具有混合动力系的车辆的制作方法

专利名称：具有混合动力系的车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及在具有发动机和电动机/发电机的车辆上的混合动力系。
背景技术：
自动混合动力系通常具有由变速器齿轮互连且可与扭矩传递机构选择性地接合 的发动机和一个或多个电动机/发电机，扭矩传递机构被控制以提供各种车辆工作模式， 例如一个或多个电动可变工作模式、固定速度比模式和仅电动(电池供电)模式。混合动 力系可通过多种途径来提高车辆的燃料经济性，主要通过使用电动机/发电机之一或二者 用于车辆制动和使用再生能量向车辆供电而关闭发动机。发动机在空转状态下、减速和制 动期间以及在低速或轻载工作期间可被关闭，以消除由于发动机阻力导致的效率损失。由 再生制动获得的制动能量(或者在发动机工作期间产生的电能)被用在这些发动机关闭的 时间段中。发动机扭矩或功率的瞬时要求在发动机打开的模式工作期间由电动机/发电机 补充，这允许使用较小的发动机而不会降低车辆的性能。此外，电动可变模式可允许发动机 在给定的功率要求下在优化的效率点处或者其附近工作。

发明内容
需要一种混合动力系，通过将所需的部件的数量最小化和/或通过定标 (scaling)部件的尺寸或能力来为不同的车辆平台提供设计灵活性，从而在各种工作模式 下提供燃料经济性益处，同时保持总成本。混合动力车辆具有发动机以及具有电动机/发 电机、固定构件和行星齿轮组的变速器。行星齿轮组具有环形齿轮构件、太阳齿轮构件和行 星齿轮架构件。行星齿轮组的至少一个构件被连接到前轴组件，其进而与前轮连接；或者连 接到后轴组件，其与后轮连接。变速器包括多个可选择性接合的扭矩传递机构，例如旋转型 离合器和也被称为制动器的固定型离合器。发动机和电动机/发电机通过不同的扭矩传递 机构的接合分别可选择性连接到驱动轴组件中的一个，以向驱动轴组件传递扭矩。发动机 和电动机/发电机中之一或者二者通过扭矩传递机构中的另一个的接合可选择性连接到 另一个驱动轴组件，以向另一个驱动轴组件传递扭矩。特别是在仅有单个电动机/发电机的实施例中，由于电动机/发电机和功率电子 设备的数量减少(例如仅一个功率变换器等)而可实现成本的减少。由于扭矩产生部件 (即发动机或电动机/发电机)中的至少一个在一些模式下选择性地连接到前轴组件，而在 其它模式下选择性地连接到后轴组件，因此提供了与之前只有在更复杂和因此更高成本的 混合动力系(例如具有更多部件的动力系，例如两个电动机/发电机、针对每个电动机/发 电机的分立电源开关组等)的情况下才能实现的类似的性能和工作模式。发动机、电动发电机(一个或多个)和行星齿轮组(一个或多个)的齿轮比可针 对不同的车辆平台的性能要求进行定标。在一些实施例中，包括两个电动机/发电机和/ 或两个行星齿轮组，从而允许具有额外的工作模式。结合附图，根据下面对执行本发明的最佳模式的详细说明，本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点很容易变得显而易见。本发明还提供了以下方案方案1、一种具 有前轮和后轮的混合动力车辆，包括与所述前轮连接的前轮驱动轴组件；与所述后轮连接的后轮驱动轴组件；发动机；变速器，所述变速器具有电动机/发电机；固定构件；行星齿轮组，所述行星齿轮组具有环形齿轮构件、太阳齿轮构件和行星齿轮架构 件，所述行星齿轮组的至少一个构件被连接到所述轴组件中的一个；以及多个可选择性接合的扭矩传递机构；其中所述发动机和所述电动机/发电机通过不同的所述扭矩传递机构的接合可 分别选择性地连接到所述驱动轴组件中的一个，以向所述驱动轴组件中所述的一个传递扭 矩；以及其中所述发动机和所述电动机/发电机中的至少一个通过另一个所述扭矩传递 机构的接合可选择性地连接到所述驱动轴组件中的另一个，以向所述驱动轴组件中的另一 个传递扭矩。方案2、如方案1所述的混合动力车辆，进一步包括控制器，所述控制器被操作性地连接到所述电动机/发电机、所述发动机和所述 扭矩传递机构；其中所述控制器可操作以同步地切换所述扭矩传递机构的接合，从而将所 述车辆从仅电动工作模式切换到混合动力工作模式，而不会因为所述切换导致电动机/发 电机的速度变化。方案3、如方案1所述的混合动力车辆，其中所述电动机/发动机可分别选择性地 连接到所述第一行星齿轮组的所述太阳齿轮构件和所述后轴组件，所述发动机可选择性地 连接到所述第一行星齿轮组的所述行星齿轮架构件，所述前行星齿轮架组件被连接到所述 第一行星齿轮组的所述环形齿轮构件。方案4、如方案1所述的混合动力车辆，其中所述行星齿轮组为第一行星齿轮组， 并且进一步包括第二行星齿轮组，所述第二行星齿轮组具有环形齿轮构件、行星齿轮架构件和太 阳齿轮构件，所述第二行星齿轮组的至少一个构件被连接到所述轴组件中的另一个；其中 所述电动机/发电机和所述发动机都不持续地连接到任何一个所述行星齿轮组。方案5、如方案4所述的混合动力车辆，其中所述电动机/发电机可分别选择性地 连接到所述第一行星齿轮组的所述太阳齿轮构件和所述第二行星齿轮组的所述行星齿轮 架构件，所述发动机可选择性地连接到所述第一行星齿轮组的所述行星齿轮架构件，所述 前行星齿轮架组件被连接到所述第一行星齿轮组的所述环形齿轮构件，所述后行星齿轮架 组件被连接到所述第二行星齿轮组的所述环形齿轮构件，所述第二行星齿轮组的所述太阳 齿轮构件被连接到所述固定构件。方案6、如方案4所述的混合动力车辆，其中所述电动机/发电机可分别选择性地连接到所述第一行星齿轮组的所述环形齿轮构件和所述第二行星齿轮组的所述太阳齿轮构件，所述发动机可选择性地连接到所述第二行星齿轮组的所述行星齿轮架构件，所述前 行星齿轮架组件被连接到所述第一行星齿轮组的所述行星齿轮架构件，所述后行星齿轮架 组件被连接到所述第二行星齿轮组的所述环形齿轮构件。方案7、如方案4所述的混合动力车辆，其中所述电动机/发电机可分别选择性地 连接到所述第一行星齿轮组的所述环形齿轮构件和所述第二行星齿轮组的所述太阳齿轮 构件，所述发动机可分别选择性地连接到所述第一行星齿轮组的所述行星齿轮架构件和所 述第二行星齿轮组的所述行星齿轮架构件，所述前行星齿轮架组件被连接到所述第一行星 齿轮组的所述太阳齿轮构件，所述后行星齿轮架组件被连接到所述第二行星齿轮组的所述 环形齿轮构件。方案8、如方案4所述的混合动力车辆，其中所述电动机/发电机为第一电动机/ 发电机且被持续地连接到所述第一行星齿轮组的所述环形齿轮构件，并且进一步包括第二电动机/发电机，所述第二电动机/发电机被持续地连接到所述第二行星齿 轮组的所述太阳齿轮构件；其中所述发动机可分别选择性地连接到所述第一行星齿轮组的所述行星齿轮架 构件和所述第二行星齿轮组的所述行星齿轮架构件，所述前行星齿轮架组件被连接到所述 第一行星齿轮组的所述太阳齿轮构件，所述后行星齿轮架组件被连接到所述第二行星齿轮 组的所述环形齿轮构件。