專利名稱：動力輔助系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及模塊化的動力輔助系統(tǒng)。具體地，本發(fā)明涉及與車輛/引擎驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)合的適應(yīng)性強的模塊化的動力輔助系統(tǒng)以便同樣地在電的和原始的車輛動力源模式上運行。
背景技術(shù)：
大多數(shù)汽車要求相對大的引擎產(chǎn)生足夠的動力以快速地給汽車加速。傳統(tǒng)汽車上的燃氣引擎是根據(jù)峰值功率的要求分類。實際上，大多數(shù)司機使用他們的引擎的峰值功率的時間不到百分之一。設(shè)計利用電能和引擎動力源的混合動力汽車以克服引擎尺寸的問題及提高引擎性能。這些汽車使用更小的引擎，與峰值功率比較而言更接近于平均功率需求。 然而，通過使用更小的、更輕的部件，通過減少氣缸數(shù)及通過運轉(zhuǎn)引擎更接近于它的最大負載，在小的引擎中提高效率。然而，這使與電動馬達和驅(qū)動、傳動系統(tǒng)結(jié)合的專用引擎的發(fā)展成為必需。需要進一步的定制的傳動系統(tǒng)以運行這些車輛。這會導致阻礙混合動力技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)存或新發(fā)展的車輛/引擎驅(qū)動系統(tǒng)。進一步的，大小和在平均功率需求的范圍內(nèi)運行任何引擎驅(qū)動系統(tǒng)的引擎以提高燃料效率都是有利的。因此，需要為引擎驅(qū)動系統(tǒng)/車輛提供動力輔助系統(tǒng)以便提供將引擎/車輛與這樣的輔助系統(tǒng)整合的靈活性從而提高引擎/車輛性能而不需要使用專用的驅(qū)動系統(tǒng)、引擎等。在一百多年以前，混合動力汽車被概念化?；旌蟿恿ζ嚨牡谝粋€討論可追溯到 1902年。來自于比利時的派培是第一個在美國涉及混合動力提交專利的人。他的專利在 100年前被授權(quán)。雖然在過去有一些嘗試，但沒有發(fā)現(xiàn)關(guān)于高效的、容易改裝的、及性能價格比高的混合動力設(shè)計的文獻的引用。隨著目前原油價格的大幅波動，設(shè)計和建造混合動力汽車的利益出現(xiàn)高潮。然而，由于與它相關(guān)的高成本，它們的需求仍然保持低水平。開發(fā)混合動力車輛系統(tǒng)已經(jīng)有嘗試?，F(xiàn)有技術(shù)在下面提到。美國專利6367570公開了帶提供戰(zhàn)略動力輔助以負擔內(nèi)燃引擎平衡的電動馬達的混合動力電動車輛。它由配合于馬達的內(nèi)燃引擎和控制系統(tǒng)組成。美國專利5678646公開了包含電動馬達、開關(guān)電動馬達的勵磁繞組的斷路器、及通過冷卻劑回路冷卻勵磁繞組和斷路器的冷卻設(shè)備的車輛推進系統(tǒng)。電動馬達以自身機械功能的第一模塊化單元的形式實現(xiàn)。斷路器裝配在至少一個第二模塊化單元中，與第一模塊化單元穩(wěn)固地連接以形成推進單元。獨立的模塊化的單元能夠彼此分開及通過可拆開的電接口連接，也可通過可拆開的冷卻劑接口連接而兩者彼此連接。這種結(jié)構(gòu)使得它可通過加入額外的模塊化單元選擇性地擴大推進單元，如果發(fā)生故障或如果獨立的模塊化的單元故障時，替換模塊化單元而不必替換整個的推進單元。PCT公開號WO /1992/018346公開了具有外燃自由活塞引擎的混合動力電動車輛推進系統(tǒng)，該外然自由活塞引擎擁有整體線性的電流發(fā)電機和脈沖頻率控制器。該系統(tǒng)包括動力集成處理器、頻率調(diào)制器電路和脈沖寬度調(diào)制器電路、動力集成處理器控制頻率調(diào)制器電路及脈沖寬度調(diào)制器電路，以產(chǎn)生頻率調(diào)制脈沖電流和脈沖寬度變化的輔助電源電流兩種電流。頻率調(diào)制脈沖電流和脈沖寬度調(diào)制的輔助電流兩種結(jié)合以向具有整體電子差的電驅(qū)動馬達供能。小的輔助動力源，例如可充電電池組，提供用以加速的輔助電流和爬坡動力。外燃引擎可燃燒無任何污染的燃料(例如天然氣、酒精、丙烷等)及在恒定的峰值功率速度運行以產(chǎn)生來自于集成于引擎的線圈的恒定頻率的電流。該發(fā)電機電流足夠推動在普通的駕駛狀況下以驅(qū)動馬達的平滑的速度控制的車輛。該推進馬達結(jié)合一固定的定子，及兩個相反的軸向的永久磁鐵或感應(yīng)式轉(zhuǎn)子、對應(yīng)每個輸出的一個推進軸。美國專利5172784公開了具有外燃自由活塞引擎的混合動力電動車輛推進系統(tǒng)， 該外然自由活塞引擎擁有整體線性的電流發(fā)電機和脈沖頻率控制器。該系統(tǒng)包括動力集成處理器、頻率調(diào)制器電路和脈沖寬度調(diào)制器電路、動力集成處理器控制頻率調(diào)制器電路及脈沖寬度調(diào)制器電路，以產(chǎn)生頻率調(diào)制脈沖電流和脈沖寬度變化的輔助電源電流兩種電流。頻率調(diào)制脈沖電流和脈沖寬度調(diào)制的輔助電流兩種結(jié)合以向具有整體電子差的電驅(qū)動馬達供能。美國專利申請20060000651公開了用于所公開的混合動力電動車輛的熱電增強的混合動力電動推進系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括用于旋轉(zhuǎn)車輛輪子的燃燒引擎和電動馬達。熱電設(shè)備電氣連接于電動馬達，該熱電設(shè)備具有燃燒引擎的熱觸點提供的熱端。在實施中，熱電設(shè)備接收了來自于內(nèi)燃引擎的余熱并產(chǎn)生用于電動馬達的增強車輛推進的電能。美國專利6823840公開了歧管絕對壓力控制系統(tǒng)和用于混合動力電動車輛的方法。它公開了控制混合動力電動車輛的歧管絕對壓力的方法和裝置，該混合動力電動車輛包括內(nèi)燃引擎并聯(lián)電動馬達/發(fā)電機。該方法包括步驟為監(jiān)視混合動力電動車輛上的轉(zhuǎn)矩需求，監(jiān)視歧管絕對壓力大小和內(nèi)燃引擎的變化率，補給來自于內(nèi)燃引擎的轉(zhuǎn)矩以符合轉(zhuǎn)矩需求；并且補給來自于馬達/發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩至內(nèi)燃引擎供應(yīng)的可負載級別轉(zhuǎn)矩及保持內(nèi)燃機的歧管絕對壓力在可接受的范圍和比例內(nèi)。美國專利申請20040174124公開了用于平行混合動力電動車輛的馬達控制方法和系統(tǒng)。馬達控制系統(tǒng)利用加速指令和預估的馬達的慣性力矩控制馬達。馬達控制方法包括計算預估的馬達的慣性力矩，計算基于預估的慣性力矩和加速指令的前期的補償電流， 計算基于速度控制器輸出電流和前期補償電流的最終的電流指令，基于加速指令計算出的速度控制器輸出電流，及利用最終的電流指令控制馬達。美國專利申請20030098187公開了用于平行混合動力電動車輛的控制系統(tǒng)和方法。