ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО, СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫМ СРЕДСТВОМ Российский патент 2011 года по МПК B60L11/18 H02J7/00 

Область техники

Настоящее изобретение относится к транспортному средству, снабженному устройством накопления энергии, которое может заряжаться от внешнего источника питания, находящегося вне транспортного средства, способу управления для транспортного средства и машиночитаемому носителю записи, содержащему программу для выполнения компьютером способа управления транспортным средством.

Уровень техники

В публикации №10-56741 японского патента раскрыта структура зарядки батареи малого электрического транспортного средства, которая позволяет заряжать батарею от источника питания, находящегося вне транспортного средства. В этой структуре зарядки батареи, когда шнур питания для зарядки вытягивается из катушки, когда главный переключатель находится в выключенном положении, то в ответ на такое вытягивание запускается управление для зарядки батареи.

Согласно этой структуре зарядки батареи, нет необходимости переключать управление между управлением в движении и управлением зарядкой посредством специального переключателя или т.п., так что процесс работы упрощается и может быть предотвращена такая ошибка как движение транспортного средства во время операции зарядки.

Тем не менее, для предотвращения кражи и т.п.транспортные средства обычно снабжаются средствами безопасности, например, для предотвращения запуска системы транспортного средства, когда ключ не верифицирован. Технология, раскрытая в публикации №10-56741 японского патента, эффективна с точки зрения экономии времени и усилий, требуемых для запуска системы для зарядки, но в данной публикации не рассматривается взаимосвязь запуска системы для зарядки с функциями, применяемыми в качестве мер безопасности для запуска системы.

Раскрытие изобретения

Соответственно, целью настоящего изобретения является предоставление транспортного средства, которое снабжено устройством накопления энергии, которое может быть заряжено от источника питания, находящегося вне транспортного средства, и которое обеспечивает упрощенный запуск системы во время зарядки и адаптировано для уже существующих мер безопасности.

Еще одной целью настоящего изобретения является предоставление способа управления, применяемого в транспортном средстве, которое снабжено устройством накопления энергии, которое может быть заряжено от источника питания, находящегося вне транспортного средства, и которое обеспечивает упрощенный запуск системы во время зарядки и адаптировано для уже существующих мер безопасности, а также машиночитаемого носителя записи, содержащего программу для выполнения компьютером способа управления.

Согласно настоящему изобретению транспортное средство включает в себя устройство накопления энергии, имеющее возможность зарядки, штепсельную вилку зарядки, блок зарядки, блок обнаружения соединения, блок аутентификации и блок управления. Штепсельная вилка зарядки принимает электрическую энергию для зарядки устройства накопления энергии от источника питания, расположенного вне транспортного средства. Блок зарядки выполнен с возможностью иметь возможность принимать подводимую электрическую энергию от штепсельной вилки зарядки и заряжать устройство накопления энергии. Блок обнаружения соединения обнаруживает соединение или разъединение между штепсельной вилкой зарядки и источником питания. Блок аутентификации определяет, является ли пользователь регулярным пользователем, и позволяет запускать систему транспортного средства, когда определено, что пользователь является регулярным пользователем. Блок управления аннулирует результат определения, выдаваемый блоком аутентификации, и инструктирует блок зарядки выполнить зарядку устройства накопления энергии от источника питания, когда блок обнаружения соединения обнаруживает соединение между штепсельной вилкой зарядки и источником питания в состоянии останова системы транспортного средства.

Предпочтительно, блок аутентификации определяет, является ли ключ пользователя регулярным, и позволяет запускать систему транспортного средства, когда блок аутентификации определяет, что ключ является регулярным.

Предпочтительно, блок управления подтверждает результат определения блока аутентификации, когда блок обнаружения соединения обнаруживает разъединение между штепсельной вилкой зарядки и источником питания.

Предпочтительно, блок управления подтверждает результат определения блока аутентификации, когда определено, что зарядка устройства накопления энергии от источника питания завершена.

Предпочтительно, транспортное средство, дополнительно, включает в себя блок обнаружения положения переключения. Блок обнаружения положения переключения обнаруживает положение переключения рычага переключения. Блок управления аннулирует результат определения блока аутентификации и инструктирует блок зарядки выполнить зарядку устройства накопления энергии от источника питания, только когда блок обнаружения положения переключения обнаруживает, что рычаг переключения установлен в предопределенное положение переключения, позволяющее заряжать устройство накопления энергии от источника питания.

Предпочтительно, предопределенным положением переключения является положение парковки.

Кроме того, согласно настоящему изобретению способ управления является способом управления для транспортного средства, позволяющим выполнять зарядку устройства накопления энергии, установленного на транспортном средстве от внешнего источник питания. Транспортное средство включает в себя блок аутентификации. Блок аутентификации определяет, является ли пользователь регулярным пользователем, и позволяет запускать систему транспортного средства, когда определено, что пользователь является регулярным пользователем. Способ управления включает в себя три этапа. На первом этапе обнаруживают соединение между штепсельной вилкой зарядки для приема электрической энергии для зарядки устройства накопления энергии и источником питания. На втором этапе аннулируют выводимый блоком аутентификации результат определения, если в состоянии останова системы транспортного средства обнаруживают соединение между штепсельной вилкой зарядки и источником питания. На третьем этапе выполняют зарядку устройства накопления энергии от источника питания, когда результат определения блока аутентификации аннулируют на втором этапе.

