[發(fā)明專利]混合發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980149499.X
• 申請日: 2009-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN102282030A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P·霍夫鮑爾
• 申請（專利權(quán)）人: ECO汽車國際公司
• 主分類號(hào): B60K6/24
• 分類號(hào): B60K6/24;B60K6/42
• 代理公司: 北京申翔知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11214
• 代理人: 艾晶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域，并且，特別地，涉及一種利用至少兩個(gè)主要?jiǎng)恿δK和一個(gè)可選驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源的混合動(dòng)力車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

用于車輛動(dòng)力設(shè)備的常規(guī)混合發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)依賴于與電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)互聯(lián)的單一發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)利用這樣的互聯(lián)方式達(dá)到有效燃料利用率時(shí)，里程效率和噴射量減少還有提升的空間。

近來混合系統(tǒng)的配置也包括了多個(gè)與電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)聯(lián)接并且向車輛傳遞動(dòng)力的各種動(dòng)力容量的IC發(fā)動(dòng)機(jī)。例如，在美國專利6722458中，公開了當(dāng)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)與一個(gè)既可以幫助提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)車輛又能夠用于發(fā)電的分離軸斷開連接時(shí)，具有不同動(dòng)力容量的IC發(fā)動(dòng)機(jī)被可轉(zhuǎn)換地并行連接到驅(qū)動(dòng)車輛的傳動(dòng)系統(tǒng)。

在美國專利6170433中兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)被命名為“具有單曲軸和相反汽缸及相反活塞的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)”(“OPOC發(fā)動(dòng)機(jī)”)并且以引用的方式并入本文，當(dāng)其被用作車輛的主動(dòng)力模塊和固定的應(yīng)用時(shí)其被證明能夠極大的提高燃油利用率和噴射效能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的混合動(dòng)力系統(tǒng)的創(chuàng)新點(diǎn)在于提供對可利用動(dòng)力源的相對更有效率的動(dòng)力傳遞，以及機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制上的簡潔便利。一個(gè)內(nèi)燃機(jī)(“ICE”)和電動(dòng)機(jī)(EM)串聯(lián)地驅(qū)動(dòng)車輛。因此，與常規(guī)用于車輛動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī)相比，所述ICE的尺寸被極大的減小。這樣的減小是可能的，因?yàn)橛迷诨旌蟿?dòng)力系統(tǒng)的所述ICE的尺寸是與穩(wěn)定狀態(tài)的高速行駛載荷相匹配的，而所述EM是用于低速驅(qū)動(dòng)和在瞬時(shí)條件下助力所述串聯(lián)的ICE。減小所述發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸允許該發(fā)動(dòng)機(jī)在更高平均熱效率和在其理想工況下運(yùn)行，從而提高燃油利用率。

本發(fā)明構(gòu)思詳述了通過將ICE驅(qū)動(dòng)裝置分開為兩個(gè)單獨(dú)的發(fā)動(dòng)機(jī)模塊的串聯(lián)混合動(dòng)力概念：用于最大效率的主發(fā)動(dòng)機(jī)和用于最大動(dòng)力和加速性的第二發(fā)動(dòng)機(jī)。此外，所述EM是一個(gè)電啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(“E-M/G”)，該電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)被用做單獨(dú)的低速動(dòng)力源或結(jié)合主ICE共同輸出，以提供追加動(dòng)力。當(dāng)然所述E-M/G也可以用作發(fā)電機(jī)為電池組充電和制動(dòng)助力提供電能。

公開實(shí)施例中利用主ICE模塊被適當(dāng)?shù)嘏渲脼榭晒?yīng)平均的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，該動(dòng)力涵蓋了大多數(shù)所希望的驅(qū)動(dòng)條件和支持適當(dāng)?shù)募铀傩浴５诙蘒CE模塊被配置為更具有動(dòng)力性能以在需要時(shí)向傳動(dòng)系提供轉(zhuǎn)矩。

本發(fā)明對使用多個(gè)分離的(主要的和次要的)主要?jiǎng)恿Πl(fā)動(dòng)機(jī)模塊的混合發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的一系列改進(jìn)，該發(fā)動(dòng)機(jī)模塊被分開成一條線串聯(lián)的配置，并根據(jù)需要，與電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)進(jìn)行各種形式的結(jié)合來向車輛的傳動(dòng)系統(tǒng)或其它負(fù)載提供驅(qū)動(dòng)力。

公開的對多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)模塊和電動(dòng)機(jī)之間轉(zhuǎn)換的控制方案是基于油門踏板的轉(zhuǎn)矩需求，踏板的加速和滑行。

關(guān)于制動(dòng)的反饋和直接制動(dòng)的控制方案是基于制動(dòng)踏板的力和運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明既可以被視為是對車輛原來的主動(dòng)力進(jìn)行有益的效率提高，也可以被視為“順便”替換常規(guī)內(nèi)燃機(jī)的混合動(dòng)力設(shè)備來驅(qū)動(dòng)常規(guī)的傳動(dòng)系統(tǒng)并且從而獲得了較低的轉(zhuǎn)化成本。

當(dāng)本發(fā)明與車輛的其它低摩擦技術(shù)相結(jié)合時(shí)，例如低拖拽制動(dòng)，低滾動(dòng)阻力輪胎，和/或傳動(dòng)裝置的空轉(zhuǎn)，就會(huì)體現(xiàn)出整個(gè)燃油利用率的重大提高。

本發(fā)明公開實(shí)施例中用作混合動(dòng)力設(shè)備的OPOC發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)使得在車輛燃油利用率上的重要改進(jìn)體現(xiàn)在：該型發(fā)動(dòng)機(jī)的小重量(比常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)減重25％以上)；低阻力外形(允許更好的氣動(dòng)輪廓設(shè)計(jì))；和對燃燒柴油的適應(yīng)性，和汽油和其它燃料的低噴射量。

當(dāng)需要時(shí)或涵蓋于本發(fā)明主題概念內(nèi)時(shí)，OPOC發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)能夠代替其它的發(fā)動(dòng)機(jī)或主動(dòng)力源。例如，渦輪，燃料電池，氣動(dòng)馬達(dá)(壓縮空氣)液壓泵，單獨(dú)的2或4沖程IC發(fā)動(dòng)機(jī)或聯(lián)合的發(fā)動(dòng)機(jī)，以及連接著儲(chǔ)電設(shè)備的附加電動(dòng)機(jī)，這些能夠分開地成一條直線的安裝成動(dòng)力模塊來供應(yīng)初始電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一個(gè)用在動(dòng)力模塊和能量計(jì)分器裝置之間動(dòng)力傳遞的耦合系統(tǒng)。一個(gè)耦合器被選擇地耦合在至少兩個(gè)動(dòng)力模塊之間。所述耦合器包括至少兩個(gè)接收器，其中每個(gè)耦合器連接著一個(gè)分離動(dòng)力模塊的一個(gè)動(dòng)力元件。所述能量積分器與至少一個(gè)接收器配合連接將來自于全部動(dòng)力輸入通過耦合系統(tǒng)經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)連接在能量積分器上的接收器全部傳遞輸出給所述能量積分器。一個(gè)控制器根據(jù)所選定的功率曲線切換能量積分器和一個(gè)或多個(gè)接收器的接合，以確定那些動(dòng)力模塊通過所述耦合系統(tǒng)與所述能量積分器連接在一起。