帶有具有精簡拉威娜式齒輪組的復合?分流混合動力變速器的動力系的制作方法

本教導大體上包括一種具有行星齒輪傳動裝置和兩個電機的動力系。

背景技術：

已知有用于管理混合動力車輛中的各種原動機(最常見的是內燃機和電機)的輸入和輸出轉矩的各種混合和電動動力系架構。利用電機和內燃機二者作為動力源的混合電動車輛通常具有編程為在不同的駕駛條件期間改變發動機和馬達/發電機中的每一個的使用的車載控制器，并且可控制成以不同操作模式實現峰值效率和/或峰值性能。

技術實現要素：

與具有多個行星齒輪組的混合動力系相比，僅具有單個行星齒輪組的混合動力系架構因其成本較低和大小更緊湊而更具優勢。本文提供了一種使用精簡拉威娜(ravigneaux)式齒輪組來實現這些目的的動力系。動力系包括行星齒輪傳動裝置，其包括兩個太陽齒輪構件、兩個環形齒輪構件、公共行星架(即，單個行星架構件)和互連構件，該互連構件連接兩個太陽齒輪構件或兩個環形齒輪構件以一致旋轉。動力系包括輸入構件和輸出構件，其中的一個可連接至行星架構件且其中的另一個可連接至第一環形齒輪構件以一致旋轉。第一電機和第二電機包括在動力系內。第二電機可操作地連接至第一太陽齒輪構件以驅動第一太陽齒輪構件，且第一電機可操作地連接以驅動第二環形齒輪構件和第二太陽齒輪構件中未連接至互連構件的一個齒輪構件。

例如，在一個稱為公共環形齒輪實施例的實施例中，互連構件連接第一和第二環形齒輪構件，輸入構件可連接至行星架構件，輸出構件可連接至第一環形齒輪構件，第一電機可操作地連接至第二太陽齒輪構件，且第二電機可操作地連接至第一太陽齒輪構件。在另一個公共環形齒輪實施例中，互連構件連接第一和第二環形齒輪構件，輸出構件可連接至行星架構件，輸入構件可連接至第一環形齒輪構件，第一電機可操作地連接至第二太陽齒輪構件，且第二電機可操作地連接至第一太陽齒輪構件。

在稱為公共太陽齒輪實施例的另一個實施例中，互連構件連接第一和第二太陽齒輪構件，輸入構件可連接至行星架構件，輸出構件可連接至第一環形齒輪構件，第一電機可操作地連接至第二環形齒輪構件，且第二電機可操作地連接至第一太陽齒輪構件。在另一個公共太陽齒輪實施例中，互連構件連接第一和第二太陽齒輪構件，輸入構件可連接至第一環形齒輪構件，輸出構件可連接至行星架構件，第一電機可操作地連接至第二環形齒輪構件，且第二電機可操作地連接至第一太陽齒輪構件。

控制器可操作地連接至第一電機和第二電機。制動器可選擇性地接合以將輸入構件保持靜止。控制器配置成當輸入構件被驅動且制動器未接合時控制第一和第二電機以復合-分流操作模式運轉，并且當制動器接合時，控制第一和第二電機以全電動操作模式運轉。在各種實施例中，第一和第二電機可以被控制為預定速度以使得輸入構件在制動器接合時保持靜止。

