專利名稱：包括緊急驅(qū)動(dòng)裝置的混合式車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括一個(gè)內(nèi)燃機(jī)和一個(gè)電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源的混合式車輛。
在先有技術(shù)中已知一種混合式車輛，包括一個(gè)內(nèi)燃機(jī)(ICE)和一個(gè)電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，以便減少車輛的排氣污染。
這樣一種混合式車輛，例如，由日本專利局在1997年公布的日本專利申請(qǐng)Tokkai Hei 9-103001所公開。在這一先有技術(shù)中，內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)都與車輪機(jī)械地相連，并且車輪即由內(nèi)燃機(jī)又電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。因此，即使電動(dòng)機(jī)有故障時(shí)，也能由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪。
然而，也有一系列類型的混合式車輛，其中把來自內(nèi)燃機(jī)的所有輸出都由一個(gè)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換成動(dòng)力，并且車輪僅由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。在這樣一種系列類型的混合式車輛中，由于車輪不與內(nèi)燃機(jī)機(jī)械地相連，所以當(dāng)電動(dòng)機(jī)有故障時(shí)，內(nèi)燃機(jī)就不能把其輸出傳遞給車輪，即使內(nèi)燃機(jī)中沒有故障也是如此，因而車輛根本就不能行駛。
因此本發(fā)明的目的在于，使一系列類型的混合式車輛即使當(dāng)其電動(dòng)機(jī)有故障時(shí)也能夠行駛。
為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供了一種系列類型的混合式車輛，包括一個(gè)由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)、一個(gè)由發(fā)電機(jī)充電的電池、一個(gè)由發(fā)電機(jī)和電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)、和一個(gè)用來把電動(dòng)機(jī)的輸出傳遞到車輪的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。混合式車輛還包括緊急驅(qū)動(dòng)指示器裝置、和一個(gè)動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)，只有當(dāng)有來自緊急驅(qū)動(dòng)指示器裝置的命令時(shí)，動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)才把內(nèi)燃機(jī)的輸出直接傳遞給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，混合式車輛還包括一個(gè)控制器，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的輸出經(jīng)動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)傳遞給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，該控制器把發(fā)電機(jī)保持在動(dòng)力產(chǎn)生停止?fàn)顟B(tài)或動(dòng)力產(chǎn)生最小狀態(tài)，并且把電動(dòng)機(jī)保持在中性狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)包括彼此串聯(lián)布置的一個(gè)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器和一個(gè)離合器。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)包括一個(gè)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器和兩個(gè)分別提供在轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器輸入側(cè)和輸出側(cè)的離合器。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)還包括一個(gè)方向轉(zhuǎn)換裝置和一個(gè)反向機(jī)構(gòu)，當(dāng)有來自方向轉(zhuǎn)換裝置的命令時(shí)，該反向機(jī)構(gòu)把來自內(nèi)燃機(jī)的輸出轉(zhuǎn)動(dòng)反向，并把它傳遞給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
本發(fā)明的細(xì)節(jié)以及其他特征和優(yōu)點(diǎn)在說明書的其余部分中描述，并在附圖中表明。


圖1表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的一種混合式車輛的結(jié)構(gòu)。
圖2是混合式車輛控制器的方塊圖。
圖3是流程圖，表示控制器的操作。
圖4表示本發(fā)明第二實(shí)施例的部分結(jié)構(gòu)。
圖5類似于圖1，但表示本發(fā)明的第三實(shí)施例。
圖6類似于圖1，但表示本發(fā)明的第四實(shí)施例。
參照附圖的圖1，一種系列類型的混合式車輛裝有一個(gè)內(nèi)燃機(jī)(ICE)1和一個(gè)連接到該內(nèi)燃機(jī)1的一根輸出軸2上的發(fā)電機(jī)3、一個(gè)用來存儲(chǔ)由發(fā)電機(jī)3產(chǎn)生的電力的電池4、及一對(duì)由發(fā)電機(jī)3和電池4驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)5。電動(dòng)機(jī)5的輸出經(jīng)一個(gè)減速齒輪6、聯(lián)軸器7、傳動(dòng)軸8、聯(lián)軸器9、及最后驅(qū)動(dòng)10傳遞給車輪。
