專(zhuān)利名稱(chēng)：多動(dòng)力型車(chē)輛的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動(dòng)力源中備有引擎和旋轉(zhuǎn)電機(jī)(電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī))的多動(dòng)力型車(chē)輛的控制裝置。
背景技術(shù)：
作為車(chē)輛的多動(dòng)力型系統(tǒng)，在日本專(zhuān)利公開(kāi)JP2000-343965A號(hào)中，公開(kāi)了這樣一種系統(tǒng)，它備有使輸入軸的旋轉(zhuǎn)變速，從輸出軸傳遞給車(chē)輪的變速器；使引擎的輸出軸和變速器的輸入軸斷開(kāi)或連接的離合器；兼作電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)；連接旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸入輸出軸和變速器的輸入軸的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)(齒輪機(jī)構(gòu))；以及蓄積供給旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電力的蓄電部件。
在該多動(dòng)力型系統(tǒng)中，為了由旋轉(zhuǎn)電機(jī)確保車(chē)輛起步時(shí)所必要的轉(zhuǎn)矩，以便達(dá)到必要的減速比，連接旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸入輸出軸和變速器的輸入軸的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)的齒輪比是固定的。因此，通常行駛時(shí)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，根據(jù)這時(shí)的車(chē)速?zèng)Q定，有時(shí)不能使用旋轉(zhuǎn)電機(jī)的高效率的區(qū)域。這種情況從車(chē)輛的燃料費(fèi)用特性來(lái)看，不是好辦法。
本發(fā)明的目的在于提供一種備有在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸入輸出軸和變速器的輸入軸之間通過(guò)無(wú)級(jí)變速傳遞動(dòng)力的減速比可變裝置，能使旋轉(zhuǎn)電機(jī)有效地運(yùn)轉(zhuǎn)的多動(dòng)力型車(chē)輛的控制裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種備有引擎和旋轉(zhuǎn)電機(jī)的多動(dòng)力型車(chē)輛，其特征在于備有將上述引擎的輸出旋轉(zhuǎn)傳遞給驅(qū)動(dòng)輪的變速器；安裝在上述旋轉(zhuǎn)電機(jī)和上述變速器的輸入側(cè)之間的減速比可變裝置；蓄積供給上述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電力的蓄電部件；以及根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)控制上述引擎和旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出，而且控制減速比可變裝置的減速比的控制單元，上述控制單元根據(jù)上述旋轉(zhuǎn)電機(jī)所要求的輸出，控制上述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，以便達(dá)到基于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的效率最佳特性的最佳值，同時(shí)根據(jù)這時(shí)的車(chē)速，控制上述減速比可變裝置的減速比。
因此，在本發(fā)明中，能擴(kuò)大旋轉(zhuǎn)電機(jī)的高效率運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域，能提高車(chē)輛的燃料費(fèi)用特性。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的系統(tǒng)概要圖。
圖2是表示控制內(nèi)容的流程圖。
圖3是表示旋轉(zhuǎn)電機(jī)的效率最佳線(xiàn)的輸出特性曲線(xiàn)圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，1是引擎，2是能自動(dòng)地切換變速比的齒輪式變速器，摩擦離合器3安裝在引擎輸出軸和變速器輸入軸2a之間。圖中未示出的驅(qū)動(dòng)輪通過(guò)差動(dòng)齒輪連接在變速器2的輸出軸一側(cè)，上述離合器3一旦被連接，則引擎1的旋轉(zhuǎn)便從變速器2傳遞到車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)輪側(cè)。