上述特征和優點以及本教導的其它特征和優點從用于實行結合附圖取得的本教導的最佳模式的以下詳述將容易地顯而易見。

附圖說明

圖1是具有行星齒輪傳動裝置和兩個電機并且示出發動機和最終傳動的動力系的第一實施例的示意圖。

圖2是圖1的動力系中的電機的替代連接的部分的局部示意圖。

圖3是圖1的動力系中的電機的替代連接的部分的局部示意圖。

圖4是圖1的動力系作為符號圖的示意圖。

圖5是圖1的具有圖1的制動器的行星齒輪傳動裝置的示意性杠桿圖。

圖6是圖5的采取折疊形式的行星齒輪傳動裝置的示意性杠桿圖，其中電機、發動機和最終傳動連接至該杠桿圖。

圖7示出了圖6的以復合-分流操作模式表示的示意性杠桿圖。

圖8示出了圖6的以全電動操作模式表示的示意性杠桿圖。

圖9是在圖1的處于復合-分流操作模式中的動力系的恒定發動機速度下電機速度與輸出速度的繪制圖。

圖10是在圖1的處于全電動操作模式中的動力系的零發動機速度下電機速度與輸出速度的繪制圖。

圖11是具有行星齒輪傳動裝置和兩個電機的動力系的第二實施例并且示出發動機和最終傳動的示意圖。

圖12是具有行星齒輪傳動裝置和兩個電機的動力系的第三實施例并且示出發動機和最終傳動的示意圖。

圖13是圖12的行星齒輪傳動裝置的示意性杠桿圖。

圖14是圖13的采取折疊形式的行星齒輪傳動裝置的示意性杠桿圖，其中電機、發動機和最終傳動連接至該杠桿圖。

圖15是具有行星齒輪傳動裝置和兩個電機的動力系的第四實施例并且示出發動機和最終傳動的示意圖。

圖16是具有行星齒輪傳動裝置和兩個電機的動力系的第五實施例并且示出發動機和最終傳動的示意圖。

具體實施方式

參考附圖，圖1示出了車輛的混合動力系10。混合動力系10包括與混合動力變速器14連接的原動機，諸如標記為e的內燃機12。可以使用諸如燃料電池、氣動發動機等的其它類型的原動機來代替內燃機12。混合動力變速器14包括兩個附加移動源：第一電機16和第二電機18。發動機12以及電機16和18可經由行星齒輪傳動裝置20以及制動器b1的選擇性接合而互連以提供如本文所討論的各種操作模式。

行星齒輪傳動裝置20包括兩個太陽齒輪構件22a和22b、兩個環形齒輪構件24a和24b以及支撐分別如本文所述的第一組小齒輪27、第二組小齒輪28和第三組小齒輪29的單個行星架構件26。行星齒輪傳動裝置20還包括將兩個環形齒輪構件24a、24b連接成一致旋轉的互連構件30。在本文所討論的某些其它實施例中，互連構件30連接兩個太陽齒輪構件22a、22b。此行星齒輪傳動裝置在本文稱為“精簡拉威娜式齒輪組”，因為歸因于互連構件，行星齒輪組20僅具有四個節點而非完整拉威娜式齒輪組的五個節點。如本文所使用，兩個部件在它們可操作地連接至彼此使得它們以相同速度(包括零速)一起旋轉時(即，當它們一致靜止時)“一致旋轉”。

第一環形齒輪構件24a徑向地包圍第一太陽齒輪構件22a。第二環形齒輪構件24b徑向地包圍第二太陽齒輪構件22b。第一組小齒輪27與第一太陽齒輪構件22a和第一環形齒輪構件24a嚙合。第二組小齒輪28與第二環形齒輪構件24b和第三組小齒輪29嚙合。第三組小齒輪29與第二組小齒輪28和第二太陽齒輪構件22b嚙合。圖1中僅示出了多組小齒輪27、28和29中的每一個的一個小齒輪。本領域技術人員將容易理解的是，圖1僅示出了行星齒輪傳動裝置20的部分和上述作為齒輪傳動裝置20的中線的僅電機16、18的部分。

混合動力變速器14還包括輸入構件32和輸出構件34。輸入構件32連接成與行星架構件一致旋轉，且輸出構件34連接至互連構件30以與第一環形齒輪構件24a和第二環形齒輪構件24b一致旋轉。諸如曲柄軸的發動機12的傳動構件36與輸入構件32連接使得傳動構件36與輸入構件32一致旋轉。選用地，至傳動構件36的比率倍增連接(諸如齒輪連接或一系列皮帶輪和鏈輪)可以可操作地連接傳動構件36和輸入構件32。選用地，阻尼器可以定位在傳動構件36和輸入構件32之間。選用地，可選擇性接合離合器可以定位在傳動構件36與輸入構件32之間。

輸出構件34通過最終傳動機構38連接至車輪(未示出)以向車輪提供牽引動力來推進車輛。行星齒輪傳動裝置20是可操作地連接或可連接在輸入構件32與輸出構件34之間的僅齒輪傳動裝置。選用地，可選擇性接合離合器可以定位在輸出構件34與最終傳動機構38之間。

