CN103993970A - 用于寒冷气候中混合动力电动车辆的增强驱动性能 - Google Patents

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Abstract

一种用于混合动力电动车辆的柴油燃料控制系统，包括，控制单元和连接至所述控制单元的环境空气温度传感器，其中，所述控制单元配置为存储关于车辆中燃料的滤清器冷凝堵塞点温度的信息。该系统进一步包括从车辆的速度传感器向控制单元的连接，以及从柴油温度传感器的连接，其中，控制单元配置为基于来自所述温度传感器和所述速度传感器的信息来计算燃料过滤器中的燃料温度，并且配置得与发动机控制单元连接，使得内燃发动机配置得，如果所述计算的温度低于滤清器冷凝堵塞点温度，则起动。

Description

用于寒冷气候中混合动力电动车辆的增强驱动性能
技术领域
本发明涉及用于混合动力电动车辆的柴油燃料控制系统，包括控制单元和连接至所述控制单元的环境温度传感器，其中，所述控制单元配置为存储关于滤清器冷凝堵塞点温度的信息。
背景技术
在寒冷天气中，柴油发动机有时与一些起动问题、粘滞柴油燃料、也就是具有高粘度的柴油以及需要使用防冻附加剂有关。换句话说，在寒冷天气中使用柴油的最大问题是燃料凝固的趋势。为大多数乘用车辆推荐的一种类型的柴油包含一些自然反应石蜡(蜡)，并且随着温度降低，这一石蜡结晶且影响燃料的流动性，并且可能导致起动困难且最终导致过滤器堵上／堵塞。不幸的是，当生物柴油进入该反应中时，这一问题恶化——生物柴油趋于在比柴油稍高的温度凝固。
幸运的是，这些问题被相当容易地解决。常规的柴油燃料是“适应冬季的”或在其传动至泵之前在经销商处被季节地调整。通过混合上述类型的柴油与更精炼的柴油，完成了过冬准备。对柴油燃料进行过冬处理来维持寒冷天气流动特性，并且该系数改变基于区域分配。为了在寒冷气候中有效地使用生物柴油，其必须以改变的百分比混合适合冬季使用的柴油，其再次依赖区域。
对于使用柴油发动机作为内燃发动机(ICE)的混合动力电动车辆，且特别对于插入式混合动力车，这里有进一步的问题。当混合动力电动车辆仅有电动机驱动时，燃料甚至将不流动，其可能导致燃料变得更冷。因此，如果周围空气降至低于预定温度、例如0℃，为了保证过滤器不堵塞，ICE始终运行。甚至虽然一些柴油燃料是“适应冬季的”，为了安全，ICE将运行且因而车辆在低温处将或多或少地作为没有电动机的标准车辆。
插入式混合动力电动车辆产生的进一步问题是，可能仅在电动模式下运行了很长时间，也就是，如果例如有人具有短的交通距离且在每晚或在工作时的白天中为电池再充电。在最坏情况的方案中，这一车辆当冬天到来时油箱中仍然留有来自夏季的柴油。
发明内容
本发明的目的是提供使得当在寒冷户外时可能在电动模式中运行混合动力电动车辆的系统和方法。
这一目的通过在所附权利要求中详述的系统和方法而实现。
依照本发明，用于混合动力电动车辆的柴油燃料控制系统包括控制单元和连接至所述控制单元的环境空气温度传感器，其中，所述控制单元配置为存储关于滤清器冷凝堵塞点温度(cold filter pluggingpoint temperature)的信息。该系统进一步包括从车辆的速度传感器连接至控制单元的连接装置以及从柴油温度传感器的连接装置，其中控制单元配置为基于来自所述温度传感器和所述速度传感器的信息来计算燃料过滤器中的燃料温度，并且配置为与发动机控制单元连接，使得内燃发动机配置为如果所述计算的温度低于滤清器冷凝堵塞点温度，则起动。逻辑上，一旦环境温度低于夏季燃料的滤清器冷凝堵塞点温度，即对于大多数国家和／或区域为低于0℃，则混合动力车中的柴油堵塞的内燃发动机将运行。通过本发明，可能在远低于0℃时在电动模式中运行车辆。然而，由于在燃料的滤清器冷凝堵塞点温度的计算中可能发生错误，有时候建议具有安全裕度，即，在高于滤清器冷凝堵塞点温度几度时起动内燃发动机。
依照本发明进一步的方面，柴油温度传感器被配置在高压泵中。一个好处是，高压泵易于装备温度传感器，且可以是交付时就配备的直接来自于泵供应者的传感器。而且，在大多数情形中，需要有温度传感器来确定需要用于高压泵的冷却液流动。
依照本发明的一个方面，所述发动机控制单元配置为如果过滤器中的计算温度低于滤清器冷凝堵塞点温度多于4-6度，则起动高压泵。内燃发动机将与高压泵同时起动。这意味着，过滤器起初可以起动闭塞，但是由于由高压燃料泵供给燃料的热量，燃料过滤器中的温度将快速增加并且已经组装进过滤器中的石蜡或蜡将随着燃料增加的热量而溶解。替代地，控制单元可被配置为如果计算的温度低于滤清器冷凝堵塞点温度时，起动高压泵并因而起动内燃发动机，即，其应该适于车辆驱动线路上的每个特定设计。
