汽车的热力发动机和轮子之间的动力传动方法以及相应的装置的制作方法

专利名称：汽车的热力发动机和轮子之间的动力传动方法以及相应的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在汽车的热力发动机和轮子之间的动力传动 装置。本发明用于赋予更舒适地驾驶车辆，即特别保证施加在轮子 上的力矩的连续性。本发明特别有利地用于汽车领域，但是也可以 用在任何类型的混合动力陆地车辆中。
背景技术：
在下面，术语"启动"用于表示使热力发动机的曲轴旋转。术 语"行驶"用于表示当车辆从零速度变为非零速度时的车辆运动。 术语"致动"用于当电机处于电压下时的电机。
已知一些所谓的混合动力车，其将热能的应用与电能的应用结 合来实现对车辆的牵引。所述能量的结合实施为优化这样的车辆的 能量效率。所述能量效率的优化允许该混合动力车的消耗和污染大 大小于仅仅以热能工作的车辆，这样的车辆的效率也没有被优化。 己知多种用于混合动力车的动力传动装置。
首先已知一些混合动力类型的传动装置，包括发动机和一对电 机。轮子的轴、发动机轴和两个电机的轴通过机械组件彼此连接。 所述机械组件一般包括至少两个外摆线的链。这样的传动装置描述
在法国申请FR — A — 2832357中。
还知道一些混合动力类型的传动装置，包括热力发动机和仅仅 一个电机。该热力发动机的轴和该电机的轴通过离合器彼此连接。 这样的装置能够在两种不同模式中工作。在称为电模式的第一模式
中，仅仅所述电机驱动车辆的轴。在称为混合模式的第二模式中， 该电机和热力发动机共同驱动车辆的轮子的轴。
在混合模式中，由电机提供的动力允许完全通过调整热力发动 机的转矩和速率为使热消耗优化的工作点来调节施加在轮子的轴 上的转矩。
因此，每个传动元件热力发动机、离合器、电机和速度变化 元件受一个靠近的控制装置操纵，所述靠近的控制装置本身受到了 称为监控计算器的特定计算器，例如发动机计算器控制。所述监控 计算器执行了一些程序，从而特别地使它们之间同时进行传动装置 的不同元件的动作。所述同步实施为使得最好地响应驾驶者的加速 愿望。
更精确地说，根据使用者希望队加速和车辆行驶的状况，该监 控计算器，操纵所述装置的不同元件，决定工作模式，协调不同元 件的过渡阶段，和选择发动机和电机的工作点。行驶状况是指车辆 的参数以及能够影响车辆驾驶的外部参数。该车辆的速度和加速度 例如是一些车辆的参数，而车辆行驶的倾斜或者陡度或者环境温度 构成了外部参数。


图1示出了根据现有技术的传动装置1的简示图。该传动装置
l包括热力发动机2，离合器3，电机4，诸如变速箱或者变速器的 速度变化元件5，和一些构成了牵引链的轮子6。
更精确地说，离合器3包括第一离合器盘8和第二离合器盘9。 所述第一离合器盘8与热力发动机2的轴10连接。该第二离合器 盘9与电机4的轴ll连接。另外，该电机4的轴11和轮子6的轴 12分别连接速度变换元件5的入口 13和出口 14。
正如所看到的，该传动装置l能够在两种不同模式下工作。在 电模式中，该轮子6的轴l仅仅被电机4驱动。该离合器3然后打
开，使得发动机2的轴10和该电机4的轴11彼此不连接。在所述 电模式下，该电机4一般表现为马达。因此，在特定的实施例中， 该电机特别通过逆变器在诸如电池的存储系统18中取出能量。该 电池18发送连续的电压信号。在电模式中，逆变器19因此将在所 述电池的端子20和21之间可观察到的连续电压信号转变为交流电 压信号，所述交流电压信号施加在该电机4的相22 — 24上。
在混合动力模式中，轮子6的轴12被热力发动机2和电机4 驱动。该离合器3然后被关闭使得该发动机2的轴10和轮子6的 轴11彼此连接。电机4 一般表现为电机或者发电机并且将能量传 给轮子6的轴12从而调节在轮子6的轴12上的转矩为命令转矩。 以与上述同样的方式，该电机4与该电池18传递能量。
在电模式和混合动力模式中，在对应于汽车减速的恢复阶段期 间，该电机4表现为发电机。在所述恢复阶段期间，该电机4将能 量供应给电池18。所述逆变器19然后将在电机4的相22 — 24上观 察到的交流电压信号转变为施加在电池的端子20和21上的连续电 压信号。
