ГИБРИДНЫЙ АВТОМОБИЛЬ Российский патент 2017 года по МПК B60K6/26 B60K6/445 B60K6/46 B60K6/48 B60K6/547 B60L11/14 B60L3/00 B60W10/04 B60W10/06 B60W10/10 B60W20/00 F02D29/04 

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Область применения изобретения

[0001] Изобретение относится к гибридному автомобилю, который включает в себя двигатель и электромотор в качестве источника мощности.

2. Уровень техники

[0002] Известен гибридный автомобиль, включающий в себя двигатель и электромотор в качестве источника мощности. В таком гибридном автомобиле режим движения выбирается из режима, в котором автомобиль движется только при помощи мощности двигателя, режима, в котором автомобиль движется при помощи мощности как двигателя, так и электромотора, и режим, в котором автомобиль движется только при помощи мощности электромотора, в зависимости от состояния автомобиля или действий водителя.

[0003] В вышеописанном гибридном автомобиле смазочное масло, например, такое, как жидкость для автоматических трансмиссий (далее жидкость AT), подается на электромотор, как охладитель, для охлаждения электромотора, который производит тепло посредством вращательного привода. Между двигателем и электромотором может быть установлено сцепление, и вышеописанное смазочное масло может использоваться в качестве гидравлической жидкости для включения и выключения сцепления.

[0004] Например, в публикации японской заявки на патент №2013-207929 (JP 2013-207929 А) раскрывается гибридный автомобиль, содержащий в своем составе устройство управления давлением для регулирования рабочего давления масла, поступающего под давлением от механического насоса, приводимого в действие эффективной мощностью двигателя или от электрического насоса, работающего от специального приводного электромотора. В данном гибридном автомобиле масло с рабочим давлением, регулируемым устройством управления давлением, подается на электромотор для циркуляции в качестве охладителя, и подается в качестве гидравлического масла для включения и выключения сцепления, размещенного между двигателем и электромотором.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0005] В вышеописанном гибридном автомобиле, во время движения на высокой скорости при помощи мощности электромотора, мощность электромотора становится высокой, и температура электромотора повышается; следовательно, необходимо улучшить эффективность охлаждения.

[0006] С другой стороны, в предшествующем уровне техники, в автомобиле с автоматической трансмиссией, отличном от гибридного автомобиля, когда автоматическая трансмиссия переключается при помощи жидкости для автоматической трансмиссии, подаваемой насосом, рабочее давление жидкости для автоматической трансмиссии регулируется в соответствии с переключением автоматической трансмиссии. Однако, количество жидкости для автоматической трансмиссии, которое может подаваться с заданным рабочим давлением, достигает предела для определенной мощности насоса и не увеличивается; следовательно, когда устройство подачи жидкости для автоматической трансмиссии применяется к гибридному автомобилю и жидкость для автоматической трансмиссии подается на электромотор в качестве охладителя для охлаждения электромотора, надлежащий объем охладителя, необходимого для охлаждения, не может быть обеспечен.

[0007] Изобретение представляет гибридный автомобиль, использующий гидравлическую жидкость трансмиссии в качестве охладителя электромотора, для надлежащего увеличения объема подаваемого охладителя при значительной потребности электромотора в охлаждении.

[0008] Гибридный автомобиль, в соответствии с одним аспектом изобретения, имеет в своем составе двигатель, электромотор, сконфигурированный для подачи мощности для движения, ведущее колесо, соединенное с двигателем и электромотором, трансмиссию, установленную i) между двигателем и электромотором и ii) между двигателем и ведущим колесом, причем трансмиссия сконфигурирована для многоступенчатого или непрерывного переключения передач, устройство подачи охладителя, включающее насос и устройство регулирования давления охладителя, причем устройство подачи охладителя сконфигурировано для подачи охладителя к электромотору, и устройство подачи охладителя сконфигурировано для подачи охладителя к трансмиссии в качестве гидравлической жидкости, и по меньшей мере один электронный блок управления, сконфигурированный для управления устройством подачи охладителя на основе состояния нагрузки электромотора посредством контроля давления подачи охладителя к электромотору. Здесь состояние нагрузки электромотора может включать в себя по меньшей мере одно из следующего: скорость автомобиля, температура электромотора, температура охладителя и мощность электромотора.

[0009] В аспекте изобретения упомянутый электронный блок управления может быть сконфигурирован на увеличение давления подачи охладителя к электромотору устройством регулирования давления охладителя, при выполнении по меньшей мере одного из условий i), ii), iii) и iv); а именно: i) скорость автомобиля равна или выше заданной скорости, ii) температура электромотора равна или выше заданной температуры электромотора, iii) температура охладителя равна или выше заданной температуры охладителя и iv) эффективная мощность электромотора равна или выше заданного значения эффективной мощности электромотора.

[0010] В аспекте изобретения, устройство подачи охладителя может включать в себя циркуляционный канал подачи охладителя, по которому перемещается охладитель и по которому охладитель подается к электромотору, и участок охлаждения охладителя, размещенный в циркуляционном канале подачи охладителя.

[0011] В аспекте изобретения упомянутый электронный блок управления может быть сконфигурирован для а) управления устройством подачи охладителя так, чтобы давление подачи охладителя стало первым давлением при соблюдении по меньшей мере одного из условий i), ii), iii) и iv), а именно: i) скорость автомобиля равна или выше заданной скорости, ii) температура электромотора равна или выше заданной температуры электромотора, iii) температура охладителя равна или выше заданной температуры охладителя и iv) мощность электромотора выше заданного значения мощности электромотора, и когда подача насоса меньше заданного значения подачи насоса, и b) управления устройством подачи охладителя так, чтобы давление подачи охладителя стало вторым давлением, которое выше первого давления, при соблюдении по меньшей мере одного из условий i), ii), iii) и iv), а именно: i) скорость автомобиля равна или выше заданной скорости, ii) температура электромотора равна или выше заданной температуры электромотора, iii) температура охладителя равна или выше заданной температуры охладителя, iv) мощность электромотора равна или выше заданного значения мощности электромотора, и когда подача насоса равна или выше заданного значения подачи насоса.

