CN102963245B - 动力传动系 - Google Patents

Abstract

一种可运行在输入分流、输出分流和复合分流运行模式下的动力传动系包括持续与第一行星齿轮组的第一构件连接的第一电动机/发电机。第二电动机/发电机与第二行星齿轮组的第一构件持续连接。输入构件持续与第一行星齿轮组的第二构件连接。输出构件持续与第二行星齿轮组的第二构件连接。第一制动器固定第一行星齿轮组的第三构件。第二制动器固定第二行星齿轮的第三构件。第一离合器将第一行星齿轮组的第三构件连接于第二行星齿轮组的第二构件。第二离合器将第一行星齿轮组的第二构件连接于第二行星齿轮组的第三构件。

Description

动力传动系

技术领域

本发明涉及用于混合动力车辆的动力传动系。动力传动系具有两个行星齿轮组和两个电动机/发电机。

背景技术

具有电可变变速器的动力传动系通常具有输入构件、输出构件和连接到行星齿轮组的不同构件的两个电动机/发电机。扭矩传递机构的接合可以允许电可变运行模式、固定速度比模式和仅电（电池提供动力）模式中的一个或多个。电可变变速器可以以各种方式改善车辆燃料经济性，主要是通过使用电动机/发电机中的一个或两者用于车辆制动和在发动机关闭时使用再生能量为车辆提供电力。发动机可以在空转时、在减速和制动阶段和低速度或轻载荷运行期间关闭，以消除无效能的发动机运行和发动机摩擦损失。经由再生制动（或发动机操作期间产生的电能）获得的制动能量在这些发动机关闭阶段中被利用。发动机扭矩或动力的瞬时需求在发动机打开模式运行期间由电动机/发电机提供，允许较小的发动机而不减少车辆性能。另外，电可变模式可以允许发动机在给定动力要求的最佳效率点上或附近运行。

发明内容

提供一种具有最少部件的混合动力传动系，以改善动力传动系的动力重量比，改善燃料经济性和具有动力传动系的车辆的电行程。另外，提供从电动机/发电机到发动机和到输出构件的扭矩倍增，以有助于减少电动机尺寸需求。动力传动系提供输入分流、输出分流和复合分流运行模式，以及其他运行模式。

动力传动系包括混合动力变速器，其具有输入构件、输出构件和静止构件，例如变速器壳体。提供第一和第二电动机/发电机。仅两个行星齿轮组被使用，其每一个都具有相应的第一、第二和第三构件。第一电动机/发电机持续连接为用于与第一行星齿轮组的第一构件共同旋转。第二电动机/发电机持续连接为用于与第二行星齿轮组的第一构件共同旋转。输入构件持续连接为用于与第一行星齿轮组的第二构件共同旋转。输出构件持续连接为用于与第二行星齿轮组的第二构件共同旋转。第一制动器选择性地可接合以将第一行星齿轮组的第三构件固定到静止构件。第二制动器选择性地可接合以将第二行星齿轮的第三构件固定到静止构件。第一离合器选择性地可接合以将第一行星齿轮组的第三构件连接为与第二行星齿轮组的第二构件以相同速度共同旋转。第二离合器选择性地可接合以将第一行星齿轮组的第二构件连接为与第二行星齿轮组的第三构件以相同速度共同旋转。仅第一制动器的接合允许发动机通过第一电动机/发电机启动而没有对输出构件处的扭矩有任何影响（即，不造成输出构件的转动）。动力传动系可操作为提供输入分流运行模式、复合分流运行模式和输出分流运行模式。由此，多个动力分流运行模式可用于混合动力变速器，该混合动力变速器具有仅两个简单的行星齿轮组、两个制动器和两个离合器。与要求额外的行星齿轮组、复合行星齿轮组或更多制动器和离合器的混合动力变速器相比，混合动力变速器和动力传动系可以实现成本节约和燃料经济性方面的节约，以提供相似的功能性（相似的运行模式）。

在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。

附图说明

图1是杆系图形式的动力传动系的示意图;

图2是符号图形式的图1的动力传动系的第一实施例的示意图;

图3是符号图形式的图1的动力传动系的第二实施例的示意图;

图4是符号图形式的图1的动力传动系的第三实施例的示意图;

图5是显示了动力传动系的扭矩传递机构的接合一览表的表格，以建立图1-4的动力传动系的各种运行模式，以及动力传动系的一个或多个部件由于接合的扭矩传递机构而被锁定的各种模式;

