混合動(dòng)力推進(jìn)車輛的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種混合動(dòng)力推進(jìn)車輛，包括：第一可逆電動(dòng)機(jī)器（2），該第一可逆電動(dòng)機(jī)器（2）通過第一動(dòng)力轉(zhuǎn)換器（20）控制并且通過變速器裝置（5）連接至驅(qū)動(dòng)輪（4）；用于儲(chǔ)存電能的電池組（19）；第二可逆電動(dòng)機(jī)器（6），該第二可逆電動(dòng)機(jī)器（6）通過第二動(dòng)力轉(zhuǎn)換器（21）被控制為發(fā)電機(jī)并且通過第一接合裝置（7）聯(lián)接至第一電動(dòng)機(jī)器（2）；內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)（12），該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)（12）能夠通過第二接合裝置（13）聯(lián)接至第二可逆電動(dòng)機(jī)器（6）。在標(biāo)稱牽引條件下，第一轉(zhuǎn)換器將電池組的第一直流電流轉(zhuǎn)換成使第一電動(dòng)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)的第一受控電流；在高電力牽引條件下，第二轉(zhuǎn)換器將電池組的第二直流電流轉(zhuǎn)換成使作為第二馬達(dá)的可逆機(jī)器旋轉(zhuǎn)的第二受控電流，該第二馬達(dá)機(jī)械地聯(lián)接至第一電動(dòng)馬達(dá)并且與內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)分離以便增大車輛的牽引轉(zhuǎn)矩；在車載再充電的條件下，第二轉(zhuǎn)換器將操作為發(fā)電機(jī)的可逆機(jī)器的第一可變電流轉(zhuǎn)換成第一整流直流電流以便給儲(chǔ)存組充電，該發(fā)電機(jī)機(jī)械地聯(lián)接至燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)并且與第一電動(dòng)馬達(dá)分離。
【專利說明】混合動(dòng)力推進(jìn)車輛
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的前序部分所述的設(shè)置有電動(dòng)馬達(dá)和燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的類型的混合動(dòng)力推進(jìn)車輛。
[0002]本發(fā)明的車輛意在有利地用于為在市區(qū)和市區(qū)外的環(huán)境中行駛而設(shè)計(jì)的車輛。
[0003]因此，本發(fā)明適于汽車工業(yè)領(lǐng)域，并且特別適于具有混合型電氣和燃燒推進(jìn)的車輛領(lǐng)域。
技術(shù)背景
[0004]眾所周知，在過去的幾年中，為了限制由市區(qū)中的交通工具所產(chǎn)生的污染和為了優(yōu)化能量消耗，汽車生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)在市場(chǎng)上推出了所謂的混合動(dòng)力推進(jìn)車輛。這種車輛裝有適于產(chǎn)生動(dòng)力的至少兩種不同類型的推進(jìn)器，每種類型的推進(jìn)器由不同的能源牽引，通常，一個(gè)推進(jìn)器具有電動(dòng)馬達(dá)而另一個(gè)推進(jìn)器具有熱力馬達(dá)(燃燒型)。
[0005]在減速時(shí)，每個(gè)混合動(dòng)力車輛通常還能夠利用電動(dòng)馬達(dá)可逆地運(yùn)行的能力，即，制動(dòng)車輛，從而廣生如往儲(chǔ)存組的、原本會(huì)在制動(dòng)器中浪費(fèi)掉的能量。
[0006]作為非限制性示例，所產(chǎn)生的電能可以被儲(chǔ)存在基于鋰化學(xué)(鋰離子、鋰聚合物)的儲(chǔ)存組中或超級(jí)電容器中。
[0007]在該領(lǐng)域中，研究主要致力于限定一種旨在以可能的最好模式利用這兩種推進(jìn)系統(tǒng)的互補(bǔ)特性的機(jī)械和控制構(gòu)型；這是為了限制(例如)市區(qū)的污染、為了減少總能耗等等。
[0008]內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)具有即使在限定的馬達(dá)運(yùn)行速度范圍內(nèi)也以相當(dāng)高的效率轉(zhuǎn)換燃料的化學(xué)能的優(yōu)點(diǎn)，該燃料可以由現(xiàn)有的普遍的燃料供給網(wǎng)輕松供給。
[0009]電動(dòng)馬達(dá)具有以比燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)更高的效率和通用性轉(zhuǎn)化電能的優(yōu)點(diǎn)，但它具有下述缺點(diǎn):電動(dòng)馬達(dá)僅可以在車輛上儲(chǔ)備少量能量，并目前這種能量不像化石燃料(汽油、柴油、液化石油氣(LPG)、甲烷等)那樣能夠容易地且快捷地供給。
[0010]目前市場(chǎng)上可獲得的混合動(dòng)力推進(jìn)車輛主要采用用兩種不同的混合動(dòng)力推進(jìn)構(gòu)型，它們被稱為串聯(lián)式混合動(dòng)力和并聯(lián)式混合動(dòng)力。
[0011]在(擴(kuò)展范圍的)串聯(lián)式混合動(dòng)力構(gòu)型中，為了產(chǎn)生牽引轉(zhuǎn)矩，至少一個(gè)電動(dòng)機(jī)器機(jī)械地連接至驅(qū)動(dòng)輪，而為了給電動(dòng)牽引馬達(dá)供給電力，燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)與牽引系統(tǒng)分離并具有通過第二電動(dòng)機(jī)器產(chǎn)生電力的任務(wù)。由連接至燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的第二機(jī)器產(chǎn)生的電流傳遞至電動(dòng)牽引馬達(dá)和/或所設(shè)置的能量?jī)?chǔ)存裝置。
[0012]在轉(zhuǎn)矩需求的情況下，電動(dòng)牽引馬達(dá)既可以通過由熱力馬達(dá)通過發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的能量供給動(dòng)力，又可以通過儲(chǔ)存在電池中的能量供給動(dòng)力。
[0013]內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置成以旨在使其效率優(yōu)化的特定速度和負(fù)載間隔下運(yùn)行。
[0014]采用串聯(lián)式混合動(dòng)力的車輛提供了由于可獲得在車載電流發(fā)電機(jī)的協(xié)助下實(shí)現(xiàn)的在純電動(dòng)狀態(tài)下的行駛而帶來的優(yōu)勢(shì)一吸熱發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生電能的車載電流發(fā)電機(jī)用于市區(qū)和郊區(qū)用途并可擴(kuò)展至市區(qū)外的。多個(gè)電動(dòng)機(jī)器的存在還允許使在制動(dòng)步驟期間回收的能量的量最大化，而在傳統(tǒng)的液壓機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)中，這種能量被浪費(fèi)掉。[0015]在并聯(lián)式混合動(dòng)力構(gòu)型中，除吸熱發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器系統(tǒng)之外，馬達(dá)推進(jìn)系統(tǒng)還包括單個(gè)可逆電動(dòng)機(jī)器，該可逆電動(dòng)機(jī)器交替地執(zhí)行馬達(dá)和發(fā)電機(jī)的功能。牽引轉(zhuǎn)矩主要由吸熱發(fā)動(dòng)機(jī)在被控制為馬達(dá)時(shí)的電動(dòng)機(jī)器的協(xié)助下產(chǎn)生。如果在馬達(dá)和變速器裝置之間裝上合適的連接裝置和分離裝置，那么系統(tǒng)允許以低速度且限于儲(chǔ)存組、起動(dòng)機(jī)組、加速組、轉(zhuǎn)矩增壓器組和發(fā)電機(jī)組可獲得的能量的情況下實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)器用于電動(dòng)牽引功能的用途。由于牽引主要由吸熱發(fā)動(dòng)機(jī)確保，因此相對(duì)于串聯(lián)式混合動(dòng)力構(gòu)型而言，并聯(lián)式混合動(dòng)力構(gòu)型允許實(shí)現(xiàn)更大的郊區(qū)的自主性。由于電動(dòng)馬達(dá)在加速和低速行進(jìn)中代替或協(xié)助吸熱發(fā)動(dòng)機(jī)，因此電動(dòng)馬達(dá)有助于減少二氧化碳(CO2)的排放量并且因此減少能耗?；旌闲突旌蟿?dòng)力構(gòu)型也是已知的，在混合型混合動(dòng)力構(gòu)型中，如在并聯(lián)式混合動(dòng)力構(gòu)型中那樣，電動(dòng)馬達(dá)和熱力馬達(dá)兩者都聯(lián)接至用于牽引轉(zhuǎn)矩的分配軸，并且，如在串聯(lián)式混合動(dòng)力構(gòu)型中那樣，吸熱發(fā)動(dòng)機(jī)連接至發(fā)電機(jī)，以便將電流供給至電動(dòng)馬達(dá)。
