BR112012014574B1

BR112012014574B1 - veículo híbrido e método de controle do mesmo

Info

Publication number: BR112012014574B1
Application number: BR112012014574-6A
Authority: BR
Inventors: Yutaka Tamagawa
Original assignee: Honda Motor Co., Ltd
Priority date: 2009-12-16
Filing date: 2010-12-09
Publication date: 2021-03-02
Also published as: CN102652087A; CN104118424B; US9085296B2; WO2011074483A1; US8761986B2; CN104118424A; BR112012014574A2; CN102652087B; JPWO2011074483A1; JP5624996B2; US20140025247A1; DE112010004867T5; RU2012127406A; US20120245785A1; RU2527247C2; JP5899274B2; US8571737B2; US20140249709A1; JP2014196104A

Abstract

VEÍCULO HÍBRIDO E MÉTODO DE CONTROLE DO MESMO. A presente invenção refere-se a um veículo híbrido que funciona com alimentação a partir de pelo menos um dentre um motor elétrico e um motor. Quando uma saída requerida excede uma soma de uma saída do motor elétrico, que é acionado por energia elétrica fornecida de uma bateria e de uma saída do motor, enquanto o veículo híbrido está funcionando em um modo de acionamento, em que pelo menos o motor trabalha como uma fonte de acionamento com uma embreagem engatada, uma unidade de mudança de relação de transmissão aumenta uma relação de transmissão elétrica para transmissão mecânica da saída do motor e uma unidade de controle de engate/desengate libera a embreagem em um ponto no tempo quando a saída transmitida mecanicamente do motor se torna 0, com a embreagem engatadah

Description

Campo Técnico

[001] A presente invenção refere-se a um veículo híbrido, quecontrola a liberação de uma unidade de engate/ desengate de transmissão elétrica, que é executada quando o veículo é deslocado de um modo de acionamento em que pelo menos um motor de combustão interna trabalha como uma fonte de acionamento e um método de controle para o mesmo.

Técnica Anterior

[002] Em um veículo elétrico combinado em série e em paralelo(SPHV) divulgado em Literatura de Patente 1, quando a velocidade de revolução de um motor diminui para ser menor do que um valor predeterminado, enquanto o veículo está funcionando em um modo de veículo híbrido em paralelo (PHV), uma conexão mecânica entre um gerador e o motor é liberada através da liberação de uma embreagem, pelo que o veículo é deslocado para um modo de veículo híbrido em série (SHV). Quando o veículo está funcionando no modo PHV, as rodas são acionadas pela saída mecânica do motor e, quando é dada a partida no veículo, é acelerado ou tem marcha reduzida ou é parado usando os freios, uma diferença entre uma saída requerida e a saída mecânica do motor é constituída pelo motor. Adicionalmente, quando o veículo está funcionando no modo SHV, o gerador é acionado pela saída mecânica do motor e o motor é acionado pela energia elétrica gerada pelo gerador e a energia elétrica descarregada de uma bateria, pelo que as rodas são acionadas pelo motor. Literatura sobre a Técnica Relacionada Literatura de Patente Literatura de Patente 1: JP-3052753-B

Esboço da Invenção Problemas a Serem Resolvidos pela Invenção

[003] Quando o SPHV da Literatura de Patente 1 descrito acimaestá funcionando no modo PHV, a saída requerida é obtida da saída mecânica do motor e da saída auxiliar do motor, dependendo das condições. Por outro lado, quando no modo SHV, a saída requerida é obtida apenas da saída do motor. Em consequência, mesmo no caso em que as condições de liberação de embreagem são estabelecidas para liberar a embreagem imediatamente, quando o veículo é deslocado do modo PHV para o modo SHV, pode haver uma situação em que a saída requerida não pode ser tratada imediatamente em caso de uma mudança na saída requerida do motor ser grande.

[004] Por exemplo, no caso em que o estado de carga da bateriaé baixo, quando o veículo é deslocado para o modo SHV, é necessário que o gerador seja acionado pela saída mecânica do motor de modo que o motor seja acionado pela energia elétrica gerada pelo gerador. Contudo, a resposta do motor e do gerador não é tão alto que possa haver uma situação em que a energia elétrica correspondente à saída requerida não é fornecida para o motor imediatamente após a embreagem ser liberada. À medida que isso ocorre, do motor não pode sair uma força de acionamento correspondente à saída requerida e, portanto, um choque é gerado, quando a embreagem é liberada, resultando em uma possibilidade de que o motorista sinta uma sensação de desconforto físico. Adicionalmente, a bateria precisa ter uma capacidade suficiente para a bateria constituir uma diferença entre a energia elétrica que o motor precisa para satisfazer a saída requerida, necessária imediatamente após a embreagem ser liberada e a energia elétrica que o gerador possa gerar.

[005] Um objetivo da invenção é proporcionar um veículo híbridoque pode liberar uma unidade de engate/ desengate de transmissão de energia ao mesmo tempo em que satisfaz uma saída requerida quando o veículo é deslocado de um modo de acionamento em que pelo menos um motor de combustão interna funciona como uma fonte de acionamento para um modo de acionamento em série em que pelo menos um motor elétrico funciona como uma fonte de acionamento e um método de controle para o mesmo.

