ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО
VEHICLE

1. Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к транспортному средству, которое может двигаться с использованием энергии, по меньшей мере, двигателя или вращающейся электрической машины, а также, в частности, к способу разрядки остаточного электрического заряда, накапливаемого в конденсаторе транспортного средства.
2. Описание предшествующего уровня техники
[0002] Транспортное средство (электрическое транспортное средство, гибридное транспортное средство и т.п.), которое может двигаться с использованием энергии вращающейся электрической машины, как правило, включает в себя аккумулятор высокого напряжения, которое накапливает электроэнергию для приведения в действие вращающейся электрической машины, и устройство преобразования электроэнергии (преобразователь, инвертор, и тому подобное), которое выполняет преобразование электроэнергии между аккумулятором и вращающейся электрической машиной. Внутри устройства преобразования электроэнергии в общем случае предусмотрен конденсатор (так называемый сглаживающий конденсатор) для стабилизации напряжения.
[0003] В публикации японской патентной заявки 2011-259517 (JP 2011-259517 А) раскрыто устройство управления разрядкой, которое выполняет управление разрядкой конденсатора для разрядки остаточного электрического заряда конденсатора, расположенного внутри устройства преобразования электроэнергии, в случае, когда электрическое транспортное средство сталкивается с объектом столкновения (другими транспортными средствами, препятствиями и т.п.). Внутри устройства преобразования электроэнергии в дополнение к устройству управления разрядкой предусмотрен резервный источник питания, который подает рабочее электропитание на устройство управления разрядкой. По этой причине, даже в том случае, когда линия электропитания, которая поставляет рабочее электропитание от вспомогательного аккумулятора вне устройства преобразования электроэнергии на устройство управления разрядкой внутри устройства преобразования электроэнергии, отсоединяется из-за столкновения транспортного средства, устройство управления разрядкой может выполнять управление разрядкой конденсатора с использованием резервного источника питания внутри устройства преобразования электроэнергии.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] Тем не менее, как описано в JP 2011-259517 А, обеспечение специального электропитания для выполнения управления разрядкой конденсатора внутри устройства преобразования электроэнергии приводит к увеличению размера устройства преобразования электроэнергии с возрастанием количества деталей, усложнению управления и т.п., и существует опасение, что конкурентоспособность транспортного средства снижается.
[0005] Изобретением предложено транспортное средство, способное разряжать остаточный электрический заряд конденсатора без добавления нового специального источника питания в случае, когда происходит столкновение транспортного средства.
[0006] Транспортное средство, в соответствии с одним объектом настоящего изобретения, включает в себя двигатель, вращающуюся электрическую машину, линию электропитания высокого напряжения, аккумулятор высокого напряжения, инвертор, конденсатор, электронный блок управления, аккумулятор низкого напряжения, вентильный генератор и линию электропитания низкого напряжения. По меньшей мере одно устройство из следующих устройств: двигатель и вращающаяся электрическая машина, - сконфигурировано для выработки тягового усилия с целью передвижения транспортного средства. Аккумулятор высокого напряжения сконфигурирован для накапливания электроэнергии с целью приведения в действие вращающейся электрической машины. Инвертор подключен к вращающейся электрической машине. Инвертор подключен к аккумулятору высокого напряжения через линию электропитания высокого напряжения. Конденсатор подключен к линии электропитания высокого напряжения. Аккумулятор низкого напряжения сконфигурирован для накапливания электроэнергии для питания электронного блока управления. Вентильный генератор сконфигурирован для выработки электроэнергии с использованием энергии двигателя. Линия электропитания низкого напряжения соединяет аккумулятор низкого напряжения и вентильный генератор с электронным блоком управления таким образом, чтобы подавать электропитание на электронный блок управления. Электронный блок управления сконфигурирован для управления двигателем таким образом, что двигатель работает, а вентильный генератор подает электроэнергию в линию электропитания низкого напряжения в случае, когда обнаружена возможность возникновения столкновения транспортного средства. Электронный блок управления сконфигурирован для осуществления управления таким образом, чтобы конденсатор разряжал остаточный электрический заряд в случае, когда определено, что имеется возможность возникновения столкновения транспортного средства, или в случае, когда определено возникновение столкновения транспортного средства.
[0007] В соответствии с транспортным средством согласно данному объекту, в случае, когда определена возможность возникновения столкновения транспортного средства (прежде, чем произойдет столкновение транспортного средства), двигатель работает, а затем электроэнергия подается от вентильного генератора в линию электропитания низкого напряжения. По этой причине в случае, когда столкновение транспортного средства на самом деле имеет место, даже если аккумулятор низкого напряжения (вспомогательный аккумулятор) неисправен из-за столкновения транспортного средства, можно подавать электроэнергию, генерируемую вентильным генератором, на электронный блок управления. При этом электронный блок управления может выполнять управление разрядкой с использованием электроэнергии, вырабатываемой имеющимся вентильным генератором. В результате можно более надежно разрядить остаточный электрический заряд конденсатора без добавления нового специального источника питания в случае, когда происходит столкновение транспортного средства.
[0008] В транспортном средстве согласно описанному выше объекту, электронный блок управления может быть сконфигурирован для управления двигателем таким образом, чтобы двигатель останавливался, и вентильный генератор прекращал подачу электроэнергии в линию электропитания низкого напряжения в случае, когда разрядка остаточного электрического заряда конденсатора завершена.
[0009] В соответствии с транспортным средством согласно этому объекту, можно предотвратить излишнюю непрерывную работу двигателя после завершения разрядки остаточного электрического заряда конденсатора.
[0010] Транспортное средство описанного выше объекта изобретения может дополнительно включать в себя реле и преобразователь. Реле может быть расположено в линии электропитания высокого напряжения ближе к стороне аккумулятора высокого напряжения, чем конденсатор. Преобразователь может быть соединен с линией электропитания высокого напряжения ближе к стороне инвертора, чем реле, и соединенный с линией электропитания низкого напряжения. Электронный блок управления может быть сконфигурирован таким образом, чтобы размыкать реле для разъединения аккумулятора высокого напряжения от конденсатора и преобразователя и подавать электроэнергию от вентильного генератора в линию электропитания низкого напряжения в случае разрядки остаточного электрического заряда конденсатора, при этом электронный блок управления может быть сконфигурирован для подачи электроэнергии в линию электропитания низкого напряжения в случае отсутствия разрядки остаточного электрического заряда конденсатора, по меньшей мере, от одного элемента из следующих элементов: аккумулятор низкого напряжения, вентильный генератор, преобразователь.