[0016]迄今，市場(chǎng)上存在的混合動(dòng)力構(gòu)型在車載馬達(dá)和電動(dòng)機(jī)器的利用方面不是特別有效，因此，即使它們以低效率的方式被采用也超負(fù)荷；例如，電動(dòng)機(jī)器有時(shí)僅用于短時(shí)期中或用于有限的情況中。
[0017]這種不利情況給車輛的總效率或其生產(chǎn)成本帶來負(fù)面影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]因此，在這種情況下，本發(fā)明涉及的問題在于通過提供一種混合動(dòng)力推進(jìn)車輛來克服在已知類型(串聯(lián)式混合動(dòng)力型、并聯(lián)式混合動(dòng)力型以及混聯(lián)式(串并聯(lián)式)混合動(dòng)力型)的解決方案中所見的缺點(diǎn)，這種混合動(dòng)力推進(jìn)車輛允許通過合適的控制系統(tǒng)以有效的方式將車載吸熱發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)器的運(yùn)行進(jìn)行組合。
[0019]本發(fā)明的第二個(gè)目的是獲得一種車輛，該車輛的用途能夠以通用的方式改變，以便優(yōu)化與電池的使用、電能的消耗、燃料的消耗和產(chǎn)生的污染相關(guān)的特定的運(yùn)行需要。
[0020]本發(fā)明的第三個(gè)目的是獲得一種車輛，即使為了主要用于市區(qū)運(yùn)行而被優(yōu)化，該車輛也能夠有利地被使用來甚至是完成遠(yuǎn)距離行駛。
[0021]本發(fā)明的另一目的是獲得一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低廉且在操作上完全可靠的混合動(dòng)力推進(jìn)車輛。
[0022]這些目的和其他目的都由根據(jù)所附的權(quán)利要求所述的、作為本發(fā)明的對(duì)象的混合動(dòng)力推進(jìn)車輛來實(shí)現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]根據(jù)上述目的，可以從所附的權(quán)利要求的內(nèi)容中清楚地看出本發(fā)明的技術(shù)特征，并且，通過參照示出了本發(fā)明的僅為示例性且非限制性的實(shí)施方式的附圖而做出的下面的詳細(xì)描述，本發(fā)明的技術(shù)特征的優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，在附圖中:
[0024]圖1示出了作為本發(fā)明的對(duì)象的混合動(dòng)力推進(jìn)車輛的整體示意圖，其中，在用于車輛的牽引的組之間示出了主要的電力連接；還示出了連接至車輛的運(yùn)行控制單元的主要的信號(hào)連接；
[0025]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的用于車輛的牽引的組的功能邏輯方案，該組以具有標(biāo)稱電氣牽引的第一操作構(gòu)型示出；[0026]圖3示出了圖2的功能邏輯方案，其中，用于車輛的牽引的組以具有電氣牽引和大功率的第二操作構(gòu)型示出；
[0027]圖4示出了圖2的功能邏輯方案，其中，用于車輛的牽引的組以用于給儲(chǔ)存裝置再充電的第三車載操作構(gòu)型示出；
[0028]圖5示出了圖4的功能邏輯方案的變型實(shí)施方式，其中，用于車輛牽引的組以第四構(gòu)型示出，該第四構(gòu)型允許在被控制為發(fā)電機(jī)的第一電動(dòng)機(jī)器與被控制為電動(dòng)牽引馬達(dá)的第二電動(dòng)機(jī)器之間實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的直接的再循環(huán)；
[0029]圖6示出了圖2的功能邏輯方案，其中，用于車輛的牽引的組以用于通過燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行的牽引的直接機(jī)械輔助的第五操作構(gòu)型示出；
[0030]圖7示出了圖2的功能邏輯方案，其中，用于車輛的牽引的組以特點(diǎn)為通過燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行完全牽引的第六操作構(gòu)型示出；
[0031]圖8示出了圖2的功能邏輯方案，其中，用于車輛的牽引的組以用于制動(dòng)能量的回收的第七操作構(gòu)型示出；
[0032]圖9示出了圖2的功能邏輯方案，其中，電能儲(chǔ)存裝置被再充電。
【具體實(shí)施方式】
[0033]參照這套附圖，作為本發(fā)明的對(duì)象的混合動(dòng)力推進(jìn)車輛整體用I表示。
[0034]術(shù)語“車輛”在下文中意在表示裝有車輪且容許在道路上前進(jìn)以便運(yùn)輸人或物的任一種裝置，比如，轎車、廂式汽車、卡車或類似車輛。
[0035]下面將特別參照與汽車有關(guān)的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，該汽車以完全傳統(tǒng)的方式包括通過驅(qū)動(dòng)輪并且也可能僅通過被驅(qū)動(dòng)輪位于地面上的支撐框架。
[0036]與車輛推進(jìn)系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)地在下文進(jìn)行描述的是控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)從頭到尾由CS表示。在圖1的方案中以簡(jiǎn)化的方式示出的實(shí)施方式中，控制系統(tǒng)CS包括三個(gè)電子控制單元E⑶1、E⑶2、E⑶3，這三個(gè)電子控制單元E⑶1、E⑶2、E⑶3例如通過基于CAN (控制局域網(wǎng))協(xié)議的通信系統(tǒng)與第四控制單元UCU4相互連接，牽引系統(tǒng)調(diào)節(jié)器和車輛監(jiān)控的功能歸功于該第四控制單元UCU4。
[0037]下面將通過車輛I的推進(jìn)系統(tǒng)的不同的組的介紹對(duì)上述單元進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0038]車輛框架優(yōu)選地在發(fā)動(dòng)機(jī)艙100內(nèi)支撐第一電動(dòng)馬達(dá)2,該第一電動(dòng)馬達(dá)2有利地由例如具有大約15kW標(biāo)稱功率的用于推進(jìn)小型城市汽車的交流無刷馬達(dá)構(gòu)成；即便如此，在不背離本發(fā)明的保護(hù)范圍的情況下，這種馬達(dá)根據(jù)具體應(yīng)用當(dāng)然可以具有不同的功率，并且可以存在不同的馬達(dá)類型，比如異步馬達(dá)。
[0039]前述第一電動(dòng)馬達(dá)2的軸3通過變速器裝置5機(jī)械地連接至車輛I的驅(qū)動(dòng)輪4，變速器裝置5將由第一馬達(dá)2產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳遞至驅(qū)動(dòng)輪4。
[0040]前述變速器裝置5為本身傳統(tǒng)的類型并且包括例如減速器5’，該減速器5’機(jī)械地連接至差速器構(gòu)件5”，該差速器構(gòu)件5”將第一馬達(dá)2的軸3的扭矩分配至兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪4。[0041 ] 根據(jù)本發(fā)明的車輛I設(shè)置有可逆電動(dòng)機(jī)器6，該可逆電動(dòng)機(jī)器6特別有利地插入發(fā)動(dòng)機(jī)艙100內(nèi)，并且適于選擇性地操作為發(fā)電機(jī)或操作為第二電動(dòng)馬達(dá)。
[0042]在兩種不同的模式下，可逆電動(dòng)機(jī)器6的運(yùn)行由受到主控制單元E⑶I (主E⑶)控制的電力控制單元ECU2 (ECU E-傳動(dòng))控制，如下面更好地描述的。[0043]上述可逆電動(dòng)機(jī)器6也可有利地由具有比第一馬達(dá)2低的標(biāo)稱功率的交流無刷馬達(dá)構(gòu)成。
[0044]這種可逆機(jī)器6通過第一接合裝置7選擇性地能夠機(jī)械地聯(lián)接至第一電動(dòng)馬達(dá)2，并且因此該可逆機(jī)器6并不直接機(jī)械地連接至車輛I的驅(qū)動(dòng)輪4。第一接合裝置7可以通過控制系統(tǒng)CS在第一聯(lián)接位置與第一分離位置之間被致動(dòng)，在第一聯(lián)接位置中第一接合裝置7將可逆電動(dòng)機(jī)器6機(jī)械地連接至第一電動(dòng)馬達(dá)2，在第一分離位置中第一接合裝置7將可逆電動(dòng)機(jī)器6與第一電動(dòng)馬達(dá)2分離。
