驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和車輛驅(qū)動(dòng)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)車輛(1)的方法。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括燃式發(fā)動(dòng)機(jī)(2)，其輸出軸(2a)連接到行星齒輪裝置的第一部件(10)，變速箱(3)，其輸入軸(3a)連接到行星齒輪裝置的第二部件(12)，和電機(jī)，其連接到行星齒輪裝置的第三部件(11)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括具有電阻器(22)的電路(21)和電開關(guān)(23)，至少是在車輛(1)的起動(dòng)過(guò)程中，可通過(guò)該開關(guān)將電機(jī)(9)連接到電路(21)和電阻器(22)。
【專利說(shuō)明】驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和車輛驅(qū)動(dòng)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和根據(jù)權(quán)利要求11的前序部分的車輛驅(qū)動(dòng)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在變速箱中使用的用于在變速過(guò)程期間將變速箱的輸入軸與燃式發(fā)動(dòng)機(jī)脫離連接的傳統(tǒng)離合器機(jī)構(gòu)存在一些缺點(diǎn)。當(dāng)靜止車輛起動(dòng)時(shí)，離合器機(jī)構(gòu)的盤彼此抵靠著滑動(dòng)。由此，盤被加熱。這種加熱導(dǎo)致油耗增加且離合器盤磨損。傳統(tǒng)離合器機(jī)構(gòu)也相對(duì)重且昂貴。它也占據(jù)車輛中的相對(duì)大的空間。使用液壓變矩器也導(dǎo)致?lián)p失。
[0003]混合動(dòng)力車輛可以由可以是燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的主原動(dòng)機(jī)和可以是電機(jī)的輔助原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。電機(jī)配備有用于存儲(chǔ)電力的至少一個(gè)電能存儲(chǔ)器和用于控制電能存儲(chǔ)器和電機(jī)之間的電力流動(dòng)的控制設(shè)備。電機(jī)由此可以依據(jù)車輛的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)交替地用作電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)。當(dāng)車輛被制動(dòng)時(shí)，電機(jī)產(chǎn)生存儲(chǔ)于電能存儲(chǔ)器中的電力。存儲(chǔ)電力后來(lái)例如被用于驅(qū)動(dòng)車輛和操作車輛中的不同輔助系統(tǒng)。
[0004]還沒有公開的瑞典專利申請(qǐng)SE 1051384-4示出一種具有行星齒輪裝置的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，所述行星齒輪裝置包括三個(gè)部件，即，太陽(yáng)輪、行星輪架以及齒圈。行星齒輪裝置的三個(gè)部件中的其中一個(gè)連接到燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸，行星齒輪裝置的第二部件連接到變速箱的輸入軸，并且行星齒輪裝置的第三部件連接到電機(jī)的轉(zhuǎn)子。電機(jī)連接到電能存儲(chǔ)器，以使得電機(jī)可以交替地用作電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)。可以無(wú)級(jí)地控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。通過(guò)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，變速箱的輸入軸可以被賦予理想轉(zhuǎn)速。利用根據(jù)文獻(xiàn)SE1051384-4的混合動(dòng)力系統(tǒng)，無(wú)需在車輛的傳動(dòng)系中使用離合器機(jī)構(gòu)。
[0005]采用根據(jù)文獻(xiàn)SE 1051384-4的混合動(dòng)力系統(tǒng)，車輛的傳動(dòng)系中不需要使用離合器機(jī)構(gòu)。然而，這種混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基于混合動(dòng)力電池發(fā)揮作用才能夠起動(dòng)車輛。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種最開始提到的類型的用于車輛的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其基本上總是能夠起動(dòng)車輛。
