CN108146219A - 用于选择性分配多驱动单元车辆的动力的设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于朝着分开的用户(18,19)选择性分配多驱动单元车辆(50)的动力的设备(10)，包括：机械传动装置(12)，其将所述车辆(50)的推进单元(19)连接到至少一个主驱动单元(11)；用于服务设备单元的次动力单元(13)，其可操作地定位在所述机械传动装置(12)和所述车辆(50)的至少一个服务设备单元(18)之间；以及第一或者第二连接件(15，16)中的至少一个连接件，其在用于服务设备单元的所述次动力单元(13)的任一侧安装在所述机械传动装置(12)上并且能够通过操作合适的控制机构(20)来切换。

Description

用于选择性分配多驱动单元车辆的动力的设备
技术领域
本发明涉及一种用于朝着分开的用户选择性分配多驱动单元车辆的动力的设备。
背景技术
众所周知，目前所制造的类型的许多机动车都装备有许多服务设备，所述服务设备辅助和补充车辆运动的驱动，即未分配有车辆实际的推力。
这些服务设备中的一些服务设备还需要一定水平的动力，这些动力相当大，并且在电驱动单元的情况下，由于所涉及的电压很低甚至很难提供这些动力。
例如，考虑到：所需要的最大功率经常高于3kW的车辆空气调节系统；或者所使用的功率为大约1kW的动力转向系统；或者甚至制动和悬挂回路的压缩机，所述压缩机在大容量车辆中可能需要甚至高于5kW的动力水平。由于商业或特种车辆的动力输出装置而出现类似的情况，该动力输出装置可使用可相当于或者有时大于用于驱动车辆运动所需要的动力水平的一定水平的动力。
在传统车辆中，所有这些服务设备从推动车辆的驱动单元或者从特别地专门用于所述服务设备的辅助驱动单元或者动力供应系统中直接吸取用于它们操作所必需的动力。
在前者情况下，第一个缺点在于如下事实：辅助性服务设备的操作与驱动车辆运动的驱动单元的速度(转数)的变化有关，由于可变的道路路线的要求而时常变化的驱动单元的速度(转数)的变化使得次服务设备单元的动力供应的效率取决于实际上和剩下的可用的瞬时功率。也就是说，基于不需要驱动车辆运动的动力的分配。
另一个缺点也在于如下事实：即用于驱动车辆运动的驱动单元是内燃机并且即使在所述车辆静止同时也需要服务设备时必须保持运转，这导致浪费动力、产生污染排放物以及降低效率。
这例如在诸如“汽车起重机”类型的应用中是显而易见的，其中，一旦车辆已经到达目的地时，辅助性服务设备的使用甚至可持续数周或者数个月，在这段时间期间，用于驱动车辆运动的驱动单元必须保持运转，以将动力提供到提升系统。这在所需要的动力比用于驱动车辆运动的驱动单元实际上能够提供的动力输出低若干个数量级时也适用的。
此外，应该注意到的是，在使用中，只有用于驱动车辆运动的驱动单元能够与驱动轮机械地断开时，才能够出现这种构造。
在简单易行的内燃机情况下，由于发动机在不失速情况下不能下降到低于最低转数的这样的事实，因此所述系统由于内燃机的本身的性质需要机械地断开。
在直接电驱动车辆中会遇到非常不同的情况。事实上，在这些情况中，上面提到的断开方法可能难以实现，从而意味着所使用的替代解决方案是安装特别专门用于单个的设备的马达。
然而，虽然一方面该解决方案具有消除马达速度之间联系的优点，但是另一方面它不利地要求增加必需元件，因此增加了系统的复杂性、重量、成本以及总尺寸。鉴于此，例如考虑到车辆具有辅助性服务设备，所述辅助性服务设备的动力要求与驱动车辆运动所需要的动力相当。这些车辆将不得不安装两个类似尺寸的马达，一个马达单独用于驱动车辆运动，另一个马达单独用于辅助性服务设备。此外，这样的车辆将不得不装备有用于使用更低水平动力的额外辅助性服务设备的其它马达。
发明内容
本发明的技术目的因此克服了这些缺点。
因此，这些结果借助于根据权利要求1所制成的用于朝着分开的用户选择性分配多驱动单元车辆的动力的设备而获得。
本发明的实现所述技术目的的技术特征在所附的权利要求中很清楚地描述。
附图说明
本发明的优点参考示出了本发明的示例性的且非限制性的实施例的附图在以下的详细描述中将更加明显，在附图中:
图1是示意性地示出了装备有根据本发明的设备的机动车辆的操作框图；
图2是该车辆的辅助性服务设备的效率曲线图；以及
-图3是在本发明可有利地使用的具有表面磁体的无刷电动马达的效率图。
具体实施方式
