СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СИЛОВОЙ УСТАНОВКОЙ И СИЛОВАЯ УСТАНОВКА
POWER PLANT CONTROL METHOD AND POWER PLANT

Область техники, к которой относится изобретение
[0001]
Настоящее изобретение относится к способу управления электрическим устройством и электрическому устройству.
Уровень техники
[0002]
Патентный документ 1 раскрывает рекуперативное устройство управления, которое способно переключаться между управлением прокруткой двигателя и управлением горением. При управлении прокруткой двигателя двигатель, который вращается с использованием рекуперативной мощности, подаваемой от устройства, отличного от двигателя, используется для принудительного вращения двигателя, к которому отключена подача топлива, в обеспечение тем самым потребления рекуперативной мощности. При управлении горением топливо подается в двигатель для вращения двигателя.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Патентная литература
[0003]
Патентный документ 1: Японская выложенная патентная публикация № 2017-114206
Сущность изобретения
Техническая проблема
[0004]
Однако в примере, раскрытом в патентном документе 1, существует проблема в том, что нерегулярный звук формируется от системы впуска двигателя, когда управление прокруткой двигателя переключается на управление горением для уменьшения скорости вращения двигателя, которая была увеличена для потребления рекуперативной мощности при управлении прокруткой двигателя до предварительно определенной скорости вращения посредством крутящего момента двигателя.
[0005]
Настоящее изобретение было выполнено с учетом вышеупомянутых проблем, и целью настоящего изобретения является создание способа управления электрическим устройством и электрическое устройство, которые минимизируют нерегулярный звук от системы впуска двигателя, формируемый, когда управление прокруткой двигателя переключается на управление горением, и скорость вращения двигателя уменьшается до предварительно определенной скорости вращения посредством крутящего момента двигателя.
Решение проблемы
[0006]
Чтобы решить вышеупомянутые проблемы, в способе управления электрическим устройством и электрическом устройстве в соответствии с аспектом настоящего изобретения в течение периода, в котором скорость вращения двигателя внутреннего сгорания, переключающегося из режима без сгорания в режим сгорания, уменьшается до скорости вращения в предварительно определенном диапазоне скорости вращения посредством первого электродвигателя, крутящий момент, формируемый посредством двигателя внутреннего сгорания, устанавливается ниже требуемого крутящего момента в пределах предварительно определенного диапазона скорости вращения для двигателя внутреннего сгорания в режиме сгорания.
Положительные эффекты изобретения
[0007]
Согласно настоящему изобретению можно минимизировать нерегулярный звук от системы впуска двигателя, формируемый, когда управление прокруткой двигателя переключается на управление горением.
Краткое описание чертежей
[0008]
[Фиг. 1] Фиг. 1 является блок-схемой, иллюстрирующей конфигурацию гибридного автомобиля, включающего в себя электрическое устройство, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
[Фиг. 2] Фиг. 2 является блок-схемой, иллюстрирующей функциональные составляющие элементы, включенные в контроллер транспортного средства.
[Фиг. 3] Фиг. 3 - схема, иллюстрирующая процедуру обработки для ограничения крутящего момента, выполняемую посредством электрического устройства в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
[Фиг. 4] Фиг.4 - временные диаграммы, иллюстрирующие первый пример ограничения крутящего момента, выполняемого посредством электрического устройства в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, где (а) иллюстрирует изменение скорости вращения двигателя, (b) иллюстрирует изменение открытия дроссельной заслонки, (с) иллюстрирует изменение командного крутящего момента двигателя, и (d) иллюстрирует изменение движущей силы транспортного средства.
[Фиг. 5] Фиг. 5 является временными диаграммами, иллюстрирующими второй пример ограничения крутящего момента, выполняемого посредством электрического устройства в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, где (a) иллюстрирует изменение командного крутящего момента двигателя, (b) иллюстрирует изменение движущей силы транспортного средства, и (c) иллюстрирует изменение дополнительной мощности.
Описание вариантов осуществления
[0009]
Варианты осуществления настоящего изобретения описаны ниже со ссылкой на сопровождающие чертежи. В пояснениях одинаковые части обозначены одинаковыми ссылочными позициями, а их избыточные пояснения опущены.
[0010]
[Конфигурация электрического устройства]
Конфигурация гибридного автомобиля, включающего в себя электрическое устройство, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения описана со ссылкой на фиг.1. Гибридный автомобиль в соответствии с настоящим вариантом осуществления включает в себя двигатель 1 (двигатель внутреннего сгорания), генератор 4 (первый электродвигатель), аккумулятор 5, приводной двигатель 6 (второй электродвигатель) и колеса 7 (ведущие колеса). В гибридном автомобиле не двигатель 1 приводит в движение колеса 7, а приводной двигатель 6 приводит в движение колеса 7, используя мощность от аккумулятора 5. Поскольку двигатель 1, аккумулятор 5, приводной двигатель 6 и колеса 7 соединены последовательно (последовательное соединение), гибридный автомобиль называется «последовательным гибридным автомобилем».
[0011]
Двигатель 1 механически соединен с генератором 4. Генератор 4 подключен к аккумулятору 5 так, что генератор 4 имеет возможность передавать и принимать мощность от аккумулятора 5. Генератор 4 и приводной двигатель 6 также соединены так, что можно передавать и принимать мощность между ними. Аккумулятор 5 и приводной двигатель 6 также соединены таким образом, что между ними можно передавать и принимать мощность. Приводной двигатель 6 механически соединен с осью через зубчатую передачу 16. Ось механически соединена с колесами 7.
[0012]
Движущая сила двигателя 1 передается на генератор 4, и генератор 4 вращается с использованием движущей силы двигателя 1 и формирует мощность. Когда мощность, формируемая посредством генератора 4, поступает в аккумулятор 5, эта мощность  расходуется на зарядку аккумулятора 5. Когда мощность, формируемая посредством генератора 4, поступает в приводной двигатель 6, эта мощность потребляется для привода приводного двигателя 6.
