Гибридное транспортное средство

Гибридное транспортное средство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Данное изобретение относится к гибридным транспортным средствам, в частности к гибридному транспортному средству, имеющему множество режимов движения.

Уровень техники

В последние годы - ввиду проблем окружающей среды - большое внимание уделяется гибридным транспортным средствам. Гибридное транспортное средство имеет множество встроенных источников энергии. Гибридное транспортное средство, включающее в себя в качестве источника движущей силы энергоаккумулирующее устройство (батарею, конденсатор и т.п.) и электродвигатель в дополнение к обычному двигателю, уже нашло практическое применение.

Также привлекает к себе внимание автомобиль на топливных элементах, включающий в себя топливный элемент в качестве источника питания. В широком смысле, транспортное средство, включающее в себя энергоаккумулирующее устройство, такое как батарея и конденсатор, в качестве источника энергии в дополнение к топливному элементу, можно считать гибридным транспортным средством, включающим в себя множество источников энергии.

Также известно гибридное транспортное средство, выполненное с возможностью зарядки извне, что позволяет заряжать энергоаккумулирующее устройство посредством внешнего источника энергии. Такое гибридное транспортное средство, выполненное с возможностью зарядки извне, выгодно тем, что частота остановок на дозаправку, необходимую для пополнения запаса топлива, будет снижена, если можно будет заряжать энергоаккумулирующее устройство, например, от выпускаемого промышленностью бытового источника энергии.

В выложенном патенте Японии № 2007-62639 (патентном источнике 1) описано гибридное транспортное средство, которое может заставить источник энергии работать на пониженной рабочей частоте. Это гибридное транспортное средством включает в себя в качестве источника энергии двигатель, а также энергоаккумулирующее устройство и электродвигатель-генератор. Когда переключатель перехода в режим гибридного транспортного средства (ГТС) переводится во включенное состояние при движении в режиме электромобиля (ЭМ), в котором транспортное средство движется, используя в качестве источника энергии только энергоаккумулирующее устройство и электродвигатель-генератор, устройство управления переключает режим движения в режим гибридного транспортного средства (ГТС), в котором транспортное средство движется также с приводом от двигателя.

Патентный источник 1: выложенный патент Японии № 2007-62639.

Задачи, решаемые изобретением

В соответствии с конфигурацией, описанной в выложенном патенте Японии № 2007-62639 (патентном источнике 1), устройство управления определяет, задействовал ли водитель переключатель для изменения режима движения, в соответствии с сигналом, выдаваемым из этого переключателя. В частности, устройство управления определяет, переключатель задействован, когда напряжение сигнала находится на высоком (логическом высоком) уровне. Вместе с тем, когда в шине управления, по которой передается сигнал из переключателя, возникает ошибка, существует вероятность, что устройство управления не сможет должным образом переключить режим движения. Например, устройство управления может ошибочно переключить режим движения.

Задачей данного изобретения является создание гибридного транспортного средства, которое может избегать, когда возникает ошибка в шине управления, по которой передается сигнал, указывающий переключение режима движения, непрерывного движения в режиме движения, отличающемся от надлежащего режима движения.

Средства решения задач

Данное изобретение направлено на создание гибридного транспортного средства, включающего в себя первый и второй источники энергии, конфигурация каждого из которых обеспечивает привод гибридного транспортного средства в движение, шину управления, первый узел, имеющий первое напряжение, второй узел, имеющий второе напряжение, переключатель и устройство управления. Переключатель задает уровень напряжения шины управления на первом уровне, соответствующем первому напряжению, за счет электрического соединения шины управления с первым узлом, когда ручная операция не осуществляется. Переключатель задает уровень напряжения шины управления на втором уровне, соответствующем второму напряжению, за счет электрического соединения шины управления со вторым узлом в течение периода, во время которого ручная операция осуществляется. Устройство управления переключает режим движения гибридного транспортного средства между первым режимом, в котором используется первый источник энергии, имеющий более высокий приоритет для движения гибридного транспортного средства, и вторым режимом, в котором используется второй источник энергии, имеющий более высокий приоритет для движения гибридного транспортного средства, на основании изменения от первого уровня до второго уровня, которое является первым изменением в уровне напряжения шины управления, и изменения от второго уровня до первого уровня, которое является вторым изменением в уровне напряжения шины управления.

Первый источник энергии предпочтительно включает в себя вращающуюся электрическую машину, конфигурация которой обеспечивает приведение в движение ведущего колеса, и энергоаккумулирующее устройство, конфигурация которого позволяет ему аккумулировать электрическую энергию и подавать аккумулированную электрическую энергию во вращающуюся электрическую машину. Второй источник энергии включает в себя двигатель внутреннего сгорания.