参考附图的多个图，在图1中附图标记(50)表示通用的多驱动单元车辆的示意图，该车辆包括用于朝着分开的用户(19；18)选择性分配整个动力的设备(10)，所述整个动力可由多个驱动单元(11；21)来提供。
所述设备(10)基本上包括：机械传动装置(12)，所述机械传动装置将车辆(50)的推进单元(19)连接到一个或多个主驱动单元(11)；以及用于服务设备单元的次动力单元(13)，所述次动力单元可操作地定位在车辆(50)的机械传动装置(12)和一个或多个服务设备或者辅助单元(18)之间。
所述设备(10)还包括第一和第二连接件(15，16)，所述第一和第二连接件在用于服务设备单元的次动力单元(13)的任一侧安装在机械传动装置(12)上并能够通过操作合适的控制机构(20)来切换。
更特别地，所述控制机构(20)包括与所述连接件(15，16)可操作地连接的微处理器型控制器(17)，用于相对于车辆(50)在其使用的不同时刻的所需要操作而选择性激活在推进单元(19)和所述一个或者每一个服务设备单元(18)之间的动力分配。
主驱动单元(11)可为内燃机或者电动马达。
用于服务设备单元的次动力单元(13)包括一个或多个次驱动单元(21)，所述次驱动单元为用于将产生将输送到一个或多个所述服务设备单元(18)的动力的电动马达或者内燃机。
微处理器型控制器(17)适用于以非常灵活的方式管理朝着推进单元(19)的动力分配。事实上，可例如通过为来自所述推进单元(19)的、驱动车辆(50)的运动的要求所必需的驱动(推进)动力的请求给予普遍的、优先的或者排他的状态来实现所述分配。
类似地，微处理器型控制器(17)适用于根据例如在用于推进单元(19)的驱动功率的要求和所述主驱动单元(11)和/或次驱动单元(21)相对于最佳管理的效率曲线(22)的特性的要求之间所产生的各种不同的关系管理朝着所述一个或者每一个服务设备单元(18)的动力分配，所述最佳管理均可根据推进性能和车辆(50)的辅助性服务设备来获得。
下面所提供的若干个示例更清楚地描述了本发明的一些特征和优点。
可以想到的是，用于驱动车辆运动的主驱动单元(11)是最大功率为30kW的电动马达并且次动力单元(13)是最大功率为10kW的次电动马达(21)，所述次电动马达(21)例如专用于将动力提供到制冷压缩机，所述制冷压缩机具有的效率在图2中通过效率曲线(22)来示出。
当连接件(15)断开时，两个电动马达(11，21)彼此独立并且次动力单元(13)可提供它的用于压缩机单元最大效率的功率。也就是说，它不管车辆(50)的速度和状态而达到4000rpm。因此，采用这种配置，辅助单元(18)、即压缩机回路以最大效率水平、即以根据车辆(50)在不同的推进条件下所要求的速度而可变化的每分钟转数(rpm)来操作，所述最大效率水平显著高于具有相同特征的直接连接到用于驱动车辆运动的传动装置(12)的回路的最大效率水平。
应该注意的是，采用这种该配置，在车辆静止时，由于辅助性服务设备所需要的所有动力可由用于服务设备单元的次动力单元(13)来提供，因此用于驱动车辆运动的主驱动单元(11)的速度可降低到0(rpm)，从而中断主驱动单元(11)的所有动力消耗。不必每一次都操作制冷单元(例如在它已经达到设定温度之后)，所述设备(10)将中断用于服务设备单元的次动力单元(13)的动力供应，因此中断功率消耗，所述次动力单元将能够停止。
因此，在该配置中，设备(10)能够使辅助性服务设备的效率最大化，但不能够使用于驱动车辆运动的系统的效率最大化。
现在可以想到，车辆(50)(在不同的示例情况下)以恒定速度在用于驱动车辆运动的驱动单元的扭矩要求在2500rpm时等于50Nm的情况下行进。考虑到驱动单元的效率图(图3，运行点1)，用于驱动车辆运动的驱动单元以81％的效率运行。在该情况下，本发明允许将用于服务设备单元的次动力单元(13)连接到用于驱动车辆运动的系统。这将整个驱动单元的驱动车辆运动的运行点移动到更高的效率值、在该示例中等于86％，因此从用于驱动车辆运动的系统中回收5％的效率。在由辅助装置所构成的服务设备单元(18)不需要动力时，它能够断开连接件(16)，使得在服务设备侧未吸取任何类型的动力。否则，在所考虑的情况下的效率损失由于辅助性服务设备的系统的运行点的变化而将是3％。
微处理器型电子控制装置(17)可因此管理次动力单元的驱动单元(21)的动力分配，从而动态地评估车辆(50)的用于驱动车辆运动和用于服务设备的动力要求、电动马达(11，21)的效率图或者辅助装置的效率曲线或效率图，以便一直从设备(10)获得允许车辆(50)在任何状态下以可获得的最大效率点运行的状态。
