具有发动机起动和再生制动模式的动力总成的制作方法
【技术领域】
[0001]本教导总体包括动力总成，其具有可操作来起动发动并且重获车辆制动能量的电动机/发电机。
【背景技术】
[0002]—些混合动力车辆使用连接到发动机曲轴的BAS(皮带驱动交流发电机起动机)进行发动机起动和再生制动。BAS布置要求发动机曲轴在交流发电机起动机从再生制动产生电力或提供电动推进力时必须旋转。如果没有提供气门停用技术，则在这些时间期间旋转发动机产生由于发动机摩擦以及发动机栗气损失造成的机械损失，将一些能量从有用能量转移。
[0003]已经提出强混合动力结构以将电动机/发电机直接地或间接地联接到变速器输入、变速器输出或变速器内的中间轴(例如副轴)。但是，该电动机/发电机的同一连接(即到变速器输入、变速器输出或中间轴的直接或间接连接)还用于起动发电机，这将电动机-发电机和发动机之间的有利的传动比限制为远低于由起动机齿环和小齿轮提供的水平。例如，具有直接联接到变速器输出轴的电动机-发电机的混合动力结构仅具有最低变速器速比的倒数，这可能为约2:1的比率，以将来自电动机-发电机的扭矩倍增以起动发电机，而通常的起动机齿环和小齿轮可能具有10:1或更大的比率。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种动力总成，包括:
[0005]发动机，具有可旋转曲轴；
[0006]变速器，具有变速器输入构件和变速器输出构件；
[0007]主减速器，操作地连接到变速器输出构件，并且包括驱动轴；
[0008]电动机/发电机；
[0009]发动机离合器，具有操作地连接发动机曲轴与变速器输入构件的接合状态，并且具有操作地将发动机曲轴与变速器输入构件断开的脱离状态；
[0010]第一扭矩传递装置，具有选择接合状态，在该状态中，第一扭矩传递装置独立于发动机、曲轴和发动机离合器在电动机/发电机和变速器输出构件之间传递扭矩；和
[0011 ] 第二扭矩传递装置，具有选择接合状态，在该状态中，第二扭矩传递装置独立于第一扭矩传递装置和发动机离合器在电动机/发电机和曲轴之间传递扭矩。
[0012]在上文的动力总成中，还包括:
[0013]至少一个电子控制器，操作地连接到电动机/发电机、发动机离合器以及第一和第二扭矩传递装置，以控制电动机/发电机来用作电动机或发电机，并且控制发动机离合器以及第一和第二扭矩传递装置的状态；
[0014]其中，动力总成在第一扭矩传递装置接合、第二扭矩传递装置脱离、并且电动机/发电机用作发电机时建立再生制动模式，以捕获再生制动能量；并且
[0015]其中，动力总成在第二扭矩传递装置接合、第一扭矩传递装置脱离、并且电动机/发电机被控制为用作电动机时建立发动机起动模式，以起动发动机。
[0016]在上文的动力总成中，所述至少一个电子控制器控制发动机离合器以在再生制动模式期间以及在发动机起动模式期间建立脱离状态。
[0017]在上文的动力总成中，所述至少一个电子控制器控制发动机离合器处于接合状态，第一扭矩传递装置处于接合状态，第二扭矩传递装置处于脱离状态，并且电动机/发电机用作电动机以辅助发动机推进驱动轴。
[0018]在上文的动力总成中，所述至少一个电子控制器控制发动机离合器处于脱离状态，第一扭矩传递装置处于接合状态，第二扭矩传递装置处于脱离状态，并且电动机/发电机用作电动机以推进驱动轴。
[0019]在上文的动力总成中，在发动机通过电动机/发电机起动之后，电子控制器控制发动机离合器以滑移发动机离合器，以将发动机曲轴的速度与变速器输入构件的速度同步。
[0020]在上文的动力总成中，还包括:
[0021]从电动机/发电机到发动机曲轴的齿轮系，该齿轮系在第二扭矩传递装置接合时具有大于1的第一扭矩倍增比率；
[0022]其中，主减速器在第一扭矩传递装置接合时建立从电动机/发电机到驱动轴的大于1的第二扭矩倍增比率；并且
[0023]其中，第一扭矩倍增比率与第二扭矩倍增比率不同。
[0024]在上文的动力总成中，与至少一个电气车辆附件组合，该至少一个电气车辆附件操作地连接到电动机/发电机，并且由捕获的再生制动能量供能。
[0025]在上文的动力总成中，其中，电动机/发电机为唯一的电动机/发电机，其可操作为提供扭矩到驱动轴并且捕获再生制动能量。
[0026]在上文的动力总成中，电动机/发电机具有不小于4千瓦并且不大于12千瓦的额定功率，提供20到60牛顿米的扭矩，并且具有不小于12伏特且不大于48伏特的标称电压。
