IT201900006696A1 - Veicolo ibrido a quattro ruote motrici comprendente un motore termico a combustione interna provvisto di una turbina elettrificata e corrispondente metodo di controllo - Google Patents

Veicolo ibrido a quattro ruote motrici comprendente un motore termico a combustione interna provvisto di una turbina elettrificata e corrispondente metodo di controllo Download PDF

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internal combustion
turbine
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electric
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Description

VEICOLO IBRIDO A QUATTRO RUOTE MOTRICI COMPRENDENTE UN MOTORE TERMICO A COMBUSTIONE INTERNA PROVVISTO DI UNA TURBINA ELETTRIFICATA E CORRISPONDENTE METODO DI CONTROLLO
D E S C R I Z I O N E
del brevetto per invenzione industriale dal titolo:
“VEICOLO IBRIDO A QUATTRO RUOTE MOTRICI COMPRENDENTE UN MOTORE TERMICO A COMBUSTIONE INTERNA PROVVISTO DI UNA TURBINA ELETTRIFICATA E CORRISPONDENTE METODO DI CONTROLLO”
SETTORE DELLA TECNICA
La presente invenzione è relativa ad un veicolo ibrido a quattro ruote motrici comprendente un motore termico a combustione interna provvisto di una turbina elettrificata e ad un corrispondente metodo di controllo.
ARTE ANTERIORE
Un veicolo ibrido comprende un motore termico a combustione interna, il quale trasmette la coppia motrice alle ruote motrici mediante una trasmissione provvista di un cambio, ed almeno una macchina elettrica principale che è collegata elettricamente ad un sistema di accumulo elettrico ed è collegata meccanicamente alle ruote motrici.
In alcuni veicoli ibridi, il motore termico a combustione interna è collegato ad una prima coppia di ruote motrici (ovvero alle ruote posteriori o anteriori motrici) mentre la macchina elettrica principale è collegata ad una seconda coppia di ruote motrici (ovvero alle ruote anteriori o posteriori motrici) e non esiste alcun collegamento meccanico diretto tra il motore termico a combustione interna e la macchina elettrica principale; quindi il motore termico a combustione interna e la macchina elettrica principale possono scambiare tra di loro della coppia (ovvero dell’energia) solo passando attraverso le quattro ruote motrici ed il fondo stradale.
Di conseguenza, è necessaria la presenza di una macchina elettrica ausiliaria che è meccanicamente collegata al motore termico a combustione interna e viene utilizzata esclusivamente come generatore elettrico per generare energia elettrica che verrà successivamente utilizzata dalla macchina elettrica principale (venendo generalmente prima immagazzinata almeno in parte nel sistema di accumulo elettrico).
Come è noto, il motore termico a combustione interna può essere provvisto di un sistema di sovralimentazione a turbocompressore, il quale è in grado di aumentare la potenza sviluppata dal motore termico a combustione interna sfruttando l’entalpia dei gas di scarico per comprimere l’aria aspirata dal motore termico a combustione interna e quindi aumentare il rendimento volumetrico dell’aspirazione.
Tradizionalmente, un sistema di sovralimentazione a turbocompressore comprende un turbocompressore provvisto di una turbina, la quale è disposta lungo un condotto di scarico per ruotare ad alta velocità sotto la spinta dei gas di scarico espulsi dal motore termico a combustione interna, e di un compressore, il quale è portato in rotazione dalla turbina ed è disposto lungo il condotto di alimentazione dell’aria per comprimere l’aria aspirata dal motore termico a combustione interna. Recentemente (come ad esempio descritto nella domanda di brevetto US2006218923A1) è stato proposto l’utilizzo di turbocompressori elettrificati in cui è prevista almeno una macchina elettrica reversibile che è calettata allo stesso albero comune del compressore e della turbina per funzionare come motore per aumentare la velocità di rotazione del compressore (quindi per annullare il cosiddetto ritardo del turbo) oppure per funzionare come generatore per sfruttare l'entalpia dei gas di scarico per generare energia elettrica. In alternativa, in un turbocompressore elettrificato il compressore può essere meccanicamente del tutto indipendente dalla turbina e possono essere previste una prima macchina elettrica che funziona sempre e solo come motore e porta in rotazione il compressore ed una seconda macchina elettrica che funziona sempre e solo come generatore e viene portata in rotazione dalla turbina.
DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE
Scopo della presente invenzione è di fornire un veicolo ibrido a quattro ruote motrici comprendente un motore termico a combustione interna provvisto di una turbina elettrificata ed un corrispondente metodo di controllo, il quale veicolo ibrido sia il più semplice e leggero possibile pur senza rinunciare ad offrire elevate prestazioni.
Secondo la presente invenzione vengono forniti un veicolo ibrido a quattro ruote motrici comprendente un motore termico a combustione interna provvisto di una turbina elettrificata ed un corrispondente metodo di controllo, secondo quanto rivendicato dalle rivendicazioni allegate.
Le rivendicazioni descrivono forme di realizzazione preferite della presente invenzione formando parte integrante della presente descrizione.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:
• la figura 1 è una vista schematica ed in pianta di un veicolo ibrido a quattro ruote motrici realizzato in accordo con la presente invenzione; e
• la figura 2 è una vista schematica di un motore a combustione interna sovralimentato del veicolo stradale della figura 1.
FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL’INVENZIONE
Nella figura 1, con il numero 1 è indicato nel suo complesso un veicolo stradale ibrido (ovvero con propulsione ibrida) provvisto di due ruote 2 anteriori motrici che ricevono la coppia motrice da una macchina 3 elettrica e di due ruote 4 posteriori motrici che ricevono la coppia motrice da un motore 5 termico a combustione interna che è del tutto separato ed indipendente dalla macchina 3 elettrica (ovvero non esiste alcun collegamento meccanico diretto tra il motore 5 termico a combustione interna e la macchina 3 elettrica).
La macchina 3 elettrica è collegata alle due ruote 2 anteriori motrici mediante un sistema di trasmissione (di tipo noto e non illustrato) provvisto di un differenziale anteriore; analogamente, anche il motore 5 termico a combustione interna è collegato alle due ruote 4 posteriori motrici mediante un sistema di trasmissione (di tipo noto e non illustrato) provvisto di un cambio e di un differenziale posteriore.
La macchina 3 elettrica è reversibile (cioè può funzionare sia come motore elettrico assorbendo energia elettrica e generando un coppia meccanica motrice, sia come generatore elettrico assorbendo energia meccanica e generando energia elettrica) e viene pilotata da un dispositivo 6 di pilotaggio (in particolare un convertitore elettronico di potenza AC/DC, ovvero un “inverter”) che è collegato ad un sistema 7 di accumulo di energia elettrica provvisto di batterie chimiche. In questa applicazione, il dispositivo 6 di pilotaggio è bidirezionale e comprende un lato in corrente continua collegato al sistema 7 di accumulo ed un lato in corrente alternata trifase che è collegato alla macchina 3 elettrica.
Secondo quanto illustrato nella figura 2, il motore 5 termico a combustione interna comprende quattro cilindri 8, ciascuno dei quali è collegato ad un collettore 9 di aspirazione tramite due valvole 10 di aspirazione e ad un collettore 11 di scarico tramite due valvole 12 di scarico.
Le valvole 10 e 12 sono azionate da rispettive camme portate in rotazione dall’albero motore. Normalmente, le fasi delle valvole 10 e 12 non coincidono esattamente con le corrispondenti corse del pistone come previsto dal ciclo teorico: poiché le accelerazioni imposte alle valvole 10 e 12 non possono superare certi limiti legati alla resistenza del materiale utilizzato, l'inizio del moto delle valvole 10 e 12viene anticipato di 5°-15° in modo da riuscire a ottenere un'apertura regolare, senza strappi istantanei. Inizialmente lo spostamento delle valvole 10 e 12è minimo rispetto alla rotazione della camma, poi l'alzata delle valvole 10 e 12 aumenta in proporzione all'angolo di rotazione fino a raggiungere il valore massimo in prossimità di metà corsa del pistone. Nel caso delle valvole 10 di aspirazione, per consentire il massimo riempimento del cilindro, la successiva chiusura avviene con un notevole ritardo che varia da 35° a 70° rispetto al PMI (Punto Morto Inferiore): questo permette di sfruttare l'inerzia della miscela aspirata che, grazie alla velocità acquisita continua ad affluire in un cilindro 8 anche quando il pistone inizia a risalire.
