机动车传动系、起动内燃机的方法和产生电流的方法技术

一种用于由内燃机（１２）驱动的机动车的传动系（１０；５４；７０；７６；８８；１００；１０８；１３０），具有：　　　　－一个单摩擦离合器（１４），该离合器具有一个输入元件和一个输出元件，其中输入元件被连接到内燃机（１２）的曲轴（１８）上；　　　　－一个分级变速器（１６），该变速器具有一个输入轴（２０；９４），对应于多种变速比的多个轮副（２６），以及一个输出轴（２２），其中输入轴（２０；９４）被连接到摩擦离合器（１４）的输出元件上；以及　　　　－一个电机（４０），该电机可以通过一个离合器（４８）而连接到分级变速器（１６）的输出轴（２２）上，以便在摩擦离合器（１４）打开或闭合时，能够对分级变速器（１６）的输出轴（２２）作用牵引力，该电机还可以被作为一个起动机发电机而连接到曲轴（１８）上，以便可以起动内燃机（１２）或被内燃机（１２）驱动。　　　　其特征在于，　　　　该电机（４０）可以就转动而言被固定地连接到曲轴（１８），同时绕过摩擦离合器（１４），以便以这种方式当摩擦离合器（１４）被打开时起动内燃机（１２）或由内燃机（１２）所驱动。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于由内燃机驱动的机动车上的传动系，具有-一个单摩擦离合器，该离合器具有一个输入元件和一个输出元件，其中输入元件被连接到内燃机的曲轴上；-一个分级变速器，该变速器具有一个输入轴，对应于多种传动速比的多个轮副，以及一个输出轴，其中输入轴被连接到摩擦离合器的输出元件上；以及-一个电机，该电机可以通过一个离合器而连接到分级变速器的输出轴上，从而在摩擦离合器打开或闭合时，可以对分级变速器的输出轴作用牵引力，该电机还可以被作为一个起动发电机而连接到曲轴上，从而可以起动内燃机或被内燃机驱动。本专利技术还涉及一种起动机动车的内燃机并进行机动车的起动的方法。最后，本专利技术涉及一种在机动车停止时产生电流的方法，通过由机动车的内燃机所驱动的电机所实现。
技术介绍
长久以来，将一个电机结合到由内燃机所驱动的机动车的传动系中是一种已知的方式。在本文中，起动内燃机的功能和为板载电子系统产生电流的功能是通过两个单独的电机而传统地实现的，这两个电机分别为起动机和发电机。对于具有相对较高额定电压的机动车板载电子系统(例如，42伏的集成电子系统)，一般也考虑了在内燃机和摩擦离合器之间布置一个电机作为起动机发电机的可能性。当摩擦离合器打开时，电机可以工作为一个电动机，用于起动内燃机。当内燃机在运转时，电机可以被用作为一个发电机，对板载电子系统进行供电。参看BoschKraftfahrtechnisches Taschenbuch，第24版，第932页。在传动系中的电机也可以被用来完成其他的功能。例如，已知的是在驾驶员希望实现较高的加速度时利用该电机作为一个“助力器”，从而使内燃机的性能和该电机的性能相加并输出。另外，也可以在车辆被制动或当发动机被关闭时利用该电机将剩余的离心能(惯性)转化为电能(回收)。通过这种方式所获得的能量可以被用于起动过程中。另外，已知的也有将电机布置在变速器的输出侧，从而在改变传动速比的时候，该电机可以被用作在摩擦离合器打开的阶段中对变速器的输出轴施加牵引力。这可以增强牵引力，特别是被用在所谓的自动手动换挡变速器中。在传动系中，主动同步是电机的另一个功能。在这种情况下，电机被连接到分级变速器的至少一个传动轴上，并被用作为制动或加速该传动轴，使之与将要接合的一个挡位的离合器同步。在本实施例中，可至少为部分离合器的机械同步配置这种电机，从而使这些离合器可以被具体化为简单的爪形离合器。最后，还已知在停车状态时(例如在交通灯前)关闭内燃机，并直到需要起动时才重新起动该内燃机，从而为节省燃油提供了相当可观的潜力。因此，集成电子系统所需的一种功能就是在内燃机被关闭后进行这样的直接起动。在1999年4月9日召开的“E-Maschine im Antriebsstrang(传动系中的电机)”专业研讨会中，由Wolfgang Reik博士(工程师)所著的会议论文“Mgliche Anordnung des Startergenerators im Antriebsstrang(在传动系中起动发电机的可能布置)”公开了在传动系中一种电机的可能布置形式以及对应各种布置形式的优点和缺点。