ITPD20110252A1 - Veicolo a propulsione ibrida - Google Patents

Description

VEICOLO A PROPULSIONE IBRIDA

D E S C R I Z I O N E

Campo di applicazione

La presente invenzione concerne un veicolo a propulsione ibrida del tipo provvisto di un motore elettrico e di un motore a combustione, secondo il preambolo della rivendicazione indipendente.

Il veicolo di cui trattasi à ̈ destinato ad essere vantaggiosamente impiegato per veicoli destinati a spostamenti sia in ambito urbano che in ambito extraurbano.

L’invenzione si colloca pertanto nel campo dell’industria automobilistica ed in particolare nel campo della produzione di veicoli a propulsione mista elettrica e a combustione.

Stato della tecnica

Come à ̈ noto, negli ultimi anni, al fine di limitare l’inquinamento prodotto dai mezzi di trasporto nelle aree urbane ed al fine di ottimizzare i consumi di energia, sono stati introdotti nel mercato dalle case produttrici di automobili, veicoli cosiddetti a propulsione ibrida, ovvero veicoli dotati di almeno due differenti tipologie di propulsori, atti a generare potenza, attingendo ognuno da una differente sorgente di energia, di cui tipicamente uno a motore elettrico ed uno a motore termico (a combustione).

Ogni veicolo ibrido à ̈ inoltre solitamente in grado di sfruttare nei rallentamenti la capacità del motore elettrico di funzionare reversibilmente, ovvero di frenare il veicolo generando energia verso un gruppo di accumulo, altrimenti dissipata nei freni.

L'energia elettrica prodotta può essere immagazzinata, ad esempio, ma non limitatamente, in gruppi di accumulo basati sulla chimica del litio (litio-ioni, litiopolimeri) oppure in supercondensatori.

In questo ambito, la ricerca à ̈ stata principalmente volta a definire le configurazioni meccaniche e di controllo volte a sfruttare nel migliore dei modi le caratteristiche complementari dei due sistemi di propulsione per limitare ad esempio l’inquinamento nelle aree urbane, per ridurre il consumo complessivo di energia etc..

Il motore a combustione interna ha il pregio di trasformare l'energia chimica del combustibile, che à ̈ facilmente approvvigionabile dalla capillare rete di rifornimento esistente di carburante, con una efficienza abbastanza elevata seppure entro regimi definiti di funzionamento del motore.

Il motore elettrico ha il pregio di convertire l’energia elettrica con una maggiore efficienza e versatilità di funzionamento di quanto non possa fare il motore a combustione, ma ha l’inconveniente di poter disporre a bordo del veicolo solo di una modesta quantità di energia, la quale non à ̈ al momento altrettanto facilmente approvvigionabile come à ̈ invece il carburante (benzina, gasolio, gpl, metano etc.).

I veicoli a propulsione ibrida attualmente disponibili sul mercato impiegano principalmente due differenti configurazioni di propulsione ibrida note come ibrido serie ed ibrido parallelo.

Nella configurazione ibrido serie (extended range) almeno una macchina elettrica à ̈ meccanicamente collegata alle ruote motrici, per generare una coppia di trazione, mentre il motore a combustione à ̈ disaccoppiato dal sistema di trazione ed ha il compito di generare potenza elettrica, attraverso una seconda macchina elettrica, per alimentare il motore elettrico di trazione. La corrente elettrica generata dalla seconda macchina elettrica, collegata al motore a combustione, à ̈ trasferita al motore elettrico di trazione e/o ai previsti mezzi di accumulo dell’energia.

In caso di una elevata richiesta di coppia, il motore elettrico di trazione può essere alimentato sia dall’energia prodotta dal motore termico, attraverso il generatore, sia dalla energia accumulata nelle batterie.

Il motore a combustone interna à ̈ impostato per funzionare all’interno di uno specifico intervallo di velocità e carico, volto ad ottimizzare la sua efficienza.

I veicoli che impiegano una propulsione ibrida serie offrono i vantaggi derivanti dalla disponibilità di mobilità in puro regime elettrico, da utilizzarsi preferibilmente nell’uso urbano e suburbano, estendibile per le percorrenza extra-urbane, tramite l’ausilio del generatore di corrente a bordo, che produce potenza attraverso il motore endotermico ausiliario. La presenza di più macchine elettriche consente anche di massimizzare la quantità di energia recuperata durante le fasi di frenatura, a scapito dell’energia altrimenti dissipata dall’impianto frenante meccanico idraulico tradizionale.

Nella configurazione ibrido parallelo, il sistema di motopropulsione include, oltre al motore endotermico e ad un sistema di trasmissione, una singola macchina elettrica reversibile, che svolge, alternativamente, le funzioni di motore e di generatore. Pertanto, la coppia di trazione viene prodotta prevalentemente dal motore endotermico, con l’ausilio dalla macchina elettrica, quando comandata come motore. Se dotato di opportuni dispositivi di connessione e disconnessione fra i motori e la trasmissione, il sistema consente l’utilizzo della macchina elettrica per le funzioni di trazione elettrica, a basse velocità e limitatamente alla disponibilità energetica del gruppo di accumulo, di avviatore, di spunto, di booster di coppia e di generatore. Le configurazioni ibride parallele consentono una maggiore autonomia extraurbana, rispetto delle configurazioni ibrido serie, in quanto la trazione à ̈ garantiva prevalentemente dal motore endotermico. Il motore elettrico contribuisce a ridurre le emissioni di anidride carbonica (CO2) e quindi i consumi, in quanto sostituisce oppure coadiuva il motore endotermico, nello spunto e nella marcia a bassa velocità. Sono note anche configurazioni ibride miste in cui sia il motore elettrico che quello termico sono accoppiate all’albero di distribuzione della coppia di trazione, come negli ibridi paralleli, ed in cui il motore endotermico à ̈ collegato ad un generatore per fornire corrente al motore elettrico, come negli ibridi serie.

Le configurazioni di propulsione ibrida finora presenti sul mercato non risultano particolarmente efficienti nello sfruttare i motori e le macchine elettriche che montano a bordo con il risultato che le portano in giro pur impiegandole in modo inefficiente e, ad esempio, pur impiegandole a volte solo per tempi contenuti o in circostanze limitate. Tale svantaggiosa circostanza incide pesantemente nel rendimento complessivo del veicoli ovvero nel loro costo di produzione.

Presentazione dell’invenzione

In questa situazione, il problema alla base della presente invenzione à ̈ pertanto quello di ovviare agli inconvenienti manifestati dalle soluzioni di tipo noto di ibrido serie, parallelo e serie-parallelo, mettendo a disposizione un veicolo a propulsione ibrida, il quale consenta di combinare in modo più efficiente, attraverso un opportuno sistema di controllo, il funzionamento di un motore endotermico e delle macchine elettriche a bordo del veicolo.

Un secondo scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un veicolo, il cui impiego possa essere variato in modo versatile, per ottimizzare specifiche esigenze di funzionamento, connesse all’impiego di batterie, al consumo di energia elettrica, al consumo di carburante, all’inquinamento prodotto.