图6是示出了图5的运行模式中的一些的一个顺序的接合一览表的表格;

图7是示出了图5的运行模式中的一些的另一顺序的接合一览表的表格;且

图8是图5的运行模式中的一些的又一顺序的接合一览表的表格。

具体实施方式

参见附图，图1显示了混合动力传动系10，其包括原动机，例如与混合动力变速器14连接的内燃发动机12。其他类型的原动机（例如燃料电池、气动发动机等）可以代替内燃发动机使用。混合动力变速器14包括两个额外的机动力源，第一电动机/发电机16和第二电动机/发电机18。发动机12和电动机/发电机16和18经由两个行星齿轮组20和30互连以提供各种运行模式。

第一行星齿轮组20包括第一构件22、第二构件24和第三构件26。在所示实施例中，第一构件22是恒星齿轮构件，第二构件24是承载构件，所述承载构件可旋转地支撑小齿轮27（图2-4所示），且第三构件26是环齿轮构件。小齿轮27如图2所示与第一构件22和第三构件26两者啮合。

第二行星齿轮组30包括第一构件32、第二构件34和第三构件36。在所示的实施例中，第一构件32是恒星齿轮构件，第二构件34是可旋转地支撑小齿轮37的承载构件（如图2-4所示），且第三构件36是环齿轮构件。图2-4所示的小齿轮37与第一构件32和第三构件34两者啮合。

本领域技术人员应理解这样的具有简单行星齿轮组20、30的动力传动系10结构，其在图1的杠杆图中仅示意性地示出，且在图2-4的实施例中显示为符号图形式。

变速器14具有持续连接以与第二构件24和发动机12的输出构件15共同旋转的输入构件17。如在本文使用的，在部件被“连接用于共同旋转”时，它们在同一速度下旋转，包括零速度（即静止的）。由此，发动机输出构件15（其可以是发动机曲轴或到发动机曲轴的比率倍增连接结构，例如齿轮连接或一系列带轮和链轮）持续连接用于与第二构件24共同旋转。

变速器14还具有输出构件19，所述输出构件持续连接用于与第二行星齿轮组30的第二构件34共同旋转。输出构件19通过最终驱动部机构40连接到车辆车轮（未示出），以提供牵引动力到车轮以推进车辆。最终驱动机构40包括一组啮合齿轮，如所示的，其为第一齿轮42和与第一齿轮42啮合的第二齿轮44，以及到车辆车轴的最终驱动输出部46。

第一电动机/发电机16的转子连接为用于与第一行星齿轮组20的第一构件22共同旋转。第二电动机/发电机18的转子连接为用于与第二行星齿轮组30的第一构件32共同旋转。行星齿轮组20没有一个构件持续连接为与行星齿轮组30的任何构件共同旋转。

变速器14包括四个扭矩传递机构，其中的两个是制动器且其中的两个是离合器。第一制动器50选择性地可接合以将第一行星齿轮组20的第三构件26固定到静止构件60，例如变速器壳体，从而第三构件26不旋转。第二制动器52选择性地可接合以将第二行星齿轮组30的第三构件36固定到静止构件60从而第三构件36不旋转。第一离合器54选择性地可接合以将第一行星齿轮组20的第三构件26连接为与第二行星齿轮组30的第二构件34共同旋转。第二离合器56选择性地可接合以将第二行星齿轮组30的第三构件36连接为与第一行星齿轮组20的第二构件24共同旋转。

可选地，可以包括第一和第二额外的离合器70、72，以允许具有动力传动系10的车辆上的空调压缩机74通过由动力传动系10提供动力。具体说，在离合器70被接合时，空调压缩机74连接为与第一电动机/发电机16的转子共同旋转。第一电动机/发电机16可以用于在任何下述的第一电动机/发电机16操作为电动机的运行模式中为空调压缩机74提供动力。在离合器72被接合时，发动机输出构件15连接为与空调压缩机74共同旋转，且发动机12可以用于在发动机12开动的下述任何运行模式中为空调压缩机74提供动力。