[0012] В аспекте изобретения, насос может быть механическим насосом, который приводится в действие, по меньшей мере, за счет части мощности двигателя, электромотор может включать в себя первый электромотор-генератор и второй электромотор-генератор, двигатель, первый электромотор-генератор и второй электромотор-генератор могут быть соединены между собой так, чтобы мощность передавалась через планетарный зубчатый механизм, трансмиссия может выполняться между планетарным зубчатым механизмом и приводным колесом, и упомянутый электронный блок управления может быть сконфигурирован для изменения числа оборотов двигателя так, чтобы скорость вращения ведущего колеса поддерживалась постоянной при изменении давления подачи охладителя к электромотору устройством регулирования давления охладителя.

[0013] В этом случае упомянутый электронный блок управления может быть сконфигурирован для того, чтобы при соблюдении по меньшей мере одного из условий i), ii), iii) и iv), а именно: i) скорость автомобиля равна или выше заданной скорости, ii) температура электромотора равна или выше заданной температуры электромотора, iii) температура охладителя равна или выше заданной температуры охладителя, iv) мощность электромотора равна или выше заданного значения мощности электромотора, и когда подача насоса меньше заданного значения подачи насоса, а) выполнять управление двигателем и электромотором в режиме циркуляции мощности, при этом режим циркуляции мощности является режимом, при котором трансмиссия выполняет понижающую передачу, второй электромотор-генератор вращается в прямом направлении для создания регенерируемой мощности, и первый электромотор-генератор приводится во вращательное движение в обратном направлении с использованием этой произведенной регенерируемой мощности, и b) выполнять увеличение числа оборотов двигателя после установления управления двигателем и электромотором в режим циркуляции мощности так, чтобы первый электромотор-генератор вращался в прямом направлении, и подача насоса стала бы равной или выше заданного значения подачи насоса.

[0014] В соответствии с гибридным автомобилем согласно аспекту изобретения, управляющее устройство контролирует подачу охладителя на электромотор устройством подачи охладителя, подающим охладитель электромотора в качестве гидравлической жидкости трансмиссии в соответствии с состоянием нагрузки электромотора; следовательно, имеется возможность обеспечить подачу необходимого количества охладителя сообразно температуре электромотора.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0015] Признаки, преимущества, и техническое и промышленное значение примеров осуществления изобретения описываются ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, в которых одинаковыми цифрами обозначены одинаковые элементы, и где:

ФИГ. 1 представляет собой схему гибридного автомобиля в соответствии с первым - третьим вариантами осуществления изобретения;

ФИГ. 2 представляет собой график, показывающий характеристику устройства подачи охладителя, показанного на ФИГ. 1;

ФИГ. 3 представляет собой блок-схему, показывающую технологический процесс управления подачей охладителя, которая выполняется в устройстве управления гибридным автомобилем первого варианта осуществления изобретения;

ФИГ. 4 представляет собой график, иллюстрирующий процесс управления подачей охладителя на ФИГ. 3;

ФИГ. 5 представляет собой блок-схему, показывающую технологический процесс управления подачей охладителя, который выполняется в устройстве управления гибридным автомобилем второго варианта осуществления изобретения;

ФИГ. 6 представляет собой диаграмму, показывающую изменение в скорости вращения как двигателя, так и электромотора-генератора при управлении подачей охладителя так, как показано на ФИГ. 5;

ФИГ. 7 представляет собой блок-схему, показывающую технологический процесс управления подачей охладителя, который выполняется в устройстве управления гибридным автомобилем третьего варианта осуществления изобретения;

ФИГ. 8 представляет собой диаграмму, показывающую изменение в скорости вращения как двигателя, так и электромотора-генератора при управлении подачей охладителя так, как показано на ФИГ. 7;

ФИГ. 9 представляет собой схему, показывающую пример модификации гибридного автомобиля, содержащего двигатель и один электромотор-генератор;

ФИГ. 10 представляет собой схему, показывающую другой пример модификации гибридного автомобиля, содержащего двигатель, генератор и один электромотор-генератор.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЙ

[0016] Здесь и далее дается подробное описание осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи. В описании конкретные формы, материалы, цифровые значения, направления и т.п. являются чисто примерными для облегчения понимания изобретения и могут быть изменены в соответствии с использованием, задачами, спецификацией и т.п. Кроме того, в нижеследующем описании даются несколько вариантов осуществления изобретения, примеров модификаций и т.п., и, разумеется, характерные части осуществлений изобретения и примеры модификаций могут использоваться в соответствующих комбинациях.

[0017] Здесь и далее, хотя гибридный автомобиль, в котором установлены двигатель и два электромотора-генератора, описан в качестве примера, изобретение может применяться к гибридному автомобилю 10C, в котором, как показано на ФИГ. 9, двигатель 12 и один электромотор 14 установлены в качестве источника мощности для движения. В этом случае вместо планетарного зубчатого механизма, описанного ниже, сцепление С может быть установлено в качестве компонента для соединения или разъединения двигателя 12 и электромотора 14. Изобретение может применяться к серийному гибридному автомобилю 10D, в котором, как показано на ФИГ. 10, генератор G приводится в действие двигателем 12 для выработки электрической энергии, и подает произведенную электрическую энергию к одному электромотору 14 через устройства I1, I2 преобразования мощности для приведения в действие электромотора 14, производя тем самым энергию для движения.

[0018] На ФИГ. 1 показана схематическая конфигурация гибридного автомобиля 10 первого варианта осуществления изобретения. На ФИГ. 1 система передачи мощности представлена в виде круглого стержнеобразного вращающегося элемента, сигнальная система показана пунктирной линией, и система охлаждения показана сплошной линией и точечно-пунктирной линией.

[0019] Как показано на ФИГ. 1, гибридный автомобиль 10 содержит двигатель 12 и электромотор-генератор (MG2) 14 в качестве источника мощности для движения. Двигатель 12 представляет собой двигатель внутреннего сгорания, в котором используется в качестве топлива бензин АИ-95, легкое масло и т.п. Выходной вал 16 двигателя 12 соединен с водилом планетарного зубчатого механизма 18.

