Гибридное транспортное средство

Гибридное транспортное средство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

1. Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к гибридному транспортному средству, в частности, к гибридному транспортному средству, способному передвигаться с использованием мощности, по меньшей мере, одного из: двигателя внутреннего сгорания и вращающейся электрической машины.

2. Описание предшествующего уровня техники

[0002] Известно гибридное транспортное средство, содержащее двигатель внутреннего сгорания, первый и второй моторы-генераторы, а также планетарный механизм. Планетарный механизм включает в себя солнечную шестерню, входящую в зацепление с первым мотором-генератором, ведомую шестерню, входящую в зацепление со вторым мотором-генератором, а также водило, входящее в зацепление с двигателем внутреннего сгорания. Система электропитания гибридного транспортного средства включает в себя аккумуляторную батарею и инвертор. Инвертор выполнен с возможностью преобразования электрической мощности между аккумуляторной батареей, первым мотором-генератором и вторым мотором-генератором. В гибридном транспортном средстве, когда поступает запрос на запуск двигателя, коленчатый вал двигателя проворачивается от электрически запускаемого первого мотора-генератора с использованием инвертора. Когда обороты двигателя внутреннего сгорания достигает заданного значения, при проворачивании коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, происходит воспламенение топлива и двигатель запускается.

[0003] В гибридном транспортном средстве, выполненном согласно приведенному ранее описанию, когда инвертор не может нормально выполнять операцию электрического запуска первого и второго моторов-генераторов, возникает необходимость принятия надлежащих мер для безопасности упомянутых устройств. В опубликованной японской заявке на патент №2013-203116 (JP 2013-203116 А), например, раскрыто управление запиранием или блокировкой вентилей инвертора, когда первый и второй моторы-генераторы не могут нормально запускаться от электрической мощности.

[0004] Как правило, режимы работы коробки передач (рабочие диапазоны переключения трансмиссии) транспортного средства включают в себя, например, режимы работы для движения вперед, такие как режим D (движение вперед) и режим В (торможение), а также режимы работы, не предназначенные для движения вперед, такие как режим Р (парковка), режим R (заднего хода) и режим N (нейтральная передача).

[0005] Когда инвертор не может нормально выполнять операцию электрического запуска первого и второго моторов-генераторов, как было описано ранее, управление передвижением автомобиля в аварийном режиме выполняется за счет запуска двигателя внутреннего сгорания с приведением инвертора в состояние отключения вентилей. В данном описании такое управление будет называться "управление при движении без инвертора". Во время управления при движении без инвертора, первый мотор-генератор механически вращается за счет крутящего момента двигателя внутреннего сгорания, в то время как инвертор приведен в состояние отключения вентилей, при этом в первом моторе-генераторе развивается обратное напряжение электрического поля. В это время первый мотор-генератор генерирует крутящий момент торможения (противодействующий электродвижущий крутящий момент), который действует в направлении, тормозящем вращение первого мотора-генератора. При наличии противодействующего электродвижущего крутящего момента, который переходит от первого мотора-генератора на солнечную шестерню, крутящий момент на приводном валу, который действует в положительном направлении, в качестве реакции противодействующему электродвижущему крутящему моменту, воспроизводится на ведомой шестерне. За счет использования крутящего момента на приводном валу транспортное средство способно передвигаться в режиме аварийной эвакуации.

[0006] Авторы настоящего изобретения сосредоточились на проблеме, как будет описано далее, которая может возникнуть во время управления при движении без инвертора. А именно, в условиях, когда гибридное транспортное средство во время управления при движении без инвертора временно прекращает движение, например, режим работы коробки передач может быть изменен на режим работы, не предназначенный для движения вперед, например, режим N. В этом случае целесообразно заглушить двигатель внутреннего сгорания, в качестве меры по предотвращению противодействующего электродвижущего крутящего момента и результирующего крутящего момента на приводном валу. Однако, поскольку инвертор находится в состоянии отключения вентилей во время управления при движении без инвертора, двигатель внутреннего сгорания невозможно запустить за счет проворачивания коленчатого вала, используя первый мотор-генератор, после остановки двигателя. В результате транспортное средство не способно продолжать движение в режиме аварийной эвакуации.

