Устройство управления гибридного транспортного средства

Устройство управления гибридного транспортного средства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Изобретение относится к устройству управления для гибридного транспортного средства.

Известный уровень техники

Гибридное транспортное средство может перемещаться на многих источниках энергии, таких как электрическая энергия и топливо, а также может перемещаться при различных режимах движения, что зависит от используемого источника энергии. В качестве режимов движения гибридного транспортного средства известен, например, режим движения EV, в котором гибридное транспортное средство перемещается движущей силой электродвигателя, питаемого электрической энергией только от аккумуляторной батареи, последовательный режим движения, в котором гибридное транспортное средство перемещается движущей силой электродвигателя, питаемого электрической энергией, которая генерируется электрогенератором, использующим для этого мощность двигателя внутреннего сгорания, а также двигательный режим движения, в котором гибридное транспортное средство перемещается движущей силой, непосредственно передаваемой на ведущие колеса от двигателя внутреннего сгорания. Например, Патентная литература 1 описывает гибридное транспортное средство, в котором режим движения изменяется исходя из требуемого механического момента, который необходим для передвижения этого транспортного средства.

Литература родственной области техники

Патентная литература

Патентная литература 1: JP-H09-224304-A

Краткое изложение сущности изобретения

Проблемы, которые должны быть решены изобретением

В гибридном транспортном средстве, описанном в Патентной литературе 1, по мере того, как требуемый механический момент возрастает, режимы движения переключаются из режима движения с приводом только от электродвигателя (режим движения EV) на режим движения с приводом только от двигателя внутреннего сгорания (двигательный режим движения). Однако когда ведущие колеса приводятся в движение непосредственно от двигателя внутреннего сгорания, величина передаточного отношения, которую можно при этом задать, будет ограниченной. Поэтому здесь может возникнуть такая ситуация, при которой уже трудно будет обеспечить работу двигателя внутреннего сгорания на рабочей точке, в которой достигается хорошая топливная экономичность. Ввиду этого обстоятельства было бы желательно, чтобы режим движения переключался из режима движения EV в последовательный режим движения, при котором может быть свободно задана рабочая точка.

Кроме того, когда режимы движения переключаются исходя из требуемого механического момента, который необходим для перемещения транспортного средства, транспортное средство будет перемещаться в режиме движения EV, хотя аккумуляторная батарея будет уже не в состоянии выдавать требуемую электрическую энергию, которая соответствует требуемому механическому моменту, что зависит от таких условий, как состояние заряда (SOC) и температура этой аккумуляторной батареи. Поэтому существует опасность того, что общая характеристика управляемости транспортного средства ухудшится. Кроме того, если это происходит, то существует опасность того, что аккумуляторная батарея чрезмерно разрядится.

Настоящее изобретение было разработано с позиции этих проблем, а целью изобретения является предоставление устройства управления гибридного транспортного средства, которое может улучшить топливную экономичность и общую характеристику управляемости гибридного транспортного средства.

Средства решения этих проблем

Для достижения описанных выше целей настоящее изобретение в соответствии с пунктом 1 предусмотрено устройство управления гибридного транспортного средства, где гибридное транспортное средство содержит

двигатель внутреннего сгорания (например, двигатель внутреннего сгорания 109 в описанном далее примере осуществления),

электродвигатель (например, электродвигатель 101 в описанном далее примере осуществления),

электрогенератор (например, электрогенератор 107 в описанном далее примере осуществления), который генерирует электроэнергию движущей силой упомянутого двигателя внутреннего сгорания, и

аккумуляторную батарею (например, аккумуляторную батарею 113 в описанном далее примере осуществления), которая запасает электроэнергию, сгенерированную упомянутым электродвигателем или упомянутым электрогенератором, и подает электроэнергию на упомянутый электродвигатель,

при этом упомянутое гибридное транспортное средство имеет возможность

перемещаться в режиме движения EV, в котором упомянутый электродвигатель приводится в движение электроэнергией только упомянутой аккумуляторной батареи, и

в последовательном режиме движения, в котором упомянутый электродвигатель приводится в движение электроэнергией, сгенерированной упомянутым электрогенератором, который использует движущую силу упомянутого двигателя внутреннего сгорания,

