УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ГИБРИДНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
HYBRID VEHICLE CONTROL DEVICE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Настоящее изобретение относится к устройству управления гибридного транспортного средства, которое содержит стартерный электромотор, двигатель, силовой электромотор и вспомогательный аккумулятор, который заряжается посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности через преобразователь постоянного тока.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Традиционно, устройство управления гибридного транспортного средства содержит стартерный электромотор, двигатель, силовой электромотор и вспомогательный аккумулятор, который заряжается посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности через преобразователь постоянного тока (например, см. патентный документ 1).
Документы предшествующего уровня техники
Патентные документы
[0003] Патентный документ 1. Выложенная заявка на патент (Япония) № 2000-253507
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача, решаемая изобретением
[0004] Тем не менее, в традиционном устройстве, преобразователь постоянного тока сконфигурирован так, чтобы начинать работу в момент времени, в который завершается подготовка перед запуском, к примеру, обеспечение гидравлического давления и зацепление муфты (состояние "Ready ON" - готовность). Следовательно, имеется проблема в том, что если вспомогательная нагрузка является высокой перед завершением подготовки перед запуском, имеется вероятность того, что напряжение вспомогательного аккумулятора опускается ниже рабочего напряжения каждого контроллера, предотвращая запуск, или вероятность того, что даже если запуск является возможным, вспомогательный аккумулятор поврежден, и того, что его долговечность снижается.
[0005] С учетом проблемы, описанной выше, цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставлять устройство управления гибридного транспортного средства, которое позволяет обеспечивать запуск транспортного средства и долговечность вспомогательного аккумулятора и которое уменьшает размер вспомогательного аккумулятора.
Средство, используемое для того, решать задачи
[0006] Чтобы достигать вышеуказанной цели, настоящее изобретение содержит, в приводной системе, стартерный электромотор, двигатель, муфту и силовой электромотор.
Дополнительно, содержится аккумулятор с высоким уровнем мощности, который представляет собой источник мощности силового электромотора, вспомогательный аккумулятор, который представляет собой источник мощности стартерного электромотора, и преобразователь постоянного тока, который расположен в промежуточной позиции, соединяющей аккумулятор с высоким уровнем мощности и вспомогательный аккумулятор.
Вспомогательный аккумулятор заряжается посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности через преобразователь постоянного тока. Гибридное транспортное средство дополнительно содержит средство управления запуском двигателя, которое запускает двигатель посредством стартерного электромотора после того, как пусковой переключатель нажат, средство определения состояния "Ready ON", которое определяет состояние "Ready ON" в момент времени, в который подготовка перед запуском для обеспечения гидравлического давления приводной системы завершается после запуска двигателя, и средство управления временем срабатывания преобразователя постоянного тока, которое управляет временем начала работы преобразователя постоянного тока при запуске транспортного средства.
Когда пусковой переключатель нажат, средство управления временем срабатывания преобразователя постоянного тока соединяет сильноточное реле, размещенное между силовым электромотором и аккумулятором с высоким уровнем мощности, и после этого начинает работу преобразователя постоянного тока, если выводимая посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрическая мощность имеет предварительно определенное значение или более, и если выводимая посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрическая мощность не имеет предварительно определенное значение или более, работа преобразователя постоянного тока начинается после определения состояния "Ready ON".
Преимущества изобретения
[0007] Следовательно, когда пусковой переключатель нажат, после соединения сильноточного реле, размещенного между силовым электромотором и аккумулятором с высоким уровнем мощности, работа преобразователя постоянного тока начинается, когда выводимая посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрическая мощность имеет предварительно определенное значение или более.
Иными словами, если выводимая посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрическая мощность имеет предварительно определенное значение или более после соединения сильноточного реле, то вспомогательный аккумулятор будет заряжаться посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности через преобразователь постоянного тока. Соответственно, даже если вспомогательная нагрузка является высокой, то напряжение вспомогательного аккумулятора не будет опускаться ниже рабочего напряжения контроллеров, и запуск транспортного средства будет обеспечен. Помимо этого, поскольку предусмотрена свобода в зарядной емкости вспомогательного аккумулятора во время запуска транспортного средства, вспомогательный аккумулятор не будет повреждаться.
Затем посредством начала работы преобразователя постоянного тока, когда сильноточное реле соединяется до того, как завершается подготовка перед запуском, становится необязательным учитывать емкость, потребляемую посредством вспомогательной нагрузки и т.п., в области подготовки перед запуском, при расчете емкости вспомогательного аккумулятора. Соответственно, можно уменьшать емкость вспомогательного аккумулятора, другими словами, уменьшать размер вспомогательного аккумулятора.
Как результат, можно уменьшать размер вспомогательного аккумулятора при обеспечении запуска транспортного средства и долговечности вспомогательного аккумулятора.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0008] Фиг. 1 является общим системным видом, иллюстрирующим гибридное транспортное средство FF-типа, к которому применяется устройство управления первого варианта осуществления.
Фиг. 2 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей последовательность операций этапов управления временем срабатывания преобразователя постоянного тока, выполняемых посредством гибридного модуля управления первого варианта осуществления.
Фиг. 3A является видом, иллюстрирующим пороговое значение запуска от MG, которое определяет работу преобразователя постоянного тока во время HEV-запуска, из этапов управления временем срабатывания преобразователя постоянного тока первого варианта осуществления.
Фиг. 3B является видом, иллюстрирующим пороговое значение запуска от стартера, которое определяет работу преобразователя постоянного тока во время HEV-запуска, из этапов управления временем срабатывания преобразователя постоянного тока первого варианта осуществления.
Фиг. 4 является временной диаграммой, иллюстрирующей каждую характеристику из EV-запуска/HEV-запуска (запуска двигателя посредством силового электромотора)/HEV-запуска (запуска двигателя посредством стартерного электромотора)/флага срабатывания преобразователя постоянного тока/вращения двигателя/вращения электромотора/выводимой посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрической мощности, на этапах управления временем срабатывания преобразователя постоянного тока первого варианта осуществления.
