專利名稱：混合動力電動車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混合動力電動車輛，其被配置為用于當車輛接收外部產(chǎn)生的信號 時自動地或手動地運轉(zhuǎn)于零排放模式或排放降低模式。
背景技術(shù)：
一些省、市和其它管理部門已經(jīng)設(shè)立機構(gòu)和人員以監(jiān)測并且控制由車輛等產(chǎn)生的 不理想的大氣水平。這些機構(gòu)的目的是減少不理想的大氣以及由化石燃料燃燒導(dǎo)致的微粒 的累積。在一些情況下，一些政府部門已經(jīng)強制施行禁令，該禁令可對不能或沒有提供幫助 這些部門和機構(gòu)實現(xiàn)他們建立的空氣質(zhì)量目標的車輛制造商在他們區(qū)域內(nèi)銷售車輛進行 限制。上述機構(gòu)和人員所面臨的一些組合問題在于世界上一些居住區(qū)域具有較低的大 氣自然置換率的自然地理學(xué)、地形學(xué)、氣候和/或大氣狀況。特別需要在這些區(qū)域使由化石 燃料燃燒(特別是，隨著車輛通過這些區(qū)域由內(nèi)燃發(fā)動機驅(qū)動的交通車輛的尾氣排放)導(dǎo) 致的氣體的累積最小化。需要在這些區(qū)域內(nèi)或其它地方嚴格地控制由交通車輛產(chǎn)生的不理 想的大氣。本發(fā)明的實施例解決了這些或其它問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了混合動力電動車輛的多種實施例。在第一實施例中，混合動力電動 車輛包含包括內(nèi)燃發(fā)動機和電動馬達的推進系統(tǒng)，內(nèi)燃發(fā)動機和電動馬達均被配置為單獨 地或彼此并聯(lián)地推進車輛?？刂破鞅慌渲脼橛糜诳刂仆七M系統(tǒng)以標準排放模式和零排放模 式運轉(zhuǎn)，其中，在標準排放模式下啟動內(nèi)燃發(fā)動機推進車輛，在零排放模式下停止內(nèi)燃發(fā)動 機。在第一實施例中，控制器進一步被配置為用于響應(yīng)從車輛外部的源傳送至車輛的外部 控制信號來指導(dǎo)推進系統(tǒng)以零排放模式運轉(zhuǎn)。在第一實施例的實施方案中，混合動力電動車輛還包含被配置為用于接收外部控 制信號的接收器，以使得接收器將外部控制信號傳送至控制器，從而自動地控制推進系統(tǒng) 以零排放模式運轉(zhuǎn)。在該實施例的變形例中，接收器被配置為用于接收無線電信號。在另 一變形例中，所述接收器被配置為用于接收紅外線信號。在又一變形例中，接收器被配置為 用于接收無線保真(Wi-Fi)信號或由被配置為用于無線連接至因特網(wǎng)的可移動裝置傳送 的信號中至少一種信號。在另一變形例中，接收器被配置為用于接收移動電話信號。在又 一變形例中，所述接收器被配置為用于接收衛(wèi)星信號。在其它實施例中，車輛可包括開關(guān)以 使得能夠手動啟動推進系統(tǒng)的零排放模式運轉(zhuǎn)。在第二實施例中，插電式混合動力電動車輛包含被配置為用于在車輛正常運轉(zhuǎn)過 程中推進車輛的推進系統(tǒng)。推進系統(tǒng)包括內(nèi)燃發(fā)動機和電動馬達。內(nèi)燃發(fā)動機和電動馬達 被配置為用于并聯(lián)運轉(zhuǎn)。內(nèi)燃發(fā)動機和電動馬達進一步被配置為用于單獨地推進車輛。插 電式混合動力電動車輛進一步包含被配置為用于輸送電能至電動馬達以使得推進系統(tǒng)能 夠在內(nèi)燃發(fā)動機沒有運轉(zhuǎn)時推進車輛行駛一定距離的可充電電池?？沙潆婋姵剡M一步被配置為用于從內(nèi)燃發(fā)動機接收電能并且還從遠程充電器、充電站或家用電插座中至少一種接 收電能。插電式混合動力電動車輛進一步包含被配置為用于控制推進系統(tǒng)以標準排放模式 和零排放模式運轉(zhuǎn)的控制器，其中，在標準排放模式下啟動內(nèi)燃發(fā)動機推進車輛，在零排放 模式下內(nèi)燃發(fā)動機停止。插電式混合動力電動車輛進一步包含被配置為用于從車輛外部的 源接收外部控制信號的接收器，以使得接收器將外部控制信號傳送至控制器。插電式混合 動力電動車輛進一步包含被配置為用于產(chǎn)生相應(yīng)于車輛所處地理區(qū)域的位置信號的導(dǎo)航 系統(tǒng)，這樣導(dǎo)航系統(tǒng)將位置信號傳送至控制器。在第二實施例中，外部控制信號包括指示指 定地理區(qū)域的排放要求的信息?？刂破鬟M一步被配置為用于基于位置信號確定車輛是否 位于指定地理區(qū)域內(nèi)。