СИСТЕМА ПРИВОДА И СПОСОБ ПРИВЕДЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА В ДВИЖЕНИЕ Российский патент 2017 года по МПК B60K6/365 B60K6/48 B60W10/06 B60W10/08 B60W10/18 B60W10/24 B60W10/30 

Предпосылки создания изобретения и известный уровень техники

Данное изобретение относится к системе привода, соответствующей преамбуле п. 1 формулы изобретения, и способу приведения транспортного средства в движение, соответствующему преамбуле п. 11 формулы изобретения.

Использование обычного механизма сцепления, который отсоединяет первичный вал коробки передач от двигателя внутреннего сгорания во время процессов переключения передач в коробке передач, влечет за собой недостатки. Когда неподвижное транспортное средство начинает двигаться, диски механизма сцепления скользят друг по другу. Вследствие этого, обеспечивается нагревание дисков. Это нагревание приводит к возрастающему расходу горючего и износу дисков сцепления. Обычный механизм сцепления также является относительно массивным и дорогостоящим. Он требует еще и относительно большого пространства в транспортном средстве. Использование гидравлического преобразователя момента также приводит к потерям.

Привод гибридных транспортных средств могут осуществлять главный двигатель, который может быть двигателем внутреннего сгорания, и вспомогательный двигатель, который может быть электрической машиной. Электрическая машина снабжена, по меньшей мере, одним аккумулятором энергии, предназначенным для аккумулирования электрической энергии, и регулирующим оборудованием для регулирования потока электрической энергии между средством аккумулирования энергии и электрической машиной. Вследствие этого электрическая машина может попеременно работать как электродвигатель и генератор в зависимости от рабочего состояния транспортного средства. Когда тормозят транспортное средство, электрическая машина генерирует электрическую энергию, которую аккумулируют в аккумуляторе энергии. Аккумулированную электрическую энергию можно впоследствии использовать, например, для приведения транспортного средства в движение и эксплуатации различных вспомогательных систем в транспортном средстве.

В шведской патентной заявке SE 1051384-4, которая еще не опубликована, показана гибридная система привода с планетарной передачей, которая содержит три компонента, а именно, в которой солнечное зубчатое колесо, водило планетарной передачи и кольцевое зубчатое колесо с внутренним зацеплением. Один из трех компонентов планетарной передачи соединен с выходным валом двигателя внутреннего сгорания, второй компонент планетарной передачи соединен с первичным валом коробки передач, а третий компонент планетарной передачи соединен с ротором электрической машины. Электрическая машина соединена с аккумулятором энергии таким образом, что она попеременно может работать как электродвигатель и генератор. Скоростью вращения электрических машин можно управлять ступенчато. Управляя скоростью вращения электрической машины, можно придавать первичному валу коробки передач желаемую скорость вращения. При наличии гибридной системы, соответствующей SE 1051384-4, в цепочке привода транспортного средства не нужно использовать механизм сцепления.

В обычных гибридных транспортных средствах со сцеплением, двигатель внутреннего сгорания нельзя использовать для зарядки аккумулятора энергии, если скорость является настолько низкой, что привод транспортного средства невозможен, когда сцепление находится в положении замыкания. Когда такое гибридное транспортное средство, например, в виде автобуса, движется с очень низкой скоростью во время, например, плотного транспортного потока, существует риск, что оно некоторое время будет ехать с включенной передачей и сцеплением в положении размыкания. Если при этом аккумулятор энергии нагружен другими узлами с электрическим приводом в транспортном средстве, например, такими, как компрессор оборудования кондиционирования воздуха, аккумулятор энергии может довольно быстро разрядиться. В этом случае, транспортное средство надо остановить, включенную передачу нужно выключить, а сцепление следует замкнуть, чтобы зарядить аккумулятор энергии; в альтернативном варианте, транспортное средство должно начать тяжело скользить на сцеплении для зарядки аккумулятора энергии.

Сущность изобретения

Задача данного изобретения состоит в том, чтобы разработать систему привода для транспортного средства того типа, которая упомянута в начале и в которой аккумулятор энергии имеет емкость, обуславливающую приложение электрического воздействия для эксплуатации, по меньшей мере, одного узла с электрическим приводом в транспортном средстве также во время рабочих ситуаций, когда транспортное средство не движется или движется с низкой скоростью.

Эта задача решается с помощью системы привода того типа, которая упомянута в начале и отличается признаками, которые изложены в отличительной части п. 1 формулы изобретения. В ситуациях, когда транспортное средство движется с низкой скоростью, и водителю (и/или системе управления в транспортном средстве) нужен движущий момент транспортного средства, двигатель внутреннего сгорания работает на фактической скорости вращения, планетарная передача находится в положении деблокировки, а в коробке передач включена некоторая передача.

В соответствии с вариантом осуществления данного изобретения, блок управления выполнен с возможностью приема информации, касающейся уровня заряда аккумулятора энергии и - в ситуациях, в которых уровень заряда аккумулятора энергии ниже, чем предельный уровень, - к управлению тормозным устройством и электрической машиной таким образом, что она генерирует, по меньшей мере, такое электрическое воздействие, какое потребляет упомянутый узел. Если аккумулятор энергии имеет высокий уровень заряда, то не всегда нужно, чтобы электрическая машина обязательно генерировала такое электрическое воздействие, какое потребляет упомянутый узел. В этом случае, электрическая машина, по меньшей мере, в течение некоторого периода времени может генерировать меньшее электрическое воздействие, чем потребляет упомянутый узел. В альтернативном варианте, возможно понижение уровня заряда аккумулятора энергии до самого низкого допустимого уровня.

В соответствии с вариантом осуществления данного изобретения, блок управления выполнен с возможностью в рабочей ситуации, когда транспортное средство движется, сочленяющий элемент находится в первом положении, а транспортному средству нужен движущий момент, управлять тормозным устройством таким образом, что оно прикладывает тормозной момент такой величины, что транспортное средство поддерживается в движении.

