專利名稱：蘭金循環(huán)系統(tǒng)和液壓儲能系統(tǒng)的組合的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用結(jié)合了液壓儲能系統(tǒng)和蘭金循環(huán)系統(tǒng)來驅(qū)動汽車組件的系統(tǒng)、裝 置和方法。
背景技術(shù)：
隨著燃料費(fèi)用的上升，對提升汽車中的燃料經(jīng)濟(jì)性做了許多努力。通過提高發(fā)動 機(jī)的效率，也許可以提升燃料經(jīng)濟(jì)性。為此，已經(jīng)研究了提高發(fā)動機(jī)效率的各種系統(tǒng) 和方法。
用來提高能量效率的系統(tǒng)之一就是蘭金(Rankine)循環(huán)系統(tǒng)。蘭金循環(huán)系統(tǒng)利 用蘭金熱力循環(huán)將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功。蘭金循環(huán)系統(tǒng)通常包括如下組件鍋爐、汽輪 機(jī)、冷凝器和泵。作為蘭金循環(huán)系統(tǒng)的一個(gè)例子，諸如水這類工作介質(zhì)經(jīng)過管道系統(tǒng) 流通到各組件，使得工作介質(zhì)膨脹來驅(qū)動連接著的機(jī)械裝置。例如，水可以通過泵提 供給蒸發(fā)器或者鍋爐來產(chǎn)生水蒸汽。水蒸汽通過汽輪機(jī)膨脹以產(chǎn)生動力輸出。水蒸汽 可以循環(huán)回冷凝器，在此，水蒸汽轉(zhuǎn)換回液相。
過去，為將蘭金循環(huán)系統(tǒng)結(jié)合到汽車中并提高這些系統(tǒng)的效率作出了嘗試。例如， 美國專利6，725，662號揭示了將蘭金循環(huán)用于汽車驅(qū)動系統(tǒng)的一種方法。類似地，美 國專利6, 952, 924號描述了 一種用于汽車的蘭金循環(huán)裝置，該裝置包括解決工作介質(zhì) 泄漏到系統(tǒng)外的問題的系統(tǒng)。
作為另一個(gè)在汽車中使用蘭金循環(huán)的例子，美國專利公布2004/0211180號揭示 了通過蘭金循環(huán)系統(tǒng)收集來自發(fā)動機(jī)的余熱以產(chǎn)生轉(zhuǎn)動驅(qū)動力的方法。
另外，美國專利公布2004/0184923號揭示了一種流體機(jī)，該流體機(jī)可搡作于加
壓流體的泵模式和轉(zhuǎn)化流體壓力并產(chǎn)生機(jī)械能的馬達(dá)模式。在此，描述了能使泵模式 和馬達(dá)模式兩者運(yùn)行的特別的氣門機(jī)構(gòu)。
本申請的發(fā)明人意識到汽車中的蘭金循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)用可能在工作介質(zhì)未被保持 在工作溫度的某些應(yīng)用中受限。因此，蘭金循環(huán)系統(tǒng)并非在所有工況下都是充分可操 作的。例如，在汽車初始冷起動期間，蘭金循環(huán)系統(tǒng)就無法產(chǎn)生所需要的能量輸出。 此時(shí)必須等待工作介質(zhì)達(dá)到基本的工作溫度。

發(fā)明內(nèi)容
與蘭金循環(huán)系統(tǒng)的這些應(yīng)用相關(guān)聯(lián)的某些問題可以通過蘭金循環(huán)系統(tǒng)(或其他排 氣熱回收系統(tǒng))與液壓儲能系統(tǒng)的組合來解決。在組合系統(tǒng)中，當(dāng)蘭金循環(huán)系統(tǒng)處于非工作狀態(tài)，例如工作流體正在加熱到工作溫度的階段，液壓儲能系統(tǒng)可以從液壓儲 能器放出流體動力。
