混合动力系统、混合动力车辆及混合动力系统的动力传递方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及混合动力系统、混合动力车辆及混合动力系统的动力传递方法，更详细地讲，涉及能够缩短内燃机的起动时以及怠速停止的再起动时的内燃机的起动时间的混合动力系统、混合动力车辆以及混合动力系统的动力传递方法。
【背景技术】
[0002]在搭载有内燃机和电动发电机这双方的混合动力车辆(HEV)中，通过内燃机的输出来驱动电动发电机进行发电，将发出的该电力充电到电池中，或者通过该电池中所充电的电力来驱动电动发电机而对内燃机的输出进行辅助。在由该内燃机对电动发电机进行驱动的情况下，需要将内燃机的驱动力向电动发电机传递。
[0003]关于该动力传递，提出了几个方法，例如像日本申请特开2013-75540号公报所记载的那样，提出了如下的混合动力车辆:在发动机(内燃机)与变速器之间设置电动马达(电动发电机)，将该电动马达连结到发动机的驱动轴(曲轴)。
[0004]另一方面，在内燃机的起动开始时，使用起动器对曲轴进行旋转驱动，使气缸(cylinder)内的活塞移动至可进行燃料喷射的位置以及可进行点火的位置。
[0005]然而，在该起动开始前的发动机停止时，在停止了燃料喷射后，虽然曲轴因惯性而一边使活塞移动一边进行旋转，但会因内燃机的摩擦而停止。该停止通常是在摩擦成为最大的曲轴转角的位置处停止。
[0006]因此，在该停止后进行起动时，从处于摩擦最大的曲轴转角的位置的状态开始进行曲轴发动，不是能够立刻进行燃料喷射的定时，存在内燃机进行燃料喷射而开始运转为止的时间变长的问题。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:日本申请特开2013-75540号公报
【发明内容】
[0010]发明所要解决的课题
[0011]本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于，提供一种混合动力系统、混合动力车辆及混合动力系统的动力传递方法，能够缩短内燃机的起动时以及怠速停止的再起动时的内燃机的起动时间，能够使得搭载混合动力系统的混合动力车辆迅速地转变成行驶状
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[0012]解决课题所采用的技术手段
[0013]用于实现上述目的的本发明的混合动力系统为，具有内燃机和电动发电机，其特征在于，对所述内燃机的曲轴直接连结地设置无级变速机构，对该无级变速机构连结所述电动发电机，并且，控制所述电动发电机和所述无级变速机构的混合动力用控制装置在所述内燃机的停止操作时，进行如下的停止控制:减小所述电动发电机的转速相对于所述无级变速机构的所述内燃机的转速之比、即转速比，增大对所述曲轴施加的负荷，将所述曲轴停止时的曲轴转角设为预先设定的停止范围内。
[0014]该预先设置的停止范围为，在通过起动或者再起动而使内燃机的运转开始时气缸内的活塞的位置成为从处于能够立刻进行燃料喷射的位置的压缩行程开始的位置的范围，能够根据曲轴转角与活塞的各行程之间的关系来预先设定。
[0015]根据该结构，在内燃机的起动时以及怠速停止的再起动时，能够立刻进入内燃机中燃料喷射的定时，能够缩短内燃机进行燃料燃烧而成为可运转的起动开始为止的时间。
[0016]在上述的混合动力系统中，所述混合动力用控制装置在对所述电动发电机发出的电力进行充电的电池的充电量大于预先设定的充电量的情况下进行所述停止控制，能够起到接下来的效果。
[0017]在现有技术中，若电池的充电量多则不能再向电池充电，因此不能够通过电动发电机发电来增大发动机的负荷，该结构中，特意制造出发电效率降低状况、即发电机的转速相对于内燃机的转速之比即转速比小的状况，即使向电池的充电量的、即电动发电机的发电量小，也能够向内燃机施加负荷，能够将对内燃机施加的负荷提高到电池充电量的上限极限的程度。
[0018]并且，用于实现上述目的的混合动力车辆的特征为搭载有上述的混合动力系统，能够起到与上述的混合动力系统同样的效果。
[0019]并且，用于实现上述目的的混合动力系统的动力传递方法中，该混合动力系统具有内燃机和电动发电机，其特征在于，对所述内燃机的曲轴直接连结无级变速机构并经由该无级变速机构进行所述曲轴与所述电动发电机之间的动力传递，并且，在所述内燃机的停止操作时，减小所述电动发电机的转速相对于所述无级变速机构的所述内燃机的转速之比、即转速比，增大对所述曲轴施加的负荷，将所述曲轴停止时的曲轴转角设为预先设定的停止范围内。
[0020]根据该方法，在内燃机的起动时以及怠速停止的再起动时，能够立刻进入内燃机的燃料喷射的定时，能够缩短内燃机进行燃料燃烧而成为可运转的起动开始为止的时间。
[0021]发明效果
