用于通过道路型混合动力车辆的多模式离合器制造技术

一种多模式离合器可以适用于选择性地将前车轴和/或后车轴与相应的内燃机和电动机动力系连接和脱开，在通过道路的混合动力车辆中这些电动机动力系连接到这种前驱动车轴和后驱动车轴。例如，发动机可以是连接到前轮的前车轴驱动的动力系的一部分，而电动机可以是连接到后轮的单独的后车轴驱动的动力系的一部分，或者反之亦然。通过选择性断开未被有效地驱动的车轴，可以实现寄生损失的实时降低，这导致了更高的总体运行效率。多模式离合器提供了比标准摩擦离合器的使用更大的灵活性。每个多模式离合器可以提供四个不同的操作模式以适应各种各样的驾驶状况。例如，每当电动机未使用时，可能会发生后车轴的双转动自由转动。

Multi mode clutch for a road type hybrid vehicle

A multi mode clutch can be applied selectively to the front axle and / or the rear axle is connected with the internal combustion engine and motor power system and the corresponding disengagement in a hybrid vehicle by way of the motor power is connected to the front drive axle and drive axle. For example, the engine may be a part of the front axle drive powertrain connected to the front wheel, and the motor may be part of a separate rear axle drive powertrain attached to the rear wheel, or vice versa. By selectively disconnecting the axles which have not been effectively driven, the parasitic loss can be reduced in real time, which leads to higher overall operating efficiency. Multi mode clutch provides greater flexibility than the use of standard friction clutches. Each multi-mode clutch can provide four different operating modes to suit a wide range of driving conditions. For example, when the motor is not in use, the double rotation of the rear axle may occur.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请是要求在2014年8月22日提交的美国临时申请系列号62/040,701的优先权的35USC§371国家阶段申请。
本专利技术总地涉及一种通过道路型混合动力车辆，该混合动力车辆具有燃烧发动机和电动机，该燃烧发动机驱动一个车轴，而该电动机独立地驱动第二车轴，并且本专利技术具体地涉及采用双动力源的这样一种混合动力车辆，该混合动力车辆具有至少一个多模式机械离合器，该离合器适合于使得两个车轴的至少一个从其相应的动力源脱开。
技术介绍
混合动力车辆通常由燃烧发动机的燃烧和电动机提供动力。在“通过道路”的混合动力车辆中，单独地驱动至少两个车轴；该燃烧发动机配置成为一个车轴提供动力，而电动机配置成单独地和独立地为第二车轴提供动力。图1是例如本领域已众所周知的示例性“通过道路”型混合动力车辆10的示意性图示。车辆10包括第一车轴12，其适合于通过第一差速器18驱动第一对车轮14、16。车辆10包括第二车轴20，其适合于通过第二差速器26驱动第二对车轮22、24。虽然这里示出的第一对车轮14、16可以是前轮且第二对车轮22、24可以是后轮，但根据给定车辆10的性质，任何一对车轮均可以构成车辆10的前轮或后轮。车辆10包括前车轴动力系28，其包括通过摩擦离合器34与变速器(或齿轮箱)32联接的内燃机30。为此，变速器32包括输入(未示出)，该输入适合于在变速器的最接近发动机30的端部处与摩擦离合器34接合以及从该摩擦离合器脱离。变速器32的内部齿轮和输出轴(均未示出)将发动机转矩经由摩擦离合器34从发动机30由驱动轴(未示出)传递至第一差速器18。在这里描述的通过道路的实施例中，动力系28配置成仅仅对第一车轴12及其相关联部件、包括第一差速器18提供动力。