Analogamente le valvole 12 di scarico iniziano la loro apertura con un anticipo che varia da 35° a 65° rispetto al PMI: in quest'ultima parte della corsa il lavoro utile prodotto dall'espansione dei gas sarebbe comunque molto basso così che risulta conveniente anticipare la fase di scarico a scapito di quella di espansione. Il moto della valvole 12 di scarico si svolge in maniera analoga alle valvola 10 di aspirazione: le valvole 12 di scarico, tuttavia, si chiudono con un ritardo compreso fra i 2° e i 30° rispetto al PMS (Punto Morto Superiore) in modo da sfruttare l'inerzia dei gas che, sempre a causa della velocità acquisita, continueranno a uscire pur non essendo più spinti dal pistone.
Il collettore 4 di aspirazione riceve aria fresca (cioè aria proveniente dall’ambiente esterno) attraverso un condotto 13 di aspirazione, il quale è provvisto di un filtro 14 aria ed è regolato da una valvola 15 a farfalla. Lungo il condotto 13 di aspirazione è disposto un intercooler 16 avente la funzione di raffreddare l’aria aspirata. Al collettore 11 di scarico è collegato un condotto 17 di scarico che alimenta i gas di scarico prodotti dalla combustione ad un sistema di scarico, il quale emette i gas prodotti dalla combustione nell’atmosfera e comprende normalmente almeno un catalizzatore 18 ed almeno un silenziatore (non illustrato) disposto a valle del catalizzatore 18.
Il motore 5 termico a combustione interna comprende un sistema di sovralimentazione comprendente a sua volta un turbocompressore 19 provvisto di una turbina 20, che è disposta lungo il condotto 17 di scarico per ruotare ad alta velocità sotto l’azione dei gas di scarico espulsi dai cilindri 8, ed un compressore 21, il quale è disposto lungo il condotto 13 di aspirazione per aumentare la pressione dell’aria alimentata dal condotto 13 di alimentazione ed è meccanicamente indipendente dalla turbina 20 (cioè non presenta alcun collegamento meccanico con la turbina 20).
Lungo il condotto 17 di scarico è previsto un condotto 22 di bypass, il quale è collegato in parallelo alla turbina 20 in modo da presentare le proprie estremità collegate a monte e a valle della turbina 20 stessa; lungo il condotto 22 di bypass è disposta una valvola 23 di wastegate, la quale è atta a regolare la portata dei gas di scarico che fluiscono attraverso il condotto 22 di bypass ed è pilotata da un attuatore (non illustrato). Lungo il condotto 13 di scarico è previsto un condotto 24 di bypass, il quale è collegato in parallelo al compressore 21 in modo da presentare le proprie estremità collegate a monte e a valle del compressore 21 stesso; lungo il condotto 25 di bypass è disposta una valvola 25 Poff, la quale è atta a regolare la portata dei gas di scarico che fluiscono attraverso il condotto 24 di bypass ed è pilotata da un attuatore (non illustrato).
La turbina 20 ed il compressore 21 non sono tra loro collegati meccanicamente e possono quindi venire disposti in zone diverse del motore 5 termico a combustione interna. La turbina 20 è calettata ad un generatore 26 elettrico, il quale viene portato in rotazione dalla turbina 20 stessa per generare energia elettrica; il generatore 26 elettrico è elettricamente collegato ad un dispositivo 27 di pilotaggio (in particolare un convertitore elettronico di potenza AC/DC), il quale è a sua volta collegato al sistema 7 di accumulo. Il compressore 21 è calettato ad un motore 28 elettrico, il quale porta in rotazione il compressore 21 stesso; il motore 28 elettrico è elettricamente collegato ad un dispositivo 29 di pilotaggio (in particolare un convertitore elettronico di potenza AC/DC), il quale è a sua volta collegato al sistema 7 di accumulo.
