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混合动力车辆

来源:老子有钱下载官网   发布时间:2019-11-26   点击量:343

混合动力车辆

一种并行混合动力车辆,包括:热力发动机(12)、包括输入和输出的传动装置(14)以及电子设备(32)。传动装置输入耦合到发动机(12),而传动装置输出耦合到电子设备(32),使得由热力发动机(12)生成的基本全部扭矩通过所述传动装置(14)引导到所述电子设备(32),以及差动装置(16),电子设备(32)耦合到差动装置(16),使得在第一运行模式期间,电子设备(32)用作通过传动装置(14)接收由发动机(12)生成的基本全部扭矩的马达,并且使得在第二运行模式期间,电子设备(32)用作通过差动装置(16)接收由车辆生成的基本全部扭矩的发电机。

图7图示将马达/发电机耦合到图3中所示的车辆的替代方法。

图4是图3中所示的控制系统的简化的示意性图示;

在ー个方面,提供了ー种车辆。该车辆包括热カ发动机、包括输入和输出的传动装置(transmission)、以及电子设备。该传动装置输入I禹合到发动机,而该传动装置输出耦合到电子设备,使得由热カ发动机生成的基本全部扭矩通过该传动装置引导到该电子设备,以及差动装置(differential),该电子设备耦合到该差动装置,使得在第一运行模式期间,该电子设备用作通过该传动装置接收由发动机生成的基本全部扭矩的马达,该传动装置输出扭矩与由电马达产生的扭矩求和并传输到差动装置,使得在第二运行模式期间,该电子设备用作通过该传动装置接收由车辆生成的基本全部扭矩的发电机。

在图4或7中示出的实施例中,选择示例性牵引马达30,使得马达30当电激励(即,换流器68停用)时在运行期间展示低阻力(drag)。例如,马达30可以是感应马达或开关式磁阻马达。此外,马达30也可以是具有图7中示出的可选离合器110的永磁(PM)马达

技术领域

如此,这里描述的系统通过与其它已知的传统车辆相比改进燃料效率并且减少排放而提供改进的系统效率。该系统也可以在现有的传统机械驱动卡车、公共汽车、或其它车辆上翻新。主要由于通过电驱动子系统的传动装置导致的来回程(roundtrip)损失的消除,与已知的混合动カ车辆相比,从电驱动系统的提高的来回程效率和更高级别的再生制动捕获中,该系统提供改进的燃油经济性和排放減少,并且电驱动系统、能量存储系统、以及相关联的能量管理控制的实现成本減少。

本发明一般涉及车辆,并且尤其涉及混合动カ(hybrid)车辆、以及将已知车辆翻新以获得混合动力车辆的方法。

发明内容

Description

图4是图3中示出的EMDEMCS34和能量存储系统36的简化示意性图示。在ー个实施例中,EMDEMCS包括相对低成本的能量存储接ロ(ESI)电路60,该能量存储接ロ电路60包括电カ电缆62和至少ー个电カ接触器64,使得第一能量存储单元66电压直接电连接到DC-AC换流器68的输入。

图4是图3中所示的控制系统的简化的示意性图示;

图6是图3中所示的一部分控制系统的简单示意性图示;以及

混合动力车辆

本发明提供一种混合动力车辆,在所述混合动力车辆中,谋求提高燃料经济性的同时回避电池的剩余容量较大地低于适当范围的下限的情况。所述混合动力车辆(10)包括发动机(12)、发电机(MG1)、电池(50)、行驶用电机(MG2),还具备:转换器(48),其将电池50的电压升压而提供给电动机(MG2);经济开关(72),其用于对于转换器(48)的升压控制选择第一模式或者第二模式;混合动力ECU(66),其通过经济开关(72)选择了第二模式时,将通过转换器(48)升压后的电压上限值从第一模式下的第一上限值变更为比该第一上限值低的第二上限值,并且,在电池(50)的剩余容量变为了阈值以下时,将通过转换器(48)升压后的电压上限值从第二上限值向第一上限值切换。

