TW394827B - Motor controlling apparatus for a hybrid motor car - Google Patents

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經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（1 ) .(本發明所屜之技術領域） 本發明係有關於一種備有內燃機與電動驅動機構的雙元 原動機汽車。 (習知技術） 搭載在汽車等的引擎，為了要應付各種的行走狀態（定 速、加速、爬坡等），乃要求寬廣範圍的扭力Μ及回轉數 特性。 一般而言，引擎之燃料效率高的扭力Κ及回轉數乃為引 擎固有的範圍所限制。 在此，乃提出將引擎與發電/電動機均搭載在汽車上， 而彌補彼此的缺點，提高整體的能量效率的雙元原動機汽 車。 Μ往的雙元原動機汽車，則已知備有例如減小引擎容量 ，而經常只在燃料效率佳的範圍內運轉，在加速或是爬坡 時*則藉由來自電池等的電源來驅動控制發電/電動機， 而彌補不足的驅動扭力，又當引擎的輸出有剰餘時，會將 由引擎驅動發電/電動機所得到的發電能量，如使電池等 的電源再生般地進行再生控制的雙元原動機汽車用電動機 控制裝置（特公昭6 2 -2 7 6 0 4號公報）。 Κ往的雙元原動機汽車用電動機控制裝置，使電動機電 流流於發電/電動機，如使根據油門踏板之踏入量所算出 的目標扭力與由已回饋之扭力感測器等所檢測的驅動輪扭 力成為相等般來加Μ控制，而彌補不足的驅動扭力。 (本發明所要解決的課題） 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -4 - .—-------裝------訂------'冰 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 五、發明説明（2 A7 B7 機所 動構電 電機發 用測經 車檢流 汽力流 機扭電 動的機 原圍動 元範電 雙動使 的變’ 往之饋 K式回 , 械 Μ 而機予 然有力 具扭 一 的 用輪 將驅 於的 由測 , 檢 不 甫 彌Μ 機 電 則傷 力流 杻電 高機 求動 要電 是額 若定 ， 過 時超 轉而 回 * 低動 在變 是生 別發 特會 , 流 力電 扭機 驅電 的大 足過 了 電為 發 ’ 到又 害 機 3U9 ga ^¾ / 而 短 傷 於 致 不 要 備電 具發 ， 的 時大 求流 要電 力機 扭動 高電 轉額 發可

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機 ^811^ S 因 定 且 元 單 機 ncsn 原 元 雙 在 的 百 .其 題 課 的 術 技 知 習 述 上 決 解 於 用 0 一 化是 形則 大明 要發 須本 必 時 轉 回 低 機 33 電 發 護 保Μ 制 控 饋 回 /1流 電電 發的 在流 一 電 供機 提動 於電 制受 控於 地免 密機 精動 行電 進" M 可 饋電 回用 力車 杻汽 行機 進動 域原 領元 力雙 杻的 高率 ‘ 效 速料 車燃 高的 在擎 而引 ， 高 壊提 損夠 的能 流而 電 ’ 過制 到控 機 動 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -Λ^ 33 原 元 雙 的 項 1 第 之 明 發 本 關 有 題 課 逑 段 上S ^ ^ 帛請冑 制 要 控罾了 決 解 為 在 徵 特 其 根 於 等 相 流 電 ， 機 肋 置電 制 * 機 控 動 餞 接 5 自71 用發 車使 汽如 i 機 有 備 機 S檢 /¾所 電使 發’ 制元 控單 ’ 測 地檢 般力 流扭 電據 標根 目如 的 、 定構 設機 而制 據的 值 定 指 力 扭 控 饋 回 流 電 輪 ΠΒΠ 驅 之 出 測 力 制電 控之 饋數 回轉 力旋 扭之 的機 櫬動 動.