В соответствии с вариантом осуществления данного изобретения, блок управления выполнен с возможностью, когда аккумулятор энергии имеет уровень заряда, более высокий, чем упомянутый предельный уровень, отпускать тормозное устройство полностью, или в подходящих случаях управлять тормозным устройством таким образом, что оно после этого не прикладывает тормозной момент, и управлять электрической машиной таким образом, что она прикладывает момент такой величины, что транспортное средство приводится в движение с требуемым моментом. В этом случае, управление электрической машиной осуществляют так, что она с некоторым передаточным отношением дает момент, связанный с требуемым моментом транспортного средства. Качение транспортного средства поддерживается с движущим моментом, который нужен водителю.

В соответствии с вариантом осуществления данного изобретения, блок управления выполнен с возможностью, когда аккумулятор энергии имеет уровень заряда, более низкий, чем упомянутый предельный уровень, отпускать тормозное устройство полностью, или в подходящих случаях управлять тормозным устройством таким образом, что оно после этого не прикладывает тормозной момент, управлять двигателем внутреннего сгорания таким образом, что он приобретает достаточно высокую скорость вращения, чтобы оказалось возможным генерирование электрической энергии в аккумуляторе энергии, и управлять электрической машиной таким образом, что она генерирует, по меньшей мере, такое электрическое воздействие, какое потребляет упомянутый узел. В этом случае, блок управления может активировать функциональный блок управления электродвигателем, который увеличивает скорость вращения двигателя внутреннего сгорания одновременно с увеличенной скоростью транспортного средства. Вследствие этого, ротор электрической машины можно приводить во вращение в отрицательном направлении, противоположном по отношению к направлению вращения двигателя внутреннего сгорания, также тогда, когда скорость транспортного средства увеличивается. Вследствие этого, электрическое воздействие можно генерировать в течение желаемого периода времени. Скоростью вращения двигателя внутреннего сгорания управляют таким образом, что электрическая машина может генерировать в аккумуляторе энергии такое электрическое воздействие, какое потребляет во время работы упомянутый узел. Вследствие этого, работу упомянутого узла можно гарантировать также в ситуациях, в которых аккумулятор энергии имеет низкий уровень заряда.

В соответствии с альтернативным вариантом осуществления данного изобретения, блок управления выполнен с возможностью, когда аккумулятор энергии имеет более низкий уровень заряда, чем упомянутый предельный уровень, управлять двигателем внутреннего сгорания таким образом, что он работает на скорости вращения холостого хода или преобладающей скорости вращения, управлять тормозным устройством таким образом, что оно прикладывает тормозной момент, приводящий к движению транспортного средства с требуемым моментом, и управлять электрической машиной таким образом, что она генерирует, по меньшей мере, такое электрическое воздействие в аккумуляторе энергии, какое потребляет упомянутый узел. В этом случае, тормозное устройство используют для приложения такого тормозного момента, что транспортное средство движется с требуемым движущим моментом в то время, как генерируется электрическое воздействие, по меньшей мере, такое, какое потребляет упомянутый узел. Вследствие этого, работу упомянутого узла можно гарантировать также в ситуациях, в которых аккумулятор энергии имеет низкий уровень заряда.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, блок управления выполнен с возможностью управления сочленяющим элементом таким образом, что тот перемещается во второе положение, как только транспортное средство приобретает скорость, на которой можно сблокировать выходной вал двигателя внутреннего сгорания с первичным валом коробки передач. В частности, в ситуациях, когда аккумулятор энергии имеет низкий уровень заряда, следует как можно быстрее сблокировать выходной вал двигателя внутреннего сгорания с первичным валом коробки передач. Вследствие этого, двигатель внутреннего сгорания может реагировать на приведение транспортного средства в движение, работу упомянутого узла и зарядку аккумулятора энергии.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, тормозное устройство является тормозом, существующим в транспортном средстве. Тормозное устройство преимущественно представляет собой существующий тормоз, который воздействует на линию привода или колеса транспортного средства. Вместе с тем, тормозное устройство должно обладать тормозной способностью, позволяющей ему прикладывать переменный тормозной момент. В альтернативном варианте, тормозным устройством может быть отдельный тормоз, который используют только для приложения переменного тормозного момента с целью генерирования электрической энергии в аккумуляторе энергии.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, упомянутый узел является компрессором в оборудовании кондиционирования воздуха. Во время их работы, таким единицам оборудования может потребоваться приложение относительно большого электрического воздействия из аккумулятора энергии и/или электрического воздействия, генерируемого электрической машиной (во время ситуаций, в которых она работает как генератор). Вместе с тем, упомянутый узел может представлять собой один или несколько произвольных узлов, эксплуатация которых осуществляется за счет электрического воздействия из аккумулятора энергии.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения, выходной вал двигателя внутреннего сгорания соединен с солнечным зубчатым колесом планетарной передачи, первичный вал коробки передач соединен с водилом планетарной передачи, имеющимся в планетарной передаче, а ротор электрической машины соединен с кольцевым зубчатым колесом с внутренним зацеплением планетарной передачи. При такой компоновке, входящим в нее компонентам можно придать компактную конструкцию. Солнечное зубчатое колесо и водило планетарной передачи можно соединить с выходным валом двигателя внутреннего сгорания и первичным валом коробки передач, соответственно, с помощью шпоночных соединений или аналогичных соединений. Тем самым гарантируется, что солнечное зубчатое колесо вращается с такой же самой скоростью вращения, как выходной вал двигателя внутреннего сгорания, и что водило планетарной передачи вращается с такой же самой скоростью вращения, как первичный вал коробки передач. Ротор электрической машины может быть закреплен на внешней периферийной поверхности кольцевого зубчатого колеса с внутренним зацеплением. Внутренняя периферийная поверхность кольцевого зубчатого колеса с внутренним зацеплением обычно снабжена зубьями. Внешняя периферийная поверхность кольцевого зубчатого колеса с внутренним зацеплением обычно является гладкой и очень хорошо подходит для придания опоры ротору электрической машины. Вследствие этого, кольцевое зубчатое колесо с внутренним зацеплением и ротор электрической машины образуют единый вращающийся узел. В альтернативном варианте, ротор электрической машины можно соединить с кольцевым зубчатым колесом с внутренним зацеплением посредством трансмиссии. Однако возможно и соединение выходного вала двигателя внутреннего сгорания, первичного вала коробки передач и ротора электрической машины с любым из других компонентов планетарной передачи.

