專利名稱：用于在車輛中進(jìn)行換檔的方法和動(dòng)力傳動(dòng)系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在設(shè)有手動(dòng)變速器或手自一體變速器的車輛中進(jìn)行換檔的 方法和動(dòng)力傳動(dòng)系。含有所述變速器的動(dòng)力傳動(dòng)系包括經(jīng)由離合器連接到變速器的發(fā)動(dòng) 機(jī)。電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)以驅(qū)動(dòng)方式連接到所述動(dòng)力傳動(dòng)系，且布置在所述離合器與所述變 速器之間或布置在所述燃燒型發(fā)動(dòng)機(jī)與所述離合器之間。該電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)連接到蓄能 裝置和/或耗能器。
背景技術(shù)：
本領(lǐng)域的技術(shù)人員已熟知用于各種車輛的手自一體變速器。這種變速器或多或 少與手動(dòng)變速器相同，但離合器操作和換檔操作已自動(dòng)化。手動(dòng)變速器和手自一體變速器共有的一個(gè)問(wèn)題是在換檔期間，從發(fā)動(dòng)機(jī)到驅(qū) 動(dòng)輪的動(dòng)力傳遞被中斷。除了在換檔期間損失扭矩之外，這種動(dòng)力傳遞中斷對(duì)于渦輪增 壓發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)尤其成問(wèn)題，因?yàn)闇u輪機(jī)壓力在該動(dòng)力中斷期間受到損失。對(duì)于排放和燃 料經(jīng)濟(jì)性來(lái)說(shuō)，渦輪機(jī)壓力的損失是有害的，而且也延長(zhǎng)了駕駛員無(wú)法控制發(fā)動(dòng)機(jī)以向 驅(qū)動(dòng)輪供給充足驅(qū)動(dòng)扭矩的時(shí)段。在公知的現(xiàn)有技術(shù)中，在若干專利文獻(xiàn)中已解決了類似問(wèn)題。例如，US 6022290涉及一種降低換檔期間發(fā)生的扭矩?fù)p失的動(dòng)力傳遞系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括用于在手 自一體變速器的換檔期間向驅(qū)動(dòng)輪提供驅(qū)動(dòng)扭矩的行星齒輪組。該系統(tǒng)的目的在于在 手自一體變速器的換檔操作期間經(jīng)由通向車輪的平行推進(jìn)力路徑為驅(qū)動(dòng)輪提供扭矩。us 6022290還涉及一種在換檔期間降低發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出的電子節(jié)氣門控制。US 6135913是源自US 6022290的分案申請(qǐng)，其保護(hù)范圍包括一些類型的能量蓄 存器應(yīng)當(dāng)用于在換檔操作期間為驅(qū)動(dòng)輪提供扭矩。EP 1669638涉及一種包括第一變速器和第二變速器的傳動(dòng)系統(tǒng)。提供了電磁制 動(dòng)器，以使第二變速器接合和分離，所述電磁制動(dòng)器的目的是在第一變速器的換檔期間 使第二變速器接合。最后，US 2002/0065168涉及一種連接到第一原動(dòng)機(jī)(發(fā)動(dòng)機(jī))和第二原動(dòng)機(jī) (電動(dòng)機(jī))的變速器。該發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)布置成使得在換檔期間該電動(dòng)機(jī)為變速器提供驅(qū) 動(dòng)扭矩。雖然所述專利文獻(xiàn)中的上述布置結(jié)構(gòu)中的一些可能解決了換檔期間損失渦輪機(jī) 壓力的問(wèn)題，但所提出的解決方案非常復(fù)雜，它們解決的是換檔期間驅(qū)動(dòng)扭矩?fù)p失的問(wèn) 題，而非解決渦輪機(jī)壓力損失的問(wèn)題。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種至少用于在手自一體變速器的換檔期間避免增壓 器空載的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過(guò)提供包括如下步驟的方法解決了此問(wèn)題
控制該電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，以提供與由所述燃燒型發(fā)動(dòng)機(jī)提供的扭矩相等或至少 相等的扭矩，從而該手動(dòng)變速器或手自一體變速器僅傳遞小扭矩或不傳遞扭矩；使當(dāng)前接合的具有第一傳動(dòng)比的檔位分離；控制由該電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)提供的扭矩，使得所述燃燒型發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 與在具有第二傳動(dòng)比的新選定的檔位下驅(qū)動(dòng)該車輛所需的轉(zhuǎn)速相關(guān)聯(lián)或幾乎相關(guān)聯(lián)；以 及接合所述新選定檔位。為了利用在換檔期間由電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)提供的能量，由該電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的 電能可以傳遞到蓄能裝置和/或耗能器。該蓄能裝置可以是電池或電容器。例如，如果電池被完全充滿，則由該電動(dòng)機(jī) /發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能可以傳遞到諸如加熱元件的耗能器。