專利名稱：混合型機動車的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種機動車，它包括由用于產(chǎn)生機械能的內燃機構成的第一發(fā)動機；含有耦合于所述第一發(fā)動機、用于提供表征所述第一發(fā)動機的旋轉速度的第一測量信號并響應表示所需旋轉轉速度的所需速度信號使所述第一發(fā)動機的所述旋轉速度取決于所述所需旋轉速度的第一測量裝置的速度從屬裝置；含有能由所述汽車的司機驅動的控制構件和耦合于所述控制構件以提供表示所述控制構件以提供表示所述控制構件的位置和第一所需能量的第一所需能量信號的檢測器的控制裝置；機械耦合于所述第一發(fā)動機、用于根據(jù)所述機械能產(chǎn)生第一電能的發(fā)生器；一個驅動輪；由機械耦合于所述驅動輪的電動馬達構成的第二發(fā)動機；以及響應所述第一電能將第二電輪提供給所述第二發(fā)動和并響應所述第一所需能量信號產(chǎn)生所述所需速度信號且使所述第二電能隨所述第一所需能量而變的調節(jié)裝置。
在公開號為WO 93/07022的PCT專利申請中公開了具有上述特征通常稱之為混合型汽車的機動車。
當使用這種類型的機動車時，其內燃機永久工作。因此由該發(fā)動機驅動的發(fā)生器也永久性地提供耦合于該機動車驅動輪的電動馬達所消耗的能量，在以下描述中將該電動馬達稱為驅動馬達。
這種特征使該機動車具有如下優(yōu)點，即不必包括諸如在其它同類已有機動車中至少部分和/或暫時提供驅動馬達所消耗的電能的大容量蓄電池。
在上述專利申請WO 93/07022中公開的機動車包含使提供給驅動馬達的電能量隨由加速踏板的位置確定的各種所需能量而變的控制電路。
當該汽車的司機改變加速踏板的位置以增加供給驅動馬達的能量時，例如，增加該汽車的速度，調節(jié)電路確定相應于加速踏板位置的新的所需能量和汽車的內燃機必須旋轉提供除損失外與僅消耗最少可能量的燃料時上述所述能量相等的機械能量的新的所需旋轉速度。
然而，調節(jié)電路起初并不改變發(fā)生器供給驅動馬達的電能，而僅作用于內燃機，因此后者提供的機械能增加。由于此時該機械能大于發(fā)生器提供的電能，內燃機的旋轉速度增大。
當且僅當內燃機旋轉速度達到新的所需值時，調節(jié)電路將供給驅動馬達的電能增加到其新的所需值。由于此時該電能除損耗之外等于內燃機提供的機械能，后者的旋轉速度穩(wěn)定在新的所需速度上。
由此可見在這種情況下，當汽車司機將加速踏板移動到新位置時，提供給驅動馬達的電能并非立即增加，而是在可能達數(shù)秒的一段時間后才增加，這對汽車司機不是件非常樂觀的事，甚至可能是危險的。
諸如以上所描述類型的現(xiàn)有汽車還存在以下缺點，當司機在汽車靜止或緩慢行駛時快速顯著改變其加速踏板位置時，如上所述，一旦內燃機到達其新的所需速度，調節(jié)電路將對應于加速踏板新的位置的所有電能提供給驅動馬達。
此時，驅動馬達仍處于靜止狀態(tài)或僅緩慢地旋轉著。故它吸收的電流可能非常大并具有在該驅動馬達旋轉于其最大速度提供其最大機械能時所吸收的電流大若干倍的強度。
因此必須這樣來選定驅動馬達所吸收電流流經(jīng)的調節(jié)電路的各種電子元件，即它們能夠經(jīng)受這種大電流而不損壞，即使很少出現(xiàn)這些元件中經(jīng)過這種大電流的情況。因此這些元件很貴，它們的價格對調節(jié)電路產(chǎn)生不利影響。
本發(fā)明的一個目的是提供一種上述同樣類型但沒有上述類型車缺點的汽車，亦即，一種在其司機壓下加速踏板時立即增大提供給驅動馬達的電能而且驅動馬達吸收的電流決不會超過該驅動馬達以其最大速度旋轉并提供最大能量時所具有的值的汽車。
達到該目的的所述汽車包括用于產(chǎn)生機械能的內燃機構成的第一發(fā)動機；含有耦合于第一發(fā)動機、用于提供表示所述第一發(fā)動機的旋轉速度的第一測量信號并響應表示所需旋轉速度的所需速度信號使所述第一發(fā)動機的所述旋轉速度取決于所述所需旋轉速度的第一測量裝置的速度從屬裝置；含有能由所述汽車的司機驅動的控制構件以及耦合于所述控制構件以提供表示所述控制構件的位置和第一所需能量的第一所需能量信號的檢測器的控制裝置；機械耦合于所述第一發(fā)動機、用于按所述機械能產(chǎn)生第一電能的發(fā)生器；一個驅動輪；由機械耦合于所述驅動輪的電動馬達構成的第二發(fā)動機；以及，響應所述第一電能將二電路提供給所述第二種發(fā)動機并響應所述第一所需能量信號產(chǎn)生所述所需速度信號并使所述第二電能隨所述第一所需能量而變的調節(jié)裝置，其特征在于所述汽車還包含耦合于所述第二發(fā)動機用于提供表示所述第二發(fā)動機的旋轉速度的第二測量信號的第二測量裝置；所述調節(jié)裝置包含響應表示第二所需能量的第二所需能量信號使所述第二電能隨所述第二所需能量而變的能量從屬裝置；響應所述第一所需能量信號和所述第二測量信號、用于提供代表第三所需能量的第三所需能量信號并設置為使所述第三所需能量信號具有使所述第三所需能量最多等于所述從屬裝置能提供的最大電能而不損壞所述第二發(fā)動機的數(shù)值的保險裝置；響應所述第三所需能量信號用于提供所述所需速度信號并如此設置即使得所述所需速度信號具有這樣的數(shù)值，當所述第一發(fā)動機的旋轉速度等于所速所需速度時，所述第一發(fā)動機可提供的一定信數(shù)的最大機械能等于所述第三所述能量與所述發(fā)生器及所述能量控制裝置中消耗能量之和的第一信號處理裝置；響應所述第一測量信號。用于提供表示第四所需能量的第四所需能量信號并設置為使所述第四所需能量信號具有使所述第四所需能量等于所述確定倍數(shù)的所述最大機械能與所述消耗能量之間的差的數(shù)值的第二信號處理裝置；以及，響應所述第三所需能量信號和所述第四所需能量信號、用于提供所述第二所需能量信號并設置使得所述第二所需能量信號具有使所述第二所需能量等于所述第三所需能量與所述第四所需能量之最小者的數(shù)值的選擇裝置。