方案9、如方案1所述的混合动力车辆，其中所述动力系被配置为提供仅电动工作 模式、至少一个电动可变工作模式、仅发动机工作模式和再生制动模式。方案10、一种用于车辆的混合动力系，所述车辆具有与前轮连接的前轴组件和与 后轮连接的后轴组件，包括发动机；变速器，所述变速器具有行星齿轮组，所述行星齿轮组具有太阳齿轮构件、行星齿轮架构件和环形齿轮构 件；电动机/发电机；固定构件；以及多个可选择性接合的扭矩传递机构，每个所述扭矩传递机构可接合以连接所述发 动机和所述电动机/发电机中的一个，用于与所述行星齿轮组的一个构件共同一起旋转， 或者将所述行星齿轮组中的一个与所述固定构件连接；所述行星齿轮组具有的所述构件中的一个可持续连接，用于将扭矩输送到所述前 轴组件和所述后轴组件中的一个；其中所述发动机和所述电动机/发电机中的至少一个通过不同的所述扭矩传递 机构的接合而可替换地操作性连接到所述前轴组件和所述后轴组件，用于分别向所述前轴 组件和所述后轴组件输送扭矩或者从所述前轴组件和所述后轴组件接收扭矩；以及其中所述扭矩传递机构可以不同的组合接合，以提供不同的工作模式，包括仅电 动工作模式和至少一个电动可变工作模式。方案11、如方案10所述的动力系，进一步包括控制器，所述控制器被操作性地连接到所述电动机/发电机、所述发动机和所述扭矩传递机构，其中所述控制器可操作以同 步地将所述扭矩传递机构的接合从仅电动工作模式切换到混合动力工作模式，而不会因为 所述切换导致电动机/发电机的速度变化。方案12、如方案10所述的动力系，其中所述电动机/发动机可分别选择性地连接 到所述第一行星齿轮组的所述太阳齿轮构件和所述后轴组件，所述发动机可选择性地连接 到所述第一行星齿轮组的所述行星齿轮架构件，所述前行星齿轮架组件被连接到所述第一 行星齿轮组的所述环形齿轮构件。方案13、如方案10所述的动力系，其中所述行星齿轮组为第一行星齿轮组，并且 进一步包括第二行星齿轮组，所述第二行星齿轮组具有环形齿轮构件、行星齿轮架构件和太 阳齿轮构件，所述第二行星齿轮组的至少一个构件被连接到所述轴组件中的另一个；其中 所述电动机/发电机和所述发动机都不持续地连接到任何一个所述行星齿轮组。方案14、如方案13所述的动力系，其中所述电动机/发电机可分别选择性地连接 到所述第一行星齿轮组的所述太阳齿轮构件和所述第二行星齿轮组的所述行星齿轮架构 件，所述发动机可选择性地连接到所述第一行星齿轮组的所述行星齿轮架构件，所述前行 星齿轮架组件被连接到所述第一行星齿轮组的所述环形齿轮构件，所述后行星齿轮架组件 被连接到所述第二行星齿轮组的所述环形齿轮构件，所述第二行星齿轮组的所述太阳齿轮 构件被连接到所述固定构件。方案15、如方案13所述的动力系，其中所述电动机/发电机可分别选择性地连接 到所述第一行星齿轮组的所述环形齿轮构件和所述第二行星齿轮组的所述太阳齿轮构件， 所述发动机可选择性地连接到所述第二行星齿轮组的所述行星齿轮架构件，所述前行星齿 轮架组件被连接到所述第一行星齿轮组的所述行星齿轮架构件，所述后行星齿轮架组件被 连接到所述第二行星齿轮组的所述环形齿轮构件。方案16、如方案13所述的动力系，其中所述电动机/发电机可分别选择性地连接 到所述第一行星齿轮组的所述环形齿轮构件和所述第二行星齿轮组的所述太阳齿轮构件， 所述发动机可分别选择性地连接到所述第一行星齿轮组的所述行星齿轮架构件和所述第 二行星齿轮组的所述行星齿轮架构件，所述前行星齿轮架组件被连接到所述第一行星齿轮 组的所述太阳齿轮构件，所述后行星齿轮架组件被连接到所述第二行星齿轮组的所述环形 齿轮构件。方案17、如方案13所述的动力系，其中所述电动机/发电机为第一电动机/发电 机且被持续地连接到所述第一行星齿轮组的所述环形齿轮构件，并且进一步包括第二电动机/发电机，所述第二电动机/发电机被持续地连接到所述第二行星齿 轮组的所述太阳齿轮构件；其中所述发动机可分别选择性地连接到所述第一行星齿轮组的所述行星齿轮架 构件和所述第二行星齿轮组的所述行星齿轮架构件，所述前行星齿轮架组件被连接到所述 第一行星齿轮组的所述太阳齿轮构件，所述后行星齿轮架组件被连接到所述第二行星齿轮 组的所述环形齿轮构件。方案18、如方案13所述的动力系，其中所述动力系被配置为提供仅电动工作模 式、至少一个电动可变工作模式、仅发动机工作模式和再生制动模式。
方案19、一种混合动力车辆，包括前轮驱动轴组件；后轮驱动轴组件；发动机；变速器，所述变速器具有电动机/发电机；
固定构件；第一和第二行星齿轮组，所述第一和第二行星齿轮组的每个具有环形齿轮构件、 太阳齿轮构件和行星齿轮架构件，每个行星齿轮组的至少一个构件分别被连接到不同的所 述驱动轴组件；以及多个可选择性接合的扭矩传递机构；其中所述发动机和所述电动机/发电机通过不同的所述扭矩传递机构的接合可 分别选择性地连接到所述行星齿轮组中的一个，以向与所述行星齿轮组中所述的一个连接 的所述驱动轴组件传递扭矩；其中所述变速器的特征在于，没有任何附加的可操作以向任 意驱动组件传递扭矩的电动机/发电机；以及其中所述电动机/发电机通过另一个所述扭矩传递机构的接合可选择性地连接 到所述行星齿轮组中的另一个，以向与所述行星齿轮组中所述的另一个连接的所述驱动轴 组件传递扭矩。


图1为具有混合动力系的第一实施例的混合动力车辆的第一实施例的示意图；图2为图1的动力系中的扭矩传递机构在不同的工作模式下的接合状态的图表；图3为图1车辆的各种部件速度对车辆速度的曲线图；图4为具有混合动力系的第二实施例的混合动力车辆的第二实施例的示意图；图5为图4的动力系中的扭矩传递机构在不同的工作模式下的接合状态的图表；图6为具有混合动力系的第三实施例的混合动力车辆的第三实施例的示意图；图7为图6的动力系中的扭矩传递机构在不同的工作模式下的接合状态的图表；图8为具有混合动力系的第四实施例的混合动力车辆的第四实施例的示意图；以 及图9为图8的动力系中的扭矩传递机构在不同的工作模式下的接合状态的图表。 具体实施例参见附图，在所有附图中，相同的附图标记指代相同的部件，图1示出了混合动力 车辆10，其具有用于向车辆10的前轮14和后轮16输出功率的混合动力系12，如本文所述。 车辆10具有前轴组件18，其包括连接到第一和第二前轴22、24的差速器20，第一和第二前 轴22、24中的每一个被附接到车轮14中对应的一个。