Гибридный привод и способ управления им

Гибридный привод и способ управления им

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к гибридным приводам, например, для автомобилей, пассажирских транспортных средств, автобусов, грузовых автомобилей, судов и стационарного применения. Кроме того, изобретение также относится к способам управления такими приводами, например, применительно к запуску двигателя внутреннего сгорания и переключению передач. Помимо этого, настоящее изобретение также относится к транспортным средствам, судам и т.п., имеющим такие приводы. Настоящее изобретение также относится к программному обеспечению, выполняемому компьютерным аппаратным обеспечением для реализации способов управления такими приводами.

Предпосылки создания изобретения

В последние годы ведется множество исследований в области технологии гибридных систем с целью сокращения расхода топлива, а также усовершенствования тяговых характеристик. Гибридные системы имеют гибридные приводы, при этом каждый привод обычно содержит двигатель внутреннего сгорания, электрическую машину, элемент для аккумулирования энергии, блок управления приводом и коробку передач для обеспечения связи по меньшей мере электрического генератора с нагрузкой системы. Электрическая машина необязательно реализована в виде электродвигателя/генератора. На первый взгляд могло бы показаться, что такие гибридные приводы являются более сложными и потенциально больше весят, что отрицательно сказалось бы на показателях работы системы. Тем не менее, практическое применение гибридных приводов обеспечивает ряд преимуществ над обычными системами с простыми двигателями внутреннего сгорания, которые работают субоптимально, в особенности, в при частых остановках и трогании с места в условиях городского ездового цикла.

В современных гибридных приводах дополнительное сокращение расхода энергии может быть обеспечено за счет эксплуатации двигателя внутреннего сгорания в наиболее термически эффективном режиме и периодической остановки и запуска двигателя внутреннего сгорания. Когда двигатель внутреннего сгорания не работает, тяговую мощность обеспечивает один или несколько электродвигателей, посредством электронных цепей управления связанных с аккумуляторной батареей. Когда двигатель внутреннего сгорания работает, он может перезаряжать аккумуляторную батарею и(или) обеспечивать тяговую мощность. Кроме того, в некоторых конструкциях гибридного привода один или несколько электродвигателей могут быть настроены на работу в качестве генераторов для обеспечения рекуперативного торможения, когда при торможении происходит преобразование кинетической энергии для перезарядки аккумуляторных батарей.

На практике сталкиваются с техническим затруднением, которое состоит в том, что водители современных транспортных средств, оснащенных более простыми двигателями внутреннего сгорания, привыкли к улучшенным характеристикам, когда транспортное средство работает бесшумно без сколько-нибудь ощутимой вибрации, создаваемой двигателем. В отличие от этого в гибридных транспортных средствах, которые сконструированы таким образом, что их двигатели внутреннего сгорания периодически приводятся в действие и выключаются, могут возникать дополнительная вибрация и резкие изменения доступного тягового момента, что воспринимается водителями как дезориентирующий и потенциально опасный фактор при попытке совершения основных маневров, например обгона другого транспортного средства.

Это техническое затруднение было принято во внимание ранее, и попытка его разрешения предпринята в гибридном приводе, описанном в патенте US 4533011. В общих словах, в нем описан привод, который проиллюстрирован на фиг.1. Привод в целом обозначен позицией 10 и содержит двигатель 20 внутреннего сгорания, имеющий выхлопной патрубок 30. Двигатель 20 внутреннего сгорания связан с устройством 40 регулирования подачи топлива, в которое поступает топливо из топливного бака 50. Выходной коленчатый вал двигателя 20 внутреннего сгорания посредством первого выключающего сцепления 60 связан с электрической машиной 70, способной действовать и как электродвигатель, и как электрический генератор. Электрическая машина 70 посредством второго выключающего сцепления 80 дополнительно связана с входом зубчатой передачи 90; передача 90 способна служить ступенчатой передачей, передаточное отношение которой регулируют посредством блока управления 100 переключением передач. Выход передачи 90 посредством дифференциальной передачи 110 соединен с колесами 120 транспортного средства, которое оснащено приводом 10.

