輪，當傳遞扭矩時，所述第二機械聯(lián)動裝置在發(fā)動機和車輪之間限定固定的轉(zhuǎn)速關(guān)系Ο
[0025]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述混合動力車輛的動力傳動系統(tǒng)還包括控制器，被配置為響應于以下情況使第二機械聯(lián)動裝置接合而以超速模式操作動力傳動系統(tǒng):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和再生制動的激活。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述混合動力車輛的動力傳動系統(tǒng)還包括控制器，被配置為在車輛充電模式改變期間將第二機械聯(lián)動裝置保持在接合位置而以超速模式操作動力傳動系統(tǒng)。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述混合動力車輛的動力傳動系統(tǒng)還包括控制器，被配置為響應于以下情況而使第二機械聯(lián)動裝置分離以退出超速模式: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。
【附圖說明】
[0028]圖1示出了具有功率分流式動力傳動系統(tǒng)的混合動力車輛。
[0029]圖2示出了通過功率分流式動力傳動系統(tǒng)的扭矩和速度傳遞。
[0030]圖3示出了具有根據(jù)本公開的動力傳動系統(tǒng)的混合動力車輛。
[0031]圖4A和圖4B以流程圖的形式示出了控制根據(jù)本公開的動力傳動系統(tǒng)的方法。
[0032]圖5是電磁單向離合器的示意圖。
[0033]圖6是電磁單向離合器的詳細視圖。
[0034]圖7A和圖7B以流程圖的形式示出了根據(jù)本公開的分別接合單向離合器和牙嵌式離合器的方法。
[0035]圖8A和圖8B以流程圖的形式示出了根據(jù)本公開的分別分離單向離合器和牙嵌式離合器的方法。
【具體實施方式】
[0036]根據(jù)需要，在此公開本發(fā)明的詳細實施例；然而，將理解的是，所公開的實施例僅是本發(fā)明的示例，本發(fā)明可以以各種和替代的形式實施。附圖不一定按比例繪制；可夸大或最小化一些特征以示出特定組件的細節(jié)。因此，在此公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細節(jié)不應被解釋為限制，而僅為教導本領域技術(shù)人員以各種方式使用本發(fā)明的代表性基礎。
[0037]現(xiàn)參照圖1，示出了具有功率分流式動力傳動系統(tǒng)的混合動力電動車輛。動力傳動系統(tǒng)包括連接到傳動系的兩個動力源:(1)經(jīng)由行星齒輪傳動裝置20連接在一起的發(fā)動機16和電機50 (可被稱為發(fā)電機)；(2)電驅(qū)動系統(tǒng)，包括電池12、電機46 (可被稱為馬達)和發(fā)電機50。電池12是用于馬達46和發(fā)電機50的能量存儲系統(tǒng)。
[0038]車輛系統(tǒng)控制器(VSC) 10被配置為將控制信號發(fā)送到電池12、發(fā)動機16、馬達46以及發(fā)電機50中的一個或更多個并從它們那里接收感測的反饋信息，以為車輛牽引車輪40提供用于推進車輛的動力?？刂破?0控制電池12和發(fā)動機16之間的功率配比以提供推進車輛的動力，并因此控制電池12的荷電狀態(tài)(S0C)。
[0039]傳動裝置14包括行星齒輪傳動裝置20，它包括環(huán)形齒輪22、中心齒輪24和齒輪架總成26。環(huán)形齒輪22將扭矩分配到包括嚙合齒輪元件28、30、32、34和36的階梯傳動比齒輪。傳動裝置14的扭矩輸出軸38通過差速器和車橋機構(gòu)42可驅(qū)動地連接到車輪40。齒輪30、32和34安裝在中間軸31上，齒輪32與馬達驅(qū)動的齒輪44嚙合。馬達46驅(qū)動齒輪44。齒輪44用作中間軸31的扭矩輸入。發(fā)動機16通過輸入軸18將扭矩分配到傳動裝置14。電池12通過功率流動路徑48將電力輸送到馬達46。如52處所示，發(fā)電機50電連接到電池12和馬達46。
[0040]在發(fā)動機16關(guān)閉而電池12用作唯一的動力源時，輸入軸18和齒輪架總成26由超越聯(lián)軸器(即，單向離合器(0WC))53制動。當發(fā)動機16開啟且動力傳動系統(tǒng)處于并聯(lián)驅(qū)動模式時，機械制動器55使發(fā)電機50的轉(zhuǎn)子和中心齒輪24固定，中心齒輪24用作反作用元件。
[0041 ] 控制器10接收來自傳動裝置擋位選擇器的信號PRND (駐車、倒車、空擋、前進)63，該信號連同如71處所示的期望的車輪扭矩、期望的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和發(fā)電機制動命令一起被分配到傳動裝置控制模塊(TCM)67。電池開關(guān)73在車輛“點火開關(guān)接通”啟動后關(guān)閉。根據(jù)加速器踏板位置傳感器(APPS)的輸出65，控制器10向發(fā)動機16發(fā)出期望的發(fā)動機扭矩請求，如69處所示。如61處所示，制動踏板位置傳感器(BPPS)將車輪制動信號分配到控制器10。制動系統(tǒng)控制模塊(未示出)可基于來自BPPS的信息向控制器10發(fā)出再生制動命令。TCM 67向發(fā)電機制動器55發(fā)出發(fā)電機制動控制信號。TCM 67還將發(fā)電機控制信號分配到發(fā)電機50。
