CN103363038B - 混合动力动力系 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及混合动力动力系。动力系包括发动机、电动马达、断开离合器和变速器。变速器具有输入构件、输出构件、至少四个行星齿轮组、多个联接构件和多个转矩传递设备。每个行星齿轮组都包括第一、第二和第三构件。转矩传递设备包括离合器和制动器，它们可以三个为组合地被致动以建立多个前进传动比和至少一个后退传动比。电动马达被连接到变速器的输入并且发动机通过断开离合器被选择性地连接到输入构件。控制器被构造成控制动力系的操作。

Description

混合动力动力系
相关申请的交叉引用
本申请要求2012年4月4日提及的美国临时申请61/620,064的权益。上述申请公开的内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明总体涉及混合动力动力系，其具有发动机、电动马达和多速变速器，并且更具体地涉及具有多速、行星齿轮组和转矩传输设备的变速器。
背景技术
本部分中的陈述仅提供了与本公开相关的背景信息，并可能构成或可能不构成现有技术。
一种混合动力动力系，基本上具有发动机、电动马达和变速器。发动机可以是内燃发动机或类似的发动机。典型的多速变速器使用摩擦离合器、行星齿轮布置和固定的相互连接的组合以实现多个传动比。行星齿轮组的数量和物理布置通常由封装、成本和期望的速比决定。
虽然目前的混合动力动力系实现了它们的预期目的，但是基本上一直需要一直新型并且改进的动力系构造，其展示出改进的性能，尤其从效率、响应性和平顺性立场来看，以及改进的封装，主要是减小的尺寸和重量。因此，存在对改进的、成本有效的、紧凑的动力系的需求。
发明内容
本发明的动力系是混合动力动力系。该混合动力动力系包括用于产生发动机驱动转矩的发动机、用于产生电动马达驱动转矩的电动马达、变速器和连接在发动机和变速器之间用于选择性地提供发动机驱动转矩到变速器的断开离合器。电动马达具有定子和转子。电动马达的转子被连接到变速器的输入轴以提供电动马达驱动转矩到变速器。
在本发明的一个方面，变速器具有输入构件、输出构件、至少四个行星齿轮组、多个联接构件和多个转矩传递设备。每个行星齿轮组都包括第一、第二和第三构件。转矩传递设备可以是例如离合器和制动器。
在本发明的另一方面，变速器具有三个互连构件，它们连续地将第一、第二、第三和第四行星齿轮组的构件互连到第一、第二、第三和第四行星齿轮组的另一构件。
在本发明的又一方面，变速器具有六个转矩传递机构。六个转矩传递机构中的三个每一个都可选择性接合以将第一、第二和第三构件中的至少一个互连到第一、第二、第三构件中的至少另一个。六个转矩传递机构中另外一组三个每一个可选择性地接合以将第一、第二和第三构件中的至少一个互连到静止构件。
在本发明的又一方面中，六个转矩传递机构可选择性地以至少三个为组合地接合，以建立输入构件和输出构件之间的多个前进速比和至少一个后退速比。
在本发明的又一方面，动力系包括与发动机、变速器、断开离合器和电动马达通信的控制器。控制器被构造成执行控制逻辑以控制动力系的操作。
在本发明的又一方面，控制逻辑包括部分地接合变速器的第三转矩传递机构的第一控制逻辑和完全接合第一转矩传递机构的第二控制逻辑和完全接合第四转矩传递机构的第三控制逻辑以起动车辆。
在本发明的又一方面，第四控制逻辑被提供用于接合断开离合器以在发动机没有运行时将发动机连接到变速器的输入构件。
在本发明的又一方面，第五控制逻辑用于在发动机没有运行时激活电动马达来起动发动机。
在本发明的又一方面，离合器和制动器可以是任意类型，包括但不限于摩擦离合器、摩擦带、单向离合器、可选择单向离合器、爪形离合器、同步器和类似设备。而且，任何节点可适于单个设备或这些设备的组合，例如第一制动器可被构造为爪形离合器和单向离合器组合或者单向离合器和摩擦离合器组合。类似地，若干其它的组合也是可行的。