[0045]如下面將更好地描述的，第一接合裝置7通過電力控制單元E⑶2在上述兩個(gè)位置之間被致動(dòng)，而電力控制單元ECU2又由主控制單元ECUl控制。
[0046]第一接合裝置7例如由分別連接至第一馬達(dá)2的軸40的齒輪和連接至可逆機(jī)器6的軸10的齒輪之間的軸向聯(lián)接組而獲得，即，由齒輪變速組或離合器組獲得。
[0047]更詳細(xì)地，第一馬達(dá)2的軸40具有通過第一接合裝置7機(jī)械地連接至可逆機(jī)器6的軸10的第一端部40’ ；軸40還具有機(jī)械地連接至變速器裝置5的相反的第二端部40”，而變速器裝置5又機(jī)械地連接至車輛的車輪4以使車輛移動(dòng)。從而，有利地，變速器裝置5不位于兩個(gè)電動(dòng)馬達(dá)6與2之間，而是設(shè)置在第一馬達(dá)2的與可逆機(jī)器6的位置相反的那側(cè)。
[0048]在示例性且非限制性的實(shí)施方式中，可逆機(jī)器6設(shè)置為:第一馬達(dá)2的軸3具有與具有帶槽的形式且接合在第一可動(dòng)離合器盤8的反向成形的座中的轉(zhuǎn)矩傳遞裝置的軸相對(duì)的端部。第一可動(dòng)離合器盤8面對(duì)第一固定離合器盤9，而第一固定離合器盤9又配合在可逆機(jī)器6的軸10上。
[0049]第一接合裝置7還包括電動(dòng)機(jī)械的或電動(dòng)液壓的第一致動(dòng)器11，例如具有螺線管的感應(yīng)式致動(dòng)器，該感應(yīng)式致動(dòng)器致動(dòng)操作桿以便使第一可動(dòng)離合器盤8靠著第一固定離合器盤9沿第一馬達(dá)2的軸3移動(dòng)以到達(dá)聯(lián)接位置；或者，該感應(yīng)式致動(dòng)器致動(dòng)操作桿以便使第一可動(dòng)離合器盤8沿第一馬達(dá)2的軸40移動(dòng)離開第一固定離合器盤9以到達(dá)分離位置。
[0050]當(dāng)然，離合器組可以以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的許多其他構(gòu)型獲得，并且特別是可以由磁性離合器獲得。
[0051]車輛I還設(shè)置有內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12，該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12非常優(yōu)選地插入發(fā)動(dòng)機(jī)艙100內(nèi)，并且該發(fā)動(dòng)機(jī)12選擇性地通過第二接合裝置13機(jī)械地聯(lián)接至可逆電動(dòng)機(jī)器6。
[0052]設(shè)置了監(jiān)控內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12的操縱的燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元E⑶3。指示馬達(dá)運(yùn)行的傳感器與該控制單元連接，傳感器例如為用于馬達(dá)12的軸14的旋轉(zhuǎn)速度的傳感器、用于獲悉汽缸在膨脹位置中處于上止點(diǎn)的時(shí)刻的相位傳感器、爆震傳感器、水溫傳感器、用于將燃料或燃料混合物饋送馬達(dá)12的控制致動(dòng)器(例如，由燃燒馬達(dá)的節(jié)氣門體中的傳統(tǒng)的閥構(gòu)成)、λ探頭等等。
[0053]第二接合裝置13又能夠通過控制系統(tǒng)CS在第二接合裝置13將可逆電動(dòng)機(jī)器6機(jī)械地連接至燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)13的第二聯(lián)接位置與第二接合裝置13使可逆電動(dòng)機(jī)器6與燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)13分離的第二聯(lián)接位置之間被致動(dòng)。
[0054]如下面將更好地描述的，第二接合裝置13通過電動(dòng)控制單元E⑶2在兩個(gè)位置之間被致動(dòng)，而電動(dòng)控制單元ECU2又由主控制單元ECUl控制。[0055]如作適當(dāng)變動(dòng)，第二接合裝置13等同于上述的位于第一馬達(dá)2與可逆電動(dòng)機(jī)器6之間的那些裝置。
[0056]更詳細(xì)地，這些第二接合裝置13也可以由分別連接至燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)12的軸14和連接至可逆機(jī)器6的軸10的齒輪之間的軸向聯(lián)接組獲得，即，由離合器組或齒輪變速組獲得。
[0057]在示例性且非限制性的實(shí)施方式中，可逆機(jī)器6在該情況下設(shè)置為:燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)12的軸14具有帶槽的形式并且接合在第二可動(dòng)離合器盤15的反向成形的座中。第二可動(dòng)離合器盤15面對(duì)第二離合器盤16，第二離合器盤16通過軸承空轉(zhuǎn)地安裝在燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)12的同一個(gè)軸14上并且與第一皮帶輪60結(jié)合。運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)帶17在配合在可逆機(jī)器6的軸10上的第一皮帶輪和第二皮帶輪61上卷繞為環(huán)形物。
[0058]第二接合裝置13還包括第二致動(dòng)器18，第二致動(dòng)器18優(yōu)選地為具有螺線管的感應(yīng)式致動(dòng)器，該感應(yīng)式致動(dòng)器致動(dòng)操作桿以便使第二可動(dòng)離合器盤15靠著第二離合器盤16沿燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)12的軸14移動(dòng)以到達(dá)第二聯(lián)接位置；或者，該感應(yīng)式致動(dòng)器致動(dòng)操作桿以便使第二可動(dòng)離合器盤15沿燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)12的軸14移動(dòng)離開第二離合器盤16以到達(dá)分離位置。
[0059]有利地，在上述兩個(gè)電動(dòng)馬達(dá)2和6之間設(shè)置下述裝置:第一接合裝置7以及部分地位于兩個(gè)電動(dòng)馬達(dá)2和6之間的至少第二接合裝置13，或安裝在可逆機(jī)器6的軸上的至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件。
[0060]更清楚地，優(yōu)選地實(shí)現(xiàn)第二接合裝置13的軸向聯(lián)接組的齒輪的至少一部分實(shí)質(zhì)上側(cè)向地在第一接合裝置7的旁邊定位在第一電動(dòng)馬達(dá)2與可逆電動(dòng)機(jī)器6之間，以便減小車輛機(jī)構(gòu)的總體積。
[0061]在關(guān)于第二接合裝置的一個(gè)實(shí)施方式的以上考慮的示例的情形中，第二皮帶輪61配合在可逆機(jī)器6的軸10上并且設(shè)置在可逆電動(dòng)機(jī)器6與第一接合裝置7之間，該第二皮帶輪61支承卷繞在皮帶輪61上的運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)帶17。
[0062]有利地，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)12為具有比常規(guī)類型的V形發(fā)動(dòng)機(jī)更為緊湊的尺寸的箱型發(fā)動(dòng)機(jī)，確保了能夠?qū)⒌谝浑妱?dòng)馬達(dá)2、可逆電動(dòng)機(jī)器6和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12以及下面描述的電池組全部一起容置在同一發(fā)動(dòng)機(jī)艙100內(nèi)。
[0063]此外，車輛I設(shè)置了用于儲(chǔ)存電能的裝置19，該用于儲(chǔ)存電能的裝置19由超級(jí)電容器構(gòu)成并且優(yōu)選地由電池組構(gòu)成。儲(chǔ)存組優(yōu)選地由用來構(gòu)成電能儲(chǔ)備的基于鋰化學(xué)(鋰離子、鋰聚合物等)的例如大約12kWh的電池單元獲得。電池組19以將多個(gè)電池單元彼此串聯(lián)地放置的本身傳統(tǒng)的方式獲得。每個(gè)電池單元為溫度受控且電壓受控的，并且彼此串聯(lián)連接以形成電池單元串。每個(gè)電池單元串優(yōu)選地具有電流電壓傳感器。如果一個(gè)或多個(gè)電池單元被短路，則可以隔離和繞開該電池單元串，這是因?yàn)橐蝗徽麄€(gè)電池單元串的所有電池單元將會(huì)全部過載。