а устройство управления содержит:

блок вывода требуемой движущей силы (например, блок управления ECU 119 в описанном далее примере осуществления), который выводит требуемую движущую силу, необходимую для упомянутого электродвигателя, базируясь на скорости гибридного транспортного средства и степени открытия педали акселератора,

блок вывода требуемой электроэнергии (например, блок управления ECU 119 в описанном далее примере осуществления), который выводит требуемую электроэнергию, базируясь на упомянутой требуемой движущей силе и скорости вращения упомянутого электродвигателя,

блок задания возможной наивысшей выходной величины (например, блок управления ECU 119 в описанном далее примере осуществления), который задает возможную наивысшую выходную величину (например, возможную наивысшую выходную величину P_U в описанном далее примере осуществления) упомянутой аккумуляторной батареи, базируясь на состоянии упомянутой аккумуляторной батареи, и

блок суждения о начале работы двигателя внутреннего сгорания (например, блок управления ECU 119 в описанном далее примере осуществления), который выводит суждение о начале работы упомянутого двигателя внутреннего сгорания, базируясь на упомянутой требуемой электроэнергии,

при этом упомянутый блок суждения о начале работы двигателя внутреннего сгорания в случае, когда упомянутая требуемая электроэнергия превосходит упомянутую возможную наивысшую выходную величину, запускает упомянутый двигатель внутреннего сгорания так, что упомянутое гибридное транспортное средство перемещается в последовательном режиме движения.

Изобретение в соответствии с пунктом 2 предусматривает, основываясь на пункте 1,

устройство управления гибридного транспортного средства, отличающееся тем, что упомянутый последовательный режим движения содержит режим нулевого входа/выхода аккумуляторной батареи, в котором упомянутым электрогенератором генерируется часть электроэнергии, соответствующая только упомянутой требуемой электроэнергии для питания упомянутого электродвигателя, а

упомянутое устройство управления транспортного средства содержит также блок задания заданной величины (например, блок управления ECU 119 в описанном далее примере осуществления), который задает заданную величину (например, верхнюю граничную выходную величину снижения потребления топлива P_L в описанном далее примере осуществления), базируясь на состоянии упомянутой аккумуляторной батареи, и

упомянутая заданная величина является величиной меньшей, чем упомянутая возможная наивысшая выходная величина, и наряду с этим является верхней граничной выходной величиной, которая удовлетворяет условию {(потери, возникающие при перемещении в режиме движения EV) + (потери, возникающие при генерации электроэнергии, которая потребляется в режиме движения EV)} < (потерь, возникающих в режиме движения с нулевым входом/выходом аккумуляторной батареи), и

упомянутый блок суждения о начале работы двигателя внутреннего сгорания в случае, когда упомянутая требуемая электроэнергия равна или больше, чем упомянутая заданная величина, и равна или меньше, чем упомянутая возможная наивысшая выходная величина, приводит в движение упомянутый двигатель внутреннего сгорания в соответствии с условиями движения транспортного средства, так что транспортное средство перемещается в последовательном режиме движения.

Изобретение в соответствии с пунктом 3 предусматривает, основываясь на пункте 2,

устройство управления гибридного транспортного средства, отличающееся тем, что

упомянутая возможная наивысшая выходная величина и упомянутая заданная величина задаются, базируясь на состоянии заряда упомянутой аккумуляторной батареи или температуры упомянутой аккумуляторной батареи.

Изобретение в соответствии с пунктом 4 предусматривает, основываясь на пункте 2,

устройство управления гибридного транспортного средства, отличающееся тем, что

упомянутая возможная наивысшая выходная величина и упомянутая заданная величина задаются исходя из меньшего из значений, которые выводятся, базируясь на состоянии заряда упомянутой аккумуляторной батареи и температуре упомянутой аккумуляторной батареи.

Изобретение в соответствии с пунктом 5 предоставляет, базируясь на любом из пунктов от пункта 2 до пункта 4, устройство управления гибридного транспортного средства, отличающееся тем, что

упомянутая возможная наивысшая выходная величина и упомянутая заданная величина задаются меньше в соответствии с тем, как становится меньше степень зарядки упомянутой аккумуляторной батареи.