本发明的其它特征、方面和优点将通过参照下面的描述和附图而变得易于理解，其中相同的参考数字指示相同的部件、元件或特征。
本发明还提供了如下方案：
方案1. 一种车辆的动力系，该动力系包括：
用于产生发动机驱动转矩的发动机；
变速器，其具有输入构件和输出构件，其中该变速器还包括：
第一、第二、第三和第四行星齿轮组，每一个都具有第一、第二和第三构件；
三个互连构件，它们连续地将第一、第二、第三和第四行星齿轮组的一个构件与第一、第二、第三和第四行星齿轮组的另一构件互连；以及
六个转矩传递机构，其中该六个转矩传递机构中的三个每一个都可选择性地接合以将第一、第二和第三构件中的至少一个与第一、第二、第三构件中的至少另一个互连并且其中该六个转矩传递机构中的三个每一个都可选择性地接合以将第一、第二和第三构件中的至少一个与静止构件互连，并且其中该六个转矩传递机构可选择性地以至少三个为组合地接合，以建立在输入构件和输出构件之间的多个前进速比和至少一个后退速比；以及
断开离合器，其连接到发动机和变速器的输入构件以选择性地将发动机连接到该输入构件从而将发动机驱动转矩提供到变速器的输入构件；以及
电动马达，用于产生电动马达驱动转矩，其中该电动马达被连接到变速器的输入构件以选择性地提供电动马达驱动转矩到变速器的输入构件。
方案2. 如方案1所述的动力系，其中变速器的所述三个互连构件还包括连续地将第一行星齿轮组的第二构件与第三行星齿轮组的第一构件互连的第一互连构件，连续地将第一行星齿轮组的第三构件和第二行星齿轮组的第二构件互连的第二互连构件以及连续地将第二行星齿轮组的第一构件互连到第三行星齿轮组的第二构件和第四行星齿轮组的第三构件的第三互连构件。
方案3. 如方案2所述的动力系，其中变速器的所述六个转矩传递机构中的第一个可选择性地接合以将第一行星齿轮组的第一构件和输入构件互连到第四行星齿轮组的第二构件。
方案4. 如方案3所述的动力系，其中变速器的所述六个转矩传递机构中的第二个可选择性地接合以将第一行星齿轮组的第二构件和第三行星齿轮组的第一构件互连到第四行星齿轮组的第二构件。
方案5. 如方案4所述的动力系，其中变速器的所述六个转矩传递机构中的第三个可选择性地接合以将第二行星齿轮组的第一构件和第三行星齿轮组的第二构件互连到第二行星齿轮组的第三构件。
方案6. 如方案4所述的动力系，其中变速器的所述六个转矩传递机构中的第三个可选择性地接合以将第二行星齿轮组的第一构件和第三行星齿轮组的第二构件互连到第二行星齿轮组的第二构件。
方案7. 如方案4所述的动力系，其中变速器的所述六个转矩传递机构中的第三个可选择性地接合以将第二行星齿轮组的第二构件和第一行星齿轮组的第三构件互连到第二行星齿轮组的第三构件。
方案8. 如方案5所述的动力系，其中变速器的所述六个转矩传递机构中的第四个可选择性接合以将第四行星齿轮组的第二构件与静止构件互连。
方案9. 如方案8所述的动力系，其中变速器的所述六个转矩传递机构中的第三个处于部分接合状态并且所述六个转矩传递机构中的第一个和所述六个转矩传递机构中的第四个处于完全接合状态以起动车辆。
方案10. 如方案8所述的动力系，其中变速器的所述六个转矩传递机构中的第五个可选择性接合以将第三行星齿轮组的第三构件与静止构件互连。
方案11. 如方案9所述的动力系，其中变速器的所述六个转矩传递机构中的第六个可选择性接合以将第二行星齿轮组的第三构件与静止构件互连。
方案12. 如方案1所述的动力系，其中变速器的输入构件被连续地连接以随着第一行星齿轮组的第一构件共同旋转。
方案13. 如方案1所述的动力系，其中变速器的输出构件被连续地连接以随着第四行星齿轮组的第一构件共同旋转。