Предпочтительно, блок аутентификации определяет, является ли ключ пользователя регулярным, и позволяет запускать систему транспортного средства, если блок аутентификации определяет, что ключ является регулярным.

Предпочтительно, способ управления, дополнительно, включает в себя четвертый этап. На четвертом этапе результат определения блока аутентификации подтверждается, когда обнаруживают разъединение между штепсельной вилкой зарядки и источником питания.

Предпочтительно, способ управления, дополнительно, включает в себя пятый этап. На пятом этапе подтверждают результат определения блока аутентификации, когда определено, что зарядка устройства накопления энергии от источника питания завершена.

Предпочтительно, способ управления, дополнительно, включает в себя шестой этап. На шестом этапе определяют, установлен ли рычаг переключения в предопределенное положение переключения, позволяющее выполнять зарядку устройства накопления энергии от источника питания. Результат определения блока аутентификации аннулируют на втором этапе, только когда на шестом этапе определено, что рычаг переключения установлен в предопределенное положение переключения.

Предпочтительно, упомянутым предопределенным положением переключения является положение парковки.

В добавление, согласно настоящему изобретению предоставлен носитель записи, который содержит программу для выполнения компьютером любого из описанных выше способов управления.

В настоящем изобретении устройство накопления энергии может заряжаться от источника энергии, находящегося вне транспортного средства. Настоящее изобретение включает в себя блок аутентификации, который позволяет запускать систему транспортного средства, когда определено, что пользователь является регулярным пользователем. Дополнительно, результат определения блока аутентификации аннулируется, если в состоянии останова системы транспортного средства обнаруживается соединение между штепсельной вилкой зарядки и источником питания. Следовательно, устраняется необходимость обычной операции запуска системы, которая требует аутентификации.

Следовательно, согласно настоящему изобретению блок аутентификации может реализовывать меры безопасности для обычного запуска системы при движении транспортного средства, и операция запуска системы может быть упрощена для запуска системы при зарядке.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - общая структурная схема транспортного средства согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг.2 - функциональная структурная схема устройства управления, показанного на Фиг.1;

Фиг.3 - блок-схема, иллюстрирующая процесс управления относительно определения допуска зарядки, выполняемый устройством управления с Фиг.1;

Фиг.4 - нуль-фазовая эквивалентная схема инверторов и двигателей-генераторов, показанных на Фиг.1;

Фиг.5 - общая структурная схема транспортного средства, снабженного независимым инвертором для зарядки.

Лучшие варианты осуществления изобретения

Далее варианты осуществления настоящего изобретения описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи. В следующем описании одинаковые или соответствующие части имеют одинаковые ссылочные номера, и их описание не дублируется.

Фиг.1 представляет собой общую структурную схему гибридного транспортного средства, являющегося примером транспортного средства согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. Ссылаясь на Фиг.1, гибридное транспортное средство 100 включает в себя двигатель 2, двигатели-генераторы MG1 и MG2, механизм 4 разделения мощности и колеса 6. Кроме того, гибридное транспортное средство 100 включает в себя устройство B накопления энергии, положительную линию PL, отрицательную линию NL, конденсатор C, инверторы 10 и 20, устройство 30 управления, датчик 72 напряжения и датчик 74 тока. Гибридное транспортное средство 100, дополнительно, включает в себя линии ACL1 и ACL2 питания, порт 40 переменного тока и штепсельную вилку 50 зарядки.

Механизм 4 разделения мощности соединен между двигателем 2 и двигателями-генераторами MG1 и MG2 для распределения мощности между ними. Например, механизм 4 разделения мощности может быть сформирован как планетарная передача с тремя осями вращения, то есть осями солнечной шестерни, водила планетарной передачи и коронной шестерни. Эти три оси вращения соединены с осями вращения двигателя 2 и двигателей-генераторов MG1 и MG2 соответственно. Например, двигатель-генератор MG1 имеет пустотелый ротор, и через него коаксиально протягивается коленчатый вал двигателя 2, так что двигатель 2 и двигатели-генераторы MG1 и MG2 могут быть механически соединены с механизмом 4 разделения мощности.

Механизм 4 разделения мощности распределяет мощность, генерируемую двигателем 2, на колеса 6 и двигатель-генератор MG1. Таким образом, двигатель 2 устроен в гибридном транспортном средстве 100 как источник питания, приводящий в движение колеса 6, а также двигатель-генератор MG1. Двигатель-генератор MG1 устроен в гибридном транспортном средстве 100 как генератор электрической мощности, приводимый в движение двигателем 2, а также как электрический двигатель, который может вращать двигатель 2. Двигатель-генератор MG2 устроен в гибридном транспортном средстве 100 как источник энергии приведения в движение, приводящий в движение колеса 6.

Как описано ниже, гибридное транспортное средство 100 может заряжать устройство B накопления энергии из источника 60 питания путем присоединения штепсельной вилки 50 зарядки к гнезду, на которое подается питание от источника 60 питания (например, промышленного источника питания переменного тока), находящегося вне транспортного средства.