[0013]
В приводной двигатель 6 подается питание от одного или обоих генераторов 4 и аккумулятора 5. Приводной двигатель 6 потребляет подаваемую мощность для формирования движущей силы. Движущая сила приводного двигателя 6 передается через зубчатую передачу 16 и ось на колеса 7. Колеса 7 вращаются с использованием движущей силы приводного двигателя 6, так что последовательный гибридный автомобиль (в дальнейшем сокращенно обозначаемый как «транспортное средство») движется.
[0014]
В случае, например, во время замедления транспортного средства или когда транспортное средство движется под уклон, где крутящий момент вводится с колес 7 через ось и зубчатую передачу 16 в приводной двигатель 6, и, таким образом, приводной двигатель 6 вращается с использованием входного крутящего момента приводной двигатель 6 работает как генератор для формирования рекуперативной мощности. Когда рекуперативная мощность формируется в приводном двигателе 6, реакция крутящего момента, вводимого в приводной двигатель 6, вызывает формирование рекуперативной тормозной силы на колесах 7 через зубчатую передачу 16 и ось.
[0015]
Когда рекуперативная мощность, формируемая в приводном двигателе 6, течет к аккумулятору 5, рекуперативная мощность  потребляется для зарядки аккумулятора 5. Когда рекуперативная мощность, формируемая в приводном двигателе 6, поступает в генератор 4, рекуперативная мощность потребляется для приведения в действие двигателя 1 и генератора 4 против сопротивления двигателя 1 (торможение двигателем).
[0016]
Аккумулятор 5 имеет функцию зарядки и разрядки. Когда аккумулятор 5 заряжается, аккумулятор 5 накапливает в себе энергию мощности, подаваемой от генератора 4 или приводного двигателя 6. Когда аккумулятор 5 разряжается, аккумулятор 5 подает накопленную в нем энергию в качестве мощности в приводной двигатель 6.
[0017]
Поток мощности между генератором 4, аккумулятором 5 и приводным двигателем 6 может изменяться в зависимости от соответствующих состояний аккумулятора 5 и приводного двигателя 6, условий движения транспортного средства и других факторов, таких как статус потребности в подводе мощности во всем транспортном средстве, включая дополнительные устройства, установленные в транспортном средстве (такие как кондиционер, автомобильная стереосистема и навигационная система). Поток мощности между генератором 4, аккумулятором 5 и приводным двигателем 6 определяется посредством управления, выполняемого посредством контроллера 14 транспортного средства, описанного ниже.
[0018]
Например, когда приводному двигателю 6 необходимо формировать движущую силу, допустимо, чтобы мощность подавалась от аккумулятора 5 в приводной двигатель 6. Когда достаточная мощность не может быть подана от аккумулятора 5 в приводной двигатель 6, допустимо приводить двигатель 1 в действие для формирования мощности в генераторе 4, так что в дополнение к мощности от аккумулятора 5, мощность от генератора 4 также подается в приводной двигатель 6.
[0019]
Когда зарядка аккумулятора 5 не завершена, допустимо, чтобы рекуперативная мощность, формируемая посредством приводного двигателя 6 во время замедления транспортного средства или когда транспортное средство движется вниз, подавалась от приводного двигателя 6 в аккумулятор 5. Кроме того, в состоянии, когда зарядка аккумулятора 5 не завершена, допустимо приводить двигатель 1 в действие для формирования мощности в генераторе 4 и подачи мощности от генератора 4 к аккумулятору 5.
[0020]
Когда состояние заряда (SOC - state of charge) аккумулятора 5 является высоким, допустимо, чтобы рекуперативная мощность, формируемая посредством приводного двигателя 6 во время замедления транспортного средства или когда транспортное средство движется под уклон, подавалась в генератор 4. В этом случае рекуперативная мощность, подаваемая от приводного двигателя 6 в генератор 4, потребляется генератором 4 для противодействия торможению двигателем, применяемому посредством двигателя 1. В результате этого рекуперативная мощность, подаваемая от приводного двигателя 6 в генератор 4, принудительно разряжается.
[0021]
Транспортное средство дополнительно включает в себя переключатель 17 режима (mode SW - mode switch), который выбирает один из режимов движения, рычаг 18 выбора, которым управляет водитель, датчик 19 тормоза, который определяет тормозное усилие, датчик 20 положения дроссельной заслонки (APS - accelerator position sensor), который обнаруживает открытие дроссельной заслонки, датчик 21 состояния двигателя, который определяет состояние двигателя, и контроллер 14 транспортного средства, который полностью управляет гибридным автомобилем. Контроллер 14 транспортного средства функционирует в качестве схемы управления, которая управляет электрическим устройством в соответствии с настоящим вариантом осуществления.
[0022]
Контроллер 14 транспортного средства электрически соединен с каждым из переключателя 17 режима, рычага 18 выбора, датчика 19 тормоза, датчика 20 положения дроссельной заслонки и датчика 21 состояния двигателя. Контроллер 14 транспортного средства принимает сигнал, указывающий выбранный режим движения, от переключателя 17 режима, принимает сигнал, указывающий выбранный диапазон, от рычага 18 выбора, принимает сигнал, указывающий давление тормозного масла, от датчика 19 тормоза и принимает сигнал, указывающий открытие дроссельной заслонки Ac педали управления дроссельной заслонкой (устройства ввода) от датчика 20 положения дроссельной заслонки.
[0023]
Контроллер 14 транспортного средства дополнительно принимает сигнал, указывающий состояние двигателя 1, от датчика 21 состояния двигателя. Примеры сигнала, указывающего состояние двигателя 1, включают в себя сигнал, указывающий, снабжается ли двигатель 1 топливом, и сигнал, указывающий скорость Nr вращения двигателя.
