混合动力车辆及分离混合动力车辆中的超速离合器的方法技术

本发明专利技术提供一种混合动力车辆及分离混合动力车辆中的超速离合器的方法。一种车辆包括连接到行星齿轮传动装置的发动机和电机、单向离合器以及控制器。单向离合器将扭矩从行星齿轮传动装置传递到超速齿轮。控制器响应于需要分离单向离合器的状况，基于电机的扭矩命令和从行星齿轮传动装置传递到超速齿轮的扭矩增加电机的扭矩。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及用于混合动力电动车辆的动力传动系统。
技术介绍
一类混合动力电动车辆的动力传动系统，通常被称为功率分流式动力传动系统，具有两种动力源。第一动力源包括内燃发动机，第二动力源包括电动马达、发电机和电池的组合。发动机和发电机连同行星齿轮组、中间轴和马达一起建立流向车辆牵引车轮的机械式扭矩流动路径和机电式扭矩流动路径。电池是用于发电机和马达的能量储存装置。在任何发电机转速和车速，发动机功率被分成两个功率流动路径。发动机转速由发电机控制，这就意味着在容许的发电机转速范围内，发动机转速可与车速脱钩。当发电机正在使用来自发动机的机械动力输入产生电力时，这种操作模式被称为“正动力分配”。由于行星齿轮组的机械性能，发电机可将动力分配给行星齿轮组来驱动车辆。这种操作模式被称为“负动力分配”。因此，发电机、马达和行星齿轮组的组合可被认为具有电无级变速器(e-CVT)的特性。发电机制动器可被激活使得发动机输出功率仅通过机械路径以固定齿轮比传递到动力传动系统的扭矩输出侧。因为没有倒挡齿轮(reversegear)，所以第一动力源只能影响车辆的向前推进。发动机需要发电机控制或应用发电机制动器来传递用于向前驱动的输出功率。当第二动力源被激活时，电动马达从电池汲取电力并独立于发动机驱动车辆以进行向前驱动和倒车驱动两者。如果发动机产生的功率超过驾驶员需求，或者在捕获车辆动能的再生模式下，马达也可产生功率并给电池充电。此外，发电机能够从电池汲取电力并相对于发动机功率输出轴上的单向离合器逆向驱动以沿向前方向推进车辆。这种操作模式被称为“发电机驱动模式”。车辆系统控制器协调这两种动力源，使它们无缝地协同工作以在不超过动力传动系统系统限制的情况下满足驾驶员的扭矩需求。车辆系统控制器允许针对任何给定的车速和功率请求而连续调节发动机转速。机械式动力流动路径通过行星齿轮组为驱动轴提供有效的动力传递。
技术实现思路
在一个示例中，一种车辆包括：发动机和电机，连接到行星齿轮传动装置；单向离合器，被构造为将扭矩从行星齿轮传动装置传递到超速齿轮；控制器。控制器响应于需要分离单向离合器的状况，基于从行星齿轮传动装置传递到超速齿轮的扭矩增加电机的扭矩。在另一示例中，一种混合动力车辆包括行星齿轮组、发动机、超速齿轮、单向离合器、发电机和控制器。行星齿轮组具有中心齿轮、齿轮架和环形齿轮。环形齿轮被构造为将扭矩传递至牵引车轮。发动机连接到齿轮架并被构造为将扭矩传递至行星齿轮组。超速齿轮被构造为将扭矩从发动机传递至牵引车轮。单向离合器被构造为当在动力传动系统的正常操作模式和超速操作模式之间切换时将扭矩从行星齿轮组传递至超速齿轮。发电机连接至中心齿轮，并被构造为当沿分离方向旋转时使单向离合器超越。控制器响应于需要从动力传动系统的超速模式切换至动力传动系统的正常操作模式的状况，根据扭矩命令沿分离方向改变发电机的扭矩，所述扭矩命令基于从行星齿轮组传递至超速齿轮的扭矩。根据本专利技术的一个实施例，所述控制器还被配置为：改变发电机的扭矩，直到传递至超速齿轮的扭矩变为零为止。根据本专利技术的一个实施例，所述控制器还被配置为：响应于传递至超速齿轮的扭矩变为零，调节发电机的转速使得单向离合器达到超速状态。根据本专利技术的一个实施例，所述控制器还被配置为：响应于单向离合器达到超速状态，使单向离合器的接合机构缩回。根据本专利技术的一个实施例，所述控制器还被配置为：响应于单向离合器的接合机构缩回，退出动力传动系统的超速模式并调节发电机的转速以进入动力传动系统的正常操作模式。