[0007]上述目的可以通過(guò)一種最開始提到的類型的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)具有權(quán)利要求1的特征部分中規(guī)定的特征。當(dāng)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)被起動(dòng)時(shí)，行星齒輪裝置中的第一部件以燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。只要車輛是靜止的，行星齒輪裝置中的連接到變速箱的第二部件即被設(shè)置在停用狀態(tài)。行星齒輪裝置中的連接到電機(jī)轉(zhuǎn)子的第三部件以負(fù)轉(zhuǎn)速反向旋轉(zhuǎn)。為了將驅(qū)動(dòng)扭矩從燃式發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到變速箱，要求電機(jī)的轉(zhuǎn)子提供制動(dòng)扭矩。根據(jù)本發(fā)明，電機(jī)連接到具有電阻器的電路。藉此，產(chǎn)生阻抗，利用該阻抗實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子和行星齒輪裝置的第三部件的制動(dòng)。因此，驅(qū)動(dòng)扭矩可被傳遞到變速箱，這引起車輛啟動(dòng)。這樣的帶有電阻器的電路具有簡(jiǎn)單的組成和低成本，可應(yīng)用于車輛。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，電路包括可變電阻器。利用這樣的部件，電阻可以改變，因而用于制動(dòng)轉(zhuǎn)子的制動(dòng)扭矩可以變化?？刂茊卧梢栽谲囕v的起動(dòng)過(guò)程中有利地控制可變電阻器，以使得車輛獲得期望的速度升高。起動(dòng)過(guò)程可以定義為一時(shí)間，在該時(shí)間車輛可以獲得允許更高檔位被接入變速箱中的速度。作為替換方案，起動(dòng)過(guò)程可以定位為時(shí)間段，其可以在I至3秒的量級(jí)或是其它適宜的時(shí)間段。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括電動(dòng)機(jī)控制功能器件，其中控制單元配置成在車輛實(shí)施換檔時(shí)的各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下借助于電動(dòng)機(jī)控制功能器件控制燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。在起動(dòng)過(guò)程結(jié)束后，電機(jī)的轉(zhuǎn)子獲得正轉(zhuǎn)速。這就不再需要利用所述帶有電阻器的電路向變速箱的輸入軸供應(yīng)驅(qū)動(dòng)扭矩。利用關(guān)于車輛速度和變速箱中實(shí)際檔位的信息，控制單元可計(jì)算為使變速箱中產(chǎn)生無(wú)扭矩狀態(tài)而需要燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速?？刂茊卧缓罂刂齐妱?dòng)機(jī)控制功能器件以使得燃式發(fā)動(dòng)機(jī)獲得計(jì)算出的轉(zhuǎn)速，此后實(shí)際檔位被接入變速箱。當(dāng)新的檔位被接入變速箱中時(shí)，借助車輛速度和新檔位的信息，控制單元計(jì)算可接入新檔位的燃式發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。控制單元然后控制電動(dòng)機(jī)控制功能器件以使得燃式發(fā)動(dòng)機(jī)獲得計(jì)算出的轉(zhuǎn)速，此后新檔位被接入。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括電能存儲(chǔ)器，其能被連接到電機(jī)，以便在車輛的不同操作條件分別存儲(chǔ)和消耗電能。在這種情況下，車輛是混合動(dòng)力車輛，其由燃式發(fā)動(dòng)機(jī)形式的主原動(dòng)機(jī)和所述電機(jī)形式的輔助原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。除了電能存儲(chǔ)器，車輛包括控制器具，用以控制電能在電能存儲(chǔ)器和電機(jī)之間的流動(dòng)。因此，除了能夠控制變速箱的輸入軸的轉(zhuǎn)速的功能以外，電機(jī)還具有基于車輛的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)交替地用作電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的功倉(cāng)泛。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式，控制單元配置成在車輛啟動(dòng)并且電能存儲(chǔ)器不工作時(shí)的各種操作狀況下控制電開關(guān)以使得其將電機(jī)連接到電路和電阻器。如果車輛為混合動(dòng)力車輛，電能存儲(chǔ)器在車輛起動(dòng)時(shí)被用于制動(dòng)轉(zhuǎn)子以使得驅(qū)動(dòng)扭矩可從燃式發(fā)動(dòng)機(jī)傳輸?shù)阶兯傧?。作用于轉(zhuǎn)子的制動(dòng)能量以電能存儲(chǔ)器中電能的形式產(chǎn)生。如果電能存儲(chǔ)器被估計(jì)為不工作，車輛不能利用它起動(dòng)。在這種情況下，電機(jī)被連接到電路和電阻器。藉此車輛就能起動(dòng)了，并且可被駕駛到服務(wù)站或類似地點(diǎn)，以便維修或更換電能存儲(chǔ)器。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式，控制單元配置成接收有關(guān)用于確定電能存儲(chǔ)器是否具有不理想功能的參數(shù)的信息?？刂茊卧梢?，例如，接收來(lái)自電能測(cè)量?jī)x的信息，該電能測(cè)量?jī)x測(cè)量與規(guī)格電能存儲(chǔ)器和電機(jī)之間傳輸?shù)碾娔芟嚓P(guān)的信息。