車輛動力控制及回收系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛動力系統(tǒng)，特別是涉及一種用于車輛動力控制和回收的系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]如圖3所示為現(xiàn)有的車輛動力傳動過程，其存在的主要問題:
a、車輛起動后，打開空調(diào)開關，空調(diào)工作。由于汽車空間原因，汽車空調(diào)冷凝器設計較小，而車輛使用環(huán)境溫度又較高，于是汽車空調(diào)為達到需要的制冷量，需要消耗更多的功率。普通車輛空調(diào)功率約為2 - 5KW，也就是空調(diào)起動后消耗發(fā)動機功率2 - 5KW左右。b、車輛起動后發(fā)電機便跟隨發(fā)動機一直運轉(zhuǎn)，向車輛蓄電池、其他車輛用電設備供電。普通車輛的發(fā)電機功率約為1KW，也就是車輛起動后發(fā)電機基本消耗發(fā)動機功率1KW。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術存在的問題，提供一種車輛動力控制及回收系統(tǒng)，該系統(tǒng)能有效的降低能源消耗、提升車輛動力、降低尾氣排放以及對部分能量進行回收利用。
[0004]本發(fā)明的目的是通過下列技術方案實現(xiàn)的:
一種車輛動力控制及回收系統(tǒng)，包括:電子控制單元、信息采集系統(tǒng)、執(zhí)行機構、發(fā)動機和發(fā)電機，其中信息采集系統(tǒng)用于采集執(zhí)行機構的信息并傳輸?shù)诫娮涌刂茊卧?，電子控制單元控制整體運行，所述執(zhí)行機構包括空調(diào)電控離合器、空調(diào)壓縮機、剎車、油門、蓄電池、發(fā)電機與電動機轉(zhuǎn)換控制器，所述信息采集系統(tǒng)包括蓄電池信號采集器、油門信號采集器和剎車信號采集器。
[0005]進一步的方案中，當油門信號采集器采集到處于加速狀態(tài)的信息，且空調(diào)壓縮機處于開啟狀態(tài)時，由電子控制單元控制空調(diào)電控離合器關閉空調(diào)壓縮機。
[0006]進一步的方案中，所述電子控制單元能控制發(fā)電機與電動機轉(zhuǎn)換控制器將發(fā)電機從發(fā)電狀態(tài)切換到電動機狀態(tài)，此時發(fā)電機與發(fā)動機一起為車輛提供動力。。
[0007]進一步的方案中，當車輛處于規(guī)定范圍內(nèi)的相對勻速行駛的狀態(tài)時，電子控制單元能控制發(fā)電機停止工作。
[0008]進一步的方案中，當剎車信號采集器采集到處于剎車狀態(tài)的信息，此時發(fā)電機對蓄電池進行充電，用于回收部分能量。
[0009]從本發(fā)明的各項結(jié)構技術特征可以看出，本發(fā)明的優(yōu)點在于:本控制系統(tǒng)通過對車輛動力系統(tǒng)的優(yōu)化，充分利用車輛現(xiàn)有裝置。通過對信號和數(shù)據(jù)的采集與分析，控制相關裝置達到以下作用:
1、加速時增加的扭矩將降低燃油發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，減少加速時尾氣排放峰值，保護環(huán)境。降低削減峰值尾氣排放40% ;2、增加的扭矩將提高車輛的加速性能，特別是在停車起步等低轉(zhuǎn)速的情況下。增加約15% ;3、由于電噴車型在減速狀態(tài)大多沒有噴出燃油，減速狀態(tài)的強制發(fā)電可實現(xiàn)少量的能量回收，保護環(huán)境；4、預警車輛蓄電瓶壽命，避免由于車輛蓄電瓶電量不足造成的車輛無法啟動；5、收集車輛行駛數(shù)據(jù)，為進一步完善與提高車輛品質(zhì)提供數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0010]本發(fā)明將通過實施例并參照附圖的方式說明，其中:
圖1是本發(fā)明車輛動力示意圖；
圖2是本發(fā)明車輛動力控制流程示意圖；
圖3是現(xiàn)有技術的車輛動力示意圖；
圖4是發(fā)動機功率扭矩曲線示意圖；
圖5是車輛熱車啟動時尾氣排放曲線示意圖；