Показанный на фиг.1 привод 10 дополнительно имеет аккумуляторную батарею 200, которая посредством электронного блока 210 управления связана с электрической машиной 70; электронный блок 210 управления способен регулировать электрическую мощность, подаваемую в электрическую машину 70 для генерации в ней крутящего момента, и регулировать электрическую энергию, генерируемую в электрической машине 70, которая связана с аккумуляторной батареей 200 для перезарядки батареи 200. Привод 10 дополнительно имеет блок 220 управления двигателем, который с возможностью взаимодействия с выключающими сцеплениями 60, 80 связана с электронным блоком 210 управления и с устройством 40 регулирования подачи топлива.

Далее в общих чертах описана работа привода 10. Электрическая машина 70 рассчитана на работу в качестве махового колеса двигателя 20 внутреннего сгорания, за счет чего уменьшается вес двигателя 20 внутреннего сгорания и связанная с ним инерция вращения, когда он разъединен с электрической машиной 70 первым сцеплением 60. Когда второе сцепление 80 выключено, а первое сцепление 60 включено, электрическая машина 70 способна проворачивать коленчатый вал двигателя 20 внутреннего сгорания и запускать двигатель 20 внутреннего сгорания, подавая в него топливо посредством устройства 40 регулирования подачи топлива. Когда двигатель 20 внутреннего сгорания приведен в действие и готов к работе, включается второе сцепление 80 для подачи посредством передачи 90 тяговой мощности, которую генерирует двигатель 20 внутреннего сгорания и необязательно электрическая машина 70, на одно или несколько колес 120 для приведения в движение привода 10 и соответствующего транспортного средства. Когда впоследствии необходимо выключить двигатель 20 внутреннего сгорания, первое сцепление 60 выключается, после чего устройство 40 регулирования подачи топлива прерывает подачу топлива в двигатель 20. За счет того, что двигатель 20 внутреннего сгорания изолирован при выключенном первом сцеплении 60, водитель транспортного средства, на котором установлен привод 10, ощущает минимальную вибрацию и преимущественно не ощущает внезапных изменений доступного крутящего момента.

При трогании с места первое сцепление 60 преимущественно выключено, и для генерации достаточного начального пускового крутящего момента используется электрическая машина 70, за счет чего обеспечивается плавное и быстрое ускорение транспортного средства. Когда транспортное средство достигает пороговой скорости, включается первое сцепление 60, чтобы крутящий момент, создаваемый двигателем 20 внутреннего сгорания, можно было использовать в дополнение к крутящему моменту, создаваемому электрической машиной 70. Когда двигатель 20 внутреннего сгорания выключен, крутящий момент для приведения в движение транспортное средство обеспечивает только электрическая машина 70.

Хотя проиллюстрированный на фиг.1 привод 10 в процессе работы обеспечивает множество технических преимуществ, вместе с тем, он имеет сложную конфигурацию с двумя сцеплениями 60, 80. Кроме того, даже хотя в качестве махового колеса в двигателе 20 внутреннего сгорания используется электрическая машина 70, двигатель 20 внутреннего сгорания, который продолжает вращаться после отсоединения от электрической машины 70, потенциально имеет тенденцию к неустойчивой работе прежде, чем он остановится после прекращения подачи в него топлива.

Таким образом, привод 10 не является приводом с оптимальной конфигурацией и подлежит дополнительному усовершенствованию с целью упрощения ее реализации и дополнительного ослабления вибрации и увеличения плавности характеристик генерации крутящего момента.