Упомянутая вначале задача решается также посредством способа по пп. 10-15 формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Ниже будет приведено описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения в качестве примеров со ссылками на прилагаемые чертежи, при этом:

на фиг. 1 показана линия привода транспортного средства с системой привода в соответствии с данным изобретением;

на фиг. 2 система привода показана подробнее;

на фиг. 3 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая первый вариант осуществления способа в соответствии с данным изобретением;

на фиг. 4 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая второй вариант осуществления способа в соответствии с данным изобретением.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

На фиг. 1 показана линия привода для большегрузного транспортного средства 1. Линия привода содержит двигатель 2 внутреннего сгорания, коробку 3 передач, некоторое количество ведущих валов 4 и ведущих колес 5. Между двигателем 2 внутреннего сгорания и коробкой 3 передач расположена промежуточная часть 6. На фиг. 2 промежуточная часть 6 показана подробнее. Промежуточная часть 6 содержит выходной вал 2а двигателя 2 внутреннего сгорания и первичный вал 3а коробки 3 передач. Выходной вал 2а двигателя внутреннего сгорания расположен соосно по отношению к первичному валу 3а коробки передач. Выходной вал 2а двигателя внутреннего сгорания и первичный вал 3а коробки передач расположены с возможностью вращения вокруг общей оси 7 вращения. Промежуточная часть 6 содержит кожух 8, окружающий электрическую машину 9 и планетарную передачу. Электрическая машина 9 содержит, как обычно, статор 9а и ротор 9b. Статор 9а содержит сердечник статора, закрепленный должным образом внутри кожуха 8. Сердечник статора содержит обмотки статора. Электрическая машина 9 адаптирована к использованию - в определенных рабочих состояниях - аккумулированной электрической энергии для приложения движущей силы к первичному валу 3а коробки передач и к использованию - в других рабочих состояниях - кинетической энергии первичного вала 3а коробки передач для отбора и аккумулирования электрической энергии.

Планетарная передача расположена, по существу, радиально внутри статора 9а и ротора 9b электрической машины. Планетарная передача содержит, как обычно, солнечное зубчатое колесо 10, кольцевое зубчатое колесо 11 с внутренним зацеплением и водило 12 планетарной передачи. Водило 12 планетарной передачи несет некоторое количество зубчатых колес - сателлитов 13, расположенных с возможностью вращения в радиальном пространстве между зубьями солнечного зубчатого колеса 10 и кольцевого зубчатого колеса 11 с внутренним зацеплением. Солнечное зубчатое колесо 10 крепится на периферийной поверхности выходного вала 2а двигателя внутреннего сгорания. Солнечное зубчатое колесо 10 и выходной вал 2а двигателя внутреннего сгорания в данном случае вращаются как единое целое с первой скоростью n₁ вращения. Водило 12 планетарной передачи содержит крепежный участок 12а, который крепится на периферийной поверхности первичного вала 3а коробки передач с помощью шпоночного соединения 14. С помощью этого соединения, водило 12 планетарной передачи и первичный вал 3а коробки передач могут вращаться как единое целое со второй скоростью n₂ вращения. Кольцевое зубчатое колесо 11 с внутренним зацеплением содержит внешнюю периферийную поверхность, на которую крепится ротор 9b. Ротор 9b и кольцевое зубчатое колесо 11 с внутренним зацеплением образуют вращающийся узел, выполненный с возможностью вращения с третьей скоростью n₃ вращения.

Поскольку промежуточная часть 6 между двигателем 2 внутреннего сгорания и коробкой 3 передач в транспортном средстве ограничена, требуется, чтобы электрическая машина 9 и планетарная передача составляли компактный узел. Компоненты 10-12 планетарной передачи в данном случае расположены, по существу, радиально внутри статора 9а электрической машины. Ротор 9b электрической машины, кольцевое зубчатое колесо 11 с внутренним зацеплением планетарной передачи, выходной вал 2а двигателя внутреннего сгорания и первичный вал 3а коробки передач в данном случае расположены с возможностью вращения вокруг общей оси 7 вращения. За счет такой конструкции, электрическая машина 9 и планетарная передача занимают сравнительно небольшое пространство.

Транспортное средство содержит блокирующий механизм, который выполнен с возможностью перемещения между первым положением - деблокировки, в котором три компонента 10-12 планетарной передач могут вращаться с разными скоростями вращения, и вторым положением - блокировки, в котором он взаимно блокирует два из компонентов - 10, 12 - планетарной передачи таким образом, что три компонента 10-12 планетарной передачи вращаются с одной и той же скоростью вращения. В этом варианте осуществления, блокирующий механизм содержит перемещаемый сочленяющий элемент 15. Сочленяющий элемент 15 закреплен на выходном валу 2а двигателя внутреннего сгорания с помощью шпоночного соединения 16. Сочленяющий элемент 15 в этом случае расположен закрепленным с предотвращением проворачивания на выходном валу 2а двигателя внутреннего сгорания и выполнен перемещаемым в осевом направлении по выходному валу 2а двигателя внутреннего сгорания. Сочленяющий элемент 15 содержит сочленяющий участок 15а, выполненный с возможностью соединения с сочленяющим участком 12b водила 12 планетарной передачи. Блокирующий механизм содержит схематически изображенный перемещающий элемент 17, адаптированный к перемещению сочленяющего элемента 15 между первым положением I₁ - деблокировки, в котором сочленяющие участки 15а, 12b не введены в зацепление друг с другом, и вторым положением I₂ - блокировки, в котором сочленяющие участки 15а, 12b введены в зацепление друг с другом. В первом положении - деблокировки, выходной вал 2а двигателя внутреннего сгорания и первичный вал 3а коробки передач могут вращаться с разными скоростями вращения. Когда сочленяющие участки 15а, 12b находятся в зацеплении друг с другом, выходной вал 2 двигателя внутреннего сгорания и первичный вал 3а коробки передач будут вращаться с одной и той же скоростью вращения.

