CN104002653B - 混合动力车辆及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种混合动力车辆，其具有动力传动系，所述动力传动系包括具有行星齿轮组的变速器，所述行星齿轮组具有第一、第二和第三构件。发动机被连接为与第一构件一致旋转。第一最终驱动器可操作地与齿轮架构件连接并与第一轴连接。第一电动机‑发电机被连接为与第三构件一致旋转。第二电动机‑发电机操作地连接为与其中一个轴成比例地旋转。第一离合器选择性地可接合，以连接构件中的任意两个，用于使其彼此一致旋转。当恒星齿轮构件静止时，行星齿轮组提供第二构件的速度与发动机速度的减速传动比。

Description

混合动力车辆及其控制方法

技术领域

本教导涉及具有混合动力变速器的车辆以及其控制方法。

背景技术

车辆可以配备有一个或多个前轮、和一个或多个后轮。车辆可配备有发动机，其产生轴功率以驱动车辆。车辆可配备有变速器，用于将来自发动机输出的、处于相对低的扭矩和高的速度的轴功率转换为相对高的扭矩和低的速度，以驱动一个或多个车轮。车辆可配备有轴，用于将来自变速器的轴功率传递到一个或多个车轮。使用发动机、变速器和轴仅驱动前轮或仅驱动后轮可能是有利的，特别是考虑到机械简单性时。驱动全部车轮可能是有利的，特别是考虑到在多种周围环境条件中的操作时。

在基本没有风的情况下推进轮式车辆以稳定速度行进跨过一水平表面的力可以在数学上使用与车辆速度有关的三项表示，其通常称为F0、F1和F2。所述力可以大约为F0项、F1项乘以车辆速度、和F2项乘以车辆速度的平方的和。F0项与干摩擦有关，F1项与粘性摩擦有关，F2项与空气动力阻力有关。这些项理论上全部大于零，且在实验地发现时基于测量值总体地计算为大于零。由此，在没有风的情况下以稳定速度在水平平面上推进车辆的力大约是速度的抛物线函数。通过一个或多个车辆轮的牵引而驱动车辆所需要的旋转扭矩因此近似车辆轮的旋转速度的抛物线函数。

产生轴功率的发动机可能能够在以一速率燃烧燃料时输出跨一定范围的旋转输出速度和跨一定范围的输出扭矩，所述速率是速度和扭矩的可预知函数。例如，当前的内燃往复-活塞式或旋转-活塞式发动机可能能够以可接受的平滑度运转并在怠速之上产生一定量的轴扭矩输出，且可能能够在没有损害且产生一定量的轴扭矩输出的情况下运转直到最大发动机速度。来自示例发动机的轴扭矩输出的量可从其发动机油门完全敞开时的最大值变动至其发动机油门在特定速度下关闭时的零。最大轴扭矩，通常称为“扭矩曲线”，在一定速度范围内可以在大小方面类似，即相对“平坦”，所述速度范围是从怠速速度到最大发动机速度的总速度范围的一部分。

对于给定量的被消耗燃料所产生的轴功的量，即发动机将燃料的潜能转换为轴功的效率，随着操作扭矩和速度而改变。如果对于所有操作条件，燃料和空气的比例保持基本不变，例如平衡，则使用火花点火且遵循包括Otto或Atkinson的四冲程循环的发动机的效率通常在油门完全敞开的情况下（即处于最大扭矩时）最大，且在零输出扭矩下降低到零效率。添加有额外燃料的混合物通常允许操作为使得输出扭矩超过在平衡或稀薄混合物的情况下可获得的最大值，但是通过额外燃料的使用，发动机的效率被降低。对于燃料效率和清洁排放至关重要的车辆，通常发动机将被控制为在基本平衡或略微稀薄的混合物的情况下操作，用于所有扭矩水平和所有速度，除了允许发动机产生其最大功率的高扭矩和高速度的组合以及接近该组合的速度和扭矩。

火花点火的发动机可操作为以替代油门的可替代的方式控制或改变扭矩，这可能当扭矩被降低而低于其最大值时降低发动机效率，尽管是以较小的幅度。例如，发动机可能具有配备有进气阀的汽缸，且这些阀的打开和闭合的正时或持续时间或这些阀的打开的距离（通常称为“提升（lift）”）可被改变，以控制进入每个汽缸的空气或空气和燃料混合物的量。改变进气阀的正时从而它们保持打开并允许一些空气或空气燃料混合物在进气冲程（即较晚的进气阀关闭合）之后从每个汽缸逸出，，可以导致更小的效率损失，因为在进气冲程期间不要求活塞通过一定约束抽吸空气或空气-燃料。然而，通常，将进入汽缸的空气的量减少至低于特定水平将减少气体的净膨胀，并由此显著降低发动机效率。

压燃发动机通常简单地通过改变被引入到其汽缸或其他工作腔室的燃料量而被控制。压缩比足够高，且燃料性质使得，当在大部分压缩冲程之后燃料被引入到汽缸内时，燃料的燃烧发生在单个燃料液滴周围。在整个腔室内维持燃料和空气的有利混合以令火焰从燃烧的火花源跨过腔室是不必要的。因此，不需要通过油门或其他方式限制空气进入发动机，膨胀比被保持，且在任何给定速度下跨扭矩值的宽范围效率相对平坦。为了改变或控制压燃式发动机的扭矩输出，被引入汽缸的燃料的量可在零和预定最大燃料量之间改变，所述最大燃料量可被燃烧，而在排气中不存在可见的或者过量的烟或其他未燃烧燃料。

变速器通常设置在轮式车辆中，作为从发动机到轮的操作性连接的一部分。当前车辆通常具有变速器，有时称为“驱动桥（transaxle）”，其包括一个或多个用于在从发动机到轮的多种速度和扭矩比中进行选择的装置、具有固定的速度和扭矩比的最终传动齿轮机构、和通过轴的两个半部连接到左和右车轮的轴差速器。这样的变速器包括在车辆中，以将来自发动机输出轴的速度和扭矩输出转换为更小的速度和更大的扭矩（其更适用于转动轴和轮）,以由此驱动车辆。变速器通常提供四种和八种之间的不同的可选比例，不考虑变速器部件的摩擦或惯性时每一个比例既是发动机速度和至最终驱动器的输入速度的比例，又是最终驱动器的输入扭矩和发动机扭矩的比例。速度和扭矩的不同的可选比例被包括，以允许车辆跨宽的速度范围加速，和以所述范围内的高于某最小巡航速度的任何速度巡航，所述最小巡航速度通常是最大巡航速度的三分之一或更小。

发明内容

混合动力车辆具有第一轴、第二轴、包括发动机和变速器的动力传动系、第一电动机-发电机、和第二电动机-发电机。第一电动机-发电机通过功率逆变器电连接到第二电动机-发电机，所述功率逆变器还连接到能量存储装置。

