ГИБРИДНЫЙ АВТОМОБИЛЬ Российский патент 2025 года по МПК B60K6/22 B60K6/24 B60K6/26 B60K6/28 B60W20/40 

Область техники:

[0001] Изобретение относится к гибридным транспортным средствам, в частности, к конструкции гибридного транспортного средства с режимом переключения между системой электромеханического преобразования и двигателем внутреннего сгорания (ДВС).

Уровень техники:

[0002] В настоящее время существует множество решений, характеризующих гибридные транспортные средства. Из уровня техники известна патентная заявка US 2009/0125173 А1, в которой предполагается гибридное транспортное средство, которое оснащено двигателем, мотор-генераторами, устройством распределения мощности и колесом. Гибридное транспортное средство дополнительно снабжено накопителем энергии В, повышающим преобразователем, инверторами, конденсаторами, ЭБУ (электронным блоком управления) и дисплеем. Кроме того, гибридное транспортное средство дополнительно снабжено датчиком напряжения, датчиком тока и датчиками температуры. ЭБУ устанавливает пороговое значение скорости транспортного средства при неработающем двигателе, указывающее скорость транспортного средства, при которой происходит переключение между работой и остановкой двигателя, на основе обнаруженных значений от датчиков, и сравнивает скорость транспортного средства, указанную сигналом скорости транспортного средства SV, с установленным пороговым значением скорости транспортного средства при неработающем двигателе, чтобы управлять переключением между работой и остановкой двигателя 2.

[0003] Однако, известному решению присущи недостатки. В известном решении не предусмотрен постепенный переход в течении заданного диапазона изменения частоты вращения выходного вала ДВС или заданного промежутка времени от движения в режиме мотор-генератора к режиму движения от ДВС. Данный недостаток приводит к ощутимому переходу при переключении работы между ДВС и системой электромеханического преобразования.

[0004] Также в известном решении не предусмотрено постоянного вращение выходного вала ДВС (без подачи топлива) посредством системы электромеханического преобразования без цели запуска ДВС (в известном решении в режиме движения от мотор-генератора система электромеханического преобразования приводит в движение именно ходовую часть, а не выходной вал ДВС). Данный недостаток приводит к тому, что (например, в зимний период времени) при работе системы электромеханического преобразования (в режиме движения от мотор-генератора) не происходит прогрева двигателя гибридного автомобиля. Как следствие, при холодном ДВС приходится сжигать большее кол-во топлива для достаточного прогрева ДВС, что приводит к увеличенному уровню выхлопа в окружающую среду и повышенному уровню потребления топлива гибридным автомобилем. Кроме того, в известном решении довольно сложная конструкция гибридного автомобиля. В известном решении, например, предусмотрено два мотор-генератора. В тоже время, например, в заявляемом решении имеется один мотор-генератор (система электромеханического преобразования), которая находится в жестком сцеплении с выходным валом ДВС, что значительно упрощает конструкцию гибридного автомобиля.

Раскрытие изобретения:

[0005] Задачей изобретения является устранение указанных выше недостатков.

[0006] Технический результат изобретения заключается в снижении уровня выхлопа гибридного автомобиля в окружающую среду с одновременным снижением уровня потребления топлива гибридным автомобилем.

[0007] Дополнительным техническим результатом является исключение ощутимого перехода при переключении работы между ДВС и системой электромеханического преобразования.

[0008] Дополнительным техническим результатом является снижение потребляемой мощности и максимального рабочего напряжения системы электромеханического преобразования.

[0009] Для достижения технического результата предложен Гибридный автомобиль, содержащий: по меньшей мере, одну систему электромеханического преобразования, выполненную с возможностью преобразования электрической энергии в механическую и с возможностью генерирования электрической энергии от механической энергии, соединенную с выходным валом двигателя внутреннего сгорания (ДВС), или с первичным валом коробки переключения передач (КПП), где выходной вал ДВС соединен с датчиком положения выходного вала ДВС; при этом упомянутая по меньшей мере, одна система электромеханического преобразования выполнена с возможностью: а) получения от электронного блока управления (ЭБУ) управляющих команд для вращения выходного вала ДВС, где вращение выходного вала ДВС происходит посредством упомянутой системы электромеханического преобразования без подачи топлива в ДВС, при этом упомянутый ЭБУ передает управляющие команды для вращения выходного вала ДВС посредством системы электромеханического преобразования после запуска гибридного автомобиля; б) передачи крутящего момента на выходной вал ДВС до наступления установленного порога оборотов выходного вала ДВС (далее - ездовой режим 1), при этом упомянутый ЭБУ выполнен с возможностью рассчитывать упомянутый порог оборотов выходного вала ДВС в зависимости от типа ДВС и/или выбранной передачи и/или установленного посредством ЭБУ передаточного числа КПП и/или положения педали «Газ» и/или команд от системы автономного управления и/или нагрузки на силовой агрегат гибридного автомобиля; в) генерирования электроэнергии от ДВС или генерирования электроэнергии в режиме рекуперации, где генерирование электроэнергии от ДВС происходит при превышении установленного порога оборотов выходного вала ДВС; ДВС, выполненный с возможностью: i) включения в работу с одновременным началом передачи крутящего момента на первичный вал КПП посредством начала подачи топлива в ДВС, где упомянутая подача топлива происходит в процессе вращения выходного вала ДВС посредством упомянутой системы электромеханического преобразования, и включение в работу ДВС происходит при превышении установленного порога оборотов выходного вала ДВС (далее - ездовой режим 2); ii) прекращения работы посредством прекращения подачи топлива в ДВС, где прекращение подачи топлива происходит при снижении оборотов выходного вала ДВС ниже установленного порога; при этом после прекращения работы ДВС гибридный автомобиль переходит в ездовой режим 1 и выходной вал ДВС продолжает вращаться посредством системы электромеханического преобразования; по меньшей мере, один ЭБУ, выполненный с возможностью переключения работы между ДВС и системой электромеханического преобразования или одновременного включения в работу ДВС и системы электромеханического преобразования, и с возможностью контроля, регулирования и изменения работы электронных систем гибридного автомобиля; аккумуляторная батарея (АКБ), выполненная с возможностью передачи электроэнергии упомянутой системе электромеханического преобразования или приема электроэнергии (подзарядки) от системы электромеханического преобразования; при этом ЭБУ в соответствии с данными, полученными от датчика положения выходного вала ДВС, выполняет: переключение между ездовым режимом 1 и ездовым режимом 2 постепенно в течении заданного диапазона изменения частоты вращения выходного вала ДВС или заданного промежутка времени, где диапазон изменения частоты вращения и промежуток времени вычисляются ЭБУ, где: переключение от ездового режима 1 к ездовому режиму 2 предусматривает постепенное снижение уровня подачи электроэнергии от АКБ к системе электромеханического преобразования до нулевого уровня подачи электроэнергии с последующим переходом системы электромеханического преобразования в режим генерирования электроэнергии от ДВС, с одновременным постепенным увеличением уровня подачи топлива в ДВС, и переключение от ездового режима 2 к ездовому режиму 1 предусматривает постепенное снижение уровня подачи топлива в ДВС до нулевого уровня подачи топлива с одновременным прекращением генерирования энергии системой электромеханического преобразования и постепенным увеличением подачи электроэнергии от АКБ к системе электромеханического преобразования, при этом, упомянутый ЭБУ в соответствии с данными, полученными от датчика положения выходного вала ДВС выполнен с дополнительной возможностью переключения от ездового режима 2 к ездовому режиму 1 в случае полного прекращения подачи топлива в ДВС и при одновременном снижении частоты вращения выходного вала ДВС до уровня, ниже установленного порога с одновременным началом подачи электроэнергии от АКБ к системе электромеханического преобразования.

[0010] Дополнительно КПП может являться, по меньшей мере, трехступенчатой механической коробкой переключения передач (МКПП), содержащей датчик частоты вращения выходного вала, и соединенную с кулисой или роботизированным приводом переключения передач, где датчик частоты вращения выходного вала, кулиса или роботизированный привод соединены с ЭБУ.

[0011] Дополнительно КПП может являться автоматической коробкой переключения передач (АКПП) или бесступенчатой КПП.

[0012] Дополнительно ДВС может являться поршневым ДВС.

[0013] Дополнительно гибридный автомобиль может содержать систему изменения фаз газораспределения и/или воздушную дроссельную заслонку, выполненные с дополнительной возможностью уменьшать или увеличивать уровень подачи воздуха в упомянутый ДВС в момент работы упомянутой системы электромеханического преобразования.

[0014] Дополнительно гибридный автомобиль может содержать систему изменения высоты открытия клапанов и/или систему изменения времени открытия клапанов и/или электромагнитные впускные и выпускные клапана, управляемые упомянутым ЭБУ, выполненные с дополнительной возможностью уменьшать или увеличивать уровень подачи воздуха в упомянутый ДВС в момент работы упомянутой системы электромеханического преобразования.

[0015] Дополнительно ДВС может являться роторным ДВС.

[0016] Дополнительно гибридный автомобиль может содержать разъем для подключения внешнего источника питания АКБ.

[0017] Дополнительно установленный порог может находиться в диапазоне от 800 об/мин до 1700 об/мин.

[0018] Дополнительно по меньшей мере, трехступенчатая МКПП может содержать синхронизаторы.

[0019] Дополнительно гибридный автомобиль может содержать сцепление и/или гидротрансформатор и/или узел отключения, выполненные с возможностью отключения ДВС или КПП.

[0020] Дополнительно в качестве узла отключения может использоваться раздаточная коробка или узел нейтральной передачи.

[0021] Дополнительно система электромеханического преобразования может быть выполнена с дополнительной возможностью передачи крутящего момента на выходной вал ДВС в ездовом режиме 2 в соответствии с управляющими командами, принятыми от упомянутого ЭБУ.

[0022] Дополнительно упомянутый ЭБУ может быть выполнен с возможностью обеспечения снижения уровня подачи топлива в ДВС до нуля в ездовом режиме 2 в случае отпускания педали «Газ» и/или нажатии на педаль «Тормоз» и/или в автономном ездовом режиме гибридного автомобиля.

[0023] Дополнительно ЭБУ может быть выполнен с возможностью передачи управляющих команд на систему электромеханического преобразования для ее побуждения передачи крутящего момента на выходной вал ДВС во время ездового режима 2 в случае полной зарядки АКБ с одновременной передачей управляющих команд для постепенного снижения уровня подачи топлива в ДВС.

[0024] Дополнительно ЭБУ может быть выполнен с возможностью передачи управляющих команд на ДВС для его включения в работу и передачи крутящего момента на выходной вал ДВС в случае полной разрядки АКБ для зарядки АКБ.