作為一個(gè)示例，組合系統(tǒng)可用于運(yùn)行一個(gè)或多個(gè)汽車組件，例如前端輔助驅(qū)動裝 置(FEAD),包括交流發(fā)電機(jī)，空調(diào)壓縮機(jī)，水泵，動力轉(zhuǎn)向泵等。當(dāng)發(fā)動機(jī)第一次 起動時(shí)，可使用液壓儲能系統(tǒng)向搡作連接到汽車配件的液壓馬達(dá)放出流體動力。當(dāng)蘭 金循環(huán)系統(tǒng)中的工作介質(zhì)正在加熱時(shí)，液壓儲能器可向液壓馬達(dá)提供動力。 一旦工作 介質(zhì)處于工作溫度，蘭金循環(huán)系統(tǒng)會接替液壓儲能系統(tǒng)驅(qū)動液壓泵和液壓馬達(dá)，來提 供液壓動力以運(yùn)行FEAD。發(fā)動機(jī)一關(guān)閉，蘭金循環(huán)系統(tǒng)用來產(chǎn)生存儲在儲能器中的 流體動力，以供汽車重起動時(shí)使用。通過使用組合系統(tǒng)來產(chǎn)生FEAD驅(qū)動，可以提高 發(fā)動機(jī)效率。


圖l是汽車發(fā)動機(jī)的示例實(shí)施例的示意圖2是用于汽車的包括蘭金循環(huán)系統(tǒng)和液壓儲能系統(tǒng)的組合系統(tǒng)的示例實(shí)施例 的示意圖3是使用包括蘭金循環(huán)系統(tǒng)和液壓儲能系統(tǒng)的組合系統(tǒng)從起動工況驅(qū)動FEAD 組件的方法的示例實(shí)施例的流程圖4是使用包括蘭金循環(huán)系統(tǒng)和液壓儲能系統(tǒng)的組合系統(tǒng)的方法的示例實(shí)施例 的另一個(gè)流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖l是顯示了包括在汽車/機(jī)動車的推進(jìn)系統(tǒng)中的多汽缸發(fā)動機(jī)10的一個(gè)汽缸的 示意圖。應(yīng)當(dāng)理解，如下發(fā)動機(jī)描述及對應(yīng)的圖l提供了可應(yīng)用蘭金循環(huán)系統(tǒng)和液壓 儲能系統(tǒng)的組合的示例環(huán)境。不脫離本發(fā)明的范圍，上述系統(tǒng)還適用于其他汽車發(fā)動 機(jī)。雖然這里的例子描述了蘭金循環(huán)，如果需要，也可以使用其他排氣熱回收系統(tǒng)或 循環(huán)。
發(fā)動機(jī)10至少部分地由包括控制器12的控制系統(tǒng)和經(jīng)輸入裝置130來自汽車搡 作者132的輸入來控制。在這個(gè)例子中，輸入裝置130包括加速器踏板和產(chǎn)生成比例 的踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動機(jī)10的燃燒室(即汽缸)30包括燃 燒室壁32和位于其中的活塞36?；钊?6連接曲軸40,以將活塞的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為 曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。曲軸40可以通過傳動系統(tǒng)連接到客車的至少一個(gè)驅(qū)動輪。另外， 起動機(jī)馬達(dá)可以通過飛輪連接到曲軸40,以實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)10的起動運(yùn)行。
燃燒室30可通過進(jìn)氣歧管42從進(jìn)氣道44接收進(jìn)氣，并通過排氣道"排出燃燒 氣體。進(jìn)氣道44和排氣道48可分別通過各自的進(jìn)氣門52和排氣門54選擇性地與燃 燒室30相通。在某些實(shí)施例中，燃燒室30可具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)氣門和/或兩
個(gè)或兩個(gè)以上的排氣門。
進(jìn)氣門52經(jīng)電動氣門驅(qū)動器(EVA) 51由控制器12控制。類似地，排氣門54 經(jīng)EVA53由控制器12控制。在某些工況下，控制器12改變提供給驅(qū)動器51、 53的 信號來控制相應(yīng)的進(jìn)氣門和排氣門的開啟與關(guān)閉。進(jìn)氣門52和排氣門54的位置可由 氣門位置傳感器55、 57分別確定。在可選實(shí)施例中， 一個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣門和排氣門由 一個(gè)或多個(gè)凸輪驅(qū)動，可利用凸輪廓線變換(CPS),可變凸輪正時(shí)(VCT),可變氣 門正時(shí)(VVT)和/或可變氣門升程(VVL)系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)來改變氣門操作。例 如，汽缸30可選擇地包括由電動氣門驅(qū)動控制的進(jìn)氣門和由包括CPS和/或VCT的凸 輪驅(qū)動控制的排氣門。
