CN102892606A - 具有组合驱动的载重车辆 - Google Patents

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Abstract

一种具有根据本发明的组合驱动系统的载重车辆具有:至少一个一次驱动设备(1),其具有用于接收和输出功率的至少一个一次驱动轴(1.1);至少一个二次驱动设备(2),其具有用于输出功率的至少一个二次驱动轴(2.1);二次扭矩输送装置(8),其中,其具有与二次驱动轴(2.1)连接的至少一个输入侧(8.1)和至少一个输出侧(8.2)。通过二次扭矩输送装置(8)使得可以影响从输入侧(8.1)导入且从输出侧(8.2)导出的扭矩。此外,该组合驱动系统具有至少一个能量储存装置(5),以及至少一个驱动装置(3),其将由一次驱动设备(1)和/或二次驱动设备(2)输出的功率输送至车辆作为驱动功率。一次驱动设备(1)至少可在第一驱动状态下运行,其中由一次驱动轴(1.1)输出用于驱动车辆的功率,以及至少在第二驱动状态中,其中通过一次驱动轴(1.1)由二次驱动轴(2.1)接收功率,其该功率至少部分地作为能量可储存在能量储存装置(5)中。

Description

具有组合驱动的载重车辆
技术领域
当前,具有纯电动驱动或电动机与内燃机混合驱动的涉及街道的车辆的发展在世界范围内都得到相当的重视。这致力于减少由当前的道路交通导致的有害物质排放,特别是减少CO2的排放。在此,当前期望在城市内可以利用电动驱动而实现完全零排放。
此外,当前,实际上仅适用可支配性受限的化石液态燃料以驱动具有内燃机的车辆。因此预期,这类燃料的价格未来大幅升高,因此可替代的驱动的必要性同样提高。
背景技术
在市场上自由获得的具有电动驱动的车辆的供应当前非常少。在美国可自由购买的例如为Tesla Roadster,其由186KW的电动机驱动,且整体电池容量为53KWh。
不同的汽车制造商进行纯电动车辆的尝试,因此,例如BMW的“Mini E”样车,其宣传具有150KW的动力,且具有35KWh的电池容量。
当前,所有纯电动车辆的问题在于受限的行驶距离。在使用高功率电池情况下实现超过100km的形式距离也是昂贵的。
美国汽车制造商通用汽车(General Motor)宣布(参看例如维基德语版),2010年底将名为Chevrolet Volt的电动车辆投放市场,其设计为电动车辆,但额外具有驱动发生器的小型内燃机,通过该发生器可以再次为电池充电。根据公开的报告,具有电动驱动的车辆应具有直至64km的行驶距离。该内燃机在此也用于提高行驶距离,且因此称为“范围扩展器(Range Extender)”。这一概念也成为“串联混合驱动”。
另一类型的具有组合驱动的车辆为所谓的全混合车辆。这种车辆当前已经可在市场上大量获得。
通常,新的且昂贵的技术首先用在昂贵的车辆中。因此,下文中,以Toyota的样车Lexus RX 400h作为这样的混合动力车辆的示例。该车辆具有横向置入的具有3311cm3的汽缸工作容积的V6-Otto-发动机,其在5600U/min的情况下输出155KW的功率,且在4400U/min的情况下输出288Nm的扭矩。
此外,前置的电动机用于驱动前轴,其在4500U/min的情况下输出123KW的功率。用于驱动后轴的后置电动机在4610–5120U/min的转速下输出50KW的功率。此外,传动系具有功率为109KW的电发生器,且具有容量为1.9kWh的电动车电池。为了汇总和分配传动系中的功率,使用带有电连续可产生的转速比的行星齿轮、所谓的E-CVT-行星齿轮和用于转速匹配前电动机的行星齿轮、所谓的匹配-行星齿轮。
传动系如下地设计:
V6-Otto-发动机的输出轴通过扭转减振器与E-CVT-行星齿轮的过梁(Steg)连接。电发生器的输出轴与E-CVT-行星齿轮的日轮制齿连接。前电动机的输出轴与匹配行星齿轮的日轮制齿连接,其具有与V6-Otto-发动机共同的空心轮,该空心轮将这两个行星齿轮相互连接。
支承在E-CVT-行星齿轮的过梁或匹配-行星齿轮的过梁上的行星部(Planeten)齿合各日轮制齿和共同的空心轮。匹配-行星齿轮的过梁被抗扭地支承,且因此可以不执行围绕其中心轴的旋转运动。
共同的空心轮在向外的径向方向上具有外制齿,其与中间轴式变速器级的齿轮齿合,该齿轮与前轴差速器的输出轴连接。V6-Otto-发动机的和前电动机的驱动功率通过该前轴差速器被分配在前轮上。
后电动机的驱动功率被传导到后轴上。在前轴与后轴之间不存在扭矩转到阻碍。
对于RX400h,E-CVT-行星齿轮为用于控制传动系的中心部件。在行驶期间传动系鉴于有利效率而被控制。E-CVT-行星齿轮的过梁与空心轮之间的转速比可由日轮制齿的转速改变。E-CVT-行星齿轮的转速正比于行驶速度。V6-Otto-发动机在转速区域中以尽可能高的效率被驱动,以使得消耗最佳化。针对该要求,出现过梁与空心轮之间的一定的转速比。该转速比通过电发生器的转速调整,该电发生器与日轮制齿耦接。
此外,在RX400h的情况中,为在具有高效率的驱动点上驱动V6-Otto-发动机,通过V6-Otto-发动机产生的驱动功率的一部分在电发生器中转换成电功率。该由此产生的电功率应用于驱动车辆,其必须被再次转换成机械功率。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种具有改进的驱动的车辆。特别地,该驱动应通过当前或短期内可具有的技术手段提供较低的消耗、较低的排放和提高的行驶距离。
根据本发明,该目的通过权利要求1的主题实现。优选的扩展为从属权利要求的主题。
根据具有空重超过2000kg且共功率超过200KW的车辆详细描述了现有技术。这一重量和功率等级的车辆仅是陆上车辆集合的一小部分。
因此,下文中特别根据车辆结构描述本发明,其百分比在陆上车辆集合中明显更高,即具有大致800kg至1200kg的空重的车辆。在此,空重理解为不包括电池的重量。这类车辆基本上具有4至5个针对成人的座椅,且具有一定程度可接收的行李厢空间。这类车辆因此也特别合适作为用于城市的车辆。这类车辆通常且在此属于所谓的紧凑型等级。
然而应注意,该提示不限制本发明的应用。本发明也可用于具有更低或更高的重量的车辆。
在本发明的意义中,载重车辆理解为特别用于运送人和/或货物的车辆。
在此包括单线以及特别是双线的车辆,以及具有两个或更多个轴的车辆。特别地,在此包括载客车辆,从单或双座的小型车至高等级的更重的车辆,小型和大型巴士,以及轻型或重型卡车。本发明非常有利地用于通常用于在城市中运送货物的轻型卡车。
组合驱动系统理解为用于驱动所述载重车辆的装置。
一次驱动设备理解为特别提供用于该组合驱动系统的驱动功率的装置。优选地,一次驱动设备构建成电设备。
二次驱动设备理解为特别提供用于该组合驱动系统的驱动功率的装置。优选地,二次驱动设备为内燃机。
扭矩-输送装置为用于输送扭矩的装置,其通常具有输入侧和输出侧。扭矩-输送装置优选具有两个或三个运行状态。在第一运行状态中,扭矩从输入侧输送至输出侧。在第二驱动状态中,基本上不输送扭矩。若可能,则在第三运行状态中,扭矩从输出侧输送至输入侧。
优选地,所述至少两个运行状态可受内部或外部的控制指令的影响。外部的控制指令从扭矩-输送装置外传输至其,内部控制指令在扭矩-输送装置内产生。优选地,内部控制指令通过评估输入侧和/或输出侧的转速而产生。内部指令也可以叠加外部指令,且反之亦然。
能量储存装置为提供用于在一定的时间段上接收功率且在之后的时间点上输出功率的装置。该能量储存装置优选具有三个运行状态。在第一运行状态中,能量被输送至能量储存装置。在第二运行状态中,优选获取包括在能量储存装置中的能量内容。在第三运行状态中,特别地,能量储存装置的功率直接或间接地被输送至一次驱动设备。
优选地,能量储存装置为二次电池,例如镍-金属氢化物或锂离子电池。然而,也可以是其他能量储存器,例如电感器,或例如根据飞轮原理工作的动能存储器或类似物。
对于将能量导入能量储存装置,优选有三种不同模式。在第一模式中,优选传导地和/或感应地通过外部源完成能量导入(插上电源)。在第二模式中,优选地,能量储存装置由一次驱动设备充电,其中,其由二次驱动设备驱动(主动充电)。在第三模式中,在刹车或类似情况下通过回收实现充电(被动充电)。
输出装置理解为在载重车辆中将输出功率传导至车辆的至少一个输出部件的装置。优选地,输出装置可以具有一个或多个扭矩-输送装置、齿轮装置和/或差速齿轮装置。
齿轮装置理解为具有至少一个齿轮输入部件、齿轮输出部件以及齿轮壳体且用于转化转速和/或扭矩的装置。
车辆的驱动部件理解为将车辆的驱动功率输送至底面的装置。优选地,车辆的驱动部件构建成轮-/轮胎组合。
一次驱动设备的第一运行状态理解为在其中在其一次驱动轴上输出功率的状态。
一次驱动设备的第二运行状态理解为在其中在其一次驱动轴上接收功率的状态。为接收功率,一次驱动轴优选通过外力被置于旋转运动中。该外力在此优选通过二次驱动设备或通过输出装置被施加在驱动轴上。
本发明的另一重点在于,除了消耗和排放外也改进车辆的所谓的NVH-性能。NVH为噪声、振动、声振粗糙度,且表示车辆性能,此外相对于来自传动系的振动和驱动的噪声性能。
基础方案的描述
本发明从基础方案开始,该基础方法可以在本申请公开的框架下变化。
该基础方案首先基于认为在不久的未来电池容量还是相对较贵的。公司例如Robert Bosch GMBH认为那个时候(2010年初)锂离子电池的电池价格为1500欧元/kWh。认为,该价格在提供产量的情况下降至500欧元/kWh,乐观认为直至250欧元/kWh。对于50kWh电池,在乐观估计的情况下,那个时候的价格为25000至50000欧元。
一升柴油的能量含量为10kWh,对于存储,估计50升大约50欧元,对应于500kWh。
除了成本,重量也是锂离子电池的问题。2010年初在底特律展出的样车奥迪e-tron使用400kg重的锂离子电池,其容量为45kWh。
现在,人们通常认为,对于在此优选描述的紧凑级车辆,大致20kWh的电池容量大致可以使得行驶距离为100km。这也通过已提到的样车BMW Mini E完成,其在电池容量为35kWh的情况下具有大致150km的行驶距离,该行驶距离在通过制热或制冷以及频繁加速过程而使用电池的情况下明显缩短。另一方面已知,根据国家和地区,绝大部分情况,车辆平均每天明显少于100km。如果在平均每天使用期间不考虑特别的优点,则电驱动车辆行驶例如400km的距离因此是非常贵的且要求非常重的电池,这也将明显恶化车辆的形式性能。
另一方面,对于车辆使用者而言问题在于,其车辆的可用性以及组件例如加热组件由于电池而受到限制。当使用者仅拥有一辆车时,后者效果显著但不是唯一效果。在周末以该车辆出行则不能完成行驶距离。
因此,在此讨论的基础方案提出,额外提供用于电驱动的内燃机,该内燃机作为所谓的“范围扩展器”增加行驶距离。
此外,该基础方案提出,可以使用该内燃机,以与电动机共同提高驱动功率。对于既选择电动机又选择内燃机,这具有明显的优点。因为电动机和内燃机在加速过程中可以共同作用,相对于仅有电驱动或仅有内燃机驱动的情况,既可以更低地保持电动机功率又可以更低地保持内燃机功率。
因此,即可以对于电动机有可以对于内燃机节省重量。然而,重量对于电驱动的车辆是大问题,因为在相同功率的情况下,电动机的重量是内燃机的重量的大致两倍,且额外需要考虑电池的大重量。因为车辆的重量为针对其消耗的重要的量,由此实现的减重导致明显更低的消耗。
此外,使用更小的内燃机允许,内燃机经常在其最高功率附近工作。因为内燃机在部分负荷范围中具有相对较差的油耗值,因此通过该措施进一步降低了前进的能量费用。更小的电动机和更小的内燃机最终也减小了驱动的空间要求,这尤其对紧凑级的车辆对于其可用性具有明显的意义。
本发明特别提供一次驱动设备与二次驱动设备的机械耦接,所谓的“机械推动”。
在此描述的基础方案在本申请的框架下称为“集成的范围扩展器(IRE)”,其中电动机用作为一次驱动设备,而内燃机作为二次驱动设备机械地与一次驱动设备以及输出装置连接,以产生机械推动。概念“集成的”表示,作为二次驱动设备的内燃机直接集成在车辆驱动中。
在鉴于现有技术描述的串联混合驱动的情况下,内燃机仅给电池充电,而自身不参与产生驱动力矩。这首先具有的优点为,内燃机在充电时可以总在其最佳效率的范围内运行。当然,与此相反的是,对于内燃机由于效率原因最佳效率的范围在相对较高的转速的范围中。对于这样的串联混合驱动,当车辆处于静止状态时,例如在等待交通灯时,内燃机与此也以高转速运行。这可使得使用者在NVH舒适性的前述方面上认为是不舒服的。
然而,特别地,缺点在于,在行驶距离延长的范围中,内燃机的动能或机械能首先转换成电能,然后在电动机中再次转换回动能或机械能。该双重转换表示效率的明显损失,且致使这样的系统的效率下降。
相反地,对于具有集成的范围扩展器(IRE)的车辆的在此示出的基础方案,在内燃机中产生的动能直接通过机械用于驱动车辆。由此省去了两次能量转换过程,由此显著提高了效率。
虽然与其相反,内燃机在其输出转速方面直接过通过齿轮装置与车辆的输出装置且由此最终也与车辆的驱动部件(通常为轮子)耦接。因此,在IRE的情况下,内燃机相比于其在串联混合驱动的情况下必须在更大的转速范围内工作。该缺点由于机械推动一方面通过更高的效率得以补偿。另一方面,当前已知的发动机特别是在燃料喷入、点燃时间点、阀控制时间以及若可能还有汽缸工作容积的相应的变化性的情况下可以被控制成,使得其也在具有高效率的宽的转速范围中工作。
若在IRE的情况下,期望类似于串联混合驱动的情况下的驱动,必须可以也以现有技术对电池充电,则这可以通过简单的方式实现,即,在作为一次驱动设别的电动机和输出装置之间或在输出装置的另一位置上置入可控的离合器。
在宽的转速范围上的可能低效率的缺点可以通过下述方式补偿,即,在IRE的情况下,作为一次驱动设别的电动机以及作为发生器用于对电池充电。因此省略了分立的如在串联混合驱动的情况下必须的发生器。
此外,优选地,该基础方案提出,使用具有一些传动级、优选两个传动级的齿轮装置,且优选也通过齿轮装置改变电动机的转速。
通过该措施,相对于普通的混合动力车辆,如前述的样车Lexus RX450h,尽可能地节省了非常昂贵的齿轮。这导致减轻了重量、降低了成本和空间要求。此外,通过该措施可是使用在更高的转速的情况下具有小扭矩的电动机,使得在此进一步减轻了重量且降低了空间要求。
此外,该基础方案提出,只使用一个组合的电动机/发生器。通过该措施也可以节省重量和结构空间。特别地,在使用相应设计的齿轮装置的情况下,以下述方式也是可能的,即,以下述方式设计作为发动机和发生器的电装置,即其分别在有利的效率的范围中工作。
当在本发明的一优选实施方式中,内燃机具有分立的起动器,且更加优选地具有分立的发电机时,对电动机的设计可以但不是必须被进一步简化。在此,起动器和发电机也开始是组合的。这具有的优点为,在基础方案的框架下表示一次驱动设备的电设备在效率方面被优化,而不必将该应用考虑作为起动器。这有利抵消了用于额外存在的起动器和/或发电机的更大的结构和重量成本。在此也考虑,在基础方案的框架中使用小的内燃机,使得使用小型的起动器,且若可能也使用分立的发电机,且若无另外的任务例如用于驱动的辅助机组的电源也可以小型地被实施。
在以内燃机驱动载重车辆时,在传动系中的振动具有明显的作用。此外,该振动通过扭矩峰值而出现,该扭矩峰值通过在单个汽缸中的时间上相继的燃烧过程而出现。此外,在使用活塞式发动机时,所述振动也通过惯性力而出现,所述惯性力特别通过活塞在上和下顶点中的速度转换而产生。所述惯性力在4缸发动机的情况下可以得到较好控制,且在6缸纯发动机和V8发动机的情况下得到非常好地控制。然而,当使用小型内燃机而提高效率时,其汽缸工作容积优选在1升或更小的范围内,则在构建作为4缸发动机的单汽缸的汽缸容积为250ccm或更小。这将降低燃烧的效率。因此在此情况下,优选的是具有更少汽缸数的发送机,例如3汽缸或2汽缸。若使用这样的2或3缸发送机或者甚至1缸发动机,则惯性力不再可很容易地得到补偿,不再如对于4或多缸发动机一样。此外,当不期望相对于当前流行的转速明显提高发动机的转速时,点火间隔也减小。