电动机/发电机16和18的定子部分被安装到静止构件60且操作性地连接到能量存储装置80，所述能量存储装置可以是一个或多个电池或电池模块。具有存储电力和分配电力的能力的其他电存储装置可以代替电池使用。操作性地连接到电动机/发电机16和18的控制器82监视转子的速度。控制器82也从分立的发动机控制器或通过与发动机12的连接而接收关于发动机速度的信息。基于该和其他车辆运行条件，例如司机的加速器请求，控制器82可操作为从能量存储装置80通过功率逆变器84提供电能给电动机/发电机16和18中的任一个或两者，以使得电动机/发电机16、18用作电动机，增加扭矩到变速器14。功率逆变器84在电功率被提供到电动机/发电机16和/或18时将直流转换为交流。如果通过控制器82接收的信息表明电动机/发电机16或18应该被操作为发电机，将机械能转换为电能，则控制器82可操作为使得功率逆变器84将从电动机/发电机16、18中任一个提供的交流转换为存储在能量存储装置80中的直流。电动机/发电机16、18、能量存储装置80、控制器82和逆变器84之间的虚线代表接继部件之间的电流或信号的传输导体。

图2是符号图形式的动力传动系110的第一实施例，其通过如图1所示的杠杆图显示的动力传动系10所表示。动力传动系110包括变速器114、发动机12和电动机/发电机16、18。动力传动系110还包括能量存储装置80、控制器82和连接到电动机/发电机16、18的逆变器84。虽然这些部件不在图2中示出，但是它们以与针对所述的图1的同样的方式操作性地连接到电动机/发电机16、18。动力传动系110的许多部件是与动力传动系10的那些相同的，且通过相同的附图标记示出。本领域技术人员应理解杠杆图中所示的变速器和符号图形式所示的变速器之间存在对应性。在动力传动系110中，发动机12和空调压缩机74与输入构件17共享共同的旋转轴线（即“在轴线上”），且输出构件19具有不同的旋转轴线（即“偏离轴线”）。偏离轴线的传输齿轮（未示出）用于将输出构件19连接到最终驱动机构。输入构件17与变速器14中的其他轴和毂是同中心的。

图3是符号图形式的动力传动系210的第二实施例，其可通过如图1所示的杠杆图显示的动力传动系10所表示。动力传动系210包括变速器214、发动机12和电动机/发电机16、18。动力传动系210还包括连接到电动机/发电机16、18的逆变器84、能量存储装置80、和控制器82。虽然这些部件不在图3中示出，但是它们以与针对所述的图1同样的方式操作性地连接到电动机/发电机16、18。动力传动系210的许多部件是与动力传动系10的那些相同的且通过相同的附图标记示出。在动力传动系210中，发动机12和空调器压缩机74与输入构件17共享共同的旋转轴线（即“在轴线上”），且输出构件19具有不同的旋转轴线（即“偏离轴线”）。偏离轴线的传输齿轮（未示出）用于将输出构件19连接到最终驱动机构。输入构件17与变速器14中的其他轴和毂是同中心的。

图4是符号图形式的动力传动系310的第三实施例，其通过如图1所示的杠杆图显示的动力传动系10所表示。动力传动系310包括变速器314、发动机12和电动机/发电机16、18。动力传动系310还包括连接到电动机/发电机16、18的逆变器84、能量存储装置80、和控制器82。虽然这些部件不在图4中示出，但是它们以与针对所述的图1同样的方式操作性地连接到电动机/发电机16、18。动力传动系310的许多部件是与动力传动系10的那些相同的且通过相同的附图标记示出。在动力传动系310中，发动机12和空调压缩机74与变速器输入构件17不共享共同的旋转轴线（即“偏离轴线”），且输出构件19具有不同的旋转轴线（即“偏离轴线”）。因为偏离轴线的输入构件17，与变速器214相比变速器314少一个同中心的轴，如图3和4所示。偏离轴线的传输齿轮21用于将发动机输出构件15连接到输入构件17。可以使用具有与输出构件17同中心的旋转轴线的最终驱动机构（未示出）。

图5是离合器接合状态的表格，其显示了制动器50，52和离合器54和56的每一个的接合状态，以通过在动力传动系10、110、210、310的输出构件19处提供扭矩而建立用于推进车辆的各种运行模式，以及空档模式、空档充电模式和其中输出构件19，电动机/发电机16、18和发动机12中的一个或多个由于接合的扭矩传递机构而保持“锁定”或静止的各种状态，如在本文所述的。在图5中，“X”表示列所代表的制动器或离合器接合。空的格表示列所代表的制动器或离合器不接合。

