專利名稱：動力傳動系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于機動車在不同工作狀態(tài)下前進運動的動力傳動系統(tǒng)，其中該動力傳動系統(tǒng)包括至少一個內(nèi)燃機，至少一個與該內(nèi)燃機相連接的、具有發(fā)電機及電動機功能的電機，及至少一個設在內(nèi)燃機與至少一個驅(qū)動輪之間的變速箱，該變速箱具有多個可根據(jù)工作狀態(tài)選擇的變速級。
這種類型的混合動力傳動系統(tǒng)通常僅在這樣的情況下才具有競爭力，即它具有極佳的效率，及相對傳統(tǒng)的設有節(jié)能型發(fā)動機如柴油機、尤其是帶直接噴射的柴油機的機動車具有相應的節(jié)能潛力。
該任務將通過一種用于機動車在不同工作狀態(tài)下前進運動的動力傳動系統(tǒng)來解決，它包括至少一個內(nèi)燃機，至少一個與該內(nèi)燃機相連接的、具有發(fā)電機及電動機功能的電機，及至少一個設在內(nèi)燃機與至少一個驅(qū)動輪之間的變速箱，該變速箱具有多個可根據(jù)工作狀態(tài)選擇的變速級，它至少包括下列運行狀態(tài)a)在牽引運行中該機動車由內(nèi)燃機和/或電機驅(qū)動，b)在慣性行駛中，至少一部分由機動車減速形成的動能被轉(zhuǎn)換成電能和/或轉(zhuǎn)動能量及至少短時地存儲在至少一個用于存儲該能量形式的相應構型的儲能器中，c)在冷起動階段中，未由工作加熱的內(nèi)燃機借助電機起動，d)在熱起動階段中，由工作加熱的內(nèi)燃機借助電機或轉(zhuǎn)動的飛輪質(zhì)量起動，該電機或飛輪與內(nèi)燃機在傳動上相連接。
根據(jù)本發(fā)明的該混合動力傳動系統(tǒng)不僅設有在機動車減速過程中回收的動能轉(zhuǎn)換成電能，而且將根據(jù)機動車的運行狀態(tài)使回收的動能以電能形式和/和機械能量、如轉(zhuǎn)動能量形式存儲。在此情況下，不同的運行狀態(tài)可以是由不同速度開始的減速過程，在不同速度時減速可能中止或一直導致機動車的停止，此外可包括所需減速的強度量值。其中動能在一定慣性行駛中轉(zhuǎn)換成電能-通常稱為能量回收，在其它工況中動能將轉(zhuǎn)換成純機械能或以組合的方式進行，由此譬如一個飛輪吸收機械能及作為轉(zhuǎn)動能量存儲，而電機將另一部分動能轉(zhuǎn)換成電能及存儲到一個電儲能器如一個高效率蓄電池、高效率電容器和或類似儲能器中。應理解，對此相應地設計了必要的大功率電子裝置。
此外電機及機械能量回收所需的飛輪應適配于可獲得的最大能量。例如，在中等級別的機動車上電機和/或相應的飛輪被設定在3至25KW的回收能量、最好為5至15KW的回收能量上。通過在機動車中提供保持最小距離的相應裝置及充分的預設駕駛方式則可采用與機動車的公知常用制動完全不同的機動車能量回收，但有利的尤其是，在緊急狀態(tài)及快速制動過程時設置附加的制動裝置。在此情況下有利的是，減速過程通過能量回收及必要時借助傳統(tǒng)的制動裝置并通過公用的控制裝置來檢驗及控制，其中承擔功能交疊的機動車控制及調(diào)節(jié)的控制裝置也承擔機動車的其它功能、如發(fā)動機控制功能。此外當具有防抱死系統(tǒng)時控制裝置可控制該系統(tǒng)及與減速過程協(xié)調(diào)地調(diào)節(jié)能量回收裝置如電機和/或機械回收裝置如飛輪。
為了提供機械能量存儲系統(tǒng)根據(jù)本發(fā)明的構思可考慮，飛輪質(zhì)量是一個可與內(nèi)燃機曲軸及一個變速箱輸入軸在其轉(zhuǎn)動性能上適合轉(zhuǎn)動地連接的及可與它們分離的飛輪。這種飛輪例如可借助兩個離合器與曲軸及與作為慣性利用單元的變速箱輸入軸可分離地設置，由此當與變速箱輸入軸連接的離合器閉合時回收能量，其中與曲軸連接的離合器可打開，及由此在機動車減速時使飛輪加速，而無拖動內(nèi)燃機的損耗。這樣被加速的飛輪可再借助與曲軸連接的離合器與曲軸連接及起動內(nèi)燃機，為此與變速箱輸入軸連接的離合器可被打開，特別有利的是，其特性設定為回收動能的機械儲能器的飛輪構成電機的轉(zhuǎn)子。有利地，由此可取消分開的飛輪，及當電機不工作、即電機不供給電流或與用電器連接的情況下可純機械地回收能量，或當電機供給電流的情況下回收電能，在該狀態(tài)中電儲能器可被充電和/或用電器可被驅(qū)動，例如與安全相關的和/或保證機動車乘客舒適性的用電器可被驅(qū)動?？梢岳斫?，作為用于機械能量回收的飛輪的轉(zhuǎn)子的飛輪矩可這樣地調(diào)整，即用于機械能量回收的飛輪質(zhì)量單元可借助譬如磨擦式離合器、換擋離合器如爪式離合器、自由輪機構和/或其組合被耦合到轉(zhuǎn)子上，及為了優(yōu)化電能回收，可使該飛輪質(zhì)量單元分離以減小慣性矩。在這方面為完整起見應指出，在電機發(fā)出電流的情況下與此相關地始終包括機械能量回收，由于轉(zhuǎn)子不可忽略的質(zhì)量該機械能量包括轉(zhuǎn)子必不可少的加速。
為了提高混合動力傳動系統(tǒng)的效率，此外有利的是，在機動車減速時變速箱的傳動比從至少一個驅(qū)動輪來看被調(diào)節(jié)到快速，這就是說，在利用減速過程時這樣調(diào)節(jié)變速箱的傳動比，即機械能和/或電能回收裝置上的轉(zhuǎn)速被調(diào)節(jié)到最大能量輸出。這意味著，在所需電能回收情況下以作用在轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)速選擇傳動比，它盡可能地接近電機最佳效率和/或最大功率的轉(zhuǎn)速；或在純機械能量回收的情況下調(diào)節(jié)傳動比以實現(xiàn)飛輪的最大轉(zhuǎn)速。在具有分立擋的變速箱的情況下例如可借助相應齒輪對調(diào)節(jié)的擋調(diào)節(jié)到所需傳動比，或在譬如CTV(可連續(xù)變速傳動)變速箱或在所謂齒輪-空擋變速箱的情況下將具有理論上無止境的高速傳動比?？梢岳斫?，所需類型傳動比的選擇及可根據(jù)減速度和/或駕駛舒適性形成。這里本發(fā)明的一個構思在于，在機動車減速時使傳動比增加到“快速”，及在此情況下機械地回收能量，即不接通電機地使減速時回收的動能轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動能量，及在達到最高傳動比后及由此飛輪如轉(zhuǎn)子在該傳動比上達到最大轉(zhuǎn)速時接通電機及附加地回收電能。在此情況下，在短暫減速如從50減至40km/h時進行機械能量回收，它相對電能回收具有其效能的優(yōu)點，因為首先從動能到轉(zhuǎn)動能量的轉(zhuǎn)換效率高于從動能到電能的轉(zhuǎn)換效率。
