Гибридное транспортное средство - RU2422310C1
Код документа: RU2422310C1
Чертежи
Описание
Область техники
Настоящее изобретение относится к гибридному транспортному средству и, в частности, к гибридному транспортному средству, использующему вместе двигатель внутреннего сгорания и вращающуюся электрическую машину.
Уровень техники
В последние годы гибридные транспортные средства привлекают широкое внимание в качестве дружественных к окружающей среде транспортных средств. В гибридном транспортном средстве в дополнение к традиционному двигателю содержится устройство накопления энергии (аккумулятор), в качестве источника движущей энергии служат инвертор и электрический двигатель (электродвигатель), возбуждаемый инвертором.
В таком транспортном средстве, если двигатель регулярно запускается, но время поездки является коротким, топливо в топливном баке может едва расходоваться в течение долгого времени. В этом случае ухудшение и изменение топлива может приводить в результате к ухудшенным пусковым качествам двигателя и ухудшенным характеристикам выпуска.
В публикации выложенной заявки на патент Японии № 2005-226462 раскрыто устройство подачи топлива, в котором топливный насос и средство переключения канала подачи выполнены интегрированным образом. Это устройство подачи топлива выполнено с возможностью переключения между рабочим состоянием, в котором топливо в топливном баке подается в карбюратор, и состоянием циркуляции, в котором топливо в карбюраторе возвращается в топливный бак. Когда двигатель остановлен в течение долгого времени, устройство подачи топлива может работать в режиме циркуляции, чтобы устранить неудобства, такие как выход из строя при запуске, из-за ухудшения и изменения топлива при следующем запуске двигателя.
Предлагается гибридное транспортное средство, способное перемещаться на более длинное расстояние только с помощью выходной мощности электродвигателя, заряжая блок электропитания постоянного тока посредством внешнего источника электропитания. Когда пользователь водит такое гибридное транспортное средство только на короткое расстояние, двигатель более маловероятно должен быть задействован. Если такая поездка на короткое расстояние гибридного транспортного средства повторяется, двигатель может быть остановлен на длительное время.
Когда период остановки двигателя является долгим, например, влага, отделенная от топлива, остающегося в трубопроводе, может вызывать коррозию в трубопроводе. Дополнительно, процесс ухудшения топлива в трубопроводе может оказывать влияние на работу двигателя.
Чтобы предотвратить такую проблему, был разработан способ, раскрытый в публикации выложенной заявки на патент Японии № 2005-226462, т.е. способ возврата всего топлива в трубопроводе в топливный бак. Однако согласно этому способу, когда режим поездки гибридного транспортного средства установлен в режим, который разрешает функционирование двигателя, топливо не может подаваться в двигатель немедленно, поскольку топлива в трубопроводе не осталось. Соответственно, двигатель не может быть запущен немедленно, что может повлиять на передвижение гибридного транспортного средства.
Сущность изобретения
Целью настоящего изобретения является создание гибридного транспортного средства, которое позволяет уменьшить влияние топлива на транспортное средство, когда его двигатель был остановлен на длительное время.
В целом, согласно настоящему изобретению создано гибридное транспортное средство, включающее в себя вращающуюся электрическую машину для формирования вращающего момента для привода колеса; двигатель внутреннего сгорания для приведения в движение колеса и/или подачи движущей энергии на вращающуюся электрическую машину; топливный бак для хранения топлива для двигателя внутреннего сгорания; систему циркуляции для извлечения топлива из топливного бака и для возврата в топливный бак топлива, извлеченного таким образом; и устройство управления для управления гибридным транспортным средством таким образом, что, когда состояние гибридного транспортного средства удовлетворяет заданному условию, гибридное транспортное средство перемещается как электрическое транспортное средство с помощью колес, приводимых в движение вращающейся электрической машиной, в то время как двигатель внутреннего сгорания остановлен. Когда двигатель внутреннего сгорания был остановлен в течение заданного периода или дольше, устройство управления управляет системой циркуляции, чтобы выполнить циркуляцию топлива.
Предпочтительно, устройство управления управляет системой циркуляции, пока гибридное транспортное средство перемещается как электрическое транспортное средство.
Более предпочтительно, когда устройство управления предполагает, что существует необходимость запуска двигателя внутреннего сгорания, на основе состояния гибридного транспортного средства, устройство управления вызывает работу системы циркуляции.
Предпочтительно, гибридное транспортное средство дополнительно включает в себя устройство накопления энергии, заряжаемое электрической энергией, подаваемой от блока питания, предусмотренного внешним образом по отношению к гибридному транспортному средству, и для подачи электрической энергии вращающейся электрической машине.
Таким образом, согласно настоящему изобретению воздействие топлива на транспортное средство может быть уменьшено, когда период остановки двигателя, установленного на гибридном транспортном средстве, является длительным.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - основная конфигурация гибридного транспортного средства 1 согласно первому варианту осуществления.
Фиг.2 - функциональная блок-схема, показывающая устройство 14 управления на фиг.1 и периферийные устройства, ассоциативно связанные с устройством 14 управления.
Фиг.3 - схематический чертеж для описания окружения двигателя 2.
Фиг.4 - блок-схема, показывающая процесс циркуляции топлива согласно первому варианту осуществления.
Фиг.5 - основная конфигурация гибридного транспортного средства 1A согласно второму варианту осуществления.
Фиг.6 - функциональная блок-схема устройства 14A управления, показанного на фиг.5.
Фиг.7 - блок-схема для описания процесса, выполняемого гибридным блоком 62 управления, показанным на фиг.6, чтобы вычислить период остановки двигателя.
Фиг.8 - блок-схема, иллюстрирующая процесс циркуляции топлива согласно третьему варианту осуществления.