為降低該加熱元件過(guò)熱的風(fēng)險(xiǎn)，可通過(guò)車輛的冷卻系統(tǒng)來(lái)冷卻該加熱元件。本發(fā)明的三個(gè)主要益處是當(dāng)所述離合器分離時(shí)，能夠在所述換檔期間避免所述燃燒型發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓器空 載；或者，能夠在換檔期間使所述燃燒型發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓器的渦輪機(jī)壓力適合于將要 接合的所述新選定的檔位；或者，當(dāng)所述離合器分離時(shí)，能夠在換檔期間維持所述燃燒型發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓器 的渦輪機(jī)壓力。在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，在換檔期間噴射到該燃燒型發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的燃料的噴射 正時(shí)或點(diǎn)火正時(shí)將對(duì)于特定的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加渦輪機(jī)壓力。


在下文中，將參考單一附圖1來(lái)描述本發(fā)明，該附圖1是示出了并聯(lián)式混合動(dòng)力 系統(tǒng)的動(dòng)力傳動(dòng)系的示意圖。
具體實(shí)施例方式參考圖1，并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)包括燃燒型發(fā)動(dòng)機(jī)100(例如柴油機(jī)或汽油 機(jī))，離合器110，電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)120，分步換檔的變速器130，以及與驅(qū)動(dòng)輪150、 150’連接的驅(qū)動(dòng)軸140。在該變速器內(nèi)，能夠以已知的方式選擇和接合不同的傳動(dòng)比。發(fā)動(dòng)機(jī)100連接到驅(qū)動(dòng)輪150、150’，使得該發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)由 離合器110、變速器130和驅(qū)動(dòng)軸140傳遞到驅(qū)動(dòng)輪150、150，。電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)120 具有雙重目的，即當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩不足時(shí)，對(duì)該發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行輔助；以及，例如在需要 發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)(例如在下坡時(shí)和減速期間)或者當(dāng)驅(qū)動(dòng)狀況的扭矩要求使得發(fā)動(dòng)機(jī)僅需提供 有限的扭矩來(lái)推進(jìn)車輛時(shí)的情形下對(duì)電池組進(jìn)行充電。在這些情形下，通過(guò)使處于發(fā)電 機(jī)模式下的該電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)作為發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載，即，使得發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩部分地用于為 電池充電，能夠大大提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料效率。隨后，在發(fā)動(dòng)機(jī)需要輔助以向驅(qū)動(dòng)輪提供 扭矩的情況下，通過(guò)使該電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，儲(chǔ)存在所述電池內(nèi)的電能能 夠用于輔助該發(fā)動(dòng)機(jī)。
另一個(gè)可能性是在無(wú)發(fā)動(dòng)機(jī)幫助的情況下使用儲(chǔ)存在電池內(nèi)的能量來(lái)驅(qū)動(dòng)車輛。根據(jù)上文的混合動(dòng)力系統(tǒng)的典型運(yùn)行方式如下當(dāng)車輛要起動(dòng)時(shí)，可以使用發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)中的任一個(gè)或二者來(lái)提供 必需的起步扭矩。然而，如果使用發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)使車輛起步，則需要在車輛靜止期間使離合 器分離，即中斷從發(fā)動(dòng)機(jī)100向變速器130的扭矩傳遞，并緩慢地接合該離合器110，使 得在離合器完全接合之前、在所選檔位下該車輛的速度對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。對(duì)于換檔，需要使離合器分離；如果在傳遞扭矩的變速器內(nèi)執(zhí)行換檔操作，則 變速器磨損非常迅速。