另一有利實施例在于，在所要求的減速度期間使動能轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動能量，直到從至少一個驅(qū)動輪來看變速箱向快速的調(diào)節(jié)達到最大值為止及然后將剩余的的動能轉(zhuǎn)換成電能。在此情況下有利的是，在機動車停止后存儲在飛輪質(zhì)量中的轉(zhuǎn)動能量至少部分地被轉(zhuǎn)換成電能。在一個特別有利的實施例中，轉(zhuǎn)動能量這樣地被轉(zhuǎn)換成電能，以致剩余的轉(zhuǎn)動能量在飛輪與曲軸連接后足夠用于起動在減速過程中被關閉的內(nèi)燃機。
如上所述，將根據(jù)機動車減速的量值來選擇相應的工作方式，其中該量值可為絕對減速度及由此構成的梯度。在此情況下，轉(zhuǎn)換點可被確定為從機械能回收向電能回收轉(zhuǎn)換的點或區(qū)域，被設為固定的或可根據(jù)工作參數(shù)動態(tài)地改變。因此，譬如在小減速度或小減速梯度時及這時從司機來說不存在提高減速度的要求的情況下，使可獲得的動能轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動能量及在超過一個轉(zhuǎn)換點后在大減速度時或根據(jù)司機要求在高減速度時將可獲得的動能轉(zhuǎn)換成電能。該轉(zhuǎn)換點被固定地調(diào)節(jié)為預定減速閾值，例如該轉(zhuǎn)換點被設定在0.5m/s2及3m/s2之間的減速度上，最好在1m/s2及2m/s2之間。特別有利的是，轉(zhuǎn)換點根據(jù)由司機所要求的減速度來調(diào)節(jié)。這時司機借助待傳送給控制單元的可測量的單值參數(shù)發(fā)出信號，該參數(shù)應包括減速的強度及持續(xù)時間。作為司機所要求的減速度的量值，對由操作一個制動踩板的方式導出的信號求值。該信號也可為接收制動踩板的操作壓力的壓力傳感器的壓力信號，在液壓系統(tǒng)中用于操作制動器而建立的壓力和/或類似信號。在能量回收系統(tǒng)設計上低于所需最大制動能量時可當機動車所需減速度超過由動能轉(zhuǎn)換引起的減速度時根據(jù)所需減速度接通一個現(xiàn)有的或附加安裝的常用制動裝置。
用于在純機械能量回收及電機發(fā)電能量回收之間轉(zhuǎn)換的另一有利措施可這樣地作出轉(zhuǎn)換點適配地根據(jù)至少一個變化的工作參數(shù)來調(diào)節(jié)。因此轉(zhuǎn)換點可譬如根據(jù)司機及其駕駛方式本身并借助模糊技術或通過神經(jīng)網(wǎng)的計算來調(diào)節(jié)。例如在具有許多斷續(xù)制動過程的暢通駕駛中可立即采取電能回收，而在平穩(wěn)的、以前被看作快速滑行的駕駛方式中最好采用純機械能量回收。在轉(zhuǎn)換點的計算上可包括適當傳動比的選擇。譬如在具有許多斷續(xù)制動過程的暢通駕駛中很快地設置具有相應的大減速度及回收轉(zhuǎn)矩的小擋或小傳動比，而在慢減速為主的情況中在通過傳動比調(diào)節(jié)的理想轉(zhuǎn)速下用電機進行電能回收。
本發(fā)明用于改善混合動力傳動系統(tǒng)總效率的構思考慮以自動方式這樣地控制變速箱，以使得內(nèi)燃機工作在其最小損耗的范圍中，及由司機所要求的動力傳動系統(tǒng)的功率增加、例如超車操作時借助使用電機的附加驅(qū)動裝置來調(diào)節(jié)。這里特別有利的是，當由工作在其最小損耗的范圍中的內(nèi)燃機功率及電機功率構成的動力傳動系統(tǒng)總功率可由司機選擇的功率范圍重復地提供。但在此情況下出于所需總功率可重復性的原因，當影響電機功率的至少一個參數(shù)使總功率減小時內(nèi)燃機則必需離開其最小損耗的范圍。這些影響譬如為與轉(zhuǎn)速有關的和/或與溫度有關的因素，它們不利地影響了電機的功率特性曲線、向電機供電的儲能器的狀態(tài)如機動車蓄電池的充電狀態(tài)和/或老化、控制電機的和/或供給電能的大功率電子裝置的溫度。偏離最小損耗可這樣地進行，即在電機功率受到不利影響時對內(nèi)燃機最小損耗的最佳近似偏離一個量值，該量值與至少一個影響參數(shù)使電機功率減小的量值相同。
根據(jù)本發(fā)明的提高混合動力傳動系統(tǒng)效率的另一構思在于，電機可選擇地與變速箱輸入軸或與至少和一個驅(qū)動輪形成功能連接的變速箱輸出軸相連接。以此方式電機總是與一個軸功能連接，它鑒于與其轉(zhuǎn)速相關的最大功率提供最佳轉(zhuǎn)速范圍。對此例如可設置一個動力傳動系統(tǒng)，其中設置一個電機在自動負載控制變速箱中，它具有一個可轉(zhuǎn)換地使變速箱輸入軸與曲軸連接的起動離合器，及可轉(zhuǎn)換地使變速箱輸出軸和電機與曲軸連接的負載控制離合器，其中電機及變速箱輸出軸之間的連接可借助牙嵌離合器分離，由此在牙嵌離合器閉合及負載控制離合器打開的情況下電機與變速箱輸出軸相連接，及在牙嵌離合器打開及起動和負載控制離合器均閉合的情況下電機與變速箱輸入軸相連接。這里更有利的是，在置入至少一個擋時電機使變速箱輸入軸的轉(zhuǎn)速同步在變速箱輸出軸的轉(zhuǎn)速上。此外電機可借助譬如一個磨擦式離合器與曲軸形成連接，由此在能量回收時可使內(nèi)燃機與電機分離及在離合器閉合時電機在停車狀態(tài)起動內(nèi)燃機。
出于能效的原因更有利的是，在停車時使內(nèi)燃機關機及在車起動前再起動內(nèi)燃機。出于舒適及與安全相關的技術原因特別有利的是，在要求起動時內(nèi)燃機由司機均盡可能早地起動。與現(xiàn)有技術相反地這里建議在停車期間只要司機操作制動踩板內(nèi)燃機即被操作，內(nèi)燃機是在松開制動踩板時而不是在操作油門踩板時被起動，由此在該關鍵時間區(qū)域中可達到對內(nèi)燃機轉(zhuǎn)矩快速提供的實質(zhì)性貢獻。
根據(jù)本發(fā)明構思的另一實施形式考慮在能量回收情況下，在機動車減速時回收的動能譬如轉(zhuǎn)換到一個空調(diào)設備、如空調(diào)壓縮機中，其中該空調(diào)壓縮機可設計車具有致冷及致熱的功能。在此情況下有利的是，最好用二氧化碳工作及直接與變速箱形成功能連接，其中變速箱也可接收電機及可使其與變速箱輸入軸、變速箱輸出軸或聯(lián)動軸連接。特別有利的是，空調(diào)壓縮機可布置在一個雙離合器變速箱的變速箱輸入軸旁邊，其中電機也設在該同一軸旁邊或另一變速箱輸入軸旁邊。通過將空調(diào)壓縮機布置在變速箱的區(qū)域中可實現(xiàn)在慣性行駛時在內(nèi)燃機分離的情況下空調(diào)壓縮機可以工作，例如通過電機和/或由慣性行駛釋放的動能，并由此可對機動車加熱和/或冷卻。這尤其可與一些內(nèi)燃機、譬如具有直接噴射的柴油機有利地結合，因為用于加熱的熱損耗很小?？梢岳斫?，空調(diào)壓縮機及電機可彼此直接地在變速箱中形成傳動的耦合。