依照本发明的一个方面，控制单元配置为存储关于燃料何时被填充的时间信息。特别用于在插入式混合动力电动车辆中，具有这样的可能性，可能在纯电动模式中运行非常长的时间，例如当有人仅需要运行几公里上班，可能在每晚为它再充电并且内燃发动机将根本不会起动。在这一情形中，当对于一些已经在十月变得真正冷的区域(在北半球中)的时候，油箱可能加满了“夏季”柴油。因而，重要的是跟踪用于给车辆添加燃料时间的时间轨迹。
此外，当为车辆添加燃料时，加入油箱中的燃料量的信息也应被存储，也就是，通过测量和／或计算。
依照本发明的另一方面，控制单元包括至车辆加油口盖的连接。当车辆被再次添加燃料时，系统基于在再次添加燃料之前油箱中的燃料量和最近的计算滤清器冷凝堵塞点温度的时间以及再次添加的燃料量，来计算新的滤清器冷凝堵塞点温度。因此，当油箱盖被打开时，该系统处于待命状态，用于计算新的滤清器冷凝堵塞点温度。该计算例如可通过油箱盖的关闭而开始。为了测量填充的燃料量和已经在油箱中的量，一些类型的燃料高度传感器(fuel level sensor)是需要的。一种替代可以例如是当燃料添加门打开时开始计算，并且高度发送器指示燃料体积已经有了变化。
依照本发明的一个方面，测量内燃发动机中的油温，因而控制单元被连接至内燃发动机油温传感器。
依照本发明的进一步方面，控制单元被连接至定位系统。传统上，车辆依照它们被销售的国家的燃料的滤清器冷凝堵塞点温度而被编程。然而，为了更好的功能，控制单元被连接至定位系统，例如GPS、RDS或移动网络，它们将给出车辆添加燃料处的位置。如前所述，重要的是跟踪车辆被填充燃料的时间轨迹，因为在一些国家夏季柴油质量和冬季柴油质量，即滤清器冷凝堵塞点温度，基本上是不同的。而且，夏季(冬季)燃料质量在相邻的国家也会变化。因此，对于在与车辆被销售的国家不同的国家添加燃料，使用定位系统这一方案并不重要。因此，该系统适于气候带和季节。例如，在欧洲时刻是EN590标准。
附图说明
本发明现在将参考附图被进一步公开。
附图1示出了描述本发明原则的简化流程图。
具体实施方式
附图1示出了流程图，开始于内燃发动机被关闭(步骤1)的情形。从那里开始，起动低压燃料泵(步骤2)，用于具有经过高压燃料泵的流动，该处具有温度传感器。当高压燃料泵中的温度被测量后，燃料过滤器中的温度被计算(步骤3)。使用来自高压燃料泵的温度、环境空气温度、内燃发动机中的油温以及车辆的速度的输入数据执行燃料过滤器中温度的计算。
在附图1的流程图中的步骤4中，在燃料过滤器的计算温度TN和滤清器冷凝堵塞点临界温度TcFPP之间进行比较。如果计算的温度仍然在滤清器冷凝堵塞点临界温度之上，则该系统返回(loops back)以进行燃料过滤器中温度的新计算3。这样持续直到燃料过滤器中的温度下降至低于滤清器冷凝堵塞点临界温度，在该情形下，系统进入步骤5，通过内燃发动机的起动来增加燃料温度。
滤清器冷凝堵塞点临界温度被以下述方式选择，即，使得燃料温度的增速足以防止过滤器堵塞。因此，过滤器实际开始堵塞，但是当内燃发动机起动时，同时起动的高压燃料泵足够快地加热燃料，用于避免过滤器被完全堵塞。这一临界温度取决于过滤器的物理属性，但在开发本系统中测试的一些实施方式中，临界温度大约低于滤清器冷凝堵塞点5至6(摄氏)度。应注意到的是，如果是另一类型的过滤器，这可能会不同，并且特别是如果过滤器以某种方式处于由于环境温度和车速导致的对流而不被冷却很多的位置。
此外，一些时候优选的是具有大约2(摄氏)度的安全裕度，也就是，使得当计算的燃料温度在滤清器冷凝堵塞点温度之上2度或更小时起动内燃发动机。
当车辆添加燃料时(步骤6)计算滤清器冷凝堵塞点。滤清器冷凝堵塞点的计算(步骤7)考虑到添加的燃料体积、初始体积、添加的燃料质量和初始燃料质量，用于计算新的平均燃料质量，即滤清器冷凝堵塞点。燃料质量可从数据库中获取，其中特定质量取决于添加燃料时间，也就是，是否是夏季或冬季。进一步的步骤是使用定位系统(例如GPS)得到特定质量数据。因此，GPS告知了应使用哪个国家的数据以及时间是冬季还是夏季。
前述是本发明的示例实施的公开。然而，明显的是，包含修改和改变的方法对于本领域技术人员将是明显的。由于前述公开意欲使得本领域技术人员能够执行当前的发明，从而不应被解释为限制，但是应被解释为由于落入了权利要求的范围而包括这些修改和变形。该系统的进一步选择应具有用于燃料的日期的时间限制或最佳类别。例如，当燃料箱中的燃料是90天或更久的，燃料质量在计算中应被改变至具有对应于“夏季燃料”的更高滤清器冷凝堵塞点温度。这将确保燃料箱中燃料的更换速度。同样，在说明书中和在权利要求书中，其表示了用于当车辆添加燃料时提供信号的油箱盖。这当然有多种可以实现这样的多种方式，例如，当燃料添加门(fuel filler door)的按钮被推动时，燃料添加门被打开，并且在燃料注入口中的传感器用于识别燃料喷嘴。