[0042]現(xiàn)參照圖2，示出了圖1的動力傳動系統(tǒng)的各個組件之間的功率流動路徑的框圖。在駕駛員使用發(fā)動機節(jié)氣門的控制下，燃料被輸送到發(fā)動機16。發(fā)動機16將發(fā)動機功率(\c^，其中\(zhòng)是發(fā)動機扭矩，ω e為發(fā)動機轉(zhuǎn)速)輸送到行星齒輪傳動裝置20。行星齒輪傳動裝置20將功率其中^是環(huán)形齒輪扭矩，ω ^是環(huán)形齒輪轉(zhuǎn)速)輸送到中間軸31。輸出軸38將功率(Ρ_= τ scos，其中τ 3和ω s分別是輸出軸38的扭矩和轉(zhuǎn)速)輸出到車輪40。發(fā)電機50可將功率輸送到行星齒輪傳動裝置20或者可由行星齒輪傳動裝置20驅(qū)動。類似地，馬達46和中間軸31之間的功率分配可沿任一方向進行。來自電池12的驅(qū)動功率或電池12的充電功率由雙向箭頭48表示。
[0043]發(fā)動機輸出功率(J可分成機械功率流動路徑(J和電功率流動路徑(Tgcog到τ ，其中^是發(fā)電機扭矩，ω g是發(fā)電機轉(zhuǎn)速，τ ?是馬達扭矩，ω ?是馬達轉(zhuǎn)速)。在這種所謂的正分配操作模式下，發(fā)動機16將功率輸送到行星齒輪傳動裝置20，行星齒輪傳動裝置20將功率輸送到中間軸31，中間軸31進而驅(qū)動車輪40。行星齒輪傳動功率中的一部分(τΕωΕ)被分配給發(fā)電機50，發(fā)電機50將充電功率輸送到電池12。電池12驅(qū)動馬達46，馬達46將功率(τηωη)分配到中間軸31。
[0044]如果發(fā)電機制動器55被激活，則建立并聯(lián)操作模式。在并聯(lián)操作構(gòu)造中，發(fā)動機16開啟而發(fā)電機50被制動。電池12為馬達46提供電力，馬達46在動力從發(fā)動機16傳遞到行星齒輪傳動裝置20再傳遞到中間軸31的同時為中間軸31提供動力。在利用第二動力源(被描述為包括電池12、馬達46和發(fā)電機50)的操作期間，馬達46從電池12汲取電力并獨立于發(fā)動機16向動力傳動系提供推進。
[0045]如上所述，HEV具有兩個動力源，用以將驅(qū)動功率輸送到車輪40。第一動力源包括發(fā)動機16，第二動力源包括電池12。發(fā)動機16和電池12可同時或獨立地提供牽引功率?？刂破?0控制電能和燃料能的配比以滿足推進要求，從而相應地控制發(fā)動機16和電池12。
[0046]如可以觀察到的，行星齒輪傳動裝置20在發(fā)動機16、發(fā)電機50和車輛牽引車輪40之間施加轉(zhuǎn)速和扭矩關(guān)系。如上所討論的，發(fā)電機50可被控制為使用行星齒輪傳動裝置20作為CVT而將動力從發(fā)動機16傳遞到車輛牽引車輪40。然而，在一些工況下，運轉(zhuǎn)發(fā)電機50引起的損失超過CVT的能量效益。
[0047]作為示例，當車輛處于“穩(wěn)態(tài)”操作(諸如以大致恒定的速度巡航)時，發(fā)電機50引起的運轉(zhuǎn)損失可能超過1千瓦，而發(fā)動機16和牽引車輪40之間的齒輪比大致保持不變。這里，穩(wěn)態(tài)操作是指車速恒定、駕駛員功率請求恒定以及用于給車輛充電的發(fā)動機功率的量大體上一致。這通常發(fā)生在駕駛員功率需求與“道路負載”或作用于車輛的力(例如滾動阻力、空氣動力阻力等)的總和大致相同時。
[0048]現(xiàn)參照圖3，示出了根據(jù)本公開的動力傳動系統(tǒng)。該動力傳動系統(tǒng)包括連接到傳動系的兩個動力源:(1)經(jīng)由行星齒輪傳動裝置20’連接在一起的發(fā)動機16’和發(fā)電機50’ ；
(2)電驅(qū)動系統(tǒng)，包括電池12’、電動馬達46’和發(fā)電機50’。行星齒輪傳動裝置20’連同嚙合齒輪元件28’、30’、32’、34’和36’限定發(fā)動機16’、發(fā)電機50’和牽引車輪40’之間的第一機械聯(lián)動裝置。嚙合齒輪元件30’、32’和34’圍繞共同的輸出軸79旋轉(zhuǎn)，嚙合齒輪元件34’和36’在輸出軸79和牽引車輪40’之間限定主減速比。
[0049]另外，該動力傳動系統(tǒng)包括固定地結(jié)合到齒輪元件30’而與輸出軸79共同旋轉(zhuǎn)的并聯(lián)超速軸80。超速軸80結(jié)合到齒輪元件82，齒輪元件82與齒輪元件84嚙合旋轉(zhuǎn)。離合器86可操作為選擇性地將齒輪元件84結(jié)合到發(fā)動機16’。在優(yōu)選的實施例中，離合器86是牙嵌式離合器或電子控制的液壓搖臂單向離合器。當離合器86接合時，嚙合齒輪元件84和82具有被配置為在發(fā)動機16’和輸出軸79之間限定超速轉(zhuǎn)速和扭矩關(guān)系的固定齒輪比。如將在下面參照圖4A和圖4B所討論的，控制器88被配置為響應于各種工況而選擇性地命令離合器86