В публикации патента US 5755302 описан привод гибридного транспортного средства. Привод содержит двигатель внутреннего сгорания и коробку передач. Кроме того, привод имеет вращающийся коленчатый вал, механически соединяемый с двигателем внутреннего сгорания, и вращающийся трансмиссионный вал, механически соединяемый с коробкой передач. К тому же, привод дополнительно имеет подвижный кольцевой ротор, кольцеобразно расположенный вокруг трансмиссионного вала, при этом ротор имеет постоянный магнит для генерации магнитного поля и устройство крепления ротора к трансмиссионному валу таким образом, чтобы в процессе работы происходила передача крутящего момента от ротора трансмиссионному валу. По меньшей мере к двигателю внутреннего сгорания и(или) коробке передач прикреплен стационарный кольцевой статор, концентрически расположенный вокруг и вблизи ротора с возможностью электромагнитного взаимодействия. Статор имеет проводящую обмотку для электромагнитного взаимодействия с магнитным полем ротора. Кроме того, привод имеет только одно сцепление, по меньшей мере частично расположенное внутри углубления статора, при этом сцепление имеет два соединительных механизма для избирательного и фрикционного сцепления коленчатого вала с трансмиссионным валом для передачи крутящего момента между ними, чтобы сцепление можно было переключать между: (а) включенным положением, в котором происходит передача крутящего момента от коленчатого вала трансмиссионному валу; и (б) выключенным положением, в котором прерывается передача крутящего момента от коленчатого вала трансмиссионному валу.

Электронный блок управления приводом способен своевременно варьировать электрическую нагрузку или крутящий момент, генерируемый электрической машиной, содержащей упомянутые ротор и статор, таким образом, чтобы ослаблять колебания крутящего момента на трансмиссионном валу посредством гашения крутильных колебаний. При этом может быть достаточно плавно достигнуто сцепление силами трения, за счет чего при включении сцепления отсутствуют сотрясения, и происходит минимальный износ. Для перехода на повышающую передачу электрическая машина осуществляет электрическое торможение, а для перехода на понижающую передачу - электрическое ускорение. Тем не менее, такая синхронизация переключения передач требует времени в процессе работы.

Краткое изложение сущности изобретения

В основу настоящего изобретения положена задача создания усовершенствованного гибридного привода.

Настоящее изобретение охарактеризовано признаками соответствующих независимых пунктов, в которых заявлены привод и способ управления гибридным приводом. В зависимых пунктах заявлены предпочтительные усовершенствования и дополнительные варианты осуществления гибридного привода, а также способа управления гибридным приводом согласно изобретению.

Согласно первой особенности изобретения предложен гибридный привод, содержащий: двигатель внутреннего сгорания; узел электрической машины (электрическую машину); коробку передач для приема тяговой мощности по меньшей мере от двигателя внутреннего сгорания и(или) электрической машины для подачи соответствующей тяговой мощности на нагрузку; блок управления, связанный с двигателем внутреннего сгорания, электрической машиной и коробкой передач для управления их работой; при этом привод выполнен с возможностью настройки в процессе работы так, чтобы двигатель внутреннего сгорания мог переключаться между нерабочим состоянием и рабочим состоянием, а для переключения двигателя внутреннего сгорания из нерабочего состояния в рабочее состояние его необходимо запустить, отличающийся тем, что блок управления имеет множество входов для приема сигналов обратной связи, поступающих от привода, и сигналов управления, передаваемых приводу, и множество выходов для вывода выходных сигналов для управления работой привода; и блок управления дополнительно содержит компьютерное аппаратное обеспечение, способное осуществлять имитацию (моделирование) крутящего момента привода, которую используют в процессе работы для обработки информации, поступающей на множество входов, с целью вычисления компенсации, блок управления способен осуществлять компенсацию на множестве выходов для ослабления амплитуды рывков крутящего момента, происходящих в процессе работы привода, когда двигатель переключают между рабочим и нерабочим состояниями.

Преимущество изобретения состоит в том, что привод способен обеспечивать улучшенные характеристики в отношении ослабления внезапных колебаний крутящего момента, а именно "рывков", а также простоты и удобства эксплуатации.

