СПОСОБ ТРОГАНИЯ С МЕСТА ГИБРИДНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2016 года по МПК B60K6/365 B60W10/06 B60W10/08 B60W20/00 B60W30/18 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ И УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Данное изобретение относится к способу трогания транспортного средства с места, соответствующему преамбуле п. 1 прилагаемой формулы изобретения.

В частности, но не исключительно, изобретение направлено на осуществление такого способа для транспортных средств в виде колесных транспортных средств общего назначения, в частности, большегрузных транспортных средств, таких как, например, грузовых автомобилей и автобусов.

Предлагаемый способ относится к троганию с места так называемого гибридного транспортного средства, в общем случае являющегося транспортным средством, привод которого могут осуществлять главный двигатель, в данном случае - двигатель внутреннего сгорания, и вспомогательный двигатель, в данном случае - электрическая машина. Электрическая машина соответственно снабжена, по меньшей мере, одним гибридным средством аккумулирования энергии, например, аккумуляторной батареей или конденсатором для аккумулирования электрической энергии, и регулирующим оборудованием для регулирования потока электрической энергии между средством аккумулирования энергии и электрической машиной. Вследствие этого, электрическая машина может попеременно работать как двигатель и генератор в зависимости от рабочего состояния транспортного средства. Когда транспортное средство тормозят, электрическая машина генерирует электрическую энергию, которую можно аккумулировать и/или использовать непосредственно. Аккумулированную электрическую энергию можно впоследствии использовать, например, для приведения транспортного средства в движение.

Использование обычного механизма сцепления, соединяющего входной вал коробки передач c двигателем внутреннего сгорания при трогании транспортного средства с места и разъединяющего их во время процесса переключения передач в коробке передач, влечет за собой недостатки, такие как нагревание дисков механизма сцепления, что приводит к возрастающему расходу топлива и износу дисков сцепления. Это утверждение справедливо, в частности, при соединении валов. Кроме того, обычный механизм сцепления является относительно массивным и дорогостоящим. Он также занимает относительно большое пространство в транспортном средстве. При использовании гидравлического преобразователя/трансформатора крутящего момента, обычно применяемого в автоматических коробках передач, также возникают потери на трение.

Обычного механизма сцепления, а также гидравлического преобразователя, и упомянутых недостатков, связанных с ними, можно избежать, предусматривая для такого транспортного средства наличие движительной системы, в которой выходной вал двигателя внутреннего сгорания, ротор электрической машины и входной вал коробки передач взаимосвязаны планетарной передачей. Транспортное средство, имеющее движительную систему этого типа, известно из документа EP 1319546. Конечно же, постоянно предпринимаются попытки усовершенствовать способы приведения в движение транспортного средства, имеющего такую движительную систему, в контексте энергетической эффективности, а также способы взаимодействия электрической машины и двигателя внутреннего сгорания.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача данного изобретения состоит в том, чтобы разработать способ того типа, который изначально характеризуется как предусматривающий вышеупомянутые попытки. Эта задача в соответствии с изобретением решается путем разработки способа по п. 1 прилагаемой формулы изобретения.

Поскольку в соответствии с изобретением и крутящий момент электрической машины, и крутящий момент двигателя внутреннего сгорания используются для привода входного вала коробки передач во время процесса трогания с места, можно получить больший крутящий момент. Поскольку движительная система не содержит сцепления, этот крутящий момент можно прикладывать без износа, в отличие от так называемого параллельного гибридного транспортного средства, в котором соответствующий крутящий момент получают только за счет износа дисков сцепления. Благодаря высокому имеющемуся крутящему моменту, транспортное средство можно страгивать с места с помощью относительно высокой передачи, включенной в коробке передач, а это означает, что можно сократить количество переключений передач во время фазы ускорения.

Другое преимущество предлагаемого способа заключается в том, что электрическая машина является управляемой по крутящему моменту, и это означает, что ею управляют с возможностью приложения определенного крутящего момента, а не достижения определенной скорости вращения, при этом двигатель внутреннего сгорания является управляемым по скорости вращения, и это означает, что им управляют с возможностью достижения определенной скорости вращения, а не приложения определенного крутящего момента. Поскольку электрическая машина менее инерционна, чем двигатель внутреннего сгорания, выгодно управлять крутящим моментом электрической машины и управлять скоростью вращения двигателя внутреннего сгорания. Меньшая инерция электрической машины приводит к более быстрым реакциям в движительной системе, чем были бы, если бы вместо этого двигатель внутреннего сгорания управлялся по крутящему моменту. Поэтому связь между требуемым крутящим моментом и крутящим моментом реакции на входном валу коробки передач становится сильнее.

