專利名稱：具有兩個(gè)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的雙模式混合動(dòng)力系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有兩個(gè)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的混合機(jī)電動(dòng)力系。
背景技術(shù)：
為了生產(chǎn)更為有效的車輛，通常的混合動(dòng)力車輛動(dòng)力系將電動(dòng)馬達(dá)和常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī) 結(jié)合。來自于發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)馬達(dá)的扭矩通常經(jīng)由變速器傳輸給車輛的驅(qū)動(dòng)車輪。混合動(dòng)力 車輛動(dòng)力系的效率通常與下述相關(guān)除了電動(dòng)馬達(dá)以外發(fā)動(dòng)機(jī)也必須運(yùn)行或者發(fā)動(dòng)機(jī)必須 替代電動(dòng)馬達(dá)來運(yùn)行以向車輛提供動(dòng)力的時(shí)間百分比以及在何種驅(qū)動(dòng)條件下進(jìn)行上述運(yùn) 行。一些混合動(dòng)力系采用單個(gè)電動(dòng)馬達(dá)與發(fā)動(dòng)機(jī)組合。在這種動(dòng)力系中，變速器輸出 和因此的車輛速度與發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)馬達(dá)的速度和扭矩直接相關(guān)。其它混合動(dòng)力系采用兩個(gè) 電動(dòng)馬達(dá)與發(fā)動(dòng)機(jī)組合，以向車輛提供動(dòng)力。使用發(fā)動(dòng)機(jī)和兩個(gè)電動(dòng)馬達(dá)的混合動(dòng)力系可將發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)馬達(dá)連接到變速器， 使得發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和速度可獨(dú)立于車輛速度和期望加速度來選擇。發(fā)動(dòng)機(jī)的這種控制通常 通過改變來自于兩個(gè)電動(dòng)馬達(dá)的獨(dú)立扭矩貢獻(xiàn)來實(shí)現(xiàn)。因此，使用發(fā)動(dòng)機(jī)與兩個(gè)電動(dòng)馬達(dá) 相結(jié)合的混合動(dòng)力系可提供來自于發(fā)動(dòng)機(jī)和兩個(gè)馬達(dá)中的每個(gè)的合適扭矩貢獻(xiàn)以及提供 改進(jìn)的總車輛效率。

發(fā)明內(nèi)容
提供能夠與用于起步和推進(jìn)車輛的多個(gè)動(dòng)力源連接的混合機(jī)電變速器，并且所述 變速器包括輸出構(gòu)件和固定構(gòu)件。變速器還包括第一行星齒輪組和第二行星齒輪組。動(dòng)力 源包括第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)、第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)以及發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)、第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)以及 第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)均可操作地連接到第一行星齒輪組，并且輸出構(gòu)件和第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī) 均可操作地連接到第二行星齒輪組。如此配置之后，變速器提供兩個(gè)前進(jìn)傳動(dòng)比或模式。變 速器提供用于起步車輛的前進(jìn)低傳動(dòng)比，即，前進(jìn)低速驅(qū)動(dòng)(under-drive)模式。變速器還 提供用于以較高速度推進(jìn)車輛的前進(jìn)直接驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)比，即，前進(jìn)直接驅(qū)動(dòng)模式。變速器可包括第一扭矩傳遞裝置和第二扭矩傳遞裝置。第一行星齒輪組可包括第 一、第二和第三構(gòu)件，類似地第二行星齒輪組可包括第一、第二和第三構(gòu)件。在這種配置中， 第一扭矩傳遞裝置可接合以將第二行星齒輪組的第一構(gòu)件固接到固定構(gòu)件，并且第二扭矩 傳遞裝置可接合以將第二行星齒輪組的第一、第二和第三構(gòu)件中的一個(gè)鎖定到第二行星齒 輪組的另一個(gè)構(gòu)件。發(fā)動(dòng)機(jī)可操作性地連接到第一行星齒輪組的第一構(gòu)件，且第二行星齒輪組的第二 構(gòu)件可操作性地連接到第一行星齒輪組的第三構(gòu)件。第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)可操作性地連接到 第一行星齒輪組的第二構(gòu)件，且第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)可操作性地連接到第二行星齒輪組的第 二構(gòu)件。第二行星齒輪組的第二構(gòu)件可操作性地連接到第一行星齒輪組的第三構(gòu)件，且然 后輸出構(gòu)件可操作性地連接到第二行星齒輪組的第三構(gòu)件。