Устройство B накопления энергии имеет положительную и отрицательную клеммы, которые соединены с положительной и отрицательной линиями PL и NL соответственно. Конденсатор C соединен между положительной и отрицательной линиями PL и NL. Инвертор 10 включает в себя плечи 12, 14 и 16 U-фазы, V-фазы и W-фазы, которые параллельно соединены между положительной и отрицательной линиями PL и NL. Плечо 12 U-фазы образуется из соединенных последовательно переключающих элементов Q11 и Q12, плечо 14 V-фазы образуется из соединенных последовательно переключающих элементов Q13 и Q14, а плечо 16 W-фазы образуется из соединенных последовательно переключающих элементов Q15 и Q16. Диоды D11-D16 соединены встречно-параллельно с переключающими элементам Q11-Q16 соответственно. Инвертор 20 включает в себя плечи 22, 24 и 26 U-фазы, V-фазы и W-фазы. Инвертор 20 имеет, по существу, такую же структуру, что и инвертор 10.

Например, в качестве вышеупомянутых переключающих элементов могут использоваться биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) или силовые МОП-транзисторы (MOSFET).

Двигатель-генератор MG1 включает в себя соединенные в звезду трехфазные обмотки, один конец которых соединен с концами других обмоток, формируя нейтральную точку N1. Аналогично, двигатель-генератор MG2 включает в себя соединенные в звезду трехфазные обмотки, один конец которых соединен с концами других обмоток, формируя нейтральную точку N2. Линии ACL1 и ACL2 питания присоединены к нейтральным точкам N1 и N2 соответственно. Другие концы линий ACL1 и ACL2 питания присоединены к штепсельной вилке 50 зарядки через порт 40 переменного тока.

Устройство B накопления энергии представляет собой заряжаемый источник питания постоянного тока, который формируется из вторичной батареи, такой как никель-водородная батарея или ионно-литиевая батарея. Устройство B накопления энергии подает электрическую энергию на инверторы 10 и 20, и заряжается рекуперативной энергией, предоставляемой из инверторов 10 и/или 20. Устройство B накопления энергии может быть сформировано из конденсатора большой емкости.

Датчик 72 напряжения воспринимает напряжение VB устройства B накопления энергии и предоставляет воспринятую величину в устройство 30 управления. Датчик 74 тока измеряет ток IB, протекающий к/от устройства B накопления энергии, и предоставляет измеренную величину в устройство 30 управления. Конденсатор C сглаживает напряжение между положительной и отрицательной линиями PL и NL.

Каждый из инверторов 10 и 20 сформирован из трехфазной мостовой схемы. На основании сигнала PWM1 из устройства 30 управления инвертор 10 преобразует постоянное напряжение, подаваемое из устройства B накопления энергии, в трехфазное переменное напряжение, и подает его на двигатель-генератор MG1. Инвертор 10 преобразует переменное напряжение, генерируемое двигателем-генератором MG1, использующим мощность двигателя 2, в напряжение постоянного тока и подает его на положительную и отрицательную линии PL и NL.

На основании сигнала PWM2 из устройства 30 управления инвертор 20 преобразует напряжение постоянного тока, подаваемое из устройства B накопления энергии, в трехфазное напряжение переменного тока, и обеспечивает преобразованное трехфазное переменное напряжение на двигатель-генератор MG2. Когда выполняется рекуперативное торможение транспортного средства, инвертор 20 преобразует трехфазное напряжение переменного тока, генерируемое двигателем-генератором MG2, использующим энергию вращения колес 6, в напряжение постоянного тока и обеспечивает его на положительную и отрицательную линии PL и NL.

Когда штепсельная вилка 50 зарядки присоединяется к источнику 60 питания и начинается зарядка устройства B накопления энергии от источника 60 питания, инверторы 10 и 20 преобразуют мощность переменного тока, подаваемую от источника 60 питания на нейтральные точки N1 и N2 через штепсельную вилку 50 зарядки, порт 40 переменного тока и линии ACL1 и ACL2 питания, в мощность постоянного тока, и обеспечивает ее на положительную и отрицательную линии PL и NL, чтобы заряжать устройство B накопления энергии.

Каждый из двигателей-генераторов MG1 и MG2 представляет собой трехфазную электрическую динамо-машину и сформирован из трехфазного синхронного двигателя с постоянным магнитом, имющего постоянный магнит в роторе. Двигатель-генератор MG1 рекуперативно приводится в движение инвертором 10 и генерирует трехфазную мощность переменного тока, используя мощность двигателя 2, для обеспечения ее на инвертор 10. Для запуска двигателя 2 двигатель-генератор MG1 приводится в движение, чтобы осуществить пропускание энергии инвертором 10 и завращать двигатель 2. Двигатель-генератор MG2 приводится в движение инвертором 20, чтобы осуществить пропускание энергии и, таким образом, генерировать мощность приведения в движение для приведения в движение колес 6. Когда выполняется рекуперативное торможение транспортного средства, двигатель-генератор MG2 рекуперативно приводится в движение инвертором 20 для генерирования трехфазной мощности переменного тока, используя силу вращения колес 6, и обеспечивает ее на инвертор 20.

