具有同步器的爪式离合器和方法技术

提供了一种变速器分离式离合器组件和方法。离合器组件操作，以通过使基础变速器从差速齿轮装置脱离联接而将变速器设置在低损失状态下，从而最大化燃料经济性和增加效率。变速器分离式离合器组件可以是爪式离合器组件，其可包括爪式离合器毂、离合器应用板和同步器。当爪式离合器脱离接合时，车辆可以在EV模式下操作，由电机和后电轮轴推动。当爪式离合器接合时，车辆可以在混合动力模式下操作，由被发动机传送至前轮轴的扭矩和被电机传送至后电轮轴的扭矩推动。还提供了一种用于使车辆在EV模式和混合动力模式之间过渡的方法，以及一种用于使车辆在混合动力模式和EV模式之间过渡的方法。

【技术实现步骤摘要】
具有同步器的爪式离合器和方法
本公开涉及一种与同步器联接的爪式离合器，其可作为变速器分离式离合器操作，与同步器联接，以及涉及一种方法。
技术介绍
客车和商用车辆，包括混合动力车辆，使用各种离合器以在两个或多个车辆部件之间传递扭矩。在一些混合动力车辆中，离合器可被用于将发动机和/或一个或多个电机产生的扭矩传递至车辆的前或后车辆轮轴，以推动车辆。可使用多个离合器以允许混合动力车辆在各种操作模式下操作，即纯电动模式(EV模式)、纯发动机模式和混合动力模式。在一些混合结构中，为了提高效率和最大化燃料经济性，将变速器设置在低损失状态下是有利的。可以通过使变速器与差速齿轮装置脱离联接来实现该低损失状态。该脱离联接可以通过使将发动机和/或一个或多个电机产生的扭矩传递至车辆的前或后轮轴的所有离合器脱离接合来实现。
技术实现思路
提供了一种用在混合动力车辆中的爪式离合器组件。爪式离合器组件可包括爪式离合器，其可操作为变速器分离式离合器和同步器。示例的前轮驱动车辆包括前轮轴，其可具有传统发动机、传统的自动或手动变速器和带式交流发电机起动电机电机(BAS)和由具有传动装置的功率电子元件提供动力的后-电力控制的电轮轴。在纯电动操作模式(EV模式)和无声起动(silentstart)中，示例车辆仅由后轮轴通过车载电池和电机电机的电功率推动。在混合动力模式中，示例车辆由前车轴推动，由传统发动机、变速器和BAS电机电机提供动力。爪式离合器组件被配置为在从当前操作模式向目标操作模式的过渡期间通过来自控制器(例如混合控制单元)的信号而接合或脱离接合。控制器可以指示起始事件。所述起始事件可包括驾驶员引发的加速请求、扭矩阈值事件或电池耗尽事件。当从EV模式转换至混合动力模式时，离合器组件可被接合以联接基础变速器与前差速器，所述基础变速器包括多个变速器范围离合器、齿轮和轴；当从混合驱动模式转换至EV模式时，离合器组件可脱离接合，从而使基础变速器与前差速器脱离联接。爪式离合器组件可包括爪式离合器和同步器。爪式离合器可包括爪式离合器毂和爪式离合器应用板。相应的爪式离合器毂和爪式离合器应用板中的每一个可包括轴向延伸的机械接合结构，例如齿部。爪式离合器毂的齿部可被配置为机械地接合爪式离合器应用板的齿部。当识别到信号指示操作模式从EV模式向混合驱动模式变化的起始事件时，同步器可使基础变速器与前差速器接合并使前差速器和基础变速器的部件的相对旋转速度同步，产生滑行或准空挡状态。当达到充分的速度同步时，离合器应用机构被配置为接合爪式离合器应用板并使爪式离合器应用板轴向地位移，直到爪式离合器应用板的齿部机械地接合爪式离合器毂的齿部，从而完全地接合离合器组件和联接基础变速器和前差速器。当检测到起始事件时，信号指示操作模式从混合驱动模式向EV模式的变化，离合器应用机构激活并爪式离合器应用板轴向地位移，从而使爪式离合器释放并脱离接合，并使基础变速器与前差速器脱离联接。提供了一种使混合动力车辆在当前操作模式和目标操作模式之间过渡的方法。