用于寒冷氣候中混合動力電動車輛的增強驅(qū)動性能的制作方法
【專利摘要】一種用于混合動力電動車輛的柴油燃料控制系統(tǒng)，包括，控制單元和連接至所述控制單元的環(huán)境空氣溫度傳感器，其中，所述控制單元配置為存儲關(guān)于車輛中燃料的濾清器冷凝堵塞點溫度的信息。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括從車輛的速度傳感器向控制單元的連接，以及從柴油溫度傳感器的連接，其中，控制單元配置為基于來自所述溫度傳感器和所述速度傳感器的信息來計算燃料過濾器中的燃料溫度，并且配置得與發(fā)動機控制單元連接，使得內(nèi)燃發(fā)動機配置得，如果所述計算的溫度低于濾清器冷凝堵塞點溫度，則起動。
【專利說明】用于寒冷氣候中混合動力電動車輛的增強驅(qū)動性能
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于混合動力電動車輛的柴油燃料控制系統(tǒng)，包括控制單元和連接至所述控制單元的環(huán)境溫度傳感器，其中，所述控制單元配置為存儲關(guān)于濾清器冷凝堵塞點溫度的信息。
【背景技術(shù)】
[0002]在寒冷天氣中，柴油發(fā)動機有時與一些起動問題、粘滯柴油燃料、也就是具有高粘度的柴油以及需要使用防凍附加劑有關(guān)。換句話說，在寒冷天氣中使用柴油的最大問題是燃料凝固的趨勢。為大多數(shù)乘用車輛推薦的一種類型的柴油包含一些自然反應(yīng)石蠟(蠟)，并且隨著溫度降低，這一石蠟結(jié)晶且影響燃料的流動性，并且可能導(dǎo)致起動困難且最終導(dǎo)致過濾器堵上/堵塞。不幸的是，當(dāng)生物柴油進(jìn)入該反應(yīng)中時，這一問題惡化一生物柴油趨于在比柴油稍高的溫度凝固。
[0003]幸運的是，這些問題被相當(dāng)容易地解決。常規(guī)的柴油燃料是“適應(yīng)冬季的”或在其傳動至泵之前在經(jīng)銷商處被季節(jié)地調(diào)整。通過混合上述類型的柴油與更精煉的柴油，完成了過冬準(zhǔn)備。對柴油燃料進(jìn)行過冬處理來維持寒冷天氣流動特性，并且該系數(shù)改變基于區(qū)域分配。為了在寒冷氣候中有效地使用生物柴油，其必須以改變的百分比混合適合冬季使用的柴油，其再次依賴區(qū)域。
[0004]對于使用柴油發(fā)動機作為內(nèi)燃發(fā)動機(ICE)的混合動力電動車輛，且特別對于插入式混合動力車，這里有進(jìn)一步的問題。當(dāng)混合動力電動車輛僅有電動機驅(qū)動時，燃料甚至將不流動，其可能導(dǎo)致燃料變得更冷。因此，如果周圍空氣降至低于預(yù)定溫度、例如o°c，為了保證過濾器不堵塞，ICE始終運行。甚至雖然一些柴油燃料是“適應(yīng)冬季的”，為了安全，ICE將運行且因而車輛在低溫處將或多或少地作為沒有電動機的標(biāo)準(zhǔn)車輛。
[0005]插入式混合動力電動車輛產(chǎn)生的進(jìn)一步問題是，可能僅在電動模式下運行了很長時間，也就是，如果例如有人具有短的交通距離且在每晚或在工作時的白天中為電池再充電。在最壞情況的方案中，這一車輛當(dāng)冬天到來時油箱中仍然留有來自夏季的柴油。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的是提供使得當(dāng)在寒冷戶外時可能在電動模式中運行混合動力電動車輛的系統(tǒng)和方法。
[0007]這一目的通過在所附權(quán)利要求中詳述的系統(tǒng)和方法而實現(xiàn)。
