混合動力系和重新起動發動機的方法技術

一種具有發動機、起動電動機、傳動系、和電動機/發動機的混合動力系，其中傳動系連接起動電動機和發動機。帶式傳動系連接電動機/發動機和發動機。動力系包括具有電壓的第一運行范圍的第一能量存儲裝置和具有電壓的第二運行范圍的第二能量存儲裝置，其中第二運行范圍與第一運行范圍至少部分重合。控制器將開關裝置置于接通狀態這樣第一能量存儲裝置與第二能量存儲裝置連接，或置于斷開狀態，其中第一能量存儲裝置與第二能量存儲裝置斷開。控制器將開關裝置置于斷開狀態，且使得起動電動機和電動機/發電機由來自第一能量存儲裝置的能量提供功率，以重新起動發動機。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種具有起動電機和用來重新起動發動機的電動機/發電機的混合動力系。
技術介紹
通過利用電動機/發電機和內燃發動機以及隨車攜帶的控制器，混合車輛提供低的燃料消耗和耗散，其中控制器編程為在不同的行車條件下改變發動機和電動機/發電機的使用來達到最高效率。有一種類型的混合電動車輛稱為傳動帶-交流發電機-起動器混合(belt-alternator-starter)車輛。這種車輛具有通過傳動帶和滑輪系統運轉地連接到發動機曲軸的電動機/發電機。電動機/發電機用來通過鑰匙起動(key start)來起動發動機且在再生制動中由發動機再充電。“鑰匙起動”或“首次起動”代表發動機完全停運一段較長的時間后發動機首次起動。鑰匙起動通常由車輛操作員將鑰匙插進點火裝置并旋轉鑰匙至鑰匙朝上(key-up)或更遠的鑰匙起動(key crank)位置。這與“快速起動”或“重新起動”形成對比，后者發生行車條件許可時發動機被電子控制器臨時關閉之后，例如當車輛在停車信號燈前停止。這幫助降低排放以及增加燃料經濟性。高壓電池(例如，120伏電池)通常用來為完成重新起動提供足夠動力，也用在再生制動中。大部分混合車輛還采用低電壓電池(例如，12伏電池)驅動典型的機動車輛附件，例如前燈、音頻系統、ECU和其他電子部件。假如已激活APM (僅在發動機運轉之后)，低電壓電池還可通過高電壓電池充電(通過輔助能量模塊(“APM”)，也稱為D⑶C轉換器，將能量從高電壓轉換成低電壓)。這里所用的“激活”APM指的是促使APM開始將高電壓水平轉換為低電壓水平，反之亦然。不同的混合機動車輛在執行混合機動車輛的鑰匙起動中可不同地使用高和低電壓電池系統。在混合機動車輛的一種配置中，利用高電壓電池執行鑰匙起動，而低電壓電池留下來為車輛附件提供動力而不用在鑰匙起動過程中。在另一種配置中，在鑰匙起動中利用低電壓電池給起動電動機提供動力以起動發動機，高電壓電池用在重新起動中而不用在鑰匙起動。在鑰匙起動后低電壓電池還用來為機動車輛附件提供動力。在另一種混合車輛配置中，起動電動機在鑰匙起動中首先將發動機轉至一檔，電動機/發電機由高電壓電池提供動力，之后與起動電動機一起協作輔助發動機轉至最終起動速度。在一些配置中，當在鑰匙起動中使用低電壓電池時，APM將存儲在高壓電池中的能量轉換為低電壓電池的電壓水平。
技術實現思路
