在用於驅動系統的驅動源之間具有優化式切換的同步化附件裝置驅動系統的製作方法

2023-05-04 03:42:48

根據35U.S.C.§119(e)，本申請要求2014年3月31日提交的美國臨時專利申請No.61/972,530的優先權，其全部內容通過引用併入本文。

技術領域

本公開涉及一種用於驅動用於車輛的附件裝置的系統，尤其是這樣一種系統，該系統使用曲軸、傳動軸或電機的輸出來驅動附件裝置，且被構造成用於優化曲軸、傳動軸和電機的相應輸出之間的切換。

背景技術：

共同擁有的美國專利申請No.14/049,532公開了一種同步化附件裝置驅動系統，其從電機或從變速器輸入軸的曲軸提供動力至附件驅動軸。然而，為了跟蹤曲軸或輸入軸超過特定水平的速度變化，必須增加電機的負荷量，進而增加了電池和電子器件要求。另外，還必須增加帶張力要求。前述要求導致成本和複雜度增加以及能量效率降低。

技術實現要素：

根據本文所描述的方面，提供了一種用於車輛的附件驅動系統，包括：至少一個附件裝置；和離合器組件。所述離合器組件包括：電機；驅動軸，其連接至電機和所述至少一個附件裝置，且布置成用於將扭矩提供至所述至少一個附件裝置；至少一個離合器，其布置成使驅動軸相對於車輛變速器的輸入軸或車輛發動機的曲軸連接和斷開；和至少一個控制單元。所述至少一個控制單元被構造成：使用至少一個離合器將驅動軸連接至曲軸或輸入軸；使驅動軸與曲軸或輸入軸一起旋轉；使用所述至少一個離合器將驅動軸與曲軸或輸入軸相應地斷開；使用電機使驅動軸的旋轉以第一絕對比率加速或減速，所述第一絕對比率小於發動機的加速或減速的第二絕對比率，和當驅動軸的旋轉速度處於曲軸或輸入軸的旋轉速度的預定範圍內時，閉合所述至少一個離合器，以使驅動軸與曲軸或輸入軸接合。

根據本文所描述的方面，提供了一種用於車輛的附件驅動系統，包括：至少一個附件裝置；和離合器組件。所述離合器組件包括：電機；驅動軸，其連接至所述至少一個附件裝置，且布置成用於將扭矩提供至所述至少一個附件裝置；至少一個離合器，其布置成用於將驅動軸相對於車輛變速器的輸入軸或車輛發動機的曲軸連接和斷開；和至少一個控制單元。所述控制單元被構造成：當發動機的轉速低於閾值時，使用所述至少一個離合器將驅動軸與曲軸或輸入軸斷開，以及使用電機旋轉驅動軸；加速發動機；以及，當驅動軸的旋轉速度匹配曲軸或輸入軸的旋轉速度時，閉合所述至少一個離合器，以將驅動軸與曲軸或輸入軸接合。

根據本文所描述的方面，提供了一種用於車輛的附件驅動系統，包括：至少一個附件裝置；和離合器組件。所述離合器組件包括：電機；驅動軸，其連接至所述至少一個附件裝置，且布置成用於將扭矩提供至所述至少一個附件裝置；第一離合器和第二離合器；和至少一個控制單元。所述至少一個控制單元被構造成用於：加速曲軸的旋轉；使用第一離合器將驅動軸連接至曲軸或輸入軸；使用第二離合器將曲軸和輸入軸不可相對旋轉地連接；使用電機使驅動軸與曲軸或輸入軸一起旋轉；檢測曲軸旋轉的加速或減速的第一絕對比率大於閾值，或接收來自變速器的換擋信號；響應於檢測到第一絕對比率或接收到換擋信號，使用第一離合器將驅動軸與曲軸或輸入軸斷開；開始對於變速器的換擋；使用電機使驅動軸的旋轉以小於第一絕對比率的第二絕對比率加速或減速；以及當驅動軸的旋轉速度匹配曲軸或輸入軸的旋轉速度時，閉合第一離合器，以將驅動軸與曲軸或輸入軸接合。