根據(jù)本發(fā)明構思的另一實施形式考慮在動力傳動系統(tǒng)中設置磨擦式離合器，它譬如可使變速箱可分離地與內(nèi)燃機耦合，及在起動過程中電機與內(nèi)燃機相連接，以使得在起動過程中磨擦式離合器僅閉合到使起動轉(zhuǎn)矩能從電機傳遞動內(nèi)燃機所需的程度。以此方式在起動內(nèi)燃機時離合器可快速釋放及可在變速箱中盡早地置入起動擋，由此，總體上使機動車比磨擦式離合器完全閉合的起動過程可更快地起動。對此變換地或并列地，起軸向壓緊一個裝有摩擦片的離合器盤(Kupplungsscheibe)作用的摩擦式離合器被一個具有線性行程/力特性的儲能器加載，該壓緊例如是通過兩個壓板，其中一個壓板軸向固定，而第二壓板與它形成可軸向移動及抗扭轉(zhuǎn)的連接。由此在離合器閉合時可得到線性上升的轉(zhuǎn)矩及在離合器打開時可得到線性下降的轉(zhuǎn)矩，這就導致總的分離及閉合時間的縮短。在內(nèi)燃機起動后到機動車起動的時間的進一步縮短可這樣實現(xiàn)，其方式是為了置入起動擋使摩擦式離合器在內(nèi)燃機及變速箱之間均勻打開及立即在接合點上運行及在達到置入擋的同步后使機動車起動。在此情況下該接合點是對可軸向移動的壓板加載的儲能器的分離器的軸向行程軸向地位移到正好離合器盤無磨擦及由此正好從內(nèi)燃機無轉(zhuǎn)矩傳遞到變速箱的點。通過在該接合點的運行在完成同步的時刻將贏得在同步后接合點起動連接所需的時間。
本發(fā)明另一構思在于動力傳動系統(tǒng)效率的改善，為此內(nèi)燃機直接與電機連接。這種用所謂曲軸起動發(fā)動機構成的混合動力傳動系統(tǒng)可成本合理地制造，因為取消了設在電機及內(nèi)燃機之間的離合器，它通常用在能量回收期間使內(nèi)燃機與電機分離。該經(jīng)濟上的優(yōu)點在現(xiàn)有技術中是以帶來了缺點為代價的，在能量回收期間內(nèi)燃機以其拖動轉(zhuǎn)矩被一起拖動及由此使可獲得的動能在機動車減速時減小了拖動轉(zhuǎn)矩的部分，在中等級別的機動車的內(nèi)燃機上在3000轉(zhuǎn)/min時至少約為10-15Kw。試驗表明，在這種動力傳動系統(tǒng)中如上所述地轉(zhuǎn)換到快速時拖動轉(zhuǎn)矩不必要地增大，因為內(nèi)燃機的拖動轉(zhuǎn)矩通常隨轉(zhuǎn)速增大。這里本發(fā)明的動力傳動系統(tǒng)對該方案的對策是特別有利的，即在慣性行駛時使變速箱中的一個擋置入，它允許內(nèi)燃機工作在小轉(zhuǎn)速的慣性行駛。由此電機也工作在小轉(zhuǎn)速下，在該換擋方案中總能量值得到改善及在能量回收時比變速箱停留在一個低擋上節(jié)省更多的能量。在此情況下有利的是，置入一個擋或在CVT變速箱的情況下選擇一個傳動比，使內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速限制到小于1500轉(zhuǎn)/min，最好小于1000轉(zhuǎn)/min。
本發(fā)明的另一作用是在具有曲軸起動發(fā)動機的動力傳動系統(tǒng)中提高其效率，該動力傳動系統(tǒng)的一個實施例在于，電機工作在發(fā)電機工況用于減弱動能，直至設在內(nèi)燃機中的一個滑行斷開裝置(Schubabschaltung)無效時為止，其中在滑行斷開裝置無效后使設在內(nèi)燃機及變速箱之間的起動離合器打開及使內(nèi)燃機關機。由此可在出于舒適原因直至取消滑行斷開的時刻無燃料損耗地回收能量，及然后在空載階段中開始消耗燃料前為了避免不必要的燃料損耗而使內(nèi)燃機關機。以此方式，可在滑行斷開裝置無效前不用重新起動內(nèi)燃機用仍未關機的內(nèi)燃機立即起動機動車。
根據(jù)本發(fā)明構思的一個涉及所有混合傳動的動力傳動系統(tǒng)的另一有利實施形式在于，在起動過程期間內(nèi)燃機的壓縮比下降。在起動期間壓縮比的下降例如可通過曲軸和/或汽缸頭軸向位移和/或控制時間的變化以改變汽缸工作容積的方式實現(xiàn)。為了能更可靠地進行起動過程，壓縮比譬如可從14下降到8及由此明顯降低控制功率。因為用于起動內(nèi)燃機所需的功率與其壓縮比相關，在壓縮比下降時可節(jié)省能量，及此外用于起動內(nèi)燃機的電機可相應地以較小功率設計，尤其當僅出于提供起動轉(zhuǎn)矩的原因，譬如在具有高壓縮比和/或大汽缸數(shù)量的內(nèi)燃機上電機必需具有比用于發(fā)動機和/或能量回收的電機大的容量的情況下是有利的。對此應指出，電機工作在譬如預定的發(fā)動機、能量回收和/或升壓工作方式時也可短時地超過額定功率，由此原則上具有小功率的電機是有利的，這時所需起動轉(zhuǎn)矩也可被設計得小些。
此外可考慮，為了在能量回收結束盡可能早地將轉(zhuǎn)矩傳遞到輸出軸上，內(nèi)燃機通過離合器不完全與變速箱輸入軸分離，而在低轉(zhuǎn)速下、例如在轉(zhuǎn)速小于1000轉(zhuǎn)/min及最好在空載轉(zhuǎn)速時使內(nèi)燃機被一起拖動，其方式是譬如離合器滑動地工作。這樣產(chǎn)生的多余損耗被保持在一定限度內(nèi)。而在起動或在能量回收過程后的重新加速時離合器可快速傳遞轉(zhuǎn)矩，及由此起動或能量回收后的加速能可靠且舒適地進行，因為內(nèi)燃機無需被再起動。變換地或附加地，在該工況中壓縮和/或壓縮比可下降，燃燒室閥可部分地打開和/或關閉一個或多個工作汽缸。
該混合動力傳動系統(tǒng)另一有利的實施例在于，電機在空間上被設在起動離合器的附近。對于該實施方式可有利地考慮，由于起動離合器其發(fā)熱的打滑特性及由于電機在其工作時的發(fā)熱、尤其工作在最大功率區(qū)域中或短時超過最大功率的發(fā)熱，將根據(jù)它們發(fā)出的熱量來控制，即當組件-電機和/或磨擦式離合器中至少一個出現(xiàn)發(fā)熱時將使這兩個組件這樣工作，即該發(fā)熱不會導致?lián)p壞。這意味著，在離合器滑動時電機的功率下降或在極端情況下甚至關斷電機，以使周圍環(huán)境中的必要熱量減小及保持在一定程度上，這將不導致組件周圍環(huán)境中材料的繼續(xù)受損。此外，在電機大的發(fā)熱的工作狀態(tài)下將避免離合器的滑動工作或離合器的操作及由此必要時使換擋過程在時間上偏移。有利地也在于，在組件區(qū)域高溫情況下至少在相應時間區(qū)段中這兩個組件這樣工作，即形成盡可能小的發(fā)熱，即使當發(fā)熱僅由一個組件引起時。有利地，本發(fā)明的該構思可預見性地被應用，其方式是，在譬如與待克服其上升的周圍環(huán)境溫度、附加負載和/或機動車負載相關地出現(xiàn)的組件安裝空間過熱的情況下，使電機和/或磨擦式離合器相應地以減小的發(fā)熱工作。可以理解，該過程可通過中心控制單元控制，后者可以在機動車工作中進行流程的相應優(yōu)先化，由此對關系可靠性及構成舒適性的過程相應求值。