由于這些特征并如以下將要詳細說明的，按照本發(fā)明的汽車在其司機踏下加速踏板時完全象常規(guī)汽車一樣反應，提供給驅動馬達的電能與內燃機提供的機械能同時增加，而不需等待該內燃機如專利申請WO93/07022中公開的現(xiàn)有汽車那樣達到其新旋轉速度。
因此駕駛車發(fā)明的汽車比上述現(xiàn)有汽車要愉快和安全得多。
而且，仍然由于這些特征，驅動馬達吸收的電流通過的電子元件不必這樣來選定。即它們能夠經(jīng)受比該馬達在提供最大能量并以最大旋轉速度旋轉時吸收的電流大的電流而不損壞。
這樣，在所有其它條件都相同的情況下，這些電子元件比前述現(xiàn)有汽車的相應電子元件便宜，而且在所有其它條件也都相同的情況下，本發(fā)明汽車的成本可比現(xiàn)有汽車低。
通過以下結合附圖的描述，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點會顯而易見，附圖中

圖1是按照本發(fā)明的汽車實施例的框圖；圖2是表示汽油發(fā)動機提供的機械能P作為其旋轉速度V的函數(shù)對應其汽化器控制信號SP的兩個不同值的示意圖；以及圖3至6示意性說明圖1電路不同元件的特征。
在開始描述車發(fā)明之前，應注意下面將作描述的圖1框圖中不同元器件之間的電連接是用帶箭頭的直線來表示的，其中箭頭以簡略形式表明了從一個元器件到另一元器件傳輸?shù)臄?shù)據(jù)或電能的方向。然而，本領域的技術人員容易理解，實際上用為避免使圖1不必要的復雜化而未另外示出的若干導線可形成某些連接。
而且，本領域技術人員易于明白，有利的是處理和/或產(chǎn)生該數(shù)據(jù)的以及以下將要說明的大部分電路是數(shù)據(jù)式電路，這樣將該數(shù)據(jù)從這些電路之一傳輸?shù)搅硪粋€的信號顯然也是數(shù)字式的。
同樣，本領域技術人員會認識到所有這些數(shù)字電路可有利地用編制有實現(xiàn)與這些電路相同功能程序的計算機來代替。
還應注意到圖1中的雙箭頭表示該圖1汽車運行時的不同機械能或電能。
在圖1借助于非限定實例示意性和部分地示出的實施例中，用標號1表示本發(fā)明的汽車。
汽車1包含用標號2a表示其燃料和燃料供給元件的內燃機2。
為了簡化說明，在本實例中認為發(fā)動機2為常規(guī)汽油發(fā)動機，并用同等的常規(guī)汽化器形成其供燃元件。
但是本領域技術人員容易看出，發(fā)動機2可以是任何熟知的不同類型諸如例如柴油機或燃氣輪機一類的內燃機之一。同樣元件2a可以是任何分別適用不同類型內燃機的不同類型供燃元件之一。特別地，當發(fā)動機2如本實例是汽油機時，自然可用同樣熟知的注入系統(tǒng)形成供燃元件2a。
然而，由于通過下列說明可知的原因，供給發(fā)動機的燃料流量應能根據(jù)用標號SP表示的相應控制信號來調節(jié)。
在本實例中認為汽油機2的汽化器2a是這樣設置的，其未單獨示出的節(jié)流閥在該控制信號SP從最小值SPmin變?yōu)樽畲笾礢Pmax時從完全關閉的位置移動到完全打開的位置。
這樣信號SP構成發(fā)動機2供給的機械能P的控制信號，當信號SP為最大值SPmax時該機械能P正好等于最大值Pmax。
圖2曲線C2a概略示出了最大能量Pmax作為發(fā)動機2的旋轉速度V函數(shù)的已知變化。
在下列描述中由于以下會知道的原因，不管發(fā)動機2的旋轉速度V是多大，將發(fā)動機2提供與最大能量Pmax的f倍相等的機械能Pf的信號SP的值指定為SPf。
因稍后將知的原因，系數(shù)f應小于100%。但本領域的技術人員知道該系數(shù)f不能太小，因為馬達2在在其效率明顯小于最大效率時大部分時間都工作。實際在90%與70%之間選擇該系數(shù)f，例如80%。
圖2中的曲線C2b示意示出了在上述系統(tǒng)等于80%的情況下該機械能Pf隨發(fā)動機2的旋轉速度V的變化。
以熟知的方法可注意到，當信號SP具有最小值SPmin時，發(fā)動機2提供的機械能P為0或至少實際上為0，由此表示該機械能P的曲線與圖2的X軸重合。
仍以熟知的方式還可注意到，當該發(fā)動機2的旋轉速度V等于或小于其在圖2中用標號Vr表示的所謂空轉速度時，發(fā)動機2提供的機械能P也為0或實際上為0。
發(fā)動機2的輸出軸通過圖1中以雙線表示的機械連接件連接到未單獨示出的旋轉電能發(fā)生器3的轉子。
用標記E表示發(fā)生器3根據(jù)它從發(fā)動機2接收的機械能P提供的電能。用標記DG表示代表發(fā)生器3中消能的能量的機械能P與電能F之間的差。
在圖1中，發(fā)動機2與發(fā)生器3是相互分開的，顯然它們也可相互靠近安裝。同樣，發(fā)動機2的輸出軸與發(fā)生器的轉子間的機械連接可以是直接的。正如圖中所示，或者可借助于齒輪系或任何其它類似裝置實現(xiàn)。
汽車1包含提供測量信號SMV的測量裝置4，測量信號SMV與汽油發(fā)動機2的旋轉速度V成正比，在本實例中顯然也與發(fā)動機3的旋轉速度成正比。由此圖2還未出了機械能Pmax和Pf作為信號SMV值的函數(shù)的變化。
