[发明专利]控制飞轮式传动系统中的扭矩

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种用于机动车辆的传动系统，更具体地说，涉及控制在飞轮和车辆车轮之间传递的扭矩。

背景技术

混合动力车辆的传动系统将包括内燃机和有级式自动变速器的传统推进系统与能量储存系统相结合，以提高传统车辆的传动系统的燃油经济性，使之超过传统车辆。用于再生并储存车辆的动能的各种技术包括：电动系统，包括电动机和蓄电池；液压系统，将能量储存在加压的液压箱(pressurized hydraulic tank)中；飞轮系统，将能量储存在旋转的飞轮或盘中。

飞轮系统存在的主要难题在于：需要强劲且平稳地向车轮提供飞轮扭矩。已经提出了这样一种方法：通过测量作为对传递到车轮的飞轮扭矩进行控制的输入的车轮滑转来确定车轮扭矩。由于这种测量非常严格且可能会随着环境条件而变化，导致需要具有非常精确的速比控制，所以可能难以进行这种测量。尤其是在低负载的情况下，在车辆中难以对车轮滑转进行测量，且车轮滑转具有高增益。这种测量中的小误差可能导致大的控制扰动。

发明内容

一种用于控制机动车辆的传动系统的方法，所述方法包括：确定期望的飞轮扭矩；参照期望的飞轮扭矩确定期望的离合器扭矩容量扭矩，通过离合器在飞轮和车辆车轮之间传递扭矩；操作离合器以产生期望的离合器扭矩容量；确定离合器上的滑转误差；将位于离合器和所述车轮之间的驱动路径中的无级变速器的速比改变至减小滑转误差的速比。

本发明还设想一种用于传递传动系统中的动力的系统，所述系统包括：飞轮；车辆车轮；离合器，通过离合器在飞轮和所述车轮之间传递扭矩；无级变速器，位于离合器和所述车轮之间的驱动路径中；最终传动机构，在所述无级变速器和所述车轮之间的驱动路径中与所述无级变速器串联地布置。

在车辆加速的情况下，飞轮扭矩提供增加的正扭矩，以补充传递到车轮的传动系统扭矩。在车辆减速的情况下，飞轮向车轮提供负扭矩，从而代替车轮的摩擦制动扭矩，以使车辆的动能被回收并储存，用于以后推进车辆，而不是通过制动衬片上的摩擦而浪费。

控制飞轮的输出扭矩，以向车轮提供精确扭矩，从而始终满足驾驶员需要的车轮扭矩。驾驶员的扭矩需求是基本传动系统的输出加上飞轮的扭矩输出的结合。

所述方法使用容易测量的输入速度信号，而不是使用车轮滑转信号。飞轮输出扭矩的开环控制减少了车轮处扭矩的波动。离合器滑转的闭环控制导致输出扭矩仅有微小扰动。

优选实施例的应用范围将从下面的详细描述、权利要求及附图中变得清楚。应该理解的是，虽然指出了本发明的优选实施例，但是仅仅通过说明的方式给出了描述和具体示例。对于本领域的技术人员来说，对描述的实施例和示例的各种改变和修改将会变得清楚。

附图说明

通过参照下面结合附图进行的描述，本发明将会更加易于理解，附图中：

图1是飞轮式混合动力传动系统的示意图；

图2是示出传动系统中的固定速比齿轮装置和无级变速器的示意图；

图3是用于控制图1和图2的传动系统中的扭矩的方法的框图。

具体实施方式

现在，参照附图，图1示意性地示出了用于机动车辆的混合动力传动系统10。前车轮12和13通过变速器16(优选地，多速有级式变速器)和前差速机构18可驱动地连接到诸如内燃机(ICE)的动力源14。后车轮20和21通过变速器24(优选地，无级变速器(CVT))、驱动轴26以及后差速机构28可驱动地连接到诸如飞轮组件22的混合动力源。CVT 24产生输入速度到输出速度无级、连续可变的速比。带驱动机构和牵引驱动机构用于通过CVT 24传递动力。

在这种混合动力传动系统10中，车轮制动能量机械地再生并储存在飞轮22中。CVT 24的速比在CVT的操作范围内变化，以允许旋转能量储存在飞轮22中或者从飞轮释放并传递到车轮20和21。

图2示出了对于给定应用的可能速比的示例。飞轮组件22包括飞轮29，飞轮29连接到简单行星齿轮组32的中心齿轮30，行星齿轮组32还包括被固定而不旋转的环形齿轮34、齿轮架36、支撑在齿轮架上且与中心齿轮和环形齿轮啮合的行星小齿轮36。优选地，由齿轮组32产生的速比为大约5.07。行星齿轮组32被称为齿轮3。

齿轮架36连接到与小齿轮40啮合的齿轮38。优选地，齿轮38旋转得比小齿轮40快大约2.6倍。小齿轮40和齿轮38被共同地称为齿轮2。飞轮扭矩是在轴41上传递的扭矩。