第一電機16包括第一轉子40a，其連續可操作地連接成與行星齒輪組20的第二太陽齒輪構件22b一致旋轉。第一轉子40a因此在第一電機16用作馬達時驅動第二太陽齒輪構件22b。第一電機16還包括徑向地包圍第一轉子40a的第一定子42a。第一定子42a接地至靜止構件44a(諸如第一電機16的馬達殼體)或不同的靜止構件。

第二電機18包括第二轉子40b和徑向地包圍轉子40b的第二定子42b。第二定子42b接地至靜止構件44b(諸如第二電機18的馬達殼體)或不同的靜止構件。第二轉子42b可操作地連接至第一太陽齒輪構件22a使得第二轉子42b在第二電機18用作馬達時驅動第一太陽齒輪構件22a。電機16、18二者均是馬達/發電機并且均可選擇性地用作馬達和發電機。

電機16和18的定子42a、42b可操作地連接至可以是圖1中標記為b的一個或多個電池的能量存儲裝置50。可以使用具有存儲電功率和輸出電功率的能力的其它類型的電動存儲裝置來代替電池。圖1中標記為c的控制器52可操作地連接至電機16和18并且監測轉子40a、40b的速度。控制器52還從單獨發動機控制器或通過連接至發動機12接收關于發動機速度的信息。基于這種和其它車輛操作條件(諸如駕駛員加速器命令)，控制器52可操作以通過圖1中標記為i的功率逆變器54將電能從能量存儲裝置50提供至電機16和18中的任一個或兩個以使得電機16、18運轉為馬達，從而給變速器14增加轉矩。當向電機16和/或18提供電功率時，功率逆變器54將直流轉換為交流。

如果由控制器52接收的信息指示電機16或18應當操作為發電機，從而將機械能轉換為電能，那么控制器52可操作以使得功率逆變器54將從電機16或18提供的交流轉換為存儲在能量存儲裝置50中的直流。圖1和2中連接電機16、18、能量存儲裝置50、控制器52、逆變器54以及定子42a、42b的定子繞組的線表示用于在部件之間中繼電流或信號的轉移導體。

選用地，每個電機16、18可具有單獨的、集成式控制器和逆變器而非單個控制器52，其中電機16、18的單獨控制器可操作地連接至彼此。

制動器b1可選擇性地接合以將輸入構件32保持靜止。更具體地，制動器b1可選擇性地接合以將輸入構件32接地至靜止構件44c，其可以是相同或不同于靜止構件44a或44b的靜止構件。制動器b1可由相同控制器52控制，或可以由未示出的單獨變速器控制器控制，該變速器控制器操作地與控制器52和單獨發動機控制器連接。制動器b1可以任何合適方式(諸如液壓、電氣或機電地)致動。如本文進一步所述，當控制動力系10以提供全電動操作模式時接合制動器b1，在全電動操作模式中，電機16、18運轉為馬達以驅動輸出構件34，并且當發動機12開啟時未接合該制動器，且當電機16、18各自控制成運轉為馬達或發電機以提供復合-分流操作模式時該制動器驅動輸入構件32。

圖2示出了可選的減速齒輪組60，其可用于將第二轉子40b連接到第一太陽齒輪構件22a以提供減速或轉矩減小。減速齒輪組60具有連接成與第二轉子40b一致旋轉的第一齒輪62、連接成與第一太陽齒輪構件22a一致旋轉的第二齒輪64，以及與第一齒輪62和第二齒輪64兩者相嚙合的空轉齒輪66。例如，齒輪62、64、66可以是螺旋齒輪。空轉齒輪66圍繞單獨的軸線68旋轉，并使得第一和第二齒輪62和64能夠在相同的方向上旋轉，使得減速齒輪組60不改變第一太陽齒輪構件22a相對于第二轉子40b的旋轉方向。電機18的第二轉子40b將以與行星齒輪組20的軸線(即，中心線c)分離的軸線為中心。

在所示的實施例中，第一齒輪62被配置成具有比第二齒輪64更小的直徑和更少的齒。因此，當轉矩從電機18傳遞到第一太陽齒輪構件22a時，發生減速和轉矩倍增。也就是說，轉子40b比第一太陽齒輪構件22a旋轉得更快。如本文所討論的，使用電發射幫助減速。在其它實施例中，如果特殊應用需要，則第一齒輪62可被配置成具有比第二齒輪64更大的直徑和更多的齒，能夠實現速度倍增和轉矩減小。