上述變速器2由多動(dòng)力型電子控制裝置10(多動(dòng)力型ECU)通過(guò)齒輪移動(dòng)裝置7，控制齒輪移動(dòng)。由多動(dòng)力型ECU10通過(guò)離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)8，控制上述離合器3，進(jìn)行從引擎1向變速器2的動(dòng)力的傳遞的連接或斷開(kāi)。
作為引擎1，使用柴油機(jī)或CNG引擎(以壓縮天然氣為燃料)。
控制引擎1的燃料供給量的，是引擎電子控制裝置15(引擎ECU)。引擎ECU15根據(jù)引擎旋轉(zhuǎn)傳感器31檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)速度信號(hào)、以及來(lái)自多動(dòng)力型ECU10的要求，控制引擎1的燃料供給量。
4是旋轉(zhuǎn)電機(jī)(電動(dòng)發(fā)電機(jī))，由無(wú)級(jí)變速器等構(gòu)成的減速比可變裝置6連接在其輸入輸出軸4a上，該減速比可變裝置6通過(guò)動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)5，連接在變速器2的輸入軸2a上。
動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)5的減速比可變裝置6由無(wú)級(jí)變速器構(gòu)成，用V形皮帶6c連接安裝在旋轉(zhuǎn)電機(jī)4的輸入輸出軸4a上的第一皮帶輪6a和安裝在動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)5的齒輪上的第二皮帶輪6b。第一皮帶輪6a、第二皮帶輪6b的槽寬度由減速比可變執(zhí)行機(jī)構(gòu)14來(lái)改變，如果增大第一皮帶輪6a的槽寬度、縮小第二皮帶輪6b的槽寬度，則減速比增大，如果縮小第一皮帶輪6a的槽寬度、增大第二皮帶輪6b的槽寬度，則減速比減小。
動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)5只作為多個(gè)齒輪的組合構(gòu)成。
從效率高、體積小及重量輕的角度來(lái)說(shuō)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)4采用永久磁鐵型同步電動(dòng)機(jī)(IPM同步電動(dòng)機(jī))，通過(guò)反相器13連接在蓄電部件12上。為了在短時(shí)間內(nèi)無(wú)浪費(fèi)地高效率地再生制動(dòng)能量，蓄電部件12采用對(duì)車(chē)輛的電池容許質(zhì)量容易確保必要的輸出密度的電氣雙層電容器。
反相器13根據(jù)多動(dòng)力型ECU10的要求，按照電動(dòng)模式或發(fā)電模式控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)4。在電動(dòng)模式中，將蓄電部件12的充電電力(直流電力)變換成交流電力，驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)4，另一方面，在發(fā)電模式中，將旋轉(zhuǎn)電機(jī)4的發(fā)電電力(交流電力)變換成直流電力，對(duì)蓄電部件12進(jìn)行充電。
設(shè)有對(duì)車(chē)輪發(fā)生制動(dòng)力的制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)21，利用來(lái)自制動(dòng)電子控制裝置20(制動(dòng)ECU)的信號(hào)，控制該制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)21。制動(dòng)ECU20在車(chē)輛減速時(shí)確定根據(jù)制動(dòng)踏板11的踏入量判斷的要求制動(dòng)力，但由于該減速時(shí)，多動(dòng)力型ECU10使旋轉(zhuǎn)電機(jī)4呈發(fā)電模式進(jìn)行再生發(fā)電，所以由此產(chǎn)生的再生制動(dòng)力比要求制動(dòng)力小時(shí)，使制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)21發(fā)生補(bǔ)充不足部分的制動(dòng)力。
來(lái)自檢測(cè)加速器踏板16的踏入量(加速器要求量)的加速傳感器32、檢測(cè)變速器2的齒輪位置的移位傳感器(圖中未示出)、變換桿17的桿位置傳感器34、檢測(cè)變速器2的輸出側(cè)的旋轉(zhuǎn)速度的車(chē)速傳感器35(變速器2的輸出旋轉(zhuǎn)傳感器)、檢測(cè)動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)5的減速比可變裝置6的第二皮帶輪6b的旋轉(zhuǎn)速度的第二皮帶輪旋轉(zhuǎn)傳感器36、以及測(cè)定旋轉(zhuǎn)電機(jī)4的旋轉(zhuǎn)速度(轉(zhuǎn)速)的單元(圖中未示出)的信號(hào)被輸入多動(dòng)力型ECU10中。