变速器包括具有第一、第二和第三构件的行星齿轮组，其包括（以任意顺序）恒星齿轮构件、环齿轮构件和齿轮架构件，所述齿轮架构件支撑多个小齿轮，所述小齿轮与恒星齿轮构件和环齿轮构件啮合。发动机被连接为与行星齿轮组的第一构件一致旋转。变速器还具有第一最终驱动器，该第一最终驱动器具有第一构件和第二构件，所述第一构件可操作地连接以与行星齿轮组的第二构件同步旋转，所述第二构件被连接为与第一轴一致旋转。第一电动机-发电机被连接为与行星齿轮组的第三构件一致旋转。第一离合器选择性地可接合以连接恒星齿轮构件、齿轮架构件和环齿轮构件中的任意两个，用于彼此一致旋转。当第一电动机-发电机不在旋转且由此第三构件不在旋转时，行星齿轮组提供行星齿轮组的第二构件的速度与发动机速度的减速传动（underdrive）比。第二电动机-发电机可连接用于与其中一个轴成比例地旋转。

混合动力车辆具有第一轴的扭矩与发动机的扭矩的第一比例，此时第一离合器不被接合，第一电动机-发电机被供能以在行星齿轮组的第三构件上施加扭矩，且第二电动机-发电机空转。

当第一离合器接合时，混合动力车辆具有第一轴的扭矩与发动机扭矩的第二比例，其低于第一比例。由此混合动力车辆在第一离合器不被接合时在功率-分流操作模式（即输入-分流操作模式）中操作，且在第一离合器被接合时在混合动力平行操作模式中操作。

在混合动力车辆如上所述地配置的情况下，接合第一离合器由此允许以等于第二扭矩比的速度比巡航，其超出第一电动机-发电机将停止旋转（即机械点）的发动机速度与车轮速度的速度比。在第一电动机-发电机不要求电池功率且不要求来自第二电动机-发电机的功率（其将阻止第二轴的旋转，由此为“通过道路功率”）的情况下，实现以通过第一离合器的接合而建立的该速度比巡航。以通过第一离合器的接合而建立的该速度比巡航，这导致比多个单个模式输入-分流混合动力（其在巡航时要求来自电动机-发电机的循环电功率）更低的电损失。当在第一离合器接合的情况下巡航时，令车辆加速将以和车辆速度的增加的直接的比例增大发动机速度，为车辆驾驶员提供关联的感受，所述感受是其中发动机速度不与驾驶员输入所要求的加速度相关的动力传动系所不能实现的。

在一个实施例中，在第二扭矩比下，发动机操作为没有油门调节、来自发动机的扭矩不超出以稳定速度推进车辆所必须的扭矩、且第二电动机-发电机空转。其中第一离合器不被接合的第一扭矩比是第一轴扭矩与发动机扭矩的比，其大于离合器被接合的第二扭矩比。由此，其中离合器被接合的混合动力平行操作模式对于稳态操作是有效的，且其中离合器不被接合的输入-分流操作模式对于车辆的加速是适合的。

在一些实施例中，动力传动系还包括电驱动模块，该电驱动模块包括第二电动机-发电机。电驱动模块还包括具有第一构件和第二构件的第二最终驱动器，所述第一构件操作地连接用于与第二电动机-发电机一致旋转，所述第二构件由第一构件驱动且被连接为与第二轴一致旋转。

如果第二离合器被设置为选择性地可接合以连接行星齿轮组的第二构件用于与第一最终驱动器的第一构件一致旋转，即，如果第一最终驱动器选择性地可从行星齿轮组断开，则当第二离合器不被接合时可实现混合动力顺序操作模式。另外，第一电动机-发电机可被用来在第二离合器不被接合时起动发动机。还可以实现纯电动操作模式。控制器操作地连接到电动机-发电机和离合器，并执行被存储的算法，以建立动力传动系的各种操作模式。

本发明的上述特征和优势及其他特征和优势将从用于实施本发明的最佳模式的以下详细描述连同附图时显而易见。

附图说明

图1是具有混合动力电动动力传动系的车辆的示意图，所述动力传动系连接到第一轴和第二轴，包括发动机、变速器和后驱动模块。

图2是图1的混合动力电动动力传动系的杆式图形式的示意图。

图3是图1的第一轴和变速器、发动机的替代实施例的杆式图形式的示意图。

图4是具有替代的混合动力电动动力传动系的车辆的替代实施例的杆式图形式的示意图。

具体实施方式

参考附图，其中在若干幅视图中相同的附图标记表示相同的部件，图1示意性地示出了混合电动车辆10，其具有第一轴12和第二轴16，所述第一轴连接到第一对车轮14，所述第二轴在车辆10上与第一轴纵向地间隔，且连接到第二对车轮18。第一轴12和第二轴16在这里还称为驱动轴。尽管在所示实施例中每个轴12、16分别被连接到一对车轮14、18用于一致旋转，但在其他实施例中，轴12、16中的任一个可配置为驱动仅一个轮，比如如果车辆10配置为具有车轮电动机，或车辆10是三轮车。在一个实施例中，车轮14是前轮，车轮18是后轮。在图1中，车轮14、18显示为具有附接的轮胎19。每个轴12、16具有两个分开的轴部分，其经由相应的差速器15、17连接。差速器使得，每个轴12、16的速度是其两个分开的轴部分的速度的平均值，且每个轴12、16的扭矩是其两个分开的轴部分的扭矩的和，如本领域人员容易理解的。每个车轮14、18具有摩擦制动机构20，如所示为盘式制动器。第一轴12可连接到混合动力电动变速器22，第二轴16可连接到电驱动模块24。混合动力电动变速器22、发动机26、能量存储装置70、控制器64和电驱动模块24共同建立混合动力传动系27，所述混合动力传动系配置为提供各种操作模式用于推进车辆10，而不在第二轴16上产生拖拽扭矩。

混合动力电动变速器22连接到发动机26，所述发动机具有输出轴28和发动机减震器30。变速器22包括输入轴32、为非复合的行星齿轮组40的差速齿轮组、为齿轮组的第一最终驱动器50、和轴差速器15。行星齿轮组40包括中心恒星齿轮构件42、旋转地支撑多个小齿轮47的齿轮架构件46、和环齿轮构件44。在所示实施例中，环齿轮构件44是第一构件，齿轮架构件46是第二构件，恒星齿轮构件42是行星齿轮组40的第三构件。在所示实施例中，每个小齿轮47与环齿轮构件44和恒星齿轮构件42二者啮合。然而，在其他实施例中，可以使用双-小齿轮的行星齿轮组，其中第一组小齿轮与环齿轮构件44啮合，第二组小齿轮与第一组小齿轮和恒星齿轮构件42啮合。单独一组小齿轮47或是两组小齿轮在这里都称为多个小齿轮。第一最终驱动器50包括第一齿轮52、和与第一齿轮52啮合的第二齿轮54。第二齿轮54被连接为与差速器15的部件一致旋转，如本领域技术人员所理解的。最终驱动器50可以替代地是链条，其与旋转的链轮接合，或是替代啮合齿轮的机械元件的组合。

变速器22包括第一电机60，在这里称为电动机-发电机60，但在一些实施例中，其可配置为仅作为发电机操作，即，不配置为作为电动机操作。在其他实施例中，第一电机60在不同的操作模式中作为电动机或作为发电机操作。电动机-发电机60具有电缆62，所述电缆将电动机-发电机60电连接到电子控制器64。第一电动机-发电机60包括可旋转的转子和固定的定子，布置为在定子和转子之间具有空气间隙，如已知的。然而，附图中为了清晰起见，第一电动机-发电机60被表示为简单的图框。电动机-发电机60的定子经由轴61连接，以与恒星齿轮构件42同步旋转。控制器64还包括一体的整流器，以将第一电动机-发电机60提供的交流电流转换为可被存储在能量存储装置70（比如推进电池，通过电缆62连接到控制器64）中的直流电流。在电动机-发电机60作为电动机操作的实施例中，控制器64还包括一体的功率逆变器，用于将来自能量存储装置70的直流电流转换为交流电流，用于操作第一电动机-发电机60。整流器或功率逆变器可替代地是与控制器64分开的部件。

