半主动转矩消除方案制造技术

用于机动车的转矩波动补偿装置。该装置包括外环、内环和连杆。连杆的第一端部连接至一约束件且连杆的第二端部连接至内环和外环。使用转矩波动装置，使旋转轴中的转矩被补偿、降低和/或消除，这是通过如下步骤实现的：识别转矩尖峰，计算转矩尖峰的振幅和/或相位，将转矩尖峰的振幅和/或相位与预定的转矩轮廓作比较，计算振幅和/或相位与预定的转矩轮廓的改变量，确定补偿所需的偏心量和/或椭圆轨迹，降低和/或消除相位和/或振幅的改变量，且施加力至连杆的第一端部以补偿、降低和/或消除计算的相位和/或振幅的改变。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求2015年10月7日的美国62/238,156号临时专利申请的权益，其通过全部内容的引用合并在此。
本专利技术涉及半主动转矩(译者注：亦可称“扭矩”，以下同)消除方案，其用于消除来自机动车辆的转矩尖峰、转矩波动和/或转矩脉冲。
技术介绍
全球有降低发动机尺寸的趋势，这是内燃机技术近来的改进的结果。降低的发动机尺寸可以是更小的发动机排量和气缸的数量减少两方面。发动机技术改进带来了更高效的车辆。该效率可包括增加的燃油经济性、更好的发动机操作和降低的二氧化碳排放。更小但是更有力和高效的发动机的进一步优点是，车辆制造商可保持与使用者正在使用的相同的发动机车身和车辆性能特征。在一些情形中，改进是由于增压器和/或涡轮增压器的使用。增压器和/或涡轮增压器增加了发动机的功率输出。此外，更高的转矩势能使得能够使用更高的齿轮比，其随即使得降速是可能的(即，在更低发动机转速下操作)。与降速一起的尺寸降低，可被看作是发动机技术的一个主流改进。如上所述，具有更小但是更有效的发动机的车辆性能特性可反映出当使用更大发动机时的车辆特性。关于更小发动机的挑战是，当发动机降速时，会经历低发动机转速下的转矩波动的增加。发动机输出的转矩波动随着降低的怠速而显著上升。转矩波动是由于转矩不能被较小的内燃机恒定传递而是在每个做功冲程中被周期地传递。图1图解地示意了在传统的四冲程循环期间传递的转矩，其中，区段2是做功冲程，区段4是排气冲程，区段6是吸气冲程，区段8是压缩冲程且10是平均扭矩。此外，如图1所示，传统的四冲程循环的做功冲程2经历了最大转矩12。结果，在传统的四冲程发动机中，在每个活塞的曲轴的每两个旋转经历一次转矩波动。传统的四气缸发动机因而将在每个旋转中具有两个转矩波动，同时对比的是，传统的三气缸发动机在每两个旋转中将具有三个转矩波动。转矩波动是不希望的，由于它们会导致车辆中的很多问题，例如增加的压力、增加的磨损和靠近发动机的部件的大量的振动。全部这些都能够导致车辆传动系的损坏，且因而导致不良的车辆操纵性能。为了改进发动机的平顺操作和整体性能，关于转矩波动的压力和振动必须由发动机平衡方法来补偿。在多气缸发动机构造中，具有多个现有技术选项用于平衡发动机消除压力和振动。在很多的传统车辆中，关于转矩波动的振动和压力通过使用飞轮和通过共同使用减振器和吸收器而补偿。在一些情形中，使用双质量飞轮机构，其中来自飞轮的惯性使得曲轴的旋转运动平顺，其使得发动机保持运行在恒定速度下。图2示出了用于传统传动系的基于传统飞轮的减振系统20的示意侧视图。当使用飞轮作为减振系统时，发动机设计者必须考虑利益冲突。较轻的飞轮会加速更快，但损失了它更快的旋转速度。相反，更重的飞轮将能够更长时间地保持它的旋转速度但它将更难以降速。虽然较重的飞轮将传递更平顺的动力，但它的尺寸将使得发动机较不易响应，其导致车辆发动机的精密控制的降低。不管是否使用轻或重飞轮，飞轮方案都是不被希望，因为它增加了车辆传动系的太多重量。除了飞轮系统的重量，它们还具有其它缺点，即，不能适应多种情形。例如，飞轮系统典型地涉及用于最坏的操作条件，意味着它们的尺寸足够大来减轻低速下的最大振动。这意味着对于更高速度它们尺寸过大且将降低车辆的整体性能。此外，并不仅是转矩波动的振幅随着速度和负载改变，还有转矩波动的相位比起发动机转速而改变。因此有利的是，发展一种转矩波动补偿装置，其可以，被动地或动态地，适应振幅和/或相位二者，因而经常提供最佳的转矩波动衰减，同时尽可能少地损失车辆性能。此外，有利的是发展一种转矩波动补偿装置，其中振幅转矩和相位转矩可被独立控制，而不使用任何弹簧。其它系统是已知的来降低或最小化发动机转矩波动。在美国2014-0261282号专利申请中，提出了一种装置，其中使用万向节成角度地放置一圆盘，以抵消气缸转矩波动。在美国2014-0260777号专利申请中，提出了一种装置，其中非固定惰轮被移动以实现可变惯性而补偿气缸转矩波动。在美国2014-0260778号专利申请中，扭矩补偿装置被并联至内燃机的输出轴。装置的气缸加速施加了抵消转矩，其通过改变接头的角度可适应振幅和相位。