[0011] В соответствии с транспортным средством данного изобретения электронный блок управления размыкает реле для отключения аккумулятора высокого напряжения от конденсатора и преобразователя, и подает электроэнергию от вентильного генератора в линию электропитания низкого напряжения в случае выполнения управления разрядкой. По этой причине можно предотвратить незавершенность разрядки конденсатора, так как напряжение аккумулятора высокого напряжения поступает на конденсатор во время управления разрядкой. Кроме того, так как электроэнергия от вентильного генератора поступает в линию электропитания низкого напряжения, даже в ситуации, в которой аккумулятор высокого напряжения отключен от преобразователя и электрическая энергия от преобразователя не подается в линию электропитания низкого напряжения, электронный блок управления может выполнять управление разрядкой с использованием электроэнергии, подаваемой от вентильного генератора. В транспортном средстве описанного выше изобретения электронный блок управления может быть сконфигурирован для управления инвертором таким образом, чтобы конденсатор разряжал остаточный электрический заряд в случае, когда определено, что имеется возможность возникновения столкновения транспортного средства, или в случае, когда определено возникновение столкновения транспортного средства. Кроме того, транспортное средство описанного выше объекта изобретения может дополнительно содержать сцепление, сконфигурированное для управления соединением двигателя и ведущих колес транспортного средства. Электронный блок управления может быть сконфигурирован для управления сцеплением таким образом, чтобы соединение двигателя и ведущих колес разъединялось при разрядке остаточного электрического заряда конденсатора. В транспортном средстве описанного выше объекта изобретения электронный блок управления может быть сконфигурирован для управления преобразователем таким образом, чтобы конденсатор разряжал остаточный электрический заряд в случае, когда определено, что имеется возможность возникновения столкновения транспортного средства, или в случае, когда определено возникновение столкновения транспортного средства.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0012] Признаки, преимущества, а также техническое и промышленное значение примеров осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые элементы, и на которых:
Фиг. 1 представляет собой общую схему конфигурации (первый вид) транспортного средства.
Фиг. 2 представляет собой диаграмму, схематически показывающую пример конфигурации электрической схемы транспортного средства.
Фиг. 3 представляет собой блок-схему (первый вид), иллюстрирующую процедуру, выполняемую электронным блоком управления (ЭБУ).
Фиг. 4 представляет собой блок-схему (второй вид), иллюстрирующую процедуру, выполняемую электронным блоком управления (ЭБУ).
Фиг. 5 представляет собой блок-схему (третий вид), иллюстрирующую процедуру, выполняемую электронным блоком управления (ЭБУ).
Фиг. 6 представляет собой общую схему конфигурации (второй вид) транспортного средства.
Фиг. 7 представляет собой блок-схему (четвертый вид), иллюстрирующую процедуру, выполняемую электронным блоком управления (ЭБУ).
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0013] Далее пример осуществления настоящего изобретения будет описан подробно со ссылкой на чертежи. На чертежах одинаковые или аналогичные части представлены одними и теми же ссылочными позициями, и их описание не будет повторяться.
[0014] Общая конфигурация транспортного средства
Фиг. 1 является общей схемой конфигурации транспортного средства 1 в соответствии с данным примером осуществления изобретения. Транспортное средство 1 включает в себя двигатель 10, сцепление K0 для отключения двигателя, электродвигатель-генератор 20, устройство 30 преобразования электроэнергии, аккумулятор В1 высокого напряжения, автоматическую трансмиссию 40, ведущие колеса 50, генератор 61 переменного тока, блок 80 обнаружения расстояния, блок 90 определения столкновения и электронный блок управления (ЭБУ) 100.
[0015] Двигатель 10 сконфигурирован для выработки тягового усилия с целью перемещения транспортного средства 1, и электродвигатель-генератор 20 сконфигурирован для выработки тягового усилия с целью перемещения транспортного средства 1. Транспортное средство 1 является гибридным транспортным средством, которое движется, используя энергию, по меньшей мере, одного из: двигателя 10 или электродвигателя-генератора 20.
[0016] Коленчатый вал 12 двигателя 10 соединен с входным валом 41 автоматической трансмиссии 40 через сцепление K0. Ротор электродвигателя-генератора 20 непосредственно соединен с входным валом 41 автоматической трансмиссии 40. Выходной вал 42 автоматической трансмиссии 40 соединен с правым и левым ведущими колесами 50 через дифференциал.
[0017] Двигатель 10 представляет собой двигатель внутреннего сгорания, например, бензиновый двигатель или дизельный двигатель. Электродвигатель-генератор 20 приводится в действие с использованием электроэнергии высокого напряжения, подаваемой от аккумулятора В1 высокого напряжения посредством устройства 30 преобразования электроэнергии. Электродвигатель-генератор 20 вращается с использованием энергии (энергии, передаваемой от двигателя 10 или ведущих колес 50), передаваемой от входного вала 41 автоматической трансмиссии 40 для выработки электроэнергии.
[0018] Аккумулятор В1 высокого напряжения накапливает электроэнергию для приведения в действие электродвигателя-генератора 20. Выходное напряжение аккумулятора В1 высокого напряжения представляет собой сравнительно высокое напряжение (например, около нескольких сотен вольт). Устройство 30 преобразования электроэнергии выполняет преобразование электроэнергии между электродвигателем-генератором 20 и аккумулятором В1 высокого напряжения.
[0019] Автоматическая трансмиссия 40 является ступенчатой автоматической трансмиссией, которая способна избирательно образовывать множество ступеней редуктора, которые различаются передаточным отношением (отношением скорости вращения входного вала 41 автоматической трансмиссии 40 к скорости вращения выходного вала 42 автоматической трансмиссии 40). На входной стороне автоматической трансмиссии 40 может быть расположен так называемый преобразователь крутящего момента.