因此,该基础方案提出机械推动的优选实施方式,从而在相同的轴上布置内燃机和电动机,且从而舍弃降低电动机转速的匹配齿轮。对于该设计,电动机优选也用于抑制在传动系中通过内燃机而出现的振动。为此,优选使用控制装置,其预先计算内燃机的通过燃烧且通过惯性力而出现的扭矩脉冲,且产生在电动机中出现的补偿扭矩或补偿旋转运动或反振动。通过对电动机的绕组施加相应的脉冲,而可以通过简单的方式电地产生补偿扭矩。可替选地或额外地,可以在电动机的通过可扭转振动地被支承的壳体上产生补偿旋转运动。反旋转运动优选以电的方式产生,特别通过感应传感器或特别优选通过压电传感器。对于这两种类型,可以通过电脉冲产生长度变化,该长度变化导致电动机的旋转运动地布置的壳体的相应的旋转运动。
对于这两种变型,当考虑直接用于产生反振动的发动机控制设备的信号时,是特别有利的。在发动机控制设备中,一方面确定下一次喷射过程的时间点,且另一方面也确定喷射量。通过该数据,可以分析地和/或根据经验地确定与燃烧一起的扭矩脉冲激励的大小且计算相应的反振动。
发动机控制的数据产生通过燃烧过程自身而出现的扭转振动的可靠图像。然而,扭转振动也通过传动系中的其他现象而出现,特别通过共振或类似共振的现象而产生。在通过电动机控制数据计算振动激励时可以考虑所述扭转振动,其例如根据经验首先获取。然而,通用也可以在传动系的一个或多个位置上布置旋转传感器,且考虑其信号,以计算相应的补偿措施。可以与用于计算振动补偿的电动机控制的数据一同考虑振动传感器的信号,然而在本发明的框架下也可以单独考虑振动阻尼器的数据,而不考虑电动机控制的数据。
在分立布置的振动传感器也可以从一次驱动设备的电场中的改变中直接导出振动。
其他优选设计方案
在一优选实施方式中,一次驱动设备通常为电动机的额定功率和二次驱动设备通常为内燃机的额定功率相互成一定的比例。在此驱动设备输出的功率短期也可以大于额定功率。优选地,一次驱动设备与二次驱动设备的驱动功率比例在0.5至10的范围内,优选在0.8至5的范围内,且特别优选在1至3的范围内。特别优选地,一次驱动设备的额定功率大于二次驱动设备的额定功率。
在该驱动功率比例的情况下,驱动被控制成,使得基本上使用一次驱动设备用于驱动车辆。由此,二次驱动设备频繁在其额定功率范围内或特别优选在高效率的范围内运行。
在另一优选实施方式中,组合驱动系统基本上仅具有单个一次驱动设备,其优选也单独提供主动产生的能量,以储存在能量储存装置中。优选地,一次驱动设备的来自车辆的势能或动能的功率(被动充电)被储存在能量存储器装置中。
通过优选仅单个且非多个一次驱动设备与能量储存装置连接,优选产生低复杂度的、更简单控制的且有效率的组合驱动系统。
在一优选实施方式中,组合驱动系统具有至少一个一次驱动设备、扭矩输送装置和齿轮装置。
齿轮装置优选具有一个和/或两个齿轮输入部件且优选具有一个和/或两个齿轮输出部件。优选地,一个或两个齿轮输入部件与功率源连接。优选地,齿轮输出部件与功率降低器连接。优选地,至少一个齿轮输入部件的转速不同于至少一个齿轮输出部件的转速。优选地,一次驱动轴和扭矩输送装置的输出侧分别与齿轮输入部件连接。特别地,齿轮装置可为多种不同的结构形式,使得可以低成本地和/或节省空间地构造具有齿轮装置的组合驱动系统。
在一优选的实施方式中,至少一个齿轮输入部件的转速与至少一个齿轮输出部件的转速之间的转速比可以改变。优选地,该转速比可以至少在一定的范围内连续改变。优选地,齿轮装置的多个、优选一至四个、且特别优选两至三个、离散转速比是可控的。优选地,这样的可控的齿轮装置被构建成为具有至少两个不同的齿轮对的变速齿轮,为行星齿轮装置或为双离合器装置。
通过设置齿轮装置的转速比,可以匹配驱动设备的在具有高效率的范围内的转速,且由此优选可以实现低排放的且消耗高效的驱动。
在一优选实施方式中,一次驱动轴与齿轮装置之间的传导扭矩的连接是可断开的,使得在其之间不输送扭矩。优选地,在一次驱动设备与齿轮之间布置扭矩-输送装置,其优选被实施成离合器,且特别优选为可控的离合器或为自动控制的离合器。
可控的离合器可以通过控制指令从在其中输送扭矩的第一驱动装置输送到在其中不输送扭矩的第二驱动状态中,或反之亦然。对于可控的离合器,优选可以预定外部控制指令,且由此可以转换驱动状态。对于自动控制的离合器,优选可以产生内部控制指令。优选地,对此评估扭矩输送装置的输入侧的转速和/或输出侧的转速。若所述转速成优选的比例和/或在其之上,所述转速中的一个不同于预定的转速,则优选产生内部控制指令,且自动控制的离合器可以转换其驱动状态。优选地,自动控制的离合器构建成为自由轮子离合器或离心式离合器。代替对转速的控制,优选也可以实现对扭矩的控制和/或对旋转和扭矩的共同控制。
在一优选实施方式中,一次驱动设备为电机械能量转换器,在其中,电能被转换成机械能或动能和/或机械能或动能被转换成电能。
在一优选实施方式中,一次驱动设备为电机械能量转换器,其由持久围绕旋转轴旋转的磁场驱动。该磁场优选通过至少一个或多个相互相位移动的电流和/或通过多个相互移位的电磁线圈产生,且优选形成磁旋转场。优选地,该旋转场的旋转轴与一次驱动轴基本上一致。
在一优选实施方式中,一次驱动轴的转速与旋转场的转速相同。优选地,一次驱动设备为同步电动机/发生器。同步电动机/发生器相比于其他旋转场设备特别具有更大的效率。优选地,该高效率正面地影响车辆的行驶距离。相比于其他旋转场装置,同步电动机/发生器的惯性矩较小。优选地,通过该较小的惯性矩实现组合的传动系的有利的、易变的转速比。
在另一优选实施方式中,一次驱动轴的转速小于旋转场的转速。优选地,一次驱动设备构建成异步电动机/发生器。特别地,异步电动机/发生器比其他旋转场设备可以更容易地以四象驱动方式驱动被驱动。通过简单实现的四象驱动方式优选在对车辆制动时简化能量回收,且由此提高行驶距离。异步电动机/发生器的转速/扭矩控制相对于其他旋转场设备是简单的。由于该控制的简单性,优选可以使用用于异步电动机/发生器的小型且轻型的功率电子设备,且由此将车辆的总重量保持为低水平。
在另一优选实施方式中,一次驱动装置为横向流电动机/发生器。横向流电动机/发生器特别具有断开的交流线圈,其与轴成环形同心地被布置。优选地,因此在产生单回路的横向磁环路布置。横向流电动机/发生器具有高的功率密度以及好的效率,且因此特别适用于移动应用,优选适用于组合驱动系统。
在另一优选实施方式中,一次驱动装置为磁阻发动机/发生器。磁阻发动机/发生器特别具有多个在四周分布的电磁线圈,所述电磁线圈以其对称轴基本上星形地对齐于磁阻发动机/发生器的驱动轴。通过该简单的结构,特备使得相对于旋转场设备对磁阻发动机/发生器的控制被简化。相比于以另外的电机械能量转换器可以实现的,磁阻发动机/发生器的简单控制性导致组合驱动系的更好的非稳定转速比。
在另一优选实施方式中,一次驱动装置为直流电动机/发生器。直流电动机/发生器特别具有熟知的且可简单描述的转速/扭矩特性。该直流电动机/发生器相比于其他电机械能量转换器更加容易可控。通过该容易的可控性,可以实现具有小重量和大的行驶距离的组合驱动系统。
在另一优选实施方式中,一次驱动装置为交流电动机/发生器,优选单项同步电动机/发生器。交流电动机/发生器相对于其他电机械能量转换器具有简单的结构。通过该简单的结构实现车辆的较小重量。
通过利用电机械能量转换器使得可以将电能转换成动能且反之亦然,优选可以将首先送至车辆且在其中储存为动能和/或势能的驱动功率在更晚的时间点上再次转化成电能且储存。由此,车辆的消耗降低且提高了行驶距离。
在一优选实施方式中,二次驱动设备构建为内燃机。内燃机立即为在其中化学能被转换成动能的能量转换器。该能量转换优选基于放热燃烧。该放热燃烧优选实施成外部或内部燃烧。
优选地,单个燃烧室的最大容积在100立方厘米(ccm)至2000ccm之间的范围,优选在300ccm至800ccm的范围,特别优选基本上为500ccm。由此,在确定的发动机结构的情况下,产生燃烧室容积与燃烧室表面的特别有利的比例。通过优选容积改变的燃烧室实现低排放的燃烧。
在一优选实施方式中,二次驱动设备构建为活塞式发动机。该活塞式发动机优选具有小于或等于四个、优选小于或等于三个,或特别优选两个或一个缸。四个或两个缸的优点为好的质量平衡。在三个缸的情况下,产生有利的点火间隔。优选地,活塞式发动机的缸在平面中和/或反向地运动。优选地,通过该反向的运动实现对基本上通过活塞运动出现的惯性力的平衡,而无额外的质量。
特别优选地,这样的活塞式发动机实施成两缸对置气缸发动机或具有基本上180°的气缸边缘角的V-发动机。
若使用小型且由此轻型的活塞式发动机,则组合驱动系统的重量是小的,且由此促进车辆的大的行驶距离。
在另一优选实施方式中,二次驱动设备为具有自由运动的活塞的内燃机,其中,该活塞在缸内运动。活塞的该运动优选基本上不受外部影响。基本上,该活塞可以因此在没有外部的机械强制供油的情况下运动。具有可以运动的活塞的这样的内燃机优选为自由活塞发动机。为平衡自由活塞发动机的活塞的出现的惯性力,优选使用第二、反向运动的活塞,或优选使用另一合适的装置。自由活塞发动机表示具有高效率和低重量的紧凑驱动设备。
在另一优选实施方式中,二次驱动设备为旋转活塞发动机,优选为汪克尔发动机(Wankelmotor)。优选地,旋转活塞发动机具有一个或两个旋转活塞。通过旋转活塞发动机优选实现二次驱动设备的安静运行,使得优选仅提供用于抑制二次驱动设备的振动和噪声的轻型额外装置。由此,优选实现组合驱动系统的小的重量,且由此实现低的消耗。
在另一优选实施方式中,二次驱动设备为内燃的流体或涡轮机。内燃的流或涡轮机具有具有至少一个压缩机和燃烧室。优选地,二次驱动设备为燃气涡轮机。优选地,通过燃气涡轮机可以实现化学能至机械能的低振动转换。相对于其他内燃机,燃气涡轮机特别具有有利的排放性能和高的能量密度。
在另一优选实施方式中,二次驱动设备为具有外部燃烧的流体设备。这样的流体设备具有至少一个第一区域和第二区域,在第一区域中化学能被转换成热能,且被输送到工作介质上,在第二区域中工作介质的能量至少部分地被取走。优选地,具有外部燃烧的二次驱动设备为具有蒸汽发生器的蒸汽涡轮机。优选地,通过该蒸汽涡轮机可以实现低振动的化学能至机械能的转换。相比于其他内燃机,蒸汽涡轮机特备具有有利的排放性能。
在另一优选实施方式中,二次驱动设备为具有外部燃烧的热力发动机。根据充量交换性能,至少两类这样的具有外部燃烧的热力发动机可以是不同的。一方面,可以通过充量交换实现从热能至机械能转换。另一方面,可以在没有充量交换的情况下实现从热能至机械能转换。若在没有充量交换的情况下将热能转换成机械能,则基本上二次驱动设备具有带有至少两个区域的至少一个空腔。在该空腔的第一区域中热能被送至工作介质,且在该空腔的第二区域中从该工作介质中取走热能。优选地,这样的没有充量交换的热力发动机为热燃气发动机,特别是斯特林发动机。
在另一优选实施方式中,在外部燃烧的且由此具有充量交换的热力发动机中,热能被转换成机械能。这样的热力发动机优选具有至少一个缸,至少一个活塞和工作介质。优选地,该活塞通过工作介质在缸中运动。优选地,在活塞运动时,工作介质有规律地从缸中被推出。优选地,这样的热力发动机为活塞式蒸汽机。
在第二驱动设备优选在其最佳驱动点以低有害物质排放量地运行期间,对于非连续形式的情况例如对于启动过程或重复过程而额外要求的驱动功率可以对于组合驱动系统以有利的方式由一次驱动设备提供。
在一优选实施方式中,二次驱动设备具有启动装置,特别是内燃机。优选地,该启动装置为电机械能量转换器,特别是启动杆。优选地,该启动装置可不依赖于一次驱动设备而运行。优选地,二次驱动设备通过启动装置加速到一定的转速。
在一优选实施方式中,具有组合驱动系统的车辆优选在平面上实现基本上10km至40km的范围内的一次行驶距离,优选在基本上20至200km的范围内,且更加优选在基本上40至100km的范围内,且完全特别优选为基本上100km。
行驶距离的一次行驶距离为当车辆不从外部被施加能量且当二次驱动设备不用于产生能量时车辆实现的行驶距离。
在一优选实施方式中,电能优选以化学形式被储存在电能储存装置中。该电能储存装置优选被实施成二次电池(即蓄电池)。该电能储存装置优选具有基本上从2至80kWh的储存容量,优选基本上从3至30kWh,且更加优选从基本上4至10kWh。
在一优选实施方式中,具有组合驱动系统的车辆可从外部被提供能量。优选的该可被提供的能量为电能。优选地,该车辆具有用于提供电能的接口。优选传导地、特别是通过插接或者同样优选感应地实现能量提供,优选在车辆的停车时或也在其运动时,特别通过布置在车道中、边或上的感应装置。该感应装置优选具有导电体。
在一优选实施方式中,一次和二次驱动设备基本上在具有高效率的区域中运行。驱动设备的效率一般取决于驱动轴的转速。优选地,为将驱动轴的转速与行驶速度和效率要求相匹配,组合驱动系统具有优选带有多个固定传动级的齿轮装置。传动级优选通过至少一个齿轮输入部件与至少一个齿轮输出部件之间的转速比表示。优选地,该齿轮装置具有四个、优选三个、且特别优选两个传动级。
在另一优选实施方式中,齿轮装置被实施成行星齿轮传动机构。优选地,行星齿轮传动机构为带有优选三个轴的行星齿轮,其优选具有日轮、空心轮、行星轮载体和至少一个行星部(Planeten)。行星齿轮的三个轴优选可以理解为日轮、空心轮、行星轮载体。
在使用行星齿轮的情况下,一次驱动轴可选择性地与日轮和/或行星轮载体直接或间接连接。优选地,二次驱动轴选择性的驱动行星轮载体和/或日轮,或脱离行星齿轮。优选利用至少一个扭矩输送装置影响一次驱动轴与日轮和/或行星轮载体之间的连接。优选通过扭矩输送装置从二次驱动轴至行星轮载体和/或至日轮的能流。
优选地,行星齿轮的空心轮用作为齿轮输出部件。
在另一优选实施方式中,齿轮装置同样实施为行星齿轮。然而,行星轮载体在此用作为齿轮输出部件。优选地,该空心轮抗扭地被支承,不能围绕其中轴旋转。优选地,一次驱动轴可选择性地与日轮和/或行星轮载体连接。优选地,二次驱动轴选择性地驱动日轮,或不将功率传导到行星齿轮上。优选利用至少一个扭矩输送装置影响一次驱动轴与日轮和/或行星轮载体的连接。优选由扭矩输送装置影响从二次驱动轴至行星轮载体的能流。
在另一优选实施方式中,具有组合驱动系统的车辆具有带有高效率的带有至少一个传动级的齿轮装置。优选地,齿轮装置被实施成行星齿轮。优选地,在行星齿轮中,至少两个轴可以相互连接。优选地,日轮或日轮轴、空心轮或空心轮轴以及行星轮载体理解为轴。优选地,空心轮与日轮连接,或优选空心轮与行星轮载体或者日轮与行星轮载体连接。特别地,当这两个轴以相同的转速运动且行星齿轮的齿轮输入部件与齿轮输出部件之间的传动比为1:1时,行星齿轮具有高效率。
在另一优选实施方式中,具有组合驱动系统的车辆具有带有可改变的转速比的齿轮装置。优选地,齿轮装置具有第一齿轮输入转速、第二齿轮输入转速以及齿轮输出转速。优选地,通过第一齿轮输入转速确定第二齿轮输入转速与齿轮输出转速之间的转速比。优选地,第二齿轮输入转速与第一齿轮输入部件叠加。优选地,通过该转速叠加使得可以连续设置转速比。具有可改变的转速比齿轮装置具有至少一个第一齿轮输入部件、第二齿轮输入部件以及齿轮输出部件。优选地,第一齿轮输入部件可与一次驱动轴连接。优选地,第二齿轮输入部件可与二次驱动轴连接。通过可连续匹配的转速比,可以在具有高效率的驱动范围中运行。优选地,通过在效率有利的驱动范围中运行使得可以低排放地驱动车辆。
在一优选实施方式中,一次驱动轴和二次驱动轴相互同轴地和/或对齐地布置。优选地,通过这类的轴对齐可以使得简单地构建组合驱动系统。优选地,通过简单地且由此节省重量地构建组合驱动系统实现对车辆的高效驱动。
在一优选实施方式中,不转换地输送从一次驱动轴至车辆的驱动部件的或反向的能量。优选地,不转换地输送从二次驱动轴至车辆的至少一个驱动部件的能量。