Электрический блок 18 управления выполнен с возможностью управления перемещающим элементом 17. Блок 18 управления также выполнен с возможностью принятия решения о том, в каких случаях электрическая машина 9 должна работать как электродвигатель, а в каких - как генератор. Чтобы принять это решение, блок 18 управления может принимать актуальную информацию о подходящих рабочих параметрах. Блок 18 управления может быть компьютером с программным обеспечением, пригодным для этой цели. Конечно же, блок 18 управления может состоять из одного или нескольких отдельных блоков управления. Блок 18 управления также управляет схематически показанным регулирующим оборудованием 19, которое регулирует поток электрической энергии между гибридной аккумуляторной батареей 20 и статором 9а электрической машины. В рабочих ситуациях, в которых электрическая машина работает как электродвигатель, подается от гибридной аккумуляторной батареи 20 к статору 9а. В рабочих ситуациях, в которых электрическая машина работает как генератор, электрическая энергия подается от статора 9а к гибридной аккумуляторной батарее 20. Гибридная аккумуляторная батарея 20 подает и аккумулирует электрическую энергию с напряжением порядка 200-800 вольт.

Измерительный прибор 21 адаптирован к восприятию, по меньшей мере, одного параметра, который связан с уровнем q заряда в аккумуляторе 20 энергии. Функция измерительного прибора 21 может быть встроена в электрический блок 18 управления или любой другой подходящий блок управления. Уровень q заряда в аккумуляторе 20 энергии можно определять произвольным образом. Аккумулятор 20 энергии также соединен с одним или несколькими узлами 22 с электрическим приводом в транспортном средстве. Узлы с электрическим приводом могут быть представлены компрессором в оборудовании кондиционирования воздуха.

Блок 18 управления может быть выполнен с возможностью приема информации, касающейся уровня q заряда в аккумуляторе 20 энергии.

Во время эксплуатации транспортного средства 1, водитель может воплотить свой запрос на требуемый момент Т_g транспортного средства 1, нажимая схематически показанную педаль 23 акселератора. Когда педаль 23 акселератора не нажата, это может соответствовать требуемому движущему моменту Т_g, который является отрицательным (т.е., желателен тормозной момент). Когда педаль 23 акселератора нажата частично (меньше, чем на предельную величину), это может соответствовать требуемому движущему моменту Т_g, который является отрицательным (т.е. желателен тормозной момент). В качестве альтернативы требуемому движущему моменту Т_g, получаемому посредством педали 23 акселератора, запрашивать требуемый движущий момент Т_g в транспортном средстве электродвигатель, аккумулированная электрическая энергия может система управления (например, во время использования адаптивного круиз-контроля (адаптивного автоматического поддержания скорости) (АСС)). Транспортное средство 1 оснащено, по меньшей мере, одним тормозным устройством 24, с помощью которого можно тормозить ведущие колеса 5 транспортного средства. Транспортное средство 1 оснащено функциональным блоком 26 управления электродвигателем, с помощью которого можно управлять моментом Τ₁ и скоростью n₁ вращения двигателя внутреннего сгорания. Блок 18 управления имеет, например, возможность активировать функциональный блок 2 6 управления электродвигателем, чтобы создать безмоментное состояние в коробке 3 передач при введении в зацепление и выведении из зацепления зубчатых колес в коробке 3 передач.

На фиг. 3 показана блок-схема последовательности операций, которая описывает способ, длящийся с того момента, когда транспортное средство 1 движется со скоростью V_текущ, а планетарная передача находится в первом положении Ι₁, до того момента, когда транспортное средство приобретет скорость, на которой возможен перевод планетарной передачи во второе положение I₂. Осуществление способа начинается на этапе 30. Если планетарная передача не находится уже в первом положении Ι₁ (деблокировки), то ее располагают в этом первом положении Ι₁ на этапе 31. Вследствие этого, выходной вал 2а двигателя внутреннего сгорания и первичный вал 3а коробки передач движутся свободно друг относительно друга. Как видно из этапа 32, в коробке 3 передач включается передача g₁. Из этапа 33 очевидно, что двигатель 2 внутреннего сгорания работает, и работает он со скоростью вращения n₁=n_текущ. На этапе 34 тормозное устройство 24 прикладывает тормозной момент Т_т, который равен нулю (тормозной момент отсутствует). Из этапа 35 очевидно, что транспортное средство имеет определенную скорость v_текущ, которая больше нуля (v_текущ>0).

На этапе 36 блок 18 управления измеряет или определяет, какой движущий момент Т_g запрашивает водитель, например, нажимая педаль акселератора. На этапе 37 блок 18 управления проводит сравнение на предмет того, больше ли требуемый движущий момент T_g, чем необходимый момент Т_треб, который нужен для работы узла 22, или равен этому моменту. Если движущий момент Т_g больше, чем необходимый момент Т_треб, то воздействие на работающий узел или работающие узлы 22 является излишним.