它提供了用于平行混合動力電動車輛(HEV)配置的控制策略，來自于引擎和馬達的動力能各自獨立地向車輛傳動機構(gòu)提供轉(zhuǎn)矩。美國專利6321143公開了用于平行混合動力電力車輛的控制系統(tǒng)和方法。該車輛系統(tǒng)控制器具有含代表車輛操作模式的多個預定義狀態(tài)的狀態(tài)機器。定義規(guī)則組用于控制狀態(tài)機器中的任意兩個狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。狀態(tài)根據(jù)駕駛員需求、能量管理問題和系統(tǒng)故障的發(fā)生排列優(yōu)先級。車輛系統(tǒng)控制器在規(guī)則組的基礎(chǔ)上控制從較低的優(yōu)先級狀態(tài)到更高的優(yōu)先級狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。日本專利JP3580257公開了混合動力汽車，其中常見的是多個驅(qū)動動力源用于傳送動力至車輪的傳送線的至少一部分，并且提供用于改變動力傳送狀態(tài)的動力傳送狀態(tài)控制設(shè)備在線的兩個轉(zhuǎn)動構(gòu)件之間，從多個驅(qū)動動力源中指定的驅(qū)動動力源輸出的動力傳送至車輪。
日本專利JP2002135910公開了用于同樣地控制混合動力車輛和方法。動力輸出單元擁有具有輸出軸的原動機、主動軸輸出動力、與輸出軸和主動軸配合的動力調(diào)節(jié)單元及能夠傳送至主動軸從原動機輸出的動力、及增加的或減少的、具有轉(zhuǎn)動軸的馬達、切換轉(zhuǎn)動軸的連接狀態(tài)的切換結(jié)構(gòu)、輸出軸和主動軸、及控制控制單元切換的切換機構(gòu)。日本專利JP3817982公開了混合動力汽車以提高在混合動力汽車中連續(xù)可變傳送的動力傳送效率。引擎的轉(zhuǎn)矩通過連續(xù)可變的傳動而傳送至車輪，馬達發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩輸入引擎和車輪之間的轉(zhuǎn)矩傳送路徑，通過行星齒輪機構(gòu)增加馬達發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩的齒輪。美國專利6155364公開了混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，其中行星齒輪機構(gòu)向內(nèi)發(fā)射狀地配置馬達/發(fā)電機的定子線圈。它包括通過燃料燃燒運轉(zhuǎn)的(a)引擎、具有中心齒輪和其中一個連接于引擎的載體的(b)行星齒輪機構(gòu)、連接于輸出構(gòu)件的環(huán)形齒輪、連接于輸出構(gòu)件的(c)馬達/發(fā)電機、及包括輸出軸及由來自于輸出構(gòu)件的驅(qū)動力旋轉(zhuǎn)的輸入構(gòu)件的(d)差速齒輪設(shè)備、及其中的馬達/發(fā)電機、行星齒輪機構(gòu)和輸出構(gòu)件沿第一軸線互相同軸排列， 而差速齒輪設(shè)備的輸出軸沿著與第一軸線平行的第二軸線配置。以上提到的專利的評論揭露了以下的技術(shù)空白
適合于車輛的電力傳動系統(tǒng)的非實用性而沒有遵從引擎/車輛/它們的生產(chǎn)線的大的改變；
已有引擎的不適應(yīng)的馬達，在特殊情況下相同框架尺寸的馬達用于一定范圍的引擎容量，因此強迫性廠商開發(fā)與特定的馬達和動力傳動系統(tǒng)結(jié)合的專用引擎；
與引擎/車輛傳感器和其他控制單元無縫接口連接的不適應(yīng)的控制系統(tǒng)； 快速電池充電構(gòu)件的不實用性； 用于電池、馬達等的冷卻系統(tǒng)的需求。提供模塊化的動力輔助系統(tǒng)是長期的需求，尤其是適合于車輛/引擎驅(qū)動系統(tǒng)的電力輔助系統(tǒng)以便車輛/引擎驅(qū)動系統(tǒng)通過電力系統(tǒng)及它原始的動力系統(tǒng)運轉(zhuǎn)/供能。發(fā)明目的
本發(fā)明的主要目的是提供模塊化的動力輔助系統(tǒng)。本發(fā)明的進一步的目的是提供適合于車輛/引擎驅(qū)動系統(tǒng)的適應(yīng)性強的模塊化的電力系統(tǒng)以便該車輛/引擎驅(qū)動系統(tǒng)能通過電力系統(tǒng)和/或它的原始的動力系統(tǒng)運轉(zhuǎn)/供能。本發(fā)明的另一個目的是提供用于車輛的電動的模塊化的動力輔助系統(tǒng)以使該車輛利用內(nèi)燃引擎和/或電動馬達運轉(zhuǎn)。本發(fā)明還有另一個目的是提供帶馬達兼發(fā)電機的解決方案，該馬達兼發(fā)電機相對于它的功能和顯著降低的重量來說是緊湊的。本發(fā)明的另一個目的是通過合適的模塊化的動力輔助系統(tǒng)使車輛/引擎驅(qū)動系統(tǒng)以比現(xiàn)有容量減少的容量和動力運轉(zhuǎn)。本發(fā)明還有另一個目的是通過合適的模塊化的動力輔助系統(tǒng)產(chǎn)生車輛/發(fā)動機驅(qū)動系統(tǒng)之一的額定動力之外的動力。本發(fā)明的另一個目的是提供帶明顯更高的電流密度的馬達。本發(fā)明還有另一個目的是將馬達作為發(fā)電機使用。本發(fā)明還有另一個目的是提供馬達控制構(gòu)件以控制與運行情況相關(guān)的馬達速度。
本發(fā)明還有另一個目的是提供構(gòu)件給MAP (歧管絕對壓力)傳感器接口、TPS (節(jié)流閥位置傳感器)和帶馬達控制系統(tǒng)而不影響適合動力輔助系統(tǒng)的車輛的引擎管理系統(tǒng)的車速傳感器(VSS)。本發(fā)明的另一個目的是提供構(gòu)件以連接來自于引擎/車輛的數(shù)字信號至馬達控制系統(tǒng)。本發(fā)明的另一個目的是提供構(gòu)件用于連接來自于車速傳感器至的脈沖信號至馬達控制系統(tǒng)。本發(fā)明還有另一個目的是提供構(gòu)件以控制動力輔助系統(tǒng)的馬達兼發(fā)電機的繞組溫度。本發(fā)明還有另一個目的是在MAP、TPS和選擇性VSS傳感器輸入的基礎(chǔ)上控制馬達的電流。本發(fā)明的另一個目的是消除與用于提供控制輸入至馬達的燃料消耗量測量相關(guān)的問題。本發(fā)明的另一個目的是提供僅僅啟動馬達而非引擎以便將車輛從靜止狀態(tài)啟動的方法。本發(fā)明還有另一個目的是提供啟動車輛達到要求的車速的方法。本發(fā)明還有另一個目的是提供在信號或類似的操作條件下使引擎停止工作的方法。本發(fā)明的另一個目的是提供根據(jù)適合控制系統(tǒng)的車輛/引擎自身的引擎轉(zhuǎn)矩特性而配置和適應(yīng)馬達轉(zhuǎn)矩特性的方法。本發(fā)明的另一個目的是，如果需要馬達控制器，與引擎?zhèn)鞲衅骱透郊拥膫鞲衅鬟B接。本發(fā)明還有另一個目的是隔離E⑶s及避免改裝現(xiàn)有的車輛和馬達控制系統(tǒng)。本發(fā)明還有另一個目的是為馬達控制系統(tǒng)的運行而直接從傳感器分流信號。