帶有超速離合器的功率分流式混合動力傳動系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及用于混合動力電動車輛的動力傳動系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]—類混合動力電動車輛的動力傳動系統(tǒng)，通常被稱為功率分流式動力傳動系統(tǒng)，具有兩個動力源。第一動力源包括內(nèi)燃發(fā)動機，而第二動力源包括電動馬達、發(fā)電機和電池的組合。發(fā)動機和發(fā)電機連同行星齒輪組、中間軸和馬達一起建立流向車輛牽引車輪的機械式扭矩流動路徑和機電式扭矩流動路徑。電池是用于發(fā)電機和馬達的能量存儲設(shè)備。在任何發(fā)電機轉(zhuǎn)速和車速，發(fā)動機功率被分成兩個功率流動路徑。發(fā)動機轉(zhuǎn)速由發(fā)電機控制，這就意味著在容許的發(fā)電機轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，發(fā)動機轉(zhuǎn)速可與車速脫鉤。當(dāng)發(fā)電機使用發(fā)動機的機械動力輸入產(chǎn)生電力時，這種操作模式被稱為“正動力分配”。
[0003]由于行星齒輪組的機械性能，發(fā)電機可將動力分配給行星齒輪組來驅(qū)動車輛。這種操作模式被稱為“負動力分配”。因此，發(fā)電機、馬達和行星齒輪組的組合可被認為具有電無級變速器(e-CVT)的特性。
[0004]可激活發(fā)電機制動器使得發(fā)動機輸出功率僅通過機械路徑以固定齒輪比傳遞到動力傳動系統(tǒng)的扭矩輸出側(cè)。因為沒有倒擋齒輪(reverse gear)，所以第一動力源只能影響車輛的向前推進。發(fā)動機需要發(fā)電機控制或應(yīng)用發(fā)電機制動器來傳遞用于前向驅(qū)動的輸出功率。
[0005]當(dāng)?shù)诙恿υ幢患せ顣r，電動馬達從電池汲取電力并獨立于發(fā)動機驅(qū)動車輛以進行前向驅(qū)動和反向驅(qū)動兩者。如果發(fā)動機產(chǎn)生的功率超過駕駛員需求，或者在捕獲車輛動能的再生模式下，馬達也可產(chǎn)生功率并給電池充電。此外，發(fā)電機能夠從電池汲取電力并依靠發(fā)動機功率輸出軸上的單向離合器的反作用而驅(qū)動以沿向前方向推進車輛。這種操作模式被稱為“發(fā)電機驅(qū)動模式”。車輛系統(tǒng)控制器協(xié)調(diào)這兩個動力源，使它們無縫地協(xié)同工作以在不超過動力傳動系統(tǒng)系統(tǒng)限制的情況下滿足駕駛員的扭矩需求。車輛系統(tǒng)控制器允許針對任何給定的車速和功率請求而連續(xù)調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速。機械式動力流動路徑通過行星齒輪組為驅(qū)動軸提供有效的動力傳遞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本公開的混合動力車輛包括內(nèi)燃發(fā)動機、第一電機和第二電機、牽引車輪以及通過嚙合齒輪連接到牽引車輪的輸出軸。嚙合齒輪被構(gòu)造為在輸出軸與牽引車輪之間建立主減速比。車輛還包括第一齒輪傳動裝置和第二齒輪傳動裝置。第一齒輪傳動裝置可包括行星齒輪組，并被構(gòu)造為選擇性地將發(fā)動機扭矩傳遞到牽引車輪以及選擇性地將電機扭矩傳遞到牽引車輪。第二齒輪傳動裝置包括離合器并可限定超速齒輪組，并被構(gòu)造為選擇性地將發(fā)動機扭矩傳遞到輸出軸。當(dāng)將發(fā)動機扭矩傳遞到車輪時，第二齒輪傳動裝置在發(fā)動機和輸出軸之間限定超速轉(zhuǎn)速和扭矩關(guān)系。車輛還包括控制器。控制器被配置為:響應(yīng)于第一工況而使離合器接合；響應(yīng)于離合器被接合和第二工況而將離合器保持在接合位置；以及響應(yīng)于離合器被接合和第三工況而使離合器分離。
[0007]在各種實施例中，離合器可以是牙嵌式離合器或單向離合器。
