驱动系统和车辆驱动方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及根据权利要求1的前序部分的驱动系统和根据权利要求11的前序部分的车辆驱动方法。
【背景技术】
[0002]在变速箱中使用的用于在变速过程期间将变速箱的输入轴与燃式发动机脱离连接的传统离合器机构存在一些缺点。当静止车辆起动时，离合器机构的盘彼此抵靠着滑动。由此，盘被加热。这种加热导致油耗增加且离合器盘磨损。传统离合器机构也相对重且昂贵。它也占据车辆中的相对大的空间。使用液压变矩器也导致损失。
[0003]混合动力车辆可以由可以是燃式发动机的主原动机和可以是电机的辅助原动机驱动。电机配备有用于存储电力的至少一个电能存储器和用于控制电能存储器和电机之间的电力流动的控制设备。电机由此可以依据车辆的运转状态交替地用作电动机和发电机。当车辆被制动时，电机产生存储于电能存储器中的电力。存储电力后来例如被用于驱动车辆和操作车辆中的不同辅助系统。
[0004]还没有公开的瑞典专利申请SE 1051384-4示出一种具有行星齿轮装置的混合动力驱动系统，所述行星齿轮装置包括三个部件，即，太阳轮、行星轮架以及齿圈。行星齿轮装置的三个部件中的其中一个连接到燃式发动机的输出轴，行星齿轮装置的第二部件连接到变速箱的输入轴，并且行星齿轮装置的第三部件连接到电机的转子。电机连接到电能存储器，以使得电机可以交替地用作电动机和发电机。可以无级地控制电机的转速。通过控制电机的转速，变速箱的输入轴可以被赋予理想转速。利用根据文献SE1051384-4的混合动力系统，无需在车辆的传动系中使用离合器机构。
[0005]在具有离合器的传统混合动力车辆中，燃式发动机不能在离合器处于打开位置时被用于对电能存储器充电。当这种例如形式为公共汽车的混合动力车辆从公共汽车站开走时，存在的风险是，公共汽车在高峰时间期间将在档位被连通且离合器处于打开位置的情况下静止一段时间。如果同时电能存储器被车辆中的其他电操作组件(例如，空调设备的压缩机等)使用，电能存储器可能非常迅速地放电。在这种情况下，连通的档位必须断开并且离合器必须闭合以对电能存储器充电。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种用于初始提及类型的车辆的驱动系统，其中，电能存储器具有同样在当车辆静止或低速驱动时的运转状况期间供应用于操作车辆中的至少一个电操作组件的电能的能力。
[0007]这个目的通过初始提及类型的驱动系统实现，其具有被权利要求1的特征部分具体化的特征。在当车辆静止且驾驶员没有要求任何车辆的驱动扭矩的状况下，燃式发动机在怠速转速下运行、行星齿轮装置处于打开位置并且起动档位被接入到变速箱中。控制单元启动电机，所述电机形成制动燃式发动机的输出轴的扭矩。由此驱动动力在传动系中形成，驱动动力旨在使得车辆开始起步发车(rolling)。然而，制动装置防止车辆开始起步发车。电机在燃式发动机上的制动扭矩导致电力被引导为有效蓄能。由此，在大多数情况下，可以产生至少如此多的电能以至于所述组件可以运转。产生于电能存储器中的电能的量可以按需要通过控制电机而增加，以提供更大的制动扭矩。在这种情况下，制动装置的制动扭矩也可以按需要增加，以使得车辆不要开始起步发车。通过以上提及的手段保证电能存储器具有在当车辆静止时的运转状况下操作电操作组件的能力。
[0008]根据本发明的一个实施方式，控制单元配置成接收有关电能存储器的充电等级的信息，并且在当电能存储器的充电等级低于限制等级的状况下控制制动装置和电机，使电机产生至少与所述组件消耗的电能同样多的电能。如果电能存储器具有高充电等级，并非总是需要电机必须产生与所述组件消耗的电能同样多的电能。在这种情况下，电机可以至少在一段时间期间产生比所述组件消耗少的电能。作为替换方案，电能存储器的充电等级可以被允许下降到最低可接受等级。