本發(fā)明進一步的目的是從現(xiàn)有的傳感器直接分流信號而非越過CAN分流信號。本發(fā)明的另一個目的是提供系統(tǒng)去測量歧管絕對壓力、節(jié)流閥位置及連同其他參數(shù)以估算馬達的動力/轉(zhuǎn)矩需求。本發(fā)明的另一個目的是提供將馬達與引擎相結(jié)合的馬達驅(qū)動系統(tǒng)。本發(fā)明的另一個目的是安裝和結(jié)合電動馬達在車輛的引擎上以避免與在發(fā)動機曲軸和結(jié)合構(gòu)件之間的運轉(zhuǎn)、振動等相關(guān)的問題。本發(fā)明還有另一個目的是提供在動力輔助構(gòu)件的馬達軸和引擎的曲軸之間的中心距離調(diào)制構(gòu)件。本發(fā)明還有另一個目的是提供用于馬達的高度調(diào)整構(gòu)件。本發(fā)明還有另一個目的是利用車輛/引擎的動能的減少而通過動能的轉(zhuǎn)換給能量存儲設(shè)備充電。本發(fā)明的另一個目的是提供以再生和再生制動系統(tǒng)為基礎(chǔ)給動力輔助系統(tǒng)的電池充電的機會。本發(fā)明還有另一個目的是利用脈沖電流給動力輔助系統(tǒng)的電池充電。本發(fā)明還有另一個目的是避免車輛的變速箱的變化和改裝而能與動力輔助系統(tǒng)結(jié)合。本發(fā)明還有另一個目的是避免引擎啟動器和車輛/引擎的加速器的使用。本發(fā)明還有另一個目的是提供在電動馬達和車輛引擎之間無縫分擔負載的設(shè)備以便司機/操作者不需要具體操作任何控制桿/換擋或經(jīng)驗的大的變化。本發(fā)明的另一個目的是在交通狀態(tài)中最少化換擋并提高駕駛性能。本發(fā)明還有另一個目的是在降低車輛引擎/引擎驅(qū)動系統(tǒng)的排放水平。本發(fā)明的另一個目的是避免用于能量存儲構(gòu)件如電池、馬達和馬達控制系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)的使用。本發(fā)明的另一個目的是通過引擎和馬達的額定轉(zhuǎn)速使馬達兼發(fā)電機適應(yīng)現(xiàn)有的引擎以便確定引擎和馬達兼發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩參數(shù)。因此，按照本發(fā)明，該系統(tǒng)包括 馬達系統(tǒng)；
與所述馬達和傳感器配置以提供速度/轉(zhuǎn)矩控制的馬達控制系統(tǒng)； 能量存儲系統(tǒng)包括與再生系統(tǒng)配合的能量存儲設(shè)備，利用車輛和/或引擎驅(qū)動系統(tǒng)的引擎動能的減少以給所述能量存儲設(shè)備充電其中
馬達系統(tǒng)包括一個或多個馬達，
馬達安裝構(gòu)件包括安裝構(gòu)件，其中防振座適合固定在所述馬達安裝構(gòu)件上其中馬達傳動構(gòu)件包括帶安裝在所述馬達的軸上的型槽的第一滑輪，安裝在所述引擎的曲軸上的第二滑輪，其中所述滑輪可用地與皮帶、鏈或之類的東西結(jié)合以使馬達輔助分擔引擎的負荷并產(chǎn)生用于給一個或多個能量儲存設(shè)備充電的動力；可替換地，傳動構(gòu)件是適合在所述曲軸和馬達軸之間的萬向軸節(jié)或爪形聯(lián)軸節(jié)其中
能量存儲系統(tǒng)包括一個或多個電池、與所述馬達控制系統(tǒng)和馬達配置的電池充電系統(tǒng)、包含固態(tài)電力設(shè)備的再生制動系統(tǒng)、內(nèi)含電池控制程序邏輯回路的專用電池控制系統(tǒng)、 外置的充電構(gòu)件、和雙電層電容器其中
馬達控制系統(tǒng)包括PID控制器、電源設(shè)備、存儲電容器、內(nèi)含專用定制的邏輯回路的微控制器/數(shù)據(jù)處理構(gòu)件、數(shù)據(jù)存儲構(gòu)件、RAM、動力源、輸入和輸出構(gòu)件；
傳感器系統(tǒng)包括將引擎/車輛傳感器與所述馬達控制系統(tǒng)配置的接口構(gòu)件，其中引擎 /車輛傳感器通過隔離器與所述控制系統(tǒng)連接其中所述馬達控制系統(tǒng)按以下步驟運轉(zhuǎn) 與(車輛/引擎)的現(xiàn)存的傳感器連接以從傳感器取得信號； 測量周圍環(huán)境和歧管壓力的差異并傳遞相同的給數(shù)據(jù)處理構(gòu)件； 測量節(jié)流閥位置并傳遞給數(shù)據(jù)處理構(gòu)件； 可選地測量引擎的氣流并傳遞給數(shù)據(jù)處理構(gòu)件； 在所述測量值的基礎(chǔ)上估計引擎需求； 估計必需的馬達功率以輔助引擎；傳遞信號給所述馬達以響應(yīng)引擎需求。在本發(fā)明的另一方面，所述系統(tǒng)適合于使用在飛機推進系統(tǒng)中。在本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明的所述系統(tǒng)適合于使用在船舶推進系統(tǒng)中。在本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明的該系統(tǒng)適合于任何固定的引擎。在本發(fā)明還有另一方面，所述系統(tǒng)還適合于兩個、三個、四個及諸如此類的多輪車輛。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的特征和優(yōu)點在下面的詳細描述和關(guān)于附圖的優(yōu)選實施例中變得明顯。

圖1本系統(tǒng)說明示意圖(圖紙1) 圖2馬達控制系統(tǒng)的原理圖(圖紙2) 圖3馬達控制系統(tǒng)操作步驟(圖紙3) 圖4馬達控制系統(tǒng)操作步驟(圖紙4) 圖5馬達控制系統(tǒng)操作步驟(圖紙5) 圖6再生過程操作步驟(圖紙6)
圖7電池充電系統(tǒng)示意圖(圖紙7) 圖8故障檢測過程(圖紙8) 圖9馬達安裝構(gòu)件圖示(圖紙9) 圖10發(fā)射狀圖表(圖紙10) 圖11發(fā)射狀圖表(圖紙11)
系統(tǒng)的示意圖在圖1中描述。該系統(tǒng)包括馬達系統(tǒng)1、馬達控制系統(tǒng)2和能量存儲能量存儲設(shè)備3。雖然引擎和車輛(本發(fā)明的系統(tǒng)適合的)不是現(xiàn)有發(fā)明的部分，為更好理解本發(fā)明而描述了與車輛整合的系統(tǒng)的底視圖。所述馬達系統(tǒng)1包括在馬達安裝構(gòu)件的幫助下適合安裝于引擎(該系統(tǒng)適合安裝車輛的引擎)上的定制的馬達兼發(fā)電機4。安裝構(gòu)件的其中一個實施例在圖9中描述。該安裝構(gòu)件是以支架的形式。它包括帶用于安裝馬達兼發(fā)電機的一個或多個缺口 502的基本平的第一支持表面500。基本平的第二支持表面501以完全垂直的方式固定/連接/結(jié)合于第一表面。所述第二表面帶可延伸的缺口 503。所述第二表面501以肋條506連接于所述第一表面500?？拐癜惭b構(gòu)件安裝在兩個表面的其中一個上或者兩個表面上以避免第一和/或第二表面與引擎/底盤/車輛的安裝設(shè)備接觸。在其中一個實施例中，多個馬達與所述引擎連接。