例如，电机与内燃机曲轴相连的方式具有能够直接起动的优点，但是不能够增大牵引力。在摩擦离合器和变速器之间的布置具有回收能量的优点，但是不能够直接起动也不能够增大牵引力。在变速器中布置的电机既能够增大牵引力，同时也能回收能量，但是由于一般情况下为了驱动内燃机，不仅仅是摩擦离合器，而且至少有一个分级变速器的离合器必须要闭合，因此这种情况通常不允许电机工作为一个起动发电机。在1999年4月9日的“E-Maschine im Antriebsstrang(传动系中的电机)”专业研讨会上，由Robert Fischer博士等人合著的会议论文“Integration automatisierter Schaltgetriebe mit E-Maschine(自动变速器和电机的集成)”公开了一种在传动系中以这样的方式布置的电机，一方面它可以通过一个离合器而被连接到分级变速器的输出轴上，另一方面可以通过一个离合器而被连接到变速器的输入轴上(在下文中被引用为“Fischer方案”)。这种布置被认为是最佳方案，因为它允许起动发电机的工作、回收能量和增大牵引力的载荷转移。现有技术的一个变化形式被用于形成权利要求1的前序部分。电机与分级变速器的一个轴相连的一种传动系的一个例子如DE199 31 770 A1所述。取代一个同步装置，用于第三挡变速比的离合器被实例化为一个摩擦离合器。DE 199 60 621 Al公开了车辆的一种混合驱动形式，其中一个分级变速器被分为两个成员变速器。其中一个成员变速器被连接到一个电机上。另一个成员变速器可以选择性地与内燃机驱动连接和/或与该电机驱动连接。该电机的输出轴被连接到分级变速器的一个轴上。DE 295 02 906 UI也公开了一种混合驱动形式，其中电机的转子可转动地被安装在内燃机的曲轴上。该转子可以通过第一分离离合器而被连接到曲轴上。该转子也可以通过第二分离离合器而被连接到变速器输入轴上。最后，DE 101 33 695 A1公开了一种具有两个成员变速器的双离合器变速器。至少一个成员变速器可以被连接到电机上。
技术实现思路
基于上述的背景，本专利技术所基于的问题上要具体说明一种用于机动车的改进传动系，一种用于内燃机的改进起动方法以及一种用于产生电流的改进方法。这个目的可以在本文开始所述的传动系中实现，在该传动系中，电机可以被固定(不可转动)地连接到曲轴上，同时绕过摩擦离合器，目的是通过这种方式当离合器打开时起动内燃机或者被内燃机所驱动。另外，上述的目的是通过一种起动机动车的内燃机并发动机动车的起动过程的方法所实现，其中，内燃机的曲轴被连接到传动系的一个独立摩擦离合器的输入元件上，该离合器的输出元件被连接到一个分级变速器的输入轴上，并且，该传动系具有一个电机，该电机可以同时被连接到分级变速器的输出轴上和直接连接到曲轴上，该方法具有以下响应于一个起动请求信号而发生的步骤a)连接电机和曲轴，同时绕过摩擦离合器；b)若摩擦离合器还没打开，打开该离合器；c)若适用于起动的变速器的一个挡位还没有被接合上，接合该挡位；d)起动电机，从而使内燃机可以被起动；e)起动内燃机；以及f)闭合摩擦离合器，以起动机动车。在本文中，步骤b)和c)都可以在步骤a)之前或之后进行。步骤d)可以与步骤c)同时进行。最后，上述的目的可以通过一种这样的方法而实现，这种方法是在机动车停止时通过由机动车的内燃机所驱动的一个电机产生电流，其中，内燃机的曲轴被连接到传动系的一个独立摩擦离合器的输入元件上，该离合器的输出元件被连接到一个分级变速器的输入轴上，并且，该传动系具有一个电机，该电机可以同时被连接到分级变速器的输出轴上和直接连接到曲轴上，该方法具有以下步骤i)若摩擦离合器没有打开，打开该离合器；ii)若适用于起动的变速器的一个挡位还没有被接合上，接合该挡位；iii)连接电机和曲轴，同时绕过摩擦离合器，从而使电机作为一个发电机工作。允许电机直接连接到曲轴上的这种方法使得根据本专利技术的传动系可以起动内燃机或者使电机工作在发电机的模式，不需要摩擦离合器必须闭合。这样，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·索伊弗特，汉内斯·基斯林，莱因哈德·沙尔施密特，
申请(专利权)人：赫尔曼哈根迈尔GETRAG传动机构和齿轮工厂有限公司两合公司，
类型：发明
国别省市：