[发明专利]混合动力传动系以及用于控制混合动力传动系的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于例如乘用车、公共汽车、卡车、舟艇、船舶、有 轨电车、火车等的系统的混合动力传动系。而且，本发明还涉及控制 这样的传动系的方法，例如关于换档的方法。此外，本发明还涉及包 括这样的传动系的车辆及类似装置。另外，本发明还涉及可以在计算 硬件上运行的用于执行控制这样的传动系的方法的软件。

背景技术

近年来，已经在混合系统方面进行了相当多的研究，以提供燃料 经济性的提高以及起动性能的改善。混合系统包括混合动力传动系， 其中，各传动系通常包括内燃发动机、电机装置、电能存储元件和用 于至少将电机装置连接至系统负载的变速装置。可选地，电机装置被 实施为电动机/发电机。表面上，这样的混合动力传动系看起来增加了 复杂性，并且可能增加重量，这将会对系统性能不利。然而，实际上， 尤其是在停止-起动情况下，与非最佳工作的传统的简单的内燃发动机 系统相比，采用混合动力传动系产生若干优点。

混合动力传动系提供的一个相当大的优点是车辆从静止加速时具 有快速加速性能。由于电动机能够在低电动机转子转速时提供比较高 的起动转矩，例如级别为1000Nm，所以能够实现这样的快速加速。此 外，混合动力传动系的充电电池能够传递数十或数百kW的大峰值功 率。对于配备有这样的混合动力传动系的车辆，传统的当前做法是， 当已达到电动机不能提供任何优势的较高车速时，在这样的混合动力 传动系中采用内燃发动机来驱动车辆。例如，混合动力传动系的内燃 发动机主要用于其车辆以高速在机动车道上行驶时提供动力。在城市 交通中，经常出现停止-起动循环，相当大程度地使用混合动力传动 系的电动机。

在公开的国际PCT专利申请WO97/15979中，描述了一种用于机 动车辆的混合动力驱动器，所述混合动力驱动器包括内燃发动机，所 述内燃发动机在其旋转输出轴处通过离合器连接至电动机。电动机依 次经桥连接而连接至自动变速箱，随后通过自动变速箱连接至车辆的 车轮。在公开的专利申请中，认为混合动力驱动器相当程度地改善了 行驶舒适性。认为通过汇合内燃发动机和电动机提供的动力，能够大 量减少工作期间混合动力驱动器中所需要的切换运行过程。

在公开的美国专利US5,713,425中，描述了用于机动车辆的混合 动力传动系。所述传动系包括内燃发动机和变速箱总成，所述变速箱 总成提供至车辆驱动轮的第一可选择变换的传动转矩传递路径。此外， 所述传动系还包括限定第二传动转矩传递路径的电动机-发电机装 置，所述第二传动转矩传递路径位于第一传动转矩传递路径的输出和 上述驱动轮之间。所述混合动力传动系内进一步包括控制系统，用于 运行电动机-发电机装置，以在当第一转矩传递路径中的转矩传递在 变速箱总成的传动比改变发生期间及离合器分离期间中断时，提供转 矩至驱动轮。通过内燃发动机和电动机-发电机装置的交互式控制， 车辆的驱动性能得到提高，并且可以降低发动机的尾气排放。此外， 电动机-发电机能够响应车辆操作者的要求迅速地使车辆起步行驶。 在使车辆电动起步行驶期间，内燃发动机和电动机-发电机的交互式 控制使得内燃发动机被重新起动然后逐渐地从电动机-发电机装置接 过驱动车辆的任务。

在公开的国际PCT专利申请WO2005/016681中，描述了控制机动 车辆的驱动装置的方法。所述驱动装置包括内燃发动机和电动机。所 述驱动装置的主变速装置包括输出轴，该输出轴可旋转地连接至机动 车辆的驱动轴。所述变速装置进一步包括连接至内燃发动机的输入轴。 电动机通过包括至少两个传动档的中间传动装置连接至变速装置的输 入轴或输出轴。

在工作中，车辆在开始时仅由电动机驱动，以便使车辆从静止加 速，此时中间传动装置处于其最低的传动档。在中间传动装置的换档 操作之前，内燃发动机接管驱动功能。任选地，中间传动装置被实施 为犬牙式离合器传动装置。

上述PCT申请中描述的驱动装置能很好地适用于乘用车辆，所述 乘用车辆可被操作以运送坐在车内的乘客。