CN105073468A - 用于改善车辆的起动性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于改善车辆的起动性的方法，所述车辆设有原动机(2)和动能回收系统(12)。原动机(2)适于单独地或与动能回收系统(12)相结合地推进车辆，该动能回收系统(12)以可操作方式联接到原动机(2)和车辆的车轮，并且适于在能量充足时储存能量并在存在能量需求时使用能量。本发明还涉及一种车辆。该方法包括以下步骤：确定车辆是否是静止或基本静止的(101)；检测起步辅助状况(102)；检测动能回收系统(12)中的能量水平(103)；如果发现能量水平不足，则将原动机(2)连接到动能回收系统(12)并运行所述原动机(2)，使得来自原动机(2)的能量被存储在动能回收系统(12)中(104)；以及，当驾驶员要求车辆起步时，运行原动机(2)并消耗来自动能回收系统(12)的能量，使得车辆的车轮开始其推进(105)。

Description

用于改善车辆的起动性的方法
技术领域
本公开涉及一种用于改善车辆的起动性的方法，其中，所述车辆设有原动机和动能回收系统。该原动机适于单独地或与动能回收系统相结合地推进车辆，该动能回收系统以可操作方式联接到原动机和车辆的车轮，并且适于在能量充足时储存能量并在存在能量需求时消耗能量。本公开还涉及使用根据本发明的方法的车辆。
背景技术
在汽车工业中，总体趋势是(并且已经是)减少车辆中的油耗和尾气排放，特别是在具有内燃机的商用车辆中。这可以通过多种不同的方式实现。一个策略是总体上减小发动机的尺寸。然而，很多时候，这种小型发动机不足以提供推进车辆所需的扭矩，特别是当车辆(例如货物运输中的商用车辆或建筑车辆)是重载时。与小型发动机相结合，可以实现次级及进一步的辅助马达，其适于在主发动机提供的能量需求不足时辅助主发动机。
对于在频繁起动/停止的循环中运行的车辆，必须从发动机或发动机系统中提供足够的扭矩以获得适当的起动性。应当注意，在此方面，“起动性”是指车辆从大致静止开始的起步，而不是指发动机或发动机系统第一次起动，因而，发动机或发动机系统在起动时是冷的。当减小发动机的尺寸以减少油耗或减少尾气排放时，减小尺寸并不能进行到从静止到起步的程度，或者在通常基础上的加速也被削弱，除非提供次级辅助推进系统。
在城市公交车、地区分布和垃圾车应用中，使用手自一体变速器(AMT)代替传统的自动变速器(AT)也能够节省燃油。为了保持变速器的低重量、低成本和小尺寸，有利的是可以使用具有窄速比范围和少数个档位的AMT。然而，AMT通常不像AT那样具有扭矩转换器，当与窄的速比范围结合时，它会导致从车辆静止时的起动性很差。然而，不止是例如仅具有六个档位的AMT，而是任何类型的具有在最低档和最高档之间的窄速比范围的变速器都可能具有差的起动性。
一种弥补小型内燃机的方式例如可以是利用飞轮，飞轮在车辆制动时被加载载有动能。当车辆需要额外的推进力时，例如当超过另一车辆或者从静止开始起动时，这个能量稍后将被消耗以支持发动机。在此方面，飞轮在高功率时将提供少的能量，这意味着它将快速被加载但也将快速被卸载。一般来说，这与电池的情形相反。
US2010/0280712公开了一种设有与内燃机结合的飞轮的车辆。当需要额外的扭矩时，飞轮支持该车辆的发动机。在第一模式中，车辆处于巡航且飞轮还没有起动。当车辆驾驶员要求减速时，该减速用来为飞轮填充能量。飞轮中的能量稍后可以被消耗以支持内燃机来推进车辆。在起动模式中，当发动机冷时，内燃机与飞轮一起运行，以使内燃机更快地变暖，这更迅速地提高了尾气后处理效率。结果，尾气排放也更迅速地减少。因此，存储在飞轮中的能量稍后可以再次支持内燃机以推进车辆。
一个目的是进一步改善车辆的起动性，特别是原动机已经用动能回收系统补充的车辆，以有可能减小原动机的尺寸。
发明内容
在接下来的非限制性描述中，将进一步公开本发明的此目的及其它目的。
