專利名稱：車輛的電力推進(jìn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于自推進(jìn)式車輛(self-propelled vehicle)的推進(jìn)系統(tǒng),其在通過(guò)由車輛攜載的蓄電池供電的電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)下能夠運(yùn)動(dòng)。
背景技術(shù)：
已知在使用內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛的推進(jìn)系統(tǒng)中，機(jī)械特性——也就是發(fā)動(dòng)機(jī)隨著轉(zhuǎn)數(shù)變化而提供的扭矩曲線一一不能在車輪處直接使用，這是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)不能在負(fù)載下起動(dòng)；發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)數(shù)下提供的扭矩強(qiáng)度減小；并且相對(duì)于由車輛遇到的運(yùn)動(dòng)阻力導(dǎo)致的外部負(fù)載的廣泛變化而言，使用范圍內(nèi)的扭矩行程通常很小。·因此，車輛必須配備有能夠?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)(單位時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)數(shù)和扭矩)傳遞給車輪的裝置，其根據(jù)各種要求而被適當(dāng)?shù)馗脑?。正如已知地，所述裝置是傳動(dòng)裝置，其在被極其簡(jiǎn)化的形式中包括離合聯(lián)軸器，離合聯(lián)軸器使發(fā)動(dòng)機(jī)獨(dú)立于車輪，并且一旦發(fā)動(dòng)機(jī)空載起動(dòng)后，離合聯(lián)軸器便允許外部負(fù)荷逐漸地增加；固定比率和一組可變比率，固定比率(后軸比率或者等同)通過(guò)減小發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)而讓發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩成比例地增大，而可變比
率-手動(dòng)換擋式(shift)或無(wú)級(jí)式(continuous)-(變速箱或者變速器)被設(shè)計(jì)用來(lái)
根據(jù)車輪遇到的外部負(fù)荷的變化調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)扭矩。相反，如果車輛利用電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，則所要使用的傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)比內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單得多。眾所周知，電動(dòng)馬達(dá)沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)熄火等問(wèn)題。電動(dòng)馬達(dá)能夠從零速度開(kāi)始上升至最大速度(顯然根據(jù)預(yù)設(shè)的加速傾斜(ramp))而基本上不需要傳動(dòng)裝置，包括操作地定位在驅(qū)動(dòng)軸與傳動(dòng)裝置之間的離合聯(lián)軸器。這種類型的推進(jìn)系統(tǒng)的特定實(shí)施例還在文獻(xiàn)US5552988中得以描述和圖示。在此方案中，使用了直接定位在驅(qū)動(dòng)軸下游并與其永久性地、不能拆除地連接的無(wú)極變速器。無(wú)級(jí)變速器繼而在下游與自動(dòng)滑動(dòng)式離合聯(lián)軸器連接。離合聯(lián)軸器的下游還嚙合有將驅(qū)動(dòng)力傳給驅(qū)動(dòng)輪的固定傳動(dòng)比(gear ratio)。在此類車輛中，變速器以慣性質(zhì)量自動(dòng)控制的方式調(diào)整連續(xù)傳動(dòng)比，慣性質(zhì)量在離心力作用下沿著變速器輸入輪鐘形件(bell)上的適當(dāng)軌道運(yùn)動(dòng)。此外，對(duì)于離合聯(lián)軸器，通過(guò)從適當(dāng)?shù)念A(yù)設(shè)標(biāo)定值過(guò)渡“單個(gè)”既定閾值來(lái)自動(dòng)控制所述傳動(dòng)裝置對(duì)驅(qū)動(dòng)輪動(dòng)作的中斷。在上述解決方案中，用于變速和離合聯(lián)軸器滑動(dòng)的自動(dòng)化裝置阻止了車輛駕駛員不能隨心所欲地根據(jù)車輛實(shí)際遇到的行使阻力情況來(lái)調(diào)整駕駛技術(shù)。涉及以上指出的各類電動(dòng)馬達(dá)的構(gòu)造布局因此具有大大簡(jiǎn)化推進(jìn)系統(tǒng)構(gòu)造的明顯優(yōu)點(diǎn)。然而，其還受到至關(guān)重要的缺點(diǎn)的影響，迄今仍限制了其發(fā)展應(yīng)用。第一個(gè)缺點(diǎn)在于以下事實(shí)，S卩，利用電動(dòng)馬達(dá)實(shí)現(xiàn)的車輛推進(jìn)在允許針對(duì)變化多端的坡度來(lái)最優(yōu)化調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)扭矩的方面是吃力的。