[0008]第一工況可以是以下之一:在第一加速事件期間大致恒定的駕駛員功率需求；在第二加速事件之后駕駛員功率需求降低以及隨后大致恒定的駕駛員功率需求；或者在發(fā)動機開啟時的第三加速事件之后駕駛員功率需求降低和再生制動的激活。第二工況可包括車輛充電模式的改變。第三工況可對應(yīng)于以下之一:超過第一相關(guān)聯(lián)的閾值的駕駛員功率需求的降低；超過第二相關(guān)聯(lián)的閾值的制動踏板的致動；超過第三相關(guān)聯(lián)的閾值的駕駛員功率需求的增加；大致恒定的駕駛員功率需求和超過第四相關(guān)聯(lián)的閾值的車速的降低；或者發(fā)動機關(guān)閉請求。
[0009]—種控制混合動力車輛的方法包括:以無級變速模式控制車輛；選擇性地使超速機械聯(lián)動裝置接合。車輛具有功率分流式動力傳動系統(tǒng)，該功率分流式動力傳動系統(tǒng)向車輛車輪提供電功率傳遞路徑并向車輛車輪提供第一機械功率傳遞路徑。車輛還包括超速機械聯(lián)動裝置，該超速機械聯(lián)動裝置能夠選擇性地接合而以固定的轉(zhuǎn)速關(guān)系將發(fā)動機扭矩傳遞到車輛車輪。超速機械聯(lián)動裝置可響應(yīng)于第一工況而接合。
[0010]在一個實施例中，功率分流式動力傳動系統(tǒng)包括發(fā)電機，超速機械聯(lián)動裝置包括選擇性地連接到發(fā)動機的電磁單向離合器。在這樣的實施例中，使超速機械聯(lián)動裝置接合包括:通過沿分離方向旋轉(zhuǎn)發(fā)電機而使離合器超越；在超越時電子激活單向離合器；通過沿與分離方向相反的接合方向旋轉(zhuǎn)發(fā)電機而使激活的離合器接合直到離合器被接合而防止沿接合方向進一步旋轉(zhuǎn)為止；將由發(fā)電機承載的發(fā)動機扭矩傳遞到激活的離合器；以及在發(fā)動機扭矩被傳遞之后關(guān)閉發(fā)電機。在這樣的實施例中，使超速機械聯(lián)動裝置分離包括:在離合器被激活并接合時開啟發(fā)電機；旋轉(zhuǎn)發(fā)電機以使離合器超越并分離；以及在超越的同時停用離合器。
[0011]在另一個實施例中，功率分流式動力傳動系統(tǒng)包括發(fā)電機，超速機械聯(lián)動裝置包括選擇性地連接到發(fā)動機的牙嵌式離合器。在這樣的實施例中，使超速機械聯(lián)動裝置接合包括:根據(jù)目標轉(zhuǎn)速范圍而控制發(fā)電機以使離合器同步；使離合器接合；將由發(fā)電機承載的發(fā)動機扭矩傳遞到接合的離合器；以及在發(fā)動機扭矩被傳遞之后關(guān)閉發(fā)電機。在這樣的實施例中，使超速機械聯(lián)動裝置分離包括:在離合器接合的同時開啟發(fā)電機；將扭矩從離合器傳遞到發(fā)電機；以及使離合器分離。
[0012]—些實施例還包括響應(yīng)于第二工況而保持超速聯(lián)動裝置。進一步的實施例可包括響應(yīng)于第三工況而使超速機械聯(lián)動裝置分離以解除超速轉(zhuǎn)速關(guān)系。
[0013]根據(jù)本公開的混合動力車輛包括內(nèi)燃發(fā)動機、電機、牽引車輪、第一機械聯(lián)動裝置和第二機械聯(lián)動裝置。第一機械聯(lián)動裝置包括行星齒輪組并被構(gòu)造為選擇性地將發(fā)動機扭矩傳遞到牽引車輪以及選擇性地將電機扭矩傳遞到牽引車輪。第二機械聯(lián)動裝置被構(gòu)造為選擇性地將發(fā)動機扭矩傳遞到牽引車輪。當(dāng)傳遞扭矩時，第二機械聯(lián)動裝置在發(fā)動機和牽引車輪之間限定固定的轉(zhuǎn)速關(guān)系。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，提供一種控制混合動力車輛的方法，混合動力車輛具有功率分流式動力傳動系統(tǒng)和超速機械聯(lián)動裝置，超速機械聯(lián)動裝置可選擇性地接合而以固定的轉(zhuǎn)速關(guān)系將發(fā)動機扭矩傳遞到車輪，該方法包括:以無級變速模式操作功率分流式動力傳動系統(tǒng)；響應(yīng)于第一工況，使超速機械聯(lián)動裝置接合以建立固定關(guān)系。