Гибридное транспортное средство

Изобретение относится к гибридным транспортным средствам. По первому варианту гибридное транспортное средство содержит двигатель, средства генерирования энергии, накопитель энергии, средства генерирования движущей силы, средства внешней зарядки, блок управления для регулирования движущей силы транспортного средства. Блок управления управляет в первом рабочем режиме и втором рабочем режиме. В первом рабочем режиме зарядка накопителя энергии средствами генерирования энергии ограничена. Во втором рабочем режиме зарядка накопителя энергии средствами генерирования энергии поддерживается в заданном диапазоне с контрольным центральным значением. Блок управления включает в себя средства изменения контрольного центрального значения. По второму варианту гибридное транспортное средство содержит устройства с функциями вышеупомянутых средств. Технический результат заключается в повышении эффективности накопителя энергии в гибридных транспортных средствах. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 15 ил.

 

Настоящее изобретение относится к гибридному транспортному средству, способному заряжать накопитель энергии, установленный на нем посредством внешнего источника энергии, и, в частности, относится к технологии оптимального управления величиной степени зарядки накопителя энергии в соответствии с характером управления пользователем.

В последнее время, принимая во внимание проблемы состояния окружающей среды, начало использоваться гибридное транспортное средство, которое работает за счет эффективного сочетания двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя. Гибридное транспортное средство такого рода имеет перезаряжаемый накопитель энергии, установленный на нем, для подачи электроэнергии в электродвигатель при запуске и/или во время ускорения, и для рекуперации кинетической энергии транспортного средства при спуске по склону и/или во время торможения.

Предложенная конфигурация гибридного транспортного средства, которая связана посредством электрического соединения с внешним источником энергии, таким как электроснабжение от сети общего пользования, обеспечивает зарядку накопителя энергии, установленного на транспортном средстве. Заряжаемое извне транспортное средство способно двигаться, используя электроэнергию от внешнего источника энергии, аккумулированную в накопителе энергии, на относительно короткое расстояние, оставляя в это время двигатель выключенным, когда, например, совершает одну поездку на работу и обратно или отправляется за покупками, в результате чего общая экономичность расхода топлива может быть повышена. Рабочий режим такого рода иногда рассматривают как рабочий режим ЭМ (электромобиля).

Когда степень зарядки (СЗ) накопителя энергии становится ниже заданного нижнего предела, после того как транспортное средство работало в рабочем режиме ЭМ, транспортное средство переходит в общий рабочий режим ГТС (Гибридного Транспортного Средства), предусматривающий работу двигателя. В рабочем режиме ГТС рабочая мощность двигателя используется как движущая сила для перемещения и к тому же используется для выработки энергии для зарядки накопителя энергии.

В качестве примера конфигурации переключения между рабочим режимом ЭМ и рабочим режимом ГТС приводится публикация выложенной заявки на патент Японии JP 09-098513, раскрывающая контроллер зарядки и разрядки для гибридного электромобиля, в котором обеспечено начальное проходимое расстояние на электрической батарее и отношение работы по выработке электроэнергии (работа гибридного привода) уменьшается, для того чтобы получить достаточное преимущество в отсутствии шума, чтобы предотвратить снижение пробега транспортного средства на двигателе внутреннего сгорания для производства энергии и для снижения выбросов отработавших газов.

Различия в контроллере зарядки и разрядки для гибридного электромобиля раскрыты в указанной JP 09-098513, причем в транспортном средстве, в котором накопитель энергии может заряжаться посредством внешнего источника энергии, целесообразно при рабочем режиме ГТС иметь величину степени зарядки (степень зарядки аккумуляторной батареи), поддерживаемую на уровне относительно низкого значения. Это осуществляется для того, чтобы после движения обеспечивать сохранение настолько большого количества электроэнергии, полученной от внешнего источника энергии во время зарядки от внешнего источника энергии, насколько это возможно.

Тем не менее, характер управления транспортным средством отличается от пользователя к пользователю. В частности, один пользователь может в основном двигаться на относительно короткие дистанции, в то время как другой пользователь может двигаться на относительно длинные дистанции и, вследствие этого, степень выполнения зарядки при использовании внешнего источника энергии (частота зарядки) отличается от пользователя к пользователю.

В результате в гибридном транспортном средстве, которое не очень часто заряжается посредством внешнего источника энергии, величина степени зарядки накопителя энергии поддерживается на относительно низком уровне на длительный период времени. Низкая степень зарядки в течение длительного времени не желательна, принимая во внимание снижение эффективности накопителя энергии.

Настоящее изобретение разработано для решения описанной проблемы и его задачей является создание внешне перезаряжаемого гибридного транспортного средства, в котором снижение эффективности накопителя энергии может быть предотвращено в соответствии с характером управления пользователем.

Согласно аспекту настоящего изобретения создано гибридное транспортное средство, содержащее двигатель, работающий на сгорании топлива; средства генерирования энергии, способные вырабатывать электроэнергию, получающие энергию, образованную при работе двигателя; накопитель энергии, заряжаемый электроэнергией от средств генерирования энергии; средства генерирования движущей силы для образования движущей силы из электроэнергии от средств генерирования энергии и/или накопителя энергии; средства внешней зарядки, подключенные с помощью электрического соединения к внешнему источнику энергии, для зарядки накопителя энергии посредством внешнего источника энергии; и блок управления для управления движущей силы транспортного средства, образующейся в соответствии с требованиями водителя, и для управления электроэнергией, заряжающей/разряжающей накопитель энергии. Блок управления производит контроль в первом рабочем режиме до тех пор, пока величина степени зарядки накопителя энергии стремится к значению ниже, чем заданное, и выполняет переход во второй рабочий режим, когда величина степени зарядки становится ниже заданного значения. В первом рабочем режиме зарядка накопителя энергии посредством средств генерирования энергии ограничена, а во втором рабочем режиме зарядка накопителя энергии посредством средств генерирования энергии допускается так, что величина степени зарядки поддерживается в заданном диапазоне, при этом в центре диапазона находится контрольное центральное значение. Блок управления включает в себя средства изменения контрольного центрального значения для изменения контрольного центрального значения в соответствии со степенью выполнения внешней зарядки как степенью выполнения зарядки накопителя энергии посредством средств внешней зарядки.

В гибридном транспортном средстве в соответствии с этим аспектом, после перехода во второй рабочий режим, позволяющий зарядку накопителя энергии посредством средств генерирования энергии, контрольное центральное значение, определяющее диапазон, в котором поддерживается величина степени зарядки накопителя энергии, изменяется в соответствии со степенью выполнения внешней зарядки. Следовательно, можно предотвратить удержание величины степени зарядки накопителя энергии на низком значении по причине низкой степени выполнения зарядки накопителя энергии средствами внешней зарядки и, вследствие этого, возможно предотвратить снижение эффективности накопителя энергии.

Предпочтительно, чтобы блок управления регулировал электроэнергию, заряжаемую/разряжаемую с накопителя энергии, в соответствии с заданной характеристикой энергии зарядки, определяющей электроэнергию, необходимую для зарядки накопителя энергии, в соответствии с величиной степени зарядки накопителя энергии; и средства изменения контрольного центрального значения изменяли контрольное центральное значение посредством изменения заданной характеристики энергии зарядки.

Предпочтительно, чтобы средства изменения контрольного центрального значения увеличивали контрольное центральное значение по мере того как степень выполнения внешней зарядки уменьшается.

Предпочтительно, чтобы средства изменения контрольного центрального значения определяли степень выполнения внешней зарядки, основываясь на прошедшем промежутке времени и/или на пройденном расстоянии от последнего выполнения зарядки накопителя энергии внешним источником энергии.

Предпочтительно, чтобы средства изменения контрольного центрального значения изменяли контрольные центральные значения, когда прошедший промежуток времени и/или пройденное расстояние превышает соответствующее заданное предельное значение.

Предпочтительно, блок управления регулирует электроэнергию, заряжаемую/разряжаемую с накопителя энергии, при этом диапазон допустимой характеристики зарядки/разрядки определяет максимальную электроэнергию зарядки/разрядки, допустимую для накопителя энергии в соответствии с величиной степени зарядки накопителя энергии; и допустимая характеристика энергии зарядки/разрядки меняется в соответствии с контрольным центральным значением, изменяемым посредством средств изменения контрольного центрального значения.

Предпочтительно, чтобы гибридное транспортное средство в соответствии с этим аспектом дополнительно включало в себя преобразователь напряжения, расположенный между накопителем энергии и средствами генерирования движущей силы, для выполнения преобразования напряжения между накопителем энергии и средствами генерирования движущей силы, и для управления за работой по преобразованию напряжения в преобразователе напряжения блок управления дополнительно включает в себя систему управления, содержащую, по меньшей мере, один элемент управления; и характеристика, по меньшей мере, одного элемента управления включена в изменения системы управления в соответствии с контрольным центральным значением, которое изменяется посредством средств изменения контрольного центрального значения.

Предпочтительно, чтобы гибридное транспортное средство в соответствии с этим аспектом дополнительно включало в себя средства мониторинга за накопителем энергии для контроля для мониторинга величины степени зарядки накопителя энергии, и если величина степени зарядки находится за пределами заданного стандартного диапазона, выдавал сигнал, указывающий на отклонение в работе накопителя энергии. Стандартный диапазон, используемый средствами мониторинга за накопителем энергии, меняется в соответствии с контрольным центральным значением, которое изменяется средствами изменения контрольного центрального значения.

Предпочтительно, чтобы средства изменения контрольного центрального значения задействовались или отключались в соответствии с внешней командой выбора.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения создано гибридное транспортное средство, содержащее двигатель, работающий на сгорании топлива; устройство генерирования энергии, способное вырабатывать электроэнергию, получая энергию, образованную при работе двигателя; накопитель энергии, заряжаемый электроэнергией от устройства генерирования энергии; устройство генерирования движущей силы для образования движущей силы из электроэнергии от устройства генерирования энергии и/или накопителя энергии; устройство внешней зарядки, подключенное с помощью электрического соединения к внешнему источнику энергии, для зарядки накопителя энергии посредством внешнего источника энергии; и блок управления для управления движущей силы транспортного средства, образующейся в соответствии с требованиями водителя, и для управления электроэнергией, заряжающей/разряжающей накопитель энергии. Блок управления производит контроль в первом рабочем режиме до тех пор, пока величина степени зарядки накопителя энергии стремится к значению ниже, чем заданное, и выполняет переход во второй рабочий режим, когда величина степени зарядки становится ниже заданного значения; причем в первом рабочем режиме зарядка накопителя энергии посредством устройства генерирования энергии ограничена, а во втором рабочем режиме зарядка накопителя энергии посредством устройства генерирования энергии осуществляется так, что величина степени зарядки поддерживается в заданном диапазоне, при этом значение контрольного центра является центром. Блок управления изменяет значение контрольного центра в соответствии со степенью выполнения внешней зарядки как степенью выполнения зарядки накопителя энергии посредством устройства внешней зарядки.

