[發(fā)明專(zhuān)利]具有電變速器和電驅(qū)動(dòng)模塊的混合動(dòng)力車(chē)輛

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310149221.0
• 申請(qǐng)日: 2013-04-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103373215A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A.G.霍爾梅斯;B.M.康倫;N.K.布克諾;C.N.拉普蒂斯
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 通用汽車(chē)環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): B60K6/36
• 分類(lèi)號(hào): B60K6/36;B60K6/54;B60K6/38
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 葛青

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明通常包括配置為用于高效發(fā)動(dòng)機(jī)性能的混合動(dòng)力車(chē)輛。

背景技術(shù)

車(chē)輛可以配備有一個(gè)或多個(gè)前車(chē)輪和一個(gè)或多個(gè)后車(chē)輪。車(chē)輛可以配備有發(fā)動(dòng)機(jī)，產(chǎn)生推進(jìn)車(chē)輛的軸功率。車(chē)輛可以配備有變速器，用于將來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)輸出部的軸功率一相對(duì)較低的扭矩和高的速度轉(zhuǎn)變到相對(duì)較高的扭矩和低的速度，以驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)車(chē)輪。車(chē)輛可以配備有車(chē)軸，用于將兩者變速器的軸功率傳送到一個(gè)或多個(gè)車(chē)輪。有利的是，特別是與機(jī)械簡(jiǎn)單性有關(guān)的是，使用發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器和車(chē)軸僅驅(qū)動(dòng)前車(chē)輪或僅后車(chē)輪。有利的是，尤其是與各種環(huán)境條件下操作有關(guān)的是，驅(qū)動(dòng)所有車(chē)輪。

推進(jìn)有輪車(chē)輛以穩(wěn)定的速度行駛在基本沒(méi)有很大風(fēng)的水平表面上的力可以使用與車(chē)輛速度有關(guān)的三個(gè)項(xiàng)來(lái)精確的表示，通常稱(chēng)為F0、F1和F2。力可以大約為F0項(xiàng)、乘以車(chē)輛速度的F1項(xiàng)和乘以車(chē)輛速度平方的F2項(xiàng)的和。F0項(xiàng)與干摩擦有關(guān)，F(xiàn)1項(xiàng)與粘性摩擦有關(guān)，且F2項(xiàng)與空氣動(dòng)力拖曳有關(guān)。這些項(xiàng)理論上都大于零，且經(jīng)驗(yàn)上通常給予測(cè)量計(jì)算為大于零。由此，在沒(méi)有風(fēng)的水平表面上以穩(wěn)定的速度推進(jìn)車(chē)輛的力通過(guò)該速度的拋物線(xiàn)函數(shù)逼近。通過(guò)牽引其車(chē)輪中的一個(gè)或多個(gè)而驅(qū)動(dòng)車(chē)輛所需得旋轉(zhuǎn)扭矩因此通過(guò)車(chē)輛車(chē)輪旋轉(zhuǎn)速度的拋物線(xiàn)函數(shù)逼近。

發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生軸功率可以在以速度和扭矩的預(yù)測(cè)函數(shù)的速率燃燒燃料的同時(shí)在整個(gè)旋轉(zhuǎn)輸出速度范圍和整個(gè)輸出扭矩范圍上輸出。例如，現(xiàn)今的內(nèi)部燃燒往復(fù)活塞或活塞發(fā)動(dòng)機(jī)能以可接受的平滑度運(yùn)轉(zhuǎn)并在空轉(zhuǎn)速度以上產(chǎn)生一些量的軸扭矩輸出，且可以無(wú)損壞地運(yùn)轉(zhuǎn)且產(chǎn)生高達(dá)最大發(fā)動(dòng)機(jī)速度的一些量的軸扭矩輸出。從示例性發(fā)動(dòng)機(jī)而來(lái)的軸扭矩輸出量可以通過(guò)其全開(kāi)的油門(mén)而從最大值變化到具體速度下油門(mén)關(guān)閉的零值。最大軸扭矩通常稱(chēng)為扭矩曲線(xiàn)，其可以在從空轉(zhuǎn)速度到最大發(fā)動(dòng)機(jī)速度的總速度范圍一部分的速度范圍上在量值上相似，所述量值是相對(duì)平坦的。

對(duì)給定量的燃料消耗而產(chǎn)生的軸做功的量（其為將燃料潛能轉(zhuǎn)換為軸做功的效率）隨運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩和速度變化。對(duì)于使用火花塞點(diǎn)火且遵循四沖程循環(huán)（歸于Otto或Atkinson）的發(fā)動(dòng)機(jī)的效率通常在油門(mén)全開(kāi)時(shí)最大（其處在最大扭矩）且在零輸出扭矩時(shí)減小到零效率，假設(shè)在所有運(yùn)行條件下燃料和空氣的比基本上保持相同，例如是平衡的。在混合物中增加額外的燃料通常允許以超過(guò)最大輸出扭矩的輸出扭矩運(yùn)行，該最大輸出扭矩可通過(guò)平衡或貧燃料的混合物獲得，但是由于使用這種額外的燃料發(fā)動(dòng)機(jī)效率降低。對(duì)于燃料效率和清潔排氣非常重要的車(chē)輛來(lái)說(shuō)，對(duì)于所有扭矩水平和所有速度，除了高扭矩和高速度的組合情況（其允許發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)接近該組合的其最大功率和速度和扭矩）以外，發(fā)動(dòng)機(jī)通常將被控制為一基本上平衡的或略微貧燃料的混合物運(yùn)行。

火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)可以以替換的控制或改變扭矩（而不是油門(mén)）的方式運(yùn)行，在扭矩減小到低于其最大值時(shí)這也降低發(fā)動(dòng)機(jī)效率，雖然量較小。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)可以具有配備有進(jìn)氣閥的汽缸，這些閥的打開(kāi)或關(guān)閉的持續(xù)時(shí)間或正時(shí)或這些閥打開(kāi)的程度（通常被稱(chēng)為“升程”）可以改變以控制或限制空氣的量或空氣和燃料混合物的量，對(duì)每一個(gè)汽缸都是如此。改變進(jìn)氣閥的正時(shí)，從而它們保持打開(kāi)且允許在進(jìn)氣沖程（其是遲進(jìn)氣閥關(guān)閉）造成更少效率損失之后一些空氣或空氣燃料混合物從每一個(gè)汽缸逃逸，因?yàn)樵谶M(jìn)氣沖程過(guò)程中活塞不需要讓空氣或空氣燃料通過(guò)限制。但是，通常減少用于汽缸的低于具體水平的空氣量將減少氣體的凈膨脹且因此極大地降低發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。

壓縮點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)通常簡(jiǎn)單地通過(guò)改變引入到其汽缸或其他做功腔室的燃料量而被控制。壓縮足夠高且燃料性能為使得在燃料于大部分壓縮沖程之后引入到汽缸燃料燃燒在各燃料液滴周?chē)l(fā)生。在腔室中保持有利的燃料和空氣混合物以產(chǎn)生從燃燒點(diǎn)火源橫過(guò)腔室的火焰不是必要的。因此，空氣不需要通過(guò)油門(mén)或其他手段被限制進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，保持膨脹比，且在任何給定速度下在寬扭矩值范圍上效率相對(duì)平坦。為了改變或控制壓縮點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出，引入到汽缸的燃料量可以在燃料的零量到預(yù)定最大量之間隔壁，所述燃料可在排氣中沒(méi)有看得見(jiàn)的或過(guò)多的煙或其他未燃燒燃料的情況下燃燒。