具有选择性啮合反转部件的惯性反转力矩控制系统和方法技术方案

一种控制动力传动系的惯性反转力矩的系统和方法，包括一个选择性啮合反转部件用来减少或消除固定动力传动系结构的反转力矩。选择性啮合反转惯量可由一个简单的惯性物体提供，或由充当集成起动／发生器（ＩＳＧ）的电动机器提供，从而产生车辆助推起动、车辆再生制动和车辆起动。实施例包含齿轮传动、链条传动和带传动的反转惯量，它们由离合器、带传动的滑轮装配，或带有液压制动连接销的链条传动的中间轴装配进行选择性连接，相对于曲轴反转。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及关于控制回转机器的惯性反转力矩的系统和方法。
技术介绍
传统的动力传动系有一个安装在车辆底盘的弹性支架(resilient mounts)上的“固定”结构。在传统的动力传动系中，例如，各种发动机和变速器部件(包括曲轴、飞轮、自动变速器的变矩器)在同一个方向上旋转，以致它们的旋转惯性形成了复合效应。通常，当发动机压缩或燃烧的结果引起旋转惯性的加速，一个等值的反向惯性反转力矩被施加到固定结构上。因而，固定结构并非是真正固定的，它为了抑制旋转惯性的加速而振动。固定结构的振动通过弹性支架把振动传递到车辆底盘，并且导致车辆乘客车厢里的干扰噪声和振动。解决振动问题的传统方法包括控制发动机的工作状况以将惯性扭转振动的幅度和频率范围减到最小，以及调整动力传动系支架以将振动的传递减到最小。但是，对发动机/动力传动系工作的限制可能影响其它需要的工作特性的实现能力，例如，响应性、燃油经济性和排气。一些已知的解决方法控制一个或更多的反转元件以减小或消除惯性反转力矩，例如美国专利Nos.5,551,928和5,570,615。尽管这些方法可以减小动力传动系结构的反转力矩，但是，增加了物体也就增加了重量，减小了系统响应性，并且对燃油经济型可能有相关的负面影响。其它的解决方法使用一种集成起动发生器(ISG)作为反转惯量，例如美国专利US 5,606,946，WO 03004845和US 6,516,770。但是本专利技术人认识到，在更高的发动机转速时，反转惯量的优势以及燃油经济性和ISG的性能优势下降。
技术实现思路
本专利技术包括控制惯性反转力矩的系统和方法，具体包括一个选择性啮合反转部件以减小或消除固定动力传动系元件的反转力矩。在一个实施例中，本专利技术使用一个安装在发动机底壳里的选择性啮合反转惯量以减小或消除惯性反转力矩，这种惯性反转力矩与固定结构或装配部件的旋转物体的角加速度/减速度有关。反转惯量可由简单的惯性物体产生，或由充当集成启动发生器(ISG)的电动、液压或气动机器产生。本系统和方法包括一个装置，它把反转惯量以机械方式或电动方式连接到一个或更多的正转部件。这个装置可通过多个传动部件实现，例如齿轮、传动带、传动链和传动链轮，或者用来连接内燃机的转矩传送部件的类似装置，例如曲轴。也可使用剪式齿轮或其它的能够减少或消除反冲以紧连接反转部件并预防齿轮振动的装置。本专利技术的各种实施例使用滑动式轴承、弹簧和凸缘，或多个闭锁装置，例如液压致动销，它能够根据需要啮合或分离以选择性连接或分开反转惯量。适当地选择传动比，连接装置驱动反转惯量比正转惯量更快，从而使得反转惯量在尺寸和量上更小，但仍然充分匹配正转部件的有效惯量。在本专利技术的一个实施例中，连接装置包括驱动反转惯量的多个滑轮和传送带，这样的连接装置可由这样的机器实现，例如能够连接负载以提供再生制动的机器，又如能够充当发动机以提供车辆助推起动和发动机起动的机器。在这个实施例中，传动带缠绕在一个连接反转惯量的滑轮上，并且通过摩擦和一个大直径正转滑轮互相传递转矩。上述摩擦产生在传动带环里正转滑轮和反转滑轮之间的夹点上。为了把反转构件从正转滑轮分离，一个携带反转滑轮的传递结构从正转滑轮中移开。本专利技术具有很多优点。例如，本专利技术提供的控制惯性反转力矩的系统和方法，使用选择性啮合反转惯量以减小或消除动力传动系结构的反转力矩，并且提高关于噪声、振动和粗劣度(NVH)的性能。在更高的发动机转速时选择性分离反转惯量减小了对系统性能和响应的任何负面影响，减小了连接装置和反转惯量的任何相关摩擦和磨损，并且便于使用正向速度差别以提高相对于曲轴的反转惯量速度，这样有效惯量能够充分匹配更小和更轻的部件。