变速器22包括第一旋转离合器67，其选择性地可通过控制器64接合，以连接恒星齿轮构件42使其与齿轮架构件46同步旋转，从而行星齿轮组40的全部构件同步旋转。离合器67还被称为锁止离合器。变速器22进一步包括第二旋转离合器68，其选择性地可由控制器64接合，以联接齿轮架构件46使其与第一最终驱动器50的第一齿轮52一致旋转。如这里所使用的，当机械连接要求部件以相同的速度旋转、包括零速度旋转（即当部件被保持静止）时，两个部件被连接为“共同旋转”、“一致旋转”和“同步旋转”。离合器68与输入轴32同中心，但不被连接为与输入轴32共同旋转。即离合器68作为套筒围绕输入轴32。

电驱动模块24包括第二最终驱动器72，该第二最终驱动器是具有第一齿轮74和与第一齿轮74啮合的第二齿轮76的齿轮组。第二齿轮76与轴差速器17的一部分共同旋转，如本领域技术人员所理解的。最终驱动器72，替代一对啮合齿轮，可以是与旋转链轮接合的链，或行星齿轮组，或机械元件的组合。

电驱动模块24还包括第二电机80，在这里称为第二电动机-发电机80，其可作为电动机操作以推进混合动力车辆10，或作为发电机以辅助其推进或提供制动或辅助制动。第二电动机-发电机80具有电缆62，所述电缆将其电连接到控制器64。第二电动机-发电机80包括可旋转的转子和固定的定子，布置为在定子和转子之间具有空气间隙，如已知的。然而，附图中为了清晰起见，第二电动机-发电机80被表示为简单的图框。控制器64还包括一体的功率逆变器，以将来自能量存储装置70的直流电流转换为交流电流，用于操作第二电动机-发电机80，并将来自电动机-发电机80的交流电流转换为可存储在能量存储装置70中的直流电流。

第二轴16，类似于第一轴12，实际上由两个轴组成，通常称为半部轴，该半部轴被连接到相应的轴差速器15、17内的齿轮，例如锥齿轮，如本领域技术人员所理解的。当沿直线行驶时，在没有车轮打滑的情况下，轴差速器15和轴12的两个半部全部像其为一体的单元一样旋转，与轴差速器17和轴16的两个半部一样。这些旋转部分的共同速度被称为轴速度。在绕曲线行进或车轮打滑时，轴12的两个半部可能以彼此不同的速度旋转。差速器15的连接用于与最终驱动器50的第二齿轮54共同旋转的部分以轴12的两个半部的平均速度旋转，其称为轴速度。类似地，如果轴16的两个半部以不同的速度旋转，则两个速度的平均值称为轴16的速度。由此，尽管差速器15或17允许轴部分12或16在特定操作条件下以不同速度旋转，每个轴部分维持被连接为与安装于其上的相应车轮14或18一致旋转。因此，如这里所使用的，轴12被认为是连接用于与车轮14一致旋转，且轴16被连接为与车轮18一致旋转。

应意识到，尽管单个控制器64被示出且被描述为操作地连接到电动机-发电机60、80二者、发动机26和离合器67、68，但是多个不同的控制器（全部配置为彼此通信）可专用于这些部件中的一个或多个。在一些实施例中，控制器64可包括一体的功率逆变器，来以对应于每个电动机-发电机操作速度的频率为每个电动机-发电机60、80供应交流电流，如已知的。控制器64可被用来从第一电动机-发电机60接收电功率，和将电功率传递到第二电动机-发电机80。

变速器22中的行星齿轮组40被作为差速器齿轮组使用。即，三个同轴旋转元件中的每一个：恒星齿轮构件42、齿轮架构件46、和环齿轮构件44可以同时旋转，使得齿轮架构件46的速度是恒星齿轮构件42和环齿轮构件44的加权平均值，其由恒星齿轮构件42和环齿轮构件44上的齿数加权。在图1中，恒星齿轮构件42被连接为与第一电动机-发电机60一致旋转，环齿轮构件44被连接为与输入轴32一致旋转且由此与发动机输出轴28一致旋转，且齿轮架构件46被连接到旋转离合器68的一侧，且由此在离合器68被接合时选择性地被连接为与最终驱动器50的第一齿轮52一致旋转。

在图1所示的实施例中，发动机26是以汽缸90作为发动机工作腔室的内燃发动机类型。在特定实施例中，发动机26具有沿曲轴28布置的四个汽缸90。如已知的，阀可被用来允许空气或空气-燃料混合物进入每个汽缸90和从汽缸90排出燃烧产物（为进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程的四冲程循环的示例性发动机操作的一部分）。在一些实施例中，发动机26可被装配为选择性地操作一个或多个汽缸90，比如通过打开阀并允许空气或空气燃料混合物进入一个或多个汽缸90，同时空气或燃烧产物保持收集在发动机26的其他汽缸90中。这可称为汽缸停缸。发动机26可以是火花点火发动机或是压燃（即柴油）发动机。

在图2的实施例中，当离合器67被接合且离合器68不被接合时，电动机-发电机60可被用来起动发动机26。类似地，在图3的实施例中，当制动器66被接合以将齿轮架构件46固接到如图3所示的静止构件65时，电动机-发电机60可被控制而作为电动机操作以起动发动机26。如果设置有起动电机82来起动发动机26，则不需要使用电动机-发电机60作为起动发动机26的电动机，且电动机-发电机60可以配置为仅作为发电机操作。在这样的实施例中将不可获得纯电动、全轮驱动的操作模式，且将不设置图3的保持发动机26静止的可选输入制动器69。在设置有专用发动机起动电动机的实施例中，不需要制动器66提供反作用扭矩以用于利用电动机-发电机60来起动发动机26，因此，不必须提供制动器66。此外，在设置有专用的发动机起动器的实施例中，在起动发动机时不需要通过行星齿轮组40传递扭矩，因此，用于从最终驱动器50断开行星齿轮组40的离合器68是不必要的，因此不需要为此目的而设置离合器68，但如果需要本文所描述的混合动力连续模式，则将设置离合器68。在所描述的全部实施例中，车辆10可以由第二电动机-发电机80驱动，所述第二电动机-发电机用作电动机并接收来自电池70的电功率，其中通过允许第一电动机-发电机60空转，发动机26在纯电动操作模式中被停止。

