專(zhuān)利名稱(chēng)：車(chē)輛用控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種車(chē)輛用控制設(shè)備，尤其涉及一種用以控制能夠通過(guò)從旋轉(zhuǎn)電機(jī)接收的驅(qū)動(dòng)力和從發(fā)動(dòng)機(jī)接收的驅(qū)動(dòng)力運(yùn)行的混合動(dòng)力車(chē)輛的技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，作為解決環(huán)境問(wèn)題對(duì)策的一部分，能夠通過(guò)從旋轉(zhuǎn)電機(jī)接收的驅(qū)動(dòng)力運(yùn)行的混合動(dòng)力車(chē)輛日益獲得關(guān)注。當(dāng)這樣的混合動(dòng)力車(chē)輛加速時(shí)，其利用從發(fā)動(dòng)機(jī)接收的驅(qū)動(dòng)力來(lái)獲得加速，產(chǎn)生供給到旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電力等。因此其要求發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅速升高。
日本專(zhuān)利未審定公報(bào)No.10-238380公開(kāi)了一種混合動(dòng)力車(chē)輛用控制設(shè)備，該控制設(shè)備在車(chē)輛過(guò)渡工作時(shí)允許其發(fā)動(dòng)機(jī)的響應(yīng)性提高。更具體地，如日本專(zhuān)利未審定公報(bào)No.10-238380所記載的，混合動(dòng)力車(chē)輛用控制設(shè)備控制包括發(fā)動(dòng)機(jī)、與發(fā)動(dòng)機(jī)相連并且包括第一和第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)換單元、用于驅(qū)動(dòng)第一和第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)的逆變器裝置以及與逆變器裝置電氣地相連的蓄電裝置的混合動(dòng)力車(chē)輛?？刂圃O(shè)備基于車(chē)輛工作信息控制發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，并且控制設(shè)備還基于發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的控制量以及對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)特性的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速，控制第一和第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩值?？刂圃O(shè)備包括檢測(cè)過(guò)渡狀態(tài)的檢測(cè)單元，以及轉(zhuǎn)矩修正單元。檢測(cè)過(guò)渡狀態(tài)的檢測(cè)單元檢測(cè)對(duì)應(yīng)于車(chē)輛加減速的車(chē)輛過(guò)渡狀態(tài)。如果過(guò)渡狀態(tài)的檢測(cè)結(jié)果表明車(chē)輛在加速，則轉(zhuǎn)矩修正單元作出修正以減小指令第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩值，并且還作出修正以增大指令第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩值。如果過(guò)渡狀態(tài)的檢測(cè)結(jié)果表明車(chē)輛在減速，則轉(zhuǎn)矩修正單元作出修正以增大指令第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩值，并且還作出修正以減小指令第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩值。
如在該公報(bào)中所記載的，混合動(dòng)力車(chē)輛用控制設(shè)備被設(shè)置成使得發(fā)動(dòng)機(jī)在第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)用作負(fù)荷的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)。如果在這種情況下車(chē)輛加速，并且指令第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩值被修正為減小，則通過(guò)該減小發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷減輕，這促進(jìn)了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高。同時(shí)，指令第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩值被修正為增大，車(chē)輛的運(yùn)行性能將不會(huì)削弱。相反地，如果車(chē)輛減速，并且指令第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩值被修正為增大，則通過(guò)該增大發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷增加，這促進(jìn)了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的降低。同時(shí)，指令第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩值被修正為減小，并且車(chē)輛適當(dāng)?shù)刂苿?dòng)。因此當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于過(guò)渡工作狀態(tài)時(shí)，能夠解決排放惡化、發(fā)動(dòng)機(jī)輸出意外降低以及其它缺點(diǎn)。結(jié)果發(fā)動(dòng)機(jī)能夠提供需要的輸出，因而響應(yīng)性提高。