一般而言，在通过道路的车辆10中，不同于第一车轴12，第二或后车轴20由电动机40单独地且独立地提供动力。于是，电动机40通过可选的齿轮箱42驱动后轮22、24(以例如提供双速传动比能力)，该可选的齿轮箱具有联接于第二差速器26的输出轴(未示出)。替代地，电动机40可具有直接地联接于第二差速器26的输出轴，用以提供单速驱动配置。与后车轴是单速还是双速无关，电动机40、包括第二差速器26和配置成驱动第二车轴20的其它部件可在这里称为后车轴动力系44。逆变器50是对后车轴动力系44的辅助，该逆变器配置成用于将再生动力选择性地提供给可再充电电池52，该可再充电电池适合于对电动机提供动力。所描述的混合动力车辆10的各部件可根据驱动条件而操作和/或控制，从而分别以不同的方式优化前车轴动力系28和后车轴动力系44的有效利用；即，内燃机30和电动机40。例如，在城市区域中进行停车和发动的组合和/或缓速驾驶期间，后部电动机驱动的动力系44可比前部内燃机动力系28利用程度更大，以至动力系44可在节省燃料的同时提供最大有效动力。然而，出于本领域技术人员可最佳理解的原因，在较少停车和发动并且以较高速度进行的高速公路驾驶期间，较大程度地利用动力系28可证明是最有效的。在使用内燃机动力系28期间，摩擦离合器34接合和脱离以选择性地使得内燃机30连接于变速器32和从该变速器脱开，从而使得将来自发动机30的动力输送至前车轴12。与此同时，驱动前车轴12，可控制电动机40以将附加的动力提升提供给后车轴20，或者替代地使用由内燃机30供给的动力来对电池52进行再冲电。相反，在城市驾驶情况期间，摩擦离合器34可打开以使得发动机30从驱动前车轴12脱开，并且来自电池48的动力可由电动机40使用来经由后车轴20驱动车辆10。在后一驾驶状况期间，发动机30可完全地停止，和/或摩擦离合器34打开或脱离以保存燃料。然而，在车辆10瞬时加速期间，摩擦离合器34可再接合以提供更灵敏的加速，由此利用同时来自发动机30和电动机40的动力。在另一变型中，摩擦离合器34可打开或脱离以使得发动机30在减速期间脱开，从而使得电动机40可更有效地对电池48进行再冲电；即，不会产生由于发动机摩擦引起的动力损耗。在摩擦离合器34于通过道路型混合动力车辆10中的目前已知布置下，处于其接合或闭合位置的摩擦离合器34配置成锁定前车轴动力系28以免前车轴在任一方向上转动。在摩擦离合器34的脱离或打开位置中，前车轴12在任一方向上自由地转动。此种布置可能在混合动力车辆10的操作中产生低效性。每当摩擦离合器34接合以在发动机30的动力下驱动车辆10时，或者在车辆10在发动机30和电动机40的组合动力下加速的同时，任何减慢发动机30可在前车轴动力系28减慢时产生转动损失，除非摩擦离合器34被致动打开以使得发动机30从变速器32脱开。如果摩擦离合器34保持闭合，将会出现发动机转动损耗。后者可能对于期望进行发动机制动的情况中的这些车辆10是期望的。然而，在大多数混合动力车辆中，再生电池动力制动反而是优选的，从而通过逆变器50最有效地对可再充电电池52进行再通电。如果致动摩擦离合器34以脱开发动机30，可避免发动机转动损耗，但打开摩擦离合器仍保持转动损耗，因为面向的离合器板的相对较大表面积会经受油剪切，从而产生粘滞阻力。此外，由于每当调用发动机30来将动力提供给从动轮14、16就须重新闭合摩擦离合器34，留下摩擦离合器34闭合的方案可能会抵消试图由混合动力车辆10所实现的高效性。于是，打开和闭合摩擦离合器34可能有效地抵消所试图实现的高效性，这是由于粘滞阻力和对应的打开离合器转动损耗以及用于致动摩擦离合器34所需的占空比增大。因此，存在用于在通过道路型混合动力车辆的动力源之间进行切换的改进策略的需求，其能增大能量效率而不会增大转动损耗。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，一种混合动力车辆包括第一车轴和第二车轴，每个车轴均在其每个端部处具有从动轮。内燃机驱动的动力系选择性地可操作地连接于第一车轴，而电动机驱动的动力系独立地并且选择性地可操作地连接于第二车轴。多模式离合器配置成可操作地互连以下各者中的至少一者：(a)发动机驱动的动力系和第一车轴，以及(b)电动机驱动的动力系和第二车轴。根据本专利技术的另一方面，该混合动力车辆进一步包括多模式离合器，其具有第一模式和第二模式，第一模式允许第一车轴和发动机驱动的动力系能在两个转动方向上彼此独立地转动，而在第二模式中，该多模式离合器将第一车轴可操作地联接于发动机驱动的动力系，以使得第一车轴和发动机驱动的动力系一起在一个方向上转动以及在相反方向上彼此独立地转动。根据本专利技术的又一方面，该混合动力车辆进一步包括多模式离合器的第三模式，在第三模式中，该多模式离合器使得第一车轴可操作地联接于发动机驱动的动力系，以使得该第一车轴和发动机驱动的动力系在两个转动方向上一起转动。