IT9019621A1

IT9019621A1 - Sistema di propulsionw ibrida per veicoli, in particolare per veicoli stradali

Info

Publication number: IT9019621A1
Application number: IT019621A
Authority: IT
Inventors: Lucio Masut
Original assignee: Piaggio Veicoli Europ
Priority date: 1990-03-08
Filing date: 1990-03-08
Publication date: 1991-09-08
Also published as: IT9019621A0; ATE93455T1; ES2043424T3; JPH04218430A; EP0445873B1; EP0445873A1; IT1239368B; DE69100291T2; DE69100291D1

Description

"Sistema di propulsione ibrida per veicoli, in particolare per veicoli stradali",

RIASSUNTO

In un sistema di propulsione ibrida per veicoli in cui un primo propulsore, del tipo a combustiore interna, trasmette il moto ad almeno una ruota del veicolo mediante organi di trasmissione includenti almeno una frizione, un secondo propulsore, di tipo elettrico, è collegato con l'elemento trascinato di detta frizione con mezzi tali che il moto generato da uno di detti propulsori quando l'altro è disattivato si trasmette soltanto agli organi di trasmissione posti a valle di detta frizione.

DESCRIZIONE

La presente invenzione concerne un sistema di propulsione ibrida per veicoli, in particolare per veicoli stradaii.

Per veicoli a propulsione ibrida si intendono, nel senso più generale del termine, i veicoli equipaggiati con più di un motore primo. Fra le varie configurazioni possibili, quella maggiormente applicata fino ad oggi prevede due propulsori, uno dei quali costituito da un motore convenzionale a combustione interna e l 'altro da un motore elettrico alimentato da una batteria di accumulatori.

Lo schema di collegamento dei due propulsori può essere di tipo serie o di tipo parallelo. Nella configurazione in serie il motore a combustione interna, attraverso un alternatore o comunque un generatore rotante, carica in continuità la batteria di accumulatori che alimenta il motore elettrico, il quale è il solo a trasmettere energia meccanica alle ruote del veicol o.

Il motore a combustione interna in questo caso fornisce solo la potenza media richiesta per l ’avanzamento, mentre le punte in fase di accelerazione sono fornite dalla batteria. Il motore a combustione interna quindi può essere di taglia più piccola rispetto a quello necessario su un analogo veicolo tradizionale ed inoltre, funzionando a regime costante, può lavorare in un punto ottimale, con alto rendimento e basse emissioni inquinanti.

Nella configurazione in parallelo, la potenza meccanica fornita dal motore a combustione interna è suddivisa in due sezioni, una frazione è assorbita dal generatore che carica la batterla, e la quota rimanente è ceduta direttamente alle ruote motrici. Rispetto alla configurazione precedente si ha il vantaggio di un maggior rendimento globale non essendo necessaria la doppia conversione dell'energia - da meccanica ad elettrica e da elettrica a meccanica - che invece è richiesta nella configurazione serie. I campi di impiego delle due configurazioni differiscono nel fatto che, mentre la prima trova applicazione quando è necessario regolare la velocità del veicolo in modalità continua, cosa ottenibile facilmente con il motore elettrico, l'altra configurazione è impiegata laddove invece hanno predomlnanza i vantaggi energetici complessivi e l'affidabilità del sistema propulsivo.

In ambedue le configurazioni di cui sopra i due motori presenti sul veicolo sono contemporaneamente attivi. E' stato anche proposto un sistema di propulsione ibrido in cui solo uno dei due propulsori è attivo in determinate situazioni e solo l'altro è attivo nelle altre situazioni. Ad esempio, nel caso che uno dei propulsori sia elettrico e l'altro a combustione interna, la propulsione elettrica potrebbe rappresentare l'unica soluzione valida in determinate aree ove restrizioni legislative a carattere ecologico vietassero la circolazione ai veicoli con motore tradizionale a combustione interna; quest'ultimo d'altronde abbinato al propulsore elettrico e impiegato in alternativa ad esso assicurerebbe ancora una sufficiente autonomia al veicolo, autonomia che come sappiamo è relativamente limitata in un veicolo elettrico a causa essenzialmente della tecnologia dei sistemi di accumulo, ancora relativamente primitiva.

Il passaggio comunque da un tipo di propulsione all'altra deve avvenire, in un veicolo stradale, in modalità semplice e con mezzi molto modesti, in modo da non complicare l'operatività del veicolo e in modo altresì da non aggravare il costo finale della soìuzione.

Scopo della presente invenzione è di proporre un sistema di propulsione ibrida per veicoli, per il quale il passaggio da un tipo di propulsione all'altra avvenga in maniera semplice ed immediata, evitando nel contempo che il moto generato da uno dei due propulsori si trasmetta anche all'altro.

