[发明专利]混合动力车辆及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及混合动力车辆(hybrid vehicles)和控制混合动力车辆的方法。具体地，本发明涉及具有原动机(prime mover)和能量储存和回收系统的混合动力车辆。

背景技术

能量储存和回收系统的一种公知例子包含飞轮。

2008年4月14-17日出版的(美国)汽车工程师协会技术论文(SAEtechnical paper)2008-01-0083描述了一种由连接在车辆的发动机和变速箱之间并且用于通过齿轮组(gearset)驱动飞轮的无级变速器(CVT)组成的装置。该装置可以增加或减小由发动机提供的动力(power)。

在基于飞轮的能量储存和回收系统中，CVT速比的操纵实现能量储存和回收的控制。当设定速比以加速飞轮时，储存能量，并且当设定速比以减速飞轮时，回收能量。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于混合动力车辆的改良传动系统(drivetrain)。

根据本发明的第一方面，提供一种用于混合动力车辆的传动系统，其包含原动机、能量储存和回收系统以及变速箱，其中，能量储存和回收系统是高速飞轮，变速箱具有输入轴和输出轴，输出轴可驱动地连接到输入轴以提供多个传动比并且可操作的对至少一个负重轮(road wheel)提供驱动，输入轴的一端可通过第一离合器与原动机连接，输入轴的远端可通过第二离合器与飞轮连接。

传动系统可以进一步包含位于飞轮和第二离合器之间的无级变速器。

传动系统可以进一步包含位于无级变速箱和飞轮之间的减速箱。

传动系统可以进一步包含控制器，用以控制原动机、第一离合器和第二离合器以及流到飞轮和从飞轮流出的能量的操作。

控制器可以设置成，接收至少一个驾驶员要求的输入指示并且基于飞轮的当前蓄能状态、原动机的当前操作状态和当前驾驶员要求中的至少一个，控制原动机、第一离合器和第二离合器以及流到飞轮和从飞轮流出的能量的操作，从而满足当前操作需要。

变速箱可以是自动手动变速箱。

传动系统可以进一步包含可驱动地连接到输出轴的液压机(hydraulicmachine)以及连接到液压机的液压蓄能器，其中，在传动系统正常运转的过程中液压机由输出轴驱动从而使液压蓄能器蓄能，并且液压机设置成在变速箱的变速操作过程中从液压蓄能器中接收液压液(hydraulic fluid)从而在变速过程中对至少一个传动轮保持动力流。

液压机可以是油泵并且该油泵可以设置成对无级变速箱供应液压油，所述油泵连接到变速箱的输出轴。

传动系统可以进一步包含可驱动地连接到输入轴的电机以及可操作地连接到电机的电池，其中，电机设置成由输入轴驱动从而为电池充电。

第一离合器可以打开，第二离合器可以闭合，变速箱可以处于空档位置，并且输入轴可以由飞轮驱动从而为电池再充电。

当需要时，电机可以设置成利用储存在电池中的动力驱动输入轴。

电机和飞轮可以结合使用以驱动输入轴。

第一离合器可以打开，第二离合器可以闭合，并且变速箱可以处在空档位置且电机可以用于对飞轮再蓄能。

第一离合器和第二离合器可以都闭合并且原动机和飞轮可以都用于驱动输入轴从而驱动混合动力车辆。

优选地，原动机可以是内燃机。

可选择地，原动机可以是电力牵引马达(electric traction motor)。

传动系统可以包括用于启动发动机的启动马达，并且该启动马达可以选择性地用于对飞轮再蓄能。

传动系统可以进一步包括至少一个可连接到上述输入轴的远端的附件。

根据本发明的第二方面，提供一种具有根据前述本发明第一方面所构建的传动系统的混合动力车辆。

根据本发明的第三方面，提供一种操作混合动力车辆的方法，其中该车辆包括传动系统，该传动系统包含变速箱、可通过第一离合器与变速箱的输入轴的一端连接的原动机、可通过第二离合器与上述输入轴的远端连接的高速飞轮形式的能量储存和回收装置，以及可驱动地连接到输入轴以提供多个传动比并且可操作地对至少一个负重轮提供驱动的输出轴，本方法包含以多种预先确定的操作模式中的一种模式操作传动系统从而满足当前操作需要，其中当前操作需要基于飞轮的蓄能状态、原动机的操作状态和驾驶员要求中的至少一个。

本方法可以进一步包含对操作需要排列优先次序并且选择操作模式以满足最优先的需要。

本方法可以进一步包含检测车辆减速要求，确立运行需要以对飞轮蓄能，以及作为响应，打开第一离合器并且闭合第二离合器，藉此将能量从车辆转移到飞轮。