集成的起动发生器在和发动机曲轴相反的方向上旋转，这样就不需要额外的非功能部件或物体来产生平衡惯量。这减小了对动力传动系重量、响应性、综合性能和燃油经济性的任何负而影响，而传统的解决方法需要单独添加部件以平衡或抵消与转动惯量相关的反转力矩。此外，本专利技术提出的集成起动发生器可用来提供车辆助推起动、发动机起动(消除了传统的起动电动机)、再生制动，无需像传统装配的ISG那样增加动力传动系的长度。本专利技术允许可变排量的发动机在低的发动机速度时空转和驱动，无需所有气缸点火具有可接受NVH。而且，当一个8缸发动机在减小或可变排量模式时以3、5、6或7个点火气缸工作而产生不均匀点火间隔时，固定动力传动系结构的减小或有限的惯性反转力矩应当会减小噪声、振动和粗劣度(NVH)。本专利技术的以上优点和其它优点和特征将通过下面的最佳实施例结合相应附图的详细说明更为容易地显示出来。附图说明图1是根据本专利技术的一个实施例，说明一种具有抵消飞轮上力矩的反转惯量的系统或方法的工作情况的隔离体图；图2是说明本专利技术的控制惯性反转力矩的系统或方法的一个实施例的工作情况端视图；图3是图2中说明的实施例的局部横剖面图；图4是图2和图3中所示的选择性连接和分离反转惯量的装置的实施例的局部横剖面图；图5是表示为图4中说明的机构进行典型油压供给的横剖面图；图6是基于选择性啮合齿轮驱动的反转惯量的控制惯性反转力矩的系统或方法的实施例的横剖面图；图7是基于选择性啮合带传动的反转惯量的控制惯性反转力矩的系统或方法的实施例的端视框图；图8是图7中说明的实施例在分离位置分离反转惯量的端视框图；和图9是图7和图8中说明的实施例的横剖面图，该实施例是使用选择性啮合带传动的反转惯量对惯性反转力矩进行控制，带传动的反转惯量在啮合位置和分离位置之间转动。具体实施例方式正如本
内普通技术人员所理解的，每张附图中说明和描述的本专利技术的各种特征都能和其它附图中说明的特征结合在一起产生本专利技术没有明确地阐明或描述的实施例。所说明的特征结合提供了典型应用的代表性实施例。但是，与本专利技术所教导的相一致的各种特征的结合和改进可以用于特定应用或实现。现在参考附图1的隔离体图，它阐明基于反转惯量的本专利技术的工作情况，例如，反转惯量可由集成的起动/发生器(ISG)产生从而抵消与惯量的角加速度相关的飞轮力矩以减小或消除固定动力传动系结构的反转力矩。正如本
内普通技术人员所认可的，本专利技术适用于各种往复式内燃机/发动机，包括火花点火式发动机、压燃式发动机和特别适用于车辆应用的其它原动机。本专利技术可以应用在各种其它类型的发动机和其它的原动机，它们产生和各种发动机、电动机和变速器/传动系部件的旋转加速度或减速度相关联的振动反转力矩或力矩；本专利技术不限于车辆应用或内燃机应用。对于典型的内燃机应用，由参考数字35表示的曲轴通常是发动机转动惯量和产生反转力矩的主要组成部分。其它部件，例如飞轮55、连杆25、谐波缓冲器和凸轮轴(图中未画)，它们的角加速度有助于反转力矩。反转惯量65，可由集成的起动/发生器(ISG)产生，这里详细说明它与飞轮55之间的连接。在图1，作用于发动机活动部件的矢量力和力矩由窄箭头所示，如箭头100和130；而作用于发动机“固定”结构的矢量力和力矩由宽箭头所示，如箭头30、40和70，由标准正转部件的角加速度作用于动力传动系结构的作用力由实心宽箭头表示如30和70，由反转惯量作用于动力传动系结构的作用力由空心宽箭头表示如40和80。工作时，气缸内的气压向上推动缸盖，并且向下推动活塞顶，如力1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制包括了曲轴的发动机的动力传动系的惯性反转力矩的方法，该方法包括：连接和分离至少一个惯性部件到曲轴，从而以与曲轴相反的方向有选择性地旋转惯量。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿尔文伯杰，文斯索菲里诺，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]