CN107380159A - 一种汽车动力系统及其转矩的调节方法 - Google Patents

一种汽车动力系统及其转矩的调节方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汽车动力系统，包括发动机、余能回收装置、蓄电池、调节器、CVT变速器、能量回收装置和驱动桥，发动机输出的机械能同时分给调节器和CVT变速器，若CVT变速器所需转矩等于发动机输出转矩，调节器停止工作；若CVT变速器所需转矩小于发动机输出转矩，调节器将获得的机械能转化为电能储存在蓄电池中。若CVT变速器所需转矩增大，调节器将机械能转化为电能的功率变小；若CVT变速器所需转矩减小，调节器将机械能转化为电能的功率变大。若CVT变速器所需转矩大于发动机输出转矩，调节器从蓄电池中获得电能并将其转化为机械能并供给CVT变速器。该系统可以使汽车发动机工作在高效率、低排放的稳态工况。

Description

一种汽车动力系统及其转矩的调节方法
技术领域
本发明属于汽车动力控制领域，具体涉及一种新型汽车动力系统。
背景技术
目前，汽车主要依靠对发动机的控制来满足不同行驶工况的需求，发动机的工况随汽车行驶工况的变化而发生变化。所以汽车发动机要在不同的工况间进行变换，经历加速、急加速和减速等过渡工况，这些会影响发动机的效率和排放。相对稳态工况来说，瞬态工况下发动机的效率和排放较差。若有一种动力系统，既可以使发动机工作在稳态工况，又可以满足汽车对不同行驶工况的需求，就能够使得发动机在更多行驶工况中保持较高的效率和较低的排放，并且有望使汽车在无后处理器下或安装简单后处理器下满足排放法规。
发明内容
由于混凝土连续箱梁因构造长度较大，箱室内部因混凝土浇筑后温度高、湿度大、空气污浊，不便进行作业人员长时间现场操作，为改善施工环境，保证施工质量，本发明提供一种新型混凝土连续箱梁施工通风方法，其可操作性强，安全可靠，实施成本低，不但能保证良好的操作环境，且可有效降低混凝土表面早期温度裂纹的出现概率，提高了施工质量。
为了解决上述技术问题，本发明提出的一种汽车动力系统，包括发动机、余能回收装置、蓄电池、CVT变速器、能量回收装置和驱动桥，所述发动机分别与所述CVT变速器和所述余能回收装置相连，所述CVT变速器依次与所述驱动桥和能量回收装置相连，所述余能回收装置和能量回收装置均连接至所述蓄电池；所述发动机与所述蓄电池之间连接有一调节器，所述调节器是具有发电功能的电动机，所述调节器还与所述CVT变速器相连，所述调节器包括有控制器。
本发明中提出的一种汽车动力系统转矩的调节方法，是利用上述汽车动力系统，其中：将所述发动机处于效率最高且排放最低时的工作状态定义为发动机的第一稳态工况，将所述发动机处于动力最高且排放最低时的工作状态定义为发动机的第二稳态工况，所述蓄电池中的电能为100％时为蓄电池电能的第一限值；所述蓄电池中的电能为80％时为蓄电池电能的第二限值；所述蓄电池中的电能为5％时为蓄电池电能的第三限值；并在汽车行驶过程中，采用以下步骤实现汽车动力系统转矩的调节：
步骤1、所述发动机的工作状态为第一稳态工作状态；
步骤2、所述调节器的控制器判断所述CVT变速器所需转矩是否等于所述发动机的输出转矩，若所述CVT变速器所需转矩等于所述发动机的输出转矩，所述调节器则停止工作，并重复步骤2；否则，顺序执行步骤3；
步骤3、所述调节器的控制器判断所述CVT变速器所需转矩是否小于所述发动机的输出转矩，若所述CVT变速器所需转矩小于所述发动机的输出转矩，顺序执行步骤4，否则，执行步骤6；
步骤4、所述调节器将多余的机械能转化为电能，并储存至所述蓄电池中；判断所述蓄电池中的电能是否达到第一限值，若达到第一限值，顺序执行步骤5；否则，重复执行步骤4；