[0064]根據(jù)要產(chǎn)生的電壓(例如80伏至100伏)，多個(gè)電池單元串又彼此串聯(lián)地和并聯(lián)地連接在一起，以便形成電池組。每個(gè)組有利地設(shè)置有斷路開關(guān)以便在電池組中的一個(gè)電池單元失效的情況下進(jìn)行電絕緣。每個(gè)電池組設(shè)置有電子控制單元，該電子控制單元適于測(cè)量運(yùn)行參數(shù)例如每個(gè)單個(gè)的電池單元的電壓和特定區(qū)域的溫度，并且該電子控制單元適于啟動(dòng)每個(gè)單個(gè)的電池單元的控制和能量平衡和/或電容平衡，并且該電子控制單元裝有通信系統(tǒng)——作為非限制性示例，該通信系統(tǒng)基于CAN協(xié)議，該通信系統(tǒng)適于向包含在電力控制單元ECU2 (電力電子設(shè)備)中的集中電子單元傳遞信息，以及接收來自該集中電子單元的信息。
[0065]因此，設(shè)置了溫度傳感器、電壓傳感器和電流傳感器，這些傳感器與電池單元、電池單元組以及整個(gè)電池組相關(guān)聯(lián)并且連接至相應(yīng)的局部控制電子設(shè)備或連接至總電力控制單元E⑶2。
[0066]通過這些傳感器，電力控制單元E⑶2判定電池組儲(chǔ)存裝置19的運(yùn)行狀態(tài)，以便根據(jù)主控制單元E⑶I中編程的操作邏輯控制如下詳述的推進(jìn)組的運(yùn)行。
[0067]上述兩個(gè)電動(dòng)機(jī)器一即第一電動(dòng)馬達(dá)2和可逆電動(dòng)機(jī)器6—分別連接至第一電力轉(zhuǎn)換器20和第二電力轉(zhuǎn)換器21。
[0068]這兩個(gè)轉(zhuǎn)換器可以通過能夠管控兩個(gè)單獨(dú)的電力電子設(shè)備的同一殼體結(jié)合成單個(gè)的電子轉(zhuǎn)換器。
[0069]每個(gè)電力轉(zhuǎn)換器20、21定尺寸為供給至少等于由馬達(dá)能夠供給的峰值功率(例如，20Kw)的凈功率的凈功率，并且電力轉(zhuǎn)換器20、21結(jié)合具有12伏受控輸出的DC/DC轉(zhuǎn)換器(例如600w降壓型)，該DC/DC轉(zhuǎn)換器適于向輔助電池供給用于車輛I消耗的低電壓。
[0070]電力控制單元E⑶2管控第一電動(dòng)馬達(dá)2、可逆電動(dòng)機(jī)器6和兩個(gè)電力轉(zhuǎn)換器7和13。
[0071 ] 更詳細(xì)地，第一電力轉(zhuǎn)換器20通過第一電力連接22電連接至儲(chǔ)存裝置19，并且通過第二電力連接23電連接至第一電動(dòng)馬達(dá)2。
[0072]反過來，第二電力轉(zhuǎn)換器21通過第三電力連接24電連接至儲(chǔ)存裝置19，并且通過第四電力連接25電連接至可逆機(jī)器6。
[0073]上述電子控制系統(tǒng)CS有利地通過電能控制單元E⑶2連接至第一電動(dòng)馬達(dá)2、可逆電動(dòng)機(jī)器6和兩個(gè)電力控轉(zhuǎn)換器20、21，通過燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元E⑶3連接至內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12，并且通過另一車輛控制單元E⑶4連接至車輛控制單元，以便根據(jù)可編程的操作模式控制車輛的推進(jìn)。
[0074]根據(jù)本發(fā)明隱含的構(gòu)思，第一轉(zhuǎn)換器20能夠由控制系統(tǒng)CS致動(dòng)以通過第一電連接22接收來自儲(chǔ)存裝置19的第一直流電流，并且通過第二電連接23產(chǎn)生使第一電動(dòng)馬達(dá)2旋轉(zhuǎn)的第一受控電流。這種運(yùn)行模式已在下述所有情況下被驗(yàn)證:根據(jù)由電力控制單元ECU2所接收的信號(hào)(特別參照儲(chǔ)存裝置19的傳感器的信號(hào))和根據(jù)由旨在控制機(jī)動(dòng)車輛的一般功能的另一控制單元ECU4所接收的信號(hào)以及特別參照由手動(dòng)控制設(shè)備發(fā)出的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力需要——例如依據(jù)加速器踏板(或另一控制裝置例如操縱桿)所采取的位置，依照由主控制單元ECUl預(yù)先設(shè)定的功能條件而設(shè)置至少部分電氣牽引條件。這種車輛控制單元ECU4(除了與別的裝置連接以外)與車輛的儀表盤、車輛致動(dòng)器、儀表板、ABS等連接。
[0075]第二轉(zhuǎn)換器21能夠由控制系統(tǒng)CS致動(dòng)以通過第三電連接24接收來自儲(chǔ)存裝置19的第二直流電流，并且通過第四電連接25產(chǎn)生第二受控電流以使其作為第二馬達(dá)運(yùn)行的可逆機(jī)器6旋轉(zhuǎn)。
[0076]第二轉(zhuǎn)換器21也可以由控制系統(tǒng)CS以別的方式致動(dòng)以將由可逆機(jī)器6在其運(yùn)行為發(fā)電機(jī)時(shí)所產(chǎn)生的第一可變電流轉(zhuǎn)換成第一整流直流電流，以便通過第三電連接24給儲(chǔ)存裝置19充電。
[0077]控制系統(tǒng)CS特別地是其主控制單元E⑶I還連接至第一接合裝置7和第二接合裝置13以便使它們?cè)谏鲜鰞蓚€(gè)聯(lián)接位置與分離位置之間移動(dòng)。特別地，控制系統(tǒng)CS和主控制單元E⑶I控制第一致動(dòng)器11和第二致動(dòng)器18，以便使兩個(gè)離合器組的可動(dòng)盤8和15移動(dòng)。
[0078]根據(jù)本發(fā)明隱蘊(yùn)含的構(gòu)思，因此設(shè)置了兩個(gè)電動(dòng)機(jī)器，這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)器優(yōu)選地沿同一軸線成一直線地安裝。一個(gè)這種機(jī)器用2表示，并且操作為第一電動(dòng)馬達(dá)；用6表示的另一電動(dòng)機(jī)器操作為第二馬達(dá)，第二馬達(dá)與第一馬達(dá)串聯(lián)以便貢獻(xiàn)使車輛前進(jìn)所需的動(dòng)力，第一接合裝置處于第一聯(lián)接位置，或者，作為替代方案，第一接合裝置處于第一分離位置并且第二接合裝置處于第二聯(lián)接位置，以便產(chǎn)生向儲(chǔ)存裝置19或直接向第一馬達(dá)2供給的供電電流。
[0079]燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)12根據(jù)由控制系統(tǒng)CS控制的條件(如下面將更好地看到的)，可以通過運(yùn)行為交流發(fā)電機(jī)的可逆電動(dòng)機(jī)器6供給電能(如在串聯(lián)式混合動(dòng)力構(gòu)型中)；這種電能被供給至車輛I以便給儲(chǔ)存裝置19充電或用于直接饋送第一馬達(dá)2的第一電子轉(zhuǎn)換器20。燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)12的這種運(yùn)行與車輛I的至少部分的電氣條件相對(duì)應(yīng)，并且第二接合裝置13通過控制系統(tǒng)CS相應(yīng)地被控制成設(shè)置在第二聯(lián)接位置，而第一接合裝置7被控制成設(shè)置在第一分離位置。另外，燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)12可以向第一電動(dòng)馬達(dá)2的軸3供給機(jī)械能，并且在該情況下，接合裝置7、13兩者都通過控制系統(tǒng)CS相應(yīng)地被控制成設(shè)置在相關(guān)的聯(lián)接位置。
[0080]兩個(gè)電動(dòng)機(jī)器2和6可以成一直線地組裝或級(jí)聯(lián)地組裝成使得第一接合裝置設(shè)置在兩個(gè)電動(dòng)機(jī)器2和6之間，從而形成具有容易適用于任何發(fā)動(dòng)機(jī)艙的非常緊湊的尺寸的電氣組件30。
[0081]因此，根據(jù)本發(fā)明，車輛I包括兩個(gè)能夠機(jī)械地聯(lián)接的電動(dòng)機(jī)器2、6，這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)器2和6可以運(yùn)行為僅其中一個(gè)電動(dòng)機(jī)器作為馬達(dá)(僅第一馬達(dá)2)或者兩者都作為馬達(dá)——兩個(gè)馬達(dá)彼此串聯(lián)(第一馬達(dá)2和作為第二馬達(dá)的可逆機(jī)器6);或者，運(yùn)作為一個(gè)電動(dòng)機(jī)器作為馬達(dá)(第一馬達(dá)2)而另一個(gè)電動(dòng)機(jī)器作為交流發(fā)電機(jī)(可逆機(jī)器6)。
[0082]參照作為本發(fā)明的對(duì)象且在附圖2至圖9中說明的車輛I所允許的不同的可能的推進(jìn)操作構(gòu)型，強(qiáng)調(diào)如下內(nèi)容。
[0083]圖2表示車輛I的標(biāo)稱牽引條件，其中第一轉(zhuǎn)換器20通過第一電連接22接收來自儲(chǔ)存裝置19的第一電流，并且通過第二電連接23產(chǎn)生使第一電動(dòng)馬達(dá)2旋轉(zhuǎn)的第一受控電流以便產(chǎn)生用于使車輛前進(jìn)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
