專利名稱：具發(fā)動機(jī)、電機(jī)和它們間的行星傳動機(jī)構(gòu)的布置結(jié)構(gòu)以及改變這種布置結(jié)構(gòu)運(yùn)行方式的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求I前序部分所述的用于改變運(yùn)行方式的方法以及一種按權(quán)利要求3前序部分所述的布置結(jié)構(gòu)和一種具有這種布置結(jié)構(gòu)的機(jī)動車。
背景技術(shù)：
由EP1282772B1和DE102006037577A1已知一種包括具有曲軸的發(fā)動機(jī)和具有轉(zhuǎn)子的電機(jī)的布置結(jié)構(gòu)，發(fā)動機(jī)和電機(jī)通過行星傳動機(jī)構(gòu)相互連接。這種布置結(jié)構(gòu)的意義是，電機(jī)既作為發(fā)動機(jī)的起動機(jī)運(yùn)行，也作為由發(fā)動機(jī)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)運(yùn)行。通過離合器和/或超越離合器(Freilauf)在行星傳動機(jī)構(gòu)內(nèi)或該布置結(jié)構(gòu)的其他部件之間的適當(dāng)定位，可以調(diào)整不同的傳動比。例如電機(jī)優(yōu)選在發(fā)動機(jī)起動時以比作為發(fā)電機(jī)工作時更快的比率轉(zhuǎn)動。現(xiàn)在出發(fā)點(diǎn)是，特定的離合器在接合時將電機(jī)與發(fā)動機(jī)之間的傳動比調(diào)整到一固定值上，其中，在離合器分離時要么根本不調(diào)整固定值，要么調(diào)整另一值一這一點(diǎn)可以通過其他離合器和超越離合器確定。例如DE102006037577A1介紹了位于行星傳動機(jī)構(gòu)的齒圈與發(fā)動機(jī)殼體上的相對發(fā)動機(jī)固定的構(gòu)件之間的制動器作為離合器。行星傳動機(jī)構(gòu)的行星架與發(fā)動機(jī)的曲軸聯(lián)接，而行星傳動機(jī)構(gòu)的太陽輪則與電機(jī)聯(lián)接。如果制動器閉合而與此同時齒圈被固定，那么太陽輪必須以與行星架相關(guān)的確定的傳動比轉(zhuǎn)動(或者反之)。到目前為止在這類布置結(jié)構(gòu)中使用摩擦鎖合的離合器。但這類布置結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)龐大，因?yàn)樗鼈兲貏e是在發(fā)動機(jī)起動時必須傳遞高轉(zhuǎn)矩。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，指明一條如何能使布置結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)更小的途徑。該目的一方面通過按權(quán)利要求I所述的方法得以實(shí)現(xiàn)，在另一方面通過按權(quán)利要求3所述的布置結(jié)構(gòu)得以實(shí)現(xiàn)，最后通過具有按權(quán)利要求8所述特征的機(jī)動車得以實(shí)現(xiàn)。因此在依據(jù)本發(fā)明的方法中，在離合器分離的情況下，這樣調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)子和發(fā)動機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)速，使轉(zhuǎn)子和曲軸的轉(zhuǎn)速至少以預(yù)先確定的最低精度彼此形成恰好與固定值(傳動比在離合器接合時被調(diào)整到該固定值上)相當(dāng)?shù)谋壤Ｈ缓蟛沤雍想x合器。換句話說，電機(jī)和發(fā)動機(jī)這樣相互配合地同步，使由離合器相互聯(lián)接的構(gòu)件之間的轉(zhuǎn)速差低于一預(yù)先確定的值。在這種情況下，可以使用形鎖合離合器，也就是在其接合時在兩個部件或構(gòu)件之間產(chǎn)生形鎖合連接的離合器。在這種情況下特別是可以使用齒式離合器或牙嵌離合器，而且這種類型的離合器比最大轉(zhuǎn)矩相當(dāng)?shù)哪Σ伶i合的離合器的結(jié)構(gòu)小得多。