如果發(fā)動(dòng)機(jī)、第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)以及第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)的連接方式使得，如通過(guò)日本專(zhuān)利未審定公報(bào)No.10-238380中所記載的混合動(dòng)力車(chē)輛用控制設(shè)備所進(jìn)行的一樣，當(dāng)車(chē)輛加速時(shí)第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩降低，則發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷會(huì)增大。例如，如果發(fā)動(dòng)機(jī)與行星齒輪的行星架相連，并且第一和第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)分別與太陽(yáng)齒輪和齒圈相連，則如圖7的共線圖中實(shí)線所表示的，第一和第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)各自的轉(zhuǎn)速具有由直線表示的關(guān)系。在這樣的情況下，如果第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩降低從而其轉(zhuǎn)速降低，則如圖7中點(diǎn)劃線所表示的，第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)用作負(fù)荷從而引起發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低。這樣，當(dāng)車(chē)輛加速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力無(wú)法增加，結(jié)果無(wú)法獲得期望的加速度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決以上問(wèn)題而作出，其目的是提供一種能夠改進(jìn)車(chē)輛加速性的車(chē)輛用控制設(shè)備。
本發(fā)明的車(chē)輛用控制設(shè)備包括發(fā)動(dòng)機(jī)；與所述發(fā)動(dòng)機(jī)相連的第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)；與所述發(fā)動(dòng)機(jī)相連的第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)；電池；與所述電池電氣地并列設(shè)置的電容器；以及控制單元，當(dāng)隨著所述發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)輪所述車(chē)輛加速時(shí)，所述控制單元使得所述電池和所述電容器供給電力以增加所述第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并且還控制所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)和所述第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)以防止所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)用作所述發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)輪車(chē)輛加速時(shí)，電池和電容器向第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)供給電力以增加第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。由于電池和電容器向第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)供給電力，所以能夠供給第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)充分的電力。特別地，電容器的瞬時(shí)輸出非常優(yōu)秀，并且能夠以迅速的響應(yīng)性供給第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)電力。因此第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)能夠提供驅(qū)動(dòng)力以使車(chē)輛加速。第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)被控制為使其不用作發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷。這允許發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅速升高。因此發(fā)動(dòng)機(jī)和第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)能夠提供驅(qū)動(dòng)力以使車(chē)輛加速。結(jié)果，能夠提供可以改進(jìn)車(chē)輛加速性的車(chē)輛用控制設(shè)備。