Il veicolo 1 stradale è controllato da una unità 30 di controllo, la quale sovrintende al funzionamento di tutte le componenti del veicolo 1 stradale tra le quali la macchina 3 elettrica ed il motore 5 termico a combustione interna. Durante la marcia del veicolo 1 stradale, l’unità 30 di controllo utilizza la macchina 3 elettrica come motore quando è necessario fornire una coppia motrice alle ruote 2 anteriori (ad esempio perché è richiesta una marcia a bassa velocità in modalità puramente elettrica oppure perché le ruote 4 posteriori patinano e non riescono a scaricare a terra tutta la coppia motrice richiesta dal guidatore) ed utilizza la macchina 3 elettrica come generatore quando il veicolo 1 stradale è in fase di rallentamento.
Inoltre, durante il funzionamento del motore 5 termico a combustione interna, l’unità 30 di controllo pilota in modo completamente autonomo uno rispetto all’altro il motore 28 elettrico che porta in rotazione il compressore 21 ed il generatore 26 elettrico che è portato in rotazione dalla turbina 20. In altre parole, l’unità 30 di controllo pilota il motore 28 elettrico che porta in rotazione il compressore 21 con il solo obiettivo di ottimizzare l’aspirazione dei cilindri 8 in funzione delle prestazioni richieste (cioè di coppia e potenza che il motore 5 termico a combustione interna deve erogare); invece, l’unità 30 di controllo pilota il generatore 26 elettrico che è portato in rotazione dalla turbina 20 con il solo obiettivo di ottimizzare la generazione di energia elettrica, cioè massimizzare la potenza elettrica generata senza penalizzare il funzionamento del motore 5 termico a combustione interna. A parte l’energia elettrica generata dalla macchina 3 elettrica fatta operare come generatore (ovvero in fase di rallentamento del veicolo 1 stradale), l’energia elettrica a bordo del veicolo 1 stradale viene generata solo dal generatore 26 elettrico; ovvero, a parte la macchina 3 elettrica che saltuariamente e brevemente può operare come generatore, a bordo del veicolo 1 stradale l’unico mezzo atto a generare energia elettrica è il generatore 26 elettrico portato in rotazione dalla turbina 20. In altre parole, a bordo del veicolo 1 stradale l’unico mezzo atto a generare con continuità energia elettrica è il generatore 26 elettrico portato in rotazione dalla turbina 20. Quindi, il veicolo 1 stradale è del tutto privo di una macchina elettrica che riceve il moto dall’albero motore del motore 5 termico a combustione interna per generare energia elettrica.
In uso, l’unità 30 di controllo determina ciclicamente una potenza Pdes elettrica che è necessario generare per fare fronte ai consumi di energia elettrica (da parte della macchina 3 elettrica, del motore 28 elettrico, e degli altri utilizzatori elettrici quali le luci, gli organi di controllo, il sistema di Infotainment…) e, se necessario, per ricaricare il sistema 7 di accumulo; inoltre, in uso l’unità 30 di controllo determina ciclicamente una potenza Peff elettrica generata dal generatore 26 elettrico.
