用于交通工具的混合动力传动系统的制作方法

发明领域本发明涉及一种用于选择性驱动交通工具的第一驱动轴的轮子和第二驱动轴的轮子的混合动力传动系统(hybrid drivetrain)，所述传动系统包括第一驱动单元和第二驱动单元，其中第一驱动单元连接到第一驱动轴，并且其中第二驱动单元连接到第二驱动轴。

背景技术：

0、现有技术

1、混合动力交通工具(即可以由燃烧发动机和由装载储能装置(例如电池、电容器、连接到发电机的飞轮、燃料电池等)供电的电动机中的一种或两种驱动的交通工具)由于混合动力系统提供的关于给交通工具供电的选择自由，正在变得越来越受欢迎。

2、两种类型的混合动力交通工具正在主导市场：“串联混合动力(serialhybrids)”,其中燃烧发动机为发电机提供动力，发电机为装载电池和/或驱动交通工具的电动机充电；“并联混合动力(parallel hybrids)”，其中电动机与燃烧发动机并联工作。在大多数情况下，可以在纯电动模式、纯燃烧发动机模式或电动模式和燃烧发动机模式组合的模式下驾驶交通工具。一般来说，“串联混合动力”的优点是燃烧发动机可以以最佳的运行速度和负载运转，而“并联混合动力”的最大优点是传动损耗可以保持在最低水平。串联混合动力的缺点是不可能通过将燃烧发动机连接到电动机来对装载电池充电并将电动机用作发电机(串联混合动力使用单独的发电机来产生为装载电池充电和为电动机供电所需的电力)，并且不可能将燃烧发动机直接连接到交通工具的驱动轮。至少对于普通的并联混合动力交通工具配置，其中电动机位于变速箱和由燃烧发动机提供动力的轮轴之间的某处，一个很大的缺点是电动机跟随燃烧发动机的发动机速度，尽管最佳的电动机速度不等于燃烧发动机的最佳速度。

3、us2010/049390公开了一种用于四轮驱动交通工具的混合电力系统，其中电动机驱动前轮，并且燃烧发动机驱动交通工具的后轮和发电机，发电机用于对装载电池充电并为电动机供电。该系统克服了并联混合动力系统的一个缺点，即电动机不需要跟随燃烧发动机的速度。

4、本发明的目的是提供一种混合动力系统，该混合动力系统包括单个电动机和单个燃烧发动机，并且允许以下中的至少一些：

5、在前轮驱动、后轮驱动、四轮驱动和助力的(boosted)两轮驱动之间选择，其中电动机和燃烧发动机都用于向后轮或可替代地向前轮提供动力。

6、通过将电动机连接到燃烧发动机并将电动机用作发电机来对电池进行装载充电。

7、在交通工具制动过程中进行能量回收。

8、通过将电动机用作起动电机来起动燃烧发动机。

技术实现思路

0、发明概述

1、本发明的第一方面通过包括第一驱动单元和第二驱动单元的混合动力传动系统实现上述目的，其中第一驱动单元连接到第一驱动轴，其中第二驱动单元连接到第二驱动轴，并且其中连接离合器被布置用于第一驱动单元和第二驱动单元之间的选择性连接。提供了滑动离合器组件用于允许第二驱动单元和第二驱动轴之间的选择性连接。这允许第二驱动轴的轮子自由旋转、由第二驱动单元驱动或执行再生制动功能。允许在第二驱动单元和第二驱动轴之间选择性连接的滑动离合器组件是双离合器装置，该双离合器装置包括位于锥齿轮两侧的两个滑动离合器，其中所述滑动离合器是可控的，用于通过第二驱动轴的轮子的受控滑动来允许不同的转速。通过这种装置，可以实现所谓的扭矩矢量化(torquevectoring)，即施加到第二驱动轴的轮子上的扭矩的精确分配。

