Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу и устройству выбора передачи для трогания с места гибридного электромобиля. Изобретение также относится к компьютерной программе, компьютерному программному продукту и запоминающей среде, такой как память компьютера, при этом все из перечисленного предназначено для применения с компьютером для осуществления упомянутого способа.
Уровень техники
Общеизвестно, что существует потребность в снижении расхода органического топлива и выбросов транспортных средств с приводом от двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предпринимаются попытки решения этой задачи с помощью транспортных средств с приводом от электрических двигателей. Тем не менее, электромобили имеют ограниченную автономность и ограниченную допустимую мощность, а для перезарядки их аккумуляторных батарей требуется значительное время. Одним из альтернативных решений является объединение ДВС и тягового электрического двигателя в одном транспортном средстве. Такие транспортные средства обычно называют гибридными электромобилям (ГЭМ). Смотри, например, US 5343970.
Описаны разнообразные конфигурации ГЭМ. Во многих патентах, относящихся к ГЭМ, описаны системы, в которых от водителя требуется делать выбор между режимом работы с приводом от электрического двигателя и от двигателя внутреннего сгорания. В других конфигурациях электрический двигатель приводит в действие один комплект колес, а ДВС - другой комплект.
Разработаны и другие, более эффективные конфигурации. Например, известна конфигурация последовательного гибридного электромобиля (ПоГЭМ), представляющего собой автомобиль, оснащенный двигателем (чаще всего ДВС), соединенным с электрическим двигателем, называемым генератором. Генератор в свою очередь подает электроэнергию в аккумуляторную батарею и другой электрический двигатель, называемый тяговым электрическим двигателем. В ПоГЭМ тяговый электрический двигатель является единственным источником крутящего момента на колесах. Между двигателем и ведущими колесами отсутствует механическое соединение.
В конфигурации параллельного гибридного электромобиля (ПаГЭМ) предусмотрен двигатель (чаще всего ДВС) и электрический двигатель, которые совместно обеспечивают необходимый крутящий момент на колесах для движения автомобиля. Кроме того, в конфигурации ПаГЭМ электрический двигатель может использоваться в качестве генератора для зарядки аккумуляторной батареи энергией, вырабатываемой ДВС. ПаГЭМ обычно имеет трансмиссию между ДВС и ведущими колесами автомобиля, чтобы обеспечивать возможность изменять передаточное отношение между ДВС и ведущими колесами, а также во многих случаях между электрическим двигателем и ведущими колесами.
Параллельный/последовательный гибридный электромобиль (ПаПоГЭМ) обладает характеристиками конфигураций как ПаГЭМ, так и ПоГЭМ, и такая конфигурация обычно именуется "разделением потока мощности". У ПаПоГЭМ ДВС механически соединен с двумя электрическими двигателями посредством планетарной коробки передач в блоке с трансмиссией. Первый электрический двигатель, являющийся генератором, соединен с центральной шестерней. ДВС соединен с водилом. Второй электрический двигатель, являющийся тяговым электрическим двигателем, посредством дополнительного зубчатого зацепления в коробке передач в блоке с трансмиссией соединен с кольцевым зубчатым колесом (выходным). Крутящий момент двигателя поступает в генератор для зарядки аккумуляторной батареи. Генератор также способен способствовать обеспечению необходимого крутящего момента на колесах (выходном валу). Тяговый электрический двигатель используется для способствования крутящему моменту на колесах и для рекуперации энергии торможения с целью зарядки аккумуляторной батареи в случае использования рекуперативной тормозной системы.
Выгода сочетания ДВС с электрическим двигателем является очевидной. В этом случае сокращается потребление топлива и выбросы ДВС без существенного снижения характеристик или автономности автомобиля. Тем не менее, сохраняются значительные возможности для разработки способов оптимизации работы ГЭМ.
Одной из областей, в которой ведется такая разработка, является способ трогания ПаГЭМ или ПаПоГЭМ из неподвижного или почти неподвижного положения и разгон автомобиля до низкой скорости. С учетом общих характеристик управляемости и долговечности трансмиссии желательно выбирать максимально высокую передачу для трогания с места (с низким передаточным отношением при трогании с места). С другой стороны, поскольку износ сцепления диктует необходимость выбора низкой передачи для трогания с места, необходимо компромиссное решение. В случае гибридного автомобиля, в котором для трогания с места используется электрическая машина, износ сцепления не является проблемой, когда в аккумуляторной батареи достаточно энергии, а двигатель внутреннего сгорания находится в отсоединенном положении и обычно также выключен при трогании с места. Это позволяет использовать для трогания с места передачу, возможно, на 2-3 ступени выше, чем передача для трогания с места, выбираемая для трогания с места в автомобиле с двигателем внутреннего сгорания.
Сложность состоит в том, что частота вращения входного вала трансмиссии может не достигать оборотов холостого хода двигателя внутреннего сгорания в течение длительных периодов времени, когда автомобиль совершает большое число коротких ускорений до низких максимальных скоростей, например, при медленной езде в условиях транспортного затора. Это означает, что запуск двигателя внутреннего сгорания во время движения не осуществляется предполагаемым способом, и может происходить разрядка аккумуляторной батареи, обеспечивающей тяговую электрическую мощность. В конечном итоге, запуск двигателя внутреннего сгорания приходится осуществлять при низком состоянии заряда (СЗ), а зарядка батареи может быть инициирована при нахождении автомобиля в неподвижном положении, а не во время движения. Этот режим является неэффективным. Например, в порожнем гибридном электромобиле, оснащенном автоматической механической трансмиссией, в нормальных условиях в качестве передачи для трогания с места может выбираться 4-я передача.