[0008]依照本發(fā)明，用于混合動力電動車輛的柴油燃料控制系統(tǒng)包括控制單元和連接至所述控制單元的環(huán)境空氣溫度傳感器，其中，所述控制單元配置為存儲關(guān)于濾清器冷凝堵塞點溫度(cold filter plugging point temperature)的信息。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括從車輛的速度傳感器連接至控制單元的連接裝置以及從柴油溫度傳感器的連接裝置，其中控制單元配置為基于來自所述溫度傳感器和所述速度傳感器的信息來計算燃料過濾器中的燃料溫度，并且配置為與發(fā)動機控制單元連接，使得內(nèi)燃發(fā)動機配置為如果所述計算的溫度低于濾清器冷凝堵塞點溫度，則起動。邏輯上，一旦環(huán)境溫度低于夏季燃料的濾清器冷凝堵塞點溫度，即對于大多數(shù)國家和/或區(qū)域為低于o°c，則混合動力車中的柴油堵塞的內(nèi)燃發(fā)動機將運行。通過本發(fā)明，可能在遠(yuǎn)低于o°c時在電動模式中運行車輛。然而，由于在燃料的濾清器冷凝堵塞點溫度的計算中可能發(fā)生錯誤，有時候建議具有安全裕度，即，在高于濾清器冷凝堵塞點溫度幾度時起動內(nèi)燃發(fā)動機。
[0009]依照本發(fā)明進(jìn)一步的方面，柴油溫度傳感器被配置在高壓泵中。一個好處是，高壓泵易于裝備溫度傳感器，且可以是交付時就配備的直接來自于泵供應(yīng)者的傳感器。而且，在大多數(shù)情形中，需要有溫度傳感器來確定需要用于高壓泵的冷卻液流動。
[0010]依照本發(fā)明的一個方面，所述發(fā)動機控制單元配置為如果過濾器中的計算溫度低于濾清器冷凝堵塞點溫度多于4-6度，則起動高壓泵。內(nèi)燃發(fā)動機將與高壓泵同時起動。這意味著，過濾器起初可以起動閉塞，但是由于由高壓燃料泵供給燃料的熱量，燃料過濾器中的溫度將快速增加并且已經(jīng)組裝進(jìn)過濾器中的石蠟或蠟將隨著燃料增加的熱量而溶解。替代地，控制單元可被配置為如果計算的溫度低于濾清器冷凝堵塞點溫度時，起動高壓泵并因而起動內(nèi)燃發(fā)動機，即，其應(yīng)該適于車輛驅(qū)動線路上的每個特定設(shè)計。
[0011]依照本發(fā)明的一個方面，控制單元配置為存儲關(guān)于燃料何時被填充的時間信息。特別用于在插入式混合動力電動車輛中，具有這樣的可能性，可能在純電動模式中運行非常長的時間，例如當(dāng)有人僅需要運行幾公里上班，可能在每晚為它再充電并且內(nèi)燃發(fā)動機將根本不會起動。在這一情形中，當(dāng)對于一些已經(jīng)在十月變得真正冷的區(qū)域(在北半球中)的時候，油箱可能加滿了“夏季”柴油。因而，重要的是跟蹤用于給車輛添加燃料時間的時間軌跡。
[0012]此外，當(dāng)為車輛添加燃料時，加入油箱中的燃料量的信息也應(yīng)被存儲，也就是，通過測量和/或計算。
[0013]依照本發(fā)明的另一方面，控制單元包括至車輛加油口蓋的連接。當(dāng)車輛被再次添加燃料時，系統(tǒng)基于在再次添加燃料之前油箱中的燃料量和最近的計算濾清器冷凝堵塞點溫度的時間以及再次添加的燃料量，來計算新的濾清器冷凝堵塞點溫度。因此，當(dāng)油箱蓋被打開時，該系統(tǒng)處于待命狀態(tài)，用于計算新的濾清器冷凝堵塞點溫度。該計算例如可通過油箱蓋的關(guān)閉而開始。為了測量填充的燃料量和已經(jīng)在油箱中的量，一些類型的燃料高度傳感器(fuel level sensor)是需要的。一種替代可以例如是當(dāng)燃料添加門打開時開始計算，并且高度發(fā)送器指示燃料體積已經(jīng)有了變化。
[0014]依照本發(fā)明的一個方面，測量內(nèi)燃發(fā)動機中的油溫，因而控制單元被連接至內(nèi)燃發(fā)動機油溫傳感器。
[0015]依照本發(fā)明的進(jìn)一步方面，控制單元被連接至定位系統(tǒng)。傳統(tǒng)上，車輛依照它們被銷售的國家的燃料的濾清器冷凝堵塞點溫度而被編程。然而，為了更好的功能，控制單元被連接至定位系統(tǒng)，例如GPS、RDS或移動網(wǎng)絡(luò)，它們將給出車輛添加燃料處的位置。如前所述，重要的是跟蹤車輛被填充燃料的時間軌跡，因為在一些國家夏季柴油質(zhì)量和冬季柴油質(zhì)量，即濾清器冷凝堵塞點溫度，基本上是不同的。而且，夏季(冬季)燃料質(zhì)量在相鄰的國家也會變化。因此，對于在與車輛被銷售的國家不同的國家添加燃料，使用定位系統(tǒng)這一方案并不重要。因此，該系統(tǒng)適于氣候帶和季節(jié)。例如，在歐洲時刻是EN590標(biāo)準(zhǔn)?！緦＠綀D】
