[发明专利]具有高效纯电动模式的混合动力系

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有高效纯电动模式的混合动力机电动力系。

背景技术

混合动力车辆动力系利用电动可变变速器，电动可变变速器组合使 用电动机和常规发动机动力，以经由：(i)发动机的起动-停止操作；(ii) 更高效的发动机工作点；以及(iii)借助于再生制动将车辆动能回收到蓄 电池中，来产生更高效的车辆。某些混合动力系具有“输入分流式 (input-split)”结构，由此发动机动力在到输出轮的直接机械连接件与发 电机之间分配，而且后者(发电机)对车载电池充电和/或向连接至输出轮 的电动机输送动力。具有这种动力流布置的操作被称为输入分流式运转 模式。变速器还用作电动可变变速器(EVT)，能够实现更优化的发动机 工作速度和负荷。有些EVT提供两种EVT模式、以及提供如在传统的自 动变速器中的多个固定传动比。

上述结构的预期工作模式在于以可能最有效的方式混合使用常规 发动机和电动机/发电机。因此，不同于特制电动车(EV)，输入分流式 EVT结构不是设计成用于只利用电池动力工作一段持续的时间，从而在 这样的纯电动工作模式下效率不高。

发明内容

混合动力系设置有改进的输入分流式结构，使得动力系既具有高效 的纯电动(即电池供电)工作模式，又具有至少一种高效的常规混合动力 车工作模式。优选地，该动力系适于插入式混合动力车。“插入式”混 合动力车是具有混合动力系的车辆，该混合动力系包括可由非车载的动 力源再充电的电池。希望插入式混合动力车既能够用作具有相当大的纯 电池(battery-only)里程的电动车辆(只使用电池动力)，又能够当可用电池 能量低时用作常规的混合动力车。

混合动力系包括混合动力机电变速器和诸如发动机的动力源。机电 变速器包括与动力源连接的输入构件、和输出构件。具有第一、第二、 和第三构件的行星齿轮组使动力源与第一、第二电动机/发电机连接。动 力源与电动机/发电机中的每一个被可操作地连接至第一、第二、和第三 构件中不同的构件。电池可操作地连接至电动机/发电机，以便从电动机 /发电机接收动力和向电动机/发电机输送动力。输入构件与第一构件可 操作地连接，第一电动机/发电机被可操作地与第二构件连接以便一起旋 转，而第二电动机/发电机被可操作地与输出构件连接以便一起旋转。第 一扭矩传递机构可接合以将第二电动机/发电机与第三构件连接以便一 起旋转。当第一扭矩传递机构不被接合时，电池和第二电动机/发电机提 供纯电动工作模式以向输出构件提供动力，从而在纯电动工作模式期间 将动力源、行星齿轮组和第一电动机/发电机与输出构件断开，以防止这 些部件的寄生阻力。优选地，第一构件为行星架构件，第二构件为太阳 齿轮构件，而第三构件为齿圈构件。

通过驱动发动机和接合第一扭矩传递机构，动力系可从纯电动工作 模式转换成输入分流式工作模式，优选地通过将第一电动机/发电机用作 电动机以控制行星齿轮组的第三构件的速度，来控制第一扭矩传递机构 的接合的速度。

优选地，第二扭矩传递机构被设置成使第三构件固定，使得动力可 从发动机通过行星齿轮组流向第一电动机/发电机、流向电池46、然后从 电池输送至第二电动机/发电机，以建立串联混合动力工作模式。

一种操纵动力系的方法包括提供上述的第一扭矩传递机构、将储存 的电力引导至第二电动机/发电机以建立纯电动工作模式，并且在纯电动 工作模式期间第一扭矩传递机构脱开。该方法还包括在纯电动工作模式 期间驱动发动机，并且第一扭矩传递机构被自动地或选择性地接合(取决 于其是超速单向离合器还是能够沿两个方向传递扭矩的可选择性接合 的离合器诸如摩擦片离合器)以建立输入分流式工作模式。此外，该方法 可包括：选择性地接合第二扭矩传递机构，该第二扭矩传递机构使可连 接至第二电动机/发电机的行星齿轮组的构件固定；驱动发动机；以及控 制第一电动机/发电机用作发电机，从而建立串联混合动力工作模式。为 了从串联混合动力工作模式切换至输入分流式工作模式，第一电动机/ 发电机被控制成操作为电动机，从而使行星齿轮组的可与第二电动机/ 发电机连接的那个构件的速度与第二电动机/发电机的速度同步。

当结合附图考虑时，本发明的上述特征和优点以及其它的特征和优 点将通过下面对实施本发明的最佳模式的详细描述而清楚地显现。

附图说明