In uso, l’unità 30 di controllo controlla l’anticipo di apertura delle valvole 12 di scarico in funzione della differenza tra la potenza Pdes elettrica che è necessario generare e la potenza Peff elettrica generata dal generatore 26 elettrico:
• se la potenza Pdes elettrica che è necessario generare è superiore alla potenza Peff elettrica generata dal generatore 26 elettrico viene aumentato l’anticipo di apertura delle valvole 12 di scarico (ovviamente senza mai superare un valore massimo dell’anticipo di apertura delle valvole 12 di scarico);
• se la potenza Pdes elettrica che è necessario generare è (all’incirca) uguale alla potenza Peff elettrica generata dal generatore 26 elettrico l’anticipo di apertura delle valvole 12 di scarico viene mantenuto costante; e
• se la potenza Pdes elettrica che è necessario generare è inferiore alla potenza Peff elettrica generata dal generatore 26 elettrico viene ridotto l’anticipo di apertura delle valvole 12 di scarico (ovviamente senza mai scendere al di sotto di un valore minimo dell’anticipo di apertura delle valvole 12 di scarico che permette di massimizzare il rendimento energetico del motore 5 termico a combustione interna).
Ovviamente, il motore 5 termico a combustione interna deve essere provvisto di un sistema (noto) di variazione della fasatura delle camme che comandano (almeno) le valvole 12 di scarico. Inoltre, è importante segnalare che il valore minimo dell’anticipo di apertura delle valvole 12 di scarico è un valore ottimo che permette di massimizzare l’efficienza energetica del motore 5 termico a combustione interna in modo completamente indipendente dalle esigenze di generazione di energia elettrica; invece, il valore massimo dell’anticipo di apertura delle valvole 12 di scarico è un valore limite che evita di penalizzare in modo eccessivo l’efficienza energetica del motore 5 termico a combustione interna. E’ importante sottolineare che i valori minimo e massimo dell’anticipo di apertura delle valvole 12 di scarico potrebbero essere fissi oppure potrebbero essere variabili in funzione del punto motore del motore 5 termico a combustione interna.
In altre parole, quando non è necessario incrementare la generazione di energia elettrica (ad esempio durante la percorrenza di un tratto autostradale a velocità sostanzialmente costante quando i gas di scarico hanno normalmente una entalpia rilevante) l’unità 30 di controllo pilota il motore 5 termico a combustione interna per massimizzare l’efficienza energetica (ovvero per utilizzare il valore minimo dell’anticipo di apertura delle valvole 12 di scarico che permette di massimizzare il rendimento energetico del motore 5 termico a combustione interna); ovviamente se la potenza Peff elettrica generata dal generatore 26 elettrico è superiore alla potenza Pdes elettrica che è necessario generare, la potenza elettrica eccedente viene immagazzinata nel sistema 7 di accumulo oppure viene impiegata per aumentare l’utilizzo della macchina 3 elettrica operante come motore. Invece, quando è necessario incrementare la generazione di energia elettrica (ad esempio durante la guida in città in mezzo al traffico quando il motore 5 termico a combustione interna gira quasi sempre al minimo e quindi i gas di scarico hanno normalmente una entalpia modesta) l’unità 30 di controllo pilota il motore 5 termico a combustione interna penalizzando (peggiorando) l’efficienza energetica per aumentare l’entalpia dei gas di scarico e quindi aumentare la potenza meccanica generata dalla turbina 20 (ovvero assorbita dal generatore 26 elettrico); in altre parole, per aumentare l’entalpia dei gas di scarico l’unità 30 di controllo aumenta l’anticipo di apertura delle valvole 12 di scarico in modo tale da fare uscire dalle valvole 12 di scarico e verso il collettore 11 di scarico dei gas di scarico a maggiore pressione (rinunciando ad utilizzare questa maggiore pressione per spingere sui pistoni e quindi per generare energia meccanica all’interno del motore 5 termico a combustione interna).
Da un certo punto di vista, aumentando l’anticipo di apertura delle valvole 12 di scarico si utilizza una specie di ciclo di Brayton-Joule in cui l’aria viene compressa e riscaldata all’interno dei cilindri 8 (ovvero i cilindri 8 fungono da camera di compressione e combustione) e viene successivamente fatta espandere (in parte, in quanto parte dell’espansione avviene comunque all’interno dei cilindri 8 almeno per sostenere la rotazione al minimo del motore 5 termico a combustione interna) nella turbina 20 per portare in rotazione il generatore 26 elettrico. Infatti, anticipando l’apertura delle valvole 12 di scarico, i gas di scarico si espandono solo in parte all’interno dei cilindri 8 e per la restante parte si espandono nella turbina 20 per portare in rotazione il generatore 26 elettrico.
