车辆用多发动机驱动系统的制作方法

专利名称：车辆用多发动机驱动系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆用的系统技术，尤其涉及一种车辆用的多发动机驱动系统技 术。
背景技术：
为了降低汽车的油耗，我们试图节约部分汽车在制动或滑行过程中的动能释放。 为达到此目的，例如，在滑行或刹车时，汽车会通过一个可转换的离合器，同时使用一个与 车轮相连的重飞轮。其结果是，随着飞轮的加速，运动中的汽车动能被存储下来以便为后续 的发动机启动和/或加速使用。这种系统的缺点在于内燃发动机必须提供为运行额外巨大 重量的飞轮而所需的能量。
同时，结合飞轮，在运行车辆滑行和/或制动的过程中，我们尝试使用一个通过切 换离合器来与行驶车轮耦合的电机组。使得汽车在滑行或制动过程中释放的动能通过将电 机组切换成发电模式被转换成电能并存储在蓄电池中。当电机组切换到电机模式启动/加 速时，电池提供电流，这样电能量再次转化为动能。若要能够存储足量的电能，就需要大尺 寸，质量重的电池。因此，在这种系统中，即使在正常操作下内燃发动机仍然有很大的额外 负荷。
在上述两个系统中，内燃发动机必须制造成能够满足车辆整个负载范围的能源需 求，而存储系统仅仅充当执行辅助功能。由于内燃发动机必须按照最大的负载设计，但只在 极少数情况下才以最大负载条件运行，即发动机在其使用寿命的大部分的时间中都不是以 最佳转速和在负荷范围内运行，可实现的燃料经济远远低于最优。发明内容
本发明的目的在于提供一种通过各种动能的节约改进驱动系统，使得车辆的燃料 消耗减少。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为一种车辆用多发动机驱动系统，包括有连接轮的第一轴和第二轴，以及一蓄电池，其 中，包括有一电机组、一第一内燃机发动机和一第二内燃机发动机，所述第一内燃机发动机 连接所述电机组和一第一引擎；一变速器，所述变速器与所述第一内燃机发动机连接，一第 一离合器有选择地从车轴上连接或断开所述变速器，一第二离合器有选择地从所述变速器 上连接或断开所述第二内燃机发动机；所述蓄电池通过一变压器提供电流，所述变压器与 车辆中控制装置连接。
上述的车辆用多发动机驱动系统，其中，汽车的测速发电机与所述电机组连接，并 将车辆行驶信号传递给所述控制装置。
上述的车辆用多发动机驱动系统，其中，所述电机组可以与任一轴，以及所述第一 离合器连接，离合器可与另一轴相连的变速器连接或不连接。
上述的车辆用多发动机驱动系统，其中，所述电机组可以与任一轴，以及所述第一离合器连接，离合器可与任一轴相连的变速器连接或不连接。
上述的车辆用多发动机驱动系统，其中，还包括有一第三离合器，所述第三离合器 有选择地从所述变速器连接断开所述第一引擎。
上述的车辆用多发动机驱动系统，其中，所述第一轴通过齿轮装置和所述第一离 合器与所述变速器连接，所述齿轮装置为逐级递减的齿轮装置或自动变速式或由所述控制 装置控制的可切换的传动装置，或者简单的变矩器。
上述的车辆用多发动机驱动系统，其中，所述第二轴通过齿轮装置和所述第二离 合器与所述变速器连接，所述齿轮装置为逐级递减的齿轮装置或自动变速式或由所述控制 装置控制的可切换的传动装置，或者简单的变矩器。
上述的车辆用多发动机驱动系统，其中，所述电机组的额定功率低于所述第一引擎。
本发明由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是(O电机组与第一轴相关联，引擎与第二轴相关联，以确保电机组始终与驱动系统关 联，而两个引擎可按照扭矩的要求机动决定是否连接到驱动系统。
(2)电机组和引擎以及公共的轴相关联，以适合于连接电机组与齿轮装置。通过此 设计使得可转换的离合器被安装在驱动与变速传动齿轮之间，主离合器则置于传动齿轮与 驱动轴之间。


图1是汽车驱动系统优选方案的示意图；图2与图1视角相同，显示了相关变量；图3是改进的单驱动系统优选方案的示意图；图4与图3视角相同，显示了相关变量。
具体实施方式
以下结合附图给出本发明车辆用多发动机驱动系统的具体实施方式
。
基于当前的实验数据，一辆1500公斤的机动车有下列功率需求在平路保持60英 里/小时匀速行驶需要消耗功率8kW ;在6%倾斜度的坡道保持60英里/小时匀速行驶需 要消耗功率35 kff ;在平路12秒内由时速O加速到60英里/小时需要消耗功率75 kW。
对于整个操作周期，如果驱动系统有20kW的能源，那么对于城市驾驶，只有一小 段时间需要额外的能源。考虑到加速过程中摩擦、延误的最大损失，估计少于8kW，因为车辆 在测量周期行驶速度少于60英里，那么需要最多27kW的功率。