该方法包括以下步骤：基于从当前操作模式向目标操作模式的过渡检测即将到来的起始事件，其中当前操作模式是EV操作模式，而目标操作模式是混合操作模式；信号指示从当前操作模式向目标操作模式的所期望的变化；应用同步器以使基础变速器和前差速器同步，其中基础变速器包括多个范围离合器、齿轮和轴；起动BAS电机电机以用曲柄起动发动机；接合爪式离合器组件，以选择性地联接基础变速器和前差速器；接合基础变速器；和在目标操作模式中用发动机为前差速器提供动力。还提供了一种使混合动力车辆在当前操作模式和目标操作模式之间过渡的方法。该方法包括以下步骤：基于从当前操作模式向目标操作模式的过渡检测即将到来的起始事件，其中当前操作模式是混合操作模式，而目标操作模式是EV操作模式；信号指示从当前操作模式向目标操作模式的所期望的变化；将发动机的扭矩输出减少至零并增加电机的扭矩输出；使基础变速器脱离接合，其中基础变速器包括多个范围离合器、齿轮和轴；切断至发动机的燃料；使用BAS电机将发动机速度减少至零；使爪式离合器组件脱离接合，以使基础变速器和前差速器脱离联接；在目标操作模式下用电机为后差速器提供动力。本专利技术的上述特征和优势及其他特征和优势将从用于实施如所附的权利要求中定义的本专利技术的一些最佳模式和其它实施例的以下详细描述连同附图时显而易见。附图说明图1是车辆的俯视示意图，包括具有同步器的分离式离合器的第一示例配置。图2是车辆的俯视示意图，包括具有同步器的分离式离合器的第二示例配置。图3是车辆的俯视示意图，包括具有同步器的分离式离合器的第三示例配置。图4是车辆的俯视示意图，包括不具有同步器的分离式离合器的第四示例配置。图5是在从当前操作模式向目标操作模式过渡期间发动机、变速器和爪式离合器的示例速度和加速度分布的视图。具体实施方式参考附图，其中相同的附图标记贯穿若干幅视图中对应于相同或相似的部件，提供了一种用在混合动力车辆100中的爪式离合器组件150。爪式离合器组件150可包括可操作为变速器分离式离合器的爪式离合器154、155和同步器153。大致参考图1-3，示出了示例车辆100。车辆100可包括车辆电池101、第一功率变换模块102、第二功率变换模块103、前轮轴104和后轮轴105。相应的前和后轮轴104、105中的每一个可包括相对的端部190、191、192、193。前轮轴可包括第一前轮轴端部190和第二前轮轴端部191。后轮轴105可包括第一后轮轴端部192和第二后轮轴端部193。相对端部190、191、192、193中的每一个可被配置为接收和接合多个轮子200，所述轮子200被设置或定位在相应的相对端部190、191、192、193的每一个上。相应的前轮轴104和后轮轴105中的每一个可被配置为用于为车辆100提供动力的输出轴。车辆电池101可与相应的第一和第二功率变换模块102、103中的每一个电互连。后轮轴105可以是在纯电机或EV模式中由电机组件驱动或提供动力的电轮轴。电机组件可包括第一功率变换模块102、电机111、后轴线传递机构112和后差速器113。第一功率变换模块102可通过电连接件联接至车辆电池101和电机111。电机输出端115可以被配置为联接电机111和后轴线传递机构112。后轴线传递机构112可包括至少一个齿轮组、链和链轮、或行星齿轮组。电机输出端115可以被配置为接收由电机111产生的扭矩，并将扭矩传送至后轴线传递机构112。后轴线传递机构112可被配置为从电机输出端115接收扭矩，并可进一步被配置为传送扭矩至后轴线传递机构输出端116。后轴线传递机构输出端116可被配置为从后轴线传递机构112接收扭矩，并进一步被配置为将扭矩传送至后差速器113。后差速器113可被配置为从后轴线传递机构输出端116接收扭矩，并进一步被配置为将扭矩传送至后轮轴105，以在EV模式中推动车辆100。