方案14. 如方案1所述的动力系，其中第一行星齿轮组的第一构件、第二行星齿轮组的第三构件、第三行星齿轮组的第三构件和第四行星齿轮组的第三构件是太阳齿轮、第一、第二、第三和第四行星齿轮组的第二构件是齿轮架构件并且第一行星齿轮组的第三构件、第二行星齿轮组的第一构件、第三行星齿轮组的第一构件和第四行星齿轮组的第一构件是齿圈。
方案15. 一种机动车的动力系，该动力系包括：
用于产生发动机驱动转矩的发动机；
变速器，其具有输入构件和输出构件，其中该变速器还包括：
第一、第二、第三和第四行星齿轮组，每一个都具有太阳齿轮、齿轮架构件和齿圈；
第一互连构件，其连续地互连第一行星齿轮组的齿轮架构件和第三行星齿轮组的齿圈；
第二互连构件，其连续地互连第一行星齿轮组的齿圈和第二行星齿轮组的齿轮架构件；
第三互连构件，其连续地将第二行星齿轮组的齿圈互连到第三行星齿轮组的齿轮架构件和第四行星齿轮组的太阳齿轮；
第一转矩传递机构，其可选择性接合以将第一行星齿轮组的太阳齿轮和输入构件互连到第四行星齿轮组的齿轮架构件；
第二转矩传递机构，其可选择性接合以将第一行星齿轮组的齿轮架构件和第三行星齿轮组的齿圈互连到第四行星齿轮组的齿轮架构件；
第三转矩传递机构，其可选择性接合以将第二行星齿轮组的齿圈和第三行星齿轮组的齿轮架构件互连到第二行星齿轮组的太阳齿轮；
第四转矩传递机构，其可选择性地接合以将第四行星齿轮组的齿轮架构件与静止构件互连；
第五转矩传递机构，其可选择性地接合以将第三行星齿轮组的太阳齿轮与静止构件互连；以及
第六转矩传递机构，其可选择性地接合以将第二行星齿轮组的太阳齿轮互连到静止构件，并且其中所述六个转矩传递机构可选择性地以至少三个为组合地接合以建立在输入构件和输出构件之间的多个前进速比和至少一个后退速比；以及
断开离合器，其连接到发动机和变速器的输入构件以选择性地将发动机连接到该输入构件从而将发动机驱动转矩提供到变速器的输入构件；
电动马达，用于产生电动马达驱动转矩，其中该电动马达被连接到变速器的输入构件以选择性地提供电动马达驱动转矩到变速器的输入构件；以及
控制器，其与发动机、变速器、断开离合器和电动马达通信，其中该控制器被构造成执行控制逻辑以控制动力系的操作。
方案16. 如方案15所述的动力系，其中控制逻辑还包括部分地接合变速器的第三转矩传递机构的第一控制逻辑和完全接合第一转矩传递机构的第二控制逻辑和完全接合第四转矩传递机构的第三控制逻辑以起动车辆。
方案17. 如方案16所述的动力系，其中控制逻辑还包括第四控制逻辑，其用于接合断开离合器以在发动机没有运行时将发动机连接到变速器的输入构件。
方案18. 如方案17所述的动力系，其中控制逻辑还包括用于激活电动马达以起动发动机的第五控制逻辑。
方案19. 如方案15所述的动力系，其中输入构件被连续地连接以随着第一行星齿轮组的第一构件共同旋转。
方案20. 如方案15所述的动力系，其中输出构件被连续地连接以随着第四行星齿轮组的第一构件共同旋转。
附图说明
本文描述的附图仅用于说明目的，并且决不是意在限制本发明的范围。
图1是根据本发明原理的混合动力动力系的实施例的杠杆图；
图2是根据本发明原理的图1的变速器的混合动力变型的图解说明；
图3是真值表，其展示了图1-2中示出的变速器的产生十一个前进速比或传动比和至少一个后退速比或传动比的各种转矩传递元件的接合状态的示例；以及
图4A、4B、5A、5B、6A和6B是根据本发明原理的第三离合器28的各种互连的图解说明。
具体实施方式
下面的描述本质上仅仅是示例性的，并非用于限定本发明、应用或使用。
首先，应该意识到本发明的十一速混合动力自动变速器的实施例都具有在四个行星齿轮组的元件之间的永久机械连接布置。在本文中被使用时，元件之间的联接或互连指的是直接、连续、和永久的联接或互连，例如通过刚性构件或轴。另一方面，选择性联接或互连指的是通过离合器或制动器的选择性联接，其中离合器或制动器能被接合和脱离，使得当被接合时，被选择性联接或互连的元件一起旋转，但是当被脱离时，被选择性联接或互连的元件独立地自由旋转。