另一個設有CVT變速箱的有利實施例在能量回收期間將這樣設置CVT變速箱的傳動比，以使得電機工作在最大效率和/或最大功率。這里特別有利的是，轉(zhuǎn)子首先不發(fā)出電流及機械地回收能量，僅當電機達到最大效率區(qū)域的轉(zhuǎn)速時、如在額定轉(zhuǎn)速或達到最大功率的轉(zhuǎn)速時才發(fā)出電流。CVT變速箱傳動比通過錐形盤的調(diào)節(jié)可控制電機轉(zhuǎn)速，而能量回收過程可從司機所需的減速度來導出。為此由司機給出一個信號，它根據(jù)減速度的要求求值及轉(zhuǎn)換成改變傳動比的控制量。作為司機給出信號例如為制動踩板的位置，作用在制動踩板上由司機產(chǎn)生的壓力或在液壓制動設備中產(chǎn)生的壓力，該壓力僅從一定值、如用于所需緊急制動的值開始才導入常用制動中，而在這以前僅用于構成信號，其中由司機根據(jù)他產(chǎn)生的壓力導出的減速度可借助能量回收來得到。對此一個有利的實施例考慮由司機設置一個預給定值，通過它控制一個上級制動管理裝置，該裝置調(diào)節(jié)各個減速程序，例如緊急制動、啟動抗抱死系統(tǒng)的制動等。其中實際減速度可通過車輪轉(zhuǎn)速傳感器、如借助現(xiàn)有的一個抗抱死系統(tǒng)和/或抗滑動調(diào)節(jié)系統(tǒng)來確定及可考慮作為由制動管理裝置處理的測量值。在能量回收過程后的加速時可用來調(diào)節(jié)油門位置或用于所需加速度量度的作為司機信號的調(diào)節(jié)量的時間求導，以相應調(diào)節(jié)CVT變速箱錐形盤來調(diào)節(jié)適合的傳動比。在此情況下所需的與實際的傳動比的偏差可形成一個調(diào)節(jié)環(huán)，該調(diào)節(jié)環(huán)調(diào)節(jié)CVT變速箱的傳動比變化，及由此譬如達到恒定減速特性，尤其在下坡行駛時。作為另外的影響量可向制動管理裝置輸入預控制量，并最好作為固定的參數(shù)輸入，以便對管理系統(tǒng)的計算能力不會過高的要求，這些參數(shù)例如為內(nèi)燃機及變速箱之間的離合器可傳輸?shù)淖畲筠D(zhuǎn)矩、電機的最大轉(zhuǎn)矩或特性曲線、常用制動的最大制動轉(zhuǎn)矩及必要時的效率及響應特性和/或類似參數(shù)。
本發(fā)明的另一構思在于能量回收過程，其中在內(nèi)燃機及CVT變速箱之間的起動離合器在能量回收過程期間被打開，這時內(nèi)燃機停止及在起動離合器閉合后由通過另一分離離合器與變速箱的從動軸分開的電機借助脈沖式起動器來起動，并根據(jù)由司機所需加速度轉(zhuǎn)矩來調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速。在此情況下司機可借助控制信號、如由油門位置導出的信號預給定所需加速度及與此相關的轉(zhuǎn)矩的量值，其中所需加速度可用對內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)矩配置的形式求得。根據(jù)本發(fā)明的構思，這時該轉(zhuǎn)速在起動離合器閉合前就已對電機調(diào)節(jié)，以致在起動離合器閉合后使內(nèi)燃機加速到該轉(zhuǎn)速，由此內(nèi)燃機輸出由司機要求的轉(zhuǎn)矩。同時CVT變速箱可被調(diào)節(jié)到適合所調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的最佳傳動比及使分離離合器以相對小的滑動閉合。
本發(fā)明還包括用上述動力傳動系統(tǒng)的有利實施形式控制，調(diào)節(jié)及操作機動車的方法。
動力傳動系統(tǒng)的各個實施例10，110，210，310，410彼此的區(qū)別基本上在于電機50的布置及布線及一個擋6的設置及配置。對此

圖1表示一個具有擋1至5，R的負載控制變速箱15，其中電動機51的轉(zhuǎn)子51與負載控制離合器32通過譬如齒輪31及與轉(zhuǎn)子和齒輪31相嚙合的齒輪52直接地連接以提高傳動比。通過使電機50與齒輪31連接基本上與擋5在傳動上相連接，以使得在圖示的實施例中不僅在機動車通過變速箱輸出軸傳動而且在能量回收時具有固定的傳動比，在能量回收時動能通過變速箱輸出軸23進入變速箱15。內(nèi)燃機的起動是在移動套筒36，37，38的空擋位置及離合器13閉合及離合器32閉合的情況下進行的。在該運行狀態(tài)中不置入擋1至5，R，由此該狀態(tài)-譬如在機動車停止時儲能器不足的情況下-可在不斷開內(nèi)燃機11的情況下用來對儲能器充電。在能量回收方式中，最好兩個離合器13，32均打開及借助移動套筒38置入擋5。這也置入到借助電機50的機動車純電動運行。在借助內(nèi)燃機11的機動車運行時，電機50可在負載控制離合器32打開及置入擋5的情況下以發(fā)電機運行方式產(chǎn)生電流或以電動機運行方式支持內(nèi)燃機11。如果置入到擋1至4，R，電機50可通過負載控制離合器32與內(nèi)燃機11的曲軸12相連接，以致在發(fā)電機運行方式中可直接由曲軸12驅(qū)動或在電動機運行方式中使轉(zhuǎn)矩傳到變速箱輸入軸14。在擋1至4轉(zhuǎn)換期間負載控制離合器32可滑動地工作及移動套筒38置入擋5，以使得當一個擋斷開及置入新?lián)跻郧暗臓恳嚅_期間通過擋5將轉(zhuǎn)矩傳遞到變速箱輸出軸23，及在牽引力斷開期間可至少減小地得到傳動轉(zhuǎn)矩。變換地或附加地，電機50可將轉(zhuǎn)矩傳到變速箱輸出軸，以致在換擋過程中離合器32可完全保持打開及在此期間無轉(zhuǎn)矩被傳送到變速箱輸出軸。
