混合动力车辆的制作方法_2

文档序号:8310409阅读:来源:国知局
与涡轮速度之比足够高时,涡轮扭矩是泵轮扭矩的多倍。还可设置变矩器旁通离合器34,在该变矩器旁通离合器34接合时使变矩器22的泵轮和涡轮摩擦或机械地结合。可选择性地使变矩器的旁通离合器或锁止离合器接合,以在泵轮侧和涡轮侧之间建立机械连接,从而直接进行扭矩传递。旁通离合器34可打滑和/或分离,以控制从M/G 18经由变矩器向变速器24传递的扭矩量。
[0031]变矩器旁通离合器34可作为起动离合器进行操作,以提供平稳的车辆起步。可选地或者相组合地,对于不包括变矩器22或变矩器旁通离合器34的应用,可在M/G 18和齿轮箱24之间设置与分离离合器26类似的起动离合器或下游离合器。在某些应用中,分离离合器26通常称作上游离合器,起动离合器34 (可以为变矩器旁通离合器)通常称作下游离合器。变矩器22与起动离合器34可共同称作下游扭矩传递装置。
[0032]虽然所描述的离合器26、34的操作使用术语“压力”因而暗示为液压离合器,但是也可适当使用其他类型的装置(例如,机电式离合器或变矩器)。在液压离合器的情况下,离合器片上的压力与扭矩容量相关。同样,作用在非液压式离合器的片上的力也与扭矩容量相关。因此,为使术语一致,尽管可以理解还可包括非液压形式的力应用到非液压式离合器的离合器片的情况,但是除非另外具体地限定,否则在此描述的离合器26、34的操作使用术语“压力”。
[0033]当离合器26、34中的一个离合器锁止或接合时,该离合器两侧的动力传动系组件的转速相等。打滑是离合器的一侧与另一侧存在速度差,从而当离合器中的一个打滑时,一侧相对于另一侧具有不同的速度。例如,如果曲轴28的转速为1500rpm而分离离合器26以10rpm进行打滑,则分离离合器26的Μ/G轴30侧的转速为1400rpm。
[0034]为了使离合器准备进行使用,填充离合器然后使离合器进行冲程(stroke)。通过对冲程压力增加压力而使离合器进行冲程,以通过降低离合器片之间的间隙来准备接合离合器。可在通过增加压力进行冲程之后控制离合器,进而控制扭矩容量、打滑和/或由离合器传递的扭矩,然后离合器便处于活动控制阶段。可通过增大离合器的压力直到离合器不再打滑来锁止离合器,且增大离合器的压力的操作可包括将压力增大至最大设计压力。接合离合器可称为控制和/或锁止离合器。
[0035]如本公开中所使用的,离合器(例如,离合器26、34)的扭矩容量指的是在特定的离合器压力下与能够经由离合器传递的最大扭矩量对应的操作扭矩容量。通常,增大离合器压力将增大离合器容量,并允许通过离合器传递更多的扭矩。对于特定的(不变的)离合器压力而言,可通过将离合器一侧的扭矩增大至离合器开始打滑的量来确定离合器扭矩容量。在开始打滑之后,如果压力保持不变,则离合器的扭矩容量保持大致不变,这是因为对打滑速度的依赖性通常很小。这样,在给定的扭矩容量下,如果离合器输入侧的扭矩增大,则离合器这一侧的速度将增大(且打滑将增大),然而通过离合器传递的扭矩保持大致不变,这是因为离合器处于给定的扭矩容量。可选地,如果离合器正在打滑且处于不变的压力,则降低离合器输入侧的扭矩(因而降低这一侧的转速)将会使打滑变缓或停止。类似地,对于经由离合器传递给定的扭矩而言,如果离合器压力被足够地降低,则离合器将开始打滑或打滑加剧。当离合器未打滑时离合器锁止。当离合器在全压力下锁止时,离合器通常被设计成使得在将扭矩增大至设计极限值或故障值的情况下不打滑。在全压力下锁止的离合器的扭矩容量是最大设计扭矩容量。
[0036]在离合器打滑的同时,离合器的输入侧和输出侧被有效地断开。这样,在传递至离合器另一侧的扭矩基于离合器当前的扭矩容量而被限制或断开的同时,离合器一侧的速度(扭矩产生装置的扭矩)会变化且会受到干扰。
[0037]所有至变速齿轮箱24的输入扭矩都流经变矩器22。齿轮箱24可包括齿轮组(未示出),所述齿轮组通过选择性地接合诸如离合器和制动器的摩擦元件而选择性地以不同的传动比布置,以建立多个期望的离散或阶梯传动比。摩擦元件是可通过换档时序控制的,该换档时序使齿轮组的某些元件连接或断开,以控制变速器输出轴36与变速器输入轴32之间的比率。齿轮箱24基于多种车辆和环境操作条件通过相关联的控制器(例如,传动装置控制单元CTCU)50)而从一个传动比自动换档至另一传动比。然后,齿轮箱24向输出轴36提供动力传动系输出扭矩。
[0038]变速器24可以是自动多级传动比变速齿轮箱,可以以传统的方式连接到驱动轮42,并可包括差速器40。然而,在可选的实施例中,车辆10还设置有一对非驱动轮,可利用分动箱和第二差速器来主动驱动所有车轮。自动多级传动比变速器24具有用于为车辆10提供多个传动比的齿轮箱。变速器24的齿轮箱可包括离合器和行星齿轮组或者现有技术中已知的其他离合器和齿轮系布置。变速器24可以是自动六速变速器或现有技术中已知的其他速比自动变速器。变速器24还可以是现有技术中已知的其他多级传动比变速器。