由此在布置結(jié)構(gòu)中并因此在機(jī)動車中可以節(jié)省空間。依據(jù)本發(fā)明的方法和依據(jù)本發(fā)明的布置結(jié)構(gòu)特別是也允許所謂的“思維切換(Change of Mind) ”運(yùn)行(駕駛員主意的改變)如果駕駛員讓機(jī)動車停車減速滑行并在發(fā)動機(jī)和電機(jī)轉(zhuǎn)速下降時期的片刻后又決定換檔和提速(操作加速踏板)，那么需要發(fā)動機(jī)盡可能快地加速。這一點(diǎn)通過電機(jī)進(jìn)行，但該電機(jī)在離合器接合之前在短時間內(nèi)首先被預(yù)加速一次。這種做法與在停車減速滑行后提速時直接接合摩擦鎖合的離合器這種以往的做法相比也特別有效。以往的做法會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)與電機(jī)之間的帶傳動機(jī)構(gòu)內(nèi)的縱向力和轉(zhuǎn)差率突然過高。本發(fā)明優(yōu)選在這種布置結(jié)構(gòu)上使用，即發(fā)動機(jī)與行星架聯(lián)接，行星傳動機(jī)構(gòu)的太陽輪和齒圈中的一個部件與電機(jī)聯(lián)接，其中行星傳動機(jī)構(gòu)的太陽輪和齒圈中的另一部件可以利用離合器固定在發(fā)動機(jī)的固定構(gòu)件上或相對于該發(fā)動機(jī)固定的構(gòu)件上。在離合器分離的情況下，這樣調(diào)整轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，使得在接合離合器之前使所述另一部件以預(yù)先確定的最低精度陷入停止。例如在依據(jù)DE102006037577A1的布置結(jié)構(gòu)中，通過本發(fā)明，電機(jī)這樣加速，使得在接合制動器之前使齒圈陷入停止。電機(jī)的加速可以特別容易地進(jìn)行并在“思維切換”運(yùn) 行(駕駛員主意的改變)中也得到證明。依據(jù)本發(fā)明的布置結(jié)構(gòu)的一個特征在于一用于控制離合器和用于控制電機(jī)和/或發(fā)動機(jī)的控制裝置，該控制裝置依據(jù)可借助離合器調(diào)整的、預(yù)先確定的傳動比以最低精度調(diào)整轉(zhuǎn)子和曲軸的轉(zhuǎn)速，而且然后該控制裝置才接著使離合器接合。控制裝置因此在有懷疑時首先控制電機(jī)，在必要時還有發(fā)動機(jī)，然后才是離合器。該控制裝置特別是可以接收控制指令，例如獲得關(guān)于加速踏板傳感器位置的信息等。在依據(jù)本發(fā)明的布置結(jié)構(gòu)中，為使該布置結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)小巧，優(yōu)選離合器是形鎖合離合器，特別是齒式離合器或牙嵌離合器。優(yōu)選的布置結(jié)構(gòu)對應(yīng)于優(yōu)選使用所述方法的那種布置結(jié)構(gòu)，特別是一超越離合器也屬于該布置結(jié)構(gòu)，該超越離合器位于太陽輪和齒圈中的和電機(jī)聯(lián)接的那個部件與行星架之間。電機(jī)優(yōu)選通過帶傳動機(jī)構(gòu)與行星傳動機(jī)構(gòu)聯(lián)接，以便使電機(jī)不必設(shè)置在固定的位置上，特別是或多或少可以設(shè)置在發(fā)動機(jī)或行星傳動機(jī)構(gòu)的側(cè)面，以便使該布置結(jié)構(gòu)可以節(jié)省空間地安裝在機(jī)動車的發(fā)動機(jī)艙內(nèi)。通過帶傳動機(jī)構(gòu)還可以聯(lián)接其他裝置，例如像空調(diào)設(shè)備的壓縮機(jī)。


下面借助附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明。其中圖I示出由發(fā)動機(jī)和行星傳動機(jī)構(gòu)連同通過帶傳動機(jī)構(gòu)與行星傳動機(jī)構(gòu)聯(lián)接的電機(jī)組成的依據(jù)本發(fā)明的布置結(jié)構(gòu)的原理圖；以及圖2示出具有帶傳動機(jī)構(gòu)的帶輪和減震單元的行星傳動機(jī)構(gòu)的徑向剖視圖。