类似地，车辆具有后轴组件26，其包 括连接到第一和第二后轴30、32的差速器28，第一和第二前轴30、32中的每一个被附接到 车轮16中对应的一个。动力系12包括诸如内燃发动机或柴油发动机的发动机34，以及包括单个电动机/发电机36的变速器35。电动机/发电机36被示意性地示出，其包括定子部分和转子部分。 定子部分被接地连接(grounded)到固定构件，例如变速器35的外壳38。外壳38仅示出 为片段形式，其与各种扭矩传递机构附接，如下所述。转子部分可选择性连接到行星齿轮组 60、70，如下所述。本领域技术人员将容易理解定子和转子的构造和功能。变速器35选择性地从发动机34接收扭矩。混合动力变速器35还从电动机/发 电机36接收扭矩，电动机/发电机36由储电装置40提供功率。如果电动机/发电机36 被控制作为发电机，来自变速器35的扭矩被转换成电能存储在储电装置40中。储电 装置 40可为一个或多个电池，而本文将指的是一个电池。有能力存储电功率和分配电功率的其 它储电装置也可被使用代替电池。储电装置40通过传导导体44A与电子控制器42连通。控制器42通过传导导体 44B与功率变换器46连通。功率变换器46接着通过传导导体44C与储电装置40连通。传 导导体44E允许功率变换器46在电动机模式下向电动机/发电机36提供存储的电功率， 或者在发电机模式下将电功率从电动机/发电机36传输到储电装置40。此外，控制器42 通过传导导体44D与气门主体48连通，如本领域技术人员理解的那样，通过液压流体压力 控制扭矩传递机构50、52、54、56和58的选择性接合或脱离，如下所述。扭矩传递机构50、 52、54、56和58的选择性接合与对电动机/发电机36和发动机34的速度和扭矩的控制一 起决定动力系12的工作模式。传感器(未示出)可被操作性地连接到扭矩传递机构50、52、54、56、58以及发动 机34和电动机/发电机36，以通过传导导体(未示出)将检测到的特性提供给控制器42， 例如温度、扭矩负载和离合器盘的相对速度。动力系12还包括第一行星齿轮组60和第二行星齿轮组70。第一行星齿轮组60 是简单行星齿轮组，其以本领域技术人员熟知的杆和节点形式示出，并且包括也由S表示 的太阳齿轮构件62、由R表示的环形齿轮构件64、和由C表示的行星齿轮架构件66，行星齿 轮架构件66旋转地支撑与太阳齿轮构件62和环形齿轮构件64互相啮合的小齿轮。太阳 齿轮构件62通过扭矩传递机构56的接合被接地连接到固定构件38，扭矩传递机构56为固 定型离合器，也称为制动器。太阳齿轮构件62通过扭矩传递机构54 (其为旋转型离合器) 的接合而被连接用于与电动机/发电机36的转子一起旋转。行星齿轮架构件66通过扭 矩传递机构50 (其为旋转型离合器)的接合而被连接用于与发动机34的输出构件一起旋 转。行星齿轮架构件66通过扭矩传递机构52的接合被接地连接到固定构件38，扭矩传递 机构52为固定型离合器，也称为制动器。环形齿轮构件64通过诸如传动轴的连接构件80 被持续地连接用于与前轴组件18的差速器20的行星齿轮架一起旋转。前轴22、24与差速 器20的侧齿轮连接，该侧齿轮与被支撑用于在差速器行星齿轮架上旋转的小齿轮啮合，如 典型的差速器以及如本领域技术人员理解的那样。根据电动机/发电机36、发动机34和前 轴组件18之间的期望的齿轮比，诸如组合行星齿轮组的其它类型的行星齿轮组可代替简 单行星齿轮组60使用。第二行星齿轮组70为简单行星齿轮组，其也以本领域技术人员熟知的杆和节点 形式示出，并且包括也由S表示的太阳齿轮构件72、由R表示的环形齿轮构件74、和由C表 示的行星齿轮架构件76，行星齿轮架构件76旋转地支撑与太阳齿轮构件72和环形齿轮构 件74互相啮合的小齿轮。太阳齿轮构件72被持续地接地连接到固定构件38。行星齿轮架
1构件76通过扭矩传递机构58 (其为旋转型离合器)的接合而被连接用于与电动机/发电 机36 —起旋转。环形齿轮构件74通过诸如传动轴的连接构件82被持续地连接用于与后 轴组件26的差速器28的行星齿轮架一起旋转。后轴30、32与差速器28的侧齿轮连接，该 侧齿轮与被支撑用于在差速器行星齿轮架上旋转的小齿轮啮合，如典型的差速器以及如本 领域技术人员理解的那样。在可替代实施例中，没有第二行星齿轮组70，连接构件82通过扭矩传递机构58的 接合而与电动机/发电机36的转子直接连接。参见图2，扭矩传递机构50、52、54、56和58可以不同的组合接合，其与发动机34 的不同工作模式(打开或关闭模式)和电动机/发电机36的不同工作模式(电动机或发 电机模式)一起，提供各种工作模式。首先，车辆10可通过接合扭矩传递机构58和将电动 机/发电机36控制作为电动机而在仅电动模式(也称为E-起动/ZEV(零排放)模式，或 后轮电动驱动模式)下起动。发动机34在仅电动模式下关闭。电动机/发电机36因此通 过行星齿轮组70和后轴组件26向后轮16提供扭矩。参见图3，曲线的第一区域A描绘了仅电动模式，此时车辆速度从0至25英里每小 时。在仅电动模式期间以每分钟转数(rpm)为单位的部件速度由曲线102表示，其示出在 整个该模式下，电动机/发电机36的速度随着车辆的速度而上升。连接构件80的速度由 曲线104表示，其也随着车辆速度平稳(steadily)上升。车轮14、16的速度由曲线106表 示，其根据差速器20的减速比相对于连接构件速度104减小。在整个仅电动模式期间，发 动机速度为Orpm，因为在该模式期间，发动机34保持与轴组件18、26都不连接。再次参见图2，车辆10可通过接合扭矩传递机构50和54同时脱离扭矩传递机构 58而从仅电动模式切换到输入分割工作模式。在输入分割工作模式下(该模式为前轮驱 动)，当加速时，发动机34向行星齿轮架构件66提供扭矩，电动机/发电机36被控制作为 电动机以向太阳齿轮构件62提供扭矩或者作为发电机。可从图3的曲线可见，这种切换发生在约25mph时，在此时，曲线108表明发动机 速度变为常量1600rpm，这表示发动机效率的优化工作速度。在图3中输入分割模式由区域 B表示。在整个输入分割模式下，发动机速度保持为常量，其从25mph扩大到大约45mph，表 示典型的驱动速度的显著部分。在切换点，电动机/发电机速度不变，如曲线102的顶点表 示的那样。为了以图2中的巡航mpm(⑶RISEMPM)指代的恒定的相对低的车辆速度(例如 25至45mph)巡航，控制器42监视车轮14、16的速度，并且在输入分割模式下或仅发动机模 式下工作。在输入分割模式下，当巡航时，扭矩传递机构50和54被接合，电动机/发电机 36被控制作为电动机或者作为发电机，以保持期望的巡航速度，而发动机34能够在其最高 效的速度下工作。