[发明专利]具有多个能量子系统的混合动力汽车

说明书

相关申请交叉引用

本申请要求2011年4月25日提交的美国第61/478,574号临时专利申请的优先权，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及混合动力汽车及应用在其上的用于驱动车辆并回收动能的子系统。

背景技术

多种因素均有助于将混合动力汽车从小众市场推向主流市场。尽管混合动力汽车（或其他“绿色”车辆）的早期动力是其减少了产生的污染，但对于一些购买者而言，油价的上升趋势增加了混合动力汽车的经济吸引力。此外，混合动力技术的改进使得混合动力汽车仍可在一定程度上提高燃料效率的同时，由于其性能增强而相对于传统车辆更具市场竞争力。

然而，混合动力汽车对于很多潜在的车辆购买者而言仍然过于昂贵，尤其是那些与传统车辆的规格和舒适度相近的混合动力汽车。此外，与具有高效马达的小型传统车辆相比，目前市售的混合动力汽车在效率提升上相对适中。

纯电动汽车在市场上同样日益突出，尽管对于很多驾驶员而言这种车辆作为传统车辆的替代（与混合动力汽车不同）在实用性上仍受限于蓄电池容量。通常，蓄电池对于纯电动汽车和混合动力汽车都是重大问题，这是因为这种蓄电池成本比传统蓄电池高得多。而很多这种车辆在预期寿命内需要多次更换蓄电池加重了蓄电池的高成本。

气动马达和压缩机也已经在车辆使用上取得了一定成功。然而，虽然这些系统在其自身领域有前景，但它们受限于与其他车辆能量系统的极为有限的整合能力。

发明内容

鉴于前文所述，本发明的目的在于提供一种改进的混合动力汽车。根据本发明的实施例，提供了一种混合动力汽车，其包括框架、由框架承载的至少两个车轮、驱动两个车轮中的至少一个的内燃子系统、驱动两个车轮中的至少一个并在减速事件期间重获动能的电力子系统、驱动两个车轮中的至少一个并在减速事件期间重获动能的气动子系统以及选择性地操作内燃子系统、电力子系统和气动子系统的控制子系统。

根据本发明的一方面，控制子系统包括具有机器可读存储器的至少一个处理器，其配置成接收蓄电池电量、车速、储气罐压力和油门踏板位置的输入，并基于所接收的输入执行驱动马达选择程序和动能回收程序。

在阅读优选实施例的附图和详细说明之后，会更好地理解本发明的这些和其它目标、方面和优势。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的混合动力汽车的示意图；

图2是图1中车辆的加热和冷却部件的详细视图；

图3是图1中车辆的电动马达控制器和充电部件的详细视图；

图4是图1中车辆的气动部件、电力部件和内燃部件且尤其是氢发生器的详细视图；

图5是与执行图1中车辆的操作相关的控制程序的流程图；以及

图6是安装有光伏蓄电池的图1中混合动力汽车的外部立体图。

具体实施方式

参照图1，根据本发明的实施例，混合动力汽车10包括内燃子系统12、电力子系统14和气动子系统16。子系统12、14、16通常安装在承载车轮19的框架18（参见图6）上。本文所使用的“框架”一般指车辆支撑结构，且不必受限于特定类型的框架。例如，多部件底盘和单片式汽车车身都可认为是“框架”。

电力子系统14和气动子系统16包括驱动车辆的马达以及在制动和/或其他车辆减速期间重获动能的动能回收装置。术语“减速事件”在本文中一般用以表示能够重获动能的事件，而不管车速实际上是否减小，例如，在下坡行驶的同时制动以维持速度或限制速度增加被认为是“减速事件”。

控制子系统20监测并控制内燃子系统12、电力子系统14和气动子系统16的部件。正如以下详细描述的，结合子系统12、14、16和其它部件能够实现额外的效率增加。

内燃子系统12包括内燃机22，其通过变速器24、离合器26和差速器30驱动车辆。内燃机22通过燃料箱32内的燃料与空气的燃烧提供动力。可基于操作要求通过控制子系统20监测并控制内燃机22的功率级。

内燃机22优选为四冲程汽油机或柴油机。节流阀34调节空气进入发动机22。根据设计，还能够通过节流阀34、燃料喷射器和/或其他机构控制燃料32的进入。同样根据设计，发动机22可包括火花塞36等。

为使发动机22以其最高效速度运行，变速器24可包括无级变速器（CVT），然而也可使用其他类型的变速器。还应当整合倒档齿轮以允许通过发动机22驱动车辆10向后运动。