具有涡轮迟滞减少设备的混合动力车辆制造技术

一种混合动力电动车辆，包括：内燃机；电机；涡轮增压器；以及包括辅助压缩机和压力罐的涡轮迟滞减少组件，辅助压缩机和压力罐联接到由驱动轴驱动的离合器，驱动轴由车轮旋转提供动力。控制器响应于制动信号而使离合器接合，直到辅助压缩机为压力罐再充气。控制器还响应于制动信号的终止和压力罐被重新充入压缩空气中的一者而使离合器分离。另外，控制器对发动机扭矩需求信号作出响应并将压缩空气从压力罐排放到发动机的进气歧管。另外，控制器可以将一定体积的压缩空气从压力罐排放到发动机的进气歧管，直到接收到指示涡轮增压器达到操作转速的涡轮增压极限信号。

Hybrid Electric Vehicle with Turbine Hysteresis Reduction Equipment

A hybrid electric vehicle includes an internal combustion engine, a motor, a turbocharger, and a turbine hysteresis reduction component including an auxiliary compressor and a pressure tank, which are connected to a clutch driven by a drive shaft and powered by a wheel rotation. The controller engages the clutch in response to the braking signal until the auxiliary compressor refills the pressure tank. The controller also separates the clutch in response to the termination of the braking signal and the re-filling of the pressure tank into the compressed air. In addition, the controller responds to the engine torque demand signal and discharges compressed air from the pressure tank to the engine intake manifold. In addition, the controller can discharge a certain volume of compressed air from the pressure tank to the intake manifold of the engine until it receives the turbocharger limit signal indicating the operating speed of the turbocharger.