[0025] Дополнительно АКБ может содержать множество энергонакопительных элементов, выполненных с возможностью подзарядки от системы электромеханического преобразования, где ЭБУ определяет энергонакопительные элементы, которые должны подвергнуться зарядке, исходя из их уровня заряда и/или текущей избыточной мощности ДВС, которая используется для выработки электроэнергии системой электромеханического преобразования.

[0026] Дополнительно гибридный автомобиль может содержать, по меньшей мере, один дополнительный электродвигатель, соединенный, по меньшей мере, с одной осью гибридного автомобиля и/или соединенный с трансмиссией гибридного автомобиля и/или с выходным валом ДВС и выполненный с возможностью получения электроэнергии от АКБ и передачи крутящего момента на колеса гибридного автомобиля и/или, по меньшей мере, два дополнительных электродвигателя, каждый из которых соединен с каждым колесом, по меньшей мере одной оси гибридного автомобиля и выполненные с возможностью получения электроэнергии от АКБ и вращения упомянутых колес гибридного автомобиля.

[0027] Дополнительно гибридный автомобиль может содержать, по меньшей мере, два мотор-колеса, установленных на, по меньшей мере, одной оси гибридного автомобиля и выполненные с возможностью получения электроэнергии от АКБ для вращения и/или с возможностью передачи электроэнергии к АКБ от энергии вращения.

[0028] Дополнительно гибридный автомобиль может содержать, по меньшей мере, один дополнительный генератор, соединенный, по меньшей мере, с одной осью гибридного автомобиля и/или соединенный с трансмиссией гибридного автомобиля и/или с выходным валом ДВС и выполненный с возможностью передачи электроэнергии к АКБ и/или, по меньшей мере, два дополнительных генератора, каждый из которых соединен с каждым колесом, по меньшей мере одной оси гибридного автомобиля и выполненные с возможностью передачи электроэнергии к АКБ.

[0029] Дополнительно гибридный автомобиль может содержать, по меньшей мере, один дополнительный электродвигатель-генератор, соединенный, по меньшей мере, с одной осью гибридного автомобиля и/или соединенный с трансмиссией гибридного автомобиля и/или с выходным валом ДВС и выполненный с возможностью получения электроэнергии от АКБ и передачи крутящего момента на колеса гибридного автомобиля и передачи электроэнергии к АКБ и/или, по меньшей мере, два дополнительных электродвигателя-генератора, каждый из которых соединен с каждым колесом по меньшей мере одной оси гибридного автомобиля и выполненные с возможностью получения электроэнергии от АКБ и вращения упомянутых колес гибридного автомобиля и передачи электроэнергии к АКБ.

[0030] Дополнительно в качестве системы электромеханического преобразования может использоваться электродвигатель-генератор.

[0031] Дополнительно в качестве системы электромеханического преобразования может использоваться, по меньшей мере, один электродвигатель и по меньшей мере один генератор.

[0032] Дополнительно гибридный автомобиль может содержать, по меньшей мере, одну дроссельную заслонку, расположенную в системе впуска воздуха, выполненную с возможностью регулируемого впуска воздуха в упомянутый ДВС и/или по меньшей мере, одну дроссельную заслонку, расположенную в системе выпуска и выполненную с возможностью регулируемого выпуска воздуха из упомянутого ДВС в момент работы упомянутой системы электромеханического преобразования.

[0033] Дополнительно гибридный автомобиль может содержать по меньшей мере один воздушный клапан для связи камер(ы) сгорания ДВС с атмосферой воздуха.

[0034] Очевидно, что как предыдущее общее описание, так и последующее подробное описание даны лишь для примера и пояснения и не являются ограничениями данного изобретения.

Краткое описание чертежей:

[0035] Фиг. 1 - схематическое изображение конструктивных элементов гибридного автомобиля.

Осуществление изобретения:

[0036] Схематическое изображение конструктивных элементов гибридного автомобиля 100 показано на фиг. 1.

[0037] Гибридный автомобиль 100 содержит, по меньшей мере, одну систему электромеханического преобразования 101, выходной вал 102 ДВС, ДВС 103, ЭБУ 104, АКБ 105 и КПП 108. Дополнительно, гибридный автомобиль может содержать разъем 106 для подключения внешнего источника питания АКБ.

[0038] Альтернативно, гибридный автомобиль может дополнительно содержать систему изменения фаз газораспределения и/или воздушную дроссельную заслонку (не показаны на фиг.). Упомянутые система изменения фаз газораспределения и/или воздушная дроссельная заслонка могут быть выполнены с возможностью уменьшать или увеличивать уровень подачи воздуха в упомянутый ДВС 103 в момент работы упомянутой системы электромеханического преобразования 101. В контексте данной альтернативы, гибридный автомобиль 100 может дополнительно содержать систему изменения высоты открытия клапанов и/или систему изменения времени открытия клапанов и/или электромагнитные впускные и выпускные клапана (не показано на фиг.), управляемые упомянутым ЭБУ 104, которые выполнены с дополнительной возможностью уменьшать или увеличивать уровень подачи воздуха в упомянутый ДВС 103 в момент работы упомянутой системы электромеханического преобразования 101.

[0039] Альтернативно, гибридный автомобиль может содержать, по меньшей мере, одну дроссельную заслонку (не показана на фиг.), расположенную в системе впуска воздуха, выполненную с возможностью регулируемого впуска воздуха в упомянутый ДВС 103 и/или по меньшей мере, одну дроссельную заслонку, расположенную в системе выпуска и выполненную с возможностью регулируемого выпуска воздуха из упомянутого ДВС 103 в момент работы упомянутой системы электромеханического преобразования 101.

[0040] Альтернативно гибридный автомобиль может дополнительно содержать систему изменения фаз газораспределения и/или воздушную дроссельную заслонку (не показаны на фиг.), выполненные с дополнительной возможностью уменьшать или увеличивать уровень подачи воздуха в упомянутый ДВС 103 в момент работы упомянутой системы электромеханического преобразования 101.

[0041] Также в качестве альтернативы, гибридный автомобиль 100 может содержать, по меньшей мере один воздушный клапан для связи камер(ы) сгорания ДВС с атмосферой воздуха.

[0042] По меньшей мере, одна система электромеханического преобразования 101 выполнена с возможностью преобразования электрической энергии в механическую и с возможностью генерирования электрической энергии от механической энергии. Система 101 соединена с выходным валом 102 ДВС, или с первичным валом КПП 108. Выходной вал 102 ДВС соединен с датчиком 109 положения выходного вала 102 ДВС. Датчик 109 положения выходного вала 102 ДВС выполнен с возможностью фиксировать текущие обороты выходного вала 102 ДВС и передавать зафиксированные данные в ЭБУ 104. Альтернативно, в качестве системы электромеханического преобразования 101 может использоваться электродвигатель-генератор или по меньшей мере, один электродвигатель и по меньшей мере один генератор.

[0043] Упомянутая система электромеханического преобразования 101 выполнена с возможностью: а) получения от ЭБУ 104 управляющих команд для вращения выходного вала ДВС, б) передачи крутящего момента на выходной вал 102 ДВС до наступления установленного порога оборотов выходного вала 102 ДВС (далее - ездовой режим 1) и в) генерирования электроэнергии от ДВС 103 или генерирования электроэнергии в режиме рекуперации. Вращение выходного вала 102 ДВС происходит посредством упомянутой системы электромеханического преобразования 101 без подачи топлива в ДВС 103. Упомянутый ЭБУ 104 передает управляющие команды для вращения выходного вала 102 ДВС посредством системы электромеханического преобразования 101 после запуска гибридного автомобиля 100. Упомянутый ЭБУ 104 выполнен с возможностью рассчитывать упомянутый порог оборотов выходного вала 102 ДВС в зависимости от типа ДВС 103 и/или выбранной передачи и/или установленного посредством ЭБУ 104 передаточного числа КПП 108 и/или положения педали «Газ» и/или команд от системы автономного (беспилотного) управления и/или нагрузки на силовой агрегат гибридного автомобиля 100. Генерирование электроэнергии от ДВС 103 происходит при превышении установленного порога оборотов выходного вала 102 ДВС.Установленный порог может находиться в диапазоне от 800 об/мин до 1700 об/мин. Альтернативно, система электромеханического преобразования 101 может быть выполнена с дополнительной возможностью передачи крутящего момента на выходной вал 102 ДВС в ездовом режиме 2 в соответствии с управляющими командами, принятыми от упомянутого ЭБУ 104.

[0044] Альтернативно, гибридный автомобиль 100 может содержать, по меньшей мере, один дополнительный электродвигатель (не показан на фиг.), соединенный, по меньшей мере, с одной осью гибридного автомобиля и/или соединенный с трансмиссией гибридного автомобиля и/или с выходным валом ДВС. В данной альтернативе упомянутый электродвигатель выполнен с возможностью получения электроэнергии от АКБ 105 и передачи крутящего момента на колеса гибридного автомобиля 100. Также, альтернативно, гибридный автомобиль 100 может содержать, по меньшей мере, два дополнительных электродвигателя, каждый из которых соединен с каждым колесом, по меньшей мере одной оси гибридного автомобиля и выполненные с возможностью получения электроэнергии от АКБ 105 и вращения упомянутых колес гибридного автомобиля 100.

[0045] Альтернативно, гибридный автомобиль может содержать, по меньшей мере, два мотор-колеса (не показаны на фиг.), установленных на, по меньшей мере, одной оси гибридного автомобиля 100 и выполненные с возможностью получения электроэнергии от АКБ 105 для вращения и/или с возможностью передачи электроэнергии к АКБ 105 от энергии вращения. Также в качестве альтернативы, гибридный автомобиль может содержать дополнительный генератор (не показан на фиг.), соединенный, по меньшей мере, с одной осью гибридного автомобиля и/или соединенный с трансмиссией гибридного автомобиля и/или с выходным валом ДВС и выполненный с возможностью передачи электроэнергии к АКБ 105. Также, альтернативно, гибридный автомобиль 100 может содержать, по меньшей мере, два дополнительных генератора (не показаны на фиг.), каждый из которых соединен с каждым колесом, по меньшей мере одной оси гибридного автомобиля и выполненные с возможностью передачи электроэнергии к АКБ 105.

[0046] Альтернативно, гибридный автомобиль может дополнительно содержать, по меньшей мере, один электродвигатель-генератор (не показан на фиг.), соединенный, по меньшей мере, с одной осью гибридного автомобиля и/или соединенный с трансмиссией гибридного автомобиля и/или с выходным валом ДВС и выполненный с возможностью получения электроэнергии от АКБ 105 и передачи крутящего момента на колеса гибридного автомобиля и передачи электроэнергии к АКБ 105. Также, альтернативно, гибридный автомобиль 100 может содержать, по меньшей мере, два дополнительных электродвигателя-генератора (не показаны на фиг.), каждый из которых соединен с каждым колесом по меньшей мере одной оси гибридного автомобиля и выполненные с возможностью получения электроэнергии от АКБ 105 и вращения упомянутых колес гибридного автомобиля и передачи электроэнергии к АКБ 105.