測量裝置4包含同心固定于將發(fā)動機2連接至發(fā)生器3的軸圓盤4a，以及與未單獨示出的光電或電磁傳感器相關聯(lián)的電子電路46，該電路響應也未分別示出的在圓盤4a周圍規(guī)則形成的齒或孔的通過產(chǎn)生信號SMV。
對測量裝置4不再進行更為詳細的描述，因為它涉及也可用許多熟知的其它方式實現(xiàn)的常見裝置。
汽車1還包括電動馬達5，其未單獨示出的轉子用也是以雙線表示的機械連接件連接于驅動輪6。
圖1中馬達5和輪6也是分離的，但是很明顯它們的也可相互靠近安裝。同樣，馬達5的轉子與輪6之間的機械連接可是直接的，正如圖中所示，或者借助于齒輪系或任何其它類似裝置來實現(xiàn)。
作為汽車1的驅動馬達的馬達5不作詳細說明，因為它可以是適合于該用途并且已有的任何不同類型電子馬達之一。
在本實例中馬達5被看作為異步馬達。
汽車1還含有用標號7表示的另一測量裝置，提供與馬達5的旋轉速度W在本實例中顯然也與輪6的旋轉速度成正比的測量信號SMW。
測量裝置7包含類似于上述圓盤4a并同心固定于將馬達5與輪6連接的軸的圓盤7a，以及類似于上述電路4b提供信號SMW的電路7b。也由于以上給出的與測量裝置4有關的同樣原因不對測量裝置7進行更為詳細的說明。
汽車1還包括控制裝置8，所述汽車1的司機可操作該裝置以調節(jié)汽車1的速度。
在本實例中，控制裝置8包括機械耦合于檢測器8b的加速踏板8a，檢測器8b提供表示該踏板8a位置的信號SCF。在汽車1的另一實施例中，可用任何其它合適控制部件，例如能夠由汽車司機手動操作的操縱桿來代替加速踏板8a。這種類型的實施例未示出。
檢測器8b將不作詳細描述，因為它是一種可用本領域技術人員熟知的多種方式實現(xiàn)的裝置。
如同在驅動馬達為電動馬達的所有汽車中，加速踏板8a的每一位置對應于所需能量，在以下描述中將之稱為FC，其與信號SCF的值成正比的值是控制電路提供給馬達5的電能(以下將時行說明)，是為使汽車的速度保持在該汽車1的司機所要求的速度或達到這一速度必須具有的。
在以下說明中用標記F表示由其控制電路供給馬達5的電能。
當汽車1的司機未接觸加速踏板8a時，信號SCF和所需能量FC明顯為0值。當司機將該踏板8a壓至其末端停止時，信號SCF和所需能量分別為最大值SCFFmax和FCmax。
在下列描述中以標記R表示信號SCF與所需能量FC間的比率。
汽車1還包含特別用來使提供給馬達5的電路F隨由加速踏板8a的位置決定的所需能量FC而變的調節(jié)電路9。
調節(jié)電路9還用來將汽油發(fā)動機2的旋轉速度v調整到這樣的值，當發(fā)動機2的汽化器2a所控制信號SP為以上交叉之值SPf時，其提供與供給馬達5的電路F與發(fā)生器3中的損耗DG以及該馬達5的控制電路中的損耗之和相等的機械能P。在下面的說明中用標記DC表示后一種損耗。
為了以下述方式實現(xiàn)這些功能，調節(jié)電路9特別包含設置于發(fā)生器3與馬達5之間的從屬電路10。
以常規(guī)方式從屬電路10包含馬達5的控制電路10a，用于測量由該控制電路10a提供給馬達5的電路F的電路10b，以及調節(jié)電路10C。
控制電路10a從發(fā)生器3接收其提供的電能E，并設置為將具有適于該馬達5性質的形式的電壓和/或電流提供馬達5且作為以下將要說明其產(chǎn)生的控制信號SF的函數(shù)來調節(jié)提供給馬達5的電路F。
在本實例中，馬達5是異步馬達，控制電路10a可以設置為例如將具有固定幅度但頻率和周期按信號SF變化的脈沖形成的交流電壓施加于該馬達5。產(chǎn)生該電壓的這種技術通常用其常被使用的名稱(脈沖寬度調制)的起始字母PWM來表示。
設置測量電路10b以提供與由控制電路10a提供給馬達5的電路F成正比的測量信號SMF。
設置積分電路10c以產(chǎn)生其值等于作為所需能量信號SCFa與上述測量信號SMF之間差的時間的函數(shù)的積分的信號SF。所需的量信號SCFa的生成將在下文描述。這里僅指出該信號SCFa正比于所需能量FCa，也如從下文將會知道的，所需能量FCa可取不同值，信號SCFa與所需能量FCa之間的比率也具有前述值R。
對三個電路10a，10b及10c不進行更為詳細的描述，因為它們可以用本領域技術人員熟知的多種方式實現(xiàn)。
僅要指出的是它們自然是互相適應的。而且如此來設置它們，當測量信號SMF等于所需能量信號SCFa時，控制信號SF的值為使施加于馬達5的電能F等于所需能量FCa。例哪，如果信號SCFa增大，該信號SCFa與信號SMF之間的差變?yōu)檎担扔谧鳛樵摬钪档臅r間的函數(shù)的積分的信號SF也增大，因此如同信號SMF電能F也增大。當信號SMF等于信號SCFa時，這兩個信號之間的差減小為0且信號SF停止增大。當信號SCFa與SMF之間的差變?yōu)樨撝禃r顯然會發(fā)生類似過程。
測量電路10b中消耗的能量也看作為0或至少相對電能F來講是可忽略不計的。
由于以下將解釋的原因，這樣選定提供給馬達5的電流流過的控制電路10a的元件，它們的額定電流亦即它們能永久承受而不毀壞的最大電流等于該馬達5旋轉于其最大速度并提供最大機械能時所吸收的電流。
馬達5在這些條件下吸收的電流明顯大大低于馬達5低速旋轉或停止時可吸收的電流。
由控制電路10a這些元件的選定得出該控制電路10a可提供給馬達5而不損壞馬達5的最大電能FM在馬達5停止或緩慢旋轉時低于其以最大速度旋轉時。
圖3的曲線C3示意性表示出該最大電能FM隨馬達5的旋轉速度W的變化，其是由控制電路10b和該馬達5形成的組合的特性曲線。