Первый режим предпочтительно направлен на приведение в действие вращающейся электрической машины путем использования электрической энергии, аккумулированной в энергоаккумулирующем устройстве. Второй режим направлен на то, чтобы заставить гибридное транспортное средство двигаться за счет приведение в действие двигателя внутреннего сгорания.

Устройство управления предпочтительно переключает режим движения между первым режимом при обнаружении как первого изменения, так и второго изменения.

Устройство управления предпочтительно переключает режим движения между первым режимом и вторым режимом в соответствии с первым изменением. В случае, когда второе изменение не происходит до истечения заранее определенного периода времени с базисного момента времени, когда произошло первое изменение, устройство управления возвращает режим движения к тому режиму, который был задан до базисного момента времени. В случае, когда второе изменение происходит до истечения заранее определенного периода времени с базисного момента времени, устройство управления поддерживает режим движения в том режиме, который был достигнут после базисного момента времени.

В предпочтительном варианте, если второе изменение происходит до истечения заранее определенного периода времени с базисного момента времени, когда произошло первое изменение, устройство управления переключает режим движения между первым режимом и вторым режимом. Если второе изменение не произошло до истечения заранее определенного периода времени с базисного момента времени, устройство управления поддерживает режим движения в том режиме, который был задан до базисного момента времени.

В предпочтительном варианте, гибридное транспортное средство дополнительно включает в себя зарядное устройство, конфигурация которого обеспечивает зарядку энергоаккумулирующего устройства с помощью электрической энергии, подаваемой из источника, внешнего по отношению к гибридному транспортному средству.

Устройство управления предпочтительно задает режим движения в первом режиме, когда движение гибридного транспортного средства начинается в первый раз после того, как заканчивается зарядка энергоаккумулирующего устройства зарядным устройством.

Эффекты изобретения

В случае, когда в шине управления, по которой передается сигнал для указания переключения режима движения, возникает ошибка, в соответствии с данным изобретением можно избежать события, заключающегося в том, что гибридное транспортное средство непрерывного движения в режиме движения, отличающемся от надлежащего режима движения.

Краткое описание чертежей

На Фиг.1 представлена полная блок-схема гибридного транспортного средства в соответствии с первым вариантом осуществления.

На Фиг.2 представлена принципиальная схема, отображающая конфигурацию преобразователей 10 и 12 и соединительных блоков 72-76, показанных на Фиг.1.

На Фиг.3 подробно показаны конфигурация зарядного устройства 240 и зарядный кабель 300, соединяющий гибридное транспортное средство с внешним источником питания.

На Фиг.4 представлена принципиальная схема, отображающая подробную конфигурацию инверторов 20 и 22, показанных на Фиг.1.

На Фиг.5 представлена принципиальная схема для схемы 80 генерирования сигнала, показанной на Фиг.1.

На Фиг.6 представлена схема для описания срабатывания переключателя 82.

На Фиг.7 представлена соответствующая зависимость между состоянием переключателя 82 и напряжением сигнала MD.

На Фиг.8 представлена функциональная блок-схема для описания конфигурации системы управления движением гибридного транспортного средства 1000, заключенной в электронном блоке управления (ЭБУ), обозначенном позицией 30.

На Фиг.9 представлен график для описания переключения режима движения.

На Фиг.10 представлена временная диаграмма для описания переключения режима движения в соответствии с первым вариантом осуществления.

На Фиг.11 представлено состояние, в котором шина 81 управления короткозамкнута на заземляющий узел.

На Фиг.12 представлена временная диаграмма для сравнения между управлением переключением режима движения в соответствии с первым вариантом осуществления и управлением переключением режима движения в соответствии со сравнительным примером для первого варианта осуществления.

На Фиг.13 представлена блок-схема последовательности операций для описания управления переключением режима движения в соответствии с первым вариантом осуществления.

На Фиг.14 представлена временная диаграмма для описания управления переключением режима движения в соответствии со вторым вариантом осуществления.

На Фиг.15 представлена диаграмма для описания изменения в напряжении VMD, когда шина 81 управления короткозамкнута на «землю», и управления переключением режимом движения в соответствии со вторым вариантом осуществления.

На Фиг.16 представлена блок-схема последовательности операций для описания управления переключением режима движения в соответствии со вторым вариантом осуществления.

На Фиг.17 представлена временная диаграмма для описания управления переключением режима движения в соответствии с третьим вариантом осуществления.

