用于混合动力车的在再生过程中断开发动机动力传动系的系统及方法
【专利说明】用于混合动力车的在再生过程中断开发动机动力传动系的 系统及方法
[0001] 巧关申请的香叉引用
[0002] 本申请要求于2013年3月14日提交的美国临时专利申请61/783, 188的优先权， 其全部内容通过引入并入本文。
【背景技术】
[0003] 混合动力化ybird)车通常具有内燃机和可用作电动机和发电机的电机。在制动 或滑行过程中，运种车能将车的动能获取并储存到电池内，W供稍后在推进车辆时使用。此 过程通常被称作再生制动。在一些混合动力车架构中，可随意愿将发动机从变速箱上断开。 在抬起油口的状态下滑行时，断开发动机可提高车辆的燃油经济性。随着发动机断开连接 W及发动机制动效果的消除，电机可提高再生的量，并同时依然提供与连接了发动机时相 似的制动效果。但是，一旦断开连接，那么发动机将继续消耗阔值量的燃料，W保持其怠速 状态并防止失速。在滑行过程中，为了使发动机在断开连接时仍保持处于怠速状态所需的 燃料被损失掉，并相应降低了燃油经济性。因此，需要对本领域进行改进。
【发明内容】
[0004] 根据本发明的一个方面，提出了一种使用混合动力控制器来操作混合动力车的方 法，所述混合动力车具有通过离合器进行连接的发动机和电机。该方法确定了发动机的怠 速燃料率，确定了混合动力车的混合动力效率指数，确定了在使用所述离合器将发动机从 车辆变速箱上断开的操作状态下的预期的储能率增长值，将预期的储能率增长值与混合动 力效率指数相乘W确定在该操作状态下的发动机的预期的燃料率减少值，并且当预期的燃 料率减少值大于怠速燃料率时使用离合器将发动机从车辆变速箱上断开。
[0005] 根据另一方面，提出了一种混合动力系统，其包括发动机、电机、操作性连接到电 机上的变速箱、将电机操作性连接到变速箱上的离合器、W及混合动力控制器。混合动力控 制器可构造为：确定混合动力车的混合动力效率指数，确定在使用所述离合器将发动机从 车辆变速箱上断开的操作状态下的预期的储能率增长值，将所述预期的储能率增长值与所 述混合动力效率指数相乘W确定在所述操作状态下的发动机的预期的燃料率减少值，并且 当预期燃料率减少值大于所述怠速燃料率时使用所述离合器将发动机从车辆变速箱上断 开。
[0006] 通过具体实施例和随附附图，将使得本发明的其他形式、目的、特征、方面、好处、 优点和实施方案变得清楚。
【附图说明】
[0007] 图1显示了混合动力系统的一个实施例的示意图。
[0008] 图2显示了在图1的混合动力系统中的电子通信系统的总示意图。
[0009] 图3显示了根据一个实施例用于操作图1的混合动力系统的方法。
【具体实施方式】
[0010] 出于更好地理解本发明的原理的目的，下面将参照附图中示出的实施例，并且使 用特定语言来对其进行描述。然而需要理解地是，本发明的范围并不因此而受到限制。应 当认为，对在此描述的实施例的任何变型和进一步的改进W及对此处所描述的本发明原理 的任何进一步应用都是与本发明相关的领域的技术人员所能通常想到的。运里非常详细地 显示了本发明的一个实施例，然而对于本领域的技术人员来说显而易见的是，为了清楚起 见并没有示出一些与本发明无关的特征。
[0011] 在下述描述中的附图标记用于帮助读者快速识别出首次显示了各种部件的附图。 特别是，首次出现某元件的那个附图通常由相应的附图标记的最左侧的数字来表示。例如， 由"100"系列附图标记标出的元件将首次出现在图1中，由"200"系列附图标记标出的元 件将首次出现在图2中，W此类推。对于说明书、摘要和权利要求书来说，应当注意地是，除 非另有明确说明，否则单数形式"一"、"该"、"所述"等也包括复数指代。作为说明，关于"装 置"或"该装置"的指代包括一个或多个运种装置或其等同物。