Un terzo scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un veicolo che, seppure ottimizzato per un funzionamento prevalentemente urbano, possa essere vantaggiosamente impiegato anche per compiere grandi distanze.

Un altro scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un veicolo a propulsione ibrida costruttivamente semplice, economico da produrre ed operativamente del tutto affidabile.

Questi scopi ed altri ancora, vengono tutti raggiunti dal veicolo a propulsione ibrida del veicolo oggetto della presente invenzione secondo le rivendicazioni sotto riportate.

Breve descrizione dei disegni

Le caratteristiche tecniche dell’invenzione, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sottoriportate ed i vantaggi dello stesso risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa, in cui:

la FIG. 1 mostra una vista schematica d’insieme del veicolo a propulsione ibrida, oggetto della presente invenzione con indicati i principali collegamenti elettrici di potenza tra i gruppi impiegati per la trazione del veicolo e con indicate le principali connessioni di segnale alle unità di controllo del funzionamento del veicolo;

la FIG. 2 mostra uno schema logico funzionale dei gruppi impiegati per la trazione del veicolo secondo la presente invenzione, rappresentati in una prima configurazione operativa a trazione elettrica nominale;

la FIG. 3 mostra lo schema logico funzionale di figura 2, con i gruppi per la trazione del veicolo rappresentati in una seconda configurazione operativa a trazione elettrica ed elevata potenza;

la FIG. 4 mostra lo schema logico funzionale di figura 2, con i gruppi per la trazione del veicolo rappresentati in una terza configurazione operativa di ricarica a bordo veicolo di mezzi accumulatori;

la FIG. 5 mostra una variante realizzativa dello schema logico funzionale di figura 4, con i gruppi per la trazione del veicolo rappresentati in una quarta configurazione operativa, che permette il ricircolo diretto di potenza fra la prima macchina elettrica, comandata come generatore, e la seconda macchina elettrica, comandata come motore elettrico di trazione;

la FIG. 6 mostra lo schema logico funzionale di figura 2, con i gruppi per la trazione del veicolo rappresentati in una quinta configurazione operativa per una diretta assistenza meccanica alla trazione da parte di un motore a combustione;

la FIG. 7 mostra lo schema logico funzionale di figura 2, con i gruppi per la trazione del veicolo rappresentati in una sesta configurazione operativa contraddistinta da una completa trazione da parte del motore a combustione;

la FIG. 8 mostra lo schema logico funzionale di figura 2, con i gruppi per la trazione del veicolo rappresentati in una settima configurazione operativa per il recupero di energia in frenata;

la FIG. 9 mostra lo schema logico funzionale di figura 2, con i mezzi di accumulo di energia elettrica in ricarica.

Descrizione dettagliata di un esempio di realizzazione preferita

Con riferimento agli uniti disegni à ̈ stato indicato nel suo complesso con 1 un veicolo a propulsione ibrida oggetto della presente invenzione.

Con il termine veicolo si intenderà nel seguito indicare un qualunque mezzo dotato di ruote suscettibile di avanzare su strada per il trasporto di persone o cose, quale una automobile, un furgone un camion o veicoli similari.

Nel seguito si farà in particolare riferimento all’esempio realizzativo preferenziale della presente invenzione riguardante una automobile comprendete in modo di per sé del tutto tradizionale un telaio di supporto poggiante al terreno mediante ruote motrici ed eventualmente anche ruote solo trainate.

Al sistema di propulsore del veicolo, descritto nel seguito, à ̈ associato un sistema di controllo complessivamente indicato con CS. Nella realizzazione semplificativamente illustrata nello schema di figura 1, il sistema di controllo CS comprende tre unità elettroniche di controllo ECU1, ECU2, ECU3, interconnesse con una quarta l’unità di controllo UCU4, cui sono attribuite le funzioni di regolatore del sistema di trazione e di supervisione di veicolo, ad esempio attraverso un sistema di comunicazione basato su un protocollo CAN (Controlled Area Network).

Le suddette unità verranno dettagliate nel seguito con l’introduzione dei differenti gruppi del sistema di propulsione del veicolo 1.

Il telaio del veicolo supporta, preferibilmente all’interno del vano motore 100, un primo motore elettrico 2, il quale à ̈ vantaggiosamente costituito da un motore brushless a corrente alternata, ad esempio di circa 15 kW di potenza nominale per la propulsione di una piccola citycar, anche se, senza per questo uscire dall’ambito di tutela della presente privativa, esso potrà avere potenze ovviamente differenti a seconda delle specifiche applicazioni e potrà essere costituito da una diversamente tipologia di motore come ad esempio da un motore asincrono.

L’albero 3 del suddetto primo motore elettrico 2 à ̈ meccanicamente collegato alle ruote motrici 4 del veicolo 1 mediante mezzi di trasmissione 5, che trasmettono appunto la coppia motrice prodotta dal primo motore 2 alle ruote motrici 4.

I suddetti mezzi di trasmissione 5 sono di tipo di per sé tradizionale e comprendono, ad esempio, un riduttore di velocità 5’ meccanicamente connesso ad un organo differenziale 5’’ che distribuisce il momento torcente dell’albero 3 del primo motore 2 alle due ruote motrici 4.

Il veicolo 1 secondo l’invenzione à ̈ quindi provvisto di una macchina elettrica reversibile 6, vantaggiosamente anch’essa inserita all’interno del vano motore 100, atta ad operare selettivamente come generatore o come secondo motore elettrico.

Il suo funzionamento, nelle due differenti modalità, à ̈ controllato da una unità di controllo potenza elettrica ECU2 (ECU E-drive) assoggettata al controllo di una unità di controllo principale ECU1 (Master ECU) come meglio descritto nel seguito.

La suddetta macchina elettrica reversibile 6 à ̈ vantaggiosamente anch’essa costituita da un motore brushless a corrente alternata, di potenza nominale inferiore a quella del primo motore 2.

Tale macchina reversibile 6 à ̈ selettivamente meccanicamente accoppiabile al primo motore elettrico 2 mediante primi mezzi di innesto 7 e non à ̈ pertanto direttamente meccanicamente collegata alle ruote motrici 4 del veicolo 1. I primi mezzi di innesto 7 sono azionabili, dal sistema di controllo CS, tra una prima posizione di accoppiamento, in cui connettono meccanicamente tra loro la macchina elettrica reversibile 6 al primo motore elettrico 2, ed una prima posizione di disaccoppiamento, in cui separano la macchina elettrica reversibile 6 dal primo motore elettrico 2.

Come meglio descritto nel seguito, i primi mezzi di innesto 7 sono azionati tra le due posizioni sopra ricordate, dalla unità di controllo della potenza elettrica ECU2 a sua volta controllata dalla unità di controllo principale ECU1.

