ГИБРИДНОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО
HYBRID VEHICLE

1. Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к гибридному транспортному средству, в частности, к гибридному транспортному средству, способному передвигаться с использованием мощности, по меньшей мере, одного из: двигателя внутреннего сгорания и вращающейся электрической машины.
2. Описание предшествующего уровня техники
[0002] Известно гибридное транспортное средство, содержащее двигатель внутреннего сгорания, первый и второй моторы-генераторы, а также планетарный механизм. Планетарный механизм включает в себя солнечную шестерню, входящую в зацепление с первым мотором-генератором, ведомую шестерню, входящую в зацепление со вторым мотором-генератором, а также водило, входящее в зацепление с двигателем внутреннего сгорания. Система электропитания гибридного транспортного средства включает в себя аккумуляторную батарею и инвертор. Инвертор выполнен с возможностью преобразования электрической мощности между аккумуляторной батареей, первым мотором-генератором и вторым мотором-генератором. В гибридном транспортном средстве, когда поступает запрос на запуск двигателя, коленчатый вал двигателя проворачивается от электрически запускаемого первого мотора-генератора с использованием инвертора. Когда обороты двигателя внутреннего сгорания достигает заданного значения, при проворачивании коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, происходит воспламенение топлива и двигатель запускается.
[0003] В гибридном транспортном средстве, выполненном согласно приведенному ранее описанию, когда инвертор не может нормально выполнять операцию электрического запуска первого и второго моторов-генераторов, возникает необходимость принятия надлежащих мер для безопасности упомянутых устройств. В опубликованной японской заявке на патент №2013-203116 (JP 2013-203116 А), например, раскрыто управление запиранием или блокировкой вентилей инвертора, когда первый и второй моторы-генераторы не могут нормально запускаться от электрической мощности.
[0004] Как правило, режимы работы коробки передач (рабочие диапазоны переключения трансмиссии) транспортного средства включают в себя, например, режимы работы для движения вперед, такие как режим D (движение вперед) и режим В (торможение), а также режимы работы, не предназначенные для движения вперед, такие как режим Р (парковка), режим R (заднего хода) и режим N (нейтральная передача).
[0005] Когда инвертор не может нормально выполнять операцию электрического запуска первого и второго моторов-генераторов, как было описано ранее, управление передвижением автомобиля в аварийном режиме выполняется за счет запуска двигателя внутреннего сгорания с приведением инвертора в состояние отключения вентилей. В данном описании такое управление будет называться "управление при движении без инвертора". Во время управления при движении без инвертора, первый мотор-генератор механически вращается за счет крутящего момента двигателя внутреннего сгорания, в то время как инвертор приведен в состояние отключения вентилей, при этом в первом моторе-генераторе развивается обратное напряжение электрического поля. В это время первый мотор-генератор генерирует крутящий момент торможения (противодействующий электродвижущий крутящий момент), который действует в направлении, тормозящем вращение первого мотора-генератора. При наличии противодействующего электродвижущего крутящего момента, который переходит от первого мотора-генератора на солнечную шестерню, крутящий момент на приводном валу, который действует в положительном направлении, в качестве реакции противодействующему электродвижущему крутящему моменту, воспроизводится на ведомой шестерне. За счет использования крутящего момента на приводном валу транспортное средство способно передвигаться в режиме аварийной эвакуации.
[0006] Авторы настоящего изобретения сосредоточились на проблеме, как будет описано далее, которая может возникнуть во время управления при движении без инвертора. А именно, в условиях, когда гибридное транспортное средство во время управления при движении без инвертора временно прекращает движение, например, режим работы коробки передач может быть изменен на режим работы, не предназначенный для движения вперед, например, режим N. В этом случае целесообразно заглушить двигатель внутреннего сгорания, в качестве меры по предотвращению противодействующего электродвижущего крутящего момента и результирующего крутящего момента на приводном валу. Однако, поскольку инвертор находится в состоянии отключения вентилей во время управления при движении без инвертора, двигатель внутреннего сгорания невозможно запустить за счет проворачивания коленчатого вала, используя первый мотор-генератор, после остановки двигателя. В результате транспортное средство не способно продолжать движение в режиме аварийной эвакуации.
[0007] Таким образом, когда режимом работы коробки передач является режим работы, не предназначенный для движения вперед, во время управления при движении без инвертора, предпочтительно, чтобы транспортное средство продолжало движение в режиме аварийной эвакуации, сохраняя двигатель внутреннего сгорания в работающем состоянии и в то же время предотвращая возникновение крутящего момента на приводном валу, вызванного противодействующим электродвижущим крутящим моментом, который становится ненужным крутящим моментом.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0008] Настоящее изобретение заключается в создании технологии для использования в гибридном транспортном средстве, выполненном с возможностью выполнения управления при движении без инвертора, что технология позволяет автомобилю продолжать движение в режиме аварийной эвакуации и в то же время предотвращая образование ненужного крутящего момента без остановки двигателя, когда режимом работы коробки передач является режим, не предназначенный для движения вперед.
[0009] Гибридное транспортное средство, в соответствии с объектом настоящего изобретения, содержит двигатель внутреннего сгорания, первую вращающуюся электрическую машину, включающую в себя постоянный магнит в роторе, приводной вал, соединенный с приводными колесами, планетарный механизм, вторую вращающуюся электрическую машину, соединенную с приводным валом, аккумуляторную батарею, инвертор и электронный блок управления. Планетарный механизм механически соединяет двигатель внутреннего сгорания, первую вращающуюся электрическую машину и приводной вал таким образом, чтобы противодействующая сила от крутящего момента на выходе первой вращающейся электрической машины воздействовала на приводной вал, когда двигатель внутреннего сгорания находится в работающем состоянии. Инвертор выполнен с возможностью преобразования электрической мощности между аккумуляторной батареей, первой вращающейся электрической машиной и второй вращающейся электрической машиной. Электронный блок управления выполнен с возможностью обеспечения управления при движении без инвертора. Управление при движении без инвертора представляет собой управление, вызывающее передвижение гибридного транспортного средства за счет приведения инвертора в состояние отключения вентилей, а также запуска двигателя внутреннего сгорания. Электронный блок управления выполнен с возможностью прерывания тока, проходящего между первой вращающейся электрической машиной и аккумуляторной батареей, когда режимом работы коробки передач гибридного транспортного средства является режим, отличный от движения вперед, во время управления при движении без инвертора.
[0010] С помощью описанной ранее схемы размещения, когда режим работы коробки передач эксплуатируется в режиме, отличном от движения вперед, во время управления при движении без инвертора, ток, проходящий между первой вращающейся электрической машиной и аккумуляторной батареей, прерывается. В результате, ток перестает поступать в первую вращающуюся электрическую машину; вот почему предотвращается генерация крутящего момента торможения (противодействующий электродвижущий крутящий момент) первой вращающейся электрической машиной. Соответственно, транспортное средство способно продолжать передвижение в режиме аварийной эвакуации и в то же время предотвращается крутящий момент на приводном валу, который становится ненужным крутящим моментом, вырабатываемым, когда режимом работы коробки передач является режим, отличный от движения вперед, без глушения двигателя.
[0011] Гибридное транспортное средство может дополнительно содержать преобразователь напряжения, выполненный с возможностью повышения напряжения, подаваемого от аккумуляторной батареи, и вывода упомянутого напряжения на инвертор. Электронный блок управления может быть выполнен с возможностью прерывания тока, проходящего между первой вращающейся электрической машины и аккумуляторной батареей, за счет приведения преобразователя напряжения в состояние отключения вентилей.
[0012] С помощью описанной ранее схемы размещения, преобразователь напряжения для повышения напряжения, поступающего от аккумуляторной батареи, и вывода напряжения на инвертор может также использоваться для прерывания тока.
[0013] Гибридное транспортное средство может дополнительно содержать реле, размещенное на пути тока, проходящего между первой вращающейся электрической машиной и аккумуляторной батареей. Электронный блок управления может быть выполнен с возможностью прерывания тока, проходящего между первой вращающейся электрической машины и аккумуляторной батареей, за счет размыкания упомянутого реле.
[0014] С помощью описанной ранее схемы размещения, если размещено упомянутое реле, описанный ранее ток может быть прерван даже в том случае, когда упомянутый преобразователь напряжения не предусмотрен.
