[发明专利]用于并联混合动力车辆的多模式离合器

说明书

技术领域

本披露总体上涉及具有内燃发动机、电动机以及断开连接装置的并联混合动力车辆，并且具体地涉及一种具有使燃烧式发动机与变速器联接的多模式机械离合器的并联混合动力车辆。

背景

并联混合动力车辆包括可以选择性地联接到该车辆的变速箱或变速器以及从动轮上的一个燃烧式发动机和一个电动机。图1是现有技术中已知的一种示例性并联混合动力车辆10的示意图示。并联混合动力车辆10包括通过多个车桥16、18与一个差速器20相连的一对从动轮12、14以及安装在多个车桥26、28上的一对非从动轮22、24。根据具体的车辆10，这些从动轮12、14可以是车辆10的前轮或后轮。一个内燃发动机30具有一个输出轴32，该输出轴在一个变速器或变速箱36的一个末端处连接到一个摩擦离合器34上。一个变速器轴和变速器36的内部齿轮传动装置(未示出)通过一个主动轴42将摩擦离合器34连接到差速器20上。并联混合动力车辆10的驱动机构的电动部件包括一个电动机44，该电动机与该内燃发动机30一起或作为其替代地连接到变速器轴38上以对这些从动轮12、14提供动力、并且还被连接到在电动机44与一个电池48之间传递电力的一个逆变器46上。

在图1的并联混合动力车辆10中，燃烧式发动机30和电动机44可以通过摩擦离合器34来选择性地联接到变速箱38上并且然后联接到这些从动轮12、14上。摩擦离合器34根据车辆10的行驶情况而被运行成以不同的方式来利用内燃发动机30和电动机44。例如，当在市区行驶时，摩擦离合器34可以被闭合或者接合以将内燃发动机30连接到变速器轴38上，使得来自发动机30的动力被输送至主动轴42。同时，可以控制电动机44来给主动轴42提供额外的动力、或者使用由燃烧式发动机30供应的动力来对电池48再充电。在其他市区情况下，摩擦离合器34可以被断开以使发动机30从变速器轴38断开连接，并且电动机44可以使用来自电池48的电力来驱动车辆10。在那种情况下，可以使发动机30完全停止，并且使离合器35断开或脱离接合以节省汽油。在车辆10的加速过程中，摩擦离合器34可以被重新接合，使用来自发动机30和电动机44两者的动力以便更灵敏的加速。相比之下，在减速过程中可以断开摩擦离合器34以使发动机30从变速器轴38断开连接，使得电动机44可以无由于发动机摩擦导致的动力损失地、有效地对电池48进行再充电。

在并联混合动力车辆10的摩擦离合器34的目前已知的安排下，摩擦离合器34在其闭合位置锁定输出轴32和变速器轴38以用于沿任一方向一起转动。在摩擦离合器34的断开位置中，输出轴32和变速器轴38是相对彼此在任一方向上自由旋转的。这种安排可能导致并联混合动力车辆10的低效率运行。当在市区摩擦离合器34被接合以用于在发动机30的动力作用下驱动车辆10或者当在发动机30和电动机44的组合动力作用下车辆10正在加速时，减小油门(easing off the gas)和减慢发动机30可以导致旋转损失，因为输出轴32减慢和变速器轴38由于由摩擦离合器34提供的连接而相应地减慢，除非摩擦离合器34被致动成断开以使发动机30从变速器36断开连接。如果摩擦离合器34保持闭合，则将遭受发动机旋转损失，这可能在希望发动机制动时在车辆10中是所希望的。如果摩擦离合器34被致动以使发动机30断开连接，则可以避免发动机旋转损失，但断开的摩擦离合器仍保留有旋转损失，因为面向离合器盘的相对大的表面积遭受油剪切，从而导致粘滞阻力。额外地，当发动机30被要求对这些从动轮12、14提供动力时必须重新闭合摩擦离合器34。前一种选项、即在使摩擦离合器34保持闭合可能有损于混合动力车辆10所寻求实现的效率。后一种选项、即断开和闭合该摩擦离合器34仍然可能由于粘滞阻力和相对应的断开离合器旋转损失而有损于所寻求实现的效率，并且提高了摩擦离合器34的致动机构的负载周期从而有可能缩短摩擦离合器34的提升周期。鉴于此，对于一种并联式混合动力车辆的动力源之间进行切换的、可以进一步提高混合动力车辆的发动机效率而不必使得旋转损失以及该车辆的变速器系统部件上的磨损和裂缝增大的改进策略存在一种需求。

披露概述