[发明专利]测量混合动力车辆的质量的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量飞轮混合动力车辆的质量的装置和方法。

背景技术

典型的飞轮混合动力车辆装有作为原动机(primary mover)的内燃机和装有作为储能和回收装置的飞轮的次级动机(secondary movers)。

2008年4月14-17日出版的(美国)汽车工程师协会技术论文(SAEtechnical paper)2008-01-0083描述了一种由连接在车辆的发动机和变速箱之间并且用于通过齿轮组(gearset)驱动飞轮的无级变速器(CVT)组成的装置。该装置可以增加或减小由发动机提供的动力(power)。

US 2008/0105475号专利文件公开了一种具有用于车辆的动力传动系统(powertrain)、飞轮以及互连动力传动系统及飞轮的无级变速器的机动车辆(automotive vehicle)。当车辆减速时，来自动力传动系统及其相关传动装置的能量转移到飞轮。相反地，为了加速车辆，存储在飞轮中的能量可以转移到动力传动系统。

适用于飞轮混合动力车辆的典型的CVT装有钢带变换器并且具有大约6的传动比范围。为了调整加压油到变换器的流量，CVT的操作通常受控于打开和关闭电磁阀的电子单元。

典型的飞轮混合动力车辆中，飞轮可以通过离合器连接到无级变速器并且通过离合器与无级变速器分离。例如，当车辆正以恒定的速度行驶时离合器可以打开，然后当车辆减速时离合器可以闭合，允许飞轮旋转加速。另一种操作模式中，一俟用转动动能对飞轮预蓄能，就可以闭合离合器以便车轮由飞轮通过CVT驱动，藉此补充发动机动力。

对于飞轮混合动力车辆的平稳操作，尤其是当在飞轮驱动和发动机驱动之间切换时，知晓车辆的质量是有好处的。此外，为了让任何车辆控制系统能够计算将车辆加速到所需速度所必需的加速飞轮旋转所需的附加动力(motive power)量，必须知晓车辆的质量。如果车辆控制系统知道了车辆的质量，就知道了可以从车辆中回收并且存储在飞轮中用于稍后使用的能量总量。因此，这允许车辆动力的有效管理并且因此可以实现燃料经济节约。此外，一俟知晓车辆的质量，控制系统就可以提高车辆在回收能量(在飞轮中)时减速的平稳程度，同样地，提高车辆在从飞轮释放能量时加速的平稳程度。这些可能性显著地减小了CVT的变换器的机械磨损并且节约了养护费用。

根据制造商的数据可以知晓无负载的车辆质量。然而车辆的质量将根据任何特定时间所运载的负载而波动。这样的波动在货车/商用车的情况下较为明显。商用车的总质量在无负载和满载之间变化并且有时甚至是超载。这意味着某一特定路面速度的车辆的总动能与存储在飞轮中的最大动能之间的比率还可以略微变化。不测量并且其操作适于该变化的系统将实现低于最佳燃料节约的潜能。此外，加速和减速(改进(refinement))过程中的驱动平稳程度将达不到最佳。缺少驱动改进增加了机械应变和磨损，对操作者来说最终导致较高的养护费用。

发明内容

因此，提供一种测量车辆质量超过无负载质量的任何增长的装置。

第一方面，本发明由测量具有原动机、装有飞轮的次级动机以及可与车辆的传动系和飞轮连接的无级变速器(CVT)的混合动力车辆的质量的装置组成，其中，所述装置包括在能量在混合动力车辆和飞轮之间转移的过程中测量CVT传动比变化率的装置。

第二方面，本发明由测量具有原动机、装有飞轮的次级动机以及在车辆的传动系和飞轮之间连接的无级变速器(CVT)的混合动力车辆的质量的方法组成，其中所述方法包括以下步骤：加速飞轮旋转；检测驾驶员加速要求，以及；能量从飞轮转移到车辆的过程中，测量CVT传动比变化率。

第三方面，本发明由测量具有原动机、装有飞轮的次级动机以及在车辆的传动系和飞轮之间连接的无级变速器(CVT)的混合动力车辆的质量的方法组成，其中所述方法包括以下步骤：检测驾驶员减速要求，以及；能量从车辆转移到飞轮的过程中，测量CVT传动比变化率。

第四方面，本发明包含具有原动机、装有飞轮的次级动机以及可与车辆的传动系和飞轮连接的无级变速器的混合动力车辆，并且装有根据本发明所述第一方面的装置。

可以提供设置在无级变速器(CVT)和飞轮之间的离合器，以便飞轮可以联接到车辆的传动系以及从车辆的传动系分离。

方便地，转动速度传感器可以设置在CVT的任意一侧(例如，在其输入和输出轴上)并且用于测量转动速度，因此能够测量CVT传动比变化率。

可选择地，传动比变化率可以由从设置在飞轮上以及设置在车辆传动系或车轮上的转动传感器收到的测量结果中推导出。