Одно из известных решений состоит в том, чтобы постоянно понижать передачу для трогания с места. В результате будут снижаться общие характеристики управляемости и долговечности трансмиссии.
Таким образом, технической задачей, решить которую призвано настоящее изобретение, является создание функциональных возможностей выбора оптимизированной передачи для трогания с места гибридных электромобилей.
Краткое изложение сущности изобретения
В основу настоящего изобретения положена задача создания средства, позволяющего использовать относительно высокие передачи для трогания с места без чрезмерного снижения кпд.
Эта задача решена за счет способа выбора передачи для трогания с места гибридного электромобиля, охарактеризованного в п.1 прилагаемой формулы изобретения. Согласно первой особенности изобретения регистрируют первую последовательность управления приводом, включающую следующие шаги:
обнаружение того, что двигатель внутреннего сгорания выключен и отсоединен от ведущих колес гибридного электромобиля,
выбор и включение первого передаточного отношения при трогании с места и ускорение гибридного электромобиля с использованием в основном только электрического двигателя,
завершение первой последовательности управления приводом без изменения передаточного отношения путем снижения скорости гибридного электромобиля до нуля или почти до нуля,
при этом способ отличается тем, что:
после обнаружения первой последовательности управления приводом и отсутствия переключения передаточного отношения с упомянутого передаточного отношения при трогании с места изменяют выбранное передаточное отношение при трогании с места на более высокое передаточное отношение при трогании с места по сравнению с упомянутым первым передаточным отношением при трогании с места при очередном трогании с места автомобиля во время последовательности управления приводом, следующей за первой последовательностью управления приводом.
Согласно приведенному выше варианту осуществления может быть дополнительно предусмотрено, что, если во время упомянутой первой последовательности управления приводом один или несколько раз происходит запуск двигателя внутреннего сгорания, отменяют изменение передаточного отношения при трогании с места.
В одном из вариантов осуществления изобретения осуществляют следующие дополнительные шаги, включающие:
регистрацию первого параметра, указывающего, что во время первой последовательности управления приводом источник энергии электрического двигателя разрядился ниже заданного первого предельного уровня энергии, и обнаружение того, что передаточное отношение не было переключено с упомянутого передаточного отношения при трогании с места, и
после обнаружения выхода за заданный первый предельный уровень энергии и отсутствия переключения передаточного отношения с упомянутого передаточного отношения при трогании с места изменение выбранного передаточного отношения при трогании с места на более высокое передаточное отношение при трогании с места по сравнению с упомянутым первым передаточным отношением при трогании с места при очередном трогании с места автомобиля во время последовательности управления, приводом, следующей за первой последовательностью управления приводом.
Согласно другой особенности изобретения регистрируют первую последовательность управления приводом, включающую следующие шаги:
обнаружение того, что двигатель внутреннего сгорания выключен и отсоединен от ведущих колес гибридного электромобиля,
выбор и включение первого передаточного отношения при трогании с места и ускорение гибридного электромобиля с использованием в основном только электрического двигателя,
регистрацию первого параметра, указывающего, что во время первой последовательности управления приводом источник энергии электрического двигателя разрядился ниже заданного первого предельного уровня энергии,
при этом способ отличается тем, что:
после обнаружения первой последовательности управления приводом и выхода за заданный первый предельный уровень энергии изменяют выбранное передаточное отношение при трогании с места на более высокое передаточное отношение при трогании с места по сравнению с упомянутым первым передаточным отношением при трогании с места при очередном трогании с места автомобиля во время последовательности управления приводом, следующей за первой последовательностью управления приводом.
В одном из дополнительных вариантов осуществления передаточное отношение при трогании с места во время последовательности управления приводом, следующей за упомянутой первой последовательностью управления приводом, может быть увеличено на определенную величину по сравнению с первым передаточным отношением при трогании с места, при этом выбор такой величины зависит по меньшей мере от максимальной скорости автомобиля, зарегистрированной во время первой последовательности управления приводом.
Согласно другому варианту осуществления, вытекающему из предыдущего варианта осуществления, для выбора упомянутой определенной величины дополнительно осуществляют следующие шаги. Упомянутую зарегистрированную максимальную скорость автомобиля анализируют с учетом по меньшей мере одного из следующих параметров:
длительности максимальной скорости автомобиля,
разности между зарегистрированной максимальной скоростью автомобиля и скоростью автомобиля, которая соответствует частоте вращения двигателя внутреннего сгорания, превышающей обороты холостого хода двигателя внутреннего сгорания,
ближайшего будущего рельефа дороги, по которой будет двигаться автомобиль.
В одном из вариантов осуществления изобретения, вытекающем из вариантов осуществления, в которых используется источник энергии электрического двигателя, первым параметром является по меньшей мере одно из следующего:
расход энергии в источнике энергии электрического двигателя,
доступные энергетические ресурсы в источнике энергии электрического двигателя,
соотношение между расходом энергии и доступными энергетическими ресурсами,
скорость автомобиля во время первой последовательности управления приводом.