[0020] Для электромотора-генератора 14, например, предпочтительно используется трехфазный синхронный электромотор переменного тока. Вращающийся вал 20, отходящий от ротора электромотора-генератора 14, соединен с ведомой шестерней планетарной передачи 18. Вращающийся вал 20 электромотора-генератора 14 и ведомая шестерня планетарной передачи 18 соединены с трансмиссией 22. Выходной вал 24, отходящий от трансмиссии 22, соединен с правым и левым ведущими колесами 34 через дифференциал 30 и вал 32 привода колес.

[0021] Трансмиссия 22 имеет функцию многоступенчатого переключения входа вращения от по меньшей мере одного из двигателя 12 и электромотора-генератора 14 и подачи вращения на ведущее колесо 34. Трансмиссия 22 может выполнять переключение передач в соответствии с командой от устройства управления 100, описание которого дается ниже. В качестве механизма переключения передач, применяемого в трансмиссии 22, может использоваться любой механизм переключения передач, имеющий известную конфигурацию, или бесступенчатая трансмиссия, которая непрерывно и плавно переключает передачи, вместо ступенчатого переключения передач.

[0022] В гибридном автомобиле 10, имеющем вышеуказанную конфигурацию, мощность двигателя 12 передается на трансмиссию 22 через планетарный зубчатый механизм 18, а мощность электромотора-генератора 14 передается непосредственно на трансмиссию 22. Трансмиссия 22 переключает мощность и передает мощность на вторичный вал 24. В результате ведущее колесо 34 приводится во вращательное движение через дифференциал 30 и вал 32 привода колес, и гибридный автомобиль 10 может двигаться.

[0023] Гибридный автомобиль 10 в этом варианте осуществления изобретения содержит другой электромотор-генератор (MG1) 36. Вращающийся вал 38, идущий от ротора электромотора-генератора 36, соединен с центральным зубчатым колесом планетарного зубчатого механизма 18. Аналогично вышеописанному электромотору-генератору 14 электромотор-генератор 36 может представлять собой трехфазный синхронный электромотор переменного тока.

[0024] Электромоторы-генераторы 14, 36 приводятся в действие для того, чтобы передавать мощность для движения, когда электрическая мощность, поступающая от внутреннего аккумулятора автомобиля (не показано) преобразуется в мощность переменного тока преобразователем электрической мощности, таким как инвертор, и применяется. Электромоторы-генераторы 14, 36 могут функционировать как генератор. При рекуперативном торможении гибридного автомобиля 10, мощности передается от ведущего колеса 34 к вращающимся валам 20, 38 через трансмиссию 22 или т.п., и тем самым может генерироваться электрическая энергия. Сгенерированная электрическая энергия может подаваться для зарядки аккумулятора или использоваться в качестве приводной мощности другого электромотора-генератора 14 или 36. Электромотор-генератор 36 вращается, и электрическая мощность передается на двигатель 12 через планетарный зубчатый механизм 18, и тем самым может выполняться проворачивание в момент запуска двигателя 12.

[0025] Далее, гибридный автомобиль 10 содержит устройство управления 100. Устройство управления 100 выполняет функцию полного/комплексного управления функционированием двигателя 12 и двух электромоторов-генераторов 14, 36. Устройство управления 100 выполняет функцию управления процессом подачи охладителя при помощи устройства для подачи охладителя, описанного ниже. Устройство управления 100 предпочтительно состоит из микрокомпьютера с центральным процессором (ЦП), выполняющим разнообразные программы управления, постоянным запоминающим устройством (ПЗУ), которое хранит в памяти программу управления, и картой для предварительного управления, оперативным запоминающим устройством (ОЗУ), которое временно хранит в памяти программу управления, считываемую с ПЗУ, и значение, определенное каждым датчиком, и т.п.

[0026] Температура Tw охлаждающей воды двигателя, определяемая датчиком температуры 13, присоединенным к двигателю 12, число Ne оборотов двигателя, определяемое датчиком скорости вращения 28, размещенным около выходного вала 16 двигателя 12, и температур Tmg1, Tmg2 электромоторов, определяемых температурными датчиками 15, 37, находящимися соответственно в электромоторах-генераторах 14, 36, и т.п. вводятся в порт ввода устройства 100 управления.

[0027] Скорость V автомобиля, определяемая датчиком скорости автомобиля 25, расположенного около выходного вала 24 трансмиссии 22, и открывающий сигнал акселератора Acc, исходящий от датчика открывания акселератора (не показано), вводятся в порт ввода устройства 100 управления.

[0028] С другой стороны, сигналы управления запуском, количеством впрыскиваемого топлива, моментом зажигания и т.п. двигателя 12, передаются от порта вывода устройства 100 управления на двигатель 12. Сигналы для управления функционированием вращательного привода или производства рекуперативной электроэнергии электромоторов-генераторов 14, 36 передаются от порта вывода устройства 100 управления на преобразователь мощности, такой, как инвертор. Дополнительно, сигнал переключения передачи в трансмиссию 22 передается от порта вывода устройства 100 управления на основании скорости V автомобиля и т.п. Сигнал управления клапаном регулирования давления устройства подачи охладителя, описываемого ниже, передается от порта вывода устройства 100 управления.

[0029] Гибридный автомобиль 10 далее содержит устройство для подачи охладителя (средство подачи охладителя) 40. Устройство для подачи охладителя 40 выполняет функцию подачи охладителя с целью охлаждения электромоторов-генераторов 14, 36 и подачи охладителя в виде гидравлической жидкости трансмиссии 22. В качестве охладителя, например, предпочтительно может использоваться жидкость для автоматической трасмиссии. Здесь и далее, охладитель соответственно именуется охлаждающим маслом.

[0030] Устройство для подачи охладителя 40 содержит масляный насос 42, клапан 44 регулирования давления, маслоохлаждающее устройство 46 и маслобак 48. В данном варианте осуществлении, в качестве масляного насоса используется механический насос, приводимый в действие путем получения по меньшей мере части мощности двигателя 12. Масляный насос 42 и клапан 44 регулирования давления соответствуют насосу и устройству регулирования давления охладителя в изобретении.