在離合器分離期間，發(fā)動(dòng)機(jī)被節(jié)流(在汽油機(jī)的情況下)，或者在 柴油機(jī)的情況下被控制為減少噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)的燃料量；如果該節(jié)流或燃料噴射量 的減少未與離合器的分離在時(shí)間上同步，即，如果該節(jié)流或燃料噴射量的減少過(guò)遲，則 發(fā)動(dòng)機(jī)速度將迅速升高，從而導(dǎo)致過(guò)度的發(fā)動(dòng)機(jī)磨損、噪聲且排放增多，而在該節(jié)流或 燃料噴射量的減少過(guò)早的情況下，會(huì)導(dǎo)致車輛迅速減速。由于該節(jié)流或燃料噴射量的減少，布置成使發(fā)動(dòng)機(jī)增壓的可能的渦輪增壓器將 損失渦輪機(jī)壓力。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的，在渦輪機(jī)壓力恢復(fù)之前需要一定時(shí) 間。這意味著發(fā)動(dòng)機(jī)的功率將在離合器已經(jīng)再次接合之后的一定時(shí)段內(nèi)明顯降低?？?之，換檔是一個(gè)耗時(shí)的過(guò)程，尤其是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)100設(shè)有渦輪增壓器時(shí)。然而，根據(jù)本發(fā)明，在不使離合器分離的情況下進(jìn)行換檔。這通過(guò)控制所述電 動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)使得它給出與發(fā)動(dòng)機(jī)供給的扭矩相對(duì)應(yīng)的扭矩來(lái)執(zhí)行，但來(lái)自該電動(dòng)機(jī)/發(fā) 電機(jī)的扭矩應(yīng)在與發(fā)動(dòng)機(jī)提供的扭矩相反的方向上起作用。如果發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩低，則控制該電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)120向電池提供最大充電電流就 足夠了，但在這些電池完全充滿的情況下，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是提供耗能器形式的電 負(fù)載，該耗能器例如是加熱元件，其中，在該電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的電能被轉(zhuǎn)化為熱 量。雖然由于將來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能浪費(fèi)在加熱元件內(nèi)而使得本實(shí)施例初看上去非常低 效，但應(yīng)當(dāng)注意，完成換檔所需的時(shí)間短(大約1秒)；時(shí)間短將會(huì)減少所浪費(fèi)的能量的 量。此外，即使能量在加熱元件內(nèi)被“浪費(fèi)”(該加熱元件可由發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)冷 卻)，此能量也被部分地或完全回收而具有積極效果，其中最重要的積極效果是在制 動(dòng)期間，至少能夠避免渦輪機(jī)壓力損失，或甚至將渦輪機(jī)壓力維持在大致同一水平。此 效果使得在換檔操作之后、該發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和燃料效率在離合器已經(jīng)接合后立即提高。在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，超級(jí)電容器可用作電負(fù)載和耗能器來(lái)代替所述電池 和/或加熱元件，或者可以與所述電池和/或加熱元件同時(shí)用作電負(fù)載和耗能器。根據(jù)本發(fā)明的方法可與所謂的AMT或手自一體變速器結(jié)合使用。該手自一體變 速器也包括自動(dòng)化的離合器110。所述發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)以及變速器能夠 由一個(gè)或若干個(gè)控制單元(未示出)控制。因此，該控制單元可以被編程/布置成執(zhí)行 根據(jù)本發(fā)明不同實(shí)施例的步驟。根據(jù)本發(fā)明的方法也可用在并聯(lián)式混合動(dòng)力傳動(dòng)系內(nèi)， 其中，變速器和/或離合器由駕駛員手動(dòng)控制，因此，僅發(fā)動(dòng)機(jī)和該電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)由所 述控制單元(或多個(gè)控制單元)控制。本領(lǐng)域的技術(shù)人員也已熟知AMT變速器、手動(dòng)變速器、離合器、發(fā)動(dòng)機(jī)、以及電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的功能和設(shè)計(jì)，因此，將不再對(duì)其進(jìn)一步描述。作為結(jié)論，下面將描述基于渦輪增壓的燃燒型發(fā)動(dòng)機(jī)且使用根據(jù)本發(fā)明的方法 的混合動(dòng)力系統(tǒng)的整個(gè)驅(qū)動(dòng)順序1.當(dāng)車輛處于靜止位置時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)100可以關(guān)閉或以怠速模式運(yùn)行；如果發(fā)動(dòng) 機(jī)怠速，則離合器110分離或變速器130處于空檔位置，不發(fā)生從發(fā)動(dòng)機(jī)100向變速器及 驅(qū)動(dòng)輪150、150，的扭矩傳遞。2.