在這個(gè)例子中，進(jìn)氣門52和排氣門54可通過各自的凸輪驅(qū)動系統(tǒng)51、 53由凸 輪驅(qū)動來控制。凸輪驅(qū)動系統(tǒng)51、 53可以包括一個(gè)或多個(gè)凸輪，且利用由控制器12 操控的凸輪廓線變換(CPS),可變凸輪正時(shí)(VCT),可變氣門正時(shí)(VVT)和/或可 變氣門升程(VVL)系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)來改變氣門操作。進(jìn)氣門52和排氣門54的 位置可由位置傳感器55、 57分別確定。在可選實(shí)施例中，進(jìn)氣門52和/或排氣門54 可由電動氣門驅(qū)動控制。例如，汽缸30可選擇地包括由電動氣門驅(qū)動控制的進(jìn)氣門 和由包括CPS和/或VCT系統(tǒng)的凸輪驅(qū)動控制的排氣門。
燃料噴射器"如圖所示設(shè)置在進(jìn)氣道44中，配置為提供將燃料噴射進(jìn)入燃燒室 30上游的進(jìn)氣道的所謂的進(jìn)氣道噴射。燃料噴射器66噴射與經(jīng)電子驅(qū)動器68從控 制器12接收的信號FPW的脈沖寬度成比例的燃料。燃料通過包括燃料箱、燃料泵、 燃料導(dǎo)管的燃料系統(tǒng)(圖未示)供給到燃料噴射器66。在一些實(shí)施例中，燃燒室30 可選擇地或者另外包括直接與燃燒室30相連的燃料噴射器，用于直接將燃料噴射到 那里，采用所知的直接噴射方式。
燃料噴射器66如圖所示直接與燃燒室30相連，用于將與經(jīng)電子驅(qū)動器68從控 制器12接收的信號FPW的脈沖寬度成比例的燃料直接噴射到燃燒室中。以這樣的方 式，燃料噴射器66提供所謂燃料的直接噴射進(jìn)入到燃燒室30內(nèi)。燃料噴射器可以位 于例如燃燒室的側(cè)部或者燃燒室的頂部。燃料通過包括燃料箱、燃料泵、燃料導(dǎo)管的 燃料系統(tǒng)(圖未示)供給到燃料噴射器66。在一些實(shí)施例中，燃燒室30可選擇地或 另外包括設(shè)置在進(jìn)氣道44中的燃料噴射器，燃料噴射器配置為提供將燃料噴射進(jìn)入 燃燒室30上游的進(jìn)氣道的所謂的進(jìn)氣道噴射。
進(jìn)氣歧管42包括帶有節(jié)流板64的節(jié)氣門62。在這個(gè)具體例子中，節(jié)流板64的 位置由控制器12通過提供給與節(jié)氣門62配套的電動機(jī)或驅(qū)動器的信號所改變，該配 置通常稱為電子節(jié)氣門控制(BTC)。以此方式，搡控節(jié)氣門62以改變提供給燃燒室 30及其他發(fā)動機(jī)汽缸的進(jìn)氣。節(jié)流板64的位置可以通過節(jié)氣門位置信號TP提供給 控制器12。進(jìn)氣歧管42包括質(zhì)量空氣流量傳感器120和歧管空氣壓力傳感器I", 用于分別向控制器12提供信號MAF、 MAP。
點(diǎn)火系統(tǒng)88在選擇的運(yùn)行模式下，響應(yīng)來自控制器12的火花提前信號SA,通 過火花塞92向燃燒室30提供點(diǎn)火火花。雖然這里示出了火花點(diǎn)火組件，但在一些實(shí) 施例中，燃燒室30或者發(fā)動機(jī)10的一個(gè)或多個(gè)其他燃燒室可以用壓縮點(diǎn)火模式運(yùn)行， 點(diǎn)火火花可有可無。