Варианты осуществления для выполнения изобретения
[0009] Ниже описывается предпочтительный вариант осуществления для реализации устройства управления гибридного транспортного средства настоящего изобретения на основе первого варианта осуществления, проиллюстрированного на чертежах.
Первый вариант осуществления
[0010] Сначала описывается конфигурация.
Ниже отдельно описываются "общая конфигурация системы" и "подробная конфигурация управления временем срабатывания преобразователя постоянного тока" относительно конфигурации гибридного транспортного средства FF-типа (одного примера гибридного транспортного средства), к которому применяется устройство управления первого варианта осуществления.
[0011] Общая конфигурация системы
Фиг. 1 иллюстрирует общую систему гибридного транспортного средства FF-типа. Ниже описывается общая конфигурация системы гибридного транспортного средства FF-типа на основе фиг. 1.
[0012] Приводная система гибридного транспортного средства FF-типа содержит стартерный электромотор 1, поперечно расположенный двигатель 2, первую муфту 3 (сокращенно "CL1"), электромотор-генератор 4 (сокращенно "MG"), вторую муфту 5 (сокращенно "CL2") и ременную бесступенчатую трансмиссию 6 (сокращенно "CVT"), как проиллюстрировано на фиг. 1. Выходной вал ременной бесступенчатой трансмиссии 6 соединяется с возможностью приведения в движение с левым и правым передними колесами 10R, 10L, через конечную редукторную передачу 7, дифференциал 8 и левый и правый ведущие валы 9R, 9L. Левое и правое задние колеса 11R, 11L сконфигурированы как ведомые колеса.
[0013] Стартерный электромотор 1 представляет собой стартер, имеющий шестерню, которая вводится в зацепление с шестерней запуска двигателя, предоставленной для коленчатого вала поперечно расположенного двигателя 2, и которая вращательно приводит в действие коленчатый вал во время запуска двигателя.
[0014] Поперечно расположенный двигатель 2 представляет собой двигатель, расположенный в переднем отсеке с направлением коленчатого вала в качестве направления ширины транспортного средства, содержащий электрический водяной насос 12 и датчик 13 вращения коленчатого вала, который определяет обратное вращение поперечно расположенного двигателя 2. Этот поперечно расположенный двигатель 2 содержит, в качестве способов запуска, "режим запуска от стартера", который выполняет проворачивание посредством стартерного электромотора 1, который имеет 12-вольтовый аккумулятор 22 в качестве источника мощности, и "режим запуска от MG", который выполняет проворачивание посредством электромотора-генератора 4 при зацеплении в состоянии проскальзывания первой муфты 3. "Режим запуска от стартера" выбирается, когда удовлетворяется одно условие из числа условия низкой температуры (температура воды в двигателе, температура аккумулятора с высоким уровнем мощности, температура T/M-масла составляют предварительно определенные значения или ниже) и условия высокой температуры (температура электромотора, температура аккумулятора с высоким уровнем мощности составляют предварительно определенные значения или выше). "Режим запуска от MG" выбирается во время запуска двигателя в состоянии, отличном от запуска от стартера.
[0015] Первая муфта 3 представляет собой нормально открытую сухую многодисковую фрикционную муфту с гидравлическим приводом, которая размещается между поперечно расположенным двигателем 2 и электромотором-генератором 4, при этом полное зацепление/зацепление в состоянии проскальзывания/расцепление управляются посредством гидравлического давления первой муфты.
[0016] Электромотор-генератор 4 представляет собой синхронный электромотор с постоянными магнитами трехфазного переменного тока, который соединяется с поперечно расположенным двигателем 2 через первую муфту 3. Этот электромотор-генератор 4 использует аккумулятор 21 с высоким уровнем мощности, описанный ниже, в качестве источника мощности, и инвертор 26, который преобразует постоянный ток в трехфазный переменный ток во время подачи мощности и преобразует трехфазный переменный ток в постоянный ток во время рекуперации, соединяется с обмоткой статора через жгут 27 проводов переменного тока.
[0017] Вторая муфта 5 представляет собой нормально открытую сухую многодисковую фрикционную муфту с гидравлическим приводом, которая размещается между электромотором-генератором 4 и левым и правым передними колесами 10R, 10L, которые представляют собой ведущие колеса, при этом полное зацепление/зацепление в состоянии проскальзывания/расцепление управляются посредством гидравлического давления второй муфты. Вторая муфта 5 первого варианта осуществления сконфигурирована посредством отведения муфты 5a переднего хода и тормоза 5b заднего хода, предоставленных для механизма переключения переднего/заднего хода ременной бесступенчатой трансмиссии 6, сконфигурированной посредством шестерни планетарной передачи. Иными словами, муфта 5a переднего хода используется в качестве второй муфты 5 во время переднего хода, и тормоз 5b заднего хода используется в качестве второй муфты 5 во время заднего хода.
[0018] Ременная бесступенчатая трансмиссия 6 представляет собой трансмиссию, которая достигает бесступенчатого передаточного отношения посредством изменения диаметра намотки ремня посредством приложения гидравлического давления смещения к первичной масляной камере и вторичной масляной камере. Эта ременная бесступенчатая трансмиссия 6 содержит главный масляный насос 14 (механический привод), вспомогательный масляный насос 15 (привод электромотора) и непроиллюстрированный регулирующий клапанный блок, который формирует гидравлическое давление первой и второй муфты и гидравлическое давление переключения передач, с использованием давления PL в магистрали, сформированного посредством регулирования давления на выходе из насоса из главного масляного насоса 14 в качестве исходного давления. Главный масляный насос 14 вращательно приводится в действие посредством вала электромотора для электромотора-генератора 4 (входного трансмиссионного вала). Вспомогательный масляный насос 15 в основном используется в качестве вспомогательного насоса для формирования смазочного и охлаждающего масла.
