[发明专利]混合动力系及其操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有多个固定速度比的混合动力系及其操作方法。

背景技术

混合动力系可在许多方面改进车辆的燃料经济性。例如，在一些混合动力系中，可在怠速时、在减速和制动期间以及在低速或轻负载工作期间关闭发动机以消除发动机牵引力引起的效率损失。在发动机关闭的这些时间段内，利用(经由再生制动)捕获到的制动能量或者由发动机运转期间充当发电机的一个或多个电动机储存的能量。在发动机打开的电可变模式期间通过电动机/发电机来补充满足对于发动机扭矩或功率的临时需求，从而允许缩小发动机尺寸而不会降低外在的车辆性能。另外，对于给定功率需求，发动机可工作在优化效率点或附近。电动机/发电机能够在制动期间捕获车辆的动能，并将其用于使发动机保持更长时间的关闭，补充发动机扭矩或功率和/或工作在较低的发动机速度，或者补充配件功率供应。另外，电动机/发电机在产生配件功率上非常高效，而且来自电池的电功率用作可用的扭矩储备以允许在相对低的变速器数值速度比下工作。混合动力系必须设计成在车辆操作条件需要高输出扭矩时运转。依靠来自电动机/发电机的扭矩来实现这些就可能需要采用相对较大的电动机/发电机和/或大型储能装置。

发明内容

本发明提供了一种操作混合动力系的方法，该方法允许在适合于需要相对高输出扭矩的拖引和其他车辆操作条件的多个固定比模式下操作。通过提供固定比模式，无需对电动机/发电机的尺寸进行调整以提供所需要的高输出扭矩，从而有可能降低成本和包装空间的要求。该方法适用于包括发动机和变速器的混合动力系。所述变速器具有与所述发动机连接的输入构件、输出构件、静止构件、第一和第二电动机/发电机、第一行星齿轮传动装置和第二行星齿轮传动装置。所述输入构件被连接以便随所述第一行星齿轮传动装置的第一构件旋转。所述输出构件被连接以便随所述第二行星齿轮传动装置的第一构件旋转。所述第一电动机/发电机被连接以便随所述第一行星齿轮传动装置的第二构件旋转。所述第二电动机/发电机被连接以便随所述第二行星齿轮传动装置的第二构件旋转。互连构件连接所述第一行星齿轮传动装置的第三构件与所述第二行星齿轮传动装置的第三构件以便共同旋转。提供了多个扭矩传递机构，包括：第一扭矩传递机构，其可选择性接合以将所述第一电动机/发电机接地(ground)到所述静止构件；第二扭矩传递机构，其可选择性接合以连接所述互连构件以便随所述输出构件旋转；第三扭矩传递机构和第四扭矩传递机构。所述第三和第四扭矩传递机构可选择性接合以将所述第二行星齿轮传动装置的不同构件连接到静止构件，或者连接所述第二行星齿轮传动装置的不同构件以便与彼此共同旋转。

该方法包括响应于各自不同的车辆操作条件，通过接合所述第二、第三和第四扭矩传递机构中的不同机构来建立三种不同的电可变操作模式。该方法还包括在接合所述第二、第三和第四扭矩传递机构中的各自不同机构以建立所述电可变操作模式之外，还通过接合所述第一扭矩传递机构来建立至少两种不同的固定比模式。所述至少两种不同的固定比模式是响应于各自不同的车辆操作条件建立的，所述固定比模式的各自不同的车辆操作条件比所述电可变操作模式的各自不同的车辆操作条件要求更大的输出构件处的扭矩。

本发明的以上特征和优点以及其他特征和优点将从下面关于实施本发明的最佳模式的详细描述并结合附图而自明。

本发明还提供了以下方案：

方案1.一种操作混合动力系的方法，其中所述混合动力系包括发动机和变速器；其中所述变速器具有与所述发动机连接的输入构件、输出构件、静止构件、第一和第二电动机/发电机、第一行星齿轮传动装置和第二行星齿轮传动装置；其中所述输入构件被连接以便随所述第一行星齿轮传动装置的第一构件旋转；其中所述输出构件被连接以便随所述第二行星齿轮传动装置的第一构件旋转；其中所述第一电动机/发电机被连接以便随所述第一行星齿轮传动装置的第二构件旋转；其中所述第二电动机/发电机被连接以便随所述第二行星齿轮传动装置的第二构件旋转；互连构件，其连接所述第一行星齿轮传动装置的第三构件与所述第二行星齿轮传动装置的第三构件以便共同旋转；多个扭矩传递机构，其包括第一扭矩传递机构，所述第一扭矩传递机构可选择性接合以将所述第一电动机/发电机接地到所述静止构件，第二扭矩传递机构，所述第二扭矩传递机构可选择性接合以连接所述互连构件以便随所述输出构件旋转，第三扭矩传递机构和第四扭矩传递机构，所述第三和第四扭矩传递机构可选择性接合以将所述第二行星齿轮传动装置的不同构件连接到静止构件，或者连接所述第二行星齿轮传动装置的不同构件以便与彼此共同旋转；所述方法包括：