根据本专利技术的又一方面，该混合动力车辆进一步包括控制器，该控制器可操作地连接于电动机驱动的动力系，且该控制器配置成将控制信号发送至电动机和内燃机，以在前动力系和后动力系之间的转换期间，组合地根据车辆速度和电动机速度来相对于内燃机的速度控制电动机的速度。根据本专利技术的又一方面，该混合动力车辆的多模式离合器包括限定轴线的第一座圈、第二座圈、相对的成对棘爪以及致动器凸轮，其中，发动机驱动的动力系和电动机驱动的动力系以及第一车轴和第二车轴中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合动力车辆，其包括：第一车轴和第二车轴；每个车轴均在其每个端部处具有从动轮；内燃机驱动的动力系，其选择性地可操作地连接到所述第一车轴；电动机驱动的动力系，其独立地且选择性地可操作地连接到所述第二车轴；以及多模式离合器，其配置成可操作地互连以下各者中的至少一者：所述发动机驱动的动力系和所述第一车轴，以及所述电动机驱动的动力系和所述第二车轴。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.22 US 62/0407011.一种混合动力车辆，其包括：第一车轴和第二车轴；每个车轴均在其每个端部处具有从动轮；内燃机驱动的动力系，其选择性地可操作地连接到所述第一车轴；电动机驱动的动力系，其独立地且选择性地可操作地连接到所述第二车轴；以及多模式离合器，其配置成可操作地互连以下各者中的至少一者：所述发动机驱动的动力系和所述第一车轴，以及所述电动机驱动的动力系和所述第二车轴。2.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中所述多模式离合器具有第一模式和第二模式，所述第一模式允许所述第一车轴和所述发动机驱动的动力系在两个转动方向上都彼此独立地转动，在所述第二模式中，所述多模式离合器将所述第一车轴可操作地联接到所述发动机驱动的动力系，以使得所述第一车轴和所述发动机驱动的动力系一起在一个方向上转动并在相反的方向上彼此独立地转动。3.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中所述多模式离合器具有第三模式，在所述第三模式中，所述多模式离合器可操作地将所述第一车轴联接到所述发动机驱动的动力系，以使得所述第一车轴和所述发动机驱动的动力系一起在两个转动方向上都转动。4.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其进一步包括第二多模式离合器，其中所述第一多模式离合器配置成可操作地将所述发动机驱动的动力系和所述第一车轴互连，并且所述第二多模式离合器配置成可操作地将所述发动机驱动的动力系和所述第二车轴互连。5.根据权利要求4所述的混合动力车辆，其进一步包括控制器，所述控制器可操作地连接到所述电动机驱动的动力系，所述控制器配置成将控制信号传送到所述电动机和所述内燃机，以在动力系之间的转换期间组合地根据车辆速度和电动机速度、来相对于所述内燃机的速度控制所述电动机的速度。6.根据权利要求5所述的混合动力车辆，其中所述控制器配置成当所述第一动力系正在推进所述车辆时，致使所述第一动力系在所述第一车轴的两个转动方向上都是锁定的。7.根据权利要求5所述的混合动力车辆，其中所述控制器配置成当所述第二动力系正在推进所述车辆时，致使所述第一动力系在两个转动方向上都是打开的。8.根据权利要求5所述的混合动力车辆，其中所述控制器配置成在所述第一动力系中的动力从打开转换到关闭期间，致使所述第一动力系的所述多模式离合器在所述第一车轴的两个转动方向上都是打开的；且其中所述控制器配置成当所述第一动力系正在从关闭到打开转换时，致使所述第一动力系的所述多模式离合器在所述第一车轴的所述驱动转动方向上是锁定的，并且在所述第一车轴的所述非驱动转动方向上是打开的。9.根据权利要求5所述的混合动力车辆，其中所述控制器配置成当所述电动机正在推进所述车辆时，致使所述第二动力系的所述多模式离合器在所述后车轴的两个转动方向上都是锁定的；且其中所述控制器配置成当所述发动机正在推进所述车辆时且当所述电动机关闭时，致使所述第二动力系的所述多模式离合器在所述第二车轴的两个转动方向上都是打开的。10.根据权利要求5所述的混合动力车辆，其中所述控制器配置成当所述发动机正在启动以推进所述车辆时且在所述电动机从打开到关闭的转换期间，致使所述第二动力系的所述多模式离合器在两个转动方向上都是打开的；且其中所述控制器配置成当所述发动机正在推进所述车辆时且在所述电动机从关闭到打开转换期间致使所述第二动力系的所述多模式离合器在所述驱动方向上是锁定的，并且在所述非驱动方向上是打开的。11.一种多模式离合器系统，其配置成在混合动力车辆中提供操...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·A·斯宾格勒，
申请(专利权)人：博格华纳公司，
类型：发明
国别省市：美国;US