優(yōu)選地，所述車(chē)輛用控制設(shè)備還包括用于計(jì)算所述第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)需要提供的輸出的第一計(jì)算單元；用于計(jì)算從所述電池和所述電容器提供的輸出的第二計(jì)算單元；以及用于通過(guò)用從所述電池和所述電容器提供的所述輸出減去所述第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)需要提供的所述輸出計(jì)算所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出的第三計(jì)算單元。所述控制單元基于所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)的所述輸出控制所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)以增加所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
根據(jù)本發(fā)明，從電池和電容器提供的輸出減去第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)需要提供的輸出以計(jì)算第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出。根據(jù)計(jì)算出的第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出控制第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)。因此確保了第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)需要提供的輸出，而剩余的輸出可以用以增加第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出。這可以抑制第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出不充分，而第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)能夠提供輸出以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。結(jié)果，發(fā)動(dòng)機(jī)和第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)可以提供驅(qū)動(dòng)力以使車(chē)輛迅速加速。
還優(yōu)選地，當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)獲得預(yù)定轉(zhuǎn)速時(shí)，所述控制單元控制所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)以降低從所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速增加以獲得加速需要的轉(zhuǎn)速時(shí)，由第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩降低。這能夠抑制不必要的電力消耗。
還優(yōu)選地，所述車(chē)輛用控制設(shè)備還包括動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)，所述動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)包括太陽(yáng)齒輪、與所述太陽(yáng)齒輪相嚙合的小齒輪、可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承所述小齒輪的行星架以及與所述小齒輪相嚙合的齒圈。所述發(fā)動(dòng)機(jī)與所述行星架相連。所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)與所述太陽(yáng)齒輪相連。所述第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)與所述齒圈相連。
根據(jù)本發(fā)明，發(fā)動(dòng)機(jī)與第一和第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)各自的轉(zhuǎn)速在共線圖中具有直線關(guān)系。在具有這樣關(guān)系的車(chē)輛中，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可以迅速增加以改進(jìn)加速性。
還優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)是電動(dòng)發(fā)電機(jī)。
在第五發(fā)明中安裝有電動(dòng)發(fā)電機(jī)的車(chē)輛的加速性可以改進(jìn)。


圖1示意性地示出了安裝有根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的控制設(shè)備的混合動(dòng)力車(chē)輛的結(jié)構(gòu)。
圖2示出了動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)。
圖3是表示發(fā)動(dòng)機(jī)、MG(1)及MG(2)之間轉(zhuǎn)速關(guān)系的(第一)共線圖。
圖4是由實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明本實(shí)施例的控制設(shè)備的ECU為控制而執(zhí)行的程序的結(jié)構(gòu)的流程圖。
圖5是表示發(fā)動(dòng)機(jī)、MG(1)及MG(2)之間轉(zhuǎn)速關(guān)系的(第二)共線圖。
圖6是表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和加速度隨時(shí)間推移的定時(shí)圖。
圖7是表示發(fā)動(dòng)機(jī)、第一及第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)之間轉(zhuǎn)速關(guān)系的共線圖。
具體實(shí)施例方式
以下，將參照

本發(fā)明的實(shí)施例。在以下的說(shuō)明中，相同的部件由相同的參考符號(hào)表示。其名稱(chēng)和功能也相同。因此將不再重復(fù)說(shuō)明。