Изобретение в соответствии с пунктом 6 предусматривает, основываясь на одном из пунктов от пункта 2 до пункта 5, устройство управления гибридного транспортного средства, отличающееся тем, что

упомянутая возможная наивысшая выходная величина и упомянутая заданная величина задаются меньше в соответствии с тем, как становится меньше температура упомянутой аккумуляторной батареи.

Изобретение в соответствии с пунктом 7 предусматривает, основываясь на любом из пунктов от пункта 2 до пункта 6, устройство управления гибридного транспортного средства, также содержащее:

первый блок вывода уровня пригодности (например, блок управления ECU 119 в описанном далее примере осуществления), который осуществляет нечеткие рассуждения по первой функции принадлежности, заданной в зависимости от требуемой электроэнергии, и выводит первый уровень пригодности в интервале между упомянутой возможной наивысшей выходной величиной и упомянутой заданной величиной, и

второй блок вывода уровня пригодности (например, блок управления ECU 119 в описанном далее примере осуществления), который осуществляет нечеткие рассуждения по второй функции принадлежности, заданной в зависимости от величины изменения степени открытия педали акселератора, и

выводит второй уровень пригодности, и блок вывода меры требования на начало работы (например, блок управления ECU 119 в описанном далее примере осуществления), который выводит меру требования на начало работы упомянутого двигателя внутреннего сгорания, базируясь на упомянутом первом уровне пригодности и упомянутом втором уровне пригодности,

при этом упомянутый блок суждения о начале работы двигателя внутреннего сгорания в случае, когда упомянутая требуемая электроэнергия является равной или больше упомянутой заданной величины и равной или меньше упомянутой возможной наивысшей выходной величины, приводит в движение упомянутый двигатель внутреннего сгорания, переводя транспортное средство в последовательный режим движения, если интегральная величина, полученная интегрированием упомянутой степени требования начала работы превосходит предварительно заданную величину.

Изобретение в соответствии с пунктом 8 предусматривает, основываясь на пункте 7,

устройство управления гибридного транспортного средства, отличающееся тем, что

упомянутая первая функция принадлежности корректируется в соответствии с температурой охлаждающей жидкости упомянутого двигателя внутреннего сгорания.

Изобретение в соответствии с пунктом 9 предусматривает, основываясь на пункте 7 или пункте 8, устройство управления гибридного транспортного средства, отличающееся тем, что

упомянутая первая функция принадлежности корректируется в соответствии с электроэнергией, которая потребляется вспомогательным оборудованием (например, вспомогательное оборудование 117 в описанном далее примере осуществления).

Изобретение в соответствии с пунктом 10 предоставляет, базируясь на любом из пунктов от пункта 7 до пункта 9, устройство управления гибридного транспортного средства, также содержащее

блок суждения о намерении ускорения, который выводит суждение о намерении водителя по ускорению,

при этом в случае, когда упомянутый блок суждения о намерении ускорения выводит суждение о том, что упомянутое намерение водителя по ускорению является высоким, упомянутая вторая функция принадлежности корректируется в сторону приращения, а в случае, когда упомянутым блоком суждения о намерении ускорения выводится суждение о том, что упомянутое намерение ускорения является низким, упомянутая вторая функция принадлежности корректируется в сторону уменьшения.

Изобретение в соответствии с пунктом 11 предусматривает, основываясь на любом из пунктов от пункта 2 до пункта 10, устройство управления гибридного транспортного средства, отличающееся тем, что

упомянутое транспортное средство может перемещаться в двигательном режиме движения, в котором ведущие колеса приводятся в движение энергией упомянутого двигателя внутреннего сгорания за счет подсоединения муфты (например, муфты 115 в описанном далее примере осуществления), которая установлена между упомянутым двигателем внутреннего сгорания и упомянутым электродвигателем,

при этом упомянутое устройство управления содержит также блок подсоединения/отсоединения муфты (например, блок управления ECU 119 в описанном далее примере осуществления), который подсоединяет или отсоединяет упомянутую муфту, и в случае,

когда потери, возникающие при последовательном режиме движения, будут больше, чем потери, возникающие при двигательном режиме движения, упомянутый блок подсоединения/отсоединения муфты подсоединяет упомянутую муфту, и режим движения переключается с последовательного режима движения на двигательный режим движения.