技术实现思路
用于机动车的转矩波动补偿装置。转矩波动补偿装置包括外环、内环和连杆。连杆的第一端部连接至一约束件，且连杆的第二端部连接至转矩波动补偿装置的内环和外环。使用转矩波动补偿装置，使旋转轴中的转矩被补偿、降低和/或消除，这是通过如下步骤实现的：识别转矩尖峰、计算转矩尖峰的振幅和/或相位，将转矩尖峰的振幅和/或相位与预定的转矩轮廓作比较，计算振幅和/或相位与预定的转矩轮廓的改变量，确定补偿所需的偏心量和/或椭圆轨迹，降低和/或消除相位和/或振幅的改变量，且施加力至连杆的第一端部以补偿、降低和/或消除计算的相位和/或振幅的改变。附图说明从下面的详细描述，本方面的上述和其它优点对于本领域技术人员将变得显而易见，当考虑到附图的教导时，其中：图1是示出了传统的四冲程发动机在四冲程循环期间的转矩输出的图解表示；图2是现有技术中已知的基于传统的飞轮的减振系统的示意侧视图；图3是依照本公开的实施方式的转矩波动补偿装置的部分侧视图；图4示意性地示出了依照本公开的实施方式的同心转矩波动补偿装置连杆系统；图5示出了依照本公开的实施方式，转矩波动补偿装置如何控制振幅转矩消除量。图6示出了依照本公开的实施方式，转矩波动补偿装置如何控制相位转矩消除量。图7是依照本公开的一个实施方式的具有转矩波动补偿装置的车辆的一部分的示意侧视图；图8是依照本公开的另一实施方式的具有转矩波动补偿装置的车辆的一部分的示意侧视图；图9是依照本公开的又一个实施方式的转矩波动补偿装置的一部分的示意性横截侧视图；图10是依照本公开的还一个实施方式的，当转矩波动补偿装置处于第一位置中时，转矩波动补偿装置的示意性横截侧视图；图10a是当转矩波动补偿装置处于图10所示的第一位置中时，滚子引导件的示意性横截侧视图；图11是图10的转矩波动补偿装置处于第二位置中的示意性横截侧视图；图11a是当转矩波动补偿装置处于图11所示的第二位置中时，滚子引导件的示意性横截侧视图；图12是图10的转矩波动补偿装置处于第三位置中的示意性横截侧视图；图12a是当转矩波动补偿装置处于图12所示的第三位置中时，滚子引导件的示意性横截侧视图；图13是依照本公开的进一步实施方式的具有转矩波动补偿装置的车辆的一部分的示意侧视图；图14是依照本公开的进一步实施方式的转矩波动补偿装置的一部分的示意性横截侧视图；图15是依照本公开的进一步实施方式的、当转矩波动补偿装置处于第一位置中时，转矩波动补偿装置的示意性横截侧视图；图15a是当转矩波动补偿装置处于图15所示的第一位置中时，滚子引导件的示意性横截侧视图；图16是图15的转矩波动补偿装置处于第二位置中的示意性横截侧视图；图16a是当转矩波动补偿装置处于图16所示的第二位置中时，滚子引导件的示意性横截侧视图；图17是图15的转矩波动补偿装置处于第三位置中的示意性横截侧视图；以及图17a是当转矩波动补偿装置处于图17所示的第三位置中时，滚子引导件的示意性横截侧视图；具体实施方式应当理解的是，本专利技术可假定多种替本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用转矩尖峰消除装置来消除旋转轴中转矩尖峰的方法，其中，所述转矩尖峰消除装置包括外环和与所述外环同轴的内环，以及具有第一端部和第二端部的一个或多个连杆，其中，所述一个或多个连杆的所述第一端部与一个或多个约束件直接接触，并且所述一个或多个连杆的所述第二端部连接至所述内环和所述外环，所述方法包括：识别旋转轴上的转矩尖峰；计算所述转矩尖峰的振幅；将所述转矩尖峰的所述计算的振幅与预定的转矩轮廓作比较；计算从所述预定的转矩轮廓的振幅改变量；确定消除所述计算的振幅改变量所需的非圆轨迹；施加力至所述一个或多个连杆的所述第一端部，以消除所述转矩尖峰的所述振幅的改变。

【技术特征摘要】