I primi mezzi di innesto 7 sono ad esempio ottenuti con un gruppo di accoppiamento assiale tra ingranaggi rispettivamente connessi all’albero 4 del primo motore 2 ed all’albero 10 della macchina reversibile 6, ovvero con un gruppo cambio ovvero ancora con un gruppo frizione.

Quest’ultimo prevede, in una forma esemplificativa e non limitativa, che l’albero 3 del primo motore 2 abbia l’estremità opposta a quella di trasferimento della coppia, di forma scanalata ed impegnata in una sede controsagomata di un primo disco mobile di frizione 8. Quest’ultimo à ̈ contraffacciato ad un primo disco fisso di frizione 9, a sua volta calettato sull’albero 10 della macchina reversibile 6.

I primi mezzi di innesto 7 comprendono inoltre un primo attuatore 11, elettromeccanico oppure elettroidraulico, ad esempio del tipo ad induzione, con un solenoide che aziona una leva a spostare il primo disco mobile di frizione 8 lungo l’albero 3 del primo motore 2 contro il primo disco fisso di frizione 9 per raggiungere la posizione di accoppiamento, ovvero che aziona la leva a spostare il primo disco mobile di frizione 8 lungo l’albero 4 del primo motore 2, in allontanamento dal primo disco fisso di frizione 9 per raggiungere la posizione di disaccoppiamento.

Ovviamente, il gruppo frizione potrà essere ottenuto in molte altre configurazioni meccaniche ben note al tecnico del settore e potrà in particolare essere ottenuto con una frizione magnetica.

Il veicolo 1 dispone inoltre di un motore a combustione interna 12, preferibilmente anch’esso inserito all’interno del vano motore 100, il quale motore 12 à ̈ selettivamente meccanicamente accoppiabile alla macchina elettrica reversibile 6 mediante secondi mezzi di innesto 13.

È prevista una unità di controllo motore a combustione ECU3, la quale sovrintende alla gestione del motore a combustione interna 12. A tale unità sono connessi sensori indicativi del funzionamento del motore, quali un sensore della velocità di rotazione dell'albero 14 del motore l2, un sensore di fase per capire quando i cilindri sono sul punto morto superiore in posizione di scoppio, un sensore detonazione, un sensore temperatura acqua, un attuatore di controllo della alimentazione del motore 12 con il carburante o con la miscela di carburante (ad esempio costituita da una tradizionale valvola nei corpi farfallati dei motori a combustione), sonda lambda, etc.

I secondi mezzi di innesto 13 sono a loro volta azionabili dal sistema di controllo CS, tra una seconda posizione di accoppiamento, in cui connettono meccanicamente tra loro la macchina elettrica reversibile 6 al motore a combustione 13, ed una seconda posizione di disaccoppiamento in cui separano la macchina elettrica reversibile 6 dal motore a combustione 13.

Come meglio descritto nel seguito, i secondi mezzi di innesto 13 sono azionati tra le due posizioni dalla unità di controllo della potenza elettrica ECU2 a sua volta controllata dalla unità di controllo principale ECU1.

I secondi mezzi di innesto 13 sono equivalenti, mutatis mutandis, a quelli sopra descritti interposti tra il primo motore 2 e la macchina elettrica reversibile 6.

Più in dettaglio, anch’essi potranno essere ottenuti con un gruppo di accoppiamento assiale tra ingranaggi connessi rispettivamente all’albero 14 del motore a combustione 12 ed all’albero 10 della macchina reversibile 6, ovvero con un gruppo frizione ovvero con un gruppo cambio.

Quest’ultimo prevede in questo caso, in una forma comunque esemplificativa e non limitativa, che l’albero 14 del motore a combustione 12 abbia una forma scanalata ed impegnata in una sede controsagomata di un secondo disco mobile di frizione 15. Quest’ultimo à ̈ contraffacciato ad un secondo disco di frizione 16, montato folle tramite un cuscinetto sullo stesso albero 14 del motore a combustione 12 e solidale ad una prima puleggia. Una cinghia di trasmissione del moto 17 à ̈ avvolta ad anello sulla prima puleggia e su una seconda puleggia calettata sull’albero 10 della macchina reversibile 6. I secondi mezzi di innesto 13 comprendono inoltre un secondo attuatore 18, preferibilmente di tipo ad induzione con un solenoide che aziona una leva a spostare il secondo disco mobile di frizione 15 lungo l’albero 14 del motore a combustione 12 contro il secondo disco di frizione 16, per raggiungere la seconda posizione di accoppiamento, ovvero che aziona la leva a spostare il secondo disco mobile di frizione 15 lungo l’albero 14 del motore a combustione 12 in allontanamento dal secondo disco di frizione 16, per raggiungere la posizione di disaccoppiamento.

Vantaggiosamente, in accordo con una forma realizzativa preferenziale della presente invenzione, il motore a combustione interna 12 à ̈ un motore di tipo boxer, il quale avendo dimensioni più compatte rispetto ai motori a V di tipo tradizionale, garantisce la possibilità di alloggiare il primo motore elettrico 2, la macchina elettrica reversibile 6 ed il motore a combustione interna 12 unitamente ai gruppi di batterie descritti nel seguito, tutti insieme all’interno del medesimo vano motore 100.

Il veicolo 1 dispone ulteriormente, di mezzi accumulatori di energia elettrica 19, i quali sono costituiti da supercondensatori e preferibilmente da gruppi di batterie. I gruppi di accumulo sono ottenuti preferibilmente con celle basate sulla chimica del litio (litio-ioni, polimeri di litio, etc) che concorrono a costituire una riserva energetica elettrica, ad esempio dell’ordine dei 12 kWh. I gruppi di batterie 19 sono ottenuti in modo di per sé tradizionale, mettendo in serie tra loro più celle. Ciascuna cella à ̈ controllata in temperatura ed in tensione, ed à ̈ collegata in serie con altre celle a formare una serie di celle. Ogni serie di celle ha preferibilmente un sensore di corrente e di tensione. Se una o più celle risultassero in corto circuito, la serie di celle potrebbe essere isolata e bypassata stante che diversamente manderebbe in sovraccarico tutte le celle dell’intera serie.

Più serie di celle sono a loro volta collegate in serie ed in parallelo tra loro, a seconda della tensione da produrre (ad esempio di 80-100 volt), per formare gruppi di batterie. Ciascun gruppo à ̈ vantaggiosamente provvisto di un sezionatore per venire isolato elettricamente, in caso di un guasto ad una sua cella. Ogni gruppo di batterie à ̈ provvisto di una unità di controllo elettronico, atta a misurare parametri di funzionamento quali ad esempio la tensione di ogni singola cella e le temperature di determinate zone e ad attuare il controllo e il bilanciamento energetico e/o capacitivo di ogni singola cella, e dotata di un sistema di comunicazione, ad esempio ma non limitatamente, basato su un protocollo CAN, atto a trasferire e a ricevere informazioni da una unità elettronica centralizzata contenuta nell’unità di controllo della potenza elettrica ECU2 (power electronics).