控制器還被配置為用于當車輛位于指定地理區(qū)域內(nèi)時響應(yīng)接收器接 收外部控制信號控制推進系統(tǒng)以零排放模式運轉(zhuǎn)。在第二實施例的實施方案中，控制器進一步被配置為用于控制內(nèi)燃發(fā)動機為可充 電電池充電?？刂破鬟€被配置為用于基于多個位置信號確定車輛是否正朝向指定地理區(qū)域 前進?？刂破鬟€被配置為用于當控制器確定車輛正朝向指定地理區(qū)域前進時控制內(nèi)燃發(fā)動 機為可充電電池充電。在該實施的變形例中，導(dǎo)航系統(tǒng)被配置為用于記錄駕駛員的行駛路線?？刂破鬟M 一步被配置為用于當導(dǎo)航系統(tǒng)確定車輛正沿著記錄的駕駛員行駛路線行駛并且該記錄的 駕駛員行駛路線穿過指定地理區(qū)域時控制內(nèi)燃發(fā)動機為 可充電電池充電。在該實施的變形例中，導(dǎo)航系統(tǒng)被配置為用于記錄駕駛員以前行駛的多個不同的 行駛路線?？刂破鬟M一步被配置為用于當導(dǎo)航系統(tǒng)確定車輛正沿著不同的駕駛員行駛路線 行駛并且一旦多個不同的駕駛員行駛路線穿過指定地理區(qū)域時控制內(nèi)燃發(fā)動機為可充電 電池充電。在該實施的另一變形例中，導(dǎo)航系統(tǒng)被配置為用于記錄多個不同駕駛員的行駛路 線。控制器進一步被配置為用于當導(dǎo)航系統(tǒng)確定車輛正沿著記錄的與不同駕駛員中一個相 關(guān)的駕駛員行駛路線行駛并且記錄的駕駛員行駛路線穿過指定地理區(qū)域時控制內(nèi)燃發(fā)動 機為可充電電池充電。在該實施的又一變形例中，導(dǎo)航系統(tǒng)被配置為用于記錄與多個不同駕駛員中每一 個相關(guān)的多個不同行駛路線?？刂破鬟M一步被配置為用于當導(dǎo)航系統(tǒng)確定車輛正沿著與駕 駛員中一個相關(guān)的不同行駛路線中的一個行駛并且不同行駛路線中的這個路線穿過指定 地理區(qū)域時控制內(nèi)燃發(fā)動機為可充電電池充電。在第二實施例的另一實施中，接收器進一步被配置為用于接收無線電信號、紅外 線信號、無線保真(Wi-Fi)信號、移動電話信號和衛(wèi)星信號中的至少一個。在第二實施例的又一實施中，接收器進一步被配置為用于接收無線電信號、紅外 線信號和無線保真(Wi-Fi)信號。在第三實施例中，插電式混合動力電動車輛包括被配置為用于在車輛的正常運轉(zhuǎn) 過程中推進車輛的推進系統(tǒng)。推進系統(tǒng)包括內(nèi)燃發(fā)動機和電動馬達。內(nèi)燃發(fā)動機和電動馬 達被配置為用于并聯(lián)運轉(zhuǎn)。內(nèi)燃發(fā)動機和電動馬達進一步被配置為用于單獨地推進車輛。 內(nèi)燃發(fā)動機進一步被配置為以標準排放模式和低排放模式運轉(zhuǎn)。插電式混合動力電動車輛 進一步包括被配置為用于輸送電能至電動馬達，以使得推進系統(tǒng)能夠在內(nèi)燃發(fā)動機沒有運 轉(zhuǎn)時推進車輛行駛一定距離，并且從內(nèi)燃發(fā)動機接收電能而且還從遠程充電器、充電站或家用電插座中至少一種接收電能的可充電電池。插電式混合動力電動車輛進一步包括被配置為用于控制推進系統(tǒng)以標準排放模式、排放降低模式和零排放模式運轉(zhuǎn)的控制器，其中， 在標準排放模式下啟動內(nèi)燃發(fā)動機推進車輛，在排放降低模式下內(nèi)燃發(fā)動機能夠以低排放 模式運轉(zhuǎn)，在零排放模式下停止內(nèi)燃發(fā)動機。在第三實施例中，控制器進一步被配置為用于 響應(yīng)從車輛外部的源傳送至車輛的外部控制信號控制推進系統(tǒng)以零排放模式運轉(zhuǎn)。在第三實施例的實施中，控制器被配置為用于在可充電電池的存儲電能不足以在 沒有內(nèi)燃發(fā)動機協(xié)助下推進車輛的期間，當外部控制信號傳送至車輛時控制推進系統(tǒng)以排 放降低模式運轉(zhuǎn)。在第三實施例的其它實施中，控制器被配置為用于當電池內(nèi)存儲的電能量消耗至 不足以在沒有內(nèi)燃發(fā)動機協(xié)助運轉(zhuǎn)車輛水平時控制推進系統(tǒng)在零排放模式下停止運轉(zhuǎn)，并 且在排放降低模式下開始運轉(zhuǎn)。在第三實施例的另一實施中，插電式混合動力電動車輛進一步包括被配置為用于 接收外部控制信號的接收器。當接收器接收外部控制信號時，控制器進一步被配置為用于 自動地指導(dǎo)推進系統(tǒng)運轉(zhuǎn)在排放降低模式和零排放模式中一個。在實施的變形例中，插電 式混合動力電動車輛進一步包括連接至控制器的導(dǎo)航系統(tǒng)。