Nella forma di attuazione illustrata nelle figure allegate, la turbina 20 è meccanicamente indipendente dal compressore 21 e quindi sono previste, per il sistema di sovralimentazione, due macchine elettriche distinte: il generatore 26 elettrico portato in rotazione dalla turbina 20 ed il motore 28 elettrico che porta in rotazione il compressore 21. Secondo una diversa forma di attuazione non illustrata, la turbina 20 ed il compressore 21 sono montati sullo stesso albero (quindi ruotano sempre insieme alla stessa velocità) ed il sistema di sovralimentazione comprende un’unica macchina elettrica reversibile che è montata sullo stesso albero della turbina 20 e del compressore 21 e può funzionare come generatore (spinta dalla turbina 20) ed eventualmente anche come motore (per brevi istanti in modo da annullare il ritardo di risposta del turbocompressore); in altre parole, in questa forma di attuazione l’unica macchina elettrica reversibile del sistema di sovralimentazione funziona quasi sempre come generatore (spinta dalla turbina 20) e saltuariamente e per brevi istanti come motore (in modo da annullare il ritardo di risposta del turbocompressore).
Nella forma di attuazione illustrata nelle figure allegate, è previsto anche il compressore 20 (ed il relativo motore 28 elettrico) che aumenta la pressione in aspirazione; secondo una diversa forma di attuazione non illustrata, il compressore 20 (ed il relativo motore 28 elettrico) non è presente e quindi il motore 5 termico a combustione interna non è sovralimentato (ovvero è aspirato).
Le forme di attuazione qui descritte si possono combinare tra loro senza uscire dall'ambito di protezione della presente invenzione.
Il veicolo 1 stradale sopra descritto presenta numerosi vantaggi.
In primo luogo, il veicolo 1 stradale sopra descritto è in grado di generare tutta la potenza elettrica necessaria in ogni possibile condizione di funzionamento, ovvero è in grado di aumentare o diminuire in ogni possibile condizione di funzionamento ed in funzione delle necessità la potenza Peff elettrica generata dal generatore 26 elettrico. In particolare, è possibile generare una potenza Peff elettrica rilevante anche quando il motore 5 termico a combustione interna gira al minimo utilizzando un elevato anticipo dell’apertura delle valvole 12 di scarico in modo tale da fare uscire dai cilindri 8 i gas di scarico a pressione elevata.
Inoltre, il veicolo 1 stradale sopra descritto non prevede alcun generatore elettrico portato in rotazione (direttamente o indirettamente) dall’albero motore del motore 5 termico a combustione interna con una riduzione di costo, di ingombro e di peso.
Infine, il veicolo 1 stradale sopra descritto è di semplice realizzazione in quanto prevede l’utilizzo solo di componenti noti e disponibili in commercio.