能量的不转换的输送理解为,机械能在其输送期间不转换成其他形式的能量,特别是不转换成电能。当扭矩和转速的产物在输送期间基本上保持恒定时,则机械功率优选不转换地被输送。优选地,二次驱动轴通过齿轮装置和/或通过扭矩输送装置可与车辆的驱动装置连接,由此优选产生全机械推动,且实现针对组合驱动系统的高效率。
在一优选实施方式中,组合驱动系统的扭矩流可以被扭矩输送装置影响,使得产生驱动系统的高效率。对此,组合驱动系统具有一个、两个、三个或更多个扭矩输送装置。
优选地,扭矩输送装置选自由不同类型的扭矩输送装置构成的组。该组包括机械的离合器和制动器和/或无接触的离合器和制动器,机械的离合器和制动器至少部分地由于固体摩擦或由于流体动力的或流体静力的效应输送作用力,无接触的离合器和制动器由于磁和电效应输送作用力。
优选地,机械的离合器和制动器理解为根据形配合连接或摩擦连接的原理工作的离合器。特别地,摩擦连接的离合器可以根据摩擦表面的构造划分。优选地,机械的离合器的组具有蹄式离合器、锥体离合器、圆盘离合器(单圆盘-、多圆盘-、多盘-离合器)和绕带离合器,以及既润滑又无润滑运转的扭矩输送装置。
在此,扭矩输送装置也可以是滑动控制的。滑动理解为扭矩输送装置的输入侧相对于输出侧的扭转。
此外,离合器和制动器可以选自液压离合器的组。特别地,带有和不带有分接离合器的流体动力的变扭器属于液压离合器。优选地,液压离合器也理解为由于液体的剪摩擦而至少部分地输送扭矩的离合器。优选地,液压离合器可以具有充填量控制。
机械的离合器或制动器可以由铁磁介质填充。通过电流的流动而产生磁流,该磁流改变铁磁介质的特性。优选地,磁扭矩输送装置的组也具有磁粉离合器和制动器。
优选地,无接触的扭矩输送装置的组具有离合器和制动器,其中,通过扭矩输送装置的永磁或电磁区域感应在扭矩输送装置的其他区域中的电流和/或磁流,特别是涡流。优选地,这两个区域通过感应的电流施加作用力。优选地,由此扭矩可以从扭矩输送装置的输入侧输送到输出侧。
优选地,无接触的扭矩输送装置的组具有离合器和制动器,其至少部分地由介质填充,该介质通过施加电压而改变扭矩输送装置的矩输送性能。优选地,无接触的扭矩输送装置的组具有包括电流变的液体的离合器和制动器。
优选地,可以选自越速离合器的组。越速离合器特别可以理解为单向滑轮。单向滑轮理解为仅在一个旋转方向上允许组合驱动系统的部件旋转的装置。优选地,也可为可控的和不可控的单向滑轮。特别地,可控的单向滑轮具有两个驱动状态。优选地,在第一驱动状态中,单向滑轮仅允许组合驱动系统的部件在一个旋转方向上旋转运动。该单向滑轮在该驱动状态下发挥闭锁作用。在第二驱动状态中,对于至少一个旋转方向,可以通过控制指令解除可控的单向滑轮的闭锁作用。
特别地,单向滑轮通过其如何实现其闭锁作用而区分。优选地,单向滑轮可以划分入具有形配合连接或摩擦连接的闭锁功能的组。
形配合连接的单向滑轮的组具有内部或外部咬合的和取决于旋转方向操作的齿式或爪式离合器的掣爪单向滑轮。
具有轴向和径向夹紧功能的单向滑轮划分入摩擦连接的单向滑轮。具有径向夹紧功能的单向滑轮的组具有带有内和外星状物的卡辊式单向滑轮、夹紧件单向滑轮、弹簧夹箍单向滑轮。具有轴向夹紧功能的单向滑轮的组具有轴单向滑轮如旋扭-摩擦离合器和带有锥体的轴单向滑轮。
单向滑轮也可以通过组合上述功能原理而构建。所述的离合器当前是熟知的扭矩输送装置。特别地,通过使用扭矩输送装置,特别是来自所述组的至少一个组的扭矩输送装置,可以短期内构建组合驱动系统。
在一优选实施方式中,从二次驱动轴至驱动装置的扭矩输送是可受影响的,优选是可中断的。扭矩输送的中断特别通过扭矩输送装置而实现。特别地,二次驱动设备与驱动装置之间的传导扭矩的连接可以具有两个状态。
优选地,在第一状态中,扭矩从二次驱动设备被输送到驱动装置上。优选地,在第二状态中,无扭矩从二次驱动设备被输送到驱动装置上。
优选地,在该第二状态中,储存在车辆中的能量的全部或者至少大部分被输送至一次驱动设备。由此实现,储存在车辆中的能量至少部分地可储存在能量储存装置中。由此特别地提高了车辆的行驶距离,且降低了所导致的排放。
在另一优选实施方式中,二次驱动设备与驱动装置之间的扭矩输送装置被实施成越速离合器。优选地,该扭矩输送装置为单向滑轮,特别优选为可控的单向滑轮。优选地,通过单向滑轮实现:二次驱动设备仅当二次驱动轴的转速大于驱动装置的输入部件的转速时将功率输送至驱动装置。从驱动装置到二次驱动设备的能流特别由单向滑轮阻止。优选地,通过二次驱动设备与驱动装置之间的单向滑轮改进对组合驱动系统的控制的可能性。
在一优选实施方式中,齿轮装置的齿轮轴抗扭地被保持,即齿轮轴相对于其他部件、特别相对于齿轮壳体不在能够旋转。特别地,齿轮轴理解为日轮或日轮轴、空心轮或空心轮轴以及行星轮或行星轮轴或者行星轮载体。优选地,该齿轮轴由扭矩输送装置抗扭地保持。优选地,该扭矩输送装置为多盘制动器。特别地,通过抗扭地保持齿轮轴可以影响齿轮装置的转速比。通过齿轮装置的可受影响的转速比实现组合驱动系统的低消耗和大行驶距离的驱动。
在一优选实施方式中,齿轮装置的齿轮轴与第二齿轮轴连接,由此这两个齿轮轴具有相同的转速。优选地,这两个齿轮轴的连接通过扭矩输送装置实现。特别地,通过两个齿轮轴的相互连接可以影响齿轮装置的转速比。
在一优选实施方式中,特别地,在二次驱动设备与驱动装置之间布置扭振减消器,其提供用于降低扭转振动。特别地,扭转振动理解为通过旋转系统的自由度实现的机械振动。通过抑制扭转振动,降低了组合驱动系统的装置的动力需要,改进了NVH性能,提高了针对使用者的舒适度。
优选地,扭振减消器选自机械和/或电扭振减消器的组,其根据不同的物理效应而抑制振动。特别地,扭振减消器降低了从二次驱动设备置于驱动装置上的扭矩振动的幅度。优选地,扭振减消器使扭矩振动的降低幅度大于10%,优90%选大于50%,且特别优选大于90%。
优选地,一-、二、三或配重飞轮属于优选的扭振减消器的组,其中也优选考虑共振性能用于抑制。此外,扭转振动抑制器属于该组,其优选以下述方式抑制扭转振动,即其将具有一定位相关系的机械振动生成为该扭转振动。优选地,扭转振动抑制器的机械振动基本上反相于扭转振动。
固有频率可变的扭振减消器也属于优选的扭振减消器的组。优选地,扭振减消器的固有频率可通过离心配重和/或通过其他装置改变,其对应于扭振减消器的转速。
减振器也属于优选的扭振减消器的组,其中扭转振动由电机械的促动器装置抑制。优选地,通过电机械的促动器装置和/或通过一次驱动设备将具有一定相位关系的机械振动生成为扭转振动。
优选地,在电机械的扭振减消器的帮助下,也可以产生补偿振动,如其之前已经针对一次驱动设备所描述的。对此,可以考虑发动机控制数据和/或从振动传感器中获得的数据,所述振动传感器布置在传动系的一个或多个位置上,以吸收振动。可替选地或额外地,在一次驱动设备的电场中获取振动。通过所获取的振动可以计算补偿振动运动,该补偿振动运动由扭振减消器产生。
当仅具有两个缸或仅一个缸的且设计为活塞式发动机的内燃机用作为二次驱动设备时,这种有效的扭转振动抑制特别具有优点。
使用弹性材料的内部摩擦作为物理功能原理的减振器也属于优选的扭振减消器的组。特别地,弹性体减振器利用弹性材料的内部摩擦抑制振动。
此外,减振器也属于优选的扭振减消器的组,其中,使用液体摩擦或流体的流阻作为物理功能原理。优选地,气压减振器和粘性减振器和利用液体摩擦,特别通过流阻抑制振动。
根据本发明,具有组合驱动系统的车辆具有第二能量储存装置,特别用于储存针对二次驱动设备的能量。优选地,能量以化学形式储存在第二能量储存装置中。
优选地,化学能量在液态、气态或固态燃料中。优选地,燃料在相对于环境压力提高的或优选基本上对应于环境压力的储存压力下被储存。优选地,燃料至少按份额地包括碳氢化合物。优选地,这样的燃料具有至少一部分汽油、柴油、涡轮机燃料(石油)、植物油、酯化植物油(生物柴油)、酒精(甲醇、乙醇、丁醇)和苯、液化气(液化天然气、液化石油气)、Xtl-燃料(煤-、燃气、生物量至液态)、天然气(压缩天然气)、甲烷、乙烷、生物气(人造天然气)、二甲基乙醚和氢,或至少两种这样的燃料的混合物。所述燃料优选储存在容器中,且优选在放热反应中转换成热能,其中,该热能优选可以间接用于驱动载重车辆和/或用于调节载重车辆的温度。
由于存在优选用于产生热能的燃料储备,不从与一次驱动设备连接能量储存器中获取能量,由此将增大一次行驶距离。
在一优选实施方式中,组合驱动系统不同装置具有共同的传导温度的连接。在组合驱动系统中,在不同的装置上出现热量。所述热量特别在驱动一次驱动设备、二次驱动设备、齿轮装置、能量储存装置和用于控制组合驱动系统的控制装置时产生。
组合驱动系统的不同的装置特别具有取决于温度的效率。特别地,能量储存装置当其在低温下运行时的效率较低。特别地,由于效率小于1而在控制装置上出现热能。优选地,通过传导温度的连接可以将热能从控制装置输送至能量储存装置。为传导温度,热能优选输送到流体上。该流体优选被引导通过开放或封闭的装置。热能的引导在此优选定向成,使得热能从其出现所在的装置中被导出,且被送至若温度高于当前温度则改进效率的装置。
特别地,将控制装置的热能输送至能量储存装置优选提高了效率,且由此提高了组合驱动系统的效率且增加了由此载重车辆的行驶距离。
在一优选实施方式中,组合驱动系统具有至少一个一次驱动设备,二次驱动设备和齿轮装置。优选地,共同的液流在所述部件的至少两个或所有上流动或在其中流过。优选地,通过该共同的液流,热能从所属部件中的至少一个输送至其中的至少另一个。所述共同的液流的流体优选为润滑油,优选为矿物油或合成油。优选地,通过共同的热量和/或润滑剂循环实现具有较小重量和高效率的驱动系统。
在一优选实施方式中,车辆的行驶方向的反转通过一次驱动设备的旋扭方向的反转而实现。通过取消通过齿轮传动而实现的倒车档,节省了重量,且由此优选可以使得载重车辆具有远的行驶距离。
在一优选实施方式中,特别简直或间接与驱动装置连接的齿轮轴由扭矩输送装置抗扭地保持。优选地,该齿轮轴也由扭矩输送装置不抗扭地保持。该扭矩输送装置优选为自保持的扭矩输送装置,或为在其中为保持至少一个驱动状态而不被提供外力的扭矩输送装置。自保持的扭矩输送装置理解为在没有外力的作用下输送扭矩的扭矩输送装置。该扭矩输送装置优选为固定销连接或为爪式离合器。特别地,通过该自保持的扭矩输送装置,可以简单和能量高效地实现驻车制动器,且由此表示更好的驱动系统。
用于驱动用于载重车辆的组合驱动系统的方法优选用于在同时实现好的车辆性能的情况下实现高的能量效率。该组合驱动系统具有至少一个一次驱动设备、二次驱动设备、能量储存装置以及驱动装置。通过该方法实现组合驱动系统的至少下述驱动状态:
-二次驱动设备和一次驱动设备的共同的功率用于驱动车辆,其中,二次驱动设备机械地耦接在驱动中;
-二次驱动设备驱动,且一次驱动设备通过一次驱动轴被驱动,且在所产生的能量至少部分地被储存;
-一次驱动设备驱动,且在此二次驱动设备处于静止状态;
-一次驱动设备通过一次驱动轴被驱动,且二次驱动设备处于静止状态或处于空载状态。
优选地,该方法取决于不同的边界条件在不同的驱动状态中调整组合驱动系统。优选地,为由控制装置控制组合驱动系统,组合驱动系统的驱动状态以及驱动要求由使用者考虑。特别地,这样的边界条件为能量储存器的充电状态,使用者的行驶希望,如加速或行驶速度,应反馈的关于路况的信息,例如斜度、坡度和距离,以及关于其他环境影响的信息,如环境温度。
在一优选实施方式中,该方法通过至少一个控制装置实施。控制装置理解为具有用于比较数据的运算器的装置。优选地,控制装置具有用于存储数据的至少一个数据存储器,以及用于读入或输入数据的至少一个装置。优选地,该控制装置直接或间接获取下述运行参数中的至少一个:
-一次驱动轴的转速和/或加速和/或
-一次驱动设备的至少一个温度和/或
-二次驱动轴的转速和/或加速和/或
-二次驱动设备的至少一个温度和/或
-驱动装置的转速和/或加速和/或
-至少一个齿轮输入轴的转速和/或加速和/或
-齿轮装置的至少一个温度和/或
-车辆的至少一个驱动部件的转速和/或加速和/或
-二次驱动设备的转速和/或加速和/或
-至少一个能量储存器的容量效率和/或
-至少一个能量储存器的至少一个温度和/或
-至少一个能量储存器的至少一个电流强度和/或电压和/或
-颠簸比率和/或
-摆动比率和/或
-振动比率和/或
-距至少一个另一交通参与者的至少一个距离和/或
-底盘装置的至少一个弹簧挠度状态。
特别地,在控制装置数据存储器中存储针对组合驱动系统的单个部件的信息。优选地,这样的信息包括技术数据的说明,优选组合驱动系统的部件的效率的说明。
此外,优选地,控制装置也处理外部地通过无线电台通过外部发送器且特别通过互联网送至的信息。优选地,该数据包括关于当前和预期的交通情况、特别是关于交通堵塞、关于天气或关于天气变化和关于类似情况的数据。
优选地,在考虑到所获取的值的情况下,控制组合驱动系统。优选地,获取运行参数,与所存储的数据比较,且制定控制指令。
通过考虑特别是多个运行参数,在控制组合驱动系统时,利用较少的排放以及较少的消耗实现驱动系统的运行。
在一优选实施方式中,获取二次驱动轴的转速与齿轮输入轴的转速或与一次驱动轴的转速之间的差。特别地,比较这些转速。当该差大于或等于0时,则二次驱动设备的功率特别被输送到驱动装置上。特别地,通过扭矩输送装置使得该功率输送是可能的。特别地,在比较转速之后且在转速差基本上为0或大于0的情况下,扭矩输送装置开动或起动。
在一优选实施方式中,特别获取能量储存装置的充电状态。优选地,仅当能量储存装置的充电状态低于在控制装置中的界限值时,允许从二次驱动设备至一次驱动设备的能流。优选地,该界限值至少取决于下述大小:
-行驶路况,例如斜度、坡度和还保持的距离长度,
-能量储存装置的充电状态,特别是还可转存的能量的量,或
-至少一个驱动设备的运行状态,特别至少是转速或扭矩。
优选地,从二次驱动设备至一次驱动设备的能流被控制成,使得二次驱动设备通过额外给出的功率在具有更有利的效率的范围中运行。
优选地,通过将二次驱动设备的运行状态在更加有利的效率的方向上推移,实现组合驱动系统的更低排放的运行。
附图说明
通过下文中对附图的描述给出本发明的其他特征、优点和实施方式,其中:
图1根据一次驱动设备和二次驱动设备的已设的功率示出驱动系统的特征;
图2示出用于不同的组合驱动系统的电能量储存装置的能量含量;
图3示出传动级的数量以及可利用一次驱动设备实现的针对组合驱动系统的行驶距离;
图4示出具有一次驱动设备和二次驱动设备的组合驱动系统的实施方式;
图5示出具有相对于二次驱动设备而同轴对齐定向的一次驱动设备的组合驱动系统的实施方式;
图6示出具有匹配齿轮装置的组合驱动系统,匹配齿轮装置用于匹配一次驱动设备的转速与二次驱动设备的转速;
图7示出具有扭振减消器、越速离合器以及一次驱动设备与二次驱动设备之间的扭矩输送装置的组合驱动系统;
图8示出具有可控的齿轮装置和匹配齿轮装置的组合驱动系统;
图9示出具有行星齿轮装置的组合驱动系统,行星齿轮装置作为可控的齿轮装置通过行星轮载体运行;
图10示出具有行星齿轮装置的组合驱动系统,行星齿轮装置作为可控的齿轮装置通过空心轮运行,其中,二次驱动设备可与行星轮载体连接;
图11示出具有行星齿轮装置的组合驱动系统,行星齿轮装置作为可控的齿轮装置通过行星轮载体运行,其中,一次驱动设备和二次驱动设备相互同轴对齐被定向;
图12示出具有行星齿轮装置的组合驱动系统,其通过空心轮实现运行,行星轮载体可通过越速离合器和/或扭矩输送装置支承在行星齿轮装置的壳体上;
图13示出对应于当前的现有技术的组合驱动系统(轻度混合动力);
图14示出二次驱动设备、减振器、扭矩输送装置和越速离合器的一些可能的布置和组合;
图15示出用于一次驱动设备与二次驱动设备之间的转速匹配的关联;
图16示出重量、结构空间和成本与一次驱动设备和二次驱动设备之间的转速匹配之间的关系;
图17示出取决于组合驱动系统的效率而对电能量储存装置充电的紧迫性;
图18对于具有行星齿轮装置的组合驱动系统示出行星轮载体的转速与空心轮的转速之间的转速关系;
图19示出具有组合驱动系统的、具有小型的二次驱动设备的车辆在Extra-Urban-Driving-Cycle(EUDC)中的功率要求和速度;