Meios para Resolver os Problemas

[006] A reivindicação 1 proporciona um veículo híbrido incluindo: um motor (por exemplo, um motor 111 na modalidade); um gerador (por exemplo, um gerador 113, na modalidade), que é acionado pelo motor para gerar energia elétrica; uma bateria (por exemplo, uma bateria 101, na modalidade) para fornecer energia elétrica para um motor elétrico; o motor elétrico (por exemplo, um motor elétrico 109, na modalidade), que é conectado a uma roda de acionamento, (por exemplo, uma roda de acionamento 133, na modalidade) e que é acionado através de energia elétrica fornecida de pelo menos um dentre a bateria e o gerador; e uma unidade de engate/ desengate de transmissão de energia (por exemplo, uma embreagem de bloqueio 117, na modalidade), que é disposta entre o gerador e a roda de acionamento para engate e desengate de uma linha de transmissão de energia do motor para a roda de acionamento via o gerador, o veículo híbrido sendo capaz de funcionar com energia fornecida de pelo menos um dentre o motor elétrico e o motor, o veículo híbrido ainda incluindo uma unidade de mudança de relação de transmissão (por exemplo, uma ECU 123, na modalidade) para mudança de uma relação de transmissão elétrica para transmissão mecânica de uma saída do motor, uma unidade de controle de engate/ desengate (por exemplo, a ECU de gerenciamento 123, na modalidade) para controlar a unidade de engate/ desengate de transmissão de energia a ser liberada, quando o veículo híbrido é deslocado de um modo de acionamento em que pelo menos o motor funciona como uma fonte de acionamento para um modo de acionamento em série em que o motor elétrico funciona como uma fonte de acionamento; e uma unidade de cálculo de saída requerida (por exemplo, a ECU de gerenciamento 123, na modalidade) para calcular uma saída requerida , exigida do veículo híbrido com base em uma abertura de pedal de acelerador, que corresponde a uma operação de um pedal de acelerador e uma velocidade de funcionamento do veículo híbrido, em que, quando a saída requerida calculada pela unidade de cálculo de saída requerida excede uma soma de uma saída do motor elétrico, que é acionado pela energia elétrica fornecida da bateria e da saída do motor, enquanto o veículo híbrido está funcionando no modo de acionamento em que pelo menos o motor funciona como uma fonte de acionamento com a unidade de engate/ desengate de transmissão de energia engatada, a unidade de mudança de relação de transmissão engatada, a unidade de mudança de relação de transmissão aumenta a relação de transmissão elétrica para transmissão mecânica da saída do motor e a unidade de controle de engate/ desengate controla a unidade de engate/ desengate de transmissão de energia.

[007] A reivindicação 2, com base na reivindicação 1, o veículohíbrido ainda incluindo uma unidade de controle de saída de bateria (por exemplo, a ECU de gerenciamento 123, na modalidade) para controle do fornecimento de energia elétrica da bateria para o motor elétrico; e - uma unidade de controle de motor (por exemplo, a ECU de gerenciamento 123, na modalidade) para controlar a operação do motor, em que, após a unidade de engate/ desengate de transmissão de energia ser liberada, a unidade de controle de saída de bateria diminui o fornecimento de energia elétrica da bateria para o motor elétrico; e a unidade de controle de motor opera o motor de modo a permanecer em uma linha de consumo de combustível ótimo específico (por exemplo, uma linha de fundo de BSFC , na modalidade), que é formada através da conexão de pontos de operação onde um consumo de combustível ótimo e específico é obtido, de modo que a saída do motor aumenta à medida que o fornecimento de energia elétrica da bateria para o motor elétrico diminui.

[008] A reivindicação 3 proporciona, com base na reivindicação 1ou 2, o veículo híbrido ainda incluindo uma unidade de controle de motor (por exemplo, a ECU de gerenciamento 123, na modalidade) para controlar a operação do motor, em que, quando a saída requerida é aumentada enquanto o veículo híbrido está funcionando no modo de acionamento em que o motor funciona como uma fonte de acionamento com a unidade de engate/ desengate de transmissão de energia engatada, a unidade de controle de motor aumenta a saída do motor até que um ponto da operação alcança a linha de consumo de combustível ótimo específico (por exemplo, a linha de fundo de BSFC, na modalidade), que é formada pela conexão de pontos de operação onde um consumo de combustível ótimo, específico é obtido; e em que, quando a saída requerida excede a saída do motor, que é operado em um ponto de operação na linha de consumo de combustível ótimo específico, a unidade de controle de motor opera o motor de modo a permanecer na linha de consumo de combustível ótimo específico e do motor elétrico, que é acionado por energia elétrica fornecida da bateria, sai a energia elétrica que constitui a saída insuficiente do motor.

[009] A reivindicação 4, com base na reivindicação 3, o veículo híbrido em que o motor elétrico emite a energia elétrica que constitui a saída insuficiente do motor até o ponto em que o motor elétrico pode ter a saída de acordo com o estado da bateria.

[0010] A reivindicação 5 proporciona um método de controle paraum veículo híbrido, o veículo híbrido incluindo um motor (por exemplo, um motor 111, na modalidade), um gerador (por exemplo, um gerador 113, na modalidade), que é acionado pelo motor para gerar energia elétrica; . uma bateria (por exemplo, uma bateria 101, na modalidade) para fornecer energia elétrica a um motor elétrico; o motor elétrico (por exemplo, um motor elétrico 109, na modalidade), que é conectado a uma roda de acionamento (por exemplo, uma roda de acionamento 133, na modalidade) e que é acionada por energia elétrica fornecida de pelo menos um dentre a bateria e o gerador; e uma unidade de engate/ desengate de transmissão de energia (por exemplo, uma embreagem de bloqueio 117, na modalidade), que é disposta entre o gerador e a roda de acionamento para engate e desengate de uma linha de transmissão de energia do motor para a roda de acionamento via o gerador, o veículo híbrido sendo capaz de funcionar com energia fornecida de pelo menos um dentre o motor elétrico e os motores, o método de controle incluindo: cálculo de uma saída requerida, exigida do veículo híbrido com base em uma abertura de pedal de acelerador, que corresponde a uma operação de um pedal de acelerador e uma velocidade de marcha do veículo híbrido; e quando a saída requerida assim calculada excede uma soma de uma saída do motor elétrico que é acionada por energia elétrica fornecida da bateria e uma saída do motor, enquanto o veículo híbrido está funcionando em um modo de acionamento em que pelo menos o motor funciona como uma fonte de acionamento com a unidade de engate/ desengate de transmissão de energia, aumentando uma relação de transmissão elétrica para transmissão mecânica da saída do motor e liberando a unidade de engate/ desengate de transmissão de energia em um ponto no tempo em que a saída mecanicamente transmitida do motor se torna 0, com a unidade de engate/ desengate de transmissão de energia engatada.

