ITPD20100016A1 - Gruppo di trazione per veicoli ibridi e metodo di azionamento di un gruppo di trazione per veicoli ibridi - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Ambito tecnico

La presente invenzione ha per oggetto un gruppo di trazione per veicoli ibridi del tipo descritto nel preambolo della rivendicazione principale e un metodo di azionamento di un gruppo di trazione per veicoli ibridi.

Sfondo tecnologico

Nel settore automobilistico sono noti una pluralità di sistemi di trazione ibrida comprendenti un motore a combustione interna, un motore elettrico, una trasmissione per collegare i motori alle ruote di un veicolo e un dispositivo di controllo per la gestione dei motori e della trasmissione.

Tipicamente, in tali sistemi, il motore elettrico à ̈ collegato alle ruote tramite un rapporto di trasmissione fisso, essendo quindi impossibile per il sistema di controllo gestire la velocità del motore elettrico indipendentemente dalla velocità del veicolo. Ciò rappresenta uno svantaggio per l’efficienza complessiva del veicolo dal momento che la velocità del motore elettrico dipende dalla velocità del veicolo e non può quindi essere mantenuta al valore corrispondente al rendimento massimo del motore elettrico.

Nei sistemi di trazione ibrida noti, un secondo svantaggio à ̈ determinato dal fatto che al motore a combustione interna à ̈ applicato un cambio a rapporti di trasmissione discreti, che determina una significativa dissipazione di energia durante le fasi di cambiata. Inoltre, il motore a combustione interna deve continuamente variare la sua velocità così da adattarsi alle condizioni di marcia del veicolo, operando quindi alla velocità corrispondente al minimo consumo specifico di carburante solo per limitati periodi. Ciò comporta un’ulteriore riduzione dell’efficienza complessiva del veicolo.

Inoltre, nei sistemi di trazione ibridi noti, sono previste condizioni di funzionamento, tipicamente a bassa velocità, in cui il motore a combustione interna si trova in marcia folle, ovvero sconnesso della trasmissione. In tali condizioni le ruote del veicolo ricevono potenza esclusivamente dal motore elettrico, il quale deve quindi essere opportunamente sovradimensionato, con conseguente aumento di dimensioni e costi.

Per ovviare al problema, alcuni sistemi di trazione ibridi prevedono un dispositivo per frenare l’uscita del motore a combustione interna così da evitare condizioni operative di marcia folle. Tale dispositivo presenta tuttavia lo svantaggio di dissipare energia cinetica tutte le volte che viene azionato; con conseguente riduzione dell’efficienza complessiva del veicolo. Tra i sistemi che presentano uno o più degli inconvenienti sopra esposti, si evidenziano in particolare quelli descritti nei brevetti US 7241242 e US 7223200.

In US 7241242 Ã ̈ infatti descritto un sistema di trazione ibrido per veicoli che impiega organi dissipatori di energia per attrito quali frizione e freni, mentre in US 7223200 Ã ̈ prevista una trasmissione con cambio a rapporti discreti che include la posizione di folle.

Descrizione dell’invenzione

Il problema tecnico affrontato dalla presente invenzione à ̈ quello di mettere a disposizione un gruppo di trazione per veicoli ibridi privo di cambio a rapporti di trasmissione discreti, di frizione e di freni e strutturalmente concepito in modo da ovviare a tutti gli inconvenienti lamentati con riferimento alla tecnica nota citata, garantendo un miglioramento dell’efficienza complessiva del veicolo in tutte le condizioni di utilizzo.

Ulteriore problema affrontato dalla presente invenzione à ̈ quello di mettere a disposizione un metodo di azionamento di un gruppo di trazione per veicoli ibridi funzionalmente concepito in modo da garantire un’efficienza complessiva del veicolo ottimale in tutte le condizioni di utilizzo.