該圖3示出控制電路10a可提供給馬達5而不損壞馬達5的最大電能FM在馬達5的旋轉速度從變化到值WA時從最小值FMmin變化到最大值FMmax，并在該旋轉速度增大超過值WA時保持等于該最大值FMmax。
這里應注意當汽車1的加速踏板被按至其終端不動時，傳感器8b產(chǎn)生的所需信號SCF達到其正比于所需能量FC的最大值FCmax的最大值SCFmax。此外，該所需能量FC的值是控制電能10a提供的電能F為使汽車1以要求的速度移動或達到要求的速度所應具有的值。由此可見應這樣來選定控制電路10a，其供給馬達5而不損壞該馬達的最大能量FM的值FMmax至少等于所需能量FC的值FCmax。以下說明中認為將控制電路10a設置為這些值FMmax和FCmax是相等的。
調節(jié)電路9還包含用標號11表示的第一信號處理電路，其輸入連接到驅動馬達5的旋轉速度W測量裝置7的電路7b，由此接收正比于該旋轉轉速度W的測量信號SMW。
由于下文將作解釋的原因，設置信號處理電路11以產(chǎn)生正比于上述最大電能FM的限幅信號SL。
因此為信號SMW的值從0變化到相應于旋轉速度WA的值SMWA時，信號SL還從相應于FMmin的值SLmin變?yōu)橄鄳贔Mmax的值SLmax，并在信號SMW增大到超過SMWA時保持在該值SLmax上。
圖3的曲線C3還示出了當相應地選擇所述圖3圖形中兩軸的標度時信號SL隨信號SMW的變化。
本領域技術人員容易理解處理電路11可方便地用只讀存儲器形成，只讀存儲器是熟知的器件故不作詳細說明。
由于以下顯見的原因，設置處理電路11以使信號與能量FM之間的比率也具有可述值R。
調節(jié)電路9還包含具有兩個分別接收信號SCF和信號SL的輸入端的乘法電路12。
仍由于下面將說明的原因，設置乘法電路12使其輸出端提供的信號SCFb的值總是等于信號SCF值和信號SL值與其最大值SLmax間比率的乘積。
換言之，設置乘法電路12使信號SCFb的值滿足方程式SCFb＝SCF (SL)/(SLmax)該方程表明當馬達5以等于或大于速度WA的速度W旋轉并且信號SL達到其值SLmax時，信號SCFb等于信號SCF。另一方面，當馬達5的旋轉速度W小于速度WA，而信號SL為小于其值SLmax的數(shù)值時，信號SCFb小于信號SCF。
由以下說明可知信號SCFb是正比于所需能量FCb的所需能量信號，該信號SCFb與所需能量FCb之間的比率也為上述值R。
圖4中標以C4a和C4b的直線作為舉例分別表示對應信號SL的兩個數(shù)值SLmax和SLmin的信號SCFb作為信號SCF的函數(shù)的變化和所需能量FCB作為所需能量FC的函數(shù)的變化。
由于乘法電路12可用本領域技術人員熟知的多種方式實現(xiàn)，故不對其作更詳細的描述。
調節(jié)電路9包含用標號13表示的第二信號處理電路，其響應所需能量信號SCFb產(chǎn)生信號SVC，可以看出信號SCV是正比于汽油發(fā)動機2的所需旋轉速度2的所需速度信號。
也由于以下會明白的原因，設置處理電路13使得對應信號SCFb每一值及所需能量FCb的每一值，信號SCV的值等于當發(fā)動機2的汽化器2a的控制信號SP為上述值SPf時以及發(fā)動機2以使其產(chǎn)生的機械能P與所需能量FCb與發(fā)生器3及控制電路10a中消耗的能量DG和DC之和相等的速度V旋轉時信號SMV所具有的值。
換言之，正比于所需速度信號SCV的所需速度VC為當發(fā)動機2的汽化器2a的節(jié)流閥在相應于信號SP的值SPf的位置時，發(fā)動機2必須旋轉以提供等于正比于信號SCFb的所需能量FCb與上述消耗能量DG和DC之和的機械能P。
圖5的曲線C5表明處理電路13的特征，亦即信號SCV作為信號SCFb函數(shù)的變化。因此若適當選擇圖5兩軸的標度則亦表明所需速度VC隨所需能量FCb的變化。
本領域技術人員很容易意識到也可用只讀存儲器方便也形成處理電路13。
處理電路13產(chǎn)生的信號SCV施加于比較電路14的第一輸入端，比較電路14包含施加有正比于旋轉速度V的信號SMV的第二輸入端。
比較器14具有一輸出端，產(chǎn)生發(fā)動機2的汽化器2a的控制信號SP，并將其設置為使該信號SP按照信號SCV是分別大于、等于還是小于信號SMV而可選擇地取SPmax、SPF和SPmin的值。
如以下會更詳細說明的，比較器14和汽化器2a一起構成使發(fā)動機2的旋轉速度V隨從正比于信號SCV的所需速度VC而變的從屬電路。而且，比較器14、汽化器2a處理器13共同構成使發(fā)動機2供給的機械能P取決于信號SCFb成正比的所需能量FCb與上述消耗能量DG和DC之和的從屬電路。
與發(fā)動機2的旋轉速度成正比的信號SMV還施加于用標號15表明的第三信號處理電路的輸入端。
由于下面將會清楚的原因，設置信號處理電路15使得對應信號SMV的每一值在其輸出端產(chǎn)生的信號SCFc與所需能量FCc成正比，所需能量FCc等于一方面是當發(fā)動機2以相應于信號SMV的值的速度V旋轉并且信號SP為其值SPf時發(fā)動機2提供的機械能P與另一方面是消耗能量DG和DC之和這二者之間的差值。此外設置處理電路15以便結號SCFc與所需能量FCc之間的比率也為上述定義值R。
圖6的曲線C6示意性表示出處理電路15的特性，亦即信號SCFc作為信號SMV的函數(shù)的變化以及所需能量FCc作為發(fā)動機2旋轉速度V的函數(shù)的變化?？赡芸闯銮€C6與圖2的曲線C2b具有相同趨向，特別當信號SMV為相應于發(fā)動機2的空轉速度Vr的值SMVr時所需能量FCc為零。