В процессе работы гибридного привода блок управления предпочтительно регулирует передачу двигателю внутреннего сгорания крутящего момента, необходимого для проворачивания коленчатого вала при запуске двигателя, таким образом, чтобы она по существу совпадала во времени с переключением передач в коробке передач.

При нахождении коробки передач в нейтральном положении привод предпочтительно позволяет запустить двигатель внутреннего сгорания путем замедления электрической машины преимущественно до остановки, по меньшей мере частичного вращательного соединения двигателя внутреннего сгорания с электрической машиной посредством вращательного соединительного механизма, возбуждения электрической машины с целью сообщения ей ускорения вращательного движения и тем самым разгона двигателя внутреннего сгорания до пороговой скорости вращения, и затем подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания для перевода двигателя внутреннего сгорания в рабочее состояние. За счет такого подхода можно уменьшить износ соединительного механизма, а также потенциально увеличить энергосбережение в том, что касается рекуперации энергии для перезарядки элемента для аккумулирования энергии до начала запуска двигателя внутреннего сгорания.

При нахождении коробки передач в нейтральном положении привод при желании позволяет запустить двигатель внутреннего сгорания путем поддержания вращательного состояния электрической машины, по меньшей мере частичного соединения двигателя внутреннего сгорания с электрической машиной посредством вращательного соединительного механизма для передачи крутящего момента от электрической машины двигателю внутреннего сгорания и тем самым разгона двигателя внутреннего сгорания до пороговой скорости вращения и затем подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания для перевода двигателя внутреннего сгорания в рабочее состояние. Такой подход является потенциально более быстродействующим, чем замедление электродвигателя преимущественно до остановки, но способен приводить к большему износу вращательного соединительного механизма.

Вращательным соединительным механизмом привода предпочтительно является предохранительная фрикционная муфта, способная обеспечивать передачу постоянного крутящего момента по меньшей мере на протяжении части своего диапазона пробуксовки. Такой постоянный крутящий момент эффективен для фильтрации внезапных колебаний крутящего момента, а именно "рывков".

Электрическая машина привода предпочтительно связана с двигателем внутреннего сгорания путем последовательного расположения сцепления и муфты для передачи крутящего момента с ограничением по вращению.

Вращательный соединительный механизм привода предпочтительно имеет сцепление, установленное между двигателем внутреннего сгорания и электрической машиной. Как показывает практика, такая конфигурация является компактной, простой и прочной.

Один или несколько вращающихся валов двигателя внутреннего сгорания и электрической машины привода предпочтительно снабжены одним или несколькими связанными с блоком управления датчиками, которые определяют показатель крутящего момента, передаваемого двигателю внутреннего сгорания при его запуске и приведении в действие, при этом блок управления обрабатывает такой показатель крутящего момента для управления электрической машиной таким образом, чтобы по меньшей мере частично компенсировать любые резкие изменения крутящего момента, происходящие в приводе. Применение показателя крутящего момента позволяет устройству управления более точно управлять приводом и предотвращать возникновение "рывков" в ней при приведении в действие двигателя внутреннего сгорания.

Один или несколько датчиков привода предпочтительно реализованы в виде датчиков скорости вращения для измерения скорости вращения соответствующего одного или нескольких валов, при этом устройство управления вычисляет показатель крутящего момента на основании инерционных моментов составных частей привода и на основании углового ускорения, вычисляемого во времени на основании одной или нескольких измеренных скоростей вращения.