Questi e altri problemi, che meglio appariranno nel seguito, sono risolti dall’invenzione con un gruppo di trazione e un metodo di azionamento di un gruppo di trazione realizzati in conformità con le rivendicazioni che seguono. Breve descrizione dei disegni

Le caratteristiche ed i vantaggi dell’invenzione meglio risulteranno dalla descrizione dettagliata di alcuni esempi di realizzazione illustrato, a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento agli uniti disegni in cui:

- la figura 1 Ã ̈ un diagramma funzionale di un gruppo di trazione per veicoli ibridi secondo la presente invenzione;

- la figura 2 Ã ̈ una vista schematica di un gruppo di trazione per veicoli ibridi secondo la presente invenzione;

- le figure 3 e 4 sono due viste schematiche di due rispettive varianti realizzative del gruppo di trazione della figura 2.

Modo preferito di realizzazione dell’invenzione

Nelle figure, con 10 Ã ̈ complessivamente indicato un gruppo di trazione per veicoli. Il gruppo di trazione 10 comprende una prima sorgente di potenza 22, una seconda sorgente di potenza 18 e una trasmissione 100 collegata alla prima e alla seconda sorgente di potenza 22, 18.

La prima sorgente di potenza 22 Ã ̈ del tipo non invertibile, essendo ad esempio costituita, nelle varianti realizzative delle figura 2, 3 e 4, da un motore a combustione interna collegato ad un albero 81 di trasmissione del moto previsto nella trasmissione 100.

In altre possibili varianti realizzative dell’invenzione la prima sorgente di potenza 22 à ̈ costituita da una turbina a gas, una turbina a vapore o altra sorgente di potenza non invertibile.

La seconda sorgente di potenza 18 à ̈ del tipo invertibile, essendo ad esempio costituita, nelle varianti realizzative delle figura 2, 3,e 4, da un motore elettrico in corrente alternata, collegata alla trasmissione 100 mediante un albero di uscita del moto 14. In altre possibili varianti realizzative, la seconda sorgente di potenza 18 à ̈ costituita da un motore elettrico in corrente continua, oppure da un compressore ad aria o un assieme di motore e pompa fluidodinamici o qualsiasi altra sorgente di potenza invertibile. Opzionalmente, tra la seconda sorgente di potenza 18 e l’albero 14 à ̈ interposta una cascata di ingranaggi 26 (non presente nelle figure 2, 3 e 4).

La seconda sorgente 18 à ̈ operabile sia per trasmettere potenza alla trasmissione 100, sia per ricevere potenza da essa, attraverso l’albero 14. In questa seconda modalità di funzionamento, la potenza trasmessa dalla trasmissione 100 alla seconda sorgente 18 à ̈ impiegata per ricaricare un accumulatore 54 di energia.

Nelle varianti di figura 2, 3 e 4, l’accumulatore 54 à ̈ costituito da una batteria elettricamente collegata al motore elettrico 18 mediante un inverter 20, tra loro interposto. In pratica il motore elettrico 18 à ̈ alimentato dalla batteria 54, attraverso l’inverter 20, quando trasmette potenza alla trasmissione 100 e funziona come generatore elettrico quando riceve potenza dalla trasmissione 100, ricaricando la batteria 54. La batteria 54 à ̈ ricaricabile anche attraverso un alternatore 58, al quale à ̈ elettricamente collegata. L’alternatore 58 à ̈ meccanicamente connesso al motore a combustione interna 22, dal quale riceve potenza.

Nelle altre possibili varianti realizzative, l’accumulatore 54 à ̈ scelto in modo da essere compatibile con la seconda sorgente di potenza 18. Ad esempio, se la seconda sorgente di potenza 18 à ̈ un compressore ad aria oppure un assieme di motore e pompa fluidodinamici sarà impiegato un accumulatore fluidodinamico.

La trasmissione 100 include un primo dispositivo differenziale 34 con un primo ramo 50, collegato alla prima sorgente di potenza 22, un secondo ramo 118, collegato alla seconda sorgente di potenza 18, e un terzo ramo 130, collegato a un assale 30 di un veicolo terrestre (non rappresentato). In altre possibili varianti realizzative, il primo ramo 50 Ã ̈ collegato alla seconda sorgente di potenza 18, mentre il secondo ramo 118 Ã ̈ collegato alla prima sorgente di potenza 22.