Vantagem da Invenção

[0011] De acordo com as reivindicações de 1 a 5, a unidade deengate/ desengate de transmissão de energia pode ser liberada ao mesmo tempo em que satisfaz a saída requerida, quando o veículo é deslocado do modo de acionamento em que pelo menos o motor funciona como uma fonte de acionamento para o modo de acionamento em série em que o motor elétrico trabalha como uma fonte de acionamento.

[0012] De acordo com a reivindicação 2, o motor é operado nospontos de operação na linha de consumo de combustível ótimo específico, enquanto o veículo híbrido é deslocado para o modo de acionamento em série e, portanto, o consumo de combustível específico do motor não é diminuído.

[0013] De acordo com as reivindicações de 3 a 4, a saída do motorpode ser transmitida mecanicamente até que o motor elétrico se torne pronto para a saída da energia elétrica que constitui a saída insuficiente do motor e, portanto, o veículo híbrido pode funcionar com uma boa eficiência global.

Breve Descrição dos Desenhos

[0014] A figura 1 mostra uma configuração em bloco interna de um HEV em série/ em paralelo.

[0015] A figura 2 mostra características de um motor 111 em relaçãoà eficiência térmica.

[0016] A figura 3 mostra uma transição de um ponto de operaçãodo motor 111 quando uma embreagem 117 é liberada de acordo com um aumento na saída requerida.

[0017] A figura 4 mostra mudanças nas respectivas saídas, quandoa embreagem 117 é liberada de acordo com um aumento na saída requerida.

[0018] A figura 5 mostra uma transição do ponto de operação domotor 111, quando a embreagem 117 é liberada de acordo com uma mudança no estado de uma bateria 101.

[0019] A figura 6 mostra mudanças nas respectivas quando aembreagem 117 é liberada de acordo com uma mudança no estado da bateria 101.

[0020] A figura 7A mostra uma relação entre SOC e o limite superiorde saída de bateria; e a figura 7B mostra uma relação entre a temperatura da bateria e o limite superior da saída de bateria.

[0021] A figura 8 mostra operações de uma ECU de gerenciamento123.

[0022] A figura 9 mostra operações da ECU de gerenciamento 123.

Modo para Realização da Invenção

[0023] Modalidades da invenção serão descritas através deReferência: aos desenhos.

[0024] Um HEV (“Hybrid Electric Vehicle” - Veículo Híbrido Elétrico)inclui um motor elétrico e um motor e funciona com a fonte de acionamento do motor elétrico e/ ou o motor depende das condições de funcionamento do veículo. HEVs são classificados, a grosso modo, em dois tipos, um HEV em série e um HEV em paralelo. O HEV é usado apenas para geração de energia elétrica e energia elétrica gerada fazendo uso da fonte de acionamento do motor é armazenada em uma bateria ou fornecida para o motor elétrico. Por outro lado, o HEV em paralelo funciona com força de acionamento de um ou de ambos dentre o motor elétrico e o motor.

[0025] Também é conhecido um HEV em série/ em paralelo em queas configurações em série e em paralelo são combinadas. Nesse tipo de HEV, uma embreagem é engatada ou desengatada (engatada/ desengatada), dependendo das condições de funcionamento do veículo, pelo que o sistema de transmissão da força de acionamento é comutado para uma das configurações em série e em paralelo. Em particular, quando o veículo funciona em baixas velocidades, a embreagem é desengatada para adotar a configuração em série, ao mesmo tempo em que, quando o veículo funciona em velocidades intermediárias ou altas, a embreagem é engatada para adotar a configuração em paralelo. Na descrição seguinte, um modo de acionamento usando a configuração em série será referido como um "modo de acionamento em série".

[0026] Em uma modalidade, um veículo híbrido de acordo com ainvenção será descrito como um HEV em série/ em paralelo, (daqui em diante referido como um "veículo híbrido"). A figura 1 mostra uma configuração em bloco interna do HEV em série/ em paralelo. O veículo híbrido mostrado na figura 1 inclui uma bateria (BATT) 101, um sensor de temperatura 103 (TEMP), um conversor (CONV) 105, um primeiro inversor (1STINV 107, um motor elétrico (MOT) 109, um motor (ENG) 111, um gerador (GEN) 113, um segundo inversor (2NDINV) 115, uma embreagem de bloqueio (daqui em diante referido simplesmente como uma "embreagem") 117, uma caixa de engrenagens (daqui em diante, referida simplesmente como uma "engrenagem") 119, um sensor de velocidade de veículo 121, uma ECU de gerenciamento (FI/MG ECU) 123, uma ECU de motor (MOT/GEN ECU) 125 e uma ECU de bateria (BATT ECU) 127. Ainda, o veículo inclui um sensor (não mostrado) para detectar uma velocidade de revolução do motor 111.

[0027] A bateria 101 tem múltiplas células de bateria que sãoconectadas em série e fornece, por exemplo, uma alta tensão de 100 a 200V. As células de bateria são baterias de íons de lítio ou baterias de hidreto de metal de níquel. O sensor de temperatura 103 detecta uma temperatura da bateria 101 (daqui em diante referida como uma "temperatura de bateria"). Um sinal indicando a temperatura de bateria detectada pelo sensor de temperatura 103 é enviado para a ECU de bateria 127.

[0028] O conversor 105 aumenta ou diminui uma tensão de saídade corrente contínua da bateria 101 enquanto mantém a mesma como uma corrente contínua. O primeiro inversor 107 converte uma tensão de característica em uma tensão de corrente alternada de modo a fornecer uma corrente trifásica para o motor elétrico 109. Adicionalmente, o primeiro inversor 107 converte uma tensão de corrente alternada, que é introduzida quando o motor elétrico 109 realiza uma operação regenerativa em uma tensão de corrente contínua para armazenamento na bateria 101.

[0029] O motor elétrico 109 gera energia com a qual o veículofunciona. O torque gerado no motor elétrico 109 é transmitido para eixos de transmissão 131 via a engrenagem 119. Note que um rotor do motor elétrico 109 é conectado diretamente à engrenagem 119. Adicionalmente, o motor elétrico 109 opera como um gerador, quando freios regenerativos são aplicados e energia elétrica gerada no motor elétrico 109 é armazenada na bateria 101.