[0024]
Примеры диапазона, который можно выбрать с использованием рычага 18 выбора, включают в себя диапазон движения (D), диапазон торможения (B), диапазон заднего хода (R), диапазон нейтрали (N), диапазон парковки (P) и тому подобное.
[0025]
Контроллер 14 транспортного средства электрически соединен с двигателем 1, генератором 4 и приводным двигателем 6 через сигнальную линию. Контроллер 14 транспортного средства управляет двигателем 1, генератором 4 и приводным двигателем 6 для формирования требуемого крутящего момента Tm (движущая сила FD транспортного средства) в приводном двигателе 6 в соответствии с открытием Ac дроссельной заслонки. В частности, контроллер 14 транспортного средства передает командный крутящий момент Tc на двигатель 1.
[0026]
Фраза «передает командный крутящий момент Tc» включает в себя управление двигателем 1 таким образом, что крутящий момент, выводимый посредством двигателя 1, становится командным крутящим моментом Tc. Например, формулировка «передача командного крутящего момента Tc» включает в себя управление двигателем 1 таким образом, что крутящий момент, выводимый посредством двигателя 1, становится командным крутящим моментом Tc посредством изменения открытия дроссельной заслонки двигателя 1, изменения отношения воздух-топливо и изменения количества топлива, подаваемого в двигатель 1.
[0027]
Контроллер 14 транспортного средства управляет состояниями привода двигателя 1, генератора 4 и приводного двигателя 6 и, соответственно, состояниями других вспомогательных устройств (не показаны), так что определяется поток мощности между генератором 4, аккумулятором 5 и приводным двигателем 6.
[0028]
Контроллер 14 транспортного средства может быть реализован, например, посредством микрокомпьютера общего назначения, включающего в себя CPU (CPU - central processing unit - центральный процессор), память и блок ввода/вывода. Компьютерная программа (управляющая программа), которая вынуждает микрокомпьютер функционировать как контроллер 14 транспортного средства, установлена в микрокомпьютере, так что микрокомпьютер выполняет компьютерную программу. Благодаря этой программе микрокомпьютер общего назначения функционирует в качестве контроллера 14 транспортного средства.
[0029]
В настоящем варианте осуществления описан пример, в котором контроллер 14 транспортного средства реализован посредством программного обеспечения. Очевидно, также возможно сконфигурировать контроллер 14 транспортного средства, подготовив выделенное аппаратное обеспечение для выполнения каждого этапа обработки информации, описанного ниже. Также допустимо конфигурировать каждый из блоков (23, 25, 27, 31 и 33), включенных в контроллер 14 транспортного средства, посредством каждого отдельного оборудования. Кроме того, допустимо, чтобы контроллер 14 транспортного средства использовался в сочетании с электронным блоком управления (ECU - electronic control unit), который должен использоваться для других связанных с транспортным средством средств управления.
[0030]
Функциональные составляющие элементы, включенные в контроллер 14 транспортного средства, описаны ниже со ссылкой на фиг. 2. Контроллер 14 транспортного средства включает в себя функциональные составляющие элементы, которые являются блоком 23 определения режима сгорания двигателя, блоком 25 установки верхнего предела крутящего момента, блоком 27 установки скорости изменения скорости вращения, блоком 31 определения требуемого значения и блоком 33 определения командного значения.
[0031]
Блок 23 определения режима сгорания двигателя определяет режим двигателя для двигателя 1 на основе сигнала, принятого от датчика 21 состояния двигателя и указывающего состояние двигателя 1 (сигнал, указывающий, снабжается ли двигатель 1 топливом и сигнал, указывающий скорость Nr вращения двигателя). Существует два возможных типа режимов двигателя для двигателя 1, то есть «режим без сгорания» и «режим сгорания».
[0032]
«Режим без сгорания» относится к режиму, в котором двигатель 1 не снабжается топливом или воздухом. «Режим сгорания» относится к режиму, в котором двигатель 1 снабжается топливом и воздухом, и скорость Nr вращения двигателя находится в предварительно определенном диапазоне скоростей вращения. Предварительно определенный диапазон скоростей вращения в «режиме сгорания» определяется с учетом характеристик двигателя 1 во время горения. Например, диапазон скоростей Nr вращения двигателя, в пределах которого двигатель 1 имеет улучшенную экономию топлива, определяется как предварительно определенный диапазон скоростей вращения.
[0033]
Когда двигатель 1 находится в «режиме без сгорания», двигатель 1 не снабжается топливом. Таким образом, необходимо приложить внешний крутящий момент для вращения выходного вала движущей силы двигателя 1. Выходной вал двигателя 1 в «режиме без сгорания» вращается посредством генератора 4, приводимого в действие посредством подачи рекуперативной мощности, формируемой в приводном двигателе 6. Это позволяет принудительно разряжать рекуперативную мощность, формируемую в приводном двигателе 6.
[0034]
Вращение выходного вала двигателя посредством электродвигателя, как описано выше, называется «управлением прокруткой двигателя». Напротив, подача топлива в двигатель 1 и выдача крутящего момента с выходного вала двигателя 1 называется «управлением горением». Продолжительность «режима без сгорания» не всегда соответствует продолжительности «управления прокруткой двигателя». Продолжительность «режима сгорания» не всегда соответствует продолжительности «управления горением».
[0035]
Блок 31 определения требуемого значения определяет требуемый крутящий момент Tm, который должен быть формирован в приводном двигателе 6, на основе открытия Ac дроссельной заслонки, полученного от датчика 20 положения дроссельной заслонки.