[0007] Таким образом, когда режимом работы коробки передач является режим работы, не предназначенный для движения вперед, во время управления при движении без инвертора, предпочтительно, чтобы транспортное средство продолжало движение в режиме аварийной эвакуации, сохраняя двигатель внутреннего сгорания в работающем состоянии и в то же время предотвращая возникновение крутящего момента на приводном валу, вызванного противодействующим электродвижущим крутящим моментом, который становится ненужным крутящим моментом.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0008] Настоящее изобретение заключается в создании технологии для использования в гибридном транспортном средстве, выполненном с возможностью выполнения управления при движении без инвертора, что технология позволяет автомобилю продолжать движение в режиме аварийной эвакуации и в то же время предотвращая образование ненужного крутящего момента без остановки двигателя, когда режимом работы коробки передач является режим, не предназначенный для движения вперед.

[0009] Гибридное транспортное средство, в соответствии с объектом настоящего изобретения, содержит двигатель внутреннего сгорания, первую вращающуюся электрическую машину, включающую в себя постоянный магнит в роторе, приводной вал, соединенный с приводными колесами, планетарный механизм, вторую вращающуюся электрическую машину, соединенную с приводным валом, аккумуляторную батарею, инвертор и электронный блок управления. Планетарный механизм механически соединяет двигатель внутреннего сгорания, первую вращающуюся электрическую машину и приводной вал таким образом, чтобы противодействующая сила от крутящего момента на выходе первой вращающейся электрической машины воздействовала на приводной вал, когда двигатель внутреннего сгорания находится в работающем состоянии. Инвертор выполнен с возможностью преобразования электрической мощности между аккумуляторной батареей, первой вращающейся электрической машиной и второй вращающейся электрической машиной. Электронный блок управления выполнен с возможностью обеспечения управления при движении без инвертора. Управление при движении без инвертора представляет собой управление, вызывающее передвижение гибридного транспортного средства за счет приведения инвертора в состояние отключения вентилей, а также запуска двигателя внутреннего сгорания. Электронный блок управления выполнен с возможностью прерывания тока, проходящего между первой вращающейся электрической машиной и аккумуляторной батареей, когда режимом работы коробки передач гибридного транспортного средства является режим, отличный от движения вперед, во время управления при движении без инвертора.

[0010] С помощью описанной ранее схемы размещения, когда режим работы коробки передач эксплуатируется в режиме, отличном от движения вперед, во время управления при движении без инвертора, ток, проходящий между первой вращающейся электрической машиной и аккумуляторной батареей, прерывается. В результате, ток перестает поступать в первую вращающуюся электрическую машину; вот почему предотвращается генерация крутящего момента торможения (противодействующий электродвижущий крутящий момент) первой вращающейся электрической машиной. Соответственно, транспортное средство способно продолжать передвижение в режиме аварийной эвакуации и в то же время предотвращается крутящий момент на приводном валу, который становится ненужным крутящим моментом, вырабатываемым, когда режимом работы коробки передач является режим, отличный от движения вперед, без глушения двигателя.

[0011] Гибридное транспортное средство может дополнительно содержать преобразователь напряжения, выполненный с возможностью повышения напряжения, подаваемого от аккумуляторной батареи, и вывода упомянутого напряжения на инвертор. Электронный блок управления может быть выполнен с возможностью прерывания тока, проходящего между первой вращающейся электрической машины и аккумуляторной батареей, за счет приведения преобразователя напряжения в состояние отключения вентилей.

[0012] С помощью описанной ранее схемы размещения, преобразователь напряжения для повышения напряжения, поступающего от аккумуляторной батареи, и вывода напряжения на инвертор может также использоваться для прерывания тока.

[0013] Гибридное транспортное средство может дополнительно содержать реле, размещенное на пути тока, проходящего между первой вращающейся электрической машиной и аккумуляторной батареей. Электронный блок управления может быть выполнен с возможностью прерывания тока, проходящего между первой вращающейся электрической машины и аккумуляторной батареей, за счет размыкания упомянутого реле.

[0014] С помощью описанной ранее схемы размещения, если размещено упомянутое реле, описанный ранее ток может быть прерван даже в том случае, когда упомянутый преобразователь напряжения не предусмотрен.