本領域技術人員易于看出也可用只讀存儲器方便地形成處理電路15。
信號SCF施加于圖標號16標明的含有接收乘法電路12提供的信號SCFb的第二輸入端的比較電路的第一輸入端。設置比較器16在其輸出端產(chǎn)生開關信號SD，該開關信號SD按照信號SCFb是大于還是小于信號SCFc選擇性地取第一狀態(tài)SD1或第地狀態(tài)SD2。
如以下會清楚知道的，可同樣設置比較器16以便當信號SCFb和SCFc相等時信號SD或處于其第一狀態(tài)SD1或者處于其第二狀態(tài)SD2。
對比較電路16不作詳細描述，因為本領域技術人員能夠以多種熟知方式中的一種或其它種毫不困難地實現(xiàn)該電路。
調節(jié)電路9還包含用標號17標明的開關電路，其具有分別接收信號SCFb和信號SCFc的兩個信號輸入端，接收比較器16產(chǎn)生的信號SD的一個控制輸入端以及提供施加至上述積分電路10C的所需能量信號SCFa的一個輸出端。設置開關電路17使信號SCFa根據(jù)信號SD是在其第一狀態(tài)SD1還是其第二狀態(tài)SD2而選擇性地等于信號SCFb或信號SCFc。
可以看出由于電路16和17的設置，信號SCFa總是等于信號SCFb和SCFc中的最小者，或者若這二者相等則等于這兩個信號。
不詳細描述電路16和17，因為它們都可用本領域技術人員熟知的多種方式實現(xiàn)。
為開始說明汽車1的操作，更準確地說是調節(jié)電路9的操作，認為該汽車1的司機已在某段時間內將加速踏板8a保持在檢測器8b產(chǎn)生的信號SCF為數(shù)值SCF1的位置，該值SCF1不為0并小于其最大值SCFmax，而且其正比于所需能量FC的值FC1。
此外認為汽車1已在相當平的地面以恒定速度移了一段時間，這樣馬達5以大于前述速度WA的速度W1旋轉。
因此限幅信號SL具有最大值SLmax(見圖3)。乘法電路12的特性為圖4直線C4a所表示的，乘法電路12產(chǎn)生的信號SCFb為等于信號SCF的值SCF1的值SCFb1。
所需能量SCb具有等于所需能量FC的值FC1的值Fcb1。
由于信號SCFb具有該值SCFb1，處理電路13產(chǎn)生的信號SCV具有值SCV1(圖5)。
進一步認為對應發(fā)動機2的旋轉速度V穩(wěn)定在等于與信號SCV的值SVC1成正比的所需值VC1的值V1上，信號SCV已在足夠時間為該值SCV1。
這樣發(fā)動機2的旋轉速度測量信號SMV具有等于信號SCV的值SCV1的值SMV1，比較器14提供的信號SP具有值SPf。
發(fā)動機2提供的機械能P的值P1用圖2的曲線C2b的點的縱坐標表示，曲線C2b的點的橫坐表示發(fā)動機2的旋軸速度的值V1。
由以上定義并用圖5表示出的信號處理電路13的特性曲線得出該能量P1等于前述所需能量FCb1與發(fā)生器3中及馬達5的控制電路10a中消耗的能量DC和DG之和，其中所需能量FCb1在目前情況下我們記得其等于所需能量FC1。
發(fā)生器3提供的電能E顯然具有等于能量P1與消耗能量DG之差，由此也等于所需能量FC1與控制電路10a中消耗的能量DC之和的值E1。
由于發(fā)動機2的旋轉速度V的測量信號SMV具有上述值SMV1，信號處理電路15產(chǎn)生的信號SCFc具有值SCFe1，而所需能量FCc具有與信號SCFc的該值SCFc1成正比的值FCc1。
由以上定義并以圖6表征的信號處理電路15的特性曲線得出所需能量FCc1等于一方面發(fā)動機2提供的能量P1與另一方面發(fā)生器3馬達5的控制電路10a中消耗的能量DG及DC之和之間的差值。
可以看出所需能量FCc1等于所需能量FCb1，因此信號SCFc和SCFb的值SCFc1和SCFb1也是相等的。
并關電路17提供的所需能量信號SCFa具有等于該值SCFb1的值SCFa1，如以上已知的值SCFb1本身等于加速踏板8a的位置檢測器8b產(chǎn)生的信號SCF的SCF1。
如果該情形持續(xù)足夠長的時間，控制電路10a提供給馬達5的電能F具有與信號SCFa的值SCFa1或正比的值F1，這樣其等于與信號SCF的值SCF1成正比的所需能量FC1。因此該電路F1對應于加速踏板8a的位置。
為了讓電能F為該值F1，由發(fā)生器3提供給控制電路10a的電能E自然應具有等于該值F1與控制電路10a中消耗的能量DC之和的值。
情況確實如此，因此上面已看到電能E具有E1值等于所需能量FC1與控制電路10a中消耗的能量DC之和，能量F1等于所需能量FC1。
這種情形可稱為平衡的情形，只要汽車1的司機不改變加速踏板8a的位置以及該汽車1的行駛不改變地域范圍就維持在這種情況。
當汽車1處在上述情形下時，它的司機希望增加其速度或保持速度恒定，不管汽車1行駛于其上的地域灌輸是否增加，他將加速踏板8a移向其末端停止位置只到其達到信號SCF取例如數(shù)值SCF2的位置，數(shù)值SCF2大于以前的值SCF1并與也大于以前所需能量SCF1的新所需能量SCF2成正比。
同于馬達5的旋轉速度5仍大于速度WA，信號SL仍具有其值SLmax，乘法電12產(chǎn)生的信號SCFb取等于信號SCF的值SCF2的值SCFb2(圖4)。
響應信號SCFb的值SCFb2，處理電路13產(chǎn)生的信號SCV取大于以前值SCV1的新值SCV2(圖5)。
由于發(fā)動機2的旋轉速度明顯不能瞬間增大到等于與信號SCV的新值SCV2成正比的所需速度VC2的值V2，后一值SCV2至少開始時明顯大于發(fā)動機2的旋轉速度V的測量信號值SMV1。