[0020] Внутри автоматической трансмиссии 40 находится внутреннее сцепление 45. Внутреннее сцепление 45 представляет собой гидравлический фрикционный элемент, который сцепляется или расцепляется, или разъединяется в ответ на управляющий сигнал от блока ЭБУ 100. Если внутреннее сцепление 45 сцеплено, возникает состояние, в которой передается энергия между входным валом 41 автоматической трансмиссии 40 и выходным валом 42 автоматической трансмиссии 40. Если внутреннее сцепление 45 расцеплено, возникает состояние (в дальнейшем именуемое «нейтральным состоянием»), в котором гасится энергия входного вала 41 автоматической трансмиссии 40 и выходного вала 42 автоматической трансмиссии 40.
[0021] Вентильный генератор 61 вырабатывает электрическую энергию, используя энергию двигателя 10, выпрямляет вырабатываемую электроэнергию и подает электроэнергию в линию электропитания 60 системы низкого напряжения (см. фиг. 2, описанный ниже).
[0022] Блок 80 определения расстояния определяет расстояние от объекта столкновения (других транспортных средств, препятствий и т.п.) перед транспортным средством 1 и выдает результат определения на блок ЭБУ 100. Блок 80 определения расстояния представляет собой, например, радар радиоволнового диапазона, излучает радиоволну для определения объекта столкновения перед транспортным средством 1, и принимает отраженную волну, отраженную от объекта столкновения. Блок 80 определения расстояния определяет расстояние между транспортным средством 1 и объектом столкновения на основании времени распространения принятой отраженной волны, разности частот, вызванной эффектом Доплера, и т.п. Блок 80 определения расстояния не ограничивается радаром радиоволнового диапазона и может представлять собой ультразвуковой датчик, камеру, которая захватывает изображение объекта столкновения, и т.п.
[0023] Блок 90 определения столкновения включает в себя, например, датчик G (датчик ускорения), который определяет, сталкивается ли или нет транспортное средство 1 с объектом столкновения, исходя из результата определения датчика G, и выдает сигнал, указывающий результат определения, на блок ЭБУ 100.
[0024] Транспортное средство 1 дополнительно включает в себя датчик 11 оборотов двигателя, резольвер 21, датчик 43 скорости вращения входного вала и датчик 44 скорости вращения выходного вала. Датчик 11 оборотов двигателя определяет скорость Ne вращения (в дальнейшем именуемую «оборотами двигателя») двигателя 10. Резольвер 21 определяет скорость Nm вращения электродвигателя-генератора 20. Датчик 43 скорости вращения входного вала определяет скорость Nin вращения входного вала 41 автоматической трансмиссии 40. Датчик 44 скорости вращения выходного вала определяет скорость Nout вращения выходного вала 42 автоматической трансмиссии 40. Транспортное средство 1 также снабжено множеством датчиков (все они не показаны) для определения физической величины, необходимой для управления транспортным средством 1, например, степени нажатия педали акселератора (открывания дроссельной заслонки) пользователем, степени нажатия педали тормоза (усилие выжимания тормоза) пользователем и скорости транспортного средства. Эти датчики передают результаты определения на блок ЭБУ 100.
[0025] Блок ЭБУ 100 включает в себя центральный процессор (ЦП) и запоминающее устройство (не показано). Блок ЭБУ 100 выполняет заранее заданный вычислительный процесс на основе информации, полученной от соответствующих датчиков, и информации, хранящейся в памяти, и управляет соответствующими устройствами транспортного средства 1 на основе результата вычисления.
[0026] Блок ЭБУ 100 обеспечивает движение транспортного средства 1 в любом из режимов: режиме движения на электродвигателе, гибридном режиме движения и режиме движения на двигателе. В режиме движения на электродвигателе блок ЭБУ 100 расцепляет сцепление K0 и вращает ведущие колеса 50 с использованием энергии электродвигателя-генератора 20. В гибридном режиме движения блок ЭБУ 100 включает сцепление K0 и вращает ведущие колеса 50 с использованием энергии и двигателя 10, и электродвигателя-генератора 20. В режиме движения на двигателе блок ЭБУ 100 останавливает электродвигатель-генератор 20 в состоянии, где сцепление K0 сцеплено, и вращает ведущие колеса 50 с использованием энергии двигателя 10.
[0027] Конфигурация электрической схемы
На фиг. 2 представлена диаграмма, схематически показывающая пример конфигурации электрической схемы транспортного средства 1. Электрическая схема транспортного средства 1 включает в себя систему высокого напряжения, в которой течет электроэнергия высокого напряжения (например, порядка нескольких сотен вольт) для приведения в действие электродвигателя-генератора 20, а также систему низкого напряжения, в которой течет электроэнергия низкого напряжения (например, около десяти с лишним вольт) для режима электропитания при выключенном двигателе.
[0028] В систему высокого напряжения входят аккумулятор В1 высокого напряжения, линии PL, NL электропитания (линии электропитания для вождения) высокого напряжения, главное реле R1 системы, устройство 30 преобразования электроэнергии и электродвигатель-генератор 20.
[0029] Линии электропитания (линии электропитания для вождения) PL, NL, высокого напряжения являются силовыми линиями для подачи электроэнергии от аккумулятора В1 высокого напряжения на устройство 30 преобразования электроэнергии (точнее, инвертор 31, описанный ниже).
[0030] Устройство 30 преобразования электроэнергии включает в себя инвертор 31, конденсатор С1 и датчик 32 напряжения. Инвертор 31 соединен с электродвигателем-генератором 20. Инвертор 31 подключен к аккумулятору В1 высокого напряжения через систему линий PL, NL электропитания высокого напряжения. Инвертор 31 выполняет преобразование электроэнергии между аккумулятором В1 высокого напряжения и электродвигателем-генератором 20 в ответ на управляющий сигнал от блока ЭБУ 100 (конкретно, описанного ниже блока ЭБУ 110 электродвигателя-генератора). Инвертор 31 имеет конфигурацию схемы так называемого трехфазного инвертора, и включает в себя U-фазное плечо, V-фазное плечо и W-фазное плечо. Каждая фазное плечо включает в себя верхний переключающий элемент и нижний переключающий элемент, подключенный последовательно, а также диод, подключенный в противоположном направлении параллельно каждому переключающему элементу.
