專利名稱：包括緊急驅動裝置的混合式車輛的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種包括一個內燃機和一個電動機作為動力源的混合式車輛。
在先有技術中已知一種混合式車輛，包括一個內燃機(ICE)和一個電動機作為動力源，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Tokkai Hei 9-103001所公開。在這一先有技術中，內燃機和電動機都與車輪機械地相連，并且車輪即由內燃機又電動機驅動。因此，即使電動機有故障時，也能由內燃機驅動車輪。
然而，也有一系列類型的混合式車輛，其中把來自內燃機的所有輸出都由一個發電機轉換成動力，并且車輪僅由電動機驅動。在這樣一種系列類型的混合式車輛中，由于車輪不與內燃機機械地相連，所以當電動機有故障時，內燃機就不能把其輸出傳遞給車輪，即使內燃機中沒有故障也是如此，因而車輛根本就不能行駛。
因此本發明的目的在于，使一系列類型的混合式車輛即使當其電動機有故障時也能夠行駛。
為了實現以上目的，本發明提供了一種系列類型的混合式車輛，包括一個由內燃機驅動的發電機、一個由發電機充電的電池、一個由發電機和電池驅動的電動機、和一個用來把電動機的輸出傳遞到車輪的驅動系統。混合式車輛還包括緊急驅動指示器裝置、和一個動力傳遞機構，只有當有來自緊急驅動指示器裝置的命令時，動力傳遞機構才把內燃機的輸出直接傳遞給驅動系統。
根據本發明的一個方面，混合式車輛還包括一個控制器，當內燃機的輸出經動力傳遞機構傳遞給驅動系統時，該控制器把發電機保持在動力產生停止狀態或動力產生最小狀態，并且把電動機保持在中性狀態。
根據本發明的另一個方面，動力傳遞機構包括彼此串聯布置的一個轉矩轉換器和一個離合器。
根據本發明的另一個方面，動力傳遞機構包括一個轉矩轉換器和兩個分別提供在轉矩轉換器輸入側和輸出側的離合器。
根據本發明的另一個方面，動力傳遞機構還包括一個方向轉換裝置和一個反向機構，當有來自方向轉換裝置的命令時，該反向機構把來自內燃機的輸出轉動反向，并把它傳遞給驅動系統。
本發明的細節以及其他特征和優點在說明書的其余部分中描述，并在附圖中表明。
圖1表示根據本發明第一實施例的一種混合式車輛的結構。
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表示本發明第二實施例的部分結構。
圖5類似于圖1，但表示本發明的第三實施例。
圖6類似于圖1，但表示本發明的第四實施例。
參照附圖的圖1，一種系列類型的混合式車輛裝有一個內燃機(ICE)1和一個連接到該內燃機1的一根輸出軸2上的發電機3、一個用來存儲由發電機3產生的電力的電池4、及一對由發電機3和電池4驅動的電動機5。電動機5的輸出經一個減速齒輪6、聯軸器7、傳動軸8、聯軸器9、及最后驅動10傳遞給車輪。
一個轉矩轉換器13經一對減速齒輪12a、12b連接到內燃機1的輸出軸2。一個離合器14還提供在轉矩轉換器13與減速齒輪6之間。這些齒輪12a、12b、轉矩轉換器13、和離合器14組成緊急中使用的一個動力傳遞機構11。
這種混合式車輛包括一個圖2中所示的控制器。一個系統控制器15經一個內燃機控制器16控制內燃機1的輸出、經一個發電機控制器17控制由發電機3產生的動力值、及經一個電動機控制器18控制電動機5的輸出。
當從緊急驅動開關20輸入信號時，例如當電動機5有故障時，系統控制器15控制內燃機1的輸出，并且經緊急驅動控制器19嚙合或釋放離合器14。
信號從一個加速踏板開度傳感器22和車輛速度傳感器23輸入到系統控制器15，并且系統控制器15按照信號進行緊急驅動控制。
圖3是流程圖，描述緊急狀態下系統控制器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，根據加速踏板開度和車輛速度確定車輛是否處于靜止。當確定車輛處于靜止時，程序前進到步驟S3。在步驟S3，確定緊急驅動開關20是否接通。當確定緊急驅動開關20是接通時，分別在步驟S4、S5，把電動機5設置到中性狀態、和把發電機3設置到動力產生停止狀態或動力產生最小狀態，并且程序前進到步驟S6。
在步驟S6，通過確定是否已經增大了加速踏板開度，確定是否已經進行了車輛啟動操作。當確定已經有啟動操作時，程序前進到步驟S7、S8，逐漸連接離合器14，并根據加速踏板開度增大內燃機1的輸出。