[0031] Масляный насос 42 выполняет функцию подачи охлаждающего масла, которое хранится в маслобаке 48. Канал 43 подачи охладителя соединен с масляным насосом 42. Клапан 44 регулирования давления установлен в канале 43 подачи охладителя. Канал 43 подачи охладителя разветвляется на первый и второй каналы 43а, 43b подачи охладителя на стороне выпуска клапана 44 регулирования давления, которые соединены соответственно с электромоторами-генераторами 14, 36.

[0032] Здесь, клапан 44 регулирования давления выполняет функцию подачи охлаждающего масла на электромоторы-генераторы 14, 36 в положении, когда происходит регулирование давления подачи охлаждающего масла от масляного насоса 42. В качестве конкретного примера, клапан 44 регулирования давления может состоять из трубчатого корпуса клапана и золотникового элемента клапана, который находится в подвижном положении внутри корпуса. Золотниковый элемент может перемещаться из первой позиции во вторую позицию внутри корпуса при помощи, например, приводного средства, такого как электромагнит, и возвращается из второй позиции в первую позицию возвращающим средством, таким как пружина. Золотниковый элемент клапана 44 регулирования давления перемещается от первой позиции до второй позиции при приведении в действие приводного средства сигналом управления от устройства 100 управления и возвращается из второй позиции в первую позицию возвращающим средством, если сигнал управления выключен.

[0033] Как показано на ФИГ. 1, в корпусе клапана 44 регулирования давления имеется, по крайней мере, впускное отверстие 44а, выпускное отверстие 44b и отверстие 44 с отвода излишка. Как изложено выше, если золотниковый элемент приводится из первой позиции во вторую позицию, степень открытия отверстия 44 с отвода излишка уменьшается, и передаточное соотношение между впускным отверстием 44а и выпускным отверстием 44b увеличивается. В результате появляется возможность увеличить давление подачи охладителя на электромоторы-генераторы 14, 36. Напротив, если элемент золотникового клапана в клапане 44 регулирования давления возвращается из второй позиции в первую позицию, степень открытия отверстия 44 с отвода излишка увеличивается, и передаточное соотношение между впускным отверстием 44а и выпускным отверстием 44b уменьшается, и тем самым давление подачи охладителя на электромоторы-генераторы 14, 36 может быть понижено.

[0034] ФИГ. 2 представляет собой график, показывающий характеристику устройства 40 для подачи охладителя в данном варианте осуществления изобретения. На графике горизонтальная ось обозначает число Ne оборотов двигателя, и вертикальная ось обозначает количество охлаждающего масла, подаваемого на электромоторы-генераторы 14, 36. Масляный насос в данном варианте осуществления представляет собой механический насос, приводимый в действие мощностью двигателя 12, а число Ne оборотов двигателя на горизонтальной оси может быть соотнесено с подачей насоса.

[0035] Когда золотниковый элемент в клапане 44 регулирования давления находится в первой позиции, давление подачи охладителя на электромоторы-генераторы 14, 36 устанавливается низким. В этом состоянии количество охлаждающего масла увеличивается пропорционально повышению числа Ne оборотов двигателя от нуля; однако, если число Ne оборотов двигателя равно или выше определенного числа оборотов двигателя, то количество Q1 охлаждающего масла и давление Р1 подачи охладителя достигают предела и не увеличиваются. Это происходит потому, что количество масла, возвращаемого от отверстия 44 с отвода излишка клапана 44 регулирования давления в маслобак 48, только увеличивается при более высоком числе оборотов двигателя.

[0036] Напротив, если золотниковый элемент в клапане 44 регулирования давления установлен во второе положение, как показано точечно-пунктирной линией 52 на ФИГ. 2, количество охлаждающего масла может быть увеличено до количества Q2 (>Q1) охлаждающего масла, а давление Р2 (>Р1) подачи охладителя пропорционально числу Ne оборотов двигателя. Здесь количество Q2 охлаждающего масла составляет максимальное количество масла, которое может подаваться на электромоторы-генераторы 14, 36 при давлении Р2 подачи охладителя, превышая, например, в 1,5-2 раза максимальное количество Q1 масла при давлении Р1 подачи охладителя. Однако даже в этом случае, когда число Ne оборотов двигателя находится в диапазоне от нуля до Ne_a, наклонная линия поднимается резче при давлении Р1 подачи охладителя, и количество охлаждающего масла увеличивается. Соответственно, давление подачи охладителя устанавливается равным Р1 до тех пор, пока при числе оборотов двигателя Ne_a большее количество охлаждающего масла для электромоторов-генераторов 14, 36 не будет обеспечено в качестве охладителя электромоторов-генераторов 14, 36.

[0037] Также, согласно ФИГ. 1, канал 43 подачи охладителя, отходящий от масляного насоса 42, соединен с третьим каналом 43 с подачи охладителя на стороне выпуска клапана 44 регулирования давления. Третий канал 43 с подачи охладителя соединен с трансмиссией 22. При этом охлаждающее масло, поступающее от масляного насоса 42, подается как гидравлическое масло при переключении передач в трансмиссии 22.

[0038] Например, электромагнитный клапан 49 регулирования давления может быть установлен в третьем канале 43 с подачи охладителя, и его открывание может регулироваться в соответствии с состоянием (например, скорость автомобиля и т.п.) гибридного автомобиля 10 для изменения или регулирования давления подачи охлаждающего масла на трансмиссию 22.

[0039] Первый канал 45а отвода охладителя подведен ко дну картера (не показано), в котором находится электромотор-генератор 14, и второй канал 45b отвода охладителя подведен ко дну картера (не показано), в котором находится электромотор-генератор 36. В этом варианте осуществления третий канал 45 с отвода охладителя, отходящий от трансмиссии 22, соединен со вторым каналом 45b отвода охладителя. Первый и второй каналы 45а, 45b отвода охладителя соединены друг с другом и затем подводятся к масляному охладителю 46.