Tale scopo viene raggiunto mediante un sistema di propulsione ibrida per veicoli, in particolare per veicoli stradali, comprendente un primo propulsore collegato ad un gruppo di trasmissione atto a trasmettere il moto generato da detto propulsore ad almeno una ruota di detto veicolo, detto gruppo di trasmissione includendo almeno una frizione, caratterizzato dal fatto che un secondo propulsore è collegato con un elemento trascinato di detta frizione, detto collegamento essendo effettuato con mezzi tali che il moto generato da uno di detti propulsori, quando l'altro è disattivato, si trasmette solo agli organi di detto gruppo di trasmissione posti a valle di detta frizione.

Per meglio comprendere le caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione di seguito vengono descritte due realizzazioni esemplificative dell 'invenzione, illustrate nelle tavole di disegno allegate in cui:

la fig. 1 mostra in modo schematico un primo sistema di propulsione ibrida per veicolo stradale secondo l'invenzione;

la fig. 2 mostra in modo schematico un secondo sistema di propulsione ibrida per veicolo stradale secondo 1 ‘ i nvenzi one .

In fig. 1 è illustrato un motore a combustione interna 10 di un veicolo, collegato ad una puleggia primaria di trasmissione 11 a variazione continua del rapporto del tipo a pulegge tronco-coniche. La puleggia primaria 11 è collegata attraverso una cinghia 25 ad una puleggia secondaria di trasmissione 12. La puleggia secondaria 12 è connessa ad un sistema di masse centrifughe 13 d1 una frizione ad innesto automatico 14. Un elemento trascinato 15 della frizione 14 è vincolato, tramite l'albero di trasmissione 16, ad un riduttore ad ingranaggi composto da una ruota dentata 17 solidale all'albero 16 e da una ruota dentata 18 che ingrana con la ruota dentata 17. La ruota dentata 18 è collegata direttamente ad un albero 19 che trasmette il moto ad una ruota 26 del veicolo.

Un motore elettrico 20 è connesso attraverso un albero di uscita 21 ad una ruota dentata 22 che ingrana con un'altra ruota dentata 23. La ruota dentata 23 è collegata all'albero 16 attraverso una ruota libera 24 1n modo tale da trasmettere il moto generato dal motore elettrico 20 solo se la propria velocità di rotazione è superiore a quella dell'albero 16 stesso.

Il sistema è tale che il moto generato da uno di detti propulsori, quando l'altro è disattivato, si trasmette solo agli organi di trasmissione posti a valle della frizione 14 ad innesto automatico.

In particolare quando è attivato il motore a combustione interna 10, esso trasmette moto alla ruota 26 del veicolo attraverso la puleggia 11, la cinghia 25, la puleggia 12, la frizione 14, l'albero di trasmissione 16, le ruote dentate 17 e 18, e l'albero 19. Grazie al suddetto collegamento tramite la ruota Ubera 24 viene impedito che il moto generato dal motore a combustione interna 10 si trasmetta al motore elettrico 20 attraverso la coppia di ruote dentate 23 e 22.

Quando è attivato il motore elettrico 20, esso trasmette moto alla ruota 26 del veicolo attraverso l'albero 21, le ruote dentate 22 e 23, la ruota libera 24, l'albero 16, le ruote dentate 17 e 18, e l'albero 19. In questo caso l'albero 16 trascina con sè a vuoto l’elemento trascinato 15 della frizione centrifuga 14 Impedendo così che si trasmetta il moto al motore a combustione interna 10.

Il passaggio da un tipo di propulsione, ovvero la propulsione tramite il motore a combustione interna 10, all'altro tipo di propulsione, ovvero la propulsione mediante il motore elettrico 20, avviene così in modo semplice ed immediato.

La soluzione in fig. 2 in cui gli stessi elementi illustrati in fig. 1 vengono indicati con gli stessi numeri seguiti da un apice, differisce dalla soluzione di fig. 1 solo per quanto riguarda la trasmissione di moto dalla ruota dentata 23‘ all'albero di trasmissione 16'. In questa soluzione infatti non vi § più la ruota libera 23 ma notiamo una diversa architettura della frizione centrifuga, qui indicata con 27, la quale presenta due serie di masse centrifughe 28 e 29, collegate rispettivamente alla puleggia secondaria 12' della trasmissione a variazione continua di rapporto connessa al motore a combustione interna 10', da un lato, e collegate alla ruota dentata 23’ connessa al motore elettrico 20', dall'altro lato. Un elemento trascinato 30, collegato all'albero 16‘, della frizione 27 viene portato in rotazione o perchè il moto proviene dal motore a combustione interna 10' o perchè proviene dal motore elettrico 20'; in ambedue i casi il moto si trasmette soltanto all'albero 16' e quindi, tramite le ruote dentate 17', 18', e l'albero 19', alla ruota del veicolo 26'.