2、为了能够在不驱动交通工具的情况下在电池充电模式下运行混合动力驱动系统，可以提供驱动离合器，以用于允许第一驱动单元和第一驱动轴之间的选择性连接。

3、第一驱动单元可以是燃烧发动机，并且第二驱动单元可以是电动机。

4、为了获得第一驱动单元的最佳转速，变速箱可以将第一驱动单元和第一驱动轴连接。

5、第二驱动单元可以直接连接到第二驱动轴，而不具有换档能力。为了获得良好的起步能力，即从交通工具静止开始，第二驱动轴的轮子的轮子尺寸以及第二驱动轴与第二驱动单元的连接的总传动装置(total gearing)可以使得第二驱动单元将在明显低于交通工具最高速度的交通工具速度时达到其最大转速。

6、为了不使第二驱动单元超速，第二驱动单元和第二驱动轴之间的滑动离合器组件可以适于在交通工具接近第二驱动单元接近其最大转速所处的交通工具速度时断开连接或脱离接合。

7、本发明的第二方面是一种交通工具，诸如汽车，其包括如上文针对本发明的第一方面所述的混合动力传动系统。第一驱动轴通常则可以位于交通工具的后部，而第二驱动轴可以位于交通工具的前部。相反的配置可以作为替代的情况。

8、本发明的第三方面是一种用于控制混合动力传动系统的方法，该混合动力传动系统用于选择性驱动交通工具的第一驱动轴的轮子和第二驱动轴的轮子，该混合动力传动系统包括：第一驱动单元和第二驱动单元，其中第一驱动单元连接到第一驱动轴，并且其中第二驱动单元连接到第二驱动轴；连接离合器，该连接离合器用于允许第一驱动单元和第二驱动单元之间的选择性连接；以及驱动离合器，该驱动离合器用于允许第一驱动单元和第一驱动轴之间的选择性连接。该方法包括从以下驱动模式a到g中确定期望的驱动模式，并且控制对第二驱动单元的供电以及使滑动离合器组件、连接离合器和驱动离合器相应地接合和脱离接合：

9、a.起动模式：给第二驱动单元供电，使连接离合器接合，并使滑动离合器组件和驱动离合器脱离接合，

10、b.四轮驱动模式：给第二驱动单元供电，使滑动离合器组件和驱动离合器接合，使连接离合器脱离接合，

11、c.两轮助力驱动模式：给第二驱动单元供电，使滑动离合器组件脱离接合，使连接离合器和驱动离合器接合，

12、d.两轮电动模式：给第二驱动单元供电，使滑动离合器组件接合，使驱动离合器和连接离合器脱离接合，

13、e.两轮燃烧发动机驱动模式：使滑动离合器组件和连接离合器脱离接合，使驱动离合器接合，

14、f.电池充电模式：使连接离合器接合，并且控制第二驱动单元以用作发电机，该发电机由第一驱动单元提供动力，以及

15、g.再生制动模式：使滑动离合器组件接合，控制第二驱动单元以用作发电机，并且将由第二驱动单元产生的电能储存在装载电池中。

16、由根据第三方面的方法控制的混合动力传动系统可以有利地是上文针对本发明第一方面定义的混合动力传动系统。

17、本发明的第四方面是用于交通工具的混合动力传动系统的控制装置，该控制装置被配置用于执行根据本发明的第三方面的方法。

18、本文件中提及的第一驱动轴可以是交通工具的后轮轴，而第二驱动轴可以是交通工具的前轮轴。可替代地，第一驱动轴可以是交通工具的前轮轴，而第二驱动轴可以是交通工具的后轮轴。

技术特征：

1.一种混合动力传动系统(100)，所述混合动力传动系统用于选择性驱动交通工具(110)的第一驱动轴(145)的轮子(140)和第二驱动轴(157)的轮子(160)，所述传动系统(100)包括第一驱动单元(120)和第二驱动单元(150)以及连接离合器(155)，其中所述第一驱动单元(120)连接到所述第一驱动轴(145)，并且其中所述第二驱动单元(150)连接到所述第二驱动轴(157)，所述连接离合器(155)允许所述第一驱动单元(120)和所述第二驱动单元(150)之间的选择性连接，