由此比較器14提供的信號SP取其最大值SPmax，發(fā)動機2的汽化器的節(jié)流閥完全打開。
發(fā)動機2提供的機械能P增大到值P1′(圖2)。
如以下可看出的，能量P的增加影響發(fā)動機2的旋轉速度V增大到等于所需速度VC2的速度V2。
然而，只要旋轉速度V未達到值V2，速度V的測量信號SMV保持小于信號SCV的新值SVC2，處理電路15產(chǎn)生的所需能量信號SCFc保持小于信號SCFb的新值SCFb2。
比較器16賦予信號SD其第二狀態(tài)SD2，因此開關17提供的信號SCF2等于信號SCFc，從屬電路10使提供給馬達5的電能F從屬的所需能量FCa等于與信號SCFc成正比的所需能量FCc。
記得信號處理電路15是這樣設置的，所需能量FCc總是等于發(fā)動機2可在其旋轉的速度上提供的最大機械能Pmax的f倍與消耗能量DG及DC之和之間的差值。
由于如以上已說明的信號SP已取值SPmax，機械能P已取值P1′，控制電路10a提供給馬達5的電能F小于機械能P1′與消耗能量DG及DC之間的差，由于信號SCFa的值等于信號SCFc的值，所述電能F取決于所需能量FCc。
機械能P1′大于發(fā)生器3吸收的能量，發(fā)動機2的旋轉速度V增加直到信號SMV達到等于信號SCV值SCV2的值SMV2。
當信號SMV達到值SMV2時，比較電路14將信號SP恢復到其值SPf，而已從值P1′增加到值P2′的能量P下降到其值P2(圖2)。
在發(fā)動機2加速期間，所需能量信號SCFc明顯與信號SMV同時上升，并從SCFc1值變化到值SCFc2。但是只要它們未達到值SCFc2，它就保持小于信號SCFb，因此信號SCFa仍等于信號SCFc。
由此得出電路10使馬達5的控制電路10a所提供的電能F所從屬的所需能量FCa與發(fā)動機2的旋轉速度V同時增大，并保持總等于若信號SP具有其值SPF發(fā)動機2可提供的機械能P與消耗能量DG及DC之和之間的差值。而且，所需能量FCa保持小于與信號SCFb的值SCFb2成正比的所需能量FCb2。
此時僅僅當發(fā)動機2的旋轉速度V達到值V2并且其提供的機械能P如以上所述減小為值P2時，所需能量FCc和所需能量FCc達到所需能量FCb的值FCb2。
此后，只要加速踏板8a的位置不改變而且汽車1行駛的地域范圍不變，剛剛描述的情形維持不變。
如果汽車1的司機希望降低其速度或將速度保持相應不變而不管汽車1所行駛的地域范圍的減小，他將加速踏板8a向停止的位置移動直到達到信號SCF取例如值SCF3的位置，該值SCF3小于前述值SCF2并與也小于前所述需能量FC2的新所需能量FC3。
由于馬達5的旋轉速度W是顯然仍大于速度WA，信號SL仍具有值SLmax，信號SCFb取與信號SCF使SCF3相等的值SCFb3(圖4)。
根據(jù)信號SCFb的值SCFb3，信號SCV取小于以前值SCV2的新值SCV3(圖5)。
因為發(fā)動機2的旋轉速度V顯然不能瞬間減小到與正比于信號SCV的新值SCV的所需速度VC3相等的值V3，后一值SCV3至少在開始明顯小于發(fā)動機2旋轉速度V的測量信號值SMV2。
這樣比較器14提供的信號SP取最小值SPmin，發(fā)動機汽化器2a的節(jié)流閥完全關閉。
發(fā)動機2提供的機械能P變成部分為0，發(fā)動機2的速度減小直到與新所需值VC3相等的值V3。
但是，只要旋轉速度V還未達到V3，速度V的測量信號SMV保持大于信號SCV的新值SCV3，處理電路15產(chǎn)生的所需能量SCFc信號保持大于信號SCFb的新值SCFb3。
比較器16給信號SD其第一狀態(tài)SD1，因此開關17提供的信號SCFa即刻取與信號SCFb的值SCFb3相等的值SCFa3。
從屬電路10使由控制電路10a提供給馬達5的電能F所取決于的所需能量FCa也立即取與所需能量FCb的值FCb3相等的值FCa3，如以上已知，該值也與所需能量FC的新值FC3相等。
當發(fā)動機2的旋轉速度V達到值V3，并且信號SMV達到與所需速度信號SCV的值SCV3相等的值SMV3時，比較電路14將信號SP恢復到其值SPf，同時發(fā)動機2提供的機械能P取值P3，易于看出機械能P的值P3為等于自身與所需能量FC3相等的所需能量FCa3與發(fā)生器3及控制電路10a中消耗的能量DG及DC之和的值。
只要加速踏板8a的位置不變和/或汽車1行駛的地域范圍不變，該情形也維持不變。
現(xiàn)在考慮汽車1停止且加速踏板8a已處于其停止位置這一段時間的情況。
信號SCFb為0，結果信號SCV為值SCVr(圖5)。發(fā)動機2的空轉速度Vr旋轉，因此信號SMV具有等于值SCVr的值SMVr。信號SCFc為0，信號SCFa同樣如此(圖6)，控制電路10a不供給馬達5任何電能F。
另一方面，馬達5旋轉速度W的測量信號SMW為0，限幅信號SL取其最小值SLmin(圖3)。
如果汽車1的司機為使汽車1起動按下加速踏板8a，信號SCF取相應于踏板8a新位置的數(shù)值。認為信號SCF取以上已用的值SCF1。(為避免不必要的過度牽引，已人為地選定了值SCF1)。
因為信號SL取值SLmin，信號SCFb的值由圖4直線C4b的點的縱坐標表示，該點的橫坐標用信號SCF的值SCF1表示。信號SCFb的這一數(shù)值已被標明為SCFb1a。
按照信號SCFb的值SCFb1a，處理電路13將值SCV1a給予信號SCV，該數(shù)據(jù)顯然大于值SCVr。