L’assale 30 à ̈ collegato a una coppia di ruote motrici 38.

Ciascuno dei rami 50, 118 e 130 del differenziale 34 à ̈ impiegabile sia come ingresso che come uscita del moto per, rispettivamente, ricevere o trasmettere potenza da o verso l’albero a cui à ̈ collegato.

La trasmissione 100 comprende un variatore di velocità 56 interposto tra il primo ramo 50 del differenziale 34 e la prima sorgente di potenza 22. Attraverso il variatore di velocità 56 à ̈ possibile variare il rapporto di trasmissione tra l’albero 81 e il primo ramo 50 del differenziale 34.

Il secondo ramo 118 à ̈ direttamente collegato all’albero 14.

Il terzo ramo 130 comprende una dentatura esterna 32 che ingrana con una ruota dentata 132 solidale all’assale 30.

Nell’esempio realizzativo delle figura 2, 3 e 4, il differenziale 34 à ̈ di tipo epicicloidale in cui il primo ramo 50 à ̈ costituito da una corona provvista di una dentatura interna 122, il secondo ramo 118 à ̈ costituito da un pignone solare e il terzo ramo 130 da un planetario portasatelliti sul quale sono girevolmente supportati una pluralità di satelliti 126 dentati. I satelliti 126 ingranano sia con la dentatura interna 122 che con il pignone dentato 118. In altre possibili varianti realizzative dell’invenzione, il differenziale 34 à ̈ di altro tipo realizzativo, ad esempio con ingranaggi conici oppure ingranaggi epicicloidali a più di un stadio.

Per note proprietà dei differenziali epicicloidali, le grandezze caratteristiche del differenziale 34 sono legate dalle relazione A, B, C, D e E, di seguito riportate:

A) Z118N118+ Z122N50= (Z118+ Z122)N130,

in cui:

Z118Ã ̈ il numero di denti del pignone 118,

Z122Ã ̈ il numero di denti della dentatura interna 122,

N118à ̈ la velocità di rotazione del pignone solare 118 e dell’albero 14, N50à ̈ la velocità di rotazione della corona 50,

N130à ̈ la velocità di rotazione del planetario portasatelliti 130.

B) T130= T118(Z118+ Z122)/Z118,

C) T50= T130– T118,

D) T50= T118(Z122/Z118),

E) P50+ P118= P130

in cui:

T130Ã ̈ il momento torcente del planetario portasatelliti 130,

T50Ã ̈ il momento torcente della corona epicicloidale 50,

T118Ã ̈ il momento torcente del pignone solare 118,

P50Ã ̈ la potenza trasmessa dal ramo 50,

P118Ã ̈ la potenza trasmessa dal ramo 118,

P130Ã ̈ la potenza trasmessa dal ramo 130.

Nelle relazioni A, B, C e D il verso della velocità di rotazione e del momento torcente di ciascun ramo sono convenzionalmente considerati positivi in senso orario; per un osservatore disposto lungo gli assi di rotazione del ramo 50 e del ramo 118 che guarda verso il differenziale 34. La velocità di rotazione e il momento torcente del ramo 130 sono convenzionalmente considerati positivi in senso orario per un osservatore disposto lungo l’asse di rotazione 130 che guarda dal differenziale 34 verso il ramo 130. La potenza à ̈ considerata positiva quando trasmessa dal ramo 50 e dal ramo 118 al differenziale 34 e da questo al ramo 130.

Il valore della potenza trasmessa da ciascun ramo risulta positivo quando la velocità di rotazione e il momento torcente hanno lo stesso senso. Ad esempio, quando N130e T130hanno entrambi senso orario oppure entrambi senso antiorario, la potenza trasmessa dal differenziale 34 al ramo 130 à ̈ positiva. Quando invece, N130ha senso opposto rispetto a T130, la potenza trasmessa dal ramo 130 al differenziale 34 à ̈ negativa, ovvero à ̈ trasmessa dall’albero 30 al differenziale 34. Si noti che il primo modo di operare si verifica tipicamente quando le sorgenti di potenza 18 e 22 complessivamente cedono potenza al veicolo per la sua accelerazione, mentre il secondo modo di operare si verifica quando il veicolo, durante una manovra di rallentamento, cede la sua energia cinetica ricaricando l’accumulatore 54.