Наилучшие способы осуществления изобретения
Далее в этом документе будет сделана ссылка на чертежи, чтобы описать настоящее изобретение в вариантах осуществления. Отметим, что на чертежах идентичные или соответствующие компоненты обозначены идентичными ссылочными позициями и не будут описываться повторно в деталях.
Первый вариант осуществления изобретения
Фиг.1 показывает основную конфигурацию гибридного транспортного средства 1 согласно первому варианту осуществления. Как описано ниже, гибридное транспортное средство 1 является транспортным средством, имеющим двигатель и электродвигатель в качестве источника движущей энергии.
Как показано на фиг.1, гибридное транспортное средство 1 включает в себя передние колеса 20R и 20L, задние колеса 22R и 22L, двигатель 2, планетарный зубчатый механизм 16, дифференциал 18 и шестерни 4 и 6.
Гибридное транспортное средство 1 дополнительно включает в себя аккумулятор B, блок 32 усиления, усиливающий напряжение электроэнергии постоянного тока (dc), выведенной из аккумулятора B, инвертор 36, связывающий DC-электроэнергию с блоком 32 усиления, электродвигатель-генератор MG1, связанный с двигателем 2 через планетарный зубчатый механизм 16, чтобы большей частью генерировать электрическую энергию, и электродвигатель-генератор MG2, имеющий вал вращения, соединенный с планетарным зубчатым механизмом 16. Инвертор 36 соединен с электродвигателями-генераторами MG1 и MG2, чтобы обеспечить преобразование между электроэнергией переменного тока (ac) и DC-электроэнергией, предоставленной из блока 32 усиления.
Планетарный зубчатый механизм 16 имеет первый, второй и третий валы вращения, соединенные с двигателем 2, электродвигателем-генератором MG1 и электродвигателем-генератором MG2 соответственно.
Третий вал вращения имеет шестерню 4, прикрепленную к нему, и шестерня 4 приводит в действие шестерню 6, чтобы передать движущую энергию дифференциалу 18. Дифференциал 18 принимает движущую энергию от шестерни 6 и передает движущую энергию передним колесам 20R и 20L и также принимает вращающую силу передних колес 20R и 20L и передает ее через шестерни 6 и 4 третьему валу вращения планетарного зубчатого механизма.
Планетарный зубчатый механизм 16 служит для того, чтобы делить движущую энергию между двигателем 2 и электродвигателями-генераторами MG1 и MG2. Более конкретно, когда определяется вращение двух из трех валов вращения планетарного зубчатого механизма 16, вращение оставшегося одного вала вращения будет естественно определено. Соответственно, двигатель 2 работает в наиболее эффективном диапазоне, пока величина электрической энергии, сгенерированной электродвигателем-генератором MG1, управляется, а электродвигатель-генератор MG2 приводится в действие для того, чтобы управлять скоростью транспортного средства, чтобы реализовывать в целом энергетически эффективное транспортное средство.
Может быть предусмотрен редуктор, чтобы понижать скорость вращения электродвигателя-генератора MG2 и передавать его планетарному зубчатому механизму 16, и может быть предусмотрена коробка передач, чтобы предоставить редуктор с переменным передаточным числом.
Аккумулятор B, служащий в качестве устройства аккумулирования энергии, осуществлен, например, посредством никель-металлогидридной, литий-ионной или подобной аккумуляторной батареи и подает DC-электроэнергию блоку 32 усиления и также заряжается с помощью DC-электроэнергии, предоставленной из блока 32 усиления. Следует отметить, что устройство аккумулирования энергии, установленное в гибридном транспортном средстве 1, может быть, например, электрическим двухслойным конденсатором.
Блок 32 усиления усиливает DC-напряжение, принятое от аккумулятора B, и подает усиленное DC-напряжение инвертору 36. Инвертор 36 принимает поданное DC-напряжение и преобразует его в AC-напряжение и управляет работой электродвигателя-генератора MG1, когда двигатель запускается. Дополнительно, после того как двигатель запущен, AC-электроэнергия, сгенерированная электродвигателем-генератором MG1, преобразуется инвертором 36 в постоянный ток и преобразуется блоком 32 усиления в напряжение, подходящее для заряда аккумулятора B, и аккумулятор B, таким образом, заряжается.
Кроме того, инвертор 36 приводит в действие электродвигатель-генератор MG2. Электродвигатель-генератор MG2 помогает двигателю 2 приводить в движение передние колеса 20R и 20L. При торможении транспортного средства электродвигатель-генератор работает рекуперативно так, чтобы преобразовать энергию вращения колес в электрическую энергию. Полученная электрическая энергия возвращается через инвертор 36 и блок 32 усиления в аккумулятор B. Аккумулятор B является комплектом батарей, включающим в себя множество последовательно соединенных блоков B0-Bn ячеек. Между блоком 32 усиления и аккумулятором B предусмотрены главные реле 28, 30 системы, чтобы отключать высокое напряжение, когда транспортное средство не работает.
Гибридное транспортное средство 1 дополнительно включает в себя зарядное устройство 25 и разъем 26. Кабель 43 соединяется с источником 41 AC-электрической энергии, расположенным внешним образом по отношению к гибридному транспортному средству 1, и разъемом 26. АС-напряжение (например, переменный ток 100 В) из источника 41 AC-электрической энергии подается к зарядному устройству 25 через кабель 43 и разъем 26. Зарядное устройство 25 преобразует AC-напряжение, поданное из источника 41 AC-электрической энергии, в DC-напряжение, подходящее для заряда аккумулятора B, и подает DC-напряжение аккумулятору B.