图20示出具有组合驱动系统的、具有相对于图18中所示被放大的二次驱动设备的车辆在Extra-Urban-Driving-Cycle(EUDC)中的功率要求和速度;
图21示出针对具有组合驱动系统的车辆在Extra-Urban-Driving-Cycle(EUDC)期间的取决于二次驱动设备的功率的能量要求;
图22示出在没有用于电路的可控齿轮装置(串联混合驱动)的和具有机械路径(机械推动)的组合驱动系统的可输出功率比较;
图23示出具有用于电路的可控齿轮装置(iI,iII)(串联混合驱动)的和具有机械路径(机械推动)的组合驱动系统的可输出功率比较;
图24对于组合驱动系统示出电驱动路径(串联混合驱动)的和机械驱动路径(机械推动)的效率的比较,具有可控的齿轮装置;
图25示出在考虑用于组合驱动系统的车辆的电池重量的情况下的通过名义上的电池容量的电行驶距离的变化;
图26示出具有行星齿轮装置的组合驱动系统,行星齿轮装置作为可控的齿轮装置通过行星轮载体运行,其中,一次驱动设备和二次驱动设备相互同轴对齐被定向。
具体实施方式
图1示出组合驱动系统的特征,其中,该特征根据在一次驱动设备和二次驱动设备之间总功率分配而被导向。根据该分类,现在可以划分四种驱动系统。
在区域A中为当前普通的载重车辆,具有内燃机,基本上不具有电驱动设别。对于这类具有内燃机的车辆,利于内燃机提供所有的、对于驱动所必要的功率,该内燃机在此表示为二次驱动设备。同样对于这样的车辆,当前存在较低的电气化程度,因此例如通过发电机和电启动杆。在图1中的以E表示的右边部分表示具有纯电驱动的车辆。对于这类车辆,利于电化学能量转换器提供所有的、对于驱动所必要的功率,该电化学能量转换器在此表示为一次驱动设备。
当前普通的混合驱动被划入在图1的以B表示的区域中。对于混合驱动,在功率方面,使用小型电动机和大型内燃机。典型地,这样的混动驱动的电动机的功率为15kW至30kW。当前,这样的车辆方案被称为微型或轻度混合驱动。
在图1的C区域中为所谓的全混合驱动方案,其中,电驱动设备和内燃机在其功率方面基本相同。该驱动方案导致相对复杂的驱动系统,因为接合两个大致相同的驱动设备。
图1中DII区域表示根据本发明的组合驱动系统被划分在其中的区域。优选地,根据本发明驱动方案的一次驱动设备在其功率方面大于二次驱动设备。该特征表示在相对于DII受限的DI区域中。在一特别优选的实施方式中,根据本发明的组合驱动系统具有二次驱动设备与一次驱动设备之间的功率分配,其通过DI区域表示特征。在此,一次驱动设备大于二次驱动设备。通过该功率分配可以表示紧凑的、轻型的和高效的驱动系统。
在图2中示出用于组合驱动系统的电能量储存装置的优选的储存器容量,也表示为电池大小,通过二次驱动设备与一次驱动设备之间的功率分配来描述。电池大小在2kWh至5kWh之间是优选的。在此,图2示出,如何在二次驱动设备与一次驱动设备之间分配驱动功率对于电池大小来说非常重要。一次驱动设备越大,二次驱动设备越小,则电池容量越大。
电能量储存装置为受系统限制而大的特定的重量的装置。因此,具有更大的电能量储存装置的车辆重量大量增加。图2示出根据本发明的驱动系统的电池容量在4kWh至20kWh之间。从图2中可推断出,当前普通的电动车辆的电池容量,即100%一次驱动设备大致为20kWh至60kWh,这种载重车辆因此受系统限制而具有大于根据本发明的载重车辆的重量。对于车辆重量,组合驱动系统因此示出用于驱动载重车辆的有效解决方案,特别是但该载重车辆应可在更长的距离上无排放的被驱动时。
在图3中既示出了齿轮装置当前普遍数量的换转级,又示出一次行驶距离,分别通过用于具有组合驱动系统的车辆的二次和一次驱动设备之间的功率分配。从图3中可推断出,具有纯内燃机驱动(100%二次驱动设备)的当前普通载重车辆具有6至8个换转级。具有纯电驱动(100%一次驱动设备)的当前普通载重车辆多数具有无换转级的齿轮装置。图3示出,根据本发明的组合驱动系统有利实施成具有两个至四个齿轮换转级。由此可以使用一次驱动设备,其在车辆以高转速和小扭矩连续行驶时输出其驱动功率。通过该功率发展可以使用小型和轻型的一次驱动设备。
为从静止状态开始行驶或为克服大的行驶阻力,例如在驶上路边石时,因此拥有至少一个第二换转级,使得具有根据本发明的组合驱动系统的载重车辆在该行驶情况下也能被驱动。一次行驶距离理解为具有组合驱动系统的载重车辆当仅由一次驱动设备驱动时可以实现的行驶距离。具有根据本发明的组合驱动系统的载重车辆利用其小型和轻型的能量储存装置实现基本上100km的一次行驶距离。
在图4中示出根据本发明的组合驱动系统的基础方案。在图4中,根据本发明的组合驱动系统在此具有带有一次驱动轴1.1的一次驱动设备1,带有二次驱动轴2.1的二次驱动设备2,可具有可控的齿轮装置的驱动单元3,车辆的驱动部件4、能量储存装置5和功率电子设备6。
能量储存装置5在此通过功率电子设备6为一次驱动设备1提供电能。在一次驱动设备1中,电能被转换车驱动功率,且输出到一次驱动轴1.1上。一次驱动设备1的驱动功率通过驱动单元3传导至车辆的驱动部件4。二次驱动设备2可通过在此优选实施为离合器的扭矩输送装置8与驱动单元3和车辆的驱动部件4连接。在二次驱动设备2中,化学能转换成机械驱动功率,且输出到二次驱动轴2.1上。
分别从二次驱动设备2和从一次驱动设备1至车辆的驱动部件4的机械推动是可能的。通过该机械推动确保组合驱动系统高的效率。
在图5中示出了根据本发明的组合驱动系统的另一实施方式。未示出能量储存装置和功率电子设备。该根据本发明的组合驱动系统具有二次驱动设备2、扭振减消器7、在此优选实施为离合器的扭矩输送装置8、一次驱动设备1和车辆的驱动部件4,其中,一次驱动设备1利用其一次驱动轴1.1与驱动单元3连接。
在此,二次驱动设备2和一次驱动设备1相互同轴对齐地被定向。扭振减消器7被置于二次驱动轴2.1上。扭振减消器7与扭矩输送装置的输入侧8.1连接。扭矩输送装置的输出侧8.2与一次驱动轴1.1连接。利用扭振减消器7抑制机械扭转振动。由此,扭振减消器7与车辆的驱动部件4之间的机械部件承压降低。由于较低的负载,可以构建更小且更轻的机械部件。
利用扭矩输送装置8可以中断从二次驱动设备2至一次驱动设备1的能流,反之亦然。至二次驱动设备2的能流特别在载重车辆的惯性行驶中被中断。其特征不在于驱动设备的驱动功率用于克服行驶阻力(牵引),而在于储存在载重车辆中的势能和/或动能被传导至驱动设备(1,2)中的至少一个,优选传导至一次驱动设备。在一次驱动设备1中,载重车辆的势能和/或动能被转化成用于驱动车辆的可再次使用的能量,且被储存在能量储存装置(未示出)中。通过中断至二次驱动设备的能流,优选增大重新储存在能量储存装置中的能量部分,且由此提高了具有根据本发明的组合驱动系统的载重车辆的效率。
在图6中示出了根据本发明的驱动系统的另一实施方式。未示出能量储存装置和功率电子设备。该根据本发明的组合驱动系统具有二次驱动设备2、扭振减消器7、在此优选实施为离合器的扭矩输送装置8、匹配齿轮装置10a、一次驱动设备1、驱动单元3以及车辆的驱动部件4。对于该组合驱动系统,不同于在图5中示出的组合驱动系统,一次驱动设备1通过匹配齿轮装置10a与二次驱动设备2连接。
二次驱动轴2.1通过扭振减消器7与扭矩输送装置的输入侧8.1连接。扭矩输送装置的输出侧8.2与匹配齿轮装置练级。受系统所限,转速是不同的,其中一次驱动设备1或二次驱动设备2以高效率输出其功率。
通过在图6中示出的组合驱动系统的设置,一次驱动轴1.1的转速可以匹配二次驱动轴2.1的转速。在此,匹配转速理解为,一次驱动设备1和二次驱动设备2可以在其最佳效率附近的大的范围内输出其驱动功率,以驱动载重车辆。通过转速匹配由此产生轻型和高效的组合驱动系统。
在图7中示出了根据本发明的驱动系统的另一实施方式。未示出能量储存装置和功率电子设备。图7中所示的组合驱动系统在此尽可能地对应于图5中所示的组合驱动系统。二次驱动轴2.1通过扭振减消器7、越速离合器9、在此优选实施为离合器的具有输入侧8.1和输出侧8.2的扭矩输送装置8与一次驱动轴1.1耦接。通过越速离合器9,可以通过简单的方式阻止从一次驱动设备1和/或车辆的驱动部件4至二次驱动设备2的能流,反之亦然。
该组合驱动系统具有带有两个传动级的可控的齿轮装置10c、齿轮输入部件10.1和齿轮输出部件10.2。一次驱动设备1通过可控的齿轮装置10c与车辆的驱动部件4连接。通过可控的齿轮装置10c一方面产生一次驱动设备1和/或二次驱动设备2的功率发展匹配载重车辆的负载要求的优点。另一方面,产生在第二换转级中以特别高的效率驱动组合驱动系统的优点。
通过组合越速离合器9与二次驱动设备2和一次驱动设备1之间的扭矩输送装置8产生优点为,在惯性行驶中仅在一次驱动设备1中转换功率且储存在能量储存装置(未示出)是可能的。
在图8中示出了根据本发明的驱动系统的另一实施方式。未示出能量储存装置和功率电子设备。该根据本发明的组合驱动系统具有二次驱动设备2、扭振减消器7、在此优选实施为离合器的扭矩输送装置8、匹配齿轮装置10a、一次驱动设备1、可控的齿轮装置10c、驱动单元3以及车辆的驱动部件4。相对于图6,该组合驱动系统具有可控的齿轮装置10c,从而可以优选将多级中的驱动扭矩匹配行驶阻力。
二次驱动轴2.1通过扭振减消器7与扭矩输送装置的输入侧8.1连接。扭矩输送装置的输出侧8.2与匹配齿轮装置连接。匹配齿轮装置10a可以使得一次驱动轴1.1的转速与二次驱动轴2.1的转速相互匹配。受系统所限,转速是不同的,其中一次驱动设备1或二次驱动设备2以高效率输出其功率。
通过图8中所示的组合驱动系统的设置,驱动设备(2,1)的扭矩通过可控的齿轮装置可以更好地匹配来自行驶阻力的负载要求。由此通过该匹配产生轻型且高效的组合驱动系统。
在图9中示出了根据本发明的驱动系统的另一实施方式。未示出能量储存装置和功率电子设备。图9中所示的组合驱动系统基本上对应于图8中所示的组合驱动系统。在此,可控的齿轮装置实施成行星齿轮装置10b。可控的齿轮装置具有齿轮壳体10.3、空心轮10b.3、日轮10b.1、行星轮载体10b.2以及行星轮10b.4。
日轮10b.1可通过在此优选实施为离合器的扭矩输送装置8与行星轮载体10b.2连接。通过扭矩输送装置8实现的日轮10b.1与行星轮载体10b.2的连接,从而齿轮输入部件10.1与齿轮输出部件10.2之间的转速比设置为1:1。空心轮10b.3通过越速离合器9在旋扭方向上被支承在行星齿轮装置10b的齿轮壳体10.3上。齿轮输入部件10.1与日轮10b.1连接。齿轮输出部件10.2与行星轮载体10b.2连接。空心轮10b.3可通过在此优选实施为制动装置的另一扭矩输送装置8a与齿轮壳体10.3连接。通过图9中所示的行星齿轮装置10b可以通过简单地方式描述可控的齿轮装置,在此为两档变速器。在此,第一换转级用于在开始行驶载重车辆时克服大的行驶阻力。在该第一换转级中,扭矩输送装置在8行星轮载体10b.2与日轮10b.1之间别打开。
第二换转级具有1:1的传动比。通过该传动比在功率输送时实现特别高的效率。在行星齿轮装置10b的1:1的传动比的情况下,扭矩输送装置8在行星轮载体10b.2与日轮10b.1之间被闭合,即行星轮载体10b.2和日轮10b.1不可相互扭转。二次驱动轴2.1通过扭振减消器7与在此优选实施为制动装置的另一扭矩输送装置8a的输入侧8b.1连接。扭矩输送装置的输出侧8b.2与齿轮装置10a连接。
在图10中示出了根据本发明的驱动系统的另一实施方式。未示出能量储存装置和功率电子设备。
对于图10中所示的组合驱动系统,二次驱动轴2.1可通过在此优选实施为离合器的扭矩输送装置8和扭振减消器7与行星齿轮装置10b的行星轮载体10b.2连接。扭矩输送装置的输入侧8.1与扭振减消器7连接。扭矩输送装置的输出侧8.2与第二齿轮输入部件10.4,且由此与行星轮载体10b.2连接。行星轮载体10b.2通过越速离合器9在旋扭方向上被支承在行星齿轮装置10b的齿轮壳体10.3上。行星轮载体10b.2可通过在此优选实施为制动装置的另一扭矩输送装置8a与齿轮壳体10.3连接。行星轮载体10b.2可通过在此优选实施为离合器的另一扭矩输送装置8b与一次驱动轴1.1连接。
通过根据本发明的组合驱动系统的该设置,可以在一定区域中连续调整行星齿轮装置10b的转速比。一次驱动轴1.1与齿轮输入部件10.1且由此与日轮10b.1连接。车辆的驱动部件4与齿轮输出部件10.2且由此与空心轮10b.3连接。
通过连续匹配转速比的可能性通过转速叠加可以灵活地控制组合驱动系统。在图16中示出针对图10所示的组合驱动系统的相应转速比。通过可变地设置行星齿轮装置10b的转速比,二次驱动设备2可以通过负载点推移在各有利的驱动点上运行,且由此实现组合驱动系统的效率提高。此外,在车辆的静止状态中,能量储存装置(未示出)可通过一次驱动设备填充能量。
在图11中示出另一组合驱动系统。未示出能量储存装置和功率电子设备。对于该组合驱动系统,二次驱动轴2可通过扭振减消器7和在此优选实施为离合器的扭矩输送装置8与第二齿轮输入部件、在此与日轮10b.1、行星齿轮装置10b连接。二次驱动设备2与行星齿轮装置10b的第二齿轮输入部件10b.1的能流通过具有输入侧8.1和输出侧8.2的扭矩输送装置8被中断。一次驱动轴1.1与齿轮输入部件10.2,且由此与行星齿轮装置10b的日轮10b.1连接。
车辆的驱动部件4与齿轮输出部件10.2且由此与行星轮载体10b.2连接。行星齿轮装置10b的空心轮10b.3通过越速离合器9或通过在此优选实施为制动装置的另一扭矩输送装置8a而支承在行星齿轮10b的齿轮壳体10.3上。一次驱动轴1.1可通过在此优选实施为离合器的另一扭矩输送装置8b与行星轮载体10b.2连接。通过日轮10b.1与行星轮载体10b.2的连接,行星齿轮装置10b可以以特别高的效率和1:1的转速比运行,且由此实现组合驱动系统的高效率。
在图12中示出根据本发明的驱动系统的另一实施方式。未示出能量储存装置和功率电子设备。在图12中示出的组合驱动系统具有基本上相同的部件,如在图11中示出的组合驱动系统。对于图12中示出的组合驱动系统,二次驱动设备2与一次驱动设备1相互同轴对齐地被定向。二次驱动设备2和一次驱动设备1可通过行星齿轮装置10b与车辆的驱动部件4连接。
二次驱动轴2.1可与在此优选实施为离合器的扭矩输送装置8、与一次驱动轴1.1连接,其中,该扭矩输送装置8具有输入侧8.1和输出器8.2。一次驱动轴1.1通过齿轮输入部件10.1与日轮10b.1连接。行星轮载体10b.2可通过在此优选实施为离合器的另一扭矩输送装置8a与日轮10b.1连接。空心轮10b.3形成齿轮输出部件10.2,且通过驱动装置3与车辆的驱动部件4连接。行星轮载体10b.2可通过越速离合器9和在此优选实施为制动装置的另一扭矩输送装置8b与行星齿轮装置10b的齿轮壳体10.3连接。
扭矩输送装置8a在日轮10b.1与行星轮载体10b.2之间被闭合,行星齿轮装置10b具有1:1的转速比。
与在图9中示出的组合驱动系统相反,与在图12中示出的组合驱动系统不具有匹配齿轮装置10a。通过省去匹配齿轮装置10a可推断出,功率输送时的效率升高,且一次驱动设备的惯性矩同时有利地被用于抑制二次驱动设备的振动。然而应注意,通过将二次驱动设备2和一次驱动设备1置于共同的行星齿轮装置10b上,二次驱动轴2.1与一次驱动轴1.1之间的转速匹配更差,且由此可能产生整体的组合驱动系统的效率方面的缺点。
在图13系统地示出作为现有技术的当前普通的全混合驱动。该组合驱动系统具有能量储存装置5、两个功率电子设备单元6、一次驱动设备1、发生器11、二次驱动设备2、扭矩输送装置8、驱动单元3以及车辆的驱动部件4。对于全混合驱动系统,一方面产生的优点为两个完整的驱动系统被结合,且由此可以实现特别高的车辆性能。
另一方面产生的缺点在于,这两个完整的驱动系统提高了车辆重量和成本。相比于根据本发明的组合驱动系统,全混合驱动系统由此示出了相对较重的且因此效率较低的方案变型。注意,虽然理论上全部在车辆中储存的功率在惯性行驶中可被回收(同流换热),实际上该部分少量流失,因为需要多次能量转换以同流换热。因此,轻型载重车辆为较重的载重车辆,尽管有同流换热可能性,可高效地驱动。