[0047] В контексте настоящей технологии ДВС 103 выполнен с возможностью: i) включения в работу с одновременным началом передачи крутящего момента на первичный вал КПП 108 посредством начала подачи топлива в ДВС 103, и прекращения работы посредством прекращения подачи топлива в ДВС 103. Упомянутая подача топлива происходит в процессе вращения выходного вала 102 ДВС посредством упомянутой системы электромеханического преобразования 101, а включение в работу ДВС 103 происходит при превышении установленного порога оборотов выходного вала 102 ДВС (далее - ездовой режим 2). Прекращение подачи топлива происходит при снижении оборотов выходного вала 102 ДВС ниже установленного порога. Следует отметить, что после прекращения работы ДВС 103 гибридный автомобиль 100 переходит в ездовой режим 1 и выходной вал 102 ДВС продолжает вращаться посредством системы электромеханического преобразования 101.

[0048] В качестве альтернативы ДВС 103 может являться поршневым ДВС или роторным ДВС. В случае поршневого исполнения, гибридный автомобиль 100 может содержать систему изменения высоты открытия клапанов и/или систему изменения времени открытия клапанов и/или электромагнитные впускные и выпускные клапана, управляемые упомянутым ЭБУ, выполненные с дополнительной возможностью уменьшать или увеличивать уровень подачи воздуха в упомянутый ДВС 103 в момент работы упомянутой системы электромеханического преобразования 101.

[0049] По меньшей мере, один ЭБУ 104 выполнен с возможностью переключения работы между ДВС 103 и системой электромеханического преобразования 101 или одновременного включения в работу ДВС 103 и системы электромеханического преобразования 101. ЭБУ 104 также выполнен с возможностью контроля, регулирования и изменения работы электронных систем гибридного автомобиля. ЭБУ 104 в соответствии с данными, полученными от датчика 109 положения выходного вала ДВС, выполняет переключение между ездовым режимом 1 и ездовым режимом 2 постепенно в течении заданного диапазона изменения частоты вращения выходного вала 102 ДВС или заданного промежутка времени. Диапазон изменения упомянутой частоты вращения и промежуток времени вычисляются ЭБУ 104. Переключение от ездового режима 1 к ездовому режиму 2 предусматривает постепенное снижение уровня подачи электроэнергии от АКБ 105 к системе электромеханического преобразования 101 до нулевого уровня подачи электроэнергии с последующим переходом системы электромеханического преобразования 101 в режим генерирования электроэнергии от ДВС 103 с одновременным постепенным увеличением уровня подачи топлива в ДВС 103. Переключение от ездового режима 2 к ездовому режиму 1 предусматривает постепенное снижение уровня подачи топлива в ДВС 103 до нулевого уровня подачи топлива с одновременным прекращением генерирования энергии системой электромеханического преобразования 101 и постепенным увеличением подачи электроэнергии от АКБ 105 к системе электромеханического преобразования 101. В контексте настоящей технологии, ЭБУ 104 в соответствии с данными, полученными от датчика 109 положения выходного вала 102 ДВС выполнен с дополнительной возможностью переключения от ездового режима 2 к ездовому режиму 1 в случае полного прекращения подачи топлива в ДВС 103 и при одновременном снижении частоты вращения выходного вала 102 ДВС до уровня, ниже установленного порога с одновременным началом подачи электроэнергии от АКБ 105 к системе электромеханического преобразования 101.

[0050] Альтернативно, ЭБУ 104 может быть выполнен с дополнительной возможностью обеспечения снижения уровня подачи топлива в ДВС 103 до нуля в ездовом режиме 2 в случае отпускания педали «Газ» и/или нажатии на педаль «Тормоз» и/или в автономном ездовом режиме гибридного автомобиля 100. Также, в качестве альтернативы, ЭБУ 104 может быть выполнен с дополнительной возможностью передачи управляющих команд на систему электромеханического преобразования 101 для ее побуждения передачи крутящего момента на выходной вал 102 ДВС во время ездового режима 2 в случае полной зарядки АКБ 105 с одновременной передачей управляющих команд для постепенного снижения уровня подачи топлива в ДВС 103. Также, ЭБУ 104 может быть выполнен с дополнительной возможностью передачи управляющих команд на ДВС 103 для его включения в работу и передачи крутящего момента на выходной вал 102 ДВС в случае полной разрядки АКБ 105 для зарядки АКБ 105.

[0051] АКБ 105 выполнена с возможностью передачи электроэнергии упомянутой системе электромеханического преобразования 101 или приема электроэнергии (подзарядки) от системы электромеханического преобразования 101. Альтернативно, АКБ 105 может содержать множество энергонакопительных элементов 107а, 107b … 107n. Упомянутые энергонакопительные элементы могут быть выполнены с возможностью подзарядки от системы электромеханического преобразования 101. В этом исполнении, ЭБУ 104 определяет энергонакопительные элементы 107а, 107b … 107n, которые должны подвергнуться зарядке, исходя из их уровня заряда и/или текущей избыточной мощности ДВС 103, которая используется для выработки электроэнергии системой электромеханического преобразования 101.

[0052] В контексте настоящего изобретения, КПП 108 может быть, по меньшей мере, трехступенчатой механической коробкой переключения передач (МКПП), содержащей датчик частоты вращения выходного вала, и соединенную с кулисой или роботизированным приводом переключения передач. Кулиса или роботизированный привод (не показано на фиг.), а также датчик частоты вращения выходного вала, соединены с ЭБУ 104. В случае упомянутой трехступенчатой МКПП, МКПП может дополнительно содержать синхронизаторы. Альтернативно, КПП 108 может быть автоматической коробкой переключения передач (АКПП) или бесступенчатой КПП.

[0053] Альтернативно, гибридный автомобиль 100 может дополнительно содержать сцепление и/или гидротрансформатор и/или узел отключения, выполненные с возможностью отключения ДВС 103 или КПП 108. В качестве узла отключения может использоваться раздаточная коробка или узел нейтральной передачи.

[0054] Далее будет рассмотрен пример реализации гибридного автомобиля в рамках настоящей технологии.

[0055] Изначально автомобиль находится в неподвижном состоянии. Колеса не вращаются, выходной вал ДВС не вращается, а система электромеханического преобразования находится в состоянии покоя. Водитель садится за руль и нажимает кнопку СТАРТ, либо поворачивает ключ в зажигании в положение ВКЛ, либо используется любой альтернативный метод пуска автомобиля, например, по открытию двери, наличию водителя на водительском месте или с помощью голосовой команды. При этом ЭБУ 104 получает сигнал на разрешение приема управляющих сигналов с педалей «Газ», «Тормоз» и/или кулисы КПП (в случае МКПП) или системы автономного управления («автопилот»; системы беспилотного управления).

[0056] В случае ручного переключения передач, водитель переводит ручку КПП 108 из нейтрального положения в положении передачи «Город», а, в случае роботизированного переключения передач, ЭБУ 104 посылает сигнал на переключающий механизм КПП 108 и устанавливает передачу «Город». Таким образом все элементы, а именно ДВС 103, система электромеханического преобразования 101, первичный и выходной валы КПП 108 и колеса находятся в полном зацеплении, но пока в неподвижном состоянии.

[0057] Водитель снимает автомобиль со стояночного тормоза. В случае электронного стояночного тормоза, снятие со стояночного тормоза осуществляется сигналом ЭБУ 104 по первому нажатию водителя на педаль «Газ».

[0058] Далее водитель нажимает на педаль «Газ». Поскольку автомобиль находится в неподвижном состоянии, то есть обороты выходного вала ДВС равны 0, ЭБУ 104 подает сигнал на подачу электрической энергии от АКБ 105 к системе электромеханического преобразования 101, которая начинает функционировать в режиме электродвигателя и набирать обороты согласно положению педали «Газ», управляемой водителем. Одновременно с системой электромеханического преобразования 101 начинают вращаться выходной вал 102 ДВС, первичный и выходной валы КПП 108, а также колеса. При этом топливо в ДВС 103 не подается, пуска ДВС 103 не производится. (Под пуском ДВС подразумевается приложение непродолжительного (не более нескольких секунд) вращающего момента на выходной вал ДВС, изначально находящийся в состоянии покоя, после которого выходной вал ДВС переходит в стабильное вращательное движение от энергии сгораемого топлива). Таким образом, производится движение автомобиля в режиме электродвигателя без подачи топлива в ДВС 103, с вращением выходного вала 102 ДВС без цели пуска. Данный режим характеризуется, как ездовой режим 1, когда энергия на колеса передается исключительно от системы электромеханического преобразования 101, работающей в режиме электродвигателя от АКБ 105, а ДВС 103 не потребляет топливо и не передает энергии на выходной вал 102 ДВС, хотя выходной вал 102 ДВС вращается без подачи топлива, с частотой, пропорциональной частоте вращения вала системы электромеханического преобразования 101 с определенным передаточным соотношением (в случае расположения системы электромеханического преобразования 101 непосредственно на валу выходного вала 102 ДВС или на первичном валу КПП данное передаточное соотношение равно 1:1).

[0059] Ездовой режим 1 - это длительный режим движения гибридного автомобиля 100 с постоянным вращением выходного вала 102 ДВС без подачи топлива в ДВС 103, когда движение осуществляется путем передачи энергии от АКБ 105 на систему электромеханического преобразования 101, которая работает режиме тягового электродвигателя. Данный режим длится ровно столько, сколько требует дорожная ситуация (вплоть до критического уровня разряда АКБ 105), при которой обороты выходного вала 102 ДВС ниже пороговых оборотов (например, согласно скорости передвижения автомобиля, определяемой совокупным передаточным числом включенной передачи или передаточным числом, выбранным ЭБУ (в случае вариатора), КПП 108 и главной передачи). При этом емкость АКБ 105 выбирается исходя из условий комфортного передвижения по городским пробкам (например, чтобы при постоянной скорости движения 10 км/ч емкости АКБ 105 хватило на 20 км). Это позволит уменьшить емкость АКБ 105 по сравнению с другими типами гибридный автомобилей, так как известно, что с ростом скорости в режиме электродвигателя (движения на электромоторе) возрастает потребление электроэнергии. В данной же схеме передаточные числа КПП 108 и главной передачи конструктивно выбираются таким образом, чтобы на передаче «Город» превышение оборотов выходного вала 102 ДВС выше пороговых соответствовало экологическому порогу скорости, например, 40 км/ч, то есть на более высоких и не оптимальных для электродвигателя оборотах в работу вступал ДВС.

[0060] Вступление ДВС 103 в работу без фактического пуска осуществляется с помощью ЭБУ 104 при переходе от ездового режима 1 (длительного передвижения от системы электромеханического преобразования 101, работающей в режиме электродвигателя, с одновременным вращением выходного вала 102 ДВС без подачи топлива) путем начала подачи топлива согласно положению педали «Газ» (или алгоритмам выбора скорости «автопилотом») при оборотах выходного вала 102 ДВС выше пороговых (переход в ездовой режим 2).