Не только источник 41 AC-электрической энергии, но также и терминальное устройство 40 соединено с кабелем 43. Терминальное устройство 40 получает информацию с сервера 45 через сеть NW и выводит ее в кабель 43. Через кабель 43 зарядное устройство 25 принимает информацию (информацию, переданную сервером 45) и выводит ее в устройство 14 управления. Информация может включать в себя, например, дату и время начала заряда гибридного транспортного средства 1.
Гибридное транспортное средство 1 дополнительно включает в себя устройство 14 управления. Устройство 14 управления управляет двигателем 2, инвертором 36, блоком 32 усиления и главными реле 28, 30 системы в соответствии с инструкцией от водителя и выходными сигналами от различных датчиков, прикрепленных к транспортному средству.
Как показано на фиг.1, гибридное транспортное средство 1 может заряжаться извне. Конкретно, гибридное транспортное средство 1 имеет аккумулятор B, подающий электрическую энергию электродвигателям-генераторам MG1, MG2, и разъем 26, позволяющий аккумулятору B и источнику 41 электрической энергии быть электрически соединенными для того, чтобы заряжать аккумулятор B внешним образом по отношению к транспортному средству. Следует отметить, что зарядное устройство 25 не ограничено тем, что оно должно быть предусмотрено в гибридном транспортном средстве 1, как описано выше, и оно может быть предоставлено внешним образом по отношению к гибридному транспортному средству 1.
Фиг.2 является функциональной блок-схемой, показывающей устройство 14 управления на фиг.1 и периферийные устройства, ассоциативно связанные с устройством 14 управления. Следует отметить, что устройство 14 управления реализуемо аппаратными средствами или посредством программного обеспечения.
Как показано на фиг.2, устройство 14 управления включает в себя гибридный блок 62 управления и блок 64 установки режима передвижения. Гибридный блок 62 управления определяет состояние заряда (СЗ) аккумулятора B посредством накопления токов заряда/разряда аккумулятора B или т.п. Гибридный блок 62 управления управляет дросселем двигателя 2 и обнаруживает скорость двигателя 2.
Гибридный блок 62 управления получает информацию о пункте назначения, установленную водителем транспортного средства, от блока 48 отображения, включающего в себя сенсорный дисплей. Гибридный блок 62 управления распознает текущее положение транспортного средства через GPS-антенну 50 и гиродатчик 52, накладывает текущее положение на данные карты дороги и отображает его в блоке 48 отображения. Кроме того, гибридный блок 62 управления выполняет операцию навигации, чтобы найти маршрут поездки от текущего положения до пункта назначения и отобразить его. Следует отметить, что GPS-антенна 50 и гиродатчик 52 составляют систему навигации для получения информации о текущем положении гибридного транспортного средства 1.
Гибридный блок 62 управления вычисляет мощность (требуемую мощность), которую водитель запрашивает из сигнала Acc, выведенного из датчика 42 положения педали акселератора, и скорости V транспортного средства, определенной датчиком скорости транспортного средства. Гибридный блок 62 управления вычисляет требуемую мощность возбуждения (или итоговую мощность) с помощью запрошенной водителем мощности и в дополнение к этому с учетом состояния заряда СЗ аккумулятора B и, кроме того, вычисляет скорость, которую двигателю требуется получить, и мощность, которую двигателю требуется вывести. Гибридный блок 62 управления управляет дросселем двигателя 2 на основе требуемой скорости и требуемой мощности.
Гибридный блок 62 управления вычисляет требуемый водителем крутящий момент согласно состоянию движения транспортного средства, инструктирует инвертору 36 приводить в действие электродвигатель-генератор MG2 и инструктирует электродвигателю-генератору MG1 генерировать электрическую мощность, которая требуется.
Мощность приведения в движение двигателя 2 делится на компонент для непосредственного приведения в действие колеса и компонент для возбуждения электродвигателя-генератора MG1. Суммарная мощность возбуждения электродвигателя-генератора MG2 и компонента, сгенерированного двигателем для непосредственного движения, служит в качестве движущей силы транспортного средства. В частности, в настоящем варианте осуществления, двигатель 2 существует не только, чтобы всего лишь приводить в движение транспортное средство, но также чтобы возбуждать электродвигатель-генератор MG1, чтобы подавать движущую энергию электродвигателю-генератору MG2. Эта "движущая энергия" выводится из двигателя 2 как механическая движущая энергия и преобразуется электродвигателем-генератором MG1 из механической движущей энергии в электрическую энергию для возбуждения электродвигателя-генератора MG2.
Когда водитель нажимает переключатель 46 предпочтения ЭТС (электрическое транспортное средство), работа двигателя 2 ограничивается. Это устанавливает режим передвижения транспортного средства в ЭТС-режим передвижения (режим передвижения электрического транспортного средства), в котором транспортное средство перемещается только с помощью движущей энергии электродвигателя-генератора MG2. ЭТС-режим передвижения подходит для снижения шума при передвижении в густонаселенной области поздно ночью или рано утром и снижает выброс выхлопных газов в закрытой стоянке автомобилей или гараже. В противоположность этому, нормальный режим передвижения, в котором двигатель работает, далее в данном документе будет называться режимом передвижения ГТС (гибридное транспортное средство).
ЭТС-режим передвижения автоматически деактивируется, когда удовлетворяется любое из следующих условий: 1) переключатель 46 ЭТС-предпочтения выключен, 2) состояние заряда СЗ аккумулятора падает ниже заданного значения, 3) скорость транспортного средства достигает или превышает заданное значение (например, 55 км/ч), и 4) положение педали акселератора достигает или превышает заданное значение.