類似地，圖3示出了可用于將第一轉子40a連接到第二太陽齒輪構件22b以提供減速和轉矩倍增的可選的減速齒輪組70。減速齒輪組70具有連接成與第一轉子40a一致旋轉的第一齒輪72、連接成與第二太陽齒輪構件22b一致旋轉的第二齒輪74，以及與第一齒輪72和第二齒輪74嚙合的空轉齒輪76。例如，齒輪72、74、76可以是螺旋齒輪。空轉齒輪76圍繞單獨的軸線78旋轉，并且使得第一和第二齒輪72和74能夠在相同的方向上旋轉，使得減速齒輪組70不改變第二太陽齒輪構件22b相對于第一轉子40a的旋轉方向。電機16的第一轉子40a將以與行星齒輪組20的軸線(即，中心線c)分離的軸線為中心。

第一齒輪72配置成具有比第二齒輪74更小的直徑和更少的齒。因此，當轉矩從電機16傳遞到第二太陽齒輪構件22b時，發生減速和轉矩倍增。也就是說，轉子40a比第二太陽齒輪構件22b旋轉得更快。如本文所討論的，使用電發射幫助減速。在其它實施例中，如果特殊應用需要，則第一齒輪72可被配置成具有比第二齒輪74更大的直徑和更多的齒，能夠實現轉矩減小和速度倍增。

圖4以符號圖的形式示出了圖1的動力系10。圖5以杠桿圖的形式示出了行星齒輪傳動裝置20并且示出了制動器b1的位置。本領域的普通技術人員理解以杠桿圖形式示出的變速器和以符號圖形式示出的變速器之間的對應關系。杠桿圖是諸如自動變速器的機械裝置的部件的示意圖。每個單獨的變速桿可以表示單獨的行星齒輪組，具有兩個或多個互連的行星齒輪組的復合行星齒輪裝置或外齒輪組。在行星齒輪組桿中，主齒輪組的三個基本機械部件，即太陽齒輪構件、行星架構件和環形齒輪構件，其中的每個由在特定的變速桿上的接頭點(在本文中也被稱為節點)表示。因此，典型的單個行星齒輪組變速桿包含三個接頭點：一個用于太陽齒輪構件、一個用于行星架構件、一個用于環形齒輪構件。每個行星齒輪組變速桿的接頭點之間的相對長度可用于表示每個相應齒輪組的環形-太陽齒輪比。這些變速桿比繼而用于改變變速器的齒輪比，以便實現適當的比率和比率級數。各種行星齒輪組的接頭點之間的機械聯接或互連由薄的水平線示出，并且諸如離合器和制動器的轉矩傳遞裝置被呈現為交錯的指狀物。如果裝置是制動器，則一組指狀物接地。在圖5中，僅為了說明的目的，將行星齒輪傳動裝置20表示為兩個變速桿l1、l2，單個行星架構件26表示為兩個變速桿l1、l2中的每一個中的單獨節點。一般來說，如本領域技術人員所已知，變速桿l1、l2反而可表示為如圖6中所示的四接頭點變速桿l12，其中公共行星架構件26和互連構件30在太陽齒輪構件24a、24b之間提供固定連接，即，配對。利用公共行星架構件26和互連構件30，單獨旋轉慣性(圍繞公共中心軸線)的最大數目從六減少到四，并且總自由度從四減小到二。因此受到約束的是，行星齒輪傳動裝置20按次序設置轉速、第一、第二、第三和第四接頭點。然而，如本領域技術人員所已知，可以構造各種復合行星齒輪傳動裝置以提供將實現此結果的四接頭點變速桿，并且將該裝置放置在圖6的變速桿圖的范圍內。