Sono pertanto previsti sensori di temperatura, di tensione e di corrente associati alle celle, ai gruppi di celle ed all’intero pacco batterie e connessi alla rispettiva elettronica locale di controllo o alla unità di controllo complessiva della potenza elettrica ECU2.

Attraverso tali sensori l’unità di controllo della potenza elettrica ECU2 determina lo stato di funzionamento dell’accumulatore dei gruppi di batterie 19 per comandare, in accordo con la logica operativa programmata nell’unità di controllo principale ECU1, il funzionamento dei gruppi di propulsione come specificato nel seguito.

Le due macchine elettriche sopra citate, ovvero il primo motore elettrico 2 e la macchina elettrica reversibile 6, sono connesse rispettivamente a un primo convertitore elettronico di potenza 20 e ad un secondo convertitore elettronico di potenza 21.

I due convertitori potrebbero essere integrati in un unico convertitore elettronico con lo stesso casing, in grado di gestire due elettroniche di potenza separate.

Ciascun convertitore elettronico di potenza 20, 21 Ã ̈ dimensionato per fornire una potenza netta pari almeno a quella di picco (ad esempio di 20 Kwatt), erogabile dal motore, e integra un convertitore dc/dc (ad esempio di tipo step-down da 600 watt), con uscita controllata a 12 volt, atta ad alimentare in bassa tensione la batteria ausiliaria per le utenze del veicolo 1.

L’unità di controllo potenza elettrica ECU2 gestisce il primo motore elettrico 2, la macchina elettrica reversibile 6, ed i due convertitori elettronici di potenza 7 e 13.

Più in dettaglio, il primo convertitore elettronico di potenza 20 à ̈ elettricamente connesso ai mezzi accumulatori 19 mediante un primo collegamento elettrico di potenza 22 e al primo motore elettrico 2 mediante un secondo collegamento elettrico di potenza 23. A sua volta, il secondo convertitore elettronico di potenza 21 à ̈ elettricamente connesso ai mezzi accumulatori 19 mediante un terzo collegamento elettrico di potenza 24 e alla macchina reversibile 6 mediante un quarto collegamento elettrico di potenza 25.

Il sistema di controllo elettronico CS, citato in precedenza à ̈ connesso al primo motore elettrico 2, alla macchina elettrica reversibile 6, ed ai due convertitori elettronici di potenza 20, 21, vantaggiosamente attraverso l’unità di controllo della potenza elettrica ECU2, al motore a combustione interna 12 attraverso l’unità di controllo del motore a combustione ECU3 ed all’unità di controllo del veicolo attraverso una ulteriore unità di controllo veicolo ECU4 per comandare la propulsione del veicolo secondo modalità operative programmabili.

Secondo l’idea alla base della presente invenzione, il primo convertitore 20 à ̈ azionabile dal sistema di controllo CS a ricevere una prima corrente continua dai mezzi accumulatori 19, mediante il primo collegamento elettrico 22 ed a generare una prima corrente controllata con cui pilotare in rotazione il primo motore elettrico 2, mediante il secondo collegamento elettrico 23. Tale modalità di funzionamento si verifica in tutti i casi in cui à ̈ prevista una condizione di trazione almeno parzialmente elettrica in accordo con le condizioni di funzionamento prestabilite dalla unità di controllo principale ECU1 in funzione dei segnali ricevuti dalla unità di controllo della potenza elettrica ECU2 (in particolare con riferimento ai segnali dei sensori dei mezzi accumulatori 19) ed in funzione dei segnali ricevuti da una ulteriore unità di controllo ECU4 destinata a controllare le funzioni generali dell'autoveicolo ed in particolare la richiesta di potenza del conducente mediante un comando manuale come, ad esempio, in funzione della posizione assunta dal pedale acceleratore (o di un altro mezzo di comando quale ad esempio un joystick). A tale unità di controllo veicolo ECU4 sono collegati (fra l'altro) un pannello di strumentazione del veicolo, gli attuatori di veicolo, dashboard, abs etc.. Il secondo convertitore 21 à ̈ azionabile dal sistema di controllo CS a ricevere una seconda corrente continua dai mezzi accumulatori 19, mediante il terzo collegamento elettrico 24 ed a generare una seconda corrente controllata con cui pilotare in rotazione la macchina reversibile 6, nel suo funzionamento come secondo motore, mediante il quarto collegamento elettrico 25.

Il secondo convertitore 21 Ã ̈ diversamente azionabile dal sistema di controllo CS a trasformare una prima corrente variabile prodotta dalla macchina reversibile 6, nel suo funzionamento come generatore, in una prima corrente continua raddrizzata per la carica dei mezzi accumulatori 19 mediante il terzo collegamento elettrico 24.

Il sistema di controllo CS, ed in particolare la sua unità di controllo principale ECU1, sono inoltre connessi ai primi e secondi mezzi di innesto 7, 13 per spostarli tra le due posizioni di accoppiamento e di disaccoppiamento sopra descritte. In particolare essi comandano i primi ed i secondi attuatori 11 e 18 a spostare i dischi mobili 8 e 15 dei due gruppi frizione.

In accordo con l’idea alla base della presente invenzione pertanto sono previste due macchine elettriche, montate preferibilmente in linea lungo un medesimo asse, di cui una indicata con 2, operante come primo motore elettrico ed una, indicata con 6, operante come secondo motore in serie al primo per contribuire alla potenza richiesta all’avanzamento del veicolo, essendo i primi mezzi di innesto nella prima posizione di accoppiamento, o come alternatore essendo i primi mezzi di innesto nella prima posizione di disaccoppiamento ed i secondi mezzi di innesto nella seconda posizione di accoppiamento, per generare corrente elettrica di alimentazione ai mezzi accumulatori 19 o direttamente al primo motore 2.

Il motore a combustione 12, in funzione delle condizioni comandate dal sistema di controllo CS, può, come meglio verrà descritto nel seguito, fornire attraverso la macchina elettrica reversibile 6 funzionante come alternatore, potenza elettrica (come in una configurazione ibrido serie) al veicolo 1 per caricare i mezzi accumulatori 19 oppure per alimentare direttamente il primo convertitore elettronico 20 del primo motore 2. A tale funzionamento del motore a combustione 12 corrispondente ad una condizione almeno parzialmente elettrica del veicolo 1, i secondi mezzi di innesto 13 sono corrispondentemente comandati a disporsi dal sistema di controllo CS nella seconda posizione di accoppiamento mentre i primi mezzi di innesto 7 sono comandati a disporsi nella prima posizione di disaccoppiamento. Diversamente, il motore a combustione 12 può fornire potenza meccanica all’albero 3 del primo motore elettrico 2, ed in questo caso entrambi i mezzi di innesto 7, 13 sono corrispondentemente comandati a disporsi dal sistema di controllo CS nella relativa posizione di accoppiamento.

Le due macchine elettriche 2 e 6 possono essere assemblate in linea o in cascata con interposti i primi mezzi di innesto, formando un assieme elettrico 30 di dimensioni molto compatte, facilmente adattabile a qualsiasi vano motore.

