DE102012203657B4 - Elektrofahrzeug mit einer Maschine zur Reichweitenverlängerung und einem Klimasteuerkompressor - Google Patents

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Abstract

Elektrofahrzeug (100) mit einer Maschine (110) zur Reichweitenverlängerung, umfassend:eine Fahrzeugkarosserie (105);einen ersten Motor (115), der innerhalb der Fahrzeugkarosserie (105) angeordnet ist;einen zweiten Motor (120), der innerhalb der Fahrzeugkarosserie (105) angeordnet und ausgestaltet ist, um ein Antriebsdrehmoment zu erzeugen;die Maschine (110), die entfernbar außerhalb der Fahrzeugkarosserie (105) angeordnet und ausgestaltet ist, um selektiv Drehmoment an den ersten Motor (115) zu liefern, und das Elektrofahrzeug (100) nicht antreibt, wenn sie an der Fahrzeugkarosserie (105) angeordnet ist;einen Klimasteuerkompressor (135), der innerhalb der Fahrzeugkarosserie (105) angeordnet und selektiv mit dem ersten Motor (115) gekoppelt ist;eine erste Kupplungsanordnung (140), die zwischen dem ersten Motor (115) und dem Klimasteuerkompressor (135) angeordnet und ausgestaltet ist, um zu aktuieren und somit den Klimasteuerkompressor (135) funktional mit dem ersten Motor (115) zu verbinden;eine zweite Kupplungsanordnung (145), die zwischen der Maschine (110) und dem ersten Motor (115) angeordnet und ausgestaltet ist, um zu aktuieren und somit die Maschine (110) funktional mit dem ersten Motor (115) zu verbinden; undeine Leistungsquelle (125), die innerhalb der Fahrzeugkarosserie (105) angeordnet ist;einen Controller (170), der ausgestaltet ist, um das Koppeln des Klimasteuerkompressors (135) mit dem ersten Motor (115) zu steuern, das Koppeln der Maschine (110) mit dem ersten Motor (115) zu steuern, die Betätigung der ersten Kupplungsanordnung (140) zu steuern, die Betätigung der zweiten Kupplungsanordnung (145) zu steuern und den Betrieb der Maschine (110) zu steuern, wobei das Koppeln der Maschine (110) mit dem ersten Motor (115) bewirkt, dass der erste Motor (115) elektrische Energie erzeugt, und wobei die Leistungsquelle (125) ausgestaltet ist, um die von dem ersten Motor (115) erzeugte elektrische Energie zu speichern.

Description

  • Die Offenbarung bezieht sich auf elektrischen und mechanischen Leistungsfluss in einem Elektrofahrzeug mit einer Maschine zur Reichweitenverlängerung und einem Klimasteuerkompressor.
  • Pkw und Nutzfahrzeuge umfassen verschiedene batteriebetriebene Komponenten, wie z.B. einen Elektromotor. Wenn er mit Hybrid- oder Elektrofahrzeugen verwendet wird, kann der Elektromotor ein Drehmoment an andere Fahrzeugkomponenten, wie etwa einen Klimaanlagenkompressor oder eine Wärmepumpe liefern, die gemeinsam als Klimasteuerkompressor bezeichnet werden. Hybridfahrzeuge können ferner eine Maschine und einen Generator umfassen, um die Fahrreichweite des Fahrzeugs auszudehnen.
  • Aus der US 2010 / 0 023 210 A1 ist ein Klimaanlagensteuersystem für ein Hybridfahrzeug bekannt, bei dem die Klimaanlage ferngesteuert betrieben werden kann.
  • Die US 2008 / 0 242 498 A1 offenbart ein Hybrid-Elektrofahrzeug in leistungsverzweigter Bauweise, umfassend: eine Fahrzeugkarosserie; einen ersten Motor, der innerhalb der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist; einen zweiten Motor, der innerhalb der Fahrzeugkarosserie angeordnet und ausgestaltet ist, um ein Antriebsdrehmoment zu erzeugen; eine Maschine die innerhalb der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist; einen Klimasteuerkompressor, der innerhalb der Fahrzeugkarosserie angeordnet und selektiv mit dem ersten Motor gekoppelt ist; eine erste Kupplungsanordnung, die zwischen dem ersten Motor und dem Klimasteuerkompressor angeordnet und ausgestaltet ist, um zu aktuieren und somit den Klimasteuerkompressor funktional mit dem ersten Motor zu verbinden; eine zweite Kupplungsanordnung, die zwischen der Maschine und dem ersten Motor angeordnet und ausgestaltet ist, um zu aktuieren und somit die Maschine funktional mit dem ersten Motor zu verbinden; eine Leistungsquelle, die innerhalb der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist; einen Controller, der ausgestaltet ist, um das Koppeln des Klimasteuerkompressors mit dem ersten Motor zu steuern, das Koppeln der Maschine mit dem ersten Motor zu steuern, die Betätigung der ersten Kupplungsanordnung zu steuern, die Betätigung der zweiten Kupplungsanordnung zu steuern und den Betrieb der Maschine zu steuern, wobei das Koppeln der Maschine mit dem ersten Motor bewirkt, dass der erste Motor elektrische Energie erzeugt, die die Leistungsquelle speichert, und die Maschine das Fahrzeug antreibt, oder dass die Maschine evtl. gemeinsam mit dem ersten und zweiten Motor das Fahrzeug antreibt.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, bei einem Elektrofahrzeug mit einer Maschine zur Reichweitenverlängerung einen Klimasteuerkompressor zu steuern.