Преимущества изобретения

В соответствии с пунктом 1 изобретения двигатель внутреннего сгорания начинает работать, когда требуемая электрическая энергия, необходимая для электродвигателя, превышает возможную наивысшую выходную величину, которая устанавливается в соответствии с состоянием аккумуляторной батареи. Следовательно, не только можно гарантировать желаемую требуемую электрическую энергию, но также может быть предотвращена избыточная зарядка аккумуляторной батареи.

В соответствии с пунктом 2 изобретения задаваемая величина представляет собой максимальную величину требуемой электрической энергии, при которой потребление топлива, когда транспортное средство перемещается в режиме движения EV, улучшается в большей степени, чем потребление топлива тогда, когда транспортное средство перемещается в режиме нулевого входа/выхода аккумуляторной батареи, и суждение о том, начинать или не начинать работу двигателя внутреннего сгорания выводится на базе заданной величины. Поэтому потребление топлива может быть еще более оптимизировано. Кроме того, заданная величина устанавливается исходя из состояния аккумуляторной батареи, и поэтому может быть предотвращена избыточная зарядка этой аккумуляторной батареи. Кроме того, в случае, когда требуемая электрическая энергия, необходимая для электродвигателя, составляет величину где-то между заданной величиной и возможной наивысшей выходной величиной, суждение о том, начинать или не начинать работу двигателя внутреннего сгорания выводится на базе условий движения транспортного средства. Поэтому двигатель внутреннего сгорания можно будет запустить в надлежащий момент времени с учетом текущих условий движения транспортного средства, и тем самым можно предотвратить бесполезную работу двигателя внутреннего сгорания.

В соответствии с пунктами от 3 до 6 изобретения принимается во внимание, что электрическая энергия, которая может быть выдана, понижается в зависимости от величины SOC и температуры аккумуляторной батареи. И, кроме того, может быть гарантирована требуемая электрическая энергия за счет более раннего начала работы двигателя внутреннего сгорания для генерации электроэнергии.

В соответствии с пунктом 7 изобретения суждение о том, начинать или не начинать работу двигателя внутреннего сгорания, осуществляется методами нечетких рассуждений, базируясь на требуемой электроэнергии, необходимой для электродвигателя, и намерении водителя по запуску двигателя внутреннего сгорания для ускорения транспортного средства. Поэтому отсутствует опасность того, что недостаточная выходная величина аккумуляторной батареи явится причиной недостаточной движущей силы, и вместе с тем обеспечивается возможность предотвращения бесполезной работы двигателя внутреннего сгорания. Кроме того, интегрированием меры требования на начало работы двигателя внутреннего сгорания может быть вынесено суждение об условиях непрерывности движения транспортного средства, и поэтому обеспечивается возможность предотвращения бесполезной работы двигателя внутреннего сгорания. За счет этого может быть получено более точное управление, отражающее намерения водителя.

В соответствии с пунктом 8 изобретения принимается во внимание температура охлаждающей жидкости двигателя внутреннего сгорания и поэтому становится возможным вынести суждение о начале работы двигателя внутреннего сгорания в соответствии с температурой охлаждающей жидкости двигателя внутреннего сгорания. Тем самым обеспечивается возможность предотвращения бесполезной работы двигателя внутреннего сгорания.

В соответствии с пунктом 9 изобретения принимается во внимание электрическая энергия, потребляемая вспомогательным оборудованием, поэтому требуемая электрическая энергия может быть предоставлена за счет ее генерации при более раннем начале работы двигателя внутреннего сгорания, и тем самым обеспечивается возможность предотвращения избыточной зарядки аккумуляторной батареи.

В соответствии с пунктом 10 изобретения принимаются во внимание намерения водителя, и поэтому не только могут быть улучшены общие характеристики управления, но также может быть еще более оптимизировано потребление топлива.