В одном из вариантов осуществления изобретения, вытекающем из одного из предыдущих вариантов осуществления, могут осуществляться следующие дополнительные шаги/Если зарегистрирована первая последовательность управления приводом, а во время следующей последовательности управления приводом достигнута скорость автомобиля, соответствующая частоте вращения двигателя внутреннего сгорания, превышающей обороты холостого хода двигателя внутреннего сгорания, инициируют запуск двигателя внутреннего сгорания и зарядку источника энергии электрического двигателя до уровня, превышающего заданный второй предельный уровень энергии.
В одном из дополнительных вариантов осуществления, вытекающем из вариантов осуществления, в которых используется источник энергии электрического двигателя, может дополнительно осуществляться следующий шаг. Если состояние заряда источника энергии электрического двигателя превышает заданный второй предельный уровень энергии, отменяют изменение передачи для трогания с места. Этот вариант осуществления может дополнительно включать следующие шаги, на которых: если состояние заряда источника энергии электрического двигателя превышает заданный второй предельный уровень энергии, во время следующей последовательности управления приводом изменяют передаточное отношение при трогании с места и возвращаются к более низкому передаточному отношению при трогании с места или к передаточному отношению при трогании с места, соответствующему первому передаточному отношению при трогании с места во время первой последовательности управления приводом.
В одном из вариантов осуществления изобретения, вытекающем из одного из предыдущих вариантов осуществления, могут осуществляться следующие дополнительные шаги. Во время следующих последовательностей управления приводом продолжают повышать выбранное передаточное отношение при трогании с места на определенную величину по сравнению с первым передаточным отношением при трогании с места при каждом следующем новом обнаружении последовательности управления приводом, сходной с первой последовательностью управления приводом, и при обнаружении по меньшей мере одного из следующего:
выхода за заданный первый предельный уровень энергии и
отсутствия переключения передаточного отношения с упомянутого передаточного отношения при трогании с места,
пока не будет выбрано передаточное отношение при трогании с места, при котором достигается скорость автомобиля, соответствующая частоте вращения двигателя внутреннего сгорания, превышающей обороты холостого хода двигателя внутреннего сгорания, и инициирован запуск двигателя внутреннего сгорания и зарядка источника энергии электрического двигателя до уровня, превышающего заданный второй предельный уровень энергии.
Решение упомянутой задачи также обеспечивается за счет гибридных электромобилей, оснащенных автоматической механической трансмиссией (АМТ) или бесступенчатой трансмиссией (CVT) и блоком управления для осуществления шагов пунктов формулы изобретения на способ.
Краткое описание чертежей
Далее настоящее изобретение более подробно описано со ссылкой на сопровождающие его чертежи, на которых в порядке примера проиллюстрированы дополнительные предпочтительные варианты осуществления изобретения, а также а также технические предпосылки, и на которых:
на фиг.1а и 1б показан один из примеров силовой передачи ПаГЭМ, применимой в различных вариантах осуществления изобретения, которые буду дополнительно пояснены далее,
на фиг.2 - упрощенная блок-схема способа согласно одному из вариантов осуществления изобретения,
на фиг.3 - также упрощенная блок-схема способа согласно другому варианту осуществления,
на фиг.4 - изобретение, реализованное в компьютерном устройстве.
Осуществления изобретения
На фиг.1а и 1б показана силовая передача 1 ПаГЭМ, в которую входит двигатель 2 внутреннего сгорания, электрический двигатель/генератор 3, блок 4 управления, трансмиссия 5, карданный вал 6 и ведущие колеса 7. Внутри электрического двигателя/генератора 3 преимущественно соосно с ним установлено сцепление 8 (неразличимо на фиг.1а или 1б), которое служит для передачи крутящего момента между двигателем 2 и трансмиссией 5 и которое может включаться или выключаться в зависимости от состояния автомобиля. Сцепление и электрический двигатель/генератор также могут быть установлены последовательно, при этом электрический двигатель/генератор располагается между сцеплением и трансмиссией. Трансмиссией может являться ступенчатая АМТ с несколькими передаточными отношениями. По существу, может быть выбрана известная из уровня техники конфигурация. Блок управления предназначен для управления по меньшей мере двигателем внутреннего сгорания, электрическим двигателем/генератором, АМТ и сцеплением. Для осуществления управления по меньшей мере двигателем внутреннего сгорания, электрическим двигателем/генератором, АМТ и(или) сцеплением может быть предусмотрено несколько блоков управления. Электрический двигатель/генератор может быть соединен с источником 9 энергии электрического двигателя, которым может являться, например, батарея или конденсатор или накопитель энергии другого типа. Источник 9 энергии электрического двигателя предназначен для обеспечения электрического двигателя/генератора мощностью привода. В соответствующих условиях, таких как условия, в которых электрический двигатель/генератор приводится в действие двигателем внутреннего сгорания, электрический двигатель/генератор известным способом заряжает источник 9 энергии электрического двигателя.
В одном из вариантов осуществления изобретения блок (или блоки) 4 управления запрограммирован сначала на распознавание или регистрацию последовательности управления приводом определенного типа. Показанная на фиг.2 предложенная в изобретении управляющая последовательность начинается на шаге 21. Для регистрации в качестве первой последовательности управления приводом упомянутая последовательность управления приводом должна содержать следующие шаги, включающие:
обнаружение того, что двигатель внутреннего сгорания выключен и отсоединен от ведущих колес гибридного электромобиля,
выбор и включение первого передаточного отношения при трогании с места и ускорение гибридного электромобиля с использованием в основном только электрического двигателя 3.