電 B / ^ 0 電發 發測 制檢 控於 地用 般 自 值來 定據 指根 力及 杻M 於 、 等構 相機 本紙張尺度適用中國國家標準（ CNS〉A4規格（210X 297公釐） 5 A 7 B7 五、發明説明（3 ) 動機旋轉數檢測器的輸出，來選擇來自上述電流回饋控制 機構與來自上述扭力回饋控制機構之輸出的其中一者*且 根據所選擇之其中一者的輸出來控制發電/電動機的電動 機控制機構。 有關本發明之申請專利範圍第1項的雙元原動機汽車用 電動機控制裝置，由於具備有電流回饋控制機構、扭力回 饋控制機構，Μ及用於控制發電/甯動機的電動機器控制 機構，因此可以在發電/電動機低回轉時，進行可以精密 地控制電動機電流的電流回饋控制，因此可以保護發電/ 電動機免於受到過電流的損壞，又在高車速•高扭力領域 進行扭力回饋控制，而可Κ進行包含引擎之驅動扭力在内 的發電/電動機的控制。 有關本發明之申請專利範圍第2項的雙元原動機汽車用 電動機控制裝置、其特徵在於：上述電流回饋控制機.構， 備有： 根據扭力指定值來設定目標電流的目標電流設定機構、 檢測發電/電動機之電動機電流的電動機電流檢測機構、 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 當上述電動機電流檢測機構在上述目標電流設定手段的輸 出值Μ上時，會輸出重置脈衝的選擇比較機構、Μ及 根據重置脈衝將振盪輸出重置為零的振盪機構。 有關本發明之雙元原動機汽車用電動機控制裝置，由於 電流回饋控制機構備有：目標電流設定機構、電動機電流 檢測機構、選擇比較機構、Μ及振通機構，因此，在發電 /電動機低回轉時，進行可以精密地控制電動機電流的電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） -6 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（4 ) 流回饋控制，因此可以保護發電/電動機免於受到過電流 的損壞。 有關本發明之申請專利範画第3項的雙元原動機汽車用 電動機控制裝置，其特徵在於：扭力回饋控制機構具備有 :進行扭力指令值與驅動輪扭力之偏差演算的偏差演算機 構，以屣喲偏差演算機構的輸出實施比例*積分*微分補償 的比例♦積分*微分控制機構。 有關本發明之申請專利範圍第3項的雙元原動機汽車用 電動機控制裝置*由於杻力回饋控制機構具備有偏差演算 機構、比例•積分•微分控制機構，因此在高車速♦高扭 力領域進行扭力回饋控制，而可Μ進行包含引擎之驅動扭 力在内之發電/電動機的控制。 發明之實施形態 請根據所附的圖面來說明本發明的實施形態。此外，圖 面是配合符號來看。 第1圖係表本發明之雙元原動機汽車之側面圖。 雙元原動機汽車1係由：車體框體2、安裝在該車體框架 2的本體3、自該本體3的中央部前方延伸到上方的前蓋4、 自本體3的中央部後方延伸到上方的中央柱5、自該中央柱 5的前端連繫前蓋4的透明車頂6、安裝在中央柱5之兩側部 的側邊保護樑7.7(内側的7未圖示）、安裝於本體3之前面 的前鍰衝器8、設在該前緩衝器8之正後方的敗熱Η9、安 裝在本體3之中央内部的駕駛座11、設在本體3之後方的後 媛衝器12、安裝在車體框架2的前輪13、13(内側的13未圖 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） _ 7 _ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（5 ) 示）、安裝在車體框架2之作為驅動輪的後輪14、14，設在 透明車頂6之兩側的側鏡16、16(内側的16未圖示）、設在 前蓋4之兩邊的燈類17、17 ’設在本體3之中央的方向輪18 、安裝在散熱片9之後方的散熱器19、載於車體框架2之中 央部的電池...21(...係表多個’以下相同）、配置在駕駛 座11之下部的控制單元22、以及載置在車體框體2之後方 的驅動糸統單元30的構成〇M為驅動器。 此外，3a為前台面部，3b為後台面部’人可Μ乘坐在該 些台面3a,3b.，通過該些台面3a，3b’可Μ自朋後的任一方 向容易進入到駕駛座丨1。 第2圖係表本發明之雙元原動機汽車之驅動系統單元的 側面圖，係表驅動糸統單元30之主要的元件。 