  • Diese Aufgabe wird durch Elektrofahrzeug mit einer Maschine zur Reichweitenverlängerung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft beschrieben:
    • 1 ist ein schematisches Diagramm eines Beispielelektro- oder -hybridfahrzeugs mit einer abnehmbaren Maschine.
    • 2 ist ein schematisches Diagramm von Beispielkomponenten eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs.
  • Es ist ein Fahrzeug vorgesehen, das einen ersten Motor aufweist, der ausgestaltet ist, um verschiedene Fahrzeugkomponente anzutreiben und eine Leistungsquelle zu laden, während ein zweiter Motor ausgestaltet ist, um das Fahrzeug unter Verwendung elektrischer Energie von der Leistungsquelle oder durch den ersten Motor erzeugter Energie anzutreiben. Eine Maschine ist ausgestaltet, um ein Drehmoment an den ersten Motor und einen Klimasteuerkompressor zu liefern, der selektiv mit dem ersten Motor gekoppelt ist. Das Fahrzeug kann ferner einen Controller umfassen, der ausgestaltet ist, um die Kopplung des Klimasteuerkompressors mit dem ersten Motor zu steuern. In einer möglichen Implementierung umfasst das Fahrzeug ferner eine erste Kupplungsanordnung und eine zweite Kupplungsanordnung. Die erste Kupplungsanordnung ist zwischen dem ersten Motor und dem Klimasteuerkompressor angeordnet und ausgestaltet, um zu aktuieren und somit den Klimasteuerkompressor funktional mit dem ersten Motor zu verbinden. Die zweite Kupplungsanordnung ist funktional zwischen dem ersten Motor und der Maschine angeordnet und ausgestaltet, zu aktuieren und somit den ersten Motor funktional mit der Maschine zu verbinden. Der erste Motor ist ausgestaltet, um elektrische Energie zu erzeugen und die elektrische Energie in der Leistungsquelle zu speichern, wenn er mit der Maschine über die erste Kupplungsanordnung gekoppelt ist. Ein Controller ist ausgestaltet, um die Betätigung der ersten Kupplungsanordnung und der zweiten Kupplungsanordnung zu steuern. In einigen möglichen Ansätzen können manche Fahrzeugkomponenten innerhalb eines Korpus des Fahrzeugs (z. B. einer Fahrzeugkarosserie) angeordnet sein. Die Maschine kann jedoch entfernbar an der Fahrzeugkarosserie angeordnet sein (z.B. eine Außenbordmaschine), so dass die Maschine entfernt werden kann, wenn sie nicht benötigt wird.
  • Dementsprechend kann das hierin beschriebene Fahrzeug verschiedene Betriebsmodi zur Verfügung stellen, die die Reichweite des Fahrzeuges bei rein elektrischem Fahren ausdehnen. Darüber hinaus kann das Fahrzeug in manchen Implementierungen kleinere Komponenten beherbergen (z. B. einen kleineren Motor, eine kleinere Maschine usw.), was das Gewicht des Fahrzeugs verringern und somit die Reichweite des Fahrzeugs erhöhen kann. Das Fahrzeug kann viele unterschiedliche Formen annehmen und mehrere und/oder alternative Komponenten und Ausstattungen umfassen. Obgleich in den Figuren ein Beispielfahrzeug gezeigt ist, sollen die in den Figuren veranschaulichten Komponenten nicht einschränkend sein. Tatsächlich können zusätzliche oder alternative Komponenten und/oder Implementierungen verwendet werden.
  • 1 veranschaulicht ein Beispielfahrzeug 100 mit einer Fahrzeugkarosserie 105, einer Maschine 110, einem ersten Motor 115, einem zweiten Motor 120, einer Leistungsquelle 125, einem Umrichter 130, einem Klimasteuerkompressor 135, einer ersten Kupplungsanordnung 140, einer zweiten Kupplungsanordnung 145, einem Getriebekasten 155, einer Antriebskopplungseinrichtung 160, einer Kraftstoffquelle 165 und einem Controller 170. Das Fahrzeug 100 kann irgendein PKW oder Nutzfahrzeug sein. Ferner können verschiedene Merkmale des Fahrzeugs 100, wie es hierin offenbart ist, in einem Hybrid-Elektrofahrzeug 100 umgesetzt werden, das ein Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug (PHEV) oder ein Elektroauto mit verlängerter Reichweite (EREV), ein Batterie-Elektrofahrzeug (BEV) oder dergleichen einschließt.