[0030] O motor 111 é usado apenas para o gerador 113, quando oveículo híbrido funciona no modo de acionamento em série com a embreagem 117 desengatada. Contudo, quando a embreagem 117 é engatada, a saída do motor 111 é transmitida para os eixos de transmissão 131 via o gerador 113, a embreagem 117 e a engrenagem 119 como a energia mecânica necessária para acionar o veículo híbrido. O motor 111 é conectado diretamente a um rotor do gerador 113.

[0031] O gerador 113 gera energia elétrica ao fazer uso da energia do motor 111. A energia elétrica gerada pelo gerador 113 é armazenada na bateria 101 ou é fornecida para o motor elétrico 109. O segundo inversor 115 converte uma corrente alternada gerada no gerador 113 em uma tensão de corrente contínua. A energia elétrica convertida pelo segundo inversor 115 é armazenada na bateria 101 ou é fornecida ao motor elétrico 109 via o primeiro inversor 107.

[0032] A embreagem 117 engata ou desengata uma linha detransmissão de força do motor 111 para as rodas de acionamento 133 com base em uma instrução de uma ECU de gerenciamento 123. A engrenagem 119 é uma engrenagem fixa de velocidade única que corresponde a uma quinta velocidade, por exemplo. Em consequência, a engrenagem 119 converte uma força de acionamento do motor elétrico 109 em uma velocidade de revolução e torque em uma relação de engrenagem específica para transmissão para os eixos de transmissão 131. O sensor de velocidade do veículo 121 detecta uma velocidade de funcionamento do veículo (uma velocidade do veículo). Um sinal indicando a velocidade do veículo, detectada pelo sensor de velocidade do veículo, é enviado para a ECU de gerenciamento 123.

[0033] A ECU de gerenciamento 123 calcula uma saída requeridacom base em uma abertura de pedal de acelerador que corresponde a uma operação de um pedal de acelerador por um motorista do veículo híbrido e uma velocidade do veículo, comuta sistemas de transmissão de força de acionamento, controla o engate ou o desengate da embreagem 117 e controla o motor 111. O controle do motor 111 pela ECU de gerenciamento 123 é indicado por uma linha de traços longos e curtos alternados na figura 1. Os detalhes da ECU de gerenciamento 123 serão descritos mais tarde.

[0034] A ECU de motor 125 controla a comutação de elementos decomutação que constituem o conversor 105, o primeiro inversor 107 e o segundo inversor 115 para, assim, controlar a operação do motor elétrico 109 ou do gerador 113. O controle do conversor 105, o primeiro inversor 107 e o segundo inversor 115 pela ECU de motor 125 é indicado por linhas com traços longos e curtos alternados na figura 1.

[0035] A ECU de bateria 127 calcula um estado de carga (SOC) dabateria 101 com base na informação sobre a temperatura da bateria obtida do sensor de temperatura 103 e correntes de carga e descarga e tensão terminal da bateria 101.

[0036] A figura 2 mostra características do motor 111 em relação asua eficiência térmica. Na figura 2, um eixo de ordenadas denota o torque do motor 111 e um eixo de abscissas denota a velocidade de revolução do motor 111. Na figura 2, uma linha cheia espessa é uma linha que conecta pontos de operação do motor 111 e onde um consumo de combustível ótimo, específico é obtido (uma linha de fundo de BSFC). A embreagem 117 é engatada ou desengatada de acordo com o sistema de transmissão de força de acionamento selecionado. A saber, a embreagem 117 é desengatada quando o veículo funciona no modo de acionamento em série e é engatada quando a saída do motor 111 é usada como energia mecânica.

[0037] A energia de saída do motor 111 é energia mecânica.Contudo, a energia mecânica que sai do motor 111, quando a embreagem 117 é desengatada é convertida em energia elétrica pelo gerador 113 e é, a seguir, usada para acionar o veículo. Uma forma de transmissão de energia aqui adotada é referida como uma "transmissão elétrica". Por outro lado, a energia mecânica que sai do motor 111, quando a embreagem 117 está engatada, é consumida como está via o gerador 113 e a engrenagem 119 para acionar o veículo. Uma forma de transmissão de energia adotada aqui é referida como uma "transmissão mecânica".

[0038] Daqui em diante, um controle executado pela ECU degerenciamento 123 para liberar a embreagem 117 enquanto o veículo híbrido desta modalidade está funcionando em um modo de acionamento em que o motor 111 funciona como uma fonte de acionamento com a embreagem 117 engatada será descrita através de referência às figuras de 3 a 6. A figura 3 mostra uma transição de um ponto de operação do motor 111, quando a embreagem 117 é liberada de acordo com um aumento na saída requerida.

[0039] A figura 4 mostra mudanças nas respectivas saídas, quandoa embreagem 117 é liberada de acordo com um aumento na saída requerida. A figura 5 mostra uma transição do ponto de operação do motor 111, quando a embreagem 117 é liberada de acordo com uma mudança no estado de uma bateria 101.

[0040] A figura 6 mostra mudanças nas respectivas saídas quandoa embreagem 117 é liberada de acordo com uma mudança no estado de bateria 101. Note que é compreendido que nenhuma perda é gerada quando da transmissão de energia nas figuras de 4 a 6.

Modalidade 1

[0041] Daqui em diante, fazendo referência às figuras 3 e 4, umcontrole executado pela ECU de gerenciamento 123 para liberar a embreagem 117 de acordo com um aumento na saída requerida será descrito. O motor 111 é operado em um ponto de operação A mostrado na figura 3, quando uma saída requerida com a embreagem 117 engatada é igual a uma saída indicada por uma linha de traços longos e curtos alternados, denotada pelo numeral de Referência: 201. À medida que isso ocorre, o motor elétrico 109 não é acionado. Quando a saída requerida aumenta desse estado devido à operação do pedal de acelerador pelo motorista, a ECU de gerenciamento 123 controla o motor 111 de modo a aumentar o torque enquanto mantém a velocidade de revolução. À medida que isso ocorre, o ponto de operação do motor 111 é desviado para cima do ponto de operação A na figura 3. Note que um limite superior do ponto de operação do motor 111 é estabelecido em uma linha de fundo de BSFC.