[0040] Охладитель 46 масла выполняет функцию отвода тепла от охлаждающего масла для понижения температуры масла. Предпочтительно, чтобы охладитель 46 масла примыкал, например, к радиатору, установленному в гибридном автомобиле 10. Охладитель 46 масла представляет собой более предпочтительный компонент для увеличения эффективности охлаждения при помощи охлаждающего масла; однако, охладитель 46 масла не является основным узлом в гибридном автомобиле данного изобретения и может не устанавливаться.

[0041] Охлаждающее масло, которое охлаждается до низкой температуры при прохождении через охладитель 46 масла, возвращается обратно в маслобак 48 по четвертому каналу 45d отвода охладителя. Пятый канал 45е отвода охладителя, отходящий от отверстия 44 с отвода излишка клапана 44 регулирования давления, соединен с четвертым каналом 45d отвода охладителя. При этом избыточное охлаждающее масло, получающееся при регулировании давления в клапане 44 регулирования давления, возвращается обратно в маслобак 48 по пятому и четвертому каналам 45е, 45d отвода охладителя. Таким образом, охлаждающее масло циркулирует и подается к электромоторам-генераторам 14, 36 и трансмиссии 22 через масляный насос 42 и т.п. Первый-пятый каналы 45а-45е отвода охладителя соответствуют циркуляционному каналу подачи охладителя в изобретении.

[0042] В вышеприведенном описании, несмотря на описание случая, когда имеются первый и второй каналы 45а, 45b отвода охладителя, соответствующие электромоторам-генераторам 14, 36, изобретение не ограничивается ими. Например, когда оба электромотора-генератора 14, 36 размещены в одном картере, охлаждающее масло может отводиться по одному каналу отвода охладителя, который подсоединен к нижней части картера электромотора.

[0043] Далее, управление давлением подачи охладителя в гибридном автомобиле 10, имеющем вышеописанную конфигурацию, будет описано со ссылками на ФИГ. 3 и 4. ФИГ. 3 представляет собой блок-схему, на которой показан процесс управления подачей охладителя, который осуществляется в устройстве 100 управления гибридного автомобиля 10 данного варианта осуществления. Этот процесс выполняется в каждом цикле управления в устройстве 100 управления. ФИГ. 4 представляет собой график, иллюстрирующий процесс управления подачей охладителя. На ФИГ. 4 представлен график, на котором горизонтальная ось отображает скорость автомобиля, а вертикальная ось отображает температуру электромотора, и скорость автомобиля равна Va, когда температура электромотора становится равной заданной температуре Та.

[0044] Как показано на ФИГ. 3, сначала, на этапе S10, устройство 100 управления определяет, движется или нет гибридный автомобиль 10 при помощи мощности электромоторов-генераторов 14, 36. В данном варианте осуществления, поскольку мощность электромотора-генератора 14 из двух электромоторов-генераторов 14, 36 в основном используется как источник мощности для движения, это определение может выполняться на основании того, что электромотор-генератор 14 находится в режиме привода. Режим движения на этапе S10 включает в себя состояние движения, при котором мощность двигателя 12 дополняется мощностью электромотора-генератора 14.

[0045] Если на вышеописанном этапе S10 определено, что «нет», то на следующем этапе S16 давление подачи охладителя устанавливается равным Р1. То есть, золотниковый элемент клапана 44 регулирования давления находится в первой позиции. С другой стороны, если на этапе S10 определен утвердительный ответ, то на следующем этапе S12 определяется, является или нет скорость V автомобиля выше заданной скорости Va автомобиля. Здесь, как показано на ФИГ. 4, заданная скорость Va автомобиля, которая будет эталонным значением для определения, представляет собой один из параметров, указывающих на состояние нагрузки электромоторов-генераторов 14, 36, и может быть установлена равной скорости автомобиля, при которой температура электромотора-генератора 14 становится равной или выше заданной температуры Та в состоянии, при котором давление подачи охладителя для электромоторов-генераторов 14, 36 установлено низким (то есть Р1). В качестве заданной скорости Va автомобиля может использоваться значение, определяемое в результате теста на реальном устройстве, симуляторе или т.п., и заранее внесенное в память.

[0046] В описании выше, несмотря на то, что пример, в котором скорость автомобиля берется в качестве параметра, указывающего на состояние нагрузки электромотора-генератора, изобретение не ограничивается этим. Например, в качестве информации, указывающей на состояние нагрузки электромотора-генератора, могут использоваться температуры Tmg1, Tmg2 электромоторов-генераторов 14, 36, определяемые датчиками температуры 15, 37, температура охлаждающего масла, определяемая датчиком температуры (не показано) или их комбинация.

[0047] Опять же согласно ФИГ. 3, если на вышеописанном этапе S12 определено, что «нет», то на следующем этапе S16 давление подачи охладителя устанавливается равным Р1. То есть золотниковый элемент клапана 44 регулирования давления находится в первой позиции. С другой стороны, если на этапе S12 определен утвердительный ответ, то на следующем этапе S14 определяется, превышает или нет число оборотов Ne двигателя заданное значение Ne_a. Если на этапе S14 определено, что «нет», то на следующем этапе S16 давление подачи охладителя устанавливается равным Р1. Напротив, если на этапе S14 определен утвердительный ответ, то на следующем этапе S18 устройство 100 управления передает сигнал управления на клапан 44 регулирования давления и перемещает золотниковый элемент клапана 44 регулирования давления из первой позиции во вторую позицию. При этом давление подачи охладителя устанавливается равным Р2, и в результате объем подачи охлаждающего масла к электромоторам-генераторам 14, 36 увеличивается, делая возможным обеспечение достаточной эффективности охлаждения.

[0048] Здесь, в соответствии с ФИГ. 4, если температура электромоторов-генераторов 14, 36 равна или выше Та, то считается, что параметры мощности автомобиля ограничены уменьшением мощности или крутящего момента электромотора-генератора 14, который отдает мощность для движения или т.п., тем самым подавляется дальнейший подъем температуры электромотора-генератора. Однако когда это происходит, ходовые качества гибридного автомобиля ухудшаются.