附圖說明

通過參考示意性附圖僅通過示例公開了各個實施例，在附圖中，相應的附圖標記表示相應的部件，其中：

圖1是具有附件驅動系統的車輛的示意性框圖；

圖2A是示出了用於換擋的發動機轉速的圖；

圖2B是示出了用於換擋的附件驅動軸速度的圖；

圖3A是示出了用於發動機啟動的發動機轉速的圖；以及，

圖3B是示出了用於發動機啟動的附件驅動軸速度的圖。

具體實施方式

首先，應當理解，在不同的附圖中，類似的附圖標記表示本公開的相同或函數上相似的結構元素。應當理解，本公開不限於所公開的這些方面。

此外，應當理解，本公開並不局限於所描述的特定實施方式、材料和改型，並且這些當然可以改變。還應當理解，這裡使用的術語僅僅用於描述各特定方面的目的，並且不意在限制本公開的範圍。

除非另加定義，否則這裡使用的所有技術和科學術語的意義與本發明所屬技術領域中的普通技術人員常規理解的相同。應當理解，與本文所描述的那些類似或等價的任何方法、裝置或材料可用於本發明的實施或測試。

圖1是具有附件驅動系統100的車輛的示意性框圖。用於車輛102的驅動系統100包括至少一個附件裝置104和離合器組件106，以及電機108和連接至附件裝置104的驅動軸110。軸110布置成用於提供扭矩至附件裝置104。組件106包括至少一個離合器112，所述至少一個離合器112布置成使驅動軸110相對於車輛變速器116的輸入軸114連接和斷開，或布置成使驅動軸110相對於車輛發動機120的曲軸118連接和斷開。在一個示例性實施例中，組件106包括驅動軸110與曲軸118之間的單個離合器112A。以下論述針對連接驅動軸110和曲軸118的單個離合器112A，但是應當理解，該論述適用於多於一個的離合器112。組件106包括至少一個控制單元122，該至少一個控制單元122被構造成：使用離合器112A來將驅動軸110與曲軸118或輸入軸114連接；通過曲軸118或輸入軸114來旋轉驅動軸110；和使用離合器112A將驅動軸110與曲軸118或輸入軸114斷開。單元122被構造成：使用電機108使驅動軸110的旋轉在絕對比率126下加速或減速，所述絕對比率126小於對於曲軸或輸入軸的加速或減速的絕對比率124；且當驅動軸的旋轉速度處於曲軸118或輸入軸114的旋轉速度的預定範圍127內時，閉合離合器112A以使驅動軸110與曲軸118或輸入軸114接合。

在一個示例性實施例中，組件106包括離合器128，所述離合器128布置成將曲軸118與輸入軸114不可相對旋轉地連接。在一個示例性實施例中，範圍127包括曲軸118或輸入軸114的旋轉速度與驅動軸110的旋轉速度基本上匹配。在一個示例性實施例中，控制單元122被構造成：檢測絕對比率124，且當比率124大於閾值134時，使用離合器112A將驅動軸110與曲軸118或輸入軸114斷開。在一個示例性實施例中，控制單元122被構造成：接收來自變速器的換擋信號129，且響應於接收到信號129而使用離合器112A使驅動軸110與曲軸118或輸入軸114斷開。信號129表示變速器開始換擋。如下文所述，比率124和126之間的差可在換擋過程中發生。

圖2A是示出了對於換擋的示例性發動機轉速130相對於時間T的圖。

圖2B是示出了對於換擋的示例性附件驅動軸速度相對於時間T的圖。使用圖2A和2B以及圖1所示的構型對以上對於圖1所描述的操作進一步闡述。從T＝0至時間Tl，發動機速度130例如隨著車輛102在特定擋位加速而增加。在該時間段期間，離合器112A閉合，從而曲軸118或輸入軸114將動力提供至驅動軸110。控制單元122在時間Tl處開始對於變速器116的換擋操作。因此，存在發動機速度的急劇減速。控制單元122監測發動機速度130，並確定在時間Tl處開始的減速達到比率124，例如，單元122將發動機速度130的加速度和減速度絕對值與閾值134進行比較，且標記發動機速度130的大於閾值134的任何加速度和減速度絕對值。