[0042] Em consequência, por exemplo, quando uma saída indicadapor uma linha com traços longos e curtos, alternados, denotada pelo numeral de referência 203 é requerida como uma saída requerida, a ECU de gerenciamento 123 controla o motor 111 de modo a aumentar o torque, enquanto mantém a velocidade de revolução para, assim, operar em um ponto de operação B na linha de fundo de BSFC. Conforme mostrado nas figuras 3 e 4, porém, a saída do motor 111, que opera no ponto de operação B, não satisfaz a saída requerida. Por causa disso, a ECU de gerenciamento 123 instrui a ECU de motor 125 para fazer com que do motor elétrico 109 saia energia elétrica correspondente a uma saída insuficiente (= saída requerida - a saída do motor 111) pelo que a saída do motor 111 não pode satisfazer a saída requerida.

[0043] Nesse ponto no tempo, o motor elétrico 109 é acionado pelaenergia elétrica fornecida da bateria 101. Contudo, dependendo do estado da bateria 101, pode haver uma situação em que do motor elétrico 109 não pode sair energia elétrica correspondente à saída insuficiente. Por exemplo, quando o estado de carga (SOC) da bateria 101 é baixo, pode haver uma situação em que a bateria 101 não pode fornecer energia elétrica requerida pelo motor elétrico 109. Adicionalmente, quando a temperatura da bateria 101 está baixa, a energia elétrica saída da bateria 101 é diminuída. Em consequência, a ECU de bateria 127 calcula um limite superior de saída da bateria 101 (um limite superior de saída de bateria) com base no SOC da bateria e na temperatura da bateria. A ECU de gerenciamento 123 instrui a ECU de motor 125 para fazer com que do motor elétrico 109 saia energia elétrica correspondente à saída insuficiente tanto quanto possível dentro de uma capacidade de saída disponível (uma capacidade de auxílio disponível).

[0044] A ECU de bateria 127 calcula um SOC da bateria 101 combase em um valor integral de correntes de carga e descarga da bateria 101 e uma tensão terminal da bateria 101. Além disso, a ECU de bateria 127 estabelece um valor menor como um limite superior de saída de bateria com base em uma relação entre SOC e limite superior de saída de bateria mostrado na figura 7B.

[0045] Contudo, quando uma saída indicada por uma linha detraços longos e curtos alternados, denotados pelo numeral de Referência: 205 é requerida como uma saída requerida, do motor elétrico não pode sair energia elétrica correspondente a uma saída insuficiente pela qual a saída do motor 111 não pode satisfazer a saída requerida. Em consequência, a ECU de gerenciamento 123 executa um controle para fazer o veículo se deslocar para o modo de acionamento em série. À medida que isso ocorre, a ECU de gerenciamento 123 controla respectivas saídas do motor 111, o gerador 113 e o motor elétrico 109 com a embreagem 117 mantida engatada, conforme mostrado na figura 4 e, em seguida, faz com que o veículo se desloque para o modo de acionamento em série através da liberação da embreagem 117. A ECU de gerenciamento 123 desloca o ponto de operação do motor 111 do ponto de operação B para um ponto de operação b mostrado na figura 3 ao longo da linha de fundo de BSFC durante o período de transição para o modo de acionamento em série até que a embreagem 117 seja liberada.

[0046] Além disso, a ECU de motor 125 controla o segundo inversor115 de modo que parte da saída do motor 111, que é transmitida mecanicamente para os eixos de transmissão 133, é usada para geração de energia elétrica pelo gerador 113, de modo a aumentar uma relação de transmissão elétrica para transmissão mecânica da saída do motor 111. A saber, conforme mostrado na figura 4, a saída do motor 111, que é transmitida mecanicamente, é diminuída gradualmente, enquanto a saída que é transmitida eletricamente é aumentada, gradualmente. A saída do motor 111, que é transmitida mecanicamente, é fornecida para o gerador 113 e a saída (energia elétrica) do gerador 113 é fornecida para o motor elétrico 109. Em consequência, à medida que a saída que é transmitida eletricamente é aumentada, as respectivas saídas do gerador 113 e do motor elétrico 109 são aumentadas.

[0047] A saída do gerador 113 iguala a saída do motor 111 e a saídado motor elétrico 109 iguala a saída requerida em um ponto no tempo em que o ponto de operação do motor 111 se desloca para o ponto de operação b, mostrado na figura 3, de modo que a saída que é mecanicamente transmitida se torna 0. À medida que isso ocorre, a ECU de gerenciamento 123 executa um controle para liberar a embreagem 117. Contudo, além da saída do gerador 113, a saída da bateria 101 também é incluída na energia elétrica que é fornecida para o motor elétrico 109 a seguir. Após ter liberado a embreagem 117, a ECU de gerenciamento 123 desloca o ponto de operação do motor 111 para um ponto de operação C, mostrado na figura 3 e aproxima a energia elétrica fornecida da bateria 101 para o motor elétrico 109 (a saída da bateria 101) para 0, de modo que toda a energia elétrica que é fornecida para o motor elétrico 109 é constituída da saída do gerador 113.

[0048] Desse modo, quando o veículo é deslocado para o modo deacionamento em série porque a saída requerida, quando o veículo funciona no modo de acionamento em que o motor 111 funciona como uma fonte de acionamento para o modo de acionamento em série, nenhum choque é gerado e, portanto, o motorista é impedido de sentir uma sensação de desconforto físico, mesmo quando a embreagem 117 é liberada. Além disso, a saída que excede o limite superior de saída de bateria não é requerida da bateria 101 e, portanto, a bateria 101 é usada adequadamente. Em consequência, uma bateria de grande capacidade não tem que ser usada para lidar com a situação temporária. Ainda, o motor 111 é operado no ponto de operação na linha de fundo de BSFC durante o período de transição para o modo de acionamento em série e, portanto, o consumo de combustível não será deteriorado.