Дополнительное преимущество предлагаемого способа заключается в том, что средство аккумулирования энергии - в отличие от имеющегося в параллельном гибридном транспортном средстве - заряжается в начале процесса трогания с места, поскольку электрическая машина в этой фазе функционирует как генератор. Поэтому транспортное средство не нуждается в должным образом заряженном средстве аккумулирования энергии, чтобы тронуться с места. Поскольку средство аккумулирования энергии перезаряжается каждый раз, когда транспортное средство трогается с места, средство аккумулирования энергии разряжается лишь медленно, что является преимуществом, в частности, если транспортное средство движется медленно с частыми процедурами остановки и трогания с места.

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, этапам (a) и (b) предшествуют этапы, на которых:

(i) проверяют требуемый движущий крутящий момент и

(ii) вычисляют крутящий момент, который электрическая машина должна приложить на этапе (a) к третьему компоненту планетарной передачи, чтобы достичь упомянутого требуемого движущего крутящего момента.

Этот вариант осуществления раскрывает суть того, как движущий крутящий момент, требуемый водителем транспортного средства, сообщается путем управления крутящим моментом электрической машины.

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, за этапами (a) и (b) следует этап, на котором:

(c) переводят блокирующее средство в положение блокировки, где упомянутые компоненты планетарной передачи вращаются с одной и той же скоростью вращения.

Этот вариант осуществления во многих случаях представляет тот путь, которым возможна наиболее эффективная передача энергии между двигателем внутреннего сгорания и электрической машиной с одной стороны и ведущими колесами транспортного средства с другой стороны, достигаемая главным образом потому, что предотвращаются электрические потери в электрической машине, а также потому, что исключаются потери в планетарной передаче.

В соответствии с одним вариантом осуществления, упоминаемая постоянная скорость вращения на этапе (b) соответствует скорости вращения двигателя внутреннего сгорания на холостом ходу. Это является преимуществом, позволяющим двигателю внутреннего сгорания работать на как можно более низкой скорости вращения, чтобы минимизировать внутренние потери в двигателе внутреннего сгорания, такие, как потери на трение и потери из-за работы насоса, а скорость вращения на холостом ходу обычно является наименьшей скоростью вращения, на которой двигатель внутреннего сгорания вырабатывает равномерный крутящий момент.

В соответствии с одним вариантом осуществления, крутящий момент не действует на входной вал коробки передач во время упомянутого исходного состояния. Таким образом, на плоском грунте транспортное средство остается неподвижным по-прежнему без необходимости нажимать на тормоз.

В соответствии с другим вариантом осуществления, электрическая машина в исходном состоянии прикладывает базовый крутящий момент, косвенно воздействующий на входной вал коробки передач. В этом варианте осуществления имитируется способ, которым движительная система транспортного средства с автоматической коробкой передач прикладывает движущий крутящий момент сразу же при отпускании тормоза после остановки, исключая для водителя транспортного средства необходимость нажимать на акселератор. В соответствии с дальнейшим развитием этого варианта осуществления, только упомянутый базовый крутящий момент прикладывается в случае, когда не проводят торможение транспортного средства рабочим тормозом. Когда водитель отпускает рабочий тормоз, базовый крутящий момент вследствие этого прикладывается сразу же, и транспортное средство приводится в движение вперед без необходимости приложения базового крутящего момента в течение времени, когда водитель тормозил рабочим тормозом.

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, способ осуществляется для движительной системы, в которой упомянутый первый компонент является солнечным зубчатым колесом, упомянутый второй компонент является водилом планетарной передачи, а упомянутый третий компонент является кольцевым зубчатым колесом с внутренним зацеплением. Такая движительная система уже описана в еще не опубликованном документе SE 1051384-4. За счет соединения электрической машины с кольцевым зубчатым колесом с внутренним зацеплением, а выходного вала двигателя внутреннего сгорания - с солнечным зубчатым колесом, достигается компактная конструкция, которую легко посадить в уже существующие пространства для движительных систем, имеющих механизмы сцепления вместо планетарных передач. Вследствие этого, гибридизированной коробке передач можно придать размеры и массу, совместимые со стандартной коробкой передач, и можно поддерживать стандартизированные сопряжения. Это значит, что увеличение массы, обычно связанное с гибридизацией, можно значительно снизить. Еще одно преимущество заключается в том, что соединение электрической машины c кольцевым зубчатым колесом с внутренним зацеплением дает больший возможный тормозной крутящий момент, связанный с электрической машиной, чем тот, который имел бы место в случае соединения с солнечным зубчатым колесом. Еще одно преимущество, связанное с этим вариантом осуществления, заключается в том, что состояния трансмиссии становятся такими, что электрическая машина достигает своего максимального крутящего момента одновременно с достижением своего максимального крутящего момента двигателем внутреннего сгорания при скорости вращения на холостом ходу. Это минимизирует расход топлива и уровень звука при трогании с места.