在仅发动机模式下，扭矩传递机构50和扭矩传递机构56被接合，以将太 阳齿轮构件62接地连接到固定构件38，使得仅发动机34提供扭矩，而电动机/发电机36 与前、后轴组件18、26都断开连接。为了以图2中的巡航HISPD, F指代的恒定的相对高的车辆速度(例如45mph以上) 巡航，扭矩传递机构50保持接合，通过也使扭矩传递机构56接合同时扭矩传递机构54脱 离而建立仅发动机模式。仅发动机模式由图3的曲线中的区域C表示。在该模式下，发动 机速度比输入分割模式的优化效率速度高。电动机/发电机36的速度为零。轮14、16和前连接构件80的速度随着发动机速度的增加成比例增加。提供了两个再生制动模式。对于由图2中制动f(BRAKINGf)指代的前轮驱动模式 期间的前轴扭矩的再生，例如在巡航模式期间，扭矩传递机构54被接合，以将太阳齿轮构 件62连接用于与电动机/发电机36 —起旋转，电动机/发电机36被控制作为发电机，以 将太阳齿轮构件62处的扭矩转换为电能存储在储能装置40中。扭矩传递机构50和52中 的一个被接合，而不是二者都被接合。如果扭矩传递机构50被接合，发动机扭矩仍然被提 供到行星齿轮架66，并且可被电动机/发电机36再生为存储在储电装置40中的能量，以通 过连接构件80减慢轮14。对于由图2中制动K指代的后轴扭矩的再生，例如仅电动后轮驱动模式期间，扭矩 传递机构50和52中的一个被接合，而不是二者都被接合(如上所述)，扭矩传递机构58被 接合，电动机/发电机36被控制作为发电机，以将环形齿轮构件72处提供的后轴组件26 的扭矩转换为电能存储在储能装置40中。第二实施例图4示出了混合动力车辆210，其具有用于向车辆210的前轮214和后轮216输出 功率的混合动力系212，如本文所述。车辆210具有前轴组件218，其包括连接到第一和第 二前轴222、224的差速器220，第一和第二前轴222、224中的每一个被附接到车轮214中对 应的一个。类似地，车辆具有后轴组件226，其包括连接到第一和第二后轴230、232的差速器 228，第一和第二前轴230、232中的每一个被附接到车轮216中对应的一个。动力系212包括诸如内燃发动机或柴油发动机的发动机234，以及包括单个电动 机/发电机236的变速器235。电动机/发电机236被示意性地示出，其包括定子部分和 转子部分。定子部分被接地连接到固定构件，例如变速器235的外壳238。外壳238仅示 出片段形式，其与各种扭矩传递机构附接，如下所述。转子部分可选择性连接到行星齿轮组 260、270，如下所述。本领域技术人员将容易理解定子和转子的构造和功能。变速器235选择性地从发动机234接收扭矩。电动机/发电机236还使用由储电 装置240提供的电功率提供扭矩。如果电动机/发电机236被控制作为发电机，来自变速 器235的扭矩被转换成电能存储在储电装置240中。储电装置240可为一个或多个电池， 而本文将指的是一个电池。有能力存储电功率和分配电功率的其它储电装置也可被使用代 替电池。储电装置240通过传导导体244A与电子控制器242连通。控制器242通过传导导 体244B与功率变换器246连通。功率变换器246接着通过传导导体244C与储电装置240 连通。传导导体244E允许功率变换器246在电动机模式下向电动机/发电机236提供存 储的电功率，或者在发电机模式下将电功率从电动机/发电机236传输到储电装置240。此 外，控制器242通过传导导体244D与气门主体248连通，如本领域技术人员理解的那样，通 过液压流体压力控制扭矩传递机构250、252、254、256和258的选择性接合或脱离，如下所 述。扭矩传递机构250、252、254、256和258的选择性接合与对电动机/发电机236和发动 机234的速度和扭矩的控制一起决定动力系212的工作模式。传感器(未示出)可被操作性地连接到扭矩传递机构250、252、254、256和258以 及发动机234和电动机/发电机236，以通过传导导体(未示出)将检测到的特性提供给控制器242，例如温度、扭矩负载和离合器盘的相对速度。动力系212还包括第一行星齿轮组260和第二行星齿轮组270。第一行星齿轮组 260是简单行星齿轮组，其以本领域技术人员熟知的杆和节点形式示出，并且包括也由S表 示的太阳齿轮构件262、由R表示的环形齿轮构件264、和由C表示的行星齿轮架构件266， 行星齿轮架构件266旋转地支撑与太阳齿轮构件262和环形齿轮构件264互相啮合的小齿 轮。太阳齿轮构件262被持续接地连接到固定构件238。环形齿轮构件264通过扭矩传递 机构258 (其为旋转型离合器)的接合而被连接用于与电动机/发电机236的转子一起旋 转。行星齿轮架构件266通过诸如传动轴的连接构件280被持续地连接用于与前轴组件218 的差速器220的行星齿轮架一起旋转。前轴222、224与差速器220的侧齿轮连接，该侧齿 轮与被支撑用于在差速器行星齿轮架上旋转的小齿轮啮合，如典型的差速器以及如本领域 技术人员理解的那样。根据电动机/发电机236、发动机234和前轴组件218之间的期望的 齿轮比，诸如组合行星齿轮组的其它类型的行星齿轮组可代替简单行星齿轮组260使用。第二行星齿轮组270为简单行星齿轮组，其也以本领域技术人员熟知的杆和节点 形式示出，并且包括也由S表示的太阳齿轮构件272、由R表示的环形齿轮构件274、和由C 表示的行星齿轮架构件276，行星齿轮架构件276旋转地支撑与太阳齿轮构件272和环形齿 轮构件274互相啮合的小齿轮。太阳齿轮构件272通过扭矩传递机构256的接合被选择性 接地连接到固定构件238，扭矩传递机构256为固定型离合器，也称为制动器。太阳齿轮构 件272通过扭矩传递机构254的接合而被选择性连接用于与电动机/发电机236共同一起 旋转，扭矩传递机构254为旋转型离合器，也称为离合器。行星齿轮架构件276通过扭矩传 递机构250 (其为旋转型离合器)的接合而被选择性连接用于与发动机234 —起旋转。行 星齿轮架构件276通过扭矩传递机构252 (其为固定型离合器)的接合而被选择性接地连 接到固定构件238。环形齿轮构件274通过诸如传动轴的连接构件282被持续地连接用于 与后轴组件226的差速器228的行星齿轮架一起旋转。后轴230、232与差速器228的侧齿 轮连接，该侧齿轮与被支撑用于在差速器行星齿轮架上旋转的小齿轮啮合，如典型的差速 器以及如本领域技术人员理解的那样。