CN101905646B - 混合动力系及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及混合动力系及其操作方法，具体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。该方法包括响应于各自不同的车辆操作条件，通过接合不同的扭矩传递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各自不同扭矩传递机构以建立电可变操作模式之外，还通过接合另一个扭矩传递机构来建立至少两种不同的固定比模式。本发明还提供了混合动力系，该混合动力系具有构造成控制动力系以根据上述方法进行操作的控制器。

Description

混合动力系及其操作方法
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：
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；
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；其中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，该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在输出构件要求更大的扭矩。
方案2.如方案1所述的方法，其特征在于，进一步包括：
在所述已建立的固定比模式的至少一种期间，通过将所述第二电动机/发电机控制成充当增加扭矩的电动机或接收扭矩用于再生制动的发电机中的一个，建立了并行的混合动力操作模式。
方案3.如方案1所述的方法，其特征在于，所述第一行星齿轮传动装置是简单行星齿轮组；其中所述第一行星齿轮组的第一构件是齿轮架构件，所述第一行星齿轮组的第二构件是太阳齿轮构件，并且所述第一行星齿轮组的第三构件是环形齿轮构件；
其中所述第二行星齿轮组是复合行星齿轮组，其具有单一的环形齿轮构件、第一和第二太阳齿轮构件、齿轮架构件以及第一和第二组小齿轮；其中所述第二行星齿轮组的第一构件是单一的环形齿轮构件，所述第二行星齿轮组的第二构件是两个太阳齿轮构件中的第一个，所述第二行星齿轮组的第三构件是齿轮架构件，所述齿轮架构件可旋转地支撑与所述第一太阳齿轮构件和所述单一的环形齿轮构件啮合的所述第一组小齿轮并且可旋转地支撑与所述第一组小齿轮和所述第二太阳齿轮构件啮合的所述第二组小齿轮；
其中所述第三扭矩传递机构可选择性接合以将所述第一太阳齿轮构件接地到所述静止构件，并且所述第四扭矩传递机构可选择性接合以将所述第二太阳齿轮构件接地到所述静止构件。
方案4.如方案1所述的方法，其特征在于，所述第一行星齿轮传动装置是简单行星齿轮组；其中所述第一行星齿轮组的第一构件是齿轮架构件，所述第一行星齿轮组的第二构件是太阳齿轮构件，并且所述第一行星齿轮组的第三构件是环形齿轮构件；
其中所述第二行星齿轮传动装置包括第二和第三简单行星齿轮组，所述第二和第三简单行星齿轮组的每一个均具有环形齿轮构件、太阳齿轮构件和齿轮架构件，所述齿轮架构件可旋转地支撑与所述太阳齿轮构件和所述环形齿轮构件啮合的一组小齿轮；其中所述第二行星齿轮传动装置的第一构件是所述第三行星齿轮组的环形齿轮构件，所述第二行星齿轮传动装置的第二构件是所述第三行星齿轮组的太阳齿轮构件，所述第二行星齿轮传动装置的第三构件是所述第三行星齿轮组的齿轮架构件；
其中所述第三扭矩传递机构可选择性接合以将所述第三行星齿轮组的太阳齿轮构件接地到所述静止构件，并且所述第四扭矩传递机构可选择性接合以将所述第二行星齿轮组的齿轮架构件接地到所述第三行星齿轮组的环形齿轮构件；并且其中，另一个互连构件连接所述第二行星齿轮组的齿轮架构件与所述第三行星齿轮组的环形齿轮构件以便共同旋转。
方案5.如方案1所述的方法，其特征在于，所述第一行星齿轮传动装置是第一简单行星齿轮组；其中所述第一简单行星齿轮组的第一构件是齿轮架构件，所述第一简单行星齿轮组的第二构件是太阳齿轮构件，并且所述第一简单行星齿轮组的第三构件是环形齿轮构件；
其中所述第二行星齿轮传动装置包括第二复合行星齿轮组和第三简单行星齿轮组；其中所述第二复合行星齿轮组具有单一的环形齿轮构件、第一和第二太阳齿轮构件、齿轮架构件以及第一和第二组小齿轮，其中所述第一组小齿轮与所述第一太阳齿轮构件和所述单一的环形齿轮构件啮合，其中所述第二组小齿轮与所述第一组小齿轮和所述第二太阳齿轮构件啮合；其中所述第三简单行星齿轮组具有环形齿轮构件、太阳齿轮构件和齿轮架构件，所述齿轮架构件可旋转地支撑与所述太阳齿轮构件和所述环形齿轮构件啮合的一组小齿轮；其中所述第二行星齿轮传动装置的第一构件是所述第三行星齿轮组的环形齿轮构件，所述第二行星齿轮传动装置的第二构件是所述第二复合行星齿轮组的第一太阳齿轮构件，所述第二行星齿轮传动装置的第三构件是所述第三行星齿轮组的齿轮架构件；
其中所述第三扭矩传递机构可选择性接合以将所述第二复合行星齿轮组的环形齿轮构件接地到所述静止构件，并且所述第四扭矩传递机构可选择性接合以将所述第二复合行星齿轮组的第二太阳齿轮构件接地到所述静止构件；并且其中，另一个互连构件连接所述第二复合行星齿轮组的齿轮架构件与所述第三行星齿轮组的太阳齿轮构件以便共同旋转。
方案6.一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：
响应于第一组车辆操作条件，通过仅接合所述第三和第四扭矩传递机构中的一个并且控制所述第一电动机/发电机充当发电机以及控制所述第二电动机/发电机充当电动机来建立第一电可变操作模式；
响应于第二组车辆操作条件，通过仅接合所述第二扭矩传递机构并且控制所述第一电动机/发电机充当发电机以及控制所述第二电动机/发电机充当电动机来建立第二电可变操作模式；
响应于第三组车辆操作条件，通过仅接合所述第三和第四扭矩传递机构中的另一个并且控制所述第一电动机/发电机充当发电机以及控制所述第二电动机/发电机充当发电机来建立第三电可变操作模式；
在仅接合所述第三和第四扭矩传递机构中的一个以建立所述第一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第一固定比模式，其中所述第一固定比模式是响应于第四组车辆操作条件建立的；
在接合所述第二扭矩传递机构以建立所述第二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第二固定比模式，其中所述第二固定比模式是响应于第五组车辆操作条件建立的；以及
在接合所述第三和第四扭矩传递机构中的另一个以建立所述第三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第三固定比模式，其中所述第三固定比模式是响应于第六组车辆操作条件建立的。
方案7.如方案6所述的方法，其特征在于，所述第一行星齿轮传动装置是简单行星齿轮组；其中所述第一行星齿轮组的第一构件是齿轮架构件，所述第一行星齿轮组的第二构件是太阳齿轮构件，并且所述第一行星齿轮组的第三构件是环形齿轮构件；