Промежуточная точка каждого фазного плеча подключена к электродвигателю-генератору 20.
[0031] Конденсатор С1 представляет собой сглаживающий конденсатор высокого напряжения большой емкости, который электрически подсоединен между системными линиями PL, NL электропитания высокого напряжения. Конденсатор С1 сглаживает переменную составляющую колебаний напряжения между линиями PL, NL электропитания. При этом напряжение между линиями PL, NL электропитания стабилизируется.
[0032] Датчик 32 напряжения определяет напряжение на обоих концах конденсатора С1 и выдает результат определения на ЭБУ 100 (в частности, описанного ниже блока ЭГ-ЭБУ 110 электродвигателя-генератора).
[0033] В систему низкого напряжения входят линия 60 электропитания системы низкого напряжения, вентильный генератор 61, вспомогательный аккумулятор (аккумулятор низкого напряжения) 62, преобразователь 63 постоянного тока в постоянный ток (ПТ/ПТ), а также вспомогательная нагрузка, например, блок ЭБУ 100. Линии электропитания 60 системы низкого напряжения представляет собой линию электропитания, которая соединена с вентильным генератором 61 и вспомогательным аккумулятором 62 и подает электроэнергию на дополнительную нагрузку, например, блок ЭБУ 100.
[0034] Вентильный генератор 61 соединен с коленчатым валом 12 двигателя 10 через ремень, вырабатывает электрическую энергию, используя энергию двигателя 10, выпрямляет вырабатываемую электроэнергию и подает электроэнергию в линию 60 электропитания системы низкого напряжения (см стрелку Р1).
[0035] Вспомогательный аккумулятор 62 включает в себя, например, свинцовый аккумулятор и накапливает рабочую электрическую энергию дополнительной нагрузки. Вспомогательный аккумулятор 62 подает электроэнергию, хранящуюся в нем, в линию 60 электропитания системы низкого напряжения (см. стрелку Р2).
[0036] Главное реле R1 системы находится в линиях PL, NL электропитания системы высокого напряжения ближе к стороне аккумулятора В1 высокого напряжения, чем конденсатор С1. Главное реле R1 системы размыкается или замыкается в ответ на управляющий сигнал от блока ЭБУ 100. Если главное реле R1 системы замкнуто, аккумулятор В1 высокого напряжения подключен к электроэнергии устройства 30 преобразования. Если главное реле R1 разомкнуто, аккумулятор В1 высокого напряжения отключен от устройства 30 преобразования электроэнергии.
[0037] Преобразователь 63 постоянного тока в постоянный ток электрически подсоединен между линиями PL, NL электропитания системы высокого напряжения ближе к стороне преобразователя 31, чем главное реле R1 системы и подсоединен к линии 60 электропитания системы низкого напряжения. Если команда управления из блока ЭБУ 100 принята, преобразователь 63 постоянного тока в постоянный ток понижает напряжение между линиями PL, NL электропитания системы высокого напряжения и подает напряжение на линию 60 электропитания системы низкого напряжения (см. стрелку Р3).
[0038] ЭБУ 100 данного примера осуществления изобретения включает в себя блоки ЭГ-ЭБУ 110 и ГТС-ЭБУ 120. Блок ЭГ-ЭБУ 110 расположен внутри корпуса 33, в котором размещено устройство 30 преобразования электроэнергии, и блок ГТС-ЭБУ 120 расположен снаружи корпуса 33.
[0039] Блоки ЭГ-ЭБУ 110 и ГТС-ЭБУ 120 соединены линией связи и сконфигурированы для осуществления двусторонней связи. Блок ЭГ-ЭБУ 110 отслеживает обороты электродвигателя-генератора 20 на основе выходного сигнала резольвера 21 (см. фиг. 1) и т.п. и управляет инвертором 31 в ответ на управляющий сигнал из блока ГТС-ЭБУ 120 для управления выходным сигналом (величины электропроводности) электродвигателя-генератора 20. Блок ГТС-ЭБУ 120 выполняет связь с блоком ЭГ-ЭБУ 110 для управления электродвигателем-генератором 20 и управляет двигателем 10, чтобы управлять как единым целым всем транспортным средством 1.
[0040] Каждый из блоков ЭГ-ЭБУ 110 и ГТС-ЭБУ 120 подключен к линии 60 электропитания системы низкого напряжения и работает от электроэнергии, подаваемой из линии 60 электропитания системы низкого напряжения. То есть, блок ЭБУ 100 работает, по меньшей мере, либо от электроэнергии (стрелка Р1), вырабатываемой вентильным генератором 61, либо от выходной электроэнергии (стрелка Р2) вспомогательного аккумулятора 62, либо от выходной электроэнергии (см стрелку Р3) преобразователя 63 постоянного тока в постоянный ток.
[0041] Здесь и далее, в случае, когда нет необходимости в различии между блоками ЭГ-ЭБУ 110 и ГТС-ЭБУ 120, эти ЭБУ могут именоваться блоком ЭБУ 100 без различия между ними.
[0042] Управление разрядкой конденсатора
Как было описано выше, выходное напряжение аккумулятора В1 высокого напряжения является высоким напряжением (например, приблизительно несколько сотен вольт). В случае, когда главное реле R1 системы замкнуто, и аккумулятор В1 высокого напряжения и устройство 30 преобразования электроэнергии соединены, выходное напряжение аккумулятора В1 высокого напряжения подается на конденсатор С1, включенный в устройство 30 преобразования электроэнергии, и электрический заряд высокого напряжения накапливается в конденсаторе С1. По этой причине в случае, когда транспортное средство 1 сталкивается с объектом столкновения, желательно быстро разрядить остаточный электрический заряд высокого напряжения, накопленный в конденсаторе С1.
[0043] Соответственно, блок ЭБУ 100 согласно этому примеру осуществления изобретения выполняет управление (далее именуемое «управлением разрядкой конденсатора») для приведения в действие инвертора 31 таким образом, чтобы высвободить остаточный электрический заряд конденсатора С1 после размыкания главного реле R1 системы для отсоединения аккумулятора В1 высокого напряжения от конденсатора С1 в случае, когда возникновение столкновения транспортного средства 1 обнаружено блоком 90 определения столкновений.