参见图5，扭矩传递机构250、252、254、256和258可以不同的组合接合，与发动机 234的不同的工作模式(打开或关闭模式)和电动机/发电机236的不同工作模式(电动 机或发电机模式)一起，提供各种工作模式。首先，车辆210可通过接合扭矩传递机构258 和将电动机/发电机236控制作为电动机而在仅电动模式(也称为E-起动/ZEV模式，或 前轮电动驱动模式)下起动。发动机234在仅电动模式下关闭。电动机/发电机236因此 通过行星齿轮组260和前轴组件218向前轮214提供扭矩。再次参见图5，车辆210可通过接合扭矩传递机构250和254同时脱离扭矩传递机 构258而从仅电动模式被切换到输入分割工作模式。在输入分割工作模式下(该模式为前 轮驱动)，当加速时，发动机234向行星齿轮架构件276提供扭矩，电动机/发电机236被控 制作为电动机以向太阳齿轮构件272提供扭矩或者作为发电机。为了以图5中的巡航lQSPD,k指代的恒定的相对低的车辆速度(例如25至45mph)巡 航，控制器242监视车轮214、216的速度，并且在输入分割模式下或仅发动机模式下工作。 在输入分割模式下，当巡航时，扭矩传递机构250和254被接合，电动机/发电机236被控 制作为电动机或者作为发电机，以保持期望的巡航速度，而发动机234可在其最高效的速度下工作。在仅发动机模式下，扭矩传递机构250和扭矩传递机构256被接合，以将太阳齿 轮构件272接地连接到固定构件238，使得仅发动机234提供扭矩，而电动机/发电机236 与后轴组件226断开连接。为了以图5中的巡航HISPD,F指代的恒定的相对高的车辆速度(例如45mph以上)巡 航，扭矩传递机构250保持接合，通过也使扭矩传递机构256接合同时扭矩传递机构254脱 离而建立仅发动机模式。电动机/发电机236的速度为零。轮214、216和后连接构件282 的速度随着发动机速度的增加成比例增加。提供了两个再生制动模式。对于由图5中制动F指代的前轮驱动模式期间的后轴 扭矩的再生，例如在巡航模式期间，扭矩传递机构254被接合，以将太阳齿轮构件272连接 用于与电动机/发电机236 —起旋转，电动机/发电机236被控制作为发电机，以将太阳齿 轮构件272处的扭矩转换为电能存储在储能装置40中。扭矩传递机构250和252中的一 个被接合，而不是二者都被接合。如果扭矩传递机构250被接合，发动机扭矩仍然被提供到 行星齿轮架276，并且可被电动机/发电机236再生为存储在储电装置240中的能量，以通 过连接构件282减慢轮216。对于由图5中制动K指代的前轴扭矩的再生，例如仅电动前轮驱动模式期间，扭矩 传递机构250和252中的一个被接合，而不是二者都被接合(如上所述)，扭矩传递机构258 被接合，电动机/发电机236被控制作为发电机，以将环形齿轮构件264处提供的前轴组件 218的扭矩转换为电能存储在储电装置240中。第三实施例图6示出了混合动力车辆310，其具有用于向车辆310的前轮314和后轮316输出 功率的混合动力系312，如本文所述。车辆310具有前轴组件318，其包括连接到第一和第 二前轴322、324的差速器320，第一和第二前轴322、324中的每一个被附接到车轮314中对 应的一个。类似地，车辆具有后轴组件326，其包括连接到第一和第二后轴330、332的差速 器328，第一和第二前轴330、332中的每一个被附接到车轮316中对应的一个。动力系312包括诸如内燃发动机或柴油发动机的发动机334，以及包括单个电动 机/发电机336的变速器335。电动机/发电机336被示意性地示出，其包括定子部分和转 子部分。定子部分被接地连接到固定构件，例如变速器335的外壳338。外壳338仅示出片 段形式，其与各种扭矩传递机构附接，如下所述。转子部分被选择性地可连接到行星齿轮组 360、370，如下所述。本领域技术人员将容易理解定子和转子的构造和功能。变速器335选择性地从发动机334接收扭矩。混合动力变速器335还从电动机/ 发电机336接收扭矩，而电动机/发电机336由储电装置340提供功率。如果电动机/发 电机336被控制作为发电机，来自变速器335的扭矩被转换成电能存储在储电装置340中。 储电装置340可为一个或多个电池，而本文将指的是一个电池。有能力存储电功率和分配 电功率的其它储电装置也可被使用代替电池。储电装置340通过传导导体344A与电子控制器342连通。控制器342通过传导导 体344B与功率变换器346连通。功率变换器346接着通过传导导体344C与储电装置340 连通。传导导体344E允许功率变换器346在电动机模式下向电动机/发电机336提供存 储的电功率，或者在发电机模式下将电功率从电动机/发电机336传输到储电装置340。此 外，控制器342通过传导导体344D与气门主体348连通，如本领域技术人员理解的那样，通过液压流体压力控制扭矩传递机构350、352、353、354、356、357、358和359的选择性接合或 脱离，如下所述。扭矩传递机构350、352、353、354、356、357、358和359的选择性接合与对 电动机/发电机336和发动机334的速度和扭矩的控制一起决定动力系312的工作模式。传感器(未示出)可被操作性地连接到扭矩传递机构350、352、353、354、356、357、 358和359以及发动机334和电动机/发电机336，以通过传导导体(未示出)将检测到的 特性提供给控制器342，例如温度、扭矩负载和离合器盘的相对速度。动力系312还包括第一行星齿轮组360和第二行星齿轮组370。第一行星齿轮组 360是简单行星齿轮组，其以本领域技术人员熟知的杆和节点形式示出，并且包括也由S表 示的太阳齿轮构件362、由R表示的环形齿轮构件364、和由C表示的行星齿轮架构件366， 行星齿轮架构件366旋转地支撑与太阳齿轮构件362和环形齿轮构件364互相啮合的小齿 轮。太阳齿轮构件362通过诸如传动轴的连接构件380被持续地连接用于与前轴组件318 的差速器320的行星齿轮架一起旋转。环形齿轮构件364通过扭矩传递机构358 (其为旋 转型离合器)的接合而被连接用于与电动机/发电机336的转子一起旋转。环形齿轮构件 364通过扭矩传递机构357 (其为固定型离合器)的接合而被接地连接到固定构件338。行 星齿轮架构件366通过扭矩传递机构350 (其为旋转型离合器)的接合而被连接用于与发 动机334的一起旋转。行星齿轮架构件366通过扭矩传递机构352 (其为固定型离合器) 的接合被接地连接到固定构件338。