На Фиг.18 представлена блок-схема последовательности операций для описания управления переключением режима движения в соответствии с третьим вариантом осуществления.

На Фиг.19 представлена еще одна конфигурация схемы генерирования сигнала.

Перечень ссылочных позиций

2 - Двигатель

4 - Механизм деления мощности

6 - Колеса

10, 12 - Преобразователь

15 - Плечо U-фазы

16 - Плечо V-фазы

17 - Плечо W-фазы

20, 22 - Инвертор

21, 23, 52, 54, 56, 184 - Датчик тока

30 - ЭБУ

42, 44, 46, 48, 182, 188 - Датчик напряжения

62, 64, 66 - Датчик температуры

72, 74, 76 - Соединительный блок

80, 80A - Схема генерирования сигнала

81 - Шина управления

82, 312 - Переключатель

83 - Резистор

84 - Заземляющий узел

85 - Узел подачи питания

240 - Зарядное устройство

241 - Ввод

242 - Схема преобразования переменного тока в постоянный

244 - Схема преобразования постоянного тока в переменный

246 - Развязывающий трансформатор

248 - Выпрямительная схема

250 - Блок управления движением

260 - Блок циркуляции суммарной мощности

270, 280 - Блок управления инвертором

290 - Блок управления переключением режима

295 - Блок управления двигателем

300 - Зарядный кабель

310 - Соединитель

320 - Штепсельная вилка

330 - Устройство прерывания зарядной цепи (УПЗЦ)

332 - Реле

334 - Контрольно-управляющая схема

400 - Розетка

402 - Источник питания

1000 - Гибридное транспортное средство

BA - Основное энергоаккумулирующее устройство

BB1, BB2 - Вспомогательное энергоаккумулирующее устройство

C, C1, C2 - Конденсатор

D1-D10 - Диод

L1, L2 - Катушка индуктивности

ЭДГ1, ЭДГ2 - Электродвигатель-генератор

ОШ - Положительная шина

ПШ1, ПШ2, ПШ3 - Отрицательная шина

Q1-Q10 - Переключающий элемент

RA, RB1, RB2 - Токоограничивающий резистор

SRB1, SRP1, SRG1, SRB2, SRP2, SRG2, SRB3, SRP3, SRG3 - Реле основной защиты системы

UL, VL, WL - Шина.

Наилучшие способы осуществления изобретения

Теперь, со ссылками на прилагаемые чертежи, будут подробно описаны варианты осуществления данного изобретения. На чертежах, одинаковые или соответственные элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями и их описание повторяться не будет.

Первый вариант осуществления изобретения

На Фиг.1 представлена полная блок-схема гибридного транспортного средства в соответствии с первым вариантом осуществления.

Как показано на Фиг.1, гибридное транспортное средство 1000 включает в себя основное энергоаккумулирующее устройство BA, вспомогательные энергоаккумулирующие устройства BB1, BB2, соединительные блоки 72, 74, 76, преобразователи 10, 12, конденсатор C, инверторы 20, 22, положительные шины ПШ1, ПШ2, ПШ3, отрицательную шину ОШ, двигатель 2, электродвигатели-генераторы ЭДГ1, ЭДГ2, механизм 4 разделения мощности и колесо 6. Гибридное транспортное средство 1000 также включает в себя датчики 42, 44, 46, 48 напряжения, датчики 21, 23, 52, 54, 56 тока, датчики 62, 64, 66 температуры, зарядное устройство 240, ввод 241 и электронный блок управления (ЭБУ), обозначенный позицией 30.

Гибридное транспортное средство 1000 включает в себя первый и второй источники энергии. Первый источник энергии включает в себя основное энергоаккумулирующее устройство BA, вспомогательные энергоаккумулирующие устройства BB1, BB2 и электродвигатель-генератор ЭДГ2. Второй источник энергии включает в себя двигатель 2. Гибридное транспортное средство 1000 может двигаться, пользуясь, по меньшей мере, одним из первого и второго источников энергии.