Изобретение также относится к компьютерной программе, имеющей признаки, перечисленные в п. 9 формулы изобретения, компьютерному программному продукту, имеющему признаки, перечисленные в п. 10 формулы изобретения, электронному блоку управления, имеющему признаки, перечисленные в п. 11 формулы изобретения, и транспортному средству, имеющему признаки, перечисленные в п. 12 формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Далее будет приведено описание изобретения на примере со ссылками на прилагаемые чертежи, при этом:

на фиг. 1 представлен схематический чертеж движительной системы транспортного средства, для которого можно осуществить способ в соответствии с изобретением;

на фиг. 2 представлен упрощенный вид части движительной системы;

на фиг. 3 показано, как крутящий момент разных компонентов в движительной системе может изменяться во времени, когда осуществляют способ;

на фиг. 4 показано, как скорость вращения компонентов, представленных на фиг. 3, может изменяться во времени, когда осуществляют способ;

на фиг. 5 представлен схематический чертеж блока управления, который предназначен для воплощения способа в соответствии с изобретением; и

на фиг. 6 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая способ в соответствии с изобретением.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг. 1 показана движительная система 1 большегрузного транспортного средства. Движительная система содержит двигатель 2 внутреннего сгорания, коробку 3 передач, некоторое количество ведущих валов 4 и ведущих колес 5. Между двигателем 2 внутреннего сгорания и коробкой 3 передач движительная система 1 содержит промежуточный участок 6.

На фиг. 2 показан более подробный вид компонентов на промежуточном участке 6. Двигатель 2 внутреннего сгорания снабжен выходным валом 2a, а коробка 3 передач - входным валом 3a на промежуточном участке 6. Выходной вал 2a двигателя внутреннего сгорания расположен соосно по отношению к входному валу 3a коробки передач. Выходной вал 2a двигателя внутреннего сгорания и входной вал 3a коробки передач расположены с возможностью вращения вокруг общей оси 7 вращения. Промежуточный участок 6 содержит кожух 8, окружающий электрическую машину 9 и планетарную передачу. Электрическая машина 9 содержит, как обычно, статор 9a и ротор 9b. Статор 9a содержит сердечник статора, закрепленный должным образом внутри кожуха 8. Сердечник статора содержит обмотки статора. Электрическая машина 9 выполнена с возможностью использования - в определенных рабочих ситуациях - аккумулированной электрической энергии для приложения движущей силы к входному валу 3а коробки передач и использования - в других рабочих ситуациях - кинетической энергии входного вала 3a коробки передач для отбора и аккумулирования электрической энергии.

Планетарная передача расположена, по существу, радиально внутри статора 9a и ротора 9b электрической машины. Планетарная передача содержит, как обычно, первый компонент, второй компонент и третий компонент. Первый компонент в этом варианте осуществления является солнечным зубчатым колесом 10, второй компонент - водилом 12 планетарной передачи, а третий компонент - кольцевым зубчатым колесом 11 с внутренним зацеплением. Водило 12 планетарной передачи несет некоторое количество зубчатых колес (сателлитов) 13, расположенных с возможностью вращения в радиальном пространстве между зубьями солнечного зубчатого колеса 10 и кольцевого зубчатого колеса 11 с внутренним зацеплением. Солнечное зубчатое колесо 10 в этом варианте осуществления крепится к окружной поверхности выходного вала 2a двигателя внутреннего сгорания. Солнечное зубчатое колесо 10 и выходной вал 2a двигателя внутреннего сгорания в данном случае расположены с возможностью вращения как единое целое с первой скоростью n₁ вращения. Водило 12 планетарной передачи содержит крепежный участок 12a, который в этом варианте осуществления крепится к окружной поверхности входного вала 3а коробки передач посредством шпоночного соединения 14. Посредством этого соединения, водило 12 планетарной передачи и входной вал 3а коробки передач могут вращаться как единое целое со второй скоростью n₂ вращения. Кольцевое зубчатое колесо 11 с внутренним зацеплением содержит внешнюю окружную поверхность, на которую в этом варианте осуществления крепится ротор 9b. Ротор 9b и кольцевое зубчатое колесо 11 с внутренним зацеплением в данном случае образуют вращающийся узел, выполненный с возможностью вращения с третьей скоростью n₃ вращения.