[0019] Приводная система с одним электромотором и двумя муфтами сконфигурирована посредством первой муфты 3, электромотора-генератора 4 и второй муфты 5, и эта приводная система содержит "EV-режим", "HEV-режим" и "HEV WSC-режим" в качестве основных режимов движения (режимов приведения в движение). "EV-режим" представляет собой режим электрического транспортного средства, в котором первая муфта 3 расцепляется, и вторая муфта 5 зацепляется, и в котором электромотор-генератор 4 представляет собой единственный источник приведения в движение; движение посредством этого "EV-режима" упоминается в качестве "EV-движения". "HEV-режим" представляет собой режим гибридного транспортного средства, в котором первая и вторая муфты 3, 5 зацепляются, и в котором поперечно расположенный двигатель 2 и электромотор-генератор 4 представляют собой источники приведения в движение; движение посредством этого "HEV-режима" упоминается в качестве "HEV-движения".
"HEV WSC-режим" представляет собой режим зацепления в состоянии проскальзывания CL2, в котором электромотор-генератор 4 подвергается управлению скоростью вращения электромотора, и вторая муфта 5 зацепляется в состоянии проскальзывания при перегрузочной способности, соответствующей требуемой движущей силе в "HEV-режиме". Этот "HEV WSC-режим" выбирается для того, чтобы поглощать разность скоростей вращения между поперечно расположенным двигателем 2 (скорость вращения на холостом ходу или более) и левым и правым передними колесами 10L, 10R посредством зацепления в состоянии проскальзывания CL2, между областями остановки и запуска в "HEV-режиме", за счет отсутствия стыкового узла поглощения разности скоростей вращения в приводной системе, такого как преобразователь крутящего момента.
[0020] Совместный рекуперативный тормозной блок 16 на фиг. 1 представляет собой устройство, которое управляет полным тормозным крутящим моментом, согласно такому факту, что работа в рекуперативном режиме выполняется в принципе во время операции нажатия педали тормоза. Этот совместный рекуперативный тормозной блок 16 содержит педаль тормоза, усилитель отрицательного давления, который использует отрицательное давление на впуске поперечно расположенного двигателя 2, и главный цилиндр. Затем во время операции нажатия педали тормоза, блок выполняет совместное управление величиной рекуперации/величиной давления жидкости, так что величина, полученная посредством вычитания рекуперативной тормозной силы из запрашиваемой тормозной силы на основе рабочей величины нажатия педали, выделена гидравлической тормозной силе.
[0021] Система электропитания гибридного транспортного средства FF-типа содержит аккумулятор 21 с высоким уровнем мощности в качестве источника мощности электромотора-генератора и 12-вольтовый аккумулятор 22 в качестве источника мощности 12-вольтовой системной нагрузки, как проиллюстрировано на фиг. 1.
[0022] Аккумулятор 21 с высоким уровнем мощности представляет собой аккумуляторную батарею, смонтированную в качестве источника мощности электромотора-генератора 4, и, например, для этого используется литий-ионный аккумулятор, в котором модуль гальванических элементов, сконфигурированный из определенного числа гальванических элементов, задается в кожухе аккумуляторного источника мощности. Распределительная коробка, которая агрегирует релейную схему для выполнения подачи/отсечки/распределения сильного тока, встроена в этот аккумулятор 21 с высоким уровнем мощности, и к нему дополнительно присоединены охлаждающий вентиляторный блок 24, имеющий функцию охлаждения аккумулятора, и контроллер 86 литиевого аккумулятора, который отслеживает зарядную емкость аккумулятора (SOC аккумулятора) и температуру аккумулятора. Распределительная коробка содержит сильноточное реле 21a, которое соединяет/разъединяет электромотор-генератор 4 и аккумулятор 21 с высоким уровнем мощности.
[0023] Аккумулятор 21 с высоким уровнем мощности и электромотор-генератор 4 соединяются со жгутом 25 проводов постоянного тока, инвертором 26 и жгутом 27 проводов переменного тока. Контроллер 83 электромотора для выполнения управления подачей мощности/рекуперацией присоединяется к инвертору 26. Иными словами, инвертор 26 преобразует постоянный ток из жгута 25 проводов постоянного тока в трехфазный переменный ток в жгут 27 проводов переменного тока во время подачи мощности, когда электромотор-генератор 4 приводится в действие посредством разряда аккумулятора 21 с высоким уровнем мощности. Помимо этого, инвертор преобразует трехфазный переменный ток из жгута 27 проводов переменного тока в постоянный ток в жгут 25 проводов постоянного тока, во время рекуперации для заряда аккумулятора 21 с высоким уровнем мощности с выработкой мощности посредством электромотора-генератора 4.
[0024] 12-вольтовый аккумулятор 22 представляет собой аккумуляторную батарею, смонтированную в качестве источника мощности стартерного электромотора 1 и 12-вольтовой системной нагрузки, которая представляет собой вспомогательное оборудование; например, используется свинцовый аккумулятор, смонтированный на транспортном средстве с двигателем и т.п. Аккумулятор 21 с высоким уровнем мощности и 12-вольтовый аккумулятор 22 соединяются через жгут 25a проводов ветви постоянного тока, преобразователь 37 постоянного тока и жгут 38 проводов аккумулятора. Преобразователь 37 постоянного тока служит для преобразования нескольких сотен вольт из аккумулятора 21 с высоким уровнем мощности в 12 В, который сконфигурирован так, чтобы управлять величиной заряда 12-вольтового аккумулятора 22 посредством управления этим преобразователем 37 постоянного тока с помощью гибридного модуля 81 управления.