当离合器67不被接合，且离合器68被接合时，通过变速器22（或图3的变速器122）的第一固定扭矩比被提供，第一电动机-发电机60提供扭矩以保持行星齿轮组40平衡，且第二电动机-发电机80空转。对于本领域技术人员，来自第一电动机-发电机60的扭矩可描述为向来自输入轴32的扭矩提供反作用扭矩，以通过行星齿轮组40将来自输入轴32的扭矩传递到最初驱动器50并由此到第一轴12，此时离合器67不被接合。当离合器67被接合且离合器68被接合时，通过变速器22（或图3的变速器122）的第二固定扭矩比被提供。在离合器67接合的情况下，不需要来自第一电动机-发电机60的扭矩来保持行星齿轮组的平衡，因此，第二固定扭矩比被限定为没有来自电动机-发电机60的扭矩且其中第二电动机-发电机80空转。如这里所述，第二固定扭矩比具有比第一固定扭矩比更低的数值。在一个说明性示例中，第一扭矩比是3：1，且第二扭矩比是2：1。即，在该说明性示例中，理论上，根据齿轮比，且不包括变速器22中的非意图的摩擦时，在锁止离合器67不被接合的情况下第一轴12上的扭矩是来自输入轴32的扭矩的三倍，且在锁止离合器67接合的情况下第一轴12上的扭矩是来自输入轴32的扭矩的两倍。第一固定扭矩比与第二固定扭矩比之间的阶梯比（step ratio）为1.5。该阶梯比适用于两个固定扭矩比之间的舒适的切换，且在当前车辆上的多速变速器的阶梯比的范围内，其通常在1.1至2.0之间。

图2以示意的形式示出了混合动力车辆10的一部分，包括混合动力变速器22和电驱动模块24。变速器22被连接到发动机26和第一轴12。行星齿轮组40被以杆的形式示出，以显示恒星齿轮构件42、行星齿轮架构件46和环齿轮构件44之间的扭矩和速度关系。第一最终驱动器50被图示为一对圆，指示啮合的齿轮或具有类似功能的布置，以显示通过最终驱动器50实现的从环齿轮构件44到第一轴12的扭矩增加和速度降低。电驱动模块24被图示为一对圆，以显示通过第二最终驱动器72从电动机-发电机80到轴16的扭矩增加和速度降低。

在图2的混合动力变速器22的实施例中，发动机26被连接为与环齿轮构件44同步旋转，电动机-发电机60被连接为与恒星齿轮构件44同步旋转，旋转离合器68操作地连接到齿轮架构件46，且旋转离合器67操作地连接到恒星齿轮构件42和齿轮架构件46。如果电动机-发电机60的转子部分静止，旋转离合器67不被接合且旋转离合器68被接合，则从发动机26到第一轴12的速度比等于环齿轮构件44的速度除以齿轮架构件46的速度并乘以最终驱动器50的齿轮比，所述齿轮比为第二齿轮54的齿数除以第一齿轮52的齿数。如果环齿轮构件44的齿数除以恒星齿轮构件42的齿数的比值为R，则在该情况中通过行星齿轮组40的速度比是（R+1）/R。R总大于1，因此通过行星齿轮组40（其中恒星齿轮构件42静止且旋转离合器67不被接合）的速度比总大于1。这称为“减速传动”，因为行星齿轮组40向最终驱动器50的输出件（即齿轮架构件46）的速度小于从发动机26至行星齿轮组40的输入件的速度（即环齿轮构件44的速度）。在恒星齿轮42静止的情况下，速度被降低，且当离合器67不被接合时，通过行星齿轮组40从环齿轮44输入到齿轮架46输出，扭矩被增加。当旋转离合器67被接合时，通过行星齿轮组40的速度比为1，且可以称为“直接传动”。因为行星齿轮组40提供从发动机26到第一轴12的减速传动比，且变速器22提供用于直接传动比的锁止离合器67，电动机-发电机60可被控制为作为发电机操作，以从车辆起动提供通过变速器22的连续可变的速度比，差不多达到恒星齿轮42静止的速度比，且在离合器67接合后变速器22可提供高于其中恒星齿轮42静止的速度比的速度比，而不存在循环的功率，即不要求第二电动机-发电机80用作发电机以将电功率提供到第一电动机-发电机60。电动机-发电机60可被控制为在不使用电池功率的情况下仅具有负速度（即被控制为仅沿与输入构件32的旋转方向相反的方向旋转），或在电动机-发电机60使用电池功率的情况下可建立恒星齿轮构件42的零速度或正速度。由此，如果电动机-发电机60不需要从电动机-发电机80获得能量来进行该动作，则齿轮架构件46的速度可被增大到正值，即如果可获得电池功率且控制器64根据存储的算法确定以此方式其将被有效利用。

在恒星齿轮构件42静止且旋转离合器68接合的情况下，混合动力变速器22的扭矩比（即轴12的扭矩比上输入轴32上的扭矩）与混合动力变速器22的速度比相同。通过测量，第一轴12的实际扭矩将略小于该扭矩比与来自发动机26的扭矩的组合所指示的值，因为混合动力变速器22内具有不可避免的摩擦和粘性损失。除去这些偶尔的摩擦损失，在离合器67不被接合的情况下，混合动力变速器22的扭矩比（即第一轴12的扭矩比上输入轴32的扭矩）是恒定的，即为单个值，其基于行星齿轮组40的齿轮齿数和最终驱动器50的链轮比或齿轮齿数。单个的恒定值也称为扭矩比的单个固定值，其不依赖电动机-发电机60的速度，尽管电动机-发电机60必须将扭矩提供到行星齿轮组40以在扭矩被施加到输入轴32时保持其关于扭矩平衡。作为对比，混合动力变速器22的速度比（即输入轴32的速度或发动机输出轴28的速度比上第一轴12的速度）是基于电动机-发电机60和恒星齿轮构件42的速度而连续可变的。如果离合器68被接合，则基于行星齿轮组40的齿轮的齿数和最终驱动器50的齿轮或链轮的齿数，输入轴32、第一轴12和电动机-发电机60的速度是彼此的线性组合。

变速器22中的行星齿轮比和最终驱动器齿轮比的组合可被选择为，当车辆10以稳定速度巡航时，允许发动机26操作，而不把进入发动机26的预定数量的汽缸90的空气或空气-燃料混合物限制在用于连续的发动机操作所需的最小速度附近。所述“用于连续的发动机操作所需的最小速度”是最小发动机速度，在该速度处，用于推进车辆10的发动机输出扭矩的预定平滑度和一致性被实现，其中特定数量的汽缸90燃烧，且具有油门的特定设置（如果存在）和燃料控制。例如，当输入轴32旋转时，被施加到变速器22中的输入轴32的来自减震器30的扭矩可能被要求为保持在扭矩的预定水平或平均扭矩水平的百分之20。该最小速度由大量的因素确定，所述因素可包括每个汽缸90的汽缸排量、每个汽缸90中获得的峰值压力、发动机26的往复运动惯量、发动机26的旋转惯量、和减震器30的弹簧刚度和旋转惯量。发动机26的输出扭矩部分地通过每个汽缸90中获得的峰值压力被确定，从而该最小速度可随着发动机扭矩的增大而增大。该最小速度还可能取决于最小基本点火频率，从而不受限操作中的汽缸越少则最小速度可能越高。

在一个非限制性实施例中，行星齿轮比和最终驱动器齿轮比可被选择为使得，发动机26可在没有油门调节的情况下在用于连续的发动机操作的最小发动机速度下操作，同时车辆以稳定速度巡航。即，前轴12扭矩比上输入轴32扭矩的扭矩比可以在变速器22的设计中被选择，从而，发动机26可以在宽范围的混合动力电动车轮10的稳定巡航速度内运行而没有油门调节，最低速度对应于在没有油门调节且离合器67和68接合的情况下用于连续操作发动机26的最小速度。在高于该最低速度的速度处，发动机26也可以在没有油门调节的情况下操作并以相同的扭矩比将扭矩提供到前轴12，但是在车轮14、16处可能要求更大的扭矩以驱动车辆10，可通过电动机-发电机60和/或可通过电驱动模块24提供该扭矩，在该电驱动模块中电动机-发电机80用作电动机，如下文进一步讨论。