該導(dǎo)航系統(tǒng)被配置為用于產(chǎn)生 相應(yīng)于車輛位于的地理區(qū)域的位置信號以使得導(dǎo)航信號將位置信號傳送至控制器。外部控 制信號包括指示指定地理區(qū)域的排放要求的信息。導(dǎo)航系統(tǒng)被配置為用于確定車輛是否位 于該地理區(qū)域內(nèi)。當車輛位于指定地理區(qū)域內(nèi)時，控制器被配置為用于響應(yīng)接收器接收外 部控制信號控制推進系統(tǒng)運轉(zhuǎn)在零排放模式和排放降低模式中一個。本發(fā)明的描述參考了附圖，其中在一些圖示中相同的參考標號指示相同的部件。


圖1說明了運轉(zhuǎn)插電式混合動力電動車輛的系統(tǒng)，其具有被配置為用于響應(yīng)符合 預(yù)定排放標準的外部信號請求以控制車輛推進系統(tǒng)的排放輸出的控制器。圖2說明了運轉(zhuǎn)插電式混合動力電動車輛的系統(tǒng)，其具有被配置為用于響應(yīng)符合 預(yù)定排放標準的外部信號請求以控制車輛推進系統(tǒng)的排放輸出的控制器，其中內(nèi)燃發(fā)動機 被配置為用于為可充電電池充電。圖3說明了運轉(zhuǎn)插電式混合動力電動車輛的系統(tǒng)，其具有被配置為用于響應(yīng)符合 預(yù)定排放標準的外部信號請求并且當推進系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動機被配置為用于以標準排放模 式和低排放模式運轉(zhuǎn)時以控制車輛推進系統(tǒng)的排放輸出的控制器。
具體實施例方式本說明書公開了本發(fā)明的詳細實施例，然而，應(yīng)理解所公開的實施例僅為本發(fā)明 的示例，其可以用多種可替代形式實施。附圖無需按比例繪制，可以放大或最小化一些特征 以顯示特定組件的細節(jié)。因此，本說明書中公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細節(jié)不應(yīng)解釋為具有限 制性，而僅解釋為權(quán)利要求的代表性基礎(chǔ)和/或教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以多種方式實施本發(fā) 明的代表性基礎(chǔ)。具有混合動力傳動系統(tǒng)的車輛利用多于一個動力源和多于一個燃料源以驅(qū)動車 輛。例如，當前技術(shù)發(fā)展已經(jīng)制造具有汽油/電動推進系統(tǒng)、柴油/電動推進系統(tǒng)和燃料電池/電動推進系統(tǒng)的量產(chǎn)版本和原型車輛。一些混合推進系統(tǒng)包括插電式可充電版本。這些動力傳動系統(tǒng)可使用車載汽油、柴油或氫燃料以驅(qū)動車輛并且它們也使用產(chǎn)生的電力或 車載存儲的電力以驅(qū)動車輛。使用這些車載燃料中的一種以驅(qū)動車輛(例如電力)可在驅(qū) 動車輛時減少或消除直接的排氣產(chǎn)物，而使用其它類型的燃料(例如汽油或柴油)可增加 或?qū)е虏焕硐氲拇髿獾漠a(chǎn)物。具有混合動力傳動系統(tǒng)或混合動力推進系統(tǒng)被認為是混合動力電動車輛并且總 體上呈現(xiàn)為兩種配置中一個。在第一配置時，混合動力電動車輛設(shè)置為內(nèi)燃發(fā)動機和電動 馬達串聯(lián)運轉(zhuǎn)。在這樣的配置下，電動馬達被配置為用于將扭矩傳送至車輛的驅(qū)動輪并且 由連接至電動馬達的電池供能。內(nèi)燃發(fā)動機未連接或者被配置為用于將扭矩傳送至驅(qū)動 輪。更確切地，在串聯(lián)配置下，內(nèi)燃發(fā)動機將電量輸送至驅(qū)動電動馬達的可充電電池。在運 轉(zhuǎn)中，電動馬達在整個速度范圍和駕駛員的指令下通過消耗存儲在可充電電池內(nèi)的可用電 能驅(qū)動車輛。當可充電電池耗盡至低于預(yù)定水平時，內(nèi)燃發(fā)動機開始運轉(zhuǎn)并且將電能輸送 至可充電電池?；旌蟿恿﹄妱榆囕v的替代配置為混聯(lián)或并聯(lián)類型配置。在混聯(lián)混合動力電動車輛 中，電動馬達和內(nèi)燃發(fā)動機均被配置為用于將扭矩傳送至車輛的驅(qū)動輪并且每個扭矩源能 夠獨立地驅(qū)動車輛或彼此配合驅(qū)動車輛。在運轉(zhuǎn)中，兩種類型的混合動力車輛(串聯(lián)和混聯(lián))通過獲取在車輛制動期間產(chǎn) 生的一些能量并且使用該能量為可充電電池再充電來為可充電電池充電。