用于集成式起动机/发电机的双向分离器的系统和方法技术方案

本公开提供了“用于集成式起动机/发电机的双向分离器的系统和方法”。提供了用于车辆传动系中的起动机/发电机的方法和系统。在一个示例中，一种系统可包括：集成式起动机/发电机(ISG)，其经由皮带驱动系统旋转地联接到发动机曲轴，所述皮带驱动系统包括被配置为仅沿第一扭矩传递方向接合所述ISG的轴的第一分离器和被配置为仅沿第二扭矩传递方向接合所述ISG的所述轴的第二分离器，所述第二扭矩传递方向与所述第一扭矩传递方向相反。以这种方式，可减少使所述ISG在驱动所述皮带驱动系统与由所述皮带驱动系统驱动之间转变时发生的轮毂负荷，同时也可减少所述转变的响应时间。

【技术实现步骤摘要】
用于集成式起动机/发电机的双向分离器的系统和方法
本说明书总体上涉及用于控制车辆动力传动系统中的集成式起动机/发电机的方法和系统。
技术介绍
车辆可包括起动-停止技术，其中在车辆保持开启的同时关闭车辆的发动机。例如，可在发动机怠速期间关闭发动机，从而减少车辆排放并提高燃料经济性。此类车辆可利用诸如集成式起动机/发电机(ISG)的装置。在一些示例中，ISG可将扭矩传递到发动机的曲轴，以经由联接到发动机的前部的皮带和带轮系统来起动发动机。该相同的皮带和带轮系统可用于在再生操作模式期间将扭矩传递回ISG以对系统电池进行再充电。因此，皮带和带轮系统必须被设计成沿两个不同方向传递扭矩：在发动机起动期间将扭矩从ISG传递到发动机，以及在再生期间将扭矩从发动机传递到ISG。当前的ISG皮带和带轮系统可包括具有张紧器的单个皮带驱动器，所述张紧器用于在ISG将扭矩传递到发动机或从发动机接收扭矩时维持系统中的张力。这在将ISG从在发动机转动起动期间驱动皮带和带轮系统转变到一旦发动机运行以对系统电池充电就由系统驱动时带来固有的困难。在转变期间，当ISG不再操作来使发动机转动起动时，ISG降低转速。同时，发动机曲轴加速，从而导致ISG与曲轴之间的旋转相位快速变化。该相位变化导致皮带和带轮系统处的旋转速度差，所述旋转速度差通过经由皮带卷收突然增加ISG旋转速度来均衡。ISG的所得的大的旋转加速度在整个皮带和带轮系统中引起高皮带张力，这在系统中的所有带轮上产生高轮毂负荷，这可能使系统部件劣化。提供在传递扭矩与接收扭矩之间转变皮带驱动的电动马达时减少劣化的皮带和带轮系统的其他尝试包括电动马达与发动机之间的变速器系统。Barker等人在WO2007/116220A1中示出了一种示例性方法。其中，变速器安装在发动机曲轴与皮带式交流发电机/起动机(BAS)系统之间。当发动机运行时，扭矩经由变速器以一比一的比率从发动机的曲轴传递到BAS。相反，当需要发动机重新起动时，由BAS产生的扭矩以三比一的比率通过变速器传递到发动机的曲轴。这减少了皮带所承载的扭矩量，以减少部件劣化。然而，本文的专利技术人已认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，Barker的变速器包括两个行星齿轮系，这增加了车辆成本和复杂性。此外，变速器可能产生车辆乘员不可接受的操作噪声。此外，变速器可能随时间推移而劣化，从而增加车辆维修成本。
技术实现思路
在一个示例中，上述问题可通过一种系统来解决，所述系统包括：集成式起动机/发电机(ISG)，其经由皮带驱动系统旋转地联接到发动机曲轴，所述皮带驱动系统包括被配置为沿第一扭矩传递方向接合ISG的轴并且沿第二相反的扭矩传递方向脱离ISG的轴的第一分离器和被配置为沿第二扭矩传递方向接合ISG的轴并且沿第一扭矩传递方向脱离ISG的轴的第二分离器。以这种方式，可减少在驱动皮带驱动系统与由皮带驱动系统驱动之间转变ISG时产生的轮毂负荷，而无需复杂的变速器。作为一个示例，第一分离器可包括第一离合器弹簧和第一带轮，所述第一带轮与第一皮带接合以将第一带轮旋转地联接到发动机曲轴，并且第二分离器可包括第二离合器弹簧和第二带轮，所述第二带轮与第二皮带接合以将第二带轮旋转地联接到发动机曲轴。因此，皮带驱动系统可包括两个隔离的皮带驱动器，第一皮带驱动器包括第一分离器和第一皮带，并且第二皮带驱动器包括第二分离器和第二皮带。