[0044] В качестве конкретного способа управления разрядкой конденсатора рассматриваются несколько способов. Например, в качестве одного из способов рассматривается такой способ управления инвертором 31, что только ток d-вала течет в электродвигателе-генераторе 20. В соответствии с этим способом можно израсходовать остаточный электрический заряд конденсатора С1 с использованием переключающих элементов инвертора 31 и обмотки электродвигателя-генератора 20, не генерируя крутящий момент в электродвигателе-генераторе 20. В качестве другого способа рассматривается способ, который поддерживает переключающий элемент верхнего или нижнего плеча в произвольной фазе инвертора 31 во включенном состоянии и переключает другой переключающий элемент в состояние, когда электродвигатель-генератор 20 не вращается. Даже при таком способе можно израсходовать остаточный электрический заряд конденсатора С1 с использованием переключающих элементов инвертора 31 и обмотки электродвигателя-генератора 20.
[0045] Даже в случае, когда используется любой способ для того, чтобы выполнять управление разрядкой конденсатора, блок ЭБУ 100 нужно приводить в действие, то есть на блок ЭБУ 100 должно подаваться рабочее электропитание. В то же время, если вспомогательный аккумулятор 62 неисправен из-за столкновения транспортного средства 1, рабочее электропитание на блок ЭБУ 100 может не поступать от вспомогательного аккумулятора 62. При этом при рассмотрении случая, когда рабочее электропитание на блок ЭБУ 100 подается от вентильного генератора 61, если двигатель 10 останавливается в момент столкновения транспортного средства 1, так как требуется определенное время, пока двигатель 10 запустится и начнется выработка электроэнергии вентильным генератором 61, не представляется возможным быстро выполнить управление разрядкой конденсатора и быстро разрядить остаточный электрический заряд конденсатора С1.
[0046] В этом примере осуществления изобретения в качестве источника рабочего электропитания блок ЭБУ 100 в дополнение к вспомогательному аккумулятору 62 и вентильному генератору 61 предусмотрен преобразователь 63 постоянного тока в постоянный ток. То есть в случае, когда управление разрядкой конденсатора не выполняется, электропитание подается в линию 60 электропитания системы низкого напряжения, по меньшей мере, от одного источника из следующих: вспомогательный аккумулятор 62, вентильный генератор 61, преобразователь 63 постоянного тока в постоянный ток.
[0047] При этом во время управления разрядкой конденсатора, как описано выше, так как размыкается главное реле R1 системы, аккумулятор В1 высокого напряжения отключен от преобразователя 63 постоянного тока в постоянный ток в дополнение к конденсатору С1. По этой причине во время управления разрядкой конденсатора преобразователь 63 постоянного тока в постоянный ток не может быть использован в качестве источника питания рабочей электроэнергией блок ЭБУ 100. Если главное реле R1 системы замкнуто, так как напряжение аккумулятора В1 высокого напряжения подается не только на преобразователь 63 постоянного тока в постоянный ток, но и на конденсатор С1, даже если выполняется управление разрядкой конденсатора, не представляется возможным разрядить остаточный электрический заряд конденсатора С1. Соответственно, во время управления разрядкой конденсатора источник подачи рабочей электроэнергии на блок ЭБУ 100, по существу, ограничивается вспомогательным аккумулятором 62 и вентильным генератором 61.
[0048] Технически возможно добавление нового выделенного резервного источника электропитания, подающего рабочее электропитание на блок ЭБУ 100, чтобы выполнить управление разрядкой конденсатора, например, внутри корпуса 33 устройства 30 преобразования электроэнергии.
Тем не менее, добавление такого резервного источника питания приводит к увеличению размера корпуса 33 за счет увеличения количества деталей, усложнения управления и т.п., и существует опасение, что пострадает конкурентоспособность транспортного средства 1.
[0049] С учетом вышеописанного момента, блок ЭБУ 100 данного примера осуществления изобретения управляет двигателем 10 для приведения вентильного генератора 61 в состояние генерирования электроэнергии заранее и подает электроэнергию от вентильного генератора 61 в линию 60 электропитания устройства системы низкого напряжения в том случае, когда возможность возникновения столкновения транспортного средства 1 обнаруживается с использованием блока 80 определения расстояния, то есть прежде, чем произойдет столкновение транспортного средства 1. По этой причине, в случае, когда столкновение транспортного средства 1 происходит на самом деле, даже если вспомогательный аккумулятор 62 неисправен из-за столкновения транспортного средства 1, можно непрерывно подавать рабочее электропитание от вентильного генератора 61 на блок ЭБУ 100. По этой причине, даже если вспомогательный аккумулятор 62 неисправен из-за столкновения транспортного средства 1, блок ЭБУ 100 может быстро выполнить управление разрядкой конденсатора, используя электроэнергию, генерируемую существующим вентильным генератором 61. В результате можно надежно и быстро выполнять управление разрядкой конденсатора без добавления нового резервного источника электропитания внутри корпуса 33 устройства 30 преобразования электроэнергии в случае, когда происходит столкновение транспортного средства 1.
[0050] На фиг. 3 показана блок-схема, показывающая процедуру, выполняемую блоком ЭБУ 100. Эта блок-схема периодически запускается в течение заранее заданного периода в состоянии, в котором главное реле R1 системы замкнуто (состоянии, в котором электрический заряд накоплен в конденсаторе С1).
[0051] На этапе (в дальнейшем этап сокращенно обозначается как «S») 10 блок ЭБУ 100 определяет, обнаружена ли возможность возникновения столкновения транспортного средства 1. Например, блок ЭБУ 100 определяет, что возможность возникновения столкновения транспортного средства 1 определена в случае, когда расстояние между транспортным средством 1 и объектом столкновения, определяемое блоком 80 определения расстояния, меньше, чем заранее заданное значение. В случае, когда возможность возникновения столкновения транспортного средства 1 не определена (НЕТ на этапе S10), блок ЭБУ 100 завершает процедуру.