在具有串聯(lián)配置 的混合動力車輛中，這種電池的充電有助于將電池電量維持在所需水平之上并且減少電池 下降到低于該水平的頻率，在該水平內(nèi)燃發(fā)動機可及時地開始運轉(zhuǎn)以充電可充電電池。在 混聯(lián)混合動力車輛中，使用其它浪費的能量(例如在車輛制動期間消散的能量)對可充電 電池充電，并且隨后當推進系統(tǒng)收到高級別的駕駛員對扭矩的要求時，使用該能量運轉(zhuǎn)電 動馬達以輔助內(nèi)燃發(fā)動機。在其它情況下，可充電電池將電能供應(yīng)至電動馬達以允許車輛 在沒有內(nèi)燃發(fā)動機下短時間運轉(zhuǎn)。短時間的示例包括車輛停止(例如交通燈)的情況，在 該短時間內(nèi)內(nèi)燃發(fā)動機可關(guān)閉并且車輛系統(tǒng)可以單獨由可充電電池和電動馬達運轉(zhuǎn)。在電池技術(shù)領(lǐng)域中的當前技術(shù)發(fā)展已經(jīng)使得能夠?qū)⒒旌蟿恿﹄妱榆囕v配置為使 得可充電電池能夠供應(yīng)足夠多的電能至電動馬達以允許電動馬達在沒有內(nèi)燃發(fā)動機協(xié)助 下驅(qū)動車輛行駛一定距離(例如20英里)。在這種車輛中的可充電電池可進一步被配置為 用于從將可充電電池連接至標準家用電插座的插頭接收電能。如這里使用的，詞語“標準家 用電插座”指的是具有大約120伏的插座?？沙潆婋姵乜蛇M一步被配置為用于從具有240 伏或任何其它電壓的插座接受充電。這種車輛(通常稱為插電式混合動力電動車輛)具有 能夠存儲和輸送比在非插電式或常規(guī)的混合動力電動車輛中使用的當前技術(shù)的可充電電 池輸送的電能高得多的電能。盡管存儲量上有差別，應(yīng)該明白地是本發(fā)明的教導(dǎo)可平等地 兼容混合動力電動車輛和插電式混合動力電動車輛。插電式混合動力電動車輛可被配置為使得內(nèi)燃發(fā)動機和電動馬達串聯(lián)或混聯(lián)/ 并聯(lián)運轉(zhuǎn)。也可以是其它配置，并且本發(fā)明公開的教導(dǎo)可適應(yīng)于這些其它配置。已經(jīng)設(shè)立政府機構(gòu)以及其它機構(gòu)和人員以監(jiān)視和控制在世界一些區(qū)域內(nèi)由車輛 產(chǎn)生的不理想的大氣的水平。一些政府部門已經(jīng)強制施行禁令，這些禁令可對不能或沒有 提供幫助這些部門和機構(gòu)實現(xiàn)他們建立的空氣質(zhì)量目標的車輛制造商在他們區(qū)域內(nèi)銷售車輛進行限制。而且，世界上一些居住區(qū)域具有較低的大氣酸性置換率的自然地理學(xué)、地 形學(xué)、氣候和/或大氣狀況。這樣的居住區(qū)域包括例如均在美國加州的洛杉磯盆地(Los Angeles basin)和圣費爾南多谷(San Fernando Valley)。需要在這些區(qū)域或其它地方使 燃燒最小化，且特別是使由內(nèi)燃發(fā)動機驅(qū)動的交通車輛的尾氣排放而導(dǎo)致的不理想的氣體 的累積最小化。對應(yīng)于特定地理區(qū)域的政府或市政當局可在日常發(fā)布規(guī)則，從而要求在指 定地理區(qū)域內(nèi)運轉(zhuǎn)的車輛符合政府制定的尾氣排放限制。例如，在任何特定的日子，洛杉磯 市的政府可確定對于指定的時間段市內(nèi)行駛的車輛限制為禁止排放不理想水平的尾氣排 放或這些車輛被禁止排放任何量的不理想氣體。本發(fā)明的實施例意圖通過使得混聯(lián)混合動力電動車輛符合這樣預(yù)期的政府限制 來解決這樣或那樣的問題。人們預(yù)期，政府部門、市政或這些部門機構(gòu)會根據(jù)他們的判斷發(fā) 送信號以與在他們管轄區(qū)域內(nèi)的駕駛員通訊或與正在管轄區(qū)域內(nèi)行駛的車輛通訊以要求 減少或消除尾氣排放。在本發(fā)明公開的多種實施例中，正在行駛的混合動力電動車輛被配置為從標準混 合運轉(zhuǎn)切換至僅電動運轉(zhuǎn)，其中車輛的內(nèi)燃發(fā)動機被停止并且車輛不產(chǎn)生尾氣排放。在一 些實施例中，接收器可收到由政府機構(gòu)廣播的用于提醒車輛駕駛員將車輛手動地從標準混 合運轉(zhuǎn)切換至僅電動運轉(zhuǎn)的信號。在其它實施例中，該信號可被車輛接收，并且作為響應(yīng)， 車輛將以車輛駕駛員不能察覺的轉(zhuǎn)換自動地從標準混合運轉(zhuǎn)切換至僅電動運轉(zhuǎn)。在其它實施例中，混合動力電動車輛可裝備有導(dǎo)航系統(tǒng)，并且混合動力電動車輛 可進一步被配置為內(nèi)燃發(fā)動機能夠?qū)㈦娔茌斔椭量沙潆婋姵匾詾槠湓俪潆姟Ｔ谄渌鼘嵤├?