[0036]
Блок 31 определения требуемого значения определяет мощность, полученную посредством вычитания мощности Pb, доступной для подачи от аккумулятора 5 в приводной двигатель 6, из мощности, необходимой для приводного двигателя 6 для формирования требуемого крутящего момента Tm, в качестве требуемой мощности Pd для генератора 4. Однако блок 31 определения требуемого значения определяет требуемую мощность Pd как 0 (ноль), где мощность Pb, доступная для подачи от аккумулятора 5 в приводной двигатель 6, больше, чем мощность, необходимая для приводного двигателя 6 для формирования требуемого крутящего момента Tm. Благодаря этому определению значение требуемой мощности Pd для генератора 4 равно или больше нуля.
[0037]
Кроме того, блок 31 определения требуемого значения определяет крутящий момент, необходимый для генератора 4 для формирования требуемой мощности Pd, в качестве требуемого крутящего момента Ttg (предварительно определенное пороговое значение крутящего момента) для двигателя 1.
[0038]
Блок 31 определения требуемого значения определяет мощность, полученную посредством вычитания мощности, доступной для подачи от аккумулятора 5 к вспомогательным устройствам (не показаны), установленным в транспортном средстве, из мощности, необходимой для зарядки аккумулятора 5 и управления вспомогательными устройствами, как дефицит Pw мощности вспомогательных устройств. Однако блок 31 определения требуемого значения определяет дефицит Pw мощности вспомогательных устройств как ноль, где мощность, доступная для подачи от аккумулятора 5 к вспомогательным устройствам, установленным в транспортном средстве, больше, чем мощность, необходимая для вспомогательных устройств. Благодаря этому решению значение дефицита Pw мощности вспомогательных устройств равно или больше нуля.
[0039]
Кроме того, блок 31 определения требуемого значения определяет крутящий момент, необходимый для генератора 4 для формирования полной мощности требуемой мощности Pd и дефицита Pw мощности вспомогательных устройств в качестве требуемого крутящего момента Tap для двигателя 1.
[0040]
Блок 31 определения требуемого значения определяет целевую скорость Ntg вращения двигателя 1 в «режиме сгорания». Значение целевой скорости Ntg вращения попадает в предварительно определенный диапазон скоростей вращения в «режиме сгорания».
[0041]
Блок 25 установки верхнего предела крутящего момента устанавливает значение Tmax ограничения крутящего момента (нормальное значение Tn и значение Tcr ограничения), которое является верхним пределом командного крутящего момента Tc для двигателя 1, на основе режима двигателя, определенного посредством блока 23 определения режима сгорания двигателя, скорости Nr вращения двигателя, полученной от датчика 21 состояния двигателя, и целевой скорости Ntg вращения двигателя 1. Нормальное значение Tn является значением ограничения, которое устанавливается для обеспечения безопасного привода двигателя 1 с учетом коэффициента безопасности и других факторов. Значение ограничения Tcr меньше нормального значения Tn.
[0042]
Блок 27 установки скорости изменения скорости вращения задает скорость Rdown снижения скорости вращения (нормальное значение Rn и значение Rcr ограничения) скорости Nr вращения двигателя на основе режима двигателя, определенного посредством блока 23 определения режима сгорания, скорости Nr вращения двигателя, полученной от датчика 21 состояния двигателя, и целевой скорости Ntg вращения двигателя 1. Значение Rcr ограничения, установленное как скорость Rdown снижения скорости вращения, отличается от нормального значения Rn. Значение Rcr ограничения может быть больше, чем нормальное значение Rn, или может быть меньше, чем нормальное значение Rn, если необходимо.
[0043]
Блок 33 определения командного значения сравнивает значение Tmax ограничения крутящего момента, установленное посредством блока 25 установки верхнего предела крутящего момента, с требуемым крутящим моментом Tap, определенным посредством блока 31 определения требуемого значения, и определяет меньшее из значений в качестве командного крутящего момента Тс для двигателя 1. Таким образом, командный крутящий момент Tc устанавливается как значение, не превышающее значение Tmax ограничения крутящего момента.
[0044]
Кроме того, блок 33 определения командного значения определяет командную скорость Nc вращения для двигателя 1 на основе скорости Nr вращения двигателя, полученной от датчика 21 состояния двигателя, целевой скорости Ntg вращения, определенной посредством блока 31 определения требуемого значения и скорости Rdown снижения скорости вращения, установленной посредством блока 27 установки скорости изменения скорости вращения. В частности, при условии, что скорость Nr вращения двигателя снижается к целевой скорости Ntg вращения, блок 33 определения командного значения определяет командную скорость Nc вращения так, что величина снижения скорости Nr вращения двигателя в единицу времени становится равной скорости Rdown снижения скорости вращения .
[0045]
Контроллер 14 транспортного средства управляет двигателем 1 на основе командного крутящего момента Tc и командной скорости Nc вращения для двигателя 1, как описано выше.
[0046]
[Ограничение крутящего момента с учетом скорости вращения двигателя]
Далее описана процедура обработки для ограничения крутящего момента, выполняемая посредством электрического устройства в соответствии с настоящим вариантом осуществления, со ссылкой на схему на фиг.3.
[0047]
Обработка ограничения крутящего момента, показанная на фиг.3, начинается, когда включается зажигание транспортного средства, и многократно выполняется до выключения зажигания. Каждый раз, когда выполняется обработка ограничения крутящего момента, проиллюстрированная на фиг.3, блок 33 определения командного значения определяет командный крутящий момент Tc и командную скорость Nc вращения для двигателя 1.
[0048]
Как показано на фиг.3, на этапе S101 контроллер 14 транспортного средства сначала определяет, происходит ли сгорание в двигателе 1. Более конкретно, контроллер 14 транспортного средства определяет, находится ли двигатель 1 в «режиме без сгорания» или в «режиме сгорания». Когда двигатель 1 находится в «режиме сгорания» (ДА на этапе S101), процесс переходит на этап S103. Наоборот, когда двигатель 1 находится в «режиме без сгорания» (НЕТ на этапе S101), процесс переходит на этап S121.