[0027]在上文的动力总成中，电动机/发电机为双轴电动机/发电机，具有转子、沿第一方向从转子延伸的第一电动机轴、和沿相反的第二方向从转子延伸的第二电动机轴；并且所述动力总成进一步包括:
[0028]环齿轮，安装在曲轴上；
[0029]动力传动系，具有安装在变速器输出轴上的第一齿轮、和与第一齿轮啮合的第二齿轮；
[0030]其中，当处于接合状态时，第一扭矩传递装置与第二齿轮接合，以从第一电动机轴传递扭矩到变速器输出轴；
[0031]其中，第二扭矩传递装置为滑动小齿轮，该滑动小齿轮与第一电动机轴同轴安装，并且在处于接合状态时与环齿轮啮合以从第二电动机轴传递扭矩到曲轴。
[0032]在上文的动力总成中，变速器为无级变速器；其中，变速器输出轴为输出皮带轮轴；其中，电动机/发电机具有电动机轴；并且所述动力总成还包括:
[0033]环齿轮，安装在曲轴上；
[0034]小齿轮，安装在电动机轴上；
[0035]其中，第二扭矩传递装置为滑动惰齿轮，其在从脱离位置移动到接合位置时与环齿轮和小齿轮两者啮合，以建立接合状态，从而从电动机/发电机传递扭矩到曲轴。
[0036]在上文的动力总成中，变速器具有变速器壳体；并且
[0037]其中，第一扭矩传递装置在变速器壳体内。
[0038]在上文的动力总成中，变速器为双离合器变速器；其中，变速器输入构件为第一输入轴；其中，变速器包括与第一输入轴同心的第二输入轴；
[0039]其中，发动机离合器具有与曲轴一起旋转的离合器壳体；其中，发动机离合器的接合状态为第一接合状态，在该状态中曲轴连接为与第一输入轴一起旋转，并且不与第二输入轴连接；其中，发动机离合器具有第二接合状态，在该状态中曲轴连接为与第二输入轴一起旋转，并且不连接为与第一输入轴一起旋转；
[0040]其中，变速器输出构件为与第一和第二输入轴平行的输出轴；
[0041]环齿轮，安装在离合器壳体上；
[0042]小齿轮，安装在电动机轴上；
[0043]其中，第二扭矩传递装置为滑动惰齿轮，该滑动惰齿轮在从脱离位置移动到接合位置时与环齿轮和小齿轮二者啮合，以建立接合状态，从而从电动机/发电机传送扭矩到曲轴。
[0044]本发明还涉及一种车辆，包括:
[0045]发动机，具有可旋转曲轴；
[0046]变速器，具有输入构件和输出构件；
[0047]主减速器，操作地连接到变速器输出构件，并且包括驱动轴；
[0048]第一和第二车轮，由驱动轴可旋转地驱动；
[0049]第一机械制动系统，安装在第一车轮处，并且可操作为将第一车轮减慢；
[0050]第二机械制动系统，安装在第二车轮处，并且可操作为将第二车轮减慢；
[0051]电动机/发电机；
[0052]发动机离合器，具有操作地连接发动机曲轴与变速器输入构件的接合状态，并且具有操作地将发动机曲轴与变速器输入构件断开的脱离状态；
[0053]第一扭矩传递装置，具有选择接合状态，在该状态中，第一扭矩传递装置独立于发动机、曲轴和发动机离合器在电动机/发电机和变速器输出构件之间传递扭矩；
[0054]第二扭矩传递装置，具有选择接合状态，在该状态中，第二扭矩传递装置独立于第一扭矩传递装置和发动机离合器在电动机/发电机和曲轴之间传递扭矩；
[0055]至少一个电子控制器，操作地连接到第一和第二制动系统、电动机/发电机、发动机离合器以及第一和第二扭矩传递装置，以控制电动机/发动机来用作电动机或发电机，并且控制发动机离合器以及第一和第二扭矩传递装置的状态；
[0056]其中，动力总成在第一扭矩传递装置接合、第二扭矩传递装置脱离、并且电动机/发电机用作发电机时建立再生制动模式，以捕获再生制动能量；并且
[0057]其中，控制器可操作以协调由机械制动系统提供的制动能量和由电动机/发电机捕获的再生制动能量，以满足制动能量需求。
[0058]在上文的车辆中，再生制动模式发生在发动机关闭时和发动机开动时二者。
[0059]在上文的车辆中，动力总成在第二扭矩传递装置接合、第一扭矩传递装置脱离、并且电动机/发电机被控制为用作电动机时建立自动起动模式，以起动发动机。
[0060]在上文的车辆中，所述至少一个电子控制器控制发动机离合器以在再生制动模式期间和自动起动模式期间建立脱离状态。
[0061]在上文的车辆中，所述至少一个电子控制器控制发动机离合器处于接合状态、第一扭矩传递装置处于接合状态、第二扭矩传递装置处于脱离状态、并且电动机/发电机用作电动机以辅