Движительная система 1 содержит блокирующее средство для взаимной блокировки двух из компонентов планетарной передачи. Блокирующее средство расположено в этом варианте осуществления на выходном валу 2a двигателя внутреннего сгорания и на водиле 12 планетарной передачи посредством перемещаемого сочленяющего элемента 15, предусмотренного на выходном валу 2a двигателя внутреннего сгорания, причем сочленяющий элемент 15 выполнен с возможностью соединения посредством сочленяющего участка 15a с сочленяющим участком 12b водила 12 планетарной передачи. Сочленяющий элемент 15 крепится к выходному валу 2a двигателя внутреннего сгорания посредством шпоночного соединения 16. Сочленяющий элемент 15 в этом случае крепится относительно вращения выходного вала 2a двигателя внутреннего сгорания, и выполнен перемещаемым в осевом направлении по выходному валу 2a двигателя внутреннего сгорания. Схематически изображенный перемещающий элемент 17 выполнен с возможностью смещения сочленяющего элемента 15 между первым положением, в котором сочленяющие участки 15a, 12b не введены во взаимное зацепление и которое соответствует положению расцепления блокирующего средства, и вторым положением, в котором сочленяющие участки 15a, 12b введены во взаимное зацепление и которое соответствует положению блокировки блокирующего средства. Когда сочленяющие участки 15a, 12b введены во взаимное зацепление, выходной вал 2a двигателя внутреннего сгорания и входной вал 3а коробки передач будут взаимно блокированы. Следовательно, эти две оси - 2a, 3a - и ротор 9b электрической машины будут вращаться с одной и той же скоростью вращения.

В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, предлагаемый способ осуществляют для движительной системы, в которой блокирующее средство содержит корпус, снабженный первым набором шпонок. В положении расцепления этот первый набор шпонок вводится в зацепление со вторым набором шпонок, предусмотренным на втором компоненте планетарной передачи, который соединен с входным валом коробки передач. В положении блокировки, упомянутый первый набор шпонок также вводится в зацепление с третьим набором шпонок, расположенным на первом компоненте планетарной передачи, который соединен с выходным валом двигателя внутреннего сгорания, так что упомянутые первый и второй компоненты взаимно блокируются. Корпус может быть, например, корпусом кольцевой формы, который окружает водило планетарной передачи в случае, если второй компонент планетарной передачи состоит из этого водила.

Конечно же, блокирующее средство можно располагать и иначе, чем упоминалось выше, например, так, что оно взаимно блокирует кольцевое зубчатое колесо с внутренним зацеплением и выходной вал двигателя внутреннего сгорания или входной вал коробки передач.