其中所述第二行星齿轮传动装置是复合行星齿轮组，其具有单一的环形齿轮构件、第一和第二太阳齿轮构件、齿轮架构件以及第一和第二组小齿轮；其中所述第二行星齿轮组的第一构件是单一的环形齿轮构件，所述第二行星齿轮组的第二构件是两个太阳齿轮构件中的第一个，所述第二行星齿轮组的第三构件是齿轮架构件，所述齿轮架构件可旋转地支撑与所述第一太阳齿轮构件和所述单一的环形齿轮构件啮合的所述第一组小齿轮并且可旋转地支撑与所述第一组小齿轮和所述第二太阳齿轮构件啮合的所述第二组小齿轮；
其中所述第三扭矩传递机构可选择性接合以将所述第一太阳齿轮构件接地到所述静止构件，并且所述第四扭矩传递机构可选择性接合以将所述第二太阳齿轮构件接地到所述静止构件。
方案8.如方案6所述的方法，其特征在于，所述第一行星齿轮传动装置是简单行星齿轮组；其中所述第一行星齿轮组的第一构件是齿轮架构件，所述第一行星齿轮组的第二构件是太阳齿轮构件，并且所述第一行星齿轮组的第三构件是环形齿轮构件；
其中所述第二行星齿轮传动装置包括第二和第三简单行星齿轮组，所述第二和第三简单行星齿轮组的每一个均具有环形齿轮构件、太阳齿轮构件和齿轮架构件，所述齿轮架构件可旋转地支撑与所述太阳齿轮构件和所述环形齿轮构件啮合的一组小齿轮；其中所述第二行星齿轮传动装置的第一构件是所述第三行星齿轮组的环形齿轮构件，所述第二行星齿轮传动装置的第二构件是所述第三行星齿轮组的太阳齿轮构件，所述第二行星齿轮传动装置的第三构件是所述第三行星齿轮组的齿轮架构件；
其中所述第三扭矩传递机构可选择性接合以将所述第三行星齿轮组的太阳齿轮构件接地到所述静止构件，并且所述第四扭矩传递机构可选择性接合以将所述第二行星齿轮组的齿轮架构件接地到所述第三行星齿轮组的环形齿轮构件；并且其中，另一个互连构件连接所述第二行星齿轮组的齿轮架构件与所述第三行星齿轮组的环形齿轮构件以便共同旋转。
方案9.一种混合动力系，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；
控制器，其可操作地连接到所述变速器并且构造成接收表征车辆操作条件的传感器信号，并且响应于车辆操作条件处理控制信号以及提供控制信号，所述控制信号是可操作的以建立所述变速器的三种电可变操作模式和至少两种固定比模式；
其中所述至少两种固定比模式是响应于表征拖引或上山驾驶的车辆操作条件而建立的。
方案10.如方案9所述的混合动力系，其特征在于，所述第一行星齿轮传动装置是简单行星齿轮组；其中所述第一行星齿轮组的第一构件是齿轮架构件，所述第一行星齿轮组的第二构件是太阳齿轮构件，并且所述第一行星齿轮组的第三构件是环形齿轮构件；
其中所述第二行星齿轮传动装置是复合行星齿轮组，其具有单一的环形齿轮构件、第一和第二太阳齿轮构件、齿轮架构件以及第一和第二组小齿轮；其中所述第二行星齿轮组的第一构件是单一的环形齿轮构件，所述第二行星齿轮组的第二构件是两个太阳齿轮构件中的第一个，所述第二行星齿轮组的第三构件是齿轮架构件，所述齿轮架构件可旋转地支撑与所述第一太阳齿轮构件和所述单一的环形齿轮构件啮合的所述第一组小齿轮并且可旋转地支撑与所述第一组小齿轮和所述第二太阳齿轮构件啮合的所述第二组小齿轮；
其中所述第三扭矩传递机构可选择性接合以将所述第一太阳齿轮构件接地到所述静止构件，并且所述第四扭矩传递机构可选择性接合以将所述第二太阳齿轮构件接地到所述静止构件。
方案11.如方案9所述的混合动力系，其特征在于，所述第一行星齿轮传动装置是简单行星齿轮组；其中所述第一行星齿轮组的第一构件是齿轮架构件，所述第一行星齿轮组的第二构件是太阳齿轮构件，并且所述第一行星齿轮组的第三构件是环形齿轮构件；
其中所述第二行星齿轮传动装置包括第二和第三简单行星齿轮组，所述第二和第三简单行星齿轮组的每一个均具有环形齿轮构件、太阳齿轮构件和齿轮架构件，所述齿轮架构件可旋转地支撑与所述太阳齿轮构件和所述环形齿轮构件啮合的一组小齿轮；其中所述第二行星齿轮传动装置的第一构件是所述第三行星齿轮组的环形齿轮构件，所述第二行星齿轮传动装置的第二构件是所述第三行星齿轮组的太阳齿轮构件，所述第二行星齿轮传动装置的第三构件是所述第三行星齿轮组的齿轮架构件；
其中所述第三扭矩传递机构可选择性接合以将所述第三行星齿轮组的太阳齿轮构件接地到所述静止构件，并且所述第四扭矩传递机构可选择性接合以将所述第二行星齿轮组的齿轮架构件接地到所述第三行星齿轮组的环形齿轮构件；并且其中，另一个互连构件连接所述第二行星齿轮组的齿轮架构件与所述第三行星齿轮组的环形齿轮构件以便共同旋转。
方案12.如方案9所述的混合动力系，其特征在于，所述第一行星齿轮传动装置是第一简单行星齿轮组；其中所述第一简单行星齿轮组的第一构件是齿轮架构件，所述第一简单行星齿轮组的第二构件是太阳齿轮构件，并且所述第一简单行星齿轮组的第三构件是环形齿轮构件；
其中所述第二行星齿轮传动装置包括第二复合行星齿轮组和第三简单行星齿轮组；其中所述第二复合行星齿轮组具有单一的环形齿轮构件、第一和第二太阳齿轮构件、齿轮架构件以及第一和第二组小齿轮，其中所述第一组小齿轮与所述第一太阳齿轮构件和所述单一的环形齿轮构件啮合，其中所述第二组小齿轮与所述第一组小齿轮和所述第二太阳齿轮构件啮合；其中所述第三简单行星齿轮组具有环形齿轮构件、太阳齿轮构件和齿轮架构件，所述齿轮架构件可旋转地支撑与所述太阳齿轮构件和所述环形齿轮构件啮合的一组小齿轮；其中所述第二行星齿轮传动装置的第一构件是所述第三行星齿轮组的环形齿轮构件，所述第二行星齿轮传动装置的第二构件是所述第二复合行星齿轮组的第一太阳齿轮构件，所述第二行星齿轮传动装置的第三构件是所述第三行星齿轮组的齿轮架构件；
其中所述第三扭矩传递机构可选择性接合以将所述第二复合行星齿轮组的环形齿轮构件接地到所述静止构件，并且所述第四扭矩传递机构可选择性接合以将所述第二复合行星齿轮组的第二太阳齿轮构件接地到所述静止构件；并且其中，另一个互连构件连接所述第二复合行星齿轮组的齿轮架构件与所述第三行星齿轮组的太阳齿轮构件以便共同旋转。
附图说明
图1是具有混合动力变速器的动力系的第一实施例的示意图；
图2是图表，示出了图1变速器的扭矩传递机构的接合调度，以建立各种不同的操作模式；
图3是具有混合动力变速器的动力系的第二实施例的示意图；
图4是图表，示出了图3变速器的扭矩传递机构的接合调度，以建立各种不同的操作模式；
图5是具有混合动力变速器的动力系的第三实施例的示意图；
图6是图表，示出了图5变速器的扭矩传递机构的接合调度，以建立各种不同的操作模式；以及
图7是例如为图1、3和5中动力系的混合动力系的操作方法流程图。
具体实施方式
参见附图，其中在全部几幅视图中相同的附图标记表示相同的部件，图1示出了混合动力系10，其具有与混合动力变速器14连接的发动机12。发动机12具有例如为曲轴的输出构件，该输出构件被连接到发动机以便驱动变速器14的输入构件16，而这可通过阻尼机构、扭矩变换器或其他已知连接方式进行。
变速器14包括第一行星齿轮传动装置20和第二行星齿轮传动装置30。第一行星齿轮传动装置20是简单行星齿轮组，其具有太阳齿轮构件22、环形齿轮构件24和齿轮架构件26，该齿轮架构件26可旋转地支撑与太阳齿轮构件22和环形齿轮构件24均啮合的多个小齿轮27。
第二行星齿轮传动装置30是复合行星齿轮组，其具有第一太阳齿轮构件32、第二太阳齿轮构件42、单一的齿轮架构件46和环形齿轮构件44，该齿轮架构件46可旋转地支撑两组小齿轮47和48。小齿轮47是长型小齿轮并且与太阳齿轮构件32和小齿轮48啮合。小齿轮48与环形齿轮构件44啮合。互连构件50连接环形齿轮构件24与齿轮架构件46以便共同旋转。互连构件50可以是一个部件(例如毂)或者是几个整合在一起且共同旋转的部件。