在图5中，行400表示机械空档运行模式，其中制动器50、52和离合器54、46中没有一个被接合。在发动机12在机械空档运行模式中开动（即已经启动）时，没有扭矩可被传输到输出构件19。

行402表示仅制动器50被接合的机械空档运行模式。在行402的运行模式中，制动器50被接合，第一行星齿轮组20工作且第一电动机/发电机16可以运行为电动机以启动发动机12，具有从第一构件22到第二构件24（即恒星齿轮构件到承载构件）的扭矩倍增。电动机/发电机16从未连接到第一构件22以外的行星齿轮组20、30的任何其他构件。因为从第一构件22到第二构件24的扭矩倍增，电动机/发电机16可以具有相对较低的扭矩和动力需求且仍然提供充分的扭矩和动力，以启动发动机12。一旦发动机12被启动，第一电动机/发电机16可以被控制为用作发电机，发动机12为第一电动机/发电机16提供动力，所示电动机/发电机为能量存储装置80充电。

行404表示转变模式，其中仅第一离合器54被接合，发动机12启动，且电动机/发电机16被控制为按照发动机12和电动机/发电机16的需要而被操作为电动机或发电机，以经由第三构件26驱动输出构件19。电动机/发电机18可作自由转动，而不影响输出构件19的速度，且由此可操作为控制第三构件36的速度以允许第二制动器52的同步接合或脱开或第二离合器56的同步接合或脱开，如针对图6进一步所述的。

行406表示仅第二制动器52被接合的仅电运行模式。第二电动机/发电机18被控制为用作电动机以在输出构件19处提供所需的扭矩。因为第一电动机/发电机的第三构件26不连接到任何其他构件或到静止构件60，所以第一行星齿轮组20不工作。由此，发动机12的状态（启动或关闭）和第一电动机/发电机16的速度不影响输出构件19。因而，发动机12和电动机/发电机16可以被控制为让第三构件26与静止构件60的速度同步（即零速度），以在行406的仅电运行模式和行412的串行运行模式之间转变，如下所述。替换地，发动机12和电动机/发电机16可以被控制为让第三构件26的速度与输出构件19的速度同步，以在行406的模式和行416的输入分流运行模式之间转变。行406的仅电模式和行414的模式或行416的模式之间的转变进一步针对图7描述。

行408表示可以被称为准电扭矩转换器模式的转变运行模式。仅第二离合器56在该模式中接合。行408的模式被称为转变模式，因为其可以用在具有制动器50的同步接合或脱开或离合器54的同步接合或脱开的、行414的输出分流运行模式和行418的复合分流运行模式之间的转变，如进一步针对图6所述的。

行410表示仅第一制动器50和第一离合器54被接合的操作状态。如果动力传动系10、110、210或310被操作在该状态，则输出构件19将被保持为静止的，因为其将被固定连接到静止构件60。发动机12和电动机/发电机16、18可以以任何速度运行而不推进具有动力传动系10、110、210或310的车辆。

行412表示制动器50、52两者接合且离合器54、56两者都不接合的串行运行模式。在串行运行模式中，行星齿轮组20和30都工作。发动机12启动。第一电动机/发电机16被控制为用作发电机，接收从发动机12而来的机械动力，所示机械动力被转换为电力以操作第二电动机/发电机18（其作为电动机），以增加输出构件19处的扭矩。通过第一电动机/发电机16产生的一些电力也可以被存储在能量存储装置80中，取决于输出构件19处的扭矩需求和能量存储装置80的充电水平。在串行运行模式中操作允许在输出构件19的低速度下的更好的燃料经济性，因为发动机12可以以其最佳的用于燃料经济性的速度运行，而在串行运行模式中从发动机12到输出构件19没有机械连接。

行414表示电可变、输出分流运行模式，其中仅第一制动器50和第二离合器56接合。发动机12启动。按照帮助发动机12提供输出构件19处所需的扭矩的需要，电动机/发电机16和18可以各自操作为电动机或发电机。行414的模式是输出分流运行模式，因为从发动机12和从电动机/发电机18提供的动力通过第二行星齿轮组30在输出构件19处被结合。发动机12可以以其最好的操作速度运行以改善燃料经济性，而电动机/发电机18的速度变化以满足输出构件19处变化的速度和扭矩需求。