В иллюстрируемом варианте осуществления, электрический блок 18 управления выполнен с возможностью управления перемещающим элементом 17. Блок 18 управления также выполнен с возможностью определения случаев, в которых электрическая машина 9 должна работать как двигатель, и случаев, в которых электрическая машина 9 должна работать как генератор. Чтобы принять это решение, блок 18 управления может принимать текущую информацию о подходящих рабочих параметрах. Блок 18 управления может быть компьютером с программным обеспечением, пригодным для этой задачи. Блок 18 управления также управляет схематически показанным регулирующим оборудованием 19, которое регулирует поток электрической энергии между средством 20 аккумулирования энергии, таким как гибридная аккумуляторная батарея, и статором 9a электрической машины. В случаях, в которых электрическая машина работает как двигатель, аккумулированная электрическая энергия подается от средства 20 аккумулирования энергии к статору 9a и/или другим потребителям. В случаях, в которых электрическая машина работает как генератор, электрическая энергия подается от статора 9a к средству 20 аккумулирования энергии. Средство 20 аккумулирования энергии подает и аккумулирует электрическую энергию с напряжением порядка 200-800 вольт. Поскольку промежуточный участок 6 между двигателем 2 внутреннего сгорания и коробкой 3 передач в транспортном средстве ограничен, требуется, чтобы электрическая машина 9 и планетарная передача составляли компактный узел. Компоненты 10-12 планетарной передачи в данном случае расположены, по существу, радиально внутри статора 9a электрической машины. Ротор 9b электрической машины, кольцевое зубчатое колесо 11 с внутренним зацеплением планетарной передачи, выходной вал 2a двигателя внутреннего сгорания и входной вал 3а коробки передач в данном случае расположены с возможностью вращения вокруг общей оси 5 вращения. За счет такой конструкции, электрическая машина 9 и планетарная передача занимают сравнительно небольшое пространство. Транспортное средство 1 снабжено функциональным блоком 21 управления электродвигателем, и посредством этого блока можно регулировать скорость n₁ вращения двигателя внутреннего сгорания. Тем самым блок 18 управления имеет возможность активировать функциональный блок 21 управления электродвигателем при введении в зацепление и выведении из зацепления зубчатых колес в коробке 3 передач с целью создания состояния нулевого крутящего момента в коробке 3 передач. Конечно же, вместо управления движительной системой с помощью одного-единственного блока 18 управления, ею можно управлять с помощью нескольких разных блоков управления.

На фиг. 3 и 4 показано, как крутящие моменты T₁, T₂ и T₃ и скорости вращения n₁, n₂ и n₃ выходного вала 2a двигателя внутреннего сгорания (пунктирная линия), входного вала 3а коробки передач (точечная линия) и ротора 9b электрической машины (сплошная линия), соответственно, могут изменяться во времени t при реализации варианта осуществления способа в соответствии с изобретением. По определению, двигатель 2 внутреннего сгорания, который вращается лишь в одну сторону, вращается с положительной скоростью вращения. Поэтому компоненты, вращающиеся в том же направлении, что и двигатель внутреннего сгорания, по определению вращаются с положительной скоростью вращения, а компоненты, вращающиеся в противоположном направлении, по определению вращаются с отрицательной скоростью вращения. На фиг. 6 показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая способ. Основные этапы в соответствии с изобретением обозначены на фиг. 6 сплошными линиями, а этапы в соответствии с вариантом осуществления изобретения обозначены пунктирными линиями. В описываемом здесь варианте осуществления предлагаемого способа используется движительная система 1, в которой ротор 9b электрической машины расположен с возможностью вращения как единое целое с кольцевым зубчатым колесом 11 с внутренним зацеплением, выходной вал 2a двигателя внутреннего сгорания расположен с возможностью вращения как единое целое с солнечным зубчатым колесом 10, а входной вал 3а коробки передач расположен с возможностью вращения как единое целое с водилом 12 планетарной передачи.

В течение времени t=t₀-t₁, транспортное средство находится в исходном состоянии 610, подходящем для трогания с места. В исходном состоянии, показанном на фиг. 3 и 4, транспортное средство стоит на месте, и при этом двигатель 2 внутреннего сгорания работает на холостом ходу, блокирующее средство находится в положении расцепления, а в коробке 3 передач включена передача, подходящая для трогания с места. Коробка 3 передач находится в состоянии нулевого крутящего момента, и это означает, что крутящий момент T₂ к входному валу коробки передач не прикладывается. Поскольку двигатель 2 внутреннего сгорания работает на холостом ходу, выходной вал 2a двигателя внутреннего сгорания, а значит - и солнечное зубчатое колесо 10, вращается со скоростью n₁ вращения. Поэтому ротор 9b электрической машины вращается со скоростью вращения n₃, которая сообщается посредством планетарной передачи за счет вращения солнечного зубчатого колеса 10.