[0012] 图1显示了根据一个实施例的混合动力系统100的示意图。如图1所示的混合动 力系统100适用于商用级卡车及其他类型的车辆或运输系统，但是可W设想到可将混合系 统100的多个方面结合到其他环境中。如所示的那样，混合动力系统100包括发动机102、 混合动力模块104、自动变速箱106及用于将电能从变速箱106传递到轮子110的驱动系 108。在另一个实施例中，发动机102包括具有满轮增压器的内燃机。满轮增压器包括在发 动机的排气通道内的满轮机叶轮。轴将满轮机叶轮与发动机的进气通道内的压缩机叶轮连 接在一起。当满轮机叶轮被来自于发动机的废气流驱动时，压缩机叶轮也会转动并将空气 压缩到发动机的入口处，由此提高了发动机的发电能力。混合动力模块104包括通常称为 电机112的旋转电动机，W及能使发动机102与电机112和变速箱106进行操作式连接或 断开的离合器114。
[0013] 混合动力模块104包括为了液压、润滑及冷却目的而存储并向混合动力模块104 提供流体（例如油、润滑剂或其他流体）的液箱116。为了循环流体，混合动力模块104包 括机械累118和电动（或电）累120。
[0014] 混合动力系统100还包括冷却系统122,其用于冷却提供给混合动力模块104的流 体和提供给混合动力系统100中的各种其他部件的水-乙二醇（WEG)，运将在下文中进行更 加详细的描述。观察图1，冷却系统122包括用于冷却混合动力模块104的流体的流体散热 器124。冷却系统122还包括构造为用于冷却混合动力系统100内的各种其他部件的防冻 剂的主散热器126。冷却风扇128使空气流动穿过流体散热器124和主散热器126。循环 累或冷却剂累130将防冻剂循环到主散热器126。
[0015] 根据操作模式，混合动力模块104内的电机112有时候用作发电机，而在其余时候 则用作马达。在用作马达时，电机112牵引交流电流（AC)。在用作发电机时，电机112制造 AC。逆变器132对来自于电机112的AC进行转换并将其提供给储能系统134。在一个实施 例中，电机112是由印第安纳州彭德尔顿的雷米国际有限公司制造的HVH410系列电动机， 但是可W设想到也可使用其他类型的电机。在所示的实施例中，储能系统134对能量进行 存储并将其再提供为直流电流值C)。当混合动力模块104内的电机112用作马达时，逆变 器132将DC电能转换为AC,所述AC随后被提供给电机112。在所示的实施例中，储能系统 134包括（优选地，并联）连接在一起的=个储能模块136,W向逆变器132提供高压电能。 储能模块136基本上是用于存储由电机112产生的能量并将该能量迅速供应回电机112的 电化学电池。储能模块136、逆变器132及电机112通过如图1中的连线所示的那样经由 高压线操作性地连接在一起。虽然所示的实施例显示了包括=个储能模块136的储能系统 134,但是应注意地是，储能系统134还可包括比所示的更多或更少的储能模块136。另外， 可W设想到，储能系统134可包括用于存储势能的任何系统，例如，通过化学手段、气动蓄 能器、液力蓄能器、弹黃、热能存储系统、飞轮、重力装置及电容器，运里仅举了几个例子。
[0016] 高压线将储能系统134连接到高压抽头138上。高压抽头138向与车辆相连的各 种部件提供高电压。包括一个或多个DC-DC转换器模块142的DC-DC转换器系统140将由 储能系统134提供的高压电能转换为低电压，所述低电压随后被提供给各个需要低电压的 系统及附件144。如图1所示，低压线将DC-DC转换器模块142连接到低电压系统及附件 144 上。
[0017] 混合动力系统100包括多个用于控制各个部件的操作的控制系统。例如，发动机 102具有控制发动机102的多个操作特性（例如燃料喷射等）的发动机控制模块146。变 速箱/混合动力控制模块（TCM/HCM) 148取代了传统的变速箱控制模块，并设计为控制变速 箱106和混合动力模块104二者的操作。变速箱/混合动力控制模块148和发动机控制模 块146连同逆变器132、储能系统134和DC-DC转换器系统140 -起沿着如图1中所描绘的 通信链路进行通信。在典型的