Устройство 30 управления производит сигнал Широтно-Импульсной Модуляции (Pulse Width Modulation, PWM) для возбуждения инвертора 10 и предоставляет произведенный сигнал PWM в виде сигнала PWM1 на инвертор 10. Устройство 30 управления также производит сигнал PWM для возбуждения инвертора 20 и предоставляет произведенный сигнал PWM в виде сигнала PWM2 на инвертор 20.

Когда штепсельная вилка 50 зарядки присоединяется к источнику 60 питания, чтобы зарядить устройство B накопления энергии от источника 60 питания, устройство 30 управления запускает систему транспортного средства и управляет инверторами 10 и 20 для преобразования мощности переменного тока, подаваемой на нейтральные точки N1 и N2 от источника 60 питания, в мощность постоянного тока и предоставления ее в устройство B накопления энергии по способу, описанному далее.

Хотя это не показано, порт 40 переменного тока включает в себя реле, соединяющее и разъединяющее линии ACL1 и ACL2 питания к/от штепсельной вилки 50 зарядки, а также датчик, воспринимающий подводимые напряжение и ток на штепсельной вилке 50 зарядки. Для зарядки устройства B накопления энергии от источника 60 питания, порт 40 переменного тока электрически соединяет штепсельную вилку 50 зарядки с линиями ACL1 питания ACL2.

Штепсельная вилка 50 зарядки представляет собой соединительную клемму для электрического соединения гибридного транспортного средства 100 с источником 60 питания. Штепсельная вилка 50 зарядки может обнаруживать соединение и разъединение к/от источника 60 питания и подавать в устройство 30 управления сигнал CNCT, указывающий соединение или разъединение к/от источника 60 питания с устройством 30 управления.

Фиг.2 представляет собой функциональную структурную схему устройства 30 управления, показанного на Фиг.1. Ссылаясь на Фиг.2, устройство 30 управления включает в себя Электронный Блок Управления (ЭБУ) 110 источника питания, ЭБУ 120 иммобилайзера, щель 130 ключа, ЭБУ 140 переключения и ЭБУ 150 гибридного транспортного средства. Устройство 30 управления, дополнительно, включает в себя реле 168 ACC, реле 170 IG1 и реле 172 IG2.

Реле 162 устроено в штепсельной вилке 50 зарядки (Фиг.1), и оно включается, когда штепсельная вилка 50 зарядки присоединяется к источнику 60 питания (Фиг.1). ЭБУ 110 источника питания прикладывает напряжение на реле 162. Когда штепсельная вилка 50 зарядки присоединяется к источнику 60 питания, сигнал CNCT достигает уровня L (логического низкого уровня). Когда штепсельная вилка 50 зарядки отсоединяется от источника 60 питания, сигнал CNCT достигает уровня H (логического высокого уровня).

Реле 164 включается, когда пользователь нажимает кнопку включения мощности. ЭБУ 110 источника питания также прикладывает напряжение на реле 164. Когда пользователь нажимает кнопку включения мощности, сигнал PWR достигает уровня L. Когда парковочный тормоз приводится в действие, реле 166 включается. Узел 174 источника питания прикладывает напряжение на реле 166. Когда парковочный тормоз приводится в действие, сигнал PB достигает уровня H. Реле 162, 164 и 166 могут быть расположены в устройстве 30 управления.

Щель 130 ключа может обнаруживать состояние вставки ключа. Когда щель 130 ключа обнаруживает вставку ключа, она предоставляет код идентификатора (ID) ключа в ЭБУ 120 иммобилайзера. ЭБУ 120 иммобилайзера принимает код ID ключа от щели 130 ключа. ЭБУ 120 иммобилайзера сравнивает принятый код ID с предварительно зарегистрированным ID и определяет, является ли ключ регулярным ключом. ЭБУ 120 иммобилайзера предоставляет в ЭБУ 110 источника питания сигнал LIN, указывающий результат верификации кода ID.

ЭБУ 140 переключения обнаруживает положение переключения рычага переключения и предоставляет в ЭБУ 110 источника питания сигнал PS, указывающий результат обнаружения. Реле 168 ACC, реле 170 IG1 и реле 172 IG2 включаются/выключаются согласно инструкциям от ЭБУ 110 источника питания. Аудиоблоки, различные индикаторные лампы, ЭБУ и т.п. присоединены к реле 168 ACC, реле 170 IG1 и реле 172 IG2. Когда реле 168 ACC, реле 170 IG1 и реле 172 IG2 включаются, на эти блоки, лампы и т.п.подается энергия, чтобы запустить систему транспортного средства.

ЭБУ 110 источника питания на основании сигнала CNCT определяет, присоединена ли штепсельная вилка 50 зарядки к источнику 60 питания. На основании сигнала PS, принимаемого из ЭБУ 140 переключения, ЭБУ 110 источника питания определяет положение переключения рычага переключения. Кроме того, на основании сигнала PB, ЭБУ 110 источника питания определяет, установлен ли парковочный тормоз.

Кроме того, ЭБУ 110 источника питания аннулирует сигнал LIN, принимаемый из ЭБУ 120 иммобилайзера, когда сигнал CNCT имеет уровень L (присоединенное состояние), сигнал PS указывает положение парковки и сигнал PB имеет уровень H (парковочный тормоз активирован). Таким образом, ЭБУ 110 источника питания аннулирует верификацию ключа, выполняемую ЭБУ 120 иммобилайзера.