Таким образом, согласно настоящему изобретению может быть создано перезаряжаемое извне гибридное транспортное средство, в котором снижение эффективности накопителя энергии может быть предотвращено в соответствии с характером управления пользователем.

Далее изобретение будет пояснено со ссылкой на чертежи, на которых:

Фиг.1 - общая конфигурация, когда накопитель энергии, установленный на гибридном транспортном средстве в соответствии с Вариантом 1 осуществления настоящего изобретения, заряжается посредством внешнего источника энергии;

Фиг.2 - структурная схема гибридного транспортного средства в соответствии с Вариантом 1 осуществления настоящего изобретения;

Фиг.3 - схематический вид конфигурации инвертора и электродвигателя-генератора;

Фиг.4 - нуль-фазовая эквивалентная схема инвертора и электродвигателя-генератора в режиме нулевого напряжения;

Фиг.5 - схематический вид конфигурации преобразователя;

Фиг.6 - иллюстративные изменения во времени СЗ накопителя энергии в процессе движения транспортного средства гибридному;

Фиг.7 - иллюстративное изменение во времени СЗ накопителя энергии, когда контрольное центральное значение СЗ изменяется поэтапно от контрольного центрального значения SOCC(P) до SOCC(N);

Фиг.8 - иллюстративное изменение во времени контрольного центрального значения СЗ по отношению к периоду отсутствия внешней зарядки Tcum;

Фиг.9 - функциональная схема, изображающая структуру системы управления в ГТС-ЭБУ в соответствии с Вариантом 1 осуществления настоящего изобретения;

Фиг.10 - блок-схема, относящаяся к способу изменения контрольного центрального значения СЗ в соответствии с Вариантом 1 осуществления настоящего изобретения;

Фиг.11 - пример допустимой характеристики энергии зарядки/разрядки, хранимой в блоке установки допустимой энергии зарядки/разрядки;

Фиг.12 - функциональная схема, изображающая структуру системы управления, регулирующую работу преобразования напряжения преобразователя, включенного в ГТС-ЭБУ в соответствии с Вариантом 1 осуществления настоящего изобретения;

Фиг.13 - функциональная схема, изображающая структуру системы управления ЭБУ батареи в соответствии с Вариантом 1 осуществления настоящего изобретения;

Фиг.14 - функциональная схема, изображающая структуру системы управления ГТС-ЭБУ в соответствии с Вариантом 2 осуществления настоящего изобретения; и

Фиг.15 - пример заданной характеристики энергии зарядки, хранимой в блоке установки заданной энергии зарядки.

Наилучшие варианты осуществления изобретения

Варианты осуществления настоящего изобретения будут подробно описаны со ссылкой на чертежи. На чертежах одинаковые или соответствующие части обозначаются одинаковыми ссылочными позициями, и их описание не повторятся.

Вариант 1 осуществления настоящего изобретения.

Ссылаясь на Фиг.1, гибридное транспортное средство 100 (в дальнейшем также именуемое как "транспортное средство 100") имеет двигатель внутреннего сгорания (двигатель) и электродвигатель-генератор, как будет описано далее, и двигается от движущих сил, образованных ими, отрегулированных в оптимальном отношении. Кроме того, транспортное средство 100 имеет накопитель энергии (не показан) для обеспечения энергией электродвигателя-генератора, установленного на нем. Накопитель энергии может заряжаться, получая энергию, образованную от работы двигателя внутреннего сгорания, когда система транспортного средства 100 активна (в дальнейшем обозначается как "режим IGON"), и он может быть подключен посредством электрического соединения через соединительный блок 200 к внешнему источнику энергии и может таким образом заряжаться, когда система транспортного средства 100 остановлена (в дальнейшем обозначается как "режим IGOFF"). В последующем описании для того чтобы отличать зарядку накопителя энергии во время движения транспортного средства 100, зарядка посредством внешнего источника энергии будет также обозначаться как "внешняя зарядка".

Соединительный блок 200 образует соединительное устройство для питания от электроснабжения от сети общего пользования в качестве примера внешнего источника энергии для транспортного средства 100, и он подсоединяется через силовой провод ACL, образованный шланговым кабелем или чем-либо в этом роде к станции 300 зарядки. Соединительный блок 200 подсоединяется к транспортному средству 100 во время внешней зарядки и он обеспечивает электроснабжение от сети общего пользования в качестве примера внешнего источника энергии посредством электрического соединения с транспортным средством 100. Со стороны транспортного средства 100 предусмотрен соединительный участок приема (не показан), который необходимо соединять с соединительным блоком 200 для получения электроснабжения от сети общего пользования.

Станция 300 зарядки получает электроснабжение от сети общего пользования, подведенной к дому 302 через линию PSL внешнего источника энергоснабжения, и подводит энергию к соединительному блоку 200. Устройство хранения соединительного блока 200 или устройство наматывания силового провода ACL, подсоединяемого к соединительному блоку 200 (оба не показаны), могут быть включены в станцию 300 зарядки. Кроме того, в станцию 300 зарядки может быть включено устройство учета или устройство обеспечения безопасности пользователя.

Внешний источник энергии, подводимый через соединительный блок 200 к транспортному средству 100, может быть электроэнергией, образованной панелью солнечной батареи, установленной на крыше дома 302.

Согласно Фиг.2, гибридное транспортное средство 100 в соответствии с Вариантом 1 осуществления настоящего изобретения включает в себя двигатель 36 внутреннего сгорания, устройство 38 распределения энергии, первый электродвигатель-генератор 34-1, второй электродвигатель-генератор 43-2, первый инвертор (INV1) 30-1, второй инвертор (INV2) 30-2, преобразователь (CONV) 8, накопитель 6 энергии, ЭБУ 4 батареи и ГТС-ЭБУ 2. В последующем описании первый и второй электродвигатели-генераторы 34-1 и 34-2 могут также обозначаться как MG1 и MG2 соответственно.

Двигатель 36 внутреннего сгорания работает на сгорании топлива, такого как бензин или другие нефтепродукты. Энергия, образованная посредством работы двигателя 36 внутреннего сгорания, передается в устройство 38 распределения энергии, механически соединенное с выходным валом (коленчатым валом) двигателя 36 внутреннего сгорания.

Устройство 38 распределения энергии механически соединено с двигателем 36 внутреннего сгорания и электродвигателями-генераторами 34-1 и 34-2 и выполняет сочетание и распределение энергии между ними. В качестве примера устройство 38 распределения энергии образовано планетарным зубчатым механизмом, включающим в себя три элемента: солнечное зубчатое колесо, водило и кольцевое зубчатое колесо, и двигатель 36 внутреннего сгорания и электродвигатели-генераторы 34-1 и 34-2 соединены с соответствующими элементами. Часть энергии, образованная двигателем 36 внутреннего сгорания, объединяется с энергией от электродвигателя-генератора 34-2 и передается к ведущему колесу 32, и оставшаяся часть энергии передается к электродвигателю-генератору 34-1 и преобразуется электродвигателем-генератором 34-1 в электроэнергию.

Устройство 16 измерения скорости движения транспортного средства установлено рядом с валом вращения ведущего колеса 32 и определяется скорость вращения ведущего колеса 32, т.е. скорость SP движения транспортного средства транспортного средства 100.

Электродвигатель-генератор 34-1 функционирует исключительно как генератор электрического тока (генератор), который получает энергию, образованную работой двигателя 36 внутреннего сгорания, и генерирует электроэнергию и, получая вращательную движущую силу, передаваемую посредством устройства 38 распределения энергии, генерирует электроэнергию.

Электродвигатель-генератор 34-2 функционирует как электродвигатель (мотор), который образует движущую силу от электроэнергии, сгенерированной электродвигателем-генератором 34-1, и/или от электроэнергии, разряжаемой от накопителя 6 энергии. Вращательная движущая сила, образованная электродвигателем-генератором 34-1, объединяется с вращательной движущей силой от двигателя 36 внутреннего сгорания посредством устройства 38 распределения энергии и передается на ведущее колесо 32. Электродвигатель-генератор 34-2 также может работать как генератор электрического тока (генератор) при торможении транспортного средства, например когда водитель приводит в действие тормоз, и он способен регенерировать электроэнергию из кинетической энергии транспортного средства 100 и возвращать энергию в накопитель 6 энергии.

В качестве примера электродвигатели-генераторы 34-1 и 34-2 являются трехфазными синхронными ротационными электромашинами переменного тока, имеющими ротор со встроенным постоянным магнитом. Кроме того, каждый статор электродвигателей-генераторов 34-1 и 34-2 включает в себя катушки трехфазной обмотки статора, соединенные Y-образно (звездой). Во время внешней зарядки, для соединения точек соответствующих катушек обмотки статора, т.е. к нулевым точкам N1 и N2, внешняя энергия подводится через силовой провод ACL (положительная линия ACLp электропитания и отрицательная линия ACLn электропитания).

Инверторы 30-1 и 30-2 подключены с помощью электрического соединения к электродвигателям-генераторам 34-1 и 34-2 соответственно и соединены параллельно с преобразователем 8. Инверторы 30-1 и 30-2 управляют электроэнергией, передаваемой к/от электродвигателей-генераторов 34-1 и 34-2 соответственно. В качестве примера инверторы 30-1 и 30-2 образованы в виде мостовой схемы, включая плечи трехфазной системы, и работы по преобразованию энергии в следствие этого соответственно управляются командами на переключение PWM1 и PWM2, поступающими от ГТС-ЭБУ2, который будет описан позже. В настоящем варианте осуществления изобретения инвертор 30-1 и электродвигатель-генератор 34-1 выполняют функцию "средств генерирования энергии" или "устройства генерирования энергии", а инвертор 30-2 и электродвигатель-генератор 34-2 выполняют роль "средств генерирования движущей силы" или "устройства генерирования движущей силы".

Более того, во время внешней зарядки инверторы 30-1 и 30-2 работают скоординированным образом для преобразования питания от внешнего источника энергии (однофазный переменный ток), подводимого к нулевым точкам N1 и N2 электродвигателей-генераторов 34-1 и 34-2 соответственно в питание постоянного тока и для зарядки накопителя 6 энергии.

Согласно Фиг.3, инвертор 30-1 включает в себя транзисторы Q1Up и Q1Un, транзисторы Q1Vp и Q1Vn, и транзисторы Q1Wp и Q1Wn, образующие U-, V- и W-фазную цепи плеча соответственно, и каждая цепь плеча включена между основной положительной электрической линии MPL и основной отрицательной электрической линии MNL. Узлы соединений N1U, N1V и N1W транзисторов в соответствующей цепи плеча подсоединены к соответствующей катушке обмотки статора (не показаны) электродвигателя-генератора 34-1, и соответствующие фазные напряжения подводятся к электродвигателю-генератору 34-1. В качестве примера транзисторы Q1Up, Q1Un, Q1Vp, Q1Vn, Q1Wp и Q1Wn выполнены в виде переключающих элементов, таких как БТИЗ (Биполярный Транзистор с Изолированным Затвором).