在实践中，电机4是一种三相同步机器。所述这种类型的机器 具有下述优点紧凑并且具有良好的效率。
在特定的实施例中，该传动装置1包括惯性飞轮25。该惯性飞 轮25导致保证过滤震动(ascyclisme)的功能，以便保证在热力 发动机2的转矩传递到轮子12的轴6时的连续性。
另外，现有技术的传动装置l包括独立的控制单元，包括监控 计算器26。所述监控计算器26包括微处理器26.1，程序存储器 26. 2，数据存储器26. 3和通过联络总线31将它们相连的输入输出 界面。
数据存储器26.3包括一些对应于传动装置1的不同元件，即
热力发动机2，离合器3，电机4和速度变换元件5的特征的数据 D1 —DN。数据Dl —DN中的某些对应于例如所述元件2 — 5的相应时 间。其他的数据D1 —DN例如对应于可应用于连接到元件2 —5的轴 上的最大转矩和最小转矩。
输入一输出界面26.4接收在传感器(未示出)出口可观测的 信号M1 — MN。所述传感器允许检测车辆的行驶状况。例如， 一些加 速传感器和速度传感器允许相应地获悉在给定瞬时的加速和速度。 倾斜传感器可以允许了解该车辆是否位于斜度中。另外，所述界面 26.4接收对应于驾驶员期望的轮子的转矩的信号MACC。事实上， 当期望技术时，驾驶员借助其脚按压在踏板29上。根据该踏板29 的下陷程度，产生所述信号MACC。
根据数据D1 — DN，行驶状况和驾驶员期望的加速，微处理器 26. 1执行了导致运行传动装置1在特定模式下的程序P1-PN中的一 个，并且调整轮子6的轴12上可观测的转矩。更精确地说，当执 行程序P1 — PN中的一个时，该微处理器26控制所述界面26.4使 得信号0MTH， 0EMB， 0MEL和0BV分别发射给热力发动机2，离合器 3，电机4和变速元件5从而对它们进行控制。
在运转模式改变的情况下，程序P1-PN中的一些导致了保证一 种模式向另一种模式过渡的信号发射0MTH， 0EMB， 0MEL和0BV。
另外，传动装置1的元件2 — 5分别包括一个未示出的内部控 制系统。所述控制系统允许调节在与所述元件2 — 5相连的轴上观 测的转矩的值。
在一个实施例中，为了驾驶员方面的弱加速的要求，该监控计 算器26控制了不同的元件2 — 5使得传动装置1在电模式下工作。 施加在轮子6的轴12上的转矩因此等于在电机4的轴11上观测的 转矩，仅仅相差齿轮减速比。另外，为了要求大的加速度，监控计
算器26控制不同元件2 — 5使得传动装置l在混合模式下工作。施 加在轮子6的轴12上的转矩因此等于在电机4的轴ll上观测的转 矩，所述转矩等于在热力发动机2的轴10上观测的转矩与该电机4 的转矩之和。
当从电模式到混合模式时，存在暂态，在其间热力发动机2的 转矩并不可用。事实上，在该暂态时，热力发动机启动并且其轴10 开始与电机4的轴11相连，而该热力发动机2的转矩并没有传递给 轮子12的轴6。该暂态特别重要，因为它可以在每小时行驶中出现 大于200次，不管该车辆的速度如何以及接合的变速箱的比例如何。
在暂态时，该监控计算器26因此必须专门和精确地控制离合器 3，使得驾驶员没有同样地考虑车辆的模式变换。热力发动机2的相 应时间因此必须在加速时最小。另外，在暂态期间需要监视驾驶员 期望的加速水平，同时保证驾驶员的声音的舒适性。事实上，必须 避免热力发动机的超速运行，并且必须考虑发动机启动时的噪音。
在现有传动装置1中，为了从电模式进入到混合模式，离合器3 将脱开转矩传递给热力发动机2。该脱开转矩用于驱动热力发动机旋 转并且使其启动。在脱开转矩传动期间，该电机4施加补偿脱开转 矩的转矩，从而在施加到轮子6的轴12上的转矩中不存在变化。
图2示出了现有技术的传动装置1的不同元件2 — 5上可观测 的信号时序图。所述信号在暂态时被观测，此时该传动装置从电运 转模式进入到混合运转模式。
更精确地说，图2示出了转矩信号CEMB， CEML和CMTH，它们分 别对应在离合器3上，在电机4的轴11上和在热力发动机2的轴 IO上观测的转矩。
图2还示出了分别对应于待施加于轮子6的轴12上的赋值转 矩和在轮子6的所述轴12上可有效观测的转矩的转矩信号CC0NS
和CREEL在时间上的发展。赋值CCONS转矩信号是根据信号MACC 和来自传感器的信号Ml — MN而形成的。
