[发明专利]用于控制混合动力车辆的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制混合动力车辆的装置和方法，该混合动力车 辆具有作为主要原动机的内燃机和装有能量储存装置的第二原动机。

背景技术

向车辆提供第二动力来源是众所周知的。这样的第二动力来源例如可 以包含可充电电池和电动机的组合，或飞轮。本发明尤其应用于飞轮混合 动力车辆，但并不限于此。

美国汽车工程师学会(SAE)2008年4月14-17日的技术文献 2008-01-0083，公开了一种包含无级变速器(continuously variable transmission，CVT)的装置，其连接在车辆的引擎和变速箱之间，并设置 为通过齿轮组驱动飞轮。该装置可以增加或减少由引擎提供的动力。

在基于飞轮的能量储存和回收系统中，操纵CVT传动比实现能量储 存和回收的控制。当传动比设置得使飞轮加速时，储存能量，当传动比设 置得使飞轮减速时，回收能量。

行驶中的车辆在制动时会具有非常高的动力转换，混合动力系统效能 的关键是捕获尽可能多的这些(通常浪费掉的)能量。但是，由于需要克 服减速过程中驱动引擎的泵送损失，因而附加地引起车辆减速。典型地， 与柴油机相比，汽油机的这种减速程度更大，这是因为在制动时，进气门 几乎完全关闭。因此，泵送损失是非常显著的。驱动引擎的结果是，减少 了转换到飞轮或其他能量储存装置的可用能量的量，且该量少于车辆的总 动能。简言之，由于需要克服泵送操作，要储存的可用能量比预想的要少。

发明内容

根据第一方面，本发明包含用于具有内燃机和能量储存装置的混合动 力车辆的控制单元，该控制单元适于在控制单元收到来自车辆传感器的指 示车辆运行条件的输入信号时生成控制信号，以打开引擎的节气门并使能 量储存装置耦接到车辆的动力传动系统。

在第二方面，本发明包含一种操作具有内燃机和能量储存装置的混合 动力车辆的方法，其包括以下步骤：在车辆运行中，检测车辆运行条件， 打开引擎的节气门并使能量储存装置耦接到车辆的动力传动系统。

在第三方面，本发明包含一种混合动力车辆，其具有内燃机和能量储 存装置，

用于检测车辆运行条件的传感器，

用于接收来自传感器的信号并用于生成第一和第二控制信号的控制 单元，

节气门，其响应所述第一控制信号，控制进入引擎的气流，

耦接装置，其响应所述第二控制信号，使能量储存装置耦接到车辆的 动力传动系统，

控制单元，其适于在传感器在车辆运行中检测到车辆运行条件时生成 所述第一和第二控制信号，以打开节气门并使能量储存装置耦接到车辆的 动力传动系统。

可选择地，当检测到所述车辆运行条件时，控制单元可以生成进一步 的控制信号，使得混合动力车辆的燃油供应系统切断引擎的燃油供应。

车辆运行条件例如可以是零引擎扭矩要求或车辆减速要求。

用于检测引擎扭矩要求的传感器可以是油门踏板位置传感器，从而当 驾驶员将他/她的脚抬离油门踏板时，指示零扭矩要求。

可选择地或附加地，零引擎扭矩要求可以通过车载巡航控制系统指 示，当驾驶员已经取消巡航操作时，其检测及因而要求来自引擎的零扭矩。

为了检测车辆的减速要求，可以采用制动踏板位置传感器。

能量储存装置可以是飞轮，耦接装置可以包含无级变速器和传统上用 于飞轮混合动力车辆的离合器装置。离合器响应从控制单元到耦接装置的 信号，使飞轮连接到动力传动系统，CVT调整其传动比，使得能量从动力 传动系统传输到飞轮。在节气门打开时(最好完全打开)，尽管飞轮加速 旋转，也无能量用于克服引擎中的任何泵送损失，因此，最大量的可用能 量可以传输到飞轮。

本发明能够与任何内燃机-飞轮混合动力机构结合使用。例如，车辆 可以设置成具有由引擎驱动的第一轮轴，飞轮可以通过单独的动力传动系 统连接到第二轮轴。可选择地，引擎和飞轮可以通过共同的动力传动系统 连接到同一轮轴。

在装配有手自一体变速箱的车辆的情况下，控制单元还可以适于打开 引擎和变速箱之间的离合器，或者在飞轮加速旋转时选择空挡或高速档。 这一措施进一步减少了车辆的动力传动系统中的能量损失。

附图说明

现在仅通过示例的方式并参照附图说明本发明的实施方式。