При низких скоростях V_текущ транспортного средства, кольцевое зубчатое колесо 11 с внутренним зацеплением и ротор 9b электрической машины вращаются в отрицательном направлении, так что генерируется электрическое воздействие, которое может быть аккумулировано в аккумуляторе 20 энергии и/или потреблено сразу же. Когда транспортное средство 1 (в зависимости от возможного ускорения) достигает скорости v₁, кольцевым зубчатое колесо 11 с внутренним зацеплением и ротор 9b электрической машины начинают вращаться в положительном направлении. Вследствие этого, требуется подача электрического воздействия Е_эл на электрическую машину 9, чтобы дополнительно увеличить скорость транспортного средства 1. Когда транспортное средство достигает скорости v₂, можно расположить планетарную передачу в блокированном положении.

Потребление электрического воздействия оказывается существенным, если аккумулятор 20 энергии должен одновременно и прикладывать электрическое воздействие Е_эл к электрической машине 9, и прикладывать электрическое воздействие Е_у к узлу 22 с электрическим приводом. Если транспортное средство 1 в течение продолжительного периода движется со скоростью, которая выше, чем v₁, и ниже, чем v₂, потребление электрического воздействия может стать настолько большим, что аккумулятор 20 энергии полностью разрядится.

Если блок 18 управления на этапе 37 получает от измерительного прибора 21 информацию, которая указывает, что воздействие излишне, аккумулятор 20 энергии не рискует разрядиться. Тормозным устройством 24 управляют таким образом, что Т_т=0 (тормозной момент отсутствует) на этапе 38, и транспортное средство 1 непрерывно движется в выбранном направлении движения. На этапе 39, электрическая машина 25 прикладывает момент Т_эл таким образом, что транспортное средство 1 приобретает движущий момент Т_g, запрашиваемый, например, посредством нажатия педали 23 акселератора. Излишнее или недостаточное электрическое воздействие на электрический узел 24 находится в компетенции аккумулятора 20 энергии. На этапе 40, блок 18 управления исследует, можно ли заблокировать планетарную передачу. Если это возможно, планетарную передачу располагают во втором положении I₂ - блокировки - и начавшийся процесс завершается на этапе 41. В блокированном положении планетарной передачи, двигатель 2 внутреннего сгорания может отвечать за всю работу транспортного средства 1 в целом, работу электрического узла 22 и - если потребуется - за зарядку аккумулятора 20 энергии.

Если блок 18 управления на этапе 4 0 обнаруживает, что планетарную передачу нельзя расположить во втором положении I₂ - блокировки, способ начинают осуществлять снова на этапе 36, где определяют требуемый движущий момент Т_g. На этапе 37, блок 18 управления проводит сравнение на предмет того, больше ли требуемый движущий момент Т_g, чем необходимый момент Т_треб. Если движущий момент Т_g меньше, чем необходимый момент Т_треб, то воздействие на работающий узел или работающие узлы 22 является недостаточным. На этапе 42 определяют, обладает ли аккумулятор 20 энергии способностью справиться с этой недостаточностью. Определение того, обладает ли аккумулятор 20 энергии способностью справиться с этой недостаточностью, может означать сравнение информации, касающейся уровня q заряда аккумулятора 20 энергии с определенным предельным уровнем q₀. Если уровень q заряда аккумулятора 20 энергии выше, чем предельный уровень q₀, аккумулятор 20 энергии считается обладающим способностью справиться с этой недостаточностью воздействия. Если это так (аккумулятор энергии считается обладающим способностью справиться с этой недостаточностью воздействия), то способ продолжается на этапе 38. Если это не так (когда уровень q заряда аккумулятора 20 энергии ниже, чем предельный уровень q₀), то способ в этом случае продолжается на этапе 43, где выявляется, что тормозное устройство 24 не прикладывает никакой тормозной момент. Таким образом, транспортное средство 1 вообще не тормозится тормозным устройством 24. Однако в этом случае - на этапе 44 - скорость n₁ вращения двигателя внутреннего сгорания увеличивается до более высокого уровня, чем фактическая или преобладающая скорость n_текущ вращения.

Поскольку скорость n₁ вращения двигателя внутреннего сгорания увеличивается, кольцевое зубчатое колесо 11 с внутренним зацеплением можно привести во вращение в отрицательном направлении, а электрическое воздействие генерируется в аккумуляторе 20 энергии в течение более длительного времени, чем в случае, если двигатель внутреннего сгорания работает на фактической или преобладающей скорость n_текущ вращения. Поскольку скорость n₁ вращения двигателя внутреннего сгорания можно увеличить даже в случае, если кольцевое зубчатое колесо 11 с внутренним зацеплением уже вращается в отрицательном направлении, можно заставить кольцевое зубчатое колесо 11 с внутренним зацеплением вращаться с увеличенной отрицательной скоростью вращения (увеличенной абсолютной величиной отрицательной скорости вращения), если существует или будет существовать потребность в увеличенном воздействии. Блок 18 управления управляет скоростью n₁ вращения двигателя внутреннего сгорания посредством функционального блока 26 управления электродвигателем, делая это таким образом, что генерируется электрическое воздействие желаемой величины, которое подается в аккумулятор 20 энергии и/или узел 22. На этапе 45, блок управления 18 управляет скоростью n₁ вращения двигателя внутреннего сгорания таким образом, что генерируется электрическое воздействие Е_эл, по меньшей мере, такое, какое потребляет электрический узел Е_у. Электрическая машина 9 прикладывает момент Т_эл, который отличается от требуемого момента Т_g в количество раз, равное некоторому передаточному отношению. На этапе 40, блок 18 управления исследует, можно ли заблокировать планетарную передачу. Если это возможно, планетарную передачу располагают во втором положении I₂ - блокировки - и на этапе 41 способ заканчивается. В противном случае, осуществление способа начинают снова на этапе 36.