[0015] Гибридное транспортное средство может дополнительно содержать преобразователь напряжения, выполненный с возможностью повышения напряжения, подаваемого от аккумуляторной батареи, и вывода упомянутого напряжения на инвертор, при этом на пути тока, проходящего между первой вращающейся электрической машиной и аккумуляторной батареей, размещено упомянутое реле. Электронный блок управления может быть выполнен с возможностью определения режима работы коробки передач, а также может включать в себя первый блок управления, который управляет упомянутым реле, и второй блок управления, который управляет преобразователем напряжения. Первый блок управления может быть выполнен с возможностью прерывания тока, проходящего между первой вращающейся электрической машиной и аккумуляторной батареей, за счет приведения преобразователя напряжения в состояние отключения вентилей, когда нет нарушения связи между первым блоком управления и вторым блоком управления, при этом режимом работы коробки передач является режим, отличный от движения вперед, во время управления при движении без инвертора. С другой стороны, первый блок управления может быть выполнен с возможностью прерывания тока, проходящего между первой вращающейся электрической машиной и аккумуляторной батареей, за счет размыкания реле, когда имеется нарушение связи между первым блоком управления и вторым блоком управления, при этом режимом работы коробки передач является режим, отличный от движения вперед, во время управления при движении без инвертора.
[0016] С помощью описанной ранее схемы размещения, в том случае, если связь между первым блоком управления и вторым блоком управления нормальная, когда режимом работы коробки передач является режим, отличный от движения вперед, ток прерывается за счет приведения преобразователя напряжения в состояние отключения вентилей. Когда ток прерывается с использованием реле, существует вероятность того, что контакты реле могут перегореть и слипнуться друг с другом из-за перегрузки тока на контактах. Тем не менее, если для прерывания тока используется преобразователь напряжения, то можно предотвратить генерацию излишнего крутящего момента и в то же время избежать слипания контактов реле. С другой стороны, если вышеупомянутая связь нарушается, то информация о режиме работы коробки передач не может быть передана от первого блока управления во второй блок управления. Таким образом, даже если режимом работы коробки передач является режим, отличный от движения вперед, второй блок управления не может прервать ток с помощью приведения преобразователя напряжения в состояние отключения вентилей. Тем не менее, с помощью описанной ранее схемы размещения, даже когда имеет место такое нарушение связи, первый блок управления выполнен с возможностью размыкания реле, с тем, чтобы прервать ток. А именно, предотвращение образования ненужного крутящего момента имеет приоритет, даже если есть возможность слипания контактов; поэтому, ненужный крутящий момент может быть более надежно предотвращен от генерирования.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0017] Особенности, преимущества, а также техническая и промышленная значимость примерных вариантов осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых одинаковыми ссылочными позициями обозначены одинаковые элементы, и где:
На фиг. 1 представлена структурная схема общей конфигурации гибридного транспортного средства в соответствии с первым вариантом осуществления;
На фиг. 2 приведена принципиальная схема, подходящая для пояснения системы электропитания гибридного транспортного средства;
На фиг. 3 представлена схема системы электропитания во время управления при движении без инвертора;
На фиг. 4 представлена номограмма, подходящая для пояснения поведения каждого вращательного элемента во время управления при движении без инвертора;
На фиг. 5 представлен вид, подходящий для пояснения зависимости между числом оборотов первого мотора-генератора, напряжением в системе электропитания, обратным электродвижущим напряжением, током, проходящим через первый мотор-генератор, и противодействующим электродвижущим крутящим моментом;
На фиг. 6 представлен вид в виде схемы, показывающий конфигурацию системы электропитания, когда ток, проходящий по токопроводу, прерывается во время управления при движении без инвертора;
На фиг. 7 представлена временная диаграмма, подходящая для пояснения поведения противодействующего электродвижущего крутящего момента, когда преобразователь напряжения приведен в состояние отключения вентилей по первому варианту осуществления;
На фиг. 8 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая управление при движении гибридного транспортного средства согласно первому варианту осуществления;
На фиг. 9 представлен вид, подходящий для пояснения трехфазного управления ВКЛ инвертором;
На фиг. 10 представлен вид в виде схемы, показывающий конфигурацию системы электропитания, когда ток, проходящий по токопроводу, прерывается по второму варианту осуществления;
На фиг. 11 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая управление при движении гибридного транспортного средства согласно второму варианту осуществления;
На фиг. 12 представлен вид, показывающий пример конфигурации блока ЭБУ по третьему варианту осуществления;
На фиг. 13 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая управление передвижением гибридного транспортного средства согласно третьему варианту осуществления изобретения; и
На фиг. 14 представлен другой пример планетарного механизма.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0018] Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения будут далее описаны подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи. На чертежах одинаковыми ссылочными позициями обозначены одинаковые или аналогичные участки или элементы, пояснение которых повторяться не будет.
[0019] На фиг. 1 представлена структурная схема общей конфигурации гибридного транспортного средства в соответствии с данным вариантом осуществления. Транспортное средство 1 содержит двигатель внутреннего сгорания 100, моторы-генераторы 10, 20, планетарный механизм 30, приводные колеса 50, приводной вал 60, соединенный с приводными колесами 50, аккумуляторную батарею 150, основное реле системы электропитания (SMR) 160, блок управления питанием (БУП) 200 и электронный блок управления (ЭБУ) 300.
[0020] Транспортное средство 1 передвигается с использованием мощности, по меньшей мере, одного из: двигателя внутреннего сгорания 100 и мотора-генератора 20. При нормальном передвижении, которое будет описано далее, транспортное средство 1 способно переключаться в режимах передвижения между передвижением электромобиля (режим передвижения EV), при котором транспортное средство 1 передвигается от мощности мотора-генератора 20 без использования мощности двигателя внутреннего сгорания 100, и передвижением гибридного транспортного средства (режим передвижения HV), при котором транспортное средство 1 передвигается от мощности как двигателя внутреннего сгорания 100, так и мотора-генератора 20.
[0021] Двигатель 100 является двигателем внутреннего сгорания, таким как бензиновый двигатель или дизельный двигатель. Двигатель 100 вырабатывает мощность, которая позволяет транспортному средству 1 двигаться в соответствии с управляющим сигналом блока ЭБУ 300. Мощность, вырабатываемая двигателем 100, передается на планетарный механизм 30.
[0022] Двигатель 100 оборудован датчиком 410 скорости вращения коленчатого вала. Датчик 410 скорости вращения коленчатого вала определяет число оборотов Ne двигателя 100 и выдает сигнал, сообщающий о результате определения, на блок ЭБУ 300.
[0023] Каждый из моторов-генераторов 10, 20 представляет собой, например, трехфазный синхронный электродвигатель переменного тока с постоянным магнитом. Мотор-генератор 10 (первая вращающаяся электрическая машина) вращает коленчатый вал 110 двигателя 100 за счет электрической мощности аккумуляторной батареи 150, при запуске двигателя 100. При этом транспортное средство 1 не оборудовано стартером, который генерирует крутящий момент для проворачивания коленчатого вала двигателя 100, используя электрическую мощность вспомогательной аккумуляторной батареи (не показана).
[0024] Мотор-генератор 10 также способен вырабатывать электрическую мощность, используя двигатель 100. Мощность переменного тока, вырабатываемая мотором-генератором 10, преобразуется блоком БУП 200 в постоянный ток, которым заряжают аккумуляторную батарею 150. Мощность переменного тока, вырабатываемая мотором-генератором 10, также может поступать на мотор-генератор 20.
[0025] Ротор мотора-генератора 20 (второй вращающейся электрической машины) находится в зацеплении с приводным валом 60. Мотор-генератор 20 вращает приводной вал 60, используя электрическую мощность, по меньшей мере, одного из: подаваемую от аккумуляторной батареи 150 и вырабатываемую мотором-генератором 10. Мотор-генератор 20 также способен вырабатывать электрическую мощность за счет рекуперативного торможения. Мощность переменного тока, вырабатываемая мотором-генератором 20, преобразуется блоком БУП 200 в мощность постоянного тока, которым затем заряжают аккумуляторную батарею 150.
[0026] Мотор-генератор 10 оборудован счетно-решающим устройством 421. Счетно-решающее устройство 421 определяет число оборотов Nm1 мотора-генератора 10 и выдает сигнал, сообщающий о результате определения, на блок ЭБУ 300. Аналогичным образом, мотор-генератор 20 оборудован счетно-решающим устройством 422. Счетно-решающее устройство 422 определяет число оборотов Nm2 мотора-генератора 20 и выдает сигнал, сообщающий о результате определения, на блок ЭБУ 300.