每個行星齒輪組變速桿的接頭點之間的相對長度可用于表示每個相應齒輪組的環形-太陽齒輪比。例如，表示第二太陽齒輪構件22b和行星架構件26的節點之間的長度l1與第二環形齒輪構件24b的齒數成比例，而表示行星架構件26的節點與行星架構件26的節點之間的長度l2第二環形齒輪構件24b與第二太陽齒輪構件22b的齒數成比例。類似地，表示第一太陽齒輪構件22a和行星架構件26的節點之間的長度l3與第一環形齒輪構件24a的齒數成比例，而表示第一環形齒輪構件24a的節點與表示第二環形齒輪構件24a的節點之間的長度l4行星齒輪架構件26與第一太陽齒輪構件22a的齒數成比例。期望的是電機16、18具有比輸入構件32和輸出構件34更高的旋轉速度。如圖6最佳所示，在本實施例中，因為電機16、18連接到具有相對小半徑的太陽齒輪構件22a、22b，所以這些節點上的節線速度落入預定限度內。通過這種布置，第一機械點(即，在電機16或18中的一個的速度為零的點)將以減速傳動速度比(即，輸出構件34的速度小于輸入構件32的速度比)發生，該減速傳動速度比具有取決于環形齒輪構件24a與太陽齒輪構件22a的齒數比以及環形齒輪構件24b與太陽齒輪構件22b的齒數比的數值。第二機械點將以超速傳動速度比(即，輸出構件34的速度大于輸入構件32的速度的速度比)發生，該超速傳動速度比具有取決于環形齒輪構件24a與太陽齒輪構件22a的齒數比以及環形齒輪構件24b與太陽齒輪構件22b的齒數比的數值。

圖7示出了示出當動力系10被控制為以復合-分流操作模式操作時由各種接頭點表示的行星齒輪傳動裝置20的各種部件的旋轉方向的箭頭。在復合-分流操作模式中，如果需要，啟動發動機12并控制其以其最有效的速度進行操作。制動器b1不被接合。電機16、18被控制以用作電動機或發電機，如圖9最佳所示，當輸出構件34處所需的速度和轉矩發生變化以滿足操作者的需求時，必要時發動機12能夠保持恒定的轉速。復合-分流操作模式有利于在高速驅動期間的有效操作，因為其允許通過電力路徑降低電動機速度和降低功率。也就是說，所有機械功率不轉換為電功率，然后通過電機再次轉換為機械功率，如在串聯操作模式中的情況一樣。

復合-分流操作模式需要四個行星齒輪構件，這四個行星齒輪構件不是連接成彼此共同旋轉，而是通過連接成與輸入構件32一起旋轉的行星齒輪(即，構件(行星架構件26))、連接成與第一電動機/發電機16一起旋轉的構件(第一太陽齒輪構件22b)、連接成與第二電動機/發電機18一起旋轉的構件(第二太陽齒輪構件18)以及連接成與輸出構件34一起旋轉的構件(互連環形齒輪構件24a、24b)而彼此連接。

在復合-分流操作模式中，發動機12在行星架構件26處提供轉矩，第一電機16向第二太陽齒輪構件22b提供轉矩或從第二太陽齒輪構件22b接收轉矩，并且第二電機18向第一太陽齒輪構件22a或接收來自第一太陽齒輪構件22a的轉矩。發動機12和輸出構件34的速度是第一和第二電機16、18的速度的函數。

當制動器b1接合時，建立全電動操作模式。如圖8所示，當制動器接合時，行星架構件26保持靜止。在一個非限制性示例中，在從復合-分流操作模式到全電操作模式的轉換期間，電機16、18被控制以使行星架構件26的速度達到零，而不會剛好在制動器b1接合之前影響到輸出構件34的速度或轉矩，使得當制動器b1接合時輸入構件32的速度為零。因此避免了滑動。如圖8所示，第一電機16被控制成在第二太陽齒輪構件22b處提供與輸出構件34和第一太陽齒輪構件22a相反的速度和旋轉方向。第二電機18的速度增加，以增加第一太陽齒輪構件22a在與輸出構件34相同的旋轉方向上的速度。可以在各種操作條件下實現全電模式。例如，可以在向前巡航期間實施全電模式。

圖9是以在y軸100上的每分鐘轉數(rpm)與x軸102上的輸出構件34的速度(rpm)的電動機速度的曲線圖，而發動機12和輸入構件32的速度在復合-分流操作模式期間保持在恒定正速度。線104是第一電機16的速度。線106是第二電機18的速度。在示例性復合-分流操作模式期間，存在兩個機械點，即第一機械點108和第二機械點110。“機械點”意味著電機16、18中的任一個的轉子40a或40b在動力系10的操作期間的任何時間是靜止的。當轉子40a、40b中的一個處于機械點(即靜止)時，發生從發動機12到最終驅動機構38的動力傳遞的最大機械效率。在第一機械點108處，轉子40b是靜止的。在第二機械點110處，轉子40a是靜止的。