具體實(shí)施例方式在具有曲軸12的發(fā)動機(jī)10上聯(lián)接有布置結(jié)構(gòu)16，該曲軸通過往復(fù)運(yùn)動活塞在燃燒室14內(nèi)的運(yùn)動可以進(jìn)行轉(zhuǎn)動，該布置結(jié)構(gòu)包括行星傳動機(jī)構(gòu)，在該行星傳動機(jī)構(gòu)上聯(lián)接有帶輪18，并且該行星傳動機(jī)構(gòu)具有減震單元20。帶輪18用于通過帶傳動機(jī)構(gòu)24聯(lián)接電機(jī)22，該帶傳動機(jī)構(gòu)包括帶輪26，帶輪26通過軸28可以隨同電機(jī)22的圖中未示出的轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動。行星傳動機(jī)構(gòu)包括與帶輪18連接并與行星輪32嚙合的太陽輪30，這些行星輪通過行星架34相互連接。行星架34與太陽輪30之間設(shè)有超越離合器35。行星架34通過法蘭36與曲軸12連接。法蘭通過軸向螺栓38與曲軸12螺栓連接。在此，在法蘭36與曲軸12之間同時還夾有一支承板40，支承板上放置有橡膠圈42，橡膠圈又支承有鋼圈44。支承板40、橡膠圈42和鋼圈44形成減震單元20。行星傳動機(jī)構(gòu)的齒圈46通過制動器48與相對發(fā)動機(jī)固定的構(gòu)件50連接。制動器48包括電磁鐵52，該電磁鐵與相對發(fā)動機(jī)固定的構(gòu)件連接并能夠吸引與齒圈46連接的銜鐵54。正如從圖2所看到的那樣，橡膠圈42連同鋼圈44以及電磁鐵52和銜鐵54設(shè)置在同一徑向區(qū)域內(nèi)，而且正好設(shè)置在帶傳動機(jī)構(gòu)18的具有外部廓型56的徑向外部部段與最外面的齒圈46之間。這些單元可以特別好地安裝在該部位上。
所示布置結(jié)構(gòu)的主要特性在于，制動器48以形鎖合(原理)工作，特別是構(gòu)造成牙嵌離合器或齒式離合器。這樣銜鐵54可以具有與電磁鐵52配合的嚙合部/齒部。形鎖合制動器48不能在任何狀態(tài)下均不受損壞地接合。特別是在制動器48接合的情況下，齒圈46不得明顯轉(zhuǎn)動。這一點(diǎn)可以通過控制裝置58實(shí)現(xiàn)。存在接合制動器48的必要性。當(dāng)駕駛員從連續(xù)行駛中讓車輛首先停車減速滑行，而在此期間電機(jī)22作為發(fā)電機(jī)工作、軸28和曲軸12的轉(zhuǎn)速共同下降時，會給出這一必要性。如果駕駛員然后突然希望使車輛重新加速，那么他操作加速踏板60，這通過檢測加速踏板60位置的傳感器62來測量，其中，測量值輸送到控制裝置58。現(xiàn)在必須通過電機(jī)22使發(fā)動機(jī)10加速，但為此要接合制動器48。為準(zhǔn)備這一點(diǎn)，控制裝置58使軸28的轉(zhuǎn)動與曲軸12這樣同步，使得出現(xiàn)那樣的傳動比，該傳動比在制動器48閉合時通過然后缺少的自由度固定地被規(guī)定。該傳動比例如為3 I。傳動比的調(diào)整通過軸28的轉(zhuǎn)動的加速來進(jìn)行，其中，可以設(shè)想，同時進(jìn)一步降低曲軸12的轉(zhuǎn)速。只要出現(xiàn)的轉(zhuǎn)速比例與傳動比相當(dāng)，齒圈26就幾乎不轉(zhuǎn)動或靜止。這一點(diǎn)例如可以利用齒圈46上的轉(zhuǎn)速表64來測量,但必要時也可以間接通過軸28上的轉(zhuǎn)速表66和曲軸12上的轉(zhuǎn)速表68間接獲得。整體上例如可以規(guī)定齒圈46相對于發(fā)動機(jī)的殼體50最高以50轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。然后控制裝置58使制動器48閉合，而發(fā)動機(jī)10有效地通過電機(jī)22來加速。
權(quán)利要求
1.一種用于改變在一包括通過行星傳動機(jī)構(gòu)(16)相互聯(lián)接的發(fā)動機(jī)(10)和電機(jī)(22)的布置結(jié)構(gòu)中的運(yùn)行方式的方法，其中，提供一離合器(48)，在該離合器接合時將電機(jī)(22)與發(fā)動機(jī)(10)之間的傳動比調(diào)整到一固定值上，其特征在于，在離合器分離的情況下，這樣調(diào)整電機(jī)(22)轉(zhuǎn)子(28)和發(fā)動機(jī)(10)曲軸(12)的轉(zhuǎn)速，使得這兩個轉(zhuǎn)速以預(yù)先確定的最低精度彼此形成與固定值相當(dāng)?shù)谋壤⑷缓笫闺x合器接合。
