混合动力系和重新起动发动机的方法技术

一种具有发动机、起动电动机、传动系、和电动机/发动机的混合动力系，其中传动系连接起动电动机和发动机。带式传动系连接电动机/发动机和发动机。动力系包括具有电压的第一运行范围的第一能量存储装置和具有电压的第二运行范围的第二能量存储装置，其中第二运行范围与第一运行范围至少部分重合。控制器将开关装置置于接通状态这样第一能量存储装置与第二能量存储装置连接，或置于断开状态，其中第一能量存储装置与第二能量存储装置断开。控制器将开关装置置于断开状态，且使得起动电动机和电动机/发电机由来自第一能量存储装置的能量提供功率，以重新起动发动机。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有起动电机和用来重新起动发动机的电动机/发电机的混合动力系。
技术介绍
通过利用电动机/发电机和内燃发动机以及随车携带的控制器，混合车辆提供低的燃料消耗和耗散，其中控制器编程为在不同的行车条件下改变发动机和电动机/发电机的使用来达到最高效率。有一种类型的混合电动车辆称为传动带-交流发电机-起动器混合(belt-alternator-starter)车辆。这种车辆具有通过传动带和滑轮系统运转地连接到发动机曲轴的电动机/发电机。电动机/发电机用来通过钥匙起动(key start)来起动发动机且在再生制动中由发动机再充电。“钥匙起动”或“首次起动”代表发动机完全停运一段较长的时间后发动机首次起动。钥匙起动通常由车辆操作员将钥匙插进点火装置并旋转钥匙至钥匙朝上(key-up)或更远的钥匙起动(key crank)位置。这与“快速起动”或“重新起动”形成对比，后者发生行车条件许可时发动机被电子控制器临时关闭之后，例如当车辆在停车信号灯前停止。这帮助降低排放以及增加燃料经济性。高压电池(例如，120伏电池)通常用来为完成重新起动提供足够动力，也用在再生制动中。大部分混合车辆还采用低电压电池(例如，12伏电池)驱动典型的机动车辆附件，例如前灯、音频系统、ECU和其他电子部件。假如已激活APM (仅在发动机运转之后)，低电压电池还可通过高电压电池充电(通过辅助能量模块(“APM”)，也称为D⑶C转换器，将能量从高电压转换成低电压)。这里所用的“激活”APM指的是促使APM开始将高电压水平转换为低电压水平，反之亦然。不同的混合机动车辆在执行混合机动车辆的钥匙起动中可不同地使用高和低电压电池系统。在混合机动车辆的一种配置中，利用高电压电池执行钥匙起动，而低电压电池留下来为车辆附件提供动力而不用在钥匙起动过程中。在另一种配置中，在钥匙起动中利用低电压电池给起动电动机提供动力以起动发动机，高电压电池用在重新起动中而不用在钥匙起动。在钥匙起动后低电压电池还用来为机动车辆附件提供动力。在另一种混合车辆配置中，起动电动机在钥匙起动中首先将发动机转至一档，电动机/发电机由高电压电池提供动力，之后与起动电动机一起协作辅助发动机转至最终起动速度。在一些配置中，当在钥匙起动中使用低电压电池时，APM将存储在高压电池中的能量转换为低电压电池的电压水平。
技术实现思路
提供了一种具有两个能量存储装置的动力系，其中两个能量存储装置通过开关装置可选择地连接，在发动机重新起动中和其他操作模式中，例如钥匙起动和能量存储设备充电中，控制流向起动电动机和电动机/发电机的功率。在大部分运行条件下使用全部两个能量存储装置。这允许动力系采用相对小型的电动机/发电机运行和采用电压低于混合车辆通常所用的电压的能量存储装置运行，在不降低驾驶质量且保持了燃料经济性的同时削减了动力系的总成本。特别地，提供了一种包括发动机、起动电动机和电动机/发电机的混合动力系。传动机构运转地将起动电动机和发动机连接起来。传动带驱动机构运转地连接电动机/发电机和发动机。动力系具有第一能量存储装置和第二能量存储装置。第一能量存储装置可在具有第一最小电压和第一最大电压的运行电压的第一范围内运行。第二能量存储装置可在具有第二最小电压和第二最大电压的运行电压的第二范围内运行。运行电压的第一范围与第二运行电压至少部分重合，其中第二最大电压比第一最小电压大，而比第一最大电压小。开关装置可选择地运行在接通状态和断开状态。第一能量存储装置和第二能量存储装置当开关装置处于接通状态时运转地彼此连接，当开关装置处于断开状态时运转地彼此断开。控制器运转地连接至开关装置、起动电动机和电动机/发电机。可以操作控制器使开关装置处于断开状态，且在发动机的重新起动中使用第一能量存储装置为起动电动机和电动机/发电机提供动力。在发动机的重新起动中当开关装置处于断开状态，起动电动机和电动机/发电机仅与第二能量存储装置可运转地连接。当动力系的运行参数与预设的参考参数至少相差预设值时开关装置可能处于接通状态。例如，如果发动机运行温度或一个能量存储装置的运行温度低于预设值，开关装置可能处于接通状态。这可允许在相对冷的环境重新起动中利用第二能量存储装置，其中该第二能量存储装置可以是铅酸电池。在一个实施例中，可操作控制器使起动电机和电动机/发电机共同用在整个发动机重新起动中。在另一个实施例中，在重新起动的开始阶段仅为起动电动机提供功率，在重新起动过程中只有当从重新起动的开端起超出预定时间值后或发动机达到预定速度后才为电动机/发电机提供功率。控制器还可确定重新起动何时完成，且如果开关装置不是已经位于接通状态则促使其进入接通状态。控制器还可操作为优势地协调开关装置、电动机/发电机和起动电动机的运行，以在其他车辆运行状态中(例如在钥匙起动中)管理功率流动，为一个或全部两个能量存储装置充电，再生制动，和准备发动机的自动关闭后的重新起动。从下文中对实现本专利技术的最佳模式的有附图的详细描述可知，本专利技术的上述特征和优势以及其他特征和优势是很明显的。附图说明图1是具有起动电动机和运转地连接至发动机的电动机/发电机的混合动力系的不意图；和图2是重新起动图1所示发动机的方法的流程图。具体实施例方式参考附图，其中相同的附图标记在若干幅视图中代表相同的部件，图1显示了具有混合动力系11的车辆10的一部分，其中混合动力系11包括内燃机12，内燃机12带有输出构件14，例如曲轴，运转地连接至变速器18的输入构件16。变速器18包括传动装置和离合器(未示出)，通过该传动装置和离合器，扭矩从输入构件16流向输出构件20并穿过主驱动器21至车轮23来推动车辆10。所示的车轮23可以是前轮或后轮。没有示出的第二对车轮也可以由动力系11驱动，或也可以无动力驱动。发动机12包括曲轴箱22和气缸体24。发动机飞轮25与曲轴14 一同转动。两个用来起动发动机12的不同部件可运转地连接至曲轴14。起动电机26通过齿轮传动系28运转地连接至曲轴14。齿轮传动系28包括起动齿轮30和位于飞轮25上的外部齿轮34。起动齿轮30与起动电机26的轴31连接以一同旋转。螺线管32可选择地通电(energizable)以沿着轴31移动起动齿轮30至与飞轮25上的外部齿轮34啮合。电动机/发电机36还可运转地连接至曲轴14来起动发动机12。电动机/发动机36通过驱动系37运转地连接至曲轴14，其中驱动系37包括传动带38，传动带38啮合滑轮40，该滑轮40连接为与电动机/发电机36的轴一起旋转，传动带38还啮合滑轮42，该滑轮42连接为与曲轴14 一起旋转。电动机/发电机36可称为传动带-交流发电机-起动器，可配置为由12伏电压提供功率。在另一个实施例中，驱动系37包括替代传动带38的链条和替代滑轮40、42的链轮。驱动系37的两个实施例在此都称为“带式驱动系统”。电动机/发电机36具有整合式功率逆变器39，将能量存储装置50、52的其中之一或全部两个提供的直流电转换成为电动机/发电机36提供动力所需要的交流电，使其作为电动机运行，而当电动机/发电机36作为发电机运行时，将交流电转换为引导至能量储存装置50、52的直流电。第一能量储存装置50和第二能量储存装置52在不同的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合动力系，包括：发动机；起动电动机；齿轮传动系，其运转地连接起动电动机和发动机；电动机/发电机；带式驱动系统，其运转地连接电动机/发电机和发动机；第一能量存储装置，其可在运行电压的第一范围内运行；第二能量存储装置，其可在运行电压的第二范围内运行；其中运行电压的第一范围与运行电压的第二范围至少部分重合；开关装置，其可在接通状态和关闭状态选择地运行；其中第一能量存储装置和第二能量存储装置在开关装置处于接通状态时运转地彼此连接，在开关装置处于断开状态时彼此断开；控制器，其运转地与开关装置、起动电动机和电动机/发动机连接；和其中控制器在发动机重新起动过程中可操作为将开关装置置于断开状态，并利用第一能量存储装置为起动电动机和电动机/发动机两者提供动力。