信号OEMB和OMEL是由计算器26发射给离合器3和电机4从 而控制它们。更简明地说，分别控制热力发动机2和电机4的信号 OMTH和OBV并没有示出。
最好，图2在同一时序图上示出了电机4的转速醫EL和该热 力发动机2的转速WMTH在时间上的发展。
在瞬时t0和tl之间，赋值转矩CCONS以指数方式增加，特别 是与驾驶员的加速要求对应。该赋值转矩CCONS尽管在瞬时增加但 是它己经达到了该电机4的峰值CMELMAX。另外，在瞬时t0_tl之 间该电机4具有转矩CMEL，该转矩CMEL增加以便在该电机4的正 常转矩WMEL处稳定。该电机4的转速丽EL并不是零并且线性增加。 热力发动机2停止并且其轴10并不与电机4的轴ll相连。该热力 发动机2因此具有不为零的转矩CMTH和转速WMTH。因为该发动机 停止，在轮子6的轴12上测量的转矩CREEL等于电机4的转矩C鹿L。 在轴12上测量的转矩CREEL因此小于期望的赋值转矩CC0NS。任何 转矩在离合器3上都没有观测到。
在瞬时tl和t2之间，传动装置1进入到第一暂态阶段。在该 第一阶段，赋值转矩CC0NS总是大致等于该电机4的峰值转矩 CMELMAX。在瞬时tl时，第一信号31由监控计算器26发射给离合 器3。该信号31控制所述离合器3使得该离合器3将脱开转矩CARR 传递给热力发动机2，以便使其进入到旋转状态。因此，第二信号 32与信号31同时，由计算器26发射给电机4。所述信号32控制 电机4使得其转矩CMEL补偿由离合器3提取的脱开转矩CARR。因 此在该第一过渡阶段，该离合器的转矩信号CEMB减小并且达到等 于脱开转矩CARR的值的负值。在这个时间期间，该电机4的转矩
信号CMEL增加了与脱开转矩CARR的值相反的CARR值。对应于热 力发动机2的启动转矩的热力发动机2的转矩信号CMTH因此是可 观测的。该热力发动机2因此具有转速WMTH，该转速麵TH增加， 但是保持低于该电机4的转速WMEL。该热力发动机2并不总是将其 转矩传递给轮子12的轴6，因为它并没有与电机4的轴11相连。 在轴12上测量的转矩CREEL因此总是低于在该轴12上期望的赋值 转矩CC0NS。该第一暂态阶段用于使其第一压縮进入到该热力发动 机2。因此，该热力发动机2在2 — 4周之间进行，而其轴10并不 与电机4的轴ll相连。在己经进行所述数周之后，该热力发动机2 在足够续驶里程的范围丽TH内运转。
在瞬时t2和t3之间，该传动装置进入到第二暂态阶段。在该 第二阶段中，该赋值转矩CC0NS总是大致等于CMELMAX。另外，该 电机4的转矩信号CMEL减小以便从值CN0M-CARR进入到该电机4 的标准转矩CMELN0M的值。而且该离合器3的转矩信号CEMB又变 为零。脱开转矩的转变阶段因此在t2和t3之间结束。因为热力发 动机2的轴10不总是与该电机4的轴11相连，因此转矩CREEL总 是等于电机4的转矩CMEL并且保持低于赋值转矩CC0NS。电机4的 轴11的转速WMEL线性增加。该热力发动机2的轴10的转速丽TH 增加以便在瞬时t3时达到该电机4的转速丽EL。该第二暂态阶段 因此用于使该热力发动机升高速度以便如后面将要看到的那样允 许离合器盘8和9彼此滑动。
在瞬时t3和t4之间，该传动装置l进入第三暂态阶段。在该 第三阶段中，赋值转矩CC0NS总是大致等于该电机4的峰值转矩 CMELMAX。从热力发动机2的转速WMTH高于该电机4的转速开始， 信号33就由监控计算器26发送给离合器3。该信号33控制离合器 盘8和9彼此相对滑动。该热力发动机2因此通过离合器3将其转
矩CMTH的一部分传递给轮子6的轴12。在离合器3上观测的该转 矩信号CEMB因此线性增加，而该电机4的转矩信号CMEL大致相对 于该离合器的转矩信号CEMB对称地减小。该转矩CREEL因此线性 增加，因为该热力发动机2开始将转矩传递给轮子6的轴12。可替 换的，该电机4的转矩能够被控制为使得其转矩保持该值CMELMAX。 该热力发动机2因此调整其转矩使得该赋值转矩CC0NS令人满意。 在瞬时t4和t5之间，该传动装置1进入第四暂态阶段。在该