中，內(nèi)燃發(fā)動機可被配置為用于以高速和低速將電能輸送至電池。這種車輛可進一步包括 允許車載系統(tǒng)確定車輛是否朝向低排放或無排放地理區(qū)域行駛的導(dǎo)航系統(tǒng)，并且可在預(yù)期 將進入要求排放減少或零尾氣排放的地理區(qū)域的前提下，開始電池充電運轉(zhuǎn)或通過從低速 充電切換至高速充電積極地為可充電電池充電。在又一個實施例中，內(nèi)燃發(fā)動機可被配置為用于以標準排放模式和低排放模式運 轉(zhuǎn)，其中，在標準排放模式下發(fā)動機控制器可優(yōu)化發(fā)動機運轉(zhuǎn)以產(chǎn)生最高的馬力，在低排放 模式下發(fā)動機控制器可優(yōu)化內(nèi)燃發(fā)動機的運轉(zhuǎn)以在維持馬力輸出的最小預(yù)定水平時產(chǎn)生 盡可能低的尾氣排放水平。在這些實施例中，在可充電電池具有足夠多的存儲電能以驅(qū)動 車輛穿過指定地理區(qū)域的情況下，車輛可仍然運轉(zhuǎn)在排放降低模式下，其中，盡管耗盡了來 自可充電電池的電能，但車輛仍將能夠完成預(yù)期旅程，同時仍然部分地符合指定地理區(qū)域 的排放要求。通過閱讀附圖以及這些附圖的詳細描述可對本發(fā)明描述的實施例獲得更深的理解。參考圖1，說明了插電式混合動力電動車輛10的實施例。車輛10可被配置為任 何類型的機動車輛，包括但不限于四門轎車、雙門轎車、運動型多功能車、皮卡貨車、小型貨 車、全尺寸貨車、摩托車和公共汽車。車輛10包括至少一個驅(qū)動輪12以將扭矩轉(zhuǎn)換為運動。車輛10進一步包括推進系統(tǒng)14。推進系統(tǒng)14產(chǎn)生扭矩并將該扭矩傳送至驅(qū)動輪 12。推進系統(tǒng)14包括任何類型的內(nèi)燃發(fā)動機(ICE) 16，其通過控制燃料(包括汽油、柴油、 汽油和醇類的混合物和氫燃料)燃燒產(chǎn)生一些扭矩，該扭矩通過推進系統(tǒng)14傳送以產(chǎn)生足 夠的扭矩，從而在沒有電動馬達或任何其它扭矩源的輔助下獨立地驅(qū)動車輛10。
推進系統(tǒng)14進一步包括將電能轉(zhuǎn)換為扭矩的電動馬達18。電動馬達18被配置用于將扭矩傳送至驅(qū)動輪12。電動馬達18被配置用于將足夠多的扭矩傳送至驅(qū)動輪12以使 得推進系統(tǒng)在沒有ICE 16或任何其它扭矩源的輔助下驅(qū)動車輛10。可充電電池20被配置為用于存儲電能并且將電能輸送至電動馬達18。可充電電 池20進一步被配置為用于通過例如插頭22從標準家用電插座接收充電。可充電電池20進 一步被配置為用于存儲足夠多的電能以將足夠多的電能輸送至電動馬達18以在沒有ICE 16的輔助下允許電動馬達18驅(qū)動車輛10行駛特定距離。所述特定距離可取決于電動馬達 18和可充電電池的要求(例如，通過猛烈的或積極的加速或維持車輛10的高速行駛)而改 變。在一些實施例中，可充電電池20可被配置為用于存儲10千瓦時至12千瓦時之間 的電能，其可足夠使得具有40馬力至60馬力之間的電動馬達驅(qū)動重量在3000磅至3500 磅之間的車輛10在維持車輛運轉(zhuǎn)在高至40英里/小時的速度行駛20英里至30英里之間 的距離。車輛的重量或車輛行駛速度的增加將會相應(yīng)地減小沒有ICE 16時車輛可運轉(zhuǎn)的距離。控制器24被配置為用于控制推進系統(tǒng)以在ICE直接將扭矩引向驅(qū)動輪12的標準 排放模式下運轉(zhuǎn)或在ICE被停止的零排放模式下運轉(zhuǎn)。在一些實施例中，控制器24為發(fā)動 機控制單元或被配置為用于執(zhí)行發(fā)動機控制或其它類型的運算的其它類型的微處理器。車輛10可進一步包括安裝在車輛10的乘客廂內(nèi)并且由車輛10的使用者操作的 開關(guān)26。開關(guān)26可連接至控制器24或與控制器24通訊，并且可操作地指導(dǎo)控制器24將 推進系統(tǒng)14從標準排放模式切換至零排放模式，反之亦然。在車輛10裝備有開關(guān)26的實 施例中，推進系統(tǒng)14可如下控制。政府機構(gòu)可對指定地理區(qū)域執(zhí)行零排放要求，并且可經(jīng)由無線電信號、電視信號 或其它電子裝置廣播該要求或可通過在導(dǎo)向指定地理區(qū)域的道路上粘貼標志來傳達零排 放要求。也可以以任何其它能夠向車輛10的乘客提醒指定地理區(qū)域的零排放要求的合適 方式來傳達零排放要求。