鉴于上述，为驱动系统安装一个电机组，在发动机模式下具有IOkW的能量是可行 的。进一步的，需要一个第一内燃机发动机，例如，一个具有800cm3排量和27kW功率的双 缸水平对置发动机。通过连接电机组与第一个引擎，可以充分满足高速和城市行驶的扭矩 要求。此外，需要一个有1600cm3排量和63kW功率的第二内燃机发动机，例如，常规四缸直 列式发动机。通过滑行状态下第一、第二引擎和/或电机组的部分互连，可为正常行驶状态 下提供满负荷运行或全力加速的能量。
图1是汽车驱动系统优选方案的示意图，请参见图1所示。汽车包括有链接轮的第一轴I和第二轴2，第一轴I和第二轴2都为驱动轴。第二轴2直接与电机组3耦合，蓄 电池通过一个变压器为电机组3提供电流。变压器4与车辆中控制装置(电控单元或E⑶) 6连接，此装置可以传输驾驶员踩油门踏板7产生的扭矩信号。
第一轴I通过齿轮装置8和第一离合器9与变速箱相连。第一内燃机发动机11 直接与变速器10连接，而第二内燃机发动机12通过第二离合器12.1与剩下的附件连接。
控制装置6与离合器9和离合器12.1连接，从而控制离合器(结合或分离)。齿轮 装置8可以是逐级递减齿轮装置或自动变速式或由控制装置6控制的可切换的传动装置， 或者简单的变矩器。
第一离合器9有选择地从车轴上连接或断开变速器10，第二离合器12.1有选择地 从变速器10上连接或断开第二内燃机发动机11 ;蓄电池通过一变压器4提供电流，4变压 器与车辆中控制装置6连接。
电机组3可以与任一轴，以及第一离合器9连接，离合器9可与另一轴相连的变速 器连接或不连接。
电机组3可以与任一轴，以及第一离合器9连接，离合器9可与任一轴相连的变速 器连接或不连接。
汽车的测速发电13与电机组3连接，为车辆行驶速度信号给控制装置6。
与第一引擎11连接常规启动装置14，通过开关15启动。
根据每个系统的可用能源，电机组3，第一引擎11和第二个引擎12可能分别提供 不同能量，例如分别为10、27、63千瓦。
因此，第一引擎11只有较小的排量，例如，两缸引擎，最好是两缸水平对置引擎， 而第二引擎12可能是排量比较大的四缸发动机。
启动一辆配备上述驱动系统的汽车且考虑启动阶段的加速能力，首先，当起动机 14点燃发动机11，离合器9和12.1都被分离。此后，结合第二离合器12.1和第二引擎12 被第一引擎11启动，同时通过规管和控制设备来保持两个引擎的同步运行。离合器9结 合，车辆运行。例如，齿轮装置8，自动变速器或液力变矩器，保证无冲击启动。所需的负载 会通过油门踏板7上的压力以信号方式传给控制装置6。
通过控制装置6的控制，轴2会首先启动电机组3，因此，通过设置调节器4，第一 电能量按电池5的要求的产生电能。
如果在平路上已达到车辆行驶的所需速度，控制装置6将断开离合器12. 1，以便 第二引擎12怠速或关闭。由于为了满足所需荷载要求的转矩，车辆由第一引擎11单独驱 动或再附加从马达发电机系统3来的驱动力，需要从马达模式切换到发电机模式。引擎11 设计为在最佳转速及最低油耗状态下获得所需驱动力。控制装置6设计为，引擎11提供了 符合基本要求的扭矩和负荷波动的额外扭矩要求，尤其提高了在马达模式下产生的特定范 围内增加的负荷。其结果是，引擎11以较平稳的方式运行。
一旦负载增加，例如在加速度和上坡行驶时，控制装置6会断开离合器12.1。调节 步骤会在使用离合器12.1前，提高将第二引擎12达到齿轮装置8预先设定转数的可能性， 以确保无颠簸行驶。
通过结合离合器12.1和液力变矩器，引擎可能在低负荷行驶期间关闭，或者在需 要时通过传动装置10启动(在滑行过程中使用离合器)。
图2显示了相关变量，请参见图2所示。图2与图1的不同之处在于，使用一个 额外的使用传动10牵引轴11的发电机16给电池5充电。因此，尽早在起动发动机11时 断开离合器9，就有足够的电流供应给常用的汽车系统。图2驱动系统和图1在其他方面相 对应，为清楚起见，没有显示引擎控制单元及其连接的独立系统组件。另一方面，组件16可 以是电机组为轴I提供扭矩。
图3是改进的单驱动系统优选方案的示意图，请继续参见图3所示。只有轴I作 为驱动轴，轴2空闲。图3中所示的结构从根本上是与图1的优选方案对应。控制考虑的 力矩要求与图2对应的结构和职能相关联，插图和进一步的说明不在此赘述。
图3与图1的不同之处仅在于电机组3与变速齿轮10耦合，因此除了作为驱动电 机的功能，它还可作为发动机11的起动器。一旦通过离合器9启动引擎11，就像电机组3 在图1中的描述一样，扭矩需求要满足不同的负荷的要求。