[0015] Гибридное транспортное средство может дополнительно содержать преобразователь напряжения, выполненный с возможностью повышения напряжения, подаваемого от аккумуляторной батареи, и вывода упомянутого напряжения на инвертор, при этом на пути тока, проходящего между первой вращающейся электрической машиной и аккумуляторной батареей, размещено упомянутое реле. Электронный блок управления может быть выполнен с возможностью определения режима работы коробки передач, а также может включать в себя первый блок управления, который управляет упомянутым реле, и второй блок управления, который управляет преобразователем напряжения. Первый блок управления может быть выполнен с возможностью прерывания тока, проходящего между первой вращающейся электрической машиной и аккумуляторной батареей, за счет приведения преобразователя напряжения в состояние отключения вентилей, когда нет нарушения связи между первым блоком управления и вторым блоком управления, при этом режимом работы коробки передач является режим, отличный от движения вперед, во время управления при движении без инвертора. С другой стороны, первый блок управления может быть выполнен с возможностью прерывания тока, проходящего между первой вращающейся электрической машиной и аккумуляторной батареей, за счет размыкания реле, когда имеется нарушение связи между первым блоком управления и вторым блоком управления, при этом режимом работы коробки передач является режим, отличный от движения вперед, во время управления при движении без инвертора.

[0016] С помощью описанной ранее схемы размещения, в том случае, если связь между первым блоком управления и вторым блоком управления нормальная, когда режимом работы коробки передач является режим, отличный от движения вперед, ток прерывается за счет приведения преобразователя напряжения в состояние отключения вентилей. Когда ток прерывается с использованием реле, существует вероятность того, что контакты реле могут перегореть и слипнуться друг с другом из-за перегрузки тока на контактах. Тем не менее, если для прерывания тока используется преобразователь напряжения, то можно предотвратить генерацию излишнего крутящего момента и в то же время избежать слипания контактов реле. С другой стороны, если вышеупомянутая связь нарушается, то информация о режиме работы коробки передач не может быть передана от первого блока управления во второй блок управления. Таким образом, даже если режимом работы коробки передач является режим, отличный от движения вперед, второй блок управления не может прервать ток с помощью приведения преобразователя напряжения в состояние отключения вентилей. Тем не менее, с помощью описанной ранее схемы размещения, даже когда имеет место такое нарушение связи, первый блок управления выполнен с возможностью размыкания реле, с тем, чтобы прервать ток. А именно, предотвращение образования ненужного крутящего момента имеет приоритет, даже если есть возможность слипания контактов; поэтому, ненужный крутящий момент может быть более надежно предотвращен от генерирования.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0017] Особенности, преимущества, а также техническая и промышленная значимость примерных вариантов осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых одинаковыми ссылочными позициями обозначены одинаковые элементы, и где:

На фиг. 1 представлена структурная схема общей конфигурации гибридного транспортного средства в соответствии с первым вариантом осуществления;

На фиг. 2 приведена принципиальная схема, подходящая для пояснения системы электропитания гибридного транспортного средства;

На фиг. 3 представлена схема системы электропитания во время управления при движении без инвертора;

На фиг. 4 представлена номограмма, подходящая для пояснения поведения каждого вращательного элемента во время управления при движении без инвертора;

На фиг. 5 представлен вид, подходящий для пояснения зависимости между числом оборотов первого мотора-генератора, напряжением в системе электропитания, обратным электродвижущим напряжением, током, проходящим через первый мотор-генератор, и противодействующим электродвижущим крутящим моментом;

На фиг. 6 представлен вид в виде схемы, показывающий конфигурацию системы электропитания, когда ток, проходящий по токопроводу, прерывается во время управления при движении без инвертора;

На фиг. 7 представлена временная диаграмма, подходящая для пояснения поведения противодействующего электродвижущего крутящего момента, когда преобразователь напряжения приведен в состояние отключения вентилей по первому варианту осуществления;

На фиг. 8 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая управление при движении гибридного транспортного средства согласно первому варианту осуществления;

На фиг. 9 представлен вид, подходящий для пояснения трехфазного управления ВКЛ инвертором;

На фиг. 10 представлен вид в виде схемы, показывающий конфигурацию системы электропитания, когда ток, проходящий по токопроводу, прерывается по второму варианту осуществления;

На фиг. 11 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая управление при движении гибридного транспортного средства согласно второму варианту осуществления;

На фиг. 12 представлен вид, показывающий пример конфигурации блока ЭБУ по третьему варианту осуществления;

На фиг. 13 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая управление передвижением гибридного транспортного средства согласно третьему варианту осуществления изобретения; и

На фиг. 14 представлен другой пример планетарного механизма.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0018] Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения будут далее описаны подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи. На чертежах одинаковыми ссылочными позициями обозначены одинаковые или аналогичные участки или элементы, пояснение которых повторяться не будет.