雖然電動(dòng)馬達(dá)能夠保證大的驅(qū)動(dòng)扭矩以及高的加速，但是由于功率趨于在尺寸設(shè)計(jì)階段被確定，車輛達(dá)到的速度之低抵消了使用與那些內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)裝置相比更簡(jiǎn)單的傳動(dòng)裝置的優(yōu)點(diǎn)。反之亦然，當(dāng)想要獲得較佳速度時(shí)，卻又不可避免地隨之產(chǎn)生加速能力差以及驅(qū)動(dòng)輪牽弓I性能差的缺點(diǎn)。另一個(gè)缺點(diǎn)在于以下事實(shí)，即，在配備電動(dòng)馬達(dá)的車輛中的駕駛感受與在受內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的車輛中的駕駛感受非常不同。實(shí)際上，電力驅(qū)動(dòng)的自推進(jìn)式車輛的駕駛操作由簡(jiǎn)單的0N/0FF命令組成，使車輛駕駛員無(wú)法針對(duì)每種場(chǎng)合下實(shí)際遇到的外部負(fù)荷情況對(duì)車輛全權(quán)操控。上述原因已經(jīng)造成了偏見(jiàn)并隨著時(shí)間推移而日益根深蒂固，人們偏頗地認(rèn)為，除了在軌道上行駛的車輛或者那些在平穩(wěn)且水平的路面上移動(dòng)的車輛以外，(例如在道路車輛或者越野車輛中)使用電力驅(qū)動(dòng)單元被認(rèn)為是不配提供令人滿意的性能的，因此，電力驅(qū)動(dòng)單元僅被應(yīng)用于玩具、業(yè)余場(chǎng)合，最多也不過(guò)是作為地位重要得多的內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)組成的主驅(qū)動(dòng)單元的替補(bǔ)角色
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的在于，提供一種在電力驅(qū)動(dòng)單元的范圍內(nèi)的自推進(jìn)式車輛的推進(jìn)系統(tǒng)，該推進(jìn)系統(tǒng)使車輛駕駛員可以在所有實(shí)際駕駛場(chǎng)合中找到馬達(dá)扭矩與速度之間的正確折衷。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于，允許對(duì)電力驅(qū)動(dòng)的自推進(jìn)式車輛進(jìn)行駕駛，駕駛員可以采取用于駕駛由傳統(tǒng)內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的車輛的相同駕駛技術(shù)來(lái)駕駛所述自推進(jìn)式車輛，該自推進(jìn)式車輛區(qū)別于由傳統(tǒng)內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的車輛的地方僅在于馬達(dá)沒(méi)有廢氣排放，并且車輛駕駛員不會(huì)察覺(jué)到任何操作噪音。根據(jù)上述目的本發(fā)明的技術(shù)特征從本文權(quán)利要求書(shū)內(nèi)容尤其是權(quán)利要求I以及任何直接地或者間接地從屬于權(quán)利要求I的權(quán)利要求是清楚的。


本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)從以下參照附圖的詳細(xì)說(shuō)明中更加顯而易見(jiàn)，附圖示出了本發(fā)明的優(yōu)選的、非限制性的實(shí)施例，其中圖I是根據(jù)本發(fā)明的推進(jìn)系統(tǒng)的原理性示意圖；圖2是從第一觀察側(cè)看到的根據(jù)本發(fā)明的推進(jìn)系統(tǒng)的三維分解圖，其中某些部件被切掉以較好地示出其它部件；圖3是從與第一觀察側(cè)相對(duì)的一側(cè)看到的圖2所示推進(jìn)系統(tǒng)的視圖；圖4是用于駕駛車輛的車把(handlebar)的透視圖，其中所述車輛配備有根據(jù)本發(fā)明的推進(jìn)系統(tǒng)；以及圖5是根據(jù)以上視圖的推進(jìn)系統(tǒng)的裝配剖視圖。
具體實(shí)施例方式參照附圖，附圖標(biāo)記I指示整個(gè)自推進(jìn)式車輛的推進(jìn)系統(tǒng)，該自推進(jìn)式車輛可為例如越野用摩托車。涉及這種特殊類型的自推進(jìn)式車輛是有意義的，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)型越野摩托車體現(xiàn)了一種應(yīng)用場(chǎng)合，其中功率、速度、可靠性和自主性都是必要的。此外，可用空間有限，并且必須將重量歸屬于相當(dāng)嚴(yán)格的參數(shù)內(nèi)以允許正確的可駕駛性。
然而，相對(duì)于該特殊類型的應(yīng)用所述的內(nèi)容將理解為僅是以非限制性的示例方式說(shuō)明，這是由于根據(jù)本說(shuō)明書(shū)的系統(tǒng)當(dāng)應(yīng)用于許多其它類型的不同的自推進(jìn)式車輛時(shí)也可以被有利地使用。圖I所示推進(jìn)系統(tǒng)I以組合的方式基本包括由車輛上運(yùn)載的電池14供電的電動(dòng)馬達(dá)2，該電動(dòng)馬達(dá)裝配有驅(qū)動(dòng)軸3 ;與電動(dòng)馬達(dá)2的驅(qū)動(dòng)軸3直接連接的離合聯(lián)軸器4 ;位于離合聯(lián)軸器4下游的變速箱5 ;以及機(jī)械傳動(dòng)裝置6，其操作地布置在變速箱5和自推進(jìn)式車輛的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪7之間。更加具體地，電動(dòng)馬達(dá)2是具有多極環(huán)的無(wú)刷馬達(dá)，包括(圖2、圖3和圖5)容裝在由附圖標(biāo)記15指示的馬達(dá)機(jī)身中的電定子12和轉(zhuǎn)子13。馬達(dá)機(jī)身15可以理想地認(rèn)為是用于傳統(tǒng)摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)身15的形式，內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)單元被完全去掉，取而代之的是在馬達(dá)本體15中被安裝成與內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)原始驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線同軸的電動(dòng)馬達(dá)2。