行416表示电可变、输入分流运行模式，其中仅第二制动器52和第一离合器54接合。发动机12启动。按照帮助发动机12提供输出构件19处所需的扭矩的需要，电动机/发电机16和18可以各自操作为电动机或发电机。行416的模式是输入分流运行模式，因为从发动机12提供的动力通过第一行星齿轮组20分流，经由行星齿轮组20、30进入机械路径，且经由电动机/发电机16进入电路径。发动机12可以以其最好的操作速度运行以改善燃料经济性，而电动机/发电机16和电动机/发电机18的速度变化以满足输出构件19处变化的速度和扭矩需求。

行418表示离合器54和56两者接合且制动器50和制动器52两者都不接合的复合分流运行模式。发动机12启动。按照帮助发动机12提供输出构件19处所需的扭矩的需要，电动机/发电机16和18可以各自操作为电动机或发电机。行418的模式是复合分流运行模式，因为从发动机12和从电动机/发电机16在输出构件19提供的扭矩通过第一行星齿轮组20（由于离合器54的接合）和通过第二行星齿轮组（（由于离合器56的接合）两者而被结合。该运行模式可以被称为载荷分享模式，因为输出构件19处的扭矩需求通过发动机12、第一电动机/发电机16和第二电动机/发电机18分享。电动机/发电机16、18二者操作时，发动机12可以以其最佳制动器比燃料燃烧（BrakeSpecificFuelConsumption）（BSFC）速度和扭矩运行。

行420表示仅第二制动器52和第二离合器56被接合的操作状态。如果动力传动系10运行在该状态，则发动机12的曲轴15和输入构件17将被保持静止，因为第二构件24将经由第三构件36而被固定连接到静止构件60。电动机/发电机16可以运行在任何速度下而不影响输出构件19，且第二电动机/发电机18可以运行为电动机以在输出构件19处通过行星齿轮组30提供扭矩。

行422表示制动器50，52两者和第一离合器54被接合的操作状态。如果动力传动系10、110、210或310被操作在该状态，则输出构件19和电动机/发电机18将被锁定（不可旋转），而发动机12和电动机/发电机16将相对于彼此以通过行星齿轮组20建立的齿轮比自由旋转。

行424表示第二制动器52和离合器54、56两者被接合的操作状态。如果动力传动系10、110、210或310运行在该状态，则在电动机/发电机16和18两者被控制为操作为电动机时建立第二仅电运行模式。在输入构件17和曲轴15通过到固定的第三构件36的连接而被固定到静止构件60时发动机12被锁定。行星齿轮组20、30两者都工作。

行426表示制动器50，52两者和离合器56被接合的运行模式。第二构件24通过到固定的第三构件36的连接而被保持静止。第一行星齿轮组20的第三构件26也固定到静止构件60。因为第二构件24和第三构件26两者固定，所以整个行星齿轮组20是静止的。因而，输入构件17和曲轴15被保持静止，锁定发动机12。在第一构件22是静止时第一电动机/发电机16也被锁定。电动机/发电机18可以被控制为用作电动机，通过第二行星齿轮组30驱动输出构件19，且由此建立另一仅电运行模式。

行428表示第一制动器50和离合器54、56两者被接合的运行模式。如果动力传动系10、110、210或310运行在该状态下，则由于到固定的第三构件26的连接，输出构件19被锁定（不可旋转）。行星齿轮组20、30两者工作，且发动机12可以启动，发动机12和电动机/发电机16、18根据通过互连的行星齿轮组20、30建立的齿轮比而相对于彼此旋转。

行430表示制动器50、52两者和离合器54、56两者被接合的运行模式。如果动力传动系10、110、210或310运行在该模式下，则在第二构件24、34和第三构件26、36固定到静止构件60时每一个行星齿轮组20、30的所有构件22、24、26、32、34、36被锁定。发动机12、输出构件19和电动机/发电机16、18被锁定（即不可旋转）。

