CN110014825A - 动力传递装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种动力传递装置，提供多种制动手段。动力传递装置(100)具备第一路径(1)、第二路径(2)、离合器(3)以及液力耦合器(4)。离合器(3)设置在第一路径(1)上。离合器(3)能够采取传递扭矩的接合状态以及断开扭矩的传递的断开状态。液力耦合器(4)设置在第二路径上。液力耦合器(4)具有被输入来自旋转电机(101)的扭矩的输入部(41)以及通过流体向驱动轮输出从输入部(41)输入的扭矩的输出部(42)。液力耦合器(4)构成为在向旋转电机侧传递来自驱动轮(102)的扭矩时，输入部(41)的旋转速度小于输出部(42)的旋转速度。

Description

动力传递装置

技术领域

本发明涉及一种动力传递装置。

背景技术

像电动汽车或混合动力汽车等这样以旋转电机为动力源的车辆在减速时能够利用再生制动。并且，这些车辆还能够将通过再生制动产生的电充到蓄电池中。

专利文献1：日本专利公开2017-139839号公报

发明内容

在上述那样的结构中，存在像当蓄电池的充电容量达到上限时等这样的情况下变得无法利用再生制动的情况。在这种情况下，提供其他制动手段是有用的。

鉴于此，本发明的技术问题在于提供多种制动手段。

本发明一方面的动力传递装置构成为向驱动轮传递来自旋转电机的扭矩。该动力传递装置具备第一路径、第二路径、离合器以及液力耦合器。第一和第二路径是向驱动轮传递来自旋转电机的扭矩的路径，以彼此并列地方式设置。离合器设置在第一路径上。离合器能够采取传递扭矩的接合状态和断开扭矩的传递的断开状态。液力耦合器设置在第二路径上。即，液力耦合器与离合器并列设置。液力耦合器具有被输入来自旋转电机的扭矩的输入部和通过流体向驱动轮输出从输入部输入的扭矩的输出部。液力耦合器构成为在向旋转电机侧传递来自驱动轮的扭矩时输入部的旋转速度低于输出部的旋转速度。

通过该结构，在减速时，通过离合器向旋转电机传递来自驱动轮的扭矩，由此能够获得通过再生制动产生的制动力。另外，通过使离合器处于断开状态，能够借助液力耦合器向旋转电机传递来自驱动轮的扭矩。液力耦合器构成为向旋转电机侧传递来自驱动轮的扭矩时，输入部的旋转速度低于输出部的旋转速度。因此，通过存在于输入部和输出部之间的流体的阻力能够获得对驱动轮的旋转的制动力。由此可见，通过本发明的动力传递装置能够提供多种用于制动驱动轮的旋转的制动手段。

另外，因为构成为输入部的旋转速度低于输出部的旋转速度，所以，与通过液力耦合器向旋转电机传递来自驱动轮的扭矩的情况、通过离合器传递扭矩的情况相比较，能够减小旋转电机的发电量，或者能够使旋转电机处于不发电状态。因此，在蓄电部的充电量接近上限的情况或达到上限的情况下是有用的。

另外，输入部的旋转速度低于输出部的旋转速度是也包括输出部正在旋转另一方面输入部的旋转处于停止的情形的概念。另外，输入部的旋转速度低于输出部的旋转速度是包括输出部正旋转另一方面输入部逆旋转的情形的概念。

优选动力传递装置还具备控制部。控制部能够在当减速时在第一模式或第二模式下控制输入部的旋转和离合器的状态。控制部在第一模式下使离合器处于断开状态，且使输入部的旋转停止。控制部在第二模式下使离合器处于断开状态，且使输入部逆旋转。

优选控制部在减速时能够在第一模式、第二模式、第三模式、或第四模式下控制输入部的旋转、旋转电机的状态以及离合器的状态中的至少一方。控制部在第三模式下使离合器处于断开状态，并使输入部自由旋转且使旋转电机处于不发电状态。控制部在第四模式下使离合器处于断开状态，且使旋转电机处于发电状态。