[0049]
Поскольку ограничение крутящего момента не выполняется на этапе S121, нормальное значение Tn задается как значение Tmax ограничения крутящего момента, в то время как нормальное значение Rn задается как скорость Rdown снижения скорости вращения.
[0050]
На этапе S103 контроллер 14 транспортного средства определяет, является ли скорость Nr вращения двигателя равной или меньшей, чем значение, полученное посредством добавления предварительно определенного значения ДNe к целевой скорости Ntg вращения. Предварительно определенное значение ДNe является положительным числом. Когда «Nr≤Ntg+ДNe» установлено (ДА на этапе S103), процесс переходит к этапу S121. Когда установлено «Nr>Ntg+ДNe» (НЕТ на этапе S103), процесс переходит к этапу S105.
[0051]
На этапе S105 контроллер 14 транспортного средства определяет, является ли скорость Nr вращения двигателя равной или большей, чем значение, полученное посредством добавления предварительно определенного значения ДNs к целевой скорости Ntg вращения. Предварительно определенное значение ДNs является положительным числом. Когда установлено «Nr≥Ntg+ДNs» (ДА на этапе S105), процесс переходит к этапу S107. Когда установлено «Nr<Ntg+ДNs» (НЕТ на этапе S105), процесс переходит к этапу S111.
[0052]
Поскольку ограничение крутящего момента выполняется на этапе S107, значение Tcr ограничения задается в качестве значения Tmax ограничения крутящего момента, в то время как значение Rcr ограничения задается в качестве скорости Rdown снижения скорости вращения.
[0053]
На этапе S111 контроллер 14 транспортного средства определяет, больше ли значение требуемого крутящего момента Ttg для двигателя 1, чем предыдущее значение Tmz ограничения крутящего момента. Предыдущее значение Tmz ограничения крутящего момента относится к предыдущему значению значения Tmax ограничения крутящего момента, когда неоднократно выполняется обработка ограничения крутящего момента, показанная на фиг.3. Когда установлено «Ttg>Tmz» (ДА на этапе S111), процесс переходит к этапу S113. Когда установлено «Ttg≤Tmz» (НЕТ на этапе S111), процесс переходит к этапу S121.
[0054]
На этапе S113 предварительно определенное значение ДTcr добавляется к предыдущему значению Tmz ограничения крутящего момента. Каждый раз, когда обработка ограничения крутящего момента, показанная на фиг.3, выполняется многократно, значение Tmax ограничения крутящего момента увеличивается на предварительно определенное значение ДTcr. То есть значение Tmax ограничения крутящего момента увеличивается на предварительно определенное значение ДTcr на единицу шага.
[0055]
Процессы на этапах S111 и S113 не являются необходимыми. Допустимо, что когда на этапе S105 определено «НЕТ», процесс переходит к этапу S121.
[0056]
[Первый пример ограничения крутящего момента]
Далее описан первый пример ограничения крутящего момента, выполняемого посредством электрического устройства в соответствии с настоящим вариантом осуществления, со ссылкой на временные диаграммы на фиг. 4(а)-4(d). Фиг.4(а) иллюстрирует изменение скорости Nr вращения двигателя, фиг.4(b) иллюстрирует изменение открытия Ac дроссельной заслонки, фиг.4(c) иллюстрирует изменение командного крутящего момента Tc для двигателя 1, и фиг. 4(d) иллюстрирует изменение движущей силы FD транспортного средства.
[0057]
Временные диаграммы на фиг. 4(a)-4(d) иллюстрируют случай, когда в течение периода, предшествующего моменту времени t1, на двигателе 1 выполняют управление прокруткой двигателя , в момент времени t2 двигатель 1 запускают, и в течение периода после времени t2 выполняют управление горением на двигателе 1. Как показано на фиг.4(d), в течение периода, предшествующего моменту времени t1, в результате управления прокруткой двигателя, выполняемого на двигателе 1, движущая сила FD транспортного средства является отрицательной движущей силой (тормозной силой). Как показано на фиг.4(b), в момент времени t0 педаль управления дроссельной заслонкой нажимают, и, таким образом, открытие Ac дроссельной заслонки начинает увеличиваться с нуля.
[0058]
Поскольку двигатель 1 не снабжается топливом под управлением прокруткой двигателя, двигатель 1 находится в «режиме без сгорания» в течение периода, предшествующего времени t1. Двигатель 1 находится в «режиме сгорания» в течение периода после времени t4, которое является моментом, когда скорость Nr вращения двигателя становится целевой скоростью Ntg вращения.
[0059]
Время t2 является моментом, когда двигатель 1 снабжается топливом и начинает движение. В момент времени t2 двигатель 1 переключается с «режима без сгорания» на «режим сгорания».
[0060]
Для простоты описания предполагается, что дефицит Pw мощности вспомогательных устройств равен нулю.
[0061]
Как показано на фиг.4(а), под управлением прокруткой двигателя рекуперативная мощность, подаваемая от приводного двигателя 6 в генератор 4, принудительно отводится. Таким образом, скорость Nr вращения двигателя для двигателя 1 выше, чем целевая скорость Ntg вращения в «режиме сгорания». Период с момента времени t1 до момента времени t4 является периодом перехода состояния от управления прокруткой двигателя к управлению горением, в течение которого скорость Nr вращения двигателя для двигателя 1 уменьшается. Во время перехода от управления прокруткой двигателя к управлению горением, когда генератор 4 формирует мощность, скорость Nr вращения двигателя для двигателя 1 уменьшается посредством крутящего момента генератора 4 до предварительно определенного диапазона скоростей вращения, соответствующего формированию мощности.