電能測(cè)量?jī)x可以測(cè)量關(guān)于電能的電流和/或電壓的參數(shù)。如果電能存儲(chǔ)器在工作中基本上不能傳輸或接收電能，其很可能具有不理想功能。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括指示元件，其在電能存儲(chǔ)器具有不理想功能時(shí)給出指示。指示元件可以是警示燈或聲音警示器，其在電能存儲(chǔ)器不起作用時(shí)啟動(dòng)。借助于這樣的指示元件，能夠立即通知駕駛員電能存儲(chǔ)器不工作?？刂茊卧梢耘渲贸稍陔娔艽鎯?chǔ)器被估計(jì)為不工作的狀況下自動(dòng)地將電開關(guān)設(shè)置在使得附加的電池連接到電機(jī)的位置。作為替換方案，駕駛員可以在指示元件指示電能存儲(chǔ)器具有不理想功能時(shí)利用按鈕或類似物手工設(shè)定電開關(guān)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式，燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸連接到行星齒輪裝置的太陽(yáng)輪，變速箱的輸入軸連接到行星齒輪裝置的行星輪架，并且電機(jī)的轉(zhuǎn)子連接到行星齒輪裝置的齒圈。通過(guò)這種設(shè)計(jì)，被包括的部件可以被賦予緊湊構(gòu)造。太陽(yáng)輪和行星輪架可以借助于花鍵接頭或類似物分別連接到燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸和變速箱的輸入軸。由此確保太陽(yáng)輪以與燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，并且行星輪架以與變速箱的輸入軸相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。電機(jī)的轉(zhuǎn)子可以固定地設(shè)置在齒圈的外周邊表面上。齒圈的內(nèi)周邊表面通常設(shè)有輪齒。齒圈的外周邊表面通常是光滑的并且非常適于攜載電機(jī)的轉(zhuǎn)子。齒圈和電機(jī)的轉(zhuǎn)子由此形成可旋轉(zhuǎn)單元。作為替換方案，電機(jī)的轉(zhuǎn)子可以連接到齒圈經(jīng)由傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。然而，可以將燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸、變速箱的輸入軸以及電機(jī)的轉(zhuǎn)子與行星齒輪裝置中的任何其他部件連接。
[0015]初始提及的目的也通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求11-20所述的方法實(shí)現(xiàn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]以下參考附圖描述作為實(shí)施例的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，在附圖中:
[0017]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的具有驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的車輛的傳動(dòng)系，
[0018]圖2更詳細(xì)地示出驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，
[0019]圖3示出了行星齒輪裝置中的不同部件是如何在車輛的起動(dòng)過(guò)程中改變轉(zhuǎn)速的，
[0020]圖4示出了行星齒輪裝置中的不同部件是如何在車輛的起動(dòng)過(guò)程中改變扭矩的，并且
[0021]圖5不出了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一種替換性實(shí)施方式。

【具體實(shí)施方式】
[0022]圖1示出用于重載車輛I的傳動(dòng)系。傳動(dòng)系包括燃式發(fā)動(dòng)機(jī)2、變速箱3、多個(gè)驅(qū)動(dòng)軸4和驅(qū)動(dòng)輪5。中間部分6布置在燃式發(fā)動(dòng)機(jī)2和變速箱3之間。圖2更詳細(xì)地示出了中間部分6。中間部分6中包括燃式發(fā)動(dòng)機(jī)2的輸出軸2a和變速箱3的輸入軸3a。燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸2a相對(duì)于變速箱的輸入軸3a同軸地設(shè)置。燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸2a和變速箱的輸入軸3a圍繞共同旋轉(zhuǎn)軸線7可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置。中間部分6包括包封電機(jī)9和行星齒輪裝置的殼體8。電機(jī)9以慣常方式包括定子9a和轉(zhuǎn)子％。定子9a包括以適當(dāng)?shù)姆绞礁浇釉跉んw8的內(nèi)側(cè)上的定子芯。定子芯包括定子的繞組。電機(jī)9配置成在某些運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)期間使用被存儲(chǔ)的電能向變速箱的輸入軸3a供應(yīng)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，并且在其他運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)期間使用變速箱的輸入軸3的動(dòng)能獲取且存儲(chǔ)電能。