Согласно второй особенности изобретения предложен гибридный привод, содержащий: двигатель внутреннего сгорания; электрическую машину; коробку передач для приема тяговой мощности по меньшей мере от двигателя внутреннего сгорания и(или) электрической машины для подачи тяговой мощности на нагрузку; блок управления, связанный с возможностью взаимодействия с двигателем внутреннего сгорания, электрической машиной и коробкой передач для управления их работой; при этом привод выполнен с возможностью настройки в процессе работы так, чтобы двигатель внутреннего сгорания мог переключаться между нерабочим состоянием и рабочим состоянием, а для переключения двигателя внутреннего сгорания из нерабочего состояния в рабочее состояние его необходимо запустить, отличающийся тем, что в процессе работы гибридного привода регулируют передачу двигателю внутреннего сгорания крутящего момента, необходимого для проворачивания коленчатого вала при запуске двигателя, таким образом, чтобы она по существу совпадала во времени с включением коробки передач для подачи тяговой мощности на нагрузку привода; и один или несколько вращающихся валов двигателя внутреннего сгорания и электрической машины снабжены одним или несколькими датчиками для определения показателя крутящего момента, передаваемого двигателю внутреннего сгорания при его запуске и приведении в действие, при этом такой показатель крутящего момента обрабатывают с использованием имитации крутящего момента привода, выполняемой в процессе работы компьютерным аппаратным обеспечением блока управления для управления электрической машиной таким образом, чтобы по меньшей мере частично компенсировать любые резкие изменения крутящего момента, происходящие в приводе.

Преимуществом привода с такой конфигурацией является то, что тяговую мощность для приведения в движение транспортного средства поддерживают одновременно с приведением в действие двигателя внутреннего сгорания транспортного средства.

При нахождении коробки передач во включенном положении привод при желании позволяет запустить двигатель внутреннего сгорания путем поддержания состояния вращения электрической машины, по меньшей мере частичного соединения двигателя внутреннего сгорания с электрической машиной посредством вращательного соединительного механизма для передачи крутящего момента от электрической машины двигателю внутреннего сгорания и тем самым разгона двигателя внутреннего сгорания до пороговой скорости вращения и затем подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания для перевода двигателя внутреннего сгорания в рабочее состояние.

Один или несколько датчиков привода могут быть реализованы в виде датчиков скорости вращения для измерения скорости вращения соответствующего одного или нескольких валов, при этом устройство управления вычисляет показатель крутящего момента на основании инерционных моментов составных частей привода и на основании углового ускорения, вычисляемого во времени на основании одной или нескольких измеренных скоростей вращения.

Согласно третьей особенности настоящего изобретения предложен способ управления гибридным приводом, содержащим двигатель внутреннего сгорания; электрическую машину; коробку передач для приема тяговой мощности по меньшей мере от двигателя внутреннего сгорания и(или) электрической машины для подачи тяговой мощности на нагрузку; блок управления, связанный с возможностью взаимодействия с двигателем внутреннего сгорания, электрической машиной и коробкой передач для управления их работой; при этом привод выполнен с возможностью настройки в процессе работы так, чтобы двигатель внутреннего сгорания мог переключаться между нерабочим состоянием и рабочим состоянием, а для переключения двигателя внутреннего сгорания из нерабочего состояния в рабочее состояние его необходимо запустить, отличающийся тем, что он включает шаги, на которых:

принимают сигналы обратной связи, поступающие от привода, и сигналы управления на множестве входов блока управления и подают выходные сигналы на множество выходов блока управления для управления работой привода и

используют в блоке управления имитацию крутящего момента привода, выполняемую компьютерным аппаратным обеспечением блока управления, при этом имитацию используют в процессе работы для обработки информации, поступающей на множество входов, с целью вычисления компенсации, блок управления способен осуществлять компенсацию на множестве выходов для ослабления амплитуды рывков крутящего момента, происходящих в процессе работы привода, когда двигатель переключают между рабочим и нерабочим состояниями.

Способ может дополнительно включать шаги, на которых:

а) инициируют переключение передач путем уменьшения крутящего момента, передаваемого коробке передач, и затем переключения коробки передач в нейтральное положение,

б) регулируют передачу двигателю внутреннего сгорания крутящего момента, необходимого для запуска (проворачивания коленчатого вала) двигателя, таким образом, чтобы она по существу совпадала во времени с нахождением коробки передач в нейтральном положении, при этом крутящий момент, необходимый для проворачивания коленчатого вала при запуске двигателя, и подача топлива в двигатель внутреннего сгорания способны привести двигатель внутреннего сгорания в действие, и

в) вводят коробку передач в зацепление и затем увеличивают крутящий момент, передаваемый коробке передач.

