在用于驱动系统的驱动源之间具有优化式切换的同步化附件装置驱动系统的制作方法

根据35U.S.C.§119(e)，本申请要求2014年3月31日提交的美国临时专利申请No.61/972,530的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及一种用于驱动用于车辆的附件装置的系统，尤其是这样一种系统，该系统使用曲轴、传动轴或电机的输出来驱动附件装置，且被构造成用于优化曲轴、传动轴和电机的相应输出之间的切换。

背景技术：

共同拥有的美国专利申请No.14/049,532公开了一种同步化附件装置驱动系统，其从电机或从变速器输入轴的曲轴提供动力至附件驱动轴。然而，为了跟踪曲轴或输入轴超过特定水平的速度变化，必须增加电机的负荷量，进而增加了电池和电子器件要求。另外，还必须增加带张力要求。前述要求导致成本和复杂度增加以及能量效率降低。

技术实现要素：

根据本文所描述的方面，提供了一种用于车辆的附件驱动系统，包括：至少一个附件装置；和离合器组件。所述离合器组件包括：电机；驱动轴，其连接至电机和所述至少一个附件装置，且布置成用于将扭矩提供至所述至少一个附件装置；至少一个离合器，其布置成使驱动轴相对于车辆变速器的输入轴或车辆发动机的曲轴连接和断开；和至少一个控制单元。所述至少一个控制单元被构造成：使用至少一个离合器将驱动轴连接至曲轴或输入轴；使驱动轴与曲轴或输入轴一起旋转；使用所述至少一个离合器将驱动轴与曲轴或输入轴相应地断开；使用电机使驱动轴的旋转以第一绝对比率加速或减速，所述第一绝对比率小于发动机的加速或减速的第二绝对比率，和当驱动轴的旋转速度处于曲轴或输入轴的旋转速度的预定范围内时，闭合所述至少一个离合器，以使驱动轴与曲轴或输入轴接合。

根据本文所描述的方面，提供了一种用于车辆的附件驱动系统，包括：至少一个附件装置；和离合器组件。所述离合器组件包括：电机；驱动轴，其连接至所述至少一个附件装置，且布置成用于将扭矩提供至所述至少一个附件装置；至少一个离合器，其布置成用于将驱动轴相对于车辆变速器的输入轴或车辆发动机的曲轴连接和断开；和至少一个控制单元。所述控制单元被构造成：当发动机的转速低于阈值时，使用所述至少一个离合器将驱动轴与曲轴或输入轴断开，以及使用电机旋转驱动轴；加速发动机；以及，当驱动轴的旋转速度匹配曲轴或输入轴的旋转速度时，闭合所述至少一个离合器，以将驱动轴与曲轴或输入轴接合。

根据本文所描述的方面，提供了一种用于车辆的附件驱动系统，包括：至少一个附件装置；和离合器组件。所述离合器组件包括：电机；驱动轴，其连接至所述至少一个附件装置，且布置成用于将扭矩提供至所述至少一个附件装置；第一离合器和第二离合器；和至少一个控制单元。所述至少一个控制单元被构造成用于：加速曲轴的旋转；使用第一离合器将驱动轴连接至曲轴或输入轴；使用第二离合器将曲轴和输入轴不可相对旋转地连接；使用电机使驱动轴与曲轴或输入轴一起旋转；检测曲轴旋转的加速或减速的第一绝对比率大于阈值，或接收来自变速器的换挡信号；响应于检测到第一绝对比率或接收到换挡信号，使用第一离合器将驱动轴与曲轴或输入轴断开；开始对于变速器的换挡；使用电机使驱动轴的旋转以小于第一绝对比率的第二绝对比率加速或减速；以及当驱动轴的旋转速度匹配曲轴或输入轴的旋转速度时，闭合第一离合器，以将驱动轴与曲轴或输入轴接合。