[0019] На фиг. 1 представлена структурная схема общей конфигурации гибридного транспортного средства в соответствии с данным вариантом осуществления. Транспортное средство 1 содержит двигатель внутреннего сгорания 100, моторы-генераторы 10, 20, планетарный механизм 30, приводные колеса 50, приводной вал 60, соединенный с приводными колесами 50, аккумуляторную батарею 150, основное реле системы электропитания (SMR) 160, блок управления питанием (БУП) 200 и электронный блок управления (ЭБУ) 300.

[0020] Транспортное средство 1 передвигается с использованием мощности, по меньшей мере, одного из: двигателя внутреннего сгорания 100 и мотора-генератора 20. При нормальном передвижении, которое будет описано далее, транспортное средство 1 способно переключаться в режимах передвижения между передвижением электромобиля (режим передвижения EV), при котором транспортное средство 1 передвигается от мощности мотора-генератора 20 без использования мощности двигателя внутреннего сгорания 100, и передвижением гибридного транспортного средства (режим передвижения HV), при котором транспортное средство 1 передвигается от мощности как двигателя внутреннего сгорания 100, так и мотора-генератора 20.

[0021] Двигатель 100 является двигателем внутреннего сгорания, таким как бензиновый двигатель или дизельный двигатель. Двигатель 100 вырабатывает мощность, которая позволяет транспортному средству 1 двигаться в соответствии с управляющим сигналом блока ЭБУ 300. Мощность, вырабатываемая двигателем 100, передается на планетарный механизм 30.

[0022] Двигатель 100 оборудован датчиком 410 скорости вращения коленчатого вала. Датчик 410 скорости вращения коленчатого вала определяет число оборотов Ne двигателя 100 и выдает сигнал, сообщающий о результате определения, на блок ЭБУ 300.

[0023] Каждый из моторов-генераторов 10, 20 представляет собой, например, трехфазный синхронный электродвигатель переменного тока с постоянным магнитом. Мотор-генератор 10 (первая вращающаяся электрическая машина) вращает коленчатый вал 110 двигателя 100 за счет электрической мощности аккумуляторной батареи 150, при запуске двигателя 100. При этом транспортное средство 1 не оборудовано стартером, который генерирует крутящий момент для проворачивания коленчатого вала двигателя 100, используя электрическую мощность вспомогательной аккумуляторной батареи (не показана).

[0024] Мотор-генератор 10 также способен вырабатывать электрическую мощность, используя двигатель 100. Мощность переменного тока, вырабатываемая мотором-генератором 10, преобразуется блоком БУП 200 в постоянный ток, которым заряжают аккумуляторную батарею 150. Мощность переменного тока, вырабатываемая мотором-генератором 10, также может поступать на мотор-генератор 20.

[0025] Ротор мотора-генератора 20 (второй вращающейся электрической машины) находится в зацеплении с приводным валом 60. Мотор-генератор 20 вращает приводной вал 60, используя электрическую мощность, по меньшей мере, одного из: подаваемую от аккумуляторной батареи 150 и вырабатываемую мотором-генератором 10. Мотор-генератор 20 также способен вырабатывать электрическую мощность за счет рекуперативного торможения. Мощность переменного тока, вырабатываемая мотором-генератором 20, преобразуется блоком БУП 200 в мощность постоянного тока, которым затем заряжают аккумуляторную батарею 150.

[0026] Мотор-генератор 10 оборудован счетно-решающим устройством 421. Счетно-решающее устройство 421 определяет число оборотов Nm1 мотора-генератора 10 и выдает сигнал, сообщающий о результате определения, на блок ЭБУ 300. Аналогичным образом, мотор-генератор 20 оборудован счетно-решающим устройством 422. Счетно-решающее устройство 422 определяет число оборотов Nm2 мотора-генератора 20 и выдает сигнал, сообщающий о результате определения, на блок ЭБУ 300.