Если такая последовательность управления приводом 22 обнаружена, блок управления запрограммирован на:
регистрацию (шаг 23) первого параметра, указывающего, что во время первой последовательности управления приводом источник 9 энергии электрического двигателя разрядился ниже заданного первого предельного уровня энергии.
Если упомянутая последовательность управления приводом была зарегистрирована (шаг 22), и было установлено, что первый параметр выходит за заданный первый предельный уровень энергии (шаг 23), на шаге 24 блок управления запрограммирован на изменение выбранного передаточного отношение при трогании с места на более высокое передаточное отношение при трогании с места по сравнению с первой передачей для трогания с места при очередном трогании с места автомобиля во время последовательности управления приводом, следующей за зарегистрированной первой последовательностью управления приводом. Если при осуществлении одного из шагов 23 или 24 получают отрицательный результат (НЕТ), последовательность начинают еще раз. Более высокое передаточное отношение при трогании с места соответствует более низкой ступени АМТ, такой как показана на фиг.1. Предложенная в изобретении последовательность завершается на шаге 25, Ее преимуществом является более высокая вероятность того, что за счет более высокого передаточного отношения при трогании с места во время включения измененного передаточного отношения при трогании с места и движения с его использованием автомобиль достигнет скорости, которая соответствует частоте вращения двигателя внутреннего сгорания, превышающей обороты холостого хода двигателя внутреннего сгорания. Таким образом, повышается вероятность достижения состояния, в котором может произойти инициация запуска двигателя внутреннего сгорания, что делает возможным зарядку источника энергии электрического двигателя во врем движения.
В одном из дополнительных вариантов осуществления, представленном на фиг.3, передаточное отношение при трогании с места может быть повышено без регистрации первого параметра, указывающего, что источник энергии электрического двигателя разрядился. Кроме того, в этом варианте осуществления блок управления может быть запрограммирован на регистрации первой последовательности управления приводом (шаг 32), содержащей следующие шаги, включающие:
обнаружение того, что двигатель внутреннего сгорания выключен и отсоединен от ведущих колес гибридного электромобиля,
выбор и включение первого передаточного отношения при трогании с места и ускорение гибридного электромобиля с использованием в основном только электрического двигателя,
завершение первой последовательности управления приводом без изменения передаточного отношения путем снижения скорости гибридного электромобиля до нуля или почти до нуля.
Блок управления дополнительно запрограммирован на:
после обнаружения первой последовательности управления приводом и отсутствия переключения передаточного отношения с упомянутого передаточного отношения при трогании с места (шаг 33) изменение выбранного передаточного отношения 24 при трогания с места (шаг 34) на более высокое передаточное отношение при трогании с места по сравнению с первым передаточным отношением при трогании с места при очередном трогании с места во время последовательности управления приводом, следующей за первой последовательностью управления приводом.
Таким образом, упомянутое "отсутствие переключения передачи" используют в качестве показателя того, что источник энергии электрического двигателя разряжен или разряжается.
В одном из альтернативных вариантов осуществления регистрация первого параметра, указывающего, что
согласно шагу 23 источник энергии электрического двигателя разрядился ниже заданного первого предельного уровня энергии во время первой последовательности управления приводом, и
согласно шагу 33 обнаружено отсутствие переключения передаточного отношения с упомянутого передаточного отношения при трогании с места,
могут быть объединены в одном варианте осуществления. В таком случае блок управления может быть запрограммирован после обнаружения выхода за заданный первый предельный уровень энергии и отсутствия переключения передаточного отношения с упомянутого передаточного отношения при трогании с места на изменение выбранного передаточного отношения при трогании с места на более высокое передаточное отношение при трогании с места по сравнению с первым передаточным отношением при трогании с места при очередном трогании с места"во время последовательности управления приводом, следующей за первой последовательностью управления приводом.
Рассмотренные далее варианты осуществления могут применяться в сочетании с одним из представленных выше с вариантов осуществления за исключением следующих далее вариантов осуществления, в которых используют первый параметр, указывающий, что во время первой последовательности управления приводом источник 9 энергии электрического двигателя разрядился ниже заданного первого предельного уровня энергии. Само собой разумеется, что эти варианты осуществления не могут сочетаться с описанным выше вариантом осуществления, содержащим признаки "отсутствие переключения передаточного отношения с упомянутого передаточного отношения при трогании с места" и "без регистрации первого параметра, указывающего, что источник 9 энергии электрического двигателя разрядился ниже заданного первого предельного уровня энергии".
В одном из альтернативных вариантов осуществления изобретения блок 4 управления может быть дополнительно запрограммирован на повышение передаточного отношения при трогании с места (например, на одну ступень ниже в упомянутой АМТ) во время последовательности управления приводом, следующей за первой последовательностью управления приводом на определенную величину по сравнению с первым передаточным отношением при трогании с места. Выбор упомянутой определенной величины может зависеть по меньшей мере от зарегистрированной максимальной скорости автомобиля во время первой последовательности управления приводом. Например, если достигнута максимальная скорость, которая соответствует частоте вращения двигателя внутреннего сгорания, незначительно превышающей обороты холостого хода двигателя внутреннего сгорания (например, на 50 об/мин), независимо от того, поддерживается ли такая максимальная скорость в течение длительного и короткого времени, блок управления может быть запрограммирован на еще большее повышение передаточного отношения при трогании с места (например, по меньшей мере на две ступени ниже в АМТ) по сравнению с первым передаточным отношением при трогании с места.