提供了一種具有兩個能量存儲裝置的動力系，其中兩個能量存儲裝置通過開關裝置可選擇地連接，在發動機重新起動中和其他操作模式中，例如鑰匙起動和能量存儲設備充電中，控制流向起動電動機和電動機/發電機的功率。在大部分運行條件下使用全部兩個能量存儲裝置。這允許動力系采用相對小型的電動機/發電機運行和采用電壓低于混合車輛通常所用的電壓的能量存儲裝置運行，在不降低駕駛質量且保持了燃料經濟性的同時削減了動力系的總成本。特別地，提供了一種包括發動機、起動電動機和電動機/發電機的混合動力系。傳動機構運轉地將起動電動機和發動機連接起來。傳動帶驅動機構運轉地連接電動機/發電機和發動機。動力系具有第一能量存儲裝置和第二能量存儲裝置。第一能量存儲裝置可在具有第一最小電壓和第一最大電壓的運行電壓的第一范圍內運行。第二能量存儲裝置可在具有第二最小電壓和第二最大電壓的運行電壓的第二范圍內運行。運行電壓的第一范圍與第二運行電壓至少部分重合，其中第二最大電壓比第一最小電壓大，而比第一最大電壓小。開關裝置可選擇地運行在接通狀態和斷開狀態。第一能量存儲裝置和第二能量存儲裝置當開關裝置處于接通狀態時運轉地彼此連接，當開關裝置處于斷開狀態時運轉地彼此斷開。控制器運轉地連接至開關裝置、起動電動機和電動機/發電機。可以操作控制器使開關裝置處于斷開狀態，且在發動機的重新起動中使用第一能量存儲裝置為起動電動機和電動機/發電機提供動力。在發動機的重新起動中當開關裝置處于斷開狀態，起動電動機和電動機/發電機僅與第二能量存儲裝置可運轉地連接。當動力系的運行參數與預設的參考參數至少相差預設值時開關裝置可能處于接通狀態。例如，如果發動機運行溫度或一個能量存儲裝置的運行溫度低于預設值，開關裝置可能處于接通狀態。這可允許在相對冷的環境重新起動中利用第二能量存儲裝置，其中該第二能量存儲裝置可以是鉛酸電池。在一個實施例中，可操作控制器使起動電機和電動機/發電機共同用在整個發動機重新起動中。在另一個實施例中，在重新起動的開始階段僅為起動電動機提供功率，在重新起動過程中只有當從重新起動的開端起超出預定時間值后或發動機達到預定速度后才為電動機/發電機提供功率。控制器還可確定重新起動何時完成，且如果開關裝置不是已經位于接通狀態則促使其進入接通狀態。控制器還可操作為優勢地協調開關裝置、電動機/發電機和起動電動機的運行，以在其他車輛運行狀態中(例如在鑰匙起動中)管理功率流動，為一個或全部兩個能量存儲裝置充電，再生制動，和準備發動機的自動關閉后的重新起動。從下文中對實現本專利技術的最佳模式的有附圖的詳細描述可知，本專利技術的上述特征和優勢以及其他特征和優勢是很明顯的。附圖說明圖1是具有起動電動機和運轉地連接至發動機的電動機/發電機的混合動力系的不意圖；和圖2是重新起動圖1所示發動機的方法的流程圖。具體實施例方式參考附圖，其中相同的附圖標記在若干幅視圖中代表相同的部件，圖1顯示了具有混合動力系11的車輛10的一部分，其中混合動力系11包括內燃機12，內燃機12帶有輸出構件14，例如曲軸，運轉地連接至變速器18的輸入構件16。變速器18包括傳動裝置和離合器(未示出)，通過該傳動裝置和離合器，扭矩從輸入構件16流向輸出構件20并穿過主驅動器21至車輪23來推動車輛10。所示的車輪23可以是前輪或后輪。沒有示出的第二對車輪也可以由動力系11驅動，或也可以無動力驅動。發動機12包括曲軸箱22和氣缸體24。發動機飛輪25與曲軸14 一同轉動。兩個用來起動發動機12的不同部件可運轉地連接至曲軸14。起動電機26通過齒輪傳動系28運轉地連接至曲軸14。齒輪傳動系28包括起動齒輪30和位于飛輪25上的外部齒輪34。起動齒輪30與起動電機26的軸31連接以一同旋轉。螺線管32可選擇地通電(energizable)以沿著軸31移動起動齒輪30至與飛輪25上的外部齒輪34嚙合。