На фиг. 4 показан альтернативный способ осуществления процесса трогания с места транспортного средства 1, когда оно оснащено одним или несколькими электрическими узлами 22, которым для их работы требуется электрическое воздействие Е_у. Способ, показанный на фиг. 4, соответствует способу, показанному на фиг. 3, по меньшей мере, на протяжении этапов 30-37. На этапе 37 (фиг. 4) определяют избыточность или недостаточность воздействия путем сравнения на предмет того, больше ли требуемый движущий момент Т_g, чем необходимый момент Т_треб, или равен этому моменту. Если движущий момент Т_g больше, чем необходимый момент Т_треб, то воздействие на работающий узел или работающие узлы 22 является излишним. Если имеет место избыточность воздействия, которая гарантирует работу узла 22, то способ продолжается на этапе 38. Когда определяется, что это не так, на этапе 42 определяют, имеет ли аккумулятор 20 энергии такой уровень q заряда, что эксплуатировать узел 22 можно будет в любом случае. Если это так (уровень q заряда аккумулятора 20 энергии выше, чем предельный уровень q₀), то способ продолжается на этапе 38. Если это не так (уровень q заряда аккумулятора 20 энергии ниже, чем предельный уровень q₀), то способ продолжается на этапе 46. В этом случае, двигатель 2 внутреннего сгорания непрерывно работает с фактической или преобладающей скоростью n_текущ вращения. На этапе 47, тормозное устройство 24 прикладывает свое воздействие таким образом, что оно тормозит транспортное средство 1. Блок 18 управления управляет тормозным устройством 24 таким образом, что оно прикладывает тормозной момент Т_т, приводящий к тому, что транспортное средство 1 получает момент Т_g, запрашиваемый, например, посредством нажатия педали акселератора. На этапе 48, блок 18 управления управляет электрической машиной 9 таким образом, что она вырабатывает, по меньшей мере, электрическое воздействие Е_эл, такое, что оно соответствует потребности Е_у электрического узла в воздействии. На этапе 40, блок 18 управления исследует, можно ли заблокировать планетарную передачу. Если это возможно, планетарную передачу располагают во втором положении I₂ - блокировки - и начавшийся процесс завершается на этапе 41. В противном случае, осуществление способа начинают снова на этапе 36.

В блок-схеме, показанной на фиг. 3, используются этапы 43-45, в альтернативном варианте - этапы 38-39, когда имеет место воздействие, недостаточное для работы электрического узла 22. В блок-схеме, показанной на фиг. 4, используются этапы 46-48, в альтернативном варианте - этапы 38-39, когда имеет место воздействие, недостаточное для работы электрического узла 22. Очевидно, что когда есть потребность в приложении воздействия для обеспечения работы электрического узла 22, можно - попеременно или совместно - принимать три разные меры.

Изобретение никоим образом не ограничивается вариантом осуществления, описанным применительно к чертежам, а его можно без затруднений изменять в рамках объема притязаний формулы изобретения. Между ротором 9 и кольцевым зубчатым колесом 11 с внутренним зацеплением можно также расположить трансмиссию с некоторым передаточным отношением. Вследствие этого, вращение ротора 9 и кольцевого зубчатого колеса 11 с внутренним зацеплением с одной и той же скоростью вращения становится необязательным.

Изобретение относится к приводу транспортного средства. Система привода для транспортного средства содержит двигатель внутреннего сгорания, коробку передач, тормозное устройство, электрическую машину, аккумулятор энергии, узел, приводимый в действие электрической энергией из аккумулятора, планетарную передачу и сочленяющий элемент. Выходной вал двигателя соединен с первым компонентом планетарной передачи. Первичный вал коробки передач соединен со вторым компонентом планетарной передачи. Ротор электрической машины соединен с третьим компонентом планетарной передачи. Система привода содержит блок управления, который, когда транспортное средство движется, а сочленяющий элемент находится в первом положении, на основании сравнения между требуемым движущим моментом и необходимым моментом, который нужен для работы узла, управляет двигателем внутреннего сгорания и/или тормозным устройством и/или электрической машиной таким образом, что получается желаемое электрическое воздействие для работы электрического узла. Снижается износ дисков сцепления. 3 н. и 30 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Система привода для транспортного средства (1), причем упомянутая система привода содержит двигатель (2) внутреннего сгорания с выходным валом (2а), коробку (3) передач с первичным валом (3а), тормозное устройство (24), с помощью которого можно тормозить транспортное средство (1), электрическую машину (9), которая содержит статор (9а) и ротор (9b), аккумулятор (20) энергии, который соединен с электрической машиной, по меньшей мере, один узел (22), приводимый в действие электрической энергией из аккумулятора (20) энергии, и планетарную передачу, которая содержит солнечное зубчатое колесо (10), кольцевое зубчатое колесо (11) с внутренним зацеплением и водило (12) планетарной передачи, и сочленяющий элемент (15), который расположен с возможностью перемещения между первым положением (I₁), в котором он обеспечивает вращение упомянутых компонентов в планетарной передаче с разными скоростями вращения, и вторым положением (I₂), в котором он сблокировывает эти компоненты в связи друг с другом таким образом, что они вращаются с одной и той же скоростью вращения, и при этом выходной вал (2а) двигателя внутреннего сгорания соединен с первым из упомянутых компонентов планетарной передачи таким образом, что вращение этого вала (2а) приводит к вращению этого компонента, при этом первичный вал (3а) коробки передач соединен со вторым из упомянутых компонентов планетарной передачи таким образом, что вращение этого вала приводит к вращению этого компонента, а ротор (9b) электрической машины соединен с третьим из упомянутых компонентов планетарной передачи таким образом, что вращение ротора (9b) приводит к вращению этого компонента, отличающаяся тем, что упомянутая система привода содержит блок (18) управления, который выполнен с возможностью в рабочей ситуации, когда транспортное средство (1) движется, ему нужен движущий момент (T_g), а сочленяющий элемент (15) находится в первом положении (I₁), на основании сравнения между требуемым движущим моментом (T_g) и необходимым моментом Т_треб, который нужен для работы узла (22), управлять двигателем (2) внутреннего сгорания и/или тормозным устройством (24) и/или электрической машиной (9) таким образом, что получается желаемое электрическое воздействие для работы упомянутого узла (22).