С другой стороны, если достигнута максимальная скорость, которая соответствует частоте вращения двигателя внутреннего сгорания, значительно превышающей обороты холостого хода двигателя внутреннего сгорания (например, на 500 об/мин), и в течение относительно короткого времени поддерживается скорость автомобиля, включая максимальную скорость, превышающая скорость автомобиля, которая соответствует частоте вращения холостого хода двигателя внутреннего сгорания, блок управления тем не менее может быть запрограммирован на дальнейшее повышение передаточного отношения при трогании с места (например, по меньшей мере на две ступени в АМТ) по сравнению с первым передаточным отношением при трогании с места.
Если достигнута максимальная скорость, которая соответствует частоте вращения двигателя внутреннего сгорания, незначительно превышающей обороты холостого хода двигателя внутреннего сгорания, но скорость автомобиля, включая максимальную скорость, поддерживается в течение относительно короткого времени, блок управления может быть запрограммирован на повышение передаточного отношения при трогании с места с тем, чтобы оно соответствовало передаточному отношению, по меньшей мере на три (если это возможно) ступени ниже, чем первое передаточное отношение (или передача) при трогании с места.
В соответствии с изобретением блок управления может быть дополнительно запрограммирован на выбор определенной величины повышения передаточного отношения (т.е. на определенное число ступеней ниже) по сравнению с первым передаточным отношением при трогании с места. Выбор упомянутой определенной величины может быть основан на результатах анализа зарегистрированной максимальной скорости с учетом по меньшей мере одного или нескольких из следующих параметров:
длительности максимальной скорости во время зарегистрированной первой последовательности управления приводом,
разности между скоростей зарегистрированной максимальной скоростью и скоростью автомобиля, которая соответствует частоте вращения двигателя внутреннего сгорания, превышающей обороты холостого хода двигателя внутреннего сгорания, во время зарегистрированной первой последовательности управления приводом,
ближайшего будущего рельефа дороги, по которой будет двигаться автомобиль, при этом информация о ближайшем будущем рельефе используется в сочетании с информацией о текущем состоянии автомобиля.
Преимуществом этого является возможность принятия более оптимального решения блоком 4 управления. Ускоряется адаптация трансмиссии. Может быть дополнительно повышен кпд силовой передачи.
Информация о ближайшем будущем рельефе дороги, по которой будет двигаться автомобиль, может предоставляться известным способом, например, посредством глобальной системы определения местоположения (GPS) в сочетании с электронной картой или системой передатчиков вдоль дороги, которые способны передавать блоку 4 управления информацию о дороге и(или) движении транспорта по ней.
В одном из дополнительных вариантов осуществления первым параметром может являться по меньшей мере одно из следующего:
расход энергии в источнике 9 энергии электрического двигателя,
доступные энергетические ресурсы в источнике 9 энергии электрического двигателя,
соотношение между расходом энергии и доступными энергетическими ресурсами,
скорость автомобиля во время первой последовательности управления приводом.
Первые параметры могут измеряться и регистрироваться известным способом. При использовании в качестве первого параметра скорости автомобиля она является косвенным показателем того, насколько разряжен источник 9 энергии электрического двигателя. Например, если автомобиль ускоряется до скорости, которая соответствует скорости, незначительно ниже оборотов холостого хода двигателя внутреннего сгорания, и с учетом способности источника 9 энергии электрического двигателя к аккумулированию энергии, можно допустить, что такое ускорение автомобиля способно вызвать значительную разрядку источника 9 энергии электрического двигателя. В одном из дополнительных вариантов осуществления изобретения блок управления может быть запрограммирован принимать во внимание ускорение как таковое и(или) состояние дороги и автомобиля (например, уклон дороги, массу автомобиля, дорожное покрытие) и(или) длительность последовательности управления приводом с целью более точного указания степени разрядки источника 9 энергии электрического двигателя.
Блок 4 управления выполнен с возможностью непрерывного приема информации об одном или нескольких упомянутых измеренных первых параметрах. Блок управления может быть запрограммирован сравнивать каждый измеренный первый параметр с предельным значением, заданным для каждого из первых параметров. Заданные предельные значения соответствующим образом определяют с учетом рабочих характеристик источника 9 энергии электрического двигателя, а также с учетом характеристик зарядки/разрядки электрического двигателя/генератора. В одном из альтернативных вариантов осуществления блок управления может быть запрограммирован на зарядку источника энергии электрического двигателя до уровня, превышающего заданный второй предельный уровень энергии, который может отличаться от первого предельного уровня энергии, до изменения передаточного отношения при трогании с места и возврата к более низкому передаточному отношению при трогании с места во время очередной последовательности управления приводом или к передаточному отношению при трогании с места, соответствующему первому передаточному отношению при трогании с места во время первой последовательности управления приводом. Второй предельный уровень энергии отображает более высокий запас энергии в источнике энергии электрического двигателя по сравнению с первым предельным уровнем энергии.
В одном из дополнительных вариантов осуществления изобретения блок управления запрограммирован продолжать повышение выбранного передаточного отношения при трогании с места во время следующих последовательностей управления приводом на определенную величину по сравнению с первым передаточным отношением при трогании с места при каждом очередном новом обнаружении последовательности управления приводом, сходной с первой последовательностью управления приводом, и при обнаружении по меньшей мере одного из следующего:
выхода за заданный первый предельный уровень энергии и
отсутствия переключения передаточного отношения с упомянутого передаточного отношения при трогании с места,
пока не будет выбрано передаточное отношение при трогании с места, при котором достигается скорость автомобиля, соответствующая частоте вращения двигателя внутреннего сгорания, превышающей обороты холостого хода двигателя внутреннего сгорания, и инициирован запуск двигателя внутреннего сгорания и зарядка источника энергии электрического двигателя до уровня, превышающего заданный второй предельный уровень энергии.