Двигатель 2 представляет собой двигатель внутреннего сгорания, генерирующий движущую мощность за счет сгорания такого горючего, как бензин. Механизм 4 разделения мощности подключен к двигателю 2 и электродвигателям-генераторам ЭДГ1, ЭДГ2 для разделения мощности между ними. Механизм 4 разделения мощности образован планетарной зубчатой передачей, имеющей три вращающихся вала, например солнечного колеса, водила и кольцевого зубчатого колеса (зубчатого венца). Эти три вращающихся вала соединены с вращающимися валами двигателя 2, электродвигателя-генератора ЭДГ1 и электродвигателя-генератора ЭДГ2 соответственно. Устанавливая полый ротор для электродвигателя-генератора ЭДГ1 и пропуская коленчатый вал двигателя 2 в центре полого ротора, можно механически соединить двигатель 2, электродвигатели-генераторы ЭДГ1, ЭДГ2 с механизмом 4 разделения мощности. Вращающийся вал электродвигателя-генератора ЭДГ2 связан с колесом 6 посредством понижающей передачи или дифференциальной передачи, которая не показана.

Электродвигатель-генератор ЭДГ1 установлен на гибридном транспортном средстве 1000, работая как силовой генератор с приводом от двигателя 2 и как электрический двигатель, который может запускать двигатель 2. Электродвигатель-генератор ЭДГ2 установлен на гибридном транспортном средстве 1000 в качестве электрического двигателя, основная задача которого - привод колеса 6.

Каждое из основного энергоаккумулирующего устройства BA и вспомогательных энергоаккумулирующих устройств BB1, BB2 представляет собой энергоаккумулирующее устройство, выполненное с возможностью зарядки и разрядки, и состоит из аккумуляторной батареи, такой как никель-металлогидридная или ионно-литиевая. В качестве, по меньшей мере, одного из основного энергоаккумулирующего устройства BA и вспомогательных энергоаккумулирующих устройств BB1, BB2 можно применять конденсатор большой емкости.

Основное энергоаккумулирующее устройство BA подает электрическую энергию в преобразователь 10, в режиме рекуперации электрической энергии заряжается преобразователем 10. Каждое из основного энергоаккумулирующего устройства BA и вспомогательных энергоаккумулирующих устройств BB1, BB2 подает электрическую энергию в преобразователь 12, а в режиме рекуперации электрической энергии заряжается преобразователем 12.

Вспомогательные энергоаккумулирующие устройства BB1 и BB2 избирательно соединяются с преобразователем 12 посредством соединительных блоков 74 и 76. Следовательно, больше не нужно предусматривать преобразователь, соответствующий каждому вспомогательному энергоаккумулирующему устройству. В данном варианте осуществления имеются два вспомогательных энергоаккумулирующих устройства, но это не является ограничением. В нижеследующем тексте, то из вспомогательных энергоаккумулирующих устройств BB1 и BB2, которое соединено с преобразователем 12, называется «вспомогательным энергоаккумулирующим устройством BB».

Соединительный блок 72 предусмотрен между основным энергоаккумулирующим устройством BA и положительной и отрицательной шинами ПШ1, ОШ. Соединительный блок 72 имеет проводящее состояние (ВКЛ) и непроводящее состояние (ВЫКЛ), управление которыми осуществляется в соответствии с сигналом CN1, подаваемым из ЭБУ 30. Когда соединительный блок 72 достигает состояния ВКЛ, основное энергоаккумулирующее устройство BA соединяется с положительной шиной ПШ1 и отрицательной шиной ОШ. В отличие от этого, когда соединительный блок 72 достигает состояния ВЫКЛ, основное энергоаккумулирующее устройство BA отсоединяется от положительной шины ПШ1 и отрицательной шины ОШ.

Соединительный блок 74 подсоединен между вспомогательным энергоаккумулирующим устройством BB1 и положительной и отрицательной шинами ПШ2, ОШ. Соединительный блок 74 достигает проводящего состояния или непроводящего состояния в соответствии с сигналом CN2. Соответственно, соединительный блок 74 электрически подключает вспомогательное энергоаккумулирующее устройство BB1 к положительной шине ПШ2 и отрицательной шине ОШ или электрически отключает его от них.

Соединительный блок 76 подсоединен между вспомогательным энергоаккумулирующим устройством BB2 и положительной и отрицательной шинами ПШ2, ОШ. Соединительный блок 76 достигает проводящего состояния или непроводящего состояния в соответствии с сигналом CN3. Соответственно, соединительный блок 76 электрически подключает вспомогательное энергоаккумулирующее устройство BB2 к положительной шине ПШ2 и отрицательной шине ОШ или электрически отключает его от них.

Преобразователь 10 соединен с положительной шиной ПШ1 и отрицательной шиной ОШ. Преобразователь 10 повышает напряжение, подаваемое из основного энергоаккумулирующего устройства BA, на основании сигнала PWC1 из ЭБУ 30, и выдает повешенное напряжение на положительную шину ПШ3. Преобразователь 10 осуществляет преобразование с понижением частоты рекуперированной энергии, подаваемой из инверторов 20 и 22 посредством положительной шины ПШ3, до уровня напряжения основного энергоаккумулирующего устройства BA на основании сигнала PWC1, чтобы зарядить основное энергоаккумулирующее устройство BA.