【技术实现步骤摘要】
具有涡轮迟滞减少设备的混合动力车辆
本公开涉及用于传统和混合动力电动车辆的涡轮增压发动机和电机系统和方法。
技术介绍
混合动力电动车辆(HEV)典型地包括与电机或马达/发电机(EM)联接的内燃机(ICE)，并且包括各种其他部件，包括ICE涡轮增压器。此类HEV还可以包括涡轮增压器迟滞减少系统，其减少涡轮增压器达到操作转速所需的时间量。这种迟滞减少系统有时包括存储压缩空气的压力罐，压缩空气可以被排放以快速地提高涡轮增压器的转速来改进车辆性能。过去，已经利用过来自ICE、EM和/或电池的能量为这种压力罐再充气。然而，混合动力电动车辆可能需要在纯电动操作期间ICE停机时为压力罐再充气，并且不消耗来自EM和电池的功率。
技术实现思路
本公开通过实现具有利用在制动期间从车轮旋转回收的能量对压力罐充气的辅助压缩机的涡轮迟滞减少组件的再充气，并且通过响应于扭矩需求而从罐排放加压空气以减少涡轮加速迟滞，使得HEV响应性和性能能够在纯电动以及电动系统与ICE系统之间的转换和双重模式操作期间得到改进。本文构想的HEV包括内燃机(ICE)，以及电机和/或马达/发电机(EM)和蓄电池、涡轮增压器，以及具有由接合驱动轴的离合器驱动的压力罐和辅助压缩机的涡轮迟滞减少组件。离合器可以在车辆制动期间被接合，使得在为所述压力罐再充气期间，能量能够从旋转车轮回收而不会消耗来自电池、ICE、EM的功率，和/或不会影响HEV性能，诸如ICE背压。涡轮增压器典型地可以包括由ICE排气流驱动的发动机排气涡轮，发动机排气涡轮旋转地联接到发动机进气压缩机涡轮并且为其提供动力，所述发动机进气压缩机涡轮将压缩空气向下游喷射到ICE进气歧管中。本
的知识人员可以理解，在来自ICE的功率需求与涡轮增压器达到所期望的操作转速之间存在时间延迟。ICE功率需求之后是向ICE增加的空气和燃料输送，这开始了将涡轮增压器加速到所期望的转速的循环：更多的空气和燃料增加输送到涡轮增压器排气涡轮的ICE排气，这然后又增加进气压缩机涡轮的转速，将增加的空气质量输送到ICE，这进一步增加排气，等等。压力罐可以被配置有一定容量以通过预定体积和压力的压缩空气来存储能量，并且排放所存储的压缩空气来增加发动机进气装置(诸如涡轮增压器压缩机进气涡轮和排气涡轮中的一个或两个)和/或在压缩机的下游并直接地进入发动机进气歧管及其组合的空气质量流量。在一些布置中，可以包括附加的阀(未示出)以选择性地调整对一个或两个或所有的进气装置的放气，并且还可以适配成还将压缩空气排放到排气涡轮中。这些部件联接到一个或多个控制器，所述一个或多个控制器被配置为对来自驾驶员和车辆部件的各种信号(诸如像制动信号和扭矩需求信号等)做出响应。作为响应，此类控制器被配置为响应于制动信号(BS)而使离合器接合，并且直到出现BS终止和/或压缩机对压力罐再充气中的一个或多个。当压力罐被加压空气重新充满容积和/或当BS终止时，控制器使离合器分离。在操作期间，控制器还响应于发动机扭矩需求信号而将压缩空气从压力罐排放到发动机进气装置，诸如发动机的进气歧管和/或涡轮增压器的进气压缩机涡轮。控制器将一定体积的压缩空气从压力罐排放到发动机进气装置，诸如发动机的进气歧管和/或涡轮增压器进气压缩机，直到接收到涡轮增压极限信号，涡轮增压极限信号可以指示涡轮增压器已经达到操作转速和/或所期望的性能能力。控制器还可以在这种排放操作期间，以预定体积和压力和/或在预定时间跨度内从压力罐排放压缩空气，预定体积和压力和/或预定时间跨度可以通过预定、预测、和/或预选的涡轮时间迟滞参数来确立，涡轮时间迟滞参数可能由瞬时发动机和环境参数以及其他变量、特征和/或数据产生。另外，预定体积和压力和/或时间跨度还可以通过发动机、涡轮增压器、车辆性能的当前参数和历史参数和/或过去、现在和预测的环境状况中的一个来确立。在纯电动和/或转换操作期间，控制器还可以对超过纯电动和/或EM输出容量的扭矩需求信号作出响应。作为响应，控制器可以(a)调整EM输出扭矩以使ICE或发动机旋转到目标转速，(b)响应于达到目标转速而发起发动机燃烧，和/或(c)一旦发起燃烧，就将一定体积的压缩空气从压力罐排放到发动机进气装置，诸如发动机的进气歧管和/或涡轮增压器的进气压缩机中的一个或多个，并且直到接收到涡轮增压极限信号。在ICE在没有涡轮增压的情况下运行的操作期间，并且响应于超过可从ICE和/或EM获得的功率的扭矩需求，诸如在超车、公路驾驶和/或其他高性能操作期间，控制器也可以从罐中排放加压空气，以使得涡轮增压器能够加速且涡轮迟滞能够减少。本公开还构想了利用所描述的部件和系统来控制HEV的方法。例如，控制HEV可以包括：至少一个控制器响应于BS而使离合器接合，直到辅助压缩机为压力罐再充气，并且响应于一个或多个信号，诸如扭矩需求信号超过电机容量，使压力罐向发动机进气歧管和/或进气压缩机和/或排气涡轮中的一个放气。至少一个控制器还可以对在纯电动操作期间的扭矩需求信号超过EM输出容量作出响应，并且调整EM输出扭矩以使发动机旋转到目标转速，响应于达到所述目标转速而发起发动机燃烧，和/或一旦发起燃烧，就将一定体积和压力的压缩空气从压力罐排放到发动机和/或涡轮进气装置，并且直到接收到涡轮增压极限信号和/或其他信号。这种控制HEV的方法还可以包括以预定体积和压力和/或在预定时间跨度内从压力罐排放压缩空气，该体积和压力和/或时间可以通过预定、预测和/或预选的涡轮时间迟滞来确立，所述涡轮时间迟滞由瞬时发动机和环境参数、特性和变量产生。所述预定体积还可以通过发动机、涡轮增压器和环境状况的当前参数和历史参数中的一者来确立。对HEV和所描述的部件和系统的实现方式和配置的概述以简化且技术上不详尽的布置介绍了一系列示例性实现方式、配置和布置，并且这些还将在以下的具体实施方式部分中结合附图以及在随后的权利要求书中被更详细地描述。此
技术实现思路
部分不意图标识要求保护的技术的关键特征或基本特征，也不意图用来帮助确定要求保护的主题的范围。这里讨论的特征、功能、能力和优点可以独立地在各种示例实现方式中实现，或可以在其他示例实现方式中被组合，如本文中的其他地方进一步描述的，并且相关
的技术人员和知识人员参考以下描述和附图也可以理解这点。附图说明当考虑以下附图时，可以通过参考具体实施方式和权利要求书部分来得到对本公开的示例实现方式的更完整的理解，其中同样的附图标记在各附图中指代类似或相同的元件。提供附图和注释是为了方便理解本公开，而不限制本公开的广度、范围、规模或适用性。附图不一定是按比例绘制的。图1是混合动力电动车辆及其系统、部件、传感器、致动器和操作方法的图示；并且图2示出了图1中示出的本公开的某些能力和性能方面，其中部件被移除并重新布置以用于进一步说明的目的。具体实施方式按照要求，本文中公开了本专利技术的详细的实施例；然而，应理解，所公开的实施例仅示例性地说明了本专利技术，本专利技术可体现为各种形式和替代形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可能会被夸大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文中公开的具体结构细节和功能细节不应被解释为限制性的，而是仅作为教导本领域的技术人员以不同方式采用本专利技术的代表性基础。如本领域的普通技术人员应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆，所述车辆包括：发动机，所述发动机联接到具有辅助压缩机和压力罐的涡轮迟滞减少组件，所述辅助压缩机和所述压力罐联接到由驱动轴驱动的离合器，所述驱动轴由车轮旋转提供动力；和至少一个控制器，所述至少一个控制器被配置为：响应于制动信号而使所述离合器接合，直到所述压缩机为所述压力罐再充气。