[0052] В случае, когда определена возможность возникновения столкновения транспортного средства 1 (ДА на этапе S10), на этапе S11 блок ЭБУ 100 определяет, находится ли двигатель 10 в рабочем состоянии. В случае, когда двигатель 10 работает (ДА на этапе S11), блок ЭБУ 100 переводит процедуру на этап S13.
[0053] В случае, когда двигатель 10 не работает (НЕТ на этапе S11), на этапе S12 блок ЭБУ 100 запускает двигатель 10. В частности, блок ЭБУ 100 включает сцепление K0, генерирует крутящий момент для проворачивания двигателя 10 от электродвигателя-генератора 20, начинает впрыск топлива и воспламенение топлива в двигателе 10, чтобы запустить двигатель 10, когда обороты двигателя Ne превышают заранее заданное значение по причине вращения коленвала, а затем разъединяет сцепление K0. После того, как запускается двигатель 10, блок ЭБУ 100 переводит процедуру на этап S13.
[0054] На этапе S13 блок ЭБУ 100 переводит вентильный генератор 61 в электрическое состояние выработки электроэнергии с использованием энергии двигателя 10. То есть, блок ЭБУ 100 начинает выработку электроэнергии с использованием вентильного генератора 61 заранее до столкновения транспортного средства 1.
[0055] На S14 блок ЭБУ 100 подавляет выходной крутящий момент электродвигателя-генератора 20 и выполняет управление (далее именуемое «управлением нулевым током») таким образом, чтобы большой ток не протекал между электродвигателем-генератором 20 и аккумулятором В1 высокого напряжения. Как описано ниже, управление нулевым током является эффективным для предотвращения приваривания главного реле R1 системы при размыкании главного реле R1 системы на этапе S16.
[0056] На этапе S15 блок ЭБУ 100 определяет, определено ли возникновение столкновения транспортного средства 1 блоком 90 определения столкновений.
[0057] В случае, когда определено возникновение столкновения транспортного средства 1 (ДА на этапе S15), на этапе S16 блок ЭБУ 100 размыкает главное реле R1 системы (ГРС), чтобы отсоединить аккумулятор В1 высокого напряжения от конденсатора С1. При этом, так как управлением нулевым током, начатым на S14, описанным выше, создается состояние, в котором большой ток не течет в главное реле R1 системы, предотвращается приваривание главного реле R1 системы из-за большого тока, интенсивно протекающего в определенном участке при размыкании главного реле R1 системы.
[0058] После этого на этапе S17 блок ЭБУ 100 выполняет вышеописанное управление разрядкой конденсатора. То есть блок ЭБУ 100 управляет инвертором 31, чтобы разрядить остаточный электрический заряд конденсатора СТ. В это время, так как двигатель 10 работает, и выработка электроэнергии с использованием вентильного генератора 61 осуществляется заранее на этапах S11-S13, описанных выше, даже если вспомогательный аккумулятор 62 неисправен из-за столкновения транспортного средства 1, блок ЭБУ 100 может выполнять управление разрядкой конденсатора с использованием электроэнергии, подаваемой от вентильного генератора 61.
[0059] При выполнении управления разрядкой конденсатора для отключения двигателя 10 от ведущих колес 50 может быть разъединено, по меньшей мере, одно из следующих устройств: сцепление K0 либо внутренняя муфта 45. Когда это происходит, даже после того, как транспортное средство 1 полностью остановлено из-за столкновения транспортного средства 1, можно более надежно продолжить работу (выработку электроэнергии с использованием вентильного генератора 61) двигателя 10.
[0060] В случае, когда возникновение столкновения транспортного средства 1 не определено (НЕТ на этапе S15), на этапе S18 блок ЭБУ 100 определяет, происходит ли определение возможности возникновения столкновения транспортного средства 1 непрерывно или нет. В случае, когда возможность возникновения столкновения транспортного средства 1 определяется непрерывно (ДА на этапе S18), блок ЭБУ 100 возвращает процедуру на этап S15.
[0061] В случае, если не определена возможность возникновения столкновения транспортного средства 1 (НЕТ на этапе S18), на этапе S19 блок ЭБУ 100 выключает управление нулевым током, начатое на этапе S14. При этом возвращается нормальное состояние, и выходной крутящий момент электродвигателя-генератора 20 регулируется таким образом, чтобы удовлетворить запрос пользователя.
[0062] Как было описано выше, блок ЭБУ 100 данного примера осуществления изобретения управляет двигателем 10 для приведения вентильного генератора 61 в состояние выработки электроэнергии и подает электроэнергию от вентильного генератора 61 в линию 60 электропитания системы низкого напряжения в случае, когда определено, что имеется возможность возникновения столкновения транспортного средства 1 (прежде, чем произойдет столкновение транспортного средства). По этой причине в случае, когда столкновение транспортного средства 1 происходит на самом деле, даже если вспомогательный аккумулятор 62 неисправен из-за столкновения транспортного средства 1, электроэнергия, генерируемая вентильным генератором 61 может быстро выполнить управление разрядкой конденсатора, используя электрическую энергию, генерируемую существующим вентильным генератором 61. В результате можно надежно и быстро выполнить управление разрядкой конденсатора без добавления нового выделенного резервного источника электропитания в случае, когда происходит столкновение транспортного средства 1.
[0063] Блок ЭБУ 100 данного примера осуществления изобретения размыкает главное реле R1, чтобы отсоединить аккумулятор В1 высокого напряжения от конденсатора С1 и преобразователя 63 постоянного тока в постоянный ток в случае выполнения управления разрядкой конденсатора. По этой причине можно предотвратить незавершенность разрядки конденсатора С1 из-за того, что напряжение высокого напряжения аккумулятора В1 подается на конденсатор С1 во время управления разрядкой конденсатора. В это время, как описано выше, так как электроэнергия от вентильного генератора 61 подается в линию 60 электропитания системы низкого напряжения, даже в ситуации, в которой аккумулятор В1 высокого напряжения отключен от преобразователя 63 постоянного тока в постоянный ток, и электроэнергия от преобразователя 63 постоянного тока в постоянный ток не подается в линию 60 электропитания системы низкого напряжения, блок ЭБУ 100 может выполнять управление разрядкой конденсатора с использованием электроэнергии, подаваемой от вентильного генератора 61.