前轴322、324与差速器320的侧齿轮连接，该侧齿轮与 被支撑用于在差速器行星齿轮架上旋转的小齿轮啮合，如典型的差速器以及如本领域技术 人员理解的那样。根据电动机/发电机336、发动机334和前轴组件318之间的期望的齿轮 比，诸如组合行星齿轮组的其它类型的行星齿轮组可代替简单行星齿轮组360使用。第二行星齿轮组370为简单行星齿轮组，其也以本领域技术人员熟知的杆和节点 形式示出，并且包括也由S表示的太阳齿轮构件372、由R表示的环形齿轮构件374、和由C 表示的行星齿轮架构件376，行星齿轮架构件376旋转地支撑与太阳齿轮构件372和环形齿 轮构件374互相啮合的小齿轮。太阳齿轮构件372通过扭矩传递机构359的接合被选择性 接地连接到固定构件338，扭矩传递机构359为固定型离合器，也称为制动器。太阳齿轮构 件372通过扭矩传递机构354的接合而被选择性连接用于与电动机/发电机336的转子一 起旋转，扭矩传递机构354为旋转型离合器，也称为离合器。行星齿轮架构件376通过扭矩 传递机构353 (其为旋转型离合器)的接合而选择性连接用于与发动机334 —起旋转。行 星齿轮架构件376通过扭矩传递机构356 (其为固定型离合器)的接合而被选择性地接地 连接到固定构件338。环形齿轮构件374通过诸如传动轴的连接构件382被持续地连接用 于与后轴组件326的差速器328的行星齿轮架一起旋转。后轴330、332与差速器328的侧 齿轮连接，该侧齿轮与被支撑用于在差速器行星齿轮架上旋转的小齿轮啮合，如典型的差 速器以及如本领域技术人员理解的那样。参见图7，扭矩传递机构350、352、353、354、356、357、358和359可以不同的组合接 合，与发动机334的不同的工作模式(打开或关闭模式)和电动机/发电机336的不同工 作模式(电动机或发电机模式)一起，提供各种工作模式。首先，车辆310可通过接合扭矩 传递机构356和354以及将电动机/发电机336控制作为电动机而在仅电动模式(也称为 E-起动，或后轮电动驱动模式)下起动。发动机334在仅电动模式下关闭。电动机/发电 机336因此通过行星齿轮组370和后轴组件326向后轮316提供扭矩。
再次参见图7，车辆310可从仅电动模式下切换为在图7中的巡航⑽^^指代的恒 定的相对低的车辆速度(例如25至45mph)巡航。控制器342监视轮314、316的速度，扭 矩传递机构350和358被接合，使得发动机334的扭矩被提供到前轴组件318，并且该扭矩 被从电动机/发电机336提供到前轴组件318，或者从前轴组件318提供到电动机/发电机 336。电动机/发电机336被控制作为电动机或者作为发电机，以保持期望的巡航速度，而 发动机334能够在其最高效的速度下工作。车辆310还可从仅电动模式下切换为在图7中的巡航指代的恒定的相对低 的车辆速度(例如25至45mph)巡航。控制器342监视轮314、316的速度，扭矩传递机构 353和354被接合，使得发动机334的扭矩被提供到后轴组件326，并且该扭矩被从电动机 /发电机336提供到后轴组件326，或者从后轴组件326提供到电动机/发电机336。电动 机/发电机336被控制作为电动机或者作为发电机，以保持期望的巡航速度，而发动机334 能够在其最高效的速度下工作
为了以图7中的巡航HISPD.K指代的恒定的相对高的车辆速度(例如45mph以上) 巡航，如果从巡航UfiPM切换，扭矩传递机构353保持接合，通过也使扭矩传递机构359接合 同时使扭矩传递机构354脱离，建立仅发动机模式。发动机334通过行星齿轮组370向后 轮316提供扭矩。为了以图7中的巡航HISPD.F指代的恒定的相对高的车辆速度(例如45mph以上) 巡航，如果从巡航mpw切换，扭矩传递机构350保持接合，通过也使扭矩传递机构357接合 同时使扭矩传递机构358脱离，建立仅发动机模式。发动机334通过行星齿轮组360向前 轮314提供扭矩。第四实施例图8示出混合动力车辆410，其具有用于向车辆410的前轮414和后轮416输出功 率的混合动力系412，如本文所述。车辆410具有前轴组件418，其包括连接到第一和第二 前轴422、424的差速器420，第一和第二前轴422、424中的每一个被附接到车轮414中对应 的一个。类似地，车辆具有后轴组件426，其包括连接到第一和第二后轴430、432的差速器 428，第一和第二前轴430、432中的每一个被附接到车轮416中对应的一个。动力系412包括诸如内燃发动机或柴油发动机的发动机434，以及包括第一电动 机/发电机436和第二电动机/发电机437的变速器435。电动机/发电机436被示意性 地示出，其包括定子部分和转子部分。定子部分被接地连接到固定构件，例如变速器435的 外壳438。外壳438仅示出片段形式，其与各种扭矩传递机构附接，如下所述。转子部分被 持续地连接到行星齿轮组460的环形齿轮构件464。电动机/发电机437也包括被连接用 于与行星齿轮组470的太阳齿轮构件472 —起旋转的转子部分，和被接地连接到固定构件 438的定子部分。本领域技术人员将容易理解定子和转子的构造和功能。变速器435选择性地从发动机434接收扭矩。混合动力变速器435还从由储电装 置40提供功率的电动机/发电机436和/或电动机/发电机437接收扭矩。如果电动机/ 发电机436或电动机/发电机437被控制作为发电机，来自变速器435的扭矩被转换成电 能存储在储电装置440中。储电装置440可为一个或多个电池，而本文将指的是一个电池。 有能力存储电功率和分配电功率的其它储电装置也可被使用代替电池。
储电装置440通过传导导体444A与电子控制器442连通。控制器442通过传导导体444B与功率变换器446连通。功率变换器446接着通过传导导体444C与储电装置440 连通。传导导体444E允许功率变换器446在电动机模式下向电动机/发电机436提供存 储的电功率，或者在发电机模式下将电功率从电动机/发电机436传输到储电装置440。传 导导体444F允许功率变换器446在电动机模式下向电动机/发电机437提供存储的电功 率，或者在发电机模式下将电功率从电动机/发电机437传输到储电装置440。此外，控制 器442通过传导导体444D与气门主体448连通，如本领域技术人员理解的那样，通过液压 流体压力控制扭矩传递机构450、452、453、和456的选择性接合或脱离，如下所述。扭矩传 递机构450、452、453、和456的选择性接合与对电动机/发电机436、437和发动机434的速 度和扭矩的控制一起决定动力系412的工作模式。