[发明专利]具有辅助起动装置的混合动力系和起动发动机的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合动力系和一种起动混合动力系的发动机的方法。

背景技术

混合动力系通常包括发动机和至少一个电动机/发电机，用于车辆推进、再生车辆制动或者用于二者。电动机/发电机通常还被用于快速地重新起动发动机，以减小发动机运行但不提供推进的空转时间。在一些混合动力系中，电动机/发电机可重新起动发动机并且同时还提供车辆推进，从而电动机/发电机则必须具有足够的扭矩和功率能力以便同时实现二者。相反，如果电动机/发电机或马达/发电机的全部扭矩或功率能力，或者其它部件的全部电流或电功率能力被用于推进车辆，则发动机起动需要的额外的扭矩或功率将源于车辆推进，这将导致车辆推进的短暂性干扰。

电动变速传动装置(electrically-variable transmissions)通常具有输入构件、输出构件和连接到行星齿轮组的不同构件的两个电动机/发电机。所包括的离合器则允许进行电动变速工作模式、固定速比模式和纯电动(电池供电)模式中的一种或多种。电动变速传动装置可以多种方式提高车辆的燃料经济性，主要通过使用电动机/发电机中的一个或二者来进行车辆制动并且在发动机关闭的情况下使用再生能量向车辆提供电力。发动机在空转状态下、减速和制动期间以及在低速或轻载工作期间可被关闭，以减小由于发动机阻力导致的效率损失。由再生制动获得的制动能量(或者在发动机工作期间产生的电能)在发动机关闭的这些时间段中被使用。在发动机打开模式中工作期间，发动机扭矩或功率的瞬态需求由电动机/发电机补充，这允许使用较小的发动机而不会降低车辆的性能。此外，电动变速模式可允许发动机针对给定的功率要求在最优的效率点处或者其附近工作。

为了从纯电动工作模式转换到电动变速工作模式(electrically-variable operating mode)，发动机必须被重新起动。在电动变速传动装置中，或者在其它双电动机混合动力系中，这可通过使用一个电动机/发电机或两个电动机/发电机的组合而实现，从而重新起动发动机。

发明内容

本发明提供一种混合动力系，其能够辅助发动机的起动，从而最小化或消除一个或多个电动机/发电机起动或重新起动发动机所需的扭矩和/或功率。

因此，一种用于车辆的混合动力系包括具有曲轴的发动机。电动机/发电机操作性地连接到所述曲轴。在一些实施例中，动力系包括两个电动机/发电机，例如在功率分流设置中。弹性构件-例如弹簧操作性地连接到所述曲轴，且配置为在一些实施例中被所述发动机卷绕，而在其它实施例中被所述电动机/发电机卷绕。也称为单向制动器的单向扭矩传递机构操作性地连接到所述弹性构件的第一端部，且配置为在卷绕所述弹性构件之前超限运动。所述弹性构件能够释放，以允许所述弹性构件拆卷，从而使所述弹性构件的扭矩辅助旋转所述曲轴以重新起动所述发动机。

能够选择性接合的制动器可操作性地连接到所述弹性构件的第二端部，且能够选择性地接合以将所述第二端部接地到静止构件，从而在发动机关闭时保持所述卷绕的弹性构件。发动机摩擦和压缩可辅助保持所述弹性构件，或者足以代替制动器来保持所述弹性构件。

一种起动具有发动机和至少一个电动机/发电机的混合动力车辆的发动机的方法，该方法包括通过所述发动机和所述电动机/发电机中的一个提供的扭矩卷绕操作性地连接到所述发动机的曲轴的弹性构件。所述方法包括释放所述卷绕的弹性构件，以辅助所述发动机的起动。

方案1、一种用于车辆的混合动力系，包括：

具有曲轴的发动机；

操作性地连接到所述曲轴的电动机/发电机；

弹性构件，所述弹性构件操作性地连接到所述曲轴，并且配置为被所述发动机和所述电动机/发电机中的一个卷绕；

单向扭矩传递机构，所述单向扭矩传递机构操作性地连接到所述弹性构件的第一端部，并且配置为在卷绕所述弹性构件之前超限运动；并且

其中，所述弹性构件配置为可释放的以允许所述弹性构件拆卷，从而旋转所述曲轴以便重新起动所述发动机。

方案2、如方案1所述混合动力系，进一步包括：

从所述电动机/发电机延伸的电动机轴；和

将所述电动机轴连接为随着所述曲轴旋转的环状可旋转装置。

方案3、如方案1所述的混合动力系，其中，所述电动机/发电机能够相对于所述曲轴的前向旋转将所述弹性构件向后卷绕。

方案4、如方案1所述的混合动力系，进一步包括：