Modalidade 2

[0049] Daqui em diante, fazendo referência: às figuras 5 e 6, umcontrole será descrito o qual é executado pela ECU de gerenciamento 123, quando da liberação da embreagem 117 de acordo com uma mudança no estado da bateria 101. Em um estado inicial mostrado na figura 6, com a embreagem 117 engatada, o motor 111 é controlado de modo a operar em um ponto de operação D em uma linha de fundo de BSFC mostrada na figura 5 e o motor elétrico 109 é controlado de modo a sair energia elétrica correspondente a uma saída insuficiente pela qual uma saída do motor 111 não pode satisfazer uma saída requerida (= saída requerida - saída do motor 111), que é indicada por uma linha com traços longos e curtos alternados, denotada pelo numeral de referência 301 na figura 5, através da utilização de energia elétrica fornecida da bateria 101. À medida que isso ocorre, pode haver uma situação em que um limite superior de saída da bateria 101 (um limite superior de saída de bateria) é diminuído devido a uma redução no SOC ou uma redução na temperatura da bateria e, portanto, do gerador 113 não pode sair energia elétrica correspondente à saída insuficiente.

[0050] A ECU de bateria 127 calcula um limite superior de saída debateria com base no SOC e na temperatura da bateria 101. Quando uma soma de uma saída da bateria 109, correspondendo ao limite superior de saída de bateria (daqui em diante referido como um "limite superior de saída do motor elétrico 109") e a saída do motor 111 excede a saída requerida, conforme mostrado na figura 6, a ECU de gerenciamento 123 controla as respectivas saídas do gerador 113 e o motor elétrico 109 ao mesmo tempo em que mantém o ponto de operação do motor 111 que permanece na linha de fundo de ESFC, com a embreagem 117 engatada e, em seguida, libera a embreagem 117 de modo que o veículo fica deslocado para o modo de acionamento em série.

[0051] Durante um período de transição para o modo deacionamento em série até que a embreagem 117 seja liberada, a ECU de gerenciamento 123 controla o segundo inversor 115 de modo que parte da saída do motor 111, que é mecanicamente transmitida, é usada para a geração de energia elétrica pelo gerador 113 de modo a aumentar a relação de transmissão elétrica paras transmissão mecânica da saída do motor 111. A saber, conforme mostrado na figura 6, a saída do motor 111, que é transmitida mecanicamente, é diminuída gradualmente. A saída do motor 111, que é transmitida eletricamente, é fornecida para o gerador 113 e a saída (energia elétrica) do gerador 113 é fornecida para o motor elétrico 109. Em consequência, à medida que a saída que é transmitida eletricamente, aumenta, as respectivas saídas do gerador 113 e do motor elétrico 109 aumentam.

[0052] Em um ponto em que a saída do motor 111, que transmitidamecanicamente, se torna 0, a saída do gerador 113 iguala a saída do motor 111 e a saída do motor elétrico 109, igual à saída do motor 111 e a saída do motor elétrico 109 iguala a saída requerida, em consequência do que a ECU de gerenciamento 123 controla a embreagem 117 a ser liberada. À medida que isso ocorre, porém, a energia elétrica fornecida para o motor elétrico 109 inclui a saída da bateria 101 além da saída do gerador 113. Após ter liberado a embreagem 117, a ECU de gerenciamento 123 muda o ponto de operação do motor 111 para um ponto de operação E mostrado na figura 5 e aproxima a energia elétrica da bateria 101 para o motor elétrico 109 (a saída da bateria 101) de 0, de modo que toda a energia elétrica fornecida para o motor elétrico 109 é composta da saída do gerador 113.

[0053] Desse modo, quando o veículo é deslocado para o modo deacionamento em série porque o limite superior de saída de bateria da bateria 101 diminui e a soma da saída do motor elétrico 109, que corresponde ao limite superior de saída de bateria (o limite superior de saída do motor elétrico 109) e a saída do motor 111 excede a saída requerida, do motor 111 e do motor elétrico 109 saem a força de acionamento, que iguala a saída requerida. Em consequência, quando o veículo é deslocado do modo de acionamento em que o motor 111 funciona como uma fonte de acionamento para o modo de acionamento em série, nenhum choque é gerado e, portanto, o motorista é impedido de sentir uma sensação de desconforto físico, mesmo quando a embreagem 117 é liberada. Além disso, a saída que excede o limite superior de saída de bateria não é requerida da bateria 101 e, portanto, a bateria 101 é usada adequadamente. Em consequência, uma bateria de uma grande capacidade não tem que ser usada para lidar com a situação temporária. Ainda, o motor 111 é operado no ponto de operação da linha de fundo de BSFC durante o período de transição para o modo de acionamento em série e, portanto, o consumo de combustível não será deteriorado.

[0054] Daqui em diante, a operação da ECU de gerenciamento 123,incluindo o controle do motor 111, o gerador 113, o motor elétrico 109 e a bateria 101 e a liberação da embreagem 117 serão descritos através de referência às figuras 8 e 9. As figuras 8 e 9 mostram operações da ECU de gerenciamento 123. Quando o veículo híbrido está funcionando no modo de acionamento em que pelo menos o motor 111 funciona como uma fonte de acionamento com a embreagem 117 engatada, conforme mostrado na figura 8, a ECU de gerenciamento 123 determina se a velocidade do veículo é ou não menor do que um valor predeterminado (etapa S101). Se a velocidade do veículo for determinada como sendo mais lenta do que o valor predeterminado, o fluxo de controle prossegue para a etapa S103, enquanto que, se a velocidade do veículo for determinada como sendo igual ou mais rápida do que o valor predeterminado, o fluxo de controle prossegue para a etapa S105.

[0055] Na etapa S103, a ECU de gerenciamento 123 executa umcontrole para fazer com que o veículo se desloque para o modo de acionamento em série mostrado na figura 9. Os detalhes do controle de deslocamento do modo de acionamento para o modo de acionamento em série serão descritos mais tarde. Na etapa S105, a ECU de bateria 127 calcula um limite superior de saída da bateria 101 (um limite superior de saída de bateria) com base no SOC e na temperatura de bateria da bateria 101. a seguir, a ECU de gerenciamento 123 calcula uma saída insuficiente pela qual a saída do motor 111, que é operado na linha de BSFC, não pode satisfazer uma saída requerida (a saída requerida - a saída do motor 111) e que é uma saída requerida do motor elétrico 109 (etapa S107).