如所公開的那樣，變速器可經(jīng)由接合第一扭矩傳遞裝置并斷開第二扭矩傳遞裝置 來提供前進(jìn)低速驅(qū)動(dòng)模式。此外，變速器可經(jīng)由接合第二扭矩傳遞裝置并斷開第一扭矩傳 遞裝置來提供直接驅(qū)動(dòng)模式。變速器還可包括第三扭矩傳遞裝置。在這種情形中，第三扭矩傳遞裝置可接合以 將發(fā)動(dòng)機(jī)固接到固定構(gòu)件。第三扭矩傳遞裝置的這種接合允許變速器經(jīng)由第一馬達(dá)/發(fā)電 機(jī)和第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)中的至少一個(gè)來提供用于起步車輛的前進(jìn)低速驅(qū)動(dòng)模式和倒檔低 速驅(qū)動(dòng)模式。第一扭矩傳遞裝置、第二扭矩傳遞裝置和第三扭矩傳遞裝置中的任何一個(gè)可 具有在兩個(gè)方向上傳遞扭矩的能力，并且配置為選擇性可接合的離合器或制動(dòng)器。在該變速器中，動(dòng)力源與第一和第二行星齒輪組以及馬達(dá)/發(fā)電機(jī)與第一和第二 行星齒輪組的各自操作性連接可利于用于起步和推進(jìn)車輛的動(dòng)力源的速度和扭矩的受控 選擇以及馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的速度和扭矩的受控選擇。 本發(fā)明涉及下述技術(shù)方案。1. 一種能夠與用于起步和推進(jìn)車輛的多個(gè)動(dòng)力源連接的混合機(jī)電變速器，包括輸出構(gòu)件；固定構(gòu)件；和第一行星齒輪組和第二行星齒輪組，其中各第一和第二行星齒輪組的每個(gè)均包括 第一、第二和第三構(gòu)件；所述動(dòng)力源包括第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)；第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)；和發(fā)動(dòng)機(jī)；其中，發(fā)動(dòng)機(jī)、第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)以及第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)均可操作地連接到第一行 星齒輪組，并且輸出構(gòu)件和第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)均可操作地連接到第二行星齒輪組，使得變 速器提供用于起步車輛的前進(jìn)低速驅(qū)動(dòng)模式和用于以較高速度推進(jìn)車輛的前進(jìn)直接驅(qū)動(dòng) 模式兩者。2.根據(jù)方案1所述的變速器，還包括第一扭矩傳遞裝置和第二扭矩傳遞裝置，其中第一扭矩傳遞裝置可接合以將第二行星齒輪組的第一構(gòu)件固接到固定構(gòu)件；以及第二扭矩傳遞裝置可接合以將第二行星齒輪組的第一、第二和第三構(gòu)件中的一個(gè) 鎖定到第二行星齒輪組的另一個(gè)構(gòu)件。3.根據(jù)方案2所述的變速器，其中發(fā)動(dòng)機(jī)可操作地連接到第一行星齒輪組的第一構(gòu)件；第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)可操作地連接到第一行星齒輪組的第二構(gòu)件；第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)可操作地連接到第二行星齒輪組的第二構(gòu)件；第二行星齒輪組的第二構(gòu)件可操作地連接到第一行星齒輪組的第三構(gòu)件；以及輸出構(gòu)件可操作地連接到第二行星齒輪組的第三構(gòu)件。4.根據(jù)方案2所述的變速器，其中，接合第一扭矩傳遞裝置并斷開第二扭矩傳遞 裝置將扭矩從發(fā)動(dòng)機(jī)、第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)和第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)中的至少一個(gè)傳遞給輸出構(gòu) 件并提供前進(jìn)低速驅(qū)動(dòng)模式。