Pertanto, secondo l’invenzione, il veicolo 1 comprende due macchine elettriche 2, 6 meccanicamente accoppiabili che possono funzionare solo uno come motore (il solo primo motore 2) o tutte e due come motori, in serie tra loro (primo motore 2 e macchina reversibile 6 come secondo motore) oppure ancora uno come motore (primo motore 2) e l’altro come generatore alternatore (macchina reversibile 6).

Con riferimento alle differenti possibili configurazioni operative di propulsione consentite dal veicolo 1 oggetto della presente invenzione ed illustrate nelle allegate figure 2-9 si evidenzia quanto segue.

La figura 2 rappresenta una condizione di trazione nominale del veicolo 1, in cui il primo convertitore 20 ricevere una prima corrente dai mezzi accumulatori 19 mediante il primo collegamento elettrico 22 e genera una prima corrente controllata con cui, mediante il secondo collegamento elettrico 23, pilota in rotazione il primo motore elettrico 2 per generare una coppia motrice per l’avanzamento del veicolo.

In questa condizione di trazione nominale (figura 2), la macchina elettrica 6 ed il motore a combustione 12 sono disattivati ed i primi ed i secondi mezzi di innesto 7, 13 sono in posizione di disaccoppiamento.

Tale condizione di funzionamento a trazione nominale à ̈ possibile con una carica del gruppo di batterie 19 superiore ad un valore di soglia di carica minima, rilevato dall’unità di controllo potenza elettrica ECU2 e con una richiesta di potenza da parte del guidatore inferiore ad un valore di soglia massimo di coppia, rilevato dall’unità di controllo veicolo ECU4.

Ad esempio, l’unità di controllo principale ECU1 rileva che il gruppo batterie 19 à ̈ carico oltre al valore di soglia di carica minima, ad esempio oltre al 20% mediante l’unità di controllo della potenza elettrica ECU2, e che c’à ̈ una richiesta di coppia tramite pedale acceleratore rilevato dalla centralina di controllo veicolo ECU4 inferiore ad un valore di soglia massimo di coppia. A questo punto, l’unità di controllo principale ECU1 considera che à ̈ sufficiente la potenza del primo motore 2 alimentato dal gruppo di batterie 19 e determina il funzionamento alla condizione di trazione nominale di veicolo elettrico puro.

Qualora venga richiesta una coppia maggiore al valore di soglia massimo di coppia (rilevata dalla unità di controllo veicolo ECU4 mediante ad esempio il rilevamento della posizione dell’acceleratore, e comunicata all’unità di controllo principale ECU1), e la carica del gruppo di batterie 19 sia superiore al valore di soglia di carica minima, allora il sistema di controllo CS comanda il raggiungimento di una condizione di trazione ad elevata potenza elettrica (figura 3).

Per raggiungere tale condizione il sistema di controllo CS comanda i primi mezzi di innesto 7 affinchà ̈ si spostino nella prima posizione di accoppiamento collegando meccanicamente la macchina reversibile 6 al primo motore 2. Il sistema di controllo CS comanda inoltre il secondo convertitore elettronico 21 ad alimentare la macchina elettrica reversibile 6 con la prima corrente controllata e lo comanda ad operare come secondo motore in serie al primo motore elettrico 2 per aumentare la coppia di trazione del veicolo 1.

Vantaggiosamente, se l’unità di controllo principale ECU 1 elabora che non à ̈ in grado di ottenere la richiesta di coppia con il solo primo motore elettrico 2, essendo la richiesta di coppia superiore al valore di soglia massimo di coppia, allora essa mette in rotazione il secondo motore della macchina elettrica reversibile 6, in modo folle, e lo porta alla velocità del primo motore 2 (con un errore massimo ad esempio inferiore di 10 giri al minuto nel caso sopra citato di motori brushless) prima di comandare il passaggio dei primi mezzi di innesto 7 nella prima posizione di accoppiamento, e quindi comanda il secondo convertitore elettronico 21 a dare corrente al secondo motore 6 in serie al primo 2 per fornire una coppia maggiore in uscita all’albero 3 di quest’ultimo meccanicamente accoppiato alle ruote motrici 4.

Anche in questa condizione con elevata potenza elettrica, il funzionamento della propulsione del veicolo 1 à ̈ completamente elettrico. Tale condizione à ̈ raggiunta tipicamente in caso di salite o in caso di richiesta di una coppia motrice elevata ad esempio per operare un sorpasso.

La suddetta condizione di funzionamento a trazione con elevata potenza elettrica consente di sfruttare il secondo motore 6 per ottenere la potenza richiesta (solo elettricamente) senza sottoporre a sovracorrente il primo motore 2, che comporterebbe rendimenti inferiori e rischio di surriscaldamento del motore. In altre parole, stante il fatto che il veicolo 1 deve comunque portare montata una macchina elettrica 6 per caricare il gruppo di batterie 19, secondo l’idea alla base dell’invenzione tale macchina elettrica 6 à ̈ vantaggiosamente impiegata anche per fornire potenza di trazione in serie al primo motore 2 (motore principale) in modo da sfruttare più pienamente tale macchina elettrica 6 che, diversamente se impiegata solo come alternatore avrebbe un impiego ridotto, a fronte di aggravio di peso, di ingombri e di costi di produzione, comunque ugualmente presenti. Inoltre, la disposizione di tale macchina elettrica reversibile 6 anche come motore in serie al primo 2, consente di dimensionare quest’ultimo per una potenza inferiore, stante che la potenza elettrica del gruppo di batterie 19 può essere pienamente sfruttata senza sovraccaricare il primo motore 2 ponendolo in serie al secondo rappresentato dalla macchina reversibile 6. Pertanto, il dimensionamento del primo motore elettrico 2 à ̈ effettuato contemplando l’aiuto della macchina elettrica reversibile 6, in modalità di secondo motore, in serie al primo motore 2.

Quando la carica del gruppo di batterie 19 (rilevata dall’unità di controllo della potenza elettrica ECU2 attraverso i segnali prodotti dai sensori di tensione e corrente associati al gruppo di batterie 19) scende al di sotto del valore di soglia di carica minima, il sistema di controllo CS comanda l’instaurarsi di una condizione di funzionamento di ricarica a bordo veicolo, del gruppo di batterie 19 da parte della macchina reversibile 6 funzionante come alternatore (figura 4).

Allo scopo, per raggiungere tale condizione di ricarica il sistema di controllo CS comanda i secondi mezzi di innesto 13 affinchà ̈ si spostino nella seconda posizione di accoppiamento collegando meccanicamente il motore a combustione 12 alla macchina reversibile 6, mentre il primo motore elettrico 2 continua ad essere alimentato dal primo convertitore elettronico 20 per generare una coppia motrice per lo spostamento del veicolo 1. La macchina elettrica reversibile 6 opera come generatore di corrente variabile, la quale corrente à ̈ raddrizzata in una seconda corrente continua dal secondo convertitore elettronico 21 per la carica del gruppo di batterie 19.

