具有至少三个电可变运行模式的单行星齿轮混合动力系制造技术

本发明专利技术涉及具有至少三个电可变运行模式的单行星齿轮混合动力系，具体提供一种混合动力系，该混合动力系具有发动机；输入构件、输出构件和固定构件；并且包括具有第一、第二、和第三构件的单个行星齿轮组。所述输入构件连接成与所述发动机一起旋转。所述输出构件连接成与所述第二构件一起旋转。还提供了第一和第二电动机／发电机以及仅包括一个制动器的五个扭矩传递机构。所述扭矩传递机构能够以不同的组合进行接合，以建立至少两个纯电动运行模式、至少两个纯发动机运行模式以及至少三个电可变运行模式。在一个实施例中，还提供了电扭矩转换器运行模式，并且该模式可以是电动机／发电机失效情况下的默认模式。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及混合动力系，更具体地涉及一种具有两个电动机/发电机、发动机和 单个行星齿轮组的混合动力系。
技术介绍
用于车辆的混合动力系在不同的车辆运行条件下使用不同的动力源。电-机混合 动力系通常具有内燃发动机(诸如柴油发动机、汽油发动机、空气发动机)或燃料电池、以 及一个或多个电动机/发电机。不同的运行模式(诸如纯发动机运行模式、纯电动运行模 式、和电可变运行模式)通过在不同的组合下接合制动器和/或离合器并控制发动机和电 动机/发电机而建立。由于所述不同的运行模式可用于改善燃油效率，所以它们是有利的。 然而，混合动力系所需的附加零部件(诸如电动机/发电机、行星齿轮组、制动器和/或离 合器)会增加车辆整体成本。
技术实现思路
本专利技术提供一种混合动力系，该混合动力系具有最小数量的零部件而不会牺牲可 用的运行模式和性能优点。例如，所述动力系仅具有一个行星齿轮组、两个电动机/发电机 以及五个扭矩传递机构(包括仅一个带离合器(即仅一个制动器))，并且所述动力系能够 在至少两个纯电动运行模式、至少两个纯发动机运行模式以及至少三个电可变运行模式下 运行。该构造允许发动机在充电条件的低电池电量状态下用于车辆起动，由此与具有两个 电动机/发电机的其它混合动力系结构相比允许使用较小的电池。进一步，可以检测系统 失效(诸如对电动机/发电机有影响的失效)，并且控制所述动力系以防止在此种情况下电 动机/发电机受到损坏。因为仅一个扭矩传递机构是制动器(即带离合器)，所以发热和离 合器维护得以最小化。具体地说，所述混合动力系具有发动机、输入构件、输出构件和固定构件。所述动 力系仅具有单个行星齿轮组，所述单个行星齿轮组具有第一、第二、和第三构件，优选地分 别是环形齿轮构件、行星架构件和恒星齿轮构件。所述输入构件连接成与所述发动机一起 旋转。所述输出构件连接成与所述第二构件一起旋转。设置有第一和第二电动机/发电 机以及五个扭矩传递机构(仅包括一个制动器)。第一扭矩传递机构能够选择性地接合以 将所述第一构件固连至固定构件。第二扭矩传递机构能够选择性地接合以将第一电动机/ 发电机连接成与所述第一构件一起旋转。第三扭矩传递机构能够选择性地接合以将输入构 件连接成与所述第一构件一起旋转。第四扭矩传递机构能够选择性地接合以将输入构件连 接成与所述第三构件一起旋转。第五扭矩传递机构能够选择性地接合以将第二电动机/发 电机连接成与所述第三构件一起旋转，或者能够选择性地接合以将第二电动机/发电机连 接成与所述输出构件一起旋转。所述扭矩传递机构能够以不同的组合接合，以建立至少两 个纯电动运行模式、至少两个纯发动机运行模式以及至少三个电可变运行模式。在一个实 施例中，所述扭矩传递机构以不同的组合接合，从而建立两个纯发动机(固定档位)运行模式、两个纯电动运行模式、以及四个电可变运行模式。在另一实施例中，所述扭矩传递机构 以不同的组合接合，从而建立三个纯发动机(固定档位)运行模式、四个纯电动运行模式、 三个电可变运行模式、以及电扭矩转换器运行模式。一个或多个控制器能够监测所述电动机/发电机的、诸如与所述电动机/发电机 相关的零部件失效或所述电动机/发电机失效的运行条件。在指示此种失效的预定运行条 件下，所述控制器将响应于监测到的运行条件而接合那些建立所述纯发动机运行模式之一 (或者所述电扭矩转换器运行模式)的扭矩传递机构。通过依赖于来自发动机的动力，防止 了对所述电动机/发电机的损坏。另外，所述一个或多个控制器可监测用于将所存储能量 提供给所述电动机/发电机的能量存储装置(诸如电池)的充电状态，并且在所述充电状 态下降到低于预定的最低充电状态时，接合那些建立所述纯发动机运行模式之一的扭矩传 递机构。