[0061] Преимуществом уникального ездового режима 1, при котором производится вращение выходного вала 102 ДВС без подачи в него топлива и без цели пуска, а движение осуществляется посредством системы электромеханического преобразования 101 в режиме электродвигателя от энергии АКБ 105, является упрощение конструкции, расширение скоростного диапазона передач КПП 108, прогрев ДВС 103 (а также АКБ 105 и салона) в холодную погоду без подачи в него топлива, что определяет значимый положительный экологический эффект, а также ездовой комфорт, при котором не осуществляется пуска и остановки ДВС 103. Вступление в работу ДВС 103 осуществляется подачей в него топлива по сигналу с ЭБУ 104, а прекращение совершения полезной работы ДВС 103 осуществляется путем прекращения подачи в него топлива без остановки вращения выходного вала 102 ДВС.

[0062] Установленные пороговые обороты вращения выходного вала 102 ДВС, при которых ЭБУ 104 начинает подавать топливо в ДВС, значительно превышают пусковые обороты (40-50 об/мин для бензиновых моторов и 80-250 об/мин для дизельных), а также превышают обороты холостого хода (примерно 800 об/мин, ниже которых самостоятельная стабильная работа ДВС от топлива невозможна). Таким образом, конструктивно данная схема гибридного автомобиля 100 не требует от ДВС 103 возможности работы в режиме холостого хода, а пороговые обороты, свыше которых ЭБУ 104 подает топливо в ДВС 103, устанавливаются на значение, когда ДВС 103 уже начинает отдавать необходимую для движения всего автомобиля мощность, то есть 800-1700 об/мин (в зависимости от типа ДВС, а также выбранной передачи КПП, положения педали «Газ» и нагрузки на силовой агрегат).

[0063] При превышении оборотов выходного вала 102 ДВС выше пороговых, одновременно с подачей топлива в ДВС 103, ЭБУ 104 переводит систему электромеханического преобразования 101 в режим генерирования электроэнергии, а АКБ 105 начинает получать электроэнергию от вращающегося выходного вала ДВС 103 от сгорания топлива - ездовой режим 2.

[0064] Поскольку при переходе из ездового режима 1 езды от системы электромеханического преобразования 101 в ездовой режим 2 езды от ДВС с одновременной зарядкой АКБ 105 пуска двигателя не осуществляется, данный переход происходит незаметно для водителя (ездовой комфорт).

[0065] Переход из ездового режима 1 в ездовой режим 2 по достижению пороговых оборотов выходного вала 102 ДВС может происходить не мгновенно, а плавно, то есть при достижении пороговых оборотов посредством ЭБУ 104 начинает плавно подаваться топливо в ДВС 103, одновременно с этим уменьшая мощность энергии, передаваемой от АКБ 105 к системе электромеханического преобразования 101 в режиме электродвигателя, постепенно переводя ее из режима электродвигателя в режим генерирования электроэнергии по мере дальнейшего роста оборотов выходного вала 102 ДВС. Этот переход происходит в заданном диапазоне оборотов выходного вала 102 ДВС (переходной режим), причем чем выше нагрузка на силовой агрегат (определяемая как соотношение суммарной мгновенной мощности, одновременно потребляемой от АКБ 105 системой электромеханического преобразования 101 в режиме электродвигателя и вырабатываемой ДВС от сжигания топлива, к частоте вращения выходного вала 102 ДВС), тем шире диапазон оборотов выходного вала 102 ДВС переходного режима. Также увеличенная нагрузка на силовой агрегат или более высокая передача КПП 108 (или более низкое передаточное число оборотов вала ДВС к оборотам выходного вала КПП 108) может сдвигать порог оборотов выходного вала 102 ДВС переходного режима в сторону больших оборотов выходного вала 102 ДВС и наоборот, более низкая передача КПП 108 (или более высокое передаточное число оборотов вала ДВС к оборотам выходного вала КПП 108) может сдвигать порог оборотов выходного вала 102 ДВС переходного режима в сторону меньших оборотов выходного вала 102 ДВС.

[0066] Поскольку частота вращения вала системы электромеханического преобразования 101 в данной схеме гибридного автомобиля всегда пропорциональна частоте вращения выходного вала 102 ДВС с определенным передаточным числом, установленным конструктивно (а в случае расположения системы электромеханического преобразования 101 непосредственно на выходном валу 102 ДВС или на первичном валу КПП 108 данное передаточное соотношение равно 1:1), и поскольку при оборотах выходного вала 102 ДВС ниже пороговых, система электромеханического преобразования 101 работает в режиме электродвигателя (ездовой режим 1), а при оборотах выходного вала 102 ДВС выше пороговых система электромеханического преобразования 101 работает в режиме генерирования электроэнергии (ездовой режим 2), то это позволяет всегда производить зарядку АКБ 105 на оборотах системы электромеханического преобразования 101 выше, чем забирать энергию от АКБ 105 при работе системы электромеханического преобразования 101 в режиме электродвигателя (более низкие обороты), что характеризует зарядку АКБ (ездовой режим 2) как зарядку достаточной интенсивности, так как чем выше обороты вала системы электромеханического преобразования 101, тем выше интенсивность зарядки АКБ 105. Это в свою очередь позволяет забирать избытки мощности ДВС 103 на зарядку АКБ 105 на всех режимах работы ДВС 103 ездового режима 2, т.е. выше пороговых. Таким образом, в связи с отсутствием потерь избыточной мощности, в ездовом режиме 2 ДВС 103 всегда работает с максимальной отдачей КПД независимо от оборотов выходного вала 102 ДВС в переделах ездового режима 2, когда обороты выходного вала 102 ДВС выше пороговых.

[0067] При высоких оборотах ДВС 103, когда от системы электромеханического преобразования 101 идет максимальная отдача энергии, ток зарядки по сигналу ЭБУ 104 может разделяться между аккумуляторными ячейками (энергонакопительными элементами), формирующими АКБ 105, заряжая таким образом самые разряженные элементы и продлевая срок службы АКБ 105.

[0068] Возможность ЭБУ 104 разделять энергию зарядки между отдельными энергонакопительными элементами АКБ 105 и выбора количества одновременно заряжаемых энергонакопительных элементов АКБ 105 позволяет заряжать энергонакопительные элементы стабильным током, тем самым продлевая срок службы отдельных энергонакопительных элементов АКБ 105. Одновременно с этим ЭБУ 104, гибко нагружая систему электромеханического преобразования 101 необходимым током нагрузки и выбором количества одновременно заряжаемых энергонакопительных элементов АКБ 105, производит оптимальное распределение мощности ДВС 103 от сгорания топлива между передаваемой на колеса энергией (необходимой согласно дорожной нагрузке и положению педали «Газ» водителя или командам от системы автономного управления), и энергией зарядки АКБ 105, вырабатываемой системой электромеханического преобразования 101 в режиме генератора (ездовой режим 2).

[0069] Таким образом, мощность системы электромеханического преобразования 101 и передаточное число между ней и выходным валом 102 ДВС конструктивно выбираются таким образом, чтобы при равномерном движении гибридного автомобиля по ровной дороге без ускорений данный тип системы электромеханического преобразования 101 в режиме генератора при ездовом режиме 2 забирал на зарядку АКБ 105 всю избыточную мощность данного конкретного типа ДВС независимо от оборотов выходного вала 102 ДВС, поддерживая таким образом максимальный КПД ДВС. Таким образом, отсутствие режимов неполной загрузки ДВС 103 во всем диапазоне вращения выходного вала 102 ДВС выше пороговых (ездовой режим 2) позволяет без ущерба для экологии избавиться от системы рециркуляции выхлопных газов EGR, которая не сыскала положительного отклика у массового потребителя ввиду конструктивной связи выхлопа с впуском.

[0070] В случае движения на подъем и/или неинтенсивных ускорений в ездовом режиме 2 от ДВС 103, допустима полная (при оборотах выходного вала 102 ДВС, близким к пороговым) или частичная приостановка зарядки АКБ 105 с целью разгрузки ДВС 103 и передачи всей мощности ДВС 103 к колесам (кратковременный ездовой режим 3), после чего ЭБУ 104 переводит все системы автомобиля в ездовой режим 2.

[0071] В случае интенсивных нагрузок (движения на интенсивный подъем и/или при интенсивных ускорениях) в ездовом режиме 2 система электромеханического преобразования 101 переводится ЭБУ 104 в режим тягового электродвигателя на получение электроэнергии от АКБ 105, и производится максимальная отдача мощности всей силовой установкой при одновременной совместной работе ДВС 103 и системы электромеханического преобразования 101 в режиме тягового электродвигателя (кратковременный ездовой режим 4), после чего ЭБУ 104 переводит все системы гибридного автомобиля в ездовой режим 2.

[0072] В случае отпускания педали «Газ» и/или нажатии на педаль «Тормоз» водителем (или замедления или качения на спуск автомобиля под управлением системы «Автопилот»), незамедлительно по команде с ЭБУ 104 прекращается подача топлива в ДВС 103, а система электромеханического преобразования 101 переводится в режим генерирования электроэнергии на отдачу электрической энергии на зарядку в АКБ 105, независимо от текущего ездового режима и оборотов выходного вала 102 ДВС.(кратковременный ездовой режим 5 - рекуперативное замедление).

[0073] Слабоинтенсивные замедления в ездовом режиме 2, а также замедления на подъемы, могут в отдельных случаях выполняться лишь отключением подачи топлива в ДВС 103 без рекуперации (с целью увеличения длины свободного качения гибридного при определенных дорожных условиях). При этом также допустимо переключение КПП 108 на передачу «Нейтральная» (с остановкой подачи топлива в ДВС 103 или без остановки подачи топлива с продолжением генерирования электроэнергии от ДВС 103) с последующим (по завершению свободного качения автомобиля) включением необходимой передачи по стандартному алгоритму включения передачи.

[0074] После любого замедления и повторного нажатия на педаль «Газ» водителем (или началом прямолинейного движения системой «Автопилот»), а также при смене передачи или передаточного числа КПП 108, гибридный автомобиль, по команде всем системам от ЭБУ 104: а) в случае оборотов выходного вала 102 ДВС ниже установленных пороговых, переходит в ездовой режим 1, при котором топливо в ДВС 103 не подается, а выходной вал 102 ДВС вращается вместе с колесами от системы электромеханического преобразования 101 в режиме тягового электродвигателя от энергии, получаемой от АКБ 105; b) в случае оборотов выходного вала 102 ДВС выше установленных пороговых, переходит в ездовой режим 2, при котором возобновляется подача топлива в ДВС 103, выходной вал 102 ДВС вращается вместе с колесами от энергии сгораемого топлива, а система электромеханического преобразования 101 переходит в режим генератора на отдачу электрической энергии для зарядки АКБ 105 от энергии ДВС 103.