[0027] Планетарный механизм 30 механически входит в зацепление с двигателем 100, мотором-генератором 10 и приводным валом 60 таким образом, что крутящий момент может распределяться между двигателем 100, мотором-генератором 10 и приводным валом 60. В частности, планетарный механизм 30 включает в себя солнечную шестерню S, ведомую шестерню R, водило СА и сателлиты Р, в качестве вращающихся элементов. Солнечная шестерня S находится в зацеплении с ротором мотора-генератора 10. Ведомая шестерня R находится в зацеплении с приводным валом 60. Сателлиты Р входят в зацепление с солнечной шестерней S и ведомой шестерней R. Водило СА находится в зацеплении с коленчатым валом 110 двигателя 100 и удерживает сателлиты Р таким образом, чтобы эти сателлиты Р могли вращаться относительно своей оси, а также вокруг оси планетарного механизма 30.
[0028] Аккумуляторная батарея 150 представляет собой многократно подзаряжаемое устройство накопления энергии. Аккумуляторная батарея 150 включает в себя вспомогательную аккумуляторную батарею, такую как никель-водородная вспомогательная аккумуляторная батарея, или ионно-литиевая вспомогательная аккумуляторная батарея, в качестве типовых примеров, или конденсатор, такой как конденсатор с электрическим двойным слоем.
[0029] Реле SMR 160 подсоединено к линии электропитания, соединяющей аккумуляторную батарею 150 и блок БУП 200. Реле SMR 160 размыкается или замыкается в соответствии с управляющим сигналом SE от блока ЭБУ 300, с тем чтобы привести аккумуляторную батарею 150 и блок БУП 200 в одно из выбранных состояний: электрического соединения и электрического разъединения.
[0030] Блок БУП 200 повышает напряжение постоянного тока в аккумуляторной батарее 150 и преобразует повышенное напряжение в напряжение переменного тока, подаваемое на мотор-генератор 10 и мотор-генератор 20. Блок БУП 200 также преобразует мощность переменного тока, вырабатываемую мотором-генератором 10 и мотором-генератором 20, в мощность постоянного тока, подаваемую в аккумуляторную батарею 150. Конфигурация блока БУП 200 будет подробно описана со ссылкой на фиг. 2.
[0031] Транспортное средство 1 дополнительно содержит рычаг переключения передач 500 и датчик его положения 510. Рычаг переключения передач 500 представляет собой устройство, с помощью которого пользователь устанавливает режим работы коробки передач транспортного средства 1. Когда пользователь приводит в действие рычаг переключения передач 500, датчик положения 510 определяет положение ПРКЛ (положение рычага переключения передач) рычага переключения передач 500 и выдает сигнал, сообщающий о результате определения, на блок ЭБУ 300. Блок ЭБУ 300 устанавливает режим работы коробки передач, соответствующий положению ПРКЛ рычага переключения передач. Конкретный режим работы коробки передач выбирают из, например, режимов, предназначенных для движения вперед, таких как режим D (движение вперед) и режим В (тормоза), а также из режимов (не предназначенных для движения вперед), таких как режим Р (парковки), режим R (задний ход) и режим N (нейтральная передача), отличных от режимов для движения вперед.
[0032] Блок ЭБУ 300 включает в себя ЦП (центральный процессор), память, буфер ввода/вывода и т.д., все они не показаны на чертежах. Блок ЭБУ 300 управляет каждым устройством таким образом, чтобы приводить транспортное средство 1 в желаемое состояние передвижения, на основании сигналов, поступающих от соответствующих датчиков и устройств, а также карт и программ, сохраненных в памяти. Управление различными устройствами не ограничивается обработкой данных с помощью программного обеспечения, но также может быть реализовано с помощью специальных аппаратных средств (электронной схемы).
[0033] Когда имеется запрос на запуск двигателя 100, если двигатель 100 заглушен (при этом подача топлива прекращена), блок ЭБУ 300 управляет блоком БУП 200 (в частности, инвертором 221, который будет описан далее) таким образом, чтобы мотор-генератор 10 вырабатывал крутящий момент для проворачивания коленчатого вала двигателя 100. Затем, если число оборотов Ne двигателя 100 достигают заданного значения при проворачивании коленчатого вала, запускается управление впрыском топлива и управление зажиганием двигателя 100. Таким образом, двигатель 100 запускается.
[0034] На фиг. 2 приведена принципиальная схема, подходящая для пояснения системы электропитания транспортного средства 1. Аккумуляторная батарея 150 оборудована блоком 440 текущего контроля. Блок 440 текущего контроля определяет напряжение VB (напряжение аккумуляторной батареи) аккумуляторной батареи 150, ток IB на входе/выходе аккумуляторной батареи 150, температуру ТВ аккумуляторной батареи 150 и выводит сигналы, сообщающие о результатах определения, на блок ЭБУ 300.
[0035] Блок БУП 200 включает в себя конденсатор С1, преобразователь напряжения 210, конденсатор С2, инверторы 221, 222, датчик напряжения 230 и датчики тока 241, 242.
[0036] Конденсатор С1 соединен параллельно с аккумуляторной батареей 150. Конденсатор С1 сглаживает напряжение VB аккумуляторной батареи и выводит его на преобразователь напряжения 210.
[0037] Преобразователь напряжения 210 включает в себя реактор L1, переключающие устройства Q1, Q2, а также диоды D1, D2. Каждое из переключающих устройств Q1, Q2 и переключающих устройств с Q3 по Q14, которые будут описаны далее, представляет собой, например, транзистор БТИЗ (биполярный транзистор с изолированным затвором). Переключающие устройства Q1, Q2 соединены последовательно друг с другом, между линией электропитания PL и линией электропитания NL, которые соединяют преобразователь напряжения 210 с инвертором 221. Диоды Dl, D2 соединены встречно-параллельно между коллекторами и эмиттерами переключающих устройств Q1, Q2 соответственно. Один конец реактора L1 подсоединен к высоковольтному полюсу аккумуляторной батареи 150. Другой конец реактора L1 соединен с промежуточной точкой между переключающим устройством Q1 и переключающим устройством Q2 (точка соединения эмиттера переключающего устройства Q1 и коллектора переключающего устройства Q2).
[0038] Преобразователь напряжения 210 повышает напряжение VB аккумуляторной батареи в соответствии с управляющим сигналом СШИМ способа ШИМ (широтно-импульсной модуляции), заставляя каждое из переключающих устройств Q1, Q2 выполнять операцию переключения и выводить повышенное напряжение на линии электропитания PL, NL. Преобразователь напряжения 210 также понижает напряжение постоянного тока в линиях электропитания PL, NL, на которые напряжение выводится от одного или обоих инверторов 221 и 222, в соответствии с управляющим сигналом СШИМ, а также заряжает аккумуляторную батарею 150 мощностью постоянного тока. С другой стороны, если преобразователь напряжения 210 получает от блока ЭБУ 300 сигнал SDNC отключения вентилей, каждое из переключающих устройств Q1, Q2 приводится в токонепроводящее состояние. В результате, преобразователь напряжения 210 приводится в состояние отключения вентилей.
[0039] Конденсатор С2 соединен параллельно с преобразователем напряжения 210. Конденсатор С2 сглаживает напряжение постоянного тока, поступающее от преобразователя напряжения 210, и выводит его на инверторы 221, 222.
[0040] Датчик напряжения 230 определяет напряжение на противоположных концах конденсатора С2, а именно, напряжение (которое также называться "напряжение в системе электропитания") VH между линией электропитания PL и линией электропитания NL, и выдает сигнал, сообщающий о результате определения, на блок ЭБУ 300.