[0009]根据本发明的一个实施方式，控制单元配置成在当车辆静止时、联接构件处于第一位置、并且驱动扭矩被车辆要求的运转状况下，控制制动装置，使制动装置供应导致车辆开始起步发车的量级的制动扭矩。由此，当驱动扭矩通过驾驶员向下按压加速踏板而被车辆要求时，车辆开始起步发车。控制单元有利地配置成当电能存储器具有比所述限制等级高的充电等级时:完全地释放制动装置；并且控制电机，从而电机传递如此量级的扭矩以使得车辆以被要求的扭矩驱动。在这种情况下，电机被控制以使得其给出扭矩，所述扭矩的形式是相对于车辆的被要求的扭矩的传动比。由此，车辆以被驾驶员要求的驱动扭矩开始起步发车。
[0010]根据本发明的一个实施方式，控制单元配置成当电能存储器具有比所述限制等级低的充电等级时:完全地释放制动装置；控制燃式发动机以使得燃式发动机获得充分高的转速，以用于将能够产生于电能存储器中的电能；并且控制电机以使得电机产生至少与被所述组件消耗的电能同样多的电能。在这种情况下，控制单元可以启动电动机控制功能器件，电动机控制功能器件随着增加的车速同时地增加燃式发动机的转速。同样当车速增加时，电机的转子可以由此被致使相对于燃式发动机的旋转方向沿负的相反方向旋转。电能可以由此在理想时间周期期间产生。燃式发动机的转速被控制，以使得电机可以产生至少与在所述组件的运转期间消耗的电能同样多的电能于电能存储器中。由此，所述组件的运转可以同样在当电能存储器具有低充电等级的状况下被保证。
[0011 ] 根据本发明的一个替换性实施方式，控制单元配置成当电能存储器具有比所述限制等级低的充电等级时:控制燃式发动机以使得燃式发动机以怠速转速驱动；控制制动装置以施加制动扭矩，该制动扭矩导致车辆以被要求的扭矩驱动；并且控制电机以使得电机产生至少与被所述组件消耗的电能同样多的电能于电能存储器中。在这种情况下，制动装置被用于供应制动扭矩，以使得车辆通过被要求的驱动扭矩驱动，同时产生至少与被所述组件消耗的同样量的电能。由此，所述组件的运转可以同样在当电能存储器具有低充电等级的状况下被保证。
[0012]根据本发明的一个实施方式，控制单元配置成控制联接构件，以使得车辆一经获得可以将燃式发动机的输出轴锁定到变速箱的输入轴的速度，控制联接构件就移动到第二位置。尤其在当电能存储器具有低充电等级的状况下，合适的是尽可能快地将燃式发动机的输出轴锁定到变速箱的输入轴。由此，燃式发动机可以负责驱动车辆、所述组件的运转以及对电能存储器充电。
[0013]根据本发明的一个实施方式，制动装置是车辆中的原有制动器。有利地，制动装置是作用在传动系或车辆的车轮上的原有制动器。然而，制动装置应该具有能够供应可变制动扭矩的能力。作为替换方案，制动装置可以是独立制动器，所述制动器仅以产生电力于电能存储器中为目的而用于供应可变制动扭矩。
[0014]根据本发明的一个实施方式，所述组件是空调设备中的压缩机。这些设备可能在运转期间需要来自电能存储器的相对高的电能的供应。然而，所述组件可以是被来自电能存储器的电力操作的一个或多个随意组件。
[0015]根据本发明的另一优选实施方式，燃式发动机的输出轴连接到行星齿轮装置的太阳轮，变速箱的输入轴连接到行星齿轮装置的行星轮架，并且电机的转子连接到行星齿轮装置的齿圈。通过这种设计，被包括的部件可以是给定的紧凑构造。太阳轮和行星轮架可以借助于花键接头或类似物分别连接到燃式发动机的输出轴和变速箱的输入轴。由此确保太阳轮以与燃式发动机的输出轴相同的转速旋转，并且行星轮架以与变速箱的输入轴相同的转速旋转。电机的转子可以固定地设置在齿圈的外周边表面上。齿圈的内周边表面通常设有轮齿。齿圈的外周边表面通常是光滑的且非常适于携载电机的转子。齿圈和电机