变速器14包括第一电动机/发电机60A和第二电动机/发电机60B。第一电动机/发电机60A包括定子62A，该定子62A接地到例如变速器壳体的静止构件64。静止构件64由于其是变速器14的非旋转构件而被认为是静止的。电动机/发电机60A还包括转子66A，该转子66A构造成当定子62A被供能时被可旋转地驱动，并且构造成当电动机/发电机60A被控制成作为发电机工作时在定子62A内产生电能。转子66A被持续地连接以便随太阳齿轮构件22旋转。
类似地，电动机/发电机60B还包括转子66B，该转子66B构造成当定子62B被供能时被可旋转地驱动，并且构造成当电动机/发电机60B被控制成作为发电机工作时在定子62B内产生电能。转子66B被持续地连接以便随太阳齿轮构件42旋转。
变速器14还包括可选择性接合的扭矩传递机构，包括第一扭矩传递机构(制动器70)、第二扭矩传递机构(离合器72)、第三扭矩传递机构(制动器74)和第四扭矩传递机构(制动器76)。扭矩传递机构可以是可经由液压接合的摩擦盘型制动器和离合器，但并不限于此。制动器70是可选择性接合的以将电动机/发电机60A的转子66A以及太阳齿轮构件22接地到静止构件64。离合器72是可选择性接合的以连接互连的齿轮架构件46和环形齿轮构件24以便与环形齿轮构件44和输出构件17共同旋转。制动器74是可选择性接合的以将电动机/发电机60B的转子66B以及太阳齿轮构件42接地到静止构件64。制动器76是可选择性接合的以将太阳齿轮构件32接地到静止构件64。
变速器14是可控制的以在控制系统80的控制下根据车辆操作条件而工作在各种操作模式。控制系统80包括控制器82，该控制器82包括电子器件，例如其上储存有控制算法的处理器84。控制器82由传送导体(transfer conductor)可操作地连接到功率变换器86。功率变换器86转而经由传送导体与储电装置88通信。储电装置88可以是一个或多个电池，不过在本文中以一个电池表示。也可使用能够储存电功率并且分配电功率的其他储电装置来代替电池。
传送导体允许功率变换器86在电动机模式中将所储存的电功率提供到电动机/发电机60A和/或电动机/发电机60B，或者在发电机模式中将电功率从电动机/发电机60A和/或电动机/发电机60B传送到储电装置88。另外，如下所述并且就像本领域技术人员所理解的，控制器82经由传送导体与气门主体90通信以通过液压流体压力控制扭矩传递机构70、72、74、76的选择性接合和分离。在替代性实施例中，扭矩传递机构70、72、74、76可通过电或其他方式致动。通过气门主体90和静止构件64内的多个流体通道来将气门主体90连接到扭矩传递机构70、72、74、76。扭矩传递机构70、72、74、76的选择性接合以及对电动机/发电机60A、60B和发动机12的速度和扭矩的控制决定了动力系10的操作模式。
控制器82接收多个输入信号92，例如来自被放置用于监测发动机12、输入构件16、输出构件17、车辆车轮(未示出)的传感器(未示出)的传感器信号和/或来自车辆操作者的输入信号(例如加速器位置)。输入信号92对应于车辆操作条件。处理器84根据所储存的算法84对输入信号92进行处理，并且响应于输入信号92沿传送导体提供控制信号94、96，以及用于控制发动机12的控制信号。控制信号94、96建立了动力系10的操作模式。
到变换器86的控制信号94导致变换器86将来自储能装置88的电流提供到电动机/发电机60A、60B中的一个或两个，或者可导致来自定子62A和/或62B的电流被储存在储能装置88中。到气门主体90的控制信号96控制电-液压气门(未示出，但对于本领域技术人员是已知的)在气门主体90内的运动，这些电-液压气门调节扭矩传递机构70、72、74、76上的液压从而控制扭矩传递机构70、72、74、76的接合。到发动机的控制信号控制发动机12的开/关状态以及速度。
图2示出了扭矩传递机构70、72、74、76的接合调度以如图所示建立动力系10的六种不同操作模式。示出了以下接合调度：三个电可变操作模式：EVT-1、EVT-2和EVT-3；以及三个固定操作模式：固定1(FIXED 1)、固定2(FIXED 2)和固定3(FIXED 3)。这六种操作模式的建立是以图7的方法300为根据的，这将在下面进行描述。
为了建立电可变操作模式EVT-1，制动器76接合，发动机12打开，电动机/发电机60A被控制成作为发电机工作，电动机/发电机60B被控制成作为电动机工作，从而扭矩通过行星齿轮组30被增大。
为了建立电可变操作模式EVT-2，离合器72接合，发动机12打开，电动机/发电机60A被控制成作为发电机工作，电动机/发电机60B被控制成作为电动机工作。离合器72的接合导致行星齿轮传动装置30的所有元件被锁定在一起按照与互连构件50和输出构件17相同的速度旋转。
为了建立电可变操作模式EVT-3，制动器74接合，发动机12打开，并且电动机/发电机60B被控制成作为发电机工作，通过控制系统80向储能装置88供应电功率。所储存的功率被供应到被控制成充当电动机的电动机/发电机60A。
电可变操作模式EVT-1适合于一些相对高输出扭矩、低车辆速度的操作条件，电可变操作模式EVT-2适合于一些相对较低输出扭矩、较高车辆速度的操作条件，而电可变操作模式EVT-3适合于更低输出扭矩、更高车辆速度的操作条件。因此，随着车辆速度的增加，控制器82可基于输入信号92确定车辆的操作条件保证(warrant)了从EVT-1变化到EVT-2然后到EVT-3，从而将会向气门主体90发送适当的控制信号96以建立这种模式的连续变化。
由控制器82接收并且根据算法84处理的输入信号92可引发实施三个可用的固定比模式FIXED 1、FIXED 2、FIXED 3中一个的控制信号96。固定比操作模式适合于输出扭矩需求瞬时增长的情况，例如车辆加速或爬山期间，或者适合于输出扭矩需求长时间增长的情况，例如车辆被用于拖引时。加速或爬山事件将通过车辆安装的传感器提供到控制器，这些传感器例如是输出构件17上的扭矩传感器。拖引事件可由车辆操作者选择变速杆或者由扭矩传感器来指示。
为了建立固定比操作模式FIXED 1，制动器70和76接合。因此，电动机/发电机60A被接地从而建立了固定比。电动机/发电机60A关闭。电动机/发电机60B关闭并且以与发动机12的旋转速度成比例的旋转速度惯性滑行。通过接地太阳齿轮构件32，扭矩通过第二行星齿轮传动装置30被增大并传送到输出构件17。FIXED 1模式可通过在电可变EVT-1模式期间接合制动器70而建立，或者可从车辆停车状态建立。如果车辆操作条件在固定模式FIXED 1期间被保证，则电动机/发电机60B可被控制成作为发电机工作以用于再生制动或者作为电动机工作以增加扭矩，从而建立了简单的并行混合动力操作模式，其中转子66B的速度与发动机12的速度成比例。
为了建立固定比操作模式FIXED 2，制动器70和离合器72接合。因此，电动机/发电机60A被接地从而建立了固定比。电动机/发电机60A关闭。电动机/发电机60B关闭并且以与发动机12的旋转速度成比例的旋转速度惯性滑行。FIXED 2模式可通过在电可变EVT-2模式期间接合制动器70而建立。如果车辆操作条件在固定模式FIXED 2期间被保证，则电动机/发电机60B可被控制成作为发电机工作以用于再生制动或者作为电动机工作以增加扭矩，从而建立了简单的并行混合动力操作模式，其中转子66B的速度与发动机12的速度成比例。