Analoghe considerazioni possono essere applicate ai rami 50 e 118, ovvero quando la velocità di rotazione e il momento torcente hanno lo stesso segno, la potenza trasmessa dal singolo ramo entra nel differenziale 34, al contrario quando la velocità di rotazione e il momento torcente hanno senso opposti, la potenza trasmessa da ciascun ramo esce dal differenziale e va verso le sorgenti di potenza 22 e 18.

Il variatore di velocità 56 comprende un dispositivo 46 a variazione continua di velocità, collegato all’albero 81 il quale, rispetto al variatore 46, agisce come albero di ingresso o uscita del moto.

Nell’esempio di figura 2, il dispositivo 46 comprende una pompa idraulica 66 a pistoni assiali e cilindrata variabile meccanicamente collegata all’albero 81 e un motore idraulico 70 idraulicamente collegato alla pompa idraulica 66 e meccanicamente collegato ad un albero 72 per la trasmissione del moto in ingresso oppure in uscita, a seconda delle modalità operative del variatore 56.

Secondo altre varianti realizzative il dispositivo 46 à ̈ di altro tipo, ad esempio del tipo a puleggia a diametro variabile oppure a ruote o coni di attrito, purché in grado di variare il rapporto di trasmissione tra gli alberi 81 e 72 in modo continuo e purché il dispositivo 46 sia invertibile ovvero in grado di trasmettere potenza sia dall’albero 81 all’albero 72 che, viceversa, dall’albero 72 all’albero 81.

Nella variante realizzativa di figura 3, il variatore di velocità 56 comprende un dispositivo 146 a variazione continua di velocità includente una prima puleggia 166 a diametro variabile meccanicamente collegata all’albero 81 e una seconda puleggia 170 a diametro variabile collegata alla puleggia 166 tramite la cinghia 168. La seconda puleggia 170 à ̈ collegata, mediante accoppiamento diretto ad un albero 172 per la trasmissione della potenza in ingresso oppure in uscita, a seconda delle modalità operative del variatore 56.

Nella variante realizzativa di figura 4 il variatore di velocità 56 comprende un dispositivo 246 a variazione continua di velocità includente un primo cono di attrito 266 meccanicamente collegato all’albero 81 e un secondo cono di attrito 270 collegato al primo cono di attrito 266 tramite una coppia di dischi di attrito toroidali 268 del tipo a posizione variabile. Il secondo cono di attrito à ̈ collegato ad un albero 272 per la trasmissione della potenza in ingresso oppure in uscita, a seconda delle modalità operative del variatore 56.

Secondo altre varianti realizzative il variatore di velocità 56 comprende un altro tipo di dispositivo a variazione continua di velocità, ad esempio avente una diversa geometria di puleggia variabile oppure una diversa geometria di ruote o coni di attrito oppure una coppia motore e generatore elettrico oppure una coppia pompa e motore idraulici, entrambi a cilindrata variabile. Analogamente alla convenzione adottate per il differenziale 34, la trasmissione della potenza dal variatore 46 verso il differenziale 42 avviene quando i versi della velocità di rotazione e del momento torcente dell’albero 72 (o in alternativa di uno degli alberi 172 e 272) sono sincroni, e viceversa, dal differenziale 42 verso il variatore 46 quando i suddetti versi sono opposti.

Con riferimento alle relazioni B, C e D sopra riportate, risulta che il momento torcente sul ramo 112 del differenziale 42 à ̈ positivo quando la vettura à ̈ in accelerazione o a velocità costante, ed à ̈ negativo quando essa à ̈ in moto di rallentamento. Nello stesso modo, il momento torcente sull’albero 72 risulta positivo nelle due prime condizioni operative e negativo nella terza condizione operativa della vettura.