[0041] Инвертор 221 включает в себя U-фазное ответвление 1U, V-фазное ответвление 1V и W-фазное ответвление 1W. Эти ответвления 1U, 1V, 1W соединены параллельно друг с другом между линией электропитания PL и линией электропитания NL. U-фазное ответвление 1U имеет переключающие устройства Q3, Q4, последовательно соединенные друг с другом. V-фазное ответвление 1V имеет переключающие устройства Q5, Q6, последовательно соединенные друг с другом. W-фазное ответвление 1W имеет переключающие устройства Q7, Q8, последовательно соединенные друг с другом. Диоды D3 - D8 соответственно соединены встречно-параллельно между коллекторами и эмиттерами соответствующих переключающих устройств Q3 - Q8. Промежуточная точка каждого фазового ответвления соединена с соответствующей фазовой катушкой мотора-генератора 10. В частности, концы трех катушек, т.е., U-фазной, V-фазной и W-фазной катушек мотора-генератора 10, совместно соединены с нейтральной точкой. Другой конец U-фазной катушки соединен с промежуточной точкой переключающих устройств Q3, Q4. Другой конец V-фазной катушки соединен с промежуточной точкой переключающих устройств Q5, Q6. Другой конец W-фазной катушки соединен с промежуточной точкой переключающих устройств Q7, Q8.
[0042] Когда напряжение VH в системе электропитания выводится на инвертор 221, этот инвертор 221 преобразует напряжение постоянного тока в напряжение переменного тока и запускает мотор-генератор 10, в соответствии с управляющим сигналом ИШИМ способа управления ШИМ, чтобы заставить каждое переключающее устройство Q3 - Q8 выполнить операцию переключения. В результате, мотор-генератор 10 запускается таким образом, чтобы вырабатывать крутящий момент, заданный командной величиной крутящего момента. С другой стороны, если инвертор 221 принимает от блока ЭБУ 300 сигнал SDN1 отключения вентилей, каждое переключающее устройство Q3 - Q8 приводится в состояние отсутствия проводимости. В результате, инвертор 221 приводится в состояние отключения вентилей. Так как конфигурация инвертора 222, по существу, такая же, как и у инвертора 221, его описание не будет повторятся.
[0043] Датчик тока 241 определяет ток (который будет также именоваться как "ток мотора-генератора") IM1, который проходит через мотор-генератор 10, и выдает сигнал, сообщающий о результате определения, на блок ЭБУ 300. В дальнейшем описании направление от мотора-генератора 10 к аккумуляторной батарее 150 будет обозначено как положительное направление тока IM1 мотора-генератора. Как и датчик тока 241, датчик тока 242 определяет ток IM2, который проходит через мотор-генератор 20, и выдает сигнал, сообщающий о результате определения, на блок ЭБУ 300.
[0044] Блок ЭБУ 300 обеспечивает управление передвижением транспортного средства 1 как в обычном режиме, так и в режиме аварийной эвакуации. В обычном режиме транспортное средство 1 передвигается при переключении в случае необходимости между передвижением EV и передвижением HV. Другими словами, в обычном рабочем режиме моторы-генераторы 10, 20 электрически запускаются от инверторов 221, 222. Передвижение в обычном режиме далее будет называться "обычным передвижением".
[0045] В режиме аварийной эвакуации инверторы 221, 222 приведены в состояние отключения вентилей, а двигатель 100 запускается таким образом, чтобы транспортное средство 1 передвигалось в режиме аварийной эвакуации, когда инверторы 221, 222 не способны нормально выполнять операцию по электрическому запуску моторов-генераторов 10, 20, из-за отказа компонентов, таких как счетно-решающие устройства 421, 422 или, например, датчики тока 241, 242. Другими словами, в режиме аварийной эвакуации инверторы 221, 222 блокируют электрический запуск моторов-генераторов 10, 20. Передвижение в режиме аварийной эвакуации будет называться "движением без инвертора", а управление по осуществлению движения без инвертора будет именоваться "управлением при движении без инвертора".
[0046] На фиг. 3 представлена схема системы электропитания во время управления при движении без инвертора. Во время управления при движении без инвертора, все переключающие устройства Q3 - Q8, входящие в инвертор 221, приводятся в токонепроводящее состояние, в ответ на сигнал SDN1 отключения вентилей. Таким образом, диоды D3 - D8, входящие в инвертор 221, образуют трехфазную двухполупериодную выпрямительную схему. Сходным образом, все переключающие устройства Q9 - Q14 (см. фиг. 2), входящие в инвертор 222, приводятся в токонепроводящее состояние, в ответ на сигнал SDN2 отключения вентилей, хотя это и не показано на чертеже. Поэтому диоды D9 - D14, входящие в инвертор 222, образуют трехфазную двухполупериодную выпрямительную схему. В то же время, в преобразователе напряжения 210, продолжается операция переключения (операция ШИМ) переключающих устройств Q1, Q2 в ответ на сигнал СШИМ управления.
[0047] Так как двигатель 100 запускается во время управления при движении без инвертора, крутящий момент Те двигателя вырабатывается двигателем 100. От крутящего момента Те двигателя мотор-генератор 10 механически (динамически) начинает вращаться. Поскольку двигатель-генератор 10 представляет собой синхронный двигатель с постоянными магнитами, ротор двигателя-генератора 10 включает в себя постоянный магнит 12. Таким образом, обратное электродвижущее напряжение Vc развивается по мере вращения постоянного магнита 12 за счет крутящего момента Те двигателя. Если обратное электродвижущее напряжение Vc становится выше, чем напряжение VH в системе электропитания, то диоды D3, D5, D7 приводятся в токопроводящее состояние. Соответственно, ток IM1 мотора-генератора проходит через токопровод CP между мотором-генератором 10 и аккумуляторной батареей 150, и электрическая мощность вырабатывается мотором-генератором 10. В этот момент в моторе-генераторе 10 вырабатывает противодействующий электродвижущий крутящий момент Тс, который действует в направлении, препятствующим вращению самого мотора-генератора 10.
[0048] На фиг. 4 представлена номограмма, подходящая для пояснения поведения каждого вращательного элемента во время управления при движении без инвертора. Поскольку планетарный механизм 30 выполнен, как было описано выше со ссылкой на фиг. 1, скорость вращения солнечной шестерни S (= число оборотов Nm1), скорость вращения водила СА (= число оборотов Ne) и скорость вращения ведомой шестерни R (= число оборотов Nm2) находятся в зависимости как показано на фиг. 4, а именно, соединены прямой линией на номограмме.
[0049] Как было описано выше, если мотор-генератор 10 механически начинает вращается от крутящего момента Те двигателя, во время управления при движении без инвертора, то этот мотор-генератор 10 вырабатывает противодействующий электродвижущий крутящий момент Тс в направлении (отрицательном направлении), препятствующем вращению самого мотора-генератора 10. С противодействующим электродвижущим крутящим моментом Тс, переходящим от мотора-генератора 10 на солнечную шестерню S, крутящий момент на приводном валу Тер, который действует в положительном направлении, в качестве реакции противодействующему электродвижущему крутящему моменту Тс, формируемому на ведомой шестерне R. За счет крутящего момента на приводном валу Тер, полученного таким образом, реализуется движение транспортного средства 1 без инвертора.
[0050] Число оборотов Nm1, напряжение VH в системе электропитания, обратное электродвижущее напряжение Vc, ток IM1 мотора-генератора и противодействующий электродвижущий крутящий момент Тс находятся в зависимости, как будет описано далее.
[0051] На фиг. 5 представлен вид, подходящий для пояснения зависимости между числом оборотов Nm1, напряжением VH в системе электропитания, обратным электродвижущим напряжением Vc, током IM1 мотора-генератора и противодействующим электродвижущим крутящим моментом Тс. На фиг. 5 и фиг. 8, которые будут описаны далее, горизонтальная ось относится к числу оборотов Nm1. Вертикальная ось в верхней части фиг. 5 относится к обратному электродвижущему напряжению Vc, вертикальная ось в средней части относится к току IM1 мотора-генератора, а вертикальная ось в нижней части относится к противодействующему электродвижущему крутящему моменту Тс.
[0052] Как показано на фиг. 5, обратное электродвижущее напряжение Vc, имеет характеристику, что его значение становится выше с повышением числа оборотов Nm1. В диапазоне, где число оборотов Nm1 ниже, чем N, обратное электродвижущее напряжение Vc ниже, чем напряжение VH в системе электропитания. А именно, там, где разность потенциалов между обратным электродвижущим напряжением Vc и напряжением VH в системе электропитания обозначена как ΔV (= Vc - VH), то эта разность потенциалов ΔV отрицательная. В этом случае диоды D3, D5, D7 находятся в токонепроводящем состоянии, поэтому ток IM1 мотора-генератора не проходит через токопровод CP от мотора-генератора 10 к аккумуляторной батарее 150, и электрическая мощность не вырабатывается мотором-генератором 10. Соответственно, противодействующий электродвижущий крутящий момент Тс не вырабатывается.