根据第一方面，公开了一种用于改善车辆的起动性的方法，所述车辆设有原动机和动能回收系统。所述原动机适于单独地或与动能回收系统相结合地推进车辆，该动能回收系统以可操作方式连接到原动机和车辆的车轮，并且适于在能量充足时储存能量并在存在能量需求时消耗能量。该方法包括以下步骤：
-确定车辆是否是静止或基本静止的，
-检测起步辅助状况，
-检测动能回收系统中的能量水平，
-如果发现能量水平不足，则将原动机连接到动能回收系统并运行原动机，使得来自原动机的能量被存储在动能回收系统中，以及
-当驾驶员要求车辆起步时，运行所述原动机并消耗来自动能回收系统的能量，使得车辆的车轮开始其推进。
本方法确保动能回收系统中存在足够的能量以从静止状态适当地起步。这种确保的方面与如下的车辆特别相关：例如每天行驶很多小时并经常从或长或短的静止中起步的城市公交车或垃圾车。与本发明的方法有关的这种静止例如可以包括当车辆(例如在正规城市交通中的公交车)有规律地在公交车站处停车以让人们上下车时。在公交车站处静止的时间通常相当短，就此而言，虽然公交车可以设有起动/停止功能，但发动机和尾气系统通常仍然足够暖以使其仍然是高效的并且当再次起动发动机以驶离(即，从公交站起步)时产生低的排放水平。所限定的这种方法对于具有小型发动机的车辆是尤其有利的，但它可以与任何类型的发动机结合使用。因而，该方法改善了车辆的起动性，从而允许与周围的交通顺利地互动，并增加了变速器离合器的使用寿命。上文的表述“消耗能量”是指重新使用之前已经存储在动能回收系统中的能量。
根据一个实施例，发现能量水平不足的所述步骤包括发现所述能量水平低于第一预定能量值。
该动能回收系统可以被加载到第一预定能量值的水平，选择该第一预定能量值，使得车辆可以在大多数场合顺利地起步。该第一预定能量值不需要代表最大负载。第一预定能量值可以是一个固定值或者适合于每次特定的起步。因此，可以实现一个灵活的系统。
根据一个实施例，如果能量水平低于所述第一预定能量值，则该方法还包括检测原动机是否在运行，如果原动机没在运行，则起动所述原动机。
这是特别相关的，如果该车辆设有起动/停止功能的话。如果原动机因为某些原因已经停止，这也是有效的。
根据一个实施例，该车辆设有起动/停止功能，使得：如果检测到起步辅助状况且车辆是静止或基本静止的，则禁止所述起动-停止功能使原动机停止运行。
通过这种方式，该方法能够很快确保动能回收系统存储有能量，从而车辆准备好快速起步。
根据本发明的一个实施例，按照所提到的顺序执行这些步骤。
根据一个实施例，确定起步辅助状况的步骤包括以下项中的任一个或它们的组合：确定车辆是否处于向上斜坡中或向上斜坡处，确定车辆是否重载，或者确定车辆相对于期望的计划是否延误。
根据一个实施例，确定车辆是否处于向上斜坡中或向上斜坡处的所述步骤包括：使用倾斜检测装置并确定该倾斜检测装置是否检测到等于或大于预定倾斜值的向上斜坡。
这种倾斜检测装置可以包括位于车辆中的倾斜传感器、诸如还包括海拔信息的全球定位系统(GPS)的车辆导航系统、或者诸如适于记录车辆所经过位置的海拔以在下次经过同一位置时使用该海拔信息的GPS系统的车辆导航系统。
根据一个实施例，所述预定倾斜值对应于7.5％的向上斜坡，优选对应于10％的向上斜坡，更优选对应于12.5％的向上斜坡。
根据一个实施例，确定车辆是否重载的所述步骤包括重量感测装置并确定该重量感测装置是否检测到车辆中的等于或大于预定重量值的有效负载。
这种重量感测装置可以包括位于车辆悬架系统中或处的各种类型的计量仪，从而可以基于车辆自重来估算悬架系统上的额外的有效负载。
根据一个实施例，所述预定重量值对应于车辆自重的30％的有效负载，优选对应于车辆自重的50％的有效负载，更优选对应于车辆自重的70％的有效负载。
根据一个实施例，该方法还包括：禁止推进所述车辆，直到动能回收系统中的能量水平等于或大于第二预定能量值。