附图说明

通过参考示意性附图仅通过示例公开了各个实施例，在附图中，相应的附图标记表示相应的部件，其中：

图1是具有附件驱动系统的车辆的示意性框图；

图2A是示出了用于换挡的发动机转速的图；

图2B是示出了用于换挡的附件驱动轴速度的图；

图3A是示出了用于发动机启动的发动机转速的图；以及，

图3B是示出了用于发动机启动的附件驱动轴速度的图。

具体实施方式

首先，应当理解，在不同的附图中，类似的附图标记表示本公开的相同或函数上相似的结构元素。应当理解，本公开不限于所公开的这些方面。

此外，应当理解，本公开并不局限于所描述的特定实施方式、材料和改型，并且这些当然可以改变。还应当理解，这里使用的术语仅仅用于描述各特定方面的目的，并且不意在限制本公开的范围。

除非另加定义，否则这里使用的所有技术和科学术语的意义与本发明所属技术领域中的普通技术人员常规理解的相同。应当理解，与本文所描述的那些类似或等价的任何方法、装置或材料可用于本发明的实施或测试。

图1是具有附件驱动系统100的车辆的示意性框图。用于车辆102的驱动系统100包括至少一个附件装置104和离合器组件106，以及电机108和连接至附件装置104的驱动轴110。轴110布置成用于提供扭矩至附件装置104。组件106包括至少一个离合器112，所述至少一个离合器112布置成使驱动轴110相对于车辆变速器116的输入轴114连接和断开，或布置成使驱动轴110相对于车辆发动机120的曲轴118连接和断开。在一个示例性实施例中，组件106包括驱动轴110与曲轴118之间的单个离合器112A。以下论述针对连接驱动轴110和曲轴118的单个离合器112A，但是应当理解，该论述适用于多于一个的离合器112。组件106包括至少一个控制单元122，该至少一个控制单元122被构造成：使用离合器112A来将驱动轴110与曲轴118或输入轴114连接；通过曲轴118或输入轴114来旋转驱动轴110；和使用离合器112A将驱动轴110与曲轴118或输入轴114断开。单元122被构造成：使用电机108使驱动轴110的旋转在绝对比率126下加速或减速，所述绝对比率126小于对于曲轴或输入轴的加速或减速的绝对比率124；且当驱动轴的旋转速度处于曲轴118或输入轴114的旋转速度的预定范围127内时，闭合离合器112A以使驱动轴110与曲轴118或输入轴114接合。

在一个示例性实施例中，组件106包括离合器128，所述离合器128布置成将曲轴118与输入轴114不可相对旋转地连接。在一个示例性实施例中，范围127包括曲轴118或输入轴114的旋转速度与驱动轴110的旋转速度基本上匹配。在一个示例性实施例中，控制单元122被构造成：检测绝对比率124，且当比率124大于阈值134时，使用离合器112A将驱动轴110与曲轴118或输入轴114断开。在一个示例性实施例中，控制单元122被构造成：接收来自变速器的换挡信号129，且响应于接收到信号129而使用离合器112A使驱动轴110与曲轴118或输入轴114断开。信号129表示变速器开始换挡。如下文所述，比率124和126之间的差可在换挡过程中发生。

图2A是示出了对于换挡的示例性发动机转速130相对于时间T的图。

图2B是示出了对于换挡的示例性附件驱动轴速度相对于时间T的图。使用图2A和2B以及图1所示的构型对以上对于图1所描述的操作进一步阐述。从T＝0至时间Tl，发动机速度130例如随着车辆102在特定挡位加速而增加。在该时间段期间，离合器112A闭合，从而曲轴118或输入轴114将动力提供至驱动轴110。控制单元122在时间Tl处开始对于变速器116的换挡操作。因此，存在发动机速度的急剧减速。控制单元122监测发动机速度130，并确定在时间Tl处开始的减速达到比率124，例如，单元122将发动机速度130的加速度和减速度绝对值与阈值134进行比较，且标记发动机速度130的大于阈值134的任何加速度和减速度绝对值。