Блок 64 установки режима передвижения устанавливает режим передвижения транспортного средства 1 в один из ЭТС-режима передвижения и ГТС-режима передвижения на основе выходного сигнала Acc, предоставленного от датчика 42 положения педали акселератора, скорости V транспортного средства, определенной датчиком 44 скорости транспортного средства, и информации, отправленной от переключателя 46 ЭТС-предпочтения и указывающей, выбрал водитель или нет ЭТС-режим передвижения. Эта информация, другими словами, является информацией, указывающей "транспортное состояние гибридного транспортного средства 1". Блок 64 установки режима передвижения отправляет гибридному блоку 62 управления информацию, указывающую установленный режим передвижения. На основе информации, принятой от блока 64 установки режима передвижения, гибридный блок 62 управления управляет двигателем 2 и управляет инвертором 36, чтобы управлять работой электродвигателя-генератора MG2.
В частности, устройство 14 управления является устройством управления для управления гибридным транспортным средством 1 так, что оно выполняет ЭТС-передвижение, при котором колеса приводятся в действие электродвигателем-генератором MG2, а двигатель 2 остановлен, если состояние транспортного средства удовлетворяет заданному условию.
Дополнительно, гибридный блок 62 управления принимает информацию от бортового ETC (электронная система сбора пошлины) - устройства 54. Чтобы использовать бортовое ETC-устройство 54, ETC-карта, выпущенная компанией по кредитным картам или т.п., вставляется в него. Владелец этой ETC-карты идентифицируется как плательщик и получатель платежа. Бортовое ETC-устройство 54 беспроводным образом сообщает информацию, касающуюся пошлины, с помощью антенны, примененной в качестве инфраструктуры.
Во многих случаях антенна, с которой бортовое ETC-устройство 54 должно связываться, предусмотрена на въезде на автомагистраль. Бортовое ETC-устройство 54 передает гибридному блоку 62 управления информацию, указывающую, что бортовое ETC-устройство 54 выполнило связь с антенной. В частности, бортовое ETC-устройство 54 является устройством обнаружения, обнаруживающим наличие въезда (заставы, где взимается сбор) на автомагистраль, по которой гибридное транспортное средство 1 должно ехать. От бортового ETC-устройства 54 гибридный блок 62 управления принимает информацию, указывающую, что въезд на автомагистраль был обнаружен.
Фиг.3 является схематическим чертежом для описания окружения двигателя 2. Со ссылкой на фиг.3 гибридное транспортное средство 1 имеет двигатель 2. Двигатель 2 включает в себя впускной канал 111 для введения всасываемого воздуха в головку блока цилиндров и выпускной канал 113 для выпуска воздуха из головки блока цилиндров.
Выше по потоку впускного канала 111 воздушный фильтр 102, расходомер 104 воздуха, датчик 106 температуры всасываемого воздуха и дроссельная заслонка 107 предусмотрены в этом порядке. Дроссельная заслонка 107 имеет угол, управляемый электронным регулятором дросселя 108. Рядом с впускным клапаном впускного канала 111 предусмотрен инжектор 110 для впрыска топлива.
В выпускном канале 113, со стороны выпускного клапана датчик 145 контроля состава смеси воздух-топливо, каталитический нейтрализатор 127 и датчик 146 кислорода расположены в таком порядке. Дополнительно, двигатель 2 включает в себя поршень 114, движущийся вверх и вниз по цилиндру, предусмотренному в блоке цилиндров, датчик 143 положения коленчатого вала, обнаруживающий вращение коленчатого вала, вызываемое, когда поршень 114 движется вверх и вниз, датчик 144 детонации, обнаруживающий событие детонации посредством обнаружения вибрации блока цилиндров, и датчик 148 температуры жидкости, прикрепленный к каналу охлаждения блока цилиндров.
Дополнительно, гибридное транспортное средство 1 имеет гибридный блок 62 управления и датчик 42 положения педали акселератора. Согласно выходному сигналу датчика 42 положения педали акселератора гибридный блок 62 управления управляет электронным регулятором дросселя 108, чтобы изменять объем всасываемого воздуха. Также, согласно углу поворота коленчатого вала, полученному от датчика 143 положения коленчатого вала, гибридный блок 62 управления отправляет инструкцию зажигания катушке 112 зажигания и выводит в инжектор 110 момент впрыска топлива. Дополнительно, гибридный блок 62 управления корректирует объем впрыска топлива, объем воздуха и момент зажигания в соответствии с выходными сигналами датчика 106 температуры всасываемого воздуха, датчика 144 детонации, датчика 145 контроля состава воздух-топливо и датчика 146 кислорода.
Гибридное транспортное средство 1 дополнительно включает в себя топливный бак 180 для хранения топлива FL, насос 186, регулятор 130 давления, угольный фильтр 189 и вакуумный клапан-переключатель 191 очистки фильтра.
Гибридный блок 62 управления управляет насосом 186, чтобы начинать и останавливать его работу. Насос 186 нагнетает топливо FL через канал 185, повышает его давление, и топливо FL подается в канал 187. Когда инжектор 110 открывается в заданный момент времени, топливо FL впрыскивается во впускной канал 111. В случае циркуляции топлива FL гибридный блок 62 управления управляет насосом 186, чтобы повышать давление топлива FL, которое должно быть подано в канал 187, и гибридный блок 62 управления управляет инжектором 110 так, что он не впрыскивает топливо. Соответственно, топливо FL, отправленное из насоса 186 в канал 187, подается регулятору 130 давления и в канал 184, затем возвращается в топливный бак 180. Следует отметить, что насос 186, канал 187, регулятор 130 давления и канал 184 составляют систему циркуляции для циркуляции топлива FL.
Также следует отметить, что насос 186 приводится в действие независимо от двигателя и, например, является электрическим насосом или т.п.
Пары топлива, получающиеся из испарения топлива в топливном баке 180, проходят через канал 188 и адсорбируются в активированном угле, предусмотренном в угольном фильтре 189. Адсорбированные пары топлива выпускаются во впускной канал 111 через каналы 190, 192, когда VSV (вакуумный клапан-переключатель) 191 очистки фильтра открывается гибридным блоком 62 управления.