[0062]
Когда открытие Ac дроссельной заслонки начинает увеличиваться с нуля в момент t0, движущая сила FD транспортного средства, которая была тормозной силой под управлением прокруткой двигателя, начинает увеличиваться в соответствии с открытием Ac дроссельной заслонки. Когда движущая сила FD транспортного средства становится нулевой в момент времени t1, нет необходимости формировать тормозное усилие. Таким образом, управление прокруткой двигателя закончено. Открытие Ac дроссельной заслонки в момент, когда движущая сила FD транспортного средства становится равной нулю, называется «нейтральной точкой». Нейтральная точка соответствует состоянию, в котором приводной двигатель 6 не формирует положительную движущую силу или отрицательную движущую силу.
[0063]
По истечении времени t1, в момент t2, когда открытие AC дроссельной заслонки достигает предварительно определенного значения, при котором двигатель 1 запускается, начинается привод двигателя 1.
[0064]
Начиная с момента времени t2, в который начинается привод двигателя 1, если требуемый крутящий момент Ttg, превышающий значение Tmax ограничения крутящего момента, выводится в качестве командного крутящего момента Tc, из двигателя 1 формируется нерегулярный звук. По этой причине необходимо выполнить ограничение крутящего момента, предназначенное для ограничения командного крутящего момента Tc до крутящего момента, меньшего, чем нормальный выходной крутящий момент.
[0065]
Как показано на фиг.4(a), в момент времени t2 устанавливаются «Nr>Ntg+ДNe» и «Nr≥Ntg+ДNs». Таким образом, поскольку ограничение крутящего момента начинается с момента времени t2, значение Tcr ограничения задается в качестве значения Tmax ограничения крутящего момента, а значение Rcr ограничения задается в качестве скорости Rdown снижения скорости вращения. Как показано на фиг.4(с), командный крутящий момент Tc ограничен значением Tmax ограничения крутящего момента, и, следовательно, командный крутящий момент Tc является значением Tcr ограничения, установленным на этапе S107 на фиг.3, в течение периода от времени t2 до время t3.
[0066]
Как описано выше, выполнять ли ограничение крутящего момента в момент привода двигателя 1, определяется посредством скорости Nr вращения двигателя и целевой скорости Ntg вращения. Когда устанавливается «Nr<Ntg+ДNs» (то есть когда скорость Nr вращения двигателя не значительно выше, чем целевая скорость Ntg вращения, или когда скорость Nr вращения двигателя является равной или меньшей, чем целевая скорость Ntg вращения), ограничение крутящего момента не выполняется.
[0067]
По истечении времени от момента t2 скорость Nr вращения двигателя уменьшается, и, следовательно, в момент времени t3 устанавливается «Nr=Ntg+ДNe». По истечении времени t3 значение Tmax ограничения крутящего момента увеличивается от значения Tcr ограничения. Более конкретно, значение Tmax ограничения крутящего момента увеличивается на предварительно определенное значение ДTcr на единицу шага. Как показано на фиг.4(с), командный крутящий момент Tc ограничен значением Tmax ограничения крутящего момента, и, следовательно, командный крутящий момент Tc является значением ограничения, установленным на этапе S113 на фиг.3, в течение периода от времени t3 до время t4.
[0068]
Причины, по которым значение Tmax ограничения крутящего момента увеличивается на предварительно определенное значение ДTcr в течение периода от времени t3 до времени t4, заключаются в том, что изменение движущей силы, формируемой посредством двигателя 1, влияет на величину мощности, формируемой в генераторе 4, и влияет на ощущение ускорения, ощущаемое людьми, занимающими место в транспортном средстве через движущую силу FD транспортного средства в приводном двигателе 6. Чтобы уменьшить изменения ощущения ускорения, воспринимаемого людьми, занимающими место в транспортном средстве, скорость изменения значения Tmax ограничения крутящего момента ограничивается посредством предварительно определенного значения ДTcr.
[0069]
С момента t3 до момента t4 командный крутящий момент Tc увеличивается на ДTs. Когда устанавливается «Ttg≤Tmz» (устанавливается «Tc=Ttg») в момент времени t4, нормальное значение Tn задается как значение Tmax ограничения крутящего момента, тогда как нормальное значение Rn задается как скорость Rdown снижения скорости вращения. Следовательно, ограничение крутящего момента заканчивается.
[0070]
[Второй пример ограничения крутящего момента]
Далее описывается второй пример ограничения крутящего момента, выполняемого посредством электрического устройства в соответствии с настоящим вариантом осуществления, со ссылкой на временные диаграммы на фиг. 5(а)-5(с). Фиг.5(a) иллюстрирует изменение командного крутящего момента двигателя, фиг.5(b) иллюстрирует изменение движущей силы транспортного средства, а фиг.5(c) иллюстрирует изменение дополнительной мощности.
[0071]
Временные диаграммы на фиг. 5(a)-5(c) отличаются от временных диаграмм, показанных на фиг. 4(a)-4(d) тем, что временные диаграммы иллюстрируют случай, когда дефицит Pw мощности вспомогательных устройств не равен нулю. По сравнению с изменением командного крутящего момента двигателя, показанного на фиг. 4(с), командный крутящий момент двигателя, показанный на фиг. 5(а), изменяется таким же образом, как показано на фиг.4(с), во время t4 и до этого времени. Однако командный крутящий момент двигателя изменяется не так, как показано на фиг.4(c), после того, как ограничение крутящего момента отменяется в момент времени t4. Когда дефицит Pw мощности вспомогательных устройств не равен нулю, двигатель 1 должен восполнить дефицит мощности во вспомогательных устройствах. Таким образом, необходимо увеличить командный крутящий момент Tc для двигателя 1 до требуемого крутящего момента Tap, который превышает требуемый крутящий момент Ttg на ДTp.