Таким образом, в этом варианте осуществления продолжают повышение передаточного отношения при трогании с места (соответствующее одной ступени) для каждой новой зарегистрированной последовательности управления приводом, сходной с первой последовательностью управления приводом, пока не будет инициирована зарядка источника энергии электрического двигателя.
В описанных выше вариантах осуществления выбор повышенного передаточного отношения при трогании с места может быть отменен в случае ускорения автомобиля и переходе трансмиссии на передачу, например, на 2 или 3 ступени выше нормально выбираемой передачи для трогания с места (выше первой передачи для трогания с места). В другом варианте осуществления блок управления может быть запрограммирован регистрировать, что состояние заряда источника 9 энергии электрического двигателя превысило заданный второй предельный уровень энергии, и затем изменять передаточное отношение при трогании с места для очередной последовательности управления приводом путем возврата к более низкому передаточному отношению при трогании с места или к передаточному отношению при трогании с места, соответствующему первому передаточному отношению при трогании с места во время первой последовательности управления приводом.
В одном из вариантов осуществления блок управления может быть запрограммирован на выполнение во время первой последовательности управления приводом, включающую следующие шаги:
обнаружения того, что двигатель внутреннего сгорания выключен и отсоединен от ведущих колес гибридного электромобиля,
выбора и включения первого передаточного отношения при трогании с места и ускорения гибридного электромобиля с использованием электрического двигателя, что означает, что автомобиль имеет электрическую тягу,
регистрацию во время первой последовательности управления приводом первого параметра, указывающего, что во время первой последовательности управления приводом источник 9 энергии электрического двигателя разрядился ниже заданного первого предельного уровня энергии, и
после обнаружения того, что источник энергии электрического двигателя разрядился, запуска двигателя внутреннего сгорания с использованием электрического двигателя во время первой последовательности управления приводом с целью зарядки источника энергии электрического двигателя.
Описанные варианты осуществления также применимы в ПаПоГЭМ (с разделением потока мощности), оснащенного CVT.
На фиг.4 показано устройство 500 согласно одному из вариантов осуществления изобретения, содержащее энергонезависимую память 520, процессор 510 и память 560 с оперативной записью и считыванием. Память 520 имеет первую область 530, в которой хранится компьютерная программа для управления устройством 500. Компьютерной программой для управления устройством 500, хранящейся в области 530 памяти, может являться операционная система.
Устройство 500 может помещаться, например, в блоке управления, таком как блок 4 управления. Блоком 510 обработки данных может являться, например, микрокомпьютер.
Память 520 также имеет вторую область 540, в которой хранится программа выбора передачи для трогания с места гибридного электромобиля согласно изобретению. В одном из альтернативных вариантов осуществления программа выбора передачи для трогания с места гибридного электромобиля хранится в отдельной энергонезависимой запоминающей среде (средстве) 550, такой как, например, компакт-диск или полупроводниковая память со сменными дисками. Программа может храниться в выполнимой форме или в сжатом виде.
Когда далее указано, что блок 510 обработки данных выполняет конкретную функцию, должно быть ясно, что блок 510 обработки данных выполняет конкретную часть программы, хранящейся в памяти 540, или конкретную часть программы, хранящейся энергонезависимой среде 550 для записи.
Блок 510 обработки данных рассчитан на обмен данными с памятью 550 посредством шины 514 данных. Блок 510 обработки данных также рассчитан на обмен данными с памятью 520 посредством шины 512 данных. Кроме того, блок 510 обработки данных рассчитан на обмен данными с памятью 560 посредством шины 511 данных. Блок 510 обработки данных также рассчитан на обмен данными с портом 590 данных путем использования шины 515 данных.
Предложенный в настоящем изобретении способ может быть осуществлен блоком 510 обработки данных, который выполняет программу, хранящуюся в памяти 540, или программу, хранящуюся в энергонезависимой среде 550 для записи.
Изобретение не следует считать ограниченным описанными выше вариантами осуществления, и предполагается ряд дополнительных вариантов и усовершенствований, входящих в объем следующей далее формулы изобретения.
Группа изобретений относится к способу выбора передачи для трогания с места гибридного электромобиля, гибридному электромобилю и устройству управления для него. Способ по первому и второму вариантам заключается в том, что определяют выключен и отсоединен ли двигатель внутреннего сгорания от ведущих колес, осуществляют выбор и включение первого передаточного отношения при трогании с места и ускорение гибридного электромобиля с использованием электрического двигателя. В способе по первому варианту осуществляют завершение первой последовательности управления приводом без изменения передаточного отношения. После обнаружения первой последовательности управления приводом и отсутствия переключения передаточного отношения выполняется изменение выбранного передаточного отношения при трогании с места на более высокое. В способе по второму варианту осуществляют регистрацию уровня разряда источника энергии во время первой последовательности управления приводом. После обнаружения первой последовательности управления приводом и выхода за предельный уровень энергии выполняется изменение выбранного передаточного отношения аналогично первому варианту способа. Гибридный электромобиль по первому и второму вариантам содержит двигатель внутреннего сгорания, электрический двигатель/генератор, трансмиссию, блок управления. Блок управления осуществляет операции вышеуказанных способов. Устройство управления снабжено памятью. Память содержит программу, которая позволяет устройству управления осуществлять действия вышеуказанных способов. Технический результат заключается в повышении КПД гибридного электромобиля. 5 н. и 16 з.п. ф-лы, 5 ил.