參照?qǐng)D1，本實(shí)施例提供了一種將在下文中進(jìn)行說(shuō)明的安裝在混合動(dòng)力車(chē)輛上的控制設(shè)備。車(chē)輛包括發(fā)動(dòng)機(jī)100、電動(dòng)發(fā)電機(jī)(MG)(1)200、MG(2)300、動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)400、逆變器(1)500、逆變器(2)600、電池700、轉(zhuǎn)換器800以及電容器900。車(chē)輛通過(guò)從發(fā)動(dòng)機(jī)100和MG(2)300中至少一者所接收的驅(qū)動(dòng)力而運(yùn)行。
發(fā)動(dòng)機(jī)100、MG(1)200以及MG(2)300經(jīng)由動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)400連接。發(fā)動(dòng)機(jī)100產(chǎn)生動(dòng)力，該動(dòng)力被動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)400分配成兩條線路。一條線路是經(jīng)由減速器驅(qū)動(dòng)車(chē)輪(未示出)。另一條線路是驅(qū)動(dòng)MG(1)200以發(fā)電。
MG(1)200是三相交流電動(dòng)機(jī)。MG(1)200根據(jù)由動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)400分配的發(fā)動(dòng)機(jī)100的動(dòng)力發(fā)電。取決于車(chē)輛的運(yùn)行狀況、電池700的充電狀態(tài)(SOC)等，選擇性地使用由MG(1)200產(chǎn)生的電力。例如如果車(chē)輛正常運(yùn)行，則由MG(1)200產(chǎn)生的電力完全用作驅(qū)動(dòng)MG(2)300的電力。如果電池400的SOC低于預(yù)定值，則由MG(1)200產(chǎn)生的電力通過(guò)逆變器500從交流電轉(zhuǎn)換為直流電。隨后，通過(guò)轉(zhuǎn)換器800調(diào)整電力的電壓從而將其存儲(chǔ)在電池700中，或者不調(diào)整電壓從而將其存儲(chǔ)在電容器900中。
如果MG(1)200用作發(fā)電機(jī)，則MG(1)200產(chǎn)生負(fù)轉(zhuǎn)矩。這里負(fù)轉(zhuǎn)矩是指用作發(fā)動(dòng)機(jī)100的負(fù)荷的轉(zhuǎn)矩。相反地，如將在下文中說(shuō)明的，如果MG(1)200接收電力從而用作電動(dòng)機(jī)，則MG(1)200產(chǎn)生正轉(zhuǎn)矩。這里正轉(zhuǎn)矩是指不用作發(fā)動(dòng)機(jī)100的負(fù)荷的轉(zhuǎn)矩。換句話說(shuō)，正轉(zhuǎn)矩是指協(xié)助發(fā)動(dòng)機(jī)100轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩。類(lèi)似地討論MG(2)300。
MG(2)300是三相交流電動(dòng)機(jī)。MG(2)300由存儲(chǔ)在電池700中的電力、存儲(chǔ)在電容器900中的電力以及由MG(1)200產(chǎn)生的電力中的至少一者驅(qū)動(dòng)。MG(2)300接收通過(guò)逆變器(2)600從交流電轉(zhuǎn)換為直流電的電力。
MG(2)300提供驅(qū)動(dòng)力，該驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由減速器傳遞到車(chē)輪。因此MG(2)300協(xié)助發(fā)動(dòng)機(jī)100，提供驅(qū)動(dòng)力以使車(chē)輛運(yùn)行等。
當(dāng)混合動(dòng)力車(chē)輛再生制動(dòng)時(shí)，MG(2)300經(jīng)由減速器被車(chē)輪驅(qū)動(dòng)，從而作為發(fā)電機(jī)工作。因此MG(2)300用作將制動(dòng)能量轉(zhuǎn)換為電力的再生制動(dòng)器。因此MG(2)300產(chǎn)生電力，該電力經(jīng)由逆變器(2)600存儲(chǔ)在電池700中，或存儲(chǔ)在電容器900中。
電池700是由多個(gè)串聯(lián)連接的電池模塊構(gòu)成的一組電池，各電池模塊由多個(gè)單電池集成在一起而形成。電池700的放電電壓和電池700的充電電壓通過(guò)轉(zhuǎn)換器800調(diào)整。電容器900由多個(gè)并聯(lián)連接的單元(cell)構(gòu)成。注意為了增強(qiáng)耐電性能，一部分單元可以串聯(lián)連接以構(gòu)成電容器900。
發(fā)動(dòng)機(jī)100、逆變器(1)500和逆變器(2)600以及轉(zhuǎn)換器800受電子控制單元(ECU)1000控制。ECU 1000包括混合動(dòng)力車(chē)輛(HV)_ECU1010、MG_ECU 1020以及發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 1030。
HV_ECU 1010接收來(lái)自溫度傳感器902表示電容器900的溫度的信號(hào)，以及來(lái)自電壓計(jì)904表示電容器900的電壓的信號(hào)。此外，HV_ECU1010接收來(lái)自車(chē)速傳感器2000表示車(chē)速的信號(hào)，來(lái)自加速踏板位置傳感器2100表示加速踏板(未示出)的位置的信號(hào)，以及來(lái)自傳感器2200表示制動(dòng)踏板(未示出)的下壓力的信號(hào)。
MG_ECU 1020接收來(lái)自傳感器202表示MG(1)200的轉(zhuǎn)速的信號(hào)以及來(lái)自傳感器302表示MG(2)300的轉(zhuǎn)速的信號(hào)。發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 1030接收來(lái)自傳感器102表示發(fā)動(dòng)機(jī)100的轉(zhuǎn)速的信號(hào)。