[0075] В случае полной зарядки АКБ 105 при равномерном движении без подъемов и ускорений в ездовом режиме 2, ЭБУ 104 полностью или частично прекращает подачу топлива в ДВС 103, а система электромеханического преобразования 101 переходит в режим тягового электродвигателя для получения энергии от АКБ 105 и передачи ее к колесам с целью разрядки АКБ 105 с одновременной экономией топлива, что в свою очередь понизит температуру охлаждающий жидкости в системе охлаждения (ездовой режим 6). Таким образом, при длительной езде в ездовом режиме 2 при равномерном движении без подъемов и ускорений, когда энергия АКБ 105 полностью восполняется, и, благодаря переходу в ездовой режим 6, производится дополнительная экономия топлива, что конструктивно позволяет использовать подкапотный радиатор охлаждения (не показан на фиг.) меньшего размера по сравнению с автомобилями на ДВС, что в свою очередь говорит о более высоком КПД данной схемы гибридного автомобиля. Это также позволяет конструктивно использовать ДВС воздушного охлаждения.

[0076] Переход из ездового режима 6 в ездовой режим 2 выполняется незаметно для водителя путем подачи топлива в ДВС 103 и перевода системы электромеханического преобразования 101 из режима электродвигателя в режим генерирования электроэнергии с целью передачи электроэнергии на заряд АКБ 105.

[0077] В случае необходимости, переход из ездового режима 6 в любой упомянутый ездовой режим 1-5 также происходит незаметно для водителя по команде ЭБУ 104.

[0078] Поскольку частота вращения выходного вала 102 ДВС в данной схеме гибридного автомобиля начинается от 0 об/мин при движении от системы электромеханического преобразования 101, работающей в режиме электродвигателя (в отличии от каких-либо иных схем, в которых используется классический ДВС с холостым ходом при 800 об/мин и нижним пределом рабочих оборотов выходного вала 102 ДВС, при которых вырабатывается полезная мощность, что составляет примерно 1200 об/мин), а верхний предел ограничен конструкцией ДВС (например, 6500 об/мин для бензиновых или 5000 об/мин для дизельных моторов), то в данной схеме гибридный автомобиль имеет более широкий диапазон фактической скорости передвижения на каждой передаче КПП 108 в пределах всего диапазона частоты вращения выходного вала 102 ДВС (так как нижний предел начинается от 0 об/мин вращения выходного вала 102 ДВС вместо от 1200 об/мин в иных схемах, а верхний предел ограничен конструктивными особенностями каждого конкретного типа ДВС). Эта особенность данного типа гибридного автомобиля позволяет конструктивно сократить количество передач КПП 108 до комфортного минимума в 3 передачи: «Город», «Трасса», «Пониженная»

[0079] Передаточные числа по меньшей мере 3-х ступенчатой КПП 108 совместно с передаточным числом главной передачи выбираются таким образом, чтобы установленный порог частоты вращения выходного вала 102 ДВС (переход из ездового режима 1 в ездовой режим 2 и обратно) на передаче «Город» соответствовал экологическому порогу скорости, например 40 км/ч, и покрывал весь диапазон комфортной скорости передвижения по городу путем выбора передаточного числа главной передачи совместно с передаточным числом передачи «Город».

[0080] Преимущество выбора передаточного числа передачи «Трасса» заключается в том, что передаточное число передачи «Трасса» конструктивно выбирается таким образом, что движение по трассе на разрешенной скорости осуществляется на ДВС 103 при частоте вращения выходного вала 102 ДВС выше установленного порога (ездовой режим 2), а при въезде в населенные пункты скорость сбрасывается и частота вращения выходного вала 102 ДВС становится ниже установленного порога (при этом ЭБУ 104 переводит все системы в ездовой режим 1), то есть движение через населенные пункты на передаче «Трасса» осуществляется без подачи топлива в ДВС 103 исключительно на электротяге при частоте вращения выходного вала 102 ДВС ниже установленного порога от энергии АКБ 105, полностью заряженной во время движения по трассе на ДВС 103 в ездовом режиме 2.

При этом переключения передачи с передачи «Трасса» на передачу «Город» в большинстве случаев не требуется, что обеспечивает высокий комфорт передвижения.

[0081] Поскольку движение автомобиля начинается от 0 об/мин вращения выходного вала 102 ДВС, то при езде на передаче «Трасса» по городу и остановке, например, на светофоре, начало движения гибридного автомобиля с места может осуществляться на передаче «Трасса» без переключения на передачу «Город», если низкой динамики ускорения при начале движения гибридного автомобиля с места на передаче «Трасса» достаточно для текущих дорожных условий. Для более высокой динамики начала движения гибридного автомобиля с места необходимо переключение на передачу «Город».

[0082] Таким образом, при езде по трассе на передаче «Трасса» при проезде через населенный пункт (т.е. сбросе скорости) передвижение по населенному пункту осуществляется исключительно на электротяге без подачи топлива в ДВС 103 в ездовом режиме 1.

[0083] При длительном движении по трассе на передаче «Трасса» в случае полностью заряженного АКБ 105, ЭБУ 104 переводит системы гибридного автомобиля 100 в ездовой режим 6 с целью небольшой разрядки АКБ 105 и охлаждения ДВС 103 путем прекращения или сокращения подачи в него топлива. Равномерное движение без нагрузок в ездовом режиме 6 осуществляется исключительно на электротяге.

[0084] Ниже приведен пример (Табл. 1) выбора передаточного числа 3-х ступенчатой КПП для легкового гибридного автомобиля данного типа. Данные значения скоростей соответствуют всему диапазону частоты вращения выходного вала 102 ДВС от 0 об/мин и пороговому значению частоты вращения выходного вала 102 ДВС перехода из ездового режима 1 в ездовой режим 2 и обратно. Диапазоны скоростей передвижения на передачах, определяемые передаточными числами передач КПП 108 и главной передачи, здесь выбраны предварительно, на практике эти значения могут отличаться от указанных. Кроме того, в более дорогих комплектациях легковых автомобилей, а также на грузовых, коммерческих автомобилях и автобусах количество передач КПП 108 может быть больше, чем 3. Увеличение количества передач не окажет негативного влияния на всю конструкции, а только увеличит гибкость управления. Однако 3 передачи - это комфортный минимум, который упрощает конструкцию и делает ее доступной по цене.

[0085] Основной передачей начала движения гибридного автомобиля с места является передача «Город». Начало движения гибридного автомобиля с места также допустимо на передаче «Пониженная» в случае разряженной АКБ 105 и необходимости ее быстрой зарядки, например, при движении в очень затяжном дорожном заторе протяженностью свыше расчетной емкости АКБ 105 (при незначительном надавливании водителем на педаль «Газ»), либо в случае необходимости очень высокой «спортивной» динамики разгона с места (при значительном надавливании водителем на педаль «Газ»).

[0086] Передача «Пониженная» не является основной ездовой передачей, а необходима для особых условий эксплуатации - тяжелые дорожные условия, перевозка очень тяжелых грузов, движение по очень затяжным дорожным заторам.

[0087] Поскольку емкость АКБ 105 предлагается выбирать исходя из максимального автономного пробега исключительно на электротяге без подзарядки, например, в 20 км при скорости передвижения в 10 км/ч по ровной дороге, то, в случае возникновения длительных заторов протяженностью более 20 км, ЭБУ 104 постоянно просчитывает остаточный заряд АКБ 105 и запас хода при текущей дорожной ситуации (при этом в расчете может также учитываться информация с сервисов навигации (например, Яндекс навигатор, Google навигатор и т.д.) о протяженности затора), а в случае снижения заряда АКБ 105 до определенного уровня, ЭБУ 104 переводит КПП 108 с передачи «Город» на передачу «Пониженная» и/или передает сигнал на органы управления водителю о необходимости перейти на данную передачу (в случае ручного управления КПП 108).

[0088] Таким образом, передача «Пониженная», которая включатся по указанию ЭБУ 104 (расчету компьютера по текущей дорожной ситуации и остаточному заряду АКБ 105), позволяет заряжать АКБ 105 также при движении по очень протяженным дорожным пробкам (свыше, например, расчетных 20 км) без риска остаться на дороге в случае полного разряда АКБ 105, если, при движении на передаче «Город» на всем протяжении продолжительного 20-ти километрового затора, скорость передвижения не превышает установленный экологический порог передачи «Город», например 40 км/ч, свыше которого данный гибридный автомобиль на передаче «Город» перешел бы в ездовой режим 2 и начал бы заряжать АКБ 105.

[0089] При движении по пробкам без нагрузки на передаче «Пониженная» с целью ускорения зарядки АКБ 105, ЭБУ 104 может понизить установленный порог частоты вращения выходного вала 102 ДВС.

[0090] Ограничение емкости АКБ 105, например, 20 км автономного хода на электротяге при 10 км/ч, вызвано удешевлением конструкции без потери комфорта передвижения и без потери экологических преимуществ (все-таки заторы свыше 20 км без возможности превысить пороговые 40 км/ч для зарядки АКБ 105 - явление нечастое и не скажется на общем положительном экологическом эффекте от массового внедрения данной схемы гибридного автомобиля).

[0091] Данная схема гибридного автомобиля не требует предварительного прогрева ДВС 103 для начала движения, так как выходной вал 102 ДВС начинает вращаться с самого начала движения от системы электромеханического преобразования 101 без подачи топлива в ДВС 103. Однако в случае разряженной АКБ 105 может производиться зарядка при неподвижном состоянии гибридного автомобиля на передаче «Нейтральная», при которой первичный и выходной валы КПП 108 физически разъединены, то есть отсутствует физическая связь между ДВС 103 и колесами. В этом случае по команде водителя или компьютера, ЭБУ 104 подает сигнал на раскручивание системы электромеханического преобразования 101 от энергии АКБ 105 до оборотов выше пороговых, после чего ДВС 103 переходит в стабильную работу от топлива, а система электромеханического преобразования 101 в режиме генерирования электроэнергии начинает отдавать энергию в АКБ 105 (неездовой режим зарядки). Для того, чтобы начать движение гибридного автомобиля и включить передачу, ДВС 103 должен быть заглушен (остановлен), обороты выходного вала 102 ДВС должны упасть до полной остановки (0 об/мин), и только после этого может быть включена передача и гибридный автомобиль перейдет в ездовой режим 1.

[0092] Неездовой режим зарядки на передаче «Нейтральная» - это единственный режим данной схемы гибридного автомобиля, при котором происходит пуск ДВС 103 и его остановка. Под пуском ДВС 103 подразумевается приложение непродолжительного (не более нескольких секунд) вращающего момента на выходной вал 102 ДВС, изначально находящийся в состоянии покоя, после которого выходной вал 102 ДВС переходит в стабильное вращательное движение от энергии сгораемого топлива.