Кроме того, инвертер 30-1 включает диоды D1Up, D1Un, D1Vp, D1Vn, D1Wp, и D1Wn и каждый из диодов соединен параллельно с соответствующим транзистором так, что он может заставлять протекать ток обратной связи со стороны эмиттера в сторону коллектора транзистора, имеющего такое же условное обозначение.

В то время как транспортное средство 100 двигается, в инверторе 30-1 посредством операций переключения соответствующих транзисторов в ответ на команду на переключение PWM1 проводится работа по преобразованию энергии между питанием постоянного тока и питанием переменного тока. Более конкретно выбраны транзисторы Q1Up, Q1Vp и Q1Wp на верхнем плече (положительный вывод), соединенные с основной положительной электрической линией MPL, и транзисторы Q1Un, Q1Vn и Q1Wn на нижнем плече (отрицательный вывод), соединенные с основной отрицательной электрической линией MNL, последовательно один от верхнего плеча и один от нижнего плеча, и выбранные два транзистора приведены в состояние "включено". Два транзистора, образующие одно одинаковое плечо, не выбираются одновременно.

Существует шесть различных сочетаний транзисторов, выбранных таким способом. Кроме того, величина преобразования энергии и направление преобразования энергии (питание постоянного тока в питание переменного тока или питание переменного тока в питание постоянного тока) могут регулироваться посредством настройки периода (скважности) и фазности (выдержки) проведения тока в каждом транзисторе.

Аналогично инвертору 30-1 инвертор 30-2 включает в себя транзисторы Q2Up и Q2Un, транзисторы Q2Vp и Q2Vn и транзисторы Q2Wp и Q2Wn, образующие U-, V- и W-фазную цепи плеча соответственно. Узлы соединений N2U, N2V и N2W транзисторов в соответствующей цепи плеча подсоединены к соответствующей катушке обмотки статора (не показаны) электродвигателя-генератора 34-2, и соответствующие фазные напряжения подводятся к электродвигателю-генератору 34-2. Кроме того, инвертор 30-2 включает в себя диоды D2Up, D2Un, D2Vp, D2Vn, D2Wp, и D2Wn. Работа по преобразованию энергии аналогична работе инвертора 30-1, описанной выше и, вследствие этого, подробное описание не будет повторяться.

Далее будет описана работа инверторов 30-1 и 30-2 и электродвигателей-генераторов 34-1 и 34-2 во время внешней зарядки.

Когда накопитель 6 энергии должен заряжаться внешним источником энергии, инверторы 30-1 и 30-2 работают в "режиме нулевого напряжения", отличающемся от нормальной операции переключения, описанной выше. В "режиме нулевого напряжения" три транзистора совместно переключаются (включаются или выключаются) в каждом из плеч - верхнем и нижнем. В данном рабочем режиме три переключающих элемента на верхнем плече все переходят в одинаковый режим оперативных переключений (все включены или все выключены), и три транзистора на нижнем плече все переходят в одинаковый режим оперативных переключений.

На Фиг.4 изображена нуль-фазовая эквивалентная схема инверторов 30-1 и 30-2 и электродвигателей-генераторов 34-1 и 34-2.

Согласно Фиг.4, когда инверторы 30-1 и 30-2 работают в режиме нулевого напряжения, как было описано выше, три транзистора Q1Up, Q1Vp и Q1Wp и диоды D1Up, D1Vp и D1Wp на верхнем плече инвертера 30-1 изображаются в собирательном значении, как верхнее плечо ARM1p, и три транзистора Q1Un, Q1Vn и Q1Wn и диоды D1Un, D1Vn и D1Wn на нижнем плече инвертора 30-1 изображаются в собирательном значении, как нижнее плечо ARM1n. Аналогичным образом три транзистора и диоды на верхнем плече инвертора 30-2 изображаются в собирательном значении, как верхнее плечо ARM2p, и три транзистора и диоды на нижнем плече инвертора 30-2 изображаются в собирательном значении, как нижнее плечо ARM2n.

В частности, каждое из плеч ARM1p, ARM1n, ARM2p, и ARM2n включает в себя транзистор Q, изображающий в собирательном значении три транзистора, и диод D, изображающий в собирательном значении три диода. Вследствие этого, нуль-фазовая эквивалентная схема может быть рассмотрена как однофазный инвертор, способный преобразовывать питание постоянного тока, подводимое через основную положительную электрическую линию MPL и основную отрицательную электрическую линию MNL, в однофазное питание переменного тока, и способный преобразовывать однофазное питание переменного тока, подводимое к нулевым точкам N1 и N2 через положительную линию электропитания ACLp и отрицательную линию электропитания ACLn, в питание постоянного тока.

Таким образом, посредством управления командами на переключение PWM1 и PWM2 скоординированным образом, имея инверторы 30-1 и 30-2, работающие как однофазные инверторы, можно генерировать питание постоянного тока для зарядки накопителя 6 энергии от однофазного питания переменного тока, подводимого от внешнего источника энергии, и подводить энергию к основной положительной электрической линии MPL и основной отрицательной электрической линии MNL.

Снова ссылаясь на Фиг.2, преобразователь 8 является преобразователем напряжения, расположенным между накопителем 6 энергии и инверторами 30-1 и 30-2, для выполнения работы по преобразованию напряжения между накопителем 6 энергии и инверторами 30-1 и 30-2. Более конкретно преобразователь 8 способен усиливать разряжаемую энергию (выходную энергию) от накопителя 6 энергии и подводить результат к инверторам 30-1 и 30-2 и способен снижать рекуперированную энергию подводимую от инверторов 30-1 и 30-2 и подводить результат к накопителю 6 энергии. Кроме того, устройство 13 измерения напряжения, подсоединенное между основной положительной электрической линией MPL и основной отрицательной электрической линией MNL, определяет величину напряжения Vh, возникающего между этими электрическими линиями.

Преобразователь 8 установлен для повышения напряжения, которое должно подводиться к электродвигателям-генераторам 34-1 и 34-2 для увеличения рабочего диапазона (диапазона угловой скорости вращения) электродвигателей-генераторов 34-1 и 34-2. Следовательно, в зависимости от рабочего диапазона электродвигателей-генераторов 34-1 и 34-2 и от выходного напряжения накопителя 6 энергии может быть использована конструкция, не имеющая преобразователя 8.

Кроме того, преобразователь 8 выполнен как, например, цепь повышения/понижения напряжения "модуляторного" типа, способная как к операциям по повышению напряжения, так и к операциям по понижению напряжения. Все данные операции по преобразованию напряжения управляются посредством команды на переключение PWC от ГТС-ЭБУ 2.

Согласно Фиг.5, цепь 8а повышения/понижения напряжения, образующая преобразователь 8, включает в себя два последовательно подсоединенных транзистора Q1A и Q1B. Последовательно подсоединенные транзисторы Q1A и Q1B имеют один конец, соединенный с основной положительной электрической линией MPL через электрическую линию LN1A, и другой конец, соединенный с электрической линией LN1C, обычно соединяющей основную отрицательную электрическую линию MNL с отрицательной электрической линией NL1. Кроме того, узел соединения между транзисторами Q1A и Q1B подсоединяется к положительной электрической линии PL1 через индуктор L1 и электрическую линию LN1B. Более того, между коллектором и эмиттером транзисторов Q1A и Q1B, диоды D1A и D1B подсоединяются параллельно, соответственно обеспечивая движение тока со стороны эмиттера в сторону коллектора.

Кроме того, между положительной электрической линией PL и отрицательной электрической линией NL установлен сглаживающий конденсатор С1 для снижения переменной составляющей тока, включенной в энергию, обмениваемую между накопителем 6 энергии и преобразователем 8. Более того, сглаживающий конденсатор С1 также производит эффект поглощения тока импульсов, образующегося в момент, когда накопитель энергии и преобразователь 8 подключаются с помощью электрического соединения, и таким образом предотвращается повреждение транзисторов Q1A и Q1B и диодов D1A и D1B, вызываемое данным током импульсов.

Транзисторы Q1A и Q1B, выполняющие операции переключения в ответ на команду на переключения PWC, осуществляют операции по повышению и понижению напряжения. В операции по повышению напряжения транзистор Q1B остается включенным, в то время как транзистор Q1A переключается с заданной скважностью. Посредством операций переключения транзистора Q1A сохранение и освобождение электромагнитной энергии повторяется в индукторе L1, и напряжение, соответствующее электромагнитной энергии, аккумулятивно выводится в сторону основной электрической линии ML. В операции по понижению напряжения транзистор Q1A остается выключенным, а транзистор Q1B переключается с заданной скважностью. Посредством операций переключения ток поступает в транзистор Q1B только в период соответствующей скважности и, вследствие этого, напряжение, понижаемое в соответствии со скважностью, выводится на положительную электрическую линию PL1 и отрицательную электрическую линию NL1.

Вновь ссылаясь на Фиг.2, накопитель 6 энергии является перезаряжаемым накопительным элементом постоянного тока и он подсоединен посредством электрического соединения к преобразователю 8 через положительную электрическую линию PL и отрицательную электрическую линию NL. В качестве примера накопитель 6 энергии выполнен в виде перезаряжаемой батареи, такой как никель-гидридная батарея или ионно-литиевая батарея, или конденсатор с двойным электрическим слоем.

Когда транспортное средство двигается, накопитель 6 энергии заряжается электроэнергией, генерируемой электродвигателем-генератором 34-1, и разряжает сохраненную электроэнергию в электродвигатель-генератор 34-2 для создания ведущей силы. Во время внешней зарядки накопитель 6 энергии заряжается посредством внешнего источника энергии (в данном примере - электроснабжение от сети общего пользования).

Несмотря на то, что гибридное транспортное средство, оборудованное только одним накопителем 6 энергии, показано в качестве примера на Фиг.2, число накопителей энергии не ограничивается одним. Конфигурация установки ряда накопителей энергии может быть принята в зависимости от ходовых характеристик, требуемых от транспортного средства 100. В данном случае предпочтительна конфигурация, имеющая преобразователи 8 в том же количестве, что и количество, соответствующее количеству накопителей энергии.

Далее, устройство 10 измерения силы тока, подсоединяемое к положительной электрической линии PL, определяет значение силы тока Ib, проходящего между накопителем 6 энергии и преобразователем 8, а устройство 12 измерения напряжения, устанавливаемое между положительной электрической линией PL и отрицательной электрической линией NL, определяет значение напряжения Vb, связанного с зарядкой или разрядкой накопителя 6 энергии. Далее, устройство 14 измерения температуры расположено рядом с элементом аккумуляторной батареи, образующем накопитель 6 энергии, и оно определяет температуру Tb накопителя 6 энергии. Устройство 14 измерения температуры может выводить характерные значения величин, определяемые измерительными элементами, расположенными на соответствующих элементах аккумуляторных батарей, образующих накопитель 6 энергии.