5.根據(jù)方案2所述的變速器，其中，接合第二扭矩傳遞裝置并斷開第一扭矩傳遞 裝置將扭矩從發(fā)動(dòng)機(jī)、第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)和第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)中的至少一個(gè)傳遞給輸出構(gòu) 件并提供前進(jìn)直接驅(qū)動(dòng)模式。6.根據(jù)方案2所述的變速器，還包括第三扭矩傳遞裝置，其中第三扭矩傳遞裝置 可接合以將發(fā)動(dòng)機(jī)固接到固定構(gòu)件，足以使得變速器經(jīng)由第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)和第二馬達(dá)/ 發(fā)電機(jī)中的至少一個(gè)來提供用于起步車輛的倒檔低速驅(qū)動(dòng)模式。7.根據(jù)方案2所述的變速器，其中，第一扭矩傳遞裝置、第二扭矩傳遞裝置和第三 扭矩傳遞裝置中的任何一個(gè)是能夠以兩個(gè)方向傳遞扭矩的可選擇性接合離合器和可選擇 性接合制動(dòng)器中的一個(gè)。8.根據(jù)方案1所述的變速器，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)與第一和第二行星齒輪組以及馬達(dá)/發(fā) 電機(jī)與第一和第二行星齒輪組的各自操作性連接利于用于起步和推進(jìn)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)的速 度和扭矩的受控選擇以及馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的速度和扭矩的受控選擇。9. 一種用于起步和推進(jìn)車輛的混合動(dòng)力系，包括發(fā)動(dòng)機(jī)；第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)和第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)；電動(dòng)無級(jí)變速器，其包括輸出構(gòu)件；固定構(gòu)件；第一行星齒輪組和第二行星齒輪組，其中各第一和第二行星齒輪組中的每個(gè)具有 第一、第二和第三構(gòu)件；第一扭矩傳遞裝置和第二扭矩傳遞裝置，其中第一扭矩傳遞裝置可接合以將第二 行星齒輪組的第一構(gòu)件固接到固定構(gòu)件，且第二扭矩傳遞裝置可接合以將第二行星齒輪組 的第一、第二和第三構(gòu)件中的一個(gè)鎖定到第二行星齒輪組的另一個(gè)構(gòu)件；其中，第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)與第一行星齒輪組的第二構(gòu)件可操作地連接以便共同旋 轉(zhuǎn)，且第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)與第二行星齒輪組的第二構(gòu)件可操作地連接以便共同旋轉(zhuǎn)；輸出構(gòu)件與第二行星齒輪組的第三構(gòu)件可操作地連接以便共同旋轉(zhuǎn)；以及動(dòng)力系包括用于起步車輛的前進(jìn)低速驅(qū)動(dòng)模式和用于以較高速度推進(jìn)車輛的前 進(jìn)直接驅(qū)動(dòng)模式兩者。10.根據(jù)方案9所述的混合動(dòng)力系，其中，接合第一扭矩傳遞裝置并斷開第二扭矩 傳遞裝置提供低速驅(qū)動(dòng)模式。11.根據(jù)方案9所述的混合動(dòng)力系，其中，接合第二扭矩傳遞裝置并斷開第一扭矩 傳遞裝置提供直接驅(qū)動(dòng)模式。12.根據(jù)方案9所述的混合動(dòng)力系，還包括第三扭矩傳遞裝置，其中第三扭矩傳遞 裝置可接合以將發(fā)動(dòng)機(jī)固接到固定構(gòu)件，足以使得變速器經(jīng)由第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)和第二馬 達(dá)/發(fā)電機(jī)中的至少一個(gè)來提供用于起步車輛的倒檔低速驅(qū)動(dòng)模式。13.根據(jù)方案12所述的混合動(dòng)力系，其中第一扭矩傳遞裝置、第二扭矩傳遞裝置 和第三扭矩傳遞裝置中的任何一個(gè)是能夠以兩個(gè)方向傳遞扭矩的可選擇性接合離合器和 可選擇性接合制動(dòng)器中的一個(gè)。14.根據(jù)方案9所述的混合動(dòng)力系，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)與第一和第二行星齒輪組以及馬
6達(dá)/發(fā)電機(jī)與第一和第二行星齒輪組的各自操作性連接利于用于起步和推進(jìn)車輛的發(fā)動(dòng) 機(jī)的速度和扭矩的受控選擇以及馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的速度和扭矩的受控選擇。本發(fā)明的上述特征和優(yōu)勢(shì)以及其它特征和優(yōu)勢(shì)從用于實(shí)施本發(fā)明的最佳模式的 下述詳細(xì)說明結(jié)合附圖顯而易見。


圖1是用于混合動(dòng)力系的電動(dòng)無級(jí)變速器的示意性杠桿示；圖IA是電動(dòng)無級(jí)變速器的示意性杠桿圖示，所述電動(dòng)無級(jí)變速器具有可選的發(fā) 動(dòng)機(jī)固接扭矩傳遞裝置；圖2是相應(yīng)于圖1中的杠桿圖的動(dòng)力系的示意性桿狀示；和圖2A是相應(yīng)于圖IA中的杠桿圖的動(dòng)力系的示意性桿狀示。