當(dāng)駕駛員決定起動(dòng)時(shí)，使離合器分離且接合第一檔位(該第一檔位不必是具 有最高傳動(dòng)比的那個(gè)檔位)。有兩種策略可以選擇根據(jù)第一起步策略，不使用發(fā)動(dòng)機(jī) 100；而是，所有必需的扭矩均由電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)120提供。根據(jù)該第一起步策略，無(wú)論 發(fā)動(dòng)機(jī)是怠速還是關(guān)閉都無(wú)關(guān)緊要，因?yàn)楦鶕?jù)此策略離合器是分離的。根據(jù)第二起步策 略，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行，且離合器從分離狀態(tài)移動(dòng)到接合狀態(tài)，即設(shè)有手自一體變速器或手動(dòng) 變速器的車輛以“正?！狈绞狡鸩?。對(duì)于第二起步策略，可控制該電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)120 向變速器提供扭矩，因此提高車輛加速度。也可以使用該第一策略和第二策略的組合， 使得初始起動(dòng)扭矩由電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)120提供；當(dāng)車輛已達(dá)到一定速度時(shí)，離合器接合， 從而發(fā)動(dòng)機(jī)100輔助提供使車輛加速和驅(qū)動(dòng)該車輛所需的扭矩。3.當(dāng)車輛速度已達(dá)到使發(fā)動(dòng)機(jī)100的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)于提供最佳燃料經(jīng)濟(jì)性而言過(guò) 高時(shí)，就是應(yīng)進(jìn)行換檔的時(shí)間，從而該發(fā)動(dòng)機(jī)能夠在更有益的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。如前 文所述，對(duì)于手動(dòng)變速器或手自一體變速器來(lái)說(shuō)，在換檔操作期間使得由變速器傳遞的 扭矩為零或接近于零是很關(guān)鍵的。然而，并非完全如此。為了使檔位分離，由變速器傳 遞的扭矩為零就足夠了，但為了使隨后的檔位接合，輸入軸和輸出軸的轉(zhuǎn)速必須匹配或 至少幾乎匹配。這實(shí)現(xiàn)了如下情況a.第一檔位可快捷分離，并且b.隨后選定的檔位可 快捷接合。然而，應(yīng)注意到，為了提供快捷換檔，所需的輸入軸轉(zhuǎn)速對(duì)于隨后的所有檔 位的接合來(lái)說(shuō)并不相等；在車輛加速的情況下，這意味著換檔將從較低檔位(較高傳動(dòng) 比)向較高檔位(較低傳動(dòng)比)進(jìn)行，接合隨后的新檔位所需的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于使先前檔 位分離所需的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，其中所述較低檔位即對(duì)于給定的車速給出較高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的 檔位，所述較高檔位即對(duì)于給定的車速給出較低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的檔位。在車輛減速期間發(fā) 生換檔的情況下，輸入軸的轉(zhuǎn)速必須高于在先前檔位分離期間的輸入軸的轉(zhuǎn)速。4.對(duì)于實(shí)際的換檔，向發(fā)動(dòng)機(jī)100的燃料供給減少，使得由發(fā)動(dòng)機(jī)100提供的扭 矩被控制為低于電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)120能夠吸收的扭矩。在此后的短時(shí)間內(nèi)或同時(shí)地將該 電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)控制為在與發(fā)動(dòng)機(jī)提供的扭矩相反的方向上供給對(duì)應(yīng)的扭矩(或幾乎對(duì)應(yīng) 的扭矩)。這將手動(dòng)變速器或手自一體變速器內(nèi)的扭矩最小化為零或幾乎為零，使得當(dāng)前 的檔位能夠分離。5.在第一檔位分離后，包括發(fā)動(dòng)機(jī)100和電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)120的系統(tǒng)被控制為使 得該發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速(及由此引起的該電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)120的轉(zhuǎn)速)與適于在隨后選定的新 檔位下以目前的車輛速度來(lái)驅(qū)動(dòng)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相關(guān)聯(lián)或幾乎相關(guān)聯(lián)；如果換檔涉及 從具有較高傳動(dòng)比的較低檔位向具有較低傳動(dòng)比的較高檔位的換檔，則適于隨后選擇的 新檔位的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于第一檔位所使用的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，反之亦然。根據(jù)本發(fā)明的方法能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生正向扭矩的、所有類型的換檔期間(加檔 和減檔，范圍換檔，非連續(xù)換檔)使用。