【技术特征摘要】
2017.10.12 US 15/782,7391.一种车辆，所述车辆包括：发动机，所述发动机联接到具有辅助压缩机和压力罐的涡轮迟滞减少组件，所述辅助压缩机和所述压力罐联接到由驱动轴驱动的离合器，所述驱动轴由车轮旋转提供动力；和至少一个控制器，所述至少一个控制器被配置为：响应于制动信号而使所述离合器接合，直到所述压缩机为所述压力罐再充气。2.根据权利要求1所述的车辆，所述车辆还包括：所述至少一个控制器，其被配置为响应于所述制动信号的终止和所述压力罐被重新充入压缩空气中的一者而使所述离合器分离。3.根据权利要求1所述的车辆，所述车辆还包括：所述至少一个控制器，其被配置为响应于发动机扭矩需求信号而将压缩空气从所述压力罐排放到所述发动机的进气歧管。4.根据权利要求1所述的车辆，所述车辆还包括：所述至少一个控制器，其被配置为响应于发动机扭矩需求信号而将一定体积的压缩空气从所述压力罐排放到所述发动机的进气歧管，直到接收到涡轮增压极限信号。5.根据权利要求1所述的车辆，所述车辆还包括：所述至少一个控制器，其被配置为响应于发动机扭矩需求信号而在预定时间跨度内将压缩空气从所述压力罐排放到所述发动机的进气歧管，所述预定时间跨度通过瞬时发动机和环境参数产生的涡轮时间迟滞确立。6.根据权利要求1所述的车辆，所述车辆还包括：所述至少一个控制器，其被配置为响应于发动机扭矩需求信号而将预定体积的压缩空气从所述压力罐排放到所述发动机的进气歧管，其中所述预定体积的压缩空气通过所述发动机、涡轮增压器和环境的当前参数和历史参数中的一者确立。7.根据权利要求1所述的车辆，所述车辆还包括：联接到所述发动机的电机(EM)；和所述至少一个控制器，其被配置为响应于在纯电动操作期间超过EM输出容量的扭矩需求信号而：调整所述EM的输出扭矩以使所述发动机旋转到目标转速，响应于达到所述目标转速而发起发动机燃烧，以及一旦燃烧被发起，就将一定体积的压缩空气从所述压力罐排放到所述发动机的进气歧管，并且直到接收到涡轮增压极限信号。8.根据权利要求1所述的车辆，所述车辆还包括：涡轮增压器，所述涡轮增压器具有联接到发动机进气压缩机涡轮的发动机排气涡轮；和所述压力罐，其进一步联接到在所述发动机进气压缩机涡轮下游的发动机进气歧管。9.根据权利要求1所述的车辆，所述车辆还包括：涡轮增压器，所述涡轮增压器具有旋转地联接到发动机进气压缩机涡轮的发动机排气...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡齐·伊赫特沙姆·侯赛因，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US