2.按權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，發(fā)動機(jī)(10)與行星傳動機(jī)構(gòu)(16)的行星架(34)聯(lián)接，而電機(jī)(22)與行星傳動機(jī)構(gòu)(16)的太陽輪(30)和齒圈(46)中的一個部件(30)聯(lián)接，此外，行星傳動機(jī)構(gòu)的太陽輪(30)和齒圈(46)中的另一部件(46)能利用離合器(48)固定在一相對發(fā)動機(jī)(10)固定的構(gòu)件上，在離合器分離的情況下，這樣使轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速提高，使得在使離合器(48)接合之前，使所述另一部件(46)以預(yù)先確定的最低精度陷入停止。
3.一種包括具有曲軸(12)的發(fā)動機(jī)(10)和具有轉(zhuǎn)子的電機(jī)(22)的布置結(jié)構(gòu)，所述發(fā)動機(jī)和所述電機(jī)通過行星傳動機(jī)構(gòu)(16)相互聯(lián)接，該布置結(jié)構(gòu)具有用于調(diào)整轉(zhuǎn)子與曲軸(12)間的預(yù)先確定的傳動比的離合器(48)，其特征在于，設(shè)有一用于這樣控制離合器(48)和這樣控制電機(jī)(22)和/或發(fā)動機(jī)(10)的裝置(58)，使得該裝置(58)在使離合器接合之前依據(jù)預(yù)先確定的傳動比以最低精度調(diào)整轉(zhuǎn)子和曲軸(12)的轉(zhuǎn)速。
4.按權(quán)利要求3所述的布置結(jié)構(gòu)，其特征在于，離合器(48)在接合時在兩個元件(52、.54)之間產(chǎn)生形鎖合的連接，該離合器(48)特別是齒式離合器或牙嵌離合器。
5.按權(quán)利要求3或4所述的布置結(jié)構(gòu)，其特征在于，發(fā)動機(jī)(10)與行星傳動機(jī)構(gòu)(16)的行星架(34)聯(lián)接，電機(jī)(22)與行星傳動機(jī)構(gòu)的太陽輪(30)和齒圈(46)中的一個部件(30)聯(lián)接，而所述離合器將太陽輪(30)和齒圈(46)中的另一部件(46)固定在發(fā)動機(jī)(10)上。
6.按權(quán)利要求5所述的布置結(jié)構(gòu)，其特征在于，太陽輪(30)和齒圈(46)中的所述一個部件(30)與行星架(34)之間設(shè)有超越離合器(35)。
7.按權(quán)利要求5或6所述的布置結(jié)構(gòu)，其特征在于，電機(jī)(22)通過帶傳動機(jī)構(gòu)(24)與行星傳動機(jī)構(gòu)(16)聯(lián)接。
8.一種具有按權(quán)利要求3-7之一所述的布置結(jié)構(gòu)的機(jī)動車。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有通過行星傳動機(jī)構(gòu)相互聯(lián)接的發(fā)動機(jī)和電機(jī)的布置結(jié)構(gòu)，在該布置結(jié)構(gòu)中，使用牙嵌離合器或齒式離合器，特別是將其用作位于行星傳動機(jī)構(gòu)(16)的齒圈(46)與發(fā)動機(jī)的殼體(50)之間的制動器(48)。為此目的，電機(jī)和發(fā)動機(jī)的同步在制動器閉合之前進(jìn)行，從而，制動器(48)閉合后固定出現(xiàn)的傳動比此前已經(jīng)近似地出現(xiàn)，以便可以使用結(jié)構(gòu)緊湊和低磨損工作的機(jī)械零件如牙嵌離合器或齒式離合器作為制動器(48)。
文檔編號F02N15/02GK102673557SQ20121009704
公開日2012年9月19日 申請日期2012年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月1日
發(fā)明者A·米薩拉, J·曼德勒 申請人:奧迪股份公司