步骤5、发动机停止工作，所述调节器将蓄电池中的电能转化为机械能供给所述所述CVT变速器；判断所述蓄电池中的电能是否达到第二限值，若达到第二限值，则返回步骤1；否则，重复步骤5；
步骤6、判断所述蓄电池中的电能是否达到第三限值，若没有达到第三限值，执行步骤8；若达到第三限值，判断汽车行驶工况是否允许降低CVT变速器所需转矩至小于所述发动机的输出转矩，若允许，则返回步骤4，否则，顺序执行步骤7；
步骤7、所述发动机的工作状态为第二稳态工作状态，所述调节器将多余的机械能转化为电能，并储存至所述蓄电池中；判断所述蓄电池中的电能是否达到第二限值，若达到第二限值，返回步骤1；否则，重复执行步骤7；
步骤8、所述调节器将蓄电池中的电能转化为机械能供给所述所述CVT变速器；返回步骤6。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明可以避免汽车发动机处于怠速工况和过渡工况，能够使发动机工作在高效率、低排放的稳态工况，通过调节器控制CVT变速器获得机械能的数量，使CVT变速器满足汽车不同行驶工况对机械能的需求，有望使汽车在无后处理器下或安装简单后处理器下满足排放法规。同时，本发明的余能回收装置和能量回收装置可以回收发动机的余能、汽车制动能量、悬架振动能量等，实现能量的高效利用，并且，随着发动机余能回收技术和汽车能量回收技术的不断进步，本发明中所述余能回收装置和能量回收装置可以进行技术升级，具有一定的拓展空间。因此，本发明具有较大的节能减排潜力，具有很大的应用潜力。
附图说明
图1是本发明汽车动力系统示意图；
图2是本发明汽车动力系统控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本发明进行解释说明，并不用以限制本发明。
本发明一种汽车动力系统的设计思路是，使汽车发动机工作在高效率、低排放的稳态工况下，避免汽车发动机处于怠速工况和过渡工况，并有望使汽车在无后处理器下或安装简单后处理器下满足排放法规，可以降低成本，并达到节能减排的目的。
如图1所示，本发明提出的一种汽车动力系统，包括发动机1、余能回收装置2、蓄电池3、CVT变速器5、能量回收装置6和驱动桥7，所述发动机1分别与所述CVT变速器5和所述余能回收装置2相连，所述CVT变速器5依次与所述驱动桥7和能量回收装置6相连，所述余能回收装置2和能量回收装置6均连接至所述蓄电池3；所述发动机1与所述蓄电池3之间连接有一调节器4，所述调节器4是具有发电功能的电动机，所述调节器4还与所述CVT变速器5相连，所述调节器4包括有控制器。
本发明中，所述发动机1可以是柴油机、汽油机、天然气发动机、液化石油气发动机等任何一款汽车用内燃机。本发明中所述发动机1第一稳态工况和第二稳态工况均为发动机运行性工况，并且不局限于这两种稳态工况。发动机1工作在第一稳态工况，该工况能够满足驾驶人常用驾驶工况的功率需求，发动机输出转速和转矩恒定。
本发明中的所述调节器4调节其将机械能转化为电能的功率和将电能转化为机械能的功率，并配合使用CVT变速器5来使得发动机1工作在稳态工况。发动机1输出的机械能同时分给调节器4和CVT变速器5，若CVT变速器5所需转矩等于发动机1的输出转矩，调节器4停止工作；若CVT变速器5所需转矩小于发动机1的输出转矩，调节器4将获得的机械能转化为电能储存在蓄电池3中。若CVT变速器5所需转矩增大，调节器4将机械能转化为电能的功率变小；若CVT变速器5所需转矩减小，调节器4将机械能转化为电能的功率变大。
本发明中的所述CVT变速器5能够实现连续可变传动比，实现在同一发动机转速下，连续实现不同转速的输出，使汽车行驶速度连续可变，并且能够达到较高的车速。