電動機/發電機36還可運轉地連接至曲軸14來起動發動機12。電動機/發動機36通過驅動系37運轉地連接至曲軸14，其中驅動系37包括傳動帶38，傳動帶38嚙合滑輪40，該滑輪40連接為與電動機/發電機36的軸一起旋轉，傳動帶38還嚙合滑輪42，該滑輪42連接為與曲軸14 一起旋轉。電動機/發電機36可稱為傳動帶-交流發電機-起動器，可配置為由12伏電壓提供功率。在另一個實施例中，驅動系37包括替代傳動帶38的鏈條和替代滑輪40、42的鏈輪。驅動系37的兩個實施例在此都稱為“帶式驅動系統”。電動機/發電機36具有整合式功率逆變器39，將能量存儲裝置50、52的其中之一或全部兩個提供的直流電轉換成為電動機/發電機36提供動力所需要的交流電，使其作為電動機運行，而當電動機/發電機36作為發電機運行時，將交流電轉換為引導至能量儲存裝置50、52的直流電。第一能量儲存裝置50和第二能量儲存裝置52在不同的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種混合動力系，包括：發動機；起動電動機；齒輪傳動系，其運轉地連接起動電動機和發動機；電動機/發電機；帶式驅動系統，其運轉地連接電動機/發電機和發動機；第一能量存儲裝置，其可在運行電壓的第一范圍內運行；第二能量存儲裝置，其可在運行電壓的第二范圍內運行；其中運行電壓的第一范圍與運行電壓的第二范圍至少部分重合；開關裝置，其可在接通狀態和關閉狀態選擇地運行；其中第一能量存儲裝置和第二能量存儲裝置在開關裝置處于接通狀態時運轉地彼此連接，在開關裝置處于斷開狀態時彼此斷開；控制器，其運轉地與開關裝置、起動電動機和電動機/發動機連接；和其中控制器在發動機重新起動過程中可操作為將開關裝置置于斷開狀態，并利用第一能量存儲裝置為起動電動機和電動機/發動機兩者提供動力。

【技術特征摘要】
2011.09.09 US 13/228,5131.一種混合動力系，包括 發動機； 起動電動機； 齒輪傳動系，其運轉地連接起動電動機和發動機； 電動機/發電機； 帶式驅動系統，其運轉地連接電動機/發電機和發動機； 第一能量存儲裝置，其可在運行電壓的第一范圍內運行； 第二能量存儲裝置，其可在運行電壓的第二范圍內運行；其中運行電壓的第一范圍與運行電壓的第二范圍至少部分重合； 開關裝置，其可在接通狀態和關閉狀態選擇地運行；其中第一能量存儲裝置和第二能量存儲裝置在開關裝置處于接通狀態時運轉地彼此連接，在開關裝置處于斷開狀態時彼此斷開； 控制器，其運轉地與開關裝置、起動電動機和電動機/發動機連接；和其中控制器在發動機重新起動過程中可操作為將開關裝置置于斷開狀態，并利用第一能量存儲裝置為起動電動機和電動機/發動機兩者提供動力。2.如權利要求1所述的混合動力系，其中控制器可操作為在整個重新起動過程中促使電動機/發動機作為電動機被提供動力。3.一種重新起動車輛發動機的方法，包括 確認需要重新起動發動機的車輛運行條件； 確認發動機、第一能量存儲裝置、和第二能量存儲裝置中至少一個的運行參數；其中第一能量存儲裝置可在具有第一最小電壓和第一最大電壓的運行電壓的第一范圍內運行；其中第二能量存儲裝置可在具有第二最小電壓和第二最大電壓的運行電壓的第二范圍內運行；其中第二最大電壓大于或等于第一最小電壓且小于第一最大電壓； ...

【專利技術屬性】
技術研發人員：AG霍爾姆斯，SS霍金斯，
申請(專利權)人：通用汽車環球科技運作有限責任公司，
類型：發明
國別省市：