在图14中使出了不同的可能性,如二次驱动设备2可以与在此优选实施为离合器的扭矩输送装置8、或者与扭振减消器7组合。若二次驱动设备2实施成具有带有扭转振动的驱动扭矩的驱动设备,如其例如对于当普通的活塞式发动机的情况,则将二次驱动设备2与扭振减消器7组合是有意义的。注意,一次驱动设备的惯性矩可有利用于振动抑制。优选地,一次驱动设备用作为双配重飞轮的物体。
在图14a、14b和14d中,二次驱动设备2与扭振减消器7组合用于扭转振动抑制。若储存在载重车辆中的势能和/或动能的尽可能多的部分应被回收,且储存到能量储存装置(未示出)中,则可以通过扭矩输送装置8中断至二次驱动设备2能流是有意义的。可以通过扭矩输送装置8实现中断至二次驱动设备2的功率输送。
在图14a、14b和14c中,二次驱动设备2与扭矩输送装置8组合。通过组合二次驱动设备2与越速离合器9以及另一扭矩输送装置8,可以实现组合驱动系统的效率提高或舒适性提高的额外可能性。
在图14a-14d中示出二次驱动设备2与另一装置(7,8,9)组合的可能性,理论上可与各根据本发明的组合驱动系统组合。然而,取决于剩余的组合驱动系统,产生二次驱动设备2与另一装置(7,8,9)的优选实施方式。在图5-12中示出了对所述优选实施方式的一定选择。
图15示出一次和二次驱动设备的转速与针对根据本发明的组合驱动系统的车辆速度的关联。在此,图15中所示内容假设,组合驱动系统不具有可控的齿轮装置。然而,对于组合驱动系统与可控的齿轮装置,来自图15的基本叠加也有效。优选地,将一次驱动设备选择成,使得其最大转速npri_max大于二次驱动设备的最大转速nsek_max
根据图15,对于这两个驱动设备的转速,其正比与车辆速度。从图15中看出,二次驱动设备为不是可以从转速nsek_var=0开始输出扭矩的驱动设备。这针对例如当前普通的活塞式发动机。该区域表示为n0。通过这两个转速npri_var和nsek_var分别与车辆速度的正比关联,二次驱动设备的转速nsek_var可以通过仅具有离散的传动级的齿轮装置匹配到一次驱动设备的转速npri_var,或反之亦然。
例如在图6和图8中描述了在其中通过匹配齿轮装置实施这样的转速匹配的组合驱动系统。通过二次驱动设备在区域n0中的特性,用于分离二次驱动设备到组合驱动系统上的功率输送的扭矩输送装置是必要的。例如在图5至图12中示出用于分离功率输送的具有扭矩输送装置的组合驱动系统。
图16中示出一次驱动设备的npri_max和二次驱动设备的nsek_max之间的转速差与重量、结构空间和成本之间的转速匹配之间的关系,其造成需呀另一匹配齿轮装置以匹配该转速。该区域由IG表示。在此,在图16中可以看到,一次驱动设备的npri_max与二次驱动设备的nsek_max的低转速导致趋势符合齿轮装置的大重量、结果空间要求和成本,因此对于输送始终不变的功率(PC)的齿轮装置,随转速下降而加大扭矩。
通常,鉴于待输送的扭矩确定齿轮装置中的输送功率的部件的大小。在此高转速符合更轻的部件。如所示的,利用组合驱动系统高效驱动的轻型载重车辆是重型的。然而注意,随着转速升高,受系统所限功率损失增大。这将再次恶化组合驱动系统的效率。
在图17中示出示出组合驱动系统的效率ηges与主动产生电能的紧迫性Q之间的关系。在此,主动产生电能理解为,二次驱动设备既输出用于克服行驶阻力的功率,一次驱动设备也运行以产生电能。在主动产生电能时,在一次驱动设备中产生的能量被储存在能量储存装置中。
紧迫性Q在此取决于不同的参数。这样的参数优选为能量储存装置的充电状态、行驶路况信息和环境参数以及乘客情况。优选地,当能量储存装置的能量含量低时,紧迫性Q加大,反之亦然。在低紧迫性Q的情况下,能量储存装置的能量含量高,优选仅主动产生电能,当该产生可在组合驱动系统的高效率ηges的情况下实现时。
该基本关系通过η-界限获取。在η-界限中,充电策略的前述条件与主动产生能量的可能性结合。该η-界限优选通过下部值η2和/或上部值η1限制。通过上部值η1和下部值η2可以避免不断在主动产生能量的驱动状态与不动产生能量的驱动状态之间转换。
图18中示出行星齿轮装置的质量转速比,如在图10中所示的。在图18中,由a表示的线表示的空心轮的转速。由b表示的线表示的行星轮载体的转速。空心轮与车辆的驱动部件连接。行星轮载体可选择性地与二次驱动设备和/或与一次驱动设备的驱动轴连接。
通过叠加二次驱动设备的转速与一次驱动设备的转速,行星齿轮装置可在以c表示的转速区域中以可连续设置的转速比运行。行星齿轮装置也可选择性地以1:1的离散转速比运行。转速区域c向上通过驱动设备的最大可能转速nsek_max和npri_max限制,向下通过二次驱动设备的可变化设置的转速nsek_var和二次驱动设备的可最低设置的转速nsek_min限制。转速nsek_min例如为活塞式发动机的空载转速。在此,二次驱动设备的转速nsek_var优选设置成,使得设置用于组合驱动系统的高效率。通过叠加二次驱动设备的转速与一次驱动设备的转速,可以在有利的效率范围中特别驱动二次驱动设备。
利用扭矩输送装置,行星齿轮装置的日轮可与行星轮载体连接。由此,对于行星齿轮装置实现1:1的转速比。在图18中,例如示出用于行星齿轮装置从可变转速比至1:1的变换的转换点dI和dII。在此换高档点dII和换回点dI选择成不同的,从而避免频繁地换挡过程,是得可以能量有有效地运行。
转换点dI和dII选择成,使得利用第一变换区域特别克服大的行驶阻力,如在上坡路段上行驶或驶上路边石。当克服恒定的行驶阻力时,如在以恒定的速度行驶时,则特别转换转速比1:1的区域。通过叠加驱动设备的转速和行星齿轮装置1:1的转速比的可能性,因此使得组合驱动系统能量搞笑地运行。
在图19中示出,车辆重量为大约1000kg的载重车辆的功率要求P和速度V对于预定的行驶循环(Extra-Urban-Driving-Cycle,EUDC)在时间上的描述。该行驶循环在此特别包括带有加速、匀速和减速阶段的城市外行驶。此外,在图19中额外示出由二次驱动设备在该行驶循环中产生的二次功率PS。
在图19中可以看到,二次功率PS在加速和匀速行驶阶段在载重车辆功率要求P之下。具有组合驱动系统的载重车辆,其具有带有图19中所示的名义二次功率的二次驱动设备,可以在所示的行驶循环期间不主动产生电能。名义二次功率在此理解为二次驱动设备可持续输出的功率。由此,通过低的名义二次功率在正常行驶期间不产生充电电势,可实现的行驶距离很多程度地取决于能量储存装置的大小。充电电势在此理解为,利用二次驱动设备部件不仅输出对于载重车辆的行驶必要的功率,还可以同时主动产生电能。通过主动产生能量可以在行驶期间再次对能量储存器充电,且由此延长车辆的行驶距离。
在图20中示出如图19所示的相同的行驶循环。在图20中具有组合驱动系统的车辆重量为1000kg的载重车辆完成该行驶循环,其中,二次驱动设备相对于图19所示的载重车辆具有更高的名义二次功率。在图20所示的行驶循环期间,通过该更高的名义二次功率产生充电电势R。优选地,在匀速行驶期间,特别是当速度V不高时,产生该充电电势R。在此,优选地,二次功率PS大于功率要求P。利用根据图20的教义而设置的组合驱动系统,可以在行驶期间主动产生电能。
在图21中,在二次驱动设备的功率上示出对于EUDC的能量需要要求EN和能量获得电势(ES,MED,EED,EM)。在此可看到,随着二次功率的增加,在行驶期间主动产生电能(EED)的可能性增加。当对于行驶必要的全部电能(EN)等于在行驶开始时已经储存在能量储存装置中的能量(ES)时,二次驱动设备必须不输出电功率以主动产生能量。这例如对于纯电动车辆是该情况。可看到,对于这样的车辆,行驶距离通过电能储存器的大小而限制。
若基本上在行驶开始是在电能储存器未储存电能(ES),且不存在产生电能的可能性,则必须全部能量需求(EN)由二次驱动设备提供。这对于纯内燃机驱动的车辆为该情况。二次驱动设备输出能量(MED),直接用于驱动车辆。虽然,对于仅内燃机驱动的车辆,行驶距离仅取决于油箱含量。然而持续关注的无排放驱动则是不可能的。
因此,根据本发明的组合驱动系统一方面具有电能量储存装置,其在行驶开始时可已经是充满电能(ES)的。此外,这样的组合驱动系统具有二次驱动设备,其提供能量(MED)直接驱动车辆,且在行驶期间可输出用于主动产生电能的功率。利用这样的系统可以最大程度地产生电能(EM)。通过正确选择二次驱动设备和电能量储存装置决定性地影响根据本发明的组合驱动系统的效率。
在图22中通过利用这样的驱动系统实现的车辆速度示出驱动功率,其可由用于载重车辆的不同的组合驱动系统提供。
这一方面为组合驱动系统的驱动状态,其中,车辆的所有的驱动部件仅由一次驱动设备提供驱动功率,其中,驱动功率在二次驱动设备中产生,且在发生器中转换成电能。该电能被传导至一次驱动设备和/或储存在电能量储存装置中。组合驱动系统的该驱动状态称为串联混合驱动模式。串联混合驱动模式的优点在于,载重车辆在较宽范围内的速度取决于二次驱动设备的转速。因此二次驱动设备可以在功率有利的范围内运行。对于较低的载重车辆速度,产生对组合驱动系统的噪声发射和振动抑制的要求,使得对于该速度区域可不使用二次驱动设备的全部功率以驱动载重车辆。在图2中以a表示理论上这样的驱动系统可用的功率以驱动载重车辆。
从二次驱动设备至车辆的驱动部件的所描述的多次能量转换要求效率η。该效率η导致低于理论上可能的功率a以驱动车辆,使得产生以b表示的实际功率变化过程以驱动载重车辆。
另一方面,在图2中示出优选可利用根据本发明的组合驱动系统提供的用于驱动载重车辆的功率,且以c表示。对于根据本发明的组合驱动系统存在二次驱动设备中产生的功率直接即无另外的能量形式转换地传导到车辆的驱动部件上的可能性。该特别有利的模式成为机械推动。
在此,以c表示的变化过程示出用于驱动具有仅带有齿轮装置的固定传动级的根据本发明的组合驱动系统的载重车辆的功率。由此,二次驱动设备的转速在较大范围中很大程度地取决于载重车辆的速度,在第一近似中正比与其。
比较这两个组合驱动系统的功率(变化过程c和b),可以看到在低速范围中,相比于通过在推动模式中的根据本发明的驱动系统更多功率通过在串联混合驱动模式中的组合驱动系统被提供用于驱动载重车辆。以d表示在其中上述情况符合功率关系的区域。在中等和高速区域中,在动模式中的根据本发明的驱动系统相对于在串联混合驱动模式中的组合驱动系统具有效率优点。
可通过根据本发明的驱动系统提供用于驱动载重车辆的功率,在以e表示的区域中,大于在串联混合驱动模式中的组合驱动系统的情况。
在图23中示出大程度类似于图2所示的组合驱动系统。图22与图23之间的区别在于,图23中所示的根据本发明的组合驱动系统具有带有两个换转级iI和iII的可控的齿轮装置。
通过可控的齿轮装置的两个换转级产生下述可能性,即可以匹配在两个级中的二次驱动设备的驱动转速与载重车辆的速度。这两个区域由iI和iII表示。通过可控的齿轮装置产生功率变化过程cI和cII。其表示可由二次驱动设备输出用于驱动载重车辆的功率。
通过可控的齿轮装置扩大优选区域e和缩小区域d。按照发展趋势,可控的齿轮装置的多个齿轮级导致恶化大的效率且导致组合驱动系统的更高的重量,使得如图3中所示的,根据本发明的驱动系统的齿轮装置的传动级数在1和4之间。
在图24中示出两个在图23中所述的组合驱动系统的效率ηmech_Durchtrieb和ηelekt_seriell的分别相对于载重车辆的速度的比较。在此,以ηelekt_seriell表示在串联混合驱动模式中的组合驱动系统的效率。以ηmech_Durchtrieb表示具有带有两个传动级的可控的齿轮装置的根据本发明的组合驱动系统的效率。根据本发明的组合驱动系统的效率ηmech_Durchtrieb始终大于在串联混合驱动模式中的组合驱动系统的效率ηelekt_seriell。由此,根据本发明的组合驱动系统提供了可高效驱动载重车辆的可能性。
在图25中示出具有组合驱动系统的载重车辆的电行驶距离a性对于名义电池大小的变化过程。电能量储存装置提供的实际用于驱动载重车辆的能量的量低于该名义电池大小,因为根据当前的现有技术的电能量储存装置不应完全放电。
基本上下述关系有效,即具有更大的名义电池容量的电能量储存装置导致载重车辆的更大的可实现的电行驶距离。然而应考虑到,更大的名义电池容量导致车辆重量的增加。
对于车辆重量,下述基本关系有效,即在其他边界条件不变时在更大的车辆重量的情况下载重车辆的可实现的行驶距离更小。图25相应地示出,载重车辆的电行驶距离a首先利用名义电池容量累进地增大。在电池容量持续进一步升高的名义大小的情况下,电行驶距离从一定的点起递减地变化。
优选地,电能量储存装置的名义电池大小选择成,使得其基本上在所示函数a的最大斜率b的区域中,即在区域c中。对于具有大致1000kg的总重量的载重车辆,利用当前普通的电能量储存装置,名义电池大小对于根据本发明的组合驱动系统在5至15kWh的范围中。
图26中示出组合驱动系统,基本上如也在图11中示出的组合驱动系统。未示出能量储存装置和功率电子设备。
对于该组合驱动系统,二次驱动轴2.1通过在此优选实施为惯性轮的扭振减消器7、在此优选实施为离合器的扭矩输送装置8,可与齿轮输入部件10.1且由此可与日轮10b.1连接。二次驱动设备2与行星齿轮装置10b的齿轮输入部件10.1之间的能流因此可由具有输入侧8.1和输出侧8.2的扭矩输送装置8影响。
一次驱动轴1.1与齿轮输入部件10.1且由此与行星齿轮装置10b的日轮10b.1连接。一次驱动设备1和二次驱动设备2因此相互同轴对齐地布置。车辆的驱动部件4与齿轮输出部件10.2且由此与行星轮载体10b.2借助于驱动单元3优选在此借助于差速齿轮装置连接。
空心轮10b.3可以借助于在此优选实施为制动装置的另一扭矩输送装置8a相对于齿轮壳体10.3被停止运转。在该停止运转的情况下,空心轮10b.3相对于齿轮壳体10.3不执行扭转运动。在停止运转的空心轮10b.3和打开的在此优选实施为离合器的另一扭矩输送装置8b下,行星齿轮装置10b具有第一传动比,其中另一扭矩输送装置8b布置在行星轮载体10b.2与空心轮10b.3之间。
行星轮载体10b.2与空心轮10b.3可以通过布置在其之间的扭矩输送装置8b相互抗扭地连接,可替选地也可以如图11中所示的,星轮载体10b.2与空心轮10b.3可通过相同方式借助于扭矩输送装置相互连接。若星轮载体10b.2与空心轮10b.3相互连接,且空心轮10b.3未被停止运行,则行星齿轮装置具有1:1的第二传动比。
参考标记:
1    一次驱动设备
1.1  一次驱动轴
2    二次驱动设备
2.1  二次驱动轴
3    驱动单元
4    车辆的驱动部件
5    能量储存装置
6    功率电子设备
7    扭振减消器
8    扭矩输送装置
8.1  (扭矩输送装置的)输入侧
8.2  (扭矩输送装置的)输出侧
9    越速离合器
10   齿轮装置
10.1 齿轮输入部件
10.2 齿轮输出部件
10.3 齿轮壳体
10.4 第二齿轮输入部件
10a   匹配齿轮装置
10b   行星齿轮装置
10b.1 日轮
10b.2 行星轮载体
10b.3 空心轮
10b.4 行星轮
10c   可控的齿轮装置
11    发生器
缩写:
P   EUDC中的功率要求(功率)
V   EUDC中的速度(速率)
PS  二次驱动设备的功率(二次功率)
R   EUDC中的充电电势(在充电)
ES  行驶开始时所储存的能量(储存的能量)
EN  对于1000Kg的车辆重量EUDC所必须的能量的量(能量需要)
EM  最大可产生的能量(能量最大值)
MED 在行驶期间直接机械方面使用的能量(机械能驱动)
EED 在行驶期间在电方面所产生的能量(电能驱动)
PPA 一次驱动设备的功率
PSA 二次驱动设备的功率

Claims (33)

1.一种具有组合驱动系统的载重车辆,具有:
至少一个一次驱动设备(1),其具有用于接收和输出功率的至少一个一次驱动轴(1.1);