具體實(shí)施例方式參考附圖，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，圖1示出了混合動(dòng)力系10?；?合動(dòng)力系10包括多個(gè)動(dòng)力源，所述動(dòng)力源包括均連接到大致以附圖標(biāo)記18標(biāo)記的“電動(dòng)無 級(jí)變速器”(EVT)的內(nèi)燃機(jī)12、第一電動(dòng)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)14和第二電動(dòng)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)16。如 本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的那樣，“電動(dòng)無級(jí)變速器”構(gòu)建可操作地連接到發(fā)動(dòng)機(jī)12、第一馬達(dá) /發(fā)電機(jī)14和第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)16中的每個(gè)的變速器行星齒輪系。將發(fā)動(dòng)機(jī)12和兩個(gè) 馬達(dá)/發(fā)電機(jī)14、16的各自扭矩傳輸給行星齒輪系的不同構(gòu)件允許動(dòng)力源中的一個(gè)輔助或 平衡另外兩個(gè)中的任何一個(gè)的操作。因此，可操作地連接到EVT 18的一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)12與兩 個(gè)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)14、16的組合允許發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的速度和扭矩被獨(dú)立地控制和選 擇，以便向?qū)ο筌囕v更有效地提供動(dòng)力。此外，如將在下文更詳細(xì)描述的，與其它系統(tǒng)相比， 混合動(dòng)力系10的連接可允許來自于第一和第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)14和16的組合的扭矩需求 總體減少且同時(shí)提供可接受的車輛性能。EVT 18包括在圖1中以杠桿圖形式示出的兩個(gè)行星齒輪組。杠桿圖是機(jī)械裝置 (如自動(dòng)變速器)的部件的示意圖。每個(gè)獨(dú)立杠桿表示行星齒輪組或外部齒輪組。在行星 齒輪組杠桿中，行星齒輪的三個(gè)基本機(jī)械部件均由節(jié)點(diǎn)表示。因而，單個(gè)行星齒輪組杠桿包 含三個(gè)節(jié)點(diǎn)一個(gè)用于太陽輪構(gòu)件，一個(gè)用于行星齒輪行星架構(gòu)件，一個(gè)用于齒圈構(gòu)件。每 個(gè)行星齒輪組杠桿的節(jié)點(diǎn)之間的相對(duì)長(zhǎng)度可以用于表示每個(gè)相應(yīng)齒輪組的齒圈-太陽輪 比。繼而，這些杠桿比用于改變變速器的傳動(dòng)比以實(shí)現(xiàn)合適的比和比級(jí)數(shù)。各個(gè)行星齒輪 組的節(jié)點(diǎn)之間的機(jī)械聯(lián)接件或互連件由細(xì)的水平線表示，且扭矩傳遞裝置(例如離合器和 制動(dòng)器)表示為交織的指形物。如果裝置是制動(dòng)器，那么指形物的一組固接。杠桿圖的形 式、目的和使用的進(jìn)一步闡述可見Benford，Howard和Leising，Maurice所著的1981年的 SAE Paper 810102"The LeverAnalogy :A New Tool in Transmission Analysis，，,該論文 作為參考全部引入。杠桿或第一行星齒輪組20分別包括第一節(jié)點(diǎn)A、第二節(jié)點(diǎn)B和第三節(jié)點(diǎn)C。節(jié)點(diǎn) A、B和C表示第一行星齒輪組20的第一、第二和第三構(gòu)件，優(yōu)選地為齒圈構(gòu)件、行星架構(gòu)件 和太陽輪構(gòu)件，但是不必要以這個(gè)順序。EVT 18也包括第二行星齒輪組22，其分別包括第 四節(jié)點(diǎn)D、第五節(jié)點(diǎn)E和第六節(jié)點(diǎn)F。類似于齒輪組20，節(jié)點(diǎn)D、E和F表示第二行星齒輪組22的第一、第二和第三構(gòu)件，優(yōu)選地為齒圈構(gòu)件、行星架構(gòu)件和太陽輪構(gòu)件，但是同樣不必 要以這個(gè)順序。發(fā)動(dòng)機(jī)12、第一電動(dòng)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)14和第二電動(dòng)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)16經(jīng)由輸入構(gòu)件裝 置可操作地連接到EVT 18。動(dòng)力源的輸入構(gòu)件裝置將扭矩提供給EVT 18。輸入構(gòu)件裝置包 括用作輸入構(gòu)件24的發(fā)動(dòng)機(jī)12的輸出軸、用作輸入構(gòu)件26的第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)16的轉(zhuǎn)子 以及用作輸入構(gòu)件28的第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)14的轉(zhuǎn)子。