Когда водитель управляет переключателем 170 открытия-закрытия крышки подачи топлива, крышка 181 открывается. Со снятой топливной крышкой 182 топливо FL подается из устройства подачи топлива, такого как одна из бензоколонок или т.п., в канал 183 подачи топлива.
Под двигателем 2 предусмотрен поддон картера, чтобы хранить электродвигательное масло 150 (смазочное масло). Электродвигательное масло 150 нагнетается масляным насосом 154. Электродвигательное масло 150, нагнетенное масляным насосом 154, проходит через масляный фильтр 156 для адсорбции посторонних веществ, содержащихся в нем, и подается к каждому компоненту двигателя 2. Масляный насос 154 может быть насосом, использующим приводную мощность двигателя 2, чтобы выпускать масло в масляный канал, или может быть электрическим насосом. Масло, поданное к каждому компоненту двигателя 2, проливается через свободное пространство в двигателе 2 или стекает вниз по внутренней стенке двигателя 2, чтобы возвращаться в поддон 152 картера. Фиг.3 схематически иллюстрирует циркуляцию электродвигательного масла 150.
В гибридном транспортном средстве 1, показанном на фиг.1, с большей емкостью аккумулятора B диапазон электрического передвижения транспортного средства может быть увеличен. Однако, например, если гибридное транспортное средство 1 повторяет поездку на короткие расстояния, только электродвигатель-генератор MG2 наиболее вероятно должен использоваться при поездке транспортного средства. Другими словами, период остановки двигателя 2 может быть более длительным.
Когда период остановки двигателя продолжается в течение долгого времени, например, влага, отделенная от топлива, оставшегося в трубопроводе, и ионный обмен между внутренней стенкой трубопровода и топливом могут вызывать коррозию в трубопроводе. Такая коррозия в трубопроводе может приводить в результате, например, к трещине в трубопроводе и засору в топливном канале. Кроме того, считается, что изменение свойств (например, вязкости) топлива делает невозможным соответствующий впрыск топлива из инжектора 110. В этом случае ожидается ухудшение пусковых качеств двигателя.
Чтобы предотвратить такую проблему, задуман способ возврата всего топлива в трубопроводе в топливный бак. Однако согласно этому способу, если двигатель был остановлен на длительное время, подача топлива в двигатель занимает много времени при повторном запуске двигателя, давая в результате ухудшенные пусковые качества двигателя.
В первом варианте осуществления, когда период остановки двигателя 2 равен или дольше, чем заданный период, гибридный блок 62 управления запускает насос 186, чтобы выполнить циркуляцию топлива FL. Это предотвращает отделение влаги из топлива, таким образом, коррозия в трубопроводе может быть предотвращена. Дополнительно, может не допускаться изменение свойств топлива FL, в тоже время топливо FL сохраняется в трубопроводе, в связи с чем можно не допускать ухудшений пусковых качеств двигателя.
Фиг.4 является блок-схемой, иллюстрирующей процесс циркуляции топлива согласно первому варианту осуществления. Со ссылкой на фиг.4 и фиг. 2, когда процесс начинается, гибридный блок 62 управления определяет, равен или больше период остановки двигателя, чем заданный период, или нет (этап S1). Этот "заданный период" определяется, например, посредством эксперимента или при проектировании. Если период остановки двигателя равен или больше, чем заданный период (ДА на этапе S1), гибридный блок 62 управления запускает насос 186, чтобы выполнить циркуляцию топлива FL (этап S2). Если период остановки двигателя короче, чем заданный период (НЕТ на этапе S1), весь процесс завершается.
Теперь будет объяснено то, как гибридный блок 62 управления на фиг.2 вычисляет период остановки двигателя. Когда двигатель останавливается, гибридный блок 62 управления начинает считать период остановки двигателя. Гибридный блок 62 управления определяет, что двигатель 2 остановлен, если, например, скорость вращения двигателя равна 0.
При начале заряда аккумулятора B гибридный блок 62 управления получает время начала заряда от сервера 45. Кроме того, терминальное устройство 40 передает гибридному блоку 62 управления информацию о дате и времени с сервера 45 с постоянным временным интервалом. Когда гибридный блок 62 управления не принимает информацию о дате и времени в течение заданного периода (например, одна минута), определяется, что зарядка аккумулятора B закончилась. Следует отметить, что в течение периода зарядки аккумулятора B гибридный блок 62 управления может измерять период остановки двигателя, выполняя процесс подсчета самостоятельно, или может вычислять период остановки двигателя на основе информации о дате и времени, принятой от сервера 45. Когда зарядка аккумулятора B закончилась, гибридный блок 62 управления продолжает измерение периода остановки двигателя, выполняя процесс подсчета.
Таким образом, согласно первому варианту осуществления гибридное транспортное средство 1 включает в себя: электродвигатель-генератор MG2 для формирования крутящего момента, чтобы приводить в движение колеса гибридного транспортного средства 1; двигатель 2, управляемый, чтобы выполнять, по меньшей мере, одно из приведения в движение колес и подачи движущей энергии электродвигателю-генератору MG2; топливный бак 180 для хранения топлива FL для двигателя 2; систему циркуляции (насос 186, канал 187 и регулятор 130 давления) для циркуляции топлива; и устройство 14 управления для управления гибридным транспортным средством 1 так, что, когда транспортное состояние гибридного транспортного средства 1 удовлетворяет заданному условию, оно выполняет ЭТС-передвижение, при котором колеса приводятся в действие электродвигателем-генератором MG2, в то время как двигатель 2 остановлен. Когда время остановки двигателя 2 равно или дольше, чем заданный период, устройство 14 управления задействует систему циркуляции, чтобы выполнить циркуляцию топлива FL.