【附圖說明】
[0016]本發(fā)明現(xiàn)在將參考附圖被進(jìn)一步公開。
[0017]附圖1示出了描述本發(fā)明原則的簡化流程圖。
【具體實施方式】
[0018]附圖1示出了流程圖，開始于內(nèi)燃發(fā)動機被關(guān)閉(步驟I)的情形。從那里開始，起動低壓燃料泵(步驟2)，用于具有經(jīng)過高壓燃料泵的流動，該處具有溫度傳感器。當(dāng)高壓燃料泵中的溫度被測量后，燃料過濾器中的溫度被計算(步驟3)。使用來自高壓燃料泵的溫度、環(huán)境空氣溫度、內(nèi)燃發(fā)動機中的油溫以及車輛的速度的輸入數(shù)據(jù)執(zhí)行燃料過濾器中溫度的計算。
[0019]在附圖1的流程圖中的步驟4中，在燃料過濾器的計算溫度TN和濾清器冷凝堵塞點臨界溫度TcFPP之間進(jìn)行比較。如果計算的溫度仍然在濾清器冷凝堵塞點臨界溫度之上，則該系統(tǒng)返回(loops back)以進(jìn)行燃料過濾器中溫度的新計算3。這樣持續(xù)直到燃料過濾器中的溫度下降至低于濾清器冷凝堵塞點臨界溫度，在該情形下，系統(tǒng)進(jìn)入步驟5，通過內(nèi)燃發(fā)動機的起動來增加燃料溫度。
[0020]濾清器冷凝堵塞點臨界溫度被以下述方式選擇，S卩，使得燃料溫度的增速足以防止過濾器堵塞。因此，過濾器實際開始堵塞，但是當(dāng)內(nèi)燃發(fā)動機起動時，同時起動的高壓燃料泵足夠快地加熱燃料，用于避免過濾器被完全堵塞。這一臨界溫度取決于過濾器的物理屬性，但在開發(fā)本系統(tǒng)中測試的一些實施方式中，臨界溫度大約低于濾清器冷凝堵塞點5至6(攝氏)度。應(yīng)注意到的是，如果是另一類型的過濾器，這可能會不同，并且特別是如果過濾器以某種方式處于由于環(huán)境溫度和車速導(dǎo)致的對流而不被冷卻很多的位置。
[0021]此外，一些時候優(yōu)選的是具有大約2 (攝氏)度的安全裕度，也就是，使得當(dāng)計算的燃料溫度在濾清器冷凝堵塞點溫度之上2度或更小時起動內(nèi)燃發(fā)動機。
[0022]當(dāng)車輛添加燃料時(步驟6)計算濾清器冷凝堵塞點。濾清器冷凝堵塞點的計算(步驟7)考慮到添加的燃料體積、初始體積、添加的燃料質(zhì)量和初始燃料質(zhì)量，用于計算新的平均燃料質(zhì)量，即濾清器冷凝堵塞點。燃料質(zhì)量可從數(shù)據(jù)庫中獲取，其中特定質(zhì)量取決于添加燃料時間，也就是，是否是夏季或冬季。進(jìn)一步的步驟是使用定位系統(tǒng)(例如GPS)得到特定質(zhì)量數(shù)據(jù)。因此，GPS告知了應(yīng)使用哪個國家的數(shù)據(jù)以及時間是冬季還是夏季。
[0023]前述是本發(fā)明的示例實施的公開。然而，明顯的是，包含修改和改變的方法對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是明顯的。由于前述公開意欲使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠執(zhí)行當(dāng)前的發(fā)明，從而不應(yīng)被解釋為限制，但是應(yīng)被解釋為由于落入了權(quán)利要求的范圍而包括這些修改和變形。該系統(tǒng)的進(jìn)一步選擇應(yīng)具有用于燃料的日期的時間限制或最佳類別。例如，當(dāng)燃料箱中的燃料是90天或更久的，燃料質(zhì)量在計算中應(yīng)被改變至具有對應(yīng)于“夏季燃料”的更高濾清器冷凝堵塞點溫度。這將確保燃料箱中燃料的更換速度。同樣，在說明書中和在權(quán)利要求書中，其表示了用于當(dāng)車輛添加燃料時提供信號的油箱蓋。這當(dāng)然有多種可以實現(xiàn)這樣的多種方式，例如，當(dāng)燃料添加門(fuel filler door)的按鈕被推動時,燃料添加門被打開，并且在燃料注入口中的傳感器用于識別燃料噴嘴。