如这里所使用的，“没有油门调节”和“不被油门调节”的意思是，在发动机（比如常规的使用油门控制其扭矩输出的火花点火发动机）的情况中，在油门处于完全敞开位置的情况下操作，也已知为“完全敞开油门”操作。压燃发动机不具有油门，但可仅使用燃料的控制来控制其扭矩输出。因此，对于压燃发动机来说，术语“没有油门调节”和“不被油门调节”表示燃料被控制用于最大扭矩或者任何其他扭矩输出的压燃发动机的操作。这里使用的术语“没有约束”和“不被约束”既适用于没有油门的火花点火发动机的操作，又适用于压燃发动机的操作，其中压燃发动机具有可在汽缸或其他工作腔室中被燃烧而不产生过量的烟或其他未燃烧燃料的预定最大量的燃料。

混合动力变速器22的第二固定扭矩比（由行星齿轮组40和最终驱动器50在离合器67和68被接合的情况下建立）、发动机26在没有油门调节的情况下产生的扭矩、以及车辆10产生的为其速度的函数的道路载荷（road load）确定车辆巡航速度，在所述巡航速度下混合动力变速器22将在电动机-发电机60和电驱动模块24二者都空转的情况下驱动车辆。如果这样的扭矩比高，则这样的速度就高；如果这样的比例低，则这样的速度就将低，因为道路载荷随着车辆10的速度增大而增大，而当发动机26的速度增大时在任何特定速度下可从发动机26获得的扭矩保持相对恒定。当离合器67和68接合时，较低的第二扭矩比被建立，其允许车辆10在发动机26处于连续操作且没有油门调节的情况下巡航，且电动机-发电机60和电驱动模块24或空转或在车辆速度的宽范围或定制范围内提供推进力。例如，在仅混合动力变速器22驱动车辆且发动机26油门完全敞开的情况下，车辆10可以以适中的速度（例如100千米每小时（kph））巡航，但在电驱动模块24也提供推进力的情况下，车辆10可以以最大车辆速度更快地（例如160kph）巡航，。

在离合器67、68接合的情况下，如果发动机速度不降低得低于用于连续操作的最小发动机速度，则车辆10可被装配为替代地以较低车辆速度巡航，其中发动机26处于没有油门调节的连续操作中，电动机-发电机60用作发电机，以产生电功率来为能量存储装置70充电。例如，在仅混合动力变速器22驱动车辆且发动机26处于油门完全敞开状态时，车辆10可以低的速度（例如60kph）巡航，同时使用电动机-发电机60来为能量存储装置70充电，因为来自发动机26的扭矩超出了以低速度克服车辆10的路面载荷所必须的扭矩。

在一个实施例中，在用于下列操作的发动机输出轴28的预定最小速度和预定最大发动机速度之间，发动机26被装配为在预定数量的汽缸90点燃且其余的汽缸90停缸的情况下操作并将扭矩传递到其输出轴28。第二固定扭矩比（其中离合器67和68被接合）通过混合动力变速器22的最终驱动器50的单个机械比（例如齿轮比或链轮比）而被固定和确定。第二扭矩比允许发动机26在汽缸90中的一些停缸时在完全敞开的油门下操作，其中车辆10以稳定速度巡航且电动机-发电机60和80空转。即，发动机26油门完全敞开的扭矩输出（其中其预定数量的汽缸90停缸），在被乘以通过变速器22并施加到轴12的第二扭矩比时，在以稳定速度经过平坦且水平的道路时，刚好足以克服车辆10的道路载荷。如果扭矩替代地通过电动机-发电机60或80之一施加，则车辆10将通过成比例的发动机速度稳定在更快或更慢的稳定速度：通过电动扭矩更快，通过产生扭矩更慢。在一个实施例中，通过第二扭矩比、发动机26油门完全敞开、其中预定数量的汽缸燃烧且电动机-发电机60和80空转情况下的车辆10的巡航速度使得，发动机26在其油门完全敞开操作、预定数量汽缸燃烧的最小操作速度附近操作。

在该实施例的一个说明性示例中，发动机26可被装配为依靠其四个汽缸90中的两个操作，在1800转每分钟（rpm）的速度（在完全敞开的油门下在两个汽缸停缸的情况下操作）以及6000rpm的速度（如在发动机输出轴28处测量的）之间。该示例中的混合动力变速器22的第二扭矩比等于最终驱动器50的机械比。最终驱动器50由两个齿轮52和54构成，其中齿轮54在其上具有齿轮52的两倍齿数，建立2.0的齿轮比，并通过接合离合器67和68建立通过变速器22的2.0的第二扭矩比。发动机26在油门完全敞开、两个汽缸停缸时的扭矩输出随着发动机速度而稍作改变，但不像车辆10的道路载荷随着车辆速度和因此轴12的旋转速度而改变那样剧烈。因此，通过第二扭矩比在发动机速度和车辆速度的特定组合下达到平衡，在该非限制性实施例中分别为2000rpm和100kph，其中电动机-发电机60和80空转。如果电动机-发电机60替代地使用来自能量存储装置70的功率提供电动机扭矩，则新的平衡被建立且发动机速度和车辆速度增加到2200rpm和110kph。如果电动机-发电机60替代地产生发电扭矩，提供功率到能量存储装置70，则发动机速度和车辆速度降低到1800rpm和90kph。

在实施例的这个说明性示例中，发动机26可以交替地通过混合动力变速器22的第二扭矩比点燃全部四个汽缸，所述第二扭矩比通过离合器67和68被接合且第一电动机-发电机60空转而建立，同时第二电动机-发电机80也空转。在全部四个汽缸点燃的情况下，发动机26可以将仅两个汽缸点燃的大约两倍的扭矩传递到输入轴32，因此在四个汽缸点燃的情况下在轴12处产生的扭矩在油门完全敞开时足以达到基本高于两个汽缸情况的巡航速度，例如为150kph，其中发动机26处于成比例的更高速度，比如2800rpm。另外，用于四汽缸点燃的发动机操作的最小速度可以更低，例如1000rpm，因此通过对发动机26进行油门调节（或以其他方式限制其输出），可以达到第二扭矩比下的宽范围车辆巡航速度，例如从50kph到150kph。

图3显示了示意形式的混合动力变速器122的替代布置。发动机26被连接为与环齿轮构件44一致旋转，第一电动机-发电机60被连接为与恒星齿轮构件42一致旋转，旋转的第一离合器67可接合以建立恒星齿轮构件42与齿轮架构件46的一致旋转，且旋转的第二离合器68和第一制动器66可操作地连接到行星齿轮架构件46。第一制动器66选择性地可接合，以将齿轮架构件46固接到静止构件65。输入制动器69可选择性地接合以将环齿轮构件44连接到静止构件65，由此保持环齿轮构件44和输入轴32静止。如果电动机-发电机60的转子静止，离合器67不被接合且旋转离合器68被接合，则变速器122的速度比（即输入轴32的速度与第一轴12的速度的比）等于环齿轮构件44的速度除以行星齿轮架构件46的速度乘以最终驱动器50的齿轮比，所述齿轮比为齿轮构件54的齿数除以齿轮构件52的齿数。如果环齿轮构件44上的齿数除以恒星齿轮构件42上的齿数的比值为R，则混合动力变速器122中的行星齿轮组40的速度比是（R+1）/R。R总大于1，因此行星齿轮组40（其中恒星齿轮构件42静止）的速度比总大于1。在离合器68接合且离合器67不被接合的情况下变速器122的扭矩比是恒定的值，而与发动机26的速度、电动机-发电机60的速度或第一轴12的速度无关。变速器122的扭矩比是恒定的值，其等于在电动机-发电机60静止的情况下的变速器的速度比。作为对比，变速器122的速度比不是恒定的，而替代地是通过改变电动机-发电机60的速度而连续可变的。