輸入構(gòu)件24配置成將發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩提 供給EVT 18。輸入構(gòu)件26和輸入構(gòu)件28均配置成分別將來自于第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)16以及 來自于第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)14的扭矩提供給EVT 18。第一節(jié)點(diǎn)A連續(xù)地連接到輸入構(gòu)件24， 第二節(jié)點(diǎn)B連續(xù)地連接到輸入構(gòu)件26，以及第三節(jié)點(diǎn)C連續(xù)地連接到輸入構(gòu)件28。第一互連構(gòu)件30將第二節(jié)點(diǎn)B與第六節(jié)點(diǎn)F連續(xù)地互連。第四節(jié)點(diǎn)D經(jīng)由第一 扭矩傳遞裝置34與EVT 18的固定構(gòu)件或殼體32可選擇性連接，從而將第四節(jié)點(diǎn)固接。第 二節(jié)點(diǎn)B經(jīng)由第二扭矩傳遞裝置36并通過第二互連構(gòu)件33與第四節(jié)點(diǎn)D可選擇性連接。 第一和第二扭矩傳遞裝置34、36可配置成可選擇性接合或自動(dòng)接合，并且能夠以兩個(gè)方向 傳遞扭矩，如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的那樣。能夠以兩個(gè)方向傳遞扭矩的扭矩傳遞裝置的熟 知示例是摩擦片式離合器、制動(dòng)器以及牙嵌離合器。第五節(jié)點(diǎn)E連續(xù)地連接到輸出構(gòu)件38， 所述輸出構(gòu)件提供用于起步和推進(jìn)車輛的輸出扭矩。如本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的那樣，動(dòng)力系10附加地具有電功率源(未示出)，例如一 個(gè)或多個(gè)蓄電池。功率源可操作地連接到馬達(dá)/發(fā)電機(jī)14和16，使得馬達(dá)/發(fā)電機(jī)可將功 率傳輸給發(fā)動(dòng)機(jī)12或從發(fā)動(dòng)機(jī)12接收功率。雖然未示出，但是動(dòng)力系10還包括控制器或 電子控制單元(ECU)?？刂破骺刹僮鞯剡B接到電功率源，以控制來自于功率源的功率分布或 至功率源的功率分布。圖IA描述了在除包括第三扭矩傳遞裝置37外的所有方面都與圖1所示的動(dòng)力系 10相同的動(dòng)力系10A，其中所有相同的元件都相應(yīng)地進(jìn)行標(biāo)記。第三扭矩傳遞裝置37作為 制動(dòng)器可選擇性地接合，以將發(fā)動(dòng)機(jī)12固接到固定構(gòu)件32，從而將第一節(jié)點(diǎn)A固接。類似 于第一和第二扭矩傳遞裝置34和36，第三扭矩傳遞裝置37可配置成可選擇性地接合或自 動(dòng)接合，并且能夠以兩個(gè)方向傳遞扭矩。圖2描述了具有EVT 118的動(dòng)力系110。動(dòng)力系110是圖1所示的動(dòng)力系10的具 體實(shí)施例。EVT 118用示意性桿狀圖來表示，該桿狀圖描述了相應(yīng)于圖1中的杠桿圖并由其 反映的具體行星齒輪組連接。雖然示出了具體動(dòng)力系110，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，具體實(shí)施例 本質(zhì)上僅僅是示例性的，并且還可構(gòu)想在圖1中的杠桿圖范圍內(nèi)其它動(dòng)力系配置。EVT 118使用兩個(gè)差速齒輪組，優(yōu)選地為第一行星齒輪組140和第二行星齒輪組 150的性質(zhì)。第一行星齒輪組140采用齒圈構(gòu)件142，其圍繞太陽輪構(gòu)件144。行星架構(gòu)件 146可旋轉(zhuǎn)地支承多個(gè)小齒輪，所述多個(gè)小齒輪嚙合地接合齒圈構(gòu)件142和太陽輪構(gòu)件144 兩者。第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)14連續(xù)地連接到太陽輪構(gòu)件144。發(fā)動(dòng)機(jī)12連續(xù)地連接到齒圈 構(gòu)件142。第二行星齒輪組150采用齒圈構(gòu)件152，其圍繞太陽輪構(gòu)件154。行星架構(gòu)件156 可旋轉(zhuǎn)地支承多個(gè)小齒輪，所述多個(gè)小齒輪嚙合地接合齒圈構(gòu)件152和太陽輪構(gòu)件154兩 者。輸出構(gòu)件38連續(xù)地連接到行星架構(gòu)件156。互連構(gòu)件130將行星架構(gòu)件146與太陽 輪構(gòu)件154連續(xù)地連接。第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)16連續(xù)地連接到太陽輪構(gòu)件154，并藉此也連續(xù)地連接到行星架構(gòu)件146?