  • Die Fahrzeugkarosserie 105 kann irgendeinen Teil des Fahrzeugs 100 umfassen, der ausgestaltet ist, um eine oder mehrere der verschiedenen beschriebenen Fahrzeugkomponenten zu beherbergen oder zu tragen. Zum Beispiel kann das Gehäuse des Fahrzeugs 100 ausgestaltet sein, um den ersten Motor 115, den zweiten Motor 120, die Leistungsquelle 125, den Umrichter 130, den Klimasteuerkompressor 135, die erste Kupplungsanordnung 140 und die zweite Kupplungsanordnung 145 usw. unterzubringen. Die Fahrzeugkarosserie 105 kann ferner den Controller 170 beherbergen. Dementsprechend kann jede dieser Komponenten des Fahrzeugs 100 innerhalb der Fahrzeugkarosserie 105 angeordnet sein. In einer möglichen Implementierung kann die Fahrzeugkarosserie 105 ausgestaltet sein, zuzulassen, dass die Maschine 110 entfernbar an der Fahrzeugkarosserie 105 angebracht werden kann. Das heißt, wie es nachstehend ausführlicher diskutiert wird, die Maschine 110 kann an der Fahrzeugkarosserie 105 (z.B. außerhalb des Fahrzeugs 100) angeordnet sein, wenn sie funktional mit dem ersten Motor 115 verbunden ist, und kann leicht von der Fahrzeugkarosserie 105 entfernt werden, so dass das Fahrzeug 100 ohne die Maschine 110 betrieben werden kann.
  • Die Maschine 110 kann jede Einrichtung umfassen, die ausgestaltet ist, um ein Drehmoment zu erzeugen, indem zum Beispiel Energie aus einem Kraftstoff in eine Drehbewegung umgewandelt wird. Dementsprechend kann die Maschine 110 eine Brennkraftmaschine sein, die ausgestaltet ist, um durch die Verbrennung eine Kombination von Kraftstoff und Luft ein Drehmoment zu erzeugen. Die Maschine 110 kann das Drehmoment durch Drehen einer Kurbelwelle 175 ausgeben. Die Maschine 110 kann verwendet werden, um Leistung unter verschiedenen Umständen bereitzustellen, etwa wenn die Leistungsquelle 125 nicht in der Lage ist, eine ausreichende Menge an Energie für z. B. den ersten Motor 115 oder den zweiten Motor 120 zu liefern. Darüber hinaus, wie nachstehend ausführlicher diskutiert wird, ist die Maschine 105 ausgestaltet, um relativ zu der Fahrzeugkarosserie 105 entfernbar zu sein, während der erste Motor 115, der zweite Motor 120 und der Klimasteuerkompressor 135 in dem Fahrzeug 100 befestigt bleiben und weiterhin ihren Dienst an dem Fahrzeug 100 verrichten. Der Betrieb der Maschine 110 kann durch den Controller 170 drahtlos, z.B. über eine Maschinensteuereinheit 180, gesteuert werden, wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird.
  • Der erste Motor 115 und der zweite Motor 120 können jeweils jede Einrichtung umfassen, die ausgestaltet ist, um aus elektrischer Energie ein Drehmoment zu erzeugen. Der erste Motor 115 kann ferner ausgestaltet sein, um elektrische Energie zu erzeugen, wenn er mit einem Drehmoment versorgt wird. Zum Beispiel kann der erste Motor 115 eine Ausgangswelle 185 umfassen, die rotiert, wenn der erste Motor 115 mit elektrischer Energie versorgt wird. Der erste Motor 115 kann ferner eine Eingangswelle 190 umfassen. Wenn die Eingangswelle 190 rotiert wird, kann der erste Motor 115 elektrische Energie erzeugen. Alternativ kann der erste Motor 115 ausgestaltet sein, um Drehmoment von der Eingangswelle 190 auf die Ausgangswelle 185 zu übertragen, ohne elektrische Energie zu erzeugen. Der erste Motor 115 kann ausgestaltet sein, um Wechselstrom- (AC-) Energie zu nutzen und zu erzeugen, die z.B. verwendet werden kann, um elektrische Energie an die Leistungsquelle 125 und/oder den zweiten Motor 120 zu liefern, wie es nachstehend ausführlicher diskutiert wird.
  • Der zweite Motor 120 kann ein Fahr- oder Antriebsmotor sein, der ausgestaltet ist, um elektrische Energie von der Leistungsquelle 125 aufzunehmen, die durch, z.B. den ersten Motor 115 erzeugt wurde. Der zweite Motor 120 kann ausgestaltet sein, um ein Antriebsdrehmoment aus der aufgenommenen elektrischen Energie zu erzeugen, um das Fahrzeug 100 anzutreiben. Zum Beispiel kann der zweite Motor 120 ausgestaltet sein, um das Antriebsdrehmoment an Räder 205 des Fahrzeugs 100 zu liefern.
  • Die Leistungsquelle 125 kann jede Einrichtung umfassen, die ausgestaltet ist, um durch den ersten Motor 115 erzeugte elektrische Energie zu speichern und/oder elektrische Energie an den ersten Motor 115 und den zweiten Motor 120 zu liefern. Zum Beispiel kann die Leistungsquelle 125 eine oder mehrere Batterien umfassen, die ausgestaltet sind, um elektrische Energie zu speichern, die durch den ersten Motor 115 erzeugt wird. In einer möglichen Implementierung ist die Leistungsquelle 125 ausgestaltet, um elektrische Energie als elektrische Gleichstrom- (DC-) Energie zu speichern und auszugeben.
