[发明专利]混合动力车辆的自动传动装置和混合动力车辆的控制方法

说明书

本发明涉及混合动力车辆的自动传动装置，自动传动装置具有：由热力发动机驱动的输入轴(AE)；输出轮、输出齿圈或输出齿轮(RCPS)；固定件(ES)，例如壳体；电机(ME)；其定子(ST)固连于固定件(ES)；第一、第二、第三、第四和第五选择性扭矩传动机构(C124；C345；C1；C23；C5)，可选择性地被接合或起动以建立不同的传动比；单一的拉维尼约喔型双行星齿轮组(TPR)，其组成功能元件布置成两级行星齿轮组(ET1和ET2)，其由前述机构连接于输入轴(AE)和固定件(ES)，电机(ME)的转子(RO)安装在齿轮组(TPR)的运动输入功能元件(RI)上。

技术领域

本发明涉及机动车辆设备的领域、特别是热力/电动混合动力车辆设备(其具有一般为内燃机的热力发动机和至少一个电机)的领域，本发明的目的在于最适于这种车辆的自动传动装置或者自动变速器。

本发明更特别的是涉及传动装置，传动装置用于能以“纯”电动驱动方式运行的混合动力车辆，即用于能通过仅电动机作用而被驱动的车辆，由热力发动机和电动机进行的这类车辆驱动在施加到驱动轮之前经过相同的传动装置。

背景技术

对于前述车辆类型来说，目前在现有技术中主要存在两种结构。

第一种结构对应于所谓“P2”类型的并联混合动力结构，其使用布置在热力发动机和变速器之间的电机运行。配置专用分离离合器，其允许热力发动机与传动系分离。

在分离情况下，运行是纯电动式的，电机代替热力发动机向变速器提供扭矩。在通常的制动情况下，电机也可用作传动装置制动器：则它以发电机模式运转，发电以对电池充电。然后，变速器以传统方式运行，将速比调适到电动机的最佳运转状态。在不分离的情况下，当热力发动机连接时，电机可作为电动机或发电机被施以作用，以便或提供加速所需的额外功率或给电池充电。

该第一种结构是目前最广泛使用的解决方案，至少在欧洲市场上如此。

其优点是可使用现有的变速器，在变速器的输入端接入电动机和可使热力发动机与传动系分离的分离离合器。这样可无需研制专用混合传动系统。另外，当电池用完电、只能由热力发动机推进车辆时，始终具有允许热力发动机以最佳工况运转的众多速比。

但是，该第一种已知解决方案也具有一些缺陷：对于大电机功率(高于40千瓦，尤其是对于即可在外部电源上充电的插电式车辆来说)来说，将该电机集成于变速器中变得困难，而且这会导致动力传动系的总体积尺寸增大。用于将电机布置在发动机和变速器之间的体积尺寸限制需要转向采用成本高的永久磁铁式电机。

另一方面，已能确定的是，电系统的功率相对于热力发动机的功率增加越大，所需获得相同车辆性能的速比就越小。

最后，当电池用完电、不再有可用能量来起动电动机时，应配置热力发动机的专用起动系统(例如液压扭矩变换器或摩擦式离合器)。换句话说，相对于所提供的性能来说，形成的系统体积尺寸会太大，成本太高，也太复杂。

适用于该第一种结构的传动装置构造例子尤其由文献US 2008/011529和WO2008/141876公开。

第二种结构以串联或串并联式混合动力结构的名称已知。

在该第二种解决方案的范围中，由热力发动机驱动的发电机发电，电能用于使推进车辆的电动机运转(串联运行)。但是，在目前大多数布置中，热力发动机功率中的一部分采用机械方式被传输到车轮(并串联式运行)。

这种系统最适宜于混合动力运行，具有允许电机和发动机以最佳工况运转的无限速比，所需齿轮和离合器运动最少(因为不需要实施众多机械速比)。另外，不需要针对热力发动机的专用起动系统，因为始终能以串联方式起动。