Участок 40 приема соединительного устройства является участком, к которому должен подсоединяться соединительный блок 200 во время внешней зарядки для получения подводимой внешней энергии в транспортное средство 100, и он образован для того, чтобы обеспечивать связь между соединительным блоком 200 и внешней поверхностью транспортного средства 100. Участок 40 приема соединительного устройства подключается с помощью электрического соединения к нулевым точкам N1 и N2 электродвигателей-генераторов 34-1 и 34-2, и, когда соединительный блок 200 подсоединяется к участку 40 приема соединительного устройства, образуется канал подвода электрической энергии, который питает внешней энергией, подводимой через положительную линию ACLp электропитания и отрицательную линию ACLn электропитания к нулевым точкам N1 и N2.

Кроме того, блок 42 контроля устанавливается на участок 40 приема соединительного устройства для контроля за соединением между соединительным блоком 200 и участком 40 приема соединительного устройства. Блок 42 контроля имеет контактную площадку, проходящую через участок 40 приема соединительного устройства, и когда соединительный блок 200 подсоединяется к участку 40 приема соединительного устройства, она распознает сигнал CNCT соединителя от соединительного блока 200. Сигнал CNCT соединителя может быть образован блоком связи (не показан), установленным на станции 300 зарядки (Фиг.1).

Компоненты, образующие транспортное средство 100, приводятся в исполнение согласованным управляющим воздействием ГТС-ЭБУ 2 и ЭБУ 4 батареи. ГТС-ЭБУ 2 и ЭБУ 4 батареи подсоединяются друг к другу через линию передачи данных, позволяющую обмениваться различными сигналами и информацией.

ЭБУ 4 батареи является контроллером, в основном управляющим степенью зарядки и обнаружением неисправностей накопителя 6 энергии, и в качестве примера он образован при использовании в качестве основного блока микропроцессора, включающего в себя Центральный Процессор (ЦП) и запоминающее устройство, такое как Постоянное Запоминающее Устройство (ПЗУ) и Оперативное Запоминающее Устройство (ОЗУ). В частности, ЭБУ 4 батареи вычисляет степень зарядки (СЗ) накопителя 6 энергии, основываясь на температуре Tb, определяемой устройством измерения температуры 14, значении Vb напряжения, определяемом устройством 12 измерения напряжения, и значении Ib силы тока, определяемом устройством 10 измерения силы тока. Степень зарядки (СЗ) отображает величину зарядки, используя полностью заряженное состояние накопителя энергии как образец и в качестве примера она отображается отношением (от 0 до 100%) текущей величины зарядки к величине полного заряда.

Кроме того, ЭБУ 4 батареи передает вычисленную СЗ в ГТС-ЭБУ2 и постоянно отслеживает, находится ли СЗ накопителя 6 энергии в заданном стандартном диапазоне или нет. Если СЗ накопителя 6 энергии находится за пределами стандартного диапазона (в области повышенной разрядки или области повышенной зарядки), накопитель 6 энергии определяется как неисправный, и выводится сигнал, указывающий на неисправность накопителя 6 энергии (диагностический код). Диагностический код сохраняется в блоке памяти архива данных (не показан) для системы технической поддержки, установленной на транспортном средстве 100, и он также используется для визуальной индикации пользователю.

ГТС-ЭБУ 2 является контроллером для управления двигателем 36 внутреннего сгорания, преобразователем 8, инверторами 30-1 и 30-2, и электродвигателями-генераторами 34-1 и 34-2 для создания движущей силы транспортного средства в соответствии с требованиями водителя, когда транспортное средство 100 движется. Аналогично ЭБУ 4 батареи он образован при использовании в качестве основного блока микропроцессора, включающего в себя ЦП и запоминающее устройство, такое как ПЗУ и ОЗУ. К тому же для управления движущей силой транспортного средства ГТС-ЭБУ 2 также управляет электроэнергией для зарядки/разрядки накопителя 6 энергии.

Транспортное средство 100 в соответствии с Вариантом 1 осуществления изобретения является гибридным транспортным средством, которое обеспечивает внешнюю зарядку, и ГТС-ЭБУ 2 управляет рабочим режимом, последовательно меняющимся между рабочим режимом ЭМ (электромобиля) и рабочим режимом ГТС (гибридного транспортного средства). В частности, если команда включения зажигания (не показана) осуществляется водителем, ГТС-ЭБУ 2 управляет транспортным средством так, что он приводится в движение только за счет движущей силы, в основном поступающей от электродвигателя-генератора 34-2, до тех пор, пока СЗ накопителя 6 энергии не станет ниже заданного значения (рабочий режим ЭМ).

В рабочем режиме ЭМ процесс генерации энергии электродвигателя-генератора 34-1, получающего энергию от двигателя 36 внутреннего сгорания, не происходит, и по этой причине зарядка накопителя 6 энергии электродвигателем-генератором ограничена. Рабочий режим ЭМ нацелен на улучшение экономичности расхода топлива посредством поддержания двигателя 36 внутреннего сгорания в выключенном состоянии. Когда запрос движущей силы делается водителем, например, при быстром разгоне, когда требования, не связанные с запросом движущей силы, предъявляются для прогрева каталитического нейтрализатора или для работы кондиционера воздуха, или когда выполняются другие условия, начинается работа двигателя 36 внутреннего сгорания.

В рабочем режиме ЭМ зарядка накопителя 6 энергии электродвигателем-генератором 34-1 ограничена, как было описано выше, и, вследствие этого, несмотря на то, что накопитель 6 энергии по возможности может заряжаться посредством рекуперативной работы электродвигателя-генератора 34-2, СЗ накопителя 6 энергии неизбежно снижается. Когда в результате СЗ накопителя 6 энергии снижается до заданного значения, ГТС-ЭБУ 2 делает переход в рабочий режим ГТС, в котором разрешается зарядка накопителя 6 энергии электродвигателем-генератором 34-1.

Входя в рабочий режим ГТС, электроэнергия, вырабатываемая электродвигателем-генератором 34-1, ограничена так, что СЗ накопителя 6 энергии удерживается в заданном диапазоне, имеющем заданное контрольное центральное значение в качестве своего центра. В ответ на процесс генерации энергии электродвигателем-генератором 34-1 двигатель 36 внутреннего сгорания также начинает свою работу. Указано, что часть энергии, выработанной за счет работы двигателя 36 внутреннего сгорания, используется также в качестве движущей силы транспортного средства 100.

В рабочем режиме ГТС, основываясь на сигналах от различных датчиков, режиме движения, положении педали управления дроссельной заслонкой (все перечисленное не показано) и тому подобном, ГТС-ЭБУ 6 определяет необходимое значение числа оборотов двигателя 36 внутреннего сгорания, величину полученной электроэнергии от электродвигателя-генератора 34-1 и крутящий момент электродвигателя-генератора 34-2, так что может быть оптимизирована общая экономичность расхода топлива.

При определении этих необходимых значений СЗ накопителя 6 энергии также берется на рассмотрение и, электроэнергия, заряжаемая/разряжаемая накопителем 6 энергии, поддерживается в заданном диапазоне, имея при этом в качестве центра заданное контрольное центральное значение. В частности, разница между электроэнергией, выработанной электродвигателем-генератором 34-1, получающим часть энергии от двигателя 36 внутреннего сгорания, и потребляемой электроэнергией используемой электродвигателем-генератором 34-2 для образования движущей силы, соответствует энергии зарядки/разрядки накопителя 6 энергии и, вследствие этого, величина электроэнергии, вырабатываемая электродвигателем-генератором 34-1, и энергия, расходуемая электродвигателем-генератором 34-2, определяются в зависимости от величины СЗ накопителя 6 энергии. Энергия зарядки/разрядки накопителя 6 энергии также зависит от режима движения транспортного средства 100 и, вследствие этого, "заданный диапазон", в котором должна поддерживаться СЗ накопителя 6 энергии, не всегда определяется четко.

Как описано выше, в настоящем варианте осуществления изобретения три способа снабжения электроэнергией, а именно (1) процесс генерации энергии электродвигателем-генератором 34-1, получающим энергию от двигателя 36 внутреннего сгорания, (2) подвод энергии к накопителю 6 энергии от внешнего источника энергии, и (3) рекуперативная работа электродвигателя-генератора 34-2, осуществимы для зарядки (повышения СЗ) накопителя 6 энергии. Более того, исходя из потребления энергии, (1) образование движущей силы электродвигателем-генератором 34-2 осуществимо для разрядки (уменьшения СЗ) накопителя 6 энергии. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничивается настоящим вариантом осуществления изобретения и оно применимо для гибридного транспортного средства любой конфигурации для зарядки накопителя энергии, установленного на нем, и конфигурации потребления энергии, разряжаемой с накопителя энергии, и энергия зарядки/разрядки накопителя энергии регулируется так, что СЗ накопителя энергии удерживается в заданном диапазоне, имеющем в качестве своего центра контрольное центральное значение.

На Фиг.6 изображены иллюстративные изменения во времени СЗ накопителя энергии при движении гибридного транспортного средства. На Фиг.6(а) изображен пример, в котором транспортное средство гибридному не имеет функции внешней зарядки. На Фиг.6(b) изображен пример, в котором транспортное средство 100 в соответствии с Вариантом 1 осуществления изобретения используется, как первоначально предполагалось, и на Фиг.6(с) изображен пример, в котором частота внешней зарядки транспортного средства 100 в соответствии с Вариантом 1 осуществления изобретения является низкой.

Согласно Фиг.6(а), в гибридном транспортном средстве, не предусматривающем функцию внешней зарядки, контрольное центральное значение SOCC(N) установлено приблизительно по середине между значением верхнего и нижнего предела СЗ накопителя энергии. В интервале IGON (транспортное средство движется) энергия зарядки/разрядки накопителя энергии управляется так, что СЗ накопителя энергии поддерживается в заданном диапазоне с контрольным центральным значением SOCC(N), являющимся центром этого диапазона.

Согласно Фиг.6(b), когда внешняя зарядка выполняется неоднократно в транспортном средстве 100 в соответствии с Вариантом 1 осуществления изобретения, в интервале IGOFF, накопитель 6 энергии заряжается до состояния, близкого к верхнему пределу значения СЗ. Когда применяется команда включения зажигания и транспортное средство 100 начинает двигаться (время t1), транспортное средство 100 перемещается в рабочем режиме ЭМ. Когда движение в рабочем режиме ЭМ продолжается и СЗ накопителя 6 энергии достигает нижнего предела значения СЗ (время t2), рабочий режим переключается с рабочего режима ЭМ в рабочий режим ГТС, в котором двигатель 36 внутреннего сгорания (Фиг.2) начинает свою работу, а накопитель 6 энергии заряжается от электроэнергии, выработанной электродвигателем-генератором 34-1. Следовательно, СЗ накопителя 6 энергии начинает расти. В этот момент для того чтобы быть готовым к следующей внешней зарядке, контрольное центральное значение SOCC(P) в рабочем режиме ГТС становится ниже, чем контрольное центральное значение SOCC(N) на Фиг.6(а). В частности, СЗ накопителя 6 энергии в рабочем режиме ГТС находится относительно ближе к нижнему пределу значения СЗ.