Nell’esempio di figura 2, quando la cilindrata della pompa idraulica 66 à ̈ positiva, ovvero quando il verso del flusso di olio nei collegamenti idraulici con il motore idraulico 70 à ̈ tale da fare girare il rotore del motore idraulico nella stessa direzione del rotore della pompa idraulica 66, il verso di rotazione dell’albero 72 à ̈ lo stesso dei versi di rotazione dell’albero 81 e del ramo 98.

Viceversa, quando la cilindrata della pompa idraulica 66 à ̈ negativa, ovvero quando il verso del flusso di olio nei collegamenti idraulici con il motore idraulico 70 à ̈ invertito così da fare ruotare il rotore di quest’ultimo nella direzione opposta rispetto alla pompa idraulica 66, il verso di rotazione dell’albero 72 à ̈ opposto ai versi di rotazione dell’albero 81 e del ramo 98. Nella variante costruttiva della figura 3, il verso di rotazione dell’albero 172 à ̈ sempre lo stesso del verso di rotazione dell’albero 81. Ne consegue che il verso di rotazione del ramo 98 à ̈ sempre opposto a quello del ramo 102. Nella variante costruttiva della figura 4, il verso di rotazione dell’albero 272 à ̈ sempre opposto a quello dell’albero 81 e del ramo 98.

Negli esempi delle figure 2 e 4, il variatore di velocità 56 comprende una cascata di ingranaggi 44, posta in parallelo al dispositivo 46 e un secondo differenziale epicicloidale 42 provvisto di tre rami 98, 102, 112 rispettivamente collegati alla cascata di ingranaggi 44, all’albero 72, 272 e al primo ramo 50 del differenziale 34. La cascata di ingranaggi 44 comprende due ruote dentate 90, 94, solidali alle contrapposte estremità assiali di un albero 92 che ingranano rispettivamente con una ruota dentata 86, solidale all’albero 81, e con una dentatura esterna 97 prevista sul ramo 98 del differenziale epicicloidale 42.

In altre possibili varianti realizzative (non rappresentate) degli esempi di figura 2 e 4, il ramo 98 del differenziale 42 à ̈ collegato all’albero 72, mentre il ramo 102 à ̈ collegato alla cascata di ingranaggi 44.

Nell’esempio di figura 3, il variatore di velocità 56 comprende una cascata di ingranaggi 48, posta in serie tra il dispositivo 146 e il secondo differenziale epicicloidale 42, nel quale i tre rami 98, 102, 112 sono rispettivamente collegati alla cascata di ingranaggi 48, all’albero 81 e al primo ramo 50 del differenziale 34. La cascata di ingranaggi 48 comprende una ruota dentata 94, solidale all’albero 172, che ingrana con una dentatura esterna 97 prevista sul ramo 98 del differenziale epicicloidale 42.

In altre possibili varianti realizzative (non rappresentate) dell’esempio di figura 3, il ramo 98 del differenziale 42 à ̈ collegato all’albero 81, mentre il ramo 102 à ̈ collegato alla cascata di ingranaggi 48.

In generale (figura 1) il variatore di velocità 56 può comprendere sia la cascata di ingranaggi 44 che la cascata di ingranaggi 48.

Negli esempi delle figure 2 e 4, il ramo 98 del secondo differenziale epicicloidale 42 à ̈ costituito da una corona coassiale all’albero 72, 272 e comprendente ad una sua estremità assiale, una superficie cilindrica esterna, sulla quale à ̈ realizzata la dentatura esterna 97 e una superficie cilindrica interna, da parte assialmente contrapposta alla dentatura esterna 97, una dentatura interna 106. Il ramo 102 à ̈ costituito da un pignone solare solidale all’albero 72, 272 e il ramo 112 à ̈ costituito da un planetario portasatelliti sul quale sono girevolmente accoppiati una pluralità di satelliti 110. I satelliti 110 ingranano sia con il pignone 102 che con la dentatura interna 106.

