[发明专利]混合动力系统

说明书

混合动力系统包括内燃机和联接到内燃机的多速变速器。多速变速器包括输入构件、输出构件和第一、第二、第三、第四和第五行星齿轮组，每个行星齿轮组具有太阳齿轮构件、行星架组件构件和环齿轮构件。多速变速器进一步包括第一、第二、第三、第四和第五行星齿轮组，每个行星齿轮组具有太阳齿轮构件、行星架组件构件和环齿轮构件。多速变速器进一步包括七个扭矩传递装置，配置成选择性地将第一、第二、第三、第四和第五行星齿轮组彼此互连成至少四个的组合，从而在输入构件与输出构件之间建立至少十个前进挡速比和至少一个倒挡速比。

引言

本公开涉及一种具有驱动马达和变速器的混合动力系统，该变速器配置成在混合动力变速器架构中提供二十个前进挡速比和两个倒挡速比。

目前，内燃机，特别是往复活塞式内燃机，推进大多数车辆。此类发动机是将燃料形式的高度集中的能量转换成有用的机械动力的相对高效、紧凑、轻质和便宜的机构。

车辆对内燃机的需求的广泛变化增加了燃料消耗和排放，使其超出此类发动机的理想情况。通常，车辆由此类发动机推进，该发动机由小电动马达和相对小的蓄电池从冷态起动，然后被快速地置于来自推进和辅助装置的负载下。此类发动机还在较大速度范围和较大负载范围内操作，并且通常平均在其最大功率输出的约五分之一下操作。

车辆变速器将机械动力从内燃机传递到传动系统的其余部分，诸如，固定式最终传动齿轮、车轴和车轮。机械变速器通常通过五个或六个不同的传动比的交替选择、允许发动机在车辆静止的情况下操作辅助装置的空挡选择，以及用于在传动比之间平滑过渡并在发动机转动时从静止起动车辆的离合器或变矩器，允许发动机操作具有一些自由度。变速器挡位选择允许将来自发动机的动力传递到传动系统的其他部分，同时伴随扭矩比倍增和速度减小、被称为超速传动的扭矩比减小和速度倍增、或倒挡比。

混合系统可以以多种方式改善车辆燃料经济性。例如，在减速和制动期间以及低速或轻载操作期间，发动机可以在怠速下关闭，以消除由于发动机阻力引起的效率损失。在发动机操作期间(经由再生制动)捕获的制动能量或由用作发电机的马达储存的能量在发动机关闭期间得以利用。在开启发动机的电动模式下的操作期间，由马达补充发动机扭矩或动力的瞬时需求，从而允许在不明显降低车辆性能的情况下减小发动机的尺寸。另外，发动机可以在最佳效率点或其附近操作，用于给定的动力需求。电动发电机能够在制动期间捕获车辆动能，将其用于使发动机关闭更久、补充发动机扭矩或动力并/或在较低的发动机速度下操作，或补充辅助动力。另外，马达/发电机在生成辅助动力中非常有效，并且来自电池的电力用作允许在相对低变速器数字速比下操作的可用扭矩储备。

发明内容

本公开描述了用于具有至少十个速比的后轮驱动变速器的混合动力装置。当前公开的混合动力系统能够实现高起动比以减小马达扭矩需求。高起动比可以用于低电池摩擦起动。电动马达起动装置(EMLD)的起动比也可用，但是起动比更小。混合动力系统包括内燃机和联接到内燃机的多速变速器。多速变速器包括输入构件、输出构件，以及第一、第二、第三、第四和第五行星齿轮组，每个行星齿轮组具有太阳齿轮构件，行星架组件构件和环齿轮构件。多速变速器进一步包括将第一行星齿轮组的太阳齿轮构件与第二行星齿轮组的太阳齿轮构件连续连接的第一互连构件。此外，多速变速器包括将第一行星齿轮组的行星架组件构件与第四行星齿轮组的环齿轮构件连续连接的第二互连构件。此外，多速变速器包括将第二行星齿轮组的环齿轮构件与第三行星齿轮组的太阳齿轮构件连续连接的第三互连构件。多速变速器进一步包括将第五行星齿轮组的行星架组件构件与第一行星齿轮组的太阳齿轮构件连续连接的第四互连构件。多速变速器进一步包括七个扭矩传递装置，配置成选择性地将第一、第二、第三、第四和第五行星齿轮组彼此互连成至少四个的组合，从而在输入构件与输出构件之间建立至少十个前进挡速比和至少一个倒挡速比。混合动力系统进一步包括与第四行星齿轮组的行星架组件构件连续连接的最终传动机构。混合动力系统包括连接到多速变速器的电动发电机。