與使用現(xiàn)有技術(shù)的方法相比，可通過(guò)使用根據(jù)本發(fā)明的方法來(lái)獲得一些非常有 益的效果。首先，至少能夠避免渦輪機(jī)壓力的損失。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，能夠在換 檔期間維持渦輪機(jī)壓力。這使得發(fā)動(dòng)機(jī)能夠幾乎在換檔之后、即在新選定檔位已經(jīng)接合 之后立即提供全扭矩。根據(jù)又一實(shí)施例，在換檔期間，渦輪機(jī)壓力能夠適合于馬上要接合的新檔位。 所述控制單元能夠被編程為估算所述新檔位要求的扭矩，并且，能夠通過(guò)控制所述發(fā)動(dòng) 機(jī)100和所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)120來(lái)使渦輪機(jī)壓力相應(yīng)地適合。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，在換檔期間渦輪機(jī)壓力會(huì)損失，而且，再形成足以實(shí)現(xiàn)完全的 發(fā)動(dòng)機(jī)性能的渦輪機(jī)壓力需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。其次，換檔可更迅速地進(jìn)行，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和渦輪機(jī)壓力不需在換檔之后從 較低水平增加到相同程度。這對(duì)加檔和減檔都有用。如果車輛在上坡行駛，這兩個(gè)益處就尤其重要；迅速換檔將降低換檔期間車輛 速度的損失，而渦輪機(jī)壓力的迅速恢復(fù)(或不損失)將使最大發(fā)動(dòng)機(jī)功率中的更高比例可 用于驅(qū)動(dòng)車輛。再次，可降低離合器磨損。這將使得能夠使用更小磨損的耐用離合器，這又意 味著離合器能夠制造得更輕。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，當(dāng)裝配有手自一體變速器的車輛在低檔下加速時(shí)，在每個(gè)檔位 步驟中(在所接合的每個(gè)檔位的時(shí)段內(nèi))，發(fā)動(dòng)機(jī)將在短時(shí)期為驅(qū)動(dòng)輪產(chǎn)生扭矩。在將扭 矩再次降低以達(dá)到變速器內(nèi)的零扭矩或幾乎達(dá)到零扭矩時(shí)之前，發(fā)動(dòng)機(jī)通常將沒(méi)有時(shí)間 達(dá)到最大扭矩。因此，在每個(gè)所接合的檔位的時(shí)段內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)通常僅達(dá)到其最大可輸出 扭矩的大約60%。對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施例，根據(jù)所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)，所述60%可 增加直至接近于發(fā)動(dòng)機(jī)的最大可輸出扭矩的100%，這歸功于該電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的響應(yīng)比 燃燒型發(fā)動(dòng)機(jī)更快。結(jié)果，車輛加速性更好。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，該發(fā)動(dòng)機(jī)可控制為使得在離合器分離之前扭矩緩降，而在離合 器接合之后扭矩緩升，其方式使得駕駛員感受到震顫最小的、更柔和的換檔過(guò)程。根據(jù) 本發(fā)明的又一實(shí)施例，所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)可用于更好地控制這種相應(yīng)的扭矩緩降/緩 升，因?yàn)楦菀卓刂齐妱?dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的扭矩輸出，并且該電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)比發(fā)動(dòng)機(jī)具有更 快的響應(yīng)。此外，本發(fā)明還提供了對(duì)環(huán)境更友好的安全方案。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知 的，當(dāng)涉及碳煙產(chǎn)生時(shí)，渦輪機(jī)壓力逐漸增加的時(shí)段是非常敏感的；與存在渦輪機(jī)壓力 時(shí)相比，發(fā)動(dòng)機(jī)吸入相當(dāng)少的空氣，但盡管如此，必須噴射大量燃料，以迅速恢復(fù)渦輪 機(jī)壓力。通過(guò)本發(fā)明，或多或少地消除了此問(wèn)題。如前所述，有利的是，當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)用作發(fā)電機(jī)時(shí)，該電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī) 可提供與由發(fā)動(dòng)機(jī)提供的扭矩大致一樣大的扭矩。與由電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)提供的這種高扭 矩相關(guān)聯(lián)的一個(gè)問(wèn)題是該發(fā)電機(jī)將在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量電能。