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，功率分流式動力傳動系統(tǒng)包括發(fā)電機，超速機械聯(lián)動裝置包括選擇性地連接到發(fā)動機的電磁單向離合器，其中，使超速機械聯(lián)動裝置接合包括:通過沿分離方向旋轉(zhuǎn)發(fā)電機而使離合器超越；在超越的同時電子激活單向離合器；通過沿接合方向旋轉(zhuǎn)發(fā)電機而使激活的離合器接合直到離合器被接合而防止沿接合方向進一步旋轉(zhuǎn)為止；將發(fā)電機承載的發(fā)動機扭矩傳遞到激活的離合器；在發(fā)動機扭矩被傳遞之后關(guān)閉發(fā)電機。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，功率分流式動力傳動系統(tǒng)包括發(fā)電機，超速機械聯(lián)動裝置包括選擇性地連接到發(fā)動機的牙嵌式離合器，其中，使超速機械聯(lián)動裝置接合包括:根據(jù)目標轉(zhuǎn)速范圍而控制發(fā)電機以使離合器同步；使離合器接合；將發(fā)電機承載的發(fā)動機扭矩傳遞到接合的離合器；在發(fā)動機扭矩被傳遞之后關(guān)閉發(fā)電機。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，第一工況是:在第一加速事件期間，大致恒定的駕駛員功率需求；在第二加速事件之后，駕駛員功率需求降低和隨后大致恒定的駕駛員功率需求；或者在第三加速事件之后，駕駛員功率需求降低以及再生制動的激活。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述方法還包括:響應(yīng)于超速機械聯(lián)動裝置被接合與第二工況，將超速機械聯(lián)動裝置保持在接合狀態(tài)。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，第二工況包括車輛充電模式的改變。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述方法還包括:響應(yīng)于超速機械聯(lián)動裝置被接合與第三工況，使超速機械聯(lián)動裝置分離以解除超速轉(zhuǎn)速關(guān)系。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，第三工況是:駕駛員功率需求的降低，所述降低超過第一相關(guān)聯(lián)的閾值；制動踏板的致動超過第二相關(guān)聯(lián)的閾值；駕駛員功率需求的增加，所述增加超過第三相關(guān)聯(lián)的閾值；大致恒定的駕駛員功率需求和車速的降低，所述降低超過第四相關(guān)聯(lián)的閾值；或者發(fā)動機關(guān)閉請求。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，功率分流式動力傳動系統(tǒng)包括發(fā)電機，超速機械聯(lián)動裝置包括選擇性地連接到發(fā)動機的電磁單向離合器，其中，使超速機械聯(lián)動裝置分離包括:在離合器被激活并接合的同時開啟發(fā)電機；旋轉(zhuǎn)發(fā)電機以使離合器超越并分離；在超越的同時停用離合器。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，功率分流式動力傳動系統(tǒng)包括發(fā)電機，超速機械聯(lián)動裝置包括選擇性地連接到發(fā)動機的牙嵌式離合器，其中，使超速機械聯(lián)動裝置分離包括:在離合器接合的同時開啟發(fā)電機；將扭矩從離合器傳遞到發(fā)電機；使離合器分離。
[0024]根據(jù)本發(fā)明，提供一種混合動力車輛的動力傳動系統(tǒng)，包括:發(fā)動機；電機；第一機械聯(lián)動裝置，包括行星齒輪組，被構(gòu)造為選擇性地將發(fā)動機扭矩傳遞到車輛牽引車輪并選擇性地將電機扭矩傳遞到車輪；第二機械聯(lián)動裝置，被構(gòu)造為選擇性地將發(fā)動機扭矩傳遞到車