Преобразователь 10 останавливает операцию переключения, приняв сигнал SD1 останова из ЭБУ 30. Преобразователь 10 фиксирует верхнее плечо и нижнее плечо (описываемые позже) в преобразователе 10 для состояния ВКЛ и состояния ВЫКЛ соответственно, получив сигнал UA1 включения верхнего плеча из ЭБУ 30.

Преобразователь 12 соединен с положительной шиной ПШ2 и отрицательной шиной ОШ. Преобразователь 12 повышает напряжение вспомогательного энергоаккумулирующего устройства BB на основании сигнала PWC2 из ЭБУ 30 и выдает повышенное напряжение на положительную шину ПШ3. Преобразователь 12 преобразует с понижением частоты рекуперированную энергию, подаваемую из инверторов 20 и 22 посредством положительной шины ПШ3, до уровня напряжения вспомогательного энергоаккумулирующего устройства BB на основании сигнала PWC2, чтобы зарядить энергоаккумулирующее устройство BB.

Кроме того, преобразователь 12 останавливает операцию переключения, приняв сигнал SD2 останова из ЭБУ 30. Преобразователь 12 фиксирует верхнее плечо и нижнее плечо (описываемые позже) в преобразователе 12 для состояния ВКЛ и состояния ВЫКЛ соответственно, получив сигнал UA2 включения верхнего плеча из ЭБУ 30.

Конденсатор C подсоединен между положительной шиной ПШ3 и отрицательной шиной ОШ, чтобы сглаживать изменение напряжения между положительной шиной ПШ3 и отрицательной шиной ОШ.

Инвертор 20 реагирует на сигнал PWI1 из ЭБУ 30, преобразуя напряжение постоянного тока, поступающее из положительной шины ПШ3, в трехфазное напряжение переменного тока. Преобразованное трехфазное напряжение переменного тока выдается в электродвигатель-генератор ЭДГ1. Инвертор 20 преобразует трехфазное напряжение переменного тока, генерируемое электродвигателем-генератором ЭДГ1 с помощью движущей энергии двигателя 2 в напряжение постоянного тока на основании сигнала PWI1 и выдает преобразованное напряжение постоянного тока на положительную шину ПШ3.

Инвертор 22 реагирует на сигнал PWI2 из ЭБУ 30, преобразуя напряжение постоянного тока, поступающее из положительной шины ПШ3, в трехфазное напряжение переменного тока. Преобразованное трехфазное напряжение переменного тока выдается в электродвигатель-генератор ЭДГ2. Инвертор 20 преобразует трехфазное напряжение переменного тока, генерируемое электродвигателем-генератором ЭДГ2, воспринимающим вращающую силу от колеса 6 в режиме рекуперативного торможения транспортного средства, в напряжение постоянного тока на основании сигнала PWI2 и выдает преобразованное напряжение постоянного тока на положительную шину ПШ3.

Каждый из электродвигателей-генераторов ЭДГ1 и ЭДГ2 представляет собой трехфазную вращающуюся электрическую машину переменного тока, состоящую, например, из трехфазного асинхронного электрического двигателя-генератора переменного тока. Электродвигатель-генератор ЭДГ1 имеет рекуперативное возбуждение от инвертора 20. Трехфазное напряжение переменного тока, генерируемое с помощью движущей силы двигателя 2, выдается в инвертор 20. Электродвигатель-генератор ЭДГ1 возбуждается инвертором 20 в режиме движения с затратой энергии в момент запуска двигателя 2, чтобы завести двигатель 2.

Электродвигатель-генератор ЭДГ2 возбуждается инвертором 22 в режиме движения с затратой энергии, чтобы генерировать движущую силу для привода транспортного средства. Электродвигатель-генератор ЭДГ2 имеет рекуперативное возбуждение от инвертора 22 в режиме рекуперативного торможения транспортного средства и выдает трехфазное напряжение переменного тока, генерируемое с помощью вращающей силы, воспринимаемой от колеса 6, в инвертор 22.

Датчик 21 тока обнаруживает значение тока, текущего между электродвигателем-генератором ЭДГ1 и инвертором 20, в качестве значения MCRT1 тока электродвигателя, которое выдается в ЭБУ 30. Датчик 23 тока обнаруживает значение тока, текущего между электродвигателем-генератором ЭДГ2 и инвертором 22, в качестве значения MCRT2 тока электродвигателя, которое выдается в ЭБУ 30.