[0084]在該標(biāo)稱牽引條件下(圖2)，電動(dòng)機(jī)器6和燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)12被停用并且第一接合裝置7和第二接合裝置13處于分離位置。
[0085]在由電力控制單元ECU2所檢測(cè)的電池組19的充電量大于最小充電閾值，以及由車輛控制單元ECU4所檢測(cè)的驅(qū)動(dòng)器的功率需求低于最大轉(zhuǎn)矩閾值的情況下，這種標(biāo)稱牽引運(yùn)行條件是可能的。
[0086]例如，主控制單元E⑶I檢測(cè)到通過電力控制單元EUC2所檢測(cè)的電池組19的充電量超過最小充電閾值，例如超過20%，以及主控制單元E⑶I檢測(cè)到由車輛控制單元E⑶4所檢測(cè)的加速器踏板的需用的轉(zhuǎn)矩需求低于最大轉(zhuǎn)矩閾值。此時(shí)，主控制單元ECUl判定由電池組19饋送第一馬達(dá)2的電力是充足的，并且主控制單元E⑶I判定運(yùn)行處于用于純電動(dòng)車輛的標(biāo)稱牽引條件(nominal traction condition)。
[0087]如果所需的轉(zhuǎn)矩大于最大轉(zhuǎn)矩閾值(由車輛控制單元E⑶4通過加速器位置而檢測(cè)所得，并且車輛控制單元E⑶4與主控制單元E⑶I通信)，并且電池組19的充電量大于最小充電閾值，那么控制系統(tǒng)CS控制獲得高電力牽引條件(圖3)。
[0088]為了達(dá)到該條件，控制系統(tǒng)CS控制第一接合裝置7使得第一接合裝置7移動(dòng)至第一連接位置，從而將可逆機(jī)器6機(jī)械地連接至第一馬達(dá)2?？刂葡到y(tǒng)CS還控制第二電子轉(zhuǎn)換器21以將第一受控電流饋送可逆電動(dòng)機(jī)器6，從而將可逆電動(dòng)機(jī)器6控制成操作為與第一電動(dòng)馬達(dá)2串聯(lián)的第二馬達(dá)以便增大車輛I的牽引轉(zhuǎn)矩。
[0089]有利地，如果主控制單元E⑶I處理為:主控制單元E⑶I不能僅通過第一電動(dòng)馬達(dá)2獲得轉(zhuǎn)矩需求——該轉(zhuǎn)矩需求大于最大轉(zhuǎn)矩閾值，那么主控制單元ECUl使可逆電動(dòng)機(jī)器6的第二馬達(dá)以空轉(zhuǎn)的方式旋轉(zhuǎn)，并且在控制第一接合裝置7通行至第一聯(lián)接位置之前將可逆電動(dòng)機(jī)器6的第二馬達(dá)的速度達(dá)到第一馬達(dá)2的速度(例如在上述無刷馬達(dá)的情況下具有小于lOrev/min的最大誤差)，然后主控制單元ECUl控制第二電子轉(zhuǎn)換器21以將電流發(fā)送至與第一馬達(dá)2串聯(lián)的第二馬達(dá)6以便在機(jī)械地聯(lián)接至驅(qū)動(dòng)輪4的第一馬達(dá)2的軸3處供給較大的輸出轉(zhuǎn)矩。
[0090]即使在這種具有高電力的條件下，車輛I推進(jìn)的功能也完全是電的。這種條件通常在爬坡的情況下或在高驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩需求例如飛越的情況下達(dá)到。
[0091]上述的具有高電力的牽引功能條件允許利用第二馬達(dá)6以在不使第一馬達(dá)2承受過載電流的情況下獲得所需功率(僅僅用電獲得)，而使第一馬達(dá)2承受過載電流會(huì)降低效率并帶來發(fā)動(dòng)機(jī)過熱的風(fēng)險(xiǎn)。換句話說，由于車輛I在任何情況下都必須具有為給電池組19充電而安裝的電動(dòng)機(jī)器6，根據(jù)本發(fā)明隱含的構(gòu)思，該電動(dòng)機(jī)器6還有利地被采用來以充分利用該電動(dòng)機(jī)器6的方式與第一馬達(dá)2 (主馬達(dá))串聯(lián)地提供牽引力。否則，如果電動(dòng)機(jī)器僅被用作交流發(fā)電機(jī)，對(duì)于在等同存在的任何情形中重量、體積和生產(chǎn)成本有所增加而言，該電動(dòng)機(jī)器將具有有限的用途。此外，假定可以在不使第一馬達(dá)2過載的情況下充分利用電池組19的電能，則通過將第一馬達(dá)2與由可逆機(jī)器6所代表的第二馬達(dá)串聯(lián)放置，這種將可逆電動(dòng)機(jī)器6也設(shè)置為與第一馬達(dá)2串聯(lián)的馬達(dá)的布置允許將第一馬達(dá)2定尺寸為用于更小的功率。因此，通過考慮在第二馬達(dá)模式中與第一馬達(dá)2串聯(lián)的可逆電動(dòng)機(jī)器6的輔助，來執(zhí)行對(duì)第一電動(dòng)馬達(dá)2定尺寸。
[0092]當(dāng)(由電力控制單元E⑶2通過由與電池組19相關(guān)聯(lián)的電壓電流傳感器所產(chǎn)生的信號(hào)所檢測(cè)所得的)電池組19的充電量低于最小充電閾值時(shí)，控制系統(tǒng)CS通過運(yùn)作為交流發(fā)電機(jī)的可逆電動(dòng)機(jī)器6控制用于電池組19的車載再充電運(yùn)行條件的啟動(dòng)(圖4)。
[0093]出于這個(gè)目的，為了達(dá)到該再充電條件，通過將燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)12機(jī)械地連接至可逆機(jī)器6，控制系統(tǒng)CS將第二接合裝置13控制為使得第二接合裝置13移動(dòng)至第二聯(lián)接位置，而第一電動(dòng)馬達(dá)2繼續(xù)通過第一電子轉(zhuǎn)換器20饋送電力，以便產(chǎn)生用于使車輛I移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。可逆電動(dòng)機(jī)器6操作為可變電流發(fā)電機(jī)，該電流通過第二電子轉(zhuǎn)換器21整流轉(zhuǎn)換為第二直流電流以便給電池組19充電。
[0094]在該再充電條件下，由于燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)12以適于優(yōu)化其效率的恒定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，而第一電動(dòng)馬達(dá)2被控制成根據(jù)所需轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)，因此第一接合裝置7有利地處于第二分離位置。
[0095]如果電池組的充電量小于最小充電閾值，例如，小于20%，則電動(dòng)推進(jìn)設(shè)定在縮減條件下，即，設(shè)定為具有對(duì)吸收的電能的性能的限制的條件，并且在任何情況下都設(shè)定上述再充電條件。在主控制單元E⑶I中變編程的降低定額條件避免了由第一馬達(dá)2從電池組19吸收的電力大于由交流發(fā)電機(jī)6供給的電力，以便防止電池組19頻繁地放電。該縮減條件被維持到例如直至電池組19的充電量超過另一閾值，例如總充電量的40%。由于在過載狀態(tài)下同時(shí)使用馬達(dá)2，因此該運(yùn)行模式不會(huì)導(dǎo)致傳遞給車輪的轉(zhuǎn)矩和電力受到限制，從而確保了可以獲得所需值。
[0096]為了通過第一馬達(dá)2從電池組19滿足高電力需求，或出于獲得電池組19本身的逐漸的再充電的目的，為來自第二電子轉(zhuǎn)換器21的第二整流直流電流設(shè)置分割裝置26。設(shè)置該分割裝置以便通過第五電連接27 (圖1中以虛線表示)將由第二電子轉(zhuǎn)換器21本身所產(chǎn)生的整流直流電流的至少一小部分饋送第一電動(dòng)馬達(dá)2 (圖5)。
[0097]因此，通過第二電子轉(zhuǎn)換器21，能夠?qū)⒂山涣靼l(fā)電機(jī)6所產(chǎn)生的電流的一部分轉(zhuǎn)移至第一電子轉(zhuǎn)換器21。特別地，如果由燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)12通過交流發(fā)電機(jī)6所產(chǎn)生的電流大于第一電動(dòng)馬達(dá)2所使用的電流，則產(chǎn)生的該電流不被迫經(jīng)過電池組19，從而防止使電池組19疲勞和發(fā)熱(從而延長(zhǎng)了電池組19的壽命)；電池組19僅僅接收過剩的電流，而用于使第一馬達(dá)2運(yùn)行所需須的電流被直接地傳送至第一電子轉(zhuǎn)換器20。
[0098]有利地，由交流發(fā)電機(jī)6所產(chǎn)生的電力大致恒定以便優(yōu)化燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)12的效率，因此燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)12相應(yīng)地能夠圍繞固定點(diǎn)旋轉(zhuǎn)或以包含于具有在50%至100%之間變動(dòng)的載荷(節(jié)氣門開度)的例如2600轉(zhuǎn)至3000轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)。在由車輛控制單元ECU4所檢測(cè)的恒定高轉(zhuǎn)速條件下，控制單元CS控制通過燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)12實(shí)現(xiàn)的牽引的機(jī)械輔助的運(yùn)行條件的啟動(dòng)。有利地在主控制單元E⑶I中，該條件例如對(duì)應(yīng)于大于最大的可設(shè)置值的巡航速率，并且可能對(duì)應(yīng)于大于最大的可設(shè)置時(shí)間間隔的持續(xù)時(shí)間。