Таким образом, ЭБУ 110 источника питания включает реле 168 ACC, реле 170 IG1 и реле 172 IG2, чтобы запустить систему транспортного средства. ЭБУ 110 источника питания активирует сигнал ST выполнения зарядки, предоставляемый в ЭБУ 150 гибридного транспортного средства, и инструктирует ЭБУ 150 гибридного транспортного средства выполнить зарядку устройства B накопления энергии от источника 60 питания.

Сигнал CNCT достигает уровня H, когда сигнал ST выполнения зарядки активен, то есть, когда штепсельная вилка 50 зарядки отсоединяется от источника 60 питания во время зарядки устройства B накопления энергии от источника 60 питания, ЭБУ 110 источника питания выполняет процесс завершения зарядки. Более конкретно, ЭБУ 110 источника питания выключает реле 168 ACC, реле 170 IG1 и реле 172 IG2 и деактивирует аннулирование сигнала LIN, принимаемого из ЭБУ 120 иммобилайзера. Дополнительно, ЭБУ 110 источника питания аналогичным образом выполняет вышеописанный процесс завершения зарядки, когда активируется сигнал END, предоставляемый из ЭБУ 150 гибридного транспортного средства, который указывает завершение зарядки устройства B источника питания.

ЭБУ 150 гибридного транспортного средства производит сигналы PWM1 и PWM2 для возбуждения инверторов 10 и 20, и предоставляет произведенные сигналы PWM1 и PWM2 на переключающие элементы инверторов 10 и 20 соответственно.

Когда активируется сигнал ST выполнения зарядки, принимаемый из ЭБУ 110 источника питания, ЭБУ 150 гибридного транспортного средства управляет инверторами 10 и 20 таким образом, чтобы преобразовывать мощность переменного тока, подаваемую от источника 60 питания на нейтральные точки N1 и N2, в мощность постоянного тока и предоставлять ее в устройство B накопления энергии. Более конкретно, ЭБУ 150 гибридного транспортного средства производит инструкции AC1 и AC2 нуль-фазового напряжения для приведения в действие двигателей-генераторов MG1 и MG2, а также инверторов 10 и 20, как однофазный преобразователь PWM, описанный ниже, производит сигналы PWM1 и PWM2 на основании инструкций AC1 и AC2 нуль-фазового напряжения, произведенных таким образом, и предоставляет их в инверторы 10 и 20 соответственно.

ЭБУ 150 гибридного транспортного средства оценивает Состояние Зарядки (СЗ) устройства B накопления мощности на основании напряжения VB, воспринимаемого датчиком 72 напряжения (Фиг.1), и тока IB, воспринимаемого датчиком 74 тока (Фиг.1). На основании СЗ устройства B накопления энергии ЭБУ 150 гибридного транспортного средства определяет, завершена ли зарядка устройства B накопления энергии. Когда ЭБУ 150 гибридного транспортного средства определяет, что зарядка завершилась, он активирует сигнал END, предоставляемый в ЭБУ 110 источника питания.

Фиг.3 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую процесс управления, касающийся определения допуска зарядки, выполняемый устройством 30 управления с Фиг.1. Процесс в данной блок-схеме выполняется через предопределенные временные интервалы или каждый раз при удовлетворении предопределенных условий.

Ссылаясь на Фиг.3, штепсельная вилка 50 зарядки присоединяется к источнику 60 питания. Когда сигнал CNCT достигает уровня L (этап S10), устройство 30 управления определяет, является ли положение переключения рычага переключения положением парковки (P) (этап S20). Если устройство 30 управления определяет, что рычаг положения переключения не является парковкой (НЕТ на этапе S20), то оно не выполняет последующую обработку и переходит к обработке этапа S100.

Когда на этапе S20 определяется, что положение переключения является парковкой (ДА на этапе S20), устройство 30 управления на основании сигнала PB определяет, установлен ли парковочный тормоз (этап S30). Если устройство 30 управления определяет, что парковочный тормоз не активирован (ветвь НЕТ на этапе S30), то оно не выполняет последующую обработку и переходит к этапу S100.

Если на этапе S30 определяется, что парковочный тормоз установлен (ДА на этапе S30), то устройство 30 управления аннулирует верификацию ключа, выполняемую ЭБУ 120 иммобилайзера (этап S40). Таким образом, условия запуска системы удовлетворяются независимо от результата верификации ключа и устройство 30 управления включает реле 168 ACC, реле 170 IG1 и реле 172 IG2 (этап S50). Таким образом, система транспортного средства запускается.

Устройство 30 управления производит инструкции AC1 и AC2 нуль-фазового напряжения для приведения в действие двигателей-генераторов MG1 и MG2, а также инверторов 10 и 20, как однофазный преобразователь PWM, производит сигналы PWM1 и PWM2 на основании инструкций AC1 и AC2 нуль-фазового напряжения, произведенных таким образом, и предоставляет их в инверторы 10 и 20 соответственно. Таким образом, выполняется управление зарядкой устройства B накопления энергии от источника 60 питания (этап S60).