[0053] С другой стороны, в диапазоне, где число оборотов Nm1 выше, чем N, обратное электродвижущее напряжение Vc выше, чем напряжение VH в системе электропитания и разность потенциалов ΔV становится положительной. Поэтому диоды D3, D5, D7 приводятся в токопроводящее состояние и ток IM1 мотора-генератора проходит через токопровод СР. Когда разность потенциалов ΔV больше, то ток IM1 мотора-генератора повышается. Кроме того, противодействующий электродвижущий крутящий момент Тс вырабатывается в мотор-генератор 10, а крутящий момент на приводном валу Тэп генерируется в качестве реакции противодействующего электродвижущего крутящего момента Тс.
[0054] Когда режим работы коробки передач меняется на режим, не предназначенный для движения вперед, и в то же время транспортное средство 1 временно останавливается, например, во время управления при движении без инвертора, можно предотвратить генерацию противодействующего электродвижущего крутящего момента Тс и результирующего крутящего момента на приводном валу Тер, заглушив двигатель 100. Правда, поскольку инвертор 221 находится в состоянии отключения вентилей, во время управления при движении без инвертора, двигатель 100 не может быть перезапущен за счет проворачивания коленчатого вала, используя мотор-генератор 10, если двигатель 100 однажды был заглушен. В результате транспортное средство 1 не может продолжать движение в режиме аварийной эвакуации.
[0055] Таким образом, когда режимом работы коробки передач является любой из режимов, не предназначенный для движения вперед, во время управления при движении без инвертора, желательно продолжать движение в режиме аварийной эвакуации, поддерживая двигатель 100 в работающем состоянии и в то же время предотвращая возникновение крутящего момента на приводном валу Тер, вызванного противодействующим крутящим моментом Тс от мотора-генератора, который становится ненужным крутящим моментом.
[0056] Таким образом, в данном варианте осуществления, когда режимом работы коробки передач является режим, не предназначенный для движения вперед, во время управления при движении без инвертора, применяется конструкция для прерывания тока IM1 мотора-генератора, который проходит между мотором-генератором 10 и аккумуляторной батареей 150. С помощью такой конструкции предотвращается генерация противодействующего электродвижущего крутящего момента Тс мотором-генератором 10, при этом транспортное средство способно продолжать передвижение в режиме аварийной эвакуации, предотвращая при этом генерацию крутящего момента на приводном валу Тер, без остановки двигателя 100, как описано ниже со ссылкой на фиг. 6 и фиг. 7.
[0057] На фиг. 6 представлен вид в виде схемы, показывающий конфигурацию системы электропитания в случае, когда ток IM1 мотора-генератора, который проходит через токопровод CP, прерывается в первом варианте осуществления. В первом варианте осуществления преобразователь напряжения 210 приводится в состояние отключения вентилей в ответ на сигнал SDNC отключения вентилей так, чтобы ток IM1 мотора-генератора прерывался. А именно, так как все инверторы 221, 222 и преобразователь напряжения 210 приведены в состояние отключения вентилей, ток не проходит ни в одном из направлений, как от мотора-генератора 10 к аккумуляторной батарее 150, так и в направлении от аккумуляторной батареи 150 к мотору-генератору 10. Реле SMR 160 удерживается в замкнутом состоянии.
[0058] На фиг. 7 представлена временная диаграмма, подходящая для пояснения поведения противодействующего электродвижущего крутящего момента Тс, когда преобразователь напряжения 210 приведен в состояние отключения вентилей во время управления при движении без инвертора. На фиг. 7, горизонтальная ось относится к истекшему времени, а вертикальная ось относится к напряжению VH в системе электропитания. На фиг. 7 показан случай, когда обратное электродвижущее напряжение Vc выше, чем напряжение VB аккумуляторной батареи.
[0059] Рассмотрим случай, когда напряжение VH в системе электропитания находится между напряжением VB аккумуляторной батареи и обратным электродвижущим напряжением Vc. До момента времени t1, разность потенциалов ΔV между обратным электродвижущим напряжением Vc и напряжением VH в системе электропитания положительная. А именно, так как напряжение VH в системе электропитания ниже, чем обратное электродвижущее напряжение Vc, ток IM1 мотора-генератора может поступать от мотора-генератора 10 к аккумуляторной батарее 150 через конденсатор С2, преобразователь напряжения 210 и реле SMR 160. В результате, в моторегенераторе 10 вырабатывает противодействующий электродвижущий крутящий момент Тс.
[0060] Если преобразователь напряжения 210 приводится в состояние отключения вентилей в момент времени t1, ток IM1 мотора-генератора поступает от мотора-генератора 10 к конденсатору С2, однако при этом не происходит переноса заряда из конденсатора С2 в конденсатор С1. Поэтому, напряжение VH в системе электропитания повышается по сравнению с таковым до момента времени 1. Если напряжение VH в системе электропитания достигает обратного электродвижущего напряжения Vc, а именно, если зарядка конденсатора С2 завершена, и разность потенциалов ΔV становится равной 0, ток IM1 мотора-генератора прекращает идти. Соответственно, противодействующий электродвижущий крутящий момент Тс (абсолютное значение), вырабатываемый в моторе-генераторе 10, также становится равным 0.
[0061] Таким образом, в соответствии с первым вариантом осуществления, преобразователь напряжения 210 приводится в состояние отключения вентилей так, чтобы ток IM1 мотора-генератора, проходящий через токопровод CP, прерывался. В результате, противодействующий электродвижущий крутящий момент Тс перестает генерироваться. Следовательно, можно предотвратить генерацию крутящего момента на приводном валу Тер в качестве реакции противодействующего электродвижущего крутящего момента Тс без остановки двигателя 100.
[0062] На фиг. 8 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая управление при движении транспортного средства 1 в соответствии с первым вариантом осуществления. Последовательность операций в соответствии с блок-схемами, приведенными на фиг. 8 и фиг. 11 или фиг. 13, которая будет описана далее, выполняются при вызове из основной программы каждый раз, когда удовлетворяется заданное условие, или истекает заданный период времени. Притом, что каждый этап (который будет иметь сокращение "S" далее) в этой блок-схеме в основном реализуется через программную обработку в блоке ЭБУ 300, он может быть реализован с помощью аппаратных средств обработки с использованием электронной схемы, выполненной в блоке ЭБУ 300.
[0063] На этапе S110 блок ЭБУ 300 определяет, способны ли инверторы 221, 222 нормально выполнять операцию электрического запуска моторов-генераторов 10, 20. Если моторы-генераторы 10, 20 запускаются нормально (ДА на этапе S110), то блок ЭБУ 300 переходит к этапу S120 и устанавливает режим управления в обычный режим для обеспечения обычного передвижения транспортного средства 1. Затем блок ЭБУ 300 возвращается к основной программе.
[0064] Если же, с другой стороны, моторы-генераторы 10, 20 не способны запускаться нормально (НЕТ на этапе S110), блок ЭБУ 300 устанавливает режим управления в режим аварийной эвакуации и обеспечивает передвижение транспортного средства 1 без инвертора, на этапах с S130 по S180. В последующем описании будет подробно описано управление при движении транспортного средства 1 без инвертора.
[0065] На этапе S130, блок ЭБУ 300 выдает сигналы SDN1, SDN2 отключения вентилей с тем, чтобы привести инверторы 221, 222 в состояние отключения вентилей. Таким образом, инверторы 221, 222 могут быть защищены. Кроме того, блок ЭБУ 300 выдает управляющий сигнал СШИМ таким образом, чтобы преобразователь напряжения 210 выполнял операцию ШИМ (этап S140).
[0066] На этапе S150 блок ЭБУ 300 определяет, находится ли двигатель 100 в работающем состоянии. Если двигатель 100 уже находится в работающем состоянии (ДА на этапе S150), блок ЭБУ 300 поддерживает двигатель 100 в работающем состоянии (этап S151). Таким образом, крутящий момент на приводном валу Теп генерируется, за счет чего реализуется движение без инвертора. Более конкретно, преобразователь напряжения 210 выполняет операцию ШИМ с тем, чтобы поддерживать токопровод CP в токопроводящем состоянии (состояние проводимости тока); поэтому ток IM1 мотора-генератора способен проходить от мотора-генератора 10 к аккумуляторной батарее 150. Блок ЭБУ 300 управляет двигателем 100 так, чтобы регулировать число оборотов Ne, при этом число оборотов Nm1 удерживается в диапазоне (зона, в которой число оборотов Nm1 выше, чем N на фиг. 5), в котором обратное электродвижущее напряжение Vc выше, чем напряжение VH в системе электропитания. В результате, ток IM1 мотора-генератора непрерывно поступает через токопровод CP, при этом могут возникать противодействующий электродвижущий крутящий момент Тс и крутящий момент на приводном валу Тер.