在一个实施例中，第一行星齿轮组的第二部件或元件永久地联接到第三行星齿轮组的第一部件或元件。第一行星齿轮组的第三部件或元件永久地联接到第二行星齿轮组的第二部件或元件。第二行星齿轮组的第一部件或元件永久地联接到第三行星齿轮组的第二部件或元件并联接到第四行星齿轮组的第三部件或元件。
现在参照图1，附图标记5概括指示用于机动车的示例性动力系。动力系5包括发动机6和电动马达8，电动马达8提供驱动转矩到变速器10。发动机6可以是传统的内燃发动机或任何其它类型的主要原动机，这不脱离本公开的范围。通常，发动机6通过轴或互连构件7供应驱动转矩到发动机断开离合器9。发动机断开离合器9可选择性地接合以将轴或互连构件7与变速器10的输入轴12连接或断开。应该意识到各种其它的连接器，例如柔性盘、阻尼器、和其它互连构件，可被设置在发动机6和变速器10的输入轴12之间，这不脱离本发明的范围。
电动马达8大体上包括定子和转子。定子包括多个绕组或相并且被固定到地面、静止构件、或变速器壳体50。转子包括多个磁体和/或铁磁构件并被定位在定子的径向内侧。电动马达8的转子通过变速器输入构件12被互连到变速器10。还提供了动力系或变速器控制器（未示出）。动力系控制器与发动机6，断开离合器9，电动马达8和变速器10通信。动力系控制器具有用于处理和存储动力系控制逻辑或算法的微处理器或类似设备和计算机存储装置。
变速器10以杠杆图的形式在图1中示出。杠杆图是机械设备例如自动变速器的各部件的示意表示。每个单独的杠杆代表一个行星齿轮组，其中行星齿轮的三个基本机械部件每一个都由节点代表。因此，单个杠杆包含三个节点：一个是太阳齿轮，一个是行星齿轮架，并且一个是齿圈。在一些情况下，两个杠杆可被组合成单个杠杆，其具有多于三个的节点（通常四个节点）。例如，如果两个不同杠杆上的两个节点通过固定连接互连，那么它们可被表示为在单个杠杆上的单个节点。在每个杠杆上的节点之间的相对长度可被用来代表每个相应的齿轮组的齿圈-太阳比。这些杠杆比进而被用于改变变速器的传动比以实现合适的比和比增加。在不同的行星齿轮组的节点之间的机械联接或互连由细水平线表示，而转矩传递设备例如离合器和制动器被表示为交错的指状件。对杠杆图的格式、目的和使用的进一步解释可参见SAE论文810102，“The Lever Analogy:A New Tool in Transmission Analysis”，作者为Benford和Leising，其通过引用全部并入本文。
变速器10包括输入轴或构件12，第一行星齿轮组14，第二行星齿轮组16，第三行星齿轮组18，第四行星齿轮组20，和输出轴或构件22。在图1的杠杆图中，第一行星齿轮组14具有三个节点：第一节点14A，第二节点14B和第三节点14C。第二行星齿轮组16具有三个节点：第一节点16A，第二节点16B和第三节点16C。第三行星齿轮组18具有三个节点：第一节点18A，第二节点18B和第三节点18C。第四行星齿轮组20具有三个节点：第一节点20A，第二节点20B和第三节点20C。
输入构件12被连续地联接到第一行星齿轮组14的第一节点14A。输出构件22被连续地联接到第四行星齿轮组20的第一节点20A。
第一行星齿轮组14的第二节点14B被联接到第三行星齿轮组18的第一节点18A。第一行星齿轮组14的第三节点14C被联接到第二行星齿轮组16的第二节点16B。第二行星齿轮组16的第一节点16A被联接到第三行星齿轮组18的第三节点18B和第四行星齿轮组20的第三节点20C。
第一离合器24选择性地连接第一行星齿轮组14的第一节点14A和第四行星齿轮组20的第二节点20B。第二离合器26选择性地将第一行星齿轮组14的第二节点14B和第三行星齿轮组18的第一节点18A与第四行星齿轮组20的第二节点20B连接。第三离合器28选择性地将第一行星齿轮组14的第三节点14C和第二行星齿轮组16的第二节点16B与第二行星齿轮组16的第三节点16C连接。