在一个实施例中，以非限制性示例的方式，在变速器的设计过程中可选择第一轴12到变速器122中的输入构件32的扭矩比（即其中离合器67被接合且离合器68被接合时的最终驱动器齿轮比），以当车辆10以稳定速度巡航时允许发动机26在用于连续有效的发动机操作所必须的最小速度（即上文所描述过的最小速度）处或在该最小速度附近操作。例如，行星齿轮比和最终驱动器齿轮比可被选择为使得，发动机26可沿预定的油门完全敞开的扭矩曲线以用于连续的发动机操作的最小速度操作，所述扭矩曲线与依靠预定数量的点燃汽缸操作的发动机26相关，此时车辆10以稳定速度巡航。

行星齿轮组40的齿轮比（即环齿轮构件44和恒星齿轮构件42上的相对齿数）与变速器22或122中最终驱动器50的齿轮比的组合与发动机26和车辆10具有特定关系。发动机操作速度的范围是从用于连续的发动机操作的最小速度到最大发动机速度。如果发动机26是火花点火式且配置用于汽缸停缸的内燃发动机，或如果发动机26是压燃发动机，比如柴油发动机，则没有油门调节的发动机26的全部或一些汽缸90的操作可以处于比从发动机26可获得的最大扭矩更少的扭矩，以允许通过变速器22或122的更大的扭矩比。

设计22或122使得，可以有利的是，发动机26可以在没有油门调节的情况下在离合器67和68接合时操作。“没有油门调节”地操作发动机26意思是，没有部分地限制空气或空气—燃料混合物向发动机26的没有停缸的（如果可以停缸）这些工作腔室中的一些或全部的流动。这种扭矩选择（即当离合器67和68被接合且电动机-发电机60静止时，第一轴12的扭矩到输入构件32的扭矩）消除了在巡航期间将功率提供到电动机-发电机60的需求，所述功率将需要从能量存储装置70获得，并将因此最终被耗尽，或从电驱动模块24中的电动机-发电机80获得，其将使得第二轴16和车辆10的向前运动相反地作用。替代地，在变速器22或122中，电驱动模块24中的电动机-发电机80可用作电动机，以帮助维持车辆10的运动，以当车辆在离合器67和68被接合的情况下加速时增加扭矩，或可以惯性滑行（其中电动机-发电机80的转子空转），而不对车辆10的运动施加任何实质性影响。

当电动机-发电机60以其转子的低旋转速度用作发电机时，其用作“自供能制动器”，但既不产生净电输出也不要求净电输入，即，此时电动机-发电机60产生恰好足够的电功率来阻止其自身旋转。如果电动机-发电机60不被用来起动发动机26，即，如果发动机26配备有其自身的起动电动机，比如图1中以虚线示出的可选的起动电动机82，则电动机-发电机60将不需要被装配为在任何车辆操作条件下作为电动机操作，而事实上可配置为仅作为发电机操作。这将允许控制器64的简化结构，因为具有一组受控开关的控制器通常被用来将当前的电动机-发电机操作为电动机，但仅能发电的电机（即发电机而不是电动机-发电机）仅需要整流器二极管来将交流电路转换为直流电路，这相比于包括必须有效地阻止直流电路的流动以产生交流电路的开关（比如功率晶体管）来说更不昂贵和复杂。

如果能量存储装置70达到充电的预定最大状态，同时发动机26接通且离合器67、68接合，控制器64可关闭发动机26，脱开离合器68，并控制电动机-发电机80作为电动机运作，使能量存储装置70放电，并推进车辆10。如这里所使用的，当没有燃料被供应用于在发动机26中燃烧时，发动机26“关闭”。当发动机26关闭时，发电机输出轴28仍可旋转。当能量存储装置70达到充电的预定最小状态时，控制器64将控制电动机-发电机60作为电动机运作，其中离合器67被接合以起动发动机26，并将继而接合离合器68，从而发动机26将再次推进车辆10，同时电动机-发电机60再次由控制器64控制为作为发电机运作，从而变速器22或122的所需速度比将被提供。即，在车辆以低的车辆速度巡航时，发动机26将间歇地运转。

在图3的变速器122中，当电动机-发电机60被控制为作为电动机操作以起动发动机26时，制动器66将被接合。当电动机-发电机60正在起动发动机26时，制动器69和离合器67以及68脱开。当发动机26被起动时，制动器66脱开。制动器66的脱开和离合器68的接合可以同时，允许制动器68和离合器66是爪形离合器，尽管它们可以替代地为片式离合器。

因为第二固定扭矩比（以及相对应的固定速度比）可经由第一离合器67的接合而获得，所以输入-分流操作模式中的操作（即当离合器67不被接合时）可被限制为这样的操作条件，其中在预定发动机效率处第一轴12的速度与发动机输出轴28的速度的正确速度比被维持，而发动机26的速度不低于其在发动机操作速度范围内的最小速度，且不使用来自能量存储装置70的功率。电动机-发电机80由此不需要在输入-分流模式期间作为发电机操作以提供电功率到电动机-发电机60，且后轴16将由此不在其被通过施加在第一轴12处的扭矩驱动时减缓车辆10。相反扭矩的这种条件与“穿行道路”功率循环相关，因为电动机-发电机80将需要使用轴14处的扭矩（即通过道路提供在车轮18处的扭矩）来妨碍车辆10的希望的运动，以提供扭矩以便允许电动机-发电机80作为发电机运作。可选地，控制器64可控制电动机-发电机80作为发电机运作，当车辆10正在下坡或减速时产生相反扭矩的这种条件，在所述下坡或减速中可能希望一定量的减缓扭矩来维持车辆10的速度。

动力传动系27的配置实现从车轮打滑的有效恢复。具体地，控制器64配置为接收指示车轮打滑的运行参数，比如通过设置在轴12、16上的扭矩传感器。在其中一个前车轮14处车轮打滑的事件中（反应为轮轴12处的扭矩突然降低），控制器64可通过产生制动命令信号而施加扭矩到另一个前车轮14，以引起摩擦制动机构20在打滑的前车轮14上的适当水平的接合。前电动机-发电机60可将反作用扭矩提供到行星齿轮组40以允许发动机26驱动前车轮14，并用作发电机以将电功率提供到后电动机-发电机80用于驱动后车轮18。在这些条件下，如果两个前车轮14都打滑，则前摩擦制动机构20二者的应用可被用于增大前电动机-发电机60上的扭矩，并由此增大向后电动机-发电机80的功率流以及用于驱动车辆10的扭矩供应。替代地或另外，控制器64可使得电功率从能量存储装置70流至电动机-发电机80，并控制电动机-发电机80作为电动机运作，以由此在后轴16处施加额外的扭矩，辅助车辆10牵引力的恢复。仍进一步地，除了上面的打滑恢复动作，或替代上述动作，控制器64可引起离合器68的脱开，同时控制电动机-发电机60作为发电机运作，将电功率传送到电动机-发电机80，所述电动机-发电机80被控制为用作电动机。以此方式，扭矩从打滑的车轮14和轴12去除，并被施加到轴16。