方案1、一种用于车辆的混合动力系，包括发动机；输入构件、输出构件和固定构件；单个行星齿轮组，其具有第一、第二和第三构件，其中所述输入构件连接成与所述 发动机一起旋转；其中所述输出构件连接成与所述第二构件一起旋转；第一和第二电动机/发电机；第一、第二、第三、第四和第五扭矩传递机构；其中所述第一扭矩传递机构能够选择性地接合以将所述第一构件固连至所述固 定构件，其中所述第二扭矩传递机构能够选择性地接合以将所述第一电动机/发电机连接 成与所述第一构件一起旋转，其中所述第三扭矩传递机构能够选择性地接合以将所述输入 构件连接成与所述第一构件一起旋转，其中所述第四扭矩传递机构能够选择性地接合以将 所述输入构件连接成与所述第三构件一起旋转，其中所述第五扭矩传递机构能够选择性地 接合以将所述电动机/发电机中的一个连接成与所述第三构件和所述输出构件中的一个 一起旋转；并且其中所述扭矩传递机构能够以不同的组合进行接合，从而建立至少两个纯 电动运行模式、至少两个纯发动机运行模式以及至少三个电可变运行模式。方案2、如方案1所述的混合动力系，其中所述第一和第五扭矩传递机构接合且所 述第一电动机/发电机以电动机方式运行以建立所述至少两个纯电动运行模式中的一个; 并且其中所述第二和第五扭矩传递机构接合且所述第一和第二电动机/发电机以电 动机方式运行以建立所述至少两个纯电动运行模式中的另一个。方案3、如方案1所述的混合动力系，其中所述至少两个纯电动运行模式包括第一纯电动运行模式，在该模式中所述第一扭矩传递机构接合且所述第一电动机 /发电机以电动机方式运行，第二纯电动运行模式，在该模式中所述第二扭矩传递机构接合且两个所述电动机 /发电机都以电动机方式运行，第三纯电动运行模式，在该模式中所述第一和第五扭矩传递机构接合且两个所述 电动机/发电机都以电动机方式运行，以及第四纯电动运行模式，在该模式中所述第二和第五扭矩传递机构接合且所述第一和第二电动机/发电机以电动机方式运行。方案4、如方案1所述的混合动力系，其中所述第五扭矩传递机构能够选择性地接 合以将所述第二电动机/发电机连接成与所述第三构件一起旋转，其中所述第二、第三和 第五扭矩传递机构接合以建立所述电可变运行模式中的第一电可变运行模式，在所述第一 电可变运行模式中所述电动机/发电机中的一个或两个和所述发动机通过所述行星齿轮 组在所述输出构件处提供扭矩；其中所述第二、第四和第五扭矩传递机构接合以建立所述至少三个电可变运行模 式中的第二电可变运行模式，在所述第二电可变运行模式中所述电动机/发电机中的一个 或两个和所述发动机通过所述行星齿轮组在所述输出构件处提供扭矩；其中所述第三和第五扭矩传递机构接合以建立所述至少三个电可变运行模式中 的第三电可变运行模式，在所述第三电可变运行模式中所述电动机/发电机中的一个或两 个和所述发动机通过所述行星齿轮组在所述输出构件处提供扭矩；并且其中所述第二和第四扭矩传递机构接合以建立所述至少三个电可变运行模式中 的第四电可变运行模式，在所述第四电可变运行模式中所述电动机/发电机中的一个或两 个和所述发动机通过所述行星齿轮组在所述输出构件处提供扭矩。方案5、如方案1所述的混合动力系，其中所述第二电动机/发电机连接成与所述 第三构件一起旋转，且所述第五扭矩传递机构能够选择性地接合以将所述第一电动机/发 电机连接成与所述输出构件一起旋转；其中所述第三和第五扭矩传递机构接合以建立所述 至少三个电可变运行模式中的第一电可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于车辆的混合动力系，包括：发动机；输入构件、输出构件和固定构件；单个行星齿轮组，其具有第一、第二和第三构件，其中所述输入构件连接成与所述发动机一起旋转；其中所述输出构件连接成与所述第二构件一起旋转；第一和第二电动机／发电机；第一、第二、第三、第四和第五扭矩传递机构；其中所述第一扭矩传递机构能够选择性地接合以将所述第一构件固连至所述固定构件，其中所述第二扭矩传递机构能够选择性地接合以将所述第一电动机／发电机连接成与所述第一构件一起旋转，其中所述第三扭矩传递机构能够选择性地接合以将所述输入构件连接成与所述第一构件一起旋转，其中所述第四扭矩传递机构能够选择性地接合以将所述输入构件连接成与所述第三构件一起旋转，其中所述第五扭矩传递机构能够选择性地接合以将所述电动机／发电机中的一个连接成与所述第三构件和所述输出构件中的一个一起旋转；并且其中所述扭矩传递机构能够以不同的组合进行接合，从而建立至少两个纯电动运行模式、至少两个纯发动机运行模式以及至少三个电可变运行模式。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：A蒂瓦里，D克萨文，AK阿格拉瓦尔，R吉维，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]