Датчик 42 напряжения обнаруживает и выдает в ЭБУ 30 напряжение VBA основного энергоаккумулирующего устройства BA. Датчик 52 тока обнаруживает ток IA, протекающий между основным энергоаккумулирующим устройством BA и преобразователем 10, выдавая получаемое значение в ЭБУ 30. Датчик 62 температуры обнаруживает и выдает в ЭБУ 30 температуру TA основного энергоаккумулирующего устройства BA.

Датчики 44 и 46 напряжения обнаруживают и выдают в ЭБУ 30 напряжение VB1 вспомогательного энергоаккумулирующего устройства BB1 и напряжение VB2 вспомогательного энергоаккумулирующего устройства BB2. Датчики 54 и 56 тока обнаруживают и выдают в ЭБУ 30 ток IB1, протекающий между вспомогательным энергоаккумулирующим устройством BB1 и преобразователем 12, и ток IB2, протекающий между вспомогательным энергоаккумулирующим устройством BB2 и преобразователем 12. Датчики 64 и 66 температуры обнаруживают и выдают в ЭБУ 30 температуру TB1 вспомогательного энергоаккумулирующего устройства BB1 и температуру TB2 вспомогательного энергоаккумулирующего устройства BB2.

Датчик 48 напряжения обнаруживает и выдает в ЭБУ 30 напряжение на выводах конденсатора C (напряжение VH).

Зарядное устройство 240 и ввод 241 заряжают основное энергоаккумулирующее устройство BA и вспомогательные энергоаккумулирующие устройства BB1, BB2 с помощью электрической энергии, подаваемой из источника вне гибридного транспортного средства 1000. Электрическая энергия, подаваемой из источника питания, внешнего по отношению к транспортному средству (внешнего источника питания), выдается на положительную шину ПШ2 и отрицательную шину ОШ через ввод 241 и зарядное устройство 240. Зарядное устройство 240 включается и выключается в соответствии с сигналом CHG из ЭБУ 30.

На основании обнаруженных значений из датчика 42 напряжения, датчика 62 температуры и датчика 52 тока, ЭБУ 30 задает параметр состояния заряда СЗ(M), указывающий остаточную емкость основного энергоаккумулирующего устройства BA, входную верхнюю предельную энергию W_вx(M), указывающую значение верхнего предела зарядной электрической энергии основного энергоаккумулирующего устройства BA, и выходную верхнюю предельную мощность W_вых(M), указывающую значение верхнего предела разрядной электрической энергии основного энергоаккумулирующего устройства BA.

Аналогичным образом, на основании обнаруженных значений из датчика 44 (или 46) напряжения, датчика 64 (или 66) температуры и датчика 54 (или 56) тока, ЭБУ 30 задает параметр состояния заряда СЗ(S), указывающий остаточную емкость вспомогательного энергоаккумулирующего устройства BB, входную верхнюю предельную энергию W_вx(S), указывающую значение верхнего предела зарядной электрической энергии основного энергоаккумулирующего устройства BB, и выходную верхнюю предельную мощность W_вых(S), указывающую значение верхнего предела разрядной электрической энергии основного энергоаккумулирующего устройства BB.

В общем случае, остаточная величина (именуемая далее параметром состояния заряда (СЗ)) обозначается отношением (выраженным в %) величины заряда в текущем состоянии к соответствующей величине в полностью заряженном состоянии для каждой батареи. W_вx и W_вых указываются в качестве значения верхнего предела электрической энергии, чтобы избежать избыточной зарядки или избыточной разрядки даже в случае, если соответствующее энергоаккумулирующее устройство (BA, BB1, BB2) выдает или принимает электрическую энергию в течение заранее определенного периода времени (например, составляющего приблизительно 10 секунд).

ЭБУ 30 генерирует и выдает сигналы CN1, CN2 и CN3 для управления соединительными блоками 72, 74 и 76 соответственно. ЭБУ 30 генерирует сигналы PWC1, SD1 и UA1 для управления преобразователем 10 и выдает любой из этих сигналов в преобразователь 10. ЭБУ 30 генерирует сигналы PWC2, SD2 и UA2 для управления преобразователем 12 и выдает любой из этих сигналов в преобразователь 12.

Кроме того, ЭБУ 30 генерирует и выдает в инверторы 20 и 22 сигналы PWI1 и PWI2, предписывающие возбуждение инверторов 20 и 22 соответственно. Помимо этого, ЭБУ 30 генерирует и выдает в зарядное устройство 240 сигнал CHG, предписывающий управление зарядным устройством 240.