圖10是以在y軸120上的每分鐘轉數(rpm)與x軸122上的輸出構件34的速度(以rpm為單位)的電動機速度的曲線圖，而發動機12被停止(即，發動機12為零，或者如果提供了分離式離合器，則發動機輸出構件26與輸入構件32斷開連接)。制動器b1接合，使得輸入構件32的速度為零。線124是第一電機16的速度。線126是第二電機18的速度。第一電機16被控制為沿著與第二電機18相反的方向旋轉。兩個電機16、18在全電動操作模式中作為電動機操作，使用從能量存儲裝置50提供的存儲的能量。

圖11示出了動力系10a的替代性實施例，其具有混合動力變速器14a，該混合動力變速器14a具有與動力系10中的混合動力變速器14相同的部件，但具有可連接到行星架構件26的輸出構件34，以及經由互連構件30可連接到第一環形齒輪構件24a和第二環形齒輪構件24b的輸入構件32。換句話說，輸入構件32和輸出構件34的位置相對于動力系10切換。動力系10a和動力系10將對燃料經濟性和性能具有不同的影響，這是由于由這二者之一實現的輸入構件32的速度與輸出構件34的速度的不同比率。與動力系10一樣，減速齒輪組60或70中的任一個或兩者可分別用在電機16、18和太陽齒輪構件22a、22b之間。動力系10a可在復合-分流操作模式中操作，并且可在如關于動力系10所描述的全電動操作模式中進行操作。

圖12示出了動力系10b的替代性實施例，該動力系具有帶有與動力系10中的混合動力變速器14相同的部件的混合動力變速器14b。第一太陽齒輪構件22a和第二太陽齒輪構件22b經由互連構件30連接以一致旋轉，而第一環形齒輪構件24a和第二環形齒輪構件24b則不會如此。動力系10b可以因此稱為公共太陽齒輪實施例。輸入構件32可連接至行星架構件26。輸出構件34可連接至第一環形齒輪構件24a，且在所示實施例中連接以與第一環形齒輪構件24a一致旋轉。第一電機16可操作地連接以驅動第二環形齒輪構件24b。第二電機18經由互連構件30可操作地連接以驅動第一太陽齒輪構件22a和第二太陽齒輪構件22b。圖16示出了具有混合動力變速器14d的動力系10d的另一個可能的公共太陽齒輪實施例。除輸入構件32可連接至第一環形齒輪構件24a且輸出構件34可連接至行星架構件26外，動力系10d與動力系10b相似且混合動力變速器14d與混合動力變速器10d相似。

正如動力系10，可以在電機16與環形齒輪構件22a之間使用圖3的減速齒輪組70。可以在電機18與互連構件30之間使用圖2的減速齒輪組60。動力系10b可以復合-分流操作模式操作并且可以全電動操作模式操作，如關于動力系10所述。

在圖13中，僅為了說明目的，行星齒輪傳動裝置20b表示為兩個變速桿l5、l6，其中公共行星架構件26表示為兩個變速桿l5、l6中的每一個中的單獨節點。一般來說，如本領域技術人員所已知，變速桿l5、l6反而可表示為如圖14中所示的四接頭點變速桿l56，其中公共行星架構件26和互連構件30在太陽齒輪構件22a、22b之間提供固定連接，即，配對。運用公共行星架構件26和互連構件30，單獨旋轉慣性(圍繞公共中心軸線)的最大數從六減小至四，且總自由度從四減小至二。因此受到約束的是，行星齒輪傳動裝置20b按次序設置轉速、第一、第二、第三和第四接頭點。然而，如本領域技術人員所已知，可以構造各種復合行星齒輪傳動裝置以提供將實現此結果的四接頭點變速桿，并且將該裝置放置在圖14的變速桿圖的范圍內。