在这种情况下，在允许车辆起步之前，动能回收系统应被加载到第二预定能量值。一个例子可以是该动能回收系统被加载到200KJ的能量水平，以在2秒内将100KW加到由原动机提供的起步能量上。
根据第二方面，公开了一种车辆，该车辆包括原动机和动能回收系统，使得所述原动机适于单独地或与动能回收系统相结合地推进所述车辆，该动能回收系统以可操作方式联接到所述原动机和车辆的车轮并且适于在能量充足时储存能量并在存在能量需求时消耗能量，该车辆适于执行本发明的方法。
根据一个实施例，所述动能回收系统是飞轮。
这是一种被快速加载的动能回收系统，即，它迅速地储存能量，但它同时也使车辆能够使用该能量。
根据第三方面，公开了一种车辆，其中，所述原动机是内燃机。
附图说明
接下来，将参考附图、针对非限制性实施例来描述本发明，其中
图1a是根据本发明的动力传动系的示意图，
图1b是根据本发明的飞轮和无级变速器的示意图，并且
图2是公开了根据本发明的方法的流程图。
具体实施方式
本公开首先描述使用本方法的车辆的动力传动系，然后描述这样的系统和方法。
与本公开相关的类型的车辆是可以由原动机推进的任何类型的车辆。这种车辆的一个例子是卡车，例如用于货物运输的重型卡车。其它类型的车辆例如可以是卡车、大客车或轿车中的任一种。
首先参考图1a，适于执行所公开的方法的车辆中的动力传动系1包括内燃机2，通常是柴油机，它是众所周知的类型。靠其它类型的燃料运行的内燃机2也是可以的，例如靠汽油、天然气或二甲基醚运行的内燃机。此外，其它类型的原动机(例如电机等)也是很合适的。内燃机2是权利要求书中所述的原动机的一个实施例。内燃机2具有曲轴3，该曲轴3在一端处连接到离合器4。离合器4用于使内燃机2与变速器脱离。离合器4连接到变速箱6的输入轴5，该变速箱6在与输入轴5相反的一端具有输出轴7。变速箱6可以是众所周知类型的手自一体式变速器(AMT)型的变速箱。通常，这样的变速箱6在内部设有与输入轴5配对的第一轴6a、与输出轴7配对的第二轴6b、以及将第一轴6a与第二轴6b连接并在与第一轴6a和第二轴6b相反的方向上旋转的中间轴8。某些这种类型的变速箱并不设有中间轴8。输出轴7则连接到传动轴9并通过差速器11连接到车辆的驱动桥10。
动力传动系1具有飞轮12。图1b中示出了该飞轮。飞轮12是权利要求书中的动能回收系统的一个实施例。飞轮12通过无级变速器(CVT)13在与CVT13相连的动力传动系接口和连接点14处连接到动力传动系1。为了将飞轮12连接到动力传动系1，在连接点14处，飞轮12的转速要适配于动力传动系1的转速。这通过CVT13来实现。飞轮12和CVT13可以在数个连接点处连接到动力传动系1。可能的连接点位于曲轴3上，在内燃机2的与离合器4位置相反的端部处。另一个可能的连接点位于离合器4和变速箱6之间的输入轴5处。又一个可能的连接点位于中间轴8处，在中间轴8的如下端部处：该端部位于变速箱6的与第二轴6b和输出轴7相同的一侧。还可能的连接点包括位于传动轴9和驱动桥10处。
飞轮12通常是一个巨大的、良好平衡的钢或复合材料柱体，通过轴承(未示出)悬浮在旋转轴上。也可以使用其它材料。飞轮12具有巨大的转动惯量。飞轮12容纳在壳体内，该壳体内能维持大致真空。通过真空泵(未示出)来形成真空。该真空泵可以一体地形成在壳体中或者是一个单独的实体。所述旋转轴连接到CVT13。飞轮12的能量与转速的平方成正比，并且，能量可以存储在飞轮12中并收集起来，以通过将扭矩施加在旋转轴15上而从飞轮12消耗该能量，从而将扭矩从动力传动系1传递到飞轮12或者将扭矩从飞轮12传递到动力传动系1。
无级变速器(CVT)13可以是包括两个串联联接的电机的电子式无级变速器，或者它也可以是具有环形类型的CVT或具有固定齿轮和滑动离合器的机械式无级变速器。在具有8升涡轮增压柴油机的15吨的城市公交车中，与内燃机2的尺寸相关的典型飞轮12的尺寸是100KW和500KJ的飞轮。