一個(gè)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器13經(jīng)一對(duì)減速齒輪12a、12b連接到內(nèi)燃機(jī)1的輸出軸2。一個(gè)離合器14還提供在轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器13與減速齒輪6之間。這些齒輪12a、12b、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器13、和離合器14組成緊急中使用的一個(gè)動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)11。
這種混合式車輛包括一個(gè)圖2中所示的控制器。一個(gè)系統(tǒng)控制器15經(jīng)一個(gè)內(nèi)燃機(jī)控制器16控制內(nèi)燃機(jī)1的輸出、經(jīng)一個(gè)發(fā)電機(jī)控制器17控制由發(fā)電機(jī)3產(chǎn)生的動(dòng)力值、及經(jīng)一個(gè)電動(dòng)機(jī)控制器18控制電動(dòng)機(jī)5的輸出。
當(dāng)從緊急驅(qū)動(dòng)開關(guān)20輸入信號(hào)時(shí)，例如當(dāng)電動(dòng)機(jī)5有故障時(shí)，系統(tǒng)控制器15控制內(nèi)燃機(jī)1的輸出，并且經(jīng)緊急驅(qū)動(dòng)控制器19嚙合或釋放離合器14。
信號(hào)從一個(gè)加速踏板開度傳感器22和車輛速度傳感器23輸入到系統(tǒng)控制器15，并且系統(tǒng)控制器15按照信號(hào)進(jìn)行緊急驅(qū)動(dòng)控制。
圖3是流程圖，描述緊急狀態(tài)下系統(tǒng)控制器15的操作。
在步驟S1，讀出加速踏板開度和車輛速度。在步驟S2，根據(jù)加速踏板開度和車輛速度確定車輛是否處于靜止。當(dāng)確定車輛處于靜止時(shí)，程序前進(jìn)到步驟S3。在步驟S3，確定緊急驅(qū)動(dòng)開關(guān)20是否接通。當(dāng)確定緊急驅(qū)動(dòng)開關(guān)20是接通時(shí)，分別在步驟S4、S5，把電動(dòng)機(jī)5設(shè)置到中性狀態(tài)、和把發(fā)電機(jī)3設(shè)置到動(dòng)力產(chǎn)生停止?fàn)顟B(tài)或動(dòng)力產(chǎn)生最小狀態(tài)，并且程序前進(jìn)到步驟S6。
在步驟S6，通過確定是否已經(jīng)增大了加速踏板開度，確定是否已經(jīng)進(jìn)行了車輛啟動(dòng)操作。當(dāng)確定已經(jīng)有啟動(dòng)操作時(shí)，程序前進(jìn)到步驟S7、S8，逐漸連接離合器14，并根據(jù)加速踏板開度增大內(nèi)燃機(jī)1的輸出。
在車輛已經(jīng)啟動(dòng)并開始行駛之后，連續(xù)行駛直到確定已經(jīng)進(jìn)行了車輛停止操作。當(dāng)在步驟S9確定加速踏板開度為零且車輛速度等于或小于預(yù)定值(非常低的速度)，即，已經(jīng)進(jìn)行了停止操作時(shí)，在步驟S10脫開離合器14，在步驟S11切斷緊急驅(qū)動(dòng)開關(guān)20，并且控制結(jié)束。
其次，將描述這種混合式車輛的操作。在正常行駛期間，內(nèi)燃機(jī)1僅驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)3。電動(dòng)機(jī)5由從發(fā)電機(jī)3供給的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。根據(jù)加速踏板開度控制電動(dòng)機(jī)5的轉(zhuǎn)速，并且加速踏板開度越大，轉(zhuǎn)速越高。然后隨著釋放離合器14，內(nèi)燃機(jī)1的輸出不經(jīng)離合器14傳遞到電動(dòng)機(jī)5。
另外，當(dāng)電動(dòng)機(jī)5中發(fā)生故障時(shí)，首先停止車輛，并且當(dāng)接通緊急驅(qū)動(dòng)開關(guān)20時(shí)，發(fā)生到緊急驅(qū)動(dòng)模式的轉(zhuǎn)移。
然后發(fā)電機(jī)3進(jìn)入動(dòng)力產(chǎn)生停止?fàn)顟B(tài)或動(dòng)力產(chǎn)生最小狀態(tài)，并且電動(dòng)機(jī)5進(jìn)入中性狀態(tài)。當(dāng)司機(jī)踩下加速踏板時(shí)，逐漸連接離合器14。內(nèi)燃機(jī)1的輸出經(jīng)離合器14輸入到減速齒輪6，并傳遞到車輪。結(jié)果，車輛能由內(nèi)燃機(jī)1直接驅(qū)動(dòng)，例如當(dāng)電動(dòng)機(jī)5損壞時(shí)。
當(dāng)松開加速踏板且車輛減速時(shí)，再釋放離合器14，從而中斷內(nèi)燃機(jī)1的輸出到車輪的傳遞，并且能使車輛停止。
因此，即使電動(dòng)機(jī)5損壞，也能安全地把車輛行駛到要求的地方。
隨著內(nèi)燃機(jī)1的輸出經(jīng)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器13輸入到減速齒輪6，能增大和傳遞內(nèi)燃機(jī)1的輸出，即使在緊急驅(qū)動(dòng)期間也能得到行駛車輛必需的驅(qū)動(dòng)力。而且隨著能平穩(wěn)地傳遞轉(zhuǎn)矩，還能減小傳遞沖擊。只要離合器14存在，即使沒有轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器13，也仍能平穩(wěn)地行駛車輛。
在緊急驅(qū)動(dòng)期間，隨著發(fā)電機(jī)3保持在動(dòng)力產(chǎn)生停止?fàn)顟B(tài)或最小動(dòng)力狀態(tài)、且電動(dòng)機(jī)5保持在中性狀態(tài)，能減小內(nèi)燃機(jī)1用來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)3和電動(dòng)機(jī)5的輸出。結(jié)果，幾乎內(nèi)燃機(jī)1的所有輸出都能用來驅(qū)動(dòng)車輪，并且保證良好的行駛性能。
圖4表示本發(fā)明的第二實(shí)施例。這個(gè)實(shí)施例把離合器14a和14b分別提供在轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器13的輸入側(cè)和輸出側(cè)，而不同于第一實(shí)施例。
根據(jù)這一實(shí)施例，在車輛的正常行駛期間能保持轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器13完全與內(nèi)燃機(jī)1和電動(dòng)機(jī)5分開。由于這個(gè)原因，消除了在正常行駛期間由于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器13發(fā)生的內(nèi)燃機(jī)1的輸出損失。