在車輛已經啟動并開始行駛之后，連續行駛直到確定已經進行了車輛停止操作。當在步驟S9確定加速踏板開度為零且車輛速度等于或小于預定值(非常低的速度)，即，已經進行了停止操作時，在步驟S10脫開離合器14，在步驟S11切斷緊急驅動開關20，并且控制結束。
其次，將描述這種混合式車輛的操作。在正常行駛期間，內燃機1僅驅動發電機3。電動機5由從發電機3供給的動力驅動。根據加速踏板開度控制電動機5的轉速，并且加速踏板開度越大，轉速越高。然后隨著釋放離合器14，內燃機1的輸出不經離合器14傳遞到電動機5。
另外，當電動機5中發生故障時，首先停止車輛，并且當接通緊急驅動開關20時，發生到緊急驅動模式的轉移。
然后發電機3進入動力產生停止狀態或動力產生最小狀態，并且電動機5進入中性狀態。當司機踩下加速踏板時，逐漸連接離合器14。內燃機1的輸出經離合器14輸入到減速齒輪6，并傳遞到車輪。結果，車輛能由內燃機1直接驅動，例如當電動機5損壞時。
當松開加速踏板且車輛減速時，再釋放離合器14，從而中斷內燃機1的輸出到車輪的傳遞，并且能使車輛停止。
因此，即使電動機5損壞，也能安全地把車輛行駛到要求的地方。
隨著內燃機1的輸出經轉矩轉換器13輸入到減速齒輪6，能增大和傳遞內燃機1的輸出，即使在緊急驅動期間也能得到行駛車輛必需的驅動力。而且隨著能平穩地傳遞轉矩，還能減小傳遞沖擊。只要離合器14存在，即使沒有轉矩轉換器13，也仍能平穩地行駛車輛。
在緊急驅動期間，隨著發電機3保持在動力產生停止狀態或最小動力狀態、且電動機5保持在中性狀態，能減小內燃機1用來驅動發電機3和電動機5的輸出。結果，幾乎內燃機1的所有輸出都能用來驅動車輪，并且保證良好的行駛性能。
圖4表示本發明的第二實施例。這個實施例把離合器14a和14b分別提供在轉矩轉換器13的輸入側和輸出側，而不同于第一實施例。
根據這一實施例，在車輛的正常行駛期間能保持轉矩轉換器13完全與內燃機1和電動機5分開。由于這個原因，消除了在正常行駛期間由于驅動轉矩轉換器13發生的內燃機1的輸出損失。
圖5表示本發明的第三實施例。這一實施例除轉矩轉換器13和離合器14a、14b外，把一個反向機構25插入在轉矩轉換器13與離合器14b之間，而不同于第一實施例。這一反向機構25與在已知的先有技術中用來變換使傳遞齒輪反向的機構相同。
一個選擇“正向”或“反向”的信號從一個方向變換開關21輸入到緊急驅動控制器19。未表示的一個致動器根據來自這一方向變換開關21的信號，移動一個運動嚙合齒輪26，以便在其中直接把內燃機1的輸出轉動傳遞到車輪的一種狀態、與其中在傳遞到車輪之前把輸出反向的一種狀態之間變換。
因此不僅能使車輛向前行駛，而且能向后行駛，并改進了緊急狀態下車輛的可操作性。
圖6表示本發明的第四實施例。這一實施例把動力傳遞機構11提供在發電機3的相對側，而不同于第三實施例。由于這一原因，在內燃機1和動力傳遞機構11的布置中有更大的自由度。
在本發明中要求特有性能或專利權的實施例按如下限定
權利要求
1．一種系列類型的混合式車輛，包括一個由內燃機驅動的發電機、一個由所述發電機充電的電池、一個由所述發電機和所述電池驅動的電動機、一個用來把所述電動機的輸出傳遞到車輪的驅動系統、緊急驅動指示器裝置、及一個動力傳遞機構，只有當有來自所述緊急驅動指示器裝置的命令時，該動力傳遞機構才把所述內燃機的輸出直接傳遞給所述驅動系統。
2．根據權利要求1所述的混合式車輛，還包括一個控制器，當所述內燃機的輸出經所述動力傳遞機構傳遞給所述驅動系統時，該控制器把所述發電機保持在動力產生停止狀態或動力產生最小狀態，并且把所述電動機保持在中性狀態。
3．根據權利要求1所述的混合式車輛，其中所述動力傳遞機構包括彼此串聯布置的一個轉矩轉換器和一個離合器。
4．根據權利要求1所述的混合式車輛，其中所述動力傳遞機構包括一個轉矩轉換器和兩個分別提供在所述轉矩轉換器輸入側和輸出側的離合器。
5．根據權利要求1所述的混合式車輛，其中所述動力傳遞機構包括一個方向轉換裝置和一個反向機構，當有來自所述方向轉換裝置的命令時，該反向機構把來自所述內燃機的輸出轉動反向，并把它傳遞給所述驅動系統。
全文摘要
本發明提供了一種系列類型的混合式車輛,包括一個由內燃機驅動的發電機、一個由發電機充電的電池、一個由發電機和電池驅動的電動機、和一個用來把電動機的輸出傳遞到車輪的驅動系統、緊急驅動指示器裝置、和一個動力傳遞機構。即使當其電機有故障時也能夠行駛。
文檔編號B60K6/38GK1217988SQ9810789
公開日1999年6月2日 申請日期1998年4月30日 優先權日1997年11月21日
發明者山田良昭, 山田淳, 家中弘 申請人:日產柴油機車工業株式會社