[0099]優(yōu)選地，該條件與具有大于70Km/h速率(例如)的郊區(qū)行駛相對(duì)應(yīng)，在該條件下，盡可能地減小電池組19的消耗是有利的。
[0100]為了達(dá)到該條件，控制系統(tǒng)CS通過將可逆機(jī)器6機(jī)械地連接至第一馬達(dá)2而將第一接合裝置7控制成使得第一接合裝置7移動(dòng)至第一聯(lián)接位置，并且控制系統(tǒng)CS通過將燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)12機(jī)械地連接至可逆機(jī)器6并通過可逆機(jī)器6將燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)12機(jī)械地連接至第一馬達(dá)2而將第二接合裝置13控制成移動(dòng)至第二聯(lián)接位置。然而，在該情況下可逆電動(dòng)機(jī)器6被停用(不向無刷馬達(dá)的定子供給電力)或與電池組19斷開連接并且僅用作燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)12與第一電動(dòng)馬達(dá)2之間的機(jī)械連接元件。
[0101]因此，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12通過可逆機(jī)器6以及通過第一接合裝置7和第二接合裝置13與第一電動(dòng)馬達(dá)2機(jī)械地串聯(lián)聯(lián)接。
[0102]在該條件下，控制系統(tǒng)CS控制向第一電動(dòng)馬達(dá)2的軸3提供轉(zhuǎn)矩的燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)12的啟動(dòng)，以便減少車輛I的電消耗。根據(jù)由車輛控制單元ECU4所檢測(cè)的轉(zhuǎn)矩需求而對(duì)軸3的轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行的控制優(yōu)選地通過控制第一電動(dòng)馬達(dá)2而起動(dòng)，從而維持燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)12的轉(zhuǎn)矩恒定，該轉(zhuǎn)矩與能夠進(jìn)行供給以便防止電池組19的消耗時(shí)轉(zhuǎn)矩的值相等。
[0103]關(guān)于圖2、圖3、圖4和圖5的電氣功能條件，在該情況下，控制系統(tǒng)CS繼續(xù)將第一電子轉(zhuǎn)換器20饋送第一電動(dòng)馬達(dá)2以便產(chǎn)生用于車輛I的運(yùn)動(dòng)的可控驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
[0104]在該情況下，轉(zhuǎn)矩的控制還通過主控制單元E⑶I實(shí)現(xiàn)，優(yōu)選地由主控制單元E⑶I通過調(diào)節(jié)第一電動(dòng)馬達(dá)2的速度而實(shí)現(xiàn)，而燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)12優(yōu)選地被控制成以大致恒定的速度運(yùn)行，即，在有限的速度間隔中運(yùn)行，以便優(yōu)化其效率(圖6)。
[0105]在第一電動(dòng)馬達(dá)2的運(yùn)轉(zhuǎn)中斷的情況下，根據(jù)本發(fā)明的車輛I允許通過使用被控制為牽引馬達(dá)的發(fā)電機(jī)6而實(shí)現(xiàn)牽引功能；并且在發(fā)電機(jī)6失效的情況下，車輛I允許設(shè)置完全由燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)12實(shí)現(xiàn)的牽引行駛條件(全機(jī)械驅(qū)動(dòng))。
[0106]如圖7中所示，在該條件下，通過將燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)12機(jī)械地連接至第一馬達(dá)2并且因此通過機(jī)械地設(shè)置可逆機(jī)器6而將燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)12機(jī)械地連接至用于驅(qū)動(dòng)輪4的牽引軸3，控制系統(tǒng)CS將第一接合裝置7和第二接合裝置13控制成使得它們分別定位在第一聯(lián)接位置和第二聯(lián)接位置。同樣在該條件下，如在上述的由燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)12的輔助而實(shí)現(xiàn)的條件下，可逆機(jī)器6被停用或與電池組19斷開連接，并且僅用作燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)12與第一電動(dòng)馬達(dá)2之間的機(jī)械連接元件。
[0107]該條件可以設(shè)置為第一電動(dòng)馬達(dá)2失效的情況下的破例條件，并且僅能夠在第一電動(dòng)馬達(dá)2失效的情況下被激活，以便在不需要遺棄車輛I的情況下能夠返回家中。在該情況下，主控制系統(tǒng)E⑶I——此時(shí)電力控制單元E⑶2已經(jīng)接收了關(guān)于第一馬達(dá)2失效的信號(hào)一控制完全由燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)12輔助實(shí)現(xiàn)的上述運(yùn)行條件的啟動(dòng)。然而，只要第一接合裝置7 (例如，具有傾斜的齒部)與行星齒輪——例如自動(dòng)式行星齒輪——相關(guān)聯(lián)，或與離心式離合器變速器相關(guān)聯(lián)，則也可以在第一馬達(dá)2沒有失效的情況下設(shè)置該條件。
[0108]在上述所有的具有完全的或部分的電氣運(yùn)行的條件下，車輛I的轉(zhuǎn)矩和速度的調(diào)節(jié)在任何情況下都由主控制單元ECUl控制特別是通過調(diào)節(jié)第一電動(dòng)馬達(dá)2的運(yùn)行的調(diào)節(jié)來控制的，而不直接地根據(jù)加速器的位置控制來控制。同樣在驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩部分地或完全地源自燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，如圖6和圖7中所示的運(yùn)行條件的情況下，轉(zhuǎn)矩的控制總是有利地通過主控制單元ECUl啟動(dòng)，而不是通過直接地操作用于饋送燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)12的打開閥上的加速器來控制。
[0109]因此，同樣在純吸熱牽引條件的情況下，燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)12的控制不直接由加速器上的踏板位置所確定的信號(hào)進(jìn)行致動(dòng)，而是總是由主控制單元ECUl處理該信號(hào)并且確定燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)12的電動(dòng)閥的運(yùn)行(用于節(jié)氣門的致動(dòng)器)，這是由于牽引總是從第一馬達(dá)2的軸傳送并且主控制單元E⑶I通過電力控制單元E⑶2主控電動(dòng)機(jī)器2、6的條件。
[0110]在圖9中，設(shè)置了使得電池組19處于再充電條件的車輛停止條件，再充電條件將通過固定電能的配電網(wǎng)而執(zhí)行，并且例如以220伏特交流電執(zhí)行。
[0111]在該條件下，電池充電器28將交流電網(wǎng)電流變換成用于電池組19的充電電流。
[0112]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，第一電動(dòng)馬達(dá)2由第二可逆電動(dòng)機(jī)器獲得，該第二可逆電動(dòng)機(jī)器由控制系統(tǒng)CS致動(dòng)以選擇性地根據(jù)圖2、圖3、圖4和圖5中描述和示出的上述構(gòu)型中的任一構(gòu)型操作為第一電動(dòng)馬達(dá)，或根據(jù)在圖8中示出的能量回收條件操作為第二交流發(fā)電機(jī)而使得第一電動(dòng)馬達(dá)的軸3由驅(qū)動(dòng)輪4控制成沿與牽弓I的方向相反的方向加速。在運(yùn)行為第二交流發(fā)電機(jī)的情況下，控制系統(tǒng)CS控制第二轉(zhuǎn)換器21以將由第二交流發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的第二可變電流轉(zhuǎn)換成第二整流直流電流以便通過第一電連接22給儲(chǔ)存裝置19充電。