现在，将参考图2更详细地描述动力传动系1和飞轮12的系统的通常功能。车辆可以由内燃机2单独地推进或者与飞轮12相结合地推进。在任何商业上感兴趣的方法中，飞轮12都不能单独地推进车辆。飞轮12的功能是在需要时支持该内燃机2。这是飞轮12中的能量水平不足以推进车辆来实现起步时的情形。内燃机2以众所周知的方式运行。首先，确定车辆是否是静止或基本静止的101。当发现应使用飞轮12来支持内燃机2、即检测到起步辅助状况时102，如果飞轮12还没有被加载的话，飞轮12首先需要被加载有能量。因而，检测飞轮12中的能量水平103。这例如可以通过测量飞轮12的转速来完成，因为其能量水平与转速直接成正比。如果发现能量水平不足，或者根据另一个实施例发现低于第一预定能量值，则将能量存储在飞轮12中104。飞轮12可以被内燃机2加载104到在稍大于没有能量(每分钟0转(rpm)或0％能量)和对应于其最大转速的能量水平(最大rpm或100％能量)之间的任何程度。在特定时刻起步所需的能量通常由当时的状况决定。因此，起步的能量比是不固定的，但对于每一个都是适合的。根据一个优选实施例，即使飞轮12中不存在足够的能量以用于起步，也允许车辆起步。作为替代实施例，可以预先将飞轮12中的预定的能量比设定为允许车辆起步前的飞轮12中的最小能量比。这个最小能量比是权利要求书中的第二预定能量值的一个实施例。这样，就本发明的功能而言，飞轮12不需要在开始车辆起步105时就被完全加载，除非例如车辆的制造商或车主决定这么做。对于发生车辆起步的一个最基本的想法仅仅是内燃机2和飞轮12中共同具有足够的可用能量，从而，该车辆能够以商业上感兴趣的方式从静止起步105。由于从内燃机2可获得的能量通常是固定的，所以，可以改变的是飞轮12中的能量。可能被确定为商业上感兴趣的因素通常由车辆的制造商或车主/驾驶员决定。
飞轮12的能量的加载可以在用于驱动车辆的能量过剩时实现。这可以是在制动期间、下坡行驶期间或者车辆以任何方式自由滑行时。通过将CVT13连接到动力传动系1来实现对飞轮12的加载，这样，能量可以传递到飞轮12中以开始其转动。特别地，本发明的发明人已经意识到，虽然飞轮12可能没有以通常使用的这些方式中的任一种方式被加载，但从通常静止的起步101还是需要的，而且内燃机2也需要来自飞轮12的支持102。因此，本发明的发明人发现，有利的是通过运行内燃机2来对飞轮12加载，以实现飞轮12可用来支持内燃机2的额外的起步能量。乍一看这似乎很奇怪，因为内燃机2用燃料将能量存储在飞轮12中，使得该能量稍后可以被恢复以从静止起步。然而，总的油耗将减少，因为可以使用较小的内燃机2，而且，并非在驾驶员需要起步的所有时候飞轮12都是完全空的。恰好相反。对于诸如公交车的车辆，其用于通勤交通，需要反复地停车并稍后再次从静止起步，飞轮12将在其大部分从动时间或使用时间期间被加载到至少一定程度。这种车辆具有完全空的飞轮12通常是非常罕见的。
如已经讨论的，根据一个替代实施例，如果发现内燃机2和飞轮12一起都没有足够的可用能量，则可以禁止车辆起步。这是一个深思熟虑的选择。然而，对起步的禁止不会保持很长时间，因为飞轮12很快就被内燃机2加载。在大多数情况中，驾驶员甚至不会注意到起步已经被本发明的系统禁止。如果发现飞轮12中的能量水平低于预定能量比或者发现对于当时的状况来说太低，则禁止车辆起步。然而，根据优选实施例，该车辆也可以在具有小型发动机且飞轮12中没有能量的情况下被强制起步，但这将导致离合器以从磨损来看不可行的方式滑移。
如果发现飞轮12被加载到了在预定能量比或者就当时状况而言的足够水平与100％之间的比率，则检测到起步状况，内燃机2对飞轮12的加载将停止，并允许利用飞轮12中的能量与内燃机2一起使车辆起步。
某些车辆具有起动/停止功能。这意味着，当不需要这样的能量时，内燃机2将停止。一种典型的情形是，当车辆在交通灯处或公交站处停止以让人上下车时。如果车辆已经停止且内燃机2也被起动/停止功能停止，同时还检测到起步状况且飞轮12需要被能量加载时，根据本发明，内燃机2将被重新起动，使得它可以对飞轮12加载。因此，本发明可以越过该起动/停止功能，以改善车辆起动性。