ELENCO DEI NUMERI DI RIFERIMENTO DELLE FIGURE
1 veicolo stradale
2 ruote anteriori
3 macchina elettrica
4 ruote posteriori
5 motore termico a combustione interna
6 dispositivo di pilotaggio
7 sistema di accumulo

Claims (10)

  1. 8 cilindri 9 collettore di aspirazione 10 valvole di aspirazione 11 collettore di scarico 12 valvole di scarico 13 condotto di aspirazione 14 filtro aria 15 valvola a farfalla 16 intercooler 17 condotto di scarico 18 catalizzatore 19 turbocompressore 20 turbina 21 compressore 22 condotto di bypass 23 valvola di wastegate 24 condotto di bypass 25 valvola Poff 26 generatore elettrico 27 dispositivo di pilotaggio 28 motore elettrico 29 dispositivo di pilotaggio 30 unità di controllo R I V E N D I C A Z I O N I 1) Veicolo (1) ibrido a quattro ruote (2, 3) motrici comprendente: un motore (5) termico a combustione interna che trasmette il moto ad una prima coppia di ruote (3) motrici e presenta almeno un cilindro (8) provvisto di almeno una valvola (10) di aspirazione e di un valvola (12) di scarico; una turbina (20) che è atta a venire portata in rotazione dai gas di scarico che escono dal cilindro (8) attraverso la valvola (12) di scarico; una prima macchina (26) elettrica che è atta a venire portata in rotazione dalla turbina (20) per generare energia elettrica; una seconda macchina (3) elettrica che trasmette il moto ad una seconda coppia di ruote (2) motrici e non presenta alcun collegamento meccanico diretto con il motore (5) termico a combustione interna; ed una unità (30) di controllo; il veicolo (1) ibrido è caratterizzato dal fatto che: il veicolo (1) ibrido è del tutto privo di una macchina elettrica che riceve il moto da un albero motore del motore (5) termico a combustione interna; l’unità (30) di controllo è configurata per determinare ciclicamente: una potenza (Pdes) elettrica che è necessario generare ed una potenza (Peff) elettrica generata dalla prima macchina (26) elettrica; e l’unità (30) di controllo è configurata per regolare un anticipo di apertura della valvola (12) di scarico in funzione della differenza tra la potenza (Peff) elettrica generata dalla prima macchina (26) elettrica e la potenza (Pdes) elettrica che è necessario generare.
  2. 2) Veicolo (1) ibrido secondo la rivendicazione 1, in cui l’unità (30) di controllo è configurata per aumentare l’anticipo di apertura della valvola (12) di scarico se la potenza (Pdes) elettrica che è necessario generare è superiore alla potenza (Peff) elettrica generata dal generatore (26) elettrico.
  3. 3) Veicolo (1) ibrido secondo la rivendicazione 2, in cui l’unità (30) di controllo è configurata per non aumentare l’anticipo di apertura della valvola (12) di scarico oltre ad un valore massimo.
  4. 4) Veicolo (1) ibrido secondo la rivendicazione 1, 2 o 3, in cui l’unità (30) di controllo è configurata per diminuire l’anticipo di apertura della valvola (12) di scarico se la potenza (Pdes) elettrica che è necessario generare è inferiore alla potenza (Peff) elettrica generata dal generatore (26) elettrico.
  5. 5) Veicolo (1) ibrido secondo la rivendicazione 4, in cui l’unità (30) di controllo è configurata per non diminuire l’anticipo di apertura della valvola (12) di scarico oltre ad un valore minimo.
  6. 6) Veicolo (1) ibrido secondo la rivendicazione 5, in cui il valore minimo è un valore ottimo che permette di massimizzare l’efficienza energetica del motore (5) termico a combustione interna in modo completamente indipendente dalle esigenze di generazione di energia elettrica.
  7. 7) Veicolo (1) ibrido secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6, in cui l’unità (30) di controllo è configurata per mantenere costante l’anticipo di apertura della valvola (12) di scarico se la potenza (Pdes) elettrica che è necessario generare è uguale alla potenza (Peff) elettrica generata dal generatore (26) elettrico.
  8. 8) Veicolo (1) ibrido secondo una delle rivendicazioni da 1 a 7 e comprendente un compressore (21) che è atto ad aumentare una pressione in aspirazione al cilindro (8) ed è direttamente portato in rotazione dalla turbina (20) a cui è meccanicamente collegato.
  9. 9) Veicolo (1) ibrido secondo una delle rivendicazioni da 1 a 7 e comprendente: un compressore (21) che è atto ad aumentare una pressione in aspirazione al cilindro (8) ed è meccanicamente indipendente dalla turbina (20); ed una terza macchina (28) elettrica che è atta a portare in rotazione il compressore (21).