В момент времени t=t₁, водитель хочет тронуться с места и - на этапе 611 - нажимает на акселератор транспортного средства. Посредством блока 18 управления, электрической машине 9 дается сигнал о том, что требуется движущий крутящий момент. Управление электрической машиной 9 на этапе 612 таково, что к кольцевому зубчатому колесу 11 с внутренним зацеплением прикладывается положительный крутящий момент T₃. В показанном варианте осуществления, прикладываемый крутящий момент является постоянным положительным крутящим моментом. Величина крутящего момента T₃, прикладываемого электрической машиной 9, зависит от нажима на акселератор: чем выше требуемое ускорение, тем выше прикладываемый крутящий момент. При этом скорость n₁ вращения двигателя 2 внутреннего сгорания на этапе 613 регулируют посредством функционального блока 21 управления электродвигателем, так что она поддерживается постоянной на уровне скорости вращения на холостом ходу. Поскольку положительный крутящий момент T₃ электрической машины 9 воздействует, уменьшая скорость n₁ вращения двигателя 2 внутреннего сгорания, результат таков, что, для поддержания скорости вращения двигателя 2 внутреннего сгорания, функциональный блок 21 управления электродвигателем управляет двигателем внутреннего сгорания так, что тот прикладывает положительный крутящий момент T₁, воздействующий на солнечное зубчатое колесо 10. Это приводит к результирующему положительному крутящему моменту T₂, воздействующему на входной вал 3a коробки передач. Поэтому входной вал 3a коробки передач ускоряется, и транспортное средство трогается с места. В момент t=t₁ и вскоре после него, ротор 9b электрической машины вращается с отрицательной скоростью вращения и поэтому функционирует как генератор, который передает электрическую энергию средству 20 аккумулирования энергии. Однако после этого момента времени, скорость вращения ротора 9b электрической машины уменьшается так, что эта скорость вращения стремится к нулю. Затем ротор меняет направление своего вращения и постепенно увеличивает свою скорость вращения, вследствие чего увеличивается скорость транспортного средства, и скорость n₁ вращения двигателя внутреннего сгорания поддерживается постоянной, а управление электрической машиной 9 таково, что она прикладывает постоянный положительный крутящий момент T₃. С момента изменения направления вращения, электрическая машина 9 функционирует как электродвигатель, который потребляет энергию из средства 20 аккумулирования энергии.

В момент t=t₂, все компоненты 10, 11, 12 планетарной передачи достигли одной той же скорости вращения. Тогда планетарную передачу можно заблокировать путем перевода блокирующего средства в положение блокировки на этапе 617 блокировки, после чего компоненты 10, 11, 12 вращаются как единое целое с одной и той же скоростью вращения. После этого, управление каждым из крутящих моментов T₃, T₁ электрической машины 9 и двигателя 2 внутреннего сгорания, соответственно, обеспечивает распределение, которое является наиболее благоприятным для непрерывной езды. В показанном варианте осуществления, управление крутящим моментом электрической машины 9 обеспечивает его стремление к нулю, а управление крутящим моментом двигателя 2 внутреннего сгорания обеспечивает его стремление к требуемому крутящему моменту на входном валу 3а коробки передач, вследствие чего привод транспортного средства в момент t=t₃ полностью осуществляет двигатель 2 внутреннего сгорания.

Вместо блокировки планетарной передачи в момент t=t₂, способ можно продолжать при нахождении блокирующего средства в положении расцепления, что может оказаться уместным во время езды с малыми требуемыми движущими крутящими моментами, например, составляющими менее 300 Н·м, в зависимости от конструкции движительной системы.

Чтобы гарантировать, что крутящий момент T₂, воздействующий на входной вал коробки передач, соответствует движущему крутящему моменту, требуемому водителем, адекватной мерой является проведение этапа 615 управления, когда водитель нажимает на акселератор, при этом проверку на этапе управления требуемым крутящим моментом осуществляет блок 18 управления. После этого, на этапе 616 проводится вычисление крутящего момента T₃, который электрическая машина должна прикладывать к кольцевому зубчатому колесу 11 с внутренним зацеплением во время процесса трогания с места, чтобы достичь упомянутого требуемого движущего крутящего момента, при этом крутящий момент T₃ для варианта осуществления, показанного на чертежах, задается выражением

$$T_3=\frac{z_r}{z_r+z_s}{T}_2$$ ,

где z_r - количество зубьев кольцевого зубчатого колеса с внутренним зацеплением, а z_s - количество зубьев солнечного зубчатого колеса.

Управление скоростью n₁ вращения двигателя 2 внутреннего сгорания осуществляют для минимизации внутренних потерь в двигателе внутреннего сгорания, таких как потери на трение и потери из-за работы насоса, сводя эту скорость к наименьшей скорости вращения, на которой двигатель внутреннего сгорания вырабатывает равномерный крутящий момент T₁, и которая обычно является скоростью вращения на холостом ходу двигателя 2 внутреннего сгорания. Если транспортное средство является большегрузным, упомянутая особенность может быть преимуществом вместо управления скоростью n₁ вращения с приведением ее к некоторому повышенному значению. Как правило, скорость вращения на холостом ходу составляет примерно 500 об/мин, а максимальный повышенный уровень в таком случае может составлять примерно 1000 об/мин.