传感器(未示出)可被操作性地连接到扭矩传递机构450、452、453、和456以及发 动机434和电动机/发电机436、437，以通过传导导体(未示出)将检测到的特性提供给控 制器442，例如温度、扭矩负载和离合器盘的相对速度。动力系412还包括第一行星齿轮组460和第二行星齿轮组470。第一行星齿轮组 460是简单行星齿轮组，其以本领域技术人员熟知的杆和节点形式示出，并且包括也由S表 示的太阳齿轮构件462、由R表示的环形齿轮构件464、和由C表示的行星齿轮架构件466， 行星齿轮架构件466旋转地支撑与太阳齿轮构件462和环形齿轮构件464互相啮合的小齿 轮。太阳齿轮构件462通过诸如传动轴的连接构件480被持续地连接用于与前轴组件418 的差速器420的行星齿轮架一起旋转。环形齿轮构件464被持续地连接用于与电动机/发 电机436的转子一起旋转。行星齿轮架构件466通过扭矩传递机构450 (其为旋转型离合 器)的接合而被连接用于与发动机434 —起旋转。行星齿轮架构件466通过扭矩传递机 构52 (其为旋转型离合器)的接合而被接地连接到固定构件338。前轴422、424与差速器 420的侧齿轮连接，该侧齿轮与被支撑用于在差速器行星齿轮架上旋转的小齿轮啮合，如典 型的差速器以及如本领域技术人员理解的那样。根据电动机/发电机436、发动机434和前 轴组件418之间的期望的齿轮比，诸如组合行星齿轮组的其它类型的行星齿轮组可代替简 单行星齿轮组460使用。第二行星齿轮组470为简单行星齿轮组，其也以本领域技术人员熟知的杆和节点 形式示出，并且包括也由S表示的太阳齿轮构件472、由R表示的环形齿轮构件474、和由C 表示的行星齿轮架构件476，行星齿轮架构件476旋转地支撑与太阳齿轮构件472和环形 齿轮构件474互相啮合的小齿轮。太阳齿轮构件472被持续地连接用于与电动机/发电机 437的转子一起旋转。行星齿轮架构件476通过扭矩传递机构453 (其为旋转型离合器)的 接合而被选择性地连接用于发动机434 —起旋转。行星齿轮架构件476通过扭矩传递机构 456的接合被选择性接地连接到固定构件438，扭矩传递机构456为固定型离合器，也称为 制动器。环形齿轮构件474通过诸如传动轴的连接构件482被持续地连接用于与后轴组件 426的差速器428的行星齿轮架一起旋转。后轴430、432与差速器428的侧齿轮连接，该侧 齿轮与被支撑用于在差速器行星齿轮架上旋转的小齿轮啮合，如典型的差速器以及如本领 域技术人员理解的那样。参见图9，扭矩传递机构450、452、453和456可以不同的组合接合，与发动机434 的不同的工作模式(打开或关闭模式)和电动机/发电机43、4376的不同工作模式(电动机或发电机模式)一起，提供各种工作模式。首先，车辆410可通过接合扭矩传递机构452 和456和将电动机/发电机436、437控制作为电动机而在仅电动模式(也称为E-起动) 下起动。发动机434在仅电动模式下关闭。电动机/发电机436因此通过行星齿轮组470 和前轴组件418向前轮414提供扭矩，电动机/发电机437通过行星齿轮组472和后轴组 件426向后轮416提供扭矩。两个电动机/发电机436、437的使用允许发动机速度在下面 描述的各种巡航模式期间在较宽车辆速度范围内保持优化效率速度。再次参见图9，车辆410可从仅电动 模式下切换为在图9中的巡航4WF指代的四轮 驱动模式下巡航，而发动机操作性地连接到前轮驱动组件418。控制器442监视车轮414、 416的速度，扭矩传递机构450被接合，扭矩传递机构456保持接合，扭矩传递机构452脱离 接合，使得发动机434的扭矩被提供到前轴组件418。扭矩还从电动机/发电机436被提 供到前轴组件418或者从前轴组件418被提供到电动机/发电机436。扭矩还从后轴组件 426被提供到电动机/发电机437或者从电动机/发电机437被提供到后轴组件426。电 动机/发电机436、437都被控制作为电动机或者作为发电机，以保持期望的巡航速度，而发 动机434可在其最高效的速度下工作。车辆410还可从仅电动模式下切换为在图9中的巡航4WK指代的四轮驱动模式下 巡航，而发动机操作性地连接到后驱动组件426。在该工作模式下，驱动扭矩被提供到所有 的四个轮414、416。控制器442监视轮414、416的速度，扭矩传递机构453被接合，扭矩传 递机构452保持接合，扭矩传递机构456脱离接合，使得发动机434的扭矩被提供到后轴组 件426。扭矩还从电动机/发电机437被提供到后轴组件426或者从后轴组件426被提供 到电动机/发电机437。扭矩还从前轴组件418被提供到电动机/发电机436或者从电动 机/发电机436被提供到前轴组件418。电动机/发电机436、437都被控制作为电动机或 者作为发电机，以保持期望的巡航速度，而发动机434可在其最高效的速度下工作。再次参见图9，车辆410还可从仅电动模式下切换为在图9中的巡航F指代的在前 轮驱动模式下巡航，而发动机操作性地连接到前轮驱动组件418。在该工作模式下，驱动扭 矩被提供到前轮414。控制器442监视车轮414、416的速度，扭矩传递机构450被接合，而 扭矩传递机构452、456脱离接合，使得发动机434的扭矩被提供到前轴组件418。扭矩还从 电动机/发电机436被提供到前轴组件418或者从前轴组件418被提供到电动机/发电机 436。电动机/发电机436被控制作为电动机或者作为发电机，以保持期望的巡航速度，而 发动机434可在其最高效的速度下工作。再次参见图9，车辆410还可从仅电动模式下切换为在图9中的巡航1；指代的后轮 驱动模式下巡航，而发动机操作性地连接到后驱动组件426。在该工作模式下，驱动扭矩被 提供到后轮416。控制器442监视车轮414、416的速度，扭矩传递机构453被接合，而扭矩 传递机构452、456脱离接合，使得发动机434的扭矩被提供到后轴组件426。扭矩还从电动 机/发电机437被提供到后轴组件426或者从后轴组件426被提供到电动机/发电机437。 电动机/发电机437都被控制作为电动机或者作为发电机，以保持期望的巡航速度，而发动 机434可在其最高效的速度下工作。提供了再生制动模式，其允许图9中制动或DBL REGEN指代的前轴扭矩和后轴扭 矩的再生。如在仅电动工作模式下，扭矩传递机构452、456被接合。行星齿轮架构件466、 467都因此接地连接到固定构件438，而扭矩通过对应的行星齿轮组460、470被提供到电动机/发电机436、437。电动机/发电机436、437被控制工作为发电机，将环形齿轮构件464和太阳齿轮构件472处的扭矩分别转换成电能存储在储能装置440中。