为了建立固定比操作模式FIXED 3，制动器70和74接合。因此，电动机/发电机60A和60B均关闭，转子66A、66B静止，从而建立了固定比。FIXED 3模式可通过在电可变EVT-3模式期间接合制动器70而建立。
因此，如上所述图1的混合动力系10的控制方法在图7中作为方法300示出，该方法300开始于方块302，在方块302中，控制器82通过由处理器82处理的输入信号92来确定车辆操作条件。基于被连续监测的车辆操作条件，控制器82根据图2的表控制电动机/发电机60A、60B以及离合器和制动器70、72、74和76的接合，以建立适当的操作模式。例如，从冷启动发动机12并且车辆静止开始，基于操作条件(例如操作者输入是否指示车辆正被用于拖引)，控制器82确定第一电可变操作模式EVT-1或者第一固定比模式FIXED 1是合适的，并相应地前进到方框304或方框306。例如，如果车辆操作条件指示车辆正被用于拖引，则第一固定比模式将会是合适的。
一旦处于第一固定比模式FIXED 1或者第一电可变操作模式EVT-1，方法300再次前进到方块302，控制器82继续监测车辆操作模式。假设车辆操作模式不同于车辆速度保持基本相同的情况，则方法300将有可能从第一电可变操作模式EVT-1前进到方块308，在车辆速度达到预定速度后建立第二电可变操作模式EVT-2，或者如果操作条件保证了固定模式(例如上山驾驶)停止并且车辆速度处于适合于第一电可变操作模式EVT-1的范围内，则返回到方块304以从第一固定比模式FIXED 1建立第一电可变操作模式EVT-1。替代性地，如果操作条件(例如拖引或上山驾驶)被保证，则方法300可从方块306中建立的第一固定比模式FIXED 1前进到方块310中建立的第二固定比模式FIXED 2。
不管在方块308还是方块310中，方法300均继续在方块302中确定当前的车辆操作条件，并且随着车辆速度增加而如图2所示通过接合适当的离合器和制动器前进到方块312建立第三电可变操作模式EVT-3或者前进到方块314建立第三固定比模式FIXED 3。
在固定比模式FIXED 1、FIXED 2和FIXED 3的任意一个期间，控制器82可确定需要额外的驱动扭矩，或者确定需要较小的扭矩(例如再生制动)，并且移动到方块316，在方块316中，第二电动机/发电机60B被控制成分别作为电动机或发电机工作。第二电动机/发电机60B充当发电机会减慢输出构件，从而被称为是再生制动。以这样的方式控制第二电动机/发电机60B充当电动机则建立了简单的并行混合动力操作模式。
第二实施例
参见图3，混合动力系110的另一个实施例具有与混合动力变速器114连接的发动机112。发动机112具有例如为曲轴的输出构件，该输出构件被连接到发动机以便驱动变速器114的输入构件116，而这可通过阻尼机构、扭矩变换器或其他已知连接方式进行。
变速器114包括第一行星齿轮传动装置120、第二行星齿轮传动装置130和第三行星齿轮传动装置140。第一行星齿轮传动装置120是简单行星齿轮组，其具有太阳齿轮构件122、环形齿轮构件124和齿轮架构件126，该齿轮架构件126可旋转地支撑与太阳齿轮构件122和环形齿轮构件124均啮合的多个小齿轮127。
第二行星齿轮传动装置130是简单行星齿轮组，其具有接地到静止构件164的太阳齿轮构件132、环形齿轮构件134和齿轮架构件136，该齿轮架构件136可旋转地支撑与环形齿轮构件134和太阳齿轮构件132均啮合的多个小齿轮137。
第三行星齿轮传动装置140是简单行星齿轮组，其具有太阳齿轮构件142、环形齿轮构件144和齿轮架构件146，该齿轮架构件146可旋转地支撑与环形齿轮构件144和太阳齿轮构件142均啮合的多个小齿轮147。互连构件150连接环形齿轮构件124与齿轮架构件146以便共同旋转。互连构件152连接环形齿轮构件134与齿轮架构件146以便共同旋转。互连构件150和152可以整合为一个部件或者是几个整合在一起且共同旋转的部件。
变速器114包括第一电动机/发电机160A和第二电动机/发电机160B。第一电动机/发电机160A包括定子162A，该定子162A接地到例如变速器壳体的静止构件164。静止构件164由于其是变速器114的非旋转构件而被认为是静止的。电动机/发电机160A还包括转子166A，该转子166A构造成当定子162A被供能时被可旋转地驱动，并且构造成当电动机/发电机160A被控制成作为发电机工作时在定子162A内产生电能。转子166A被持续地连接以便随太阳齿轮构件122旋转。
类似地，电动机/发电机160B还包括转子166B，该转子166B构造成当定子162B被供能时被可旋转地驱动，并且构造成当电动机/发电机160B被控制成作为发电机工作时在定子162B内产生电能。转子166B被持续地连接以便随太阳齿轮构件142旋转。
变速器114还包括可选择性接合的扭矩传递机构，包括第一扭矩传递机构(制动器170)、第二扭矩传递机构(离合器172)、第三扭矩传递机构(离合器174)和第四扭矩传递机构(制动器176)。扭矩传递机构可以是可经由液压接合的摩擦盘型制动器和离合器，但并不限于此。制动器170是可选择性接合的以将电动机/发电机160A的转子166A以及太阳齿轮构件122接地到静止构件164。离合器172是可选择性接合的以连接互连的齿轮架构件146和环形齿轮构件124以便与环形齿轮构件144和输出构件117共同旋转。离合器174是可选择性接合的以连接齿轮架构件136以便与环形齿轮构件144和输出构件117共同旋转。制动器176是可选择性接合的以将转子166B和太阳齿轮构件142接地到静止构件164。
变速器114是可控制的以在控制系统180的控制下根据车辆操作条件而工作在各种操作模式。控制系统180包括控制器182，该控制器182包括电子器件，例如其上储存有控制算法的处理器184。控制器182由传送导体可操作地连接到功率变换器186。功率变换器186转而经由传送导体与储电装置188通信。储电装置188可以是一个或多个电池，不过在本文中以一个电池表示。也可使用能够储存电功率并且分配电功率的其他储电装置来代替电池。
传送导体允许功率变换器186在电动机模式中将所储存的电功率提供到电动机/发电机160A和/或电动机/发电机160B，或者在发电机模式中将电功率从电动机/发电机160A和/或电动机/发电机160B传送到储电装置188。另外，如下所述并且就像本领域技术人员所理解的，控制器182经由传送导体与气门主体190通信以通过液压流体压力控制扭矩传递机构170、172、174、176的选择性接合和分离。在替代性实施例中，扭矩传递机构170、172、174、176可通过电或其他方式致动。通过气门主体190和静止构件164内的多个流体通道来将气门主体190连接到扭矩传递机构170、172、174、176。扭矩传递机构170、172、174、176的选择性接合以及对电动机/发电机160A、160B和发动机112的速度和扭矩的控制决定了动力系110的操作模式。