Когда движение транспортного средства 100 заканчивается, пользователь соединяет соединительный блок 200 (Фиг.1, 2) с транспортным средством 100 и начинается внешняя зарядка (время t3). Следовательно, СЗ накопителя 6 энергии начинает расти.

Возможный способ использования транспортного средства 100 - ежедневные поездки на работу из пригорода и обратно. Когда транспортное средство 100 используется для ежедневных поездок из пригорода и обратно, внешняя зарядка транспортного средства начинается главным образом после возвращения домой с работы. В данном случае накопитель 6 энергии может заряжаться извне непрерывно до следующего утра и, вследствие этого, накопительный элемент 6 может почти полностью зарядиться. Следовательно, при данном характере использования изменение СЗ, как, например, показано на Фиг.6(b), повторяется каждый день.

Если транспортное средство 100 не заряжается внешне после окончания движения, то СЗ накопителя 6 энергии остается равным относительно низкому значению на длительный период времени. В частности, в момент времени (время t1) когда дается команда включения зажигания, СЗ накопителя 6 энергии равен относительно низкому значению, как показано на Фиг.6(с), и, вследствие этого, переход от рабочего режима ЭМ в рабочий режим ГТС происходит в относительно короткий период времени. В рабочем режиме ГТС поддерживается относительно низкое контрольное центральное значение SOCC(P) и по этой причине СЗ накопителя 6 энергии поддерживается в значении, близком к нижнему пределу значения СЗ.

В целом, не является предпочтительным для перезаряжаемой батареи или для конденсатора с двойным электрическим слоем удерживание СЗ близко к верхнему пределу значения СЗ или к нижнему пределу значения СЗ на длительный период времени с точки зрения снижения эффективности. Если частота внешней зарядки накопителя энергии низкая, устанавливается, что режим такого рода не является предпочтительным с точки зрения продолжения потери энергии. Должны быть выбраны соответствующие критерии.

Вследствие этого, ГТС-ЭБУ 2 в соответствии с Вариантом 1 осуществления изобретения отслеживает степень выполнения внешней зарядки накопителя 6 энергии (в дальнейшем также именуемый как "степень выполнения внешней зарядки"), и изменения контрольного центрального значения в режиме ГТС в соответствии с степенью выполнения внешней зарядки. В настоящем описании "степень выполнения внешней зарядки" заключает в себя данные о интервале, с которым выполняется внешняя зарядка (интервал времени или интервал пройденного расстояния), и числа выполнений внешней зарядки в заданный период или за заданное пройденное расстояние.

На Фиг.7 изображено иллюстративное изменение во времени СЗ накопителя 6 энергии, когда контрольное центральное значение СЗ изменяется поэтапно от контрольного центрального значения SOCC(P) до контрольного центрального значения SOCC(N).

Ссылаясь на Фиг.7, например, можно предположить, что внешняя зарядка не выполняется за период от начала периода выключения зажигания, в результате получения команды выключения зажигания, до следующего начала режима IGON (время от t5 до t6), то есть за период, в котором внешняя зарядка должна произойти, и что контрольное центральное значение СЗ в рабочем режиме ГТС изменяется поэтапно от контрольного центрального значения SOCC(P) до контрольного центрального значения SOCC(N). В данный момент процесс зарядки выполняется для быстрого повышения СЗ накопителя 6 энергии, который удерживался близко к контрольному центральному значению SOCC(P) во время последней поездки, до контрольного центрального значения SOCC(N). По этой причине в рабочем режиме ГТС после времени t6 процесс зарядки, использующий энергию двигателя 36 внутреннего сгорания, выполняется активно, по возможности снижая уровень расхода топлива.

Вследствие этого, в транспортном средстве 100 в соответствии с Вариантом 1 осуществления изобретения контрольное центральное значение СЗ непрерывно изменяется в соответствии со степенью выполнения внешней зарядки. Более конкретно контрольное центральное значение СЗ увеличивается как только степень выполнения внешней зарядки становится ниже. В данной работе степень выполнения внешней зарядки может быть определена различными способами. В качестве примера, степень выполнения внешней зарядки определяется, основываясь на промежутке времени или пройденного пути от последнего выполненной внешней зарядки (последней внешней зарядки).

В дальнейшем будет описана конфигурация, в которой степень выполнения внешней зарядки определяется в основном, основываясь на промежутке времени, и прошедшее время с последней внешней зарядки будет именоваться как "период отсутствия внешней зарядки".

На Фиг.8 изображено иллюстративное изменение во времени контрольного центрального значения СЗ по отношению к периоду отсутствия внешней зарядки Tcum.

Ссылаясь на Фиг.8, ГТС-ЭБУ 2 непрерывно определяет общее значение периода отсутствия внешней зарядки Tcum и сохраняет контрольное центральное значение СЗ, показанное на Фиг.8 в виде карты. Когда применяется включение зажигания, данные направляются к сохраненной карте, и в этот момент времени получаются контрольные центральные значения СЗ, соответствующие периоду отсутствия внешней зарядки Tcum. Основываясь на полученных контрольных центральных значениях СЗ, выполняется управление зарядкой/разрядкой накопителя 6 энергии в рабочем режиме ГТС.

Как можно видеть из характеристики изменения контрольного центрального значения СЗ по отношению к периоду отсутствия внешней зарядки Tcum, до тех пор пока период отсутствия внешней зарядки Tcum превышает заданное предельное значение Та, контрольное центральное значение СЗ поддерживается на уровне контрольного центрального значения SOCC(Р). Предельное значение Та определяется, принимая во внимание частоту внешней зарядки, выполняемую пользователем, негативное влияние на накопитель 6 энергии и тому подобное, и устанавливает, например, на "30 дней". Если период отсутствия внешней зарядки Tcum превышает заданное предельное значение Та, контрольное центральное значение СЗ увеличивается до контрольного центрального значения SOCC(N).

Далее, период отсутствия внешней зарядки Tcum сбрасывается, как только внешняя зарядка выполняется и, вследствие этого, контрольное центральное значение СЗ также корректируется на контрольное центральное значение SOCC(P), как только внешняя зарядка выполняется.

В дальнейшем будет описана конфигурация управления изменением контрольного центрального значения СЗ в рабочем режиме ГТС в соответствии со степенью выполнения внешней зарядки.

Согласно Фиг.9, конфигурация управления ГТС-ЭБУ 2 в соответствии с Вариантом 1 осуществления настоящего изобретения включает блок определения зарядки 202, блок 204 контроля генерации импульсов, блок 206 интегрирования, блок 208 установки контрольного центрального значения, блок 210 выбора, блок 212 управления выводом данных, блок 214 распределения движущей силы, блок MG1 216 управления, блок MG2 218 управления, блок 220 установки допустимой энергии зарядки/разрядки.

Блок 202 определения зарядки определяет выполнение внешней зарядки, основываясь на сигнале CNCT соединителя, определяемом блоком 42 контроля (Фиг.2), когда соединительный блок 200 соединяется с участком 40 приема соединительного устройства. Когда блоком 202 определения зарядки определяется то, что внешняя зарядка выполнена, сигнал сброса СБРОС применяется к блоку 206 интегрирования. Получая сигнал сброса СБРОС от блока 202 определения зарядки, блок 206 интегрирования сбрасывает величину интегрирования до данного момента времени и начинает интеграцию числа импульсов, образующихся за каждую заданную единицу времени от блока 204 контроля генерации импульсов. Затем блок 206 интегрирования умножает величину интегрирования на единицу времени и выводит результат, как период отсутствия внешней зарядки Tcum, в блок 208 установки контрольного центрального значения. В частности, блок 206 интегрирования интегрирует время, прошедшее с последнего выполнения внешней зарядки. Интеграция импульса в блоке 206 интегрирования продолжается независимо от режима работы (IGON/IGOFF) транспортного средства 100.

Блок 208 установки контрольного центрального значения имеет контрольные центральные значения СЗ, хранимые в соответствии с периодом отсутствия внешней зарядки Tcum, и когда период отсутствия внешней зарядки Tcum выводится из блока 206 интегрирования, контрольное центральное значение СЗ, соответствующее контрольному центральному значению СЗ, считывается и выводится в блок 210 выбора.

Блок 210 выбора обеспечивает выбор пользователем включения или выключения процесса, связанного с изменением контрольного центрального значения СЗ. В частности, как показано на Фиг.1, транспортное средство 100 в соответствии с Вариантом 1 осуществления изобретения имеет кнопку 24 переключения, установленную для обеспечения возможности выполнения действия водителем, например выбора, должно ли включаться или выключаться изменение контрольного центрального значения СЗ и указания посредством положения кнопки 24 переключения. В ответ на выбранное указание, вызванное работой кнопки 24 переключения, блок 210 выбора выбирает некоторое контрольное центральное значение СЗ, применяемое блоком 208 установки контрольного центрального значения, контрольное центральное значение SOCC(N), и контрольное центральное значение SOCC(P), так же как контрольное центральное значение SOCC, и выводит его в блок 212 управления выводом данных.

Если пользователь намеревается использовать функцию внешней зарядки, пользователь отключает изменение контрольного центрального значения СЗ, используя кнопку 24 переключения, и фиксирует контрольное центральное значение SOCC равным контрольному центральному значению SOCC(P). Если пользователь совершенно не намеревается использовать функцию внешней зарядки, то пользователь может зафиксировать контрольное центральное значение SOCC равным SOCC(N).

Получая команду включения зажигания через действия водителя, устанавливается рабочий режим ЭМ, и блок 212 управления выводом данных определяет необходимую величину энергии в соответствии с требованиями водителя и обращается с ним к блоку 214 распределения движущей силы. Затем необходимое значение крутящего момента MG2 для электродвигателя-генератора 34-2 в соответствии с необходимой величиной энергии вычисляется блоком 214 распределения движущей силы, и команда на переключение PWM2 для управления инвертором 30-2 создается блоком MG2 218 управления в соответствии с необходимым значением крутящего момента.

Когда СЗ накопителя 6 энергии становится ниже, чем нижний предел значения СЗ во время выполнения рабочего режима ЭМ, блок 212 управления выводом данных изменяет режим работы с рабочего режима ЭМ на рабочий режим ГТС. Затем блок 212 управления выводом данных определяет необходимую величину энергии, соответствующую энергии зарядки/разрядки накопителя 6 энергии, так что СЗ накопителя 6 энергии поддерживается в заданном диапазоне, при этом контрольное центральное значение является центром диапазона, и передает ее в блок 214 распределения движущей силы. В данный момент при контрольном центральном значении SOCC используется данное значение, которое передалось от блока 208 установки контрольного центрального значения во время выполнения команды включения зажигания, вызванной действием водителя.