[0027] Планетарный механизм 30 механически входит в зацепление с двигателем 100, мотором-генератором 10 и приводным валом 60 таким образом, что крутящий момент может распределяться между двигателем 100, мотором-генератором 10 и приводным валом 60. В частности, планетарный механизм 30 включает в себя солнечную шестерню S, ведомую шестерню R, водило СА и сателлиты Р, в качестве вращающихся элементов. Солнечная шестерня S находится в зацеплении с ротором мотора-генератора 10. Ведомая шестерня R находится в зацеплении с приводным валом 60. Сателлиты Р входят в зацепление с солнечной шестерней S и ведомой шестерней R. Водило СА находится в зацеплении с коленчатым валом 110 двигателя 100 и удерживает сателлиты Р таким образом, чтобы эти сателлиты Р могли вращаться относительно своей оси, а также вокруг оси планетарного механизма 30.

[0028] Аккумуляторная батарея 150 представляет собой многократно подзаряжаемое устройство накопления энергии. Аккумуляторная батарея 150 включает в себя вспомогательную аккумуляторную батарею, такую как никель-водородная вспомогательная аккумуляторная батарея, или ионно-литиевая вспомогательная аккумуляторная батарея, в качестве типовых примеров, или конденсатор, такой как конденсатор с электрическим двойным слоем.

[0029] Реле SMR 160 подсоединено к линии электропитания, соединяющей аккумуляторную батарею 150 и блок БУП 200. Реле SMR 160 размыкается или замыкается в соответствии с управляющим сигналом SE от блока ЭБУ 300, с тем чтобы привести аккумуляторную батарею 150 и блок БУП 200 в одно из выбранных состояний: электрического соединения и электрического разъединения.

[0030] Блок БУП 200 повышает напряжение постоянного тока в аккумуляторной батарее 150 и преобразует повышенное напряжение в напряжение переменного тока, подаваемое на мотор-генератор 10 и мотор-генератор 20. Блок БУП 200 также преобразует мощность переменного тока, вырабатываемую мотором-генератором 10 и мотором-генератором 20, в мощность постоянного тока, подаваемую в аккумуляторную батарею 150. Конфигурация блока БУП 200 будет подробно описана со ссылкой на фиг. 2.

[0031] Транспортное средство 1 дополнительно содержит рычаг переключения передач 500 и датчик его положения 510. Рычаг переключения передач 500 представляет собой устройство, с помощью которого пользователь устанавливает режим работы коробки передач транспортного средства 1. Когда пользователь приводит в действие рычаг переключения передач 500, датчик положения 510 определяет положение ПРКЛ (положение рычага переключения передач) рычага переключения передач 500 и выдает сигнал, сообщающий о результате определения, на блок ЭБУ 300. Блок ЭБУ 300 устанавливает режим работы коробки передач, соответствующий положению ПРКЛ рычага переключения передач. Конкретный режим работы коробки передач выбирают из, например, режимов, предназначенных для движения вперед, таких как режим D (движение вперед) и режим В (тормоза), а также из режимов (не предназначенных для движения вперед), таких как режим Р (парковки), режим R (задний ход) и режим N (нейтральная передача), отличных от режимов для движения вперед.

[0032] Блок ЭБУ 300 включает в себя ЦП (центральный процессор), память, буфер ввода/вывода и т.д., все они не показаны на чертежах. Блок ЭБУ 300 управляет каждым устройством таким образом, чтобы приводить транспортное средство 1 в желаемое состояние передвижения, на основании сигналов, поступающих от соответствующих датчиков и устройств, а также карт и программ, сохраненных в памяти. Управление различными устройствами не ограничивается обработкой данных с помощью программного обеспечения, но также может быть реализовано с помощью специальных аппаратных средств (электронной схемы).

[0033] Когда имеется запрос на запуск двигателя 100, если двигатель 100 заглушен (при этом подача топлива прекращена), блок ЭБУ 300 управляет блоком БУП 200 (в частности, инвертором 221, который будет описан далее) таким образом, чтобы мотор-генератор 10 вырабатывал крутящий момент для проворачивания коленчатого вала двигателя 100. Затем, если число оборотов Ne двигателя 100 достигают заданного значения при проворачивании коленчатого вала, запускается управление впрыском топлива и управление зажиганием двигателя 100. Таким образом, двигатель 100 запускается.