定制的緊湊型馬達也具有發(fā)電機的功能。馬達安裝構(gòu)件具有減振設(shè)備及根據(jù)引擎附近的可用空間定制。所述馬達系統(tǒng)進一步包括引擎連接和傳動構(gòu)件，其中所述傳動構(gòu)件的第一滑輪5安裝在所述馬達4的軸上并且第二滑輪6安裝在所述引擎的曲軸上，其中所述滑輪與皮帶7可運轉(zhuǎn)地連接以致于馬達4輔助分擔引擎的負擔及產(chǎn)生用于給一個或多個能量存儲設(shè)備充電的動力。在其中一個實施例中，緊帶滑輪用于保持皮帶的張力。所述緊帶滑輪置于所述第一和第二滑輪之間以致于它在垂直方向上可向所述皮帶的線性移動方向移動。所述張緊輪適合于固定以改變螺紋排列形式的垂直距離調(diào)整構(gòu)件，同樣地旋轉(zhuǎn)及調(diào)整所述張緊輪的傳輸以調(diào)整所述第一和第二滑輪之間的皮帶張力。在另一個實施例中，萬向軸節(jié)用于連接所述馬達兼發(fā)電機及引擎的曲軸。在另一個實施例中，所述滑輪是肋帶式滑輪及相應(yīng)的皮帶是肋式皮帶。在另一個實施例中，所述第一滑輪和第二滑輪直徑的比例范圍是1:1至1:2以便確定引擎和馬達兼發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩參數(shù)。圖2描述了控制系統(tǒng)的框圖。所述控制系統(tǒng)包括PID控制器、動力設(shè)備、存儲電容器、內(nèi)含專用定制的邏輯回路的數(shù)據(jù)處理構(gòu)件、數(shù)據(jù)存儲構(gòu)件、RAM、動力源、可擴展的模擬輸入連接的傳感器例如溫度、節(jié)流閥、剎車等；可擴展的PWM輸入連接傳感器例如用于感應(yīng)引擎/車輛速度的磁性拾音器。該控制系統(tǒng)進一步包括包含數(shù)字輸出以操作繼電器控制燃料供應(yīng)的輸出構(gòu)件、冷卻風扇、泵等；可擴展的模擬輸出驅(qū)動儀表盤顯示及制動器；用于比例驅(qū)動器的可擴展的PWM輸出；用于馬達-發(fā)電機的位置和方向反饋的編碼器/轉(zhuǎn)速表輸入；與E⑶s通信的CAN通信端口、安全設(shè)備、顯示器等。傳感器通過隔離器電路200、201及202與控制系統(tǒng)配置，。來自于剎車、手剎、離合器、空調(diào)、點火裝置和選擇模式的傳感器與電隔離的數(shù)字電路200連接。脈沖信號例如 VSS、ESS和來自于編碼器的脈沖信號利用電隔離的PWM和編碼器電路201連接。與馬達溫度、引擎溫度、電池溫度、節(jié)流閥位置、歧管壓力和制動器位置相關(guān)的信號利用電隔離模擬電路202與控制系統(tǒng)連接。所述馬達控制系統(tǒng)通過能量管理系統(tǒng)模塊204及雙電層電容器205進一步與相配置的能量儲存構(gòu)件203配置。通過自由電位非接觸型繼電器數(shù)字輸出206提供所述馬達控制系統(tǒng)的輸出至一個或多個燃料噴射器切斷。自由繼電器數(shù)字輸出207與主接觸器(直流供電)、控制器冷卻風扇、故障燈、泵及備用的配置。輸出進一步與傳動信息系統(tǒng)208配置。 控制系統(tǒng)的馬達動力PWM控制模塊209與利用萬向軸向211或皮帶傳動212或爪形聯(lián)軸節(jié)與引擎配合的多相馬達210配置。安全設(shè)備215與所述馬達控制系統(tǒng)配置。該設(shè)備與所述控制系統(tǒng)可通信地連接， 其中邏輯和支持指令/軟件的適當方面存在于所述安全設(shè)備中，其中軟件的部分在車輛/ 引擎驅(qū)動系統(tǒng)操作模式的基礎(chǔ)上送至所述馬達控制系統(tǒng)。在車輛的各種運行條件下，所述安全設(shè)備以以下步驟運轉(zhuǎn)，其中
在啟動車輛的過程中，當鑰匙置于點火裝置中，必須的邏輯及指令/軟件在車輛啟動的過程中通信并傳送至來自于所述安全設(shè)備的所述控制系統(tǒng)；
在車輛運行期間，在高速公路行駛期間馬達控制系統(tǒng)所需要的邏輯和指令/軟件通信和傳送，其中在啟動期間必需的邏輯和指令/軟件將從所述控制系統(tǒng)抹去；
在車輛停止運行期間，當車輛關(guān)閉，在所述控制系統(tǒng)中的邏輯和指令/軟件將是非關(guān)鍵屬性的或它將沒有任何可運行的邏輯和指令/軟件。所述傳感器系統(tǒng)包括配置的電子接口設(shè)備/調(diào)諧引擎/帶所述馬達控制系統(tǒng)的車輛傳感器。所述傳感器包括節(jié)流閥位置傳感器、平均絕對壓力傳感器、空氣流量計、空氣流量傳感器、制動器、HVAC、02、車速傳感器、引擎速度傳感器、離合器、齒輪位置傳感器、剎車傳感器，但并不限于此。感應(yīng)的信號包括TPS、MAP、VSS、剎車、手剎、離合器、換向開關(guān)、引擎 RPM、冷卻劑溫度、MAF、電池溫度、能量存儲系統(tǒng)和與車輛引擎的點火開關(guān)聯(lián)鎖的油門踏板位置傳感器。所述馬達控制系統(tǒng)2以以下步驟運轉(zhuǎn)
與(車輛/引擎)的現(xiàn)存的傳感器連接以從傳感器取得信號； 測量周圍環(huán)境和歧管壓力的不同并傳遞相同的給數(shù)據(jù)處理構(gòu)件； 測量節(jié)流閥位置并傳遞給數(shù)據(jù)處理構(gòu)件；可選地測量引擎的氣流并傳遞給數(shù)據(jù)處理構(gòu)件； 在所述測量值的基礎(chǔ)上估計引擎需求； 估計必需的馬達功率以輔助引擎； 傳遞信號給所述馬達以響應(yīng)引擎需求。圖3a闡述了在車輛啟動期間馬達控制系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)，其中控制系統(tǒng)以以下步驟運轉(zhuǎn)
感應(yīng)點火和故障檢測構(gòu)件； 利用VSS傳感器感應(yīng)車速；
如果車輛是停止的，也就是VSS指示速度零，利用TPS傳感器及離合器狀態(tài)感應(yīng)節(jié)流閥位置；
如果TPS傳感器指示比預設(shè)的油門踏板位置更高，離合傳感器指示按下的條件； 通過應(yīng)用100%轉(zhuǎn)矩設(shè)定點于馬達兼發(fā)電機啟動引擎； 啟動動力輔助過程，其中馬達兼發(fā)電機向引擎提供動力輔助； 可替換地，如果車輛在運行條件下，也就是VSS沒有指示速度零，感應(yīng)是否節(jié)流閥位置大于0%;如果啟動動力輔助過程，其中馬達兼發(fā)電機向引擎提供動力輔助。在另一個實施例中，所述馬達控制系統(tǒng)運轉(zhuǎn)以啟動車輛，步驟為 感應(yīng)加速位置，其中所述油門踏板與引擎的點火開關(guān)是聯(lián)鎖的； 發(fā)送相同的信號給所述控制系統(tǒng)；
啟發(fā)激勵電流給所述馬達以同樣地啟動； 不啟動引擎燃料供應(yīng)以便車輛運行僅僅以馬達作為動力源； 利用VSS傳感器感應(yīng)車速；
根據(jù)超過預設(shè)的速度，向給引擎供應(yīng)燃料的電磁閥發(fā)送信號。還有在另一個實施例中，馬達控制系統(tǒng)運轉(zhuǎn)以啟動車輛，步驟為 在按下油門踏板基礎(chǔ)上，發(fā)送信號至所述控制系統(tǒng)；