【技术特征摘要】
2011.09.09 US 13/228,5131.一种混合动力系，包括 发动机； 起动电动机； 齿轮传动系，其运转地连接起动电动机和发动机； 电动机/发电机； 带式驱动系统，其运转地连接电动机/发电机和发动机； 第一能量存储装置，其可在运行电压的第一范围内运行； 第二能量存储装置，其可在运行电压的第二范围内运行；其中运行电压的第一范围与运行电压的第二范围至少部分重合； 开关装置，其可在接通状态和关闭状态选择地运行；其中第一能量存储装置和第二能量存储装置在开关装置处于接通状态时运转地彼此连接，在开关装置处于断开状态时彼此断开； 控制器，其运转地与开关装置、起动电动机和电动机/发动机连接；和其中控制器在发动机重新起动过程中可操作为将开关装置置于断开状态，并利用第一能量存储装置为起动电动机和电动机/发动机两者提供动力。2.如权利要求1所述的混合动力系，其中控制器可操作为在整个重新起动过程中促使电动机/发动机作为电动机被提供动力。3.一种重新起动车辆发动机的方法，包括 确认需要重新起动发动机的车辆运行条件； 确认发动机、第一能量存储装置、和第二能量存储装置中至少一个的运行参数；其中第一能量存储装置可在具有第一最小电压和第一最大电压的运行电压的第一范围内运行；其中第二能量存储装置可在具有第二最小电压和第二最大电压的运行电压的第二范围内运行；其中第二最大电压大于或等于第一最小电压且小于第一最大电压； ...

【专利技术属性】
技术研发人员：AG霍尔姆斯，SS霍金斯，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：