2. Система привода по п. 1, отличающаяся тем, что блок (18) управления выполнен с возможностью приема информации, касающейся уровня (q) заряда аккумулятора (20) энергии.

3. Система привода по п. 2, отличающаяся тем, что блок (18) управления выполнен с возможностью осуществления упомянутого управления двигателем (2) внутреннего сгорания и/или тормозным устройством (24) и/или электрической машиной (9) также на основании сравнения между уровнем (q) заряда аккумулятора (20) энергии и предельным уровнем (q₀) для уровня (q) заряда аккумулятора (20) энергии.

4. Система привода по п. 3, отличающаяся тем, что блок (18) управления выполнен с возможностью, когда аккумулятор энергии имеет уровень заряда, более низкий, чем упомянутый предельный уровень, управлять двигателем (2) внутреннего сгорания таким образом, что он приобретает необходимую высокую скорость (n₁) вращения для генерации электрического воздействия, и управлять электрической машиной (9) таким образом, что она генерирует, по меньшей мере, такое электрическое воздействие (Е_эл), какое потребляет (Еу) упомянутый узел (22).

5. Система привода по п. 3 или 4, отличающаяся тем, что блок (18) управления выполнен с возможностью, когда аккумулятор энергии имеет более низкий уровень заряда, чем упомянутый предельный уровень, управлять тормозным устройством таким образом, что оно прикладывает тормозной момент (Т_т), приводящий к приводу транспортного средства с требуемым моментом (T_g), и управлять электрической машиной (9) таким образом, что она генерирует, по меньшей мере, такое электрическое воздействие (Е_эл), какое потребляет (Е_у) упомянутый узел (22).

6. Система привода по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что блок (18) управления выполнен с возможностью управления сочленяющим элементом (15) таким образом, что тот перемещается во второе положение (I₂) сразу же, как только транспортное средство (1) приобретает скорость (v₂), на которой возможно сблокировать выходной вал (2а) двигателя внутреннего сгорания с первичным валом (3а) коробки передач.

7. Система привода по п. 5, отличающаяся тем, что блок (18) управления выполнен с возможностью управления сочленяющим элементом (15) таким образом, что тот перемещается во второе положение (I₂) сразу же, как только транспортное средство (1) приобретает скорость (v₂), на которой возможно сблокировать выходной вал (2а) двигателя внутреннего сгорания с первичным валом (3а) коробки передач.

8. Система привода по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что тормозное устройство (24) является колесным тормозом, существующим в транспортном средстве (1).

9. Система привода по п. 5, отличающаяся тем, что тормозное устройство (24) является колесным тормозом, существующим в транспортном средстве (1).

10. Система привода по п. 6, отличающаяся тем, что тормозное устройство (24) является колесным тормозом, существующим в транспортном средстве (1).

11. Система привода по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что упомянутый узел (22) является компрессором в оборудовании кондиционирования воздуха.

12. Система привода по п. 5, отличающаяся тем, что упомянутый узел (22) является компрессором в оборудовании кондиционирования воздуха.

13. Система привода по п. 6, отличающаяся тем, что упомянутый узел (22) является компрессором в оборудовании кондиционирования воздуха.

14. Система привода по п. 7, отличающаяся тем, что упомянутый узел (22) является компрессором в оборудовании кондиционирования воздуха.

15. Система привода по п. 8, отличающаяся тем, что упомянутый узел (22) является компрессором в оборудовании кондиционирования воздуха.

16. Система привода по п. 9, отличающаяся тем, что упомянутый узел (22) является компрессором в оборудовании кондиционирования воздуха.

17. Система привода по п. 10, отличающаяся тем, что упомянутый узел (22) является компрессором в оборудовании кондиционирования воздуха.

18. Система привода по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что выходной вал (2а) двигателя внутреннего сгорания соединен с солнечным зубчатым колесом (10) планетарной передачи, что первичный вал (3а) коробки передач соединен с водилом (12) планетарной передачи, имеющимся в планетарной передаче, и что ротор (9b) электрической машины соединен с кольцевым зубчатым колесом (11) с внутренним зацеплением планетарной передачи.

19. Система привода по п. 5, отличающаяся тем, что выходной вал (2а) двигателя внутреннего сгорания соединен с солнечным зубчатым колесом (10) планетарной передачи, что первичный вал (3а) коробки передач соединен с водилом (12) планетарной передачи, имеющимся в планетарной передаче, и что ротор (9b) электрической машины соединен с кольцевым зубчатым колесом (11) с внутренним зацеплением планетарной передачи.

20. Система привода по п. 6, отличающаяся тем, что выходной вал (2а) двигателя внутреннего сгорания соединен с солнечным зубчатым колесом (10) планетарной передачи, что первичный вал (3а) коробки передач соединен с водилом (12) планетарной передачи, имеющимся в планетарной передаче, и что ротор (9b) электрической машины соединен с кольцевым зубчатым колесом (11) с внутренним зацеплением планетарной передачи.

21. Система привода по п. 7, отличающаяся тем, что выходной вал (2а) двигателя внутреннего сгорания соединен с солнечным зубчатым колесом (10) планетарной передачи, что первичный вал (3а) коробки передач соединен с водилом (12) планетарной передачи, имеющимся в планетарной передаче, и что ротор (9b) электрической машины соединен с кольцевым зубчатым колесом (11) с внутренним зацеплением планетарной передачи.

22. Система привода по п. 8, отличающаяся тем, что выходной вал (2а) двигателя внутреннего сгорания соединен с солнечным зубчатым колесом (10) планетарной передачи, что первичный вал (3а) коробки передач соединен с водилом (12) планетарной передачи, имеющимся в планетарной передаче, и что ротор (9b) электрической машины соединен с кольцевым зубчатым колесом (11) с внутренним зацеплением планетарной передачи.