优选控制部基于要求的减速度从第一模式和第二模式中任选一方。

优选控制部基于要求的减速度从第一至第四模式中任选一方。

优选动力传递装置还具备在蓄电部与旋转电机之间进行电的发送和接收的蓄电部。控制部在减速时根据蓄电部的充电状态，从第一模式或第二模式以及第五模式中选择任意模式。控制部在第五模式下使离合器处于接合状态，且使旋转电机处于发电状态。

优选动力传递装置还具备在蓄电部与旋转电机之间进行电的发送和接收的蓄电部。控制部在减速时根据蓄电部的充电状态从第一至第四模式中的任意模式以及第五模式中选择任意模式。控制部在第五模式下使离合器处于接合状态，且使旋转电机处于发电状态。

优选输入部设置为能够逆旋转。

优选离合器是常闭式。

优选动力传递装置还具备使输入部的旋转停止的锁定机构。另外，该锁定机构是不仅包括通过机械方式使输入部的旋转停止的机构，还包括通过电力的方式使输入部的旋转停止的机构的概念。

优选动力传递装置还具备配置于旋转电机与离合器及液力耦合器之间的减速机构。

优选动力传递装置还具备配置于离合器及液力耦合器与驱动轮之间的前进后退切换机构。

通过本发明能够提供多种制动手段。

附图说明

图1是动力传递装置的框图。

图2是用于说明减速时的控制部的动作的流程图。

图3是用于说明惯性行驶时的控制部的动作的流程图。

图4是用于说明减速行驶时的控制部的动作的流程图。

图5是变形例的动力传递装置的框图。

附图标记说明：

1...第一路径；2...第二路径；3...离合器；4...液力耦合器；41...输入部；42...输出部；5...蓄电部；7...控制部；8...锁定机构；100...动力传递装置；101...旋转电机；102...驱动轮。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的动力传递装置的实施方式进行说明。另外，在以下的说明中，正旋转指的是在使车辆前进的方向上的旋转，逆旋转指的是在使车辆后退的方向上的旋转。

[整体结构]

如图1所示，动力传递装置100构成为向驱动轮102传递来自旋转电机101的扭矩。并且，动力传递装置100还能够在减速时从驱动轮102向旋转电机101传递扭矩。即，动力传递装置100构成为在旋转电机101和驱动轮102之间传递扭矩。该动力传递装置100应用于如电动汽车。动力传递装置100具有第一路径1、第二路径2、离合器3、液力耦合器4、蓄电部5、各种传感器61～63、控制部7、以及锁定机构8。

[第一和第二路径]

第一路径1和第二路径2是向驱动轮102传递来自旋转电机101的扭矩的路径。第一路径1和第二路径2以彼此并列的方式设置。即，通过第一路径1向驱动轮102传递来自旋转电机101的扭矩时，第二路径2不传递扭矩。而通过第二路径2向驱动轮102传递来自旋转电机101的扭矩时，第一路径1不传递扭矩。并且，在离合器3变为后述的滑移状态时，通过第一路径1和第二路径2传递扭矩。

[离合器]

离合器3设置在第一路径1上。离合器3构成为处于接合状态和断开状态中的任意状态。另外，离合器3也能够采取相当于处于接合状态和断开状态之间的滑移状态。离合器3在接合状态下在旋转电机101和驱动轮102之间传递扭矩。另外，离合器3在断开状态下断开旋转电机101和驱动轮102之间的扭矩传递。离合器3是常闭式。即，离合器3在未被控制部7施以用于使离合器3处于断开状态的控制的情况下，处于接合状态。并且，在被控制部7控制时，离合器3为断开状态。

[液力耦合器]

液力耦合器4设置在第二路径2上。液力耦合器4具有输入部41和输出部42。输入部41与旋转电机101侧的构件连接。输入部41被输入来自旋转电机101的扭矩。输入部41设置为能够逆旋转。

输出部42与驱动轮102侧的构件连接。输出部42通过流体向驱动轮102输出从输入部41输入的扭矩。另外，在输入部41和输出部42之间填充有如液压油。例如可以用扭矩转换器等构成液力耦合器4。即，可以用扭矩转换器的叶轮构成输入部41，用扭矩转换器的涡轮构成输出部42。另外，离合器3也可以内置于液力耦合器4。