至少一个二次驱动设备(2),其具有用于输出功率的至少一个二次驱动轴(2.1);
二次扭矩输送装置(8),其具有与所述二次驱动轴(2.1)连接的至少一个输入侧(8.1)以及至少一个输出侧(8.2),其中所述二次扭矩输送装置(8)使得可以影响从输入侧(8.1)导入且从输出侧(8.2)导出的扭矩;
至少一个能量储存装置(5);
至少一个驱动装置(3),其将由一次驱动设备(1)和/或二次驱动设备(2)输出的功率输送至车辆作为驱动功率;
其特征在于,所述一次驱动设备(1)至少可在第一驱动状态下运行,其中,由所述一次驱动轴(1.1)输出用于驱动车辆的功率,以及至少在第二驱动状态中,其中,通过所述一次驱动轴(1.1)由所述二次驱动轴(2.1)接收的功率,至少部分地作为能量可储存在能量储存装置(5)中。
2.如权利要求1所述的具有组合驱动系统的载重车辆,其特征在于,一次驱动设备(1)的额定功率(PPA)与二次驱动设备(2)的额定功率(PSA)之间的比例在0.5<PPA/PSA<10的范围中,优选在0.8<PPA/PSA<5的范围中,且更加优选在1<PPA/PSA<3的范围中。
3.如前述权利要求中任一项所述的具有组合驱动系统的载重车辆,其特征在于,基本上仅提供单个的一次驱动设备(1),从而将能量储存在能量储存装置(5)中。
4.如前述权利要求中任一项所述的具有组合驱动系统的载重车辆,其特征在于,一次驱动设备(1)和二次扭矩输送装置的输出侧(8.2)分别与至少一个齿轮输入部件(10.1)和至少一个齿轮装置(10)连接,其中,该齿轮装置(10)此外具有至少一个齿轮输出部件(10.2)。
5.如前述权利要求中任一项所述的具有组合驱动系统的载重车辆,其特征在于,一次驱动设备(1)和二次扭矩输送装置的输出侧(8.2)分别与至少一个齿轮输入部件(10.1)和具有可改变的传动的至少一个齿轮装置(10)连接,其中,具有可改变的传动的齿轮装置(10)设计成,使得在至少一个齿轮输入部件(10.1)与至少一个齿轮输出部件(10.2)可设置至少两个不同的传动比。
6.如前述权利要求中任一项所述的具有组合驱动系统的载重车辆,其特征在于,布置在二次驱动轴(1.1)与齿轮装置(10)之间的二次扭矩输送装置(8)实施为离合器,优选实施为可控的或自动控制的离合器。
7.如前述权利要求中任一项所述的具有组合驱动系统的载重车辆,其特征在于,一次驱动设备(1)是能量转换器,在其中电能转换成动能或机械能,或动能或机械能转换成电能。
8.如前述权利要求中任一项所述的具有组合驱动系统的载重车辆,其特征在于,二次驱动设备(2)为内燃机,在其中化学能通过内部或外部燃烧转换成动能或机械能。
9.如前述权利要求中任一项所述的具有组合驱动系统的载重车辆,其特征在于,内燃机为活塞式发动机,特别具有小于或等于4的缸数,优选具有小于或等于3的缸数,或特别优选具有的缸数为2或1。
10.如权利要求1至8中任一项所述的具有组合驱动系统的载重车辆,其特征在于,二次驱动设备(2)为旋转活塞发动机,特别是具有旋转活塞的旋转活塞发动机。
11.如权利要求8至10中任一项所述的具有组合驱动系统的载重车辆,其特征在于,内燃机具有启动装置,其优选具有与一次驱动设备分离的且可独立地运行的电启动杆,且其提供用于加速内燃机以启动。
12.如前述权利要求中任一项所述的具有组合驱动系统的载重车辆,其特征在于,能量储存装置(5)具有储存容量,其基本上可以使得在使用一次驱动设备(1)且不使用二次驱动设备(2)的情况下,达到大致10至400km的、优选20至200km的、且特别优选40至100km、且完全特别优选100km的车辆行驶距离。
13.如前述权利要求中任一项所述的具有组合驱动系统的载重车辆,其特征在于,能量储存装置(5)作为存储电池或蓄电池以化学能的形式储存电能,且优选地,储存容量为2至40kWh,优选为3至30kWh,且特别优选为4至20kWh。
14.如前述权利要求中任一项所述的具有组合驱动系统的载重车辆,其特征在于,能量储存装置(5)可与能量提供装置连接,通过其能量可从载重车辆外部提供至能量储存装置(5)。
15.如权利要求5至14中任一项所述的具有组合驱动系统的载重车辆,其特征在于,齿轮装置(10)具有多个固定的传动级,优选4个、特别优选3个且完全特别优选2个。
16.如权利要求5至15中任一项所述的具有组合驱动系统的载重车辆,其特征在于,齿轮装置(10)为行星齿轮传动机构,特别是行星齿轮(10b),优选具有至少一个日轮(10b.1)、至少一个空心轮(10b.3)、至少一个行星轮载体(10b.2)和至少一个行星轮(10b.4)。
17.如前述权利要求中任一项所述的具有组合驱动系统的载重车辆,其特征在于,一次驱动轴(1.1)与二次驱动轴(1.1)相互同轴和/或对齐地布置。
18.如前述权利要求中任一项所述的具有组合驱动系统的载重车辆,其特征在于,扭矩流可由一个、两个、三个或更多个扭矩输送装置(8)影响,且扭矩输送装置(8)选自下述组,该组包括:特别滑动控制的具有形配合连接或摩擦连接的机械离合器和制动器,润滑或无润滑运转的多盘和蹄式离合器和制动器或爪式离合器和固定销连接,液压离合器,特别是带有或不带有分接离合器的流体动力扭矩转换器,由于液体的剪摩擦而至少部分地输送扭矩的离合器,以及具有填充量控制和越速离合器的离合器,特别是不可控的和可控的单向滑轮。
19.如前述权利要求中任一项所述的具有组合驱动系统的车辆,其特征在于,二次扭矩输送装置(8)为越速离合器(9),优选为单向滑轮,特别优选为可控的单向滑轮。
20.如前述权利要求中任一项所述的具有组合驱动系统的车辆,其特征在于,至少在二次驱动设备(2)与驱动装置(3)之间置入至少一个扭振减消器(7),且该扭振减消器(7)选自机械减振器的组,其中,该组特别具有:由于弹簧质量系统而抑制振动的减振器,和由于内部摩擦而抑制振动的减振器,由于流体摩擦或流动阻力而抑制振动的减振器,由于之前所测量和/或计算的数据而引起补偿振动的主动减振器,借助于利用转速改变固有频率性能而抑制振动的减振器。
21.如前述权利要求中任一项所述的具有组合驱动系统的车辆,其特征在于,在一次驱动设备(1)和/或二次驱动设备(2)和/或齿轮装置(10)和/或能量储存装置(5)和/或用于控制该组合驱动系统的控制装置中存在的热能被提供至适用于热量输送的流体,且其直接或间接用于调节座舱温度和/或至少调节二次驱动设备(2)和/或齿轮装置(10)和/或能量储存装置(5)和/或功率电子设备的温度。
22.如前述权利要求中任一项所述的具有组合驱动系统的车辆,其特征在于,可通过翻转一次驱动设备(1)的扭转方向表示向前和向后行驶。
23.如权利要求1至22中任一项所述的具有组合驱动系统的车辆,其特征在于,一次驱动设备(1)的额定功率与二次驱动设备(2)的额定功率的和大于在预定的行驶循环中的载重车辆的功率要求(EN),且大于根据行驶循环NEFZ和/或EUDC和/或IUDC和/或实际车辆驱动的功率要求。
24.如权利要求23所述的具有组合驱动系统的车辆,其特征在于,一次驱动设备(1)的额定功率与二次驱动设备(2)的额定功率选择成,使得在行驶循环、特别是行驶循环NEFZ和/或EUDC的行驶期间,在其间二次驱动设备(2)的功率可以通过一次驱动设备(1)储存在能量储存装置(5)中的充电时间的比例在整个循环时间的20%至80%之间、优选在30%至70%之间、特别优选在40%至60%之间。
25.如权利要求1至24中任一项所述的具有组合驱动系统的车辆,其特征在于,齿轮装置(10)具有两个或三个换转级,且齿轮转换被分配成,使得在行驶循环、特别是行驶循环NEFZ和/或EUDC的行驶期间,尽可能高的能量的量从二次驱动设备(2)输送到一次驱动设备(1)上且储存在能量储存装置(5)中。
26.如权利要求1至25中任一项所述的具有组合驱动系统的车辆,其特征在于,通过控制装置对能量储存装置(5)的充电进行控制,其至少包括能量储存装置(5)的能量含量的参数的确定针对紧急性(Q)的特征值,必须利用该特征值对能量储存装置(5)充电,且控制装置此外基于表示二次驱动设备(2)的运行的至少一个特性参数属于其的参数计算可能的充电过程的效率,且控制预定的功能的充电过程,使得在高紧急性(Q)的情况下取决于效率地充电,且在低紧急性(Q)的情况下取决于各效率实现充电。
27.如权利要求1至26中任一项所述的具有组合驱动系统的车辆,其特征在于,提供输入装置,在不能通过外部能量提供而对于能量储存装置(5)充电时,使用者可以将里程输入该输入装置中,且在计算对能量储存装置(5)充电的紧急性(Q)时考虑该里程信息。
28.如权利要求27所述的具有组合驱动系统的车辆,其特征在于,用于里程信息的输入装置与导航系统共同作用。
29.一种特别如前述权利要求中任一项所述的组合驱动系统的运行的方法,用于车辆实现高的能量效率,其中,该组合驱动系统具有至少一个一次驱动设备(1)、二次驱动设备(2)、能量储存装置(5)以及驱动装置(3),其特征在于,实现至少三个下述驱动状态:
-二次驱动设备(2)和一次驱动设备(1)的功率共同用于驱动载重车辆,其中,二次驱动设备(2)在机械方面耦接入驱动中;
-二次驱动设备(2)运行,且一次驱动设备(1)通过一次驱动轴(1.1)被驱动,且在此由一次驱动设备(1)产生的能量至少部分地被储存;
-一次驱动设备(1)运行,且二次驱动设备(2)在此停止运转;
-一次驱动设备(1)通过一次驱动轴(1.1)被驱动,二次驱动设备(2)停止运转或空转;
其中,该方法取决于不同的边界调节将组合驱动系统置于不同的驱动状态中,其中,在考虑驱动状态和驱动要求的情况下可以由使用者控制该驱动系统。
30.如权利要求29所述的方法,其特征在于,提供至少一个控制装置,该控制装置直接或间接获取下述运行参数中的至少一个:
-一次驱动轴(1.1)的转速和/或加速和/或
-一次驱动设备(1)的至少一个温度和/或
-二次驱动轴(2.1)的转速和/或加速和/或
-二次驱动设备(2)的至少一个温度和/或
-驱动装置(3)的转速和/或加速和/或
-至少一个齿轮输入部件(10.1)的转速和/或加速和/或
-齿轮装置(10)的至少一个温度和/或
-至少一个车辆驱动部件(4)的转速和/或加速和/或
-二次驱动设备(2)的转速和/或加速和/或
-至少一个能量储存器(5)的容量效率和/或
-至少一个能量储存器(5)的至少一个温度和/或
-至少一个能量储存器(5)的至少一个电流强度和/或电压和/或
-颠簸比率和/或
-摆动比率和/或
-振动比率和/或
-距至少一个另一交通参与者的至少一个距离和/或
-底盘装置的至少一个弹簧挠度状态,
其中,在该控制装置中储存信息,且数据相互结合,使得在考虑所获取的值的情况下控制组合驱动系统。
31.如权利要求29或30所述的方法,其特征在于,确定二次驱动轴(2.1)的转速与齿轮输入部件(10.1)的转速或一次驱动轴(1.1)的转速之间的差,且当该差大于或等于0时,扭矩输送装置(8)被起动或起动,使得功率从二次驱动设备(2)流至驱动装置(3)。
32.如权利要求29至31中任一项所述的方法,其特征在于,获取的能量储存装置(5)的充电状态,且当能量储存装置(5)的充电状态低于置于控制装置中的边界值时,允许能流从二次驱动设备(2)至一次驱动设备(1),其中,该边界值至少取决于行驶距离、能量储存装置的充电状态,且优选取决于至少一个驱动设备的运行状态。
33.一种具有根据本发明的组合驱动系统的载重车辆,其根据如权利要求29至32中任一项所述的方法被驱动。
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WO (1) WO2011107276A1 (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103615306A (zh) * 2013-11-29 2014-03-05 东风小康汽车有限公司重庆分公司 涡轮增压装置
CN104755805A (zh) * 2012-10-30 2015-07-01 奥迪股份公司 双离合变速器
CN104950939A (zh) * 2015-05-26 2015-09-30 北京航天发射技术研究所 一种车载温度冗余控制装置及方法
CN112078302A (zh) * 2019-06-13 2020-12-15 德纳重型车辆系统集团有限责任公司 用于确定车桥负载的系统和方法
CN112693299A (zh) * 2021-03-12 2021-04-23 三一重型装备有限公司 动力系统、动力系统控制方法和车辆

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103608208B (zh) 2011-04-04 2017-04-05 舍弗勒技术股份两合公司 用于控制混合驱动系的方法和这种混合驱动系中的蓄电池装置
DE102011121233B4 (de) 2011-12-13 2023-08-10 Magna Pt B.V. & Co. Kg Hybrid-Kraftfahrzeugantriebsstrang und Verfahren zu dessen Ansteuerung
AT512580B1 (de) 2012-03-06 2014-11-15 Avl List Gmbh Antriebsaggregatsystem, insbesondere für Kraftfahrzeuge
DE102012021292A1 (de) * 2012-10-30 2014-04-30 Audi Ag Antriebsvorrichtung für ein Geschwindigkeits-Wechselgetriebe
CN103010225B (zh) * 2012-12-17 2015-12-23 湘电重型装备有限公司 一种矿用电机车组合传动系统
DE102013208965B4 (de) * 2013-05-15 2022-10-06 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Steuerungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer elektronischen Steuereinheit, durch die das Antriebsmoment einer Antriebseinheit bedarfsweise auf mindestens zwei Achsen variabel verteilbar ist
DE102013014457A1 (de) * 2013-08-30 2015-03-05 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Antrieb eines Kraftfahrzeuges sowie Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug
DE102014205263A1 (de) 2014-03-20 2015-09-24 Robert Bosch Gmbh Mikrodampfturbine und Verfahren zum Erwärmen einer Lavaldüse einer Mikrodampfturbine
DE102014205206A1 (de) 2014-03-20 2015-09-24 Robert Bosch Gmbh Läufer für eine Mikrodampfturbine und Verfahren zum Herstellen eines Läufers für eine Mikrodampfturbine
DE102014224476B4 (de) 2014-12-01 2024-08-29 Volkswagen Aktiengesellschaft Elektrische Antriebseinheit, Hybridantriebseinrichtung und Fahrzeug