参见图6，用于动力传动系10、110、210或310的运行模式的一种顺序是在输出构件19的所需速度增加时从行416的输入分流模式运动至行414的输出分流模式，或在输出构件19的速度减小时从行414的输出分流模式运动到行416的输入分流模式。动力传动系10、110、210或310也可以被控制为在图6的任何两个邻近行的运行模式之间进行变换。行404和408的转变运行模式允许动力分流模式之间的同步变换（输入分流到复合分流、复合分流到输入分流、复合分流到输出分流或输出分流到复合分流）。如果制动器50、52和离合器54、56中的一个或多个是爪形离合器（其要求用于接合的制动器或离合器两侧速度基本同步），则该转变运行模式是有用的。如果使用摩擦类型的制动器50、52和离合器54、56，则运行模式之间的转变发生时可在制动器50、52或离合器54、56处有一些滑差，且转变运行模式不是必要的。即，具有所有摩擦类型制动器50、52和离合器54、56的动力传动系10、110、210或310可直接地从行416的运行模式变换到行418的运行模式，或从行418变化到行416。类似地，具有所有摩擦类型制动器50、52和离合器54、56的动力传动系10、110、210或310可直接地来回在行418的运行模式和行414的运行模式之间、在行416的运行模式和行412的运行模式之间、在行412的运行模式和行414的运行模式之间和406的运行模式和行424的运行模式之间变化。

若动力传动系10、110、210或310运行在输入分流运行模式（如针对图5的行416所述的），其中发动机12启动，电动机/发电机16、18各自用作电动机或发电机，且第二制动器52和第一离合器54接合，如果操作参数表明输出构件19处的扭矩和速度需求需要在针对图5的行418描述的复合分流运行模式下运行，则第二制动器52可以释放，而第一离合器54保持接合，以建立针对图5所述的行404的运行模式。在该模式中，第二电动机/发电机18可被用于控制第三构件36的速度直到它基本上等于第二构件24的速度，在此时离合器56可被同步地接合，第一离合器54保持接合，以建立行418的复合分流运行模式。

替换地，通过使用发动机12和第二电动机/发电机18动力传动系10、110、210或310可从行418的复合分流运行模式变化到行404的转变模式，以控制第三构件36的速度直到它基本上等于第二构件24的速度，在此时离合器56可被同步脱开，第一离合器54保持接合，以建立行404的转变模式。电动机/发电机18可以随后被用于控制第三构件36的速度直到它基本上静止，在此时第二制动器52可以被同步地接合，第一离合器54也保持接合，以建立行416的输入分流运行模式。

如果动力传动系10、110、210或310运行在行418的复合分流运行模式，且操作参数指示输出构件19处的扭矩和速度需求需要运行在针对图5的行414所述的输出分流运行模式，则动力传动系10、110、210或310可以被控制为建立针对行408所述的转变模式，以允许同步变化到行414的输出分流模式。具体说，从行418的复合分流运行模式，第一离合器54可以被释放，而第二离合器56保持接合，以建立针对图5所述的行408的运行模式。在该模式中，发动机12和第二电动机/发电机18驱动输出构件19。电动机/发电机16可被用于控制第三构件26的速度直到它基本上静止，在此时制动器50可被同步地接合，第二离合器56保持接合，以建立行414的输出分流运行模式。

替换地，通过脱开第一制动器50，动力传动系10、110、210或310可从行414的输出分流运行模式变化到行408的转变模式，第二离合器56保持接合，以建立行408的转变运行模式。电动机/发电机16可以随后被用于控制第三构件26的速度，直到它基本上等于第二构件34的速度，在此时第一离合器54可以被同步地接合，第二离合器56也保持接合，以建立行418的复合分流运行模式。

参见图7，用于动力传动系10、110、210或310的运行模式的另一顺序是在输出构件19的所需速度增加时从行416的输入分流模式运动至行414的输出分流模式，或在输出构件19的速度减小时以行414的输出分流模式开始且以行416的输入分流模式作为结束。动力传动系10、110、210或310也可以被控制为在图7的任何两个邻近行的运行模式之间进行变换。行406和402的转变运行模式允许行416和412的输入分流和串行运行模式之间、行412和414的串行运行模式和输出分流运行模式之间的同步变换。

若动力传动系10、110、210或310运行在行416的输入分流运行模式（如针对图5行所述的），其中发动机12启动，电动机/发电机16、18各自用作电动机或发电机，且第二制动器52和第一离合器54接合，如果操作参数表明输出构件19处的扭矩和速度需求需要在针对图5的行412所述的串行运行模式下运行，则第一离合器54可以释放，而第二制动器56保持接合，以建立针对图5所述的行406的运行模式，如仅电运行模式。在行406的运行模式中，第二电动机/发电机18通过第二行星齿轮组30驱动输出构件19，且发动机12、第一电动机/发电机16和第一行星齿轮组20不影响输出构件19。由此，发动机12和第一电动机/发电机16可被用于控制第三构件26的速度直到它基本上静止，在此时制动器50可被同步地接合，制动器52保持接合，以建立行412的串行运行模式。