[0113]通過第二交流發(fā)電機(jī)將制動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能允許用原本會(huì)損失的能量為電池組19充電，并且允許不使用燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)19的燃料或電網(wǎng)的電能。
[0114]假設(shè)在制動(dòng)的情況下轉(zhuǎn)矩沿著與從驅(qū)動(dòng)輪傳遞的牽引力的方向相反的方向，則上述能量回收條件與接合裝置7、13兩者布置在聯(lián)接位置的條件均不兼容。有利地，在上述能量回收條件下，如果可逆電動(dòng)機(jī)器6通過第一接合裝置7連接至第二交流發(fā)電機(jī)2，則可逆電動(dòng)機(jī)器6從第一電力轉(zhuǎn)換器20上電分離，以便避免電池組19以電流強(qiáng)度峰值過載。然而，為了防止因慣性變化所造成的應(yīng)力，有利地，在制動(dòng)期間，通過控制第一接合裝置7移動(dòng)至第一分離位置，同一可逆電動(dòng)機(jī)器6不會(huì)機(jī)械地?cái)嚅_。事實(shí)上，在制動(dòng)期間可以不向電動(dòng)機(jī)器6供給電力，從而電動(dòng)機(jī)器6保持空轉(zhuǎn)并且不會(huì)產(chǎn)生能量或制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
[0115]主控制單元ECUl的任務(wù)是，為了滿足由駕駛員給定的動(dòng)力需求(轉(zhuǎn)矩和速率)而對(duì)組成車輛的推進(jìn)系統(tǒng)的不同的組之間的能量流進(jìn)行管控，即，對(duì)轉(zhuǎn)換器20、21、燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)12 ;第一電動(dòng)馬達(dá)2、可逆電動(dòng)機(jī)器6、電池組19之間的能量流進(jìn)行管控。該主控制單元ECUl —方面大致設(shè)置在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12的控制單元ECU2和ECU3 (在傳統(tǒng)扭矩下)與電動(dòng)機(jī)器2和6之間；另一方面大致設(shè)置在用于通過車輛控制單元E⑶4解釋駕駛員的意圖(根據(jù)轉(zhuǎn)矩需求的加速制動(dòng)踏板的位置的變換)的計(jì)算程序與用于單個(gè)部件(馬達(dá)、變速器、制動(dòng)器)的控制單元之間。
[0116]除了部件的物理限制和由駕駛性能需求所設(shè)定的約束之外，包含在CS控制系統(tǒng)中并且特別是包含在其主控制單元E⑶I中的能量管控計(jì)算程序有利地源自與電池組19的充電狀態(tài)的總的持續(xù)演變相關(guān)聯(lián)的總能耗(燃料能和電能)的最小化的標(biāo)準(zhǔn)。
[0117]通過權(quán)利要求1中所述的推進(jìn)構(gòu)型，并且特別是通過上述不同的操作條件，作為本發(fā)明的對(duì)象的車輛I的控制系統(tǒng)CS能夠以非常通用的方式改變車輛I的推進(jìn)，從而能夠提高能量?jī)?yōu)化，或能夠在車輛可能運(yùn)轉(zhuǎn)的各種情況中改善污染。上述不同的操作條件之間的路徑確實(shí)大致上只受到控制系統(tǒng)CS中可設(shè)定的邏輯，而物理上不存在針對(duì)不同條件之間的轉(zhuǎn)變的約束，從而實(shí)現(xiàn)車輛推進(jìn)的極度的運(yùn)行通用性。
[0118]因此，如此構(gòu)思的發(fā)現(xiàn)獲得了預(yù)先設(shè)定的目的。
[0119]當(dāng)然，在本發(fā)明的實(shí)際實(shí)現(xiàn)過程中，在不背離本發(fā)明的保護(hù)范圍的情況下，也可以設(shè)想不同于上述的形式和構(gòu)型的形式和構(gòu)型。
[0120]此外，所有的細(xì)節(jié)可以由技術(shù)上等效的元件替代，并且所用的尺寸、形狀和材料可以根據(jù)需求而為任何的類型。
【權(quán)利要求】
1.一種混合動(dòng)力推進(jìn)車輛，包括: -第一電動(dòng)馬達(dá)(2)； -用于儲(chǔ)存電能的裝置(19); -變速器裝置(5)，所述變速器裝置(5)機(jī)械地聯(lián)接至所述第一電動(dòng)馬達(dá)(2)以便將所述第一電動(dòng)馬達(dá)(2)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳遞至所述車輛(I)的驅(qū)動(dòng)輪； -可逆電動(dòng)機(jī)器(6)，所述可逆電動(dòng)機(jī)器(6)適于選擇性地操作為用于給儲(chǔ)存電能的所述裝置(19)充電的發(fā)電機(jī)，或者操作為第二電動(dòng)馬達(dá)，所述第二電動(dòng)馬達(dá)能夠通過第一接合裝置(7)選擇性地機(jī)械地聯(lián)接至所述第一電動(dòng)馬達(dá)(2); -內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(12)，所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(12)能夠通過第二接合裝置(13)機(jī)械地并且選擇性地聯(lián)接至所述可逆電動(dòng)機(jī)器(6)； -第一電力轉(zhuǎn)換器(20 )，所述第一電力轉(zhuǎn)換器(20 )通過第一電連接(22 )電連接至所述儲(chǔ)存裝置(19)并且通過第二電連接(23)電連接至所述第一電動(dòng)馬達(dá)(2)； -第二電力轉(zhuǎn)換器(21)，所述第二電力轉(zhuǎn)換器(21)通過第三電連接(24)電連接至所述儲(chǔ)存裝置(19)并且通過第四電連接(25)電連接至所述可逆電動(dòng)機(jī)器(6)； -電子控制系統(tǒng)(CS)，所述電子控制系統(tǒng)(CS)連接至所述第一電動(dòng)馬達(dá)(2)、所述用于儲(chǔ)存電能的裝置(19)、所述可逆電動(dòng)機(jī)器(6)、所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(12)、所述第一電力轉(zhuǎn)換器(20)和所述第二電力轉(zhuǎn)換器(21)以及所述第一接合裝置和第二接合裝置(13)，以便根據(jù)可編程的操作模式對(duì)所 述第一電動(dòng)馬達(dá)(2)、所述用于儲(chǔ)存電能的裝置(19)、所述可逆電動(dòng)機(jī)器(6)、所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(12)、所述第一電力轉(zhuǎn)換器(20)和所述第二電力轉(zhuǎn)換器(21)以及所述第一接合裝置和第二接合裝置(13)進(jìn)行控制； 所述電子控制系統(tǒng)(CS)包括: -至少一個(gè)標(biāo)稱牽引條件，在所述至少一個(gè)標(biāo)稱牽引條件下所述第一轉(zhuǎn)換器(20)由所述電子控制系統(tǒng)(CS)致動(dòng)以通過所述第一電連接(22)將由所述儲(chǔ)存裝置(19)接收的第一直流電流轉(zhuǎn)換成第一受控電流，以用所述第一受控電流通過所述第二電連接(23)將所述第一電動(dòng)馬達(dá)(2)設(shè)定為旋轉(zhuǎn)； -高電力牽引條件，在所述高電力牽引條件下所述第二轉(zhuǎn)換器(21)由所述電子控制系統(tǒng)(CS)致動(dòng)以通過所述第三電連接(24)將由所述儲(chǔ)存裝置(19)接收的第二直流電流轉(zhuǎn)換成第二受控電流，以用所述第二受控電流通過第四電連接(25)將所述可逆電動(dòng)機(jī)器(6)設(shè)定作為第二馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，所述第二馬達(dá)通過所述第一接合裝置(7)機(jī)械地串聯(lián)聯(lián)接至所述第一電動(dòng)馬達(dá)(2)并且通過所述第二接合裝置(13)與所述燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)(12)分離以便增大所述車輛(I)的牽引轉(zhuǎn)矩； -車載再充電條件(I)，在所述車載再充電條件(I)下所述第二轉(zhuǎn)換器(21)由所述電子控制系統(tǒng)(CS)致動(dòng)以將操作為發(fā)電機(jī)的所述可逆電動(dòng)機(jī)器(6)的第一可變電流轉(zhuǎn)換成第一整流直流電流以便通過所述第三電連接(24)給所述儲(chǔ)存裝置(19 )充電，所述發(fā)電機(jī)通過所述第一接合裝置(7)機(jī)械地聯(lián)接至所述燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)(12)并且通過所述第二接合裝置(13)與所述第一電動(dòng)馬達(dá)(2)分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力推進(jìn)車輛，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括機(jī)械輔助條件，在所述機(jī)械輔助條件下: -所述第一電動(dòng)馬達(dá)(2 )從所述第一電子轉(zhuǎn)換器(20 )接收所述第一受控電流以產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩； -所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(12)機(jī)械地聯(lián)接至所述第一電動(dòng)馬達(dá)(2)，所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(12)通過所述第二接合裝置(13)機(jī)械地聯(lián)接至所述可逆電動(dòng)機(jī)器(6)，并且所述可逆電動(dòng)機(jī)器(6 )通過所述第一接合裝置(7 )機(jī)械地聯(lián)接至所述第一電動(dòng)馬達(dá)(2 )，使得所述可逆電動(dòng)機(jī)器(6)電子地被停用。