[发明专利]用于行业车辆的扩展功能性停止-启动燃料节省系统

说明书

本申请公开了一种用于由常规内燃机和动力系统推进的行业车辆的发动机停止‑启动燃料节省系统。系统使用低存储容量、快速再充电、高周期寿命的电能存储装置，诸如超级电容器。系统还包括：发电机，其联接到发动机并被连接以5对电能存储装置再充电；以及马达，其由能量存储装置提供动力并联接到发动机。系统还包括控制器，其可以激活马达以在发动机停止时重新启动发动机，并且接合发电机以对电能存储装置再充电，并且其可以随后在电能存储装置已经达到阈值10电荷水平时再次停止发动机。电能存储装置还为以下中的至少一个提供动力：整体车辆设备；外围车辆设备；或具有用于外部插电式设备的插口的电源插座电路。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年2月16日提交的美国临时专利申请号62/295,702的权益，该专利申请通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本主题涉及用于由常规内燃机和动力系统提供动力的行业车辆的停止-启动燃料节省系统。

背景技术

近年来，汽车行业已经花费了很多努力以开发具有减小的燃料消耗和更低的废气排放的汽车。已经探索了各种技术，包括再生制动、混合电力推进系统和插电式电力推进系统。

最近由许多汽车制造商采用的一种技术是用于具有常规内燃机和动力系统的车辆的停止-启动系统。停止-启动系统通过以下方式节省燃料：当车辆被制动到停止(诸如在交通信号灯处)时关闭内燃机，并且当驾驶员松开制动器并踩踏加速器时重新启动发动机。停止-启动系统减小了发动机在车辆停止时空载的时间量。因此，它们减小燃料消耗、减小废气排放、减小发动机磨损并减小噪声。与混合动力系统统或插电式电力系统相比，停止-启动系统是相对便宜的。

然而，停止-启动系统对于具有常规内燃机和动力系统的车辆提出了许多设计挑战。一方面，常规车辆的电池和启动器马达都不能够处理反复的停止-启动周期(如繁忙城市交通中驾驶时将体验到的)。此外，通常需要重新设计或修改自动变速器以确保当停止-启动系统重新启动内燃机时的充分响应性。

消费者载客车辆的制造商已经开发了若干种不同类型的停止-启动系统。在2011年12月6日的题目为“停止-启动系统在欧洲市场的市场应用”(“In-Market Applicationof Stop-start Systems in European Market”)(Markus Kremer)的FEV股份有限公司(FEV GmbH)的报告中提供了这些系统中的一些的概述。

尽管针对汽车越来越多地采用停止-启动系统，但到目前为止，在诸如垃圾收集车、斗式卡车、终端牵引车、自卸卡车、水泥搅拌车、城市公交车和包裹运输卡车的行业车辆中很少有部署。这可能被认为是令人惊讶的，因为与大多数汽车不同，即使在没有繁忙的交通或者密集分布的交通信号灯或停车标志的情况下，许多行业车辆仍经受频繁的停止和重新启动(作为其常规工作周期的部分)。可以认为至少有三个因素阻碍了针对行业车辆广泛采用停止-启动系统。

一方面，如以上提及的，开发停止-启动系统涉及许多设计挑战，从而需要大量的开发和测试；很有可能的是，专业化行业车辆的相对较小市场阻碍了用于针对此类车辆开发停止-启动系统的资源的保证。

另一个因素涉及行业车辆行业的性质。汽车制造商通常开发、设计和组装整个车辆。相比之下，专业化行业车辆通常具有若干个制造商：一个或更多个制造商设计并制造包括框架和动力系统的滚动底盘，而不同的制造商设计并构建通常包括各种专业化操作特征和系统的车身。由于缺乏若干制造步骤的集成，可能难以开发涉及影响车身和滚动底盘两者的设计指标的新技术。

第三方面涉及以下事实：许多行业车辆的车身包含用于执行工作功能的辅助设备部件，诸如垃圾车的垃圾箱提升臂、斗式卡车的升降悬臂、水泥搅拌车上的滚筒旋转和/或自动倾卸卡车的机台升降机。这种设备需要通常用于为液压泵提供动力的机械驱动，其通常由发动机通过变速器上的动力输出接口或发动机曲轴上的机械接口来提供。在发动机已关闭时，辅助设备不能进行操作。