[0025] Система управления гибридным транспортным средством FF-типа содержит гибридный модуль 81 управления (сокращенно: "HCM") в качестве интегрированного средства управления, имеющего функцию для того, чтобы надлежащим образом управлять энергопотреблением всего транспортного средства, как проиллюстрировано на фиг. 1. Модуль 82 управления двигателем (сокращенно: "ECM"), контроллер 83 электромотора (сокращенно: "MC"), модуль 84 CVT-управления (сокращенно: "CVTCU") и контроллер 86 литиевого аккумулятора (сокращенно: "LBC") предоставляются в качестве средств управления, которые соединяются с этим гибридным модулем 81 управления. Эти средства управления, включающие в себя гибридный модуль 81 управления, соединяются таким образом, чтобы допускать обмен двунаправленной информацией посредством линии 90 CAN-связи (CAN является сокращением для "контроллерной сети").
[0026] Гибридный модуль 81 управления выполняет различные виды управления на основе входной информации из каждого из средства управления, переключателя 91 зажигания, датчика 92 величины открытия позиции педали акселератора, датчика 93 скорости транспортного средства и т.п. Модуль 82 управления двигателем выполняет управление впрыском топлива, управление зажиганием, управление отсечкой топлива и т.п. поперечно расположенного двигателя 2. Контроллер 83 электромотора выполняет управление подачей мощности, рекуперативное управление и т.п. электромотора-генератора 4 посредством инвертора 26. Модуль 84 CVT-управления выполняет управление гидравлическим давлением для зацепления первой муфты 3, управление гидравлическим давлением для зацепления второй муфты 5, управление гидравлическим давлением смещения ременной бесступенчатой трансмиссией 6 и т.п. Контроллер 86 литиевого аккумулятора управляет SOC аккумулятора, температурой аккумулятора и т.п. для аккумулятора 21 с высоким уровнем мощности.
[0027] Подробная конфигурация управления временем срабатывания преобразователя постоянного тока
Фиг. 2 иллюстрирует последовательность операций этапов управления временем срабатывания преобразователя постоянного тока (средства управления временем срабатывания преобразователя постоянного тока), выполняемых посредством гибридного модуля 81 управления. Ниже описывается каждый этап на фиг. 2, показывающем конфигурацию этапов управления временем срабатывания преобразователя постоянного тока. Эта блок-схема последовательности операций способа начинается, когда переключатель 91 зажигания включается, многократно выполняется в предварительно определенном периоде управления (например, 10 мс) и завершается определением работы преобразователя постоянного тока. Работа преобразователя 37 постоянного тока всегда начинается после состояния "Ready ON".
[0028] На этапе S01, информация относительно выводимой посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрической мощности принимается из контроллера 86 литиевого аккумулятора, и этапы переходят к этапу S02.
Здесь, выводимая посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрическая мощность вычисляется посредством контроллера 86 литиевого аккумулятора на основе SOC и температуры аккумулятора 21 с высоким уровнем мощности.
[0029] На этапе S02, после приема выводимой посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрической мощности на этапе S01, определяется то, соединено или нет сильноточное реле 21a. Если "Да" (сильноточное реле соединено), этапы переходят к этапу S03, а если "Нет" (сильноточное реле отсечено).
[0030] На этапе S03, после определения того, что сильноточное реле соединяется на этапе S02, определяется то, представляет собой запуск или нет HEV-запуск. Если "Да" (HEV-запуск), этапы переходят к этапу S04, а если "Нет" (EV-запуск), этапы переходят к этапу S05.
Здесь, определение HEV-запуска выполняется посредством включения определения того, какой режим запуска двигателя выбирается в это время, из числа "режима запуска от стартера" и "режима запуска от MG".
[0031] На этапе S04, после определения HEV-запуска на этапе S03, определяется то, составляет или нет текущая выводимая посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрическая мощность, которая принимается на этапе S01, предварительно определенное значение или более. Если "Да" ("выводимая посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрическая мощность > предварительно определенное значение"), этапы переходят к этапу S05, а если "Нет" ("выводимая посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрическая мощность < предварительно определенное значение"), этапы переходят к концу.
Здесь, определение выводимой посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрической мощности варьируется в зависимости от того, представляет собой способ запуска двигателя во время HEV-запуска "режим запуска от стартера" или "режим запуска от MG".
Когда "режим запуска от стартера" выбирается, "Да" определяется на этапе S04, если выводимая посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрическая мощность равна или выше порогового значения запуска от стартера, полученного посредством суммирования необходимой мощности для зацепления первой муфты 3 и т.п., мощности вспомогательной нагрузки и компонента допустимого запаса, как проиллюстрировано на фиг. 3B.
Когда "режим запуска от MG" выбирается, "Да" определяется на этапе S04, если выводимая посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрическая мощность равна или выше порогового значения запуска от MG, полученного посредством суммирования необходимой мощности для запуска поперечно расположенного двигателя 2 и зацепления первой муфты 3 и т.п., мощности вспомогательной нагрузки и компонента допустимого запаса, как проиллюстрировано на фиг. 3A.
[0032] На этапе S05, после определения EV-запуска на этапе S03 или определения того, что "выводимая посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрическая мощность > предварительно определенное значение", на этапе S04, работа преобразователя 37 постоянного тока начинается на основе определения работы преобразователя постоянного тока, и этапы переходят к концу.
[0033] Далее описываются операции.
Ниже отдельно описываются "операция управления временем срабатывания преобразователя постоянного тока", "операция определения работы преобразователя постоянного тока во время HEV-запуска посредством запуска от стартера", "операция определения работы преобразователя постоянного тока во время HEV-запуска посредством запуска от стартера посредством запуска от MG" и "операция определения работы преобразователя постоянного тока посредством EV-запуска" относительно операций устройства управления гибридного транспортного средства FF-типа первого варианта осуществления.
[0034] Операция управления временем срабатывания преобразователя постоянного тока
Ниже описывается операция управления временем срабатывания преобразователя постоянного тока, которая начинает работу преобразователя 37 постоянного тока, на основе блок-схемы последовательности операций способа, проиллюстрированной на фиг. 2.