Таким образом, согласно первому варианту осуществления возможно уменьшать влияние топлива на транспортное средство (более конкретно, двигатель или топливопровод), даже если двигатель 2 был остановлен на длительное время.
В частности, ожидается, что ЭТС-режим передвижения часто выбирается во время передвижения транспортного средства, показанного на фиг.1 (транспортное средство, которое может заряжаться от внешнего источника, чтобы передвигаться на относительно длинное расстояние в режиме ЭТС-передвижения). Другими словами, ожидается, что двигатель более вероятно должен быть остановлен на длительное время. Согласно второму варианту осуществления в таком гибридном транспортном средстве влияние топлива на транспортное средство может быть предотвращено.
Второй вариант осуществления изобретения
В первом варианте осуществления устройство управления получает информацию, указывающую дату и время начала зарядки, от сервера 45 через сеть NW, терминальное устройство 40 и зарядное устройство 25. Во втором варианте осуществления период остановки двигателя вычисляется способом, отличным от первого варианта осуществления.
Фиг.5 показывает основную конфигурацию гибридного транспортного средства 1A согласно второму варианту осуществления. Со ссылкой на фиг.5 разъем 26 предусмотрен в гибридном транспортном средстве 1A, а зарядное устройство 25 предусмотрено внешним образом по отношению к гибридному транспортному средству 1A. DC-напряжение от зарядного устройства 25 непосредственно вводится в аккумулятор B. В этом отношении гибридное транспортное средство 1A отличается от гибридного транспортного средства 1 на фиг.1.
Дополнительное отличие гибридного транспортного средства 1 на фиг.1 состоит в том, что гибридное транспортное средство 1A имеет устройство 14A управления вместо устройства 14 управления. Устройство 14A управления принимает информацию о дате и времени (информацию, указывающую текущее время), переданную из блока 45A передачи информации о дате и времени. Следует отметить, что способ и форма передачи информации о дате и времени отдельно не ограничены. Например, блок 45A передачи информации о дате и времени является станцией широковещательной передачи (или передающей антенной), передающей радиоволну широковещательной радиопередачи или радиоволну телевизионного вещания. Принимая радиоволну радиовещания или радиоволну телевизионного вещания, устройство 14A управления получает информацию, указывающую текущую дату и время. В другом примере блок 45A передачи информации о дате и времени является передающей станцией, передающей радиоволну (сигнал радиоволны, включающий в себя информацию о времени), которая должна быть принята радиоволновым таймером. Принимая радиоволну от передающей станции, устройство 14A управления может получать информацию о дате и времени.
Так как конфигурации других частей гибридного транспортного средства 1A являются такими же, что и конфигурации соответствующих частей гибридного транспортного средства 1, их пояснение не будет повторяться ниже. Также, поскольку процесс циркуляции топлива, выполняемый устройством 14A управления, является таким же, что и процесс циркуляции топлива согласно первому варианту осуществления, его пояснение не будет повторяться ниже.
Фиг.6 является функциональной блок-схемой, иллюстрирующей устройство 14A управления, показанное на фиг.5. Как показано на фиг.6 и фиг.2, устройство 14A управления отличается от устройства 14 управления тем, что устройство 14A управления дополнительно включает в себя запоминающий блок 66. Кроме того, как показано на фиг.6, гибридный блок 62 управления принимает информацию о дате и времени от блока 45A передачи информации о дате и времени. Гибридный блок 62 управления инструктирует запоминающему блоку 66 сохранять информацию о дате и времени.
Запоминающий блок 66 хранит информацию о дате и времени, даже когда гибридному транспортному средству 1A выдана инструкция останова. Например, запоминающий блок 66 сконфигурирован, чтобы включать в себя энергонезависимое запоминающее устройство (например, флэш-память). Альтернативно, например, запоминающий блок 66 может быть энергозависимой полупроводниковой памятью, в которую электрическая энергия подается от резервного источника электропитания (не показан). Следует отметить, что, поскольку конфигурации других частей устройства 14A управления являются такими же, что и конфигурации соответствующих частей устройства 14 управления, их пояснение не будет повторяться ниже.
Гибридный блок 62 управления принимает информацию о дате и времени, отправленную из блока 45A передачи информации о дате и времени, когда двигатель остановлен. Затем гибридный блок 62 управления инструктирует запоминающему блоку 66 сохранять информацию о дате и времени, полученную, когда гибридное транспортное средство 1A остановлено. Соответственно, даже если гибридное транспортное средство 1A останавливается после того, как режим передвижения гибридного транспортного средства 1A переключается из ГТС-режима передвижения в ЭТС-режим передвижения, информация о дате и времени, полученная в момент остановки двигателя, сохраняется в запоминающем блоке 66.
Далее, гибридный блок 62 управления принимает информацию о дате и времени, отправленную из блока 45A передачи информации о дате и времени, например, всякий раз, когда проходит фиксированный период времени. Гибридный блок 62 управления вычисляет период остановки двигателя на основе информации о дате и времени, полученной из блока 45A передачи информации о дате и времени, и информации о дате и времени, сохраненной в запоминающем блоке 66. Так как информация о дате и времени, указывающая дату и время остановки двигателя, сохранена в запоминающем блоке 66, период остановки двигателя может быть точно вычислен.