接着,参照图2说明使电机MG1、MG2作为电动机发挥功能时的电机E⑶60中的电压控制。图2是电机ECU60的功能框图,将电机MGl、MG2都用作电动机的情况下的电压控制是同样地进行的控制,因此在此主要对输出行驶用动力的电机MG2的控制进行说明。 电机ECU60包括:控制方式选择部106,其对电机MG2的控制方式进行选择;转换器控制部104,其接受来自控制方式选择部106的转换器输出电压指令Vc%生成用于对转换器48内的2个电力用开关元件(例如IGBT等)进行导通、断开控制的开关信号S1、S2,并输出给转换器48;以及PWM控制块100和矩形波控制块102,其从控制方式选择部106接受转矩指令T%生成用于对在变换器46内的U相、V相以及W相的各相臂分别设置2个(合计6个)的电力用开关元件(例如IGBT等)进行导通、断开控制的开关信号S3〜S8,并输出给变换器46。

(式 I)

图6是表示通常模式和经济模式的车速和车辆功率的关系的映射。

2相3相变换部78基于电机MG2的转子36的旋转角Θ,将d轴电压指令Vcf和q轴电压指令Vq*变换成三相的各相电压Vu、Vv、Vw,并输出给开关信号生成部80。在从d轴电压指令Vcf和q轴电压指令Vq*向三相的各相电压Vu、Vv、Vw的变换中,也反映系统电压VH0

动力分配合并机构14由行星齿轮机构构成,所述行星齿轮机构构成为包括:配置在中心部的太阳轮18;与太阳轮18同心地配置在外侧、且在圆环内周部具有内齿的齿圈20;与太阳轮18和齿圈20这两者啮合的多个齿轮架(carriers)22。

在这样的混合动力车中,存在如下的车辆:将从电池供给的直流电压通过作为电压转换器的DC/DC转换器(以下,适当地只称为“转换器”)进行升压并向变换器供给,通过变换器变换成交流电压后施加给交流同步型电机。

本发明涉及具有发动机和电机来作为动力源的混合动力车辆。

图2是电机E⑶的功能框图。

混合动力车辆

本发明提出判断上坡和下坡而不使用GPS电波的混合动力车辆。控制单元利用检测出车辆前后方向对水平面的倾斜的倾斜传感器或车辆运转传感器,判断车辆的上坡状态和下坡状态。或者利用驾驶者操作盘或公共汽车定位系统,取得道路的上坡信息和下坡信息。控制单元根据这些上坡状态、上坡信息、下坡状态、下坡信息,设定蓄电装置的充电率目标值,控制对蓄电装置的充电。

专利文献1:日本国特开平8-126116号公报

日本国特开平8-126116号公报(专利文献I)揭示的并行型混合动力车辆能按照车辆的行驶路径控制蓄电装置(蓄电池)的充电。此专利文献I揭示的并行型混合动力车辆具有连接GPS接收装置的向导处理部,在此向导处理部提取车辆行驶路径的上坡信息和下坡信息,控制蓄电装置的充电。

附图说明

放大器63放大来自减法器62的减法运算输出,并输出充电功率指令ICH。对加法器64输入来自放大器63的充电功率指令ICH和推进功率指令IPW。推进功率指令IPW对应于供给驱动器单元32的驱动指令IDR。加法器64输出将充电功率指令ICH与推进功率指令IPW相加后得到的发电功率指令IPGlinear。将此发电功率指令IPGlinear供给第I变电器25的驱动器单元26。第I变电器25根据发电功率指令IPGlinear调整各半导体开关的导通期,输出与发电功率指令IPGlinear对应的发电输出PG。