ЭБУ 30 переключает режим движения гибридного транспортного средства 1000 между режимом расходования заряда (РЗ) и режимом поддержания заряда (ПЗ).

Режим РЗ - это режим движения, обуславливающий генерирование движущей силы гибридного транспортного средства 1000 электродвигателем-генератором ЭДГ2 с помощью электрической энергии, аккумулированной в основном энергоаккумулирующем устройстве BA и вспомогательном энергоаккумулирующем устройстве BB. В течение периода времени, когда гибридное транспортное средство 1000 движется в режиме РЗ, электрическая энергия, аккумулированная в основном энергоаккумулирующем устройстве BA и вспомогательном энергоаккумулирующем устройстве BB, потребляется электродвигателем-генератором ЭДГ2. А именно, в режиме РЗ, первый источник энергии (основное энергоаккумулирующее устройство BA, вспомогательное энергоаккумулирующее устройство BB и электродвигатель-генератор ЭДГ2) используется с более высоким приоритетом при движении гибридного транспортного средства.

Режим ПЗ вызывает генерирование движущей силы гибридного транспортного средства 1000 таким образом, что поддерживается суммарный параметр СЗ основного энергоаккумулирующего устройства BA и вспомогательных энергоаккумулирующих устройств BB1, BB2. В этом случае, ЭБУ 30 управляет двигателем 2 так, что тот используется с более высоким приоритетом при движении транспортного средства. Например, в режиме ПЗ, движущая сила гибридного транспортного средства 1000 генерируется только двигателем 2. В этом случае, потребление электрической энергии, аккумулированной в основном энергоаккумулирующем устройстве BA и вспомогательном энергоаккумулирующем устройстве BB, подавляется.

В режиме ПЗ, двигатель 2 и электродвигатель-генератор ЭДГ2 могут генерировать движущую силу гибридного транспортного средства 1000. Например, электрическая энергия, аккумулированная в основном энергоаккумулирующем устройстве BA и вспомогательном энергоаккумулирующем устройстве BB, применяется для увеличения энергии, которая может быть отдана из электродвигателя-генератора ЭДГ2. В режиме торможения или режиме замедления гибридного транспортного средства 1000, электродвигатель-генератор ЭДГ2 имеет рекуперативное возбуждение. Электрическая энергия, генерируемая электродвигателем-генератором ЭДГ2, аккумулируется в основном энергоаккумулирующем устройстве BA или вспомогательном энергоаккумулирующем устройстве BB. А именно, в режиме ПЗ возможен обмен электрической энергией между основным и вспомогательным энергоаккумулирующими устройствами BA и BB и электродвигателем-генератором ЭДГ2. В режиме ПЗ, управление зарядкой и разрядкой основного энергоаккумулирующего устройства BA и вспомогательного энергоаккумулирующего устройства BB осуществляется так, что суммарный параметр СЗ поддерживается даже в таком случае.

Гибридное транспортное средство 1000 дополнительно включает в себя схему 80 генерирования сигнала, генерирующую сигнал MD, предписывающий переключение режима движения, и шину 81 управления, по которой сигнал MD передается в ЭБУ 30 из схемы 80 генерирования сигнала. Схема 80 генерирования сигнала включает в себя переключатель 82, который приводится в действие вручную.

Когда водитель приводит в действие переключатель 82, схема 80 генерирования сигнала генерирует сигнал MD. ЭБУ 30 реагирует на сигнал MD, переключая режим движения между режимом РЗ и режимом ПЗ, и управляет первым источником энергии и вторым источником энергии в соответствии с выбранным режимом.

ЭБУ 30 управляет соединительными блоками 72-76, преобразователями 10, 12 и зарядным устройством 240 во время режима зарядки основного энергоаккумулирующего устройства BA и вспомогательных энергоаккумулирующих устройств BB1 и BB2. Когда зарядка основного энергоаккумулирующего устройства BA и вспомогательных энергоаккумулирующих устройств BB1 и BB2 завершается, ЭБУ 30 задают режим движения как режим РЗ. А именно, когда система транспортного средства, показанная на Фиг.1, приводится в действие в первый раз после того, как зарядка основного энергоаккумулирующего устройства BA и вспомогательных энергоаккумулирующих устройств BB1 и BB2 завершается, режим движения задается как режим РЗ.

На Фиг.2 представлена принципиальная схема, отображающая конфигурацию преобразователей 10 и 12 и соединительных блоков 72-76, показанных на Фиг.1.