[0064] Модифицированный пример 1
В вышеприведенном примере осуществления в случае, когда определено, что имеется возможность возникновения столкновения транспортного средства 1, двигатель 10 поддерживается в рабочем состоянии, чтобы обеспечить подачу рабочего электропитания на блок ЭБУ 100. В то же время в случае, когда разрядка остаточного электрического заряда конденсатора С1 завершается управлением разрядкой конденсатора, двигателю 10 не нужно работать.
[0065] Соответственно, в это примере модификации, в случае, когда разрядка остаточного электрического заряда конденсатора С1 выполнена при управлении разрядкой конденсатора, двигатель 10 останавливается, чтобы остановить подачу электроэнергии от вентильного генератора 61 в линию 60 электропитания 60 системы низкого напряжения.
[0066] Фиг. 4 представляет собой блок-схему, показывающую процедуру, выполняемую блоком ЭБУ 100 в соответствии с этим примером модификации. В блок-схеме, показанной на фиг. 4, после этапа S17, показанного на фиг. 3, описанного выше, добавлены этапы S30 и S31. Другие виды процедуры представлены теми же ссылочными позициями, что и этапы, показанные на фиг. 3 и уже описанные, и, таким образом, их подробное описание не будет повторяться.
[0067] После того, как управление разрядкой конденсатора окончено на этапе S17, на этапе S30 блок ЭБУ 100 определяет, действительно ли завершена разрядка конденсатора С1. Например, блок ЭБУ 100 определяет, что разрядка остаточного электрического заряда конденсатора С1 завершена, по меньшей мере, в одном из случаев, когда напряжение на обоих концах конденсатора С1, регистрируемое датчиком 32 напряжения, меньше, чем заранее заданное значение, или случае, когда время, истекшее с начала управления разрядкой конденсатора, превышает заранее заданное время.
[0068] В случае, когда разрядка конденсатора С1 не завершена (НЕТ на этапе S30), блок ЭБУ 100 возвращает процедуру на этап S30 и ждет, пока разрядка конденсатора С1 завершится.
[0069] В случае, когда завершена разрядка конденсатора С1 (ДА на этапе S30), на этапе S31 блок ЭБУ 100 останавливает двигатель 10.
[0070] Таким образом, блок ЭБУ 100 этой примерной модификации останавливает двигатель 10 в случае, когда разрядка остаточного электрического заряда конденсатора С1 завершена при управлении разрядкой конденсатора. По этой причине можно предотвратить излишнюю работу двигателя 10 даже несмотря на то, что разрядка остаточного электрического заряда конденсатора С1 завершена.
[0071] Модифицированный пример 2
В описанном выше примере осуществления изобретения управление разрядкой конденсатора начинается после столкновения транспортного средства 1. Тем не менее, для того, чтобы быстро выполнить разрядку остаточного электрического заряда конденсатора С1 после столкновения транспортного средства 1, желательно начать управление разрядкой конденсатора со стадии, на которой определяется возможность возникновения столкновения транспортного средства 1 (прежде, чем произойдет столкновение транспортного средства 1).
[0072] В то же время, на этапе, на котором обнаруживают возможность возникновения столкновения транспортного средства 1, предполагается, что транспортное средство 1 движется, и электродвигатель-генератор 20 вращается. На такой стадии, если главное реле R1 системы размыкается, и электрический заряд конденсатора С1 потребляется электродвигателем-генератором 20 при управлении разрядкой конденсатора, существует опасение, что электродвигатель-генератор 20 при вращении генерирует тормозящий момент, и генерируемый тормозящий момент передается на ведущие колеса 50 посредством автоматической трансмиссии 40 и воздействует на поведение транспортного средства 1.
[0073] Если сцепление K0 все еще сцеплено в процессе выполнения управления разрядкой конденсатора (во время работы двигателя 10), так как электродвигатель-генератор 20 вращается для выработки электроэнергии с использованием энергии двигателя 10, и электроэнергия подается на конденсатор С1, существует опасение, что разрядка конденсатора С1 не завершена.
[0074] С учетом данных пунктов, в этом примере модификации, в случае, когда определено, что имеется возможность возникновения столкновения транспортного средства 1, управление разрядкой конденсатора запускается после того, как разъединяется сцепление K0, и разъединяется внутренняя муфта 45.
[0075] На фиг. 5 показана блок-схема, показывающая процедуру, выполняемую блоком ЭБУ 100 в соответствии с этим примером модификации. Из этапов, показанных на фиг. 5, этапы, обозначенные теми же ссылочными позициями, что и этапы, показанные на фиг. 3, описанные ниже, уже были описаны, и, таким образом, их подробное описание не будет повторяться.
[0076] После выполнения этапа S14, на этапе S40 блок ЭБУ 100 размыкает сцепление K0. В случае, когда сцепление K0 уже разомкнуто после того, как двигатель 10 запускается на этапе S12 и т.п., блок ЭБУ 100 поддерживает сцепление K0 в расцепленном состоянии.
[0077] На этапе S41 блок ЭБУ 100 расцепляет внутреннюю муфту 45. В случае, когда внутренняя муфта 45 уже расцеплена, блок ЭБУ 100 поддерживает внутреннюю муфту 45 в расцепленном состоянии. После этого на этапе S16 блок ЭБУ 100 размыкает главное реле R1 системы и запускает управление разрядкой конденсатора на этапе S17.
[0078] Таким образом, блок ЭБУ 100 этого примера модификации начинает управление разрядкой конденсатора после размыкания сцепления K0 и размыкания внутренней муфты 45 в случае, когда определено, что имеется возможность возникновения столкновения транспортного средства 1. Даже если при управлении разрядкой конденсатора электродвигателем-генератором 20 генерируется тормозящий момент, по причине размыкания внутренней муфты 45 тормозящий момент электродвигателя-генератора 20 не передается на ведущие колеса 50 и не оказывает влияния на поведение транспортного средства 1.
[0079] Даже если двигатель 10 работает для выработки электроэнергии с использованием вентильного генератора 61, так как сцепление K0 разомкнуто, мощность двигателя 10 не передается на электродвигатель-генератор 20. По этой причине можно остановить электродвигатель-генератор 20, чтобы быстро завершить разрядку конденсатора С1 во время работы двигателя 10 для генерации электроэнергии с использованием вентильного генератора 61.