В соответствии с пунктом 11 изобретения, когда устанавливается, что потери в двигательном режиме движения являются низкими, режим движения может быть быстро переведен из последовательного режима движения в двигательный режим движения и поэтому потребление топлива может быть еще более оптимизировано.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - показывает гибридное транспортное средство, в котором используется устройство управления настоящего примера осуществления.

Фиг.2 - показывает подробную конфигурацию устройства управления гибридного транспортного средства для настоящего примера осуществления.

Фиг.3 - показывает подробную конфигурацию блока вывода требуемой электроэнергии МОТ, представленного на Фиг.2.

Фиг.4 - показывает подробную конфигурацию блока управления ENG-GEN, представленного на Фиг.2.

Фиг.5 - показывает подробную конфигурацию блока нечетких суждений о начале движения ENG, представленного на Фиг.2.

Фиг.6 - разъясняет оценку уровня пригодности режима движения.

Фиг.7 - показывает возможную наивысшую выходную величину и верхнюю граничную выходную величину снижения потребления топлива.

Фиг.8 - показывает оценку уровня намерения к ускорению.

Фиг.9 - показывает подробную конфигурацию блока нечетких выводов, представленного на Фиг.5.

Фиг.10 - блок-схема, которая показывает процедуры устройства управления гибридного транспортного средства, в соответствии с настоящим примером осуществления.

Фиг.11 - блок-схема, которая показывает процедуры вынесения суждения о начале работы двигателя внутреннего сгорания.

Фиг.12 - блок-схема, которая показывает процедуры нечетких выводов.

Формы осуществления изобретения

Далее будут описаны примеры осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи. Заметим, что фигуры чертежей следует рассматривать в порядке следования ссылок.

HEV (гибридное электрическое транспортное средство) содержит электродвигатель и двигатель внутреннего сгорания и приводится в движение движущей силой электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания, что зависит от условий движения транспортного средства. На Фиг.1 показана внутренняя конфигурация HEV (в дальнейшем именуется просто как "транспортное средство") настоящего примера осуществления. Как показано на Фиг.1, транспортное средство 1 настоящего примера осуществления содержит левое и правое ведущие колеса DW, DW, электродвигатель (МОТ) 101, первый инвертор (1^st INV) 103, второй инвертор (2^nd INV) 105, электрогенератор (GEN) 107, двигатель внутреннего сгорания (ENG) 109, двунаправленный преобразователь напряжения (VCU) (в дальнейшем именуемый просто как "преобразователь") 111, аккумуляторную батарею (ВАТТ) 113, муфту сцепления (в дальнейшем именуемую просто как "муфта") 115, вспомогательное оборудование (ACCESSORY) 117, блок управления ECU (MG ECU) 119, ECU электродвигателя (МОТ ECU) 121, ECU аккумуляторной батареи (ВАТТ ECU) 123, ECU двигателя внутреннего сгорания (ENG ECU) 125 и ECU электрогенератора (GEN ECU) 127.

Электродвигатель 101 представляет собой, например, трехфазный двигатель переменного тока. Электродвигатель 101 генерирует механическую энергию (механический момент), необходимую для передвижения транспортного средства. Механический момент, создаваемый электродвигателем 101, передается на ведущие колеса DW, DW. Когда во время замедления транспортного средства на электродвигатель 101 через ведущие валы передается движущая сила от ведущих колес DW, DW, то электродвигатель 101 работает как электрогенератор, генерирует так называемую рекуперативную тормозную силу и восстанавливает кинетическую энергию транспортного средства в виде электрической энергии (рекуперативная энергия), заряжая тем самым аккумуляторную батарею 113. ECU электродвигателя 121 управляет работой и состоянием электродвигателя 101 в соответствии с командой от блока управления ECU 119.

В состоянии, когда муфта 115 отсоединена, многоцилиндровый двигатель внутреннего сгорания (в дальнейшем именуемый просто как "двигатель внутреннего сгорания") 109 обеспечивает генерацию электрической энергии электрогенератором 107 за счет движущей силы двигателя внутреннего сгорания 109. В состоянии, когда муфта 115 подсоединена, двигатель внутреннего сгорания 109 генерирует энергию (механический момент), необходимую для передвижения транспортного средства. Механический момент, создаваемый двигателем внутреннего сгорания 109 при подсоединенной муфте 115, передается через электрогенератор 107 и муфту 115 на ведущие валы ведущих колес DW, DW. ECU двигателя внутреннего сгорания 125 управляет началом работы и остановом, а также скоростью вращения двигателя внутреннего сгорания 109 в соответствии с командами от блока управления ECU 119.