替换地，通过释放第一制动器50，而第二制动器52保持接合，以建立行406的转变模式，动力传动系10、110、210或310可从行412的串行运行模式变换到行406的过渡的仅电运行模式。发动机12和电动机/发电机16可以随后被用于控制第三构件26的速度，直到它基本上等于第二构件34的速度，在此时第一离合器54可以被同步地接合，其中第二制动器52也保持接合，以建立行416的输入分流运行模式。

如果动力传动系10、110、210或310运行在行412的串行运行模式，且操作参数指示输出构件19处的扭矩和速度需求期望运行在针对图5的行414所述的输出分流运行模式，则动力传动系10、110、210或310可以被控制为建立行402的模式，以允许变换到行414的输出分流运行模式。具体说，从行412的串行运行模式，第二制动器52可以被释放，而第一制动器50保持接合，以建立针对图5所述的行402的运行模式。在该模式中，发动机12作为发电机对电动机/发电机16充电。发动机12和电动机/发电机16控制第二构件24的速度，其可以基本上等于第三构件36的速度，以允许第二离合器56同步接合，第一制动器50保持接合，建立行414的输出分流运行模式。

替换地，通过脱开第二离合器56，第一制动器50保持接合以建立行402的转变模式，动力传动系10、110、210或310从行414的输出分流运行模式变换到行402的转变模式。发动机12启动且对电动机/发电机16充电。电动机/发电机18可被用于控制第三构件36的速度，从而第二制动器52可被同步地接合以建立行412的串行运行模式。

参见图8，用于动力传动系10、110、210或310的运行模式的另一顺序是在输出构件19的所需速度增加时从行400的机械空档模式运动到行424的仅电模式，或在输出构件19的速度减小时以行424的仅电运行模式开始且以行400的机械空档运行模式作为结束。动力传动系10、110、210或310也可以被控制为在图8的任何两个邻近行之间进行变换。假设动力传动系10、110、210或310以行400的机械空档模式开始，其中制动器50、52没有一个接合且离合器54、56也没有一个接合，动力传动系10、110、210或310可通过接合第二制动器52而被切换到行406的仅电运行模式。电动机/发电机18随后被控制为用作电动机，以在输出构件19处提供扭矩，具有通过第二行星齿轮组30获得的扭矩倍增。如果操作参数表明输出构件19处的扭矩和速度需求需要运行在行424的仅电驱动模式，其中电动机/发电机16、18两者用作电动机，例如在输出构件19处需要更大的扭矩时，因为制动器52已经被接合，离合器56可以接合以锁定发动机12。第三构件26的速度可随后被第一电动机/发电机16控制直到它基本上等于第二构件34的速度，以允许第一离合器54同步接合，以建立行424的仅电运行模式。如果运行条件表明动力传动系10应该被切换到行406的仅电模式下运行，则第一离合器54可被脱开且离合器56随后脱开从而仅第二电动机/发电机18驱动输出构件19。

尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。

Claims (9)

1.一种动力传动系，包括:

发动机，具有曲轴；

输入构件，操作性地可连接以便随曲轴旋转；

输出构件；

静止构件；

第一和第二电动机/发电机；

第一和第二行星齿轮组，其每一个都具有各自的第一、第二和第三构件；

其中第一电动机/发电机持续连接为用于与第一行星齿轮组的第一构件共同旋转；其中第二电动机/发电机持续连接为用于与第二行星齿轮组的第一构件共同旋转；其中输入构件持续连接为用于与第一行星齿轮组的第二构件共同旋转；其中输出构件持续连接为用于与第二行星齿轮组的第二构件共同旋转；

第一制动器选择性地可接合，以将第一行星齿轮组的第三构件固定到静止构件；

第二制动器选择性地可接合，以将第二行星齿轮的第三构件固定到静止构件；

第一离合器选择性地可接合，以将第一行星齿轮组的第三构件连接为与第二行星齿轮组的第二构件以相同速度共同旋转；

第二离合器选择性地可接合，以将第一行星齿轮组的第二构件连接为与第二行星齿轮组的第三构件以相同速度共同旋转；

其中仅第一制动器的接合允许发动机通过第一电动机/发电机启动，而没有对输出构件处的扭矩有任何影响；和其中动力传动系可操作为提供输入分流运行模式、复合分流运行模式和输出分流运行模式；