[0056] A seguir, a ECU de gerenciamento 123 determina se a saídarequerida, exigida do motor elétrico 109, que é calculada na etapa S107, é maior do que a saída do motor elétrico 109, que corresponde ao limite superior de saída de bateria (o limite superior de saída da bateria 109) calculado na etapa S105 (etapa S109). Se a saída requerida exigida do motor elétrico 109 for maior do que o limite superior de saída do motor elétrico 109, o fluxo de controle prossegue para a etapa S103. Por outro lado, se a saída requerida exigida do motor elétrico 109 for igual ou menor do que o limite superior de saída do motor elétrico 109, a ECU de gerenciamento 123 termina a operação.

[0057] Na etapa S103, a ECU de gerenciamento 123 executa ocontrole de deslocamento de modo de acionamento para o modo de acionamento em série com a embreagem 117, deixada engatada. Daqui em diante, os detalhes desse controle serão descritos através de referência à figura 9. Conforme mostrado na figura 9, a ECU de gerenciamento 123 instrui a ECU de motor 125 para controlar o gerador 113 e o motor elétrico 109, de modo que a relação da transmissão elétrica para a transmissão mecânica da saída do motor 111 com a embreagem 117, deixada engatada (etapa S201). A saber, a saída do motor 111, que é transmitida mecanicamente, é diminuída gradualmente, enquanto a saída do motor 111, que é transmitida eletricamente é aumentada, gradualmente. A saída do motor 111, que é transmitida eletricamente, é fornecida para o gerador 113 e a saída (energia elétrica) do gerador 113 é fornecida para o motor elétrico 109. Em consequência, à medida que a saída que é transmitida eletricamente aumenta, as respectivas saídas do gerador 113 e do motor elétrico 109 aumentam.

[0058] Em seguida, a ECU de gerenciamento 123 determina se asaída do gerador 113 iguala ou não a saída do motor 111 (etapa S203). Se essas saídas forem iguais uma à outra, o fluxo de controle prossegue para a etapa S205, a ECU de gerenciamento 123 executa o controle para liberar a embreagem 117. A seguir, a ECU de gerenciamento 123 instrui a ECU de motor 125 para controlar o motor 111 e a bateria 101, de modo que a saída do motor 111 aumenta ao longo da linha de fundo de ESFC, enquanto a saída da bateria 101 diminui, pelo que toda a energia elétrica fornecida para o motor elétrico 109 é constituída pela saída do gerador 113 (etapa S207). A seguir, a ECU de gerenciamento 123 determina se a saída requerida igual ou não a saída do motor e se a saída da bateria é ou não 0 (etapa S209). A ECU de gerenciamento 123 continua a executar a operação na etapa S207 até que as duas condições sejam satisfeitas e termina a sua operação em um ponto no tempo em que as duas condições são satisfeitas.

[0059] Desse modo, no caso em que o controle pela ECU degerenciamento 123 que foi descrito acima é executado no veículo híbrido da modalidade, quando o veículo é deslocado para o modo de acionamento em série porque a saída requerida excede a soma da saída do motor 111 e a saída do motor elétrico 109 devido a um aumento na saída requerida ou uma redução no limite superior de saída de bateria, o motor 111 e o motor elétrico 109 fazem sair a fonte de acionamento igual à saída requerida. Em consequência, nenhum choque é gerado, quando o veículo é deslocado do modo de acionamento em que o motor 111 funciona como uma fonte de acionamento para o modo de acionamento em série e, portanto, o motorista é impedido de sentir uma sensação de desconforto físico, mesmo quando a embreagem 117 é liberada. Adicionalmente, a saída que excede o limite superior de saída de bateria não é requerida da bateria 101 e, portanto, a bateria 101 é usada adequadamente. Em consequência, uma bateria de uma grande capacidade não tem que ser usada para lidar com a situação temporária. Ainda, o motor 111 é operado no ponto de operação na linha de fundo de BSFC durante o período de transição para o modo de acionamento em série e, portanto, o consumo de combustível não será deteriorado.

[0060] Embora a invenção tenha sido descrita em detalhes eatravés de referência às modalidades específicas, é óbvio para aqueles habilitados na técnica que várias alterações ou modificações podem ser feitas na invenção sem afastamento do espírito e do escopo da invenção.

[0061] Este pedido de patente está baseado no Pedido de PatenteJaponês (N° 2009-285416) depositado em 16 de dezembro de 2009, cujos conteúdos são aqui incorporados através de referência. LISTAGEM DE NUMERAIS DE REFERÊNCIA

[0062] 101 Bateria (BATT); 103 Sensor de Temperatura (TEMP);105 Conversor (CONV); 107 Primeiro Inversor (1STINV); 109 motor elétrico (MOT); 111 Motor (ENG); 113 Gerador (GEN); 115 Segundo Inversor (2ND INV); 117 embreagem de bloqueio; 119 caixa de engrenagens; 121 sensor de velocidade de veículo; 123 ECU de gerenciamento (Fl/MG ECU); 125 ECU de motor (MOT/GEN ECU); 127 ECU de bateria (BATT ECU); 131 eixo de transmissão; 133 roda de acionamento.