In particolare quando è attivato il motore a combustione interna 10' esso trasmette moto alla ruota 26* del veicolo attraverso la puleggia 11', la cinghia 25', la puleggia 12', l'elemento 30 trascinato dalle masse 28, l'albero 16', le ruote dentate 17', 18' e l'albero 19'. In questa situazione di attivazione del motore a combustione interna 10' e di disattivazione del motore elettrico 11', le masse centrifughe 29 sono ferme cosicché non viene trasmesso moto dal primo al secondo.

Quando è attivato il motore elettrico 20' esso trasmette moto alla ruota 26' del veicolo attraverso l'albero 2Γ, le ruote dentate 22', 23' l'elemento 30 trascinato dalle masse 29, l'albero 16' , le ruote dentate 17', 18' e l'albero 19'. In questa situazione sono le masse 28 ad essere ferme, essendo fermo il motore a combustione interna 10', e quindi non viene trasmesso moto dal motore elettrico 20' al motore a combustione interna 10' .

Anche il sistema di propulsione di fig. 2 è quindi tale che il moto generato da uno di detti propulsori, quando l'altro è disattivato, si trasmette solo agli organi di trasmissione posti a valle della frizione 27 ad innesto automatico.

Il passaggio da un tipo di propulsione all'altro avviene anche in questo caso in modo semplice ed immedi ato.

Sia nella soluzione di fig. 1 che di fig. 2 sono previste protezioni atte ad evitare che possano inavvertitamente essere attivati contemporaneamente ambedue i propulsori; ad esempio l'alimentazione del motore elettrico può aver luogo azionando semplicemente un deviatore, indicato in fig. 1 con 31 ed in fig. 2 con 31 ', il quale interrompe un circuito elettrico di accensione, indicato in fig. 1 con 32 ed in fig. 2 con 32‘, atto all'accensione della miscela nel motore a combustione interna.

Si può pensare, in alternativa a quanto illustrato, di collegare il motore a combustione interna con la ruota del veicolo attraverso una frizione ad innesto manuale che può essere bloccata in posizione di disinnesto attraverso mezzi qualsiasi di bloccaggio dell'organo di comando della frizione; il motore elettrico potrà poi essere collegato ad un albero di trasmissione a valle della frizione, solidale all'elemento trascinato della frizione stessa, attraverso una ruota libera o ad una frizione ad innesto automatico, analogamente a quanto è visto sopra.

I sistemi di propulsione ibrida visti possono essere applicati ad un qualsiasi tipo di veicolo ed azionare una o più ruote del veicolo stesso.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Sistema di propulsione ibrida per veicoli, in particolare per veicoli stradali, comprendente un primo propulsore collegato ad un gruppo di trasmissione atto a trasmettere il moto generato da detto propulsore ad almeno una ruota di detto veicolo, detto gruppo di trasmissione includendo almeno una frizione, caratterizzato dal fatto che un secondo propulsore è collegato con un elemento trascinato di detta frizione, detto collegamento essendo effettuato con mezzi tali che il moto generato da uno di detti propulsori, quando l'altro è disattivato, si trasmette solo agli organi di detto gruppo di trasmissione posti a valle di detta frizione.
2. Sistema di propulsione ibrida secondo la rivendicazione 1, in cui detto primo propulsore è un motore a combustione interna e detto secondo propulsore è un motore elettrico alimentato da batterie di accumulatori elettrici.
3. Sistema di propulsione ibrida secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detta frizione è ad innesto automatico ed in cui un albero d1 uscita di detto primo propulsore è collegato ad una puleggia primaria di una trasmissione a variazione continua di velocità, una puleggia secondaria di detta trasmissione essendo collegata a detta frizione il cui elemento trascinato è connesso ad almeno una ruota di detto veicolo.
4. Sistema di propulsione ibrida secondo la rivendicazione 3, in cui l'albero di uscita di detto secondo propulsore è collegato a detto elemento trascinato di detta frizione ad innesto automatico mediante un meccanismo comprendente un dispositivo di trasmissione unidirezionale del moto.
5. Sistema di propulsione ibrida secondo la rivendicazione 3, in cui detta frizione ad innesto automatico comprende due serie di masse centrifughe, una prima serie di masse essendo connessa al la puleggia secondaria di detta trasmissione a variazione continua ed una seconda serie di masse essendo connessa ad un albero di uscita di detto secondo propulsore.
6. Sistema di propulsione ibrida secondo la rivendicazione 1 , comprendente mezzi atti ad evitare l 'attivazione contemporanea di detto primo propulsore e di detto secondo propulsore.