  • Der Umrichter 130 kann jede Einrichtung umfassen, die ausgestaltet ist, um DC-Energie in AC-Energie umzuwandeln. In einem möglichen Ansatz kann der Umrichter 130 funktional zwischen der Leistungsquelle 125 und dem ersten und zweiten Motor 115, 120 angeordnet sein. Der Umrichter 130 kann ferner ausgestaltet sein, um die AC-Energie, die durch den ersten Motor 115 erzeugt wird, in DC- oder Gleichstromenergie zur Speicherung in der Leistungsquelle 125 umzuwandein. Darüber hinaus kann der Umrichter 130 ausgestaltet sein, um die DC-Energie, die in der Leistungsquelle 125 gespeichert ist, in AC-Energie umzuwandeln, die verwendet wird, um den ersten Motor 115 und/oder den zweiten Motor 120 anzutreiben. Obwohl nur ein Umrichter 130 gezeigt ist, kann das Fahrzeug 100 eine beliebige Anzahl von Umrichtern 130 umfassen.
  • Der Klimasteuerkompressor 135 kann jede Einrichtung umfassen, die ausgestaltet ist, um das Klima des Fahrzeugs 100 zu steuern. Zum Beispiel kann der Klimasteuerkompressor 135 einen Klimaanlagenkompressor umfassen, der ausgestaltet ist, um eine Klimatisierung des Fahrzeugs 100 und/oder eine Wärmepumpe zum Heizen des Fahrzeugs 100 vorzusehen. In einem möglichen Ansatz kann der Klimasteuerkompressor 135 funktional mit der Maschine 110, dem ersten Motor 115 oder beiden verbunden sein. Für eine Klimatisierung kann der Klimasteuerkompressor 135 Drehmoment von der Maschine 110 und/oder dem ersten Motor 115 aufnehmen und ein Kältemittel komprimieren. Der Klimasteuerkompressor 135 kann einen Kondensator zur weiteren Kühlung der Druckluft umfassen. Ein Gebläse kann verwendet werden, um die gekühlte Luft durch das Fahrzeug 100 hindurch zirkulieren zu lassen. Für die Heizung kann der Klimasteuerkompressor 135 als Wärmepumpe arbeiten, um einen Fahrgastraum des Fahrzeugs 100 zu erwärmen.
  • Die erste und zweite Kupplungsanordnung 140, 145 können jeweils irgendeine Einrichtung umfassen, wie etwa eine hydraulisch oder elektrisch betätigte Einrichtung, die ausgestaltet ist, um zu aktuieren und Drehmoment zu übertragen. Zum Beispiel kann jede Kupplungsanordnung 140, 145 einen Antriebsmechanismus 195 und einen angetriebenen Mechanismus 200 umfassen. Mit Bezug auf die erste Kupplungsanordnung 140 kann der Antriebsmechanismus 195 funktional mit dem ersten Motor 115 verbunden sein, und der angetriebene Mechanismus 200 kann funktional mit dem Klimasteuerkompressor 135 verbunden sein. Wenn sie eingerückt ist, kann das Drehmoment, das durch den ersten Motor 115 erzeugt wird, zu dem Klimasteuerkompressor 135 übertragen werden. Als solche kann die erste Kupplung 140 verwendet werden, um den Klimasteuerkompressor 135 selektiv mit dem ersten Motor 115 zu koppeln.
  • Der Antriebsmechanismus 195 der zweiten Kupplungsanordnung 145 kann funktional mit der Maschine 110 verbunden sein, und der angetriebene Mechanismus 200 der zweiten Kupplungsanordnung 145 kann funktional mit dem ersten Motor 115 verbunden sein. Wenn die zweite Kupplungsanordnung 145 eingerückt ist, kann das durch die Maschine 110 erzeugte Drehmoment auf den ersten Motor 115 übertragen werden. Daher kann die zweite Kupplungsanordnung 145 verwendet werden, um die Maschine 110 selektiv mit dem ersten Motor 115 zu koppeln. Wie es nachstehend ausführlicher diskutiert wird, kann der Betrieb der ersten und zweiten Kupplungsanordnung 130, 135 durch eine elektronische Einrichtung, wie etwa einen Controller 170, gesteuert werden, wie es nachstehend beschrieben ist.
  • Der Getriebekasten 155 kann jede Einrichtung umfassen, die ausgestaltet ist, um Drehmoment auf die Räder 205 zu übertragen. Daher kann die Maschine 110 von 1 ausgestaltet sein, um ein Antriebsdrehmoment vorzusehen, das das Fahrzeug antreiben kann. Der Getriebekasten 155 kann eine beliebige Anzahl von Zahnrädern mit unterschiedlichen Größen umfassen. Wie es dargestellt ist, ist der Getriebekasten 155 ausgestaltet, um ein Drehmoment von dem ersten Motor 115, dem zweiten Motor 120 oder beiden aufzunehmen und das aufgenommene Drehmoment an die Räder 205 des Fahrzeugs 100 auszugeben.