[0034] На фиг. 2 приведена принципиальная схема, подходящая для пояснения системы электропитания транспортного средства 1. Аккумуляторная батарея 150 оборудована блоком 440 текущего контроля. Блок 440 текущего контроля определяет напряжение VB (напряжение аккумуляторной батареи) аккумуляторной батареи 150, ток IB на входе/выходе аккумуляторной батареи 150, температуру ТВ аккумуляторной батареи 150 и выводит сигналы, сообщающие о результатах определения, на блок ЭБУ 300.

[0035] Блок БУП 200 включает в себя конденсатор С1, преобразователь напряжения 210, конденсатор С2, инверторы 221, 222, датчик напряжения 230 и датчики тока 241, 242.

[0036] Конденсатор С1 соединен параллельно с аккумуляторной батареей 150. Конденсатор С1 сглаживает напряжение VB аккумуляторной батареи и выводит его на преобразователь напряжения 210.

[0037] Преобразователь напряжения 210 включает в себя реактор L1, переключающие устройства Q1, Q2, а также диоды D1, D2. Каждое из переключающих устройств Q1, Q2 и переключающих устройств с Q3 по Q14, которые будут описаны далее, представляет собой, например, транзистор БТИЗ (биполярный транзистор с изолированным затвором). Переключающие устройства Q1, Q2 соединены последовательно друг с другом, между линией электропитания PL и линией электропитания NL, которые соединяют преобразователь напряжения 210 с инвертором 221. Диоды Dl, D2 соединены встречно-параллельно между коллекторами и эмиттерами переключающих устройств Q1, Q2 соответственно. Один конец реактора L1 подсоединен к высоковольтному полюсу аккумуляторной батареи 150. Другой конец реактора L1 соединен с промежуточной точкой между переключающим устройством Q1 и переключающим устройством Q2 (точка соединения эмиттера переключающего устройства Q1 и коллектора переключающего устройства Q2).

[0038] Преобразователь напряжения 210 повышает напряжение VB аккумуляторной батареи в соответствии с управляющим сигналом СШИМ способа ШИМ (широтно-импульсной модуляции), заставляя каждое из переключающих устройств Q1, Q2 выполнять операцию переключения и выводить повышенное напряжение на линии электропитания PL, NL. Преобразователь напряжения 210 также понижает напряжение постоянного тока в линиях электропитания PL, NL, на которые напряжение выводится от одного или обоих инверторов 221 и 222, в соответствии с управляющим сигналом СШИМ, а также заряжает аккумуляторную батарею 150 мощностью постоянного тока. С другой стороны, если преобразователь напряжения 210 получает от блока ЭБУ 300 сигнал SDNC отключения вентилей, каждое из переключающих устройств Q1, Q2 приводится в токонепроводящее состояние. В результате, преобразователь напряжения 210 приводится в состояние отключения вентилей.

[0039] Конденсатор С2 соединен параллельно с преобразователем напряжения 210. Конденсатор С2 сглаживает напряжение постоянного тока, поступающее от преобразователя напряжения 210, и выводит его на инверторы 221, 222.

[0040] Датчик напряжения 230 определяет напряжение на противоположных концах конденсатора С2, а именно, напряжение (которое также называться "напряжение в системе электропитания") VH между линией электропитания PL и линией электропитания NL, и выдает сигнал, сообщающий о результате определения, на блок ЭБУ 300.

[0041] Инвертор 221 включает в себя U-фазное ответвление 1U, V-фазное ответвление 1V и W-фазное ответвление 1W. Эти ответвления 1U, 1V, 1W соединены параллельно друг с другом между линией электропитания PL и линией электропитания NL. U-фазное ответвление 1U имеет переключающие устройства Q3, Q4, последовательно соединенные друг с другом. V-фазное ответвление 1V имеет переключающие устройства Q5, Q6, последовательно соединенные друг с другом. W-фазное ответвление 1W имеет переключающие устройства Q7, Q8, последовательно соединенные друг с другом. Диоды D3 - D8 соответственно соединены встречно-параллельно между коллекторами и эмиттерами соответствующих переключающих устройств Q3 - Q8. Промежуточная точка каждого фазового ответвления соединена с соответствующей фазовой катушкой мотора-генератора 10. В частности, концы трех катушек, т.е., U-фазной, V-фазной и W-фазной катушек мотора-генератора 10, совместно соединены с нейтральной точкой. Другой конец U-фазной катушки соединен с промежуточной точкой переключающих устройств Q3, Q4. Другой конец V-фазной катушки соединен с промежуточной точкой переключающих устройств Q5, Q6. Другой конец W-фазной катушки соединен с промежуточной точкой переключающих устройств Q7, Q8.