Далее, устройство 30 управления на основании сигнала CNCT определяет, отсоединена ли штепсельная вилка 50 зарядки от источника 60 питания (этап S70). Если устройство 30 управления определяет, что штепсельная вилка 50 зарядки отсоединена от источника 60 питания (ДА на этапе S70), оно выполняет обработку завершения зарядки (этап S90). Более конкретно, устройство 30 управления выключает реле 168 ACC, реле 170 IG1 и реле 172 IG2 и подтверждает верификацию ключа, которая была аннулирована на этапе S40. Таким образом, система транспортного средства останавливается.

Когда на этапе S70 определяется, что штепсельная вилка 50 зарядки присоединена к источнику 60 питания (НЕТ на этапе S70), то устройство 30 управления на основании СЗ устройства B накопления энергии определяет, завершилась ли зарядка устройства B накопления энергии (этап S80). Когда устройство 30 управления определяет, что зарядка устройства B накопления энергии завершилась (ДА на этапе S80), то устройство 30 управления переходит к обработке этапа S90, чтобы выполнить обработку завершения зарядки, которая была описана выше. Когда определяется, что зарядка устройства B накопления энергии еще не завершена (НЕТ на этапе S80), то устройство 30 управления переходит к обработке этапа S100.

Далее приведено описание работы инверторов 10 и 20, когда устройство B накопления энергии заряжается из источника 60 питания.

Фиг.4 представляет собой иллюстрацию нуль-фазовой эквивалентной схемы инверторов 10 и 20, а также двигателей-генераторов MG1 и MG2. Каждый из инверторов 10 и 20 сформирован из трехфазных мостовых схем соответственно, причем включение и выключение шести переключающих элементов может быть скомбинировано по восьми шаблонам. В двух из этих восьми шаблонов переключения межфазное напряжение равно нулю и это состояние напряжения обозначается термином "вектор нулевого напряжения". Можно предположить, что в векторе нулевого напряжения три переключающих элемента верхнего плеча находятся в одном состоянии переключения (все включены или все выключены), и все переключающие элементы нижнего плеча также находятся в одном состоянии переключения. Соответственно, на Фиг.4 три переключающих элемента верхнего плеча инвертора 10 в совокупности представлены как верхнее плечо 10A, а три переключающих элемента нижнего плеча инвертора 10 в совокупности представлены как нижнее плечо 10B. Аналогично, три переключающих элемента верхнего плеча инвертора 20 в совокупности представлены как верхнее плечо 20A, а три переключающих элемента нижнего плеча инвертора 20 в совокупности представлены как нижнее плечо 20B.

Как показано на Фиг.4, данная нуль-фазовая эквивалентная схема может рассматриваться как однофазный преобразователь PWM, принимающий в качестве подводимой однофазную мощность переменного тока, подаваемую в нейтральные точки N1 и N2 через линии ACL1 и ACL2 питания. Соответственно, вектор нулевого напряжения в каждом инверторе 10 и 20 меняется, чтобы выполнять управление переключением для того, чтобы инверторы 10 и 20 могли работать как плечи однофазного преобразователя PWM. Таким образом, мощность переменного тока, подаваемая по линиям ACL1 и ACL2, может быть преобразована в мощность постоянного тока и может быть предоставлена на положительную и отрицательную линии PL и NL.

Согласно этому варианту осуществления, как описано выше, устройство B накопления энергии может заряжаться из источника 60 накопления энергии, находящего вне транспортного средства. В этом гибридном транспортном средстве 100 верификация ключа выполняется как мера безопасности при запуске системы (функция иммобилайзера). Тем не менее, когда в состоянии останова системы транспортного средства обнаруживается соединение между штепсельной вилкой 50 зарядки и источником 60 питания, верификация ключа аннулируется, так что обычная операция запуска системы, включающая в себя верификацию ключа, отменяется.

Следовательно, согласно настоящему варианту осуществления верификация ключа выполняется как мера безопасности, когда система запускается в обычном режиме во время движения транспортного средства, и операция запуска системы упрощается, когда система запускается во время зарядки.

В этом варианте осуществления, когда штепсельная вилка 50 зарядки удаляется из источника 60 питания в течение зарядки, верификация ключа, которая была аннулирована при зарядке, снова подтверждается. Кроме того, когда зарядка устройства B накопления энергии завершается, верификация ключа, которая аналогичным образом была аннулирована при зарядке, снова подтверждается. Следовательно, этот вариант осуществления не создает помех для функции верификации ключа, которая выполняется при обычном запуске системы для движения.

При зарядке устройства B накопления энергии из источника 60 питания этот вариант осуществления аннулирует верификацию ключа и выполняет управление зарядкой только когда положение рычага переключения является парковкой (P). Следовательно, данный вариант осуществления может надежным образом предотвращать движение транспортного средства в течение зарядки.

В описанном выше варианте осуществления мощность зарядки подается через нейтральные точки N1 и N2 двигателей-генераторов MG1 и MG2, когда устройство B накопления энергии заряжается от источника 60 питания, находящегося вне транспортного средства. Тем не менее, может быть использован независимый инвертор, специально выделенный для зарядки.