In tale condizione di ricarica, i primi mezzi di innesto 7 sono vantaggiosamente nella seconda posizione di disaccoppiamento stante che il motore a combustione 12 funziona ad un regime di giri costante atto a ottimizzarne il suo rendimento, mentre il primo motore elettrico 2 Ã ̈ controllato a ruotare in funzione della coppia richiesta.

Se la carica del gruppo di batterie à ̈ inferiore al valore di soglia di carica minima, ad esempio inferiore al 20%, la propulsione elettrica à ̈ impostata in condizione di riduzione, ovvero con limitazione delle prestazioni della potenza assorbita e comunque à ̈ imposta la suddetta condizione di ricarica. La condizione di derating, programmata nella unità di controllo principale ECU1, impedisce che la potenza assorbita dal primo motore 2 dal gruppo di batterie 19 sia maggiore di quella fornita dall’alternatore 6 per evitare di continuare a scaricare il gruppo di batterie 19. Tale condizione di riduzione à ̈ ad esempio mantenuta fino a quando la carica del gruppo di batterie 19 non supera un’altra soglia ad esempio del 40% della carica complessiva. Questa modalità di funzionamento non implica l’erogazione ridotta di coppia e potenza alle ruote, in quanto il motore 2 viene utilizzato in regime di sovraccarico temporaneo, garantendo così la disponibilità dei valori richiesti.

Per supplire a richieste di potenza elettrica elevate al gruppo di batterie 19 da parte del primo motore 2 ovvero anche allo scopo di realizzare una ricarica graduale del gruppo di batterie 19 medesimo, sono previsti mezzi di partizione 26 della seconda corrente continua raddrizzata dal secondo convertitore elettronico 21, per alimentare mediante un quinto collegamento elettrico 27 (indicato in tratteggio in figura 1), il primo motore elettrico 2 con almeno una frazione della corrente continua raddrizzata generata dal secondo convertitore elettronico 21 medesimo (figura 5).

Tramite il secondo convertitore elettronico 21 à ̈ quindi possibile deviare una parte della corrente generata dall’alternatore 6 al primo convertitore elettronico 21. In particolare, se la corrente generata dal motore a combustione 12 attraverso l’alternatore 6 à ̈ superiore a quella utilizzata dal primo motore elettrico 2, la corrente prodotta non viene forzata a passare nel gruppo di batterie 19, per non affaticare e riscaldare il gruppo batterie 19 (allungando la vita di quest’ultimo) e quest’ultimo riceve solo la corrente in eccesso mentre la corrente necessaria a fare funzionare il primo motore 2 viene inviata direttamente al primo convertitore elettronico 20.

Vantaggiosamente, la potenza elettrica prodotta dall’alternatore 6 à ̈ sostanzialmente costante per ottimizzare il rendimento del motore a combustione 12 che corrispondentemente può pertanto girare ad punto fisso ovvero ad una velocità compresa ad esempio tra i 2600 ed i 3000 giri con un carico (apertura farfalla) fra il 50 ed il 100%. In condizioni di velocità costante elevata, rilevate dall’unità di controllo veicolo ECU4, l’unità di controllo CS comanda l’instaurarsi di una condizione di funzionamento di assistenza meccanica alla trazione da parte del motore a combustione 12. Tale condizione corrisponde ad esempio a velocità di crociera superiori ad un valore di velocità massima impostabile ed eventualmente ad un tempo di durata superiore ad un intervallo massimo impostabile, vantaggiosamente nell’unità di controllo principale ECU1.

Tale condizione corrisponde preferibilmente a viaggi extraurbani con velocità superiore ad esempio a 70 Km / h, in cui à ̈ interesse ridurre il più possibile il consumo del gruppo di batterie 19.

Per raggiungere tale condizione, il sistema di controllo CS comanda i primi mezzi di innesto 7 affinché si spostino nella prima posizione di accoppiamento collegando meccanicamente la macchina reversibile 6 al primo motore 2 ed i secondi mezzi di innesto 13 affinché si spostino nella seconda posizione di accoppiamento collegando meccanicamente il motore a combustione 12 alla macchina reversibile 6 e, attraverso quest’ultima, al primo motore 2. In questo caso, tuttavia, la macchina elettrica reversibile 6 à ̈ disattivata (lo statore del motore brushell non à ̈ alimentato) ovvero scollegata dal gruppo di batterie 19 e serve solo come elemento di connessione meccanica tra i motore a combustione 12 ed il primo motore elettrico 2.

Il motore a combustione interna 12 Ã ̈ pertanto meccanicamente accoppiato in serie al primo motore elettrico 2 attraverso la macchina reversibile 6 ed attraverso i primi ed i secondi mezzi di innesto 7 e 13.

Il sistema di controllo CS comanda, in questa condizione, l’avviamento del motore a combustione 12 che fornisce coppia all’albero 3 del primo motore elettrico 2 per ridurre il consumo elettrico del veicolo 1. Il controllo giri all’albero 3, a seconda della richiesta di coppia rilevata dall’unità di controllo veicolo ECU4, à ̈ preferibilmente attuato mediante il controllo del primo motore elettrico 2 mantenendo costante la coppia del motore a combustione 12 e pari al valore che à ̈ in grado di fornire onde risparmiare il consumo del gruppo di batterie 19.

Il sistema di controllo CS continua in questo caso, rispetto alle condizioni di funzionamento elettrico delle figure 2, 3, 4 e 5, ad alimentare il primo motore elettrico 2 con il primo convertitore elettronico 20 per generare una coppia motrice controllabile per lo spostamento del veicolo 1.

Il controllo della coppia à ̈ effettuato anche in questo caso dall’unità di controllo principale ECU1, preferibilmente attraverso la regolazione della velocità del primo motore elettrico 2, mentre il motore a combustione 12 à ̈ preferibilmente controllato a funzionare a velocità sostanzialmente costante, ovvero in un intervallo limitato di velocità, per consentire l’ottimizzazione del suo rendimento (figura 6).

In caso di interruzione del funzionamento del primo motore elettrico 2, il veicolo 1, secondo l’invenzione, consente la funzione di trazione tramite l’utilizzo del generatore 6, comandato come motore di trazione e, nel caso di guasto anche di quest’ultimo, l’impostazione di una condizione di marcia a trazione completamente dovuta al motore a combustione 12 (full mechanical drive).

In tale condizione, rappresentata in figura 7, il sistema di controllo CS comanda i primi mezzi di innesto 7 ed i secondi mezzi di innesto 13 affinché si posizionino rispettivamente nella prima e nella seconda posizione di accoppiamento collegando meccanicamente il motore a combustione 12 al primo motore 2 e quindi all’albero 3 di trazione delle ruote motrici 4 attraverso la interposizione meccanica della macchina reversibile 6. Anche, in questa condizione, come nella precedente condizione assistita dal motore a combustione 12, la macchina elettrica reversibile 6 à ̈ disattivata ovvero scollegata dal gruppo di batterie 19 e serve solo come elemento di connessione meccanica tra il motore a combustione 12 ed il primo motore elettrico 2.