[0067] С другой стороны, когда двигатель 100 заглушен (НЕТ на этапе S150), блок ЭБУ 300 определяет, является ли скорость V транспортного средства равной или превышает заданное значение (этап S152). Эта операция выполняется с тем, чтобы определить, может ли коленчатый вал двигателя 100 быть провернут от трехфазного управления ВКЛ инвертора 221, как описано далее. Ранее указанное заданное значение определяют заранее в качестве порогового значения для определения того, может ли быть провернут коленчатый вал двигателя 100.
[0068] Когда скорость V транспортного средства равна или превышает заданное значение, а именно, когда транспортное средство 1 движется в режиме EV со скоростью V транспортного средства, превышающей заранее заданное значение (ДА на этапе S152), блок ЭБУ 300 выполняет трехфазное управление ВКЛ инвертора 221 таким образом, чтобы провернуть коленчатый вал двигателя 100 (этап S153).
[0069] На фиг. 9 представлен вид, подходящий для пояснения трехфазного управления ВКЛ инвертора 221. Как показано на фиг. 9, при трехфазном управлении ВКЛ, все переключающие устройства Q3, Q5, Q7, которые образуют верхнее ответвление инвертора 221, переключаются в токопроводящее состояние. В качестве альтернативы, все переключающие устройства Q4, Q6, Q8, которые образуют нижнее ответвление, могут быть переключены в токопроводящее состояние. Если выполняется трехфазное управление ВКЛ, при этом ток проходит, как показано стрелками AR3, ДО4, то вырабатывается крутящий момент (тормозящий крутящий момент), который воздействует на мотор-генератор 10 в направлении, препятствующем его вращению. Коленчатый вал двигателя 100 может быть провернут с помощью этого тормозящего крутящего момента.
[0070] Возвращаясь к фиг. 8, на этапе S154, если число оборотов Ne двигателя 100 достигает заданного значения через проворачивание коленчатого вала при трехфазном управлении ВКЛ, блок ЭБУ 300 выполняет впрыск топлива и зажигание с тем, чтобы запустить двигатель 100. Затем, блок ЭБУ 300 снова приводит инвертор 221 в состояние отключения вентилей (этап S155).
[0071] По мере того как число оборотов Nm1 мотора-генератора 10 понижается, ослабевает тормозящий крутящий момент, вырабатываемый при трехфазном управлении ВКЛ. Например, когда двигатель 100 находится в заглушенном состоянии и транспортное средство остановлено (то есть, когда число оборотов Nm2 мотора-генератора 20 составляет 0), число оборотов Nm1 также равно 0, как понятно из взаимозависимости на номограмме; следовательно, ток не проходит и тормозящий крутящий момент не вырабатывается, даже если выполняется трехфазное управление ВКЛ. Поэтому коленчатый вал двигателя 100 не может быть провернут, и, таким образом, двигатель 100 не может быть запущен. Таким образом, когда скорость V транспортного средства ниже, чем заданное значение на этапе S152, а именно, когда транспортное средство 1 остановлено и при этом двигатель 100, находится в заглушенном состоянии, или когда транспортное средство 1 движется в режиме EV с низкой скоростью (НЕТ на этапе S152), блок ЭБУ 300 приводит транспортное средство 1 в состояние (считываемое состояние), при котором транспортное средство 1 не способно передвигаться с отключенной системой электропитания.
[0072] На этапе S160 блок ЭБУ 300 определяет режим работы коробки передач, соответствующий положению рычага переключения передач, на основании сигнала от датчика положения 510. Кроме того, блок ЭБУ 300 определяет, является ли режим работы коробки передач, определенный таким образом, режимом, не предназначенным для движения вперед (этап S170).
[0073] Когда режимом работы коробки передач является режим, не предназначенный для движения вперед, а именно, когда режимом работы коробки передач является режим Р, режим N или режим R (ДА на этапе S170), блок ЭБУ 300 переходит к этапу S180 и приводит преобразователь напряжения 210 в состояние отключения вентилей. Эта операция была подробно описана со ссылкой на фиг. 6 и фиг. 7, и поэтому ее пояснение не будет повторяться. После того, как операция на этапе S180 завершается, блок ЭБУ 300 возвращается к основной программе.
[0074] С другой стороны, когда режимом работы коробки передач является режим, предназначенный для движения вперед, а именно, когда режимом работы коробки передач является режим D или режим В (НЕТ на этапе S170), блок ЭБУ 300 пропускает этап S180 и возвращается к основной программе. В этом случае мотор-генератор 10 поддерживается в состоянии, при котором вырабатывается противодействующий электродвижущий крутящий момент Тс; поэтому транспортное средство 1 может получить движущую силу вперед от крутящего момента на приводном валу Тер в качестве реакции противодействующего электродвижущего крутящего момента Тс.
[0075] Как было описано ранее, в соответствии с первым вариантом осуществления, когда режим работы коробки передач переключается в режим, не предназначенный для движения вперед, во время управления при движении без инвертора, преобразователь напряжения 210 приводится в состояние отключения вентилей, при этом ток IM1 мотора-генератора, проходящий через токопровод CP между мотором-генератором 10 и аккумуляторной батареей 150, прерывается. В результате, предотвращается генерирование противодействующего электродвижущего крутящего момента Тс мотором-генератором 10. Это позволяет предотвратить генерацию крутящего момента на приводном валу Тер в качестве реакции противодействующего электродвижущего крутящего момента Тс и в то же время продолжать передвижение в режиме аварийной эвакуации, поддерживая двигатель 100 в работающем состоянии.
[0076] В первом варианте осуществления был описан способ прерывания тока IM1 мотора-генератора за счет приведения преобразователя напряжения 210 в состояние отключения вентилей. Во втором варианте осуществления, когда режимом работы коробки передач является режим, не предназначенный для движения вперед, во время управления при движении без инвертора, реле SMR 160 размыкается с тем, чтобы разомкнуть токопровод CP и, тем самым, прервать подачу тока IM1 мотора-генератора. Общая конфигурация гибридного транспортного средства и конфигурация его системы электропитания в соответствии со вторым вариантом осуществления, по существу, такие же, как и общая конфигурация транспортного средства 1 (см. фиг. 1) и конфигурации системы электропитания (см. фиг. 2), соответственно; поэтому, описание не будет повторяться.
[0077] На фиг. 10 представлен вид в виде схемы, показывающий конфигурацию системы электропитания, когда ток IM1 мотора-генератора, проходящий через токопровод CP, прерывается по второму варианту осуществления. Если реле SMR 160 разомкнуто, напряжение VH в системе электропитания возрастает по мере протекания зарядки конденсатора С2, как и в первом варианте осуществления (см. фиг. 7). Затем, если напряжение VH в системе электропитания достигает обратного электродвижущего напряжения Vc, ток IM1 мотора-генератора перестает идти и противодействующий электродвижущий крутящий момент Тс не генерируется. Таким образом, во втором варианте осуществления, также предотвращается генерирование противодействующего электродвижущего крутящего момента Тс, при этом предотвращается генерация крутящего момента на приводном валу Тер.
[0078] Затем, если режим работы коробки передач переключается в режим, предназначенный для движения вперед, реле SMR 160 замыкается, при этом вновь вырабатывается противодействующий электродвижущий крутящий момент Тс и крутящий момент на приводном валу Тер, вызванные крутящим моментом Тс, и передвижение в режиме аварийной эвакуации может быть возобновлено.
[0079] На фиг. 11 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая управление при движении гибридного транспортного средства согласно второму варианту осуществления. Когда запускается обработка данных, представленная на этой блок-схеме, реле SMR 160 находится в замкнутом состоянии. Эта блок-схема отличается от блок-схемы (см. фиг. 8) по первому варианту осуществления тем, что включает в себя этап S280 вместо этапа S180.