在接收到零排放要求的通知之后，車輛10的乘客可將開關(guān)26從對應(yīng)于標準排放 模式的位置切換至對應(yīng)于零排放模式的位置。驅(qū)動開關(guān)26可發(fā)送信號至控制器24以停止 ICE 16，從而導(dǎo)致車輛10由電動馬達18單獨地驅(qū)動。開始零排放要求模式之后，如果政府 機構(gòu)或其它管控主體確定不再需要零排放要求，其能夠廣播結(jié)束零排放要求的第二信號。 一旦收到結(jié)束信號(其可由上述任何一種方法傳送)，車輛10的乘客僅需要將開關(guān)26從對 應(yīng)于零排放模式的位置移回至對應(yīng)于標準排放模式的位置。車輛10可選地包括用于接收從車輛10外部位置傳送的外部控制信號30的接收 器28。外部控制信號30可由政府主體或其機構(gòu)廣播，并且可傳送當前需要穿過指定地理區(qū) 域的車輛運轉(zhuǎn)在零排放模式的指令。外部控制信號30可為無線電頻率信號、紅外線信號、 無線保真(Wi-Fi)信號、由被配置為無線連接至互聯(lián)網(wǎng)的可移動裝置傳送的信號、移動電 話信號、衛(wèi)星信號或任何其它在沒有專門設(shè)備幫助下人們不能感知的信號。接收器28可被 配置為用于接收上述信號類型中任何一個或全部信號。接收器28可進一步被配置為用于 將外部控制信號30傳達或傳送至控制器24。響應(yīng)接收器28接收傳達的外部控制信號30，控制器24可控制推進系統(tǒng)14以零排放模式運轉(zhuǎn)。在包括接收器28的實施例中，控制推進系統(tǒng)14停止ICE 16并且以零排放模 式運轉(zhuǎn)的動作自動發(fā)生，而不需要由車輛乘客要求的動作，在一些實施例中對于車輛10的 乘客來說，基本上可以是不可見或不可察覺的。在其它實施例中，可由一些車輛系統(tǒng)對車輛 乘客給出指示，以指示推進系統(tǒng)14正運轉(zhuǎn)在零排放模式。在實施例中，通過提供類似于開 關(guān)26的開關(guān)，車輛10的乘客可選擇停止零排放模式。參考圖2，說明了車輛10的其它實施例。可充電電池20被配置為用于不僅從家用 電插座接收電荷而且也可通過中間機構(gòu)(例如可產(chǎn)生存儲在可充電電池20內(nèi)的電流的交 流發(fā)電機)從ICE 16接收電荷。車輛10進一步包括導(dǎo)航系統(tǒng)32 (例如，基于全球定位衛(wèi)星的導(dǎo)航系統(tǒng))，其接收 衛(wèi)星信號34并且通過使用三角測量或其它方法能夠相當精確地計算車輛10在地面上的位 置。導(dǎo)航系統(tǒng)32進一步被配置為用于產(chǎn)生位置信號36并且將位置信號傳送至控制器24。 位置信號36可包括對應(yīng)于車輛10的位置的信息。導(dǎo)航系統(tǒng)32可使用多個連續(xù)的位置信 號36以確定車輛10穿過地面的行駛方向。在圖2中說明的實施例中，控制器24可從接收器28接收外部控制信號30并且確 定零排放要求是否與指定地理區(qū)域相關(guān)聯(lián)?？刂破?4也可接收位置信號36，并且控制器 24可確定車輛10當前沒有位于指定區(qū)域內(nèi)以及無需使推進系統(tǒng)14以零排放模式運轉(zhuǎn)。這 樣，使用導(dǎo)航系統(tǒng)32可有助于防止控制器不必要地將推進系統(tǒng)14切換至零排放模式，這樣 避免了耗盡可充電電池20內(nèi)存儲的電能。在其它實施例中，導(dǎo)航系統(tǒng)32可持續(xù)地產(chǎn)生位置信號36并且可持續(xù)地將位置信 號36傳送至控制器24。這樣，一旦車輛10進入指定地理區(qū)域，控制器24可控制推進系統(tǒng) 14以零排放模式運轉(zhuǎn)。在另外的實施例中，通過對比一系列連續(xù)的位置信號36，控制器24或?qū)Ш较到y(tǒng)32 或兩者可確定車輛10是否朝向指定地理區(qū)域前進。在這樣的情況下，在預(yù)期車輛將到達指 定地理區(qū)域的前提下，控制器24可控制推進系統(tǒng)14并且使得ICE 16為可充電電池20充 電。在其它實施例中，ICE 16可被配置為用于以變化的速度為可充電電池充電。在這樣的 實施例中，一旦確定車輛10朝向指定地理區(qū)域前進，在預(yù)期車輛10到達指定地理區(qū)域的前 提下，控制器24可控制推進系統(tǒng)14以使得ICE開始更積極地為可充電電池充電。在又一些實施例中，導(dǎo)航系統(tǒng)32可被配置為用于記錄車輛10的駕駛員的行駛路 線。