控制器182接收多个输入信号192，例如来自被放置用于监测发动机112、输入构件116、输出构件117、车辆车轮(未示出)的传感器(未示出)的传感器信号和/或来自车辆操作者的输入信号(例如加速器位置)。输入信号192对应于车辆操作条件。处理器184根据所储存的用于控制方法的算法184对输入信号192进行处理，并且响应于输入信号192沿传送导体提供控制信号194、196，以及用于控制发动机112的控制信号。控制信号194、196建立了动力系110的操作模式。
到变换器186的控制信号194导致变换器186将来自储能装置188的电流提供到电动机/发电机162A、162B中的一个或两个，或者可导致来自定子162A和/或162B的电流被储存在储能装置188中。到气门主体190的控制信号196控制电-液压气门(未示出，但对于本领域技术人员是已知的)在气门主体190内的运动，这些电-液压气门调节扭矩传递机构170、172、174、176上的液压从而控制扭矩传递机构170、172、174、176的接合。
图4示出了扭矩传递机构170、172、174、176的接合调度以如图所示建立动力系110的六种不同操作模式。所示出的是三个电可变操作模式(EVT-1、EVT-2和EVT-3)以及三个固定操作模式(固定1(Fixed 1)、固定2(Fixed 2)和固定3(Fixed 3))的接合调度。这六种操作模式的建立是以图7的方法300为根据的，如同上面关于图1所描述的那样。
为了建立电可变操作模式EVT-1，离合器174接合，发动机112打开，电动机/发电机160A被控制成作为发电机工作，电动机/发电机160B被控制成作为电动机工作，从而扭矩通过行星齿轮组130、140被增大。
为了建立电可变操作模式EVT-2，离合器172接合，发动机112打开，电动机/发电机160A被控制成作为发电机工作，电动机/发电机160B被控制成作为电动机工作。离合器172的接合导致行星齿轮传动装置140的所有元件被锁定在一起按照与互连构件150和输出构件117相同的速度旋转。
为了建立电可变操作模式EVT-3，制动器176接合，发动机112打开，电动机/发电机160B被控制成作为发电机工作，通过控制系统180向储能装置188供应电功率。所储存的功率被供应到被控制成充当电动机的电动机/发电机160A。
电可变操作模式EVT-1适合于一些相对高输出扭矩、低车辆速度的操作条件，电可变操作模式EVT-2适合于一些相对较低输出扭矩、较高车辆速度的操作条件，而电可变操作模式EVT-3适合于更低输出扭矩、更高车辆速度的操作条件。因此，随着车辆速度的增加，控制器182可基于输入信号192确定车辆的操作条件保证了从EVT-1变化到EVT-2然后到EVT-3，从而将会向气门主体190发送适当的控制信号196以建立这种模式的连续变化。
由控制器182接收并且根据算法184处理的输入信号192可引发实施三个可用的固定比模式FIXED 1、FIXED 2、FIXED 3中一个的控制信号196。
为了建立固定比操作模式FIXED 1，离合器174和制动器170接合。因此，电动机/发电机160A被接地从而建立了固定比。电动机/发电机160B关闭并且以与发动机112的旋转速度成比例的旋转速度惯性滑行。扭矩通过第二和第三行星齿轮传动装置130、140被增大并传送到输出构件117。第一固定比模式FIXED 1可通过在电可变EVT-1模式期间接合制动器170而建立，或者可从车辆停车状态建立。如果车辆操作条件在第一固定模式FIXED 1期间被保证，则电动机/发电机160B可被控制成作为发电机工作以用于再生制动或者作为电动机工作以增加扭矩，从而建立了简单的并行混合动力操作模式，其中转子166A的速度与发动机112的速度成比例。
为了建立第二固定比操作模式FIXED 2，制动器170和离合器172接合。因此，电动机/发电机160A被接地且关闭从而建立了固定比。电动机/发电机160B关闭并且以与发动机112的旋转速度成比例的旋转速度惯性滑行。第二固定模式FIXED 2可通过在电可变EVT-2模式期间接合制动器170而建立。如果车辆操作条件在固定模式FIXED 2期间被保证，则电动机/发电机160B可被控制成作为发电机工作以用于再生制动或者作为电动机工作以增加扭矩，从而建立了简单的并行混合动力操作模式，其中转子166A的速度与发动机112的速度成比例。
为了建立第三固定比操作模式FIXED 3，制动器170和176接合。因此，行星齿轮组130和140被锁定使得环形齿轮134、144和齿轮架构件136和146以相同速度旋转，电动机/发电机160A和160B均关闭，转子166A、166B静止，从而建立了固定比。FIXED 3模式可通过在电可变EVT-3模式期间接合制动器170而建立。
图3的动力系110可利用图4的接合调度根据图7的方法300按照与关于图1实施例所描述的相同方式进行控制。
第三实施例
参见图5，混合动力系210的另一个实施例具有与混合动力变速器214连接的发动机212。发动机212具有例如为曲轴的输出构件，该输出构件被连接到发动机以便驱动变速器214的输入构件216，而这可通过阻尼机构、扭矩变换器或其他已知连接方式进行。
变速器214包括第一行星齿轮传动装置220、第二行星齿轮传动装置230和第三行星齿轮传动装置240。第一行星齿轮传动装置220是简单行星齿轮组，其具有太阳齿轮构件222、环形齿轮构件224和齿轮架构件226，该齿轮架构件226可旋转地支撑与太阳齿轮构件222和环形齿轮构件224均啮合的多个小齿轮227。
第二行星齿轮传动装置30是复合行星齿轮组，其具有太阳齿轮构件232、太阳齿轮构件233、环形齿轮构件234、第一组小齿轮237和第二组小齿轮238。第一组小齿轮237与太阳齿轮构件232以及与第二组小齿轮238啮合。小齿轮237是阶梯式小齿轮。第二组小齿轮238与太阳齿轮构件233和环形齿轮构件234啮合。
第三行星齿轮传动装置240是简单行星齿轮组，其具有太阳齿轮构件242、环形齿轮构件244和齿轮架构件246，该齿轮架构件246可旋转地支撑与环形齿轮构件244和太阳齿轮构件242均啮合的多个小齿轮247。互连构件250连接环形齿轮构件224与齿轮架构件246以便共同旋转。互连构件252连接齿轮架构件236与太阳齿轮构件242以便共同旋转。
变速器214包括第一电动机/发电机260A和第二电动机/发电机260B。第一电动机/发电机260A包括定子262A，该定子262A接地到例如变速器壳体的静止构件264。静止构件264由于其是变速器214的非旋转构件而被认为是静止的。电动机/发电机260A还包括转子266A，该转子266A构造成当定子262A被供能时被可旋转地驱动，并且构造成当电动机/发电机260A被控制成作为发电机工作时在定子262A内产生电能。转子266A被持续地连接以便随太阳齿轮构件222旋转。
类似地，电动机/发电机260B还包括转子266B，该转子266B构造成当定子262B被供能时被可旋转地驱动，并且构造成当电动机/发电机260B被控制成作为发电机工作时在定子262B内产生电能。转子266B被持续地连接以便随太阳齿轮构件233旋转。