為了在機動車減速時使動能通過傳動輪進入變速箱輸出軸23及再從那里供給電機50，或在機械能量回收到轉(zhuǎn)子51中期間使轉(zhuǎn)子具有飛輪質(zhì)量以增大可利用的提供轉(zhuǎn)動能量的最大慣性矩，起動離合器13及負載控制離合器32打開及擋5的齒輪30與變速箱輸出軸相連接。通過擋齒輪31及轉(zhuǎn)子51之間設定的傳動比，在變速箱輸出軸23小轉(zhuǎn)數(shù)的情況下轉(zhuǎn)子51便可得到相應的加速。根據(jù)本發(fā)明的構思，機動車車減速時將根據(jù)開始減速時的輸出側(cè)速度，減速梯度，機動車負荷，電儲能器的充電狀態(tài)和/或類似狀態(tài)或通過機械或通過電形式進行能量回收。在機械形式的能量回收情況下，僅是轉(zhuǎn)子51及有時其附加的飛輪質(zhì)量被加速及轉(zhuǎn)動能量被儲存。對此有利的是，在機動車停止時使擋5斷開，由此根據(jù)飛輪利用原理使轉(zhuǎn)子51自由轉(zhuǎn)動及有時在負載控制離合器32閉合后內(nèi)燃機11可再起動，負載控制離合器最好在機動車停止后立即關斷或在離合器13打開后的滑行運行時被打開。此外，在轉(zhuǎn)子51高轉(zhuǎn)速情況下尤其有利的是，電機50一直接通在發(fā)電機工況中，直至由于電機發(fā)電工作使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)下降，以致負載控制離合器32可無摩擦地接合?？梢岳斫猓D(zhuǎn)速僅下降到這樣的程度，即內(nèi)燃機仍可在熱狀態(tài)下起動。在機動車減速期間電形式的能量回收使用與機械形式的能量回收相同的力傳遞路徑而其狀態(tài)為電機50工作在發(fā)電機工況及由此發(fā)出電能，該電能輸送到電儲能器和/或供給用電器-尤其涉及與安全有關及機動車舒適性的用電器。尤其在機動車停止時有利的是，在轉(zhuǎn)子中存儲的轉(zhuǎn)動能量轉(zhuǎn)換成電能，及產(chǎn)生用于相應用電器的電能，由此使電存儲器如蓄電池不會過負荷。
圖2與圖1不同地表示一個具有6擋的負載控制變速箱115，其中為了構成擋6，在變速箱輸出軸23上設置了一個作為惰齒輪的附加擋齒輪30，及該惰齒輪借助附加的移動套筒44可與固定齒輪45相連接。與圖1的實施例10中電機50連接到擋5的方式相同地，具有轉(zhuǎn)子51的電機50通過齒輪31連接到擋6上。
圖3與圖1及2的實施例15，115不同地表示一個動力傳動系統(tǒng)210，其中轉(zhuǎn)子51借助一個換擋離合器53可分離地連接在擋5的固定齒輪21上。在此情況下?lián)?通過齒輪31與負載控制離合器32連接。這種布置尤其具有其優(yōu)點，即在換擋過程如從擋2向擋3轉(zhuǎn)換的過程中，轉(zhuǎn)子51借助換擋離合器53與擋5分離，以致轉(zhuǎn)子的慣性矩對換擋同步不起干擾作用，該慣性矩為了機械形式的能量回收應相應地高及在同步過程中起到副作用。但在需要時電機50可支持換擋過程，其方式是它使變速箱輸入軸14加速或減速。此外，它可通過擋齒輪29及閉合的換擋離合器38在負載控制離合器32打開的情況下使變速箱輸出軸23加速或減速。
圖4表示圖3的動力傳動系統(tǒng)210的另一變型，其中換擋離合器53可轉(zhuǎn)換在兩個開關位置上，即一個第一位置，在該位置上轉(zhuǎn)子51通過固定齒輪21與擋5連接，及一個第二位置，在該位置上電機直接與曲軸12連接，為此在圖示的實施例中應該惰齒輪54與離合器13，32的離合器殼體55相嚙合?？梢岳斫?，除這兩個置入位置外換擋離合器53還可具有一個空擋位置。該實施例具有其優(yōu)點，即尤其在停車時或在電儲能器充電狀態(tài)不足時電機可與內(nèi)燃機直接連接，由此在譬如停停走走的交通狀況時電儲能器可直接被補充電。為此在停車時內(nèi)燃機不停止，而電機工作在發(fā)電機工況。電機與曲軸12的直接連接相對圖1至3中通過閉合的換擋離合器32的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)換具有更小的損耗、如摩擦損耗，及尤其在機動車停車期間、起動過程期間及在小速度情況下有效地使用內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速范圍。
圖5表示一個動力傳動系統(tǒng)的實施例410，它具有與圖4的動力傳動系統(tǒng)310相同的功能，換擋離合器53可分離地形成電機及擋5之間的連接，及自由輪機構(Freilauf)55通過齒輪54將轉(zhuǎn)矩從曲軸12傳遞到電機50的轉(zhuǎn)子51。移動套筒53則可這樣地配置，即它僅使轉(zhuǎn)子51與變速箱輸入軸14分離。
圖6表示具有一個內(nèi)燃機511及一個CVT變速箱515的動力傳動系統(tǒng)，其中變速箱輸入軸514及變速箱輸出軸523中間的傳動比借助一種改變各設在變速箱輸入軸514及變速箱輸出軸523上的錐形盤對的轉(zhuǎn)動直徑的纏繞裝置來調(diào)節(jié)。其有利的機構及工作方式已由現(xiàn)有技術充分地公知，這里作為例子可例舉DE 40 36 683 A1。電機550與變速箱輸入軸514連接。在圖示的實施例中電機的轉(zhuǎn)子551借助皮帶傳動裝置556與變速箱輸入軸514形成傳動連接。在此情況下該皮帶傳動裝置556也可為可連續(xù)調(diào)節(jié)的纏繞裝置變速器。在曲軸512及變速箱輸入軸514之間設有振動阻尼裝置516，例如為一個分開的飛輪。該CVT變速箱515借助各個離合器558，559一方面與內(nèi)燃機及另一方面與從動軸可分離耦合，在圖示的實施例中這些離合器是濕式運行多片式離合器。
該動力傳動系統(tǒng)510的工作方式類似于圖1中所述動力傳動系統(tǒng)的工作方式，其中尤其是離合器558，559及變速箱515的操作相應于所述動力傳動系統(tǒng)地進行。內(nèi)燃機的起動在離合器558閉合及離合器559打開的情況下借助電機550通過皮帶盤變速器556實現(xiàn)。如果該皮帶盤變速器556可變地調(diào)節(jié)，將有利于在電機大轉(zhuǎn)速及相應設置的傳動比的情況下起動內(nèi)燃機511。機動車的驅(qū)動通過內(nèi)燃機511在離合器558，559閉合的情況下實現(xiàn)，其中根據(jù)所需加速度及機動車速度來調(diào)節(jié)變速箱515。變換地或附加地，電機550可通過皮帶傳動裝置556驅(qū)動或加速機動車。當機動車減速時可打開離合器58及使內(nèi)燃機停止。為了減速機動車可在離合器559閉合情況下使電機供給電流及以電形式回收能量，或視行駛狀態(tài)而定使電機550關斷及以純機械方式回收能量。一旦機動車停止，可再打開離合器559，而轉(zhuǎn)子551及仍與它功能連接的部分可被用作慣性利用單元。這時存儲的轉(zhuǎn)動能量可通過電機550供給電流轉(zhuǎn)換成電能，或提供內(nèi)燃機的重新起動，其方式是使離合器558閉合。在用所需純機械回收能量使機動車減速的情況下，將傳動比調(diào)節(jié)到快速-in Overdrive-將是更有利的，以致在變速箱輸出軸523低轉(zhuǎn)速時產(chǎn)生電機550的轉(zhuǎn)子551的高轉(zhuǎn)速，及由此可存儲更多的轉(zhuǎn)動能量。在皮帶傳動裝置556具有可變調(diào)節(jié)性的情況下，該傳動裝置可被調(diào)節(jié)到快速。在所需電形式能量回收的情況下，變速器550的傳動比及有時皮帶傳動裝置556的傳動比可這樣選擇，以使得電機工作在最佳效率上。