起步状况的示例是以下项中的任一个或它们的结合：确定车辆是否处于向上斜坡中或向上斜坡处，确定车辆是否重载，或者确定车辆相对于期望的计划是否已经延误。
确定车辆是否处于向上斜坡中或向上斜坡处的步骤可以通过使用车辆导航系统(例如与地图或包括地形学信息的类似数据库结合的全球定位系统(GPS))来实现，从而可以获知该车辆的当前位置及该车辆所在的位置处或其正前方的即时状况。GPS中的地理学信息可以包括地形学信息，或者具有在并行系统中的这种信息。获得地形学信息的一个替代的方法是通过行驶一定的路径并将信息存储在车辆中的适当介质中。
确定车辆是否处于向上斜坡中的另一个方式是使用倾斜传感器。倾斜传感器是权利要求书中的倾斜检测装置的一个实施例。原则上，这样的倾斜传感器可以位于车辆上的任一点上，但有利的位置是位于较少摇动或晃动的点上。这通常被发现在车辆中的沿着其纵向和横向方向的中点处。
如果驱动18吨的全载城市公交车并具有靠柴油运行的8升涡轮增压柴油机内燃机2，可能需要来自飞轮12的起步辅助的典型向上斜坡是超过10％角度或更大角度的斜坡。
确定车辆是否重载的步骤可以通过使用与车轮悬架直接连接的计量仪来实现，它测量压力并因此得到自重与任何额外的有效负载的总和，即车辆的总重。车辆的自重是已知的，通过确定车辆的总重并减去已知的自重，可以估算出额外的有效负载。
在设有空气悬架的车辆上，弹簧位于车辆底盘和轮轴之间。可以通过压力传感器测量这些弹簧中的空气压力，作为车辆重量及由此得到的额外有效负载的测量量。虽然这个方法简单，但许多车辆并不设有空气悬架。相反的，电位计或类似的计量仪可以靠着片簧或螺旋弹簧设置，它如今代表了最常见的悬架类型。这些电位计是简单但稳健又便宜的计量仪，并提供了一种估算有效负载的有效装置。
车辆的总重(包括额外的有效负载)可以通过牛顿第二运动定律来计算：力等于质量乘以加速度。通过车辆的控制系统中的其它装置，车辆速度和加速度是已知的。路面倾斜度可以通过上文描述的倾斜传感器获知。通过车辆的控制系统，从动力传动系传递到驱动轮的效果可以是已知的。该方法要求车辆被驱动以进行计算。这可能会花一小段时间，以达到所计算的总重的稳定值并因此得到所计算的有效负载。该方法还可以用来补偿其它已知的方法，以进行有效负载的精确估算。
车辆的典型有效负载可以是其自重的30％。其它例子是50％或70％。确定车辆相对于期望的计划是否已经延误的步骤能够通过使用GPS以及用于追踪所预期或期望的行驶计划的记忆装置来实现。所期望的行驶计划可以具有在沿着期望的行驶路线或者更连续的期望的行驶路线的里程碑处的、所期望的车辆位置信息。如果根据期望的行驶路线、车辆相对于期望的计划已经延误时，可以采用根据本发明的方法来释放更多能量，以便车辆可以相对于期望的计划赶上来。
应当注意，起步辅助状况可以不仅仅包括单个状况，例如处于向上斜坡中。起步辅助状况同时还可以包括若干个状况。如果负载情形与处于向上斜坡中或处相结合，即使斜坡本身不满足起步辅助状况的标准，也可以很好地发现没有那么重负载而被检测到起步辅助状况的车辆。因此，可以存在组合的情形，导致发现能量水平由于不止一个原因而低于第一预定能量值。
起步状况可以在车辆慢下来到停止的时间点上被检测到。在这种情况下，能够立即对飞轮12加载，如果飞轮12没有通过其自身的停止以及所伴随的能量回收而被适当加载的话。在这种状况下，当使车辆再次起步时，将不存在对起步的任何禁止，因为该动能回收系统已被完全加载有能量。也可以在车辆已完全停止后检测起步状况。最后，当车辆驾驶员通过使用油门而要求起步时，也可以检测到起步状况。然而，这是不太有利的，因为如果飞轮12没有被适当加载，可能会禁止起步。在这样的情况下，内燃机2必须运行，直到飞轮12被加载到可能起步的程度。虽然这可能是很短的时间，但它可能降低车辆的驾驶性能。这对于例如按照期望的计划运行的城市公交车的车辆而言尤其如此。
