[发明专利]混合动力传动系以及用于控制混合动力传动系的方法

说明书

分案申请

本申请是2007年3月9日提交的申请号为200780008427.4、发明名称为“混合动力传动系以及用于控制混合动力传动系的方法”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于例如用于机动车、乘用车、公共汽车、卡车、舟艇及固定应用设备的混合动力传动系。此外，本发明还涉及控制这样的传动系的方法，例如关于内燃发动机起动以及换挡。此外，本发明还涉及包括这样的传动系的车辆、舟艇及类似装置。此外，本发明涉及可以在计算硬件上运行的用于执行控制这样的传动系的方法的软件。

背景技术

近年来，已经在混合系统方面进行了相当多的研究，以提供燃料经济性的提高以及起动性能的改善。混合系统包括混合动力传动系，其中，各传动系通常包括内燃发动机、电机装置、电能存储部件、用于管理传动系的控制单元以及用于至少将电机装置联接至系统负载的传动装置。可选地，电机(electric machine)被实施为电动机/发电机。表面上，这样的混合动力传动系看起来会增加复杂性，并且可能增加重量，这将会对系统性不利。然而，实际上，尤其是在市区的停止-起动情况下，与非最佳工作的传统的简单的内燃发动机系统相比，采用混合动力传动系产生若干优点。

在当前的混合动力传动系中，能够通过使内燃发动机在热效率最高的范围工作以及周期性地停止和起动内燃发动机而获得能量经济性提高。当内燃发动机没有工作时，动力由通过电子控制电路联接至充电电池的一个或多个电动机提供。当内燃发动机工作时，内燃发动机能够对充电电池进行充电和/或提供动力。此外，在混合动力传动系的一些设计中，一个或多个电动机能够被设置成起到发电机的作用，用于提供再生制动，其中，在制动时动能被转换以对充电电池进行充电。

实际中遇到的技术问题是，当前较简单的内燃发动机车辆的驾驶员习惯于高标准的性能，其中，他们的车辆安静地运行，不会强烈地察觉到来自其发动机的振动。对比之下，设计混合动力汽车使它们的内燃发动机间歇地启动和停用，易于带来附加的振动以及可用驱动扭矩的突变，对此，驾驶员认为其是干扰，并且，当试图进行重要的操作时，例如超越另一车辆时，驾驶员认为其是潜在的风险。

这个技术问题事先已经被考虑，并在公开的美国专利US4,533,011中描述的混合动力传动系中被提出。总的来说，描述了如图1所示的传动系。传动系总体由10表示，并且包括内燃发动机20，所述内燃发动机20包括排气歧管30。内燃发动机20连接至燃料供给控制装置40，所述燃料供给控制装置40被设置成提供来自燃料箱50的燃料。内燃发动机20的输出曲轴通过第一分离离合器60联接至电机70，所述电机70可运行成起到电动机和发电机的作用。电机70还通过第二分离离合器80联接至齿轮传动装置90的输入。传动装置90可运行成提供齿轮传动，所述齿轮传动的传动比通过档位控制装置100控制。传动装置90的输出通过差速齿轮110连接至含传动系10的车辆的车轮120。

图1中的传动系10进一步包括充电电池200，充电电池200通过电子控制单元210联接至电机70；电子控制单元210可运行成控制提供至电机70的电能以在电机70中产生扭矩，并且控制电机70内的发电量，所述电机70联接至充电电池200，用于对电池200进行充电。传动系10进一步包括发动机管理控制装置220，发动机管理控制装置220与分离离合器60和80、电子控制单元210和燃料供给控制装置40连通。

现在将从总体上描述传动系10的工作。电机70被设计成起到内燃发动机20的飞轮的作用，以当通过第一离合器60断开电机70和内燃发动机20时，使内燃发动机20的质量更小，并且具有与其关联的更小的转动惯量。当第二离合器80断开并且第一离合器60接合时，通过由供给控制装置40向内燃发动机20提供燃料，电机70可运行成起动内燃发动机20以使内燃发动机20开始工作。当内燃发动机20起动并且工作时，则第二离合器80接合，以通过传动装置90将由内燃发动机20产生的动力以及可选地由电机70产生的动力连接至一个或多个车轮120，从而驱动传动系10以及与其相关联的车辆。当随后内燃发动机20停用时，第一离合器60分离，并且燃料供给控制装置40随后中断至发动机20的燃料供应。由于通过第一离合器60分离使内燃发动机20被分离，所以含传动系10的车辆的驾驶员感受到最小限度的振动，并且基本上觉察不到可用扭矩的突变。