā)電機速度，以便起動車輛。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述滑動使其中一個電動機/發(fā)電機與輸出構(gòu)件處于滑動關(guān)系，其中另一個電動機/發(fā)電機與輸出構(gòu)件處于非滑動關(guān)系；其中與輸出構(gòu)件處于非滑動關(guān)系的所述電動機/發(fā)電機的特征在于預定扭矩能力；其中所述電功率存儲裝置的特征在于預定最大功率極限；其中所述控制包括使電功率流到與輸出構(gòu)件處于非滑動關(guān)系的所述電動機/發(fā)電機，以及僅僅在處于滑動關(guān)系的電動機/發(fā)電機在所述預定扭矩能力下工作之后、或者在所述電功率存儲裝置在所述預定最大功率極限下提供功率之后，才使電功率流到與輸出構(gòu)件處于滑動關(guān)系的電動機/發(fā)電機。
全文摘要
一種混合動力系包括控制單元，其調(diào)節(jié)能量存儲裝置和電動機/發(fā)電機之間的電功率交換，以便通過電動機/發(fā)電機導致有選擇的扭矩產(chǎn)生，其還用于控制扭矩傳輸機構(gòu)的接合。控制單元構(gòu)造為使扭矩傳輸機構(gòu)處于滑動接合以起動車輛，從而消除發(fā)動機扭矩和電動機/發(fā)電機扭矩之間或者發(fā)動機扭矩和輸出構(gòu)件處扭矩之間的固定關(guān)系。還提供了一種操作混合動力車輛動力系的方法。
文檔編號F16H61/32GK101066665SQ20071010234
公開日2007年11月7日 申請日期2007年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月3日
發(fā)明者A·G·霍爾姆斯, M·R·施米德特, D·克萊門, L·T·尼茨, G·I·金曼, A·H·希普, G·A·哈巴德, B·M·康倫 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司