[0080] Поскольку сцепление K0 разомкнуто, и внутренняя муфта 45 разомкнута для отключения двигателя 10 от ведущих колес 50, даже после того, как транспортное средство 1 полностью остановится из-за столкновения транспортного средства 1, можно с большей надежностью продолжить работу (выработку электроэнергии с использованием вентильного генератора 61) двигателя 10.
[0081] Модифицированный пример 3
В вышеуказанном примере осуществления изобретения ротор электродвигателя-генератора 20 напрямую соединен с входным валом 41 автоматической трансмиссии 40. Однако ротор электродвигателя-генератора 20 может быть соединен с входным валом 41 автоматическая трансмиссия 40 через сцепление.
[0082] На фиг. 6 представлена общая схема конфигурации транспортного средства 1А согласно этому модифицированному примеру. В этом транспортном средстве 1А сцепление K2 для отключения электродвигателя-генератора 20 расположено между ротором электродвигателя-генератора 20 и входным валом 41 автоматической трансмиссии 40. То есть ротор электродвигателя-генератора 20 соединен с входным валом 41 автоматической трансмиссии 40 через сцепление K2. Другие конструкции транспортного средства 1А являются такими же, что и на транспортном средстве 1 в соответствии с предыдущим примером осуществления изобретения, и, таким образом, их подробное описание не будет повторяться.
[0083] В транспортном средстве 1А, имеющем конструкцию, описанную выше, даже в состоянии, при котором сцепление K0 сцеплено и транспортное средство 1А движется (состояние, в котором двигатель 10 и входной вал 41 автоматической трансмиссии 40 вращаются), сцепление K2 расцеплено, в результате чего можно остановить вращение электродвигателя-генератора 20. Соответственно, блок ЭБУ 100 этого модифицированного примера начинает управления разрядкой конденсатора после расцепления сцепления K2 в случае, когда существует вероятность того, что произойдет столкновение транспортного средства 1.
[0084] На фиг. 7 показана блок-схема, показывающая процедуру, выполняемую блоком ЭБУ 100 в соответствии с этим модифицированным примером. На блок-схеме, показанной на фиг. 7, выполнение этапов S40 и S41, показанных на фиг. 5, описанной выше, изменено на выполнение этапа S50. Другие виды действий представлены теми же ссылочными позициями, что и этапы, показанные на фиг. 5, описанной выше, и уже было описаны, и, таким образом, их подробное описание не будет повторяться.
[0085] После выполнения этапа S14 на этапе S30 блок ЭБУ 100 расцепляет сцепление K2. После этого на этапе S16 блок ЭБУ 100 размыкает главное реле R1 системы и на этапе S17 запускает управление разрядкой конденсатора.
[0086] Таким образом, блок ЭБУ 100 этого модифицированного примера начинает управление разрядкой конденсатора после расцепления сцепления K2 в случае, когда существует вероятность того, что произойдет столкновение транспортного средства 1. По этой причине, даже в состоянии, при котором сцепление K0 сцеплено и транспортное средство 1А движется (состояние, в котором двигатель 10 и входной вал 41 автоматической трансмиссии 40 вращаются), можно остановить вращение электродвигателя-генератора 20, чтобы быстро закончить разрядку конденсатора С1 посредством управления разрядкой конденсатора.
[0087] Другие модифицированные примеры
Хотя преобразователь не входит в устройство 30 преобразования электроэнергии в предыдущем примере осуществления изобретения, преобразователь, который выполняет преобразование напряжения между аккумулятором В1 высокого напряжения и инвертором 31, может быть добавлен к устройству 30 преобразования электроэнергии. В случае, когда добавляется преобразователь, преобразователь может быть объектом управления разрядкой конденсатора. То есть преобразователь может действовать таким образом, чтобы разряжать остаточный электрический заряд конденсатора.
[0088] Объект управления разрядкой конденсатора не обязательно ограничивается инвертором 31 или вышеописанным преобразователем. Например, может быть предусмотрена выделенная электрическая цепь для отвода остаточного электрического заряда конденсатора, и эта выделенная электрическая цепь может быть объектом управления разрядкой конденсатора.
[0089] Даже в том случае, когда определенное устройство является объектом управления разрядкой конденсатора, так как объект управления разрядкой конденсатора управляется блоком ЭБУ 100, рабочее электропитание должно подается на блок ЭБУ 100 для выполнения управления разрядкой конденсатора. По этой причине настоящее изобретение эффективно применимо.
[0090] Гибридное транспортное средство, к которому применимо данное изобретение, может быть гибридным транспортным средством, включающим в себя вентильный генератор, который генерирует рабочее электропитание блока ЭБУ 100 с использованием энергии двигателя, и не ограничивается гибридными транспортными средствами, показанными на фиг. 1 и 6, описанными выше. Например, несмотря на то, что гибридные транспортные средства, показанные на фиг. 1 и 6, включают в себя один электродвигатель-генератор 20, настоящее изобретение применимо к гибридному транспортному средству, включающему в себя два или более электродвигателей-генераторов.
[0091] В вышеописанном примере осуществления изобретения, хотя блок ЭБУ 100 подразделяется на два блока ЭГ-ЭБУ 110 и ГТС-ЭБУ 120, блок ЭБУ 100 может подразделяться на три или более блоков, или же они могут быть объединены в одно устройство. Как показано на фиг. 2, хотя блок ЭГ-ЭБУ 110 расположен внутри корпуса 33, блок ЭГ-ЭБУ 110 может быть расположен снаружи корпуса 33.
[0092] Описанный выше пример осуществления изобретения и примеры его модификации могут быть объединены в зависимости от обстоятельств, при том условии, чтобы это объединение не приводило к технической несовместимости.
[0093] Следует учитывать, что примеры осуществления, раскрытые в данном документе, являются просто иллюстративными для всех объектов, и не являются ограничивающими. Объем изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения, а не приведенным выше описанием, и подразумевает включение всех изменений и модификаций в пределах объема формулы изобретения и ее эквивалентов.