圖5表示本發(fā)明的第三實(shí)施例。這一實(shí)施例除轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器13和離合器14a、14b外，把一個(gè)反向機(jī)構(gòu)25插入在轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器13與離合器14b之間，而不同于第一實(shí)施例。這一反向機(jī)構(gòu)25與在已知的先有技術(shù)中用來變換使傳遞齒輪反向的機(jī)構(gòu)相同。
一個(gè)選擇“正向”或“反向”的信號(hào)從一個(gè)方向變換開關(guān)21輸入到緊急驅(qū)動(dòng)控制器19。未表示的一個(gè)致動(dòng)器根據(jù)來自這一方向變換開關(guān)21的信號(hào)，移動(dòng)一個(gè)運(yùn)動(dòng)嚙合齒輪26，以便在其中直接把內(nèi)燃機(jī)1的輸出轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到車輪的一種狀態(tài)、與其中在傳遞到車輪之前把輸出反向的一種狀態(tài)之間變換。
因此不僅能使車輛向前行駛，而且能向后行駛，并改進(jìn)了緊急狀態(tài)下車輛的可操作性。
圖6表示本發(fā)明的第四實(shí)施例。這一實(shí)施例把動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)11提供在發(fā)電機(jī)3的相對(duì)側(cè)，而不同于第三實(shí)施例。由于這一原因，在內(nèi)燃機(jī)1和動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)11的布置中有更大的自由度。
在本發(fā)明中要求特有性能或?qū)＠麢?quán)的實(shí)施例按如下限定
權(quán)利要求
1．一種系列類型的混合式車輛，包括一個(gè)由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)、一個(gè)由所述發(fā)電機(jī)充電的電池、一個(gè)由所述發(fā)電機(jī)和所述電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)、一個(gè)用來把所述電動(dòng)機(jī)的輸出傳遞到車輪的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、緊急驅(qū)動(dòng)指示器裝置、及一個(gè)動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)，只有當(dāng)有來自所述緊急驅(qū)動(dòng)指示器裝置的命令時(shí)，該動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)才把所述內(nèi)燃機(jī)的輸出直接傳遞給所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合式車輛，還包括一個(gè)控制器，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)的輸出經(jīng)所述動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)傳遞給所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，該控制器把所述發(fā)電機(jī)保持在動(dòng)力產(chǎn)生停止?fàn)顟B(tài)或動(dòng)力產(chǎn)生最小狀態(tài)，并且把所述電動(dòng)機(jī)保持在中性狀態(tài)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合式車輛，其中所述動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)包括彼此串聯(lián)布置的一個(gè)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器和一個(gè)離合器。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合式車輛，其中所述動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)包括一個(gè)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器和兩個(gè)分別提供在所述轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器輸入側(cè)和輸出側(cè)的離合器。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合式車輛，其中所述動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)包括一個(gè)方向轉(zhuǎn)換裝置和一個(gè)反向機(jī)構(gòu)，當(dāng)有來自所述方向轉(zhuǎn)換裝置的命令時(shí)，該反向機(jī)構(gòu)把來自所述內(nèi)燃機(jī)的輸出轉(zhuǎn)動(dòng)反向，并把它傳遞給所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種系列類型的混合式車輛,包括一個(gè)由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)、一個(gè)由發(fā)電機(jī)充電的電池、一個(gè)由發(fā)電機(jī)和電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)、和一個(gè)用來把電動(dòng)機(jī)的輸出傳遞到車輪的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、緊急驅(qū)動(dòng)指示器裝置、和一個(gè)動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)。即使當(dāng)其電機(jī)有故障時(shí)也能夠行駛。
文檔編號(hào)B60K6/38GK1217988SQ9810789
公開日1999年6月2日 申請(qǐng)日期1998年4月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月21日
發(fā)明者山田良昭, 山田淳, 家中弘 申請(qǐng)人:日產(chǎn)柴油機(jī)車工業(yè)株式會(huì)社