Claims

1. Veículo híbrido incluindo: um motor (111); um gerador (113), que é acionado pelo motor (111) para gerar energia elétrica; uma bateria (101) para fornecer energia elétrica para um motor elétrico (109), o motor elétrico (109), que é conectado a uma roda de acionamento (133) e que é acionado através de energia elétrica fornecida de pelo menos um dentre a bateria (101) e o gerador (113); e uma unidade de engate/desengate de transmissão de energia (117), que é disposta entre o gerador (113) e a roda de acionamento (133) para engate e desengate de uma linha de transmissão de energia do motor (111) para a roda de acionamento (133) via o gerador (113), o veículo híbrido sendo capaz de funcionar com energia fornecida de pelo menos um dentre o motor elétrico (109) e o motor (111); o veículo híbrido ainda incluindo: uma unidade de mudança de relação de transmissão para mudança de uma relação de transmissão elétrica para transmissão mecânica de uma saída do motor (111); uma unidade de controle de engate/desengate para controlar a unidade de engate/desengate de transmissão de energia (117) a ser liberada, quando o veículo híbrido é deslocado de um modo de acionamento em que pelo menos o motor (111) funciona como uma fonte de acionamento para um modo de acionamento em série em que o motor elétrico (109) funciona como uma fonte de acionamento; uma unidade de cálculo de saída requerida para calcular uma saída requerida, exigida do veículo híbrido com base em uma abertura de pedal de acelerador, que corresponde a uma operação de um pedal de acelerador e uma velocidade de funcionamento do veículo híbrido, e uma unidade de controle de motor para controlar a operação do motor (111), caracterizado pelo fato de que, quando a saída requerida calculada pela unidade de cálculo de saída requerida excede uma soma de uma saída do motor elétrico (109), que é acionado pela energia elétrica fornecida da bateria (101) e da saída do motor (111), enquanto o veículo híbrido está funcionando no modo de acionamento em que pelo menos o motor (111) funciona como uma fonte de acionamento com a unidade de engate/desengate de transmissão de energia (117) engatada, a unidade de mudança de relação de transmissão engatada, a unidade de mudança de relação de transmissão aumenta a relação de transmissão elétrica para transmissão mecânica da saída do motor (111) e a unidade de controle de engate/desengate controla a unidade de engate/desengate de transmissão de energia (117), a ser liberada em um ponto no tempo em que a saída mecanicamente transmitida do motor (111) se torna 0, com a unidade de engate/desengate de transmissão de energia (117) engatada, em que, quando a saída requerida é aumentada enquanto o veículo híbrido está funcionando no modo de acionamento em que o motor (111) funciona como uma fonte de acionamento com a unidade de engate/desengate de transmissão de energia (117) engatada, a unidade de controle de motor aumenta a saída do motor (111) até que um ponto de operação alcance a linha de consumo de combustível ótimo específico, que é formada pela conexão de pontos de operação onde um consumo de combustível ótimo específico é obtido; e em que, quando a saída requerida excede a saída do motor (111), que é operado em um ponto de operação na linha de consumo de combustível ótimo específico, a unidade de controle de motor opera o motor (111) de modo a permanecer na linha de consumo de combustível ótimo específico e o motor elétrico (109) que é acionado pela energia elétrica fornecida da bateria (101) tem como saída a energia elétrica que compensa a saída insuficiente do motor (111).

2. Veículo híbrido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda inclui: uma unidade de controle de saída de bateria para controle do fornecimento de energia elétrica da bateria (101) para o motor elétrico (109); em que, após a unidade de engate/desengate de transmissão de energia (117) ser liberada, a unidade de controle de saída de bateria diminui o fornecimento de energia elétrica da bateria (101) para o motor elétrico (109), e a unidade de controle de motor opera o motor (111) de modo a permanecer na linha de consumo de combustível ótimo específico, de modo que a saída do motor aumente à medida que o fornecimento de energia elétrica da bateria (101) para o motor elétrico (109) diminui.

3. Veículo híbrido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o motor elétrico (109) gera energia elétrica que compensa a saída insuficiente do motor (111) até o ponto em que o motor elétrico (109) pode ter uma saída de acordo com o estado da bateria (101).

4. Método de controle para um veículo híbrido, o veículo híbrido incluindo: um motor (111); um gerador (113), que é acionado pelo motor (111) para gerar energia elétrica; uma bateria (101) para fornecer energia elétrica a um motor elétrico (109); o motor elétrico (109), que é conectado a uma roda de acionamento (133), e que é acionado por energia elétrica fornecida de pelo menos um dentre a bateria (101) e o gerador (113); e uma unidade de engate/desengate de transmissão de energia (117), que é disposta entre o gerador (113) e a roda de acionamento (133) para engate e desengate de uma linha de transmissão de energia do motor (111) para a roda de acionamento (133) via o gerador (113), o veículo híbrido sendo capaz de funcionar com energia fornecida de pelo menos um dentre o motor elétrico (109) e o motor (111), caracterizado pelo fato de que o método de controle inclui: o cálculo de uma saída requerida, exigida do veículo híbrido com base em uma abertura de pedal de acelerador, que corresponde a uma operação de um pedal de acelerador e uma velocidade de marcha do veículo híbrido; quando a saída requerida assim calculada excede uma soma de uma saída do motor elétrico (109) que é acionado por energia elétrica fornecida da bateria (101) e uma saída do motor (111), enquanto o veículo híbrido está funcionando em um modo de acionamento em que pelo menos o motor (111) funciona como uma fonte de acionamento com a unidade de engate/desengate de transmissão de energia (117) engatada, aumentando uma relação de transmissão elétrica para transmissão mecânica da saída do motor (111) e liberando a unidade de engate/desengate de transmissão de energia (117) em um ponto no tempo em que a saída mecanicamente transmitida do motor (111) se torna 0, com a unidade de engate/desengate de transmissão de energia (117) engatada; quando a saída requerida é aumentada enquanto o veículo híbrido está funcionando no modo de acionamento em que o motor (111) funciona como uma fonte de acionamento com a unidade de engate/desengate de transmissão de energia (117) engatada, aumentando a saída do motor (111) até que um ponto de operação alcança a linha de consumo de combustível ótimo específico, que é formada através da conexão de pontos de operação onde um consumo de combustível ótimo específico é obtido; e quando a saída requerida excede a saída do motor (111) que é operado em um ponto de operação na linha de consumo de combustível ótimo específico, a unidade de controle de motor opera o motor (111) de modo a permanecer na linha de consumo de combustível ótimo específico e o motor elétrico (109), que é acionado por energia elétrica fornecida da bateria (101) tem como saída energia elétrica que compensa a saída insuficiente do motor (111).