  • Die Antriebskopplungseinrichtung 160 kann jede Einrichtung umfassen, die ausgestaltet ist, um die Maschine 110 mit dem Fahrzeug 100 zu verbinden, und kann zulassen, dass die Maschine 110 Drehmoment an den ersten Motor 115 liefert, wenn sie mit der Fahrzeugkarosserie 105 verbunden ist. Somit kann der Antriebskopplungseinrichtung 160 funktional zwischen der Maschine 110 und der zweiten Kupplungsanordnung 145 angeordnet sein. Darüber hinaus kann die Antriebskopplungseinrichtung 160 eine mechanische Schnittstelle umfassen, die zulässt, dass die Maschine 110 entfernbar an der Fahrzeugkarosserie 105 angebracht werden kann. Das heißt, die Antriebskopplungseinrichtung 160 kann ausgestaltet sein, um zuzulassen, dass beispielsweise ein Fahrer des Fahrzeugs 100 die Maschine 110 auf einfache Weise an dem Fahrzeug 100 anbringen und von diesem abnehmen kann. In einer möglichen Implementierung kann die Antriebskopplungseinrichtung 160 von außerhalb der Fahrzeugkarosserie 105 zugänglich sein.
  • Die Kraftstoffquelle 165 kann jede Einrichtung umfassen, die ausgestaltet ist, um Kraftstoff an die Maschine 110 zu liefern. Wenn die Maschine 110 eine Brennkraftmaschine 110 ist, kann die Kraftstoffquelle 165 eine Kraftstoffblase oder einen Kraftstofftank umfassen, die bzw. der ausgestaltet ist, um Benzin zu speichern. Obwohl es nicht gezeigt ist, kann eine Kraftstoffpumpe verwendet werden, um Kraftstoff von der Kraftstoffquelle 165 an die Maschine 110 zu liefern.
  • Die Maschinensteuereinheit 180 kann jede Einrichtung umfassen, die ausgestaltet ist, um den Betrieb der Maschine 110 zu steuern. Zum Beispiel kann die Maschinensteuereinheit 180 die Drehzahl der Maschine 110 durch Steuern der Strömung von Kraftstoff von der Kraftstoffquelle 165 zu der Maschine 110 steuern. Die Maschinensteuereinheit 180 kann einen Transceiver 210 umfassen oder verwenden, der ausgestaltet ist, um drahtlose Steuersignale zu empfangen, und die Maschinensteuereinheit 180 kann ausgestaltet sein, um die Maschine 110 auf der Basis der drahtlosen empfangenen Steuersignale zu steuern. In einer möglichen Implementierung können die Maschinensteuereinheit 180 und der Maschinen-Transceiver 210 durch einen Kurbelinduktor oder Wechselstromgenerator und eine Energiespeichereinrichtung (nicht gezeigt) beaufschlagt sein. Die Maschinensteuereinheit 180 muss daher nicht mit dem Fahrzeug 100 hart verdrahtet sein. Vielmehr kann die Maschinensteuereinheit 180 an der Maschine 110 oder innerhalb eines Gehäuses der Maschine 110 angeordnet sein. Auf diese Weise kann die Maschinensteuereinheit 180 von dem Fahrzeug 100 entfernt werden, wenn die Maschine 110 von der Fahrzeugkarosserie 105 abgenommen wird.
  • Der Controller 170 kann jede Vorrichtung umfassen, die ausgestaltet ist, um den Betrieb der verschiedenen Komponenten des Fahrzeugs 100 zu steuern. Zum Beispiel kann der Controller 170 ausgestaltet sein, um die selektive Kopplung des Klimasteuerkompressors 135 mit dem ersten Motor 115 zu steuern, indem die Betätigung (z.B. die Einrückung) der ersten Kupplungsanordnung 140 gesteuert wird. Durch Einrücken der ersten Kupplungsanordnung 140 kann der Controller 170 bewirken, dass der erste Motor 115 ein Drehmoment an den Klimasteuerkompressor 135 liefert. Der Controller 170 kann ausgestaltet sein, um die selektive Kopplung der Maschine 110 mit dem ersten Motor 115 zu steuern, indem die Betätigung (z.B. Einrückung) der zweiten Kupplungsanordnung 145 gesteuert wird. Durch Einrücken der zweiten Kupplungsanordnung 145 kann der Controller 170 bewirken, dass die Maschine 110 ein Drehmoment an den ersten Motor 115 liefert, was bewirken kann, dass der ersten Motor 115 elektrische Energie zur Speicherung in der Leistungsquelle 125 erzeugt.
  • Der Controller 170 kann ferner ausgestaltet sein, um ein Steuersignal zu erzeugen und an die Maschinensteuereinheit 180 zu übertragen. Zum Beispiel kann der Controller 170 auf der Basis einer Betätigung eines Gaspedals (nicht gezeigt) in einem Fahrgastraum des Fahrzeugs 100 einen Drosselklappenbefehl empfangen. Der Controller 170 kann einen Transceiver 210 verwenden, um das Steuersignal an die Maschinensteuereinheit 180 zu übertragen. In einer möglichen Implementierung ist der Transceiver 210 Teil des Controllers 170. Der Transceiver 210 kann jedoch alternativ eine von dem Controller 170 separate Einrichtung sein.