图8是示出本发明混合动力车辆实施方式3的组成图。

实施方式5

混合动力车辆10的惯性行驶运转状态下,第2变电器31利用其第2功能将驱动电动机33产生的再生输出PM(即三相交流电)变换成直流电,用直流电对蓄电装置27进行充电。通过由驱动电动机33的再生输出将蓄电装置27充电,能对驱动电动机33供给制动力。驱动器单元32在混合动力车辆10的惯性行驶运转状态下,对第2变电器31进行PWM控制,调整供给驱动电动机33的制动力。

混合动力车辆10的驱动运转状态,尤其在车辆启动、加速时,需要对驱动电动机33进行驱动的大功率,但通过蓄电输出PB补充发电输出PG,能在燃料费和排放废气良好的运转状态下驱动发动机21。蓄电装置27的充电率高低影响蓄电装置27的寿命,所以将蓄电装置27的充电率控制在上限与下限之间。

混合动力车辆

混合动力车辆包括储存发动机(2)的燃料(FL)的燃料箱(180)、使燃料箱(180)内的燃料(FL)排出的泵(186)、用于将泵(186)排出的燃料(FL)返回至燃料箱(186)的管路(184)、控制装置(混合动力控制部(62))。控制装置在泵(186)的停止期间为预定期间以上的情况下,使泵(186)启动,从而使燃料(FL)循环。

混合动力控制部62基于加速踏板位置传感器42的输出信号Acc和由车速传感器检测出的车速V,计算驾驶者要求的输出(要求功率)。混合动力控制部62在该驾驶者的要求功率的基础上,考虑电池B的充电状态SOC而计算所需的驱动力(总功率),还计算对发动机要求的转速和对发动机要求的功率。混合动力控制部62基于要求转速和要求功率进行发动机2的节气门控制。

本发明涉及混合动力车辆。

混合动力控制部62计算对应于车辆的行驶状态的驾驶者要求转矩,使变换器36驱动电动发电机MG2,并且根据需要使电动发电机MGl进行发电。

该第三旋转轴上安装有传动装置4,该传动装置4通过驱动传动装置6来向差速齿轮18传递动力。差速齿轮18将从传动装置6接受到的动力传递给前轮20R、20L,并且通过传动装置6、4而将前轮20R、20L的旋转力传递给行星齿轮的第三旋转轴。

参照图4和图2,当处理开始时,混合动力控制部62例如基于发动机转速来判断发动机2是否为停止中(步骤SI)。混合动力控制部62在判断为发动机2不是停止中的情况下(步骤SI中为否),将发动机停止计数器的值设定为初始值、即O(步骤S7)。当步骤S7的处理结束时,整体的处理结束。

这样,根据本实施方式,在发动机长时间停止的情况下,能够实现使减轻燃料对车辆带来的影响成为可能的混合动力车辆。

在这样的汽车中,即使定期使发动机启动,也会由于运行时间较短而发生经过长时间后燃料箱的燃料几乎未被消耗的情况。在这种情况下,有可能由于燃料的劣化、变质而引起发动机的启动性能的恶化、排放的恶化。

在燃料箱180内蒸发的燃料蒸汽经由通路188而被吸附于活性炭罐189内部的活性炭。并且,通过由混合动力控制部62打开炭罐净化VSV(vacuumswitchingvalve,真空转换阀)191,吸附的燃料蒸汽经由通路190、192而被排放到进气通路111内。

而且,本发明也能够适用于以发动机和电机直接驱动车轮的并联型混合动力汽车。并联型混合动力汽车中,电机进行发动机的动力的辅助,并且也作为对电池进行充电的发电机发挥作用。并联型混合动力汽车能够利用发电机对电池进行充电并且行驶。

以下,参照附图详细说明本发明的实施方式。对图中相同或相当的部分标记相同的符号并不重复其说明。

需要说明的是,可以设置将电动发电机MG2的旋转减速并传递给行星齿轮16的减速齿轮,也可以设置能够变更该减速齿轮的减速比的变速齿轮。

参照图2,控制装置14包括混合动力控制部62、行驶模式设定部64、存储部66。混合动力控制部62通过电池B的充放电电流的累计等来求出电池B的充电状态(SOC=Stateofcharge)。混合动力控制部62进行发动机2的节气门(throttle)控制,并且检测发动机2的发动机转速。