Способ также может включать дополнительные шаги, на которых:

г) при нахождении коробки передач в нейтральном положении запускают двигатель внутреннего сгорания путем замедления электрической машины преимущественно до остановки,

д) по меньшей мере частично соединяют двигатель внутреннего сгорания с электрической машиной посредством вращательного соединительного механизма,

е) осуществляют возбуждение электрической машины с целью ускорения вращения электрической машины и тем самым разгона двигателя внутреннего сгорания до пороговой скорости вращения и

ж) осуществляют подачу топлива в двигатель внутреннего сгорания для его перевода в рабочее состояние.

Способ также может включать дополнительные шаги, на которых:

з) при нахождении коробки передач в нейтральном положении двигатель внутреннего сгорания запускают путем поддержания вращательного состояния электрической машины,

и) по меньшей мере частично соединяют двигатель внутреннего сгорания с электрической машиной посредством вращательного соединительного механизма для передачи крутящего момента от электрической машины двигателю внутреннего сгорания и тем самым разгона двигателя внутреннего сгорания до пороговой скорости вращения и

к) подают топливо в двигатель внутреннего сгорания для перевода двигателя внутреннего сгорания в рабочее состояние.

Соединительный механизм, используемый в способе, может иметь предохранительную фрикционную муфту, способную обеспечивать передачу постоянного крутящего момента по меньшей мере на протяжении части своего диапазона пробуксовки.

Согласно четвертой особенности изобретения предложено транспортное средство, имеющее гибридный привод согласно первой или второй особенности изобретения.

Транспортное средство предпочтительно выбирают из группы, включающей автобус, грузовой автомобиль, строительное транспортное средство, фургон, пассажирское транспортное средство, катер, судно, стационарную машину или транспортное средство любого другого типа, от которого в процессе эксплуатации требуется способность относительно быстро разгоняться при частых остановках и трогании с места.

Согласно пятой особенности изобретения предложен способ управления гибридным приводом, содержащим: двигатель внутреннего сгорания; электрическую машину; коробку передач для приема тяговой мощности по меньшей мере от двигателя внутреннего сгорания и(или) электрической машины для подачи тяговой мощности на нагрузку; блок управления, связанный с возможностью взаимодействия с двигателем внутреннего сгорания, электрической машиной и коробкой передач для управления их работой; при этом привод выполнен с возможностью настройки в процессе работы так, чтобы двигатель внутреннего сгорания мог переключаться между нерабочим состоянием и рабочим состоянием, а для переключения двигателя внутреннего сгорания из нерабочего состояния в рабочее состояние его необходимо запустить, отличающийся тем, что он включает шаги, на которых:

а) вводят коробку передач в зацепление для передачи через нее крутящего момента с целью подачи тяговой мощности на нагрузку,

б) передают двигателю внутреннего сгорания крутящий момент, необходимый для проворачивания коленчатого вала при запуске двигателя, и осуществляют подачу топлива в него с целью приведения в действие двигателя внутреннего сгорания, при этом такое приведение в действие двигателя внутреннего сгорания преимущественно совпадает во времени с включением коробки передач, и

в) один или несколько вращающихся валов двигателя внутреннего сгорания и электрической машины снабжены одним или несколькими датчиками для определения показателя крутящего момента, передаваемого двигателю внутреннего сгорания при его запуске и приведении в действие, при этом блок управления обрабатывает такой показатель крутящего момента с использованием имитационной модели крутящего момента привода для управления электрическая машиной таким образом, чтобы по меньшей мере частично компенсировать любые резкие изменения крутящего момента, происходящие в приводе.