[0072]
В отличие от случая, когда командный крутящий момент Tc увеличивается от значения ограничения Tcr до требуемого крутящего момента Ttg (при увеличении на ДTcr), командный крутящий момент Tc увеличивается от требуемого крутящего момента Ttg до требуемого крутящего момента Tap. Этот случай не вызывает никаких проблем, несмотря на резкое увеличение командного крутящего момента Tc. Изменение движущей силы, формируемой посредством двигателя 1, может влиять на чувство ускорения, ощущаемое людьми, занимающими место в транспортном средстве в течение периода до и в момент времени t4. Изменение командного крутящего момента Tc после момента t4 не вызывает изменения движущей силы FD транспортного средства приводного двигателя 6 (фиг. 5(b)). Изменение командного крутящего момента Tc после момента t4 предназначено для воздействия на изменение дополнительной мощности Ps, полученной посредством вычитания мощности, подаваемой в приводной двигатель 6, из мощности, формируемой генератором 4.
[0073]
Как показано на фиг.5(с), сразу после времени t4 дополнительная мощность Ps увеличивается на ДP1. В результате этого увеличения генератор 4 может компенсировать дефицит Pw мощности вспомогательных устройств в дополнение к требуемой мощности Pd. На рис. 5(с) выполняется «ДP1=Pw».
[0074]
[Эффекты варианта осуществления]
Как подробно описано выше, в течение периода перехода двигателя 1 (двигателя внутреннего сгорания) из «режима без сгорания» в «режим сгорания», в течение которого скорость Nr вращения двигателя 1 уменьшается посредством генератора 4. (первого электродвигателя), подключенного к двигателю 1 с целевой скоростью Ntg вращения, которая попадает в предварительно определенный диапазон скоростей вращения, способ управления электрическим устройством и электрическое устройство в соответствии с настоящим вариантом осуществления выполняют ограничение крутящего момента для установки крутящего момента (командного крутящего момента Tc), формируемого посредством двигателя 1 таким образом, чтобы он становился ниже, чем требуемый крутящий момент Ttg в предварительно определенном диапазоне скоростей вращения для двигателя 1 в «режиме сгорания». Эта операция может уменьшить нерегулярный звук из системы впуска двигателя 1, формируемый, когда управление прокруткой двигателя переключается на управление горением, и скорость вращения двигателя 1 уменьшается до предварительно определенного диапазона скоростей вращения посредством крутящего момента двигателя. Снижение нерегулярного звука может уменьшить дискомфорт людей, занимающих место в транспортном средстве.
[0075]
В течение периода перехода двигателя 1 (двигателя внутреннего сгорания) из «режима без сгорания» в «режим сгорания» крутящий момент двигателя для двигателя 1 в «режиме сгорания» увеличивается до требуемого крутящего момента Ttg в пределах предварительно определенного диапазона скоростей вращения. То есть ограничение крутящего момента для установки крутящего момента (командного крутящего момента Tc), формируемого посредством двигателя 1 таким образом, чтобы он становился ниже, чем требуемый крутящий момент Ttg в течение этого периода перехода, предназначено для ограничения увеличения крутящего момента двигателя и не включает в себя уменьшение крутящего момента двигателя. В противоположность этому, после достижения требуемого крутящего момента Ttg в предварительно определенном диапазоне скоростей вращения, если крутящий момент, формируемый посредством двигателя 1, ограничивается крутящим моментом, меньшим, чем требуемый крутящий момент Ttg, крутящий момент двигателя значительно изменяется. То есть ограничение крутящего момента в течение периода перехода не включает в себя уменьшение крутящего момента двигателя, и, таким образом, изменение движущей силы незначительно. Соответственно, нерегулярный звук, формируемый системой впуска двигателя 1, может быть уменьшен без ощущения дискомфорта у людей, занимающих место в транспортном средстве.
[0076]
В способе управления электрическим устройством и электрическом устройстве в соответствии с настоящим вариантом осуществления скорость Rdown снижения скорости вращения (скорость уменьшения скорости вращения) двигателя 1, когда выполняется ограничение крутящего момента, может быть установлена выше, чем скорость Rdown снижения скорости вращения двигателя 1 в режиме «сгорания». Эта установка может уменьшить период, в течение которого скорость Nr вращения двигателя уменьшается до скорости вращения в пределах предварительно определенного диапазона скоростей вращения, а также может уменьшать длительность нерегулярного звука от системы впуска двигателя 1, формируемого, когда управление прокруткой двигателя переключается на управление горением. Следовательно, нерегулярный звук из системы впуска двигателя 1 может быть уменьшен, и это может уменьшить дискомфорт людей, занимающих место в транспортном средстве.
[0077]
Кроме того, в способе управления электрическим устройством и электрическом устройстве в соответствии с настоящим вариантом осуществления скорость Rdown снижения скорости вращения (скорость уменьшения скорости вращения) двигателя 1, когда выполняется ограничение крутящего момента, может быть установлена ниже, чем скорость Rdown снижения скорости вращения двигателя 1 в «режиме сгорания». Благодаря этой установке скорость Nr вращения двигателя плавно изменяется в течение периода, в течение которого скорость Nr вращения двигателя уменьшается до скорости вращения в пределах предварительно определенного диапазона скоростей вращения, так что уровень нерегулярного звука от системы впуска двигателя 1 можно уменьшить. Следовательно, нерегулярный звук от системы впуска двигателя 1 может быть уменьшен. Это может уменьшить дискомфорт людей, занимающих место в транспортном средстве.