[0080] Когда режимом работы коробки передач является режим, не предназначенный для движения вперед (ДА на этапе S270), блок ЭБУ 300 переходит к этапу S280 и размыкает реле SMR 160 с тем, чтобы разомкнуть токопровод CP и прервать подачу тока IM1 мотора-генератора. В результате, предотвращается возникновение противодействующего электродвижущего крутящего момента Тс, при этом предотвращается возникновение крутящего момента на приводном валу Тер. Другие этапы на блок-схеме, приведенной на фиг. 11, эквивалентны соответствующим этапам на блок-схеме по первому варианту осуществления (а именно, этапы S210 - S270 и этап S290 эквивалентны этапам S110 - S170 и этапу S190). Таким образом, подробное описание этих этапов не будет повторяться.
[0081] Как было описано ранее, в соответствии со вторым вариантом осуществления, когда режимом работы коробки передач становился режим, не предназначенный для движения вперед, во время управления при движении без инвертора, ток IM1 мотора-генератора, который проходит через токопровод CP, размыкается реле SMR 160. Таким образом, поскольку предотвращается генерирование противодействующего электродвижущего крутящего момента Тс мотором-генератором 10, можно предотвратить возникновение крутящего момента на приводном валу Тер, при этом поддерживая двигатель 100 в работающем состоянии, как и в первом варианте осуществления. Кроме того, применение реле SMR 160 дает возможность прерывать ток IM1 мотора-генератора и предотвращать возникновение крутящего момента на приводном валу Тер, даже если транспортное средство 1 не оборудовано преобразователем напряжения 210, хотя это и не показано на чертежах. В результате, передвижение в режиме аварийной эвакуации может быть продолжено.
[0082] Реле SMR 160 соответствует понятию "реле" в соответствии с настоящим изобретением. В то время как реле SMR 160 электрически подсоединено между аккумуляторной батареей 150 и преобразователем напряжения 210 в описанной выше конструкции по второму варианту осуществления, упомянутое "реле", в соответствии с настоящим изобретением, может быть предусмотрено на токопроводе CP между мотором-генератором 10 и аккумуляторной батареей 150. Соответственно, реле SMR 160 может быть заменено другим реле, встроенным, например, в аккумуляторную батарею 150 или блок БУП 200.
[0083] В третьем варианте осуществления ток IM1 мотора-генератора прерывается соответствующим подбором одного из двух способов, т.е., приведения преобразователь напряжения 210 в состояние отключения вентилей, и размыкания реле SMR 160.
[0084] Как правило, контактная площадь контактов реле мала, когда реле разомкнуто, по сравнению со случаем, когда реле находится в замкнутом состоянии. Поэтому, если реле разомкнуто, без учета того, несколько велик ток, проходящий через реле, ток может быть сконцентрирован на очень маленьких контактных поверхностях, и может произойти перегорание и слипание контактов. Таким образом, с точки зрения предотвращения перегорания и слипания контактов, желательно, размыкать реле, когда ток достаточно мал.
[0085] В то же время, так как мотор-генератор 10 в основном вырабатывает электрическую мощность в течение всего времени во время управления при движении без инвертора, ток непрерывно проходит через реле SMR 160. Соответственно, когда преобразователем напряжения 210 можно управлять, то предпочтительно прервать ток IM1 мотора-генератора за счет приведения преобразователя напряжения 210 в состояние отключения вентилей, как было описано ранее в первом варианте осуществления. Таким образом, можно предотвратить возникновение излишнего крутящего момента на приводном валу Teq, избегая при этом перегорания и слипания контактов реле SMR 160.
[0086] Вместе с тем, может возникнуть ситуация, когда режим работы коробки передач не может быть определен, что делает невозможным управление преобразователем напряжения 210 в соответствии с режимом работы коробки передач, в зависимости от конфигурации блока ЭБУ 300, как будет описано далее.
[0087] На фиг. 12 представлен вид, показывающий пример конфигурации блока ЭБУ 300 в соответствии с третьим вариантом осуществления. Блок ЭБУ 300 включает в себя блок ЭБУ-HV 310, блок ЭБУ-MG 320 и блок ЭБУ 330 двигателя внутреннего сгорания.
[0088] Блок ЭБУ-HV 310 (первый блок управления) формирует управляющие команды для моторов-генераторов 10, 20 и выводит эти команды на блок ЭБУ-MG 320. Управляющие команды включают в себя управляющую команду разрешения и управляющую команду блокирования (а именно, команду на отключение вентилей для каждого из инверторов 221, 222) для каждого из моторов-генераторов 10, 20, командное значение крутящего момента для каждого из моторов-генераторов 10, 20, а также соответствующие командные значения, например, числа оборотов Nm1, Nm2.
[0089] Блок ЭБУ-HV 310 также устанавливает целевое значение (которое далее будет также называться «целевым напряжением в системе электропитания") VHtag напряжения на выходе преобразователя напряжения 210 и выдает сигнал, сообщающий о целевом значении, на блок ЭБУ-MG 320. Блок ЭБУ-HV 310 формирует команду на отключение вентилей для преобразователя напряжения 210 и выводит такую команду на блок ЭБУ-MG 320.
[0090] Кроме того, блок ЭБУ-HV 310 определяет требуемую мощность двигателя Ре * и выдает сигнал, сообщающий о таком значении, на блок ЭБУ 330 двигателя внутреннего сгорания. Блок ЭБУ-HV 310 формирует управляющий сигнал SE для переключения реле SMR 160 между разомкнутым состоянием и замкнутым состоянием и выводит сигнал на реле SMR 160.
[0091] Блок ЭБУ-MG 320 (второй блок управления) принимает управляющие команды для моторов-генераторов 10, 20, целевое напряжение VHtag в системе электропитания и команду на отключение вентилей для преобразователя напряжения 210 от блока ЭБУ-HV 310. Блок ЭБУ-MG 320 также принимает сигналы (VH, IM1, ИМ2, Nm1, Nm2) от датчика напряжения 230, датчиков тока 241, 242 и счетно-решающих устройств 421, 422.
[0092] Блок ЭБУ-MG 320 управляет преобразователем напряжения 210, при этом напряжение VH в системе электропитания следует за целевым напряжением VHtag в системе электропитания на основании сообщенных ранее значений команд, целевого напряжения VHtag в системе электропитания и соответствующие сигналов. Более конкретно, блок ЭБУ-MG 320 формирует управляющий сигнал СШИМ, на основании напряжения VH в системе электропитания и целевого напряжения VHtag в системе электропитания, и выводит сигнал СШИМ на преобразователь напряжения 210. Если, с другой стороны, блок ЭБУ-MG 320 принимает от блока ЭБУ-HV 310 команду на отключение вентилей преобразователя напряжения 210, то блок ЭБУ-MG 320 формирует сигнал SDNC отключения вентилей и выводит этот сигнал на преобразователь напряжения 210.
[0093] Кроме того, блок ЭБУ-MG 320 также управляет инверторами 221, 222 таким образом, что моторы-генераторы 10, 20 работают в соответствии с рабочими командами, полученными от блока ЭБУ-HV 310. Поскольку управление инвертором 221 эквивалентно управлению инвертором 222, управление инвертором 221 будет описано в качестве типового. Когда блок ЭБУ-MG 320 получает от блока ЭБУ-HV 310 управляющую команду разрешения для мотора-генератора 10, он формирует управляющий сигнал ШИМ1, на основании напряжения VH в системе электропитания, тока IM1 мотора-генератора и значения команды крутящего момента, и выводит этот сигнал на инвертор 221. С другой стороны, когда блок ЭБУ-MG 320 получает от блока ЭБУ-HV 310 команду на отключение вентилей для инвертора 221, он формирует сигнал SDN1 отключения вентилей и выводит этот сигнал на инвертор 221.
[0094] Блок ЭБУ 330 двигателя внутреннего сгорания получает число оборотов Ne от датчика 410 скорости вращения коленчатого вала и выдает его значение на блок ЭБУ-HV 330. Блок ЭБУ 330 двигателя внутреннего сгорания также управляет впрыском топлива, опережением зажигания, газораспределением и т.д. у двигателя 100 так, чтобы двигатель 100 запускался в рабочей точке (целевое число оборотов и целевой крутящий момент двигателя), определяемой на основании требуемой мощности Ре * двигателя, устанавливаемой блоком ЭБУ-HV 310.