發(fā)動機2仍空轉并且由于信號SMW仍具有值SMVr，比較器14將值SPmax給予信號SP，發(fā)動機2提供的機械能P取圖C2a中其橫軸表示旋轉速度Vr的點的縱坐標表示的值Pr′。由于能量Pr′大于發(fā)生器3吸收的能量，發(fā)動機2的旋轉速度V開始增大并趨向于與信號SCV的值SCV1a成正比的速度V1a。同時，機械能P增加并趨于由C2a曲線中橫坐標表示速度V1a的點的縱坐標表示的值P1a。
這樣信號SCFc也開始增大，但至少在開始時明顯保持小于信號SCFb的值SCFb1a。
信號SCFa具有與信號SCFc相同的值并明顯與其同時增大?？刂齐娐?0a提供給馬達5的電能F也增大，而且只要它達到足夠的值，汽車1就開動。
顯然如同信號SMW的值一樣，馬達5的旋轉速度W開始增加。由此信號SL增大，因此信號SCFb如信號SCV那樣也增大。
至少在該過程的開始，信號SMV保持小于信號SCV，因此信號SP保持其值SPmax，發(fā)動機2提供的機械能P保持其值Pmax，信號SMV明顯與發(fā)動機2的旋轉速度V同時增大(圖2的曲線C2a)。
發(fā)動機2的旋轉速度V的增大促使信號SMV以及信號SCFc相應增大。
只要信號SMV保持小于信號SCV，信號SP取其值SPmax，并且發(fā)動機2提供的機械能P仍等于最大機械能Pmax，最大機械能Pmax是發(fā)動機2在其旋轉速度V可提供的能量。
此外，信號SCFa保持等于信號SCFc，控制電路10a提供給馬達5的電能F仍與信號SCFc成正比并同樣地增大。
機械能P仍大于電能F與消耗能量DG及DC之和，因此發(fā)動機2的旋轉速度V繼續(xù)增大。
該過程持續(xù)到信號SMV變?yōu)榈扔谛盘朣CV且比較器14將信號SP恢復到值SPf。從這時起，信號SCFc和信號SCFa等于信號SCFb。
在該處理過程期間，如果汽車1的速度已達到比馬達5旋轉速度W等于速度WA的值大的數(shù)值，信號SL取其值SLmax，信號SCFb具有等于信號SCF的值SCF1的值SCFb1，信號SCFa當然也取該值SCF1。
汽車1是處在與前面已描述的相類似的情形下。
另一方面，當信號SMV變?yōu)榈扔谛盘朣CV時，如果汽車1的速度是這樣的，即馬達5的旋轉速度W取小于速度WA的值，例如圖3中表明的值Wx，則信號SL的相應值SLx仍小于其最大值SLmax。
在這種情況下，乘法電路12的特性用圖4的直線C4x表示，信號SCFb的值SCFbx由該直線C4x的點的縱坐標給出，該點的橫坐標表示信號SCF的值SCF1。
信號SCV具有相應值SCVx(圖5)，信號SMV具有等于值SCVx的值SMVx。
發(fā)動機2提供圖2中表示出的機械能Px，而信號SCFc具有與信號SCFb的值SCFbx相等的值SCFcx。信號SCFa具有等于值SCFbx的值SCFax，而控制電路10a提供給發(fā)動機2的電路F具有與值SCFbx成正比的值Fx。
如對汽車1的各種操作方式所作描述清楚顯現(xiàn)出的，調節(jié)電路9中電路13至17的作用是當汽車1的司機壓下加速踏板8a時由控制電路10a提供給電驅動馬達5的電能F與發(fā)動機2的旋轉速度v同時增大，這與在相同類型的現(xiàn)有汽車中出現(xiàn)的情況正好相反。而且，電能F是逐漸增加的，因為它直接依賴于汽油發(fā)動機2加速時機械能P的增大。由此得出按照本發(fā)明的汽車的行為非常接近于驅動馬達是汽油發(fā)動機的常規(guī)汽車，并消除了在相同類型已有汽車中可能由使司機按在加速踏板上的瞬間與提供給驅動馬達的電能增加的瞬時分離的延時所引起的危險。
最后，可以看出本發(fā)明的汽車中，控制電路10a提供給驅動馬達5的電能F從不會超過以上定義的最大值FM，其原因在于汽車1中馬達5旋轉速度W的測量裝置7、信號處理電路11以及乘法電路12的存在。
驅動馬達5吸收的電流流經(jīng)的控制電路10a的元件可具有較小的額定電流，這樣在所有其它條件等同時比已有汽車的相應元件具有更小的體積和更低的價格。
應注意到前述不同比率僅為了簡化說明的目的被定義為均相等。有可能給予這些比率不同的值，在這種情況下圖1框圖中的不同元件作相應設置。
上述用圖1表示的汽車1可作多種更改而不偏離本發(fā)明的范圍。
因此例如有可能以這樣的方式設置比較電路14即發(fā)動機2的汽化器2a的控制信號SP不是如以上所述突然發(fā)生變化，即是完全相反地在其值SPmax、SPf與SPmin之間做緩慢的變化。
本領域的技術人員明白使信號SP逐漸發(fā)生變化可能是有益的，尤其當它必須從其值SPmax或SPmin變化到值SPf時，為了避免發(fā)動機2的旋轉速度V圍繞信號SMV等于所需信號SCV的值振蕩。
同樣作為舉例，有可能在圖1的框圖中在處理電路15的輸出端與開關17的輸入端之間插入延時電路接收信號SCFc以在發(fā)動機2的旋轉速度增大時延遲加于該輸入端的信號的增長，所需能量信號SCFa的增大。
由該延時電路引入的延遲，發(fā)動機2提供的用于使其加速的機械能P增大，因此該加速比圖1表示的情況顯著而且發(fā)動機2更快地達到新的旋轉速度。
還應注意本發(fā)明不限于上述僅有一個驅動輪的汽車的情形，明顯它也適用于具有由公共驅動馬達驅動的若干驅動輪的汽車的情形，以及具有各驅動一個或多個驅動輪的若干驅動馬達的汽車的情形。
權利要求