1. Способ выбора передачи для трогания с места гибридного электромобиля, в котором регистрируют (шаг 22) первую последовательность управления приводом, включающую следующие шаги: обнаружение того, что двигатель внутреннего сгорания выключен и отсоединен от ведущих колес гибридного электромобиля, выбор и включение первого передаточного отношения при трогании с места и ускорение гибридного электромобиля с использованием в основном только электрического двигателя, завершение первой последовательности управления приводом без изменения передаточного отношения путем снижения скорости гибридного электромобиля до нуля или почти до нуля, отличающийся тем, что после обнаружения первой последовательности управления приводом и отсутствия переключения передаточного отношения с упомянутого передаточного отношения при трогании с места выполняется изменение (шаг 24) выбранного передаточного отношения при трогании с места на более высокое передаточное отношение по сравнению с упомянутым первым передаточным отношением, при очередном трогании с места во время последовательности управления приводом, следующей за первой последовательностью управления приводом.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что он включает: регистрацию (шаг 23) первого параметра, указывающего, что во время первой последовательности управления приводом источник (9) энергии электрического двигателя разрядился ниже заданного первого предельного уровня энергии, и обнаружение отсутствия переключения передаточного отношения с упомянутого передаточного отношения при трогании с места, и после обнаружения выхода за заданный первый предельный уровень энергии и отсутствия переключения передаточного отношения с упомянутого передаточного отношения при трогании с места выполняется изменение (шаг 24) выбранного передаточного отношения при трогании с места на более высокое передаточное отношение по сравнению с упомянутым первым передаточным отношением, при очередном трогании с места во время последовательности управления приводом, следующей за первой последовательностью управления приводом.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что передаточное отношение при трогании с места во время последовательности управления приводом, следующей за первой последовательностью управления приводом, повышается на определенную величину по сравнению с первым передаточным отношением при трогании с места, при этом выбор упомянутой определенной величины зависит по меньшей мере от зарегистрированной максимальной скорости автомобиля во время первой последовательности управления приводом.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что для выбора упомянутой определенной величины анализируется зарегистрированная максимальная скорость автомобиля с учетом по меньшей мере одного из следующих параметров длительность максимальной скорости автомобиля, разность между зарегистрированной максимальной скоростью автомобиля и скоростью автомобиля, которая соответствует частоте вращения двигателя внутреннего сгорания, превышающей обороты холостого хода двигателя внутреннего сгорания, ближайшего будущего рельефа дороги, по которой будет двигаться автомобиль.
5. Способ по одному из пп.2-4, отличающийся тем, что первым параметром является по меньшей мере одно из следующего расход энергии в источнике (9) энергии электрического двигателя, доступные энергетические ресурсы в источнике (9) энергии электрического двигателя, соотношение между расходом энергии и доступными энергетическими ресурсами, скорость автомобиля во время первой последовательности управления приводом.
6. Способ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что, если зарегистрирована первая последовательность управления приводом, а во время следующей последовательности управления приводом достигнута скорость автомобиля, соответствующая частоте вращения двигателя внутреннего сгорания, превышающей его обороты холостого, инициируется запуск двигателя внутреннего сгорания и зарядка источника (9) энергии электрического двигателя до уровня, превышающего заданный второй предельный уровень энергии.
7. Способ по одному из пп.2-4, отличающийся тем, что, если состояние заряда источника (9) энергии электрического двигателя превышает заданный второй предельный уровень энергии, изменение передачи для трогания с места отменяется.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что, если состояние заряда источника (9) энергии электрического двигателя превышает заданный второй предельный уровень энергии, во время следующей последовательности управления приводом изменяется передаточное отношение при трогании с места и возвращается к более низкому передаточному отношению при трогании с места или к передаточному отношению, соответствующему первому передаточному отношению при трогании с места во время первой последовательности управления приводом.
9. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что во время следующих последовательностей управления приводом продолжается повышение выбранного передаточного отношения при трогании с места на определенную величину по сравнению с первым передаточным отношением при трогании с места при каждом следующем новом обнаружении последовательности управления приводом, сходной с первой последовательностью управления приводом, и при обнаружении по меньшей мере выхода за заданный первый предельный уровень энергии или отсутствия переключения передаточного отношения с упомянутого передаточного отношения при трогании с места, пока не будет выбрано передаточное отношение при трогании с места, при котором достигается скорость автомобиля, соответствующая частоте вращения двигателя внутреннего сгорания, превышающей его обороты холостого хода, и инициирован запуск двигателя внутреннего сгорания и зарядка источника (9) энергии электрического двигателя до уровня, превышающего заданный второй предельный уровень энергии.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что, если во время первой последовательности управления приводом двигатель внутреннего сгорания запускался один или несколько раз, изменение передаточного отношения при трогании с места отменяется.