В варианте осуществления изобретения, показанном на чертежах, коробка передач изначально находится в состоянии нулевого крутящего момента. Вместо этого, можно позволить электрической машине 9 прикладывать определенный базовый крутящий момент в исходном состоянии, и этот базовый крутящий момент посредством планетарной передачи воздействует на входной вал коробки передач. Транспортное средство в таком случае будет медленно ехать вперед, если на вал 3a не воздействует тормоз, такой как рабочий тормоз транспортного средства. В этом варианте осуществления, имитируется способ, которым движительная система транспортного средства с автоматической коробкой передач прикладывает движущий крутящий момент сразу же после отпускания рабочего тормоза. При дальнейшем развитии этого варианта осуществления, можно позволить электрической машине прикладывать базовый крутящий момент только в случае, когда торможение транспортного средства рабочим тормозом не используется. Когда транспортное средство стоит на месте, а рабочий тормоз используется, базовый крутящий момент в этом случае не прикладывается, но как только водитель отпускает рабочий тормоз, прикладывается базовый крутящий момент, и транспортное средство трогается с места.

В качестве альтернативы вышеупомянутому варианту осуществления, способ можно реализовать для движительной системы с выходным валом двигателя внутреннего сгорания, соединенным с кольцевым зубчатым колесом с внутренним зацеплением, и ротором электрической машины, соединенным с солнечным зубчатым колесом. Вместо этого, можно также соединять входной вал коробки передач либо с кольцевым зубчатым колесом с внутренним зацеплением, либо с солнечным зубчатым колесом. Как описано выше, в этих случаях выходной вал двигателя внутреннего сгорания, входной вал коробки передач и ротор, соответственно, можно соединять с упомянутыми первым, вторым и третьим компонентом планетарной передачи, соответственно, либо так, что каждый вращается с одной и той же скоростью вращения, что и соответствующий компонент, либо с фиксированным или переменным передаточным отношением.

В считываемую компьютерную программу, которая занесена с возможностью считывания во внутреннюю память компьютера, такую как внутренняя память электронного блока управления автомобиля, надлежащим образом введен код компьютерной программы для воплощения способа в соответствии с изобретением. Такая компьютерная программа должным образом поставляется посредством компьютерного программного продукта, содержащего носитель данных, считываемый электронным блоком управления, причем этот носитель данных имеет хранимую на нем компьютерную программу. Упомянутый носитель данных является, например, оптическим носителем данных в виде диска CD-ROM, диска DVD или аналогичного носителя, магнитным носителем данных в виде жесткого диска, дискеты, ленты или аналогичного средства, или флэш-памятью или памятью типа ROM, PROM, EPROM или EEPROM.

Фиг. 5 весьма схематично иллюстрирует электронный блок 40 управления, содержащий исполнительное средство 41, такое, как центральный процессор (CPU), для исполнения компьютерной программы. Исполнительное средство 41 осуществляет связь с памятью 42, например, типа RAM, посредством шины 43 данных. Блок 40 управления содержит также носитель 44 данных, например, в виде флэш-памяти или памяти типа ROM, PROM, EPROM или EEPROM. Исполнительное средство 41 осуществляет связь с носителем 44 данных посредством шины 43 данных. На этом носителе 44 данных хранится компьютерная программа, содержащая код компьютерной программы для воплощения способа в соответствии с изобретением.

Конечно же, изобретение никоим образом не ограничивается вышеописанными вариантами осуществления, а многие возможности его воплощения в раках объема притязаний изобретения, охарактеризованного предлагаемой формулой изобретения, будут очевидны специалисту в данной области техники.