液力耦合器4在向驱动轮102传递来自旋转电机101的扭矩时，能够放大扭矩。例如，液力耦合器4也可以具有定子以便扭矩放大。另外，液力耦合器4构成为在向旋转电机101侧传递来自驱动轮102的扭矩时，输入部41的旋转速度低于输出部42的旋转速度。

[锁定机构]

锁定机构8构成为使输入部41的旋转停止。例如，锁定机构8构成为对输入部41的旋转进行制动。锁定机构8例如以能够释放地方式与车体103和输入部41连结。

当锁定机构8是开启状态时，锁定机构8与车体103和输入部41连结。即，锁定机构8对输入部41的旋转进行制动。因此，输入部41变为无法旋转。而当锁定机构8是关闭状态时，锁定机构8解除车体103和输入部41之间的连结。即，锁定机构8不对输入部41的旋转进行制动。因此，输入部41成为能够旋转。另外，锁定机构8通过控制部7进行控制切换为开启状态和关闭状态。

[蓄电部]

蓄电部5构成为在蓄电部和旋转电机101之间进行电的发送和接收。即，蓄电部5与旋转电机101电连接，并对通过旋转电机101的旋转产生的电进行存储。详细而言，蓄电部5通过控制部7的反相电路和转换器电路与旋转电机101连接。并且，蓄电部5存储通过转换器电路转换为直流电的电。

另外，存储在蓄电部5的电被供给到旋转电机101并能够使旋转电机101旋转。详细而言，存储在蓄电部5的直流电通过控制部7的反相电路转换为交流电并被供给至旋转电机101。

[传感器]

动力传递装置100具有各种传感器。例如，动力传递装置100具有检测蓄电部5的蓄电量的SOC传感器61、检测加速踏板的操作量的加速器传感器62以及检测制动踏板的操作量的制动器传感器63。各种传感器61～63向控制部7输出获取到的信息。

[控制部]

控制部7构成为控制输入部41的旋转、旋转电机101的状态、离合器3的状态以及锁定机构8的状态。具体地，控制部7包括ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)和PCU(Power Control Unit：功率控制单元)等。控制部7通过PCU具有的反相电路和转换器电路使电在旋转电机101和蓄电部5之间进行发送和接收。另外，控制部7还包括用于控制离合器3的状态、锁定机构8的状态以及液力耦合器4内的液压油量等的油压控制电路等。

控制部7在减速时执行第一～第五模式中的任意模式。控制部7例如根据蓄电部5的蓄电状态和要求的减速度从第一～第五模式中任选一方。具体地，控制部7根据蓄电部5的蓄电状态从第五模式和第五模式之外的模式中任选一方。并且，控制部7在选择了第五模式之外的模式的情况下，进一步根据要求的减速度选择第一～第四模式中的任意模式。

在第一模式下，控制部7使离合器3处于断开状态，且使输入部41的旋转停止。即，当选择第一模式时，控制部7使离合器3处于断开状态，以便通过液力耦合器4向旋转电机101传递来自驱动轮102的扭矩。并且，为了使输入部41的旋转停止，控制部7使锁定机构8处于开启状态。由此，通过输入部41和输出部42之间的流体阻力，对输出部42的旋转进行制动，进而对驱动轮102的旋转制动。

在第二模式下，控制部7使离合器3处于断开状态，且使输入部41逆旋转。即，当选择第二模式时，控制部7使离合器3处于断开状态，以便通过液力耦合器4向旋转电机101传递来自驱动轮102的扭矩。并且，控制部7例如使用存储于蓄电部5的电使旋转电机101逆旋转，以便输入部41逆旋转。其结果，通过输入部41和输出部42之间的流体阻力，对输出部42的旋转制动，进而对驱动轮102的旋转制动。另外，该第二模式下的输入部41和输出部42之间的流体阻力大于第一模式的流体阻力。因此，对第二模式下的驱动轮102的旋转进行制动的制动力也大于第一模式的制动力。