多動(dòng)力型ECU10根據(jù)這些檢測(cè)信號(hào)及蓄電部件12的SOC(充電狀態(tài))信息、以及從引擎ECU15、制動(dòng)ECU20、反相器11獲得的各種信息，發(fā)送對(duì)引擎ECU15及制動(dòng)ECU20的控制信號(hào)、以及對(duì)變速器2的齒輪移動(dòng)裝置7的指令信號(hào)，另一方面，控制離合器3的離合執(zhí)行機(jī)構(gòu)8、旋轉(zhuǎn)電機(jī)4的反相器13、減速比可變裝置6的減速比可變執(zhí)行機(jī)構(gòu)14。
這里，多動(dòng)力型ECU10只利用旋轉(zhuǎn)電機(jī)4的輸出進(jìn)行車(chē)輛的起步及行駛時(shí)，在切斷了離合器3的狀態(tài)下，控制反相器13，以便從旋轉(zhuǎn)電機(jī)4獲得對(duì)應(yīng)于加速器要求量的輸出，同時(shí)控制減速比可變裝置6的減速比、變速器2的齒輪移動(dòng)。
只利用引擎1的輸出進(jìn)行行駛時(shí)，將要求發(fā)送給引擎ECU15(引擎ECU15控制引擎1的燃料供給量，以便獲得對(duì)應(yīng)于加速器的要求量的輸出)，另一方面，進(jìn)行離合器3的連接、以及變速器2的齒輪移動(dòng)的控制。
將旋轉(zhuǎn)電機(jī)4的輸出和引擎1的輸出一并用于行駛時(shí)，將發(fā)生引擎1分擔(dān)的輸出的要求信號(hào)發(fā)送給引擎ECU15，同時(shí)控制反相器13，以便獲得旋轉(zhuǎn)電機(jī)4分擔(dān)的輸出，與此同時(shí)，控制減速比可變裝置6的減速比，連接離合器3，而且控制變速器2的齒輪移動(dòng)。
下面，參照?qǐng)D2中的流程，說(shuō)明只使用旋轉(zhuǎn)電機(jī)4的輸出、以及一并使用旋轉(zhuǎn)電機(jī)4的輸出和引擎1的輸出，使車(chē)輛起步、行駛時(shí)，由多動(dòng)力型ECU10執(zhí)行的旋轉(zhuǎn)電機(jī)4的輸出及減速比可變裝置6的控制內(nèi)容。
在步驟S1中，判斷車(chē)輛是否處于起步(加速)狀態(tài)。
在起步的情況下，進(jìn)入步驟S2，將減速比可變裝置6的減速比設(shè)定為最大，在步驟S3中，對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)4的加速要求，將旋轉(zhuǎn)電機(jī)4的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩控制成最大，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)電機(jī)4的轉(zhuǎn)速的增速控制。
在需要象起步時(shí)那樣大的起步加速轉(zhuǎn)矩的情況下，增大減速比可變裝置6的減速比，增大輸入給變速器2的轉(zhuǎn)矩。因此，能充分確保所要求的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
在起步狀態(tài)以外的情況下，即在通常行駛狀態(tài)下，進(jìn)入步驟S4，進(jìn)行使旋轉(zhuǎn)電機(jī)4按照效率最佳曲線(xiàn)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的最佳運(yùn)轉(zhuǎn)控制。
這是對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)4的要求輸出，控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)4的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速，以便如圖3所示，使旋轉(zhuǎn)電機(jī)4的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速在旋轉(zhuǎn)電機(jī)4的運(yùn)轉(zhuǎn)效率為最佳的效率最佳曲線(xiàn)上，同時(shí)控制減速比可變裝置6的減速比。
即，發(fā)生旋轉(zhuǎn)電機(jī)4所要求的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)，為了使這時(shí)的轉(zhuǎn)速不偏離效率最佳曲線(xiàn)，使減速比可變裝置6的減速比增減。在某一行駛狀態(tài)下，如果確定了車(chē)速和變速器2的變速比，則旋轉(zhuǎn)電機(jī)4所要求的轉(zhuǎn)速也就確定了?？墒?，就該旋轉(zhuǎn)電機(jī)4而言，該轉(zhuǎn)速未必是效率最好的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。在此情況下，使旋轉(zhuǎn)電機(jī)4的轉(zhuǎn)速變化到效率最好的狀態(tài)，以便這時(shí)維持同一車(chē)速，與此相對(duì)應(yīng)地改變減速比可變裝置6的減速比。