[0039]利用T⑶50等控制变速器24按照换档时序(例如,生产换档时序(product1nshift schedule))进行操作,其中,换档时序能够使齿轮箱内的诸如换档离合器的元件相连接或断开,以控制变速器输出和变速器输入之间的比率。虽然所示出的变速器24具有两个换档离合器58、60,但是可预期任何数量的换档离合器。例如,在变速器24中,换档离合器58与低档位相关联,而换档离合器60与较高的档位相关联。为了进行升档,使离合器58分离并接合离合器60。为了进行降档,使离合器60分离并接合离合器58。自动变速器中换档离合器的利用和控制是现有技术中已知的。TCU 50还可用来控制M/G 18和离合器26、34。可液压地控制或电控制换档离合器58、60。
[0040]应该理解,与变矩器22 —起使用的液压控制式齿轮箱24仅是齿轮箱或变速器布置的一个示例;从发动机和/或电动机接收输入扭矩然后以不同的传动比将扭矩提供至输出轴的任何多级传动比齿轮箱对于本公开的实施例的应用而言都是可接受的。例如,可通过包括一个或更多个伺服电机的自动机械(或手动)式变速器(AMT)来实施齿轮箱24,其中,伺服电机用于沿拨叉导轨平移/旋转换档拨叉以选择期望的传动比。例如,在需要较高扭矩的应用中可使用AMT。
[0041]在车辆10中,旁通离合器34可(例如)在较高的车速下锁止以提高燃料经济性。与发动机14的扭矩和速度相比,可在更快的响应时间下将M/G 18的扭矩和速度控制到更大的精度。在车辆10的纯电动运转模式期间,可在变速器24换档事件期间控制M/G 18的扭矩和速度。在发动机14和M/G 18两者均操作的车辆混合动力运转模式期间,可在变速器24换档事件期间一起控制M/G 18的扭矩和速度以及发动机14的扭矩和速度。
[0042]M/G 18与电池20通信。电池20可以是高压电池。M/G 18可被构造为(例如)当车辆动力输出超过驾驶员需求时通过再生制动等而在再生模式下对电池20进行充电。M/G18还可布置成输出负扭矩的发电机构造,以调节发动机14提供至动力传动系16的扭矩量或控制变速器24输入侧的速度。当M/G 18的输出速度减小时,M/G 18的相关联的负扭矩输出为电池20充电。在一个示例中,电池20被构造为连接到(例如)用于插电式混合动力电动车辆(PHEV)的外部电网,PHEV具有通过向充电站的电输出口供应电能的电力网对电池进行再充电的能力。还可存在低压电池(未示出),以向起动电动机或其他车辆组件供电,或者可通过DC-DC转换器来提供低压电。
[0043]发动机控制单元(E⑶)38被配置为控制发动机14的运转。车辆系统控制器(VSC) 44在T⑶50和E⑶38之间传输数据,并且还与多个车辆传感器通信。车辆10的控制系统46可包括任何数量的控制器,并可集成为单个控制器,或可具有多个模块。一些或所有控制器可通过控制器局域网(CAN)或其他系统连接。控制系统46可被配置为在任何数量的不同工况下控制发动机14、电动机/发电机组件18以及变速器24的各个组件的操作,这些操作在某种程度上包括提供一贯高品质的升档。
[0044]VSC 44确定每个动力源需要何时提供扭矩以及提供多大的扭矩,以满足驾驶员的扭矩需求并达到发动机14和M/G 18的操作点(扭矩和速度)。VSC 44可解读包括发动机14或M/G 18的任何正或负的扭矩以及道路负载扭矩的总车辆扭矩。
[0045]控制系统46响应于来自各个传感器的信号来控制各个致动器,以控制诸如起动/停止发动机14、使M/G 18操作以提供车轮扭矩或对电池20充电、选择或安排变速器换档等的功能。控制系统46可包括与各种类型的计算机可读的存储装置或介质通信的微处理器或中央处理单元(CPU)。例如,计算机可读的存储器装置或介质可包括如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和不失效存储器(KAM)的易失性和非易失性存储。KAM是可以用于在CPU断电时存储多个运转变量的持久性或非易失性存储器。计算机可读的存储装置或介质可以使用任何数量的已知的存储装置实施,比如PROM(可编程只读存储器)、EPROM(电可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦
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