第四暂态阶段中，该传动装置l在第一冲程中形成了发动机的接合， 然后在第二冲程中闭合离合器3。更精确地说，当接合热力发动机 2时，该热力发动机2的转速WMTH朝向电机4的转速汇聚。当所述 两个速度相等时， 一个信号34通过监控计算器26发送给离合器3。 该信号34控制所述离合器3的闭合。该发动机的转速丽TH和电机 的转速丽EL然后在t4和t5之间在所有上述阶段期间都是相同的。 该离合器3的转矩CEMB增加，而该电机4的转矩信号CMEL相对于 该离合器3的转矩信号CEMB大致对称地减小。该转矩CMEL补偿了 该转矩CEMB以便实现CCONS。
在瞬时t5和t6之间，该传动装置l进入第五暂态阶段。在该 第五阶段中，该赋值转矩CC0NS以例如一比例略微增加。装置1的 发动机元件2和4因此朝向其优化转矩赋值只好汇聚，只要它们还 没有达到该赋值。该离合器被保持闭合并且其转矩CEMB增加使得 超过转矩CMTH。该热力发动机的转速丽TH和该电机的转速丽EL与 车辆的速度一起增加。该转矩信号CREEL遵从赋值转矩信号CC0NS 的发展。
该暂态状态的管理很难进行。所述困难主要来自于元件2 — 5 的髙的敏感性。事实上，从一个温度到另一温度，所述元件2 — 5 并不具有相同的特征。另外，从一个温度到另一温度，在与所述元
件相连的轴2 — 5上可观测的转矩是变化的。
通过这样的传动装置1，因此很难获得一种恒定的启动冲程， 不管形式条件如何。事实上，该启动冲程沿着该热力发动机2的温 度以不可忽略的方式变化。该启动冲程在热力发动机2是热的时候 并且在其冷却时非常段。
另外，很难使离合器3上的脱开转矩CARR的提取与由电机4施 加补偿转矩CN0M-CARR在时间上完全重合。然而在所述转矩提取中 的同步对于保证启动热力发动机2时不存在转矩断开来说是必须的。
因此很难施加完全等于离合器提取的转矩的补偿转矩。事实 上，当脱开转矩的传动沿热力发动机2的温度进行时，很难估算待 施加到离合器3上的转矩。
另外，在瞬时tl和t2之间，电机4不可以提供其峰值转矩 CMELMAX以便实现赋值转矩CC0NS。该电机4不可以在其峰值转矩 运行，因为它必须具有转矩保持，以允许补偿由离合器3提取的脱 开转矩CARR，不管该车辆的速度如何。换句话说，该电机4必须一 直最多在标准转矩CMELNOM下运转，使得能够在任何时刻工作在允 许它补偿脱开转矩CARR的高转矩下。
然而，该转矩的保持并不总是可获得。该图3因此示出了电机 4的转矩的保持仅仅在其运转速度丽EL小于其基本速度WB时可获 得。更精确地说，图3示出了对于给定的功率来说，随着转速醫EL 而变化的在电机4的轴11上可观测的转矩CMEL。用虚线示出的该 转矩PCRETE对应于电机4的峰值功率。该用虚线示出的曲线PN0M 对印内功与电机4的标准功率。该图的阴影部分对应于电机4的转 矩保持。对于小于基础速度WB的电机4的速度WMEL来说，在峰值 转矩CMELMAX和标准转矩CN0M的值之间的差对应于足够补偿脱开 转矩CARR的转矩保持。另外，对于大于基础速度WB的电机4的速
度WMEL来说，在峰值功率PCRETE下运转的电机4的转矩和在标准 功率PNOM下运转的电机4的转矩的差对应于不够补偿脱开转矩 CARR的施加的转矩保持。事实上，当该电机4在大于基础转速的转 速下工作时，该转矩保持快速下降，大致以l/x下降。对于大于基 础转速WB的电机4的转速来说，该热力发动机2的启动因此不可 避免地表现为提取轮子6的转矩。所述转矩的提取导致了车辆的有 效加速和驾驶员期望的加速之间的不一致。在一个例子中，该基础 速度WB的值为2000转/分钟。
本发明因此提出了解决上述问题当传动脱开转矩时保持和同 步的转矩的问题。本发明提出了使发动机不是永不提取轮子的转矩 并且具有相同的启动冲程地启动，不管该电机的速度和该热力发动 机的温度如何。
为此，在本发明中，传动装置的已知设计通过独立于电机的启 动系统而完成。事实上该独立启动系统独立于电机地驱动热力发动 机。在本发明中，这不再是离合器而是将其脱开转矩传递给热力发 动机以便使其启动的启动系统。因此，该启动系统允许该发动机的 启动问题与车辆驱动链的启动问题脱开。
该启动系统的引入导致了简化离合器和电机在暂态速度时的 控制。该新的设计允许避免离合器的动作和电机的动作之间的同 步。在这个新的设计中，用于补偿脱开转矩的由该电机施加的转矩 的估算问题已经消失，因为该离合器不再支架参与发动机的启动。