HV_ECU 1010、MG_ECU 1020以及發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 1030彼此連接，從而能夠相互傳遞和接收信號(hào)?；谳斎氲礁鱾€(gè)ECU的信號(hào)以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器(未示出)中的程序和脈譜圖，HV_ECU 1010計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)100以及MG(1)200和MG(2)300需要提供的輸出。
MG_ECU 1020基于MG(1)200和MG(2)300需要提供的輸出工作，以控制逆變器(1)500和逆變器(2)600從而控制MG(1)200和MG(2)300?；诎l(fā)動(dòng)機(jī)100需要提供的輸出，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 1030工作以控制發(fā)動(dòng)機(jī)100。
參照?qǐng)D2，將更具體地說(shuō)明動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)400。動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)400由包括太陽(yáng)齒輪402、小齒輪404、行星架406、以及齒圈408的行星齒輪構(gòu)成。
小齒輪404與太陽(yáng)齒輪402和齒圈408相嚙合。行星架406支承小齒輪404使其能夠旋轉(zhuǎn)。太陽(yáng)齒輪402與MG(1)200的旋轉(zhuǎn)軸相連。行星架406與發(fā)動(dòng)機(jī)100的曲軸相連。齒圈408與MG(2)300的旋轉(zhuǎn)軸及減速器1100相連。
如圖3所示，在共線圖中，經(jīng)由由行星齒輪構(gòu)成的動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)400相連的發(fā)動(dòng)機(jī)100、MG(1)200以及MG(2)300各自的轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系由直線表示。
參照?qǐng)D4，實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例的控制設(shè)備的ECU 1000執(zhí)行如將在下文中說(shuō)明的為控制而構(gòu)成的程序。
在步驟(以下縮寫(xiě)為S)100，基于從加速踏板位置傳感器2100傳遞的信號(hào)，ECU 1000檢測(cè)加速踏板位置P。
在S102，ECU 1000判定加速踏板位置P是否大于預(yù)定加速踏板位置P(0)。如果大于預(yù)定加速踏板位置，則可以認(rèn)為駕駛員要求加速車(chē)輛。如果加速踏板位置P大于預(yù)定加速踏板位置P(0)(在S102判定為“是”)，則處理轉(zhuǎn)到步驟S104。否則(在S102判定為“否”)處理結(jié)束。
在S104，分別基于從車(chē)速傳感器2000和傳感器2200傳遞的信號(hào)，ECU1000檢測(cè)車(chē)速和制動(dòng)踏板的下壓力。
在S106，基于檢測(cè)到的加速踏板位置P、車(chē)速以及制動(dòng)踏板的下壓力，ECU 1000計(jì)算加速必要的、車(chē)輛需要提供的輸出。在S108，基于存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的脈譜圖，ECU 1000計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)100和MG(2)300需要提供的輸出。
在S110，基于從電壓計(jì)904和溫度傳感器902傳遞的信號(hào)，ECU 1000檢測(cè)電容器900的電壓和溫度。在S112，ECU 1000檢測(cè)電池700的放電電力限制值WOUT。該放電電力限制值基于電池700的溫度、SOC等由HV_ECU 1010確定。因此ECU 1000從ECU 1000的內(nèi)部檢測(cè)該放電電力限制值。
在S114，基于電容器900的電壓和溫度以及電池700的放電電力限制值，ECU 1000計(jì)算電容器900和電池700能夠供給的輸出(或電力)。
在S116，通過(guò)從電容器900和電池700能夠供給的輸出減去MG(2)300需要提供的輸出，ECU 1000計(jì)算能夠供給到MG(1)200的輸出(或電力)。
在S118，基于分別從傳感器202和302傳遞的檢測(cè)到的轉(zhuǎn)速信號(hào)，ECU1000檢測(cè)MG(1)200的轉(zhuǎn)速和MG(2)300的轉(zhuǎn)速。
在S120，ECU 1000檢測(cè)系統(tǒng)電壓。這里系統(tǒng)電壓等于電容器900的電壓。因此ECU 1000基于從電壓計(jì)904傳遞的信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)電壓。
在S122，基于能夠供給到MG(1)200的輸出、MG(1)200的轉(zhuǎn)速以及系統(tǒng)電壓，ECU 1000計(jì)算其指令MG(1)200輸出的轉(zhuǎn)矩，并且基于MG(2)300需要提供的輸出、MG(2)300的轉(zhuǎn)速以及系統(tǒng)電壓，ECU1000計(jì)算其指令MG(2)300輸出的轉(zhuǎn)矩。換句話說(shuō)，計(jì)算出轉(zhuǎn)矩以允許MG(1)200和MG(2)300協(xié)助發(fā)動(dòng)機(jī)100。
在S124，ECU 1000使車(chē)輛加速。更具體地，基于發(fā)動(dòng)機(jī)100需要提供的輸出，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 103控制發(fā)動(dòng)機(jī)100的輸出。為了允許MG(1)200和MG(2)300輸出計(jì)算出的、ECU 1000指令MG(1)200和MG(2)300輸出的轉(zhuǎn)矩，MG_ECU 1020控制逆變器(1)500和逆變器(2)600以驅(qū)動(dòng)MG(1)200和MG(2)300。