本发明中的所述蓄电池3能够实现电能储存，储存调节器4、2余能回收装置和能量回收装置6转化的电能，并且，当调节器4作为驱动装置将电能转化为机械能驱动CVT变速器5时，蓄电池3能够为调节器4提供电能。本发明中将所述蓄电池3设定有三个限值，分别为第一限值、第二限值和第三限值。第一限值代表蓄电池储存的电能接近或达到其容量最大值；第二限值代表蓄电池储存的电能低于第一限值，但能够保证汽车在CVT变速器5所需转矩大于发动机1的输出转矩时进行足够长时间的电能供给；第三限值代表蓄电池3储存的电能低于第二限值，且仅能够保证汽车在CVT变速器5所需转矩大于发动机1的输出转矩时进行短时间的电能供给，此时，蓄电池3需要及时充电。本发明中所述蓄电池3不局限于拥有第一限限值、第二限值和第三限值。
本发明中的所述余能回收装置2能够将发动机的余能回收，并将回收的余能转化成电能储存在蓄电池3中，不局限于一种余能回收装置。
本发明中的所述能量回收装置6能够将汽车的制动能量、悬架振动能量等进行回收，并将回收的能量转化成电能储存在蓄电池3中，不局限于一种能量回收装置。
本发明中，所述发动机1输出的机械能同时分给调节器4和CVT变速器5，调节器4将得到的机械能转化成电能储存在蓄电池3中，CVT变速器5将获得的机械能供给驱动桥7，驱动桥7可以驱动车轮行驶。余能回收装置2可以回收发动机1的余能并将其转化成电能储存在蓄电池3中，能量回收装置6可以回收汽车的制动能量、悬架振动能量等，并将其转化成电能储存在蓄电池3中。调节器4也可以从蓄电池3中获得电能，并将其转化成机械能供给CVT变速器5。另外，所述调节器4不仅可以把从发动机1获得的机械能转化成电能储存在蓄电池3中，还可以将蓄电池3的电能转化成机械能供给CVT变速器5。
利用如图1所示汽车动力系统，在汽车行驶过程中，采用以下步骤实现汽车动力系统转矩的调节，为了叙述方便，本发明中，将所述发动机处于效率最高且排放最低时的工作状态定义为发动机的第一稳态工况；将所述发动机处于动力最高且排放最低时的工作状态定义为发动机的第二稳态工况；所述蓄电池3中的电能为100％时为蓄电池3电能的第一限值；所述蓄电池3中的电能为80％时为蓄电池3电能的第二限值；所述蓄电池3中的电能为5％时为蓄电池3电能的第三限值。
如图2所示，具体步骤如下：
步骤1、所述发动机1的工作状态为第一稳态工作状态；
步骤2、所述调节器4的控制器判断所述CVT变速器5所需转矩是否等于所述发动机1的输出转矩，若所述CVT变速器5所需转矩等于所述发动机1的输出转矩，所述调节器4则停止工作，并重复步骤2；否则，顺序执行步骤3；
步骤3、所述调节器4的控制器判断所述CVT变速器5所需转矩是否小于所述发动机1的输出转矩，若所述CVT变速器5所需转矩小于所述发动机1的输出转矩，顺序执行步骤4，否则，执行步骤6；
步骤4、所述调节器4将多余的机械能转化为电能，并储存至所述蓄电池3中；判断所述蓄电池3中的电能是否达到第一限值，若达到第一限值，顺序执行步骤5；否则，重复执行步骤4；
步骤5、发动机1停止工作，所述调节器4将蓄电池3中的电能转化为机械能供给所述所述CVT变速器5；判断所述蓄电池3中的电能是否达到第二限值，若达到第二限值，则返回步骤1；否则，重复步骤5；
步骤6、判断所述蓄电池3中的电能是否达到第三限值，若没有达到第三限值，执行步骤8；若达到第三限值，判断汽车行驶工况是否允许降低CVT变速器5所需转矩至小于所述发动机1的输出转矩，若允许，则返回步骤4，否则，顺序执行步骤7；
步骤7、所述发动机1的工作状态为第二稳态工作状态，所述调节器4将多余的机械能转化为电能，并储存至所述蓄电池3中；判断所述蓄电池3中的电能是否达到第二限值，若达到第二限值，返回步骤1；否则，重复执行步骤7；
步骤8、所述调节器4将蓄电池3中的电能转化为机械能供给所述所述CVT变速器5；返回步骤6。