一旦比率124被檢測到，單元122就打開離合器112A以將驅動軸110與曲軸118或輸入軸114斷開，並使用電機108在較低的絕對值下加速或減速驅動軸110，如函數138的部分138A所示。如果離合器112A不打開，驅動軸110的速度和加速度通過部分138B示出。例如，函數138從T＝0至Tl的斜率的絕對值小於函數138B從Tl至T2的斜率的絕對值。在時間T2處開始，函數138的斜率增加且函數136的斜率減小，直至速度130和132在時間T3處基本上相等，在該時間處單元122閉合離合器112A，從而曲軸118或輸入軸114再次將動力提供至驅動軸110。如上所述，函數138B的更急劇減速將要求電機容量、電池和電子器件要求和帶張力要求上的不期望增加。

因此，單元122在驅動軸110與曲軸118或輸入軸114斷開的附近、例如緊之前或僅之後或同時地開始對於變速器的換擋。在一個示例性實施例中，單元122被構造成：在閉合離合器112A以將驅動軸110與曲軸118或輸入軸114接合之前完成換擋。如上所示，曲軸118或輸入軸114布置成使驅動軸110以絕對比率加速或減速，例如以通過函數136從T＝0至Tl的斜率所示的絕對比率加速或減速，所述絕對比率小於Tl與T2之間的絕對比率。

在一個示例性實施例中，組件106包括將驅動軸110與輸入軸114連接的離合器112B。應當注意，當離合器128閉合時，閉合離合器112A或112B均將相同的動力提供至驅動軸110。然而，在離合器128打開且離合器112B閉合的情況下，來自變速器的動力被傳遞至未連接至曲軸118的驅動軸110。

圖3A是示出了對於發動機啟動的示例性發動機轉速的圖。

圖3B是示出了對於發動機啟動的示例性附件驅動軸速度的圖。以下論述針對具有離合器112A和128(離合器128閉合)的實施例進行，但是應當理解，該論述也適用於包括離合器112B的實施例。圖3A和3B示出了發動機120關停或在相對較低的速度下怠速的示例性情況。在T＝0處開始，發動機120通過開啟發動機或從怠速模式加速。前一種情況通過函數140的部分140A示出，且後一種情況通過函數140的部分140B示出。單元122被構造成：當轉速130低於閾值142時打開離合器112A。例如，低於閾值142的速度130不足以適當地驅動附件104。在圖3A和3B中，從T＝0至T4，對於140的速度130低於閾值142。

當離合器112A打開時，電機108驅動驅動軸110。例如，函數144的部分144A、144B和144C分別示出了速度132基本上不變、減小或增加的情況。

在一個示例性實施例中，當驅動軸速度132處於速度130的預定範圍127內時，單元122被構造成：閉合離合器112A以將驅動軸110與曲軸118或輸入軸114連接。此後，操作如關於圖2A和2B所述地那樣進行。在一個示例性實施例中，在時間T5處，函數144等於函數140，且單元122被構造成：在時間T5處閉合離合器112A，以將驅動軸110與曲軸118或輸入軸114連接。

在一個示例性實施例中，單元122被構造成：保持離合器112A打開，直至速度130穩定。例如，在預期換擋的情況下，單元122保持離合器112A打開經過時間T4，直至速度130和132例如在時間T6處位於範圍127內或基本上相等，在該時刻處，單元122閉合離合器112A。在一個示例性實施例中，單元122保持離合器112A打開度過多個換擋。

有益地，扭矩變速器對於驅動軸110的受控切換解決了上述關於電機108的過旋轉(over-rotating)問題。即，在曲軸118和/或輸入軸114的過度加速或減速時間過程中將驅動軸110與曲軸118和/或輸入軸114斷開的能力能夠減小電機容量，並因而降低電池和電子器件要求。另外，可降低帶張力要求。前述因素降低了成本和複雜性，且增加了燃料效率。

應當理解，上述公開內容以及其他特徵和函數或其替代物可按需要組合成許多其他不同的系統或應用。其中多種目前未預見到的或未預料到的替代方案、修改、變型或改進隨後可由本領域技術人員來進行，也期望由權利要求所涵蓋。