排氣傳感器126如圖所示連接到位于排放控制裝置70上游的排氣道48。排氣傳 感器126可以是任何合適的用于提供排氣空燃比指示的傳感器，例如線性氧傳感器或 UEGO (通用或?qū)捰蚺艢庋鮽鞲衅?，雙態(tài)氧傳感器或EGO、 HEGO (加熱型EGO) 、 N0X、 HC或CO傳感器。排放控制裝置70如圖所示沿位于排氣傳感器126下游的排氣道48 設(shè)置。排放控制裝置70可以是三元催化劑(TWC) 、 NOx捕集器、各種其他排放控制 裝置或者他們的組合。在一些實(shí)施例中，在發(fā)動機(jī)10的運(yùn)行期間，通過在特定空燃 比中運(yùn)行發(fā)動機(jī)的至少一個(gè)汽缸來周期性地重置排放控制裝置70。
圖1中顯示的作為微型計(jì)算機(jī)的控制器12包括微處理器單元102,輸入/輸出端 口 104,用于可執(zhí)行程序和校準(zhǔn)值的電子存儲介質(zhì)，在這個(gè)特定例子中表現(xiàn)為只讀存 儲器芯片106,隨機(jī)存取存儲器108,?；畲鎯ζ?10以及數(shù)據(jù)總線。除了上面已經(jīng) 討論的信號，控制器12接收來自連接到發(fā)動機(jī)10的傳感器的各種信號，包括來自質(zhì) 量空氣流量傳感器120的吸入質(zhì)量空氣流量測量值(MAF),來自連接到冷卻套管114 的溫度傳感器112的發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度(ECT),來自連接到曲軸40的霍爾效應(yīng)傳感 器118 (或其他類型的傳感器)的齒面點(diǎn)火傳感器信號(PIP),來自節(jié)氣門位置傳 感器的節(jié)氣門位置(TP),來自傳感器122的絕對歧管壓力信號MAP。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信 號RPM由控制器12從信號PIP產(chǎn)生。在一個(gè)例子中，作為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器的傳感 器118在曲軸每旋轉(zhuǎn)一周時(shí)產(chǎn)生特定數(shù)量的等間距脈沖。
如上所述，圖l僅描述了多汽缸發(fā)動機(jī)中的一個(gè)汽缸，每個(gè)汽缸類似地都包括自 己的一組進(jìn)氣門/排氣門，燃料噴射器，火花塞等。
圖2是用于汽車的包括蘭金循環(huán)系統(tǒng)202和液壓儲能系統(tǒng)204的組合系統(tǒng)200的 示例實(shí)施例的示意圖，該汽車包括如圖l所描述的類似的發(fā)動機(jī)。例如，在某些實(shí)施 例中，蘭金循環(huán)系統(tǒng)可以與發(fā)動機(jī)集成，以使蘭金循環(huán)系統(tǒng)的鍋爐利用發(fā)動機(jī)排氣系 統(tǒng)的一部分。
再次參閱圖2，在所描述的實(shí)施例中，蘭金循環(huán)系統(tǒng)和液壓儲能系統(tǒng)的組合搡作 連接以驅(qū)動液壓馬達(dá)206。該示例中，液壓馬達(dá)適于驅(qū)動至少一個(gè)汽車組件，例如FEAD
組件。雖然描述為驅(qū)動FEAD組件，應(yīng)當(dāng)理解，該系統(tǒng)也可配置為驅(qū)動汽車的任何適
合的可驅(qū)動組件。
如上所述，傳統(tǒng)的蘭金循環(huán)系統(tǒng)包括鍋爐、汽輪機(jī)、冷凝器和泵。作為蘭金循 環(huán)系統(tǒng)的一個(gè)例子，諸如水這類工作介質(zhì)經(jīng)過管道系統(tǒng)流通到各組件，使得工作介質(zhì) 膨脹來驅(qū)動連接著的機(jī)械裝置。例如，水可以通過泵提供給蒸發(fā)器或者鍋爐來產(chǎn)生水 蒸汽。水蒸汽通過汽輪機(jī)膨脹以產(chǎn)生動力輸出，用于驅(qū)動所連接的機(jī)械裝置或者向組
件或系統(tǒng)提供電力。水蒸汽可以循環(huán)回冷凝器，在此，水蒸汽轉(zhuǎn)換回水相。雖然上述 系統(tǒng)用水作為工作介質(zhì)，但也可以用其他合適的流體而不脫離本發(fā)明的范圍。這里所 描述的蘭金循環(huán)系統(tǒng)被認(rèn)為是流體機(jī)。