[0078]
В способе управления электрическим устройством и электрическом устройстве в соответствии с настоящим вариантом осуществления, когда разность между скоростью Nr вращения двигателя и целевой скоростью Ntg вращения ниже предварительно определенного значения ΔNe, ограничение крутящего момента может быть отменено, и крутящий момент, сформированный посредством двигателя 1 может быть увеличен до требуемого крутящего момента для двигателя 1. Благодаря этой операции состояние двигателя 1 изменилось после начала ограничения крутящего момента, предназначенного для уменьшения нерегулярного звука, и, таким образом, можно определить, что двигатель 1 достиг состояния, в котором нет необходимости продолжать выполнять ограничение крутящего момента для двигателя 1. Как следствие, ограничение крутящего момента может быть отменено, и двигателем 1 можно управлять так, чтобы выдавать требуемый крутящий момент для двигателя 1.
[0079]
Кроме того, в способе управления электрическим устройством и электрическом устройстве в соответствии с настоящим вариантом осуществления после отмены ограничения крутящего момента, пока крутящий момент, формируемый посредством двигателя 1, не увеличивается до требуемого крутящего момента Ttg (предварительно определенного порогового значения крутящего момента), крутящий момент, формируемый посредством двигателя 1 может быть ограничен так, что скорость увеличения крутящего момента, формируемого посредством двигателя 1, не превышает предварительно определенного значения ΔTcr (предварительно определенного значения ограничения). Эта операция может предотвратить резкое увеличение крутящего момента, формируемого посредством двигателя 1, после отмены ограничения крутящего момента. Следовательно, это может уменьшить изменения в ощущении ускорения, ощущаемого людьми, занимающими место в транспортном средстве, через изменения в движущей силе FD транспортного средства, формируемой посредством приводного двигателя 6.
[0080]
В способе управления электрическим устройством и электрическом устройстве в соответствии с настоящим вариантом осуществления крутящий момент, формируемый посредством двигателя 1, чтобы генератор 4 формировал требуемую мощность Pd, необходимую для приведения в движение транспортного средства, может быть установлен в качестве предварительно определенного порогового значения крутящего момента. Кроме того, мощность, полученная посредством вычитания мощности Pb, доступной для подачи от аккумулятора, установленной в транспортном средстве, из мощности, необходимой для приводного двигателя 6 (второго электродвигателя) для формирования крутящего момента, необходимого для приведения в движение транспортного средства, может быть задана как требуемая мощность Pd, необходимая для приведения в движение транспортного средства. Благодаря этим установкам период, в течение которого предотвращается резкое увеличение крутящего момента, формируемого посредством двигателя 1 после отмены ограничения крутящего момента, может быть ограничен периодом, в течение которого мощность, формируемая посредством генератора 4, увеличивается до требуемой мощности Pd. В результате этого становится возможным резко увеличить крутящий момент, формируемый посредством двигателя 1, после того, как мощность, формируемая посредством генератора 4, увеличивается до требуемой мощности Pd. Кроме того, хотя изменения ощущения ускорения, воспринимаемого людьми, занимающими место в транспортном средстве, уменьшаются, генератор 4 может немедленно подавать питание для восполнения дефицита Pw мощности вспомогательных устройств (мощность, полученная посредством вычитания мощности, доступной для подачи от аккумулятора 5 к вспомогательным устройствам, установленным в транспортном средстве из мощности, необходимой для зарядки аккумулятора 5 и привода вспомогательных устройств). Генератор 4 подает питание для восполнения дефицита Pw мощности вспомогательных устройств, так что аккумулятор может быть немедленно заряжен, а вспомогательные устройства могут быть приведены в действие немедленно.
[0081]
В способе управления электрическим устройством и электрическом устройстве согласно настоящему варианту осуществления, когда транспортное средство переключается с замедления на ускорение, выполняется ограничение крутящего момента. Управление прокруткой двигателя, выполняемое во время замедления транспортного средства, переключается на управление горением, выполняемое во время ускорения транспортного средства, и, соответственно, двигатель 1 переключается из «режима без сгорания» в «режим сгорания». Таким образом, можно более точно контролировать момент выполнения ограничения крутящего момента. Следовательно, это может уменьшить нерегулярный звук от системы впуска двигателя 1, формируемый, когда управление прокруткой двигателя переключается на управление горением. Кроме того, уменьшение нерегулярного звука может уменьшить дискомфорт людей, занимающих место в транспортном средстве.
[0082]
Хотя содержание настоящего изобретения было описано выше со ссылкой на варианты осуществления, настоящее изобретение не ограничивается этими описаниями, и специалистам в данной области техники будет очевидно, что могут быть сделаны различные модификации и улучшения. Не следует истолковывать, что настоящее изобретение ограничено описаниями и чертежами, которые составляют часть настоящего раскрытия. На основании настоящего раскрытия для специалистов в данной области техники будут очевидны различные альтернативные варианты осуществления, практические примеры и способы работы.
[0083]
Нет необходимости упоминать, что настоящее изобретение также включает в себя различные варианты осуществления, которые здесь не описаны. Следовательно, технический объем настоящего изобретения должен определяться только признаками, определяющими изобретение в соответствии с объемом формулы изобретения, соответствующим образом полученной из приведенных выше описаний.
[0084]
Соответствующие функции, описанные в вышеупомянутых вариантах осуществления, могут быть реализованы посредством одной или нескольких схем обработки. Схемы обработки включают в себя запрограммированные процессоры, такие как процессор, включающий в себя электрическую схему. Процессоры также включают в себя устройства, такие как специализированная интегральная схема (ASIC - application specific integrated circuit) и традиционные элементы схемы, которые выполнены с возможностью выполнения функций, описанных в вариантах осуществления.
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
[0085]
1 двигатель
4 генератор
5 аккумулятор
6 приводной двигатель
7 колеса
14 контроллер транспортного средства
16 зубчатая передача
17 переключатель режима
18 рычаг выбора
19 датчик тормоза
20 датчик положения дроссельной заслонки
21 датчик состояния двигателя
23 блок определения режима сгорания двигателя
25 блок установки верхнего предела крутящего момента
27 блок установки скорости изменения скорости вращения
31 блок определения требуемого значения
33 блок определения командного значения