2015.10.07 US 62/238,1561.一种使用转矩尖峰消除装置来消除旋转轴中转矩尖峰的方法，其中，所述转矩尖峰消除装置包括外环和与所述外环同轴的内环，以及具有第一端部和第二端部的一个或多个连杆，其中，所述一个或多个连杆的所述第一端部与一个或多个约束件直接接触，并且所述一个或多个连杆的所述第二端部连接至所述内环和所述外环，所述方法包括：识别旋转轴上的转矩尖峰；计算所述转矩尖峰的振幅；将所述转矩尖峰的所述计算的振幅与预定的转矩轮廓作比较；计算从所述预定的转矩轮廓的振幅改变量；确定消除所述计算的振幅改变量所需的非圆轨迹；施加力至所述一个或多个连杆的所述第一端部，以消除所述转矩尖峰的所述振幅的改变。2.如权利要求1所述的消除转矩尖峰的方法，进一步包括：计算所述转矩尖峰的相位；将所述转矩尖峰的所述计算的相位与预定的转矩轮廓作比较；计算从所述预定的转矩轮廓的相位改变量；确定消除所述计算的相位改变量所需的非圆轨迹取向；以及施加力至所述一个或多个机械连杆的所述第一端部，以消除所述转矩尖峰的所述相位的改变。3.如权利要求1所述的消除转矩尖峰的方法，其中，所述非圆轨迹是椭圆体的、内旋轮线和/或外旋轮线轨迹，且其中，所述非圆轨迹取向是椭圆体的、内旋轮线和/或外旋轮线轨迹取向。4.如权利要求1所述的消除转矩尖峰的方法，其中，施加至所述一个或多个连杆的所述第一端部的所述力在所述内环和所述外环之间施加随时间改变的角度差Δα(t)。5.一种使用转矩尖峰消除装置来消除旋转轴中转矩尖峰的方法，其中，所述转矩尖峰消除装置包括外环和与所述外环同轴的内环，以及具有第一端部和第二端部的一个或多个连杆，其中，所述一个或多个连杆的所述第一端部与一个或多个约束件直接接触，并且所述一个或多个连杆的所述第二端部连接至所述内环和所述外环，所述方法包括：识别旋转轴上的转矩尖峰；计算所述转矩尖峰的振幅；计算所述转矩尖峰的相位；将所述转矩尖峰的所述计算的振幅和所述计算的相位与预定的转矩轮廓作比较；计算从所述预定的转矩轮廓的振幅改变和相位改变量；确定消除所述计算的振幅改变量所需的非圆轨迹；确定消除所述计算的相位改变量所需的非圆轨迹取向；以及施加力至所述一个或多个连杆的所述第一端部，以消除所述转矩尖峰的所述相位的改变和/或所述振幅的改变。6.如权利要求5所述的消除转矩尖峰的方法，其中，所述非圆轨迹是椭圆体的、内旋轮线和/或外旋轮线轨迹，且其中，所述非圆轨迹取向是椭圆体的、内旋轮线和/或外旋轮线轨迹取向。7.如权利要求5所述的消除转矩尖峰的方法，其中，施加至所述一个或多个连杆的所述第一端部的所述力在所述内环和所述外环之间施加随时间改变的角度差Δα(t)。8.一种转矩尖峰补偿装置，包括：内环，其具有内表面和外表面，在其内限定了中空部；外环，其具有内表面和外表面，在其内限定了中空部；其中，所述外环具有比所述内环更大的直径；其中，所述外环与所述内环同轴；其中，所述外环沿径向布置在所述内环的外侧，使得所述外环的至少一部分与所述内环径向地同心；一个或多个机械连杆，其具有第一端部和第二端部；其中，所述一个或多个机械连杆径向延伸，横过所述内环和所述外环；其中，所述一个或多个机械连杆的所述第一端部的至少一部分可旋转地连接至具有外表面的一个或多个滚子；其中，所述一个或多个机械连杆的所述第二端部的至少一部分一体地连接至所述内环和所述外环的至少一部分；其中，所述一个或多个机械连杆的所述第一端部从所述内环和所述外环径向延伸；一个或多个滚子引导件，其具有内表面和外表面，其内限定了中空部；其中，所述一个或多个滚子引导件的所述内表面的至少一部分与所述一个或多个滚子的所述外表面的至少一部分直接接触；第一垂直约束件，其具有内表面和外表面；其中，所述第一垂直约束件的所述内表面的至少一部分与所述一个或多个滚子引导件的所述外表面的至少一部分直接接触；第二垂直约束件，其具有内表面和外表面；其中，所述第二垂直约束件的所述内表面的至少一部分与所述一个或多个滚子引导件的所述外表面的至少一部分直接接触；其中，所述第一垂直约束件和所述第二垂直约束件布置在所述一个或多个滚子引导件的轴向相对侧；第一水平约束件，其具有内表面和外表面；其中，所述第一水平约束件...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·R·J·费斯特耶，L·凡艾克伦，J·德库宁，
申请(专利权)人：德纳有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US