[发明专利]进一步提高混合动力交通运输工具燃料效率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及节能环保型车辆、船舶等交通运输工具的混合动力单元及其控制的方法，同时涉及“自带转矩传感器的机电设备”及其相关技术的应用。

“自带转矩传感器的机电设备”是本人向国家专利局提出的专利号为：201220489310.0和申请号为：201210357726.1的专利技术。

背景技术

车辆、船舶等交通工具是社会的能源(燃料)消耗大户，更是废弃物(废气)排放的的大户。随着人们对节约资源、保护环境和低碳经济的意识日益增强，电动汽车和混合动力的汽车受到全社会的关注，并称呼这些废弃物排放较少的汽车称之为环保型汽车。混合动力也将在内燃机铁路机车和以内燃机为动力的船舶等交通工具中得到广泛应用。

因储电技术及其装置、动力单元及其控制等方面的技术尚未达到使人们比较满意或可以接受的程度以及社会充电装置的配置远远不足等原因，大大地影响了电动汽车的普及。同时，纯电动车也无法满足长途运营、野战车辆和农村等偏远地区车辆的运行需求。

混合动力交通运输工具(包括混合动力汽车)具有燃料(燃油、燃气等)消耗低、机动性高(不受充电设施的制约)等优点，所以当前或今后很长的时间内人们对混合动力交通运输工具的需求会有长足地增长。特别是混合动力交通运输工具(包含插电式混合动力车辆)完全能够满足长途运营、野战车辆和农村等偏远地区车辆、未电气化的内燃机铁路机车等车辆以及以内燃机为动力的船舶等交通运输工具的运行需求，因此它具有很强的生命力。

众所周知：每一台内燃机(也称之为：发动机)都有一个燃料效率最高的工作区域。但是，目前的混合动力交通运输工具中的内燃机在工作时其转速和扭矩输出(即发动机输出功率)是根据路况的需要和司机的操控的不同而不同的，这样，内燃机就不可能始终工作在其万有特性曲线中燃料效率最高的工作区域，甚至，连较长时间工作在其万有特性曲线中燃料效率最高的工作区域也无法实现(现在，所有的内燃机交通运输工具均存在这一不足)。因此，以内燃机为动力的交通运输工具的燃料效率始终难以达到人们的理想状态。

附图1所示的是某汽油发动机(内燃机)的万有特性曲线图。从图中我们可以看出：当该发动机运行在转速1400～1900(r/min)、扭矩输出270～325(N.m)、输出功率为45～60KW时，油耗为282(g/KW.h)；而输出扭矩在55～70(N.m)时油耗为580(g/KW.h)，超过282(g/KW.h)的一倍还多！为此我们将油耗在282(g/KW.h)的区域(图中的D区域)称之为：该发动机万有特性曲线中燃料效率最高的工作区域(以下称之为：D区域)。同时，我们将附图1中标有斜线和S的区域称之为：该发动机万有特性曲线中燃料效率最佳的工作区间(以下称之为：S区间)。

D区域是发动机燃料效率最高的工作区域。这时，发动机工作在恒转速、恒扭矩状态。

S区间是发动机需要在预先设计转速范围内调节转速，而发动机始终运行在该转速范围内对应瞬时转速燃料效率最佳的转矩参数范围。

人们迫切希望当内燃机(发动机)在工作时，就能够始终运行在其万有特性曲线中燃料效率最高的工作区域(D区域)或最佳区间(S区间)。

发明内容

本发明的目的在于提出一种可以进一步提高混合动力交通运输工具燃料效率的方法。

目前的交通运输工具的动力单元通常包括：

一内燃机(发动机)；

一连接于内燃机和与之连接的机电设备之间的离合器或制动器，又或离合器与制动器的组合。

一传动和变速机构；

一台或多台电机；

一储能装置(如车载电源等)；

一控制电路及其执行机构。

本发明的其要点是：

在现有任意一种类型车辆等交通运输工具的混合动力单元中的内燃机动力输出端或与之连接的设备的动力输入端增加一个转矩(转速和扭矩)传感器，并改造原有的控制电路及其执行机构，使之能够用设定的内燃机转矩参数(内燃机在燃料效率最佳区间的转矩参数)对比转矩传感器获得的实际瞬时转矩(转速和扭矩)数据，根据对比结果控制各电机输出动力与否以及调节输出动力的大小；或者，控制各电机反馈电量与否以及调节反馈电量的多寡。使得：发动机只要工作，就能够始终运行在其万有特性曲线中燃料效率最高的工作区域(或最佳区间)。