本发明的另一优点在于，它允许使用它的用于驱动车辆运动或者用于服务设备的驱动单元(11，21)的动力总和。在那种情况下，对于在前面示例中所描述并且在图1中所示出的车辆(50)而言，显然具有用于驱动车辆运动的30kW驱动单元(11)的车辆(50)能够为辅助性服务设备或者为驱动车辆运动提供多达最大40kW的动力。
本发明获得了预定目的，并且由于能够获得至少两个驱动单元(11；21)用于驱动车辆运动或者用于服务设备，因此在安全方面提供了进一步的优点，并且在一个驱动单元发生故障时，另一个驱动单元可帮助车辆(50)，以便使车辆(50)处于更安全的状态。
以上所描述的达到预定目的的本发明易于明显地用于工业化应用。它因此也可以在不脱离以下权利要求的范围的情况下以若干方式进行修改和调整。至于本发明，应该注意到的是，发电机可用作服务设备单元(18)和/或用于服务设备单元的次动力单元(13)的可替代的方式。此外，本发明的所有细节可由技术上等同的部件来代替。

Claims (12)

1.一种用于朝着分开的用户选择性分配多驱动单元车辆(50)的动力的设备，其特征在于，所述设备包括：机械传动装置(12)，所述机械传动装置将所述车辆(50)的推进单元(19)连接到至少一个主驱动单元(11)；用于服务设备单元的次动力单元(13)，所述次动力单元可操作地定位在所述机械传动装置(12)和所述车辆(50)的至少一个服务设备单元(18)之间；以及第一或者第二连接件(15，16)中的至少一个连接件，所述第一或者第二连接件在用于服务设备单元的所述次动力单元(13)的任一侧安装在所述机械传动装置(12)上并且能够通过操作合适的控制机构(20)来切换。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制机构(20)包括与所述连接件(15，16)可操作地连接的微处理器型控制器(17)，用于相对于所述车辆(50)的由其使用所要求的操作选择性激活在所述推进单元(19)和所述一个或者每一个服务设备单元(18)之间的动力分配。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述一个或者每一个主驱动单元(11)是内燃机。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述一个或者每一个主驱动单元(11)是电动马达。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，用于服务设备单元的所述次动力单元(13)包括用于产生将发送到所述一个或者每一个服务设备单元(18)的动力的至少一个次驱动单元(21)。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述一个或者每一个次驱动单元(21)是电动马达。
7.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述一个或者每一个次驱动单元(21)是内燃机。
8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述连接件(15，16)中的至少一个连接件包括离合器。
9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述一个或者每一个服务设备单元(18)是发电机。
10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，用于服务设备单元的所述次动力单元(13)是发电机。
11.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述微处理器型控制器(17)适用于根据来自所述推进单元(19)的推进动力的优先要求来管理朝着所述推进单元(19)的动力分配。
12.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述微处理器型控制器(17)适用于根据来自所述推进单元(19)的推进动力的要求和所述主驱动单元(11)和/或次驱动单元(21)的效率曲线(22)特性的要求之间的关系来管理朝着所述一个或者每一个服务设备单元(18)的动力分配。
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