Электрогенератор 107 приводится в движение двигателем внутреннего сгорания 109 и генерирует электрическую энергию. Напряжение переменного тока, сгенерированное электрогенератором 107, преобразуется в напряжение постоянного тока вторым инвертором 105. Напряжение постоянного тока, преобразованное вторым инвертором 105, понижается преобразователем 111, а затем запасается в аккумуляторной батарее 113 или же преобразуется в напряжение переменного тока посредством первого инвертора 103, после чего поступает на электродвигатель 101. ECU электрогенератора 127 управляет скоростью вращения электрогенератора 117 и величиной электрической энергии, генерируемой электрогенератором 107 в соответствии с командами от блока управления ECU 119.

Аккумуляторная батарея 113 имеет несколько аккумуляторных элементов, которые соединены последовательно и предоставляют высокое напряжение, например, от 100 В до 200 В. Напряжение аккумуляторной батареи 113 повышается преобразователем 111 и подается на первый инвертор 103. Первый инвертор 103 преобразует напряжение постоянного тока от аккумуляторной батареи 113 в напряжение переменного тока и подает трехфазный ток на электродвигатель 101. От датчиков (не показаны) на ECU аккумуляторной батареи 123 вводится информация по величине SOC и температуре аккумуляторной батареи 123. Эти элементы информации посылаются на блок управления ECU 119.

Муфта 115, базируясь на командах от блока управления ECU 119, отсоединяет или подсоединяет (отсоединяет/подсоединяет) линию передачи движущей силы от двигателя внутреннего сгорания 109 к ведущим колесам DW, DW. Если муфта 115 отсоединена, то движущая сила от двигателя внутреннего сгорания 109 не передается на ведущие колеса DW, DW, если же муфта 115 подсоединена, то движущая сила от двигателя внутреннего сгорания 109 передается на ведущие колеса DW, DW.

В состав вспомогательного оборудования входит, например, компрессор кондиционера для управления температурой в пассажирском салоне, оборудование аудио и лампы освещения, и это оборудование работает от электрической энергии, которая подается от аккумуляторной батареи 113. Потребляемая вспомогательным оборудованием 117 электроэнергия контролируется датчиками (не показаны), а информация о потребляемой электроэнергии посылается затем на блок управления ECU 119.

Блок управления ECU 119 переключает системы передачи движущей силы, осуществляет управление и мониторинг работы электродвигателя 101, первого инвертора 103, второго инвертора 105, двигателя внутреннего сгорания 109 и вспомогательного оборудования 117. Кроме того, на блок управления ECU 119 поступает информация о скорости транспортного средства от датчика скорости транспортного средства (не показан), информация о степени открытия педали акселератора (величина открытия АР) (не показан), информация об усилии на тормозной педали (не показана), а также информация о диапазоне переключения коробки передач и информация от экологического переключателя. Блок управления ECU 119 выдает команды на ECU электродвигателя 121, ECU аккумуляторной батареи 123, ECU двигателя внутреннего сгорания 125 и ECU электрогенератора 127.

Транспортное средство 1, которое имеет подобную конфигурацию, может перемещаться при различных режимах движения, таких, например, как "режим движения EV", "последовательный режим движения" и "двигательный режим движения", используя для этого различные движущие источники, что зависит от соответствующих условий движения транспортного средства. Далее здесь будут описаны соответствующие режимы движения, при которых может перемещаться транспортное средство 1.

В режиме движения EV электродвигатель 101 приводится в движение только электрической энергией от аккумуляторной батареи 113, что обеспечивает тем самым вращение ведущих колес DW, DW и перемещение транспортного средства 1. В этом случае двигатель внутреннего сгорания 109 не работает, а муфта 115 отсоединена.