该启动系统还允许了良好实施离合器的特征和电机的特征。因 此，不再需要该电机具有用于补偿由离合器提取的转矩的转矩保 持。如果需要它加速，则电机因此可以在用于确保牵引车辆的峰值 转矩下运转，即使该热力发动机不可获得。因此，总体上，当要求它加速时，电机在其峰值转矩下运转，同时离合器变为打开，此时 启动了热力发动机。当离合器闭合时，使电机在其峰值转矩下运转 或者如果赋值转矩可以被遵守则在低转矩下运转。
在特定的实施例中，该启动系统采取被控的启动器的形式。 本发明因此涉及一种实施含有电机的汽车的功率传动装置的 功率传动方法，其中该电机一方面由离合器连接到热力发动机另一 方面连接到轮子的轴，其中为了启动该热力发动机，当电机已经转 动时
-将脱开转矩传动到热力发动机的轴，其特征在于，
-为了传动该脱开转矩，借助机械独立于该电机的系统旋转驱 动该热力发动机的轴。
另外，本发明涉及一种含有电机的汽车的功率传动装置，该电机 一方面通过离合器连接到热力发动机，另一方面连接到轮子的轴上。
其特征在于它包括一个机械独立于该电机的启动系统，该启动 系统连接到热力发动机上。
本发明因此将通过阅读随后的说明书以及所附的附图而被很 好地理解。所述附图示范性而非限制性地给出。附图示出了
-图1 (已经描述过)现有技术的功率传动装置的简示图； -图2(已经描述过) 一些时序，示出了当模式改变时现 有技术的传动装置的元件上观测的信号在时间上的发展； -图3 (已经描述过)电机的转矩保持的视图； 一图4:本发明的传动装置的简示图，包括启动系统；和 一图5: —些时序图，示出了当改变模式时本发明的传动装置 的元件上观测的信号在时间上的变化。
图4是出了本发明传动装置的简示图。作为现有技术的传动装 置l，该传动装置1. 1包括热力发动机2，离合器3，电机4，变速 元件5和轮子6。所述4个元件2 — 5和轮子6构成了驱动链(牵引 链)，并且与在现有技术的传动装置1中相同的方式设置。另外， 根据本发明，该传动装置1. 1包括与热力发动机2相连的启动系统7。
该启动系统7连接到热力发动机2并且驱动它旋转，以便将其 启动。该启动系统7机械独立于电机4。事实上该启动系统7激昂 热力发动机启动，同时并不提取该传动链的功率。因此，该热力发 动机2的启动不再影响施加在轮子6的轴12上的转矩的连续性。 另外，该电机4不再必须在欠速度下运转，以便能够在任何时刻将 脱开转矩传递到热力发动机上。事实上，正如将要看到的那样，在 本发明中，就是启动系统7提供该脱开转矩。
该启动系统7因此从不参与驱动。
因此被加工为产生一个刚好够启动热力发动机2的功率，大致 小于该电机4的功率并且不需要升高的供应电压的功率。
在一个特定实施例中，该热力发动机2包括连接其轴10的一 个端部的第一滑轮15。该启动系统包括与其轴31的一个端部相连 的第二滑轮16。 一个皮带17通过两个滑轮15和16的槽，使得将 启动系统7与热力发动机2相连。
该电机4在这里连接到存储装置18，例如电池。可变换的，该 存储装置18是一个惯性机器或者超电容器。。
在一个特定实施例中，传动装置1. 1还可以包括惯性飞轮25。 在该热力发动机2和离合器3之间，该惯性飞轮25与热力发动机2 的轴IO相连。
另外，本发明的传动装置1. 1还包括监控计算器26。当执行程 序PI—PN中的一个时，该微处理器26. 1控制界面26. 4使得除了
信号0MTH， 0EMB， 0MEL， 0BV之外，信号ODEM发送给启动系统7， 以便操纵它。该信号OMTH和OMEL分别控制热力发动机2和电机4， 使得该热力发动机2总是在优选的工作点上运行，在该优选的工作 点中对于给定的功率来说其消耗是最小的。
另外，在转变运转模式中，程序P1-PN中的一些导致了允许从 一个模式转变到另一个模式的信号0MTH， 0EMB， OMEL， OBV和ODEM 的发射。
启动系统7还包括内部控制系统，其没有示出。该控制系统允 许调节该启动系统7施加到热力发动机2的轴10上的脱开转矩的值。
在本发明中，离合器3是一个干离合器或者湿离合器。