【權(quán)利要求】
1.一種用于混合動力電動車輛的柴油燃料控制系統(tǒng)，包括控制單元和連接至所述控制單元的環(huán)境空氣溫度傳感器，其中，所述控制單元配置為存儲關(guān)于車輛中燃料的濾清器冷凝堵塞點溫度的信息， 其特征在于， 所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括從車輛的速度傳感器到控制單元的連接，以及從燃料溫度傳感器的連接，其中，控制單元配置為基于來自所述溫度傳感器和所述速度傳感器的信息計算燃料過濾器中的燃料的溫度，并且配置為與發(fā)動機控制單元連接以使得內(nèi)燃發(fā)動機配置為如果所述計算的燃料溫度低于濾清器冷凝堵塞點溫度，則內(nèi)燃發(fā)動機起動。
2.如權(quán)利要求1所述的柴油燃料輸送系統(tǒng)，其中，所述燃料溫度傳感器被配置在高壓燃料泵中。
3.如權(quán)利要求1至2任一所述的柴油燃料輸送系統(tǒng)，其中，所述發(fā)動機控制單元配置為，如果過濾器中的計算溫度低于濾清器冷凝堵塞點溫度多于4-6度，則起動高壓泵。
4.如前述任意權(quán)利要求所述的柴油燃料輸送系統(tǒng)，其中，控制單元配置為存儲關(guān)于燃料何時被填充的時間信息。
5.如前述任意權(quán)利要求所述的柴油燃料輸送系統(tǒng)，其中，控制單元包括連接至車輛加油口蓋的連接裝置。
6.如前述任意權(quán)利要求所述的柴油燃料輸送系統(tǒng)，其中，控制單元被連接至定位系統(tǒng)。
7.如前述任意權(quán)利要求所述的柴油燃料輸送系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括連接至低壓燃料泵的連接裝置，所述低壓燃料泵配置為在當(dāng)高壓燃料泵不工作時的至少一部分時間泵送經(jīng)過高壓燃料泵的燃料。
8.如前述任意權(quán)利要求所述的柴油燃料輸送系統(tǒng)，其中，控制單元與內(nèi)燃發(fā)動機油溫傳感器連接。
9.一種用于在寒冷天氣中在電動模式中運行柴油混合動力電動車輛的方法，其中，車輛包括連接至環(huán)境溫度傳感器、連接至燃料溫度傳感器以及連接至車輛速度傳感器的控制單元，其中，所述方法包括: 測量環(huán)境溫度， 從控制單元檢索關(guān)于燃料的濾清器冷凝堵塞點溫度的信息， 測量柴油燃料的溫度， 測量車輛的速度， 計算燃料過濾器中的溫度， 如果燃料過濾器中的計算溫度低于濾清器冷凝堵塞點溫度4至6度或更多，則起動內(nèi)燃發(fā)動機，并且當(dāng)燃料過濾器中的計算溫度已經(jīng)增加至濾清器冷凝堵塞點溫度時，關(guān)閉內(nèi)燃發(fā)動機。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，控制單元進(jìn)一步連接至油箱蓋中的傳感器和日歷，使得控制單元基于燃料箱何時被填充、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濾清器冷凝堵塞點溫度而計算濾清器冷凝堵塞點溫度。
11.如權(quán)利要求9至10任一所述的方法，其中，控制單元被連接至定位系統(tǒng)，用于確定被加入到車輛油箱中的燃料的濾清器冷凝堵塞點溫度。
12.如權(quán)利要求9至11任一所述的方法，其中，當(dāng)車輛處于電動模式中時，低壓泵使燃料循環(huán)經(jīng)過高壓燃料泵和燃料過濾器。
13.如權(quán)利要求9至12任一所述的方法，其中，內(nèi)燃發(fā)動機油溫被測量并被用作用于計算燃料過濾器中溫度的 輸入數(shù)據(jù)。
【文檔編號】F02D45/00GK103993970SQ201410015445
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月14日
【發(fā)明者】D·拉爾森, V·霍夫梅耶 申請人:沃爾沃汽車公司