应当注意，可以通过选择用于内燃机2的优化行驶状况而进行飞轮12的加载，从而实现最低可能的油耗和/或最低可能的尾气排放。在车辆的正常行驶期间，例如可以通过在制动期间回收能量而对飞轮12加载。然而，如果内燃机2必须为了对飞轮加载以用于起步的单一目的而运行时，则非常重要的是尽可能经济有效地进行这种动作。
本领域技术人员将意识到，在不偏离所附权利要求的保护范围的情况下，可以对上文公开的本发明进行很多修改和变型。本发明的不同实施例能够以除了上述方式以外的其他方式结合在一起。

Claims (14)

1.一种用于改善车辆的起动性的方法，所述车辆设有原动机(2)和动能回收系统(12)，使得所述原动机(2)适于单独地或与所述动能回收系统(12)相结合地推进所述车辆，所述动能回收系统(12)以可操作方式联接到所述原动机(2)和所述车辆的车轮，并且适于在能量充足时储存能量并在存在能量需求时使用能量，所述方法包括以下步骤：
-确定所述车辆是否是静止或基本静止的(101)，
-检测起步辅助状况(102)，
-检测所述动能回收系统(12)中的能量水平(103)，
-如果发现能量水平不足，则将所述原动机连接到所述动能回收系统(12)并运行所述原动机(2)，使得来自所述原动机(2)的能量被存储在所述动能回收系统(12)中(104)，以及
-当驾驶员要求所述车辆起步时，运行所述原动机(2)并消耗来自所述动能回收系统(12)的能量，使得所述车辆的车轮开始其推进(105)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，发现能量水平不足的所述步骤包括发现所述能量水平低于第一预定能量值。
3.根据权利要求2所述的方法，如果所述能量水平低于所述第一预定能量值，则所述方法还包括检测所述原动机(2)是否在运行，如果所述原动机(2)没在运行，则起动所述原动机(2)。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述车辆设有起动/停止功能，使得：如果检测到起步辅助状况且所述车辆是静止或基本静止的，则禁止所述起动-停止功能使所述原动机(2)停止运行。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，按照所提到的顺序执行上述步骤。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，确定起步辅助状况的步骤(102)包括以下项中的任一个或它们的组合：确定所述车辆是否处于向上斜坡中或向上斜坡处，确定所述车辆是否重载，或者确定所述车辆相对于期望的计划是否延误。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，确定所述车辆是否处于向上斜坡中或向上斜坡处的所述步骤(102)包括：使用倾斜检测装置并确定所述倾斜检测装置是否检测到等于或大于预定倾斜值的向上斜坡。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述预定倾斜值对应于7.5％的向上斜坡，优选为10％的向上斜坡，更优选为12.5％的向上斜坡。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，确定所述车辆是否重载的步骤(102)包括重量感测装置并确定所述重量感测装置是否检测到所述车辆中的等于或大于预定重量值的有效负载。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述预定重量值对应于车辆自重的30％的有效负载，优选对应于车辆自重的50％的有效负载，更优选对应于车辆自重的70％的有效负载。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述方法还包括：禁止推进所述车辆，直到所述动能回收系统(12)中的能量水平等于或大于第二预定能量值。