图4显示了相关变量，图4与图3的不同之处在于，在变速器10和引擎11之间装 配一个额外的离合器。因此，引擎11除了通过离合器12.1与引擎12分离，也会通过离合 器11.1与变速器10分离。因此，如果需要，可从电机组3和/或引擎11和/或引擎12或 适当组合获得扭矩。发动机/发电机3可根据对应的驾驶条件和负载选择发动机模式操作 或发电机模式以便保证车辆行驶期间为电池5充电。当离合器11.1和12.1分离，完全由 电机组3支持车辆在平路巡航的运行同样也是可行的。
在上述的驱动器系统中，本发明提供了车辆在滑行和制动过程中存储部分动能实 现的可能性，只有变压器4确定电池5的充电需求，且电机组3的从发动机模式切换到发电 机模式为5电池的充电。这种将动能存储为电能的可能性在所有驾驶条件下都适用，因为 在所有描述的驾驶条件中，电机组3可在滑行和制动过程中切换到发电机模式。
从驱动器系统的上述说明中看出可随时使用两个以上内燃机。此外，组合的情况 轴2直接单独与电机组连接，或者图4所示的轴I直接单独与电机组连接同样可行。各驱 动器间的能量下降，即电机组，第一、第二或更多内燃机可根据车辆类型的能源需求相互 协调工作。使用两个一样纵向排列的发动机以应对增加的输出要求也是可行的。
综上所述，使用本发明车辆用多发动机驱动系统，通过电机组与第一轴相关联，引 擎与第二轴相关联，以确保电机组始终与驱动系统关联。通过电机组和引擎以及公共的轴 相关联，以适合于连接电机组与齿轮装置。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神 和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种车辆用多发动机驱动系统，包括有连接轮的第一轴和第二轴，以及一蓄电池，其特征在于，包括有一电机组、一第一内燃机发动机和一第二内燃机发动机，所述第一内燃机发动机连接所述电机组和一第一引擎；一变速器，所述变速器与所述第一内燃机发动机连接，一第一离合器有选择地从车轴上连接或断开所述变速器，一第二离合器有选择地从所述变速器上连接或断开所述第二内燃机发动机；所述蓄电池通过一变压器提供电流，所述变压器与车辆中控制装置连接。
2.根据权利要求1所述车辆用多发动机驱动系统，其特征在于，汽车的测速发电机与所述电机组连接，并将车辆行驶信号传递给所述控制装置。
3.根据权利要求1所述车辆用多发动机驱动系统，其特征在于，所述电机组可以与任一轴，以及所述第一离合器连接，离合器可与另一轴相连的变速器连接或不连接。
4.根据权利要求1所述车辆用多发动机驱动系统，其特征在于，所述电机组可以与任一轴，以及所述第一离合器连接，离合器可与任一轴相连的变速器连接或不连接。
5.根据权利要求1所述车辆用多发动机驱动系统，其特征在于，还包括有一第三离合器，所述第三离合器有选择地从所述变速器连接断开所述第一引擎。
6.根据权利要求1所述车辆用多发动机驱动系统，其特征在于，所述第一轴通过齿轮装置和所述第一离合器与所述变速器连接，所述齿轮装置为逐级递减的齿轮装置或自动变速式或由所述控制装置控制的可切换的传动装置，或者简单的变矩器。
7.根据权利要求1所述车辆用多发动机驱动系统，其特征在于，所述第二轴通过齿轮装置和所述第二离合器与所述变速器连接，所述齿轮装置为逐级递减的齿轮装置或自动变速式或由所述控制装置控制的可切换的传动装置，或者简单的变矩器。
8.根据权利要求1所述车辆用多发动机驱动系统，其特征在于，所述电机组的额定功率低于所述第一引擎。
全文摘要
本发明一种车辆用多发动机驱动系统，包括有连接轮的第一轴和第二轴，以及一蓄电池，其中，包括有一电机组、一第一内燃机发动机和一第二内燃机发动机，所述第一内燃机发动机连接所述电机组和一第一引擎；一变速器，所述变速器与所述第一内燃机发动机连接，一第一离合器有选择地从车轴上连接或断开所述变速器，一第二离合器有选择地从所述变速器上连接或断开所述第二内燃机发动机；所述蓄电池通过一变压器提供电流，所述变压器与车辆中控制装置连接。使用本发明车辆用多发动机驱动系统，通过电机组与第一轴相关联，引擎与第二轴相关联，以确保电机组始终与驱动系统关联。通过电机组和引擎以及公共的轴相关联，以适合于连接电机组与齿轮装置。
文档编号B60K6/36GK103009988SQ20111028509
公开日2013年4月3日 申请日期2011年9月23日 优先权日2011年9月23日
发明者陈新, 左朝凤, 李传友 申请人:优华劳斯汽车系统(上海)有限公司