第一制动器32选择性地将第四行星齿轮组20的第二节点20B和静止构件或变速器壳体50连接。第二制动器34选择性地将第三行星齿轮组18的第三节点18C与静止构件或变速器壳体50连接。第三制动器36选择性地将第二行星齿轮组16的第三节点16C与静止构件或变速器壳体50连接。
现在参照图2，杆图展示了根据本发明的一种形式的十一速变速器10的实施例的示例性布局。在图2中，仍采用图1中的杠杆图中的编号。离合器和联轴器被对应地表示，而行星齿轮组的节点现在表示为行星齿轮组的部件，例如太阳齿轮、齿圈、行星齿轮和行星齿轮架。而且，示出了马达6互连到断开离合器9。再一次，断开离合器9选择性地将互连轴或构件7与输入轴或构件12互连。另外，如前所述，电动马达8被互连到输入轴12并例如在马达6通过断开离合器9断开时提供驱动转矩到输入轴12。
例如，第一行星齿轮组14包括太阳齿轮构件14A、齿圈构件14B、和行星齿轮架构件14C，行星齿轮架构件14C可旋转地支撑一组行星齿轮14D（仅示出了其中一个）。太阳齿轮构件14A被连接成随输入轴或构件12共同旋转。齿圈构件14C被连接成随第一轴或互连构件42共同旋转。行星齿轮架构件14B被连接成随第二轴或互连构件44共同旋转。所述一组行星齿轮14D每一个都被构造成与太阳齿轮构件14A和齿圈构件14C互相啮合。
第二行星齿轮组16包括太阳齿轮构件16C、齿圈构件16A、和行星齿轮架构件16B，行星齿轮架构件可旋转地支撑一组行星齿轮16D（仅示出了其中一个）。太阳齿轮构件16C被连接成随第三轴或互连构件46共同旋转。齿圈构件16A被连接成随第四轴或互连构件48和第五轴或互连构件52共同旋转。行星齿轮架构件16B被连接成随第一轴或互连构件42共同旋转。行星齿轮16D每一个都被构造成与齿圈构件16A和太阳齿轮构件16C互相啮合。
第三行星齿轮组18包括太阳齿轮构件18C、齿圈构件18A、和行星齿轮架构件18B，行星齿轮架构件可旋转地支撑一组行星齿轮18D（仅示出了其中一个）。太阳齿轮构件18C被连接成随第六轴或互连构件54共同旋转。行星齿轮架构件18B被连接成随第六轴或互连构件52和第七轴或互连构件56共同旋转。齿圈构件18A被连接成随第二轴或互连构件44共同旋转。行星齿轮18D每一个都被构造成与太阳齿轮构件18C和齿圈构件18A互相啮合。
第四行星齿轮组20包括太阳齿轮构件20C、齿圈构件20A、和行星齿轮架构件20B，行星齿轮架构件可旋转地支撑一组行星齿轮20D（仅示出了其中一个）。太阳齿轮构件20C被连接成随第七轴或互连构件56共同旋转。齿圈构件20A被连接成随输出轴或构件22共同旋转。行星齿轮架构件20B被连接成随第八轴或互连构件58和第九轴或互连构件60共同旋转。行星齿轮20D每一个都被构造成与太阳齿轮构件20C和齿圈构件20A互相啮合。
输入轴或构件12被连续地连接到输入源，例如发动机（未示出）或变矩器的涡轮（未示出）。输出轴或构件22被连续地与另一输出例如主减速器单元或分动箱（未示出）连接。
转矩传递机构，包括第一离合器24，第二离合器26和第三离合器28以及第一制动器32，第二制动器34和第三制动器36，能够实现行星齿轮组14、16、18、20的轴或互连构件42、44、46、48、52、54、56、58和60以及壳体50的选择性互连。
例如，第一离合器24可选择性地接合以将输入轴或构件12与第八轴或互连构件58连接。第二离合器26可选择性地接合以将第二轴或互连构件44与第八轴或互连构件58连接。第三离合器28可选择性地接合以将第四轴或互连构件48与第三轴或互连构件46连接。
第一制动器32可选择性地接合以将第九轴或互连构件60与静止构件或变速器壳体50连接以限制构件60相对于变速器壳体50的旋转。第二制动器34可选择性地接合以将第六轴或互连构件54与静止构件或变速器壳体50连接以限制构件54相对于变速器壳体50的旋转。第三制动器36可选择性地接合以将第三轴或互连构件46与静止构件或变速器壳体50连接以限制构件46相对于变速器壳体50的旋转。进而，被连接到每个连接构件的行星齿轮组的部件也因此被连接或限制。