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所 熟知的，以高電力(即高電流)為電池充電可能會(huì)毀壞這些電池。此問(wèn)題的一種可能的 解決方案可以是使用電容器對(duì)在換檔操作期間由電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能進(jìn)行短時(shí) 間儲(chǔ)存。在換檔之后，儲(chǔ)存在該電容器內(nèi)的能量可傳遞給電池(如果這些電池需要充電的話)或用于該電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)車輛。為了在換檔期間維持至少一部分渦輪機(jī)壓力，可以采取的又一可能措施是推 遲點(diǎn)火正時(shí)(對(duì)于汽油機(jī)來(lái)說(shuō))或推遲燃料噴射正時(shí)(對(duì)于柴油機(jī)來(lái)說(shuō))。本領(lǐng)域的技術(shù) 人員所熟知的是，這種推遲將在不明顯增加發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的情況下使發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度升 高。結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)可用于所述渦輪機(jī)的能量的增加。如果電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)120能夠吸 收的最大扭矩明顯低于發(fā)動(dòng)機(jī)100能夠提供的扭矩，則此措施是有利的；如果電動(dòng)機(jī)/發(fā) 電機(jī)120能夠吸收的扭矩比發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩低，則如果發(fā)動(dòng)機(jī)以“標(biāo)準(zhǔn)”噴射正時(shí)運(yùn) 行、即以被調(diào)整為用于最大發(fā)動(dòng)機(jī)性能的噴射正時(shí)運(yùn)行，則可能難以維持渦輪機(jī)壓力。 在這種情況下，噴射的推遲可為渦輪增壓器提供具有充足的能量密度的排氣，而不會(huì)超 過(guò)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)120能夠吸收的最大扭矩。能夠通過(guò)使用排氣驅(qū)動(dòng)的渦輪機(jī)或通過(guò)使用機(jī)械連接到所述發(fā)動(dòng)機(jī)且由所述發(fā) 動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)或通過(guò)使用渦輪復(fù)合式系統(tǒng)(例如，參見(jiàn)US5884482)來(lái)執(zhí)行所述 燃燒型發(fā)動(dòng)機(jī)的所述增壓。所述發(fā)明的實(shí)施例也可以應(yīng)用于如下動(dòng)力傳動(dòng)系其中，所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī) 布置在該燃燒型發(fā)動(dòng)機(jī)與離合器之間，例如它是配備有ISG(集成式起動(dòng)發(fā)電機(jī))的動(dòng)力 傳動(dòng)系。如可理解的，在不偏離如所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明范圍的情況下，本領(lǐng)域的 技術(shù)人員可修改上述示例性實(shí)施例。
8
權(quán)利要求
1.用于在設(shè)有手動(dòng)變速器或手自一體變速器(130)的車輛中進(jìn)行換檔的方法，其 中，含有所述手自一體變速器的動(dòng)力傳動(dòng)系包括燃燒型發(fā)動(dòng)機(jī)(100)，所述燃燒型發(fā)動(dòng)機(jī) (100)經(jīng)由離合器(110)連接到所述手動(dòng)變速器或手自一體變速器(130)，并且，電動(dòng)機(jī) /發(fā)電機(jī)(120)以驅(qū)動(dòng)方式連接到所述動(dòng)力傳動(dòng)系，且布置在所述離合器與所述變速器之 間或布置在所述燃燒型發(fā)動(dòng)機(jī)與所述離合器之間，并且所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(120)還連接 到蓄能裝置和/或耗能器，所述方法的特征在于如下步驟1.控制所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(120)，以吸收與由所述燃燒型發(fā)動(dòng)機(jī)(100)提供的扭矩 相等或幾乎相等的扭矩，從而所述手動(dòng)變速器或手自一體變速器(130)僅傳遞小扭矩或 不傳遞扭矩；ii.使具有第一傳動(dòng)比的檔位分離；iii.控制由所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(120)吸收的扭矩和由所述燃燒型發(fā)動(dòng)機(jī)(100)提供 的扭矩，使得所述燃燒型發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與在具有第二傳動(dòng)比的新選定的檔位下驅(qū)動(dòng)車輛 所需的轉(zhuǎn)速相關(guān)聯(lián)或幾乎相關(guān)聯(lián)；以及iv.接合所述新選定的檔位。