啟發(fā)激勵電流給所述馬達以同樣地啟動； 啟動燃料供應(yīng)給引擎； 同時運行馬達和引擎以向車輛供能。如圖北中所闡述，馬達控制系統(tǒng)運轉(zhuǎn)以切斷引擎的燃料供應(yīng)以便停止引擎點火， 步驟為
感應(yīng)點火狀態(tài)及感應(yīng)故障； 利用VSS傳感器感應(yīng)車速是否為零； 感應(yīng)是否電池電荷狀態(tài)(SOC)和引擎溫度在預設(shè)水平； 開始延遲； 感應(yīng)車速；
設(shè)置噴油器繼電器以切斷給引擎的燃料供應(yīng)；
可替換地，如果車速是零，通過TPS傳感器感應(yīng)節(jié)流閥位置，如果它大于零，啟動動力輔助過程；否則啟動再生過程。如圖4中所闡述，所述控制系統(tǒng)運轉(zhuǎn)以向引擎啟動動力輔助模式，步驟為 感應(yīng)電池電荷狀態(tài)(SOC)位置，是否大于零或小于零；在SOC位置的基礎(chǔ)上，從城市運行條件或并聯(lián)混合動力模式中選擇模式； 如果是城市運行條件模式，如果最小車速低于車輛在純粹電動模式下運行的車速，利用VSS傳感器感應(yīng)車速； 標記車速與預設(shè)車速；
如果車速大于預設(shè)車速，那么重設(shè)燃料噴射器繼電器以使引擎啟動并且在平行混合動力條件下運行車輛，其中利用引擎動力及馬達動力輔助；
如果車速低于預設(shè)速度，那么設(shè)置燃料噴射器繼電器以切斷引擎燃料供應(yīng)； 運行馬達兼發(fā)電機以通過加入偏移控制系統(tǒng)設(shè)定點驅(qū)使引擎在空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速； 再次檢查車速；
如果選擇并聯(lián)混合動力模式那么重新設(shè)定燃料噴射器繼電器以使引擎啟動以便在并聯(lián)模式下運行車輛。圖5闡述了運轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)以使車輛在并聯(lián)混合動力條件下運轉(zhuǎn)，其中車輛通過引擎和馬達兼發(fā)電機供能。控制系統(tǒng)運轉(zhuǎn)步驟為
在引擎系統(tǒng)齒輪速比的基礎(chǔ)上識別檔位；
在檔位、車速和引擎速度的基礎(chǔ)上選擇適當?shù)霓D(zhuǎn)矩需求；
利用TPS傳感器和轉(zhuǎn)矩需求感應(yīng)節(jié)流閥位置；
如果大于空載/空閑狀態(tài)，那么確定轉(zhuǎn)矩設(shè)定點與節(jié)流閥百分比開口的比例，否則在再生模式中運行；
監(jiān)測馬達兼發(fā)電機繞組溫度；
如果繞組溫度比額定的溫度高，例如120°c，通過相對于馬達兼發(fā)電機繞組溫度每一度上升的明顯下降，降低馬達兼發(fā)電機電流限制。能量存儲系統(tǒng)3包括一個或多個能量存儲設(shè)備10，在能量存儲設(shè)備安裝構(gòu)件(未顯示)的幫助下安裝在車輛中。可能需要注意的是，圖1中的能量存儲設(shè)備的設(shè)置僅僅是一個用于闡明的代表。在其中的一個實施例中，能量存儲設(shè)備是電池。然而，電池能安裝在本發(fā)明的系統(tǒng)適合的車輛的適當位置。所述電池與電池充電構(gòu)件(未顯示)配置，進一步與馬達控制系統(tǒng)和馬達配置。在其中的一個實施例中，電池選自鉛酸、鋰、鎳氫、燃料電池、基于能量存儲設(shè)備的氫及類似物。所述電池充電系統(tǒng)進一步與再生制動系統(tǒng)配置，再生制動系統(tǒng)包括固態(tài)動力設(shè)備、嵌入能量存儲設(shè)備控制程序邏輯回路的專用的能量存儲設(shè)備控制系統(tǒng)。在再生制動期間，電量根據(jù)制動前和制動后動能的不同而變化。能量的不同驅(qū)動發(fā)電機。發(fā)電機產(chǎn)生電荷。常常沒有捕捉到從最低的制動流出的電荷。這些電荷可利用超級電容器捕獲。一旦這些超級電容器是帶電荷的，它們轉(zhuǎn)用于給電池充電。圖6描述了給能量存儲系統(tǒng)3的電池充電的再生過程。完成過程的步驟為
感應(yīng)是否使用制動器；
如果使用制動器，那么設(shè)定更高的再生電流以應(yīng)用電動制動器； 如果沒有使用制動器，那么設(shè)定更低的再生電流限制以便當車輛下斜坡時感覺不到制動效果；
測量馬達電池溫度；
如果電池溫度高于預設(shè)運行溫度，降低再生制動電流限制至名義上的電池的額定充電電流；
在回路中檢查是否使用制動器。圖7闡述了電池充電系統(tǒng)示意圖。所述能量存儲系統(tǒng)的電池利用在短時間中斷和電壓驟降期間提供動力的超級電容器充電。超級電容器與電池基礎(chǔ)上的動力供應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)合導致電池壽命的提高。電池僅僅在更長的中斷期間提供動力，降低了電池的循環(huán)周期。圖 8描述了用于控制系統(tǒng)的故障發(fā)現(xiàn)過程。所述動力輔助系統(tǒng)在與原車輛整合的基礎(chǔ)上在高速公路狀況下運轉(zhuǎn)，其中車速更高并且不需要明顯的動力輔助；
馬達在它的峰值功率時不運轉(zhuǎn)； 馬達給引擎提供有限的輔助；
所述馬達控制系統(tǒng)監(jiān)視引擎的負擔/需求并且響應(yīng)任何突然的加速需求，避免在道路上超車時頻繁的換檔的問題。所述動力輔助系統(tǒng)在與原車輛整合的基礎(chǔ)上在高速公路狀況下運轉(zhuǎn)，其中車輛在更低的速度下運行，伴隨著頻繁的停步和起步；
所述馬達控制系統(tǒng)監(jiān)視關(guān)于車輛動態(tài)速度變化的引擎的負擔/需求并且響應(yīng)以便馬達引導/輔助引擎；
馬達在它的峰值功率運行以響應(yīng)車輛的動態(tài)速度變化，比引擎保持引擎的低負載快。引擎/車輛啟動的過程，其中來自于所述節(jié)流閥位置的信號用于發(fā)起啟動，其中所述馬達為引擎提供啟動轉(zhuǎn)矩以啟動引擎/車輛。車輛僅僅在電力/電動馬達上以低速運轉(zhuǎn)，其中在車輛預設(shè)速度之上引擎通過啟動燃料供應(yīng)而啟動，如果車輛不在預設(shè)的時間內(nèi)移動，那么引擎停止，引擎關(guān)閉并且隨后馬達停止，其中隨著按下加速器，馬達啟動驅(qū)動引擎及在車輛到達預設(shè)速度后，進一步的啟動引擎的燃料供應(yīng)。在發(fā)明的其中一個實施例中，所述系統(tǒng)適合于用在飛機推進系統(tǒng)。在發(fā)明的另一方面，本發(fā)明所述系統(tǒng)適合用于船舶推進系統(tǒng)。在另一個實施例中，本發(fā)明的系統(tǒng)適合于任何固定的引擎。在還有另一個實施例中，所述的馬達傳動構(gòu)件是齒輪系統(tǒng)。在該實施例的另一個變型中，所述傳動構(gòu)件是鏈傳動裝置。在其中的一個實施例中，能量存儲設(shè)備是電池和/或電容器。在另一個實施例中，動力輔助設(shè)備適合于在兩個、三個、四個輪子的車輛。在還有另一個實施例中，冷卻構(gòu)件對于能量存儲系統(tǒng)的電池不是必須的。