圖7表示根據(jù)本發(fā)明構思的具有一個變速箱615的動力傳動系統(tǒng)的優(yōu)選實施例，它具有電機650，這是一種所謂齒輪-空擋變速箱的實施形式。該變速箱615分為一個CVT變速器660，它具有一組設在變速箱輸入軸614上及一組設在變速箱輸出軸623上的、用纏繞裝置661傳動連接的錐形盤對662，663；及一個行星變速單元664，它的空心齒輪666與一個從動軸665相連接，后者連接到至少一個驅(qū)動輪或一個差動裝置。該行星變速單元668由空心齒輪666，具有行星齒輪668及恒星齒輪669的行星支架667構成。其中恒星齒輪669與變速箱輸出軸623固定地連接，橋接部分667選擇地通過670，671可與變速箱輸入軸614或變速箱輸出軸623相連接。未示出的內(nèi)燃機的曲軸612可通過離合器672與變速箱輸入軸614相連接。與變速箱輸入軸614固定連接的電機650的轉(zhuǎn)子651可在離合器672閉合時連接到曲軸上，與從動軸665的功能連接在離合器670，671打開的情況下直接通過CVT變速器660或由閉合的離合器671功率分路地通過CVT變速器660及變速箱輸入軸614及橋接部分667之間的齒輪連接673、再通過行星齒輪668及空心齒輪666到從動軸665來實現(xiàn)。通過選擇地閉合離合器670，671可達到比用傳統(tǒng)的CVT變速箱高得多的傳動比范圍，在后者情況下包括差動裝置傳動比在內(nèi)的最大傳動比約為i＝14。以此方式，在離合器670閉合的情況下通過連接到從動軸665的傳動齒輪及CVT變速器660減速地達到轉(zhuǎn)子651上很高傳動比的調(diào)節(jié)及轉(zhuǎn)子相應的加速，由此通過高轉(zhuǎn)速可存儲很多的轉(zhuǎn)動能量。例如轉(zhuǎn)數(shù)可達到16.000轉(zhuǎn)，對此可以估計在該轉(zhuǎn)速范圍中以怎樣的成本才能表明轉(zhuǎn)子651的破裂強度經(jīng)得起附加獲得的轉(zhuǎn)動能量的部分。此外應指出，該變速箱615涉及一種齒輪-空擋變速器，及在離合器670閉合時在CVT變速器660減速位置上將發(fā)生傳動比的翻轉(zhuǎn)，以致在轉(zhuǎn)換到低速時該翻轉(zhuǎn)點不應被達到。
圖8至11各表示一個曲線圖，其中表示在回收能量過程期間能量E相對下降的速度v的關系。圖8用虛線701表示在回收能量過程期間機械形式回收的能量E相對下降的速度v的關系，該過程開始于速度v1直到停止速度v0，該期間一個CVT變速箱的總傳動比i從高速向著低速改變，它用實線702表示。在譬如100公里/小時的速度v1時開始回收能量的情況下，能量線性地增大直至達到最大傳動比，例如在速度v(imax)時達到最大傳動比，在達到v(imax)時不能再使飛輪質(zhì)量繼續(xù)加速，該飛輪質(zhì)量接收動能及以轉(zhuǎn)動能量存儲。在最大傳動比i、譬如i＝14時回收的能量值比在合理經(jīng)濟成本投入及電機節(jié)能設計情況下的電機效能增高多倍。這里電機的功率估計最大為15至25KW。隨著曲線702以更大傳動比的變化，例如使用齒輪-空擋變速箱可使能量曲線701從點v(imax)開始線性地繼續(xù)增大到更大的回收能量。在此情況下，飛輪質(zhì)量的破裂強度必需設計得更大，對此的成本估計、即為此提高的成本相對可附加獲得的能量值應表明是合理的。為了完整起見應指出，在圖8所示的曲線中能量E表示v1及v(imax)之間減速過程期間的能量值，即在這兩個速度之間的能量應整體地觀察及在最大傳動比時速度的下降直到機動車停止不再有附加能量的回收。曲線701對于在點v(imax)達到其最大傳動比的變速箱繼續(xù)給出可回收能量E的變化。
圖9的曲線圖表示在電形式能量回收期間能量E隨速度v的變化，它開始于速度v1及結束于速度v＝0。在此情況下曲線703表示在速度v時可瞬時回收的能量值，曲線704表示在相應的速度v時累積的能量值，以致在能量回收過程期間在曲線704上當v＝0時可讀出可獲得的最大能量。該值譬如通過變速箱的換擋、尤其在使用CVT變速箱的情況下可得到優(yōu)化，其方式是這樣選擇傳動比的設置，以使得電機總是工作在其最佳效率上。為了比較，圖10表示在從v1至v＝0的速度范圍v中用于機械形式能量回收的相同能量特性，其中具有能量曲線705及與圖8中曲線701相應的能量值701。應該指出，圖9及10的曲線的比例尺并不必需一定相同。
圖11的曲線圖表示一個機動車從速度v1減速到v＝0停止情況下以機械形式及電形式組合能量回收的能量變化。這里曲線706表示隨減速的增加機動車的動能下降，曲線707表示電形式能量回收的能量曲線，曲線708表示機械形式能量回收的能量曲線及曲線709表示機械及電形式能量回收的總能量曲線。在該例的處理過程中電及機械形式能量回收的選擇方式是這樣的在回收開始是純機械形式的能量回收，即飛輪質(zhì)量如電機轉(zhuǎn)子或設有附加質(zhì)量的轉(zhuǎn)子首先被加速到最大轉(zhuǎn)速，及在此期間變速箱如CTV變速箱、齒輪-空擋變速箱或換擋變速箱被調(diào)節(jié)到最大傳動比，也就是運行在低速上及在速度v2上飛輪質(zhì)量達到最高轉(zhuǎn)速后電機開始工作即供給電流。由此電形式的回收能量增加，而以轉(zhuǎn)動能量形式存儲的機械能量逐漸下降。由曲線709表示的拉制能量形式的和在v＝0時達到比僅用機械形式或僅用電形式回收能量的機動車減速情況下更高的能量值。在另一有利的實施例中，例如電形式回收在速度v3時停止及驅(qū)動輪與飛輪質(zhì)量之間的連接被打開，以使得飛輪質(zhì)量繼續(xù)轉(zhuǎn)動及必要時使停止的內(nèi)燃機通過它與飛輪質(zhì)量中間的連接可再起動。可以理解，點v3的選擇不一定根據(jù)機動車速度，而也以有利的方式根據(jù)飛輪質(zhì)量的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)。
與本申請一起提交的權利要求書是一種撰寫的建議而不偏向于實現(xiàn)深入的專利保護。本申請人仍保留，將目前僅公開在說明書和/或權利要求書中的其它的特征組合提出保護。
在從屬權利要求中使用的回引指示通過相應從屬權利要求的特征進一步地構成獨立權利要求的主題；而不應理解為放棄達到對回引的從屬權利要求的特征組合的獨立、具體保護。
因為從屬權利要求鑒于優(yōu)先權日的現(xiàn)有技術也可構成自身的獨立發(fā)明，因此本申請人保留它們可作為獨立權利要求的主題或用作劃界的解釋。此外它們也可包括獨立的發(fā)明，該發(fā)明具有與在前的從屬權利要求的主題無關的構型。
