微混合动力机动车辆制造技术

本发明专利技术公开了一种具有由电力起动机（６）起动的发动机（５）的微混合动力机动车辆（２），具有可适应地响应电源（例如用于给起动机电机（６）供电的电容器（１２））的老化以维持发动机起动性能的起动机系统。起动机系统包含控制器（２０），其在确定电容器（１２）的正常状态退化时被编程以增加给电容器（１２）充电的电压。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微混合动力机动车辆(micro-hybrid motor vehicle)，特别是一种用于在停止-起动运转中起动微混合动力机动车辆的停止-起动系统，其中使用监测电容器退化以适应停止-起动系统。
技术介绍
众所周知，可在安装有传统内燃发动机的机动车辆内提供一个系统，当处于某种预定的状态时，该系统自动地停止机动车辆的发动机以增加燃料经济性并减少污染。这种机动车辆常常作为微混合动力机动车辆或微混合动力车辆被提及。这种微混合动力车辆有一个问题在于需要相当大的电能以重新起动内燃发动机。另外，电能还要在发动机停止时支持12V的供电系统。如果停止-起动循环的频率很高，则需要容量很大的电池以便应对传统电化学电池充电所需的相对长时间周期提供足够的能量。这种大容量电池封装起来又重又大。因此，有提议用超大容量电容器(ultracapacitor)或超级电容器(supercapacitor)取代传统电化学电池。这种装置具有充电迅速的优势。因此，即使停止-起动循环的频率很高，超级电容器通常可以被充电直至其容量基本被充满。这使得可以使用比电化学电池容量更小的超级电容器，这样超级电容器相对于电化学电池的低能量密度得以补偿。然而这种超级电容器的一个问题是由于老化效应随着时间的增长其容量会降低而内阻会增加。迄今为止，为了保证可靠的起动性能，需要：(1).使用在新的时候容量比实际所需容量更大的超级电容器以便允许老化效应，该方法的缺点在于这种超级电容器比起动发动机实际所需的更重更大；或者(2).忍受起动性能随时间的劣化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有用于在停止-起动运转中起动发动机的系统的机动车辆，该系统监测超级电容器的老化并能对其进行补偿。根据本专利技术的第一个方面，采用一种具有内燃发动机和用于起动发动机的发动机起动机系统的微混合动力机动车辆，其中发动机起动机系统包括起动发动机的电力起动机、向起动机提供电能以起动发动机的电容器、向电容器提供电能以对其充电的发电机和调整起动机系统参数的控制器，其中控制器基于监测到的电容器退化可运作地-->调整起动机系统参数。对起动机系统参数的调整可以包括调整电容器充电达到的电压。电压可以基于起动持续时间与预测起动持续时间的比较进行调整。系统可以进一步包括测量电容器电压的电压传感器和使用测量到的电压计算预测起动持续时间的控制器。可以使用关于达到预定起动速度和电压所用时间的对照表(look-up table)确定预测起动持续时间。系统可以进一步包括测量电容器电压的电压传感器、测量电容器温度的温度传感器和使用测量到的电压和测量到的温度计算预测起动持续时间的控制器。可以通过使用关于期望起动持续时间、温度和电压的三维对照表以确定预测起动持续时间。如果测量到的起动持续时间比期望起动持续时间长，则可以将电压提高预定量。如果测量到的起动持续时间比期望起动持续时间短，则可以将电压降低预定量。发动机起动机和发电机可以成型为集成的起动机和发电机，或单个起动发电一体机。起动发电一体机为多相装置，微混合动力机动车辆进一步包括具有与电容器相连的直流侧和与起动发电一体机相连的多相侧的逆变器，其中控制器可运作地通过调整从逆变器提供给电容器的对电容器充电的直流电压以调整起动机系统参数。对起动机系统参数的调整可以包括基于对电容器退化的估值的确定调整至少一个起动机系统参数，这种电容器退化是通过对发动机起动时最大电压降的测量得到的。对起动机系统参数的调整可以包括基于对连接电容器和起动机电机的直流电缆的电压降的确定调整至少一个起动机系统参数。对起动机系统参数的调整可以包括基于测量到的电容器电流调整至少一个起动机系统参数。对起动机系统参数的调整可以包括基于对电压曲线的损耗的确定调整至少一个起动机系统参数，该电压曲线是通过发动机起动时进行的测量生成的。对起动机系统参数的调整可以包括基于对时间常数的确定调整至少一个起动机系统参数，该时间常数是通过发动机起动时对电压进行的测量产生的。对起动机系统参数的调整可以包括基于对电容器老化的预测的确定调整至少一个起动机系统参数。对起动机系统参数的调整可以包括基于电容器电容量的估值调整至少一个起动机系统参数，该电容器电容量的估值是使用通过发动机起动时测量生成的电压斜率得到的。电容器可以是具有多个串联在一起的超级电容器的超级电容器组合。-->根据本专利技术的另一个方面，采用一种使用电容器作为电源以起动内燃发动机的控制内燃发动机起动机系统运转的方法，该方法包括在发动机起动期间监测电容器性能、以及调整一个或多个起动机系统参数以补偿电容器退化。对一个或多个起动机系统参数的调整可以包括调整提供给电容器以对其充电的电压。该方法可以进一步包括测量起动持续时间、根据一个或多个测量到的参数预测起动持续时间、对测量到的起动持续时间和预测起动持续时间进行比较、以及基于比较调整提供给电容器以对其充电的电压。该方法可以进一步包括在起动前测量电容器电压，而预测起动持续时间是基于测量到的电压的。该方法可以进一步包括在起动前测量电容器电压、在起动前测量电容器温度，而预测起动持续时间是基于测量到的电压和测量到的温度的。该方法可以进一步包括如果测量到的起动持续时间比预测起动持续时间长，则提高提供给电容器的电压以增加其电荷。该方法可以进一步包括如果测量到的起动持续时间比预测起动持续时间短，则降低提供给电容器的电压以减少其电荷。该方法可以进一步包括根据监测到的发动机起动时的电容器性能确定电容器退化的指示、使用指示器以产生指示所需充电电压修正的变量、以及通过基于该变量调整充电电压来调整一个或多个起动机系统参数以补偿电容器退化。附图说明附图1为依照本专利技术一个实施例的微混合动力车辆的示意图；附图2为依照本专利技术另一实施例的微混合动力车辆的示意图；附图3是显示了依照本专利技术的方法的流程图；附图4是显示了几乎免受温度影响类型的超级电容器在不同初始电压下起动发动机所用时间与温度的关系的图表；附图5是显示了发动机起动时迅速增大的放电电流引起的电压降的图表；附图6是显示了发动机起动时超级电容器的开路电压和超级电容器的滤波路端电压的图表；附图7显示了初始超级电容器电压、内阻以及超级电容器开路电压与超级电容器的滤波路端电压间差值的平方对时间的积分之间的关系；附图8为显示了测量到的起动时超级电容器路端电压和超级电容器开路电压的图表，图中显示了超级电容器的开路电压在起动前后的变化；附图9显示了依照本专利技术的一般性方法；附图10说明了超级电容器的等效电路；-->附图11说明了具有电缆和连接器电阻的超级电容器的等效电路；附图12为将起动时最高涌入电流显示为关于超级电容器电压和附加电容器电阻的函数的图表；附图13为将发动机起动达到700rpm所用时间显示为关于超级电容器电压和附加电容器电阻的函数的图表；附图14为将有效超级电容器电能显示为关于封装电压和电容量降低的函数的图表；和附图15为显示了受温度影响类型的超级电容器在不同初始电压下起动发动机所用时间与温度的关系的图表。具体实施方式现在将参考附图对本专利技术的实施例进行描述。请参照附图1，其显示了微混合动力车辆2具有内燃发动机5以通过传动系统(图中未示)向微混合动力车辆2提供牵引力。起动发电一体机6通过驱动带4可驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微混合动力机动车辆，具有内燃发动机和起动发动机的发动机起动机系统，其中发动机起动机系统包括用于起动发动机的电力起动机、用于向起动机提供电能以起动发动机的电容器、用于向电容器提供电能以对电容器充电的发电机、和用于调整起动机系统参数的控制器，其中控制器可运转地基于监测到的电容器退化调整起动机系统参数。