  • Im Allgemeinen können Berechnungssysteme und/oder -einrichtungen, wie etwa die Maschinensteuereinheit 180 und der Controller 170, irgendeines von beliebigen Computerbetriebssystemen anwenden und von einem Computer ausführbare Anweisungen umfassen, wobei die Anweisungen durch eine oder mehrere Berechnungseinrichtungen, wie etwa jene, die oben aufgeführt sind, ausführbar sein können. Von einem Computer ausführbare Anweisungen können von Computerprogrammen, die unter Verwendung einer Vielzahl von Programmiersprachen und/oder Technologien geschaffen werden, kompiliert oder interpretiert werden, die, ohne Einschränkung, entweder alleine oder in Kombination, Java ™, C, C++, Visual Basic, Java Script, Perl usw. einschließen. Im Allgemeinen empfängt ein Prozessor (z.B. ein Mikroprozessor) Anweisungen, z.B. von einem Speicher, einem von einem Computer lesbaren Medium usw., und führt diese Anweisungen aus, wodurch ein oder mehrere Prozesse durchgeführt werden, die einen oder mehrere der hierin beschriebenen Prozesse umfassen. Derartige Anweisungen und andere Daten können unter Verwendung einer Vielfalt von bekannten von einem Computer lesbaren Medien gespeichert und übertragen werden.
  • Ein von einem Computer lesbares Medium (auch als ein von einem Prozessor lesbares Medium bezeichnet) umfasst irgendein nicht vergängliches (z.B. greifbares) Medium, das beim Bereitstellen von Daten (z.B. Anweisungen) teilnimmt, die von einem Computer (z.B. von einem Prozessor eines Computers) gelesen werden können. Ein derartiges Medium kann viele Formen annehmen, die nichtflüchtige Medien und flüchtige Medien umfassen, aber nicht darauf begrenzt sind. Nichtflüchtige Medien können zum Beispiel optische oder magnetische Platten und anderen dauerhaften Speicher umfassen. Flüchtige Medien können zum Beispiel dynamischen Direktzugriffsspeicher (DRAM) umfassen, der typischerweise einen Hauptspeicher bildet. Derartige Anweisungen können durch ein oder mehrere Übertragungsmedien übertragen werden, die Koaxkabel, Kupferdraht und Faseroptik umfassen, einschließlich die Drähte, die einen Systembus umfassen, der mit einem Prozessor eines Computers gekoppelt ist. Manche Formen von von einem Computer lesbaren Medien können zum Beispiel eine Floppy Disk, eine flexible Platte, eine Festplatte, ein Magnetband, irgendein anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, DVD, irgendein anderes optisches Medium, Lochkarten, Papierband, irgendein anderes physikalisches Medium mit Lochmustern, einen RAM, einen PROM, einen EPROM, einen FLASH-EEPROM, irgendeinen anderen Speicherchip oder Cartridge, oder irgendein anderes Medium, von dem ein Computer lesen kann, umfassen.
  • Im Betrieb kann der Controller 170 die Betätigung der ersten und zweiten Kupplungsanordnung 140, 145 auf der Basis des gewünschten Betriebs des Klimasteuerkompressors 135 steuern. Zum Beispiel kann der Controller 170 sowohl die erste als auch die zweite Kupplungsanordnung 140, 145 zu irgendeinem Zeitpunkt, zu dem der erste Motor 115 und die Maschine 110 beide deaktiviert sind, öffnen (z.B. ausrücken), etwa wenn der Klimasteuerkompressor 135 ausgeschaltet ist und die Leistungsquelle 125 eine ausreichende Ladung hat, um elektrische Energie an verschiedene Komponenten des Fahrzeugs 100 zu liefern.
  • Wenn jedoch die von der Leistungsquelle 125 gehaltene Ladung unter einen vorbestimmten Pegel fällt, kann der Controller 170 die erste Kupplung 140 öffnen (z.B. ausrücken), die zweite Kupplungsanordnung 145 schließen (z.B. einrücken) und die Maschine 110 zünden, so dass die Maschine 110 Drehmoment auf den ersten Motor 115 überträgt. In dieser Konfiguration kann der erste Motor 115 als Generator wirken, um elektrische Energie, die in der Leistungsquelle 125 gespeichert werden kann, zu liefern. Der erste Motor 115 kann Wechselstromenergie erzeugen, die der Umrichter 130 in Gleichstromenergie zur Speicherung in der Leistungsquelle 125 umwandeln kann.