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合動(dòng)力推進(jìn)車輛，其特征在于，在所述機(jī)械輔助條件下，根據(jù)所需轉(zhuǎn)矩，所述控制系統(tǒng)(CS)通過改變所述第一電動(dòng)馬達(dá)(2)的速度和維持所述燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)(12)的轉(zhuǎn)矩大致恒定以使得所述燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)(12)的效率優(yōu)化而控制所述第一電動(dòng)馬達(dá)(2 )的軸(40 )的轉(zhuǎn)數(shù)，所述第一電動(dòng)馬達(dá)(2 )的所述軸(40 )通過所述變速器裝置(5 )將所述驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳遞至所述驅(qū)動(dòng)輪(4 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力推進(jìn)車輛，其特征在于，所述變速器裝置(5)不設(shè)置在所述第一電動(dòng)馬達(dá)(2)與所述可逆機(jī)器(6)之間，而是布置在所述第一電動(dòng)馬達(dá)(2)的與設(shè)置有所述可逆機(jī)器(6)的那側(cè)相反的一側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的混合動(dòng)力推進(jìn)車輛，其特征在于，所述第一電動(dòng)馬達(dá)(2)的所述軸(40 )具有第一端部(40 ’)和相反的第二端部(40 ’ ’)，所述第一端部(40 ’)通過所述第一接合裝置(7 )機(jī)械地連接至所述可逆機(jī)器(6 )的軸(10 )，所述相反的第二端部(40 ’ ’)機(jī)械地連接至所述變速器裝置(5 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的混合動(dòng)力推進(jìn)車輛，其特征在于，所述第二接合裝置(13)的至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(61)和所述第一接合裝置(7 )設(shè)置在所述第一電動(dòng)馬達(dá)(2 )與所述可逆機(jī)器(6)之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力推進(jìn)車輛，其特征在于，所述控制系統(tǒng)(CS)包括純吸熱牽引條件，在所述純 吸熱牽引條件下所述第一馬達(dá)和所述可逆電動(dòng)機(jī)器(6)被停用并且所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(12)機(jī)械地聯(lián)接至所述第一電動(dòng)馬達(dá)(2)，所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(12)通過所述第二接合裝置(13)機(jī)械地聯(lián)接至所述可逆機(jī)器(6 )，并且所述可逆機(jī)器(6 )通過所述第一接合裝置(7 )機(jī)械地聯(lián)接至所述第一電動(dòng)馬達(dá)(2 )。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力推進(jìn)車輛，其特征在于，在所述控制系統(tǒng)處于所述再充電條件下的情況下，由所述第二電子轉(zhuǎn)換器(21)所產(chǎn)生的整流直流電流的至少一小部分通過第五電連接饋送所述第一電動(dòng)馬達(dá)(2 )。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的混合動(dòng)力推進(jìn)車輛，其特征在于，所述第一電動(dòng)馬達(dá)(2)為可逆電動(dòng)機(jī)器(6)，并且所述控制系統(tǒng)包括能量回收條件，在所述能量回收條件下所述第一電動(dòng)馬達(dá)(2)的軸被控制成由所述車輛(I)的所述驅(qū)動(dòng)輪通過所述變速器裝置(5)減速，并且所述第二轉(zhuǎn)換器(21)由所述控制系統(tǒng)(CS)控制成將由操作為第二交流發(fā)電機(jī)的所述第二可逆機(jī)器(6)所產(chǎn)生的第二可變電流轉(zhuǎn)換為第二整流直流電流以便通過所述第一電連接(22 )給所述儲(chǔ)存裝置(19 )充電。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力推進(jìn)車輛，其特征在于，所述控制系統(tǒng)(CS)在檢測(cè)到所述儲(chǔ)存裝置(19)的充電量低于最小充電閾值時(shí)自動(dòng)地采用所述再充電條件。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力推進(jìn)車輛，其特征在于，所述第一電動(dòng)馬達(dá)(2)和所述可逆機(jī)器(6 )能夠通過設(shè)置在所述第一電動(dòng)馬達(dá)(2 )和所述可逆機(jī)器(6 )之間的所述第一接合裝置(7 )連接在一起， 以便形成緊湊的電氣組件。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力推進(jìn)車輛，其特征在于，所述燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)(12)為箱型發(fā)動(dòng)機(jī)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的混合動(dòng)力推進(jìn)車輛，其特征在于，所述燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)(12)、所述第一電動(dòng)馬達(dá)(2)和所述可逆電動(dòng)機(jī)器(6)容納在所述車輛(I)的同一發(fā)動(dòng)機(jī)艙中。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力推進(jìn)車輛，其中，所述電子控制系統(tǒng)(CS)包括: -主電子控制單元(主E⑶)，所述主電子控制單元(主E⑶)連接至: -車輛控制單元(E⑶4)，所述車輛控制單元(E⑶4)包括至少一個(gè)傳感器，所述至少一個(gè)傳感器用于檢測(cè)駕駛者的手動(dòng)控制設(shè)備特別是加速器的位置，以便產(chǎn)生動(dòng)力需求信號(hào)； -用于控制所述第一接合裝置(7)的至少一個(gè)第一致動(dòng)器(11)； -用于控制所述第二接合裝置(13)的至少一個(gè)第二致動(dòng)器(18)； -用于控制內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(12)的單元(ECU3)，所述用于控制內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(12)的單元(E⑶3)能夠控制由所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(12)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩； -電力控制單元(E⑶2)，所述電力控制單元(E⑶2)能夠控制所述第一電動(dòng)馬達(dá)(2)、所述可逆電動(dòng)機(jī)器(6)以及所述第一電力轉(zhuǎn)換器和所述第二電力轉(zhuǎn)換器(21)。
【文檔編號(hào)】B60W10/06GK103889754SQ201280045799
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月22日
【發(fā)明者】法布里齊奧·雷日斯, 加埃塔諾·迪焦亞 申請(qǐng)人:意大利麥卡普榮科技有限公司, 菲亞特有限公司