图5示出了在本发明传动装置1. 1的不同元件2_5上观测的 信号的时序图。正如图2那样，信号在暂态状态时可观测到，此时 该传动装置1. 1从电运转模式进入到混合运转模式。与该现有技术 传动装置相连的信号用虚线示出以便能够将其与实线表示的本发 明的传动装置1. 1的有关信号相比较。另外，为了能够比较不同的 信号，赋值转矩信号CC0NS与图2的赋值转矩信号相同。
在瞬时t0，该电机4己经被致动，即该电机4已经转动。车辆 因此已经预先行驶，即车辆己经运动。该热力发动机2本身熄灭 因此具有在瞬时t0的零转速WMTH和零转矩CMTH。
在瞬时t0和tl之间，该赋值转矩CCONS尽管在时刻tl已经达 到该电机4的峰值转矩CMELMAX但是还是增加。在瞬时tl和t2之 间，该电机4的转矩CMEL以遵从需要的赋值转矩CC0NS的方式增加。 与图2不同，电机4在热力发动机2不可用时在峰值转矩CMELMAX 下运转。电机能够在峰值转矩CMELMAX下运转的事实允许了将期望 的赋值转矩CC0NS的转矩提供给传动装置1. 1。因此，在轮子6的轴 12上测量的转矩CREEL精确地对应于赋值转矩CC0NS。该转矩的保
持不再必须，因为电机4不再直接介入到热力发动机2的启动中。 电机4的转速醫EL并不是零并且线性增加。该热力发动机2已知停 止并且其轴2因此一直具有为零的转矩CMTH和转速觀TH。
在瞬时tl和t2之间，该传动装置1. 1进入第一暂态阶段。在 该第一阶段，该赋值转矩CC0NS —直等于电机4的峰值转矩 CMELMAX。与现有技术的装置1不同，在离合器3上没有观测到任 何转矩CEMB，因为所述离合器3不再传递保证热力发动机2启动的 脱开转矩CARR。该电机4因此已知在峰值转矩CMELMAX下运转，因 为它不再补偿在第一阶段中的脱开转矩CARR。在轴12上车辆的转 矩CREEL因此还等于赋值转矩CC0NS。由于通过计算器26执行程序 P1 — PN中的一个，信号35发送给启动系统7。该信号35控制启动 系统7,该启动系统7驱动了热力发动机2。对应于该热力发动机2 的启动转矩的转矩信号CMTH因此可观测。该热力发动机2因此具 有转速觀TH，该转速画TH小于电机4的转速。该热力发动机还没 有传递一些转矩到轮子6的轴12上，因为还没有与电机4的轴11 相连。这会那个如在前面的第一暂态阶段那样，该热力发动机2因 此经过其第一压縮使得达到足够续航行程的速度。 一旦该热力发动 机2自动航行则信号由计算器26发送给启动系统7，使得切断该启 动系统7，即停止启动系统。
在瞬时t2和t3之间，传动装置1. 1进入第二暂态阶段。在该 第二阶段中，该电机一直在其峰值转矩CMELMAX下运转。转矩信号 CC0NS， CREEL， CMEL因此一直具有一些等于CMELMAX的值。热力发 动机2的转矩信号CMTH略微减小，而该热力发动机旋转速度WMTH 增加以便达到在瞬时t3时的电机4的旋转速WMEL。在离合器3上 没有观测到任何转矩CEMB。该第二阶段在这里还用于使热力发动机 2速度升高，以便如下面所述那样允许离合器3的盘8和9彼此相
对滑动。
在瞬时t3和t4之间，传动装置1. l进入第三瞬时阶段。在该 第三阶段中，赋值转矩CCONS —直等于该电机4的峰值转矩 CMELMAX。正如与现有技术的装置1 一起那样，从热力发动机2的 转速丽TH大于该电机4的转速丽EL起，在执行程序P1 — PN之一 时一个信号36发送给离合器。该信号36控制离合器的盘8和9彼 此相对滑动。热力发动机2因此通过离合器3传递一部分转矩CMTH 到轴12上。在离合器3上观测的转矩以可分档的方式并且在一个 实施例中以线性方式增加。事实上，该离合器3传递一个转矩到驱 动链上。该电机4的转矩信号CMEL因此在一个实施例中以线性方 式减少。该转矩CREEL因此总是等于赋值转矩CCONS。该热力发动 机2的转矩信号CMTH然后进入到第二摆动中。可替换的，该电机4 保持了等于CMELMAX的转矩并且该发动机2调整其转矩以便满足赋 值CC0NS。