尽管已经详细描述了实现本发明的最佳模式，熟悉本发明涉及领域的技术人员将 认识到用于实践本发明的各种变形设计和实施例将在所附权利要求的范围内。
权利要求
一种具有前轮和后轮的混合动力车辆，包括与所述前轮连接的前轮驱动轴组件；与所述后轮连接的后轮驱动轴组件；发动机；变速器，所述变速器具有电动机/发电机；固定构件；行星齿轮组，所述行星齿轮组具有环形齿轮构件、太阳齿轮构件和行星齿轮架构件，所述行星齿轮组的至少一个构件被连接到所述轴组件中的一个；以及多个可选择性接合的扭矩传递机构；其中所述发动机和所述电动机/发电机通过不同的所述扭矩传递机构的接合可分别选择性地连接到所述驱动轴组件中的一个，以向所述驱动轴组件中所述的一个传递扭矩；以及其中所述发动机和所述电动机/发电机中的至少一个通过另一个所述扭矩传递机构的接合可选择性地连接到所述驱动轴组件中的另一个，以向所述驱动轴组件中的另一个传递扭矩。
2.如权利要求1所述的混合动力车辆，进一步包括控制器，所述控制器被操作性地连接到所述电动机/发电机、所述发动机和所述扭矩 传递机构；其中所述控制器可操作以同步地切换所述扭矩传递机构的接合，从而将所述车 辆从仅电动工作模式切换到混合动力工作模式，而不会因为所述切换导致电动机/发电机 的速度变化。
3.如权利要求1所述的混合动力车辆，其中所述电动机/发动机可分别选择性地连接 到所述第一行星齿轮组的所述太阳齿轮构件和所述后轴组件，所述发动机可选择性地连接 到所述第一行星齿轮组的所述行星齿轮架构件，所述前行星齿轮架组件被连接到所述第一 行星齿轮组的所述环形齿轮构件。
4.如权利要求1所述的混合动力车辆，其中所述行星齿轮组为第一行星齿轮组，并且 进一步包括第二行星齿轮组，所述第二行星齿轮组具有环形齿轮构件、行星齿轮架构件和太阳齿 轮构件，所述第二行星齿轮组的至少一个构件被连接到所述轴组件中的另一个；其中所述 电动机/发电机和所述发动机都不持续地连接到任何一个所述行星齿轮组。
5.如权利要求4所述的混合动力车辆，其中所述电动机/发电机可分别选择性地连接 到所述第一行星齿轮组的所述太阳齿轮构件和所述第二行星齿轮组的所述行星齿轮架构 件，所述发动机可选择性地连接到所述第一行星齿轮组的所述行星齿轮架构件，所述前行 星齿轮架组件被连接到所述第一行星齿轮组的所述环形齿轮构件，所述后行星齿轮架组件 被连接到所述第二行星齿轮组的所述环形齿轮构件，所述第二行星齿轮组的所述太阳齿轮 构件被连接到所述固定构件。
6.如权利要求4所述的混合动力车辆，其中所述电动机/发电机可分别选择性地连接 到所述第一行星齿轮组的所述环形齿轮构件和所述第二行星齿轮组的所述太阳齿轮构件， 所述发动机可选择性地连接到所述第二行星齿轮组的所述行星齿轮架构件，所述前行星齿轮架组件被连接到所述第一行星齿轮组的所述行星齿轮架构件，所述后行星齿轮架组件被 连接到所述第二行星齿轮组的所述环形齿轮构件。
7.如权利要求4所述的混合动力车辆，其中所述电动机/发电机可分别选择性地连接 到所述第一行星齿轮组的所述环形齿轮构件和所述第二行星齿轮组的所述太阳齿轮构件， 所述发动机可分别选择性地连接到所述第一行星齿轮组的所述行星齿轮架构件和所述第 二行星齿轮组的所述行星齿轮架构件，所述前行星齿轮架组件被连接到所述第一行星齿轮 组的所述太阳齿轮构件，所述后行星齿轮架组件被连接到所述第二行星齿轮组的所述环形 齿轮构件。
8.如权利要求4所述的混合动力车辆，其中所述电动机/发电机为第一电动机/发电 机且被持续地连接到所述第一行星齿轮组的所述环形齿轮构件，并且进一步包括第二电动机/发电机，所述第二电动机/发电机被持续地连接到所述第二行星齿轮组 的所述太阳齿轮构件；其中所述发动机可分别选择性地连接到所述第一行星齿轮组的所述行星齿轮架构件 和所述第二行星齿轮组的所述行星齿轮架构件，所述前行星齿轮架组件被连接到所述第一 行星齿轮组的所述太阳齿轮构件，所述后行星齿轮架组件被连接到所述第二行星齿轮组的 所述环形齿轮构件。
9.一种用于车辆的混合动力系，所述车辆具有与前轮连接的前轴组件和与后轮连接的 后轴组件，包括发动机；变速器，所述变速器具有行星齿轮组，所述行星齿轮组具有太阳齿轮构件、行星齿轮架构件和环形齿轮构件； 电动机/发电机； 固定构件；以及多个可选择性接合的扭矩传递机构，每个所述扭矩传递机构可接合以连接所述发动机 和所述电动机/发电机中的一个，用于与所述行星齿轮组的一个构件共同一起旋转，或者 将所述行星齿轮组中的一个与所述固定构件连接；所述行星齿轮组具有的所述构件中的一个可持续连接，用于将扭矩输送到所述前轴组 件和所述后轴组件中的一个；其中所述发动机和所述电动机/发电机中的至少一个通过不同的所述扭矩传递机构 的接合而可替换地操作性连接到所述前轴组件和所述后轴组件，用于分别向所述前轴组件 和所述后轴组件输送扭矩或者从所述前轴组件和所述后轴组件接收扭矩；以及其中所述扭矩传递机构可以不同的组合接合，以提供不同的工作模式，包括仅电动工 作模式和至少一个电动可变工作模式。
10.一种混合动力车辆，包括 前轮驱动轴组件；后轮驱动轴组件； 发动机；变速器，所述变速器具有 电动机/发电机；固定构件；第一和第二行星齿轮组，所述第一和第二行星齿轮组的每个具有环形齿轮构件、太阳 齿轮构件和行星齿轮架构件，每个行星齿轮组的至少一个构件分别被连接到不同的所述驱 动轴组件；以及多个可选择性接合的扭矩传递机构；其中所述发动机和所述电动机/发电机通过不同的所述扭矩传递机构的接合可分别 选择性地连接到所述行星齿轮组中的一个，以向与所述行星齿轮组中所述的一个连接的所 述驱动轴组件传递扭矩；其中所述变速器的特征在于，没有任何附加的可操作以向任意驱 动组件传递扭矩的电动机/发电机；以及其中所述电动机/发电机通过另一个所述扭矩传递机构的接合可选择性地连接到所 述行星齿轮组中的另一个，以向与所述行星齿轮组中所述的另一个连接的所述驱动轴组件 传递扭矩。
全文摘要
本发明涉及具有混合动力系的车辆。具体地，混合动力车辆具有发动机、以及具有电动机/发电机、固定构件和行星齿轮组的变速器。发动机和电动机/发电机通过不同的扭矩传递机构的接合可分别选择性地连接到驱动轴组件中的一个，以向驱动轴组件传递扭矩。发动机和电动机/发电机中之一或者二者通过另一个扭矩传递机构的接合也可选择性地连接到另一个驱动轴组件，以向另一个驱动轴组件传递扭矩。
文档编号B60K6/50GK101856968SQ20101016143
公开日2010年10月13日 申请日期2010年4月13日 优先权日2009年4月13日
发明者B·V·穆尔蒂, S·M·奈克 申请人:通用汽车环球科技运作公司