【技术特征摘要】
GB 2007-7-19 0714050.21.一种微混合动力机动车辆，具有内燃发动机和起动发动机的发动机起动机系统，其中发动机起动机系统包括用于起动发动机的电力起动机、用于向起动机提供电能以起动发动机的电容器、用于向电容器提供电能以对电容器充电的发电机、和用于调整起动机系统参数的控制器，其中控制器可运转地基于监测到的电容器退化调整起动机系统参数。2.根据权利要求1所述的微混合动力机动车辆，其特征在于，调整起动机系统参数包括调整电容器充电所达到的电压。3.根据权利要求2所述的微混合动力机动车辆，其特征在于，基于起动持续时间与预测起动持续时间的比较调整电压。4.根据权利要求3所述的微混合动力机动车辆，其特征在于，系统进一步包括用来测量电容器电压的电压传感器及使用测量到的电压来计算预测起动持续时间的控制器。5.根据权利要求4所述的微混合动力机动车辆，其特征在于，使用与达到预定起动速度和电压的时间相关的对照表来确定预测起动持续时间。6.根据权利要求3所述的微混合动力机动车辆，其特征在于，系统进一步包括用来测量电容器电压的电压传感器、用来测量电容器温度的温度传感器及使用测量到的电压和测量到的温度计算预测起动持续时间的控制器。7.根据权利要求6所述的微混合动力机动车辆，其特征在于，使用相关于期望起动持续时间、温度和电压的三维对照表以确定所述预测起动持续时间。8.根据权利要求3至7中任一项所述的微混合动力机动车辆，其特征在于，如果测量到的起动持续时间比期望起动持续时间长，则将电压提高预定量。9.根据权利要求3至8中任一项所述的微混合动力机动车辆，其特征在于，如果测量到的起动持续时间比期望起动持续时间短，则将电压降低预定量。10.根据权利要求1至9中任一项所述的微混合动力机动车辆，其特征在于，发动-->机起动机和发电机成型为单个起动发电一体机。11.根据权利要求10所述的微混合动力机动车辆，其特征在于，所述起动发电一体机为多相装置，微混合动力机动车辆进一步包括具有与电容器连接的直流侧和与起动发电一体机连接的多相侧的逆变器，其中控制器可运转地通过调整逆变器提供给电容器以对其充电的直流电压以调整起动机系统参数。12.根据权利要求1或权利要求2所述的微混合动力机动车辆，其特征在于，调整起动机系统参数包括，基于对从发动机起动时最大电压降的测量中获得的电容器退化估值的确定调整至少一个起动机系统参数。13.根据权利要求1或权利要求2所述的微混合动力机动车辆，其特征在于，调整起动机系统参数包括，基于对连接电容器与起动机电机的直流电缆上的电压降的确定调整至少一个起动机系统参数。14.根据权利要求1或权利要求2所述的微混合动力机动车辆，其特征在于，调整起动机系统参数包括，基于测量到的电容器电流调...

【专利技术属性】
技术研发人员：伯恩哈德科斯查克，艾伦沃克，高博，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]