在第三模式下，控制部7使离合器3处于断开状态，且使输入部41自由旋转且使旋转电机101处于不发电状态。即，在选择第三模式时，控制部7使离合器3处于断开状态，以便通过液力耦合器4向旋转电机101传递来自驱动轮102的扭矩。并且，控制部7使锁定机构8处于关闭状态以便输入部41自由旋转；并且，不向旋转电机101供给电，且不使旋转电机101逆旋转。另外，控制部7断开旋转电机101和蓄电部5之间的电路以便旋转电机101为不发电状态。该第三模式下的制动力小于第一和第二模式下的制动力。并且，在第三模式下，因为旋转电机101为不发电状态，所以没有通过再生制动产生的制动力。

在第四模式下，控制部7使离合器3处于断开状态，且使旋转电机101处于发电状态。即，当选择第四模式时，控制部7使离合器3处于断开状态，以便通过液力耦合器4向旋转电机101传递来自驱动轮102的扭矩。并且，控制部7将通过旋转电机101产生的电存储到蓄电部5，以便使旋转电机101为发电状态。在该第四模式下，因为旋转电机101为发电机，所以能够通过再生制动对驱动轮102的旋转进行制动。

在第五模式下，控制部7使离合器3处于接合状态，且使旋转电机101处于发电状态。即，当选择第五模式时，控制部7使离合器3处于接合状态，以便通过离合器3向旋转电机101传递来自驱动轮102的扭矩。并且，控制部7将通过旋转电机101产生的电存储到蓄电部5，以便使旋转电机101为发电状态。在该第五模式下，因为旋转电机101成为发电机，所以能够通过再生制动对驱动轮102的旋转制动。另外，通过该第五模式产生的再生制动的制动力大于通过第四模式产生的再生制动的制动力。

[控制方法]

接下来，对以上述方式构成的动力传递装置100的控制方法进行说明。

如图2所示，控制部7判断是否在操作加速踏板(步骤S1)。具体地，控制部7基于由加速器传感器62检测出的加速踏板的操作量判断是否在操作加速踏板。如果控制部7判断为在操作加速踏板(步骤S1的否)，则再次执行步骤S1的处理。

另一方面，若控制部7判断未操作加速踏板时(步骤S1的是)，则接下来判断是否未操作制动踏板(步骤S2)。具体地，控制部7基于由制动器传感器63检测出的制动踏板的操作量判断是否未操作制动踏板。

若判断为未操作制动踏板(步骤S2的是)，则控制部7执行惯性行驶模式的处理(步骤S3)。另一方面，若判断为在操作制动踏板(步骤S2的否)时，则控制部7执行减速模式的处理(步骤S4)。

如图3所示，控制部7在惯性行驶模式下判断蓄电部5的蓄电量是否为第一阈值A1以上(步骤S31)。具体地，控制部7基于由SOC传感器61检测出的蓄电量，判断蓄电部5的蓄电量是否为第一阈值A1以上。

控制部7若判断为蓄电部5的蓄电量为第一阈值A1以上的情况下(步骤S31的是)，则在上述第一～第四模式中的任意模式下执行控制处理(步骤S32)。另外，控制部7也可以在判断蓄电部5的蓄电量为大于第一阈值A1的第二阈值A2以上的情况下，在上述第一～第三模式的任意模式下执行控制处理，在判断为蓄电量小于第二阈值A2的情况下，在第四模式下执行控制处理。

另一方面，控制部7若判断为蓄电部5的蓄电量小于第一阈值A1的(步骤S31的否)，则在上述第五模式下执行控制处理(步骤S33)。

如图4所示，控制部7在减速模式下判断蓄电部5的蓄电量是否为第一阈值A1以上(步骤S41)。具体地，控制部7基于由SOC传感器61检测出的蓄电量，判断蓄电部5的蓄电量是否为第一阈值A1以上。

若判断为蓄电部5的蓄电量为第一阈值A1以上(步骤S41的是)，则接下来控制部7判断制动踏板的操作量是否为第三阈值A3以上(步骤S42)。具体地，控制部7基于由制动器传感器63检测的制动踏板的操作量来判断制动踏板的操作量是否为第三阈值A3以上。