Далее блок 212 управления выводом данных определяет необходимую величину энергии в диапазоне максимальной величины энергии (допустимая энергия Win зарядки и допустимая энергия Wout разрядки), которая может заряжаться/разряжаться в накопителе 6 энергии, устанавливается блоком 220 установки допустимой энергии зарядки/разрядки. Далее, для того чтобы образовывать движущую силу транспортного средства для удовлетворения требований водителя, блок 212 управления выводом данных определяет в дополнение к необходимой величине энергии, определяемой при условиях, описанных выше, команду Nref вывода для двигателя 36 внутреннего сгорания.

Блок 220 установки допустимой энергии зарядки/разрядки сохраняет характеристики допустимой энергии зарядки/разрядки относительно допустимой энергии Win1 зарядки и допустимой энергии Wout1 разрядки, определяемой в соответствии с СЗ накопителя 6 энергии в виде карты. Сохраненная карта просматривается исходя из СЗ накопителя 6 энергии в каждый момент времени, и соответствующая допустимая энергия Win зарядки и допустимая энергия Wout разрядки передается в блок 212 управления выводом данных. Далее, блок 220 установки допустимой энергии зарядки/разрядки изменяет допустимую характеристику энергии зарядки/разрядки в соответствии с контрольным центральным значением SOCC, как будет описано позже.

Блок 214 распределения движущей силы распределяет необходимую величину энергии с помощью блока 212 управления выводом данных, основываясь на частоте NE вращения двигателя 36 внутреннего сгорания, и вычисляет необходимую величину MG1 производства электроэнергии для электродвигателя-генератора 34-1 и необходимое значение крутящего момента MG2 электродвигателя-генератора 34-2.

Блок MG1 216 управления и блок MG2 218 управления установлены с системой управления с обратной связью. Блок MG1 216 управления выдает команду на переключение PWM1 для инвертора 30-1 так, что энергия, выработанная электродвигателем-генератором 34-1, соответствует необходимой величине производства электроэнергии MG1. Далее, блок MG2 218 управления выдает команду на переключение PWM2 для инвертора 30-2 так, что движущий крутящий момент, создаваемый электродвигателем-генератором 34-2, соответствует MG2, необходимому значению крутящего момента.

С учетом вышесказанного конфигурация описана в качестве примера, в котором блок 206 интегрирования интегрирует период отсутствия внешней зарядки Tcum, основываясь на числе импульсов, образующихся с помощью блока контроля генерации импульсов. Также возможно вычислить расстояние, на котором отсутствовала внешняя зарядка Dcum, с помощью интегрирования скорости SP движения транспортного средства 100, определяемой с помощью устройства 16 измерения скорости движения транспортного средства (Фиг.2). Расстояние, на котором отсутствовала внешняя зарядка Dcum, представляет пройденное расстояние от самой последней внешней зарядки (последней внешней зарядки). Даже когда расстояние, на котором отсутствовала внешняя зарядка Dcum, используется вместо периода отсутствия внешней зарядки Tcum, управление является аналогичным, за исключением того, что контрольное центральное значение СЗ, соответствующее расстоянию, на котором отсутствовала внешняя зарядка Dcum, сохраняется в блоке 208 установки контрольного центрального значения. Вследствие этого его подробное описание не будет повторяться.

Посредством конфигурации управления, которая была описана выше, осуществляется процесс изменения контрольного центрального значения СЗ в рабочем режиме ГТС в соответствии с настоящим вариантом осуществления изобретения. Вышеописанный процесс может быть представлен как нижеследующий технологический маршрут.

Фиг.10 - это блок-схема, относящаяся к способу изменения контрольного центрального значения СЗ в соответствии с Вариантом 1 осуществления настоящего изобретения. Блок-схема, изображенная на Фиг.10, может осуществляться ГТС-ЭБУ 2 и ЭБУ 4 батареи, выполняя предварительно сохраненные программы.

Согласно Фиг.10, во-первых, для того чтобы выполнить процесс для интеграции периода отсутствия внешней зарядки Tcum, определяется, выполняется ли внешняя зарядка или нет (этап S100). Если определяется, что внешняя зарядка была выполнена (ДА на этапе S100), величина Tcum периода отсутствия внешней зарядки сбрасывается (этап S102). После сброса периода отсутствия внешней зарядки Tcum (этап S102), или если определяется, что внешняя зарядка не была выполнена (НЕТ на этапе S100), величина Tcum периода отсутствия внешней зарядки в этот момент времени увеличивается (этап S104).

Затем, для того чтобы выполнить обновление контрольного центрального значения СЗ, определяется, применяется ли команда включения зажигания или нет (этап S106). Если команда включения зажигания не применена (НЕТ на этапе S106), процесс возвращается к началу.

Если команда включения зажигания применена (ДА на этапе S106), определяется, применена ли кнопкой 24 переключения (Фиг.2) команда подтверждения отключения изменения контрольного центрального значения СЗ (этап S108). Если команда подтверждения отключения изменения контрольного центрального значения СЗ не применена (НЕТ на этапе S108), получается величина Tcum периода отсутствия внешней зарядки (этап S110), и контрольное центральное значение SOCC в рабочем режиме ГТС обновляется до контрольного центрального значения СЗ, соответствующего получаемой величине Tcum периода отсутствия внешней зарядки (этап S112).

В то же время если команда подтверждения отключения изменения контрольного центрального значения СЗ применена (ДА на этапе S108), контрольное центральное значение SOCC в рабочем режиме ГТС обновляется до контрольного центрального значения SOCC(N) или контрольного центрального значения SOCC(P) (этап S114).

Когда процесс обновления контрольного центрального значения SOCC выполнен (этап S112 или S114), процесс возвращается к началу.

Изменение допустимой характеристики энергии зарядки/разрядки

В блоке 220 установки допустимой энергии зарядки/разрядки, включенном в конфигурацию управления ГТС-ЭБУ 2, показанную на Фиг.9, задано, что допустимая характеристика энергии зарядки/разрядки изменяется в соответствии с контрольным центральным значением SOCC.

На Фиг.11 изображен пример допустимой характеристики энергии зарядки/разрядки, хранимой в блоке 220 установки допустимой энергии зарядки/разрядки. Согласно Фиг.11, блок 220 установки допустимой энергии зарядки/разрядки, хранящий допустимую энергию Win зарядки и допустимую энергию Wout разрядки (допустимую характеристику энергии зарядки/разрядки) в соответствии с СЗ накопителя 6 энергии, и изменяет допустимую энергию зарядки/разрядки в соответствии с установленным контрольным центральным значением SOCC. В рабочем режиме ГТС зарядка/разрядка контролируется так, что СЗ накопителя 6 энергии поддерживается в заданном диапазоне, с заданным контрольным центральным значением, являющимся центром диапазона, и, вследствие этого, устанавливается допустимая характеристика энергии зарядки/разрядки, которая может выполнить данный контроль за накопителем 6 энергии. В то же время должна использоваться допустимая характеристика зарядки/разрядки, которая может отменить выполнение зарядки и разрядки накопителя 6 энергии.

В качестве примера блок 220 установки допустимой энергии зарядки/разрядки выбирается так, что допустимая энергия Win зарядки и допустимая энергия Wout разрядки изменяются в комплексе, связанные с установленным контрольным центральным значением SOCC. Такого рода изменение допустимой характеристики энергии зарядки/разрядки может осуществляться с помощью хранения ряда допустимых характеристик энергии зарядки/разрядки в виде карты в блоке 220 установки допустимой энергии зарядки/разрядки и с помощью выбора допустимой характеристики энергии зарядки/разрядки в соответствии с контрольным центральным значением SOCC.

Как только допустимая характеристика энергии зарядки/разрядки меняется в соответствии с установленным контрольным центральным значением SOCC, управление зарядкой/разрядкой накопителя 6 энергии может быть выполнено соответствующим способом, даже когда контрольное центральное значение SOCC меняется, и может быть предотвращена повышенная зарядка и разрядка накопителя 6 энергии.

Изменение характеристических значений элементов управления в системе управления преобразователем

ГТС-ЭБУ 2 включает в себя систему управления для регулирования работы по преобразованию напряжения преобразователя 8. В общем, значение внутреннего сопротивления перезаряжаемой батареи или конденсатора с двойным электрическим слоем стремится увеличиться, как только СЗ становится низким. В частности, когда контрольное центральное значение SOCC устанавливается низким, и СЗ накопителя 6 энергии остается низким, полное входное/выходное сопротивление накопителя 6 энергии возрастает. Вследствие этого, работа по преобразованию энергии преобразователя 8 должна выполняться с большим быстродействием, как только СЗ накопителя 6 энергии достигает низкого значения.

По этой причине в ГТС-ЭБУ 2 в соответствии с Вариантом 1 осуществления изобретения характеристические значения элементов управления, включенные в систему управления для регулировки работы по преобразованию напряжения, выполняются в соответствии с контрольным центральным значением SOCC.

Фиг.12 - это функциональная схема, изображающая конфигурацию управления для регулирования работы по преобразованию напряжения преобразователя 8, включенного в ГТС-ЭБУ в соответствии с Вариантом 1 осуществления настоящего изобретения.

Согласно Фиг.12, конфигурация управления ГТС-ЭБУ 2 содержит устройство 230 вычисления отклонений, блок PI 232 управления, модулятор 240 и блок 242 изменения характеристических значений. На Фиг.12 изображена система управления с обратной связью для сравнения величины Vh напряжения основной положительной электрической линии MPL и основной отрицательной электрической линии MNL с необходимой величиной Vh* напряжения.

Устройство 230 вычисления отклонений вычисляет отклонение напряжения величины Vh напряжения от необходимой величины Vh* напряжения. Блок PI 232 управления включает в себя пропорциональный элемент (Р) 234 и интегральный элемент (I) 236, получает значение отклонения напряжения, полученное устройством 230 вычисления отклонений, и рассчитывает выходное значение PI в соответствии с характеристическими значениями (пропорциональное усиление К1 и время интегрирования Т1) каждого элемента. Далее, выходное значение PI, рассчитанное блоком PI 32 управления, передается в модулятор 240. Модулятор 240 сравнивает выходное значение PI с несущей волной, образованной блоком генерации (не показан), и образует команду PWC на переключение.

Далее, блок 242 изменения характеристических значений включает в себя накопитель 242а усиления, хранящий множество сочетаний пропорционального усиления К1 и время Т1 интегрирования, в соответствии с контрольным центральным значением SOCC. В соответствии с контрольным центральным значением SOCC, выходящим из блока 210 выбора, блок 242 изменения характеристических значений выбирает соответствующее сочетание пропорционального усиления К1 и времени Т1 интегрирования и устанавливает значения выбранного сочетания пропорционального элемента 234 и интегрального элемента 236 соответственно.