1.汽車(1)包含由用于產(chǎn)生機械能(P)的內燃機構成的第一發(fā)動機(2)；含有耦合于所述第一發(fā)動機(2)、用于提供表示所述第一發(fā)動機(2)的旋轉速度(V)的第一測量信號(SMV)的第一測量裝置(4)并響應表示所需旋轉速度(VC)使所述第一發(fā)動機(2)的所述旋轉速度(V)取決于所述所需旋轉速度(VC)的速度從屬裝置(2a，4，14)；含有能夠由所述汽車(1)的司機啟動的控制構件(8a)和耦合于所述控制構件(8a)、用于提供表示所述控制構件(8a)的位置和第一所需能量(FC)的第一所需能量信號(SCF)的檢測器(8b)的控制裝置(8)；機械耦合于所述第一發(fā)動機(2)用于按照所述機械能(P)產(chǎn)生第一電能(E)的發(fā)生器(3)；驅動輪(6)；由機械耦合于所述驅動能(6)的電動馬達構成的第二發(fā)動機5；以及響應所述第一電能(E)將第二電能(F)提供給所述第二發(fā)動機(5)并響應所述第一所需能量信號(SCF)產(chǎn)生所述所需速度信號(SCV)并使所述第二電能(F)取決于所述第一所需能量(FC)的調節(jié)裝置(9)；其特征在于所述汽車(1)還包含耦合于所述第二發(fā)動機(5)用于提供表示所述第二發(fā)動機(5)旋轉速度(W)的第二測量信號(SMW)的第二測量裝置(7)；所述調節(jié)裝置(9)包括響應表示第二所需能量(FCa)的第二所需能量信號(SCFa)使第二電能(F)取決于所述第二所需能量(FCa)的能量從屬裝置(10)；響應所述第一所需能量信號(SCF)和所述第二測量信號(SMW)提供表示第三所需能量(FCb)的第三所需能量信號(SCFb)并設置為使得所述第三所需能量信號(SCFb)具有使所述第三所需能量最多等于所述從屬裝置可提供的最大電能而不損壞所述第二發(fā)動機數(shù)值的保險裝置；響應所述第三所需能量信號(SCFb)提供所述所需速度信號(SCV)具有這樣的數(shù)值即當所述第一發(fā)動機(2)的旋轉速度等于所述所需速度(VC)時，所述第一發(fā)動機(2)可提供的一定倍數(shù)(f)的最大機械能(Pmax)等于所述第三所需能量(FCb)與所述發(fā)生器(3)和所述能量控制裝置(10)中消耗的能量(DG、DC)之和的第一信號處理裝置(13)；響應所述第一測量信號(SMV)提供表示第四所需能量(FCc)的第四所需能量信號(SCFc)并設置為使所述第四所需能量信號(SCFc)具有這樣的數(shù)值使得所述第四所需能量(FCc)等于所述確定倍數(shù)(f)的所述最大機械能(Pmax)與所述消耗能量(DG，DC)之間的差的第二信號處理裝置(15)；以及響應所述第三所需能量信號(SCFb)和所述第四所需能量信號(SCFc)提供所述第二所需能量信號(SCFa)并設置為使所述第二所需能量信號(SCFa)具有使所述第二所需能量(FCa)等于所述第三所需能量(FC6)與所述第四所需能量(FCc)中之最小者的數(shù)值的選擇裝置(16，17)。
2.如權利要求1所述的汽車1，其特征在于所述保險裝置(11，12)包含響應所述第二測量信號(SMW)提供表示所述最大電能(FM)的限幅信號(SL)的第三信號處理裝置(11)以及響應所述第一所需能量信號(SCF)和所述限幅信信號(SL)產(chǎn)生所述第三所需量信號(SCFb)的計算裝置(12)。
3.如權利要求1所述的汽車(1)，其特征在于所述從屬裝置(2a，4，14)還包含用于響應能量控制信號(SP)控制所述機械能(P)并設置為使所述機械能(P)根據(jù)所述能量控制信號(SP)是否分別具有第一值(SPmax)、第二值(SPf)和第三值(SPmin)而等于所述確定倍數(shù)(f)的所述最大機械能(Pmax)和基本上為0的裝置(2a)；以及響應所述所需速度信號(SCV)和所述第一測量信號(SMV)產(chǎn)生所述能量控制信號(SP)并設置為使所述能量控制信號(SP)根據(jù)所述所需速度信號(SCV)是否分別大于、等于或小于所述第一測量信號(SMV)而取所述第一值(SPmax)、所述第二值(SPf)和所述第三值(SPmin)的比較裝置(14)。
4.如權利要求1所述的汽車(1)，其特征在于所述選擇裝置(16，17)包含響應所述第三所需能量信號(SCF6)和所述第四所需能量信號(SCFc)提供開關信號(SD)并這樣設置即使所述開關信號(SD)根據(jù)所述第三所需能量信號(SCFb)是分別小于還是大于所述第四所需能量信號(SCFc)而取第一狀態(tài)(SD1)和第二狀態(tài)(SP2)；以及響應所述開關信號(SD)、所述第三所需能量信號(SCFb)和所述第四所需能量信號(SCFc)提供所述第二所需能量信號(SCFa)并設置為使所述第二所需能量信號(SCFa)具有使所述第二所需能量(FCa)按所述開關信號(SD)分別是處于第一狀態(tài)(SD1)還是第二狀態(tài)(SD2)而與所述第三所需能量(FCb)或所述第四所需能量(FCc)相等的值的開關裝置(17)。
5.如權利要求1所述的汽車(1)，其特征在于所述確定倍數(shù)(f)實際上等于80%。
全文摘要
汽車(1)包含電動馬達(5)、由汽油發(fā)動機(2)驅動的發(fā)生器(3)以及調節(jié)電路(9)，調節(jié)電路(9)按照加速踏板(8a)位置的變化調節(jié)汽油發(fā)動機(2)的轉速和提供給電動馬達(5)的電能，并設置為當啟動踏板(8a)增大汽車(1)的速度時電能(F)與汽油發(fā)動機(2)的轉速同時增大。該特征消除了同樣類型現(xiàn)有汽車中將加速板的啟動時刻與提供給驅動馬達的電能的增大相分離的延時。
文檔編號B60W10/08GK1112063SQ9510395
公開日1995年11月22日 申請日期1995年4月18日 優(yōu)先權日1994年4月19日
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