[0042] Когда напряжение VH в системе электропитания выводится на инвертор 221, этот инвертор 221 преобразует напряжение постоянного тока в напряжение переменного тока и запускает мотор-генератор 10, в соответствии с управляющим сигналом ИШИМ способа управления ШИМ, чтобы заставить каждое переключающее устройство Q3 - Q8 выполнить операцию переключения. В результате, мотор-генератор 10 запускается таким образом, чтобы вырабатывать крутящий момент, заданный командной величиной крутящего момента. С другой стороны, если инвертор 221 принимает от блока ЭБУ 300 сигнал SDN1 отключения вентилей, каждое переключающее устройство Q3 - Q8 приводится в состояние отсутствия проводимости. В результате, инвертор 221 приводится в состояние отключения вентилей. Так как конфигурация инвертора 222, по существу, такая же, как и у инвертора 221, его описание не будет повторятся.

[0043] Датчик тока 241 определяет ток (который будет также именоваться как "ток мотора-генератора") IM1, который проходит через мотор-генератор 10, и выдает сигнал, сообщающий о результате определения, на блок ЭБУ 300. В дальнейшем описании направление от мотора-генератора 10 к аккумуляторной батарее 150 будет обозначено как положительное направление тока IM1 мотора-генератора. Как и датчик тока 241, датчик тока 242 определяет ток IM2, который проходит через мотор-генератор 20, и выдает сигнал, сообщающий о результате определения, на блок ЭБУ 300.

[0044] Блок ЭБУ 300 обеспечивает управление передвижением транспортного средства 1 как в обычном режиме, так и в режиме аварийной эвакуации. В обычном режиме транспортное средство 1 передвигается при переключении в случае необходимости между передвижением EV и передвижением HV. Другими словами, в обычном рабочем режиме моторы-генераторы 10, 20 электрически запускаются от инверторов 221, 222. Передвижение в обычном режиме далее будет называться "обычным передвижением".

[0045] В режиме аварийной эвакуации инверторы 221, 222 приведены в состояние отключения вентилей, а двигатель 100 запускается таким образом, чтобы транспортное средство 1 передвигалось в режиме аварийной эвакуации, когда инверторы 221, 222 не способны нормально выполнять операцию по электрическому запуску моторов-генераторов 10, 20, из-за отказа компонентов, таких как счетно-решающие устройства 421, 422 или, например, датчики тока 241, 242. Другими словами, в режиме аварийной эвакуации инверторы 221, 222 блокируют электрический запуск моторов-генераторов 10, 20. Передвижение в режиме аварийной эвакуации будет называться "движением без инвертора", а управление по осуществлению движения без инвертора будет именоваться "управлением при движении без инвертора".

[0046] На фиг. 3 представлена схема системы электропитания во время управления при движении без инвертора. Во время управления при движении без инвертора, все переключающие устройства Q3 - Q8, входящие в инвертор 221, приводятся в токонепроводящее состояние, в ответ на сигнал SDN1 отключения вентилей. Таким образом, диоды D3 - D8, входящие в инвертор 221, образуют трехфазную двухполупериодную выпрямительную схему. Сходным образом, все переключающие устройства Q9 - Q14 (см. фиг. 2), входящие в инвертор 222, приводятся в токонепроводящее состояние, в ответ на сигнал SDN2 отключения вентилей, хотя это и не показано на чертеже. Поэтому диоды D9 - D14, входящие в инвертор 222, образуют трехфазную двухполупериодную выпрямительную схему. В то же время, в преобразователе напряжения 210, продолжается операция переключения (операция ШИМ) переключающих устройств Q1, Q2 в ответ на сигнал СШИМ управления.