现在参照图2和图3，将描述十一速变速器10实施例的操作。应该意识到变速器10能够以十一或更多的前进速度转矩比和至少一个后退速度或转矩比将转矩从输入轴或构件12传输到输出轴或构件22。每个前进和后退速度或转矩比是通过转矩传递机构（即，第一离合器24，第二离合器26，第三离合器28，第一制动器32，第二制动器34和第三制动器36）中的一个或多个的接合来获得，下面进行解释。
图3是真值表，其展示了被激活或接合以实现各种挡位状态的转矩传递机构的各种组合。框中的“X”表示特定的离合器或制动器被接合以实现期望的挡位状态。虽然还展示了各挡位状态的实际的用数字表示的传动比，但是应该意识到这些数值仅仅是示例性的并且它们可在显著范围上被调节以适应变速器10的各种应用和操作标准。当然，取决于所选择的齿轮直径、齿轮齿数和齿轮构造，其它的传动比也可实现。
例如为了建立后退挡位，第三离合器28，第一制动器32和第二制动器34被接合或激活。第三离合器28将第三轴或互连构件46与第四轴或互连构件48连接。第一制动器32将第九轴或互连构件60与静止构件或变速器壳体50连接以限制构件60相对于变速器壳体50旋转，这限制了行星齿轮架构件20B相对于变速器壳体50旋转。第二制动器34将第六轴或互连构件54与静止构件或变速器壳体50连接以限制构件54相对于变速器壳体50的旋转，这限制了太阳齿轮构件18C相对于变速器壳体50的旋转。同样，作为示例，如图3所示，通过离合器和制动器接合的不同组合实现十一个前进比。
另外，本发明考虑了通过图1和2的变速器可实现至少一个额外的后退挡位（REV2）。如在图3中所示，通过第一制动器32，第二制动器34和第三制动器36的选择性激活或接合实现第二后退传动比。第一制动器32将第九轴或互连构件60与静止构件或变速器壳体50连接以限制构件60相对于变速器壳体50的旋转，这限制了行星齿轮架构件20B相对于变速器壳体50的旋转。第二制动器34将第六轴或互连构件54与静止构件或变速器壳体50连接以限制构件54相对于变速器壳体50的旋转，这限制了太阳齿轮构件18C相对于变速器壳体50的旋转。第三制动器36将第三轴或互连构件46与静止构件或变速器壳体50连接以限制构件46相对于变速器壳体50旋转，这限制了太阳齿轮构件16C相对于变速器壳体50的旋转。
应该意识到前面对变速器10的十一速实施例的操作和挡位状态的解释假设，首先，在给出的挡位状态中为具体提及的所有离合器都是不工作的或脱离的，并且第二，在至少邻近的挡位状态之间的换挡期间，即挡位状态改变期间，在这两个挡位状态中都被接合或激活的离合器将保持接合或被激活。
在变速器10的各种实施方式中，电动马达8可被用于提供再生制动。在一些实施方式中，电动马达8可被用于以十一个前进传动比和一个或多个后退传动比中的每一个起动和驱动车辆。通过将发动机断开离合器9包含在轴或互连构件7和变速器输入轴12之间，电动马达8可被用于起动发动机6，潜在地消除对起动马达的需要。
另外，本发明考虑了变速器10的其它实施例，其具有第三离合器28的不同互连，如在图4A、4B、5A、5B、6A和6B中所示。例如，在图4A中变速器10’具有第三离合器28，其选择性地将第二行星齿轮组16的第二节点16B与第二行星齿轮组16的第一节点16A互连。在图4B中，变速器10’具有第三离合器28，其选择性地将第二行星齿轮组16的行星齿轮架构件16B与第二行星齿轮组16的齿圈构件16A互连。在图5A中，变速器10’’具有第三离合器28，其选择性地将第二行星齿轮组16的第三节点16C与第二行星齿轮组16的第一节点16A互连。在图5B中，变速器10’’具有第三离合器28，其选择性地将第二行星齿轮组16的太阳齿轮构件16C与第二行星齿轮组16的齿圈构件16A互连。在图6A中，变速器10’’’具有第三离合器28，其选择性地将第二行星齿轮组16的第三节点16C与第二行星齿轮组16的第二节点16B互连。在图6B中，变速器10’’’具有第三离合器28，其选择性地将第二行星齿轮组16的太阳齿轮构件16C与第二行星齿轮组16的行星齿轮架构件16B互连。