  10. 10) Metodo di controllo di un veicolo (1) ibrido a quattro ruote (2, 3) motrici; il veicolo (1) ibrido comprende: un motore (5) termico a combustione interna che trasmette il moto ad una prima coppia di ruote (3) motrici e presenta almeno un cilindro (8) provvisto di almeno una valvola (10) di aspirazione e di un valvola (12) di scarico; una turbina (20) che è atta a venire portata in rotazione dai gas di scarico che escono dal cilindro (8) attraverso la valvola (12) di scarico; una prima macchina (26) elettrica che è atta a venire portata in rotazione dalla turbina (20) per generare energia elettrica; una seconda macchina (3) elettrica che trasmette il moto ad una seconda coppia di ruote (2) motrici e non presenta alcun collegamento meccanico diretto con il motore (5) termico a combustione interna; ed una unità (30) di controllo; il metodo di controllo è caratterizzato dal fatto che: il veicolo (1) ibrido è del tutto privo di una macchina elettrica che riceve il moto da un albero motore del motore (5) termico a combustione interna; l’unità (30) di controllo determina ciclicamente: una potenza (Pdes) elettrica che è necessario generare ed una potenza (Peff) elettrica generata dalla prima macchina (26) elettrica; e
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US16/867,663 US11498405B2 (en) 2019-05-09 2020-05-06 Four-wheel drive hybrid vehicle comprising an internal combustion heat engine provided with an electrified turbine
BR102020009050-0A BR102020009050A2 (pt) 2019-05-09 2020-05-07 veículo híbrido, e, método para controlar um veículo híbrido
CN202010382027.7A CN111911294B (zh) 2019-05-09 2020-05-08 包括电动涡轮的内燃热机的四驱混动车辆及对应控制方法
EP20173757.4A EP3736155B1 (en) 2019-05-09 2020-05-08 Four-wheel drive hybrid vehicle comprising an internal combustion heat engine provided with an electrified turbine and corresponding control method

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112848870B (zh) * 2021-01-29 2022-04-26 金陵科技学院 进气及废气涡轮增压发电混合动力系统及控制方法
JP2022123697A (ja) * 2021-02-12 2022-08-24 株式会社Subaru 過給システム
EP4141226A1 (en) 2021-08-27 2023-03-01 António Cameira Eiras, Unipessoal Lda Improved exhaust gas recovery system for vehicles

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060218923A1 (en) 2005-03-31 2006-10-05 Caterpillar Inc. Turbocharger system
EP2636876A1 (en) * 2010-11-05 2013-09-11 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Apparatus for recovering engine exhaust gas energy
WO2016028836A1 (en) * 2014-08-22 2016-02-25 Borgwarner Inc. Multimode clutch for through-the-road hybrid vehicle
US20160131054A1 (en) * 2014-11-10 2016-05-12 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for control of turbine-generator via exhaust valve timing and duration modulation in a split exhaust engine system
US10145320B1 (en) * 2017-08-31 2018-12-04 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for boost and EGR control

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0400808D0 (en) * 2004-01-14 2004-02-18 Lotus Car A turbocharged internal combustion engine
US7891185B2 (en) * 2007-08-17 2011-02-22 Deere & Company Turbo-generator control with variable valve actuation
US20120285166A1 (en) * 2011-05-11 2012-11-15 GM Global Technology Operations LLC Hybrid powertrain system
US9896991B2 (en) * 2015-03-31 2018-02-20 Ford Global Technologies, Llc Exhaust-gas-turbocharged internal combustion engine having at least two turbines and switchable outlet openings, and method for operating an internal combustion engine of said type
US10082111B2 (en) * 2015-08-27 2018-09-25 GM Global Technology Operations LLC Turbocharging system with electric motor(s)

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060218923A1 (en) 2005-03-31 2006-10-05 Caterpillar Inc. Turbocharger system
EP2636876A1 (en) * 2010-11-05 2013-09-11 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Apparatus for recovering engine exhaust gas energy
WO2016028836A1 (en) * 2014-08-22 2016-02-25 Borgwarner Inc. Multimode clutch for through-the-road hybrid vehicle
US20160131054A1 (en) * 2014-11-10 2016-05-12 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for control of turbine-generator via exhaust valve timing and duration modulation in a split exhaust engine system
US10145320B1 (en) * 2017-08-31 2018-12-04 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for boost and EGR control

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