[0035] Во-первых, после включения переключателя 91 зажигания, последовательность операций, которая выполняется в порядке "этап S01 -> этап S02 -> конец" на блок-схеме последовательности операций способа по фиг. 2, повторяется, в то время как сильноточное реле 21a отсекается. На этапе S02, информация относительно выводимой посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрической мощности принимается из контроллера 86 литиевого аккумулятора.
[0036] Затем если сильноточное реле 21a соединяется, когда определяется то, что запуск представляет собой EV-запуск, этапы продолжаются в порядке "этап S01 -> этап S02 -> этап S03 -> этап S05 -> конец" на блок-схеме последовательности операций способа по фиг. 2. Иными словами, во время EV-запуска, если сильноточное реле 21a соединяется, работа преобразователя постоянного тока немедленно определяется, и работа преобразователя 37 постоянного тока начинается.
[0037] С другой стороны, если сильноточное реле 21a соединяется, когда определяется то, что, запуск представляет собой HEV-запуск, этапы продолжаются в порядке "этап S01 -> этап S02 -> этап S03 -> этап S04" на блок-схеме последовательности операций способа по фиг. 2, и на этапе S04, определяется то, составляет или нет текущая принимаемая выводимая посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрическая мощность предварительно определенное значение или более. Последовательность операций, которая переходит от этапа S04 к концу, повторяется в то время, как определяется то, что "выводимая посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрическая мощность < предварительно определенное значение". Затем когда определяется то, что "выводимая посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрическая мощность > предварительно определенное значение", этапы продолжаются в порядке "этап S04 -> этап S05 -> конец", и на этапе S05, работа преобразователя 37 постоянного тока начинается на основе определения работы преобразователя постоянного тока.
[0038] Иными словами, во время HEV-запуска посредством запуска от стартера, работа преобразователя 37 постоянного тока начинается, если выводимая посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрическая мощность равна или выше порогового значения запуска от стартера (фиг. 3B), полученного посредством суммирования необходимой мощности для зацепления первой муфты 3 и т.п., мощности вспомогательной нагрузки и компонента допустимого запаса. С другой стороны, во время HEV-запуска посредством запуска от MG, работа преобразователя 37 постоянного тока начинается, если выводимая посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрическая мощность равна или выше порогового значения запуска от MG (фиг. 3A), полученного посредством суммирования необходимой мощности для запуска поперечно расположенного двигателя 2 и зацепления первой муфты 3 и т.п., мощности вспомогательной нагрузки и компонента допустимого запаса.
[0039] Как описано выше, в первом варианте осуществления, используется конфигурация, в которой когда переключатель 91 зажигания нажат, после соединения реле 21a с высоким уровнем мощности, которое размещается между электромотором-генератором 4 и аккумулятором 21 с высоким уровнем мощности, работа преобразователя 37 постоянного тока начинается, когда выводимая посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрическая мощность имеет предварительно определенное значение или более.
Иными словами, если выводимая посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрическая мощность имеет предварительно определенное значение или более после соединения сильноточного реле 21a, 12-вольтовый аккумулятор 22 должен быть заряжен посредством аккумулятора 21 с высоким уровнем мощности через преобразователь 37 постоянного тока. Соответственно, даже если вспомогательная нагрузка является высокой, то напряжение 12-вольтового аккумулятора не должно опускаться ниже рабочего напряжения контроллеров, и запуск транспортного средства обеспечивается. Помимо этого, поскольку предусмотрена свобода в зарядной емкости 12-вольтового аккумулятора во время запуска транспортного средства, 12-вольтовый аккумулятор 22 не повреждается.
Затем посредством начала работы преобразователя 37 постоянного тока, когда сильноточное реле 21a соединяется до того, как завершается подготовка перед запуском, становится необязательным учитывать емкость, потребляемую посредством вспомогательной нагрузки и т.п., в области подготовки перед запуском, при расчете емкости 12-вольтового аккумулятора 22. Соответственно, можно уменьшать емкость 12-вольтового аккумулятора 22, другими словами, уменьшать размер 12-вольтового аккумулятора 22.
Как результат, можно уменьшать размер 12-вольтового аккумулятора 22 при обеспечении запуска транспортного средства и долговечности 12-вольтового аккумулятора 22. Посредством возможности уменьшать размер 12-вольтового аккумулятора 22, появляется возможность монтировать 12-вольтовый аккумулятор 22 в переднем отсеке для силового модуля, в котором монтируются стартерный электромотор 1, поперечно расположенный двигатель 2, ременная бесступенчатая трансмиссия 6 и т.п. Соответственно, по сравнению с монтажом вспомогательного аккумулятора в заднем отсеке и т.п., который находится на большом расстоянии от стартерного электромотора, электропроводка становится компактной, что также приводит к снижению затрат.
[0040] Операция определения работы преобразователя постоянного тока во время HEV-запуска посредством запуска от стартера
Ниже описывается операция определения работы преобразователя постоянного тока во время HEV-запуска посредством запуска от стартера на основе временной диаграммы, проиллюстрированной на фиг. 4.
[0041] Когда переключатель 91 зажигания нажат во время t1, определение запуска относительно того, запуск представляет собой EV-запуск или HEV-запуск, выполняется в течение периода ожидания включения IGN между временем t2-t3. В период управления стартером между временем t3-t4, выполняется запуск от стартера, в котором поперечно расположенный двигатель 2 проворачивается и запускается посредством стартерного электромотора 1. В этом запуске от стартера, скорость вращения двигателя увеличивается при одновременной флуктуации, и запуск двигателя завершается во время t4, как проиллюстрировано посредством характеристики вращения двигателя между временем t3-t4. В период сильноточного соединения между временем t4-t5, сильноточное реле 21a соединяется после того, как запуск двигателя завершается, электромотор-генератор 4 и аккумулятор 21 с высоким уровнем мощности соединяются через жгут 25 проводов постоянного тока.