23. Система привода по п. 9, отличающаяся тем, что выходной вал (2а) двигателя внутреннего сгорания соединен с солнечным зубчатым колесом (10) планетарной передачи, что первичный вал (3а) коробки передач соединен с водилом (12) планетарной передачи, имеющимся в планетарной передаче, и что ротор (9b) электрической машины соединен с кольцевым зубчатым колесом (11) с внутренним зацеплением планетарной передачи.

24. Система привода по п. 10, отличающаяся тем, что выходной вал (2а) двигателя внутреннего сгорания соединен с солнечным зубчатым колесом (10) планетарной передачи, что первичный вал (3а) коробки передач соединен с водилом (12) планетарной передачи, имеющимся в планетарной передаче, и что ротор (9b) электрической машины соединен с кольцевым зубчатым колесом (11) с внутренним зацеплением планетарной передачи.

25. Система привода по п. 11, отличающаяся тем, что выходной вал (2а) двигателя внутреннего сгорания соединен с солнечным зубчатым колесом (10) планетарной передачи, что первичный вал (3а) коробки передач соединен с водилом (12) планетарной передачи, имеющимся в планетарной передаче, и что ротор (9b) электрической машины соединен с кольцевым зубчатым колесом (11) с внутренним зацеплением планетарной передачи.

26. Способ приведения в движение транспортного средства (1), причем транспортное средство (1) содержит двигатель (2) внутреннего сгорания с выходным валом (2а), коробку (3) передач с первичным валом (3а), тормозное устройство (24), с помощью которого можно тормозить транспортное средство (1), электрическую машину (9), которая содержит статор (9а) и ротор (9b), аккумулятор (20) энергии, который соединен с электрической машиной, по меньшей мере, один узел (22), приводимый в действие электрической энергией из аккумулятора (20) энергии, и планетарную передачу, которая содержит солнечное зубчатое колесо (10), кольцевое зубчатое колесо (11) с внутренним зацеплением и водило (12) планетарной передачи, и сочленяющий элемент (15), который расположен с возможностью перемещения между первым положением (I₁), в котором он обеспечивает вращение упомянутых компонентов в планетарной передаче с разными скоростями вращения, и вторым положением (I₂), в котором он сблокировывает эти компоненты в связи друг с другом таким образом, что они вращаются с одной и той же скоростью вращения, и при этом выходной вал (2а) двигателя внутреннего сгорания соединен с первым из упомянутых компонентов планетарной передачи таким образом, что вращение этого вала (2а) приводит к вращению этого компонента, при этом первичный вал (3а) коробки передач соединен со вторым из упомянутых компонентов планетарной передачи таким образом, что вращение этого вала приводит к вращению этого компонента, а ротор (9b) электрической машины соединен с третьим из упомянутых компонентов планетарной передачи таким образом, что вращение ротора (9b) приводит к вращению этого компонента, при этом способ отличается этапами, на которых в рабочей ситуации, когда транспортное средство (1) движется, ему нужен движущий момент (T_g), а сочленяющий элемент (15) находится в первом положении (I₁), на основании сравнения между требуемым движущим моментом (T_g) и необходимым моментом Т_треб, который нужен для работы узла (22), управляют двигателем (2) внутреннего сгорания и/или тормозным устройством (24) и/или электрической машиной (9) таким образом, что получают желаемое электрическое воздействие для работы упомянутого узла (22).

27. Способ по п. 26, отличающийся тем, что блок (18) управления выполнен с возможностью приема информации, касающейся уровня (q) заряда аккумулятора (20) энергии.

28. Способ по п. 27, отличающийся этапами, на которых осуществляют упомянутое управление двигателем (2) внутреннего сгорания и/или тормозным устройством (24), и/или электрической машиной (9), также на основании сравнения между уровнем (q) заряда аккумулятора (20) энергии и предельным уровнем (q₀) для уровня (q) заряда аккумулятора (20) энергии.

29. Способ по п. 28, отличающийся этапами, на которых, когда аккумулятор энергии имеет уровень заряда, более низкий, чем упомянутый предельный уровень, управляют двигателем (2) внутреннего сгорания таким образом, что он приобретает необходимую высокую скорость (n₁) вращения для генерации электрического воздействия, и управляют электрической машиной (9) таким образом, что она генерирует, по меньшей мере, такое электрическое воздействие (Е_эл), какое потребляет (Е_у) упомянутый узел (22).

30. Способ по п. 28 или 29, отличающийся этапами, на которых, когда аккумулятор энергии имеет более низкий уровень заряда, чем упомянутый предельный уровень, управляют тормозным устройством таким образом, что оно прикладывает тормозной момент (Т_т), приводящий к приводу транспортного средства с требуемым моментом (T_g), и управляют электрической машиной (9) таким образом, что она генерирует, по меньшей мере, такое электрическое воздействие (Е_эл), какое потребляет (Е_у) упомянутый узел (22).

31. Способ по любому из пп. 26-29, отличающийся этапами, на которых управляют сочленяющим элементом (15) таким образом, что тот перемещается во второе положение (I₂) сразу же, как только транспортное средство (1) приобретает скорость (v₂), на которой возможно сблокировать выходной вал (2а) двигателя внутреннего сгорания с первичным валом (3а) коробки передач.

32. Способ по п. 30, отличающийся этапами, на которых управляют сочленяющим элементом (15) таким образом, что тот перемещается во второе положение (I₂) сразу же, как только транспортное средство (1) приобретает скорость (v₂), на которой возможно сблокировать выходной вал (2а) двигателя внутреннего сгорания с первичным валом (3а) коробки передач.

33. Транспортное средство, содержащее систему привода по любому из пп. 1-25.