若判断为制动踏板的操作量为第三阈值A3以上(步骤S42的是)，控制部7则在上述第一～第四模式中的任意模式下执行控制处理，且启动盘式制动、鼓式制动等摩擦制动。(步骤S43)。另外，控制部7基于要求的减速度，从第一～第四模式中任选一方，优选控制部7基于要求的减速度选择第一或第二模式。另外，控制部7能够基于如制动踏板的操作量等计算出要求的减速度。

另一方面，若判断为制动踏板的操作量小于第三阈值A3(步骤S42的否)，则控制部7在上述第一～第四模式中的任意模式下执行控制处理，且不启动摩擦制动(步骤S44)。另外，控制部7基于要求的减速度，从第一～第四模式中任选一方。优选控制部7选择第一或第二模式。

返回步骤S41的处理继续进行说明。如果判断蓄电部5的蓄电量小于第一阈值A1(步骤S41的否)，则接下来控制部7判断制动踏板的操作量是否为第三阈值A3以上(步骤S45)。具体地，控制部7基于由制动器传感器63检测出的制动踏板的操作量判断制动踏板的操作量是否为第三阈值A3以上。

如果判断制动踏板的操作量为第三阈值A3以上(步骤S45的是)，则控制部7在上述第五模式下执行控制处理，且启动摩擦制动(步骤S46)。

另外，如果判断制动踏板的操作量小于第三阈值A3(步骤S45的否)，则控制部7在上述第五模式下执行控制处理，且不启动摩擦制动(步骤S47)。

[变形例]

以上对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明并不限定于此，且能够在不脱离本发明的宗旨的范围内进行各种变更。

变形例1

如图5所示，动力传递装置100还可以进一步具有减速机构11。减速机构11配置在旋转电机101和离合器3及液力耦合器4之间。并且，减速机构11如由多个齿轮构成，使旋转电机101的旋转速度减小并向离合器3或液力耦合器4传递。

变形例2

另外，动力传递装置100还可以进一步具有前进后退切换机构12。前进后退切换机构12配置在离合器3及液力耦合器4和驱动轮102之间。前进后退切换机构12是如爪型离合器式。

变形例3

在上述实施方式中，控制部7在不选择第五模式的情况下，基于要求的减速度选择第一～第四模式中的任意模式执行，但是并不限定于此。例如，控制部7在不选择第五模式的情况下，也可以基于要求的减速度，选择第一模式和第二模式中的任意模式执行。另外，控制部7在不选择第五模式的情况下，也可以不考虑要求的减速度，仅执行第一～第四模式中的任意模式。例如，控制部7也可以仅选择第一模式和第五模式中的任意模式，而不选择第二～第四模式。另外，控制部7也可以仅选择第二模式和第五模式中的任意模式，而不选择第一、第三、以及第四模式。

变形例4

在上述实施方式中，锁定机构8直接对输入部41的旋转进行制动，但是也可以间接地对输入部41的旋转进行制动。例如，锁定机构8也可以通过对与输入部41一体旋转的构件的旋转进行制动来间接地对输入部41的旋转进行制动。

变形例5

控制部7能够基于摩擦热确定选择的模式。例如，控制部7判断摩擦热是否为第四阈值A4以上，并且在为第四阈值以上的情况下，不启动摩擦制动，并在第一模式或第二模式下执行控制处理。

变形例6

在上述实施方式中，虽然锁定机构8构成通过机械方式使输入部41的旋转停止，但是并不限定于此。例如，锁定机构8也可以构成为通过电的方式使输入部41的旋转停止。详细而言，锁定机构8也可以通过以电的方式使旋转电机101的旋转停止来使输入部41的旋转停止。

变形例7

控制部7也可以在上述第一～第四模式下根据要求的减速度，进一步执行使液力耦合器内的油量变化的控制。另外，控制部7也可以在上述第二模式下根据要求的减速度，进一步执行使输入部41的逆旋转速度变化的控制。另外，控制部7还可以在第四和第五模式下进一步执行使旋转电机101的再生量变化的控制。通过这些控制部7的控制能够任意变更制动力。