根据本专利技术的一个实施例，单向离合器是电磁摇臂式单向离合器，其中，所述控制器还被配置为：响应于电磁摇臂式单向离合器以电子方式被停用，使电磁摇臂式单向离合器的摇臂缩回。根据本专利技术的一个实施例，所述状况是功率需求的降低、功率需求的增加、制动、车速的降低或发动机关闭请求。在又一示例中，公开了一种控制车辆的方法。所述车辆包括：发动机和电机，连接到行星齿轮组；单向离合器，被构造为将扭矩从行星齿轮组传递到超速齿轮。所述方法包括：响应于需要分离单向离合器的状况，基于从行星齿轮组传递到超速齿轮的扭矩增加电机的扭矩。根据本专利技术的一个实施例，所述方法还包括：增加电机的扭矩，直到传递到超速齿轮的扭矩变为零为止。根据本专利技术的一个实施例，所述方法还包括：响应于传递到超速齿轮的扭矩变为零，调节电机的转速使得单向离合器达到超速状态。根据本专利技术的一个实施例，所述方法还包括：响应于单向离合器达到超速状态，使单向离合器的接合机构缩回。根据本专利技术的一个实施例，所述方法还包括：响应于单向离合器的接合机构缩回，退出超速模式并调节电机的转速以进入正常操作模式。附图说明图1示出了具有功率分流式动力传动系统的混合动力车辆；图2示出了通过功率分流式动力传动系统的扭矩和速度传递；图3示出了具有根据本公开的动力传动系统的混合动力车辆；图4A和图4B以流程图的形式示出了用于控制根据本公开的动力传动系统的算法；图5是电磁单向离合器的示意图；图6是电磁单向离合器的详细视图；图7A和图7B以流程图的形式示出了根据本公开的分别接合单向离合器和牙嵌式离合器的方法；图8A和图8B以流程图的形式示出了根据本公开的分别分离单向离合器和牙嵌式离合器的方法；图9以流程图的形式示出了用于控制根据本公开的动力传动系统的算法；图10以流程图的形式示出了当以正常操作模式操作时用于控制发电机的算法；图11A以流程图的形式示出了用于控制发电机的算法，包括正常操作模式和超速操作模式；图11B以流程图的形式示出了混合动力车辆动力传动系统的总的扭矩输出。具体实施方式在此描述本公开的实施例。然而，应理解的是，所公开的实施例仅为示例，并且其他实施例可采用各种可替代形式。附图不必按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅为用于教导本领域技术人员以多种形式使用本专利技术的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参考任一附图示出和描述的各种特征可与一个或更多个其他附图中示出的特征组合以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合为典型应用提供代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型可被期望用于特定应用或实施方式。现在参照图1，示出了具有功率分流式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆，包括：发动机和电机，连接到行星齿轮传动装置；单向离合器，被构造为将扭矩从行星齿轮传动装置传递到超速齿轮；控制器，被配置为：响应于需要分离单向离合器的状况，基于从行星齿轮传动装置传递到超速齿轮的扭矩增加电机的扭矩。

【技术特征摘要】
2015.01.16 US 14/598,8021.一种车辆，包括：
发动机和电机，连接到行星齿轮传动装置；
单向离合器，被构造为将扭矩从行星齿轮传动装置传递到超速齿轮；
控制器，被配置为：响应于需要分离单向离合器的状况，基于从行星齿
轮传动装置传递到超速齿轮的扭矩增加电机的扭矩。
2.如权利要求1所述的车辆，其中，控制器还被配置为：增加电机的扭
矩，直到传递到超速齿轮的扭矩变为零为止。
3.如权利要求2所述的车辆，其中，控制器还被配置为：响应于传递到
超速齿轮的扭矩变为零，调节电机的转速使得单向离合器达到超...

【专利技术属性】
技术研发人员：伯纳德·D·内佛西，丹尼尔·斯科特·科尔文，卢克·奥特维，沃尔特·约瑟夫·欧特曼，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US