类似地，如果控制器64确定车轮18中的一者或两者都在打滑，则控制器64被配置为采取打滑恢复动作，该动作有助于车辆10的牵引力的恢复。例如，控制器64可将电动机-发电机60产生的电功率引导到能量存储装置70，而不是电动机-发电机80，以减少车轮18处被施加的扭矩。替代地或另外，控制器64可通过产生制动命令信号以引起摩擦制动机构20在车轮14和/或18上的适当水平的接合而施加扭矩到车轮14和/或18。通过摩擦制动机构20的选择性接合而被施加到车轮14并由此施加到轴12的扭矩可阻止车轮14的打滑，同时临时保持来自发动机26的扭矩和电动机-发电机60上的扭矩以及来自电动机-发电机60的功率输出。

具有混合动力传动系27并具有混合动力电动变速器22、122之一的车辆10可在混合动力顺序状态或操作模式中操作。当控制器64控制第一电动机-发电机60作为发电机操作，同时发动机26接通，且第二电动机-发电机80作为电动机操作时，在变速器22中建立该模式。控制器64还控制离合器67被接合，但不接合第二离合器68。这建立混合动力顺序操作模式，其中在车轮18处提供牵引扭矩。变速器122可以以相同的方式操作，其中制动器66和69也不被接合。如果需要，电动机-发电机80可被控制为沿反向方向提供推进，在混合动力顺序操作模式中提供发动机接通的倒车。

当发动机26断开，第二电动机-发电机80断开（即不被供能），且控制器64控制第一电动机-发电机60作为电动机操作时，具有混合动力传动系27并具有混合动力电动变速器22、122之一的车辆10还可在第一轴驱动、一个电动机、纯电动状态或操作模式中操作。在变速器22中，控制器64将控制离合器67和68被接合，且发动机26将在不点火、保持关闭的情况下与第一电动机-发电机60同步旋转。在变速器122中，控制器64将控制制动器69且离合器68被结合，且制动器66和离合器67将脱开。

当发动机26断开，第一电动机-发电机60断开，且控制器64控制第二电动机-发电机80作为电动机操作时，具有混合动力传动系27并具有混合动力电动变速器22、122之一的车辆10还可在第二轴驱动、一个电动机、纯电动操作模式中操作，将扭矩施加到第二轴16和车轮18。

具有混合动力传动系27并具有变速器122、122之一的车辆10还可在双轴驱动、双电动机纯电动操作模式中操作，其中发动机26断开。在变速器22中，离合器67和68被接合。在变速器122中，制动器69和离合器68被接合。电动机-发电机60、80被控制为作为电动机运作。

当离合器67、68都不接合时，比如当在输入-分流操作模式和顺序操作模式中转换时，空档状态或操作模式在具有混合动力传动系27和变速器22、122之一的车辆10中被提供。在空档操作模式中，电动机-发电机80仍操作地连接到后轴16，且当变速器22或122处于空档状态时其可以被控制为作为电动机以在后轴16处施加扭矩。

总之，具有变速器22、122之一的动力传动系27以及具有同样四种离合器接合状态的动力传动系227在表1中列出。在上述这些状态的一些中，变速器122还可利用制动器66、69。

表1

图4示出了车辆210的替换实施例，其包括混合动力传动系227和混合动力电动变速器222，其与混合动力传动系27和混合动力电动变速器22具有很多相同部件，并以相同的附图标记指示。混合动力传动系227是单个驱动单元，其为车辆210的仅一个轴212供能。轴212可以是具有车轮218的前轴或后轴，仅示出了一个车轮，其中车辆210的第二轴（未示出）不被供能。混合动力传动系227具有第二电动机-发电机80，其驱动地连接到最终驱动器50的第一构件52，且相对于离合器68在齿轮架构件46的功率流的下游。在附图中为了清晰的目的，将控制器64连接到电动机-发电机80的电缆62是片段的。混合动力传动系227可在表1中所示的四种状态或操作模式的每一种中操作。如关于混合动力传动系27和127所述的，在纯电动操作模式中离合器67和68可以处于混合动力顺序状态中（离合器67接合，离合器68脱开），所述纯电动操作模式中电动机-发电机80利用来自能量存储装置70的能量作为电动机操作，同时电动机-发电机60空转。尽管离合器67不必须接合以便电动机-发电机80在纯电动操作模式中提供牵引扭矩，但如果离合器67接合，当能量存储装置70的冲电状态降低至预定最小冲电状态时，控制器64可快速地控制电动机-发电机60重新起动发动机26，并随后也接合离合器68，以转换到输入-分流状态。

因此，基于车辆10、210和变速器22、122、222的以上描述，操作混合动力车辆10的方法包括，操作连接为与行星齿轮组40的第一构件（即环齿轮构件44）一致旋转的发动机26，并（经由控制器64）控制第一电动机-发电机60，其连接为与行星齿轮组40的第三构件，即恒星齿轮构件42一致旋转，并与车辆10的第一轴12或212一致旋转，所述第一轴通过最终驱动器50驱动，所述最终驱动器可操作地与行星齿轮组40的第二构件（即齿轮架构件46）连接，以在第一电动机-发电机60静止并由此恒星齿轮构件42通过第一电动机-发电机60提供的机械扭矩静止时建立第一轴12或212的扭矩到发动机26的扭矩的第一比例。该方法包括，经由控制器64，接合第一离合器67，所述第一离合器连接第三构件（即恒星齿轮构件42）使其与第二构件（即齿轮架构件46）一致旋转，由此建立第一轴12或212的扭矩到发动机26的扭矩的第二比例，所述第二比例在数字上低于第一比例，其中没有油门调节且没有发动机扭矩超出以稳态车辆速度推进车辆10或210所必须的扭矩。当第一离合器67不被接合，且第二离合器68被接合时，发动机26接通，且电动机-发电机60作为电动机运行或作为发电机运行，输入-分流操作模式被建立。当离合器67和68被接合时，发动机26接通，且电动机-发电机60作为电动机运行或作为发电机运行，混合动力平行操作模式被建立。

该方法进一步包括，脱开连接第二构件（即齿轮架构件46）使其与最终驱动器的第一构件52一致旋转的第二离合器68，并将第一电动机-发电机60控制为作为电动机运作以起动发动机26。当电动机-发电机60起动发动机26时，离合器67可被接合，或在变速器122中，制动器66可替代地被接合。该方法包括，脱开第二离合器68，所述第二离合器连接第二构件（即齿轮架构件46）使其与第一最终驱动器50的构件52一致旋转。该方法可包括，将第一电动机-发电机60控制为作为发电机操作，以提供电功率到第二电动机-发电机80，并控制第二电动机-发电机80使其作为电动机运作，以通过第二最终驱动器72（或通过最终驱动器50驱动车辆210的轴212）驱动车辆10的第二轴16，所述第二最终驱动器72在混合动力连续操作模式中操作地连接第二电动机-发电机80和第二轴16（或轴212）。另外，该方法可包括，接合第二离合器68，所述第二离合器连接第二构件（即齿轮架构件46）使其与第一最终驱动器50的构件52一致旋转，同时保持第一离合器67被接合。该方法还可包括，随后控制第一电动机-发电机60和第二电动机-发电机80使其作为电动机操作，以提供两轴驱动、双电动机纯电动操作模式。

