[发明专利]用于混合驱动转矩控制的设备及其制造方法

说明书

技术领域

本发明的实施例主要涉及包括混合和电动车辆的电力驱动系统以及经受瞬变负载或脉动负载的固定式驱动设备，且更具体地涉及在车辆或驱动设备的蓄电装置与车辆或驱动设备外的动力源(或电源)之间传递能量。

背景技术

混合电动车辆可将内燃发动机和由诸如牵引用蓄电池(battery)的储能装置提供动力的电动马达相结合用以推进车辆。通常，电动马达联接在内燃发动机与传动装置之间，以便通过传动装置获得转矩提升的优点。这样的组合可通过使燃烧发动机和电动马达能够分别在相应的效率提升范围内操作来提高总体燃料效率。例如，电动马达在从起步加速时可为高效的，而燃烧发动机在发动机恒定操作的持续周期期间例如在高速行驶中可为高效的。采用电动马达来升高初始加速度容许混合车辆中的燃烧发动机较小且燃料效率更高。

插入式混合车辆构造成使用来自于外部源的电能来对牵引用蓄电池再充电。举例来说，这些车辆可包括道路车辆和越野车辆、高尔夫球车、社区电动车辆、铲车以及公用卡车。这些车辆可使用非车载固定式蓄电池充电器或车载蓄电池充电器来将电能从公用电网或可再生能量源传递至车辆的车载牵引用蓄电池中。

尽管混合车辆提供了许多优点，但混合车辆还包括常规内燃车辆中所没有的附加构件。为了将常规车辆转换成混合车辆，必须对车辆底盘和车辆控制系统进行显著的改变。例如，混合车辆包括能够驱动车轮且在由车轮驱动时还用作发电机的马达。混合车辆还包括用以控制马达与储能装置之间的功率流动的控制器。混合车辆控制器还可接收驾驶员命令，其用于控制常规内燃发动机车辆和/或控制与混合操作模式相关的附加输入。

将常规车辆转换成混合车辆的一种方法包括将用于控制混合构件的控制器结合到发动机控制器中。尽管该方法容许改进的发动机控制器来控制发动机构件和马达构件两者，但改进发动机或发动机控制器较为困难和昂贵，因为发动机控制器通常包括用以控制发动机和车辆功能的微处理器。为了改进微处理器，需要通常专属于车辆制造商的专用工具和知识。此外，空间约束也会制约将电力驱动系统联接在发动机与传动装置之间的能力。结果，将常规车辆改进为混合车辆以充分利用混合车辆系统提升的燃料效率可能较为困难且成本上也很昂贵。

因此，期望的是提供一种克服上述不足的将常规车辆转换成混合车辆的设备及方法。

发明内容

本发明的实施例提供了一种用于混合驱动转矩控制的设备及其制造方法。

根据本发明的一个方面，一种设备包括传动装置、联接到传动装置的输入侧上的发动机，以及联接到传动装置的输出侧上的机电装置。该设备还包括联接到机电装置输出侧上的差速器(differential)和联接到机电装置上的控制器。控制器经编程为用以接收行程范围估量(或估计值，estimate)、监测发动机的操作特性，以及监测传动装置的操作特性。控制器还经编程为用以监测机电装置的操作特性，且基于行程范围估量、发动机操作特性、传动装置操作特性和机电装置操作特性来控制机电装置的操作。

根据本发明的另一方面，一种制造混合车辆的方法包括提供内燃发动机(ICE)推进系统，该系统包括ICE、传动装置以及联接到传动装置输出上的至少一个传动轴。该方法还包括将马达/发电机单元联接到传动装置上、经由第一传动轴将马达/发电机单元联接到差速器上，使得大致所有ICE转矩输出都经由马达/发电机单元引导至差速器，以及提供第一传感器系统来监测ICE的操作状态。该方法还包括提供第二传感器系统来监测马达/发电机单元的操作状态，以及将控制器联接到马达/发电机单元上。控制器经编程为用以接收来自于操作人员的行驶范围估量，接收第一传感器系统的输出和第二传感器系统的输出，以及基于行驶范围估量和第一及第二传感器系统的输出来操作马达/发电机单元。

根据本发明的另一方面，一种改装套件包括可机械地联接在传动装置与内燃车辆差速器之间的电动马达、可电性地联接到电动马达上的储能系统，以及可电性地联接到电动马达上的控制系统。控制系统构造成用以接收对应于预计驾驶范围的行驶估量、监测电动马达和内燃车辆的操作状态，以及基于行驶估量和监测到的操作状态来操作电动马达。

各种其它特征和优点将根据以下详细描述和附图而变得清楚。

附图说明

附图示出了当前构思出用于实施本发明的实施例。

在附图中：

图1为根据本发明的一个实施例的包括混合控制系统的混合车辆的简图。

图2为根据本发明的另一个实施例的包括混合控制系统的混合车辆的简图。

图3为根据本发明的一个实施例的混合控制系统的简图。