混合动力系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及混合动力系统及其控制方法，更详细来说，涉及即使在极低气温时也能够使内燃机容易地起动的混合动力系统及其控制方法。
【背景技术】
[0002]混合动力系统中的内燃机的起动与以往相同，通过使用了起动机的曲轴转动来进行。例如，如日本申请的特开平5-71450号公报(专利文献1)所记载的那样，该起动机所使用的起动电动机，优选采用具有在转速为零时产生最大扭矩的特性的带刷直流串励电动机。
[0003]但是，在当极低气温时等、到内燃机的点火为止需要较长时间的情况下，也包括蓄电池的容量在内，通过带刷直流串励电动机难以维持曲轴的旋转速度。
[0004]根据这样的情况，要求即使在极低气温时也能够容易地起动混合动力系统的内燃机。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本申请的特开平5-71450号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的课题
[0009]本发明的目的在于提供即使在极低气温时也能够使内燃机容易地起动的混合动力系统及其控制方法。
[0010]用于解决课题的手段
[0011]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，设置有:上述无级变速机构，与上述内燃机的曲轴的一端直接连结，并且从上述电动发电机朝上述内燃机传递动力；齿圈，与上述曲轴的另一端连结，能够与起动电动机的小齿轮啮合；以及控制单元，对上述混合动力系统进行控制，在产生上述内燃机的起动请求时，上述控制单元使上述起动电动机旋转驱动并且使上述小齿轮与上述齿圈啮合，且使上述电动发电机旋转驱动，由此使上述内燃机进行曲轴转动。
[0012]用于实现上述目的的本发明的混合动力系统的控制方法为，上述混合动力系统具有内燃机、电动发电机、以及在上述内燃机的曲轴的一端从上述电动发电机朝上述内燃机传递动力的无级变速机构，其特征在于，在产生上述内燃机的起动请求时，使对上述内燃机进行起动的起动电动机旋转驱动并且使上述电动发电机旋转驱动，由此使上述内燃机进行曲轴转动。
[0013]发明的效果
[0014]根据本发明的混合动力系统及其控制方法，在混合动力系统的内燃机的起动时，除了以往的起动机以外，还通过电动发电机进行曲轴转动，因此即使在当极低气温时等、到内燃机的点火为止需要较长时间的情况下，也能够持续进行曲轴转动，因此能够使内燃机容易地起动。
【附图说明】
[0015]图1是表示由本发明的实施方式形成的混合动力系统的构成的图。
[0016]图2是对由本发明的实施方式形成的混合动力系统的控制方法进行说明的流程图。
【具体实施方式】
[0017]以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1表示由本发明的实施方式形成的混合动力系统。
[0018]该实施方式的混合动力系统1具有发动机(内燃机)10和电动发电机(M/G)21。另外，此处，对该混合动力系统1是搭载于混合动力车辆(HEV:以下称作车辆)2的系统进行说明，但并不一定限定于此。
[0019]混合动力系统1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。
[0020]以与发动机主体11的曲轴15的一端连结的方式设置CVT (无级变速机构:比例可变机构)16，并且将电动发电机21与该CVT16连结。S卩，构成为，在发动机10的曲轴15上直接连结CVT16的第1带轮(第1动力传递部)16a，并且在电动发电机21上设置CVT16的第2带轮(第2动力传递部)16b。并且，构成为，经由第1带轮16a和第2带轮16b进行曲轴15与电动发电机21之间的动力传递。
[0021]在这些第1带轮16a与第2带轮16b之间卷挂有环状的带或者链条(动力传递部件)16c，从曲轴15经由第1带轮16a、动力传递部件16c和第2带轮16b朝电动发电机21传递动力。此外，反之，从电动发电机21经由第2带轮16b、动力传递部件16c和第1带轮16a朝曲轴15传递动力。
[0022]在该CVT16中，通过使第1带轮16a和第2带轮16b的宽度分别变化，由此改变带轮16a、16b与动力传递部件16c相接触的径向位置。构成为，如果动力传递部件16c所接触的位置成为内侧、则带轮直径变小，反之如果成为外侧、则带轮直径变大。并且，通过利用基于电子控制的液压机构(未图示)来进行使两个带轮16a、16b的宽度的扩大缩小以相互相反的方式变化的控制，由此能够不使动力传递部件16c松弛而连续地进行变速。
[0023]在发动机主体11的曲轴15的另一端的周围，经由飞轮42安装有齿圈43。该齿圈43构成为能够与安装于起动机44的起动电动机45的旋转轴46的小齿轮47啮合。起动电动机45的旋转轴46能够通过电磁螺线管式的致动器48而朝向齿圈43进行伸缩。
[0024]电力系统20的一部分即电动发电机21为，作为发电机接受发动机10的驱动力而进行发电、或者基于车辆2产生的制动力等再生力而进行再生发电。或者，电动发电机21为，作为电动机进行驱动，将其驱动力传递至发动机10的曲轴15，对发动机10的驱动力进行辅助。