離合聯(lián)軸器4、變速箱5、和布置在變速箱5與驅(qū)動(dòng)輪7之間的機(jī)械傳動(dòng)裝置6具有完全傳統(tǒng)構(gòu)造。嚴(yán)格來(lái)講，離合聯(lián)軸器4不是必要的，因?yàn)殡妱?dòng)馬達(dá)2能夠隨預(yù)設(shè)的加速斜坡從零速度開(kāi)始直至達(dá)到最大速度。然而，離合聯(lián)軸器4的存在確保了與用傳統(tǒng)內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)采取的駕駛技術(shù)相類似的駕駛技術(shù)，其中，駕駛員通過(guò)在用于驅(qū)動(dòng)自推進(jìn)式車輛的車把20上的控制桿16 (圖4)手動(dòng)自主控制離合聯(lián)軸器4，來(lái)實(shí)現(xiàn)以必要的平滑度調(diào)節(jié)一個(gè)檔位(gear)與另一個(gè)檔位之間的變速(換言之，傳動(dòng)比不連續(xù)變化下的變速)。在根據(jù)本發(fā)明的推進(jìn)系統(tǒng)I中，馬達(dá)2產(chǎn)生的扭矩非常高。其易于達(dá)到“Nm”中的峰值，該峰值高于傳統(tǒng)內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)所能達(dá)到的值。系統(tǒng)I包括操控器8，該操控器操作地布置在電池14與電動(dòng)馬達(dá)2之間，以便控制輸入電池14中的電力輸入(power input)在極限值48V至96V之間的電壓范圍內(nèi)，以及48V至90V的馬達(dá)輸出電力(output power)范圍。操控器8可以利用相關(guān)軟件編程，以便設(shè)定自推進(jìn)式車輛的加速、減速和制動(dòng)傾斜，以允許實(shí)現(xiàn)連發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)操作都如同真正傳統(tǒng)內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)一樣的模擬情景。操控器8還可以利用相關(guān)軟件編程，以便轉(zhuǎn)用(translate)在試驗(yàn)臺(tái)測(cè)得的內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)使用圖表，從而電動(dòng)馬達(dá)2模擬在實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)得的參考用內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的操作，并仿真其具體操作特征。系統(tǒng)I優(yōu)選地在變速箱5上包括傳感器9，用于根據(jù)所選車輛檔位而制定(map)不同的加速和減速傾斜。有利地，這允許能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)自推進(jìn)式車輛性能進(jìn)行最佳調(diào)節(jié)的操作條件，并且對(duì)例如將造成車輛在低檔位時(shí)控制困難的操作電流(operating currents)加以限制。系統(tǒng)I可以有利地包括加速計(jì)裝置10，其與操控器8操作地相互連接，用來(lái)調(diào)控由電動(dòng)馬達(dá)2所供給的能量，這種調(diào)控操作與驅(qū)動(dòng)輪7和地面之間互換的預(yù)定強(qiáng)度的牽引動(dòng)作相關(guān)。這樣一來(lái)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪7相對(duì)于地面打滑時(shí)，即，當(dāng)馬達(dá)2供給的能量大于驅(qū)動(dòng)輪7能夠用來(lái)在不打滑的情況下傳遞給地面的能量時(shí)，可以將牽引動(dòng)態(tài)控制電力放電。控制系統(tǒng)I還允許能夠管理對(duì)電動(dòng)馬達(dá)2在自推進(jìn)式車輛漂移和慣性減速期間產(chǎn)生的能量的回收。這可以通過(guò)激活交換電路實(shí)現(xiàn)，所述交換電路由操控器8控制，并且被設(shè)計(jì)成當(dāng)由電動(dòng)馬達(dá)2所產(chǎn)生的能量超過(guò)用于驅(qū)動(dòng)自推進(jìn)式車輛所需要的能量時(shí)對(duì)自推進(jìn)式車輛的電池14自動(dòng)地再充電。
以上說(shuō)明的本發(fā)明容許有工業(yè)應(yīng)用，并且可以被修改和以若干方式采用，由此沒(méi)有脫離本發(fā)明概念的范圍，本發(fā)明的所有細(xì)節(jié)可以用技術(shù)上等同的元件替換。
權(quán)利要求