在本发明的又一实施例中，变速器10、10’、10’’和10’’’可具有输入轴或构件12，其被连接到变矩器或直接连接到发动机。在输入轴被直接连接到发动机并且没有提供变矩器的情况下，第三离合器28被用作车辆起动离合器。例如，当以第一挡从静止起动车辆时，第一离合器26和第一制动器32被接合而允许第三离合器28打滑（通过未被完全接合）。为了起动车辆，第三离合器28被完全接合。当车辆处于静止并且被换挡到倒车挡时，第一制动器32和第二制动器34被接合并且允许第三离合器28打滑，直到第三离合器被完全接合并且车辆以倒车挡被起动。第三离合器28可被改进以增加耐久性、尺寸等以用作摩擦起动离合器。
本发明的描述本质上仅仅是示例性的并且不脱离本发明精神的改变也认为在本发明的范围内。这种改变不应被认为是脱离本发明的精神和范围。

Claims (19)

1.一种车辆的动力系，该动力系包括：
用于产生发动机驱动转矩的发动机；
变速器，其具有输入构件和输出构件，其中该变速器还包括：
第一、第二、第三和第四行星齿轮组，每一个都具有第一、第二和第三构件；
三个互连构件，它们连续地将第一、第二、第三和第四行星齿轮组的一个构件与第一、第二、第三和第四行星齿轮组的另一构件互连；以及
六个转矩传递机构，其中该六个转矩传递机构中的三个每一个都可选择性地接合以将第一、第二和第三构件中的至少一个与第一、第二、第三构件中的至少另一个互连并且其中该六个转矩传递机构中的三个每一个都可选择性地接合以将第一、第二和第三构件中的至少一个与静止构件互连，并且其中该六个转矩传递机构可选择性地以至少三个为组合地接合，以建立在输入构件和输出构件之间的多个前进速比和至少一个后退速比；
其特征在于，还包括
断开离合器，其连接到发动机和变速器的输入构件以选择性地将发动机连接到该输入构件从而将发动机驱动转矩提供到变速器的输入构件；以及
电动马达，用于产生电动马达驱动转矩，其中该电动马达被连接到变速器的输入构件以选择性地提供电动马达驱动转矩到变速器的输入构件;
其中变速器的所述三个互连构件还包括连续地将第一行星齿轮组的第二构件与第三行星齿轮组的第一构件互连的第一互连构件，连续地将第一行星齿轮组的第三构件和第二行星齿轮组的第二构件互连的第二互连构件以及连续地将第二行星齿轮组的第一构件互连到第三行星齿轮组的第二构件和第四行星齿轮组的第三构件的第三互连构件。
2.如权利要求1所述的动力系，其中变速器的所述六个转矩传递机构中的第一个可选择性地接合以将第一行星齿轮组的第一构件和输入构件互连到第四行星齿轮组的第二构件。
3.如权利要求2所述的动力系，其中变速器的所述六个转矩传递机构中的第二个可选择性地接合以将第一行星齿轮组的第二构件和第三行星齿轮组的第一构件互连到第四行星齿轮组的第二构件。
4.如权利要求3所述的动力系，其中变速器的所述六个转矩传递机构中的第三个可选择性地接合以将第二行星齿轮组的第一构件和第三行星齿轮组的第二构件互连到第二行星齿轮组的第三构件。
5.如权利要求3所述的动力系，其中变速器的所述六个转矩传递机构中的第三个可选择性地接合以将第二行星齿轮组的第一构件和第三行星齿轮组的第二构件互连到第二行星齿轮组的第二构件。
6.如权利要求3所述的动力系，其中变速器的所述六个转矩传递机构中的第三个可选择性地接合以将第二行星齿轮组的第二构件和第一行星齿轮组的第三构件互连到第二行星齿轮组的第三构件。
7.如权利要求4所述的动力系，其中变速器的所述六个转矩传递机构中的第四个可选择性接合以将第四行星齿轮组的第二构件与静止构件互连。