  • Wenn die Klimasteuerkompressor 135 benötigt wird, während die Leistungsquelle 125 geladen wird, kann der Controller 170 die erste Kupplungsanordnung 140 schließen, um den Klimasteuerprozessor funktional mit dem ersten Motor 115 zu verbinden, und die zweite Kupplungsanordnung 145 schließen, um die Maschine 110 funktional mit dem ersten Motor 115 zu verbinden. In dieser Konfiguration liefert der Motor 110 Drehmoment an den ersten Motor 115, um zu bewirken, dass der erste Motor 115 elektrische Energie erzeugt. Der erste Motor 115 kann ferner etwas von dem durch die Maschine 110 erzeugten Drehmoment auf den Klimasteuerkompressor 135 übertragen, so dass der Klimasteuerkompressor 135 betrieben werden kann. Auf diese Weise kann der erste Motor 115 den Klimasteuerkompressor 135 betreiben und gleichzeitig die Leistungsquelle 125 laden.
  • Wenn die Ladung von der Leistungsquelle 125 ausreichend ist und der Betrieb des Klimasteuerkompressors 135 erwünscht ist, kann der Controller 170 die Maschine 110 deaktivieren (z.B. die Maschine 110 ausschalten), die erste Kupplung 140 schließen, um den ersten Motor 115 funktional mit dem Klimasteuerkompressor 135 zu verbinden, und die zweite Kupplung 145 öffnen. Der erste Motor 115 kann die in der Leistungsquelle 125 gespeicherte elektrische Energie verwenden, um ein Drehmoment an den Klimasteuerkompressor 135 zu liefern. Alternativ kann der Controller 170 die Maschine 110 eingeschaltet halten (z.B. zünden) und sowohl die erste Kupplungsanordnung 140 als auch die zweite Kupplungsanordnung 145 schließen. Die zweite Kupplungsanordnung 145 kann zulassen, dass Drehmoment von der Maschine 110 zu dem ersten Motor 115 übertragen werden kann, und die erste Kupplungsanordnung 140 kann zulassen, dass das Drehmoment von der Maschine 110 an den ersten Motor 115 geliefert wird, um es von dem ersten Motor 115 auf den Klimasteuerkompressor 135 zu übertragen. Auf diese Weise kann der Klimasteuerkompressor 135 durch die Maschine 110 betrieben werden, ohne dass der erste Motor 115 elektrische Energie aus der Leistungsquelle 125 zieht.
  • Der Controller 170 kann ferner ausgestaltet sein, um die Maschine 110 unter Verwendung des ersten Motors 115 und der zweiten Kupplungsanordnung 145 anzudrehen. Das heißt, der erste Motor 115 kann die erste Kupplungsanordnung 140 öffnen und die zweite Kupplungsanordnung 145 schließen, so dass das durch den ersten Motor 115 erzeugte Drehmoment auf die Maschine 110 übertragen werden kann. Der Controller 170 kann der Maschine 110 befehlen, das Zünden zu beginnen, wobei drahtlose Signale verwendet werden, die zu der Maschinensteuereinheit 180 übertragen werden. Der Controller 170 kann ferner dem ersten Motor 115 befehlen, das Rotieren zu beginnen, wobei elektrische Energie verwendet wird, die in der Leistungsquelle 125 gespeichert ist. Die Kombination aus dem Zünden der Maschine 110 und dem durch den ersten Motor 115 gelieferten Drehmoment kann bewirken, dass die Maschine 110 startet.
  • Das hierin beschriebene Beispielfahrzeug 100 kann zulassen, dass die Maschine 110 auf einfache Weise an der Fahrzeugkarosserie 105 angebracht und von dieser entfernt werden kann. Daher kann während kurzer Fahrten, bei denen die Leistungsquelle 125 genügend elektrische Energie an den ersten Antriebsmotor 115 liefern kann, der Fahrer oder eine andere Person die Maschine 110 von der Fahrzeugkarosserie 105 entfernen. Das Entfernen der Maschine 110 reduziert das Gewicht und vergrößert die Distanz, die das Fahrzeug 100 in einem rein elektrischen Betrieb zurücklegen kann. Während längerer Fahrten, die die in der Leistungsquelle 125 gespeicherte elektrische Energie verbrauchen können, kann jedoch der Fahrer oder eine andere Person die Maschine 110 an der Fahrzeugkarosserie 105 anbringen, so dass die Leistungsquelle 125 durch die Maschine 110 und den ersten Motor 115 geladen werden kann, wie es oben beschrieben ist.
  • Da die Kommunikation zwischen dem Controller 170 und der Maschinensteuereinheit 180 drahtlos sein kann, kann das Anbringen und Abnehmen der Maschine 110 von der Fahrzeugkarosserie 105 von dem Fahrer nicht verlangen, Drähte oder Kabel anzubringen und abzunehmen. Wie es oben diskutiert wurde, kann die Antriebskopplungseinrichtung 160 eine mechanische Schnittstelle für die Maschine 110 und die Fahrzeugkarosserie 105 vorsehen und braucht nicht weiter eine elektrische Schnittstelle vorzusehen, obwohl sie es in einigen Fällen kann (z.B. wenn keine drahtlose Kommunikation zwischen dem Controller 170 und der Maschinensteuereinheit 180 erwünscht ist).