Фиг.5 представляет собой общую структурную схему гибридного транспортного средства, которая показана как пример транспортного средства, снабженного независимым заряжающим инвертором (то есть, инвертором для зарядки). Ссылаясь на Фиг.5, гибридное транспортное средство 100A имеет, по существу, такую же структуру, что и гибридное транспортное средство 100, показанное на Фиг.1, за исключением того, что здесь отсутствуют линии ACL1 и ACL2 питания, соединенные с нейтральными точками N1 и N2, и дополнительно присутствует заряжающий инвертор 80.

Заряжающий инвертор 80 соединен между портом 40 переменного тока и положительной и отрицательной линиями PL и NL. Заряжающий инвертор 80 преобразует мощность переменного тока, подаваемую от источника 60 питания через штепсельную вилку 50 зарядки, в мощность постоянного тока, и подает ее на положительную и отрицательную линии PL и NL. Таким образом, устройство B накопления энергии, соединенное с положительной и отрицательной линиями PL и NL, может заряжаться из источника 60 питания. Другие структуры гибридного транспортного средства 100A соответствуют структурам гибридного транспортного средства 100.

Хотя данный вариант осуществления был описан в связи со случаем, когда верификация ключа выполняется как мера безопасности транспортного средства, настоящее изобретение может быть применено в случаях, когда применяются меры безопасности, отличные от описанных выше. Например, в транспортных средствах, которые имеют систему аутентификации для аутентификации отпечатков пальцев, венозной аутентификации или т.п.в качестве мер безопасности, система аутентификации может быть аннулирована, когда устройство накопления энергии заряжается от источника питания, находящегося вне транспортного средства, и, соответственно, операция запуска системы при зарядке может быть упрощена.

В вышеописанном варианте осуществления устройство 30 управления сформировано из множества ЭБУ. Тем не менее, устройство 30 управления может быть сформировано из одного ЭБУ. Кроме того, некоторые ЭБУ могут быть интегрированы, и, например, ЭБУ 110 источника питания и ЭБУ 150 гибридного транспортного средства могут быть сформированы как один ЭБУ.

Настоящий вариант осуществления был описан в связи с последовательным/параллельным типом гибридного транспортного средства, в котором механизм 4 разделения мощности разделяет мощность двигателя 2 для вала и двигатель-генератор MG1. Тем не менее, настоящее изобретение может быть применено к так называемому последовательному типу гибридного транспортного средства, в котором двигатель 2 используется только для приведения двигателя-генератора MG1, и приводную мощность для транспортного средства генерирует только двигатель-генератор MG2. Кроме того, настоящее изобретение может быть применено к вспомогательно-двигательному типу гибридного транспортного средства, в котором двигатель используется как основной источник энергии, а электрический двигатель при необходимости используется как вспомогательный. Дополнительно, настоящее изобретение может быть применено к электрическому транспортному средству, которое не включает в себя двигатель 2 и использует только электрическую мощность для движения, а также к транспортному средству на топливных элементах, которое в добавление к устройству накопления энергии снабжено топливным элементом.

Преобразователь, который выполняет преобразование напряжения между устройством B накопления энергии и инверторами 10 и 20, может быть устроен между устройством B накопления энергии и инверторами 10 и 20. Этот преобразователь может быть сформирован из, например, известной схемы прерывателя.

В вышеприведенном описании управление, реализуемое устройством 30 управления, выполняется посредством Центрального Процессорного Устройства (ЦПУ), которое считывает из Постоянного Запоминающего Устройства (ПЗУ) программу, содержащую соответствующие этапы, проиллюстрированные на блок-схеме Фиг.3, и выполняет считанную программу, которая реализует обработку согласно блок-схеме Фиг.3. Следовательно, ПЗУ соответствует машиночитаемому (читаемому посредством ЦПУ) носителю записи, содержащему программу, которая включает в себя соответствующие этапы блок-схемы Фиг.3.

В вышеприведенном описании инверторы 10 и 20, двигатели-генераторы MG1 и MG2, линии ACL1 и ACL2 питания и ЭБУ 150 гибридного транспортного средства образуют "блок зарядки" настоящего изобретения. Реле 162 и ЭБУ 110 источника питания формируют "блок обнаружения соединения" настоящего изобретения. Дополнительно, ЭБУ 120 иммобилайзера соответствует "блоку аутентификации" настоящего изобретения, а ЭБУ 110 источника питания соответствует "блоку управления" настоящего изобретения. Дополнительно, ЭБУ 140 переключения соответствует "блоку обнаружения положения переключения" настоящего изобретения.

Несмотря на то, что настоящее изобретение было подробно описано и проиллюстрировано со ссылкой на конкретные варианты осуществления, очевидно, что вышеприведенное описание приведено лишь в качестве иллюстрации и примера и не должно рассматриваться как ограничение. Объем настоящего изобретения интерпретируется пунктами прилагаемой формулы изобретения.