12.一种车辆，所述车辆包括原动机(2)和动能回收系统(12)，使得所述原动机(2)适于单独地或与所述动能回收系统(12)相结合地推进所述车辆，所述动能回收系统(12)以可操作方式联接到所述原动机(2)和所述车辆的车轮，并且适于在能量充足时储存能量并在存在能量需求时消耗能量，所述车辆适于执行根据权利要求1到11中的任一项所述的方法。
13.根据权利要求12所述的车辆，其中，所述动能回收系统(12)是飞轮(12)。
14.根据权利要求12或13所述的车辆，其中，所述原动机(2)是内燃机(2)。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109823200A (zh) * 2019-03-26 2019-05-31 山东理工大学 一种基于电动式飞轮、燃料电池及锂电池的复合储能系统
CN109941122A (zh) * 2019-03-26 2019-06-28 山东理工大学 一种电动式飞轮与燃料电池复合储能系统
CN114194191A (zh) * 2021-11-30 2022-03-18 河南嘉晨智能控制股份有限公司 一种仓储车坡道驻坡溜车情况改善方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1134765A (zh) * 1993-11-08 1996-10-30 罗森发动机制造公司 为车辆储存能量的飞轮系统
CN1524725A (zh) * 2003-02-25 2004-09-01 骁 李 可短时加速汽车的机械储能传动装置
CN1931621A (zh) * 2005-09-14 2007-03-21 刘虹邑 发条式汽车蓄能起步装置和方法
CN201120841Y (zh) * 2007-12-04 2008-09-24 同济大学 一种混合动力传动系统
EP2110289A2 (en) * 2008-04-17 2009-10-21 Bmw Ag Power development for rapid start in full-hybrid drives with optimized traction control

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5841201A (en) * 1996-02-29 1998-11-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hybrid vehicle drive system having a drive mode using both engine and electric motor
US6203468B1 (en) * 1998-11-18 2001-03-20 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Control device for hybrid vehicle and method thereof
IT1319883B1 (it) * 2000-02-04 2003-11-12 Fiat Ricerche Procedimento e sistema di controllo della propulsione di unautoveicolo
JP3832237B2 (ja) * 2000-09-22 2006-10-11 日産自動車株式会社 ハイブリッド車の制御装置
NL1023245C1 (nl) 2002-06-21 2003-12-23 Bas Gerard Vroemen Aandrijving, in het bijzonder voor een voertuig, omvattende een vliegwiel.