；ミB構(gòu)件130可為一個(gè)部件或幾個(gè)分離部件。因此，行星齒 輪組140的一個(gè)構(gòu)件經(jīng)由一個(gè)互連構(gòu)件130連續(xù)地連接到行星齒輪組150的一個(gè)構(gòu)件。因 此，行星齒輪組140和150之間的連接和相互作用由圖1中所描述的杠桿圖來反映。齒圈構(gòu)件142相應(yīng)于圖1中的第一節(jié)點(diǎn)A。行星架構(gòu)件146相應(yīng)于圖1中的第二 節(jié)點(diǎn)B。太陽輪構(gòu)件144相應(yīng)于圖1中的第三節(jié)點(diǎn)C。齒圈構(gòu)件152相應(yīng)于圖1中的第四 節(jié)點(diǎn)D。行星架構(gòu)件156相應(yīng)于圖1中的第五節(jié)點(diǎn)E。太陽輪構(gòu)件154相應(yīng)于圖1中的第 六節(jié)點(diǎn)F，并且連續(xù)地連接到行星架構(gòu)件146，亦為第二節(jié)點(diǎn)B。如本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解 的那樣，EVT 18適合于前輪驅(qū)動(dòng)車輛架構(gòu)，因?yàn)檩敵鰳?gòu)件38處于正好適用于對(duì)于前輪驅(qū)動(dòng) 車輛應(yīng)用常見的橫向配置的位置。第一扭矩傳遞裝置134可選擇地接合，以將齒圈構(gòu)件152固接到固定構(gòu)件132，例 如變速器殼體。第二扭矩傳遞裝置136可選擇地接合，以將齒圈構(gòu)件152與太陽輪構(gòu)件154 連接并且還經(jīng)由互連構(gòu)件133將輸入構(gòu)件26與齒圈構(gòu)件152連接。扭矩傳遞裝置134和 136以分別與圖1中的相應(yīng)扭矩傳遞裝置34和36類似的方式可接合，以建立第一和第二電 動(dòng)無級(jí)前進(jìn)模式。圖1所示的動(dòng)力系10的第一電動(dòng)無級(jí)前進(jìn)模式是通過接合第一扭矩傳遞裝置34 并斷開第二扭矩傳遞裝置36來建立的第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)16與輸出構(gòu)件38之間的低速驅(qū) 動(dòng)連接。低速驅(qū)動(dòng)前進(jìn)模式在輸入構(gòu)件26與輸出構(gòu)件38之間提供有利的低傳動(dòng)比，即大 于1 1，從而倍增第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)16所產(chǎn)生的扭矩，以允許第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)甚至在沒 有發(fā)動(dòng)機(jī)12的輔助下來足夠地起步車輛。第二電動(dòng)無級(jí)前進(jìn)模式是通過斷開第一扭矩傳 遞裝置34并接合第二扭矩傳遞裝置36來建立的第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)16與輸出構(gòu)件38之間 的直接驅(qū)動(dòng)連接。直接驅(qū)動(dòng)前進(jìn)模式在輸入構(gòu)件26與輸出構(gòu)件38之間提供1 1的傳動(dòng) 比，從而允許第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)16所產(chǎn)生的扭矩來維持較高的車輛速度。圖2A描述了在除包括第三扭矩傳遞裝置137外的所有方面都與圖2所示的動(dòng)力 系110相同的具有EVT 118A的動(dòng)力系110A，其中所有相同的元件都相應(yīng)地進(jìn)行標(biāo)記。動(dòng) 力系IlOA是圖IA所示的動(dòng)力系IOA的具體實(shí)施例。EVT 118A用示意性桿狀圖來表示，該 桿狀圖描述了相應(yīng)于圖IA中的杠桿圖并由其反映的具體行星齒輪組連接。雖然示出了具 體動(dòng)力系110A，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，具體實(shí)施例本質(zhì)上僅僅是示例性的，并且還可構(gòu)想在圖 IA中的杠桿圖范圍內(nèi)其它動(dòng)力系配置。第三扭矩傳遞裝置137作為制動(dòng)器以與圖IA中的 相應(yīng)扭矩傳遞裝置37類似的方式可接合。通過接合第三扭矩傳遞裝置137，并從而固接發(fā) 動(dòng)機(jī)12，變速器118A能夠經(jīng)由第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)14和第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)16的組合來提供 用于起步車輛的前進(jìn)低速驅(qū)動(dòng)模式和倒檔低速驅(qū)動(dòng)模式。使用動(dòng)力系10或IOA的車輛可在前進(jìn)低速驅(qū)動(dòng)模式下從停止?fàn)顟B(tài)起步，并接著切 換成在前進(jìn)直接驅(qū)動(dòng)模式下被推進(jìn)，以維持較高的車輛速度。