[0022]根据本发明的混合动力系统、混合动力车辆以及混合动力系统的动力传递方法，在内燃机的起动时以及怠速停止的再起动时能够立刻进入内燃机的燃料喷射的定时，能够缩短内燃机进行燃料燃烧而成为可运转的起动开始为止的时间。因此，搭载有该混合动力系统的混合动力车辆能够迅速地转变为行驶状态，能够改善行驶特性。
【附图说明】
[0023]图1是表示本发明的实施方式的混合动力系统以及混合动力车辆的结构的图。
[0024]图2是表示具备曲轴用断接装置的混合动力系统以及混合动力车辆的结构的图。
【具体实施方式】
[0025]以下，参照附图对本发明的实施方式的混合动力系统、混合动力车辆以及混合动力系统的动力传递方法进行说明。
[0026]如图1所示，该实施方式的混合动力系统2是具有发动机(内燃机)10和电动发电机(M/G)21的混合动力系统。另外，在此说明该混合动力系统2搭载于混合动力车辆(HEV:以下称作车辆)1的情况，但是并不限于搭载于车辆。
[0027]图1的实施例的方式的混合动力系统2的发动机10具备:发动机主体(ENG)11、排气通路12、涡轮增压器13、以及设置于排气通路12的废气净化装置(后处理装置)14。通过该废气净化装置14，对从发动机10排出的废气中的NOx (氮氧化物)、PM (微粒状物质)等进行净化处理。该净化处理后的废气经由消音器(未图示)等被排放到大气中。
[0028]此外，对发动机10的曲轴15直接连结地设置CVT(无级变速机构:速率可变机构)16，对该CVT16连结电动发电机21。换句话说，对发动机10的曲轴15设置CVT16的第1带轮(第1动力传递部)16a，并且对电动发电机21设置CVT16的第2带轮(第2动力传递部)16b，经由第1带轮16a和第2带轮16b来进行曲轴15与电动发电机21之间的动力传递。该第1带轮16a与第2带轮16b之间悬挂着带或者链(动力传递构件)16c，从曲轴15经由第1带轮16a、动力传递构件16c和第2带轮16b向电动发电机21传递动力，相反，从电动发电机21经由第2带轮16b、动力传递构件16c和第1带轮16a向曲轴15传递动力。
[0029]该CVT16中，在2个为一组的第1带轮16a和第2带轮16b上挂绕动力传递构件16c，通过改变各个带轮16a、16b的宽度，来改变带轮16a、16b与动力传递构件16c相接的位置，如果宽度变大而与动力传递构件16c相接的位置成为内侧(接近轴)，则直径变小，相反，如果宽度变小而与动力传递构件16c相接的位置成为外侧(向外周侧移动)，则直径变大。并且，通过由电子控制下的液压或者电动机构(未图示)，进行使2个带轮16a、16b的宽度的扩大缩小彼此相反地变化的控制，能够使动力传递构件16c不产生松弛地连续进行变速。
[0030]若将该CVT16构成为，在发动机10中在曲轴15的一侧连接变速器31而在曲轴15的另一侧连接CVT16，则CVT16相对于发动机10设置在变速器31的相反侧的曲轴15，所以不需要在发动机10与变速器31之间设置CVT16。因此，对于未考虑混合动力系统的、现有的发动机和变速器的组合(传动系统)，也能够容易地设置电动发电机，能够容易地扩大可应用混合动力系统的传动系统的种类。
[0031]另外，该情况下，在现有技术中，相对于发动机在变速器的相反侧配置有从曲轴获得驱动力的冷却风扇、冷却水栗、润滑油栗等辅机，因此，优选为这些辅机设为电动化，不是直接从曲轴得到驱动力，而是通过电动发电机发出的电力来驱动。由此，产生了如下优点:辅机类的布局的自由性增加，而且还能够根据状况将不存在因辅机引起的负荷损失的发动机输出活用于驱动力。
[0032]并且，作为电力系统20的一部分的电动发电机21，作为发电机，接受发动机10的驱动力来进行发电，或者基于车辆1的制动力等再生力产生来进行再生发电，并且，作为马达进行驱动，将其驱动力向发动机10的曲轴15传递，来对发动机10的驱动力(输出??转矩)进行辅助。
[0033]另外，发电所得到的电力经由布线22，由变换器(INV) 23进行变换后向第1电池(充电器:B1)24A充电。此外，对电动发电机21进行驱动时，将第1电池24A中充电的电力由变换器23进行变换后向电动发电机21供给。
[0034]在图1的结构中，还对第1电池24A串联设置DC-DC转换器(C0N) 25和第2电池(B2)24B，将第1电池24A的例如一般的12V或24V以上的高电压的电力，由DC-DC转换器25降压至例如12V后，向第2电池24B充电，并从该第2电池24B向辅机的冷却风扇26A、冷却水栗26B、润滑油栗26C等供给电力。
[0035]在搭载有混合动力系统2的混合动力车辆(以下称作车辆)1中，发动机10的动力被传递至动力传递系统30的变速器(transmiss1n) 31，进而，从变速器31经由传动轴(propeller shaft) 32被传递至工作装置(差动齿轮)33，从工作装置33经由驱动轴(driveshaft) 34被传递至车轮35。由此，发动机10的动力被传递至车轮35，车辆1行驶。
[0036]另外，根据发动机10的搭载方式，从发动机10至车轮35的传递路径也可以不同。
[0037]另一方面，电动发电