以上也是本发明汽车动力系统的工作过程，最终使得汽车发动机在不同行驶工况下工作在稳态工况。本发明可以使发动机工作在高效率、低排放的稳态工况，可以避免汽车发动机处于怠速工况和过渡工况，有望使汽车在无后处理器下或安装简单后处理器下满足排放法规。同时，本发明的余能回收装置和能量回收装置可以回收发动机的余能、汽车制动能量、悬架振动能量等，实现能量的高效利用，并且，随着发动机余能回收技术和汽车能量回收技术的不断进步，本发明中所述余能回收装置和能量回收装置可以进行技术升级，具有一定的拓展空间。因此，本发明具有较大的节能减排潜力。
尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (2)

1.一种汽车动力系统，包括发动机(1)、余能回收装置(2)、蓄电池(3)、CVT变速器(5)、能量回收装置(6)和驱动桥(7)，所述发动机(1)分别与所述CVT变速器(5)和所述余能回收装置(2)相连，所述CVT变速器(5)依次与所述驱动桥(7)和能量回收装置(6)相连，所述余能回收装置(2)和能量回收装置(6)均连接至所述蓄电池(3)；
其特征在于，所述发动机(1)与所述蓄电池(3)之间连接有一调节器(4)，所述调节器(4)是具有发电功能的电动机，所述调节器(4)还与所述CVT变速器(5)相连，所述调节器(4)包括有控制器。
2.一种汽车动力系统转矩的调节方法，其特征在于，利用如权利要求1所述汽车动力系统，其中：
将所述发动机处于效率最高且排放最低时的工作状态定义为发动机的第一稳态工况；
将所述发动机处于动力最高且排放最低时的工作状态定义为发动机的第二稳态工况；
所述蓄电池(3)中的电能为100％时为蓄电池(3)电能的第一限值；所述蓄电池(3)中的电能为80％时为蓄电池(3)电能的第二限值；所述蓄电池(3)中的电能为5％时为蓄电池(3)电能的第三限值；
在汽车行驶过程中，采用以下步骤实现汽车动力系统转矩的调节：
步骤1、所述发动机(1)的工作状态为第一稳态工作状态；
步骤2、所述调节器(4)的控制器判断所述CVT变速器(5)所需转矩是否等于所述发动机(1)的输出转矩，若所述CVT变速器(5)所需转矩等于所述发动机(1)的输出转矩，所述调节器(4)则停止工作，并重复步骤2；否则，顺序执行步骤3；
步骤3、所述调节器(4)的控制器判断所述CVT变速器(5)所需转矩是否小于所述发动机(1)的输出转矩，若所述CVT变速器(5)所需转矩小于所述发动机(1)的输出转矩，顺序执行步骤4，否则，执行步骤6；
步骤4、所述调节器(4)将多余的机械能转化为电能，并储存至所述蓄电池(3)中；判断所述蓄电池(3)中的电能是否达到第一限值，若达到第一限值，顺序执行步骤5；否则，重复执行步骤4；
步骤5、发动机(1)停止工作，所述调节器(4)将蓄电池(3)中的电能转化为机械能供给所述所述CVT变速器(5)；判断所述蓄电池(3)中的电能是否达到第二限值，若达到第二限值，则返回步骤1；否则，重复步骤5；
步骤6、判断所述蓄电池(3)中的电能是否达到第三限值，若没有达到第三限值，执行步骤8；若达到第三限值，判断汽车行驶工况是否允许降低CVT变速器(5)所需转矩至小于所述发动机(1)的输出转矩，若允许，则返回步骤4，否则，顺序执行步骤7；
步骤7、所述发动机(1)的工作状态为第二稳态工作状态，所述调节器(4)将多余的机械能转化为电能，并储存至所述蓄电池(3)中；判断所述蓄电池(3)中的电能是否达到第二限值，若达到第二限值，返回步骤1；否则，重复执行步骤7；
步骤8、所述调节器(4)将蓄电池(3)中的电能转化为机械能供给所述所述CVT变速器(5)；返回步骤6。
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