В последовательном режиме движения электрогенератор 107 вырабатывает электрическую энергию, используя механическую энергию двигателя внутреннего сгорания 109, а электроэнергией, которая вырабатывается электрогенератором 107, приводится во вращение электродвигатель 101, что обеспечивает тем самым вращение ведущих колес DW, DW и перемещение транспортного средства 1. В этом случае муфта 115 также отсоединена. В этот последовательный режим движения входит "режим нулевого входа/выхода аккумуляторной батареи", "режим движения при зарядке" и "поддерживающий режим".

В режиме нулевого входа/выхода аккумуляторной батареи электрическая энергия, сгенерированная в электрогенераторе 107 с использованием механической энергии двигателя внутреннего сгорания 109, подается непосредственно на электродвигатель 101 через второй инвертор 105 и первый инвертор 103 для вращения электродвигателя 101, который тем самым обеспечивает вращение ведущих колес DW, DW и перемещение транспортного средства 1. А именно, электрогенератор 107 генерирует только ту часть электроэнергии, которая соответствует требуемой электроэнергии, и, по существу, в аккумуляторную батарею 113 не поступает электроэнергия и не выдается из нее.

В режиме движения при зарядке электроэнергия, сгенерированная в электрогенераторе 107 с использованием механической энергии от двигателя внутреннего сгорания 109, подается непосредственно на электродвигатель 101 для вращения электродвигателя 101, который тем самым обеспечивает вращение ведущих колес DW, DW и перемещение транспортного средства 1. В то же самое время электроэнергия, сгенерированная в электрогенераторе 107 с использованием механической энергии от двигателя внутреннего сгорания 109, поступает на аккумуляторную батарею 113 и заряжает аккумуляторную батарею 113. А именно, в данном случае электрогенератор 107 вырабатывает больше электроэнергии, чем требуемая электроэнергия, которая необходима для электродвигателя 101. Таким образом, на электродвигатель 101 подается электроэнергия, соответствующая требуемой электроэнергии, в то время как оставшаяся электроэнергия поступает на аккумуляторную батарею 113 и сохраняется в ней.

В случае, когда требуемая электроэнергия, которая необходима для электродвигателя 101, превышает электроэнергию, которая может быть сгенерирована электрогенератором 107, транспортное средство 1 перемещается в поддерживающем режиме. В поддерживающем режиме как электроэнергия, которая сгенерирована в электрогенераторе 107 с использованием механической энергии от двигателя внутреннего сгорания 109, так и электроэнергия от аккумуляторной батареи 113 подается на электродвигатель 101 для вращения электродвигателя 101, который тем самым обеспечивает вращение ведущих колес DW, DW и перемещение транспортного средства 1.

В двигательном режиме движения муфта 115 подсоединяется в соответствии с командой, поступающей от блока управления ECU 119, ведущие колеса DW, DW приводятся во вращение непосредственно энергией двигателя внутреннего сгорания 109 и тем самым перемещается транспортное средство 1.

При переключении этих режимов движения устройство управления гибридного транспортного средства в соответствии с примером осуществления изобретения выносит суждение о том, какой из режимов движения - режим движения EV или последовательный режим движения - лучше соответствует текущим условиям движения транспортного средства 1, базируясь на требуемой электроэнергии, которая необходима для электродвигателя 101, которая, в свою очередь, соответствует требуемой движущей силе, необходимой для транспортного средства 1. Затем в случае, когда устройство управления выносит суждение, что последовательный режим движения лучше соответствует упомянутым условиям, чем режим движения EV, устройство управления начинает работу двигателя внутреннего сгорания 109 и переключает режим движения из режима движения EV на последовательный режим движения. Далее здесь будут подробно описаны вывод суждения о начале движения двигателя внутреннего сгорания 109 и управление переключением режимов движения. На Фиг.2 показывается подробная конфигурация устройства управления гибридного транспортного средства, представленного на Фиг.1.

Сначала блок управления ECU 119 выводит требуемую движущую силу F, которая необходима электродвигателю 101 для перемещения транспортного средства, базируясь на такой информации, как степень открытия педали акселератора, скорость транспортного средства, позиция переключения в коробке передач, усилие на тормозной падали (блок вывода требуемой движущей силы 11). Вслед за этим блок управления ECU 119 выводит требуемый механический момент Т, который необходим для электродвигателя 101, базируясь на величине, полученной при пропускании величины выведенной требуемой движущей силы F через не показанный здесь фильтр низких частот (блок вывода требуемого момента МОТ 12).