Способ может включать дополнительные шаги, на которых:

г) при нахождении коробки передач в зацепленном положении осуществляют запуск двигателя внутреннего сгорания путем поддержания вращательного состояния электрической машины;

д) по меньшей мере частично соединяют двигатель внутреннего сгорания с электрической машиной посредством вращательного соединительного механизма для передачи крутящего момента от электрической машины двигателю внутреннего сгорания и тем самым разгона двигателя внутреннего сгорания до пороговой скорости вращения и

е) осуществляют подачу топлива в двигатель внутреннего сгорания для его перевода в рабочее состояние.

Один или несколько датчиков, используемых в способе, могут быть реализованы в виде датчиков скорости вращения для измерения скорости вращения соответствующего одного или нескольких валов, при этом устройство управления вычисляет показатель крутящего момента на основании инерционных моментов составных частей привода и на основании углового ускорения, вычисляемого во времени на основании одной или нескольких измеренных скоростей вращения.

Согласно шестой особенности изобретения предложена компьютерная программа на машиночитаемом носителе данных, выполнимая компьютерным аппаратным обеспечением для реализации способа согласно четвертой или пятой особенности изобретения.

Согласно седьмой особенности изобретения предложена компьютерная программа, содержащая компьютерный программный код, рассчитанный на осуществление способа или для применения в способе согласно четвертой и пятой особенностям изобретения при выполнении компьютерной программы программируемым микрокомпьютером.

Компьютерная программа предпочтительно рассчитана на возможность загрузки в привод согласно первой или второй особенности изобретения или одного или нескольких из ее компонентов при выполнении компьютером, подключенным к Интернету.

Компьютерный программный продукт, содержащий упомянутый компьютерный программный код, предпочтительно хранится на машиночитаемом носителе.

Согласно восьмой особенности изобретения предложен способ управления гибридным приводом, содержащим двигатель внутреннего сгорания, электрическую машину и коробку передач для приема тяговой мощности по меньшей мере от двигателя внутреннего сгорания и(или) электрической машины для подачи тяговой мощности на нагрузку, при этом способ включает шаги, которые осуществляют, начиная с рабочего состояния привода, в котором подачу мощности на нагрузку обеспечивают с помощью электрической машины, и на которых:

уменьшают крутящий момент на выходе электрической машины, передаваемый коробке передач,

переключают коробку передач и

запускают двигатель внутреннего сгорания с помощью электрической машины.

Результатом осуществления способа является обеспечение рабочего состояния привода, в котором подачи мощности на нагрузку обеспечивают по меньшей мере с помощью двигателя внутреннего сгорания.

Способ особо применим для осуществления разгона в случае использования привода с одним сцеплением, когда электрическая машина расположена между двигателем внутреннего сгорания и коробкой передач, а одно сцепление расположено между двигателем внутреннего сгорания и электрической машиной. Таким образом, способ создает предпосылки для исключения второго сцепления, используемого во множестве известных из техники решений.

Кроме того, перед переключением коробки передач крутящий момент на выходе электрической машины предпочтительно уменьшают до нуля. Процедура уменьшения может быть ступенчатой, т.е. преимущественно одномоментной, но крутящий момент на выходе предпочтительно уменьшают линейно, т.е. постепенно и непрерывно.

Кроме того, стадии способа необязательно осуществляют в хронологическом порядке.

Способ предпочтительно включает шаги, на которых:

после уменьшения крутящего момента на выходе электрической машины переводят коробку передач в нейтральное положение,

после перевода коробки передач в нейтральное положение вводят передачу коробки передач в зацепление,

после ввода передачи коробки передач в зацепление линейно увеличивают крутящий момент на выходе, передаваемый коробке передач,

линейно увеличивают крутящий момент на выходе, передаваемый коробке передач, с помощью по меньшей мере крутящего момента на выходе двигателя внутреннего сгорания (путем подачи топлива в двигатель), и инициируют подачу топлива в двигатель при заданной частоте вращения двигателя.

Стадия линейного увеличения может осуществляться с использованием мощности, поступающей из электрической машины.