[0023]行星齒輪裝置在電機(jī)的定子9a和轉(zhuǎn)子9b的大致徑向內(nèi)側(cè)設(shè)置。行星齒輪裝置以慣常方式包括太陽(yáng)輪10、齒圈11以及行星輪架12。行星輪架12攜載多個(gè)嵌齒輪13，所述多個(gè)嵌齒輪在太陽(yáng)輪10的輪齒和齒圈11的輪齒之間的徑向空間中可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置。太陽(yáng)輪10附接在燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸2a的周邊表面上。太陽(yáng)輪10和燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸2a作為一個(gè)單元以第一轉(zhuǎn)速Ii1旋轉(zhuǎn)。行星輪架12包括附接部分12a，所述附接部分借助于花鍵接頭14附接在變速箱的輸入軸3a的周邊表面上。借助于這個(gè)接頭，行星輪架12和變速箱的輸入軸3a可以作為一個(gè)單兀以第二轉(zhuǎn)速n2旋轉(zhuǎn)。齒圈11包括外周邊表面,轉(zhuǎn)子9b固定地安裝在外周邊表面上。轉(zhuǎn)子9b和齒圈11構(gòu)成以第三轉(zhuǎn)速n3旋轉(zhuǎn)的可旋轉(zhuǎn)單元。
[0024]車輛包括能夠在第一打開位置和第二鎖定位置之間移動(dòng)的鎖定機(jī)構(gòu)，在第一打開位置，行星齒輪裝置的三個(gè)部件10-12被允許以不同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，在第二鎖定位置，鎖定機(jī)構(gòu)將行星齒輪裝置的其中兩個(gè)部件10、12鎖定在一起，以使得行星齒輪裝置的三個(gè)部件10-12以相同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。在這個(gè)實(shí)施方式中，鎖定機(jī)構(gòu)包括可移位聯(lián)接構(gòu)件15。聯(lián)接構(gòu)件15借助于花鍵接頭16附接在燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸2a上。聯(lián)接構(gòu)件15在這種情況下不可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸2a上，并且沿軸向方向可移位地設(shè)置在燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸2a上。聯(lián)接構(gòu)件15包括與行星輪架12的聯(lián)接部分12b可連接的聯(lián)接部分15a。鎖定機(jī)構(gòu)包括示意性示出的移位部件17，所述移位部件配置成使聯(lián)接構(gòu)件15在當(dāng)聯(lián)接部分15a、12b未彼此嚙合時(shí)的第一自由位置I1和當(dāng)聯(lián)接部分15a、12b彼此嚙合時(shí)的第二鎖定位置I2之間移位。在第一打開位置，燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸2和變速箱的輸入軸3可以以不同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。當(dāng)聯(lián)接部分15a、12b彼此嚙合時(shí)，燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸2和變速箱的輸入軸3將以相同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
[0025]電子控制單元18配置成控制移位部件17?？刂茊卧?8也配置成確定在哪些狀況下電機(jī)9用作電動(dòng)機(jī)且在哪些運(yùn)轉(zhuǎn)狀況下電機(jī)用作發(fā)電機(jī)。為了確定這些內(nèi)容，控制單元18可以從合適的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)接收現(xiàn)行信息?？刂茊卧?8可以是具有為此目的的合適軟件的計(jì)算機(jī)?？刂茊卧?8可以一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的控制單元?？刂茊卧?8也控制示意性示出的控制設(shè)備19，所述控制設(shè)備控制電能存儲(chǔ)器20和電機(jī)的定子9a之間的電力流動(dòng)。在當(dāng)電機(jī)9用作電動(dòng)機(jī)時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況下，被存儲(chǔ)的電力從電能存儲(chǔ)器20供應(yīng)到定子9a。在當(dāng)電機(jī)用作發(fā)電機(jī)時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況下，來(lái)自定子9a的電力被供應(yīng)到電能存儲(chǔ)器20。電能存儲(chǔ)器20傳遞且存儲(chǔ)具有大約200-800伏特的額定電壓的電力。由于燃式發(fā)動(dòng)機(jī)2和變速箱3之間的中間部分6在車輛中受到限制，需要電機(jī)9和行星齒輪裝置構(gòu)成緊湊單元。行星齒輪裝置的部件10-12在此于電機(jī)的定子9a的大致徑向內(nèi)側(cè)設(shè)置。電機(jī)的轉(zhuǎn)子％、行星齒輪裝置的齒圈11、燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸2a以及變速箱的輸入軸3a在此圍繞共同旋轉(zhuǎn)軸線5可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置。通過(guò)這種設(shè)計(jì)，電機(jī)9和行星齒輪裝置占據(jù)相對(duì)小的空間。車輛包括電路21，其具有可變電阻器22。電路21可通過(guò)電開關(guān)23連接到電機(jī)的定子9a。