[0093] Неездовой режим зарядки на передаче «Нейтральная» может использоваться в условиях сильных морозов для предварительного прогрева ДВС 103 перед началом движения.

[0094] Неездовой режим зарядки может использоваться в «глухих» заторах на дороге, когда длина затора очень велика, а скорость передвижения крайне низка и сопровождается частыми длительными остановками, достаточными для запуска неездового режима зарядки на передаче «Нейтральная».

[0095] В случае сильных морозов возможна подача по команде ЭБУ 104 незначительных «разогревочных» порций топлива в ДВС 103 в ездовом режиме 1 при езде от системы электромеханического преобразования 101 в режиме электродвигателя при оборотах выходного вала 102 ДВС ниже пороговых. Данное количество подаваемого топлива не способствует поддержанию стабильной работы ДВС 103 на оборотах ниже пороговых при езде от системы электромеханического преобразования 101 в режиме электродвигателя, а необходимо лишь для поддержания ДВС 103 в прогретом состоянии в условиях сильных морозов, а также, в некоторой степени, эти слабые «разогревочные» вспышки топлива в цилиндрах помогают системе электромеханического преобразования 101 вращать выходной вал 102 ДВС в условиях сильных морозов.

[0096] Поскольку система электромеханического преобразования 101 всегда работает в режиме электродвигателя (тягового электромотора) на низких оборотах выходного вала 102 ДВС, а на более высоких оборотах в работу вступает ДВС 103, то данная схема гибридного автомобиля позволяет установить АКБ 105 меньшей емкости при сопоставимом автономном пробеге, в сравнении, например, с последовательными гибридными автомобилями, так как известно, что с ростом скорости (частоты вращения вала) значительно растет потребление электроэнергии, а в данной схеме на этом неоптимальном для системы электромеханического преобразования 101 режиме в работу вступает в ДВС 103.

[0097] В свою очередь, самым неоптимальным режимом для ДВС является езда на низких скоростях в пробках (на 1-2 передачах классических автомобилей), а в данной схеме гибридного автомобиля в этом режиме используется система электромеханического преобразования 101. Таким образом, данная схема гибридного автомобиля является наиболее экологически сбалансированной.

[0098] Использование системы электромеханического преобразования 101 на низких оборотах, помимо более низкой емкости аккумулятора по сравнению со схемами, использующими электромоторы во всем диапазоне оборотов и мощностей (например, в последовательных гибридах), также позволяет снизить мощность и рабочее напряжение системы электромеханического преобразования 101 и инвертора (не показан на фиг.), что положительно сказывается на стоимости, тепловых потерях, электромагнитных воздействиях и рисках возгорания в случае ДТП.

[0099] Относительно низкая емкость АКБ 105, относительно низкая мощность и низкое рабочее напряжение системы электромеханического преобразования 101 и инвертора позволяют использовать данную схему в том числе в грузовом многотоннажном транспорте в отличии от других схем гибридных автомобилей. Данная схема имеет значительные преимущества как по стоимости АКБ 105, инвертора и системы электромеханического преобразования 101, так и по КПД, так как имеет прямую механическую связь ДВС 103 с колесами, что дает более высокий КПД всей силовой установки при движении по трассе по сравнению с последовательными гибридами.

[0100] В данной схеме гибридного автомобиля может использоваться любой тип КПП 108: механическая (с ручным или роботизированным переключением передач), автоматическая (например, гидротрансформаторная), а также автоматическая бесступенчатая (например, вариатор).

[0101] С целью снижения стоимости данного гибридного автомобиля без потери комфорта и потребительских свойств, может быть использована простая, по меньшей мере 3-х ступенчатая механическая КПП 108 (в том числе секвентальная), без сцепления и синхронизаторов, с электромеханической кулисой или роботизированном приводом переключения передач. Далее рассмотрим алгоритм переключения передач МКПП без сцепления и синхронизаторов: а) Рычаг переводится в нейтральное положение (вручную при ручном переключении или по команде ЭБУ 104 при роботизированном переключении), то есть шестерни выходят из зацепления; b) При ручном переключении рычаг двигается в сторону необходимой передачи. При этом на кулисе срабатывает датчик выбранной передачи, подается сигнал на ЭБУ 104, но сама кулиса не позволяет подвинуть рычаг на эту передачу, так как заперта. При роботизированном переключении передач ЭБУ 104 детектирует выбранную передачу не с датчика передачи на механической кулисе, а вычисляет сам, на какую передачу переключаться, с) ЭБУ 104 анализирует сигнал с датчика частоты вращения выходного вала КПП 108 и устанавливает частоту вращения выходного вала 102 ДВС, чтобы она соответствовала частоте вращения выходного вала КПП 108 с учетом передаточного числа выбранной передачи, которое заранее запрограммировано в ЭБУ 104. d) ЭБУ 104 анализирует сигнал с датчика 109 положения выходного вала 102 ДВС. После того, как необходимая частота вращения выходного вала 102 ДВС достигнута, ЭБУ 104 подает сигнал на кулису КПП 108, и она снимает блокировку передачи, таким образом рычаг двигается на выбранную передачу (при ручном переключении), либо ЭБУ 104 подает сигнал на переключение передачи исполнительному приводу (при роботизированном переключении). Вся процедура синхронизации скорости выходного вала 102 ДВС со скоростью вращения выходного вала КПП 108 с учетом передаточного числа выбранной передачи занимает пару секунд.

[0102] С целью ускорения синхронизации частоты вращения выходного вала 102 ДВС с частотой вращения выходного вала КПП 108 с учетом передаточного числа выбранной передачи, ЭБУ 104 может временно (на время переключения передачи) отключать подачу топлива в ДВС 103, ограничивать подачу воздуха в камеру(ы) сгорания и выполнять синхронизацию выходного вала ДВС 103 с выходным валом КПП 108 исключительно системой электромеханического преобразования 101 в режиме электродвигателя (для увеличения оборотов выходного вала ДВС 103) или системой электромеханического преобразования 101 в режиме генерирования электроэнергии или просто отключением питания (для снижения оборотов выходного вала ДВС 103).

[0103] При выборе передачи при роботизированном или автоматическом переключении передач, либо при выборе передаточного числа при использовании бесступенчатой КПП 108 (например, вариатора), ЭБУ 104 анализирует степень нажатия водителем на педаль «Газ», уровень заряда АКБ 105 и текущую нагрузку на силовой агрегат, а также прочую дорожную информацию, включая расстояние до впереди едущего автомобиля в случае наличия необходимых датчиков, информацию о дорожных знаках, данные с радаров, лидаров, бортовых камер и т.д.

[0104] Далее рассмотрим особенности эксплуатации данной схемы гибридного автомобиля в ездовом режиме 1, когда топливо в ДВС не поступает, выходной вал 102 ДВС вращается вместе с колесами от системы электромеханического преобразования 101 в режиме тягового электродвигателя от энергии АКБ 105 при частоте вращения выходного вала 102 ДВС ниже установленного порога.

[0105] Как уже описывалось, при движении гибридного автомобиля вращение выходного вала 102 ДВС в данной схеме гибрида начинается от 0 об/мин и плавно увеличивается по мере набора скорости автомобилем. При этом, при езде в режиме тягового электродвигателя, вращение выходного вала 102 ДВС производится без подачи топлива в ДВС. В данной схеме гибрида ДВС никогда самостоятельно не работает в режиме холостого хода (не имеет холостого хода), при этом выходной вал 102 ДВС при езде вращается всегда, даже на оборотах, которые ниже, чем обороты холостого хода.

[0106] Известно, что двигатели внутреннего сгорания оказывают сопротивление вращению выходного вала ДВС. Это сопротивление вызвано компрессией в камере(ах) сгорания ДВС. Чем выше обороты выходного вала ДВС, тем выше сопротивление вращению. В контексте настоящей технологии, ездовой режим 1 проходит на самых низких оборотах выходного вала 102 ДВС, зачастую ниже, чем обороты холостого хода, и всегда ниже, чем установленные пороговые обороты выходного вала 102 ДВС. Далее по тексту будет приведен пример относительно поршневого ДВС. Однако в контексте настоящей технологии и последующего описания, в качестве цилиндров ДВС может использоваться камера (внутреннего) сгорания (применительно к роторному типу ДВС).

[0107] Также известно, что в такте «сжатие» воздух в цилиндрах ДВС сжимается и, тем самым, разогревается до высоких температур. Именно это явление вызывает сопротивление вращению выходного вала ДВС и потребляет некоторое количество энергии, которое в конечном итоге преобразуется в тепловую энергию разогретого от сжатия воздуха.

[0108] Существующие системы изменения фаз газораспределения, изменения времени открытия клапанов и/или изменения высоты открытия клапанов позволяют плавно регулировать количество подаваемого воздуха в цилиндры в широких пределах. Также, на сегодняшний день существуют разнообразные системы механического отключения цилиндров методом одновременного закрытия всех впускных и выпускных клапанов или наоборот, методом одновременного открытия всех впускных и выпускных клапанов.

[0109] Наибольший интерес в контексте данного изобретения представляют собой системы изменения фаз газораспределения, системы изменения высоты открытия клапанов, а также системы изменения времени (продолжительности) открытия клапанов.

[0110] В существующих ДВС назначение данных систем вполне определенно - система изменения фаз газораспределения необходима для обеспечения максимальной мощности и экономичности ДВС во всем рабочем диапазоне частоты вращения выходного вала ДВС, а система изменения высоты открытия клапанов непосредственно регулирует количество подаваемого воздуха в цилиндры ДВС, тем самым формируют отклик ДВС на педаль газа, определяя обороты вращения выходного вала ДВС и его мощность, и заменяя тем самым дроссельную воздушную заслонку, применяемую с той же целью ранее.

[0111] В самом простом случае в качестве данных систем может быть использована также дроссельная воздушная заслонка. В случае применения перспективных электромагнитных клапанов системы газораспределения, все управление осуществляется через ЭБУ, который открывает и закрывает электромагнитные клапана в нужный момент времени.

[0112] Как уже упоминалось ранее, воздух, поступающий в цилиндры, сжимается, тем самым разогревается и оказывает сопротивление свободному вращению выходного вала ДВС. Таким образом, чтобы избавиться от сопротивления вращению выходного вала 102 ДВС, необходимо при помощи упомянутых систем изменения фаз газораспределения, систем изменения времени открытия клапанов и/или систем изменения высоты открытия клапанов, либо при помощи воздушной дроссельной заслонки (или с помощью электромагнитных клапанов системы газораспределения) уменьшить поступление воздуха в цилиндры ДВС 103 вплоть до полного закрытия, тем самым уменьшить нагрев воздуха сжатием и как следствие уменьшить сопротивление качению.