Затем блок управления ECU 119 выводит требуемую электроэнергию P, которая необходима для электродвигателя 101, базируясь на требуемом механическом моменте Т, который необходим для электродвигателя 101, напряжении (выходное напряжение VCU), которое получается после его повышения преобразователем 111, и текущей скорости вращения электродвигателя 101 (скорость вращения МОТ) (блок вывода требуемой электроэнергии 13).

На Фиг.3 показывается подробная конфигурация блока вывода требуемой электроэнергии 13. При выводе требуемой электроэнергии, которая необходима для электродвигателя 101, блок управления ECU 119 выводит команду выходной величины на валу МОТ, являющейся выходной величиной, которая должна быть выдана электродвигателем 101, базируясь на требуемом механическом моменте и скорости вращения электродвигателя 101 (блок вывода команды выходной величины на валу МОТ 21). Команда выходной величины на валу МОТ выводится с использованием следующего выражения (1):

команда выходной величины на валу МОТ (кВт) = требуемый механический момент МОТ (Н) × скорость вращения МОТ (об/мин) × 2π/60… (1)

Кроме того, блок управления ECU 119 выводит потери, возникающие в электродвигателе 101, базируясь на требуемом механическом моменте Т, который необходим для электродвигателя 101, скорости вращения электродвигателя 101 и выходном напряжении VCU, используя для этого поиск в таблице потерь, которая хранится в не показанной здесь памяти (блок вывода потерь электродвигателя 22). В эти потери электродвигателя входят все потери, которые могут при этом возникнуть, такие как потери на переключение и тепловые потери, а также потери, возникающие в преобразователе.

Затем блок управления ECU 119 выводит требуемую электроэнергию P, необходимую для электродвигателя 101, в состав которой входит электроэнергия, соответствующая потерям электродвигателя и полученная суммированием всех потерь на валу электродвигателя, и выводит команду выходной величины на валу электродвигателя (блок вывода требуемой электроэнергии 23).

Обратившись снова к Фиг.2, видно, что блок управления ECU 119 выносит суждение о том, начинать или не начинать работу двигателя внутреннего сгорания 109, базируясь на выведенной требуемой электроэнергии P, которая необходима для электродвигателя 101 (блок суждения о начале работы ENG 14). В случае, когда имеется требование на начало работы двигателя внутреннего сгорания 109 (называемое далее также как требование на начало работы ENG), то блок управления ECU 119 осуществляет управление двигателем внутреннего сгорания 109 и электрогенератором 107 (блок управления ENG-GEN 15).

На Фиг.4 показывается подробная конфигурация блока управления ENG-GEN 15. Сначала блок управления ECU 119 выводит выходную величину требуемой генерируемой электроэнергии МОТ, представляющую собой выходную величину электроэнергии, которая должна быть сгенерирована генератором 107 и представляет собой электроэнергию, соответствующую требуемой электроэнергии электродвигателя 101, базируясь при этом на требуемой электроэнергии P, которая необходима для электродвигателя 101, и напряжении (выходное напряжение VCU), которое было для этой цели повышено преобразователем 111 (блок вывода требуемой генерируемой электроэнергии МОТ 31).

Для аккумуляторной батареи 113 задается величина SOC, которая должна быть достигнута (заданная величина SOC) и до которой желательно зарядить аккумуляторную батарею 113 в случае, когда текущая величина SOC находится ниже, чем заданная величина SOC. Поэтому блок управления ECU 119 выводит требуемую выходную величину заряда, которая соответствует зарядной емкости, необходимой для достижения заданной величины SOC, базируясь на текущей величине SOC аккумуляторной батареи 113 (блок вывода требуемой величины заряда 32). Затем блок управления ECU 119 выводит требуемую выходную величину генерируемой электроэнергии суммированием требуемой выходной величины генерируемой электроэнергии МОТ и требуемой выходной величины заряда (блок вывода требуемой генерируемой электроэнергии 33).

Блок управления ECU 119