[0042] Во время t5, в котором соединение сильноточного реле 21a подтверждено, определяется то, составляет или нет выводимая посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрическая мощность пороговое значение запуска от стартера или более. Затем если определено то, что "мощность, которая может выводиться посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности > пороговое значение запуска от стартера", флаг срабатывания преобразователя постоянного тока переключается из выключенного во включенное состояние во время t5, и работа преобразователя 37 постоянного тока начинается. С другой стороны, если определено то, что "выводимая посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрическая мощность < пороговое значение запуска от стартера" во время t5, флаг срабатывания преобразователя постоянного тока переключается из выключенного во включенное состояние во время t6, когда оно становится состоянием "Ready ON", и работа преобразователя 37 постоянного тока начинается. Поскольку пороговое значение запуска от стартера становится низким значением, которое не включает в себя мощность, требуемую для запуска двигателя, в большинстве случаев, за исключением исключительных обстоятельств, "выводимая посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрическая мощность > пороговое значение запуска от стартера" определяется во время t5.
[0043] В период подготовки перед запуском между временем t5-t6, гидравлическое давление первой муфты 3 обеспечено посредством работы механического масляного насоса 14 посредством приведения в действие электромотора-генератора 4, и выполняется управление переходом в HEV-режим для зацепления первой муфты 3. В этой подготовке перед запуском, скорость вращения электромотора увеличивается после времени t5, и вращение двигателя и вращение электромотора синхронно вращаются от момента непосредственно перед временем t6, в которое зацепление первой муфты 3 завершается, как проиллюстрировано в характеристике вращения двигателя/вращения электромотора между временем t5-t6. Во время t6 состояние становится состоянием "Ready ON", что представляет завершение подготовки перед запуском.
[0044] Как описано выше, в первом варианте осуществления, используется конфигурация, в которой если "режим запуска от стартера" выбирается в качестве способа запуска двигателя, работа преобразователя 37 постоянного тока начинается, если выводимая посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрическая мощность составляет пороговое значение запуска от стартера или более после соединения сильноточного реле 21a.
Иными словами, в период управления стартером (t3-t4) перед соединением сильноточного реле 21a, стартерный электромотор 1 приводится в действие с использованием 12-вольтового аккумулятора 22, и выполняется запуск от стартера. Следовательно, зарядная емкость 12-вольтового аккумулятора 22 уменьшается вследствие потребления электромотора в момент времени, в который соединяется сильноточное реле 21a.
Напротив, используется конфигурация, в которой работа преобразователя 37 постоянного тока начинается, если такое условие, что "выводимая посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрическая мощность > пороговое значение запуска от стартера", удовлетворяется после соединения сильноточного реле 21a, без ожидания состояния "Ready ON", что представляет завершение подготовки перед запуском.
Следовательно, во время HEV-запуска посредством запуска от стартера, емкость, которая потребляется посредством запуска от стартера, может компенсироваться с лучшим откликом на ранней стадии посредством начала заряда 12-вольтового аккумулятора 22 посредством аккумулятора 21 с высоким уровнем мощности через преобразователь 37 постоянного тока от времени соединения сильноточного реле 21a. Как результат, даже если вспомогательная нагрузка увеличивается сразу после состояния "Ready ON", можно реагировать на это посредством зарядной емкости 12-вольтового аккумулятора 22.
[0045] Операция определения работы преобразователя постоянного тока во время HEV-запуска посредством запуска от стартера посредством запуска от MG
Ниже описывается операция определения работы преобразователя постоянного тока во время HEV-запуска посредством запуска от стартера посредством запуска от MG на основе временной диаграммы, проиллюстрированной на фиг. 4.
[0046] Когда переключатель 91 зажигания нажат во время t1, определение запуска относительно того, запуск представляет собой EV-запуск или HEV-запуск, выполняется в течение периода ожидания включения IGN между временем t2-t3. В случае запуска от MG ничего не выполняется в течение периода управления стартером между временем t3-t4. В период сильноточного соединения между временем t4-t5, соединяется сильноточное реле 21a, и электромотор-генератор 4 и аккумулятор 21 с высоким уровнем мощности соединяются через жгут 25 проводов постоянного тока.
[0047] Во время t5, в котором соединение сильноточного реле 21a подтверждено, определяется то, составляет или нет выводимая посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрическая мощность пороговое значение запуска от MG или более. Затем если определено то, что "выводимая посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрическая мощность > пороговое значение запуска от MG", флаг срабатывания преобразователя постоянного тока переключается из выключенного во включенное состояние во время t5, и работа преобразователя 37 постоянного тока начинается. С другой стороны, если определено то, что "выводимая посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрическая мощность < пороговое значение запуска от MG", флаг срабатывания преобразователя постоянного тока переключается из выключенного во включенное состояние во время t6, когда оно становится состоянием "Ready ON", и работа преобразователя 37 постоянного тока начинается.
[0048] В период подготовки перед запуском между временем t5-t6, гидравлическое давление первой муфты 3 обеспечено посредством работы механического масляного насоса 14 посредством приведения в действие электромотора-генератора 4. После этого, управление переходом в HEV-режим выполняется посредством запуска от MG, в котором поперечно расположенный двигатель 2 проворачивается и запускается посредством электромотора-генератора 4 посредством зацепления в состоянии проскальзывания первой муфты 3. В этой подготовке перед запуском скорость вращения электромотора увеличивается после времени t5, и вращение двигателя и вращение электромотора согласовываются, когда запуск от MG завершается, и первая муфта 3 зацепляется, как проиллюстрировано в характеристике вращения двигателя/вращения электромотора между временем t5-t6. Во время t6 состояние становится состоянием "Ready ON", что представляет завершение подготовки перед запуском. Если работа преобразователя 37 постоянного тока начинается во время t6, в которое состояние становится состоянием "Ready ON", поскольку выводимая посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрическая мощность является низкой, режим переходит в режим движения с выработкой за счет двигателя, в котором движение выполняется при выработке мощности посредством поперечно расположенного двигателя 2, от времени t6.