這些實施例不應被理解為對本發(fā)明的限制。而在本公開的范圍內(nèi)可以有許多變化及修改，尤其是這樣的單元及組合和/或材料的變型例如通過其單個特征結合一般說明及在實施形式和中所述的以及附圖中包含的特征或單元或方法步驟的組合或變化對于專業(yè)人員在其任務的解決方面是可推測出來的，及通過組合的特征將導致新的主題或?qū)е滦碌姆椒ú襟E或新的方法步驟順序，以及它一般地涉及制造、檢驗及工作方法。
權利要求
1.用于機動車在不同工作狀態(tài)下前進運動的動力傳動系統(tǒng)，其中該動力傳動系統(tǒng)包括至少一個內(nèi)燃機，至少一個可與該內(nèi)燃機相連接的、至少具有發(fā)電機及電動機功能的電機，及至少一個設在內(nèi)燃機與至少一個驅(qū)動輪之間的變速箱，該變速箱具有多個可根據(jù)工作狀態(tài)選擇的變速級，它至少包括下列運行狀態(tài)a)在牽引運行中該機動車由內(nèi)燃機和/或電機驅(qū)動，b)在慣性行駛中，至少一部分由機動車減速形成的動能被轉(zhuǎn)換成電能和/或轉(zhuǎn)動能量及至少短時地存儲在至少一個用于存儲該能量形式的相應構型的儲能器中，c)在冷起動階段中，未由工作加熱的內(nèi)燃機借助電機起動，d)在熱起動階段中，由工作加熱的內(nèi)燃機借助電機或轉(zhuǎn)動的飛輪質(zhì)量起動，該電機或飛輪與內(nèi)燃機在傳動上相連接。
2.根據(jù)權利要求1的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于飛輪質(zhì)量是一個可與內(nèi)燃機曲軸及一個變速箱輸入軸在其轉(zhuǎn)動性能上適合轉(zhuǎn)動地連接的及可與它們分離的飛輪。
3.根據(jù)權利要求2的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于該飛輪是電機的轉(zhuǎn)子。
4.根據(jù)權利要求1至3中一項的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于在機動車減速時變速箱的傳動比從至少一個驅(qū)動輪來看被調(diào)節(jié)到快速。
5.根據(jù)權利要求1至4中一項的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于根據(jù)不同的行駛狀態(tài)，在慣性行駛中在第一工作方式時借助由減速部分獲得的動能使飛輪質(zhì)量加速及在另一工作方式中借助電機使動能轉(zhuǎn)換成電能。
6.根據(jù)權利要求5的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于相應的工作方式根據(jù)機動車減速的量值來選擇。
7.根據(jù)權利要求6的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于在小減速度時將可獲得的動能轉(zhuǎn)換成電能，及在超過一個可調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)換點后在大減速度時將可獲得的動能轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動能量。
8.根據(jù)權利要求7的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于在預定減速度閾值的情況下，該轉(zhuǎn)換點被調(diào)節(jié)為固定。
9.根據(jù)權利要求8的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于該轉(zhuǎn)換點被設定在0.5m/s2及3m/s2之間的減速度上，最好在1m/s2及2m/s2之間。
10.根據(jù)權利要求7至9中一項的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于轉(zhuǎn)換點根據(jù)由司機所要求的減速度來調(diào)節(jié)。
11.根據(jù)權利要求10的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于作為司機所要求的減速度的量值，對由操作一個制動踩板的方式導出的信號求值。
12.根據(jù)權利要求11的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于該信號是接收制動踩板的操作壓力的壓力傳感器的壓力信號。
13.根據(jù)權利要求1至12中一項的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于當所要求機動車減速度超出通過動能轉(zhuǎn)換的減速度時，根據(jù)所要求機動車減速度啟動常用制動。
14.根據(jù)權利要求4至13中一項的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于在所要求的減速度期間使動能轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動能量，直到從至少一個驅(qū)動輪來看變速箱向快速的調(diào)節(jié)達到最大值為止及然后將剩余的動能轉(zhuǎn)換成電能。
15.根據(jù)權利要求7至14中一項的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于轉(zhuǎn)換點適配地根據(jù)至少一個變化的工作參數(shù)來調(diào)節(jié)。
16.根據(jù)權利要求1至15中一項的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于在機動車停止后存儲在飛輪質(zhì)量中的轉(zhuǎn)動能量至少部分地被轉(zhuǎn)換成電能。
17.根據(jù)權利要求16的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于轉(zhuǎn)動能量這樣地被轉(zhuǎn)換成電能，以致剩余的轉(zhuǎn)動能量在飛輪與曲軸連接后足夠用于起動在減速過程中被關閉的內(nèi)燃機。
18.根據(jù)權利要求1至17中一項的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于變速箱被自動控制，以使得內(nèi)燃機工作在其最小損耗的范圍中，及由司機所要求的動力傳動系統(tǒng)的功率增加借助電機通過附加驅(qū)動裝置來調(diào)節(jié)。