Изобретение относится к приведению в движение транспортного средства. Способ трогания с места транспортного средства с движительной системой, содержащей двигатель, электрическую машину, коробку передач, планетарную передачу и блокирующее средство, содержит этапы на которых: (а) управляют крутящим моментом электрической машины так, что электрическая машина прикладывает положительный крутящий момент к третьему компоненту планетарной передачи; (b) управляют скоростью вращения двигателя так, что та стремится к постоянной скорости вращения. Этап (b) выполняют одновременно с этапом (а) так, что создается крутящий момент реакции, действующий на входной вал коробки передач, приводя в движение транспортное средство. Этапам (а) и (b) предшествуют этапы, на которых проверяют требуемый движущий крутящий момент и вычисляют крутящий момент, который электрическая машина должна приложить на этапе (а) к третьему компоненту планетарной передачи, для достижения требуемого движущего крутящего момента. Совершенствуется трогание с места. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ трогания с места транспортного средства с движительной системой (1), содержащей двигатель (2) внутреннего сгорания с выходным валом (2а), электрическую машину (9), содержащую статор (9а) и ротор (9b), коробку (3) передач с входным валом (3а) и планетарную передачу, содержащую три компонента (10, 11, 12) в виде солнечного зубчатого колеса (10), кольцевого зубчатого колеса (11) с внутренним зацеплением и водила (12) планетарной передачи, причем выходной вал (2а) двигателя внутреннего сгорания соединен с первым компонентом (10) из упомянутых компонентов планетарной передачи таким образом, что вращение выходного вала (2а) двигателя внутреннего сгорания приводит к вращению упомянутого первого компонента (10), входной вал (3а) коробки передач соединен со вторым компонентом (12) из упомянутых компонентов планетарной передачи таким образом, что вращение входного вала (3а) коробки передач приводит к вращению упомянутого второго компонента (12), а ротор (9b) электрической машины соединен с третьим компонентом (11) из упомянутых компонентов планетарной передачи таким образом, что вращение ротора (9b) приводит к вращению упомянутого третьего компонента (11), при этом движительная система (1) дополнительно содержит блокирующее средство, переводимое между положением блокировки, в котором два из упомянутых компонентов взаимно блокированы так, что три компонента (10, 11, 12) вращаются как единое целое с одной и той же скоростью вращения, и положением расцепления, в котором компоненты (10, 11, 12) могут вращаться с разными скоростями вращения, причем осуществление способа начинается из исходного состояния, в котором двигатель (2) внутреннего сгорания вращается со скоростью холостого хода, блокирующее средство находится в положении расцепления, и в коробке передач включена надлежащая передача для трогания с места, а способ отличается этапами, на которых:
(а) управляют крутящим моментом электрической машины (9) таким образом, что электрическая машина (9) прикладывает положительный крутящий момент к третьему компоненту (11) планетарной передачи;
(b) управляют скоростью вращения двигателя (2) внутреннего сгорания таким образом, что та стремится к постоянной или, по существу, постоянной скорости вращения,
при этом этап (b) выполняют одновременно с этапом (а) таким образом, что создается крутящий момент реакции, воздействующий на входной вал (3а) коробки передач, приводя к требуемому движущему крутящему моменту, вследствие чего транспортное средство трогается с места;
и тем, что этапам (а) и (b) предшествуют этапы, на которых:
(i) проверяют требуемый движущий крутящий момент и
(ii) вычисляют крутящий момент, который электрическая машина (9) должна приложить на этапе (а) к третьему компоненту (11) планетарной передачи, чтобы достичь упомянутого требуемого движущего крутящего момента.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что за этапами (а) и (b) следует этап, на котором:
(c) переводят блокирующее средство в положение блокировки, когда упомянутые компоненты (10, 11, 12) планетарной передачи вращаются с одной и той же скоростью вращения.

3. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что упомянутая постоянная скорость вращения на этапе (b) соответствует скорости вращения на холостом ходу двигателя (2) внутреннего сгорания.

4. Способ по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что во время упомянутого исходного состояния на входной вал (3а) коробки передач крутящий момент не действует.

5. Способ по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в исходном состоянии электрическая машина прикладывает базовый крутящий момент, косвенно воздействующий на входной вал (3а) коробки передач.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что упомянутый базовый крутящий момент прикладывают только в случае, когда не используется рабочий тормоз транспортного средства.

7. Способ по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что его осуществляют для движительной системы (1), в которой упомянутый первый компонент (10) планетарной передачи является солнечным зубчатым колесом (10), упомянутый второй компонент (12) планетарной передачи является водилом (12) планетарной передачи, а упомянутый третий компонент (11) планетарной передачи является кольцевым зубчатым колесом (11) с внутренним зацеплением.

8. Электронный блок (40) управления, содержащий исполнительное средство (41), память (42), соединенную с исполнительным средством, и носитель (44) данных, соединенный с исполнительным средством, причем электронный блок управления выполнен с возможностью исполнения способа по любому из пп. 1-7.

9. Транспортное средство, содержащее электронный блок управления по п. 8.