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 (10)

1.一种混合动力车辆，其具有第一轴和第二轴，并包括：

发动机；

第一电动机-发电机；

第二电动机-发电机，其通过功率逆变器和能量存储装置电连接到第一电动机-发电机；其中第二电动机-发电机被连接为与其中一个轴成比例地旋转；

变速器，其包括：

行星齿轮组，具有第一构件、第二构件和第三构件，其中第三构件是恒星齿轮构件，第一构件是环齿轮构件，第二构件是齿轮架构件，所述齿轮架构件支撑与恒星齿轮构件和环齿轮构件啮合的多个小齿轮；其中发动机被连接为与行星齿轮组的第一构件一致旋转；其中第一电动机-发电机被连接为与行星齿轮组的第三构件一致旋转；

第一最终驱动器，具有第一构件和第二构件；其中第一最终驱动器的第一构件操作地可连接为与行星齿轮组的第二构件同步旋转，且第一最终驱动器的第二构件通过第一最终驱动器的第一构件驱动，且被连接为与第一轴一致旋转；

第一离合器，选择性地可接合，以连接行星齿轮组的构件中的任意两个用于使其彼此一致旋转；当第一电动机-发电机静止且第一离合器未被接合时，行星齿轮组提供行星齿轮组的第二构件的速度与发动机速度的减速传动比；和

当第一离合器未被接合时，所述混合动力车辆具有第一轴的扭矩与发动机扭矩的第一比例，且第一电动机-发电机被供能以在行星齿轮组的第三构件上施加扭矩，且当第一离合器被接合且第一和第二电动机-发电机都未被供能时第一轴的扭矩与发动机扭矩的第二比例低于第一比例，混合动力车辆当第一离合器未被接合时在功率-分流操作模式中操作且当第一离合器被接合时在平行操作模式中操作。

2.如权利要求1所述的混合动力车辆，其中在扭矩的第二比例下，发动机操作为没有油门调节、来自发动机的扭矩未超出以稳定车辆速度推进车辆所必须的扭矩、且第二电动机-发电机未被供能。

3.如权利要求1所述的混合动力车辆，其中第一离合器可接合，以连接行星齿轮组的第二构件用于与行星齿轮组的第三构件一致旋转，且该混合动力车辆进一步包括：

第二离合器，选择性地可接合，以连接行星齿轮组的第二构件用于与第一最终驱动器的第一构件一致旋转；和

其中当第二离合器脱开且第一离合器接合时，第一电动机-发电机可作为电动机操作，以起动发动机。

4.如权利要求3所述的混合动力车辆，其中在混合动力顺序操作模式中，在发动机接通、第一离合器接合且第二离合器未被接合的情况下，第一电动机-发电机可作为发电机操作，且第二电动机-发电机可作为电动机操作。

5.如权利要求3所述的混合动力车辆，进一步包括：

制动器，选择性地可接合，以将行星齿轮组的第二构件固接到静止构件；和

其中当第二离合器脱开、制动器接合且第一离合器脱开时，第一电动机-发电机可作为电动机操作，以起动发动机。

6.如权利要求3所述的混合动力车辆，其中当发动机关闭、第一和第二离合器被接合、第二电动机-发电机未被供能且第一电动机-发电机作为电动机操作时，车辆可在第一轴-驱动、一个电动机、纯电动操作模式中操作。

7.如权利要求6所述的混合动力车辆，进一步包括：

第二最终驱动器，具有第一构件和第二构件；其中第二最终驱动器的第一构件操作地可连接为与第二电动机-发电机一致旋转，且第二最终驱动器的第二构件由第二最终驱动器的第一构件驱动，且被连接为与第二轴一致旋转；和

其中当发动机关闭、第一和第二离合器被接合、且第一电动机-发电机和第二电动机-发电机作为电动机操作时，车辆可在双轴-驱动、两个电动机、纯电动操作模式中操作。

8.如权利要求3所述的混合动力车辆，进一步包括：

制动器，选择性地可接合，以将行星齿轮组的第一构件固接到静止构件；和

其中当制动器接合、第一离合器脱开、第二离合器接合、第二电动机-发电机未被供能且第一电动机-发电机作为电动机操作时，车辆可在一个电动机、纯电动操作模式中操作。

9.一种混合动力车辆，其具有第一轴和第二轴，并包括：

发动机；

变速器，其包括：

非复合的行星齿轮组，其具有恒星齿轮构件、环齿轮构件和齿轮架构件，所述齿轮架构件支撑与恒星齿轮构件和环齿轮构件啮合的多个小齿轮；其中发动机被连接为与环齿轮构件一致旋转；

第一最终驱动器，具有第一构件和第二构件；其中第一最终驱动器的第一构件操作地可连接以与齿轮架构件同步旋转，且第一最终驱动器的第二构件由第一构件驱动且被连接为与第一轴一致旋转；

第一电动机-发电机，被连接为与恒星齿轮构件一致旋转；

第一离合器，选择性地可接合以连接齿轮架构件用于与恒星齿轮构件一致旋转；当恒星齿轮构件静止时，行星齿轮组提供齿轮架构件的速度与发动机速度的减速传动比；

第二离合器，选择性地可接合以连接齿轮架构件用于与第一离合器下游的第一最终驱动器的第一构件一致旋转；

第二电动机-发电机，连续地操作地与其中一个轴连接；

所述混合动力车辆具有：

第一轴的扭矩与发动机的扭矩的第一比例，此时第一离合器未被接合、第二离合器被接合，第一电动机-发电机被供能以在恒星齿轮构件上施加扭矩，且第二电动机-发电机未被供能，和

第一轴的扭矩与发动机的扭矩的第二比例，其低于第一比例，此时第一离合器被接合，且第一和第二电动机-发电机中的至少一个被供能；和

由此混合动力车辆在第一离合器未被接合且第二离合器被接合时在功率-分流操作模式中操作，且在第一离合器和第二离合器都被接合时在平行混合动力操作模式中操作。

10.一种控制混合动力车辆的方法，所述混合动力车辆具有发动机、第一电动机-发电机、第二电动机-发电机、第一驱动轴、第二驱动轴、和具有第一、第二和第三构件的行星齿轮组，该方法包括：

经由控制器控制第一电动机-发电机，以在行星齿轮组的第三构件上施加扭矩；其中，第一电动机-发电机被连接为与行星齿轮组的第三构件一致旋转；其中，第二电动机-发电机操作地连接用于与其中一个驱动轴成比例旋转；其中，发动机被操作地连接用于与行星齿轮组的第一构件一致旋转，且第一驱动轴通过可操作地与行星齿轮组的第二构件连接的第一最终驱动器驱动，由此当连接行星齿轮组的任意两个构件用于一致旋转的第一离合器未被接合时建立第一驱动轴的扭矩与发动机扭矩的第一比例；和

接合第一离合器，以建立第一驱动轴的扭矩与发动机的扭矩的第二比例，所述第二比例低于第一比例。