[0026]在電機(jī)9的操作期間，控制單元18接收來(lái)自電能測(cè)量?jī)x24的信息，該電能測(cè)量?jī)x檢測(cè)與向電能存儲(chǔ)器20傳輸和從其傳輸出來(lái)的電能相關(guān)的參數(shù)。如果測(cè)量到的電能低于期望值，電能存儲(chǔ)器20很可能不按預(yù)期的方式發(fā)揮作用。如果在車輛的操作期間基本上沒有電能被傳輸?shù)诫娔艽鎯?chǔ)器20或從其傳輸出來(lái)，則可以估計(jì)其不工作了。如果控制單元18估計(jì)電能存儲(chǔ)器20不工作了，則會(huì)啟動(dòng)駕駛室中的指示元件25。指示元件25可以是閃光燈、聲音警示器或類似物。指示元件25的任務(wù)是使得駕駛員清楚認(rèn)識(shí)到電能存儲(chǔ)器20不工作這一事實(shí)。如果車輛I是靜止的，控制單元18現(xiàn)在可以自動(dòng)地將電開關(guān)23切換到一位置，使得帶有可變電阻器22的電路21連接到電機(jī)9。作為替換方案，駕駛員可以利用按鈕或類似物手工啟動(dòng)帶有可變電阻器22的電路21和電機(jī)9之間的連接。車輛I配備有電動(dòng)機(jī)控制功能器件26，通過(guò)電動(dòng)機(jī)控制功能器件可以控制燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩T1和轉(zhuǎn)速n lt)控制單元18因此可以在各檔位連通和斷開于變速箱3中時(shí)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制功能器件26，以形成變速箱3中的無(wú)扭矩狀態(tài)。
[0027]圖3和4示出了當(dāng)電能存儲(chǔ)器20不工作時(shí)在車輛I的起動(dòng)過(guò)程中燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸2a、電機(jī)的轉(zhuǎn)子9b和變速箱的輸入軸3a是如何隨時(shí)間t改變它們的轉(zhuǎn)速η和扭矩T的。燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸2a轉(zhuǎn)速Ii1和扭矩T i以虛線表示，變速箱的輸入軸3的轉(zhuǎn)速η 2和扭矩T2以實(shí)線表示，電機(jī)9d轉(zhuǎn)速η 3和扭矩T3以點(diǎn)線表示。太陽(yáng)輪9的齒數(shù)Z1和齒圈10的齒數(shù)冗2之間的關(guān)系在本例中為ζ ^z2= 0.7。
[0028]如果電能存儲(chǔ)器20被估計(jì)為不工作，控制單元18將電開關(guān)23設(shè)置在使得帶有可變電阻器22的電路21連接到電機(jī)9的位置。燃式發(fā)動(dòng)機(jī)2在時(shí)間t = O起動(dòng)。燃式發(fā)動(dòng)機(jī)2初始怠速旋轉(zhuǎn)，其中轉(zhuǎn)速Ii1= 500rpm且扭矩T 1= 200Nm。變速箱的輸入軸3a停止，因此初始具有轉(zhuǎn)速n2= Orpm0由于行星齒輪裝置中的所有部件以預(yù)定傳動(dòng)比彼此鏈接，因此齒圈11獲得初始轉(zhuǎn)速n3，其取決于另外兩個(gè)轉(zhuǎn)速叫、n2。由于上述傳動(dòng)比ζι/ζ2= 0.7，齒圈獲得轉(zhuǎn)速n3= -350rpm。齒圈11此時(shí)相對(duì)于太陽(yáng)輪10以相反的方向旋轉(zhuǎn)。
[0029]控制單元18然后控制可變電阻器以使得電機(jī)9提供制動(dòng)扭矩T3，其在本例中為300Nm。由于齒圈11沿著與太陽(yáng)輪10相反的方向旋轉(zhuǎn)，因此該制動(dòng)扭矩T3被供應(yīng)到變速箱的輸入軸3a。變速箱的輸入軸此時(shí)獲得驅(qū)動(dòng)扭矩，其為燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸的扭矩!\和齒圈的制動(dòng)扭矩T3之和。變速箱的輸入軸3a此時(shí)獲得驅(qū)動(dòng)扭矩T 2= 500Nm。驅(qū)動(dòng)扭矩T 2導(dǎo)致變速箱的輸入軸3a動(dòng)作，以使得其開始旋轉(zhuǎn)，S卩，n/變?yōu)榇笥诹?。藉此，齒圈的反向轉(zhuǎn)速n3同時(shí)減小。