2.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的方法，還包括如下步驟v.在前述步驟i至iv期間，延遲所述發(fā)動(dòng)機(jī)(100)的噴射正時(shí)或點(diǎn)火正時(shí)。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，以如下方式控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)和 所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)在所述換檔前、換檔期間和換檔后，避免所述燃燒型發(fā)動(dòng)機(jī)(100) 的增壓器空載。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，以如下方式控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述電動(dòng)機(jī) /發(fā)電機(jī)在所述換檔期間，使所述燃燒型發(fā)動(dòng)機(jī)(100)的增壓器的渦輪機(jī)壓力適合于將 要接合的所述新選定的檔位。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，以如下方式控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述電動(dòng)機(jī) /發(fā)電機(jī)在所述換檔前、換檔期間和換檔后，大部分地維持所述燃燒型發(fā)動(dòng)機(jī)(100)的 增壓器的渦輪機(jī)壓力。
6.—種如權(quán)利要求1中所限定的動(dòng)力傳動(dòng)系，還包括控制單元，所述控制單元至少用 于控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述控制單元布置成執(zhí)行權(quán)利 要求1中的步驟。
7.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的動(dòng)力傳動(dòng)系，其特征在于，所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(120)布 置成將由所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能傳遞給所述蓄能裝置和/或耗能器。
8.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的動(dòng)力傳動(dòng)系，其特征在于，所述蓄能裝置是電池和電容 器中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的動(dòng)力傳動(dòng)系，其特征在于，所述耗能器是加熱元件。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的動(dòng)力傳動(dòng)系，其特征在于，所述動(dòng)力傳動(dòng)系是并聯(lián)式混合 動(dòng)力傳動(dòng)系，其中，來(lái)自所述燃燒型發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)動(dòng)力被設(shè)定為在所述變速器的若干傳 動(dòng)比中的一個(gè)選定的傳動(dòng)比下經(jīng)由一條通過(guò)所述離合器、所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的路徑到 達(dá)車輛的驅(qū)動(dòng)輪。
全文摘要
提供了一種用于在設(shè)有手動(dòng)變速器或手自一體變速器(130)的車輛中從第一檔到第二檔地進(jìn)行換檔的方法和動(dòng)力傳動(dòng)系。含有該手自一體變速器的動(dòng)力傳動(dòng)系包括經(jīng)由離合器(110)連接到電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(120)的發(fā)動(dòng)機(jī)(100)，該電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(120)又連接到所述手動(dòng)變速器或手自一體變速器(130)，并且該電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(120)連接到電池、其他蓄能裝置或加熱元件，所述方法包括如下步驟控制該電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(120)，以吸收與由發(fā)動(dòng)機(jī)(100)提供的扭矩相等的扭矩，從而該手動(dòng)變速器或手自一體變速器(130)僅傳遞小扭矩或不傳遞扭矩；使第一檔分離；控制由該電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(120)吸收的扭矩和由發(fā)動(dòng)機(jī)(100)提供的扭矩，使得發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與在選定的第二檔下驅(qū)動(dòng)車輛所需的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相關(guān)聯(lián)；以及，接合該第二檔。
文檔編號(hào)B60W10/26GK102015401SQ200880129055
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2008年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月9日
發(fā)明者漢斯·施特維克 申請(qǐng)人:沃爾沃拉斯特瓦格納公司