变速器214还包括可选择性接合的扭矩传递机构，包括第一扭矩传递机构(制动器270)、第二扭矩传递机构(离合器272)、第三扭矩传递机构(制动器274)和第四扭矩传递机构(制动器276)。扭矩传递机构可以是可经由液压接合的摩擦盘型制动器和离合器，但并不限于此。制动器270是可选择性接合的以将电动机/发电机260A的转子266A以及太阳齿轮构件222接地到静止构件264。离合器272是可选择性接合的以连接互连的齿轮架构件246和环形齿轮构件224以便与环形齿轮构件244和输出构件217共同旋转。制动器274是可选择性接合的以将环形齿轮构件234接地到静止构件264。制动器276是可选择性接合的以将太阳齿轮构件232接地到静止构件264。
变速器214是可控制的以在控制系统280的控制下根据车辆操作条件而工作在各种操作模式。控制系统280包括控制器282，该控制器282包括电子器件，例如其上储存有控制算法的处理器284。控制器282由传送导体可操作地连接到功率变换器286。功率变换器286转而经由传送导体与储电装置288通信。储电装置288可以是一个或多个电池，不过在本文中以一个电池表示。也可使用能够储存电功率并且分配电功率的其他储电装置来代替电池。
传送导体允许功率变换器286在电动机模式中将所储存的电功率提供到电动机/发电机260A和/或电动机/发电机260B，或者在发电机模式中将电功率从电动机/发电机260A和/或电动机/发电机260B传送到储电装置288。另外，如下所述并且就像本领域技术人员所理解的，控制器282经由传送导体与气门主体290通信以通过液压流体压力控制扭矩传递机构270、272、274、276的选择性接合和分离。在替代性实施例中，扭矩传递机构270、272、274、276可通过电或其他方式致动。通过气门主体290和静止构件264内的多个流体通道来将气门主体290连接到扭矩传递机构270、272、274、276。扭矩传递机构270、272、274、276的选择性接合以及对电动机/发电机260A、260B和发动机212的速度和扭矩的控制决定了动力系210的操作模式。
控制器282接收多个输入信号292，例如来自被放置用于监测发动机212、输入构件216、输出构件217、车辆车轮(未示出)的传感器(未示出)的传感器信号和/或来自车辆操作者的输入信号(例如加速器位置)。输入信号292对应于车辆操作条件。处理器284根据所储存的用于控制方法的算法284对输入信号292进行处理，并且响应于输入信号292沿传送导体提供控制信号294、296，以及用于控制发动机212的控制信号。控制信号294、296建立了动力系210的操作模式。
到变换器286的控制信号294导致变换器286将来自储能装置288的电流提供到电动机/发电机260A、260B中的一个或两个，或者可导致来自定子262A和/或262B的电流被储存在储能装置288中。到气门主体290的控制信号296控制电-液压气门(未示出，但对于本领域技术人员是已知的)在气门主体290内的运动，这些电-液压气门调节扭矩传递机构270、272、274、276上的液压从而控制扭矩传递机构270、272、274、276的接合。到发动机的控制信号控制发动机212的开/关状态以及速度。
图6示出了扭矩传递机构270、272、274、276的接合调度以如图所示建立动力系210的六种不同操作模式。所示出的是三个电可变操作模式(EVT-1、EVT-2和EVT-3)以及三个固定操作模式(固定1(Fixed 1)、固定2(Fixed 2)和固定3(Fixed 3))的接合调度。这六种操作模式的建立是以图7的方法300为根据的，如同上面关于图1的变速器14所描述的那样。
为了建立电可变操作模式EVT-1，离合器272和制动器274接合，发动机212打开，电动机/发电机260A被控制成作为发电机工作，从而建立了输入拆分操作模式。电动机/发电机260B被控制成作为电动机工作，从而扭矩通过行星齿轮组230、240被增大。
为了建立电可变操作模式EVT-2，离合器272和制动器276接合，发动机212打开，电动机/发电机260A被控制成作为发电机工作，电动机/发电机260B被控制成作为电动机工作。离合器272的接合导致行星齿轮传动装置240的所有元件被锁定在一起按照与互连构件250和输出构件217相同的速度旋转。
为了建立电可变操作模式EVT-3，制动器274和276接合，发动机212打开，电动机/发电机260B被控制成作为发电机工作，通过控制系统280向储能装置288供应电功率。所储存的功率被供应到被控制成充当电动机的电动机/发电机260A。
电可变操作模式EVT-1适合于一些相对高输出扭矩、低车辆速度的操作条件，电可变操作模式EVT-2适合于一些相对较低输出扭矩、较高车辆速度的操作条件，而电可变操作模式EVT-3适合于更低输出扭矩、更高车辆速度的操作条件。因此，随着车辆速度的增加，控制器282可基于输入信号292确定车辆的操作条件保证了从EVT-1变化到EVT-2然后到EVT-3，从而将会向气门主体290发送适当的控制信号296以建立这种模式的连续变化。
由控制器282接收并且根据算法284处理的输入信号292可引发实施三个可用的固定比模式FIXED 1、FIXED 2、FIXED 3中一个的控制信号296。
为了建立固定比操作模式FIXED 1，离合器272以及制动器270和274接合。因此，电动机/发电机260A被接地从而建立了固定比。电动机/发电机260A关闭。电动机/发电机260B关闭并且以与发动机212的旋转速度成比例的旋转速度惯性滑行。扭矩通过第二和第三行星齿轮传动装置230、240被提供到输出构件217。第一固定比模式FIXED 1可通过在电可变EVT-1模式期间接合制动器270而建立，或者可从车辆停车状态建立。如果车辆操作条件在第一固定模式FIXED1期间被保证，则电动机/发电机260B可被控制成作为发电机工作以用于再生制动或者作为电动机工作以增加扭矩，从而建立了简单的并行混合动力操作模式，其中转子266B的速度与发动机212的速度成比例。
为了建立第二固定比操作模式FIXED 2，制动器270和276以及离合器272接合。因此，电动机/发电机260A被接地，从而通过齿轮组220、230和240建立了固定比。齿轮组240被锁定使得所有构件以与输出构件217、互连构件250和环形齿轮构件224相同的速度旋转。电动机/发电机260B关闭并且转子266B以太阳齿轮构件233的旋转速度(相对于发动机速度的固定比)惯性滑行。第二固定模式FIXED 2可通过在电可变EVT-2模式期间接合制动器270而建立。如果车辆操作条件在固定模式FIXED 2期间被保证，则电动机/发电机260B可被控制成作为发电机工作以用于再生制动或者作为电动机工作以增加扭矩，从而建立了简单的并行混合动力操作模式，其中转子266B的速度与发动机212的速度成比例。
为了建立第三固定比操作模式FIXED 3，制动器270、274和离合器276接合。因此，行星齿轮组230和240被锁定以便以相同速度旋转，电动机/发电机260A和260B均关闭，从而通过齿轮组220建立了固定比。FIXED 3模式可通过在电可变EVT-3模式期间接合制动器270而建立。
图5的动力系210可利用图6的接合调度根据图7的方法300按照与关于图1实施例所描述的相同方式进行控制。
虽然已经详细描述了用于实施本发明的最佳模式，但在所附权利要求的范围内，本领域技术人员还将意识到用于实施本发明的各种替代性设计和实施例。

Claims (11)