在S126，基于從傳感器202傳遞的信號(hào)，ECU 1000檢測(cè)MG(1)200的轉(zhuǎn)速N。在S128，ECU 1000判定MG(1)200的轉(zhuǎn)速N是否大于預(yù)定轉(zhuǎn)速N(0)。預(yù)定轉(zhuǎn)速N(0)基于發(fā)動(dòng)機(jī)100的預(yù)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速和MG(2)300的轉(zhuǎn)速而確定。更具體地，如果MG(1)200的轉(zhuǎn)速N大于預(yù)定轉(zhuǎn)速N(0)，則發(fā)動(dòng)機(jī)100的轉(zhuǎn)速大于預(yù)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速。發(fā)動(dòng)機(jī)100的目標(biāo)轉(zhuǎn)速被確定為允許車(chē)輛獲得期望加速度的轉(zhuǎn)速。
如果MG(1)200的轉(zhuǎn)速N大于預(yù)定轉(zhuǎn)速N(0)(在S128判定為“是”)，則處理轉(zhuǎn)到S130。否則(在S128判定為“否”)處理返回到S116。在S130，ECU 1000降低MG(1)200的轉(zhuǎn)矩。然后處理結(jié)束。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)和流程圖，實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例的控制設(shè)備的ECU 1000如在下文中所說(shuō)明的進(jìn)行工作。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)100的動(dòng)力被傳遞到車(chē)輪時(shí)，檢測(cè)加速踏板位置P(S100)。如果加速踏板位置P大于預(yù)定加速踏板位置P(0)(在S102判定為“是”)，即，駕駛員要求使車(chē)輛加速，則檢測(cè)當(dāng)前車(chē)速和制動(dòng)踏板的下壓力(S104)。從所檢測(cè)到的車(chē)速和制動(dòng)踏板的下壓力，計(jì)算加速必要的、車(chē)輛需要提供的輸出(S106)。從車(chē)輛需要提供的輸出，計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)100和MG(2)300需要提供的輸出(S108)。
此外，檢測(cè)電容器900的電壓和溫度(S110)并檢測(cè)電池700的放電電力限制值(S112)。使用所檢測(cè)到的電壓、溫度和放電電力限制值計(jì)算電容器900和電池700能夠供給的輸出(S114)。從計(jì)算出的電容器900和電池700能夠供給的輸出減去計(jì)算出的MG(2)300需要提供的輸出，計(jì)算能夠供給到MG(1)200的輸出(S116)。換句話說(shuō)，確保MG(2)300需要提供的輸出后，剩余的輸出(電力)是能夠供給到MG(1)200的輸出。因此能夠抑制MG(2)300接收的電力不充分。
隨后，分別檢測(cè)MG(1)200和MG(2)300的轉(zhuǎn)速(S118)并且檢測(cè)系統(tǒng)電壓(S120)。使用該轉(zhuǎn)速、系統(tǒng)電壓、能夠供給到MG(1)200的輸出以及MG(2)300需要提供的輸出計(jì)算ECU 1000指令各個(gè)MG輸出的轉(zhuǎn)矩(S122)。更具體地，計(jì)算轉(zhuǎn)矩以允許MG(1)200和MG(2)300協(xié)助發(fā)動(dòng)機(jī)100。
隨后，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)100需要提供的輸出控制發(fā)動(dòng)機(jī)100，并且控制逆變器(1)500和逆變器(2)600以使得各個(gè)MG輸出所計(jì)算出的ECU 1000指令MG提供的輸出。
因此，如圖5中由點(diǎn)劃線所表示的，MG(1)200和MG(2)300各自的轉(zhuǎn)速增加得大于由實(shí)線表示的轉(zhuǎn)速。因此MG(1)200不用作發(fā)動(dòng)機(jī)100的負(fù)荷。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)100的轉(zhuǎn)速能夠迅速升高。因此，如圖6所示，加速度迅速增大從而允許車(chē)輛以期望的加速度加速(S124)。
此時(shí)，MG(1)200和MG(2)300接收來(lái)自電池700和電容器900兩者的電力。特別地，電容器900的瞬時(shí)輸出性能優(yōu)于電池700。因此MG(1)200和MG(2)300能夠接收充分的電力。
在加速時(shí)，檢測(cè)MG(1)200的轉(zhuǎn)速N(S126)，并且如果在圖6中所示的時(shí)刻T(0)，MG(1)200的轉(zhuǎn)速N大于預(yù)定轉(zhuǎn)速N(0)(在S128判定為“是”)，則可以認(rèn)為發(fā)動(dòng)機(jī)100的轉(zhuǎn)速增加到足以作為滿足期望加速度的目標(biāo)轉(zhuǎn)速。
在這種情況下，MG(1)200的轉(zhuǎn)矩降低。這樣能夠減少不必要的電力消耗。而且，最終MG(1)200的轉(zhuǎn)矩成為負(fù)轉(zhuǎn)矩。如果MG(1)200的轉(zhuǎn)矩是負(fù)轉(zhuǎn)矩，則MG(1)200用作發(fā)電機(jī)。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)100的轉(zhuǎn)速增加到充分高后，由MG(1)200產(chǎn)生的電力被用來(lái)驅(qū)動(dòng)MG(2)300從而使車(chē)輛加速。
因此，當(dāng)車(chē)輛需要加速時(shí)，本實(shí)施例的控制設(shè)備或ECU允許電容器和電池向MG(1)和(2)供給電力，從而允許MG(1)和(2)的輸出增加。這樣能夠防止MG(1)用作發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速升高，以通過(guò)從發(fā)動(dòng)機(jī)和MG(2)接收的驅(qū)動(dòng)力使車(chē)輛加速。