11. Способ выбора передачи для трогания с места гибридного электромобиля, в котором регистрируют (шаг 22) первую последовательность управления приводом, включающую следующие шаги: обнаружение того, что двигатель внутреннего сгорания выключен и отсоединен от ведущих колес гибридного электромобиля, выбор и включение первого передаточного отношения при трогании с места и ускорение гибридного электромобиля с использованием в основном только электрического двигателя, регистрацию (шаг 23) первого параметра, указывающего, что источник (9) энергии электрического двигателя разрядился ниже заданного первого предельного уровня энергии во время первой последовательности управления приводом, отличающийся тем, что после обнаружения первой последовательности управления приводом и выхода за заданный первый предельный уровень энергии выполняется изменение (шаг 24) выбранного передаточного отношения при трогании с места на более высокое передаточное отношение по сравнению с упомянутым первым передаточным отношением, при очередном трогании с места во время последовательности управления приводом, следующей за первой последовательностью управления приводом.
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что передаточное отношение при трогании с места во время последовательности управления приводом, следующей за первой последовательностью управления приводом, повышается на определенную величину по сравнению с первым передаточным отношением при трогании с места, при этом выбор упомянутой определенной величины зависит по меньшей мере от зарегистрированной максимальной скорости автомобиля во время первой последовательности управления приводом.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что для выбора упомянутой определенной величины анализируется зарегистрированная максимальная скорость автомобиля с учетом по меньшей мере одного из следующих параметров длительность максимальной скорости автомобиля, разность между зарегистрированной максимальной скоростью автомобиля и скоростью автомобиля, которая соответствует частоте вращения двигателя внутреннего сгорания, превышающей его обороты холостого хода, ближайшего будущего рельефа дороги, по которой будет двигаться автомобиль.
14. Способ по одному из пп.11-13, отличающийся тем, что первым параметром является по меньшей мере одно из следующего расход энергии в источнике (9) энергии электрического двигателя, доступные энергетические ресурсы в источнике (9) энергии электрического двигателя, соотношение между расходом энергии и доступными энергетическими ресурсами, скорость автомобиля во время первой последовательности управления приводом.
15. Способ по одному из пп.11-13, отличающийся тем, что, если зарегистрирована первая последовательность управления приводом, а во время следующей последовательности управления приводом достигнута скорость автомобиля, соответствующая частоте вращения двигателя внутреннего сгорания, превышающей его обороты холостого хода, инициируют запуск двигателя внутреннего сгорания и зарядку источника (9) энергии электрического двигателя до уровня, превышающего заданный второй предельный уровень энергии.
16. Способ по одному из пп.11-13, отличающийся тем, что, если состояние заряда источника (9) энергии электрического двигателя превышает заданный второй предельный уровень энергии, изменение передачи для трогания с места отменяется.
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что, если состояние заряда источника (9) энергии электрического двигателя превышает заданный второй предельный уровень энергии, во время следующей последовательности управления приводом передаточное отношение при трогании с места изменяется и возвращается к более низкому передаточному отношению или к передаточному отношению, соответствующему первому передаточному отношению при трогании с места во время первой последовательности управления приводом.
18. Способ по любому из пп.11-13, отличающийся тем, что во время следующих последовательностей управления приводом продолжается повышение выбранного передаточного отношения при трогании с места на определенную величину по сравнению с первым передаточным отношением при трогании с места при каждом следующем новом обнаружении последовательности управления приводом, сходной с первой последовательностью управления приводом, и при обнаружении по меньшей мере выхода за заданный первый предельный уровень энергии или отсутствия переключения передаточного отношения с упомянутого передаточного отношения при трогании с места, пока не будет выбрано передаточное отношение при трогании с места, при котором достигается скорость автомобиля, соответствующая частоте вращения двигателя внутреннего сгорания, превышающей его обороты холостого хода, и инициирован запуск двигателя внутреннего сгорания и зарядка источника (9) энергии электрического двигателя до уровня, превышающего заданный второй предельный уровень энергии.
19. Гибридный электромобиль (1), имеющий двигатель (2) внутреннего сгорания и электрический двигатель/генератор (3), оба соединенные с ведущими колесами (7) автомобиля посредством автоматической механической трансмиссии (5) с возможностью передачи приводного усилия, сцепление (8) для соединения/отсоединения двигателя внутреннего сгорания от ведущих колес, по меньшей мере один блок (4) управления для управления по меньшей мере двигателем внутреннего сгорания, электрическим двигателем/генератором, автоматической механической трансмиссией и сцеплением, отличающийся тем, что блок управления выполнен с возможностью осуществления шагов способа по пп.1-18.
20. Гибридный электромобиль (1), имеющий двигатель (2) внутреннего сгорания и электрический двигатель/генератор (3), оба соединенные с ведущими колесами (7) автомобиля с возможностью передачи приводного усилия, бесступенчатую трансмиссию для соединения/отсоединения двигателя внутреннего сгорания от ведущих колес, по меньшей мере один блок (4) управления для управления по меньшей мере двигателем внутреннего сгорания, электрическим двигателем/генератором и бесступенчатой трансмиссией, отличающийся тем, что блок управления выполнен с возможностью осуществления шагов способа по пп.1-18.
21. Устройство (500) управления, обеспечивающее управление трансмиссией транспортного средства и снабженное памятью (520), содержащей машиночитаемую программу, при исполнении которой осуществляются действия способа по любому из пп.1-18.
| US 2007232440 A1, 04.10.2007 | |||
| EP 1452375 A2, 01.09.2004 | |||
| US 2005102082 A1, 12.05.2005 | |||
| ПРИВОД | 1999 |
|
RU2238193C2 |