其中复合分流运行模式在仅第一离合器和第二离合器接合、发动机启动且第一和第二电动机/发电机用作电动机或发电机以帮助发动机提供输出构件处所需的扭矩时建立；

其中行星齿轮组每一个的第一构件、第二构件和第三构件分别是恒星齿轮构件、承载构件和环齿轮构件。

2.如权利要求1所述的动力传动系，其中输入分流运行模式在仅第一离合器和第二制动器接合、发动机启动且第一和第二电动机/发电机用作电动机或发电机以帮助发动机提供输出构件处所需的扭矩时建立；

其中输出分流运行模式在仅第一制动器和第二离合器接合、发动机启动且第一和第二电动机/发电机用作电动机或发电机以帮助发动机提供输出构件处所需的扭矩时建立。

3.如权利要求1所述的动力传动系，其中在仅第二制动器接合时动力传动系运行在其中发动机关闭且仅第二电动机/发电机用作电动机的仅电运行模式。

4.如权利要求1所述的动力传动系，其中在第一制动器和第二制动器两者接合、发动机启动、第一电动机/发电机用作发电机且第二电动机/发电机用作电动机时动力传动系可运行在串行运行模式。

5.如权利要求1所述的动力传动系，其中在仅第二制动器接合时动力传动系运行在其中仅第二电动机/发电机用作电动机的仅电运行模式；和

其中在第一制动器和第二制动器两者接合、发动机启动、第一电动机/发电机用作发电机且第二电动机/发电机用作电动机时，动力传动系可运行在串行运行模式。

6.如权利要求5所述的动力传动系，其中发动机和第一电动机/发电机用于控制第一行星齿轮组的第三构件的速度，以允许第一制动器的同步接合，以在仅电运行模式和串行运行模式之间转变，和允许第一离合器的同步接合或脱开，以在仅电运行模式和输入分流运行模式之间转变。

7.如权利要求1所述的动力传动系，其中在仅第一离合器、第二离合器和第二制动器接合时动力传动系运行在其中第一和第二电动机/发电机两者用作电动机的仅电运行模式。

8.一种可连接于发动机的混合动力变速器，包括:

输入构件和输出构件；

静止构件；

第一和第二电动机/发电机；

第一和第二行星齿轮组，其每一个都具有第一构件、第二构件和第三构件；

其中第一电动机/发电机持续连接为用于与第一行星齿轮组的第一构件共同旋转，且输入构件持续连接为和第一齿轮组的第二构件共同旋转；

其中第二电动机/发电机持续连接为用于与第二行星齿轮组的第一构件共同旋转，且输出构件持续连接为与第二行星齿轮组的第二构件共同旋转；

第一制动器选择性地可接合，以将第一行星齿轮组的第三构件连接到静止构件，以操作性地将第一电动机/发电机与输入构件连接，且具有从第一电动机/发电机到输入构件的扭矩倍增，而不影响第二行星齿轮组的旋转；

第二制动器选择性地可接合，以将第二行星齿轮组的第三构件连接到静止构件，以操作性地将第二电动机/发电机与输出构件连接，且具有从第二电动机/发电机到输出构件的扭矩倍增，而不影响第一行星齿轮组的旋转；

第一离合器选择性地可接合，以将第一行星齿轮组的第三构件连接于第二行星齿轮组的第二构件，从而以相同速度共同旋转；

第二离合器选择性地可接合，以将第二行星齿轮组的第三构件连接于第一行星齿轮组的第二构件，从而以相同速度共同旋转；且

其中在混合动力变速器与发动机连接时，混合动力变速器可通过接合第一和第二制动器而运行在串行模式，且可通过接合第一和第二离合器而运行在复合分流运行模式；

其中复合分流运行模式在仅第一离合器和第二离合器接合、发动机启动且第一和第二电动机/发电机用作电动机或发电机以帮助发动机提供输出构件处所需的扭矩时建立；

其中第一和第二行星齿轮组的每一个的第一构件都是恒星齿轮构件，第一和第二行星齿轮组每一个的第二构件都是承载构件，且第一和第二行星齿轮组每一个的第三构件都是环齿轮构件。

9.如权利要求8所述的混合动力变速器，进一步包括:

最终驱动机构，具有连接为用于与输出构件共同旋转的第一齿轮、与第一齿轮啮合的第二齿轮和连接为用于与第二齿轮共同旋转的最终驱动输出部。