注意在上述實(shí)施例中，當(dāng)車(chē)輛需要加速時(shí)，MG(1)200的轉(zhuǎn)矩升高?？商鎿Q地，當(dāng)車(chē)輛加速時(shí)，MG(1)200的轉(zhuǎn)矩可以為0。在這種情況下MG(1)200同樣不用作發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷。因此發(fā)動(dòng)機(jī)100的轉(zhuǎn)速通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)100自身的輸出而增加。
應(yīng)當(dāng)理解這里公開(kāi)的實(shí)施例在任何方面都是示例性的而非限制性的。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求的術(shù)語(yǔ)而不是上述說(shuō)明來(lái)限定，并且意圖包含等同于權(quán)利要求的范圍和意義內(nèi)的任何修改。
權(quán)利要求
1.車(chē)輛用控制裝置，包括發(fā)動(dòng)機(jī)(100)；連接到所述發(fā)動(dòng)機(jī)(100)上的第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)(200)；連接到所述發(fā)動(dòng)機(jī)(100)上的第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(300)；電池(700)；平行于所述電池(700)電氣地設(shè)置的電容器(900)；以及控制單元(1000)，所述控制單元使得所述電池(700)和所述電容器(900)供給電力以增加所述第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(300)的轉(zhuǎn)速并且當(dāng)由于所述發(fā)動(dòng)機(jī)(100)的驅(qū)動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)輪所述車(chē)輛加速時(shí)，還控制所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)(200)和所述第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(300)以防止所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)(200)起所述發(fā)動(dòng)機(jī)(100)的負(fù)荷的作用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車(chē)輛用控制裝置，還包括用于計(jì)算所述第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(300)需要提供的輸出的第一計(jì)算單元(1000)；用于計(jì)算從所述電池(700)和所述電容器(900)提供的輸出的第二計(jì)算單元(1000)；用于通過(guò)用所述電池(700)和所述電容器(900)提供的輸出減去所述第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(300)需要提供的輸出計(jì)算所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)(200)的輸出的第三計(jì)算單元(1000)，其中所述控制單元(1000)基于所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)(200)的所述輸出控制所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)(200)以增加所述發(fā)動(dòng)機(jī)(100)的轉(zhuǎn)速。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車(chē)輛用控制裝置，其中當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)(100)獲得預(yù)定轉(zhuǎn)速時(shí)，所述控制單元(1000)控制所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)(200)以降低從所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)(200)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車(chē)輛用控制裝置，還包括動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)(400)，所述動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)包括太陽(yáng)齒輪(402)，與所述太陽(yáng)齒輪(402)相嚙合的小齒輪(404)，可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承所述小齒輪(404)的行星架(406)，以及與所述小齒輪(404)相嚙合的齒圈(408)，其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)(100)連接到所述行星架(406)上；所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)(200)連接到所述太陽(yáng)齒輪(402)上；以及所述第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(300)連接到所述齒圈(408)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的車(chē)輛用控制裝置，其中所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)(200，300)是電動(dòng)發(fā)電機(jī)。