第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)16可定尺 寸成在沒有第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)14或發(fā)動(dòng)機(jī)12的輔助的情況下在寬泛的速度范圍內(nèi)足以 提供以EVT 18的前進(jìn)低速驅(qū)動(dòng)模式起步車輛以及以前進(jìn)直接驅(qū)動(dòng)模式推進(jìn)車輛的足夠扭 矩。在車輛需要產(chǎn)生超過第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)16的動(dòng)力能力的速度或牽引負(fù)載的情況下，可 添加來自于第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)14和/或發(fā)動(dòng)機(jī)12的扭矩來輔助第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)。雖然已經(jīng)詳細(xì)描述了用于實(shí)施本發(fā)明的最佳模式，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將 認(rèn)識(shí)到落入所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的用于實(shí)踐本發(fā)明的各種替代性設(shè)計(jì)和實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種能夠與用于起步和推進(jìn)車輛的多個(gè)動(dòng)力源連接的混合機(jī)電變速器，包括 輸出構(gòu)件；固定構(gòu)件；和第一行星齒輪組和第二行星齒輪組，其中各第一和第二行星齒輪組的每個(gè)均包括第 一、第二和第三構(gòu)件； 所述動(dòng)力源包括 第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)； 第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)；和 發(fā)動(dòng)機(jī)；其中，發(fā)動(dòng)機(jī)、第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)以及第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)均可操作地連接到第一行星齒 輪組，并且輸出構(gòu)件和第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)均可操作地連接到第二行星齒輪組，使得變速器 提供用于起步車輛的前進(jìn)低速驅(qū)動(dòng)模式和用于以較高速度推進(jìn)車輛的前進(jìn)直接驅(qū)動(dòng)模式 兩者。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，還包括第一扭矩傳遞裝置和第二扭矩傳遞裝置，其中第一扭矩傳遞裝置可接合以將第二行星齒輪組的第一構(gòu)件固接到固定構(gòu)件；以及 第二扭矩傳遞裝置可接合以將第二行星齒輪組的第一、第二和第三構(gòu)件中的一個(gè)鎖定 到第二行星齒輪組的另一個(gè)構(gòu)件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變速器，其中發(fā)動(dòng)機(jī)可操作地連接到第一行星齒輪組的第一構(gòu)件； 第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)可操作地連接到第一行星齒輪組的第二構(gòu)件； 第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)可操作地連接到第二行星齒輪組的第二構(gòu)件； 第二行星齒輪組的第二構(gòu)件可操作地連接到第一行星齒輪組的第三構(gòu)件；以及 輸出構(gòu)件可操作地連接到第二行星齒輪組的第三構(gòu)件。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變速器，其中，接合第一扭矩傳遞裝置并斷開第二扭矩傳遞 裝置將扭矩從發(fā)動(dòng)機(jī)、第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)和第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)中的至少一個(gè)傳遞給輸出構(gòu) 件并提供前進(jìn)低速驅(qū)動(dòng)模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變速器，其中，接合第二扭矩傳遞裝置并斷開第一扭矩傳遞 裝置將扭矩從發(fā)動(dòng)機(jī)、第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)和第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)中的至少一個(gè)傳遞給輸出構(gòu) 件并提供前進(jìn)直接驅(qū)動(dòng)模式。