[發明專利]混合動力系和重新起動發動機的方法

有效

• 申請號: 201210332294.9
• 申請日: 2012-09-10
• 公開（公告）號: CN103043052A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: A.G.霍爾姆斯;S.S.霍金斯
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: B60W20/00
• 分類號: B60W20/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 葛青

技術領域

本發明涉及一種具有起動電機和用來重新起動發動機的電動機/發電機的混合動力系。

背景技術

通過利用電動機/發電機和內燃發動機以及隨車攜帶的控制器，混合車輛提供低的燃料消耗和耗散，其中控制器編程為在不同的行車條件下改變發動機和電動機/發電機的使用來達到最高效率。

有一種類型的混合電動車輛稱為傳動帶-交流發電機-起動器混合（belt-alternator-starter）車輛。這種車輛具有通過傳動帶和滑輪系統運轉地連接到發動機曲軸的電動機/發電機。電動機/發電機用來通過鑰匙起動（key?start）來起動發動機且在再生制動中由發動機再充電。“鑰匙起動”或“首次起動”代表發動機完全停運一段較長的時間后發動機首次起動。鑰匙起動通常由車輛操作員將鑰匙插進點火裝置并旋轉鑰匙至鑰匙朝上（key-up）或更遠的鑰匙起動（key?crank）位置。這與“快速起動”或“重新起動”形成對比，后者發生行車條件許可時發動機被電子控制器臨時關閉之后，例如當車輛在停車信號燈前停止。這幫助降低排放以及增加燃料經濟性。高壓電池（例如，120伏電池）通常用來為完成重新起動提供足夠動力，也用在再生制動中。

大部分混合車輛還采用低電壓電池（例如，12伏電池）驅動典型的機動車輛附件，例如前燈、音頻系統、ECU和其他電子部件。假如已激活APM（僅在發動機運轉之后），低電壓電池還可通過高電壓電池充電（通過輔助能量模塊（“APM”），也稱為DCDC轉換器，將能量從高電壓轉換成低電壓）。這里所用的“激活”APM指的是促使APM開始將高電壓水平轉換為低電壓水平，反之亦然。

不同的混合機動車輛在執行混合機動車輛的鑰匙起動中可不同地使用高和低電壓電池系統。在混合機動車輛的一種配置中，利用高電壓電池執行鑰匙起動，而低電壓電池留下來為車輛附件提供動力而不用在鑰匙起動過程中。在另一種配置中，在鑰匙起動中利用低電壓電池給起動電動機提供動力以起動發動機，高電壓電池用在重新起動中而不用在鑰匙起動。在鑰匙起動后低電壓電池還用來為機動車輛附件提供動力。在另一種混合車輛配置中，起動電動機在鑰匙起動中首先將發動機轉至一檔，電動機/發電機由高電壓電池提供動力，之后與起動電動機一起協作輔助發動機轉至最終起動速度。在一些配置中，當在鑰匙起動中使用低電壓電池時，APM將存儲在高壓電池中的能量轉換為低電壓電池的電壓水平。

發明內容

提供了一種具有兩個能量存儲裝置的動力系，其中兩個能量存儲裝置通過開關裝置可選擇地連接，在發動機重新起動中和其他操作模式中，例如鑰匙起動和能量存儲設備充電中，控制流向起動電動機和電動機/發電機的功率。在大部分運行條件下使用全部兩個能量存儲裝置。這允許動力系采用相對小型的電動機/發電機運行和采用電壓低于混合車輛通常所用的電壓的能量存儲裝置運行，在不降低駕駛質量且保持了燃料經濟性的同時削減了動力系的總成本。

特別地，提供了一種包括發動機、起動電動機和電動機/發電機的混合動力系。傳動機構運轉地將起動電動機和發動機連接起來。傳動帶驅動機構運轉地連接電動機/發電機和發動機。動力系具有第一能量存儲裝置和第二能量存儲裝置。第一能量存儲裝置可在具有第一最小電壓和第一最大電壓的運行電壓的第一范圍內運行。第二能量存儲裝置可在具有第二最小電壓和第二最大電壓的運行電壓的第二范圍內運行。運行電壓的第一范圍與第二運行電壓至少部分重合，其中第二最大電壓比第一最小電壓大，而比第一最大電壓小。

開關裝置可選擇地運行在接通狀態和斷開狀態。第一能量存儲裝置和第二能量存儲裝置當開關裝置處于接通狀態時運轉地彼此連接，當開關裝置處于斷開狀態時運轉地彼此斷開。控制器運轉地連接至開關裝置、起動電動機和電動機/發電機。可以操作控制器使開關裝置處于斷開狀態，且在發動機的重新起動中使用第一能量存儲裝置為起動電動機和電動機/發電機提供動力。在發動機的重新起動中當開關裝置處于斷開狀態，起動電動機和電動機/發電機僅與第二能量存儲裝置可運轉地連接。當動力系的運行參數與預設的參考參數至少相差預設值時開關裝置可能處于接通狀態。例如，如果發動機運行溫度或一個能量存儲裝置的運行溫度低于預設值，開關裝置可能處于接通狀態。這可允許在相對冷的環境重新起動中利用第二能量存儲裝置，其中該第二能量存儲裝置可以是鉛酸電池。