Способ предпочтительно включает дополнительный шаг, на котором выходные обороты двигателя внутреннего сгорания синхронизируют до линейного увеличения крутящего момента на выходе двигателя внутреннего сгорания. Способ предпочтительно включает шаг, на котором, чтобы запустить двигатель внутреннего сгорания с помощью электрической машины, приводят в действие соединительный механизм, расположенный между двигателем внутреннего сгорания и электрической машиной. Это может быть сделано множеством способов. Согласно первому примеру способ включает шаг, на котором поддерживают определенную частоту вращения электрической машины и одновременно частично включают соединительный механизм. Согласно второму примеру способ включает шаг, на котором замедляют частоту вращения электрической машины до остановки и полностью включают соединительный механизм до запуска двигателя внутреннего сгорания с помощью электрической машины.

Способ включает стадию синхронизации, на которой измеряют выходные обороты электрической машины и выходные обороты двигателя внутреннего сгорания и полностью включают соединительный механизм, если измеренные выходные обороты электрической машины и измеренные выходные обороты двигателя внутреннего сгорания находятся в заданном диапазоне величин.

Способ предпочтительно включает шаг, на котором электрической машине передают дополнительный крутящий момент, чтобы компенсировать крутящий момент, необходимый для запуска двигателя внутреннего сгорания. Способ предпочтительно включает шаг, на котором измеряют множество рабочих параметров привода, отображающих крутящий момент, и рассчитывают величину дополнительного крутящего момента, исходя из измеренных рабочих параметров привода.

Способ предпочтительно включает шаг, на котором запускают двигатель внутреннего сгорания с помощью электрической машины при нахождении коробки передач в нейтральном положении.

Способ предпочтительно включает стадию запуска двигателя внутреннего сгорания с помощью электрической машины при нахождении коробки передач во включенном положении. За счет этого может быть сокращена общая длительность процедуры запуска двигателя внутреннего сгорания и передачи крутящего момента от двигателя коробке передач. Таким образом, двигатель внутреннего сгорания предпочтительно запускают с помощью электрической машины, когда входной вал коробки передач соединен с нагрузкой. При этом условии способ предпочтительно включает шаг, на котором двигатель внутреннего сгорания запускают с помощью электрической машины во время уменьшения крутящего момента на выходе электрической машины, передаваемого коробке передач, или в качестве альтернативы во время линейного увеличения крутящего момента на выходе, передаваемого коробке передач.

На последней фазе линейного уменьшения электрическая машина имеет располагаемый крутящий момент (т.е. электрическая машина не работает на уровне своего максимального или близкого к максимальному крутящего момента на выходе), и по меньшей мере часть этого располагаемого крутящего момента может быть дополнительно использована на этой стадии. Аналогичным образом, на начальной фазе линейного увеличения электрическая машина имеет располагаемый крутящий момент (т.е. электрическая машина не работает на уровне своего максимального или близкого к максимальному крутящему моменту на выходе), и по меньшей мере часть этого располагаемого крутящего момента может быть дополнительно использована на этой стадии. Таким образом, в обоих случаях электрическая машина имеет дополнительный располагаемый крутящий момент, который может быть использован для запуска двигателя. Так, во время одной из заданных частей фазы линейного увеличения или линейного уменьшения для запуска двигателя в течение короткого интервала времени преимущественно увеличивают (предпочтительно до максимума) крутящий момент на выходе электрической машины.

Способ предпочтительно включает шаг, на котором двигатель внутреннего сгорания запускают с помощью электрической машины после синхронизации крутящего момента на выходе двигателя внутреннего сгорания.

Способ предпочтительно включает шаг, на котором двигатель внутреннего сгорания запускают с помощью электрической машины при нахождении электрической машины в рабочем состоянии, существенно отличающемся от рабочего состояния, в котором электрическая машина работает при максимальном крутящем моменте на выходе.

Способ предпочтительно включает шаг, на котором переключение передач в коробке передач