[0049] Напротив, в гибридном автомобиле 10 данного варианта осуществления, контроль над увеличением верхнего предела значения давления подачи охладителя на электромоторы-генераторы 14, 36 от Р1-Р2 выполняется клапаном 44 регулирования давления. При этом когда число Ne оборотов двигателя достигает числа оборотов (например, Ne_b на ФИГ. 2), при котором может подаваться максимальный объем масла Q2, эффективность охлаждения для электромоторов-генераторов 14, 36 увеличивается с увеличением объема охлаждающего масла, что делает возможным снижение температуры электромотора от пунктирной линии 53 на ФИГ. 4 до сплошной линии 54. В результате, температура электромотора становится равной или ниже заданной температуры Та, и параметры мощности показатели автомобиля не нуждаются в ограничении; следовательно, ходовые качества автомобиля не ухудшаются.

[0050] Как изложено выше, в соответствии с данным вариантом осуществления изобретения устройство 100 управления управляет, на основании скорости V автомобиля в качестве информации, указывающей на состояние нагрузки электромотора-генератора, давлением подачи охладителя на электромоторы-генераторы 14, 36 устройством 40 подачи охладителя, которое подает гидравлическую жидкость трансмиссии 22 как охлаждающее масло в качестве охладителя электромоторов-генераторов 14, 36. При этом возможно обеспечить потребное количество охлаждающего масла в соответствии с температурой электромотора и избежать ограничения показателя мощности из-за перегрева электромоторов-генераторов 14, 36. Следовательно, ходовые качества автомобиля не ухудшаются.

[0051] Далее, гибридный автомобиль 10А по второму варианту осуществления изобретения будет описан со ссылками на ФИГ. 5 и 6 в дополнение к ФИГ. 1. Гибридный автомобиль 10А по этому варианту осуществления изобретения имеет ту же самую материальную конфигурацию, что и вышеописанный гибридный автомобиль 10 по первому варианту осуществления изобретения в соответствии с ФИГ. 1. Следовательно, прежде всего описано их отличие друг от друга, а совпадающее описание здесь опущено.

[0052] ФИГ. 5 представляет собой блок-схему, показывающую иной процесс управления подачей охладителя, которое выполняется устройством 100 управления. На ФИГ. 5 этапы S10, S12, S14, S16 и S18 аналогичны этапам процесса, показанного на ФИГ. 3. ФИГ. 6 представляет собой диаграмму, показывающую изменения в скорости вращения двигателя 12 и электромоторов-генераторов 14, 36 в данном варианте осуществления изобретения.

[0053] Согласно ФИГ. 5, сначала на этапе S10 устройство 100 управления определяет, использует или нет гибридный автомобиль 10А для своего движения мощность электромотора-генератора 14, и при определен утвердительном ответе на следующем этапе S12 устройство 100 управления определяет, является ли скорость V автомобиля выше заданного значения Va или нет. С другой стороны, если на одном из вышеуказанных этапов S10 и S12 определено «нет», то на следующем этапе S16 давление подачи охладителя устанавливается равным Р1. Вышеописанный процесс выполняется, как и в первом варианте осуществления изобретения.

[0054] С другой стороны, если на этапе S12 определен утвердительный ответ, то на следующем этапе S20 определяется, является ли скорость Ne двигателя меньше заданного значения Ne_a или нет. Здесь, как описано выше со ссылками на ФИГ. 2, заданное значение Ne_a представляет собой число оборотов двигателя, которое становится пороговым значением, способным увеличить количество охлаждающего масла для электромоторов-генераторов 14, 36 при выполнении управления перемещением элемента золотникового элемента клапана 44 регулирования давления во вторую позицию для увеличения давления подачи охладителя с Р1 до Р2.

[0055] Если на вышеописанном этапе S20 определено «нет» (то есть, число оборотов двигателя Ne≥Ne_a), то на следующем этапе S18 выполняется процесс для повышения давления подачи охладителя до Р2. Данный процесс выполняется так же, как и в вышеописанном первом варианте осуществления.

[0056] С другой стороны, если на вышеописанном этапе S20 определен утвердительный ответ (то есть, число оборотов двигателя Ne<Ne_a), то на следующем этапе S22 выполняется процесс увеличения числа Ne оборотов двигателя, и на следующем этапе S14 определяется, является ли число Ne оборотов двигателя выше заданного значения Ne_a или нет. Выполнение процесса, направленного на увеличение числа оборотов двигателя на вышеописанном этапе S22, повторяется до тех пор, пока оно не будет определен утвердительный ответ на этапе S14.

[0057] Если на этапе S14 определен утвердительный ответ (то есть, число оборотов двигателя Ne>Ne_a), то на следующем этапе S18 выполняется вышеописанный процесс установки давления подачи охладителя равным Р2.

[0058] Таким образом, в соответствии с данным вариантом осуществления изобретения, управление для увеличения давления подачи охладителя выполняется, пока в результате увеличения число Ne оборотов двигателя не станет равно или выше заданного значения Ne_a; следовательно, становится возможно адекватно увеличить объем охлаждающего масла, необходимого для охлаждения электромотора после обеспечения достаточной подачи насоса.

[0059] Как показано на ФИГ. 6, если число Ne оборотов двигателя увеличивается в результате выполнения этапа S22, то скорость вращения каждого из электромоторов-генераторов 14, 36, которые подсоединены к двигателю 12 посредством планетарного зубчатого механизма 18 (см. ФИГ. 1), увеличивается, и соответственно, увеличивается скорость V автомобиля. Когда это происходит, у водителя появляется ощущение дискомфорта, и ходовые качества автомобиля ухудшаются. Соответственно, в гибридном автомобиле 10В по третьему варианту осуществления изобретения выполняется управление увеличением давления подачи охладителя, а скорость V автомобиля поддерживается постоянной при помощи трансмиссии 22.