Фиг.7 является блок-схемой для описания процесса, выполняемого гибридным блоком 62 управления на фиг.6, чтобы вычислять период остановки двигателя. Как показано на фиг.7, когда процесс начинается, гибридный блок 62 управления определяет, остановлен или нет двигатель 2, на основе, например, скорости вращения двигателя (этап S41). Если скорость двигателя не равна 0, гибридный блок 62 управления определяет, что двигатель 2 не остановлен. В этом случае (НЕТ на этапе S41) весь процесс завершается. С другой стороны, если скорость двигателя равна 0, гибридный блок 62 управления определяет, что двигатель остановлен. В этом случае (ДА на этапе S41) гибридный блок 62 управления получает информацию о дате и времени, переданную из блока 45A передачи информации о дате и времени (этап S42). Эта информация хранится в гибридном блоке 62 управления до тех пор, пока нижеописанный процесс на этапе S44 не будет выполнен.
Далее, гибридный блок 62 управления определяет, выдал или нет водитель инструкцию остановки гибридного транспортного средства 1A (этап S43). Если водитель выдал инструкцию остановки транспортного средства (ДА на этапе S43), гибридный блок 62 управления инструктирует запоминающему блоку 66 сохранять информацию о дате и времени, полученную на этапе S42 и указывающую дату и время остановки двигателя (этап S44). Когда процесс на этапе S44 заканчивается, гибридное транспортное средство 1A останавливается. После этого аккумулятор B, установленный в гибридном транспортном средстве 1A, заряжается.
На этапе S45, который следует за этапом S44, гибридный блок 62 управления определяет, выдал или нет водитель инструкцию запуска гибридного транспортного средства 1A. Если водитель выдал инструкцию запуска гибридного транспортного средства 1A (ДА на этапе S45), гибридный блок 62 управления считывает из запоминающего блока 66 информацию о дате и времени, указывающую дату и время остановки двигателя (этап S46).
Затем от блока 45A передачи информации о дате и времени гибридный блок 62 управления получает информацию о дате и времени, указывающую текущее время (этап S49). На основе полученной информации о дате и времени и информации о дате и времени, сохраненной в запоминающем блоке 66, гибридный блок 62 управления вычисляет период остановки двигателя (этап S50). Когда процесс на этапе S50 заканчивается, весь процесс переходит обратно к этапу S49.
Следует отметить, что, если на этапе S43 не была выдана инструкция остановки транспортного средства (НЕТ на этапе S43), гибридный блок 62 управления получает информацию о дате и времени, указывающую текущее время, от блока 45A передачи информации о дате и времени (этап S47). На основе полученной информации о дате и времени и информации о дате и времени, сохраненной в запоминающем блоке 66, гибридный блок 62 управления вычисляет период остановки двигателя (этап S48). Когда процесс на этапе S48 заканчивается, весь процесс переходит обратно к этапу S43.
Также следует отметить, что процессы на этапах S47, S48 и процессы на этапах S49, S50 повторяются всякий раз, когда проходит фиксированный период времени (например, одна минута).
Таким образом, согласно второму варианту осуществления устройство 14A управления получает информацию о дате и времени извне, чтобы вычислять период остановки двигателя. Согласно второму варианту осуществления процесс вычисления периода остановки двигателя может быть облегчен.
Третий вариант осуществления изобретения
Конфигурация гибридного транспортного средства согласно третьему варианту осуществления является такой же, что и конфигурация гибридного транспортного средства 1, показанного на фиг.1, или гибридного транспортного средства 1A, показанного на фиг.5. Также, конфигурация устройства управления, предусмотренного в гибридном транспортном средстве согласно третьему варианту осуществления, является такой же, что и конфигурация устройства 14 управления на фиг.2 или устройства 14A управления на фиг. 6. Соответственно, обращаясь к фиг.1, фиг.2 и т.п., соответственно, третий вариант осуществления будет объяснен ниже.
В третьем варианте осуществления, если период остановки двигателя равен или больше, чем заданный период, и запуск двигателя 2 требуется в течение определенного периода времени от настоящего момента, гибридный блок 62 управления запускает насос 186, чтобы выполнить циркуляцию топлива FL.
Как показано на фиг.2, когда гибридный блок 62 управления определяет на основе, например, информации от GPS-антенны 50 и гиродатчика 52, что гибридное транспортное средство 1 направляется к въезду на автомагистраль, гибридный блок 62 управления запускает насос. Гибридный блок 62 управления может запускать двигатель, когда бортовое ETC-устройство 54 принимает радиоволну от антенны, предусмотренной на въезде (заставе, где взимается сбор) автомагистрали. В этом случае, бортовое ETC-устройство 54 передает гибридному блоку управления 62 информацию, указывающую, что радиоволна была принята.
Сначала гибридный блок 62 управления запускает насос 186, чтобы выполнить циркуляцию топлива, и затем запускает двигатель 2. Например, если двигатель 2 был остановлен на длительное время, топливо может вызывать коррозию в трубопроводе. Такая проблема может быть предотвращена за счет возврата всего топлива в трубопроводе в топливный бак, но это может сделать невозможным подачу топлива в двигатель 2 немедленно, когда режим передвижения гибридного транспортного средства устанавливается в ГТС-режим передвижения. Когда немедленный запуск двигателя невозможен, это может оказывать влияние на передвижение гибридного транспортного средства.
Согласно третьему варианту осуществления, когда предполагается запуск двигателя, т.е. когда существует необходимость в запуске двигателя, заранее осуществляется циркуляция топлива. Это позволяет выполнять быстрый запуск двигателя, когда режим передвижения гибридного транспортного средства переключается из ЭТС-режима передвижения в ГТС-режим передвижения.