8.如权利要求7所述的动力系，其中变速器的所述六个转矩传递机构中的第三个处于部分接合状态并且所述六个转矩传递机构中的第一个和所述六个转矩传递机构中的第四个处于完全接合状态以起动车辆。
9.如权利要求7所述的动力系，其中变速器的所述六个转矩传递机构中的第五个可选择性接合以将第三行星齿轮组的第三构件与静止构件互连。
10.如权利要求8所述的动力系，其中变速器的所述六个转矩传递机构中的第六个可选择性接合以将第二行星齿轮组的第三构件与静止构件互连。
11.如权利要求1所述的动力系，其中变速器的输入构件被连续地连接以随着第一行星齿轮组的第一构件共同旋转。
12.如权利要求1所述的动力系，其中变速器的输出构件被连续地连接以随着第四行星齿轮组的第一构件共同旋转。
13.如权利要求1所述的动力系，其中第一行星齿轮组的第一构件、第二行星齿轮组的第三构件、第三行星齿轮组的第三构件和第四行星齿轮组的第三构件是太阳齿轮、第一、第二、第三和第四行星齿轮组的第二构件是齿轮架构件并且第一行星齿轮组的第三构件、第二行星齿轮组的第一构件、第三行星齿轮组的第一构件和第四行星齿轮组的第一构件是齿圈。
14.一种机动车的动力系，该动力系包括：
用于产生发动机驱动转矩的发动机；
变速器，其具有输入构件和输出构件，其中该变速器还包括：
第一、第二、第三和第四行星齿轮组，每一个都具有太阳齿轮、齿轮架构件和齿圈；
第一互连构件，其连续地互连第一行星齿轮组的齿轮架构件和第三行星齿轮组的齿圈；
第二互连构件，其连续地互连第一行星齿轮组的齿圈和第二行星齿轮组的齿轮架构件；
第三互连构件，其连续地将第二行星齿轮组的齿圈互连到第三行星齿轮组的齿轮架构件和第四行星齿轮组的太阳齿轮；
第一转矩传递机构，其可选择性接合以将第一行星齿轮组的太阳齿轮和输入构件互连到第四行星齿轮组的齿轮架构件；
第二转矩传递机构，其可选择性接合以将第一行星齿轮组的齿轮架构件和第三行星齿轮组的齿圈互连到第四行星齿轮组的齿轮架构件；
第三转矩传递机构，其可选择性接合以将第二行星齿轮组的齿圈和第三行星齿轮组的齿轮架构件互连到第二行星齿轮组的太阳齿轮；
第四转矩传递机构，其可选择性地接合以将第四行星齿轮组的齿轮架构件与静止构件互连；
第五转矩传递机构，其可选择性地接合以将第三行星齿轮组的太阳齿轮与静止构件互连；以及
第六转矩传递机构，其可选择性地接合以将第二行星齿轮组的太阳齿轮互连到静止构件，并且其中所述六个转矩传递机构可选择性地以至少三个为组合地接合以建立在输入构件和输出构件之间的多个前进速比和至少一个后退速比；
其特征在于，还包括
断开离合器，其连接到发动机和变速器的输入构件以选择性地将发动机连接到该输入构件从而将发动机驱动转矩提供到变速器的输入构件；
电动马达，用于产生电动马达驱动转矩，其中该电动马达被连接到变速器的输入构件以选择性地提供电动马达驱动转矩到变速器的输入构件；以及
控制器，其与发动机、变速器、断开离合器和电动马达通信，其中该控制器被构造成执行控制逻辑以控制动力系的操作。
15.如权利要求14所述的动力系，其中控制逻辑还包括部分地接合变速器的第三转矩传递机构的第一控制逻辑和完全接合第一转矩传递机构的第二控制逻辑和完全接合第四转矩传递机构的第三控制逻辑以起动车辆。
16.如权利要求15所述的动力系，其中控制逻辑还包括第四控制逻辑，其用于接合断开离合器以在发动机没有运行时将发动机连接到变速器的输入构件。
17.如权利要求16所述的动力系，其中控制逻辑还包括用于激活电动马达以起动发动机的第五控制逻辑。
18.如权利要求14所述的动力系，其中输入构件被连续地连接以随着第一行星齿轮组的太阳齿轮共同旋转。
19.如权利要求14所述的动力系，其中输出构件被连续地连接以随着第四行星齿轮组的齿圈共同旋转。
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