其中附圖標記:1是電子控制單元 2是發(fā)動機 3是發(fā)電機 4是空調(diào)電控離合器 5是空調(diào)壓縮機 6是剎車 7是油門 8是蓄電池 9是發(fā)電機與電動機轉(zhuǎn)換控制器 10是蓄電池信號采集器 11是油門信號采集器 12是剎車信號采集器。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明:
如圖1和圖2所示，本實施例對本發(fā)明的控制回收系統(tǒng)在處于各種狀態(tài)時的控制進行詳細描述:
1、增加蓄電池、油門、剎車等的信號收集器。增加空調(diào)與發(fā)電即電動機轉(zhuǎn)換控制器。發(fā)電機和蓄電池可能需要更換以滿足更高要求。2、監(jiān)測到車輛處于加速狀態(tài)時:a、如空調(diào)處于打開狀態(tài)，控制空調(diào)電控離合器，關閉空調(diào)壓縮機。節(jié)約空調(diào)占用的燃油發(fā)動機動力。待加速狀態(tài)停止后(或其他參數(shù)出現(xiàn))，控制空調(diào)電控離合器，重新打開空調(diào)壓縮機。此過程不影響車內(nèi)空調(diào)出風口出風。b、根據(jù)蓄電池信號采集器采集到的車輛蓄電池的狀態(tài)，控制發(fā)電機與電動機轉(zhuǎn)換控制器，將發(fā)電機從發(fā)電狀態(tài)切換到電動機狀態(tài)。也就是發(fā)電機不再占用燃油發(fā)動機動力的同時，按程序控制電動機的動力輸出。將蓄電池電力轉(zhuǎn)換為車輛動力。
C、我們知道設備的功率與扭矩和轉(zhuǎn)速呈相關關系。同一臺車輛的燃油發(fā)動機與發(fā)電機和空調(diào)壓縮機的轉(zhuǎn)速比固定不變。也就是發(fā)電機轉(zhuǎn)換為電動機所占用與釋放的扭矩，放大和縮小倍數(shù)是相同的。
[0012]3、指定范圍的勻速行駛狀態(tài)時:a、不對空調(diào)壓縮機進行任何控制操作。b、通過蓄電池信號采集器對蓄電池進行監(jiān)測，僅對蓄電池滿足一定條件時停止發(fā)電機工作，以節(jié)約燃油，降低發(fā)動機的能耗和排放。4、當監(jiān)測到車輛在剎車減速時:a、不對空調(diào)壓縮機進行任何控制操作。b、發(fā)電機須對蓄電池充電，回收部分能量。
[0013]按照本發(fā)明的控制系統(tǒng)進行運行，如圖4所示:經(jīng)測試，車輛加速時燃油發(fā)動機轉(zhuǎn)速通常處于1500-3000rpm之間，我們按照平均值測算，通過上述控制程序2中的步驟a程序控制，可以為車輛加速增加約16牛米扭矩。通過上述控制程序2中的步驟b程序控制，可以為車輛加速增加約9牛米的扭矩(原狀態(tài)為消耗4牛米，現(xiàn)為輸出4牛米)。合計增加約25的扭矩。2013、14年全球十佳發(fā)動機斯巴魯FA20發(fā)動機的參數(shù)為:最大功率148Kff/7000rpm,最大扭矩205牛米/6400rpm，按此計算通過本系統(tǒng)將增加最大扭矩約12%的扭矩，如按照FA20發(fā)動機在2000rpm的扭矩計算將增加更多。
[0014]由圖4的發(fā)動機功率扭矩曲線圖所示，按車輛加速時的常見情況，發(fā)動機轉(zhuǎn)速從1500rpm升高到3000rpm,扭力增加25-30牛米，由于本系統(tǒng)對發(fā)動機動力使用的智能分配，最高可以增加25牛米的驅(qū)動扭力?？紤]到車輛可能處于未使用空調(diào)或蓄電池電力不足等原因，按平均可以增加驅(qū)動扭力12牛米計算。將降低發(fā)動機扭力輸出40%，同時降低尾氣排放40%。
[0015]據(jù)有關統(tǒng)計資料，車輛的加速、減速、啟動等狀況約占總運行時間的50 - 90%，且其中加速狀況約占30 - 50%，而發(fā)動機在加速時瞬時油耗約為勻速時的2 — 6倍。由于加速狀態(tài)發(fā)動機氣缸內(nèi)混合氣濃度的均勻性受到破壞，燃燒效率下降，排放增加更高。本系統(tǒng)在車輛加速尾氣排放數(shù)倍增加的時候介入，降低排放峰值作用更加明顯。