Tale condizione può essere prevista come straordinaria ed attivabile solo in caso di guasto del primo motore elettrico 2 per consentire il rientro senza dover abbandonare il veicolo 1. In questo caso, il sistema di controllo principale ECU1, ricevuto dalla unità di controllo di potenza elettrica ECU2, i segnali relativi al guasto del primo motore 2, comanda l’instaurarsi della suddetta condizione di funzionamento completamente assistita dal motore a combustione 12. Essa può tuttavia essere prevista anche senza una condizione di guasto del primo motore 2 prevedendo che i primi mezzi di innesto 7 (ad esempio a denti obliqui) siano associati ad un cambio di velocità, ad esempio di tipo automatico o, ad esempio ad un variatore a frizione centrifuga.

In tutte le condizioni sopra esposte a totale o parziale funzionamento elettrico, la regolazione della coppia e della velocità del veicolo 1 à ̈ comunque sempre comandata dalla unità di controllo principale ECU1, in particolare attraverso la regolazione del funzionamento del primo motore elettrico 2 e non direttamente dalla posizione del comando dell’acceleratore. Anche nel caso di coppia motrice parzialmente o copletamente originata dal motore a combustione, come nel caso delle condizioni di funzionamento illustrate nelle figure 6 e 7, il controllo della coppia à ̈ vantaggiosamente sempre attuato attraverso la unità di controllo principale ECU1 e non direttamente agendo con l’acceleratore sulle valvole di apertura dell’alimentazione del motore a combustione 12.

Pertanto, anche nel caso di condizione di trazione puramente endotermica, il controllo del motore a combustione 12 non à ̈ attuato direttamente tramite il segnale determinato dalla posizione del pedale dell’acceleratore, ma à ̈ sempre l’unità di controllo principale ECU1 a elaborare il segnale ed a determinare il funzionamento della valvola motorizzata (attuatore per la farfalla) del motore a combustione 12, poiché la trazione passa sempre comunque dall’albero del primo motore 2 e l’unità di controllo principale ECU1 tiene conto delle condizioni delle macchine elettriche 2, 6 attraverso l’unità di controllo della potenza elettrica ECU2.

In figura 9 à ̈ prevista una condizione di veicolo fermo con il gruppo batterie 19 in condizione di ricarica da effettuarsi mediante la rete di distribuzione dell’energia elettrica fissa e ad esempio a 220 Volt in corrente alternata.

In tale condizione, un carica batterie 28 trasforma la corrente alternata di rete in una corrente di carica del gruppo di batterie 19.

In accordo con una forma realizzativa preferenziale della presente invenzione, il primo motore elettrico 2 Ã ̈ ottenuto con una seconda macchina elettrica reversibile, azionata dal sistema di controllo CS ad operare selettivamente come primo motore elettrico in accordo con una qualunque delle configurazioni sopra descritte ed illustrate nelle figure 2, 3, 4 e 5 o come secondo alternatore con il suo albero 3 comandato in accelerazione dalle ruote motrici 4 in verso opposto a quello di trazione in accordo con una condizione recupero energia illustrata in figura 8. Nel funzionamento come secondo alternatore il sistema di controllo CS comanda il secondo convertitore 21 a trasformare la seconda corrente variabile generata dal secondo alternatore in una seconda corrente continua raddrizzata per la carica dei mezzi accumulatori 19 mediante il primo collegamento elettrico 22.

La trasformazione dell’energia meccanica della frenata in energia elettrica mediante il secondo alternatore consente di caricare il gruppo batterie 19 con energia che altrimenti andrebbe persa e senza impiegare il combustibile del motore a combustione 19 o l’energia elettrica della rete.

La suddetta condizione di recupero energia à ̈ incompatibile con la condizione di entrambi i mezzi di innesto 7, 13 disposti in posizione di accoppiamento, stante la coppia in verso opposto a quella di trazione trasferita dalle ruote motrici in caso di frenata. Vantaggiosamente, nella suddetta condizione di recupero energia la macchina elettrica reversibile 6, qualora connessa mediante i primi mezzi di innesto 7 al secondo alternatore 2, viene disaccoppiata elettricamente dal primo convertitore elettronico di potenza 20, per evitare un sovraccarico del gruppo batterie 19 con un picco di intensità di corrente. Vantaggiosamente tuttavia, la stessa macchina elettrica reversibile 6 non viene meccanicamente scollegata comandando i primi mezzi di innesto 7 a spostarsi nella prima posizione di disaccoppiamento durante la frenata per evitare di avere sollecitazioni dovute a variazioni inerziali. È infatti sufficiente non alimentare la macchina elettrica 6 durante la frenata, perché rimanga folle e non produca energia né una coppia di frenata.

La gestione dei flussi di energia fra i differenti gruppi che compongono il sistema di propulsione del veicolo 1 ovvero tra: i convertitori 20, 21, il motore a combustione interna 12; il primo motore elettrico 2, la macchina elettrica reversibile 6 i gruppi di batterie 19, per rispondere ad una data richiesta di potenza (coppia e velocità) da parte del conducente, à ̈ compito dell’unità di controllo principale ECU1. Tale unità di controllo principale ECU1 si interpone sostanzialmente tra, da una parte, le unità di controllo ECU2 ed ECU3 (in coppia tradizionale) del motore a combustione 12 e delle macchine elettriche 2 e 6, e, dall’altra parte, gli algoritmi di interpretazione della volontà del conducente attraverso l’unità di controllo veicolo ECU4 (trasformazione della posizione dei pedali di accelerazione e freno in richiesta di coppia) e di controllo dei singoli componenti (motori, trasmissione, freni).

Gli algoritmi di gestione dell'energia contenuti nel sistema di controllo CS ed in particolare nella sua unità di controllo principale ECU1, sono vantaggiosamente ispirati a dei criteri di minimizzazione del consumo energetico globale (combustibile e energia elettrica) vincolata al rispetto di un'evoluzione mediamente costante dello stato di carica delle batterie 19, oltreché dei limiti fisici dei componenti e dei vincoli dettati dalle esigenze di guidabilità.

Il sistema di controllo CS del veicolo 1 oggetto della presente invenzione à ̈ in grado attraverso la configurazione di propulsione descritta nella rivendicazione 1, ed in particolare attraverso le differenti condizioni operative sopra descritte, di variare in modo molto versatile la propulsione del veicolo 1, consentendo migliori possibilità di ottimizzazione dell’energia ovvero di inquinamento nelle diverse situazioni in cui il veicolo può trovarsi a funzionare. Il passaggio tra le differenti condizioni operative sopra descritte à ̈ infatti assoggettato sostanzialmente solo alla logica impostabile nel sistema di controllo CS mentre fisicamente non ci sono vincoli per la transizione tra le differenti condizioni consentendo una estrema versatilità di funzionamento della propulsione del veicolo.

Il trovato così concepito raggiunge pertanto gli scopi prefissi.