Значения пропорционального усиления К1 и времени Т1 интегрирования, включенные в каждое сочетание, вычисляются, основываясь, например, на значении внутреннего сопротивления накопителя 6 энергии, измеренного опытным путем.

Как описано выше, характеристические значения элементов управления, включенные в систему управления для управления работой по преобразованию напряжения преобразователя 8, изменяются в соответствии с установленным контрольным центральным значением SOCC и, вследствие этого, даже если внутреннее сопротивление накопителя 6 энергии отклоняется, энергия зарядки/разрядки накопителя 6 энергии может управляться оптимально.

Изменение стандартного диапазона мониторинга накопителя энергии

Как было описано выше, ЭБУ батареи постоянно контролирует, находится ли СЗ накопителя 6 энергии в заданном диапазоне или нет, и если СЗ накопителя 6 энергии выходит за стандартный диапазон (в области повышенной зарядки или разрядки), оно выводит диагностический код. Желательно изменять стандартный диапазон мониторинга накопителя 6 энергии в соответствии с контрольным центральным значением SOCC.

Фиг.13 - это функциональная схема, изображающая конфигурацию управления ЭБУ 4 батареи в соответствии с Вариантом 1 осуществления настоящего изобретения.

Согласно Фиг.13, ЭБУ батареи вычисляет СЗ накопителя 6 энергии, и основываясь на вычисленной СЗ, определяет, есть ли какое-либо отклонение в работе накопителя 6 энергии. Конфигурация управления ЭБУ 4 батареи включает в себя устройство 402 вычисления СЗ, устройство 406 установки стандартного верхнего предела СЗ, устройство 416 установки стандартного нижнего предела СЗ и сравнивающие устройства 404 и 414.

Устройство 402 вычисления СЗ рассчитывает СЗ накопителя 6 энергии и передает рассчитанное значение СЗ в ГТС-ЭБУ 4 (Фиг.2) и сравнивающие устройства 404 и 414. Несмотря на известные различные способы, которые можно использовать для вычисления СЗ, устройство 402 вычисления СЗ применяет в качестве примера способ, использующий предварительный СЗ, вычисленный из величины напряжения холостого хода, и скорректированный СЗ, вычисленный из интегрированного значения величины Ib тока. В частности, величина напряжения холостого хода накопителя 6 энергии вычисляется, основываясь на значении Ib тока величины Vb напряжения в каждый момент времени, и из значения, соответствующего величине напряжения холостого хода эталонной характеристики зарядки/разрядки, предварительно измеренной, экспериментально определяется предварительный СЗ накопителя 6 энергии. Далее, из интегрированного значения величины Ib тока получается скорректированный СЗ, и с помощью суммирования величин скорректированной СЗ и предварительной СЗ получается значение СЗ.

Сравнивающее устройство 404 сравнивает СЗ накопителя 6 энергии, вычисленный устройством 402 вычисления СЗ, со значением верхнего предела СЗ, установленным устройством 406 установки стандартного верхнего предела СЗ, и если СЗ накопителя 6 энергии превышает стандартный верхний предел СЗ, оно выдает диагностический код, предупреждающий что СЗ накопителя 6 энергии находится в области повышенной зарядки.

Аналогичным образом сравнивающее устройство 414 сравнивает СЗ накопителя 6 энергии, вычисленный устройством 402 вычисления СЗ, со значением нижнего предела СЗ, установленным устройством 416 установки стандартного нижнего предела СЗ, и если СЗ накопителя 6 энергии ниже стандартного нижнего предела СЗ, оно выдает диагностический код, предупреждающий, что СЗ накопителя 6 энергии находится в области повышенной разрядки.

Если контрольное центральное значение SOCC изменяется, диапазон, в котором поддерживается СЗ накопителя 6 энергии, тоже меняется, и по этой причине должны быть установлены стандартный верхний предел СЗ и стандартный нижний предел СЗ, соответствующие диапазону управления СЗ накопителя 6 энергии. Вследствие этого, устройство 406 установки стандартного верхнего предела СЗ и устройство 416 установки стандартного нижнего предела СЗ изменяют стандартный верхний предел СЗ и стандартный нижний предел СЗ в соответствии с контрольным центральным значением SOCC.

В частности, устройство 406 установки стандартного верхнего предела СЗ и устройство 416 установки стандартного нижнего предела СЗ содержат соответственно блоки 406а и 406b памяти стандартных значений, хранящие ряд значений стандартного верхнего предела СЗ и стандартного нижнего предела СЗ в соответствии с контрольным центральным значением SOCC. В соответствии с контрольным центральным значением SOCC, выводимым из блока 210 выбора, устройство 406 установки стандартного верхнего предела СЗ и устройство 416 установки стандартного нижнего предела СЗ выбирают соответствующее значение стандартного верхнего предела СЗ и стандартного нижнего предела СЗ из устройств 406а и 406b хранения заданных значений соответственно и передают выбранные значения в сравнивающие устройства 404 и 414 соответственно.

Как только заданный верхний предел СЗ и стандартный нижний предел СЗ изменяются в соответствии с установленным контрольным центральным значением SOCC, способом, связанным с изменением контрольного центрального значения SOCC, может контролироваться,есть ли какое-нибудь отклонение в работе накопителя 6 энергии или нет.

Согласно Варианту 1 осуществления настоящего изобретения, после перехода из рабочего режима ЭМ в рабочий режим ГТС контрольное центральное значение СЗ, как необходимого значения для управления СЗ накопителя 6 энергии, возрастает в зависимости от степени выполнения внешней зарядки. Степень выполнения внешней зарядки определяется, основываясь на прошедшем времени или пройденном расстоянии от последнего выполненной внешней зарядки (последней внешней зарядки). Вследствие этого, даже если пользователь не часто выполняет внешнюю зарядку, то можно избежать низкого уровня СЗ накопителя 6 энергии, сохраняемого на длительном периоде времени, и, следовательно, можно предотвратить снижение эффективности накопителя 6 энергии, вызванное низкой СЗ.

По этой причине пользователь, который жестко выполняет внешнюю зарядку, может пользоваться эксплуатационными характеристиками, а пользователь, который не часто выполняет внешнюю зарядку, может использовать гибридное транспортное средство способом, который предотвращает снижение эффективности накопителя 6 энергии.

Вариант 2 осуществления изобретения

В транспортном средстве 100 в соответствии с вышеупомянутом Вариантом 1 осуществления изобретения описана конфигурация, которая непосредственно изменяет контрольное центральное значение SOCC в рабочем режиме ГТС. Также возможно значительно изменять контрольное центральное значение СЗ с помощью изменения значения заданной энергии зарядки, определяемой в соответствии с СЗ накопителя 6 энергии. В Варианте 2 осуществления изобретения будет описана конфигурация, в которой контрольное центральное значение SOCC значительно изменяется изменением заданной характеристики энергии зарядки.

Конфигурация внешней зарядки гибридного транспортного средства 100А в соответствии с Вариантом 2 осуществления изобретения является такой же, как изображено на Фиг.1, и, вследствие этого, его подробное описание не будет повторяться. Далее, графическая конфигурация гибридного транспортного средства 100А также аналогична той, что изображена на Фиг.2, за исключением конфигурации управления ГТС-ЭБУ 2, и, вследствие этого, его подробное описание не будет повторяться.

Фиг.14 - это функциональная схема, изображающая конфигурацию управления ГТС-ЭБУ 2А в соответствии с Вариантом 2 осуществления настоящего изобретения.

Согласно Фиг.14, конфигурация управления ГТС-ЭБУ 2А соответствует конфигурации управления ГТС-ЭБУ 2А, изображенной на Фиг.9, и она содержит блок 209 установки заданной энергии зарядки, блок 210А выбора и блок 212А управления выводом данных вместо блока 208 установки контрольного центрального значения, блока 210 выбора и блока 212 управления выводом данных соответственно.

Блок 209 установки заданной энергии зарядки выдает заданную характеристику энергии зарядки, определяющую энергию, необходимую для зарядки накопителя 6 энергии, в соответствии с СЗ накопителя 6 энергии, через блок 210А выбора в блок 212А управления выводом данных. В частности, зарядка/разрядка накопителя 6 энергии управляется в соответствии с заданной величиной энергии, определенной с помощью характеристики энергии зарядки.

На Фиг.15 изображен пример заданной характеристики энергии зарядки, хранимой в блоке 209 установки заданной энергии зарядки. Согласно Фиг.15, заданная характеристика энергии зарядки определяется так, что величина заданной энергии Pchrg зарядки возрастает, как только СЗ накопителя 6 энергии уменьшается. Следовательно, когда СЗ накопителя 6 энергии уменьшается, зарядка выполняется более активно и управление зарядкой выполняется в направлении увеличения СЗ накопителя 6 энергии. Далее, СЗ, при котором заданная энергии Pchrg зарядки достигает "0", соответствует контрольному центральному значению SOCC. В частности, запрос зарядки накопителя 6 энергии длится до тех пор, пока заданная энергии Pchrg зарядки достигает "0" и, вследствие этого, СЗ накопителя 6 энергии управляется, при этом СЗ, достигающий Pchrg, равный "0", является целью.

Вследствие этого, блок 209 установки заданной энергии зарядки изменяет заданную характеристику энергии Pchrg(СЗ) зарядки в соответствии с периодом Tcum отсутствия внешней зарядки, и таким образом значительно изменяет контрольное центральное значение SOCC. По сравнению с изменением в контрольном центральном значении СЗ на Фиг.8 блок 209 установки заданной энергии зарядки постоянно изменяет заданную характеристику энергии Pchrg(СЗ) зарядки между двумя заданными характеристиками энергии зарядки, при которых заданное значение энергии Pchrg зарядки достигает "0", в контрольных центральных значениях SOCC(P) и SOCC(N).

Вновь ссылаясь на Фиг.14, заданные характеристики энергии Pchrg(СЗ) зарядки, устанавливаемые блоком 209 установки заданной энергии зарядки, выводятся в блок 210А выбора.

Блок 210А выбора выводит в зависимости от положения кнопки 24 переключения (Фиг.2), приводимой в действие водителем, одну из заданных характеристик энергии Pchrg(СЗ), устанавливаемой блоком 209 установки заданной энергии зарядки, заданную характеристику энергии Pchrg(N, СЗ) зарядки, соответствующую контрольному центральному значению SOCC(N), и заданную характеристику энергии Pchrg(Р, СЗ) зарядки, соответствующую контрольному центральному значению SOCC(P), в блок 212А управления выводом данных. Это осуществляется для того, чтобы выбрать включение или выключение изменения контрольного центрального значения СЗ пользователем аналогично блоку 210 выбора, изображенного на Фиг.9.