US10591025B2 (en) * 2016-02-29 2020-03-17 Deere & Company Integrated starter-generator device with power transmission
US10487918B2 (en) * 2016-02-29 2019-11-26 Deere & Company Integrated starter-generator device with power transmission
DE102016204282B3 (de) 2016-03-16 2017-05-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Bremseinrichtung für Getriebezahnräder
DE102016217941A1 (de) 2016-09-20 2018-03-22 Voith Patent Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs
CN115419692A (zh) 2017-01-20 2022-12-02 北极星工业有限公司 车辆的车辆诊断方法
US10818189B2 (en) * 2017-07-31 2020-10-27 Ford Global Technologies, Llc Platooning vehicle order
DE102017213225A1 (de) * 2017-08-01 2019-02-07 Zf Friedrichshafen Ag Startervorrichtung und Antriebsstrang mit einer Startervorrichtung
US10479187B2 (en) 2017-11-29 2019-11-19 Deere & Company Integrated hybrid power system for work vehicle
US10519920B2 (en) 2018-01-17 2019-12-31 Deere & Company Automatic two-mode high reduction power transmission system
DE102018205298A1 (de) * 2018-04-09 2019-10-10 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs
US10975938B2 (en) 2019-04-16 2021-04-13 Deere & Company Multi-mode integrated starter-generator device with electromagnetic actuation assembly
US10968985B2 (en) 2019-04-16 2021-04-06 Deere & Company Bi-directional integrated starter-generator device
US10920733B2 (en) 2019-04-16 2021-02-16 Deere & Company Multi-mode integrated starter-generator device with preloaded clutch
US10975937B2 (en) 2019-04-16 2021-04-13 Deere & Company Multi-mode integrated starter-generator device with cam arrangement
US11060496B2 (en) 2019-04-16 2021-07-13 Deere & Company Multi-mode integrated starter-generator device
US11156270B2 (en) 2019-04-16 2021-10-26 Deere & Company Multi-mode integrated starter-generator device with transmission assembly mounting arrangement
US10933731B2 (en) 2019-04-16 2021-03-02 Deere & Company Multi-mode integrated starter-generator device with magnetic cam assembly
US10920730B2 (en) 2019-04-16 2021-02-16 Deere & Company Multi-mode integrated starter-generator device with dog clutch arrangement
US10821820B1 (en) 2019-04-16 2020-11-03 Deere & Company Multi-mode starter-generator device transmission with single valve control
US10948054B2 (en) 2019-04-16 2021-03-16 Deere & Company Multi-mode integrated starter-generator device with solenoid cam actuation apparatus
DE102019123367A1 (de) * 2019-08-30 2021-03-04 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Antriebsstrang für ein Fahrzeug
US10900454B1 (en) 2020-04-03 2021-01-26 Deere & Company Integrated starter-generator device with unidirectional clutch actuation utilizing a biased lever assembly
US11415199B2 (en) 2020-05-29 2022-08-16 Deere & Company Bi-directional multi-speed drive
US11193560B1 (en) 2020-05-29 2021-12-07 Deere & Company Work vehicle multi-speed drive assembly with bifurcated clutches
US12043981B2 (en) 2020-09-25 2024-07-23 Deere & Company Work vehicle drive with multiple electric machines and torque combining assembly
US11326570B1 (en) 2020-10-26 2022-05-10 Deere & Company Multi-mode integrated starter-generator device with unidirectional input
US11866910B2 (en) 2021-02-25 2024-01-09 Deere & Company Work vehicle multi-speed drive assembly with output control clutch
US11624170B2 (en) 2021-02-25 2023-04-11 Deere & Company Work vehicle multi-speed drive assembly with clutch retention mechanism
US11719209B2 (en) 2021-03-29 2023-08-08 Deere & Company Integrated starter-generator device with unidirectional clutch actuation utilizing biased lever assembly
US11761515B2 (en) 2021-05-20 2023-09-19 Deere & Company Work vehicle multi-speed drive assembly with guided dog clutch
US11686374B2 (en) 2021-07-23 2023-06-27 Deere & Company Work vehicle multi-speed drive assembly providing multiple gear ratios at same step ratio
KR20230152458A (ko) * 2022-04-27 2023-11-03 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차 및 이의 제어 방법
US20240183324A1 (en) * 2022-12-02 2024-06-06 Robert Bosch Gmbh Method for operating a motor vehicle

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1181322A (zh) * 1996-10-29 1998-05-13 丰田自动车株式会社 动力输出装置、发动机控制装置及其控制方法
US5842534A (en) * 1995-05-31 1998-12-01 Frank; Andrew A. Charge depletion control method and apparatus for hybrid powered vehicles
CN2475838Y (zh) * 2001-05-18 2002-02-06 李天向 汽车交换加热器
DE4344053B4 (de) * 1993-01-08 2005-06-16 Volkswagen Ag Verfahren zum Betrieb eines Hybridfahrzeugs und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens
US20050202929A1 (en) * 2004-03-11 2005-09-15 Nissan Motor Co., Ltd. Method and apparatus for engaging engine clutch for hybrid transmission
CN101244721A (zh) * 2008-03-24 2008-08-20 南京汽车集团有限公司 混合动力汽车的多能源控制方法及系统
CN101287618A (zh) * 2005-10-14 2008-10-15 丰田自动车株式会社 用于蓄电装置的冷却结构
CN101468610A (zh) * 2007-12-28 2009-07-01 比亚迪股份有限公司 一种用于混合动力车辆的充电控制装置及其方法
CN101549635A (zh) * 2008-04-03 2009-10-07 通用汽车环球科技运作公司 减振器直接安装到发动机输出件的动力系及其组装方法
JP2009248768A (ja) * 2008-04-07 2009-10-29 Toyota Motor Corp 動力出力装置および車両
CN101617456A (zh) * 2007-09-14 2009-12-30 三菱自动车工业株式会社 车辆电池控制装置
CN101628541A (zh) * 2009-08-27 2010-01-20 上海交通大学 混合动力汽车的双排行星齿轮机电动力耦合装置
CN201400082Y (zh) * 2009-03-12 2010-02-10 佳木斯大学 行星机构动力耦合器

Family Cites Families (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19745995A1 (de) * 1997-03-11 1998-09-17 Bosch Gmbh Robert Getriebeintegrierte Elektromaschine für Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschinen und deren Steuerung
US6146302A (en) * 1997-12-26 2000-11-14 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Power transmitting system for a hybrid motor vehicle
US6554088B2 (en) * 1998-09-14 2003-04-29 Paice Corporation Hybrid vehicles
US6209672B1 (en) * 1998-09-14 2001-04-03 Paice Corporation Hybrid vehicle
US6203468B1 (en) * 1998-11-18 2001-03-20 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Control device for hybrid vehicle and method thereof
JP2000156685A (ja) * 1998-11-18 2000-06-06 Fuji Heavy Ind Ltd 車両制御システムの異常監視装置
US6672415B1 (en) * 1999-05-26 2004-01-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Moving object with fuel cells incorporated therein and method of controlling the same
JP3817982B2 (ja) * 1999-08-06 2006-09-06 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車
JP3677733B2 (ja) * 2000-04-06 2005-08-03 ジヤトコ株式会社 パラレルハイブリッド車両
JP3589198B2 (ja) * 2000-12-25 2004-11-17 トヨタ自動車株式会社 駆動系統の制御装置
JP3835202B2 (ja) * 2001-05-18 2006-10-18 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動制御装置
DE10219080A1 (de) * 2002-04-29 2003-11-20 Voith Turbo Kg Antriebssystem, insbesondere für Kraftfahrzeuge
JP3912235B2 (ja) * 2002-09-10 2007-05-09 トヨタ自動車株式会社 車両の油圧制御装置
JP3682964B2 (ja) * 2002-09-24 2005-08-17 ジヤトコ株式会社 車両用駆動装置
JP3951904B2 (ja) * 2002-11-29 2007-08-01 株式会社エクォス・リサーチ ハイブリッド車用駆動装置