Ovviamente, esso potrà assumere, nella sua realizzazione pratica anche forme e configurazioni diverse da quella sopra illustrata senza che, per questo, si esca dal presente ambito di protezione.

Inoltre tutti i particolari potranno essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti e le dimensioni, le forme ed i materiali impiegati potranno essere qualsiasi a seconda delle necessità.

Claims (10)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Veicolo a propulsione ibrida comprendente: - un primo motore elettrico; - mezzi accumulatori di energia elettrica; - mezzi di trasmissione, i quali sono meccanicamente accoppiati a detto primo motore elettrico per trasmetterne la coppia motrice alle ruote motrici di detto veicolo; - una macchina elettrica reversibile, atta ad operare selettivamente come generatore per caricare detti mezzi accumulatori di energia elettrica o come secondo motore elettrico, selettivamente meccanicamente accoppiabile a detto primo motore elettrico mediante primi mezzi di innesto; - un motore a combustione interna meccanicamente e selettivamente accoppiabile a detta macchina elettrica reversibile mediante secondi mezzi di innesto; - un primo convertitore elettronico di potenza, elettricamente connesso a detti mezzi accumulatori mediante un primo collegamento elettrico e a detto primo motore elettrico mediante un secondo collegamento elettrico; - un secondo convertitore elettronico di potenza, elettricamente connesso a detti mezzi accumulatori mediante un terzo collegamento elettrico e a detta macchina reversibile mediante un quarto collegamento elettrico; - un sistema di controllo elettronico connesso a detto primo motore elettrico, a detti mezzi accumulatori di energia elettrica, a detta macchina elettrica reversibile, a detto motore a combustione interna, a detti primo e secondo convertitore elettronico di potenza, e a detti primi e secondi mezzi di innesto, per comandarli secondo modalità operative programmabili; detto sistema di controllo elettronico comprendendo: - almeno una condizione di trazione nominale in cui detto primo convertitore à ̈ azionato da detto sistema di controllo elettronico a trasformare una prima corrente continua ricevuta da detti mezzi accumulatori, mediante detto primo collegamento elettrico, in una prima corrente controllata con cui pilotare in rotazione detto primo motore elettrico mediante detto secondo collegamento elettrico; -una condizione di trazione ad elevata potenza elettrica in cui detto secondo convertitore à ̈ azionato da detto sistema di controllo elettronico a trasformare una seconda corrente continua ricevuta da detti mezzi accumulatori mediante detto terzo collegamento elettrico in una seconda corrente controllata con cui pilota in rotazione mediante detto quarto collegamento elettrico detta macchina reversibile come secondo motore meccanicamente accoppiato in serie a detto primo motore mediante detti primi mezzi di innesto e disaccoppiato da detto motore a combustione mediante detti secondi mezzi di innesto per aumentare la coppia di trazione di detto veicolo; - una condizione di ricarica a bordo veicolo, in cui detto secondo convertitore à ̈ azionato da detto sistema di controllo elettronico a trasformare una prima corrente variabile di detta macchina reversibile, operante come generatore meccanicamente accoppiato a detto motore a combustione mediante detti primi mezzi di innesto e disaccoppiato da detto primo motore elettrico mediante detti secondi mezzi di innesto, in una prima corrente continua raddrizzata per la carica di detti mezzi accumulatori mediante detto terzo collegamento elettrico.
2. 2. Veicolo a propulsione ibrida secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto sistema di controllo comprende una condizione meccanicamente assistita in cui: - detto primo motore elettrico riceve detta prima corrente controllata da detto primo convertitore elettronico per generare una coppia motrice; - detto motore a combustione interna à ̈ meccanicamente accoppiato a detto primo motore elettrico essendo meccanicamente accoppiato a detta macchina reversibile mediante detti secondi mezzi di innesto ed essendo detta macchina reversibile meccanicamente accoppiata a detto primo motore elettrico mediante detti primi mezzi di innesto, con detta macchina elettrica reversibile elettricamente disattivata.
3. 3. Veicolo a propulsione ibrida secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto sistema di controllo comprende una condizione di trazione puramente endotermica in cui detto primo motore e detta macchina elettrica reversibile sono disattivate e detto motore a combustione interna à ̈ meccanicamente accoppiato a detto primo motore elettrico, essendo meccanicamente accoppiato a detta macchina reversibile, mediante detti secondi mezzi di innesto, ed essendo detta macchina reversibile meccanicamente accoppiata a detto primo motore elettrico, mediante detti primi mezzi di innesto.
4. 4. Veicolo a propulsione ibrida secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che con detto sistema di controllo in condizione di ricarica almeno una frazione della corrente continua raddrizzata generata da detto secondo convertitore elettronico alimenta mediante un quinto collegamento elettrico detto primo motore elettrico.
5. 5. Veicolo a propulsione ibrida secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto primo motore elettrico à ̈ una macchina elettrica reversibile, e detto sistema di controllo comprende una condizione di recupero energia in cui l’albero di detto primo motore elettrico à ̈ comandato in decelerazione attraverso detti mezzi di trasmissione dalle ruote motrici di detto veicolo, e detto secondo convertitore à ̈ comandato da detto sistema di controllo a trasformare una seconda corrente variabile generata da detta seconda macchina reversibile operante come secondo alternatore in una seconda corrente continua raddrizzata per la carica di detti mezzi accumulatori mediante detto primo collegamento elettrico.
6. 6. Veicolo a propulsione ibrida secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto sistema di controllo assume automaticamente detta condizione di ricarica rilevando una carica di detti mezzi accumulatori inferiore ad un valore di soglia di carica minima.
7. 7. Veicolo a propulsione ibrida secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto primo motore e detta macchina elettrica reversibile sono tra loro collegabili tramite interposti detti primi mezzi di innesto a formare un assieme elettrico compatto.
8. 8. Veicolo a propulsione ibrida secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto motore a combustione à ̈ un motore boxer.
9. 9. Veicolo a propulsione ibrida secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto motore a combustione, detto primo motore elettrico, detta macchina elettrica reversibile sono contenuti in un medesimo vano motore di detto veicolo.
10. 10. Veicolo a propulsione ibrida secondo la rivendicazione 1, in cui detto sistema di controllo elettronico comprende: - una unità di controllo elettronico principale (master ECU), la quale à ̈ collegata: - ad una unità di controllo veicolo comprendente almeno un sensore di rilevamento della posizione di un comando manuale del conducente, in particolare di acceleratore, per generare un segnale di richiesta potenza; - ad almeno un primo attuatore per il comando di detti primi mezzi di innesto; - ad almeno un secondo attuatore per il comando di detti secondi mezzi di innesto; - ad una unità di controllo motore a combustone interna, suscettibile di controllare la coppia prodotta da quest’ultimo; - ad una unità di controllo potenza elettrica, suscettibile di controllare detto primo motore elettrico, detta macchina elettrica reversibile, e detti primo e secondo convertitore elettronico di potenza.