在圖2的例子中，鍋爐208可以是如圖1所示的發(fā)動機(jī)的排氣系統(tǒng)的排氣歧管或 其他組件。鍋爐適于將諸如水這類工作介質(zhì)加熱為飽和蒸汽。過熱蒸汽通過汽輪機(jī) 210膨脹，以產(chǎn)生動力輸出。汽輪機(jī)210可連接汽車交流發(fā)電機(jī)以產(chǎn)生供汽車使用的 電力。在某些例子中，來自蘭金循環(huán)系統(tǒng)的動力輸出可以以流體動力輸出的形式產(chǎn)生。 該流體動力輸出可以驅(qū)動液壓泵和/或液壓馬達(dá)來驅(qū)動例如F E A D組件的汽車組件。
動力輸出產(chǎn)生之后，工作介質(zhì)(例如水蒸汽)導(dǎo)入冷凝器或熱交換器212。冷凝 器可以是系統(tǒng)所需要的任何適合的冷卻器。冷凝器將水蒸汽冷卻成流體的飽和液體。 當(dāng)泵214驅(qū)動工作介質(zhì)(工作流體)從冷凝器212回到鍋爐208時(shí)，該循環(huán)重復(fù)進(jìn)行。 泵214可以是任何適合的泵，包括電泵、機(jī)械泵等。
作為 一個(gè)示例，鍋爐部分可以是排氣歧管中的腔體。所述腔體鑄造在排氣歧管中， 使得流體可以流經(jīng)該腔體。另外，在一些實(shí)施例中， 一系列管子焊接到排氣系統(tǒng)的一 部分。管道配置為熱量可從排氣壁管提取，或在一些實(shí)施例中，熱量也可以使用橫流 式熱交換器提取。
汽輪機(jī)連接包括液壓泵、壓力調(diào)節(jié)器、控制閥和液壓馬達(dá)的液壓系統(tǒng)。例如，汽 輪機(jī)連接液壓泵216,在穩(wěn)態(tài)工況下提供液壓動力來運(yùn)行一個(gè)或多個(gè)汽車組件。例如， 汽輪機(jī)操作連接到配置為驅(qū)動FEAD的液壓泵。需要指出，箱或其他合適的存儲裝置 都可在液壓系統(tǒng)中提供。在一些實(shí)施例中，壓力調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中的壓力。壓力 調(diào)節(jié)器連接控制器，根據(jù)發(fā)動機(jī)的工況和使用情況確保系統(tǒng)中壓力合適。
如下具體所描述的，蘭金循環(huán)系統(tǒng)202操作連接液壓儲能系統(tǒng)204。發(fā)動機(jī)運(yùn)行 在穩(wěn)態(tài)工況期間，蘭金循環(huán)系統(tǒng)提供動力輸出驅(qū)動液壓馬達(dá)來驅(qū)動汽車組件。然而， 依據(jù)發(fā)動機(jī)工況的檢測，如果蘭金循環(huán)系統(tǒng)的工作流體不處于工作溫度，或者發(fā)動機(jī) 關(guān)閉，則包括液壓儲能器218、止回閥220、控制閩222的液壓儲能系統(tǒng)將起動。在
蘭金循環(huán)系統(tǒng)的工作流體不處于工作溫度的情況下，液壓儲能系統(tǒng)的起動包括釋放存 儲的流體動力，使得液壓儲能器218產(chǎn)生動力驅(qū)動液壓馬達(dá)來驅(qū)動汽車組件。在發(fā)動 機(jī)停掉的情況下，控制閥或類似裝置重新引導(dǎo)從蘭金循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生的流體動力存儲回 液壓儲能器中。這樣，組合系統(tǒng)就可以為下一次發(fā)動機(jī)起動工況做好準(zhǔn)備。
圖3是基于不同的發(fā)動機(jī)工況驅(qū)動FEAD組件的方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。雖 然描述為驅(qū)動FEAD組件，但應(yīng)當(dāng)理解，該方法也可以用來驅(qū)動其他組件。如所描述 的，如310處所示發(fā)動機(jī)起動。例程繼續(xù)到320，此處將確定蘭金循環(huán)系統(tǒng)的工作介
質(zhì)是否處于工作溫度。
因此，如上所述，為了蘭金循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)行，鍋爐必須充分加熱工作介質(zhì)從第一 相到第二相，例如從液體到蒸汽。根據(jù)汽車的工況，在工作介質(zhì)處于足夠溫度以從第