KR101062897B1 (ko) * 2003-01-04 2011-09-07 포드 글로벌 테크놀로지스, 엘엘씨 수소 연료 내연 기관을 위한 연료 전달 속도를 변화시키는 방법
KR100507494B1 (ko) * 2003-07-07 2005-08-17 현대자동차주식회사 하이브리드 전기 차량의 동력 전달 시스템
US20050049771A1 (en) * 2003-08-27 2005-03-03 Ming Kuang System and method for improving driveability and performance of a hybrid vehicle
US7104349B2 (en) 2004-01-26 2006-09-12 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The United States Environmental Protection Agency Hybrid powertrain motor vehicle with homogenous charge compression ignition (HCCI) engine, and method of operation thereof
US7380890B2 (en) * 2004-02-17 2008-06-03 Ford Global Technologies Llc System for controlling brake pulsing at vehicle natural vibration frequencies
CN100532194C (zh) * 2004-04-22 2009-08-26 诺蒂泰克控股有限公司 分离器
US7236873B2 (en) * 2004-07-23 2007-06-26 Ford Global Technologies, Llc System and method of controlling a hybrid electric vehicle
US7220200B2 (en) * 2004-07-29 2007-05-22 General Motors Corporation Electrically variable transmission arrangement with spaced-apart simple planetary gear sets
AT8336U1 (de) * 2004-09-27 2006-06-15 Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag Antriebseinheit für kraftfahrzeug mit hybridantrieb in längsanordnung
EP1712394A3 (en) * 2005-04-12 2006-11-08 Nissan Motor Co., Ltd. On-vehicle hybrid drive apparatus having a rotational damper
JP4483819B2 (ja) * 2005-04-28 2010-06-16 株式会社豊田中央研究所 動力伝達システム
JP4239102B2 (ja) * 2005-07-05 2009-03-18 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 ハイブリッド車用駆動装置
JP4218671B2 (ja) * 2005-10-13 2009-02-04 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の動力出力装置
US7625307B2 (en) * 2005-10-21 2009-12-01 Gm Global Technology Operations, Inc. Mechatronic hybrid transmissions having two planetary gear sets and three motor/generators
US7870925B2 (en) * 2006-02-21 2011-01-18 Ford Global Technologies, Llc System and method for managing a powertrain in a vehicle
CN101037087A (zh) * 2006-03-14 2007-09-19 朱荣辉 一种机动车无级变速混合动力节能装置
DE102006037576A1 (de) * 2006-08-11 2008-04-10 Daimler Ag Nebenaggregatantrieb für ein Kraftfahrzeug
JP4229185B2 (ja) * 2007-01-12 2009-02-25 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド自動車およびその制御方法
JP4241837B2 (ja) * 2007-01-15 2009-03-18 トヨタ自動車株式会社 車両およびその制御方法
DE102007004463A1 (de) * 2007-01-30 2008-08-21 Zf Friedrichshafen Ag Hybridantriebsanordnung für ein Fahrzeug mit einem Antriebsstrang
US7849944B2 (en) * 2007-06-12 2010-12-14 Ut-Battelle, Llc Self-learning control system for plug-in hybrid vehicles
JP4983453B2 (ja) 2007-07-18 2012-07-25 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置の制御装置
JP4447039B2 (ja) * 2008-02-12 2010-04-07 トヨタ自動車株式会社 動力出力装置および車両
JP5060371B2 (ja) * 2008-04-07 2012-10-31 トヨタ自動車株式会社 動力出力装置および車両
JP5120204B2 (ja) * 2008-10-28 2013-01-16 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 走行案内装置、走行案内方法及びコンピュータプログラム
JP5171799B2 (ja) * 2008-12-18 2013-03-27 日産自動車株式会社 ベルト式無段変速機の制御装置
KR101199103B1 (ko) * 2009-04-02 2012-11-08 현대자동차주식회사 하이브리드 차량용 동력전달장치
US8843287B2 (en) * 2009-04-30 2014-09-23 Jatco Ltd Belt-based, continuously-variable transmission control device and control method
CN102414486B (zh) * 2009-04-30 2014-08-06 日产自动车株式会社 带式无级变速器的控制器和控制方法
JP5039098B2 (ja) * 2009-07-24 2012-10-03 日産自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
US9764632B2 (en) * 2010-01-07 2017-09-19 Ford Global Technologies, Llc Plug-in hybrid electric vehicle battery state of charge hold function and energy management
WO2011127389A2 (en) * 2010-04-08 2011-10-13 The Regents Of The University Of Colorado Hybrid transmission using planetary gearset for multiple sources of torque for marine, two wheel land, or aeronautical vehicles
US8374740B2 (en) * 2010-04-23 2013-02-12 GM Global Technology Operations LLC Self-learning satellite navigation assisted hybrid vehicle controls system
US8543272B2 (en) * 2010-08-05 2013-09-24 Ford Global Technologies, Llc Distance oriented energy management strategy for a hybrid electric vehicle
DE102010041631B4 (de) * 2010-09-29 2016-12-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fahrzeugantrieb mit mindestens zwei Startsystemen
US20120112710A1 (en) * 2010-11-05 2012-05-10 Ross George Haldeman Electric machine to regulate work output rotational speed from infinitely variable transmissions by the creation of electrical energy
US9028362B2 (en) * 2011-02-01 2015-05-12 Jing He Powertrain and method for a kinetic hybrid vehicle
JP5149974B2 (ja) * 2011-02-17 2013-02-20 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 車両用駆動装置
JP5701116B2 (ja) * 2011-03-17 2015-04-15 富士重工業株式会社 ハイブリッド車両の動力伝達装置
DE102011089607B4 (de) * 2011-12-22 2023-07-13 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betrieb eines seriellen hydraulischen Hybridantriebssystems
US8758200B2 (en) * 2012-05-07 2014-06-24 Ford Global Technologies, Llc Hybrid torque converter control during rolling engine start for driveline damping
US8808141B2 (en) * 2012-05-07 2014-08-19 Ford Global Technologies, Llc Torque hole filling in a hybrid vehicle during automatic transmission shifting

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4344053B4 (de) * 1993-01-08 2005-06-16 Volkswagen Ag Verfahren zum Betrieb eines Hybridfahrzeugs und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens
US5842534A (en) * 1995-05-31 1998-12-01 Frank; Andrew A. Charge depletion control method and apparatus for hybrid powered vehicles
CN1181322A (zh) * 1996-10-29 1998-05-13 丰田自动车株式会社 动力输出装置、发动机控制装置及其控制方法
CN2475838Y (zh) * 2001-05-18 2002-02-06 李天向 汽车交换加热器
US20050202929A1 (en) * 2004-03-11 2005-09-15 Nissan Motor Co., Ltd. Method and apparatus for engaging engine clutch for hybrid transmission
CN101287618A (zh) * 2005-10-14 2008-10-15 丰田自动车株式会社 用于蓄电装置的冷却结构
CN101617456A (zh) * 2007-09-14 2009-12-30 三菱自动车工业株式会社 车辆电池控制装置
CN101468610A (zh) * 2007-12-28 2009-07-01 比亚迪股份有限公司 一种用于混合动力车辆的充电控制装置及其方法
CN101244721A (zh) * 2008-03-24 2008-08-20 南京汽车集团有限公司 混合动力汽车的多能源控制方法及系统
CN101549635A (zh) * 2008-04-03 2009-10-07 通用汽车环球科技运作公司 减振器直接安装到发动机输出件的动力系及其组装方法
JP2009248768A (ja) * 2008-04-07 2009-10-29 Toyota Motor Corp 動力出力装置および車両
CN201400082Y (zh) * 2009-03-12 2010-02-10 佳木斯大学 行星机构动力耦合器
CN101628541A (zh) * 2009-08-27 2010-01-20 上海交通大学 混合动力汽车的双排行星齿轮机电动力耦合装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104755805A (zh) * 2012-10-30 2015-07-01 奥迪股份公司 双离合变速器
US9714698B2 (en) 2012-10-30 2017-07-25 Audi Ag Dual clutch transmission
CN103615306A (zh) * 2013-11-29 2014-03-05 东风小康汽车有限公司重庆分公司 涡轮增压装置
CN104950939A (zh) * 2015-05-26 2015-09-30 北京航天发射技术研究所 一种车载温度冗余控制装置及方法
CN104950939B (zh) * 2015-05-26 2017-05-31 北京航天发射技术研究所 一种车载温度冗余控制装置及方法
CN112078302A (zh) * 2019-06-13 2020-12-15 德纳重型车辆系统集团有限责任公司 用于确定车桥负载的系统和方法
CN112078302B (zh) * 2019-06-13 2024-05-24 德纳重型车辆系统集团有限责任公司 用于确定车桥负载的系统和方法
CN112693299A (zh) * 2021-03-12 2021-04-23 三一重型装备有限公司 动力系统、动力系统控制方法和车辆

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