2.根据权利要求1所述的混合动力传动系统(100)，其中，提供驱动离合器(135)以用于允许所述第一驱动单元(120)和所述第一驱动轴(145)之间的选择性连接。

3.根据前述权利要求中任一项所述的混合动力传动系统(100)，其中，所述第一驱动单元(120)是燃烧发动机。

4.根据前述权利要求中任一项所述的混合动力传动系统(100)，其中，所述第二驱动单元(150)是电动机。

5.根据前述权利要求中任一项所述的混合动力传动系统(100)，其中，变速箱(130)将所述第一驱动单元(120)和所述第一驱动轴(145)连接。

6.根据前述权利要求中任一项所述的混合动力传动系统(100)，其中，所述第二驱动单元(150)直接连接到所述第二驱动轴(157)，而没有换档能力。

7.根据权利要求6所述的混合动力传动系统(100)，其中，所述第二驱动轴(157)的所述轮子(160)的轮子尺寸和所述第二驱动轴(157)与所述第二驱动单元(150)的连接的总传动装置使得所述第二驱动单元(150)将在明显低于所述交通工具(110)最高速度的交通工具速度时达到其最大转速。

8.根据权利要求7所述的混合动力传动系统(100)，其中，所述第二驱动单元(150)和所述第二驱动轴(157)之间的所述滑动离合器组件(165)适于在所述交通工具(110)接近所述第二驱动单元(150)接近其最大转速所处的速度时断开连接。

9.一种交通工具(110)，包括根据权利要求1-8中任一项所述的混合动力传动系统(100)。

10.一种用于控制混合动力传动系统(100)的方法(200)，所述混合动力传动系统用于选择性驱动交通工具(110)的第一驱动轴(145)的轮子(140)和第二驱动轴(157)的轮子(160)，所述混合动力传动系统(100)包括第一驱动单元(120)和第二驱动单元(150)、连接离合器(155)以及驱动离合器(135)，其中所述第一驱动单元(120)连接到所述第一驱动轴(145)，并且其中所述第二驱动单元(150)连接到所述第二驱动轴(157)，所述连接离合器(155)用于允许所述第一驱动单元(120)和所述第二驱动单元(150)之间的选择性连接，所述驱动离合器(135)用于允许所述第一驱动单元(120)和所述第一驱动轴(145)之间的选择性连接，所述方法包括：

11.一种用于交通工具(110)的混合动力传动系统(100)的控制装置，所述控制装置被配置用于执行根据权利要求10所述的方法(200)。

12.根据权利要求11所述的控制装置，包括控制器(180)，所述控制器通过通信总线(170)可操作地连接到所述第二驱动单元(150)、所述滑动离合器组件(165)、所述连接离合器(155)和所述驱动离合器(135)，所述控制器(180)具有存储器(190)，所述存储器(190)包括所述驱动模式(195)的定义。

技术总结提出了一种混合动力传动系统(100)，用于选择性驱动交通工具(110)(诸如汽车)的第一驱动轴(145)的轮子(140)和第二驱动轴(157)的轮子(160)。传动系统(100)具有第一驱动单元(120)和第二驱动单元(150)。第一驱动单元(120)连接到第一驱动轴(145)，并且第二驱动单元(150)连接到第二驱动轴(157)。提供了连接离合器(155)，该离合器(155)允许第一驱动单元(120)和第二驱动单元(150)之间的选择性连接。此外，提供了滑动离合器组件(165)，用于允许第二驱动单元(150)和第二驱动轴(157)之间的选择性连接。滑动离合器组件(165)是包括位于锥齿轮(170)的两侧的两个滑动离合器(165a、165b)的双离合器装置。滑动离合器(165a、165b)是可控制的，以用于允许第二驱动轴(157)的轮子(160)的不同转速。技术研发人员：史蒂夫·达布斯,克里斯蒂安·冯科尼希斯埃格受保护的技术使用者：阿尔普拉兹公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15