[0025]另外，进行发电而得到的电力，经由布线22由逆变器(INV)23进行转换而朝第1蓄电池(充电器:B1) 24A充电。此外，在驱动电动发电机21时，将充电于第1蓄电池24A的电力由逆变器23进行转换而朝电动发电机21供给。
[0026]在图1的构成中，进一步，将DC-DC转换器(C0N) 25以及第2蓄电池(B2)24B与第1蓄电池24A串联设置，通过DC-DC转换器25使第1蓄电池24A的例如一般为12V、24V以上的较高电压的电力电压降至例如12V，而朝第2蓄电池24B进行充电。构成为，从该第2蓄电池24B朝辅机的冷却风扇26A、冷却水栗26B、润滑油栗26C等供给电力。
[0027]在搭载有混合动力系统1的车辆2中，发动机10的动力被传递至动力传递系统30的变速器(传动装置)31。并且，从变速器31经由推进轴(传动轴)32传递至工作装置(差速齿轮)33，并从工作装置33经由驱动轴(主动轴)34传递至车轮35。由此，发动机10的动力传递至车轮35，车辆2行驶。另外，根据发动机10的搭载方式的不同，从发动机10朝车轮35传递动力的传递路径也可以不同。
[0028]另一方面，关于电动发电机21的动力，充电于第1蓄电池24A的电力经由逆变器23供给至电动发电机21，通过该电力而电动发电机21被驱动并产生动力。该电动发电机21的动力经由CVT16传递至曲轴15，并沿着发动机10的动力传递路径传递，而传递至车轮35ο
[0029]由此，电动发电机21的动力与发动机10的动力一起传递至车轮35，车辆2行驶。另外，在再生时，通过相反的路径，车轮35的再生力或者发动机10的再生力传递至电动发电机21，而能够通过电动发电机21进行发电。
[0030]此外，设置有混合动力系统用控制装置41，在监视发动机10的转速Ne、负载Q等的运转状态、电动发电机21的转速Na等的运转状态、第1蓄电池24A、第2蓄电池24B的充电容量(S0C)的状态的同时，对CVT16、电动发电机21、逆变器23、DC-DC转换器25等进行控制。该混合动力系统用控制装置41通常构成为，组装于对发动机10、车辆2进行控制的整体控制装置40。该整体控制装置40为，在发动机10的控制中，对缸内燃烧、涡轮增压器13、废气净化装置14、辅机的冷却风扇26A、冷却水栗26B、润滑油栗26C等进行控制。
[0031]以下，基于图2对搭载有这样的混合动力系统1的车辆2的控制方法进行说明。
[0032]混合动力系统用控制装置41为，判定是否产生了发动机主体11的起动请求(也包含怠速停止时的重新起动请求)(S10)，在产生了起动请求时，旋转驱动起动电动机(S20)，并起动致动器48(S30)，将旋转的小齿轮47朝向齿圈43推出而使其与齿圈43啮合(S40)，由此经由飞轮42从另一端侧使曲轴15强制旋转(S50)。
[0033]此外，在产生了起动请求的同时，从蓄电池24A供给电力而旋转驱动电动发电机21 (S60)，经由CVT16从一端侧使曲轴15强制旋转(S70)。
[0034]通过进行这样的控制，由此在以往的起动机42的基础上，还通过电动发电机21使曲轴15强制旋转，因此即使在极低气温时等到发动机主体11的点火为止需要较长时间的情况下，也能够持续进行曲轴转动，因此能够容易地起动发动机10。
[0035]符号的说明
[0036]1:混合动力系统；2:混合动力车辆；10:发动机；11:发动机主体；15:曲轴；16:CVT ;16a:第1带轮；16b:第2带轮；21:电动发电机；24A:第1蓄电池；41:混合动力系统用控制装置；44:起动机；45:起动电动机。
【主权项】
1.一种混合动力系统，具有内燃机和电动发电机，其特征在于，设置有: 所述无级变速机构，与所述内燃机的曲轴的一端直接连结，并且从所述电动发电机朝所述内燃机传递动力； 齿圈，与所述曲轴的另一端连结，能够与起动电动机的小齿轮啮合；以及 控制单元，对所述混合动力系统进行控制， 在产生所述内燃机的起动请求时，所述控制单元使所述起动电动机旋转驱动并且使所述小齿轮与所述齿圈啮合，且使所述电动发电机旋转驱动，由此使所述内燃机进行曲轴转动。2.一种混合动力系统的控制方法，所述混合动力系统具有内燃机、电动发电机、以及在所述内燃机的曲轴的一端从所述电动发电机朝所述内燃机传递动力的无级变速机构，所述混合动力系统的控制方法的特征在于， 在产生所述内燃机的起动请求时，使对所述内燃机进行起动的起动电动机旋转驱动并且使所述电动发电机旋转驱动，由此使所述内燃机进行曲轴转动。
【专利摘要】本发明提供混合动力系统及其控制方法。在具有发动机(10)和电动发电机(21)的混合动力系统(1)中，将曲轴(15与电动发电机(21)经由CVT(16)连接，在产生发动机主体(11)的起动请求时，使起动电动机(45)旋转驱动并且将小齿轮(47)推出而使其与齿圈(43)啮合，且使电动发电机(21)旋转驱动，由此使发动机主体(11)进行曲轴转动。
【IPC分类】B60W10/06, B60K6/485, B60W10/08, B60W30/194
【公开号】CN105408182
【申请号】CN201480040668
【发明人】岩田宪仁
【申请人】五十铃自动车株式会社
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2014年8月6日
【公告号】WO2015020095A1