[0113] Поскольку известные системы изменения фаз газораспределения имеют привод от масляного насоса через соленоидный клапан, то, учитывая низкие обороты выходного вала 102 ДВС в ездовом режиме 1, при которых давления масляного насоса может оказаться недостаточным для функционирования масляных систем изменения фаз газораспределения, то вместо масла под давлением и соленоидного клапана может применяться управление через электромотор, двигающую косозубую шестерню между распределительным валом и внешней звездочкой газораспределительного механизма (ГРМ) при помощи, например, передачи винт-гайка или шестерня-рейка. Управление электромотором имеет высокую скорость реагирования, что подтверждается оправданным использованием электромоторов в таких системах реального времени с быстрым откликом, как например Valvetronic.

[0114] В случае использования управления системами изменения фаз газораспределения с помощью давления масла и соленоидного клапана могут быть использованы обратные пружины в управляющем приводе для компенсации понижающегося давления масла при снижении оборотов выходного вала 102 ДВС.

[0115] Поскольку при снижении частоты вращения выходного вала 102 ДВС уменьшается нагрузка на трущиеся детали ДВС 103, то понижение эффективности работы масляного насоса в связи с более низкими оборотами выходного вала 102 ДВС не отразится на эффективности смазки трущихся деталей ДВС 103, который в ездовом режиме 1 не совершает полезной работы. Однако, для увеличения эффективности, может быть применен электрический привод масляного насоса.

[0116] По мере роста оборотов выходного вала 102 ДВС в ездовом режиме 1 при достижении значений, близких к пороговым, при которых топливо начнет подаваться в цилиндры и произойдет переход в ездовой режим 2, ЭБУ 104 дает команду на плавное незначительное увеличение подачи воздуха в цилиндры ДВС, что сопровождается плавным незначительным увеличением тормозящего эффекта от компрессии, который ЭБУ 104 компенсирует соразмерным плавным увеличением тока на систему электромеханического преобразования 101 в режиме тягового электродвигателя, таким образом постепенное увеличение подачи воздуха остается незаметным для водителя, а переход из ездового режима 1 в ездовой режим 2 происходит незаметно, без замедлений движения и вибраций.

[0117] При резком нажатии водителем на педаль «Газ» в ездовом режиме 1 движения при оборотах выходного вала 102 ДВС, близким к пороговым, АКБ 105 передает максимальный ток на систему электромеханического преобразования 101, работающую в режиме тягового электродвигателя, одновременно с этим упомянутые системы контроля подачи воздуха увеличивают подачу воздуха в цилиндры ДВС и, при достаточном для функционирования ДВС 103 количестве воздуха в цилиндрах, производится подача топлива в ДВС 103. Таким образом гибридный автомобиль переходит в кратковременный ездовой режим 4 максимальной отдачи мощности всей силовой установкой при одновременной совместной работе ДВС 103 и системы электромеханического преобразования 101 в режиме тягового электродвигателя.

[0118] С целью увеличения плавности хода на оборотах ниже пороговых, и поскольку система электромеханического преобразования 101 находится в жесткой связи с ДВС 103 с определенным передаточном числом, возможно использование системы электромеханического преобразования 101 особой конструкции с полюсами или катушками, расположенными синхронно положению выходного вала 102 ДВС на такт сжатия каждого цилиндра, а само количество полюсов (катушек) пропорционально количеству цилиндров с учетом передаточного числа между валом системы электромеханического преобразования 101 и выходным валом 102 ДВС. При этом силовые импульсы управления вращением системы электромеханического преобразования 101 на каждую катушку будут иметь определенную пульсирующую форму (например, пилообразную, волнообразную или иную форму), компенсирующую компрессию ДВС на такте сжатия, таким образом система электромеханического преобразования 101 в режиме тягового электродвигателя будет также функционировать в качестве сглаживающего «электронного маховика».

[0119] Таким образом, проблема лишней траты энергии в ездовом режиме 1 от системы электромеханического преобразования 101 с одновременным вращением выходного вала 102 ДВС решена с помощью ограничения количества воздуха, поступающего в цилиндры ДВС 103.

[0120] Однако, в данной схеме гибридного автомобиля в ездовом режиме 1 от системы электромеханического преобразования 101, работающей в режиме электродвигателя, не всегда нужно уменьшать эффект нагрева воздуха в цилиндрах, несмотря на затраты электроэнергии на преодоление компрессии ДВС 103, которая в конечном счете выражается в виде нагрева воздуха внутри цилиндров ДВС 103. Данный эффект несет абсолютное преимущество при зимней эксплуатации данного типа гибридного автомобиля по сравнению с любым существующим типом гибридных автомобилей, так как сохраняет нулевой выхлоп при движении по пробкам, в то время как другие типы гибридных автомобилей вынуждены заводить ДВС с целью прогрева и дымить при длительном медленном движении или стоянии в пробках.

[0121] Таким образом, при зимней эксплуатации в ездовом режиме 1 от системы электромеханического преобразования 101, работающей в режиме электродвигателя с помощью упомянутых систем изменения фаз газораспределения, систем изменения времени открытия клапанов и/или систем изменения высоты открытия клапанов, либо при помощи воздушной дроссельной заслонки (или с помощью электромагнитных клапанов системы газораспределения) можно регулировать как прогрев самого ДВС 103 без подачи топлива в ДВС 103, так и температуру сжатого воздуха, удаляемого через выпускной коллектор ДВС 103 путем регулирования объема воздуха, поступающего в цилиндры ДВС 103. Данная система способна поддерживать минимальную температуру прогрева ДВС 103 без выхлопа, при которой он сможет вступить в работу в любой момент при переходе из ездового режима 1 в ездовой режим 2.

[0122] Объемы поступающего в цилиндры воздуха в ездовом режиме 1 данного гибридного автомобиля регулирует ЭБУ 104 через упомянутые системы путем анализа температуры окружающий среды, температуры ДВС, температуры воздуха с датчика в выпускном коллекторе, уровня заряда АКБ 105, а также путем анализа информации о продолжительности пробки (времени движения в ездовом режиме 1) от вышеупомянутых сервисов навигации.

[0123] Чем позже и/или на меньшую высоту и/или на меньшее время будет открыт впускной клапан, тем меньший объем воздуха поступит в цилиндр, а значит тем меньше будет нагрев воздуха в такте сжатия и меньше энергии потратится на этот нагрев. Также объем поступающего воздуха в цилиндры может регулироваться дроссельной заслонкой или с помощью электромагнитных клапанов системы газораспределения. Диапазон управления впускными клапанами может осуществляться вплоть до полного открытия или полного закрытия впускных клапанов.

[0124] Регулирование температуры воздуха в цилиндрах также может частично осуществляться через фазу, высоту и время открытия и закрытия выпускных клапанов, вплоть до полного открытия или полного закрытия выпускных клапанов.

[0125] Выходящий из выпускного коллектора разогретый воздух можно дополнительно пускать на подогрев АКБ 105 и отопление салона, например, с помощью водяной рубашки вокруг выпускного коллектора, связанной с радиатором отопления салона, либо любым другим техническим способом, включая оребрение, радиаторы, множественные трубки в полости, каналы, заслонки, интеркулеры. Также этот воздух может подогревать впускной коллектор. Также с целью ускорения прогрева ДВС 103, разогретый или все еще не охладившийся воздух может направляться обратно на впуск ДВС 103 полностью, либо частично подмешиваться к входящему в ДВС 103 уличному воздуху.

[0126] Датчик температуры, установленный в выхлопной системе после отбора тепла будет передавать сигнал на ЭБУ 104 с целью такого дозирования воздуха в цилиндрах, при котором избыточное тепло не выбрасывается на улицу.

[0127] При эксплуатации данного типа гибридного автомобиля летом рекомендуется использование кондиционера абсорбционного типа. В гибридном автомобиле также можно применять нагревательный элемент абсорбционного кондиционера с приводом, погружаемый в выпускной коллектор, или обдуваемый выходящим из выпускного коллектора разогретым воздухом или выхлопными газами по каналам с заслонками, где при ездовом режиме 1 температура выходящего воздуха регулируется упомянутыми системами изменения фаз газораспределения, воздушным дросселем или электромагнитными клапанами системы газораспределения. Также возможна установка компрессорного кондиционера с приводом от выходного вала 102 ДВС, трансмиссии, либо с отдельным электроприводом.

[0128] В случае расположения системы электромеханического преобразования 101 на первичном валу КПП 108 и при наличии сцепления, отключающего ДВС 103, (либо отдельного узла отключения ДВС 103), а также разъема для подключения внешнего источника питания АКБ 105 возможна эксплуатация с постоянно отсоединенным ДВС 103 в режиме электромобиля. Использование режима электромобиля для коротких поездок даст дополнительный экологический эффект. Для этого режима необходимо выполнение следующих условий: а) Автомобиль преодолевает небольшие расстояния, не более чем запас автономного хода АКБ 105 (например, 20 км на низкой скорости); b) Автомобиль между поездками имеет возможность подзаряжать АКБ 105 от розетки; с) Не требуются большие мощности и быстрые разгоны (например, спокойная езда на малой мощности или постоянная езда по пробкам); d) Скорости передвижения не требуют перехода в ездовой режим 2.

[0129] При выполнении указанных условий ДВС просто физически отключается при помощи сцепления либо отдельной коробки (узла) отключения ДВС 103, и все передвижения осуществляются на системе электромеханического преобразования 101 в режиме тягового электродвигателя. При этом ДВС 103 абсолютно не задействуется. Однако, в случае смены дорожной ситуации и необходимости перейти в ездовой режим 2, сцепление или коробка (узел) отключения ДВС подключает ДВС 103, и автомобиль из режима электромобиля вновь переходит на данную гибридную схему со всеми полноценными упомянутыми режимами.

[0130] Хотя данное изобретение было показано и описано со ссылкой на определенные варианты его осуществления, специалистам в данной области техники будет понятно, что различные изменения и модификации могут быть сделаны в нем, не покидая фактический объем изобретения. Следовательно, описанные варианты осуществления имеют намерение охватывать все подобные преобразования, модификации и разновидности, которые попадают под сущность и объем прилагаемой формулы изобретения.