[0095] С помощью блока ЭБУ 300, сконфигурированного, как было описано ранее, когда нет нарушения связи между блоком ЭБУ-HV 310 и блоком ЭБУ-MG 320, а режимом работы коробки передач является режим, не предназначенный для движения вперед, ток IM1 мотора-генератора прерывается за счет приведения преобразователя напряжения 210 в состояние отключения вентилей. Таким образом, поскольку ток IM1 мотора-генератора может быть прерван без размыкания реле SMR 160, можно избежать слипания контактов в реле SMR 160.
[0096] С другой стороны, в случае нарушения связи команда на отключение вентилей для преобразователя напряжения 210 не может быть передана от блока ЭБУ-HV 310 на блок ЭБУ-MG 320. Поскольку блок ЭБУ-MG 320 не получает сигнал, сообщающий о положении рычага переключения передач, блок ЭБУ-MG 320 не может привести преобразователь напряжения 210 в состояние отключения вентилей, даже если режимом работы коробки передач является режим, не предназначенный для движения вперед. Соответственно, в третьем варианте осуществления, даже если имеется вероятность слипания контактов в реле SMR 160, ток IM1 мотора-генератора прерывается за счет размыкания реле SMR 160 под управлением блока ЭБУ-HV, и, соответственно, размыкая токопровод СР. А именно, когда происходит нарушение связи, предотвращение формирования крутящего момента на приводном валу Тер имеет приоритет над избеганием слипания контактов.
[0097] Таким образом, в третьем варианте осуществления, ток IM1 мотора-генератора прерывается одним из двух способов, т.е., привидением преобразователя напряжения 210 в состояние отключения вентилей, и размыканием реле SMR 160, один из которых выбирается в зависимости от того, произошло ли нарушение связи между блоком ЭБУ-HV 310 и блоком ЭБУ-MG 320.
[0098] На фиг. 13 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая управление передвижением гибридного транспортного средства согласно третьему варианту осуществления. Когда запускается обработка данных, как показано на этой блок-схеме, реле SMR 160 находится в замкнутом состоянии. В последующем описании блок ЭБУ-HV 310, блок ЭБУ-MG 320 и блок ЭБУ 330 двигателя будут называться просто "блок ЭБУ 300", когда они не отличаются друг от друга.
[0099] На этапе S310 блок ЭБУ 300 определяет, способны ли инверторы 221, 222 нормально выполнять операцию электрического запуска моторов-генераторов 10, 20. Если моторы-генераторы 10, 20 могут нормально запускаться (НЕТ на этапе S310), то блок ЭБУ 300 переходит к этапу S320, чтобы установить режим управления в нормальный режиме, а также обеспечить нормальное передвижение транспортного средства 1. Затем блок ЭБУ 300 возвращается к основной программе.
[0100] Если моторы-генераторы 10, 20 не могут нормально запускаться (ДА на этапе S310), то блок ЭБУ 300 устанавливает режим управления в режим аварийной эвакуации и обеспечивает передвижение транспортного средства 1 без инвертора, на этапах S330, S340, S350 и S351 - S355. Обработка данных на этапах S330, S340, S350, S351 - S355 является по существу такой же, как и на этапах S130, S140, S150, S151 - S155 (см. фиг. 8) по первому варианту осуществления, и поэтому не будет поясняться повторно.
[0101] На этапе S400 блок ЭБУ-HV 310 определяет, имеется ли нарушение связи между блоком ЭБУ-HV 310 и блоком ЭБУ-MG 320. Если нарушения связи нет (НЕТ на этапе S400), блок ЭБУ-HV 310 переходит к этапу S410 и определяет режим работы коробки передач, соответствующий положению рычага переключения передач, на основании сигнала от датчика положения 510. Затем блок ЭБУ-HV 310 определяет, является ли определенный режим работы коробки передач режимом, не предназначенным для движения вперед (этап S420).
[0102] Если режимом работы коробки передач является режим, не предназначенный для движения вперед (ДА на этапе S420), блок ЭБУ-HV 310 выдает блоку ЭБУ-MG 320 команду на отключение вентилей для преобразователя напряжения 210. В ответ на команду на отключение вентилей, блок ЭБУ-MG 320 приводит преобразователь напряжения 210 в состояние отключения вентилей, чтобы прервать ток IM1 мотора-генератора (этап S430). С другой стороны, когда режимом работы коробки передач является режим, предназначенный для движения вперед (НЕТ на этапе S420), блок ЭБУ-HV 310 пропускает этап S430 и возвращается к основной программе. А именно, операция ШИМ преобразователя напряжения 210 продолжается, при этом продолжает генерироваться крутящий момент на приводном валу Тер.
[0103] С другой стороны, когда есть нарушение связи на этапе S400 (ДА на этапе S400), блок ЭБУ-HV 310 определяет режим работы коробки передач, на основании сигнала от датчика положения (этап S510). Затем блок ЭБУ-HV 310 определяет, является ли режим работы коробки передач режимом, не предназначенным для движения вперед (этап S520).
[0104] Если режимом работы коробки передач является режим, не предназначенный для движения вперед (ДА на этапе S520), то блок ЭБУ-HV 310 размыкает реле SMR 160 таким образом, чтобы разомкнуть токопровод CP и прервать ток IM1 мотора-генератора (этап S530). Таким образом, предотвращается возникновение противодействующего электродвижущего крутящего момента Тс, и, следовательно, предотвращается возникновение крутящего момента на приводном валу Тер.
[0105] Если же, с другой стороны, режимом работы коробки передач является режим, предназначенный для движения вперед (НЕТ на этапе S520), то блок ЭБУ-HV 310 пропускает этап S530 и возвращается к основной программе. А именно, реле SMR 160 удерживается в замкнутом состоянии. В этом случае возникает противодействующий электродвижущий крутящий момент Тс, при этом транспортное средство 1 может получить движущую силу в направлении вперед, вызванное крутящим моментом на приводном валу Тер.
[0106] Как было описано ранее, в соответствии с третьим вариантом осуществления, когда нет нарушения связи между блоком ЭБУ-HV 310 и блоком ЭБУ-MG, и режимом работы коробки передач является режим, не предназначенный для движения вперед, преобразователь напряжения 210 приводится в состояние отключения вентилей, при этом прерывается ток IM1 мотора-генератора. Таким образом, можно предотвратить возникновение крутящего момента на приводном валу Тер, и при этом избежать слипания контактов в реле SMR 160, сохраняя двигатель 100 в работающем состоянии. В результате, передвижение может быть продолжено в режиме аварийной эвакуации. С другой стороны, даже в том случае, когда имеется нарушение связи, ток IM1 мотора-генератора прерывается за счет размыкания реле SMR 160 под управлением блока ЭБУ-HV 310. А именно, предотвращение возникновения крутящего момента на приводном валу Тер имеет приоритет над избеганием слипания контактов; поэтому можно предотвратить возникновение крутящего момента на приводном валу Тер с большей надежностью.
[0107] При том, что блок ЭБУ 300 подразделяется на три блока (блок ЭБУ-HV 310, блок ЭБУ-MG 320 и блок ЭБУ 330 двигателя внутреннего сгорания) в примере конфигурации третьего варианта осуществления, блок ЭБУ-HV 310 и блок ЭБУ 330 двигателя внутреннего сгорания могут быть объединены в один блок. В другом примере, блок ЭБУ 300 может подразделяться на четыре или более блоков.
[0108] В вариантах осуществления настоящего изобретения с первого по третий планетарный механизм 30 включает в себя солнечную шестерню S, входящую в зацепление с ротором мотора-генератора 10, водило СА, входящее в зацепление с коленчатым валом 110 двигателя 100, а также ведомую шестерню R, входящую в зацепление с приводным валом 60. Тем не менее, "планетарный механизм" в соответствии с настоящим изобретением не ограничивается этой конструкцией, с тем условием, что он выполнен таким образом, чтобы противодействующая сила от крутящего момента на выходе мотора-генератора воздействовала на приводной вал. "Планетарный механизм" может быть выполнен в виде механизма планетарной зубчатой передачи 30А, как показано на фиг. 14, вместо планетарного механизма 30. Механизм планетарной зубчатой передачи 30А имеет конструкцию, в которой солнечная шестерня S находится в зацеплении с выходным валом 60, а водило СА находится в зацеплении с коленчатым валом 110 двигателя 100, при этом ведомая шестерня R, например, находится в зацеплении с ротором мотора-генератора 10.