[发明专利]具有软轴的混合动力汽车

说明书

相关申请

本发明要求以下瑞典专利申请的优先权和受益权：2005年11月15 日提交的0502543-2，2005年11月27日提交的0502650-5，2005年12 月5日提交的0502793-3，2006年2月6日提交的0600241-4，2005年 12月12日提交的0502799-0，2005年12月12日提交的0502901-2，2005 年12月23日提交的0502894-9，2006年5月15日提交的0601082-1， 2006年6月6日提交的0601252-0，2006年7月23日提交的0601618-2， 2006年10月3日提交的0602107-5，2006年10月5日提交的0602108-3， 和2006年10月22日提交的0602274-3，上述专利申请的全部教导在此 以参见的方式被引入。

技术领域

本发明一般涉及混合动力汽车，特别是涉及这种汽车中的动力系和 使用所述动力系进行齿轮变速的方法。

背景技术

致动器控制的“手动”类型的齿轮箱由于其较高效率而在20世纪 90年代被认为是自动传动装置的显然的替代物。实际应用证实，驱动 器不接收在齿轮变速过程中出现的加速扭矩损失。不同于传统驱动中通 过驱动器执行齿轮变速，致动器驱动齿轮箱意在自身主动改变齿轮。这 样导致齿轮变速的发生不可预计，这被认为是不利的。

如果齿轮变速可在极短时段中执行，例如在短于大约100ms中进 行，则发生的加速中断将不会被乘客和司机察觉。

从使用第一齿轮位置将连续扭矩施加于驱动轮胎时的状况至使用 另一齿轮将相同的扭矩施加于驱动轮胎时的状况，在小于100ms的时 段中执行完全的齿轮变速，是一项具有挑战性的任务。这需要从初始齿 轮构件去除驱动扭矩，去除初始齿轮中的套，将输入轴的速度改变至将 至齿轮所需的速度，使将至齿轮的套的齿对准将至齿轮的配合齿，使所 述套轴向移动，和重建驱动扭矩。在IEEE文献07803-4943-1/98中“用 于具有自动手动传动装置的并行混合动力汽车的先进齿轮变速和离合 策略(Advanced gear shifting and clutching strategy for Parallel Hybrid Vehicle with Automated Manual Transmission)”中，描述在齿轮变速过 程中所获得的离合器松开时间为大约2秒。

为了得到关于这一任务的复杂性的概念，在一些机械控制构件中的 延迟可作为例示。小信号气动继电器具有大约10ms的延迟。电控液压 开关阀具有大约15-30ms的延迟。显然，对于允许耗时60-90ms的 事件的一系列复杂情况的控制，不能通过均具有10-30ms内延迟范围 的一组构件而实现。电动马达的扭矩可在少于毫秒内改变。这样的马达 常常连接在动力系中，并提供可快速影响动力系部件的方式，而动力系 部件对于齿轮变速是重要的。

使得快速齿轮变速复杂化的一个问题在于，将车辆轮胎连接到传动 装置的驱动轴在扭转方面较弱。储存在其弯曲中的能量可在混合动力汽 车的齿轮箱中形成相当大的力，混合动力汽车在齿轮箱的输入轴上设置 具有相当大惯量的部件，例如电动马达。

另一问题由连接在引擎与齿轮箱输入轴之间的扭矩波动减缓装置 所致。对于减小噪音和波动重要的是，在加速过程中储存相当大的能量， 而这些能量在齿轮变速之前将必须从初始齿轮中释放。这种能量还必须 在接合将至齿轮之后重新储存以允许引擎扭矩传输到轮胎。

在“手动”传动装置中出现的传统齿轮箱提供比“自动”传动装置 更低的损失。由相同申请人在美国专利6,740,002中公开的混合动力汽 车结构“Strigear”，当应用于构造有酷似第一代丰田Prius混合动力汽 车的构件和底盘的车辆时，在模拟中显示具有37％的燃料降低。这种 Strigear结构基于致动器控制的“手动”齿轮箱。

减少来自车辆的CO₂排放的极高重要性使得超级有效的混合动力 汽车非常重要。所经历的客户对于自动“手动”齿轮箱和相关加速中断 的反应，已经在广泛接受Strigear结构的可能性上产生质疑。为使 Strigear结构被广泛接受，齿轮变速应优选地使其不易察觉。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于车辆的动力系，使得齿轮变速可通 过有效例如平滑的方式进行。