[0030]在時(shí)間A，燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速升高。藉此，確保齒圈11能夠以具有適宜量級(jí)的反向轉(zhuǎn)速H3旋轉(zhuǎn)，以使得其然后還能夠?qū)⒇?fù)載施加于燃式發(fā)動(dòng)機(jī)2，并且確保變速箱的輸入軸3a獲得升高的轉(zhuǎn)速n2，并且車輛I獲得依次升高的速度，直至?xí)r間B。車輛的速度線性上升，直到時(shí)間B。扭矩TpTyT3在直到時(shí)間B的整個(gè)起動(dòng)過(guò)程中呈現(xiàn)為恒定值。在時(shí)間B，燃式發(fā)動(dòng)機(jī)2通過(guò)排氣制動(dòng)器、可控的渦輪增壓器制動(dòng)，或通過(guò)其他方式遲滯，以使得轉(zhuǎn)速!^減小。在變速箱的輸入軸3a維持恒定轉(zhuǎn)速n2的同時(shí),燃式發(fā)動(dòng)機(jī)2的轉(zhuǎn)速n i下降?？刂茊卧?8將電機(jī)9從帶有電阻器21的電路22脫開。車輛I現(xiàn)在以恒定的速度驅(qū)動(dòng)。在變速箱的轉(zhuǎn)速n2恒定的同時(shí)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)2的轉(zhuǎn)速η工下降時(shí)，電機(jī)9的轉(zhuǎn)速η 3升高。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速113由負(fù)轉(zhuǎn)速變?yōu)檎D(zhuǎn)速。在時(shí)間C，行星齒輪裝置中的所有部件以相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)?？刂茊卧?8啟動(dòng)移位部件17，其移動(dòng)聯(lián)接構(gòu)件15以使得聯(lián)接部分15a、12b彼此接合。燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸2和變速箱的輸入軸3現(xiàn)在相對(duì)于彼此鎖定，并且因此而以相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。此后，行星齒輪裝置中包含的各個(gè)部件被鎖定，只有燃式發(fā)動(dòng)機(jī)2負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)車輛I。電機(jī)9以與燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸2和變速箱的輸入軸3相同的轉(zhuǎn)速n3旋轉(zhuǎn)。
[0031]在持續(xù)的行程中，需要將更高的檔位接入變速箱3。控制單元18啟動(dòng)移位部件17，其將聯(lián)接構(gòu)件15移動(dòng)到脫開位置。燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸2和變速箱的輸入軸3之間的連接終止?？刂茊卧?8計(jì)算為實(shí)現(xiàn)變速箱3中的無(wú)扭矩狀態(tài)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的輸入軸2a需要被驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)速Ii1?？刂茊卧?8啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制功能器件26，其賦予燃式發(fā)動(dòng)機(jī)2計(jì)算出的轉(zhuǎn)速H1，此后脫開檔位。在該檔位脫開之后，新的檔位被接入。控制單元18此時(shí)計(jì)算燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸2為了以與變速箱的輸入軸3a相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)所需的轉(zhuǎn)速Ii1。控制單元18啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制功能器件26，其賦予燃式發(fā)動(dòng)機(jī)2計(jì)算出的轉(zhuǎn)速Ii1，此后新的檔位被接入。控制單元18然后再次啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制功能器件26，以便控制轉(zhuǎn)速Ii1以使得行星齒輪裝置中的所有部件獲得相同的轉(zhuǎn)速Ii1、n2、n3。當(dāng)行星齒輪裝置中的所有部件以相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)，控制單元18啟動(dòng)移位部件17，其移動(dòng)聯(lián)接構(gòu)件15以使得聯(lián)接部分15a、12b彼此接合。在鎖定行星齒輪裝置后，只有燃式發(fā)動(dòng)機(jī)2負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)車輛。
[0032]在本例中，帶有可變電阻器22的電路21被使用，以取代電能存儲(chǔ)器20和電機(jī)，以便在車輛I的起動(dòng)過(guò)程中制動(dòng)轉(zhuǎn)子％。因此，即使電能存儲(chǔ)器不工作，車輛I也可以起動(dòng)，并且可以被駕駛到服務(wù)站或類似地點(diǎn)，以便能夠更換或維修電能存儲(chǔ)器20。
[0033]圖5示出了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一種實(shí)施方式。在本例中，車輛不包括任何電能存儲(chǔ)器。除此之外，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括與圖2中的實(shí)施方式相同的部件。行星齒輪裝置、電機(jī)和帶有電阻器21的電路22在此取代了傳統(tǒng)離合器機(jī)構(gòu)。在這種情況下，車輛I總是借助于電路22和電阻器21起動(dòng)，此后，在車輛實(shí)施換檔時(shí)，電動(dòng)機(jī)控制功能器件26被使用。作為替換方案，可以通過(guò)下述方式實(shí)現(xiàn)換檔。由于電阻器21只用作負(fù)載，因此在不采用電能存儲(chǔ)器的情況下，失去了改變電機(jī)扭矩的方向的可能行?？梢酝ㄟ^(guò)在實(shí)施換檔之前給予燃式發(fā)動(dòng)機(jī)更高的初始轉(zhuǎn)速而補(bǔ)償。然后，當(dāng)借助電阻器20通過(guò)電機(jī)對(duì)其加載時(shí)，轉(zhuǎn)速依次沿向下方向朝著怠速減小。在朝著怠速下降的過(guò)程中，燃式發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱的輸入軸獲得同步轉(zhuǎn)速。當(dāng)這種情況出現(xiàn)時(shí)，檔位被推入，由此發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速升高，正如車輛的常規(guī)加速中那樣。