Поле перехода из рабочего режима ЭМ в рабочий режим ГТС блок 212А управления выводом данных определяет необходимое значение энергии для зарядки/разрядки накопителя 6 энергии в соответствии с заданной характеристикой энергии зарядки.

За исключением данных моментов он аналогичен тому, что представлен в ГТС-ЭБУ 2, изображенном на Фиг.9, и, вследствие этого, его подробное описание не будет повторяться.

Согласно Варианту 2 осуществления настоящего изобретения, после перехода из рабочего режима ЭМ в рабочий режим ГТС заданная характеристика энергии зарядки, используемая для управления зарядкой/разрядкой накопителя 6 энергии, изменяется в соответствии со степенью выполнения внешней зарядки. С помощью изменения заданной характеристики энергии зарядки контрольное центральное значение СЗ накопителя 6 энергии значительно изменяется. Вследствие этого могут быть получены результаты, аналогичные описанным в Варианте 1 осуществления изобретения. Далее, согласно Варианту 2 осуществления настоящего изобретения по сравнению с непосредственным изменением контрольного центрального значения СЗ становится возможным более гибкое управление зарядкой/разрядкой. Вследствие этого, можно увеличить контрольному центральное значение СЗ, когда степень выполнения внешней зарядки является низкой, в то время как поддерживается высокая экономичность расхода топлива.

В вышеуказанных Вариантах 1 и 2 осуществления изобретения прошедшее время с самой последней внешней зарядки (последняя внешняя зарядка) вычисляется интегрированием ряда сигналов, образованных блоком 204 контроля генерации импульсов. В отличие от данного способа, прошедшее время может быть посчитано, например, основываясь на времени, получаемом от GPS, используемой для систем навигации транспортных средств. Далее, степень выполнения внешней зарядки может быть вычислена, основываясь на величине зарядки за одну зарядку, в отличие от прошедшего времени или пройденного расстояния от самой последней внешней зарядки.

В вышеуказанных Вариантах 1 и 2 осуществления изобретения описана конфигурация, в которой подвод внешней энергии (однофазный переменный ток) к нулевым точкам двух электродвигателей-генераторов преобразовывается в питание постоянного тока с использованием двух инвертеров для зарядки накопителя энергии. Однако указанная конфигурация не ограничена этим. Например, устройство преобразования энергии (выпрямительное устройство) может быть отдельно установлено для преобразования внешнего источника энергии и выработки энергии (питание постоянного тока) для зарядки накопителя.

Далее, несмотря на так называемый последовательный/параллельный тип гибридного транспортного средства, в котором два электродвигателя-генератора воплощают "средства генерирования энергии (или устройства генерирования энергии)" и "средства генерирования движущей силы (или устройства генерирования движущей силы), описанные в качестве примера в Варианте 1 и 2 осуществления изобретения, настоящее изобретение применимо аналогичным образом в последовательном или параллельном типе гибридного транспортного средства, в котором один электродвигатель-генератор воплощает "средства генерирования энергии (или устройства генерирования энергии)" и "средства генерирования движущей силы (или устройства генерирования движущей силы)".

Несмотря на то, что настоящее изобретение описано и проиллюстрировано в деталях, следует понимать, что это было выполнено только в целях пояснения и иллюстрации, а не для ограничения объема защиты изобретения, определяемого только прилагаемой формулой изобретения.

1. Гибридное транспортное средство (100, 100А), содержащее двигатель (36), работающий на сгорании топлива, средства (30-1, 34-1) генерирования энергии, способные генерировать электроэнергию, получая энергию, образованную работой двигателя (36), накопитель (6) энергии, заряжаемый электроэнергией от средств (30-1, 34-1) генерирования энергии, средства (30-2, 34-2) генерирования движущей силы, для генерирования движущей силы от электроэнергии от средств (30-1, 34-1) генерирования энергии и/или накопителя (6) энергии, средства (30-1, 30-2, 34-1, 34-2, 40) внешней зарядки, соединенные посредством электрического соединения с внешним источником (PSL) энергии, для зарядки накопителя (6) энергии внешним источником (PSL) энергии, и блок (2, 2А) управления для регулирования движущей силы транспортного средства, генерируемой в соответствии с требованиями водителя, и для управления электроэнергией, заряжаемой/разряжаемой в накопителе (6) энергии, при этом блок (2, 2А) управления управляет в первом рабочем режиме пока значение степени зарядки накопителя (6) энергии достигает значения ниже, чем заданное значение, и осуществляет переход во второй рабочий режим, когда значение степени зарядки становится ниже, чем заданное значение, причем в первом рабочем режиме зарядка накопителя (6) энергии средствами (30-1, 34-1) генерирования энергии ограничена, а во втором рабочем режиме зарядка накопителя (6) энергии средствами (30-1, 34-1) генерирования энергии осуществляется так, что значение состояния зарядки поддерживается в заданном диапазоне, определяемом контрольным центральным значением, причем контрольное центральное значение определяет положение центра указанного заданного диапазона, при этом блок (2, 2А) управления включает в себя средства (202, 204, 206, 208, 210; 202, 204, 206, 209, 210А) изменения контрольного центрального значения для изменения положения диапазона, в котором должно поддерживаться значение состояния заряда в соответствии со степенью выполнения внешней зарядки как степенью выполнения зарядки накопителя (6) энергии средствами (30-1, 30-2, 34-1, 34-2, 40) внешней зарядки.

2. Транспортное средство по п.1, в котором блок (2А) управления регулирует электроэнергию, заряжаемую/разряжаемую в накопителе (6) энергии в соответствии с заданной характеристикой энергии зарядки, определяющей электроэнергию, необходимую для зарядки накопителя (6) энергии в соответствии со значением степени зарядки накопителя энергии, и средства (202, 204, 206, 209, 210А) изменения контрольного центрального значения изменяют контрольное центральное значение посредством изменения заданной характеристики энергии зарядки.

3. Транспортное средство по п.1, в котором средства (202, 204, 206, 208, 210; 202, 204, 206, 209, 210А) изменения контрольного центрального значения повышают контрольное центральное значение, как только степень выполнения внешней зарядки снижается.

4. Транспортное средство по п.1, в котором средства (202, 204, 206, 208, 210; 202, 204, 206, 209, 210А) изменения контрольного центрального значения определяют степень выполнения внешней зарядки, основанную на прошедшем времени и/или пройденном расстоянии от самой последней внешней зарядки накопителя (6) энергии внешним источником (PSL) энергии.

5. Транспортное средство по п.4, в котором средства (202, 204, 206, 208, 210; 202, 204, 206, 209, 210А) изменения контрольного центрального значения изменяют контрольное центральное значение, если прошедшее время и/или пройденное расстояние превышает соответствующее заданное предельное значение.

6. Транспортное средство по п.1, в котором блок (2, 2А) управления регулирует электроэнергию, заряжаемую/разряжаемую в накопителе (6) энергии, при этом диапазон допустимой характеристики зарядки/разрядки, определяющей максимальную электроэнергию зарядки/разрядки, доступную в накопителе (6) энергии в соответствии с значением степени зарядки накопителя (6) энергии, и допустимая характеристика энергии зарядки/разрядки меняется в соответствии с контрольным центральным значением, изменяемым средствами (202, 204, 206, 208, 210; 202, 204, 206, 209, 210А) изменения контрольного центрального значения.

7. Транспортное средство по п.1, дополнительно содержащее преобразователь (8) напряжения, расположенный между накопителем (6) энергии и средствами (30-2, 34-2) генерирования движущей силы, для выполнения преобразования напряжения между накопителем (6) энергии и средствами (30-2, 34-2) генерирования движущей силы, при этом блок управления дополнительно включает в себя систему (230, 232, 240, 242) управления, содержащую, по меньшей мере, один элемент управления, и предназначен для регулирования процесса преобразования напряжения в преобразователе (8) напряжения, и характеристика, по меньшей мере, одного элемента управления, включенного в систему (230, 232, 240, 242) управления, меняется в соответствии с контрольным центральным значением, которое изменяется средствами (202, 204, 206, 208, 210; 202, 204, 206, 209, 210А) изменения контрольного центрального значения.

8. Транспортное средство по п.1, дополнительно содержащее средства (402, 404, 406, 414, 416) мониторинга за накопителем энергии для контроля значения степени зарядки накопителя (6) энергии и, если значение степени зарядки находится за пределами заданного стандартного диапазона, вывода сигнала, указывающего на отклонение в работе накопителя (6) энергии, при этом стандартный диапазон, используемый средствами (402, 404, 406, 414, 416) мониторинга за накопителем энергии, меняется в соответствии с контрольным центральным значением, а именно тем, что изменяется средствами (202, 204, 206, 208, 210; 202, 204, 206, 209, 210А) изменения контрольного центрального значения.

9. Транспортное средство по п.1, в котором средства (202, 204, 206, 208, 210; 202, 204, 206, 209, 210А) изменения контрольного центрального значения включаются или выключаются в соответствии с поступающей извне командой выбора.

10. Гибридное транспортное средство (100, 100А), содержащее двигатель (36), работающий на сгорании топлива, устройство (30-1, 34-1) генерирования энергии, способное генерировать электроэнергию, получая энергию образованную работой двигателя (36), накопитель (6) энергии, заряжаемый электроэнергией от устройства (30-1, 34-1) генерирования энергии, устройство (30-2, 34-2) генерирования движущей силы для генерирования движущей силы от электроэнергии от устройства (30-1, 34-1) генерирования энергии и/или накопителя (6) энергии, устройство (30-1, 30-2, 34-1, 34-2, 40) внешней зарядки, соединенное посредством электрического соединения с внешним источником (PSL) энергии, для зарядки накопителя (6) энергии внешним источником (PSL) энергии, и блок (2, 2А) управления для регулирования движущей силы транспортного средства, генерируемой в соответствии с требованиями водителя, и для управления электроэнергией, заряжаемой/разряжаемой в накопителе (6) энергии, при этом блок (2, 2А) управления управляет в первом рабочем режиме, пока значение степени зарядки накопителя (6) энергии достигает значения ниже, чем заданное значение, и осуществляет переход во второй рабочий режим, когда значение степени зарядки становится ниже, чем заданное значение, причем в первом рабочем режиме зарядка накопителя (6) энергии устройством (30-1, 34-1) генерирования энергии ограничена, а во втором рабочем режиме зарядка накопителя (6) энергии устройством (30-1, 34-1) генерирования энергии осуществляется так, что значение состояния зарядки поддерживается в заданном диапазоне, определяемом контрольным центральным значением, причем контрольное центральное значение определяет положение центра указанного заданного диапазона, при этом блок (2, 2А) управления изменяет контрольное центральное значение в соответствии со степенью выполнения внешней зарядки как степенью выполнения зарядки накопителя (6) энергии устройством (30-1, 30-2, 34-1, 34-2, 40) внешней зарядки.