[0060] Далее, гибридный автомобиль 10А в соответствии с третьим вариантом осуществления изобретения будет описан со ссылками на ФИГ. 7 и 8 в дополнение к ФИГ. 1. Гибридный автомобиль 10А в соответствии с данным вариантом осуществления изобретения имеет ту же самую материальную конфигурацию, что и описанный выше со ссылками на ФИГ. 1 гибридный автомобиль 10 в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения. Следовательно, преимущественно описано их отличие друг от друга, а совпадающее описание здесь опущено.

[0061] ФИГ. 7 представляет собой блок-схему, показывающую еще один процесс управления подачей охладителя, которое выполняется устройством 100 управления. На ФИГ. 7 этапы S10, S12, S14, S16, S18 и S20 аналогичны этапам процесса, показанного на ФИГ. 5, описанного выше. ФИГ. 8 представляет собой диаграмму, показывающую переключение понижающей передачи трансмиссией 22 и изменения скорости вращения двигателя 12 и электромоторов-генераторов 14, 36 в данном варианте осуществления.

[0062] Согласно ФИГ. 7, сначала на этапе S10 устройство 100 управления определяет, использует или нет гибридный автомобиль 10B для своего движения мощность электромотора-генератора 14, и, если определен утвердительный ответ, на следующем этапе S12 устройство 100 управления определяет, является ли скорость V автомобиля выше заданного значения Va. Если на одном из вышеуказанных этапов S10 и S12 определено «нет», то на следующем этапе S16 давление подачи охладителя устанавливается равным Р1. С другой стороны, если на этапе S12 определен утвердительный ответ, то на следующем этапе S20 определяется, является или нет число Ne оборотов двигателя меньше заданного значения Ne_a. Если на этапе S20 определено «нет», то на следующем этапе S18 давление подачи охладителя устанавливается равным Р2. Вышеописанный процесс выполняется, как и в вышеописанном втором варианте осуществления изобретения.

[0063] Если на вышеописанном этапе S20 определен утвердительный ответ (то есть, число оборотов двигателя Ne<Ne_a), то на следующем этапе S26 управляющее 100 устройство передает сигнал переключения передач на трансмиссию 22 для понижения передачи с высокоскоростного режима на низкоскоростной режим. Когда трансмиссия 22 является автоматической бесступенчатой трансмиссией, понижение может быть выполнено от положения высокой скорости в положение низкой скорости.

[0064] Здесь, как показано на ФИГ. 8, когда скорость V автомобиля поддерживается постоянной в положении понижающего переключения трансмиссией 22, электромотор-генератор 14, соединенный с ведомой шестерней планетарного зубчатого механизма 18, увеличивает свою скорость вращения от закрашенного круга до заштрихованного круга и создает регенерируемую электрическую мощность при прямом вращении. Напротив, электромотор-генератор 36, соединенный с центральной шестерней планетарного зубчатого механизма 18, изменяет режим своего вращения от закрашенного круга до пунктирного незаштрихованного круга и приводится в движение в обратном направлении, т.е. направлении, противоположном направлению электромотора-генератора 14. В этот момент в гибридном автомобиле 10B запускается режим, именуемый "режим циркуляции мощности", при котором электромотор-генератор 36 приводится во вращательное движение посредством электроэнергии, создаваемой электромотором-генератором 14.

[0065] В режиме циркуляции мощности ни один из электромоторов-генераторов 14, 36 не способствует движению автомобиля, и энергоэффективность снижается. Соответственно, как показано на ФИГ. 7, на следующем этапе S28 устройство 100 управления выполняет процесс увеличения числа Ne оборотов двигателя, чтобы не допустить вхождения в режим циркуляции мощности.

[0066] На следующем этапе S14 определяется, является или нет число Ne оборотов двигателя большим, чем заданное значение Ne_a, и выполнение этапа S28 вышеописанного процесса повторяется до тех пор, пока не будет определен утвердительный ответ. Если число Ne оборотов двигателя будет выше заданного значения Ne_a, то на следующем этапе S18 выполняется установка давления подачи охладителя равным Р2. Этапы S14 и S18 выполняются так же, как в первом и втором вариантах осуществления изобретения.

[0067] Здесь, опять же согласно ФИГ. 8, число Ne оборотов двигателя увеличивается от закрашенного круга до заштрихованного круга при выполнении этапа S28, и тем самым электромотор-генератор (MG1) 36, соединенный с центральной шестерней, изменяет свое состояние вращения от незаштрихованного круга к заштрихованному кругу. При этом направление вращения электромотора-генератора 36 является прямым направлением, и имеется возможность не допустить вышеописанного режима циркуляции мощности или выйти из него.

[0068] Как описано выше, в гибридном автомобиле 10B в соответствии с данным вариантом осуществления изобретения, управление для увеличения числа Ne оборотов двигателя для повышения давления подачи охладителя без увеличения скорости V автомобиля. Соответственно, водитель не ощущает дискомфорта, и возможно надлежащим образом увеличить количество охлаждающего масла, необходимого для охлаждения электромотора после обеспечения достаточной подачи насоса.

[0069] В вышеописанном третьем варианте осуществления изобретения, несмотря на то, что выполняется управление для увеличения числа Ne оборотов, с тем, чтобы не допустить режима циркуляции мощности после одномоментного исполнения режима циркуляции мощности посредством понижающего переключения трансмиссии 22, управление для увеличения скорости вращения как двигателя 12, так и электромотора-генератора 36 от закрашенного круга может быть выполнено без понижающей передачи, таким образом осуществляется управление для увеличения давления подачи охладителя при поддержании скорости автомобиля постоянной.

[0070] С другой стороны, гибридный автомобиль в соответствии с изобретением не ограничивается вышеизложенными вариантами осуществления изобретения и примерами модификаций, и разнообразные поправки и изменения могут вноситься в пределах вопросов, излагаемых в формуле изобретения настоящей заявки, а также их эквивалентов.

[0071] Например, в представленном выше описании, несмотря на описание случая, когда в качестве масляного насоса 42 применяется механический насос, приводимый в действие мощностью двигателя, изобретение не ограничивается этим, и может использоваться самостоятельно или в комбинации электрический насос, приводимый в действие отдельным электромотором. Благодаря применению электрического насоса создается возможность подачи охлаждающего масла и непрерывного охлаждения электромотора-генератора в состоянии, когда автомобиль остановлен.

