[发明专利]由电动马达或液压马达驱动的地面车辆

说明书

本发明涉及地面车辆，并且具体地，涉及由电动马达或液压马达驱动的地面车辆。

传统的地面车辆使用通过啮合传动连接到从动轮的内燃机。传动比转换由驾驶者使用换挡杆或离合器来手动地实现，或者通过传统的自动变速装置来自动地实现，或者通过由驾驶者使用半自动变速装置控制的动力转换来实现。相反，由电动马达或液压马达供能的车辆典型地具有包括仅一个传动比或两个传动比的变速装置；这给予了非常不同的驾驶体验，使驾驶者更少地参与到地面车辆的控制中。

具有手动变速装置的传统地面车辆为驾驶者提供使用发动机制动来减速接近道路枢纽的地面车辆或者控制在山上的下坡处的速度的便利。驾驶者将选择比最高的传动比低的传动比以增加发动机的旋转的速度，同时保持油门关闭，以提供发动机制动。发动机制动的程度取决于驾驶者选择的排挡。在油门关闭的最高排挡中，发动机制动的程度最小，并且在油门关闭的最低排挡中，发动机制动的程度最大。例如，如果在高速公路上驾驶汽车，并且由于前方的较慢的车辆，驾驶者希望使车辆减速，则驾驶者将汽车保持在最高的排挡并且逐渐地使车辆减速。在另一方面，当例如在接近环状交叉路口的情况下车辆被减速为静止时，驾驶者手动地选择逐步降低的排挡以受益于级别逐步增加的发动机制动。而且，在下山的过程中，驾驶者将典型地选择低排挡以提供发动机制动，从而将车辆速度保持在控制中。电动地面车辆和液压供能地面车辆在过去已经被构造为提供再生制动，例如，将车辆的动能转变为将被存储的电能或液压以便于以后的使用，这提供了发动机制动的等价物。然而，典型地，仅提供了一个再生制动级别。这典型地设置了单个级别。该级别可能对于一些情形过高，例如，上述的在高速公路速度下的逐渐减速的情形，对于其它情形过低，例如，当接近环状交叉路口时减速到完全停止的情形。在一些Lexus^TM汽车中，公知的是，为驾驶者提供用来在两个再生级别之间进行选择的切换装置，但是这是用于例如当驾驶车辆时在首先开离站之前的，而不允许在车辆的驾驶期间连续地改变再生制动级别。

在第一方面中，本发明提出了如在权利要求1或17中所要求的地面车辆以及如在权利要求12或28中所要求的操作地面车辆的方法。

具有内燃机的传统地面车辆为驾驶者提供了转变到更低的排挡以从发动机获得更大的转矩和功率输出从而加速超过另一个车辆的能力。在由电动马达或液压马达供能的地面车辆中该能力还不是可用的，在由电动马达或液压马达供能的地面车辆中，在马达和车轮之间存在固定的传动比。例如，电动马达具有仅依赖于旋转速度的设定的转矩曲线。

在第二方面中，本发明提出了如在权利要求14和30中所要求的地面车辆。

因此，驾驶者当选择更低的模拟的排挡时可以体验到加速的冲击，即使在马达和从动轮之间的传动比保持不变，因此复制驾驶具有内燃机和多级变速装置的公知传统汽车的体验。

下面将参考附图描述本发明的优选实施方式，附图是根据本发明的车辆的示意性表示。

在图中，可以看到包括四个从动轮11、12、13和14的地面车辆10。每一个车轮都由各自的轮毂电机15、16、17和18驱动。轮毂电机经由线20、21、22和23连接到电力电池组19并且通过电池组19提供的电力供电，该电力电池组19为车辆的主要长期能量存储源。小的内燃机24耦接到发电机25并且可以被操作以提供电力，从而将电池组19充满电。短期能量存储源34（例如，电容器）通过线35、36、37和38连接到轮毂马达15、16、17和18。优选的短期能量存储源的关键特征在于，与车辆的主要能量存储源相比，它存储相对小量的能量，但是它能够以高于主要能量存储源的速率进行充电和放电。短期能量存储源可以存储例如200KJ的能量。短期能量存储源可以连接到主要能量存储源（例如，电池组），并且将典型地控制为平均地保持在其最大容量的30%的充电量，同时在该充电量以上的充电量部分随着时间传输以再充电主要能量存储源。按照该方式，短期能量存储源可用来容纳由再生制动生成的能量，以用于车辆的大部分操作。

电子控制器26通过控制线27、28、29和30连接到轮毂马达15、16、17和18并且控制这些轮毂马达的操作。电子控制器26还通过通信线31连接到电池组19，从而控制器26可以监控电池组19的充电的状态。电子控制器26通过控制线32和33连接到发电机25和发动机24以控制其操作。电子控制器26还通过通信线39连接到短期能量存储源34以控制其操作，监控其充电状态，以及控制在短期能量存储源与电池组19（如上所述）和轮毂马达之间的能量的流动。