一相轉(zhuǎn)化為第二相之前會有一個(gè)延遲。例如，冷起動工況會導(dǎo)致蘭金循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)行的 延遲。
在一些實(shí)施例中，運(yùn)用溫度傳感器或者溫度估計(jì)來識別發(fā)動機(jī)的狀態(tài)。這些溫度 傳感器和/或溫度估計(jì)可以用來確定蘭金循環(huán)系統(tǒng)的工作介質(zhì)的狀態(tài)或者溫度。圖1 中的控制器12接收來自傳感器的信號來確定組合系統(tǒng)的運(yùn)行。例如，溫度傳感器可 以識別發(fā)動機(jī)是處于第一發(fā)動機(jī)狀態(tài)還是第二發(fā)動機(jī)狀態(tài)。第一發(fā)動機(jī)狀態(tài)的識別可 以在工作介質(zhì)基本處于有效利用蘭金循環(huán)系統(tǒng)的工作溫度時(shí)發(fā)生。第二發(fā)動機(jī)狀態(tài)的 識別可以在工作介質(zhì)沒有處于有效利用蘭金循環(huán)系統(tǒng)的工作溫度時(shí)發(fā)生。因此，當(dāng)溫 度傳感器探測到冷發(fā)動機(jī)工況(例如冷起動工況)時(shí)，控制器會發(fā)出信號來控制液壓 儲能系統(tǒng)的運(yùn)行。
繼續(xù)參閱圖3，如果工作介質(zhì)沒有處于工作溫度(如圖中322處所示)，則例程 繼續(xù)到324,加熱蘭金循環(huán)系統(tǒng)的工作介質(zhì)。在加熱工作介質(zhì)期間、之前或者之后， 例程繼續(xù)，通過液壓儲能器的搡作運(yùn)行液壓系統(tǒng)。如前所述，液壓儲能器包括預(yù)存儲 的流體動力，可釋放該動力來驅(qū)動液壓馬達(dá)。使用液壓馬達(dá)來驅(qū)動FEAD組件。因此， 在工作介質(zhì)沒有基本處于工作溫度的轉(zhuǎn)換期間，流體會從液壓儲能器釋放(步驟326 )。 該流體動力可用來驅(qū)動液壓馬達(dá)(步驟328 )。這樣，用于驅(qū)動FEAD組件的液壓系 統(tǒng)可以在蘭金循環(huán)和/或發(fā)動機(jī)系統(tǒng)暖機(jī)時(shí)運(yùn)行。
一旦工作介質(zhì)基本處于工作溫度(步驟332 ),例程就繼續(xù)，蘭金循環(huán)系統(tǒng)提供 能量以驅(qū)動液壓系統(tǒng)。
圖4是使用包括蘭金循環(huán)系統(tǒng)和液壓儲能系統(tǒng)的組合系統(tǒng)以驅(qū)動FEAD組件的方 法的流程圖。程序開始于402,發(fā)動機(jī)運(yùn)行在穩(wěn)態(tài)以使發(fā)動機(jī)運(yùn)行在閥值工作溫度或 之上。
在這樣的穩(wěn)態(tài)工況期間，蘭金循環(huán)系統(tǒng)所產(chǎn)生的流體動力驅(qū)動液壓系統(tǒng)，如404 所示。如上所述，工作介質(zhì)膨脹使得汽輪機(jī)驅(qū)動液壓系統(tǒng)的液壓泵。液壓泵驅(qū)動液壓 馬達(dá)來驅(qū)動FEAD組件。蘭金循環(huán)系統(tǒng)驅(qū)動FEAD組件，繼續(xù)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。
該方法繼續(xù)到步驟406,關(guān)掉發(fā)動機(jī)。用戶到達(dá)目的地停下汽車時(shí)，就會關(guān)掉發(fā) 動機(jī)。發(fā)動機(jī)關(guān)閉視為第三發(fā)動機(jī)狀態(tài)。此時(shí)，蘭金循環(huán)系統(tǒng)仍處于工作溫度，然而 不再需要驅(qū)動FEAD組件的流體動力輸出了?？刂破鳈z測到這一第三發(fā)動機(jī)狀態(tài)，會
發(fā)出信號改變流體動力的方向。例如，第三發(fā)動機(jī)狀態(tài)的識別會導(dǎo)致控制閩或類似機(jī) 械閥/電子-機(jī)械閥運(yùn)行。從而，在這樣的情況下，從蘭金循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生的流體動力重 導(dǎo)入液壓儲能器(步驟408 )。所述流體動力儲存在該液壓儲能器中(步驟"0), 為圖3所表示的前述冷起動工況再次發(fā)生時(shí)使用。