每个皮带驱动器可经由对应的离合器弹簧的接合或脱离而仅沿一个方向传递扭矩。例如，第一离合器弹簧可仅沿第一扭矩传递方向将第一带轮可操作地联接到ISG轴，并且因此将ISG轴联接到曲轴，并且第二离合器弹簧可仅沿第二扭矩传递方向将第二带轮可操作地联接到ISG轴，并且因此将ISG轴联接到曲轴。作为一个示例，第一扭矩传递方向可包括ISG在发动机上施加扭矩，诸如当ISG作为马达操作时。相反，第二扭矩传递方向可包括发动机在ISG轴上施加扭矩，诸如当ISG作为发电机操作时。此外，无论扭矩传递方向如何，第一张紧器都可在第一皮带的“松弛”皮带跨度中维持张力，并且无论扭矩传递方向如何，第二张紧器都可在第二皮带的“松弛”皮带跨度中维持张力。通过保持每个皮带驱动器中的张力，ISG随时准备着经由单独的皮带驱动器沿任一方向瞬时传递扭矩，并且减小在两个扭矩传递方向之间切换时产生的轮毂负荷。以这种方式，ISG可在作为马达操作与作为发电机操作之间快速转变，而不会由于高轮毂负荷而使皮带驱动系统部件劣化。应当理解，提供以上
技术实现思路
是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围唯一地由在具体实施方式之后的权利要求限定。另外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。附图说明图1示意性地描绘了内燃发动机的示例性气缸。图2是车辆传动系的示意图。图3示意性地示出了可用于将发动机旋转地联接到集成式起动机/发电机的附件皮带驱动系统。图4示出了定位在皮带驱动的集成式起动机/发电机的轴上的双向分离器的截面图。图5是用于调整具有双向分离器的皮带驱动的集成式起动机/发电机的操作的示例性方法的流程图。图6示出了用于基于车辆状况来调整皮带驱动的集成式起动机/发电机的操作的预示性示例性时间线。具体实施方式以下描述涉及用于集成式起动机/发电机(ISG)的系统和方法。ISG可旋转地联接到发动机，诸如图1中所描绘的发动机。发动机和ISG两者都可包括在车辆传动系(例如，动力传动系统)中，诸如图2所示的示例性传动系。具体地，ISG可经由附件皮带驱动系统旋转地联接到发动机，所述附件皮带驱动系统包括两个单独的皮带驱动器和双向分离器，诸如图3所示的附件皮带驱动系统。如图4所示，双向分离器可包括用于将扭矩传递到ISG的轴或从ISG的轴传递扭矩的两个相对的分离器。例如，第一分离器可经由第一皮带驱动器将扭矩从ISG传递到发动机的曲轴，并且当扭矩从发动机传递到ISG时可超越(overrun)。相比之下，第二分离器可经由第二皮带驱动器将扭矩从曲轴传递到ISG，并且当扭矩从ISG传递到发动机时可超越。因此，当ISG作为马达操作时，第一分离器可与ISG的轴接合，并且当ISG作为发电机操作时，第二分离器可与ISG的轴接合。图5处示出了用于将ISG作为马达和发电机操作的示例性方法。图6示出了用于基于车辆工况来调整ISG的操作的示例性时间线。现在参考附图，图1描绘了内燃发动机10的气缸14的示例性配置，所述内燃发动机10可包括在车辆5中。发动机10可至少部分地通过包括控制器12的控制系统并且通过来自车辆操作员130经由输入装置132的输入来进行控制。在此示例中，输入装置132包括加速踏板和踏板位置传感器134以用于产生比例踏板位置信号PP。发动机10的气缸(在本文中也被称为“燃烧室”)14可包括燃烧室壁136，其中活塞138定位在所述燃烧室壁136中。活塞138可联接到曲轴140，使得活塞的往复运动被转换成曲轴的旋转运动。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，其包括：/n集成式起动机/发电机(ISG)，其经由皮带驱动系统旋转地联接到发动机曲轴，所述皮带驱动系统包括被配置为沿第一扭矩传递方向接合所述ISG的轴并且沿相反的第二扭矩传递方向脱离所述ISG的所述轴的第一分离器和被配置为沿所述第二扭矩传递方向接合所述ISG的所述轴并且沿所述第一扭矩传递方向脱离所述ISG的所述轴的第二分离器。/n