這樣處理后，控制減速比可變裝置6的減速比，以便達(dá)到旋轉(zhuǎn)電機(jī)4能在盡可能好的狀態(tài)下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，擴(kuò)大了旋轉(zhuǎn)電機(jī)4能高效率地運(yùn)轉(zhuǎn)的區(qū)域，引擎1也能減輕相應(yīng)部分的負(fù)擔(dān)，結(jié)果車(chē)輛的燃料費(fèi)用特性得以改善。
另外，車(chē)輛減速時(shí)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)4呈發(fā)電模式。即，旋轉(zhuǎn)電機(jī)4具有作為發(fā)電機(jī)的功能，用車(chē)輛具有的減速能量進(jìn)行再生發(fā)電，該電力被蓄積在蓄電部件12中。在此情況下，也根據(jù)這時(shí)的加速要求，控制減速比可變裝置6的減速比，以便能維持發(fā)電效率盡可能高的轉(zhuǎn)速。
本發(fā)明不只限定于上述的實(shí)施形態(tài)，在權(quán)利要求記載的事項(xiàng)的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員能進(jìn)行各種變更、改良，這是不言而喻的。
工業(yè)上利用的可能性該多動(dòng)力型車(chē)輛的控制裝置能用于汽車(chē)等各種車(chē)輛中。
權(quán)利要求
1.一種多動(dòng)力型車(chē)輛的控制裝置，備有引擎和旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于備有安裝在上述引擎和車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)輪之間的變速器；安裝在上述旋轉(zhuǎn)電機(jī)和上述變速器的輸入側(cè)之間的減速比可變裝置；蓄積向上述旋轉(zhuǎn)電機(jī)供給的電力的蓄電部件；以及根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)控制上述引擎和旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出，且控制減速比可變裝置的減速比的控制單元，上述控制單元根據(jù)上述旋轉(zhuǎn)電機(jī)所要求的輸出，控制上述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以達(dá)到基于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的效率最佳特性的最佳值，同時(shí)根據(jù)這時(shí)的車(chē)速控制上述減速比可變裝置的減速比。
2.權(quán)利要求1所述的多動(dòng)力型車(chē)輛的控制裝置，其特征在于上述減速比可變裝置是無(wú)級(jí)變速器。
3.權(quán)利要求1或2所述的多動(dòng)力型車(chē)輛的控制裝置，其特征在于上述控制單元在車(chē)輛起步時(shí)、加速時(shí)，將上述減速比可變裝置的減速比控制在最大側(cè)。
4.權(quán)利要求1或2所述的多動(dòng)力型車(chē)輛的控制裝置，其特征在于上述控制單元在車(chē)輛減速時(shí)，使上述旋轉(zhuǎn)電機(jī)作為發(fā)電機(jī)起作用，且控制上述減速比可變裝置的減速比以達(dá)到發(fā)電效率好的轉(zhuǎn)速。
全文摘要
提供一種多動(dòng)力型車(chē)輛的控制裝置，備有引擎(1)、將引擎(1)的旋轉(zhuǎn)傳遞給驅(qū)動(dòng)輪的變速器(2)、采用無(wú)級(jí)變速在旋轉(zhuǎn)電機(jī)(4)和變速器(2)之間傳遞動(dòng)力的減速比可變裝置(6)、蓄積向旋轉(zhuǎn)電機(jī)(4)供給的電力的蓄電部件(12)、以及根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)條件控制引擎(1)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)(4)、減速比可變裝置(6)的控制單元。上述控制單元控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)(4)的輸出，以獲得旋轉(zhuǎn)電機(jī)(4)的要求輸出，同時(shí)根據(jù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)(4)的效率最佳曲線(xiàn)，控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)(4)的轉(zhuǎn)速，以使旋轉(zhuǎn)電機(jī)(4)的效率達(dá)到最佳，而且根據(jù)這時(shí)的車(chē)速，控制減速比可變裝置(6)的減速比。
文檔編號(hào)F16H63/50GK1642769SQ0380728
公開(kāi)日2005年7月20日 申請(qǐng)日期2003年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月29日
發(fā)明者野津育朗 申請(qǐng)人:日產(chǎn)柴油機(jī)車(chē)工業(yè)株式會(huì)社