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共同旋转；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共同旋转；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共同旋转；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共同旋转；互连构件，其持续地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： 
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； 
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；其中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，该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在输出构件要求更大的扭矩； 
在所述已建立的固定比模式的至少一种期间，通过将所述第二电动机/发电机控制成充当增加扭矩的电动机或接收扭矩用于再生制动的发电机中的一个，建立了并行的混合动力操作模式。 
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一行星齿轮传动装置是简单行星齿轮组；其中所述第一行星齿轮传动装置的第一构件是齿轮架构件，所述第一行星齿轮传动装置的第二构件是太阳齿轮构件，并且所述第一行星齿轮传动装置的第三构件是环形齿轮构件； 
其中所述第二行星齿轮传动装置是复合行星齿轮组，其具有单一的环形齿轮构件、第一和第二太阳齿轮构件、齿轮架构件以及第一和第二组小齿轮；其中所述第二行星齿轮传动装置的第一构件是单一的环形齿轮构件，所述第二行星齿轮传动装置的第二构件是两个太阳齿轮构件中的第一个，所述第二行星齿轮传动装置的第三构件是齿轮架构件，所述齿轮架构件可旋转地支撑与所述第一太阳齿轮构件和所述单一的环形齿轮构件啮合的所述第一组小齿轮并且可旋转地支撑与所述第一组小齿轮和所述第二太阳齿轮构件啮合的所述第二组小齿轮； 
其中所述第三扭矩传递机构可选择性接合以将所述第一太阳齿轮构件接地到所述静止构件，并且所述第四扭矩传递机构可选择性接合以将所述第二太阳齿轮构件接地到所述静止构件。 
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一行星齿轮传动装置是简单行星齿轮组；其中所述第一行星齿轮传动装置的第一构件是齿轮架构件，所述第一行星齿轮传动装置的第二构件是太阳齿轮构件，并且所述第一行星齿轮传动装置的第三构件是环形齿轮构件； 
其中所述第二行星齿轮传动装置包括第二和第三简单行星齿轮组，所述第二和第三简单行星齿轮组的每一个均具有环形齿轮构件、太阳齿轮构件和齿轮架构件，所述齿轮架构件可旋转地支撑与所述太阳齿轮构件和所述环形齿轮构件啮合的一组小齿轮；其中所述第二行星齿轮传动装置的第一构件是所述第三简单行星齿轮组的环形齿轮构件，所述第二行星齿轮传动装置的第二构件是所述第三简单行星齿轮组的太阳齿轮构件，所述第二行星齿轮传动装置的第三构件是所述第三简单行星齿轮组的齿轮架构件； 
其中所述第三扭矩传递机构可选择性接合以将所述第三简单行星齿轮组的太阳齿轮构件接地到所述静止构件，并且所述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齿轮架构件接地到所述第三简单行星齿轮组的环形齿轮构件；并且其中，另一个互连构件连接所述第二行星齿轮传动装置的齿轮架构件与所述第三简单行星齿轮组的环形齿轮构件以便共同旋转。 
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一行星齿轮传动装置是第一简单行星齿轮组；其中所述第一简单行星齿轮组的第一构件是齿轮架构件，所述第一简单行星齿轮组的第二构件是太阳齿轮构件， 并且所述第一简单行星齿轮组的第三构件是环形齿轮构件； 
其中所述第二行星齿轮传动装置包括第二复合行星齿轮组和第三简单行星齿轮组；其中所述第二复合行星齿轮组具有单一的环形齿轮构件、第一和第二太阳齿轮构件、齿轮架构件以及第一和第二组小齿轮，其中所述第一组小齿轮与所述第一太阳齿轮构件和所述单一的环形齿轮构件啮合，其中所述第二组小齿轮与所述第一组小齿轮和所述第二太阳齿轮构件啮合；其中所述第三简单行星齿轮组具有环形齿轮构件、太阳齿轮构件和齿轮架构件，所述第三简单行星齿轮组的所述齿轮架构件可旋转地支撑与所述第三简单行星齿轮组的所述太阳齿轮构件和所述第三简单行星齿轮组的所述环形齿轮构件啮合的一组小齿轮；其中所述第二行星齿轮传动装置的第一构件是所述第三简单行星齿轮组的环形齿轮构件，所述第二行星齿轮传动装置的第二构件是所述第二复合行星齿轮组的第一太阳齿轮构件，所述第二行星齿轮传动装置的第三构件是所述第三简单行星齿轮组的齿轮架构件； 
其中所述第三扭矩传递机构可选择性接合以将所述第二复合行星齿轮组的环形齿轮构件接地到所述静止构件，并且所述第四扭矩传递机构可选择性接合以将所述第二复合行星齿轮组的第二太阳齿轮构件接地到所述静止构件；并且其中，另一个互连构件连接所述第二复合行星齿轮组的齿轮架构件与所述第三简单行星齿轮组的太阳齿轮构件以便共同旋转。 
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括： 
响应于第一组车辆操作条件，通过仅接合所述第三和第四扭矩传递机构中的一个并且控制所述第一电动机/发电机充当发电机以及控制所述第二电动机/发电机充当电动机来建立第一电可变操作模式； 
响应于第二组车辆操作条件，通过仅接合所述第二扭矩传递机构并且控制所述第一电动机/发电机充当发电机以及控制所述第二电动机/发电机充当电动机来建立第二电可变操作模式； 
响应于第三组车辆操作条件，通过仅接合所述第三和第四扭矩传递机构中的另一个并且控制所述第一电动机/发电机充当发电机以及控制所述第二电动机/发电机充当发电机来建立第三电可变操作模式； 
在仅接合所述第三和第四扭矩传递机构中的一个以建立所述第一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第一固 定比模式，其中所述第一固定比模式是响应于第四组车辆操作条件建立的； 
在接合所述第二扭矩传递机构以建立所述第二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第二固定比模式，其中所述第二固定比模式是响应于第五组车辆操作条件建立的；以及 
在接合所述第三和第四扭矩传递机构中的另一个以建立所述第三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第三固定比模式，其中所述第三固定比模式是响应于第六组车辆操作条件建立的。 
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一行星齿轮传动装置是简单行星齿轮组；其中所述第一行星齿轮传动装置的第一构件是齿轮架构件，所述第一行星齿轮传动装置的第二构件是太阳齿轮构件，并且所述第一行星齿轮传动装置的第三构件是环形齿轮构件； 