在還有另一個實施例中，冷卻構(gòu)件對于馬達不是必須的。馬達系統(tǒng)、馬達控制系統(tǒng)和與本發(fā)明的再生制動系統(tǒng)配合的能量存儲設(shè)備的協(xié)同結(jié)合使本發(fā)明的動力輔助設(shè)備適合于車輛/引擎，而不涉及引擎、傳動機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)和車輛的實質(zhì)性整改，還提供了車輛協(xié)力運轉(zhuǎn)在兩個動力源系統(tǒng)上的行駛優(yōu)點。引擎和電動馬達提供了基于車輛運轉(zhuǎn)條件基礎(chǔ)上每一個動力源的優(yōu)點，使得車輛的引擎在平均功率需求的范圍內(nèi)運轉(zhuǎn)，其中本發(fā)明的動力輔助系統(tǒng)選擇性地響應(yīng)引擎的峰值功率需求、空氣燃料攝入情況以提高燃料效率，降低不良排放及提高更好的駕駛性能。實施例本發(fā)明的動力輔助設(shè)備適合于兩廂城市車輛。表1提供了主要方面及描述了該車輛的相應(yīng)的規(guī)格。表1:車輛規(guī)格
權(quán)利要求
1.模塊化的動力輔助系統(tǒng)包括馬達/發(fā)電機系統(tǒng)；配置了提供速度/轉(zhuǎn)矩控制的所述馬達和傳感器的馬達控制系統(tǒng)； 能量儲存系統(tǒng)，其包括與利用車輛動能的減少的再生系統(tǒng)配合的能量儲存設(shè)備和/或給所述能量儲存裝置充電的引擎驅(qū)動系統(tǒng)的引擎其中馬達系統(tǒng)包括一個或多個馬達，包含安裝構(gòu)件的馬達安裝構(gòu)件，其中抗振座適合于安裝在所述馬達安裝構(gòu)件上其中馬達傳動構(gòu)件包括帶安裝在所述馬達的軸上的型槽的第一滑輪，安裝在所述引擎的曲軸上的第二滑輪，其中所述滑輪可用地與皮帶結(jié)合以使馬達輔助分擔引擎的負荷并產(chǎn)生用于給一個或多個能量儲存設(shè)備充電的動力；可替換地，傳動構(gòu)件是適合于所述曲軸和馬達軸之間的萬向軸節(jié)其中馬達控制系統(tǒng)包括比例-積分-微分(PID)控制器、電源設(shè)備、存儲電容器、內(nèi)含專用定制的邏輯回路的微控制器/數(shù)據(jù)處理構(gòu)件、數(shù)據(jù)存儲構(gòu)件、存儲器、動力源、數(shù)據(jù)輸入和輸出構(gòu)件；傳感器系統(tǒng)包括將引擎/車輛傳感器與所述馬達控制系統(tǒng)配置的接口構(gòu)件，其中引擎 /車輛傳感器通過所述控制系統(tǒng)的隔離器連接其中控制系統(tǒng)控制所述馬達的電流以操作所述馬達在信號的基礎(chǔ)上向引擎提供正或負的轉(zhuǎn)矩，該信號來自于用于預測適合該系統(tǒng)的引擎的動力需求的傳感器其中能量儲存系統(tǒng)包含一個或多個電池、與所述馬達控制系統(tǒng)和馬達配置的電池充電系統(tǒng)、包含固態(tài)動力設(shè)備的再生制動系統(tǒng)、內(nèi)含電池控制程序邏輯回路的專用電池控制系統(tǒng)、 外置的充電構(gòu)件、和雙電層電容器。
2.權(quán)利要求1中要求的模塊化的動力輔助系統(tǒng)，其中所述傳感器接口連接構(gòu)件包括含電隔離的數(shù)字電路系統(tǒng)的隔離器電路系統(tǒng)、隔離的PWM和編碼器電路系統(tǒng)、電流隔離的模擬電路系統(tǒng)。
3.權(quán)利要求1-2要求的模塊化的動力輔助系統(tǒng)，其中控制系統(tǒng)包含PID控制器、電源設(shè)備、存儲電容器、內(nèi)含專用定制的邏輯回路的數(shù)據(jù)處理構(gòu)件、數(shù)據(jù)存儲構(gòu)件、存儲器、動力源、可擴展的模擬輸入連接的傳感器例如溫度、節(jié)流閥、剎車及類似物；可擴展的PWM輸入連接傳感器例如用于感應(yīng)引擎/車輛速度的磁性拾音器；包括數(shù)字輸出操作繼電器控制燃料供應(yīng)的輸出構(gòu)件、冷卻風扇、泵及類似物；可擴展的模擬輸出驅(qū)動儀表盤顯示及制動器； 用于比例驅(qū)動器的可擴展的脈寬調(diào)制器(PWM)輸出；用于馬達-發(fā)電機的位置和方向反饋的編碼器/轉(zhuǎn)速表輸入；與引擎控制單元(E⑶)通信的CAN通信端口、安全設(shè)備、顯示器。
4.如權(quán)利要求1-3中要求的模塊化的動力輔助系統(tǒng)，其中來自于剎車、手剎、離合器、 空調(diào)、點火裝置和選擇模式的傳感器利用電隔離的數(shù)字電路系統(tǒng)與控制系統(tǒng)連接。
5.如權(quán)利要求1-4中要求的模塊化的動力輔助系統(tǒng)，其中脈沖信號例如車速傳感器(VSS)、引擎轉(zhuǎn)速傳感器(ESS)和來自于編碼器的信號利用電隔離的PWM和編碼器電路系統(tǒng)與控制系統(tǒng)連接。
6.如權(quán)利1-5中所要求的模塊化的動力輔助系統(tǒng)，其中與馬達溫度、引擎溫度、電池溫度、節(jié)流閥位置、歧管壓力和制動器位置相關(guān)的信號利用電隔離器與控制系統(tǒng)連接。
7.如權(quán)利要求1-6中要求的模塊化的動力輔助系統(tǒng)，其中控制系統(tǒng)利用自由電位繼電器數(shù)字輸出與發(fā)動機的燃料噴射器配合。
8.如權(quán)利要求1-7中要求的模塊化的動力輔助系統(tǒng)，其中控制系統(tǒng)的自由電位繼電器數(shù)字輸出與主接觸器/直流供電、控制器冷卻風扇、故障指示燈、泵和備用設(shè)備配合。
9.如權(quán)利要求1要求的模塊化的動力輔助系統(tǒng)，其中安全設(shè)備與所述控制系統(tǒng)可通信地連接，其中邏輯部分存在于所述安全設(shè)備中，其中邏輯部分在車輛/引擎驅(qū)動系統(tǒng)操作模式的基礎(chǔ)上發(fā)送給所述馬達控制系統(tǒng)其中在車輛的各種運行條件下，所述安全設(shè)備運行，其中在啟動車輛的過程中，當鑰匙置于點火裝置中，邏輯的必須部分在車輛啟動的過程中通信并傳送至來自于所述安全設(shè)備的所述控制系統(tǒng)；在車輛運行期間，在運行操作期間馬達控制系統(tǒng)所需要的邏輯和指令通信和傳送，其中在啟動期間必需的邏輯和指令將從所述控制系統(tǒng)抹去；在車輛停止運行期間，當車輛關(guān)閉，在所述控制系統(tǒng)中的邏輯和指令將是非關(guān)鍵屬性的或它將沒有任何運行的邏輯和指令。
10.如權(quán)利要求1要求的模塊化的動力輔助系統(tǒng)，其中所述馬達控制系統(tǒng)運行以啟動改裝了所述動力輔助系統(tǒng)的車輛，步驟為感應(yīng)加速位置/離合器位置，其中所述油門踏板/離合器與引擎的點火開關(guān)是聯(lián)鎖的；發(fā)送相同的信號給所述控制系統(tǒng)；啟發(fā)激勵電流給所述馬達以同樣地啟動；不啟動引擎燃料供應(yīng)以便車輛運行僅僅以馬達作為動力來源；利用VSS傳感器感應(yīng)車速；根據(jù)超過預設(shè)的速度，向引擎的燃料供應(yīng)的電磁閥發(fā)送信號。