19.根據(jù)權利要求18的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于由內(nèi)燃機在其最小損耗范圍中的功率及由電機的功率構成的動力傳動系統(tǒng)的總功率可通過可由司機選擇的功率范圍再現(xiàn)地構成。
20.根據(jù)權利要求19的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于總功率的構成根據(jù)至少一個影響電機功率的參數(shù)這樣地實現(xiàn)，即在電機功率受到不利影響時對內(nèi)燃機最小損耗的最佳近似偏離一個量值，該量值與該至少一個影響參數(shù)使電機功率減小的量值相同。
21.根據(jù)權利要求20的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于該影響參數(shù)是與轉(zhuǎn)速相關和/或與溫度相關的電機功率特性曲線，向電機供電的儲能器的狀態(tài)，控制電機的和/或供給電能的大功率電子裝置的溫度。
22.根據(jù)權利要求1至21中一項的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于電機可選擇地與變速箱輸入軸或與至少和一個驅(qū)動輪作用連接的變速箱輸出軸相連接。
23.根據(jù)權利要求22的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于電機根據(jù)與轉(zhuǎn)速相關的效率的特性曲線與所述軸相連接，該軸的轉(zhuǎn)速接近特性曲線的最大值。
24.根據(jù)權利要求22或23的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于設置一個電機在自動負載控制變速箱中，它具有一個使變速箱輸入軸與曲軸可控制地連接的起動離合器，及使變速箱輸出軸和電機與曲軸可控制地連接的負載控制離合器，其中電機及變速箱輸出軸之間的連接可借助牙嵌離合器分離，由此在牙嵌離合器閉合及負載控制離合器打開的情況下電機與變速箱輸出軸相連接，及在牙嵌離合器打開及起動和負載控制離合器均閉合的情況下電機與變速箱輸入軸相連接。
25.根據(jù)權利要求24的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于在置入至少一個擋時，該電機使變速箱輸入軸的轉(zhuǎn)速同步在變速箱輸出軸的轉(zhuǎn)速上。
26.根據(jù)權利要求22至24中一項的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于該電機可與曲軸相連接。
27.根據(jù)權利要求1至26中一項的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于內(nèi)燃機至遲在機動車停止時關機及在常用制動釋放時由司機執(zhí)行內(nèi)燃機的自動起動。
28.根據(jù)權利要求1至27中一項的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于在電機及內(nèi)燃機之間設有一個可控制的摩擦式離合器，它在內(nèi)燃機關機及機動車短時停車后如此及時地進入摩擦作用，即由電機將起動轉(zhuǎn)矩傳遞給內(nèi)燃機。
29.根據(jù)權利要求28的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于起軸向壓緊一個裝有摩擦片的離合器盤作用的摩擦式離合器被一個具有線性行程/力特性的儲能器加載。
30.根據(jù)權利要求28或29的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于通過傳遞起動轉(zhuǎn)矩的摩擦式離合器由電機起動內(nèi)燃機，接著為了置入一個擋使摩擦式離合器打開及立即在開始摩擦的摩擦式離合器的接合點上運行及在達到置入擋的同步后使機動車起動。
31.根據(jù)權利要求1至21中一項的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于在慣性行駛時電機與內(nèi)燃機連接的情況下使變速箱中的一個擋置入，它允許內(nèi)燃機工作在小轉(zhuǎn)速的慣性行駛。
32.根據(jù)權利要求32的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速被限制到小于1500轉(zhuǎn)/min，最好小于1000轉(zhuǎn)/min。
33.根據(jù)權利要求1至21，31，32之一的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于在慣性行駛時電機與內(nèi)燃機連接的情況下，為了減弱動能電機工作在發(fā)電機工況，直至設在內(nèi)燃機中的一個滑行斷開裝置無效時為止，其中在滑行斷開裝置無效后使設在內(nèi)燃機及變速箱之間的起動離合器打開及使內(nèi)燃機關機。
34.根據(jù)權利要求1至33之一的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于在起動過程期間內(nèi)燃機的壓縮比下降。
35.根據(jù)權利要求1至34之一的動力傳動系統(tǒng)，具有一個設在起動離合器附近的電機，其特征在于由于起動離合器其發(fā)熱的打滑特性及由于電機在其工作時、尤其工作在最大功率區(qū)域中的發(fā)熱，起動離合器及電機將根據(jù)帶入周圍環(huán)境的熱量來運行。
36.根據(jù)權利要求35的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于電機和/或起動離合器的變換控制根據(jù)電機和起動離合器的總發(fā)熱量來進行。
37.根據(jù)權利要求1至36之一的動力傳動系統(tǒng)，其特征在于在慣性行駛中內(nèi)燃機不關機及借助一個在內(nèi)燃機及變速箱之間的、工作在滑動方式的離合器在能量回收工況中聯(lián)動。
38.使用根據(jù)權利要求1至37之一的動力傳動系統(tǒng)驅(qū)動機動車的方法。
39.根據(jù)公開在本申請中的一個特征的發(fā)明。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有內(nèi)燃機及電機以及變速箱的動力傳動系統(tǒng),用于驅(qū)動機動車。
文檔編號B60W10/10GK1378924SQ0210846
公開日2002年11月13日 申請日期2002年3月29日 優(yōu)先權日2001年3月30日
發(fā)明者托馬斯·佩爾斯, 迪克·賴茨, 馬丁·迪爾澤 申請人:盧克摩擦片和離合器兩合公司