Изобретение относится к гибридным транспортным средствам. Гибридный автомобиль содержит систему электромеханического преобразования электрической энергии в механическую и генерирования электрической энергии от механической, двигатель, блок управления, аккумуляторную батарею. Блок управления в соответствии с данными, полученными от датчика положения выходного вала двигателя, выполняет переключение между ездовыми режимами постепенно в течение заданного диапазона изменения частоты вращения выходного вала двигателя или заданного промежутка времени. Снижается уровень выхлопа и потребление топлива. 24 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. Гибридный автомобиль, содержащий:

- по меньшей мере одну систему электромеханического преобразования, выполненную с возможностью преобразования электрической энергии в механическую и с возможностью генерирования электрической энергии от механической энергии, соединенную с выходным валом двигателя внутреннего сгорания (ДВС) или с первичным валом коробки переключения передач (КПП), где выходной вал ДВС соединен с датчиком положения выходного вала ДВС; при этом упомянутая по меньшей мере одна система электромеханического преобразования выполнена с возможностью:

а) получения от электронного блока управления (ЭБУ) управляющих команд для вращения выходного вала ДВС, где вращение выходного вала ДВС происходит посредством упомянутой системы электромеханического преобразования без подачи топлива в ДВС, при этом упомянутый ЭБУ передает управляющие команды для вращения выходного вала ДВС посредством системы электромеханического преобразования после запуска гибридного автомобиля;

б) передачи крутящего момента на выходной вал ДВС до наступления установленного порога оборотов выходного вала ДВС (далее - ездовой режим 1), при этом упомянутый ЭБУ выполнен с возможностью рассчитывать упомянутый порог оборотов выходного вала ДВС в зависимости от типа ДВС, и/или выбранной передачи, и/или установленного посредством ЭБУ передаточного числа КПП, и/или положения педали «Газ». и/или команд от системы автономного управления, и/или нагрузки на силовой агрегат гибридного автомобиля;

в) генерирования электроэнергии от ДВС или генерирования электроэнергии в режиме рекуперации, где генерирование электроэнергии от ДВС происходит при превышении установленного порога оборотов выходного вала ДВС;

- ДВС, выполненный с возможностью:

i) включения в работу с одновременным началом передачи крутящего момента на первичный вал КПП посредством начала подачи топлива в ДВС, где упомянутая подача топлива происходит в процессе вращения выходного вала ДВС посредством упомянутой системы электромеханического преобразования, и включение в работу ДВС происходит при превышении установленного порога оборотов выходного вала ДВС (далее - ездовой режим 2);

и) прекращения работы посредством прекращения подачи топлива в ДВС, где прекращение подачи топлива происходит при снижении оборотов выходного вала ДВС ниже установленного порога; при этом после прекращения работы ДВС гибридный автомобиль переходит в ездовой режим 1 и выходной вал ДВС продолжает вращаться посредством системы электромеханического преобразования;

- по меньшей мере один ЭБУ, выполненный с возможностью переключения работы между ДВС и системой электромеханического преобразования или одновременного включения в работу ДВС и системы электромеханического преобразования и с возможностью контроля, регулирования и изменения работы электронных систем гибридного автомобиля;

- аккумуляторная батарея (АКБ), выполненная с возможностью передачи электроэнергии упомянутой системе электромеханического преобразования или приема электроэнергии от системы электромеханического преобразования - подзарядки;

при этом ЭБУ в соответствии с данными, полученными от датчика положения выходного вала ДВС, выполняет:

переключение между ездовым режимом 1 и ездовым режимом 2 постепенно в течение заданного диапазона изменения частоты вращения выходного вала ДВС или заданного промежутка времени, где диапазон изменения частоты вращения и промежуток времени вычисляются ЭБУ, где:

переключение от ездового режима 1 к ездовому режиму 2 предусматривает постепенное снижение уровня подачи электроэнергии от АКБ к системе электромеханического преобразования до нулевого уровня подачи электроэнергии с последующим переходом системы электромеханического преобразования в режим генерирования электроэнергии от ДВС с одновременным постепенным увеличением уровня подачи топлива в ДВС, и

переключение от ездового режима 2 к ездовому режиму 1 предусматривает постепенное снижение уровня подачи топлива в ДВС до нулевого уровня подачи топлива с одновременным прекращением генерирования энергии системой электромеханического преобразования и постепенным увеличением подачи электроэнергии от АКБ к системе электромеханического преобразования,

при этом упомянутый ЭБУ в соответствии с данными, полученными от датчика положения выходного вала ДВС, выполнен с дополнительной возможностью переключения от ездового режима 2 к ездовому режиму 1 в случае полного прекращения подачи топлива в ДВС и при одновременном снижении частоты вращения выходного вала ДВС до уровня ниже установленного порога с одновременным началом подачи электроэнергии от АКБ к системе электромеханического преобразования.

2. Гибридный автомобиль по п. 1, отличающийся тем, что КПП является, по меньшей мере, трехступенчатой механической коробкой переключения передач (МКПП), содержащей датчик частоты вращения выходного вала и соединенной с кулисой или роботизированным приводом переключения передач, где датчик частоты вращения выходного вала, кулиса или роботизированный привод соединены с ЭБУ.

3. Гибридный автомобиль по п. 1, отличающийся тем, что КПП является автоматической коробкой переключения передач (АКПП) или бесступенчатой КПП.

4. Гибридный автомобиль по п. 1, отличающийся тем, что ДВС является поршневым ДВС.

5. Гибридный автомобиль по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит систему изменения фаз газораспределения и/или воздушную дроссельную заслонку, выполненные с дополнительной возможностью уменьшать или увеличивать уровень подачи воздуха в упомянутый ДВС в момент работы упомянутой системы электромеханического преобразования.

6. Гибридный автомобиль по п. 4, отличающийся тем, что он содержит систему изменения высоты открытия клапанов, и/или систему изменения времени открытия клапанов, и/или электромагнитные впускные и выпускные клапаны, управляемые упомянутым ЭБУ, выполненные с дополнительной возможностью уменьшать или увеличивать уровень подачи воздуха в упомянутый ДВС в момент работы упомянутой системы электромеханического преобразования.

7. Гибридный автомобиль по п. 1, отличающийся тем, что ДВС является роторным ДВС.

8. Гибридный автомобиль по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит разъем для подключения внешнего источника питания АКБ.

9. Гибридный автомобиль по п. 1, отличающийся тем, что установленный порог находится в диапазоне от 800 об/мин до 1700 об/мин.

10. Гибридный автомобиль по п. 2, отличающийся тем, что, по меньшей мере, трехступенчатая МКПП содержит синхронизаторы.

11. Гибридный автомобиль по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно содержит сцепление, и/или гидротрансформатор, и/или узел отключения, выполненные с возможностью отключения ДВС или КПП.

12. Гибридный автомобиль по п. 11, отличающийся тем, что в качестве узла отключения используется раздаточная коробка или узел нейтральной передачи.

13. Гибридный автомобиль по п. 1, отличающийся тем, что система электромеханического преобразования выполнена с дополнительной возможностью передачи крутящего момента на выходной вал ДВС в ездовом режиме 2 в соответствии с управляющими командами, принятыми от упомянутого ЭБУ.

14. Гибридный автомобиль по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый ЭБУ выполнен с дополнительной возможностью обеспечения снижения уровня подачи топлива в ДВС до нуля в ездовом режиме 2 в случае отпускания педали «Газ», и/или нажатия на педаль «Тормоз», и/или в автономном ездовом режиме гибридного автомобиля.

15. Гибридный автомобиль по п. 1, отличающийся тем, что ЭБУ выполнен с дополнительной возможностью передачи управляющих команд на систему электромеханического преобразования для ее побуждения передачи крутящего момента на выходной вал ДВС во время ездового режима 2 в случае полной зарядки АКБ с одновременной передачей управляющих команд для постепенного снижения уровня подачи топлива в ДВС.

16. Гибридный автомобиль по п. 1, отличающийся тем, что ЭБУ выполнен с дополнительной возможностью передачи управляющих команд на ДВС для его включения в работу и передачи крутящего момента на выходной вал ДВС в случае полной разрядки АКБ для зарядки АКБ.

17. Гибридный автомобиль по п. 1, отличающийся тем, что АКБ содержит множество энергонакопительных элементов, выполненных с возможностью подзарядки от системы электромеханического преобразования, где ЭБУ определяет энергонакопительные элементы, которые должны подвергнуться зарядке, исходя из их уровня заряда и/или текущей избыточной мощности ДВС, которая используется для выработки электроэнергии системой электромеханического преобразования.

18. Гибридный автомобиль по п. 1, отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере один дополнительный электродвигатель, соединенный по меньшей мере с одной осью гибридного автомобиля и/или соединенный с трансмиссией гибридного автомобиля и/или с выходным валом ДВС и выполненный с возможностью получения электроэнергии от АКБ и передачи крутящего момента на колеса гибридного автомобиля, и/или по меньшей мере два дополнительных электродвигателя, каждый из которых соединен с каждым колесом по меньшей мере одной оси гибридного автомобиля и выполненных с возможностью получения электроэнергии от АКБ и вращения упомянутых колес гибридного автомобиля.

19. Гибридный автомобиль по п. 1, отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере два мотор-колеса, установленных на по меньшей мере одной оси гибридного автомобиля и выполненных с возможностью получения электроэнергии от АКБ для вращения и/или с возможностью передачи электроэнергии к АКБ от энергии вращения.

20. Гибридный автомобиль по п. 1, отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере один дополнительный генератор, соединенный по меньшей мере с одной осью гибридного автомобиля и/или соединенный с трансмиссией гибридного автомобиля и/или с выходным валом ДВС и выполненный с возможностью передачи электроэнергии к АКБ, и/или по меньшей мере два дополнительных генератора, каждый из которых соединен с каждым колесом по меньшей мере одной оси гибридного автомобиля и выполненных с возможностью передачи электроэнергии к АКБ.

21. Гибридный автомобиль по п. 1, отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере один дополнительный электродвигатель-генератор, соединенный по меньшей мере с одной осью гибридного автомобиля и/или соединенный с трансмиссией гибридного автомобиля и/или с выходным валом ДВС и выполненный с возможностью получения электроэнергии от АКБ и передачи крутящего момента на колеса гибридного автомобиля и передачи электроэнергии к АКБ, и/или по меньшей мере два дополнительных электродвигателя-генератора, каждый из которых соединен с каждым колесом по меньшей мере одной оси гибридного автомобиля и выполненных с возможностью получения электроэнергии от АКБ и вращения упомянутых колес гибридного автомобиля и передачи электроэнергии к АКБ.

22. Гибридный автомобиль по п. 1, отличающийся тем, что в качестве системы электромеханического преобразования используется электродвигатель-генератор.

23. Гибридный автомобиль по п. 1, отличающийся тем, что в качестве системы электромеханического преобразования используется по меньшей мере один электродвигатель и по меньшей мере один генератор.

24. Гибридный автомобиль по п. 1, отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере одну дроссельную заслонку, расположенную в системе впуска воздуха, выполненную с возможностью регулируемого впуска воздуха в упомянутый ДВС, и/или по меньшей мере одну дроссельную заслонку, расположенную в системе выпуска и выполненную с возможностью регулируемого выпуска воздуха из упомянутого ДВС в момент работы упомянутой системы электромеханического преобразования.

25. Гибридный автомобиль по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно содержит по меньшей мере один воздушный клапан для связи камер(ы) сгорания ДВС с атмосферой воздуха.