[0072] В представленном выше описании, несмотря на то, что был приведен пример, в котором давление подачи охладителя увеличивается от Р1 до Р2 при управлении подачей охладителя, изобретение не ограничивается этим, и, например, давление подачи охладителя может меняться многоступенчато сообразно скорости V автомобиля. Например, элемент золотниковый элемент клапана 44 регулятора давления может быть перемещен в промежуточную позицию между первой позицией и второй позицией, и более высокое предельное значение давления подачи охладителя может быть установлено равным Р3 (где Р1<Р3<Р2).

Изобретение относится к гибридному автомобилю. Гибридный автомобиль включает в себя двигатель, электромотор, ведущее колесо и трансмиссию. Устройство подачи охладителя содержит насос и устройство регулирования давления охладителя и подает охладитель к электромотору и к трансмиссии в качестве гидравлической жидкости. Блок управления управляет устройством подачи охладителя на основе состояния нагрузки электромотора посредством управления давлением подачи охладителя. Электронный блок управления увеличивает давление подачи охладителя к электромотору при помощи устройства регулирования давления, при соблюдении определенных условий. Также электронный блок управления управляет устройством подачи охладителя так, чтобы давление подачи охладителя стало первым давлением, и так, чтобы давление подачи охладителя стало вторым давлением, большим первого давления, при соблюдении определенных условий. Повышается эффективность охлаждения электромотора. 3 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Гибридный автомобиль, включающий в себя:

двигатель;

электромотор, сконфигурированный для подачи мощности для движения;

ведущее колесо, соединенное с двигателем и электромотором;

трансмиссию, установленную i) между двигателем и электромотором и ii) между двигателем и ведущим колесом, причем трансмиссия сконфигурирована для многоступенчатого или непрерывного переключения передач;

устройство подачи охладителя, содержащее насос и устройство регулирования давления охладителя, причем устройство подачи охладителя сконфигурировано для подачи охладителя к электромотору и устройство подачи охладителя сконфигурировано для подачи охладителя к трансмиссии в качестве гидравлической жидкости; и

как минимум один электронный блок управления, сконфигурированный для управления устройством подачи охладителя на основе состояния нагрузки электромотора посредством управления давлением подачи охладителя к электромотору,

при этом упомянутый электронный блок управления сконфигурирован для увеличения давления подачи охладителя к электромотору при помощи устройства регулирования давления охладителя при соблюдении по меньшей мере одного из условий i), ii), iii) и iv), а именно: i) скорость автомобиля равна или выше заданной скорости, ii) температура электромотора равна или выше заданной температуры электромотора, iii) температура охладителя равна или выше заданной температуры охладителя и iv) мощность электромотора равна или выше заданного значения мощности электромотора,

кроме того, упомянутый электронный блок управления сконфигурирован для

a) управления устройством подачи охладителя так, чтобы давление подачи охладителя стало первым давлением при соблюдении по меньшей мере одного из условий i), ii), iii) и iv), а именно: i) скорость автомобиля равна или выше заданной скорости, ii) температура электромотора равна или выше заданной температуры электромотора, iii) температура охладителя равна или выше заданной температуры охладителя и iv) мощность электромотора выше заданного значения мощности электромотора, и когда подача насоса меньше заданного значения подачи насоса, и

b) управления устройством подачи охладителя так, чтобы давление подачи охладителя стало вторым давлением, большим первого давления, при соблюдении по меньшей мере одного из условий i), ii), iii) и iv), а именно: i) скорость автомобиля равна или выше заданной скорости, ii) температура электромотора равна или выше заданной температуры электромотора, iii) температура охладителя равна или выше заданной температуры охладителя, iv) мощность электромотора равна или выше заданного значения мощности электромотора, и когда подача насоса равна или выше заданного значения подачи насоса.

2. Гибридный автомобиль по п. 1,

в котором устройство подачи охладителя имеет в своем составе циркуляционный канал подачи охладителя, по которому перемещается охладитель и по которому охладитель подается к электромотору, а также участок охлаждения охладителя, размещенный в циркуляционном канале подачи охладителя.

3. Гибридный автомобиль по п. 1 или 2,

в котором насос является механическим насосом, приводимым в действие, по меньшей мере, за счет части мощности двигателя,

электромотор имеет в своем составе первый электромотор-генератор и второй электромотор-генератор,

двигатель, первый электромотор-генератор и второй электромотор-генератор соединены таким образом, что мощность передается через планетарный зубчатый механизм,

трансмиссия размещена между планетарным зубчатым механизмом и ведущим колесом и

упомянутый электронный блок управления сконфигурирован для изменения скорости вращения двигателя так, что скорость вращения ведущего колеса поддерживается постоянной, когда давление подачи охладителя к электромотору изменяется посредством устройства регулирования давления охладителя.

4. Гибридный автомобиль по п. 3,

в котором упомянутый электронный блок управления сконфигурирован для того, чтобы при соблюдении по меньшей мере одного из условий i), ii), iii) и iv), а именно: i) скорость автомобиля равна или выше заданной скорости, ii) температура электромотора равна или выше заданной температуры электромотора, iii) температура охладителя равна или выше заданной температуры охладителя, iv) мощность электромотора равна или выше заданного значения мощности электромотора, и когда подача насоса меньше заданного значения подачи насоса,

a) выполнять управление двигателем и электромотором в режиме циркуляции мощности,

при этом режим циркуляции мощности является режимом, при котором трансмиссия выполняет понижающую передачу, второй электромотор-генератор вращается в прямом направлении для создания регенерируемой мощности, и первый электромотор-генератор приводится во вращательное движение в обратном направлении с использованием этой произведенной регенерируемой мощности, и

b) выполнять увеличение числа оборотов двигателя после установления управления двигателем и электромотором в режиме циркуляции мощности так, чтобы первый электромотор-генератор вращался в прямом направлении и подача насоса стала бы равной или выше заданного значения подачи насоса.