11.如權(quán)利要求1要求的模塊化的動力輔助系統(tǒng)，其中所述馬達控制系統(tǒng)運行以啟動改裝了所述動力輔助系統(tǒng)的車輛，步驟為按下油門踏板/感應(yīng)引擎負擔并發(fā)送信號至所述控制系統(tǒng)； 啟發(fā)激勵電流給所述馬達以同樣地啟動； 啟動燃料供應(yīng)給引擎； 同時運行馬達和引起以向車輛供能。
12.如權(quán)利要求1要求的模塊化的動力輔助系統(tǒng)，其中所述馬達控制系統(tǒng)按步驟運行 與車輛/引擎的現(xiàn)存的傳感器連接以從傳感器取得信號；測量周圍環(huán)境和歧管壓力的不同并傳遞相同的給數(shù)據(jù)處理構(gòu)件； 測量節(jié)流閥位置并傳遞給數(shù)據(jù)處理構(gòu)件； 可選地測量引擎的氣流并傳遞給數(shù)據(jù)處理構(gòu)件； 在所述測量值的基礎(chǔ)上估計引擎需求；傳遞信號給所述馬達以響應(yīng)引擎需求。
13.如權(quán)利要求1要求的模塊化的動力輔助系統(tǒng)，其中所述馬達控制系統(tǒng)在車輛情況的基礎(chǔ)上運轉(zhuǎn)，其中車速是更快的，步驟為馬達在它的峰值功率時不運轉(zhuǎn)；馬達給引擎提供有限的輔助；所述馬達控制系統(tǒng)監(jiān)視引擎的負擔/需求并且響應(yīng)任何突然的加速需求，避免在道路上超車時頻繁的換檔的問題。
14.如權(quán)利要求1要求的模塊化的動力輔助系統(tǒng)在車輛情況基礎(chǔ)上運行，其中車速是更低的，步驟為車輛在更低的速度下運行，伴隨頻繁的停步和起步；所述馬達控制系統(tǒng)監(jiān)視關(guān)于車輛動態(tài)速度變化的引擎的負擔/需求并且響應(yīng)，以便馬達引導/輔助引擎；馬達在它的峰值功率運行以響應(yīng)車輛的動態(tài)速度變化，比引擎保持引擎的低負載更快其中重新啟動引擎/車輛來自于所述節(jié)流閥位置/離合器的信號用于發(fā)起啟動，其中所述馬達為引擎提供高的啟動轉(zhuǎn)矩以啟動引擎/車輛。
15.如權(quán)利要求1要求的模塊化的動力輔助系統(tǒng)，其中車輛僅僅在電力/電動馬達上以低速運轉(zhuǎn)，其中在車輛預設(shè)速度之上引擎通過啟動燃料供應(yīng)而啟動，如果車輛不在預設(shè)的時間內(nèi)移動，那么引擎停止，引擎關(guān)閉并且隨后馬達停止，其中隨著按下加速器，馬達啟動驅(qū)動引擎及在車輛到達預設(shè)速度后，進一步的啟動引擎的燃料供應(yīng)。
16.如權(quán)利要求1要求的模塊化的動力輔助系統(tǒng)，其中感應(yīng)的信號包括TPS、MAP、VSS、 剎車、手剎、離合器、換向開關(guān)、引擎RPM、冷卻劑溫度、MAF、電池溫度、能量存儲系統(tǒng)和與車輛引擎的點火開關(guān)聯(lián)鎖的油門踏板位置傳感器。
17.如權(quán)利要求1要求的模塊化的動力輔助系統(tǒng)，其中所述馬達安裝構(gòu)件包括帶用于安裝馬達兼發(fā)電機的一個或多個缺口的基本平的第一支持表面；基本平的第二支持表面固定/連接/結(jié)合于第一表面，其中所述第二個表面擁有可延伸的缺口。
18.如權(quán)利要求1要求的模塊化的動力輔助系統(tǒng)，其中隔振構(gòu)件適合安裝于所述表面的其中之一上以隔離所述表面與改裝了動力輔助系統(tǒng)的車輛的引擎/底盤。
19.如權(quán)利要求1要求的模塊化輔助系統(tǒng)，其中所述馬達系統(tǒng)的傳動系統(tǒng)包括帶安裝在所述馬達的軸上的型槽的第一滑輪，安裝在所述引擎的曲軸上的第二滑輪，其中所述滑輪可用地配合以使馬達輔助分擔引擎的負荷并產(chǎn)生用于給一個或多個能量儲存設(shè)備充電的動力。
20.如權(quán)利要求19要求的模塊化的動力輔助系統(tǒng)，其中所述滑輪通過V型、鏈條或更優(yōu)的肋條型的皮帶可用地配合。
21.如權(quán)利要求1、19中要求的模塊化的動力輔助系統(tǒng)，其中皮帶張緊滑輪適合于在第一和第二滑輪之間保持皮帶張力。
22.如權(quán)利要求1要求的模塊化的動力輔助系統(tǒng)，其中萬向軸節(jié)或爪形聯(lián)軸節(jié)用于使所述馬達兼發(fā)電機與引擎的曲軸結(jié)合。
23.如權(quán)利要求1要求的模塊化的動力輔助系統(tǒng)，其中能量存儲系統(tǒng)包括一個或多個電池、與所述馬達控制系統(tǒng)和馬達配置的電池管理系統(tǒng)、包含固態(tài)電源設(shè)備的再生制動系統(tǒng)、內(nèi)含電池控制程序邏輯回路的專用電池控制系統(tǒng)、外置的充電構(gòu)件。
24.如權(quán)利要求1、23要求的模塊化的動力輔助系統(tǒng)，其中所述馬達控制系統(tǒng)與利用雙電池電容器的能量存儲相配置。
25.如權(quán)利要求1要求的模塊化的動力輔助系統(tǒng)，其中所述能量存儲系統(tǒng)的電池利用在短時間中斷和電壓驟降期間提供動力的超級電容器充電，其中能量存儲系統(tǒng)的電池在更長時間的中斷期間提供動力，降低了電池的循環(huán)周期。
26.如權(quán)利要求1、25要求的模塊化的動力輔助系統(tǒng)，其中電池選自鉛酸、鋰離子、氫鎳電池類型。
27.如權(quán)利要求1要求的模塊化的動力輔助系統(tǒng)，其中再生制動系統(tǒng)在再生制動期間在制動之前和制動之后動能的不同使發(fā)電機為電池充電其中最低的制動流出的電荷利用超級電容器捕獲，它們轉(zhuǎn)用于給能量存儲系統(tǒng)的電池充電。
28.如前述權(quán)利要求所要求的模塊化的動力輔助系統(tǒng)，其中馬達控制系統(tǒng)運行以啟動改裝了該系統(tǒng)的車輛，步驟為感應(yīng)點火和故障檢測構(gòu)件； 利用VSS傳感器感應(yīng)車速；如果車輛是停止的，也就是VSS指示速度零，利用TPS傳感器及離合器狀態(tài)感應(yīng)節(jié)流閥位置；如果TPS傳感器指示比預設(shè)的油門踏板位置更高，離合傳感器指示按下的條件； 通過應(yīng)用100%轉(zhuǎn)矩設(shè)定點于馬達兼發(fā)電機啟動引擎； 啟動動力輔助過程，其中馬達兼發(fā)電機向引擎提供動力輔助； 可替換地，如果車輛在運行條件下，也就是VSS沒有指示速度零，感應(yīng)是否節(jié)流閥位置大于0%;如果啟動動力輔助過程，其中馬達兼發(fā)電機向引擎提供動力輔助。
29.如前述權(quán)利要求所要求的模塊化的動力輔助系統(tǒng)，其中馬達控制系統(tǒng)運行以切斷引擎的燃料供應(yīng)，步驟為感應(yīng)點火狀態(tài)及感應(yīng)故障； 利用VSS傳感器感應(yīng)車速是否為零； 感應(yīng)是否電池電荷狀態(tài)(SOC)和引擎溫度在預設(shè)水平； 開始延遲； 感應(yīng)車速；設(shè)置噴油器繼電器以切斷給引擎的燃料供應(yīng)；可替換地，如果車速是零，通過TPS傳感器或引擎負載感應(yīng)節(jié)流閥位置，如果它大于空載/空閑狀態(tài)，啟動動力輔助過程；否則啟動再生過程。