在這樣的實施例中，當車輛駕駛員將目的地輸入至導(dǎo)航系統(tǒng)32時，導(dǎo)航系統(tǒng)32可包括 對應(yīng)于已知的駕駛員行駛路線或由導(dǎo)航系統(tǒng)32計算的路線。使用包含在該位置信號36內(nèi) 的信息，控制器24可確定盡管實際上車輛10當前沒有朝向指定地理區(qū)域前進，然而記錄的 路線將使得車輛行駛至指定地理區(qū)域或穿過該指定地理區(qū)域。這樣，控制器24可利用包括 在位置信號36內(nèi)的記錄的路線信息以確定車輛10是否將進入指定地理區(qū)域，并且在預(yù)期 車輛10在指定地理區(qū)域內(nèi)行駛的前提下，可啟動ICE 16為可充電電池16充電或更加積極 地充電。在另一實施例中，導(dǎo)航系統(tǒng)32可被配置為用于記錄車輛10的駕駛員行駛的多個 不同路線例如駕駛員日常和習(xí)慣的行駛路線或者當車輛駕駛員將目的地輸入導(dǎo)航系統(tǒng)32 內(nèi)時由導(dǎo)航系統(tǒng)32計算的路線。導(dǎo)航系統(tǒng)32可進一步被配置為用于確定車輛10是否正 在沿這些路線中一個行駛并且可將該信息嵌入至位置信號36內(nèi)，該位置信號36可由控制器24使用以確定車輛10是否將進入指定地理區(qū)域并且進一步控制推進系統(tǒng)14以使得ICE 16為可充電電池20充電或更積極地充電。在其它實施例中，導(dǎo)航系統(tǒng)32可被配置為用于記錄車輛10的多個不同駕駛員行 駛的路線。例如，一些車輛裝備有記錄與第一駕駛員、第二駕駛員等相關(guān)的車輛座椅的多種 部件的乘坐位置的記憶座椅。以同樣的方式，車輛10可包括用于識別哪一個駕駛員正在駕 駛車輛10的機構(gòu)。導(dǎo)航系統(tǒng)32可被配置為用于確定車輛10是否正在沿這些路線中一個 行駛并且可將該信息嵌入至位置信號36內(nèi)，如上所述該位置信號36可由控制器24使用以 確定車輛10是否正在進入指定地理區(qū)域并且ICE 16應(yīng)當開始為可充電電池20充電或應(yīng) 當開始更積極地充電。在其它實施例中，導(dǎo)航系統(tǒng)32可被配置為用于記錄車輛10的多個不同駕駛員的 多個不同行駛路線。導(dǎo)航系統(tǒng)32可進一步被配置為用于確定哪一個駕駛員駕駛車輛10并 且車輛10是否正在沿與這些駕駛員中一個相關(guān)的不同路線中一個行駛。導(dǎo)航系統(tǒng)32可將 該信息嵌入至位置信號36內(nèi)，控制器24可使用該位置信號36以確定是否控制推進系統(tǒng)14 以開始ICE 16運轉(zhuǎn)為可充電電池20充電或更積極地充電。在圖2中說明的車輛10的實施例中，接收器28可被配置為用于接收無線電頻率 信號、紅外線信號、無線保真(Wi-Fi)信號、移動電話信號、衛(wèi)星信號或這些或那些信號的 一些組合。例如，接收器28可被配置為用于接收上述 信號類型中任何一個或全部信號。接 收器28可進一步被配置為用于接收無線電頻率信號、紅外線信號、無線保真(Wi-Fi)信號。參考圖3，說明了車輛10的第三實施例。在圖3中說明的實施例中，車輛10包括 被配置為用于以標準排放模式和低排放模式運轉(zhuǎn)的雙模式ICE 17。在該實施例中，響應(yīng)于 接收外部控制信號30，控制器24可被配置為用于控制推進系統(tǒng)14以通過停止雙模式ICE 17運轉(zhuǎn)在零排放模式。在可充電電池20充有在沒有雙模式ICE 17的輔助下不足以驅(qū)動電動馬達18以 推進車輛10的電能的情況下，控制器24可控制推進系統(tǒng)14，以使得電動馬達18和雙模ICE 共同傳送扭矩至驅(qū)動輪12，同時進一步控制雙模ICE以低排放模式運轉(zhuǎn)。當推進系統(tǒng)14以 該方式運轉(zhuǎn)時，推進系統(tǒng)14正運轉(zhuǎn)于排放降低模式。即使可充電電池含有在零排放模式下 不足以推進車輛10的電量，這種的配置也允許車輛10在指定的地理區(qū)域內(nèi)持續(xù)運轉(zhuǎn)同時 仍然減少不理想的尾氣排放。在其它實施例中，在車輛10正由以零排放模式運轉(zhuǎn)的推進系統(tǒng)14推進的情況下， 當控制器24探測到可充電電池20已經(jīng)消耗至可充電電池20不再能夠向電動馬達18提供 足以允許電動馬達18在沒有雙模式ICE 17的協(xié)助運轉(zhuǎn)的水平的電量時，控制器24可控制 推進系統(tǒng)14停止零排放模式的運轉(zhuǎn)并且開始以排放降低模式運轉(zhuǎn)。