Как показано на Фиг.2, преобразователь 10 включает в себя полупроводниковые переключающие элементы Q1 и Q2, предназначенные для направления электрической энергии, диоды D1 и D2, катушку L1 индуктивности и конденсатор C1.

Хотя в данном варианте осуществления в качестве энергонаправляющего полупроводникового переключающего элемента (также именуемого далее просто «переключающим элементом») применяется биполярный транзистор с изолированным затвором (БТИЗ), применим любой произвольный переключающий элемент в той мере, в какой управление его включением и выключением возможно посредством сигнала управления. Например, в качестве энергонаправляющего полупроводникового переключающего элемента можно применять полевой транзистор со структурой «металл-оксид-полупроводник» (полевой МОП-транзистор) или биполярный транзистор.

Переключающие элементы Q1 и Q2 подсоединены последовательно между положительной шиной ПШ3 и отрицательной шиной ОШ. Диоды D1 и D2 встречно-параллельно соединены переключающими элементами Q1 и Q2 соответственно. Катушка L1 индуктивности имеет один конец, соединенный с узлом соединения переключающих элементов Q1 и Q2, и другой конец, соединенный с положительной шиной ПШ1. Конденсатор C1 соединен с положительной шиной ПШ1 и отрицательной шиной ОШ.

Преобразователь 12 имеет конфигурацию, аналогичную конфигурации преобразователя 10. Конфигурация преобразователя 12 соответствует конфигурации преобразователя 10 при условии, что переключающие элементы Q1 и Q2 заменены переключающими элементами Q3 и Q4 соответственно, диоды D1 и D2 заменены диодами D3 и D4 соответственно, катушка L1 индуктивности, конденсатор C1 и положительная шина ПШ1 заменены катушкой L2 индуктивности, конденсатором C2 и положительной шиной ПШ2 соответственно.

Переключающие элементы Q1 и Q2 соответствуют верхнему плечу и нижнему плечу соответственно преобразователя 10. Аналогично, переключающие элементы Q3 и Q4 соответствуют верхнему плечу и нижнему плечу соответственно преобразователя 12.

Преобразователи 10 и 12 состоят из схемы прерывателя. Преобразователь 10 (12) реагирует на сигнал PWC1 (PWC2) из ЭБУ 30 (Фиг.1), повышая напряжение на положительной шине ПШ1 (ПШ2) с помощью катушки L1 (L2) индуктивности, и выдает повышенное напряжение на положительную шину ПШ3. В частности, коэффициентом повышения выходного напряжения, поступающего из основного энергоаккумулирующего устройства BA и вспомогательного энергоаккумулирующего устройства BB, можно управлять путем регулирования отношения периодов включения и выключения (т.е. рабочего цикла) переключающего элемента Q1 (Q3) и/или переключающего элемента Q2 (Q4).

Преобразователь 10 (12) реагирует на сигнал PWC1 (PWC2) из ЭБУ 30 (не показан), осуществляя преобразование с понижением частоты напряжения на положительной шине ПШ3 и выдает преобразованное с понижением частоты напряжение на положительную шину ПШ1 (ПШ2). В частности, коэффициентом преобразования с понижением частоты напряжения на положительной шине ПШ3 можно управлять путем регулирования отношения периодов включения и выключения (т.е. рабочего цикла) переключающего элемента Q1 (Q3) и/или переключающего элемента Q2 (Q4).

Соединительный блок 72 включает в себя реле SRB1 основной защиты системы, подсоединенное между положительным электродом основного энергоаккумулирующего устройства BA и положительной шиной ПШ1, реле SRG1 основной защиты системы, подсоединенное между отрицательным электродом основного энергоаккумулирующего устройства BA и отрицательной шиной ОШ, а также реле SRP1 основной защиты системы и токоограничивающий резистор RA, подсоединенные последовательно между отрицательным электродом основного энергоаккумулирующего устройства BA и отрицательной шиной ОШ и предусмотренные параллельными реле SRG1 основной защиты системы. Реле SRB1, SRP1 и SRG1 основной защиты системы имеют свои проводящее состояние (ВКЛ) и непроводящее состояние (ВЫКЛ), управляемые сигналом CN1, подаваемым из ЭБУ 30.

Соединительные блоки 74 и 76 имеют конфигурацию, аналогичную конфигурации соединительного блока 72, приведенной выше. В частности, конфигурация соединительного блока 74 соответствует конфигурации соединительного блока 72, приведенной выше, при условии, что основное энергоаккумулирующее устройство BA заменено в