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變速器，還包括第三扭矩傳遞裝置，其中第三扭矩傳遞裝置 可接合以將發(fā)動(dòng)機(jī)固接到固定構(gòu)件，足以使得變速器經(jīng)由第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)和第二馬達(dá)/ 發(fā)電機(jī)中的至少一個(gè)來提供用于起步車輛的倒檔低速驅(qū)動(dòng)模式。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變速器，其中，第一扭矩傳遞裝置、第二扭矩傳遞裝置和第三 扭矩傳遞裝置中的任何一個(gè)是能夠以兩個(gè)方向傳遞扭矩的可選擇性接合離合器和可選擇 性接合制動(dòng)器中的一個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)與第一和第二行星齒輪組以及馬達(dá)/發(fā) 電機(jī)與第一和第二行星齒輪組的各自操作性連接利于用于起步和推進(jìn)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)的速 度和扭矩的受控選擇以及馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的速度和扭矩的受控選擇。
9.一種用于起步和推進(jìn)車輛的混合動(dòng)力系，包括 發(fā)動(dòng)機(jī)；第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)和第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)； 電動(dòng)無級(jí)變速器，其包括 輸出構(gòu)件； 固定構(gòu)件；第一行星齒輪組和第二行星齒輪組，其中各第一和第二行星齒輪組中的每個(gè)具有第 一、第二和第三構(gòu)件；第一扭矩傳遞裝置和第二扭矩傳遞裝置，其中第一扭矩傳遞裝置可接合以將第二行星 齒輪組的第一構(gòu)件固接到固定構(gòu)件，且第二扭矩傳遞裝置可接合以將第二行星齒輪組的第 一、第二和第三構(gòu)件中的一個(gè)鎖定到第二行星齒輪組的另一個(gè)構(gòu)件；其中，第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)與第一行星齒輪組的第二構(gòu)件可操作地連接以便共同旋轉(zhuǎn)， 且第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)與第二行星齒輪組的第二構(gòu)件可操作地連接以便共同旋轉(zhuǎn)； 輸出構(gòu)件與第二行星齒輪組的第三構(gòu)件可操作地連接以便共同旋轉(zhuǎn)；以及 動(dòng)力系包括用于起步車輛的前進(jìn)低速驅(qū)動(dòng)模式和用于以較高速度推進(jìn)車輛的前進(jìn)直 接驅(qū)動(dòng)模式兩者。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的混合動(dòng)力系，其中，接合第一扭矩傳遞裝置并斷開第二扭矩 傳遞裝置提供低速驅(qū)動(dòng)模式。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有兩個(gè)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的雙模式混合動(dòng)力系。與用于起步和推進(jìn)車輛的多個(gè)動(dòng)力源可連接的混合機(jī)電變速器包括輸出構(gòu)件和固定構(gòu)件。變速器還包括第一行星齒輪組和第二行星齒輪組。動(dòng)力源包括發(fā)動(dòng)機(jī)、第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)和第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)、第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)和第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)均與第一行星齒輪組可操作地連接，并且輸出構(gòu)件和第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)均與第二行星齒輪組可操作地連接。如此配置之后，變速器提供用于起步車輛的前進(jìn)低速驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)和用于以較高速度推進(jìn)車輛的前進(jìn)直接驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)。
文檔編號(hào)F16H3/74GK102003506SQ201010265000
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月26日
發(fā)明者A·W·菲利普斯 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司