圖3中說明的實施例可被配置為用于包括如在圖1中說明的可由車輛10的乘客 使用以指導(dǎo)控制器24開始以零排放模式或排放降低模式運轉(zhuǎn)推進系統(tǒng)14的開關(guān)。在這 樣的配置下，政府機構(gòu)可貼出標志或經(jīng)由電子手段廣播具有與其相關(guān)的零排放要求的指定 地理區(qū)域。一旦察覺到信息傳遞，車輛10的乘客可將開關(guān)從標準排放模式移動至零排放模 式。隨后控制器24可確定推進系統(tǒng)14的零排放模式運轉(zhuǎn)是否可行或者是否必需采用推進 系統(tǒng)14的排放降低模式運轉(zhuǎn)。在其它實施例中，車輛10可包括導(dǎo)航系統(tǒng)32和接收器28。導(dǎo)航系統(tǒng)32可接收衛(wèi)星信號34以計算車輛10的地面位置并且可將位置信號36傳送至控制器24。車輛10也可包括被配置為用于接收外部控制信號30的接收器28。接收器28可將外部控制信號傳送至 控制器24。外部控制信號30可包括包含指定地理區(qū)域的零排放要求的信息。使用外部控 制信號30和位置信號36，控制器24可確定車輛10是否正位于指定的地理區(qū)域內(nèi)并且可取 決于電池20的荷電狀態(tài)控制推進系統(tǒng)14以開始零排放模式或排放降低模式運轉(zhuǎn)。
盡管已經(jīng)說明并描述了本發(fā)明的實施例，并不意味著這些實施例說明并描述了本 發(fā)明的所有可能形式。而是，說明書中使用的詞匯為說明性詞匯而非限制，并且應(yīng)該明白地 是在不脫離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍下可作多種改變。
權(quán)利要求
一種混合動力電動車輛，包括推進系統(tǒng)，所述推進系統(tǒng)包括內(nèi)燃發(fā)動機和電動馬達，內(nèi)燃發(fā)動機和電動馬達被配置為用于單獨地或彼此并聯(lián)地推進車輛；控制器，被配置為用于控制推進系統(tǒng)以標準排放模式和零排放模式運轉(zhuǎn)，其中，在標準排放模式下啟動內(nèi)燃發(fā)動機推進車輛，在零排放模式下停止內(nèi)燃發(fā)動機；其中，控制器進一步被配置為用于響應(yīng)從車輛外部的源傳送至車輛的外部控制信號來指導(dǎo)推進系統(tǒng)以零排放模式運轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的混合動力電動車輛，其特征在于，還包括接收器，所述接收器被 配置為用于接收外部控制信號的接收器，以使得接收器將外部控制信號傳送至控制器，從 而自動地控制推進系統(tǒng)以零排放模式運轉(zhuǎn)。
3.如權(quán)利要求2所述的混合動力電動車輛，其特征在于，接收器被配置為用于接收無 線電信號。
4.如權(quán)利要求2所述的混合動力電動車輛，其特征在于，接收器被配置為用于接收紅 外線信號。
5.如權(quán)利要求2所述的混合動力電動車輛，其特征在于，接收器被配置為用于接收無 線保真信號或由被配置為用于無線連接至因特網(wǎng)的可移動裝置傳送的信號中的至少一種 信號。
6.如權(quán)利要求2所述的混合動力電動車輛，其特征在于，接收器被配置為用于接收移 動電話信號。
7.如權(quán)利要求2所述的混合動力電動車輛，其特征在于，接收器被配置為用于接收衛(wèi)星信號。
全文摘要
本發(fā)明公開一種具有包括內(nèi)燃發(fā)動機和電動馬達的推進系統(tǒng)的混合動力電動車輛，內(nèi)燃發(fā)動機和電動馬達被配置為用于單獨地或彼此并聯(lián)地推進車輛。可充電電池被配置為用于輸送電能至電動馬達，以使得推進系統(tǒng)能夠在內(nèi)燃發(fā)動機沒有運轉(zhuǎn)時推進車輛行駛一定距離。該可充電電池進一步被配置為用于從家用電插座接收電能?？刂破鞅慌渲脼橛糜诳刂仆七M系統(tǒng)以標準排放模式和零排放模式運轉(zhuǎn)，其中，在標準排放模式下啟動內(nèi)燃發(fā)動機推進車輛，在零排放模式下停止內(nèi)燃發(fā)動機。控制器進一步被配置為用于響應(yīng)從車輛外部的源傳送至車輛的外部控制信號來指導(dǎo)推進系統(tǒng)以零排放模式運轉(zhuǎn)。
文檔編號G08C23/04GK101830219SQ20101012862
公開日2010年9月15日 申請日期2010年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月12日
發(fā)明者丹尼爾·威廉·福斯奧弗, 布魯斯·卡維·布雷克蒙, 都安尼·M·格里德 申請人:福特全球技術(shù)公司