[0047] Так как двигатель 100 запускается во время управления при движении без инвертора, крутящий момент Те двигателя вырабатывается двигателем 100. От крутящего момента Те двигателя мотор-генератор 10 механически (динамически) начинает вращаться. Поскольку двигатель-генератор 10 представляет собой синхронный двигатель с постоянными магнитами, ротор двигателя-генератора 10 включает в себя постоянный магнит 12. Таким образом, обратное электродвижущее напряжение Vc развивается по мере вращения постоянного магнита 12 за счет крутящего момента Те двигателя. Если обратное электродвижущее напряжение Vc становится выше, чем напряжение VH в системе электропитания, то диоды D3, D5, D7 приводятся в токопроводящее состояние. Соответственно, ток IM1 мотора-генератора проходит через токопровод CP между мотором-генератором 10 и аккумуляторной батареей 150, и электрическая мощность вырабатывается мотором-генератором 10. В этот момент в моторе-генераторе 10 вырабатывает противодействующий электродвижущий крутящий момент Тс, который действует в направлении, препятствующим вращению самого мотора-генератора 10.

[0048] На фиг. 4 представлена номограмма, подходящая для пояснения поведения каждого вращательного элемента во время управления при движении без инвертора. Поскольку планетарный механизм 30 выполнен, как было описано выше со ссылкой на фиг. 1, скорость вращения солнечной шестерни S (= число оборотов Nm1), скорость вращения водила СА (= число оборотов Ne) и скорость вращения ведомой шестерни R (= число оборотов Nm2) находятся в зависимости как показано на фиг. 4, а именно, соединены прямой линией на номограмме.

[0049] Как было описано выше, если мотор-генератор 10 механически начинает вращается от крутящего момента Те двигателя, во время управления при движении без инвертора, то этот мотор-генератор 10 вырабатывает противодействующий электродвижущий крутящий момент Тс в направлении (отрицательном направлении), препятствующем вращению самого мотора-генератора 10. С противодействующим электродвижущим крутящим моментом Тс, переходящим от мотора-генератора 10 на солнечную шестерню S, крутящий момент на приводном валу Тер, который действует в положительном направлении, в качестве реакции противодействующему электродвижущему крутящему моменту Тс, формируемому на ведомой шестерне R. За счет крутящего момента на приводном валу Тер, полученного таким образом, реализуется движение транспортного средства 1 без инвертора.

[0050] Число оборотов Nm1, напряжение VH в системе электропитания, обратное электродвижущее напряжение Vc, ток IM1 мотора-генератора и противодействующий электродвижущий крутящий момент Тс находятся в зависимости, как будет описано далее.

[0051] На фиг. 5 представлен вид, подходящий для пояснения зависимости между числом оборотов Nm1, напряжением VH в системе электропитания, обратным электродвижущим напряжением Vc, током IM1 мотора-генератора и противодействующим электродвижущим крутящим моментом Тс. На фиг. 5 и фиг. 8, которые будут описаны далее, горизонтальная ось относится к числу оборотов Nm1. Вертикальная ось в верхней части фиг. 5 относится к обратному электродвижущему напряжению Vc, вертикальная ось в средней части относится к току IM1 мотора-генератора, а вертикальная ось в нижней части относится к противодействующему электродвижущему крутящему моменту Тс.

[0052] Как показано на фиг. 5, обратное электродвижущее напряжение Vc, имеет характеристику, что его значение становится выше с повышением числа оборотов Nm1. В диапазоне, где число оборотов Nm1 ниже, чем N, обратное электродвижущее напряжение Vc ниже, чем напряжение VH в системе электропитания. А именно, там, где разность потенциалов между обратным электродвижущим напряжением Vc и напряжением VH в системе электропитания обозначена как ΔV (= Vc - VH), то эта разность потенциалов ΔV отрицательная. В этом случае диоды D3, D5, D7 находятся в токонепроводящем состоянии, поэтому ток IM1 мотора-генератора не проходит через токопровод CP от мотора-генератора 10 к аккумуляторной батарее 150, и электрическая мощность не вырабатывается мотором-генератором 10. Соответственно, противодействующий электродвижущий крутящий момент Тс не вырабатывается.

[0053] С другой стороны, в диапазоне, где число оборотов Nm1 выше, чем N, обратное электродвижущее напряжение Vc выше, чем напряжение VH в системе электропитания и разность потенциалов ΔV становится положительной. Поэтому