一旦比率124被检测到，单元122就打开离合器112A以将驱动轴110与曲轴118或输入轴114断开，并使用电机108在较低的绝对值下加速或减速驱动轴110，如函数138的部分138A所示。如果离合器112A不打开，驱动轴110的速度和加速度通过部分138B示出。例如，函数138从T＝0至Tl的斜率的绝对值小于函数138B从Tl至T2的斜率的绝对值。在时间T2处开始，函数138的斜率增加且函数136的斜率减小，直至速度130和132在时间T3处基本上相等，在该时间处单元122闭合离合器112A，从而曲轴118或输入轴114再次将动力提供至驱动轴110。如上所述，函数138B的更急剧减速将要求电机容量、电池和电子器件要求和带张力要求上的不期望增加。

因此，单元122在驱动轴110与曲轴118或输入轴114断开的附近、例如紧之前或仅之后或同时地开始对于变速器的换挡。在一个示例性实施例中，单元122被构造成：在闭合离合器112A以将驱动轴110与曲轴118或输入轴114接合之前完成换挡。如上所示，曲轴118或输入轴114布置成使驱动轴110以绝对比率加速或减速，例如以通过函数136从T＝0至Tl的斜率所示的绝对比率加速或减速，所述绝对比率小于Tl与T2之间的绝对比率。

在一个示例性实施例中，组件106包括将驱动轴110与输入轴114连接的离合器112B。应当注意，当离合器128闭合时，闭合离合器112A或112B均将相同的动力提供至驱动轴110。然而，在离合器128打开且离合器112B闭合的情况下，来自变速器的动力被传递至未连接至曲轴118的驱动轴110。

图3A是示出了对于发动机启动的示例性发动机转速的图。

图3B是示出了对于发动机启动的示例性附件驱动轴速度的图。以下论述针对具有离合器112A和128(离合器128闭合)的实施例进行，但是应当理解，该论述也适用于包括离合器112B的实施例。图3A和3B示出了发动机120关停或在相对较低的速度下怠速的示例性情况。在T＝0处开始，发动机120通过开启发动机或从怠速模式加速。前一种情况通过函数140的部分140A示出，且后一种情况通过函数140的部分140B示出。单元122被构造成：当转速130低于阈值142时打开离合器112A。例如，低于阈值142的速度130不足以适当地驱动附件104。在图3A和3B中，从T＝0至T4，对于140的速度130低于阈值142。

当离合器112A打开时，电机108驱动驱动轴110。例如，函数144的部分144A、144B和144C分别示出了速度132基本上不变、减小或增加的情况。

在一个示例性实施例中，当驱动轴速度132处于速度130的预定范围127内时，单元122被构造成：闭合离合器112A以将驱动轴110与曲轴118或输入轴114连接。此后，操作如关于图2A和2B所述地那样进行。在一个示例性实施例中，在时间T5处，函数144等于函数140，且单元122被构造成：在时间T5处闭合离合器112A，以将驱动轴110与曲轴118或输入轴114连接。

在一个示例性实施例中，单元122被构造成：保持离合器112A打开，直至速度130稳定。例如，在预期换挡的情况下，单元122保持离合器112A打开经过时间T4，直至速度130和132例如在时间T6处位于范围127内或基本上相等，在该时刻处，单元122闭合离合器112A。在一个示例性实施例中，单元122保持离合器112A打开度过多个换挡。

有益地，扭矩变速器对于驱动轴110的受控切换解决了上述关于电机108的过旋转(over-rotating)问题。即，在曲轴118和/或输入轴114的过度加速或减速时间过程中将驱动轴110与曲轴118和/或输入轴114断开的能力能够减小电机容量，并因而降低电池和电子器件要求。另外，可降低带张力要求。前述因素降低了成本和复杂性，且增加了燃料效率。

应当理解，上述公开内容以及其他特征和函数或其替代物可按需要组合成许多其他不同的系统或应用。其中多种目前未预见到的或未预料到的替代方案、修改、变型或改进随后可由本领域技术人员来进行，也期望由权利要求所涵盖。