Claims (13)

1.一种用于混合动力电动车辆的柴油燃料控制系统，包括控制单元和连接至所述控制单元的环境空气温度传感器，其中，所述控制单元配置为存储关于车辆中燃料的滤清器冷凝堵塞点温度的信息，
其特征在于，
所述系统进一步包括从车辆的速度传感器到控制单元的连接，以及从燃料温度传感器的连接，其中，控制单元配置为基于来自所述温度传感器和所述速度传感器的信息计算燃料过滤器中的燃料的温度，并且配置为与发动机控制单元连接以使得内燃发动机配置为如果所述计算的燃料温度低于滤清器冷凝堵塞点温度，则内燃发动机起动。
2.如权利要求1所述的柴油燃料输送系统，其中，所述燃料温度传感器被配置在高压燃料泵中。
3.如权利要求1至2任一所述的柴油燃料输送系统，其中，所述发动机控制单元配置为，如果过滤器中的计算温度低于滤清器冷凝堵塞点温度多于4-6度，则起动高压泵。
4.如前述任意权利要求所述的柴油燃料输送系统，其中，控制单元配置为存储关于燃料何时被填充的时间信息。
5.如前述任意权利要求所述的柴油燃料输送系统，其中，控制单元包括连接至车辆加油口盖的连接装置。
6.如前述任意权利要求所述的柴油燃料输送系统，其中，控制单元被连接至定位系统。
7.如前述任意权利要求所述的柴油燃料输送系统，其中，所述系统进一步包括连接至低压燃料泵的连接装置，所述低压燃料泵配置为在当高压燃料泵不工作时的至少一部分时间泵送经过高压燃料泵的燃料。
8.如前述任意权利要求所述的柴油燃料输送系统，其中，控制单元与内燃发动机油温传感器连接。
9.一种用于在寒冷天气中在电动模式中运行柴油混合动力电动车辆的方法，其中，车辆包括连接至环境温度传感器、连接至燃料温度传感器以及连接至车辆速度传感器的控制单元，其中，所述方法包括：
测量环境温度，
从控制单元检索关于燃料的滤清器冷凝堵塞点温度的信息，
测量柴油燃料的温度，
测量车辆的速度，
计算燃料过滤器中的温度，
如果燃料过滤器中的计算温度低于滤清器冷凝堵塞点温度4至6度或更多，则起动内燃发动机，并且当燃料过滤器中的计算温度已经增加至滤清器冷凝堵塞点温度时，关闭内燃发动机。
10.如权利要求9所述的方法，其中，控制单元进一步连接至油箱盖中的传感器和日历，使得控制单元基于燃料箱何时被填充、填充的燃料量、油箱中已有的燃料量和填充前油箱中燃料的滤清器冷凝堵塞点温度而计算滤清器冷凝堵塞点温度。
11.如权利要求9至10任一所述的方法，其中，控制单元被连接至定位系统，用于确定被加入到车辆油箱中的燃料的滤清器冷凝堵塞点温度。
12.如权利要求9至11任一所述的方法，其中，当车辆处于电动模式中时，低压泵使燃料循环经过高压燃料泵和燃料过滤器。
13.如权利要求9至12任一所述的方法，其中，内燃发动机油温被测量并被用作用于计算燃料过滤器中温度的输入数据。
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