在瞬时t4和t5之间，该传动装置l.l进入第四暂态阶段。该 赋值转矩CC0NS —直等于该电机4的峰值转矩CMELMAX。正如与现 有技术的装置l一起那样，在该第四暂态阶段，在第一冲程中产生 了发动机的接合，然后在第二冲程中离合器3闭合。当热力发动机 2接合时，热力发动机2的转速丽TH朝向该电机4的转速汇聚，当 这两个速度大致相等时， 一个信号37发送给离合器3以便控制其 闭合。实践中，该信号37在热力发动机2的转速WMTH与电机4的 转速WMEL之间的差值的绝对值小于0—15%的电机4的转速丽EL 的值时被发送。该离合器的转矩CEMB升高到该离合器3闭合，然 受稳定。该电机4的转矩信号CMEL —直相对离合器的转矩CENB对 称地减小。在轮子6的轴12上测量的转矩信号CREEL与赋值转矩 信号CC0NS相同。在瞬时t5和t6之间，传动装置l. l进入到第五暂态阶段。在 该第五阶段中，赋值转矩信号CCONS以被分档的方式略微增加，使 得增加例如一个比例。如前所述，在第五阶段，如果还没有达到的 话，该装置1的发动机元件2-4朝向相对热力发动机2的消耗而 言其优化转矩赋值汇聚。另外，该离合器的转矩信号CEMB增加以 便闭合离合器3，并且超过热力发动机的转矩信号。该热力发动机 2和该电机4的转速丽TH和丽EL与车辆的速度一起增加。
因此，在启动热力发动机2时，离合器3打开并且在在t0和t3 之间延伸的预定期限内保持打开。该期限可以是驾驶者期望的赋值 转矩CCONS禾P/或者使该热力发动机2变成自动航行的时间的函数。 另外，该离合器3已经在启动热力发动机2时闭合。在所述变形中， 该启动系统和电机4 一起参与脱开转矩CARR到热力发动机2的传递。 在该实施例中，启动系统7与热力发动机2通过具有低于第二减速 组件的比值的比值的第一减速组件连接，通过所述第二减速组件该 电机4和热力发动机2连接，使得由启动系统7施加在热力发动机2 的轴IO上的转矩大于由电机IO施加到该轴IO上的转矩。
因为本发明，在整个暂态速度期限内，在U-t6之间，该电机 4具有大于在与现有技术的传动装置1 一起使用时具有的转速的转 速WMEL。在旋转速度丽EL和WMTH发的时序图上的阴影部分因此具 有由本发明装置1. 1实现的相对于现有技术的装置1的加速增益。
另外，在本发明中，当传递脱开转矩时，由热力发动机2和电 机4施加在离合器3上的动作是彼此独立的。在离合器3上由电机 4施加的动作是驱动车辆的转矩。在离合器3上由热力发动机2施 加的动作事实上是一个启动系统施加的动作，该动作启动了热力发 动机2。縮水动作的独立性涉及了将可以构思使用将不是机械式的
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另外，在tl一t6的暂态期限中，在轮子6的轴12上测量的转 矩CREEL —直等于赋值转矩CCONS，此时赋值转矩小于或者等于 CMELMAX。另外，通过现有技术的装置l，测量的转矩CREEL小于赋 值转矩CC0NS。
因为本发明，因此去除了启动热力发动机2时的突然中断。事 实上，因为该热力发动机的启动是独立于电机4实现的，该启动对 汽车的纵向动力的影响为零。
另外，该启动更加有力。事实上，该启动系统通过大致恒定的 转矩启动了热力发动机，不管该电机4的速度WMEL如何。该热力 发动机2的启动因此很快并且质量相同，不管该电机4的速度如何。
本发明的装置1. 1的电机4与现有技术的电机4一样地尺寸。 然而，正如可以使其用于驱动汽车的峰值转矩CMELMAX实施热力发 动机启动并且可用的时间，根据驾驶员的加速愿望的响应类似是瞬 时的。
为了显示本发明的优点，与装置1. 1相连的信号在暂态阶段被 示出用于大致等于该电机4的峰值转矩CMELMAX的赋值转矩CCONS。 然而，这些信号的图形大致类似于用于不同值的赋值转矩CC0NS的 图5示出的图形。
可替换的，当电机4还没有被致动，在启动车辆时，装置l. 1 用于启动热力发动机。
权利要求
1.实施汽车的功率传动装置(1.1)的功率传动方法，所述汽车包一个电机(4)，该电机(4)一方面通过离合器(3)与热力发动机(2)相连，另一方面与轮子(6)的轴(12)相连，其中为了启动该热力发动机(2)，当电机(4)已经转动时-通过旋转驱动热力发动机(2)的轴(10)，借助机械独立于该热力发动机(4)的启动系统(7)，将脱开转矩(CARR)传动到热力发动机(2)的轴(10)，其特征在于，-启动系统(7)并不参与驱动所述车辆。