[0049] Как описано выше, в первом варианте осуществления, используется конфигурация, в которой если "режим запуска от MG" выбирается в качестве способа запуска двигателя, работа преобразователя 37 постоянного тока начинается, если выводимая посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрическая мощность составляет пороговое значение запуска от MG или более после соединения сильноточного реле 21a.
Иными словами, если "режим запуска от MG" выбирается в период подготовки перед запуском (t5-t6) до соединения сильноточного реле 21a, электромотор-генератор 4 приводится в действие с использованием аккумулятора 21 с высоким уровнем мощности, и выполняется запуск от MG. Следовательно, необходимо учитывать зарядную емкость, которая потребляется из аккумулятора 21 с высоким уровнем мощности посредством запуска от MG в момент времени, в который соединяется сильноточное реле 21a.
Напротив, используется конфигурация, в которой работа преобразователя 37 постоянного тока начинается, если такое условие, что "выводимая посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрическая мощность > пороговое значение запуска от MG", удовлетворяется в момент времени, в который соединяется сильноточное реле 21a. С другой стороны, используется конфигурация, в которой работа преобразователя 37 постоянного тока откладывается до состояния "Ready ON", если "выводимая посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрическая мощность < пороговое значение запуска от MG", в момент времени, в который соединяется сильноточное реле 21a.
Следовательно, во время HEV-запуска посредством запуска от MG, можно подготавливать зарядную инфраструктуру для 12-вольтового аккумулятора 22 на ранней стадии без ожидания состояния "Ready ON", если предусмотрена свобода в выводимой посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрической мощности, включающей в себя запуск от MG. Затем запуск от MG может быть приоритезирован посредством откладывания работы преобразователя 37 постоянного тока до состояния "Ready ON", если отсутствует свобода в выводимой посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрической мощности, включающей в себя запуск от MG.
[0050] Операция определения работы преобразователя постоянного тока посредством EV-запуска
Ниже описывается операция определения работы преобразователя постоянного тока посредством EV-запуска на основе временной диаграммы, проиллюстрированной на фиг. 4.
[0051] Когда переключатель 91 зажигания нажат во время t1, определение запуска относительно того, запуск представляет собой EV-запуск или HEV-запуск, выполняется в течение периода ожидания включения IGN между временем t2-t3. В случае EV-запуска ничего не выполняется в течение периода управления стартером между временем t3-t4. В период сильноточного соединения между временем t4-t5, соединяется сильноточное реле 21a, и электромотор-генератор 4 и аккумулятор 21 с высоким уровнем мощности соединяются через жгут 25 проводов постоянного тока.
[0052] Во время t5, в которое соединение сильноточного реле 21a подтверждено, флаг срабатывания преобразователя постоянного тока переключается из выключенного во включенное состояние во время t5, и работа преобразователя 37 постоянного тока начинается без определения выводимой посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрической мощности. В период подготовки перед запуском между временем t5-t6, гидравлическое давление первой муфты 3 обеспечено посредством работы механического масляного насоса 14 посредством приведения в действие электромотора-генератора 4, и во время t6, состояние становится состоянием "Ready ON", что представляет завершение подготовки перед запуском.
[0053] Как описано выше, в первом варианте осуществления, используется конфигурация, в которой, если определяется EV-запуск, при котором электромотор-генератор 4 представляет собой единственный источник приведения в движение, работа преобразователя 37 постоянного тока начинается сразу после того, как соединяется сильноточное реле 21a.
Иными словами, используется конфигурация, в которой в случае EV-запуска, если сильноточное реле 21a соединяется, работа преобразователя 37 постоянного тока начинается без ожидания состояния "Ready ON", что представляет завершение подготовки перед запуском.
Следовательно, во время EV-запуска, зарядная емкость 12-вольтового аккумулятора 22 может обеспечиваться, даже если вспомогательная нагрузка увеличивается сразу после соединения сильноточного реле 21a, посредством предоставления возможности заряда 12-вольтового аккумулятора 22 посредством аккумулятора 21 с высоким уровнем мощности через преобразователь 37 постоянного тока, во время соединения сильноточного реле 21a.
[0054] Далее описываются преимущества.
Нижеперечисленные преимущества могут получаться за счет устройства управления гибридного транспортного средства FF-типа согласно первому варианту осуществления.
[0055] (1) В гибридном транспортном средстве FF-типа, содержащем, в приводной системе, стартерный электромотор 1, двигатель (поперечно расположенный двигатель 2), муфту (первую муфту 3) и силовой электромотор (электромотор-генератор 4),
- содержащем аккумулятор 21 с высоким уровнем мощности, который представляет собой источник мощности силового электромотора (электромотора-генератора 4), вспомогательный аккумулятор (12-вольтовый аккумулятор 22), который представляет собой источник мощности стартерного электромотора 1, и преобразователь 37 постоянного тока, который расположен в промежуточной позиции, соединяющей аккумулятор 21 с высоким уровнем мощности и вспомогательный аккумулятор (12-вольтовый аккумулятор 22), и
- вспомогательный аккумулятор (12-вольтовый аккумулятор 22) заряжен посредством аккумулятора 21 с высоким уровнем мощности через преобразователь 37 постоянного тока, содержащий:
- средство управления временем срабатывания преобразователя постоянного тока (гибридный модуль 81 управления), которое управляет временем начала работы преобразователя 37 постоянного тока при запуске транспортного средства, при этом:
- когда пусковой переключатель (переключатель 91 зажигания) нажат, средство управления временем срабатывания преобразователя постоянного тока (гибридный модуль 81 управления, фиг. 2) соединяет сильноточное реле 21a, размещенное между силовым электромотором (электромотором-генератором 4) и аккумулятором 21 с высоким уровнем мощности, и после этого начинает работу преобразователя 37 постоянного тока, если выводимая посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрическая мощность имеет предварительно определенное значение или более.