每個行星齒輪組變速桿的接頭點之間的相對長度可用于表示每個相應齒輪組的環形-太陽齒輪比。例如，表示第二環形齒輪構件24b和行星架構件26的節點之間的長度l5與第二太陽齒輪構件22b的齒數成比例，而表示行星架構件26和第二太陽齒輪構件22b的節點之間的長度l6與第一環形齒輪構件24b的齒數成比例。類似地，表示第一環形齒輪構件24a和行星架構件26的節點之間的長度l7與第一太陽齒輪構件22a的齒數成比例，而表示第一太陽齒輪構件22a和行星架構件26的節點之間的長度l8和第一環形齒輪構件24a的齒數與第一太陽齒輪構件22a的齒數的比成比例。

圖15示出了動力系10c的替代性實施例，該動力系具有與圖1的動力系10相同的行星齒輪傳動裝置20但是具有增加了使得輸入和輸出切換實現兩種不同的復合-分流操作模式的四個離合器c1、c2、c3和c4的混合動力變速器14c。控制器52直接或經由與控制器52對接的單獨變速器控制器可操作地連接至離合器c1、c2、c3和c4。

四個離合器c1、c2、c3和c4中的每一個均可選擇性地接合以將輸入構件32和輸出構件34中的一個連接至行星架構件26和第一環形齒輪構件24a中的一個。更具體地，第一離合器c1可選擇性地接合以經由互連構件30將輸入構件32連接以與第一環形齒輪構件24a和第二環形齒輪構件24b一致旋轉。第二離合器c2可選擇性地接合以將輸入構件32連接以與行星架構件26一致旋轉。第三離合器c3可選擇性地接合以將行星架構件26連接以與輸出構件34一致旋轉。第四離合器c4可選擇性地接合以經由互連構件30連接第一環形齒輪構件24a和環形齒輪構件24b以與輸出構件34一致旋轉。

僅當第一離合器c1和第三離合器c3接合時實現第一復合-分流操作模式。制動器b1與第二離合器c2和第四離合器c4未接合。發動機12開啟并且經由接合的離合器c1和互連構件30驅動第一環形齒輪構件24a。行星架構件26經由接合的離合器c3驅動輸出構件34，且電機16、18控制成在必要時用作馬達或發電機以使得發動機12維持恒定轉速，而輸出構件34處所需的速度和轉矩則發生改變以滿足操作員需求。

在第二復合-分流操作模式中，僅第二離合器c2和第四離合器c4接合，制動器b1與第一離合器c1和第三離合器c3未接合。發動機12開啟并且經由接合的離合器c2驅動行星架構件26。通過行星齒輪組20將轉矩從第一環形齒輪構件24a和互連構件30提供至接合的離合器c4以驅動輸出構件34，且電機16、18控制成在必要時用作馬達或發電機以使得發動機12維持恒定轉速，而輸出構件34處所需的速度和轉矩則發生改變以滿足操作員需求。

除復合分流操作模式和全電動操作模式外，本文所述的動力系10、10a、10b、10c和10d中的每一個均可以許多附加操作模式操作以滿足車輛操作條件。例如，當停車時(即，輸出構件34為零速時)，動力系10、10a、10b、10c和10d可控制成產生存儲的能量以補充能量存儲裝置50。動力系10、10a、10b、10c和10d在輸出構件34的向前推進中(如果施用液壓離合器)或輸出構件34的反向推進中(其中制動器b1接合)以僅電動操作模式啟動。動力系10、10a、10b、10c和10d可以復合-分流操作模式啟動，其中制動器b1在向前或反向時均脫離。另外，諸如在耗盡能量存儲裝置50的情況中，動力系10、10a、10b、10c和10d可僅使用發動機12而啟動，其中制動器b1脫離。當動力系10、10a、10b、10c和10d是通過使用電機16、18向前或反向操作以維持輸出構件34處的所需轉矩時，可以在斜坡上起動發動機12。動力系10、10a、10b、10c和10d可控制成在斜坡上向前或反向提供連續爬行。動力系10、10a、10b、10c和10d可控制成在向前推進期間以全操作模式提供再生制動。動力系10、10a、10b、10c和10d可以任何模式快速地供應最大功率以解決給油(tip-in)問題而完全打開發動機12的節流閥操作。使用來自能量存儲裝置50的存儲能量以起動發動機12的鑰匙起動在動力系10、10a、10b和10c中的任一個中也是可行的。

雖然已詳細地描述了用于實行本教導的許多方面的某些最佳模式，但是本領域技術人員將認識到用于實踐隨附權利要求書的范圍內的本教導的各種替代方面。