背景技术

串联型混合动力汽车和并联型混合动力汽车都具有使发动机成为动作状态的动作模式和、使发动机停止且使电机成为动作状态的动作模式。因此,本发明也能够适用于这些汽车。

混合动力车辆I还包括电池B、对电池B输出的直流电力进行升压的升压单元32、与升压单元32之间进行直流电力的授受的变换器(inverter,逆变器)36、经由行星齿轮16而与发动机联结并主要进行发电的电动发电机MG1、旋转轴被连接于行星齿轮16的电动发电机MG2。变换器36被连接于电动发电机MGl、MG2,进行交流电力与来自升压单元32的直流电力的变换。

混合动力车辆

一种混合动力车辆,具有:蓄积内燃机(2)的燃料(FL)的燃料箱(180);使燃料(FL)循环的循环系统(泵(186)、第一通路(187)、压力调节器(130)和第二通路(184));和控制装置(混合动力控制部(62))。控制装置,在混合动力车辆的车辆状态满足预定的条件时,控制混合动力车辆,使得进行在使内燃机(2)停止的状态下由旋转电机驱动车轮的EV行驶(电动汽车行驶)。控制装置,在内燃机(2)的停止期间在预定期间以上的情况下,驱动循环系统而使燃料(FL)循环。

在图I所示的混合动カ车辆I中,通过使蓄电池B的容量变大,能够扩展电动机动车行驶的区域。但是,在例如反复使混合动カ车辆I仅短距离行驶的情况下,仅将电动发电机MG2用于车辆的驱动的可能性变高。即,发动机2的停止期间可能会变长。

图2是表示图I的控制装置14的功能框图以及与控制装置14相关的外围装置的图。另外,控制装置14由软件、硬件皆可实现。

S卩,控制装置14是这样的控制装置,即在车辆状态满足预定的条件时,控制混合动カ车辆1,使得其进行在使发动机2停止的状态下由电动发动机MG2驱动车轮的EV行驶。

本发明涉及混合动カ车辆,尤其涉及ー种并用内燃机和旋转电机的混合动カ车辆。

日本特开2005-226462号公报中,公开了燃料泵与路径切换机构一体化的燃料供给装置。该燃料供给装置构成为:在将燃料箱内的燃料供给至汽化器的运行状态与使汽化器内的燃料返回至燃料箱的回流状态之间自由切換。在发动机长期停止时以成为回流状态的方式进行燃料供给装置的操作,从而能够在发动机的下一次启动时消除由燃料的劣化、变质导致的启动不良等故障。

行驶模式设定部64,基于来自加速位置传感器42的输出信号Acc、车速传感器44所检测出的车速V以及从EV优先开关46发送的表示驾驶者是否选择了EV行驶模式的信息,将混合动カ车辆I的行驶模式确定为EV行驶模式和HV行驶模式中的任一方。该信息,即表示“混合动カ车辆I的车辆状态”的信息。行驶模式设定部64将已设定的行驶模式的信息输出至混合动カ控制部62。混合动カ控制部62,基于从行驶模式设定部64接收的信息,控制发动机2,并且控制变换器36以控制电动发动机MG2的动作。

本发明的目的在于,提供一种在发动机长期停止了的情况下能够减小燃料对车辆的影响的混合动カ车辆。

图5是表不实施方式2中的混合动カ车辆IA的主要结构的图。參照图5,在混合动カ车辆IA的内部设有连接器26,在混合动カ车辆IA的外部设置充电装置25。来自充电装置25的直流电压被直接输入蓄电池B。这一点,混合动カ车辆IA不同于图I的混合动カ车辆I。

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