Соответственно, можно уменьшать размер вспомогательного аккумулятора (12-вольтового аккумулятора 22) при обеспечении запуска транспортного средства и долговечности вспомогательного аккумулятора (12-вольтового аккумулятора 22).
[0056] (2) Предусмотрено средство управления запуском двигателя (гибридный модуль 81 управления),
- содержащее режим запуска от стартера, в котором когда определяется HEV-запуск, при котором двигатель (поперечно расположенный двигатель 2) и силовой электромотор (электромотор-генератор 4) представляют собой источники приведения в движение после того, как пусковой переключатель (переключатель 91 зажигания) нажат, двигатель (поперечно расположенный двигатель 2) запускается посредством стартерного электромотора 1, при этом:
- когда режим запуска от стартера выбирается в качестве способа запуска двигателя, средство управления временем срабатывания преобразователя постоянного тока (гибридный модуль 81 управления, фиг. 2) соединяет сильноточное реле 21a, размещенное между силовым электромотором (электромотором-генератором 4) и аккумулятором 21 с высоким уровнем мощности, и после этого начинает работу преобразователя 37 постоянного тока, если выводимая посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрическая мощность равна или выше порогового значения запуска от стартера, полученного посредством суммирования необходимой мощности для зацепления муфты (первой муфты 3) и т.п., мощности вспомогательной нагрузки и компонента допустимого запаса.
Соответственно, помимо преимущества (1), во время HEV-запуска посредством запуска от стартера, емкость, которая потребляется посредством запуска от стартера, может компенсироваться с лучшим откликом на ранней стадии посредством начала заряда вспомогательного аккумулятора (12-вольтового аккумулятора 22) посредством аккумулятора 21 с высоким уровнем мощности через преобразователь 37 постоянного тока от времени соединения сильноточного реле 21a.
[0057] (3) Средство управления запуском двигателя (гибридный модуль 81 управления, фиг. 2) содержит режим запуска от электромотора (режим запуска от MG), в котором когда определяется HEV-запуск, при котором двигатель (поперечно расположенный двигатель 2) и силовой электромотор (электромотор-генератор 4) представляют собой источники приведения в движение, и сильноточное реле 21a соединяется, двигатель (поперечно расположенный двигатель 2) запускается с проворачиванием посредством силового электромотора (электромотора-генератора 4) через муфту (первую муфту 3), при этом:
- когда режим запуска от электромотора выбирается в качестве способа запуска двигателя, средство управления временем срабатывания преобразователя постоянного тока (гибридный модуль 81 управления, фиг. 2) соединяет сильноточное реле 21a, размещенное между силовым электромотором (электромотором-генератором 4) и аккумулятором 21 с высоким уровнем мощности, и после этого начинает работу преобразователя 37 постоянного тока, если выводимая посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрическая мощность равна или выше порогового значения запуска от электромотора (порогового значения запуска от MG), полученного посредством суммирования необходимой мощности для запуска двигателя (поперечно расположенного двигателя 2) и зацепления муфты (первой муфты 3) и т.п., мощности вспомогательной нагрузки и компонента допустимого запаса.
Соответственно, помимо преимущества (2), во время HEV-запуска посредством запуска от MG, можно подготавливать зарядную инфраструктуру для вспомогательного аккумулятора (12-вольтового аккумулятора 22) на ранней стадии, если предусмотрена свобода в выводимой посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрической мощности, включающей в себя запуск от MG, и запуск от MG может быть приоритезирован посредством откладывания работы преобразователя 37 постоянного тока до состояния "Ready ON", если отсутствует запас в выводимой посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности электрической мощности, включающей в себя запуск от MG.
[0058] (4) Когда определяется EV-запуск, при котором силовой электромотор (электромотор-генератор 4) представляет собой единственный источник мощности после того, как пусковой переключатель (переключатель 91 зажигания) нажат, средство управления временем срабатывания преобразователя постоянного тока (гибридный модуль 81 управления, фиг. 2) соединяет сильноточное реле 21a, размещенное между силовым электромотором (электромотором-генератором 4) и аккумулятором 21 с высоким уровнем мощности, и непосредственно после этого начинает работу преобразователя 37 постоянного тока.
Соответственно, помимо преимуществ (1)-(3), во время EV-запуска, зарядная емкость вспомогательного аккумулятора (12-вольтового аккумулятора 22) может обеспечиваться, даже если вспомогательная нагрузка увеличивается сразу после соединения сильноточного реле 21a, посредством предоставления возможности заряда вспомогательного аккумулятора (12-вольтового аккумулятора 22) посредством аккумулятора 21 с высоким уровнем мощности через преобразователь 37 постоянного тока, во время соединения сильноточного реле 21a.
[0059] Устройство управления гибридного транспортного средства настоящего изобретения описано выше на основе первого варианта осуществления, но его конкретные конфигурации не ограничены этим вариантом осуществления, и различные модификации и добавления в проектные решения могут вноситься без отступления от объема изобретения согласно каждому пункту в формуле изобретения.
[0060] В первом варианте осуществления, показан пример, в котором "режим запуска от стартера" и "режим запуска от MG" предоставляются в качестве средства управления запуском двигателя. Тем не менее, только "режим запуска от стартера" может предоставляться, или только "режим запуска от MG" может предоставляться, в качестве средства управления запуском двигателя.
[0061] В первом варианте осуществления, показан пример, в котором устройство управления настоящего изобретения применяется к гибридному транспортному средству FF-типа. Тем не менее, устройство управления настоящего изобретения не ограничено гибридным транспортным средством FF-типа и также может применяться к гибридному транспортному средству FR-типа или гибридному транспортному средству 4WD-типа. Вкратце, настоящее изобретение может применяться к любому гибридному транспортному средству, содержащему стартерный электромотор, двигатель, силовой электромотор и вспомогательный аккумулятор, который заряжается посредством аккумулятора с высоким уровнем мощности через преобразователь постоянного тока.