30.如前述權(quán)利要求所要求的模塊化的動力輔助系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)運轉(zhuǎn)以向引擎啟動動力輔助模式，步驟為感應(yīng)SOC位置，是否大于零或小于零；在SOC位置的基礎(chǔ)上，從城市運行條件或并聯(lián)混合動力模式中選擇模式； 如果是城市運行條件模式，如果最小車速低于車輛在純粹電動模式下運行的車速，利用VSS傳感器感應(yīng)車速； 標記車速與預設(shè)車速；如果車速大于預設(shè)車速，那么重設(shè)燃料噴射器繼電器以使引擎啟動并且在平行混合動力條件下運行車輛，其中利用引擎動力及馬達動力輔助；如果車速低于預設(shè)速度，那么設(shè)置燃料噴射器繼電器以切斷引擎燃料供應(yīng)； 運行馬達兼發(fā)電機以通過加入偏移控制系統(tǒng)設(shè)定點驅(qū)使引擎在空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速； 再次檢查車速；如果選擇并聯(lián)混合動力模式，那么重新設(shè)定燃料噴射器繼電器以使引擎啟動以便在并聯(lián)模式下運行車輛。
31.如前述權(quán)利要求所要求的模塊化的動力輔助系統(tǒng)，其中所述控制系統(tǒng)運行以使車輛在并聯(lián)混合動力條件下運轉(zhuǎn)，步驟為在引擎系統(tǒng)齒輪速比的基礎(chǔ)上識別檔位；在檔位、車速和引擎速度的基礎(chǔ)上選擇期望的轉(zhuǎn)矩需求；利用TPS傳感器和轉(zhuǎn)矩需求感應(yīng)節(jié)流閥位置；如果大于空載，那么確定轉(zhuǎn)矩設(shè)定點與節(jié)流閥百分比開口的比例，否則在再生模式中運行；監(jiān)測馬達兼發(fā)電機繞組溫度；如果繞組溫度比額定的溫度高，通過相對于馬達兼發(fā)電機繞組溫度每一度上升的比例數(shù)，降低馬達兼發(fā)電機電流限制。
32.如權(quán)利要求1要求的模塊化的動力輔助系統(tǒng)，其中實現(xiàn)向能量存儲系統(tǒng)的電池/電容器充電的再生過程，步驟為感應(yīng)是否使用制動器；如果使用制動器，那么設(shè)定更高的再生電流以應(yīng)用電動制動器； 如果沒有使用制動器，那么設(shè)定更低的再生電流限制以便當車輛下斜坡時感覺不到制動效果；測量馬達電池溫度；如果電池溫度高于預設(shè)運行溫度，降低再生制動電流限制至名義上的電池的額定充電電流。
33.如前述權(quán)利要求所要求的模塊化的動力輔助系統(tǒng)適用于兩輪、三輪、四輪的車輛。
34.如權(quán)利要求1要求的模塊化的動力輔助系統(tǒng)，其中改裝了所述動力輔助系統(tǒng)的車輛/引擎驅(qū)動系統(tǒng)在比車輛/引擎驅(qū)動系統(tǒng)的額定功率低的容量和功率下運轉(zhuǎn)。
35.如權(quán)利要求1、19要求的模塊化的動力輔助系統(tǒng)，其中所述第一個滑輪和第二個滑輪的直徑比范圍是1:1至1:12。
36.如前述權(quán)利要求所要求的模塊化的動力輔助系統(tǒng)，其中抗震構(gòu)件是圓柱形、夾心型底座形式。
37.模塊化的動力輔助系統(tǒng)，其中安全設(shè)備與所述控制系統(tǒng)可通信地連接，其中邏輯和支持指令的適當方面存在于所述安全設(shè)備中，其中在車輛/引擎驅(qū)動系統(tǒng)的操作模式基礎(chǔ)上指令的部分發(fā)送至所述馬達控制系統(tǒng)其中所述安全設(shè)備運轉(zhuǎn)，其中在啟動車輛的過程中，當鑰匙置于點火裝置中，必須的邏輯及指令在車輛啟動的過程中通信并傳送至來自于所述安全設(shè)備的所述控制系統(tǒng)；在車輛運行期間，在高速公路行駛期間馬達控制系統(tǒng)所需要的邏輯和指令通信和傳送，其中在啟動期間必需的邏輯和指令將從所述控制系統(tǒng)抹去；在車輛停止運行期間，當車輛關(guān)閉，在所述控制系統(tǒng)中的邏輯和指令將是非關(guān)鍵屬性的或它將沒有任何可運行的邏輯和指令。
38.模塊化的動力輔助系統(tǒng)，其中所述控制系統(tǒng)包括PID控制器、動力設(shè)備、存儲電容器、內(nèi)含專用定制的邏輯回路的數(shù)據(jù)處理構(gòu)件、數(shù)據(jù)存儲構(gòu)件、RAM、動力源、可擴展的模擬輸入連接的傳感器例如溫度、節(jié)流閥、剎車等；可擴展的PWM輸入連接傳感器例如用于感應(yīng)引擎/車輛速度的磁性拾音器；包括數(shù)字輸出操作繼電器控制燃料供應(yīng)的輸出構(gòu)件、冷卻風扇、泵等；可擴展的模擬輸出驅(qū)動儀表盤顯示及制動器；用于比例驅(qū)動器的可擴展的PWM 輸出；用于馬達-發(fā)電機的位置和方向反饋的編碼器/轉(zhuǎn)速表輸入；與ECUs通信的CAN通信端口、安全設(shè)備、顯示器其中來自于傳感器的數(shù)字信號利用電隔離的數(shù)字電路系統(tǒng)與控制系統(tǒng)連接，來自于傳感器的脈沖信號利用電隔離的PWM和編碼器電路系統(tǒng)連接，而來自于傳感器的模擬信號與電隔離模擬電路系統(tǒng)連接其中與車輛/引擎的現(xiàn)存的傳感器連接以從傳感器取得信號； 測量周圍環(huán)境和歧管壓力的差異并傳遞相同的給數(shù)據(jù)處理構(gòu)件； 測量節(jié)流閥位置并傳遞給數(shù)據(jù)處理構(gòu)件； 可選地測量引擎的氣流并傳遞給數(shù)據(jù)處理構(gòu)件； 在所述測量值的基礎(chǔ)上估計引擎需求。
全文摘要
本發(fā)明涉及模塊化的動力輔助系統(tǒng)。具體地，本發(fā)明適合于車輛/引擎驅(qū)動系統(tǒng)的模塊化的電力輔助系統(tǒng)以便通過電力系統(tǒng)及它原始的動力系統(tǒng)運轉(zhuǎn)/供能。馬達系統(tǒng)、馬達控制系統(tǒng)和與本發(fā)明的再生制動系統(tǒng)配合的能量存儲設(shè)備的協(xié)同結(jié)合使本發(fā)明的動力輔助設(shè)備適合于車輛/引擎，而不涉及引擎、傳動機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)和車輛的實質(zhì)性整改。引擎和電動馬達提供了基于車輛/引擎驅(qū)動系統(tǒng)運行條件的基礎(chǔ)上每一個動力源的優(yōu)點，通過選擇性地響應(yīng)引擎的功率需求以提高燃料效率，降低不良排放及提供更好的駕駛性能。
文檔編號B60K6/485GK102498007SQ200980161418
公開日2012年6月13日 申請日期2009年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月15日
發(fā)明者T·K·柯沙崔亞 申請人:Kpit康明斯信息系統(tǒng)有限責任公司