1.一種用于自推進(jìn)式車輛的推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)在組合形式中包括電動(dòng)馬達(dá)(2)，該電動(dòng)馬達(dá)由在車輛上運(yùn)載的電池(14)供電，并且所述電動(dòng)馬達(dá)裝配有驅(qū)動(dòng)軸(3);變速箱(5)，該變速箱具有步進(jìn)的、不連續(xù)變化的傳動(dòng)比；離合聯(lián)軸器(4)，該離合聯(lián)軸器布置在所述電動(dòng)馬達(dá)(2)的驅(qū)動(dòng)軸(3)和所述變速箱(5)之間；所述變速箱(5)允許通過(guò)利用由自推進(jìn)式車輛駕駛員控制的離合桿(16)而在一個(gè)檔位與另一個(gè)檔位之間變速；所述系統(tǒng)(I)還包括機(jī)械傳動(dòng)裝置(6)，該機(jī)械傳動(dòng)裝置操作地布置在所述變速箱(5)和自推進(jìn)式車輛的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪(7)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括操控器(8)，該操控器操作地布置在所述電池(14)與所述電動(dòng)馬達(dá)(2)之間，以便管控相應(yīng)的電壓，并將電壓保持在適當(dāng)?shù)臄?shù)值范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電壓在被選為48V和96V之間的輸入極限值和輸出極限值內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述操控器(8)能夠使用相關(guān)軟件編程，從而被設(shè)計(jì)成使得自推進(jìn)式車輛具有符合依照內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)使用圖表預(yù)先設(shè)定的加速/減速特性的運(yùn)動(dòng)方式。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述操控器(8)能夠使用相關(guān)軟件編程，從而被設(shè)計(jì)成使得自推進(jìn)式車輛具有與內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)中的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)動(dòng)作相對(duì)應(yīng)的減速。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述操控器(8)能夠使用相關(guān)軟件編程，從而轉(zhuǎn)用在試驗(yàn)臺(tái)測(cè)得的內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)使用圖表并且模擬其操作，從而仿真現(xiàn)有內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的具體特征。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括傳感器(9)，該傳感器與所述變速箱(5)連接，以便根據(jù)利用所述變速箱(5)選擇的檔位制定不同的加速/減速傾斜。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括加速計(jì)裝置(10)，該加速計(jì)裝置與所述操控器(8)操作地相互連接，以便調(diào)控由所述電動(dòng)馬達(dá)(2)供給的能量，這種調(diào)節(jié)與所述驅(qū)動(dòng)輪(7)和地面之間交換的預(yù)定強(qiáng)度的牽引動(dòng)作相關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述操控器(8)被設(shè)計(jì)用于對(duì)在漂移和慣性減速期間由所述電動(dòng)馬達(dá)(2)自身產(chǎn)生的能量的回收進(jìn)行管理，并激活交換電路，所述交換電路被設(shè)計(jì)用于當(dāng)所產(chǎn)生的能量超過(guò)用于驅(qū)動(dòng)自推進(jìn)式車輛所需要的能量時(shí)對(duì)自推進(jìn)式車輛的所述電池(14)再充電。
10.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述自推進(jìn)式車輛是道路車輛或者越野車輛。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述車輛是摩托車。
12.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電動(dòng)馬達(dá)(2)是多極無(wú)刷馬達(dá)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于自推進(jìn)式車輛的推進(jìn)系統(tǒng)(1)，其以組合的形式包括電動(dòng)馬達(dá)(2)，該電動(dòng)馬達(dá)由車輛上運(yùn)載的電池(14)供電并且裝配有驅(qū)動(dòng)軸(3)；離合聯(lián)軸器(4)，該離合聯(lián)軸器與電動(dòng)馬達(dá)(2)的驅(qū)動(dòng)軸(3)連接；變速箱(5)，該變速箱與離合聯(lián)軸器(4)連接；以及機(jī)械傳動(dòng)裝置(6)，該傳動(dòng)裝置操作地布置在變速箱(5)和自推進(jìn)式車輛的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪(7)之間。
文檔編號(hào)B60L11/18GK102791516SQ201080063224
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者S·馬齊尼 申請(qǐng)人:S.M.R.E.股份公司