6.車(chē)輛用控制裝置，包括發(fā)動(dòng)機(jī)(100)；連接到所述發(fā)動(dòng)機(jī)(100)上的第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)(200)；連接到所述發(fā)動(dòng)機(jī)(100)上的第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(300)；電池(700)；平行于所述電池(700)電氣地設(shè)置的電容器(900)；以及控制工具(1000)，所述控制工具使得所述電池(700)和所述電容器(900)供給電力以增加所述第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(300)的轉(zhuǎn)速并且當(dāng)由于所述發(fā)動(dòng)機(jī)(100)的驅(qū)動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)輪所述車(chē)輛加速時(shí)，還控制所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)(200)和所述第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(300)以防止所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)(200)起所述發(fā)動(dòng)機(jī)(100)的負(fù)荷的作用。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車(chē)輛用控制裝置，還包括用于計(jì)算所述第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(300)需要提供的輸出的工具(1000)；用于計(jì)算從所述電池(700)和所述電容器(900)提供的輸出的工具(1000)；用于通過(guò)用所述電池(700)和所述電容器(900)提供的輸出減去所述第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(300)需要提供的輸出計(jì)算所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)(200)的輸出的工具(1000)，其中所述控制工具(1000)包括基于所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)(200)的所述輸出控制所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)(200)以增加所述發(fā)動(dòng)機(jī)(100)的轉(zhuǎn)速的控制工具(1000)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車(chē)輛用控制裝置，其中所述控制工具(1000)還包括工具，所述工具響應(yīng)于獲得預(yù)定轉(zhuǎn)速的發(fā)動(dòng)機(jī)(100)，用于控制所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)(200)以降低從所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)(200)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車(chē)輛用控制裝置，還包括動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)(400)，所述動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)包括太陽(yáng)齒輪(402)，與所述太陽(yáng)齒輪(402)相嚙合的小齒輪(404)，可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承所述小齒輪(404)的行星架(406)，以及與所述小齒輪(404)相嚙合的齒圈(408)，其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)(100)連接到所述行星架(406)上；所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)(200)連接到所述太陽(yáng)齒輪(402)上；以及所述第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)(300)連接到所述齒圈(408)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種車(chē)輛用控制設(shè)備。ECU執(zhí)行包括以下步驟的程序當(dāng)加速踏板位置P大于預(yù)定加速踏板位置P(0)(S102為“是”)時(shí)，計(jì)算MG(2)的要求輸出(S108)；計(jì)算電容器和電池能夠供給的輸出(S114)；通過(guò)從電容器和電池能夠供給的輸出減去MG(2)的要求輸出，計(jì)算能夠供給到MG(1)的輸出(S116)；基于能夠供給到MG(1)的輸出和MG(2)的要求輸出，計(jì)算各個(gè)MG的指令轉(zhuǎn)矩(S122)；以及基于指令轉(zhuǎn)矩控制逆變器(1)和逆變器(2)以使車(chē)輛加速(S124)。
文檔編號(hào)B60W10/26GK101061021SQ20058004002
公開(kāi)日2007年10月24日 申請(qǐng)日期2005年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月24日
發(fā)明者石川哲浩, 吉田寬史 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社