本發(fā)明的權(quán)利要求特別指出了具有新穎性和非顯而易見性的特定的組合和子組 合。這些權(quán)利要求會提到"一個(gè)"元素或"第一"元素或者類似說法。這些權(quán)利要求 應(yīng)當(dāng)理解為包括了一個(gè)或一個(gè)以上這樣元素的組合，既非必須，也不排除兩個(gè)或兩個(gè) 以上這樣的元素。蘭金循環(huán)系統(tǒng)與液壓儲能系統(tǒng)、方法、步驟、裝置的其他組合和子 組合，和/或其他特征、功能、元素，和/或特性可以通過修改現(xiàn)有權(quán)利要求被要求保 護(hù)，或在本申請或者相關(guān)申請中提出新的權(quán)利要求。這些權(quán)利要求，不論在范圍上比 原始權(quán)利要求更寬、更窄、相同或者不同，也應(yīng)當(dāng)認(rèn)為包含在了本發(fā)明的主題中。
權(quán)利要求
1.一種驅(qū)動至少一個(gè)汽車組件的方法，其特征在于，該方法包括在第一發(fā)動機(jī)狀態(tài)期間從排氣熱回收系統(tǒng)中產(chǎn)生流體動力，以驅(qū)動所述至少一個(gè)汽車組件；在第二發(fā)動機(jī)狀態(tài)期間從液壓儲能系統(tǒng)中產(chǎn)生流體動力，以驅(qū)動所述至少一個(gè)汽車組件。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述排氣熱回收系統(tǒng)包括蘭金循環(huán) 系統(tǒng)，所述蘭金循環(huán)系統(tǒng)包括鍋爐、泵、汽輪機(jī)和冷凝器。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述鍋爐是汽車排氣系統(tǒng)的一部分。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述鍋爐是排氣歧管或者在所述排 氣系統(tǒng)內(nèi)。
5. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述第一發(fā)動機(jī)狀態(tài)是穩(wěn)態(tài)發(fā)動機(jī) 運(yùn)行狀態(tài)。
6. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，在所述第一發(fā)動機(jī)狀態(tài)期間，所述 排氣熱回收系統(tǒng)的工作介質(zhì)基本上處于工作溫度。
7. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述第二發(fā)動機(jī)狀態(tài)是冷起動工況。
8. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，在所述第二發(fā)動機(jī)狀態(tài)期間，所述 排氣熱回收系統(tǒng)的工作介質(zhì)沒有處于工作溫度。
9. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，還包括在第三發(fā)動機(jī)狀態(tài)期間，將 流體動力儲存到所述液壓儲能系統(tǒng)中。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述第三發(fā)動機(jī)狀態(tài)是發(fā)動機(jī)關(guān)閉。
11. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述排氣熱回收系統(tǒng)產(chǎn)生流體動力 來儲存到所述液壓儲能系統(tǒng)中。