Изобретение относится к транспортному средству, которое может заряжаться от внешнего источника питания, находящегося вне транспортного средства. Транспортное средство содержит устройство накопления энергии, штепсельную вилку зарядки, средство зарядки, средство аутентификации, средство управления. Способ управления заключается в определении того, является ли пользователь регулярным пользователем, предоставлении возможности запуска системы транспортного средства, когда пользователь является регулярным пользователем, запуске системы транспортного средства независимо от результата определения средства аутентификации, когда устройство накопления энергии должно заряжаться от источника питания, выполнении зарядки устройства накопления энергии от источника энергии, когда система транспортного средства запускается. Технический результат заключается в упрощении запуска системы во время зарядки и повышении уровня безопасности. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Транспортное средство, содержащее устройство накопления энергии, способное заряжаться, штепсельную вилку зарядки для приема электрической энергии для зарядки устройства накопления энергии от источника питания, расположенного вне транспортного средства, средство зарядки, выполненное с возможностью обеспечивать возможность приема подводимой электрической энергии из штепсельной вилки зарядки и заряжать устройство накопления энергии, средство аутентификации для определения того, является ли пользователь регулярным пользователем, и предоставления возможности запуска системы транспортного средства, когда определено, что пользователь является регулярным пользователем, и средство управления для запуска системы транспортного средства независимо от результата определения, выводимого средством аутентификации, когда упомянутое устройство накопления энергии должно заряжаться от источника питания.

2. Транспортное средство по п.1, дополнительно содержащее средство обнаружения соединения для обнаружения соединения или разъединения между штепсельной вилкой зарядки и источником питания, причем средство управления запускает систему транспортного средства независимо от результата определения средства аутентификации, когда средство обнаружения соединения обнаруживает соединение между штепсельной вилкой зарядки и упомянутым источником питания в состоянии останова системы транспортного средства.

3. Транспортное средство по п.2, в котором средство управления аннулирует результат определения средства аутентификации и инструктирует средство зарядки выполнить зарядку устройства накопления энергии от источника питания, когда средство обнаружения соединения обнаруживает соединение между штепсельной вилкой зарядки и источником питания в состоянии останова системы транспортного средства.

4. Транспортное средство по п.1, в котором средство аутентификации определяет, является ли ключ пользователя регулярным, и позволяет запускать систему транспортного средства, когда средство аутентификции определяет, что упомянутый ключ является регулярным.

5. Транспортное средство по п.3, в котором средство управления подтверждает^: результат определения средства аутентификации, когда средство обнаружения соединения обнаруживает разъединение между штепсельной вилкой зарядки и источником питания.

6. Транспортное средство по п.3, в котором упомянутое средство управления подтверждает результат определения средства аутентификации, когда определено, что зарядка устройства накопления энергии от источника питания завершена.

7. Транспортное средство по п.3, дополнительно содержащее средство обнаружения положения переключения для обнаружения положения переключения рычага, причем средство управления аннулирует результат определения средства аутентификации и инструктирует средство зарядки выполнить зарядку устройства накопления энергии от источника питания только когда средство обнаружения положения переключения обнаруживает, что рычаг переключения установлен в предопределенном положении переключения, позволяющем заряжать устройство накопления энергии от источника питания.

8. Транспортное средство по п.7, в котором предопределенным положением переключения является положение парковки.

9. Способ управления для транспортного средства, позволяющий заряжать устройство накопления энергии, установленное на транспортном средстве, от источника питания, находящегося вне транспортного средства, в котором упомянутое транспортное средство включает в себя средство аутентификации для определения того, является ли пользователь регулярным пользователем, и предоставления возможности запуска системы транспортного средства, когда определено, что пользователь является регулярным пользователем, и способ управления содержит этап, на котором запускают систему транспортного средства независимо от результата определения средства аутентификации, когда устройство накопления энергии должно заряжаться от источника питания, и этап, на котором выполняют зарядку устройства накопления энергии от источника энергии, когда система транспортного средства запускается.

10. Способ управления по п.9, дополнительно содержащий этап, на котором обнаруживают соединение между источником питания и штепсельной вилкой зарядки для приема электрической энергии для зарядки устройства накопления энергии от источника питания, причем система транспортного средства запускается на этапе запуска системы транспортного средства независимо от результата определения средства аутентификации, когда обнаруживается соединение между штепсельной вилкой зарядки и источником питания в состоянии останова системы транспортного средства.

11. Способ управления по п.10, дополнительно содержащий этап, на котором аннулируют результат определения средства аутентификации, когда в состоянии останова системы транспортного средства обнаруживают соединение между штепсельной вилкой зарядки и источником питания, причем система транспортного средства запускается и зарядка устройства накопления энергии от источника питания выполняется, когда результат определения средства аутентификации аннулируется.

12. Способ управления по п.9, в котором средство аутентификации определяет, является ли ключ пользователя регулярным, и позволяет запускать систему транспортного средства, если средство аутентификации определяет, что упомянутый ключ является регулярным.

13. Способ управления по п.11, дополнительно содержащий этап, на котором подтверждают результат определения средства аутентификации, когда обнаруживается разъединение между штепсельной вилкой зарядки и источником питания.

14. Способ управления по п.11, дополнительно содержащий этап, на котором подтверждают результат определения средства аутентификации, когда определено, что зарядка устройства накопления энергии от источника питания завершена.

15. Способ управления по п.11, дополнительно содержащий этап, на котором определяют, установлен ли рычаг переключения в предопределенное положение переключения, позволяющее заряжать устройство накопления энергии от источника питания, причем результат определения средства аутентификации аннулируется только когда определяется, что рычаг переключения установлен в предопределенное положение переключения.

16. Способ управления по п.15, в котором предопределенным положением переключения является положение парковки.