变形例8

控制部7还可以在第三模式下进一步对旋转电机101进行弱磁通控制。

Claims (14)

1.一种动力传递装置，用于向驱动轮传递来自旋转电机的扭矩，其中，所述动力传递装置具备：

第一路径，向所述驱动轮传递来自所述旋转电机的扭矩；

第二路径，与所述第一路径并列设置，并向所述驱动轮传递来自所述旋转电机的扭矩；

离合器，能够采取传递所述扭矩的接合状态以及断开所述扭矩的传递的断开状态，所述离合器设置在所述第一路径上；以及

液力耦合器，具有被输入来自所述旋转电机的扭矩的输入部以及通过流体向所述驱动轮输出从所述输入部输入的扭矩的输出部，所述液力耦合器设置在所述第二路径上，

所述液力耦合器构成为在向所述旋转电机侧传递来自所述驱动轮的扭矩时，所述输入部的旋转速度小于所述输出部的旋转速度。

2.根据权利要求1所述的动力传递装置，其中，所述动力传递装置还具备：

控制部，能够在减速时在第一模式或第二模式下控制所述输入部的旋转以及所述离合器的状态，

所述控制部在所述第一模式下使所述离合器处于断开状态，且使所述输入部的旋转停止，

所述控制部在所述第二模式下使所述离合器处于断开状态，且使所述输入部逆旋转。

3.根据权利要求2所述的动力传递装置，其中，

所述控制部能够在减速时在所述第一模式、所述第二模式、第三模式、或第四模式下控制所述输入部的旋转、所述旋转电机的状态、以及所述离合器的状态中的至少一方，

所述控制部在所述第三模式下使所述离合器处于断开状态，并使所述输入部自由旋转且使所述旋转电机处于不发电状态，

所述控制部在所述第四模式下使所述离合器处于断开状态，且使所述旋转电机处于发电状态。

4.根据权利要求2所述的动力传递装置，其中，

所述控制部基于要求的减速度选择所述第一模式以及所述第二模式中的任意模式。

5.根据权利要求3所述的动力传递装置，其中，

所述控制部基于要求的减速度选择所述第一模式至第四模式中的任意模式。

6.根据权利要求2或4所述的动力传递装置，其中，所述动力传递装置还具备：

蓄电部，在所述蓄电部和所述旋转电机之间进行电的发送和接收，

所述控制部在减速时根据所述蓄电部的充电状态，从所述第一模式或所述第二模式以及第五模式中选择任意模式，

所述控制部在所述第五模式下使所述离合器处于接合状态，且使所述旋转电机处于发电状态。

7.根据权利要求3或5所述的动力传递装置，其中，所述动力传递装置还具备：

蓄电部，在所述蓄电部和所述旋转电机之间进行电的发送和接收，

所述控制部在减速时根据所述蓄电部的充电状态，从所述第一模式至所述第四模式中的任意模式以及第五模式中选择任意模式，

所述控制部在所述第五模式下使所述离合器处于接合状态，且使所述旋转电机处于发电状态。

8.根据权利要求7所述的动力传递装置，其中，

所述控制部基于要求的减速度和所述蓄电部的蓄电状态，选择所述第一模式至所述第四模式中的任意模式。

9.根据权利要求2至8中任一项所述的动力传递装置，其中，

所述控制部根据要求的减速度变更所述液力耦合器内的油量、所述输入部的逆旋转速度、以及所述旋转电机的再生量中的至少一方。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的动力传递装置，其中，

所述输入部设置为能够逆旋转。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的动力传递装置，其中，

所述离合器是常闭式。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的动力传递装置，其中，所述动力传递装置还具备：

锁定机构，使所述输入部的旋转停止。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的动力传递装置，其中，所述动力传递装置还具备：

减速机构，配置在所述旋转电机与所述离合器及所述液力耦合器之间。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的动力传递装置，其中，所述动力传递装置还具备：

前进后退切换机构，配置在所述离合器及所述液力耦合器与所述驱动轮之间。