其中所述第二行星齿轮传动装置是复合行星齿轮组，其具有单一的环形齿轮构件、第一和第二太阳齿轮构件、齿轮架构件以及第一和第二组小齿轮；其中所述第二行星齿轮传动装置的第一构件是单一的环形齿轮构件，所述第二行星齿轮传动装置的第二构件是两个太阳齿轮构件中的第一个，所述第二行星齿轮传动装置的第三构件是齿轮架构件，所述齿轮架构件可旋转地支撑与所述第一太阳齿轮构件和所述单一的环形齿轮构件啮合的所述第一组小齿轮并且可旋转地支撑与所述第一组小齿轮和所述第二太阳齿轮构件啮合的所述第二组小齿轮； 
其中所述第三扭矩传递机构可选择性接合以将所述第一太阳齿轮构件接地到所述静止构件，并且所述第四扭矩传递机构可选择性接合以将所述第二太阳齿轮构件接地到所述静止构件。 
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一行星齿轮传动装置是简单行星齿轮组；其中所述第一行星齿轮传动装置的第一构件是齿轮架构件，所述第一行星齿轮传动装置的第二构件是太阳齿轮构件，并且所述第一行星齿轮传动装置的第三构件是环形齿轮构件； 
其中所述第二行星齿轮传动装置包括第二和第三简单行星齿轮组，所述第二和第三简单行星齿轮组的每一个均具有环形齿轮构件、太阳齿轮构件和齿轮架构件，所述齿轮架构件可旋转地支撑与所述太阳齿轮构件和所述环形齿轮构件啮合的一组小齿轮；其中所述第二行星齿轮传动 装置的第一构件是所述第三简单行星齿轮组的环形齿轮构件，所述第二行星齿轮传动装置的第二构件是所述第三简单行星齿轮组的太阳齿轮构件，所述第二行星齿轮传动装置的第三构件是所述第三简单行星齿轮组的齿轮架构件； 
其中所述第三扭矩传递机构可选择性接合以将所述第三简单行星齿轮组的太阳齿轮构件接地到所述静止构件，并且所述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齿轮架构件接地到所述第三简单行星齿轮组的环形齿轮构件；并且其中，另一个互连构件连接所述第二行星齿轮传动装置的齿轮架构件与所述第三简单行星齿轮组的环形齿轮构件以便共同旋转。 
8.一种混合动力系，其由如权利要求1所述的方法操作，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共同旋转；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共同旋转；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共同旋转；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共同旋转；互连构件，其持续地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； 
控制器，其可操作地连接到所述变速器并且构造成接收表征车辆操作条件的传感器信号，并且响应于车辆操作条件处理控制信号以及提供控制信号，所述控制信号是可操作的以建立所述变速器的三种电可变操作模式和至少两种固定比模式； 
其中所述至少两种固定比模式是响应于表征拖引或上山驾驶的车辆操作条件而建立的。 
9.如权利要求8所述的混合动力系，其特征在于，所述第一行星齿轮传动装置是简单行星齿轮组；其中所述第一行星齿轮传动装置的第一构件是齿轮架构件，所述第一行星齿轮传动装置的第二构件是太阳齿轮构件，并且所述第一行星齿轮传动装置的第三构件是环形齿轮构件； 
其中所述第二行星齿轮传动装置是复合行星齿轮组，其具有单一的环形齿轮构件、第一和第二太阳齿轮构件、齿轮架构件以及第一和第二组小齿轮；其中所述第二行星齿轮传动装置的第一构件是单一的环形齿轮构件，所述第二行星齿轮传动装置的第二构件是两个太阳齿轮构件中的第一个，所述第二行星齿轮传动装置的第三构件是齿轮架构件，所述齿轮架构件可旋转地支撑与所述第一太阳齿轮构件和所述单一的环形齿轮构件啮合的所述第一组小齿轮并且可旋转地支撑与所述第一组小齿轮和所述第二太阳齿轮构件啮合的所述第二组小齿轮； 
其中所述第三扭矩传递机构可选择性接合以将所述第一太阳齿轮构件接地到所述静止构件，并且所述第四扭矩传递机构可选择性接合以将所述第二太阳齿轮构件接地到所述静止构件。 
10.如权利要求8所述的混合动力系，其特征在于，所述第一行星齿轮传动装置是简单行星齿轮组；其中所述第一行星齿轮传动装置的第一构件是齿轮架构件，所述第一行星齿轮传动装置的第二构件是太阳齿轮构件，并且所述第一行星齿轮传动装置的第三构件是环形齿轮构件； 
其中所述第二行星齿轮传动装置包括第二和第三简单行星齿轮组，所述第二和第三简单行星齿轮组的每一个均具有环形齿轮构件、太阳齿轮构件和齿轮架构件，所述齿轮架构件可旋转地支撑与所述太阳齿轮构件和所述环形齿轮构件啮合的一组小齿轮；其中所述第二行星齿轮传动装置的第一构件是所述第三简单行星齿轮组的环形齿轮构件，所述第二行星齿轮传动装置的第二构件是所述第三简单行星齿轮组的太阳齿轮构件，所述第二行星齿轮传动装置的第三构件是所述第三简单行星齿轮组的齿轮架构件； 
其中所述第三扭矩传递机构可选择性接合以将所述第三简单行星齿轮组的太阳齿轮构件接地到所述静止构件，并且所述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齿轮架构件接地到 所述第三简单行星齿轮组的环形齿轮构件；并且其中，另一个互连构件连接所述第二行星齿轮传动装置的齿轮架构件与所述第三简单行星齿轮组的环形齿轮构件以便共同旋转。 
11.如权利要求8所述的混合动力系，其特征在于，所述第一行星齿轮传动装置是第一简单行星齿轮组；其中所述第一简单行星齿轮组的第一构件是齿轮架构件，所述第一简单行星齿轮组的第二构件是太阳齿轮构件，并且所述第一简单行星齿轮组的第三构件是环形齿轮构件； 
其中所述第二行星齿轮传动装置包括第二复合行星齿轮组和第三简单行星齿轮组；其中所述第二复合行星齿轮组具有单一的环形齿轮构件、第一和第二太阳齿轮构件、齿轮架构件以及第一和第二组小齿轮，其中所述第一组小齿轮与所述第一太阳齿轮构件和所述单一的环形齿轮构件啮合，其中所述第二组小齿轮与所述第一组小齿轮和所述第二太阳齿轮构件啮合；其中所述第三简单行星齿轮组具有环形齿轮构件、太阳齿轮构件和齿轮架构件，所述第三简单行星齿轮组的所述齿轮架构件可旋转地支撑与所述第三简单行星齿轮组的所述太阳齿轮构件和所述第三简单行星齿轮组的所述环形齿轮构件啮合的一组小齿轮；其中所述第二行星齿轮传动装置的第一构件是所述第三简单行星齿轮组的环形齿轮构件，所述第二行星齿轮传动装置的第二构件是所述第二复合行星齿轮组的第一太阳齿轮构件，所述第二行星齿轮传动装置的第三构件是所述第三简单行星齿轮组的齿轮架构件； 
其中所述第三扭矩传递机构可选择性接合以将所述第二复合行星齿轮组的环形齿轮构件接地到所述静止构件，并且所述第四扭矩传递机构可选择性接合以将所述第二复合行星齿轮组的第二太阳齿轮构件接地到所述静止构件；并且其中，另一个互连构件连接所述第二复合行星齿轮组的齿轮架构件与所述第三简单行星齿轮组的太阳齿轮构件以便共同旋转。 
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