Фиг.8 является блок-схемой, иллюстрирующей процесс циркуляции топлива согласно третьему варианту осуществления. Со ссылкой на фиг.8 и фиг.2, когда процесс начинается, гибридный блок 62 управления определяет, является или нет режим передвижения гибридного транспортного средства 1 ЭТС-режимом передвижения, на основе информации от блока 64 установки режима передвижения (этап S51). Если режим передвижения гибридного транспортного средства 1 не является ЭТС-режимом передвижения, т.е. если режим передвижения гибридного транспортного средства 1 является ГТС-режимом передвижения (НЕТ на этапе S51), весь процесс завершается. Если режим передвижения гибридного транспортного средства 1 является ЭТС-режимом передвижения (ДА на этапе S51), процесс переходит к этапу S52.
На этапе S52 гибридный блок 62 управления определяет, будет или нет двигатель запущен в течение определенного периода времени от настоящего момента (например, в течение периода времени от настоящего момента до нескольких секунд позже или периода времени от настоящего момента до нескольких минут позже). Например, гибридный блок 62 управления определяет, что гибридное транспортное средство 1 направляется к въезду на автомагистраль, на основе информации от навигационной системы (или бортового ETC-устройства 54). В этом случае гибридный блок 62 определяет, что двигатель будет запущен после прохождения определенного периода времени от настоящего момента.
Если гибридный блок 62 управления определяет, что двигатель 2 будет запущен в течение определенного периода времени от настоящего момента (ДА на этапе S52), он определяет, равен ли или дольше период остановки двигателя 2, чем заданный период, или нет (этап S53). Гибридный блок 62 управления выполняет процесс, показанный на фиг.6 или фиг.7, чтобы вычислять период остановки двигателя 2.
Если период остановки двигателя 2 равен или больше, чем заданный период (ДА на этапе S53), гибридный блок 62 управления запускает насос 186, чтобы выполнить циркуляцию топлива FL (этап S54). Когда процесс на этапе S54 заканчивается, весь процесс завершается. С другой стороны, если период остановки двигателя короче, чем заданный период (НЕТ на этапе S53), весь процесс завершается.
Следует отметить, что, если ответ НЕТ присутствует на этапе S52, т.е. если гибридный блок 62 управления определяет, что не существует необходимости запуска двигателя в течение заданного времени от настоящего момента, весь процесс также завершается.
Таким образом, в третьем варианте осуществления выполняется циркуляция топлива перед запуском двигателя 2, чтобы предотвращать задержку в подаче топлива. Это позволяет выполнять быстрый запуск двигателя, когда режим передвижения гибридного транспортного средства переключается из ЭТС-режима передвижения в ГТС-режим передвижения.
В третьем варианте осуществления циркуляция топлива выполняется заранее, если предполагается запуск двигателя. Другими словами, в третьем варианте осуществления циркуляция топлива выполняется, если удовлетворяется каждое из следующих условий: условие того, что режим передвижения является ЭТС-режимом передвижения, условие того, что двигатель будет запущен в течение заданного периода времени от настоящего момента, и условие того, что период остановки двигателя равен или больше, чем заданный период. Однако топливный насос может быть запущен, если прогноз запуска двигателя не сделан заранее, режим передвижения является ЭТС-режимом передвижения, и период остановки двигателя равен или больше, чем заданный период. Таким образом, может быть предотвращено ухудшение топлива в трубопроводе или насосе или разрушение трубопровода и насоса, не вызывая чувство дискомфорта у пользователя по сравнению со случаем запуска топливного насоса, когда транспортное средство было остановлено.
Настоящий вариант осуществления описывает настоящее изобретение, примененное в качестве примера к гибридной системе последовательного/параллельного типа, в которой движущая энергия двигателя может быть разделена устройством разделения энергии для передачи на ведущий мост и генератор. Однако настоящее изобретение может быть применено к гибридному транспортному средству последовательного типа, в котором двигатель используется только для возбуждения генератора, а движущая энергия для ведущего моста создается только посредством электродвигателя, который использует электрическую энергию, сгенерированную генератором. В гибридном транспортном средстве последовательного типа одного аккумулятора может быть недостаточно, чтобы подавать электрическую энергию электродвигателю в случае возбуждения электродвигателя согласно запросу возбуждения. В этом случае двигатель запускается, чтобы генератор генерировал электрическую энергию, и сумма электрической энергии аккумулятора и электрической энергии, сгенерированной генератором, подается электродвигателю. Двигатель также запускается, когда значение, указывающее заряд аккумулятора как СЗ, уменьшается.
Дополнительно, настоящее изобретение может также быть применено к гибридному транспортному средству параллельного типа, в котором колеса приводятся в действие непосредственно двигателем и электродвигателем. В гибридном транспортном средстве параллельного типа электродвигатель помогает за счет движущей энергии двигателю, а также служит в качестве генератора для заряда аккумулятора. Гибридное транспортное средство параллельного типа может передвигаться с помощью аккумулятора, заряжаемого генератором.
Гибридное транспортное средство последовательного типа и гибридное транспортное средство параллельного типа оба имеют рабочий режим приведения двигателя в рабочее состояние и рабочий режим остановки двигателя и приведения электродвигателя в рабочее состояние. Соответственно, настоящее изобретение также применимо к таким транспортным средствам.
Следует понимать, что варианты осуществления, раскрытые в данном документе, являются иллюстративными, а не ограничивающими в каком-либо смысле. Объем настоящего изобретения задается посредством формулы изобретения, а не вышеприведенного описания, и имеет намерение включать в себя любые модификации в рамках объема и сущности, эквивалентные формуле изобретения.
Реферат
Изобретение относится к гибридному транспортному средству. Гибридное транспортное средство содержит топливный бак, двигатель, систему циркуляции, регулятор давления, устройство управления. Устройство управления управляет гибридным транспортным средством так, что оно выполняет передвижение на электротяге при остановленном двигателе. Когда период остановки двигателя равен или больше, чем заданный период, устройство управления управляет системой циркуляции топлива. Технический результат заключается в снижении влияния топлива на запуск двигателя. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.