  • Darüber hinaus kann die Maschine 110 innerhalb der Fahrzeugkarosserie 105 oder alternativ an der Fahrzeugkarosserie 105 an der Außenseite des Fahrzeugs 100 angebracht sein. Zum Beispiel, wie es in 1 veranschaulicht ist, kann die Maschine 110 eine Außenbordmaschine sein, die an der Fahrzeugkarosserie 105 angeordnet ist, um zum Beispiel das Anbringen und Abnehmen der Maschine 110 an dem Fahrzeug 100 zu erleichtern.
  • 2 ist ein schematisches Diagramm der Komponenten des Fahrzeugs 100, die in einer beispielhaften seriellen Hybrid-Antriebsstrangkonfiguration angeordnet sind. Die Beispielimplementierung des Fahrzeugs 100, wie sie in 2 dargestellt ist, lässt zu, dass die Maschine 110, der erste Motor 115 und der Klimasteuerkompressor 135 z.B. eine relativ kleine Kapazität im Vergleich mit der Leistungsquelle 125 und dem zweiten Motor 120 haben können, da die in 2 veranschaulichte Maschine 110 das Fahrzeug 100 nicht antreibt. Zum Beispiel braucht die in 2 veranschaulichte Maschine 110 nicht wesentlich mehr Ausgangsleistungskapazität zu haben wie die Gesamtsumme der Eingangsleistungen des ersten Motors 115 und des Klimasteuerkompressors 135. Lediglich beispielhaft können der erste Motor 115 und Klimasteuerkompressor 135 jeweils eine maximale mechanische Eingangsleistung von 10 kW haben, so dass in einem möglichen Ansatz die Maschine 110 ein maximale nutzbare Ausgangsleistung von 15 kW haben kann, da die Maschine 110 kein Drehmoment an andere Komponenten des Fahrzeugs 100, wie etwa die Räder 205, liefert. Der zweite Motor 120 (z.B. der Fahr- bzw. Antriebsmotor) kann andererseits in der Lage sein, eine Ausgangsleistung von 50 kW unter Verwendung von 8 kW elektrischer Energie von dem ersten Motor 115 (z.B. über die Leistungsquelle 125) und 42 kW von elektrischer Energie, die in der Leistungsquelle 125 gespeichert ist, zu liefern.

Claims (4)

  1. Elektrofahrzeug (100) mit einer Maschine (110) zur Reichweitenverlängerung, umfassend: eine Fahrzeugkarosserie (105); einen ersten Motor (115), der innerhalb der Fahrzeugkarosserie (105) angeordnet ist; einen zweiten Motor (120), der innerhalb der Fahrzeugkarosserie (105) angeordnet und ausgestaltet ist, um ein Antriebsdrehmoment zu erzeugen; die Maschine (110), die entfernbar außerhalb der Fahrzeugkarosserie (105) angeordnet und ausgestaltet ist, um selektiv Drehmoment an den ersten Motor (115) zu liefern, und das Elektrofahrzeug (100) nicht antreibt, wenn sie an der Fahrzeugkarosserie (105) angeordnet ist; einen Klimasteuerkompressor (135), der innerhalb der Fahrzeugkarosserie (105) angeordnet und selektiv mit dem ersten Motor (115) gekoppelt ist; eine erste Kupplungsanordnung (140), die zwischen dem ersten Motor (115) und dem Klimasteuerkompressor (135) angeordnet und ausgestaltet ist, um zu aktuieren und somit den Klimasteuerkompressor (135) funktional mit dem ersten Motor (115) zu verbinden; eine zweite Kupplungsanordnung (145), die zwischen der Maschine (110) und dem ersten Motor (115) angeordnet und ausgestaltet ist, um zu aktuieren und somit die Maschine (110) funktional mit dem ersten Motor (115) zu verbinden; und eine Leistungsquelle (125), die innerhalb der Fahrzeugkarosserie (105) angeordnet ist; einen Controller (170), der ausgestaltet ist, um das Koppeln des Klimasteuerkompressors (135) mit dem ersten Motor (115) zu steuern, das Koppeln der Maschine (110) mit dem ersten Motor (115) zu steuern, die Betätigung der ersten Kupplungsanordnung (140) zu steuern, die Betätigung der zweiten Kupplungsanordnung (145) zu steuern und den Betrieb der Maschine (110) zu steuern, wobei das Koppeln der Maschine (110) mit dem ersten Motor (115) bewirkt, dass der erste Motor (115) elektrische Energie erzeugt, und wobei die Leistungsquelle (125) ausgestaltet ist, um die von dem ersten Motor (115) erzeugte elektrische Energie zu speichern.
  2. Elektrofahrzeug (100) nach Anspruch 1, wobei der Controller (170) ausgestaltet ist, um ein Steuersignal zu erzeugen, und wobei der Controller (170) einen Sender (210) umfasst, der ausgestaltet ist, um das Steuersignal drahtlos zu übertragen.
  3. Elektrofahrzeug (100) nach Anspruch 2, wobei die Maschine (110) eine Maschinensteuereinheit (180) umfasst, die ausgestaltet ist, um das von dem Controller (170) drahtlos übertragene Steuersignal zu empfangen.
  4. Elektrofahrzeug (100) nach Anspruch 1, wobei der Klimasteuerkompressor (135) einen Klimaanlagenkompressor und/oder eine Wärmepumpe umfasst.
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