【技术特征摘要】
20190927 US 16/586,7501.一种系统，其包括：
集成式起动机/发电机(ISG)，其经由皮带驱动系统旋转地联接到发动机曲轴，所述皮带驱动系统包括被配置为沿第一扭矩传递方向接合所述ISG的轴并且沿相反的第二扭矩传递方向脱离所述ISG的所述轴的第一分离器和被配置为沿所述第二扭矩传递方向接合所述ISG的所述轴并且沿所述第一扭矩传递方向脱离所述ISG的所述轴的第二分离器。


2.如权利要求1所述的系统，其中所述第一分离器包括第一离合器弹簧和第一带轮，所述第一带轮被成形为与第一皮带接合，所述第一皮带将所述第一带轮旋转地联接到所述发动机曲轴，并且所述第二分离器包括第二离合器弹簧和第二带轮，所述第二带轮被成形为与第二皮带接合，所述第二皮带将所述第二带轮旋转地联接到所述发动机曲轴。


3.如权利要求2所述的系统，其中所述第一分离器和所述第二分离器定位在轮毂上，所述轮毂直接安装在所述ISG的所述轴上并且围绕共同轴线共同旋转，并且所述系统还包括：第一张紧器，其被定位成无论所述扭矩传递方向如何都维持所述第一皮带中的张力；以及第二张紧器，其被定位成无论所述扭矩传递方向如何都维持所述第二皮带中的张力。


4.如权利要求3所述的系统，其中所述第一离合器弹簧经由所述轮毂仅沿所述第一扭矩传递方向将所述第一带轮可操作地连接到所述ISG的轴，并且所述第二离合器弹簧经由所述轮毂仅沿所述第二扭矩传递方向将所述第二带轮可操作地连接到所述ISG的轴。


5.如权利要求3所述的系统，其中所述第一离合器弹簧的径向膨胀仅沿所述第一扭矩传递方向在所述第一带轮与所述轮毂之间传递扭矩，并且所述第一扭矩传递方向包括所述ISG的轴经由所述第一皮带将扭矩施加到所述发动机曲轴。


6.如权利要求5所述的系统，其中所述第一离合器弹簧的所述径向膨胀是响应于所述轮毂比所述第一带轮旋转得更快，并且所述第一离合器弹簧响应于所述第一带轮比所述轮毂旋转得更快而径向收缩。


7.如权利要求3所述的系统，其中所述第二离合器弹簧的径向膨胀仅沿所述第二扭矩传递方向在所述第二带轮与所述轮毂之间传递扭矩，并且所述第二扭矩传递方向包括所述发动机曲轴经由所述第二皮带将...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯·M·巴西莱，斯科特·威利斯，宽·贾马尔·巴伯，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US