[0034]本發(fā)明絕非被限制于依據(jù)附圖描述的實(shí)施方式，而是可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)自由地變化。具有變速比的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)可以設(shè)置轉(zhuǎn)子9和齒圈11之間。轉(zhuǎn)子9和齒圈11因此不是必須以相同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于車輛(I)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括:具有輸出軸(2a)的燃式發(fā)動(dòng)機(jī)(2)，具有輸入軸(3a)的變速箱(3)，包括定子(9a)和轉(zhuǎn)子(9b)的電機(jī)(9)，以及包括太陽(yáng)輪(10)、齒圈(11)和行星輪架(12)的行星齒輪裝置，其中，燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸(2a)連接到行星齒輪裝置的上述各部件中的第一部件，以使得輸出軸(2a)的旋轉(zhuǎn)引起第一部件的旋轉(zhuǎn)，其中，變速箱的輸入軸(3a)連接到行星齒輪裝置的上述各部件中的第二部件，以使得輸入軸的旋轉(zhuǎn)引起第二部件的旋轉(zhuǎn)，并且電機(jī)的轉(zhuǎn)子(％)連接到行星齒輪裝置的上述各部件中的第三部件，以使得轉(zhuǎn)子(％)的旋轉(zhuǎn)引起第三部件的旋轉(zhuǎn)，其特征在于，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括具有電阻器(22)的電路(21)和電開關(guān)(23)，至少是在車輛(I)的起動(dòng)過(guò)程中，能夠通過(guò)所述電開關(guān)將電機(jī)(9)連接到所述電路(21)和電阻器(22)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，電路(21)包括可變電阻器(22)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，控制單元(18)配置成在車輛(I)的起動(dòng)過(guò)程中控制所述可變電阻器(22)以使得車輛提供期望的速度升高。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括電動(dòng)機(jī)控制功能器件(26)和控制單元(18)，所述控制單元配置成在車輛(I)執(zhí)行換檔時(shí)的各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下借助于電動(dòng)機(jī)控制功能器件(26)控制燃式發(fā)動(dòng)機(jī)(I)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括混合動(dòng)力用電能存儲(chǔ)器(20)，所述電能存儲(chǔ)器能被連接到電機(jī)(9)以便能夠在車輛(I)的不同操作條件下分別存儲(chǔ)和消耗電能。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括控制單元(18)，所述控制單元配置成在車輛(I)的起動(dòng)過(guò)程中并且在混合動(dòng)力用電能存儲(chǔ)器(20)被估計(jì)為具有不理想功能時(shí)控制所述電開關(guān)(23)，以通過(guò)該電開關(guān)將電機(jī)(9)連接到所述電路(21)和電阻器(22)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括控制單元(18)，所述控制單元配置成接收與用于估計(jì)混合動(dòng)力用電能存儲(chǔ)器(20)是否具有不理想功能的參數(shù)有關(guān)的信息。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括指示元件(25)，其在混合動(dòng)力用電能存儲(chǔ)器(20)被估計(jì)為具有不理想功能時(shí)給出指示。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括控制單元(18)，所述控制單元配置成在混合動(dòng)力用電能存儲(chǔ)器(20)被估計(jì)為具有不理想功能的狀況下自動(dòng)地將電開關(guān)(23)設(shè)置在使得電機(jī)(9)連接到所述電路(21)和電阻器(22)的位置。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸(2a)連接到行星齒輪裝置的太陽(yáng)輪(10)，變速箱的輸入軸(3a)連接到行星齒輪裝置的行星輪架(12)，并且電機(jī)的轉(zhuǎn)子(9b)連接到行星齒輪裝置的齒圈(11)。