12. —種用于汽車的組合系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括蘭金循環(huán)系統(tǒng)，適于當(dāng)所述蘭金循環(huán)系統(tǒng)處于工作溫度時(shí)產(chǎn)生流體動力來驅(qū)動至少一個(gè)汽車組件；及液壓儲能系統(tǒng)，適于當(dāng)所述蘭金循環(huán)系統(tǒng)未處于工作溫度時(shí)產(chǎn)生流體動力來驅(qū)動 所述至少一個(gè)汽車組件。
13. 如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，在冷起動工況期間，所述蘭金循環(huán)系統(tǒng)未處于工作溫度。
14.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述蘭金循環(huán)系統(tǒng)操作連接到液壓泵.
15.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述蘭金循環(huán)系統(tǒng)適于產(chǎn)生流體 動力來存儲在所述液壓儲能系統(tǒng)中。
16. 如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述蘭金循環(huán)系統(tǒng)包括鍋爐，所 述鍋爐是汽車排氣系統(tǒng)的一部分。
17. 如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述流體動力適于驅(qū)動搡作連接 到所述至少一個(gè)汽車組件的液壓馬達(dá)。
18. 如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述蘭金循環(huán)系統(tǒng)搡作連接到交 流發(fā)電機(jī)以產(chǎn)生用于所述汽車的電力。
19. 一種運(yùn)行前端輔助驅(qū)動組件的方法，其特征在于，該方法包括 在第一發(fā)動機(jī)狀態(tài)期間，通過蘭金循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生動力輸出；在第一發(fā)動機(jī)狀態(tài)期間，利用所述動力輸出驅(qū)動操作連接到所述前端輔助驅(qū)動組 件的液壓馬達(dá)；將來自所述蘭金循環(huán)系統(tǒng)的動力輸出存儲到液壓儲能系統(tǒng)中；及在第二發(fā)動機(jī)狀態(tài)期間，釋放存儲在所述液壓儲能系統(tǒng)中的所述動力輸出來驅(qū)動 搡作連接到所述前端輔助驅(qū)動組件的液壓馬達(dá)。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，在所述第一發(fā)動機(jī)狀態(tài)期間，所 述蘭金循環(huán)系統(tǒng)的工作介質(zhì)處于工作溫度。
21.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于，在所述第二發(fā)動機(jī)狀態(tài)期間，所 述發(fā)動機(jī)處于冷起動工況。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用蘭金循環(huán)系統(tǒng)和液壓儲能系統(tǒng)的組合來驅(qū)動至少一個(gè)汽車組件的方法。該方法包括在第一發(fā)動機(jī)狀態(tài)期間從蘭金循環(huán)系統(tǒng)中產(chǎn)生流體動力，以驅(qū)動至少一個(gè)汽車組件；以及在第二發(fā)動機(jī)狀態(tài)期間從液壓儲能系統(tǒng)中產(chǎn)生流體動力，以驅(qū)動至少一個(gè)汽車組件。
文檔編號F01N5/00GK101182797SQ200710169680
公開日2008年5月21日 申請日期2007年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月14日
發(fā)明者斯特林·施梅爾茨 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司