Nell’esempio di figura 3, nel secondo differenziale epicicloidale 42, il ramo 98 à ̈ costituito da una corona provvista della dentatura esterna 97 e di una dentatura interna 106, il ramo 102 à ̈ costituito da un pignone solare solidale all’albero 81 e il ramo 112 à ̈ costituito da un planetario portasatelliti sul quale sono girevolmente accoppiati una pluralità di satelliti 110. I satelliti 110 ingranano sia con il pignone 102 che con la dentatura interna 106.

In altre possibili varianti realizzative (non rappresentate) il differenziale epicicloidale 42 può essere di un tipo costruttivo diverso come, ad esempio, con gli ingranaggi conici oppure del tipo epicicloidale a più stadi.

Per note proprietà cinematiche dei differenziali epicicloidali, le grandezze caratteristiche del differenziale 42 sono legate dalla relazione F, di seguito riportata:

F) Z102N102+ Z106N98= (Z102+ Z106)N112,

in cui:

Z102Ã ̈ il numero di denti del pignone solare102,

Z106Ã ̈ il numero di denti della dentatura interna 106,

N102à ̈ la velocità di rotazione del pignone solare 102,

N98à ̈ la velocità di rotazione della corona 98,

N112à ̈ la velocità di rotazione del planetario portasatelliti 112.

Il primo ramo 50 del differenziale 34 comprende una dentatura esterna 124 che ingrana con una dentatura esterna 114 prevista sul planetario portasatelliti 112 del variatore 56. Mediante il ruotismo comprendente le dentature 114, 124 il primo ramo 50 riceve o trasmette il moto rispettivamente da o verso il variatore 56.

Il gruppo di trazione 10 comprende un dispositivo di controllo 62 della trasmissione 100 e delle sorgenti di potenza 18, 22.

Il dispositivo di controllo 62 agisce, sui parametri di funzionamento della seconda sorgente di potenza 18, tramite l’inverter 20, e della prima sorgente di potenza 22, stabilendone la velocità di rotazione e il momento torcente.

Il dispositivo di controllo 62 Ã ̈ inoltre attivo sul variatore 56 per impostare il rapporto di trasmissione tra la prima sorgente di potenza 22 e il primo ramo 50 del primo differenziale epicicloidale 34.

Nell’esempio di figura 2, il dispositivo di controllo 62 agisce sulla pompa idraulica 66 per variarne la cilindrata, variando quindi la portata di olio inviata al motore idraulico 70 e quindi la velocità dell’albero 72 ad esso collegato.

Nell’esempio di figura 3, il dispositivo di controllo 62 agisce sulla puleggia variabile 170 per variarne il diametro, variando quindi la sua velocità di rotazione tramite la cinghia 168, che a sua volta à ̈ collegata anche alla puleggia variabile 166. Varia di conseguenza la velocità dell’albero 172 ad essa collegato.

Nell’esempio di figura 4, il dispositivo di controllo 62 agisce sulla coppia di dischi di attrito toroidali 268 per variarne la posizione e il punto di contatto con i coni di attrito 266 e 270. Varia di conseguenza la velocità dell’albero 272 ad esso collegato.

È quindi possibile, mediante il dispositivo di controllo 62 agire sul variatore 56 in modo tale da impostare un valore della velocità dell’albero 72, 172, 272 indipendentemente dal valore della velocità dell’albero 81 collegato alla prima sorgente di potenza 22.

Il dispositivo di controllo 62 riceve come segnali di ingresso:

- la posizione di un pedale di acceleratore 138 azionabile dall’utente

- la posizione oppure il rapporto di trasmissione del variatore di velocità 46, 146, 246

- la carica di energia dell’accumulatore 54,

- i parametri di funzionamento dell’inverter 20 e i parametri di funzionamento della sorgente di potenza non invertibile 22.

Il pedale acceleratore 138, attraverso il quale il conducente comunica l’intenzione di accelerare, rallentare o mantenere il veicolo in condizione di velocità costante, à ̈ collegato al dispositivo di controllo 62 mediante un collegamento elettrico, meccanico, idraulico o di altra natura.

In altre possibili varianti realizzative, il controllo 62 riceve come segnale di entrata complementare anche la velocità di rotazione degli alberi e rami, la pressione del circuito idraulico del variatore di velocità 46 ed altri.