11.一種驅(qū)動(dòng)車輛(I)的方法，其中，車輛(I)包括:具有輸出軸(2a)的燃式發(fā)動(dòng)機(jī)(2)，具有輸入軸(3a)的變速箱(3)，包括定子(9a)和轉(zhuǎn)子(9b)的電機(jī)(9)，以及包括太陽(yáng)輪(10)、齒圈(11)和行星輪架(12)的行星齒輪裝置，其中，燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸(2a)連接到行星齒輪裝置的上述各部件中的第一部件，以使得輸出軸(2a)的旋轉(zhuǎn)引起第一部件的旋轉(zhuǎn)，其中，變速箱的輸入軸(3a)連接到行星齒輪裝置的上述各部件中的第二部件，以使得輸入軸的旋轉(zhuǎn)引起第二部件的旋轉(zhuǎn)，并且電機(jī)的轉(zhuǎn)子(％)連接到行星齒輪裝置的上述各部件中的第三部件，以使得轉(zhuǎn)子(％)的旋轉(zhuǎn)引起第三部件的旋轉(zhuǎn)，其特征在于下述步驟:至少是在車輛⑴的起動(dòng)過(guò)程中將電機(jī)(9)連接到包括電阻器(22)的電路(21)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其特征在于下述步驟:將電機(jī)(9)連接到包括可變電阻器(22)的電路(21)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于下述步驟:在車輛(I)的起動(dòng)過(guò)程中控制可變電阻器(22)以使其提供一電阻，通過(guò)所述電阻賦予車輛期望的速度升高。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13的方法，其特征在于下述步驟:在車輛(I)實(shí)施換檔時(shí)的各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下控制燃式發(fā)動(dòng)機(jī)(I)的轉(zhuǎn)速。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求11-14中任一項(xiàng)的方法，其特征在于下述步驟:將電機(jī)連接到混合動(dòng)力用電能存儲(chǔ)器(20)，使得所述電能存儲(chǔ)器能夠在車輛(I)的不同操作條件下分別存儲(chǔ)和消耗電能。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其特征在于下述步驟:在車輛(I)的起動(dòng)過(guò)程中并且在混合動(dòng)力用電能存儲(chǔ)器(20)被估計(jì)為具有不理想功能時(shí)，將電機(jī)(9)連接到所述電路(21)和電阻器(22) ο
17.根據(jù)前述權(quán)利要求15-16中任一項(xiàng)的方法，其特征在于下述步驟:接收與用于確定混合動(dòng)力用電能存儲(chǔ)器(20)是否具有不理想功能的參數(shù)有關(guān)的信息。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求15-17中任一項(xiàng)的方法，其特征在于下述步驟:當(dāng)混合動(dòng)力用電能存儲(chǔ)器(20)被估計(jì)為具有不理想功能時(shí)向車輛(I)的駕駛員給出指示。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求15-17中任一項(xiàng)的方法，其特征在于下述步驟:在混合動(dòng)力用電能存儲(chǔ)器(20)被估計(jì)為具有不理想功能時(shí)自動(dòng)地將電機(jī)(9)連接到所述電路(21)和電阻器(22)。
20.根據(jù)前述權(quán)利要求11-19中任一項(xiàng)的方法，其特征在于以下步驟:將燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸⑵連接到行星齒輪裝置的太陽(yáng)輪(9)，將變速箱的輸入軸(3)連接到行星齒輪裝置的行星輪架(11)，并且將電機(jī)的轉(zhuǎn)子⑶連接到行星齒輪裝置的齒圈(10)。
21.一種計(jì)算機(jī)程序，其包括計(jì)算機(jī)程序代碼，所述計(jì)算機(jī)程序代碼用于當(dāng)計(jì)算機(jī)程序代碼在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行時(shí)使得計(jì)算機(jī)實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求11-20中任一項(xiàng)的方法。
22.—種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括計(jì)算機(jī)可讀的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，根據(jù)權(quán)利要求21的計(jì)算機(jī)程序中的計(jì)算機(jī)程序代碼被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)上。
23.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的車輛。
【文檔編號(hào)】H02P15/00GK104520125SQ201380039824
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2013年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月27日
【發(fā)明者】N-G·瓦格斯泰特, N·彼得松, M·貝里奎斯特 申請(qǐng)人:斯堪尼亞商用車有限公司