ITTO20021088A1 (it) * 2002-12-16 2004-06-17 Piaggio & C Spa Gruppo motopropulsore ibrido per un veicolo, particolarmente per uno scooter.
DE102004043587A1 (de) * 2004-09-09 2006-03-30 Zf Friedrichshafen Ag Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung und Regelung von Komponenten eines Hybrid-Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges
FR2890605B1 (fr) * 2005-09-15 2008-12-26 Peugeot Citroen Automobiles Sa Chaine de traction hybride et vehicule hybride equipe d'une telle chaine de traction hybride
CA2623398A1 (en) * 2005-09-23 2007-04-05 Afs Trinity Power Corporation Method and apparatus for power electronics and control of plug-in hybrid propulsion with fast energy storage
CN101500828A (zh) * 2006-05-09 2009-08-05 洛克希德马丁公司 机动牵引控制系统和方法
GB2440996A (en) * 2006-05-25 2008-02-20 Powertrain Technology Ltd Power transmission system
US7490000B2 (en) * 2006-08-29 2009-02-10 Ford Motor Company Fuel economy control system and control strategy
US8234025B2 (en) * 2006-11-28 2012-07-31 GM Global Technology Operations LLC Control system for a hybrid powertrain system
US8068947B2 (en) * 2006-11-28 2011-11-29 GM Global Technology Operations LLC Range maximization of a hybrid vehicle operating in an electric vehicle operating state
US7891450B2 (en) * 2007-02-21 2011-02-22 Ford Global Technologies, Llc System and method of torque transmission using an electric energy conversion device
JP4840464B2 (ja) * 2009-03-10 2011-12-21 トヨタ自動車株式会社 車両用の電源制御装置
GB2469864A (en) 2009-05-01 2010-11-03 Ford Global Tech Llc Hybrid vehicle and control method
JP4904602B2 (ja) * 2010-02-01 2012-03-28 隆之 宮尾 エネルギ緩衝駆動の制御方法
WO2012053116A1 (ja) * 2010-10-22 2012-04-26 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置の制御装置
DE102011102423A1 (de) * 2011-05-24 2012-11-29 Audi Ag Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs
WO2013038481A1 (ja) * 2011-09-12 2013-03-21 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
CN104203689A (zh) * 2012-03-21 2014-12-10 丰田自动车株式会社 混合动力车辆的驱动控制装置
EP2829446B1 (en) * 2012-03-21 2019-03-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Drive control device for hybrid vehicle
US9452751B2 (en) * 2012-03-26 2016-09-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Drive control device for hybrid vehicle

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1134765A (zh) * 1993-11-08 1996-10-30 罗森发动机制造公司 为车辆储存能量的飞轮系统
CN1524725A (zh) * 2003-02-25 2004-09-01 骁 李 可短时加速汽车的机械储能传动装置
CN1931621A (zh) * 2005-09-14 2007-03-21 刘虹邑 发条式汽车蓄能起步装置和方法
CN201120841Y (zh) * 2007-12-04 2008-09-24 同济大学 一种混合动力传动系统
EP2110289A2 (en) * 2008-04-17 2009-10-21 Bmw Ag Power development for rapid start in full-hybrid drives with optimized traction control

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109823200A (zh) * 2019-03-26 2019-05-31 山东理工大学 一种基于电动式飞轮、燃料电池及锂电池的复合储能系统
CN109941122A (zh) * 2019-03-26 2019-06-28 山东理工大学 一种电动式飞轮与燃料电池复合储能系统
CN109823200B (zh) * 2019-03-26 2022-03-15 山东理工大学 一种基于电动式飞轮、燃料电池及锂电池的复合储能系统
CN109941122B (zh) * 2019-03-26 2022-04-29 山东理工大学 一种电动式飞轮与燃料电池复合储能系统
CN114194191A (zh) * 2021-11-30 2022-03-18 河南嘉晨智能控制股份有限公司 一种仓储车坡道驻坡溜车情况改善方法

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