Secondo un metodo di gestione del gruppo di trazione 10 à ̈ possibile azionare il variatore 56 tramite il dispositivo di controllo 62 in modo da impostare un valore della velocità del solare 102 pari a:

G) N102= - (Z106/ Z102)N98

Tale valore, dipendente dalla velocità della corona N98, determina un valore della velocità N112del planetario portasatelliti 112 nulla, come evidente dalla sostituzione della relazione G all’interno della relazione F.

Quando il planetario portasatelliti 112 à ̈ fermo anche il primo ramo 50 del differenziale 34 che ingrana direttamente con esso ha velocità nulla e di conseguenza non trasmette potenza.

Risulta evidente dalla sostituzione del valore nullo della potenza trasmessa dal ramo 50 all’interno della relazione E, la relazione H, di seguito riportata: H) P118= P130

In questa situazione nel differenziale 34 la potenza viene trasmessa dal secondo ramo 118 al terzo ramo 130, o viceversa. In particolare nel caso in cui il veicolo stia decelerando la potenza frenante trasmessa dalle ruote 38 all’assale 30 viene trasmessa interamente, al netto delle perdite meccaniche, all’albero 14 e da questo alla seconda sorgente 18 invertibile e all’accumulatore 54. In fase di decelerazione del veicolo à ̈ quindi possibile impiegare tutta la potenza frenante per ricaricare l’accumulatore 54.

Nella condizione in cui il primo ramo 50 à ̈ fermo, la prima sorgente di potenza 22, ad esso collegata attraverso il variatore 56 può essere spenta senza che il veicolo subisca variazioni delle sue condizioni di moto.

Secondo un altro metodo di gestione del gruppo di trazione 10, la velocità dell’asse 14 e del primo ramo 50 sono impostate in modo tale che il motore elettrico 18 operi il più possibile vicino alla velocità di massimo rendimento del motore elettrico 18, dell’inverter 20 e della batteria 54, con evidente beneficio per l’efficienza complessiva del gruppo 10.

Secondo un ulteriore metodo di gestione del gruppo di trazione 10, quando l’accumulatore 54 ha un livello di carica alto il dispositivo di controllo 62 agisce in modo da aumentare la potenza erogata dalla seconda sorgente di potenza 18. Viceversa, quando l’accumulatore 54 ha un livello di carica basso il dispositivo di controllo 62 agisce in modo da aumentare la potenza erogata dalla prima sorgente di potenza 22. In particolare la prima sorgente di potenza 22 può essere spenta quando l’accumulatore 54 ha un livello di carica elevato. Tale metodo di gestione favorisce la minimizzazione delle oscillazioni di carica dell’accumulatore 54 con conseguente allungamento della sua vita utile.

Il gruppo di trazione 10 riesce a garantire di decelerazione senza dover ricorrere a meccanismi di dissipazione, ad esempio freni.

Il gruppo di trazione della presente invenzione risolve quindi i problemi proposto con riferimento alla tecnica nota citata, risolvendo al contempo molteplici vantaggi.

