[发明专利]用于机动车辆的带可接合离合器的混合驱动系统

说明书

本发明涉及按照权利要求1的前序部分详细规定的那样类型的用于机动车辆的混合驱动系统。

用于机动车辆的驱动系统通常至少有一电机，它可以例如本身是驱动设备。

用从一蓄电池或一车辆固有的燃料电池供给电能的电动机作为驱动电机，使之有可能做到无排放的和几乎无声的行驶，此时，它在结构上紧凑。其缺点为，由于所用的蓄电池的可供使用的蓄电容量有限，纯粹用电力驱动的车辆的行驶功率严重受到限制。因此，电动车辆至今只在特殊领域中使用。

除了纯粹的电力驱动系统，还知道有部分电力的车辆驱动系统，它在实际中也称为“混合驱动”。此部分电力驱动的系统有一内燃机作为主驱动设备，用它可以有大的有效功率和机动车辆的活动半径。在内燃机和变速器之间还补充设置至少一个电机，它与驱动路线串联或并联地布置并提供电力驱动的优点如制动能量回收和无排放的行驶。

在串联的混合系统中，在一个行驶范围中，用有限的功率纯电力地行驶，也就是说，内燃机与电机都停止工作，此时，全部所需的能量都从蓄电池供应。而在一个第二行驶范围中，则用内燃机行驶，该内燃机驱动作为发电机工作的第二电机，该电机又反过来供应用于按电力运行的行驶电动机的能量。这类串联的混合驱动系统在工作时不需要具有经常的力闭合的离合器。

在并联的混合系统中，用一与一变速器的输入轴连接的电动机纯电力地行驶。此时，内燃机停止，它通过一力闭合的离合器与变速器的输入轴分开。在需要大功率时，例如从某一预定的高行驶速度开始，内燃机将通过接通一离合器而起动，此时，内燃机将用作主驱动源。于是，电动机可用作辅助源或助力器或用作发电机，以向车辆蓄电池充电。

这类具有内燃机、自动变速器、蓄电池、直流交流变换器和永久励磁同步电机的并联的混合系统已例如在德国的出版物VDI报告1378(1998)，M.Lehna的“奥迪双重，一种用于城市后勤的混合车辆”，623～647页中作了描述。

但是，这种已知的并联的混合系统、有这样的缺点，即在接通一离合器时，在输出装置上产生一可以感受到的牵引力扰动。

采用传统的起动机，可使内燃机到达一起动转速，即起动转矩将通过小齿轮传至发动机的飞轮上。此已知的起动机如此用法兰连至一发动机缸体上，以致在致动时，该小齿轮与从动盘的齿圈啮合，以便通过它使发动机旋转。

在这类起动机中，产生另一缺点，即其功率不够，其寿命非常有限。

有限的寿命使这种起动机不适合用于内燃机的接通或断开相关的“起动-停车-运行”，此时，具有一用于行驶的电动机的平行混合系统基本上适于这种明显地降低燃油消耗的运行方式，此时，内燃机在车辆停止时断开，并在实际上需要时才起动。

从1998年4月发行的出版物“欧洲汽车设计”的第24页上知道另一种起动单元，其中，装在内燃机与变速器之间的电动机直接与内燃机的曲轴连接，并且在起动机功能之外还附加有发电机功能。

但是，在这种方案中，同样在内燃机的曲轴与变速器的输入轴结合时必然有牵引力的扰动。

从实践中知道的另一种将内燃机加速至其起动转速或无载转速的方法为，在用电动机行驶时，在起动内燃机之后与变速器的输入轴结合。此处，只在速度差为零时才接通离合器。

对此，在所用的独特的电动机中，它首先必须在车辆停止时起动内燃机，此时，变速器处于中性位置，离合器被接通。此时，车辆未被驱动。一旦内燃机运行，内燃机与电机之间的离合器被切断，将变速器连接至第一档，接着就可开始行驶过程。

由此，其缺点为，行驶过程开始时有明显的时间滞后。

已知的混合驱动系统的另一缺点为，变速器的例如在其中做成一体的液压泵难于在行驶时达到接合元件的压力供应所需要的转速，这是因为，液压泵通常是由内燃机驱动的，但是内燃机在电力行驶时又是停止的。

在实践中，这一问题用一在外面布置的液压泵和一通过由自身的能源驱动的装置来解决，但是，这是非常昂贵和成本很高的。

本发明的目的在于，提供一用于机动车辆的混合驱动系统，其中，机动车辆与其机组的电流供应是高效的，同时，可以用结构上简单的方式在小的功率需求时实现纯电力驱动，而在大的功率要求时实现内燃机的接通，此时，可在转换时尽可能地避免牵引力降低。

按照本发明，此目的将用按照权利要求1的特征的混合驱动系统来实现。

采用按照本发明的混合驱动系统，使之有可能以有利的方式在起动或在低的车辆速度例如在“停止之后再行走”的运行或在停车过程或开动过程中采用纯电力的运行。通过在内燃机与电机之间连接以第二离合器，可以接通已经运行的内燃机，以便得到全部的车辆功率。