[0016]檢測車輛在不同狀態(tài)下尾氣排放的情況，如圖5所示:通過現(xiàn)有某些車輛的瞬時油耗指標，我們也能直觀的看到車輛在不同狀態(tài)的油耗。也就對應是不同狀態(tài)車輛的尾氣排放。車輛起動與加速時，對應指標往往是車輛在勻速行駛時對應指標的2-8倍。也就是說如果我們頻繁的起步與加速，特別是現(xiàn)在擁堵的路況情況下，將會極大的增加車輛尾氣排放，造成環(huán)境污染。而本發(fā)明在加速時增加的扭矩將降低燃油發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，減少加速時尾氣排放峰值，保護環(huán)境。降低削減峰值尾氣排放40%。
[0017]本說明書中公開的所有特征，除了互相排斥的特征以外，均可以以任何方式組合。
[0018]本說明書(包括任何附加權利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
[0019]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種車輛動力控制及回收系統(tǒng)，包括:電子控制單元(I)、信息采集系統(tǒng)、執(zhí)行機構、發(fā)動機(2)和發(fā)電機(3)，其中信息采集系統(tǒng)用于采集執(zhí)行機構的信息并傳輸?shù)诫娮涌刂茊卧?1)，電子控制單元(I)控制整體運行，其特征在于:所述執(zhí)行機構包括空調(diào)電控離合器(4)、空調(diào)壓縮機(5)、剎車(6)、油門(7)、蓄電池(8)、發(fā)電機與電動機轉(zhuǎn)換控制器(9)，所述信息采集系統(tǒng)包括蓄電池信號采集器(10)、油門信號采集器(11)和剎車信號采集器(12)。
2.根據(jù)權利要求1所述的車輛動力控制及回收系統(tǒng)，其特征在于:當油門信號采集器(11)采集到處于加速狀態(tài)的信息，且空調(diào)壓縮機(5)處于開啟狀態(tài)時，由電子控制單元(I)控制空調(diào)電控離合器(4)關閉空調(diào)壓縮機(5)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的車輛動力控制及回收系統(tǒng)，其特征在于:所述電子控制單元(I)能控制發(fā)電機與電動機轉(zhuǎn)換控制器(9)將發(fā)電機(3)從發(fā)電狀態(tài)切換到電動機狀態(tài)，此時發(fā)電機(3)與發(fā)動機(2) —起為車輛提供動力。
4.根據(jù)權利要求1所述的車輛動力控制及回收系統(tǒng)，其特征在于:當車輛處于規(guī)定范圍內(nèi)的相對勻速行駛的狀態(tài)時，電子控制單元(I)能控制發(fā)電機(3)停止工作。
5.根據(jù)權利要求1所述的車輛動力控制及回收系統(tǒng)，其特征在于:當剎車信號采集器(12)采集到處于剎車狀態(tài)的信息，此時發(fā)電機(3)對蓄電池(8)進行充電，用于回收部分能量。
【專利摘要】本發(fā)明為一種車輛動力控制及回收系統(tǒng)。包括：電子控制單元、信息采集系統(tǒng)、執(zhí)行機構、發(fā)動機和發(fā)電機，當油門信號采集器采集到處于加速狀態(tài)的信息，且空調(diào)壓縮機處于開啟狀態(tài)時，由電子控制單元控制空調(diào)電控離合器關閉空調(diào)壓縮機；所述電子控制單元能控制發(fā)電機與電動機轉(zhuǎn)換控制器將發(fā)電機從發(fā)電狀態(tài)切換到電動機狀態(tài)，此時發(fā)電機為發(fā)動機提供動力；當車輛處于規(guī)定范圍內(nèi)的相對勻速行駛的狀態(tài)時，電子控制單元能控制發(fā)電機停止工作；當剎車信號采集器采集到處于剎車狀態(tài)的信息，此時發(fā)電機對蓄電池進行充電，用于回收部分能量。該系統(tǒng)能有效的降低能源消耗、提升車輛動力、降低尾氣排放以及對部分能量進行回收利用。
【IPC分類】B60W10-08, B60W30-18, B60W10-06, B60W10-30
【公開號】CN104648400
【申請?zhí)枴緾N201510070743
【發(fā)明人】謝樹磊
【申請人】謝樹磊
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年2月11日