2. 根据权利要求l的方法，其特征在于-当启动热力发动机(2)时，离合器(3)被打开并且在预定期限内保持打开。
3. 根据权利要求2的方法，其特征在于-使电机(4)在其峰值转矩(CMELMAX)下运转，而离合器(3) 保持打幵。
4. 根据权利要求2或者3的方法，其特征在于， -在已经启动热力发动机(2)之后，增加热力发动机(2)的轴(10)的转速(丽TH)直到该转速(丽TH)大于该电机(4)的 轴的转速(WMEL)为止。
5. 根据权利要求2 — 4任一项的方法，其特征在于， -在已经启动热力发动机(2)之后，使离合器的盘(8， 9)彼此相对滑动，该离合器(3)的盘之一 (8)与该热力发动机(2) 的轴(10)相连，该离合器(3)的盘中的另一个(9)与该电机(4)的轴(11)相连。
6. 根据权利要求5的方法，其特征在于-使该热力发动机(2)的轴(10)的转速(WMTH)朝向giadiani4d 轴(11)的转速(WMEL)汇聚，和-当该热力发动机(2)的轴(10)的转速(WMTH)大致等于该 电机(4)的轴(11)的转速(丽EL)时闭合所述离合器(3)。
7. 根据权利要求2 — 6之一的方法，其特征在于， -在已经闭合离合器(3)之后，使热力发动机(2)和电机(4)朝向其相对于热力发动机(2)的消耗而言优化的赋值转矩汇聚。
8. 根据权利要求l一7任一项所述的方法，其特征在于，-一旦热力发动机(2)被启动，期望经过其第一压縮以便致动 航行，然后切断启动系统(7)。
9. 实施汽车的功率传动装置(1.1)的功率传动装置，所述汽 车包一个电机(4)，该电机(4) 一方面通过离合器(3)与热力 发动机(2)相连，另一方面与轮子(6)的轴(12)相连，该装置(1.1)包括机械独立于该电机(4)的启动系统(7),该启动系 统(7)连接到热力发动机(2) 其特征在于，-启动系统(7)并不参与驱动所述车辆。
10. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，该离合器(3) 是机械离合器。
11. 根据权利要求10所述的装置，其特征在于，包括第一和 第二盘(8， 9)，该第一盘(8)与热力发动机(2)的轴(10)相 连，该第二盘(9)与电机(4)的轴(11)相连。
12. 根据权利要求9—11中任一项所述的装置，其特征在于 -启动系统(7)的轴(31)通过皮带(17)连接到热力发动机(2)的轴(10)上，该皮带(17)经过悬挂在热力电动机(2)的 轴(10)上的第一滑轮(15)和经过悬挂在启动系统(7)的轴(31) 上的第二滑轮(16)。
13. 根据权利要求9一12中任一项所述的装置，其特征在于， 装备有惯性飞轮(25)，该惯性飞轮(25)在热力发动机(2)和 离合器(3)之间与热力发动机(2)的轴(10)相连。
14. 根据权利要求9一13中任一项所述的装置，其特征在于， 包括与电机(4)相连的能量存储系统(18)。
15. 根据权利要求l所述的装置，其特征在于， -该存储系统(18)是电池。
16. 根据权利要求9一15中任一项所述的装置，其特征在于， 包括监控计算器(26)，其控制所述装置根据收到的对应于期望的 加速的信号(MACC， Ml-丽)进行运转模式转变。
17. 根据权利要求16所述的装置，其特征在于， -该监控计算器(26)包括一些用于使热力发动机(2)和电机(4)在有一些特定的运转点下运转的装置(26.1 — 26.4)。
18. 根据权利要求9一17中任一项所述的装置，其特征在于， 该启动系统(7)是被控制的启动器。
全文摘要
本发明主要涉及一种汽车的动力传动装置(1.1)。该装置(1.1)包括一个由热力发动机(2)、含有第一和第二离合器盘(8，9)的离合器(3)和电机(4)以及轮子(6)形成的驱动链。该电机(4)的轴(10)还连接到轮子(6)的轴(12)上。根据本发明，该传动装置(1.1)包括与电机机械独立的启动系统(7)。该启动系统(7)与热力发动机(2)相连。
文档编号B60K6/48GK101189150SQ200680006595
公开日2008年5月28日 申请日期2006年2月23日 优先权日2005年3月1日
发明者C·科塔尔, G·罗克, Y·勒南德尔 申请人:标致·雪铁龙汽车公司