Tra questi la possibilità di gestire la velocità del primo ramo 50 del differenziale 34 in maniera indipendente dal motore endotermico, solitamente impiegato come prima sorgente di potenza 22, in maniera tale che questo funzioni il più possibile in prossimità del suo punto di massima efficienza.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Gruppo di trazione (10) per veicoli comprendente: - una prima sorgente (22) di potenza di tipo non invertibile; - una seconda sorgente (18) di potenza di tipo invertibile; - una trasmissione (100) collegata a dette prima (22) e seconda sorgente (18) e includente un primo dispositivo (34) differenziale con un primo ramo (50) di ingresso o uscita collegato a detta prima sorgente (22), un secondo ramo (118) di ingresso o uscita collegato a detta seconda sorgente e un terzo ramo (130) di ingresso o uscita collegabile a un assale (30) di un veicolo, - un dispositivo di controllo (62) di detta trasmissione (100), caratterizzato dal fatto che detta trasmissione (100) comprende un variatore di velocità (56) interposto tra detta prima sorgente (22) di potenza e detto primo ramo (50) di detto primo dispositivo differenziale (34), detto dispositivo di controllo (62) essendo attivo su detto variatore (56) per impostare il rapporto di trasmissione tra detta prima sorgente (22) di potenza e detto primo ramo (50) di detto primo dispositivo differenziale (34).
2. 2. Gruppo di trazione (10) secondo la rivendicazione 1, in cui detto variatore (56) comprende un dispositivo a variazione continua di velocità (46, 146, 246).
3. 3. Gruppo di trazione (10) secondo la rivendicazione 1, in cui detto variatore (56) comprende: - un albero di ingresso (81) o uscita del moto collegato a detta prima sorgente (22) di potenza, - un dispositivo a variazione continua di velocità (46, 146, 246) collegato a detto albero di ingresso (81) o uscita del moto, - almeno un ingranaggio (44, 48) posto in parallelo o in serie a detto dispositivo a variazione continua di velocità (46, 146, 246), - un secondo dispositivo differenziale (42) i cui rami di ingresso o uscita (98, 102, 112) sono rispettivamente collegati a detto dispositivo a variazione continua di velocità (46, 146, 246), a detto ingranaggio (44, 48) e a detto primo ramo (50) di detto primo dispositivo differenziale (34).
4. 4. Gruppo di trazione (10) secondo la rivendicazione 2, in cui detto dispositivo a variazione continua di velocità (46) comprende una pompa idraulica (66) a cilindrata variabile e un motore idraulico (70) collegato in serie a detta pompa idraulica (66).
5. 5. Gruppo di trazione (10) secondo la rivendicazione 2, in cui detto dispositivo a variazione continua di velocità (146) comprende almeno due pulegge (166, 170) a diametro variabile, tra loro collegate tramite una cinghia (168).
6. 6. Gruppo di trazione (10) secondo la rivendicazione 2, in cui detto dispositivo a variazione continua di velocità (246) comprende almeno una coppia di coni o ruote di attrito (266, 270) fra di loro collegati tramite almeno un disco di attrito toroidale (268) del tipo a posizione variabile.
7. 7. Gruppo di trazione (10) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detto gruppo di trazione (10) comprende un accumulatore (54) per scambiare energia da e verso detta seconda sorgente (18) di potenza invertibile.
8. 8. Gruppo di trazione (10) secondo la rivendicazione 7, in cui detta prima sorgente (22) di potenza à ̈ un motore a combustione interna, collegato a detto accumulatore (54) per fornire energia a detto accumulatore.
9. 9. Gruppo di trazione (10) secondo la rivendicazione 7 o 8, in cui detta seconda sorgente di potenza (18) Ã ̈ un motore elettrico e detto accumulatore (54) Ã ̈ una batteria.
10. 10. Gruppo di trazione (10) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detto primo dispositivo differenziale (34) à ̈ del tipo epicicloidale ed in cui detto primo ramo (50) à ̈ costituito da una corona dentata, detto secondo ramo (118) à ̈ costituito da un ruotismo solare e detto terzo ramo (130) à ̈ costituito da un planetario portasatelliti.
11. 11. Gruppo di trazione secondo (10) una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detto gruppo (10) comprende un azionamento di comando (138) azionabile dall’utente, detto dispositivo di controllo essendo collegato a detto azionamento (138) in modo tale da ricevere come parametro di ingresso la posizione di detto azionamento di comando (138).
12. 12. Metodo di gestione di un gruppo di trazione (10) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, comprendente la fase di impostare, attraverso detto dispositivo di controllo (62), un valore del rapporto di trasmissione di detto variatore (56) tale da determinare un valore nullo della velocità di detto primo ramo (50) di detto primo dispositivo differenziale (34).
13. 13. Metodo di gestione secondo la rivendicazione 12, comprendente l’ulteriore fase di spegnere detta prima sorgente (22) di potenza quando la velocità di detto primo ramo (50) di detto primo dispositivo differenziale (34) à ̈ nulla.