[发明专利]具有机械输出离合器的增程式电动车辆

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有机械输出离合器的增程式电动车辆。

背景技术

机动车辆通常经由内燃发动机被提供动力，该内燃发动机用作推进车辆所需的扭矩的唯一源。但是，电池电动、混合动力电动和增程式电动车辆全都呈现为对传统的气体提供动力的车辆的可变燃料高效替代品。不像电池电动车辆，混合动力电动和增程式电动车辆保持作为动力传动系的一部分的气体发动机。强混合动力电动车辆继续使用发动机扭矩用于推进，例如当电马达变为相对不高效时在较高速度下使用。轻度/弱混合动力电动车辆在自动停止事件之后使用马达来起动发动机，但以传统方式为车辆提供动力。

增程式电动车辆，不像典型地强或轻度混合，当需要车载电池模块的另外的充电时使用更小的气体发动机作为发电机（electrical power generator）。增程式电动车辆可使用多个电牵引马达，作为其动力传动系的部分。当电池模块被耗尽时，发动机可自动地起动，并用于产生电能。取决于模式，电能可被引导到电池模块和/或用于传递输入扭矩给变速器。以此方式，发动机用于延长车辆的有效电操作范围。

发明内容

在此披露了一种车辆，其包括内燃发动机、电池模块、变速器和控制器。变速器包括固定构件、输出构件以及第一和第二马达/发电机单元（MGU），第一MGU与发动机串联。变速器还包括行星齿轮组和三个离合器。第一离合器是制动器，其连接至第三离合器和行星齿轮组的第一节点。第二离合器是旋转离合器，其连接在第一MGU和第一节点之间。第三离合器是被动促动的单向离合器，其连接到固定构件和至第一离合器的输出侧。输出构件和第二MGU分别连接到行星齿轮组的第二和第三节点。

控制器包括处理器和有形非瞬态存储器装置，在所述存储器装置上记录有一组计算机可执行的指令。处理器选择性地执行来自存储器装置的指令，以由此在三个动力传动系操作模式之间选择，其中两个模式具有电动车辆（EV）状态和串行混合动力状态，第三个模式是并行混合动力模式。

在第一模式的EV状态中，即，第一EV状态，第一和第二离合器都是断开的。发动机以第一串行混合动力状态运行。在第一模式的两个状态中，第三离合器被加载，第二MGU提供正输出扭矩给输出构件。

第二模式包括第二EV和串行混合动力状态。在第二EV状态中，仅第一离合器被闭合。第二离合器由此断开，以及第三离合器自由回转。负/再生扭矩被经由第二MGU选择性地命令，以为电池模块充电或提供再生制动。在第二串行混合动力状态，第一离合器保持闭合，发动机运转，以及第三离合器自由回转。

在第三模式中，即，并行混合动力模式，第二离合器接合，发动机开启，至少一个MGU提供正或负输出扭矩给输出构件。第一离合器保持断开，以及第三离合器自由回转。指令被处理器执行，例如，响应轴扭矩请求被控制器的接收，该执行导致控制器在不同模式和/或状态之间选择，且根据所选择的模式或状态控制变速器的操作。

还披露了一种方法，用于控制上述变速器，其是具有变速器和控制器的系统。

本发明的上述特征和优势及其他特征和优势将从用于实施本发明的最佳模式的以下详细描述连同附图时显而易见。

附图说明

图1是如在此陈述所构造的示例增程式电动车辆的示意图。

图1A是可用在图1所示的车辆内的动力传动系的替换部分的示意图。

图2是描述图1所示的车辆的多个动力传动系操作模式和状态的表格。

图3是用于选择和执行图1和1A所示的车辆中的动力传动系操作模式的示例方法的流程图。

具体实施方式

参考附图，其中，相同的附图标记在若干幅图中指向相同的部件，图1示出示例增程式电动车辆10。车辆10使用控制器（C）35，从多个动力传动系操作模式中选择和执行动力传动系操作模式，所有这些参考图2进行详细描述。车辆10包括内燃发动机（E）12和自动变速器20，自动变速器具有外壳或另外的固定构件30。根据方法100，控制器35选择操作模式，或给定模式内的状态，该方法的例子将在以下参考图3被详细描述。

在图1中所示的车辆10包括高电压可再充电电池模块（B）18，例如，60VDC至300VDC，或更高电压多单元电池（multi-cell battery）模式，其可经由DC总线23并经由功率逆变器模块（I）16电连接到变速器20的其他高电压功率部件。控制器35经由控制和反馈信号（双头箭头17）而与车辆10的各部件通信。