在混合动力操作模式中，前轮轴104可由能量转换系统106驱动或提供动力，所述能量转换系统106可与自动或手动车辆变速器107接合。能量转换系统106可以是汽油或柴油提供动力的内燃发动机或本领域已知的其他能量转换系统，其与BAS电机109联接。发动机106可由发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变速器分离式离合器组件，其包括：基础变速器，包括多个变速器范围离合器、齿轮和轴；前差速器，选择性地联接至基础变速器；至少一个前轴线传递机构，配置为将扭矩从基础变速器传送至前差速器；爪式离合器组件，包括：同步器，被配置为使基础变速器和前差速器同步；和爪式离合器毂，具有第一毂表面和第二毂表面，以及从第二毂表面延伸的至少一个机械接合结构，爪式离合器毂被配置为与同步器联接，爪式离合器应用板，具有第一板表面、第二板表面和从第二板表面延伸的至少一个机械接合结构；离合器应用机构，配置为使爪式离合器应用板轴向地位移，以及使爪式离合器应用板与爪式离合器毂接合或脱离接合；其中，爪式离合器组件被配置为，当爪式离合器应用板与爪式离合器毂接合时，选择性地联接基础变速器与前差速器；且其中，爪式离合器组件被配置为，当爪式离合器应用板从爪式离合器毂脱离接合时，使基础变速器与前差速器选择性地脱离联接，以允许基础变速器在低损失状态下操作。

【技术特征摘要】
2012.04.18 US 61/625,970;2012.08.01 US 13/563,8351.一种变速器分离式离合器组件，其包括：基础变速器，包括多个变速器范围离合器、齿轮和轴；前差速器，选择性地联接至基础变速器；至少一个前轴线传递机构，配置为将扭矩从基础变速器传送至前差速器；爪式离合器组件，包括：同步器，被配置为使基础变速器和前差速器同步；和爪式离合器毂，具有第一毂表面和第二毂表面，以及从第二毂表面延伸的至少一个机械接合结构，爪式离合器毂被配置为与同步器联接，爪式离合器应用板，具有第一板表面、第二板表面和从第二板表面延伸的至少一个机械接合结构；离合器应用机构，配置为使爪式离合器应用板轴向地位移，以及使爪式离合器应用板与爪式离合器毂接合或脱离接合；其中，爪式离合器组件被配置为，当爪式离合器应用板与爪式离合器毂接合时，选择性地联接基础变速器与前差速器；且其中，爪式离合器组件被配置为，当爪式离合器应用板从爪式离合器毂脱离接合时，使基础变速器与前差速器选择性地脱离联接，以允许基础变速器在低损失状态下操作。2.如权利要求1所述的变速器分离式离合器组件，其中，变速器壳体被配置为容纳相应的基础变速器、所述至少一个前轴线传递机构、前差速器、同步器和爪式离合器组件中的每一个。3.如权利要求1所述的变速器分离式离合器组件，其中，基础变速器的所述多个变速器范围离合器是液力促动的湿式摩擦离合器。4.如权利要求1所述的变速器分离式离合器组件，其中，所述至少一个前轴线传递机构包括链和链轮。5.如权利要求1所述的变速器分离式离合器组件，其中，爪式离合器组件被配置为通过在所述至少一个前轴线传递机构和前差速器之间建立机械互连而选择性地联接基础变速器和前差速器。6.如权利要求1所述的变速器分离式离合器组件，其中，爪式离合器组件被配置为通过在基础变速器和所述至少一个前轴线传递机构之间建立机械互连而选择性地联接基础变速器和前差速器。7.如权利要求1所述的变速器分离式离合器组件，其进一步包括：至少一个初级轴线传递机构输入端；至少一个初级轴线传递机构，配置为从所述至少一个初级轴线传递机...

【专利技术属性】
技术研发人员：JM托尔卡茨，SH斯韦尔斯，MJ金，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：