亦即，31為燃料箱、32為燃料泵、32為空氣濾清器、34 為風門皮帶輪、35為伺服馬達、36a為加給用的噴射器、 36b為主噴射器、37為凸輪軸、38為與凸輪軸37—體旋轉 的泵、39為頭蓋、41為汽缸體、42為汽缸頭、43為作為發 電電動機之三相的無刷馬達、44為排氣管、45為金靥觸媒 46為消音器、47為尾管、48為作為變速機之圓錐型無段變 速機、49為樞軸、51為後油門、52為無段變速機軸、53為 作為驅動力合流點的馬達軸、54為曲柄軸、56為單元馬達 (cel. 1 motor)、57 為人口 歧管。 第3圖係表本發明之雙元原動機汽車之驅動力傳遞裝置 的斷面圖。 雙元原動機汽車（參照第1圖）的驅動力傳遞装置60係由 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) ---------------裝------訂--- δι^ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 B7五、發明説明（6 ) 引擎61、安裝在該引擎61之曲柄軸54的離心離合器62的内 側板62a、與該內側板62a離開或接觸之離心離合器62的外 側板62b、經由扭力限制器63連接到該外側板62b的圓錐型 無段變速機48、經由單向離合器65連接到該圓錐型無段變 速機48的第1傳遞齒輪66、與上述引擎61 —起而驅動雙元 原動機汽車1(參照第1圖）的馬達43、成為驅動力之合流點 的馬達軸53、被安裝在該馬達軸53*而與第1傳遞齒輪66 嚙合的第2傳遞齒輪67、安裝在馬達軸53之引擎側第1螺旋 齒輪（helical gear)與馬達側第1螺旋齒輪69、分別與該 些齒輪68、69哺合的引擎側第2螺旋齒輪71與馬達側第2螺 旋齒輪72、用於支撐該些齒輪71、72的平衡軸73、設在該 平衡軸73之兩端的壓力檢測器74a、74b (參照第8圖）、安 裝在平衡軸73的輸出齒輪75、連接到該輸出齒輪75的推進 軸76、經由差速器78連接到該推進軸76的後軸桿51、Μ及 安裝在該後軸桿51的後輪14(參照第1圖）。 Λ 單元馬達56係一經由皮帶79、鏈條δΙΚ及單向離合器82 ，而藉由馬達軸56a讓曲柄軸54旋轉者。 第4圖係表本發明之雙元原動機汽車之引擎的斷面圖。 引擎61係由汽.姐體41、使該汽缸體41作往復運動的活塞 83、安裝在該活塞83上的連桿84a，被覆於汽缸體41的汽 缸頭42、設在該汽缸頭42的吸氣輔胁閥84與排氣閥85、以 及安裝在汽缸頭42的火星塞86所構成。而設有與凸輪軸37 同軸旋轉的泵38。此外，37a為凸輪鏈條、37b為凸輪棘齒 輪0 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -q - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（7) 根據油門87之開放角度，經由控制單元22M及伺服馬達 來調整風門皮帶輪34*藉此來調整混合氣的供給量而控制 引擎61的輸出。 當只有在馬達運轉，油門87打開時，若有要求引擎輸出 時，則不管油門之開放角度如何，藉由伺眼馬達3 5來關閉 風門皮帶輪34，可Μ使引擎61之開始運轉狀態處於良好狀 態。 另一方面，自噴射器3 6 a所供給之混合氣的一部分，則 會自入口歧管57分歧，而Μ泵38來供給，在即將點火之前 ，自吸氣輔助閥84注入汽S體41內，而提高引擎輸出。 請參照第5圔〜第7圖來說明Μ上所述之雙元原動機汽車 1(參照第1圖）的驅動力傳遞裝置60的作用。 第5圖（a)、（b)係表本發明之驅動力傳遞裝置的第1作用 說明圖。U)為Μ引擎61與馬達43的合力來驅動後輪14的 積形。 引擎61則是依照離心離合器62之內側板62a、外側板62b 、圓錐型無段變速機48、單向離.合器、第1傳遞齒輪66、 成為與馬達4 3之驅動力之合流點，而安裝在馬達軸5 3的第 2傳遞齒輪6 7與引擎側第1螺旋齒輪6 8、引擎側第2螺旋齒 輪71、輸出齒輪75、推進軸76、差速器78、後蚰桿51的順 序，如箭頭①所示般驅動後輪1 4 。 另一方面，馬達4 3，則是依照馬達軸5 3，馬達側第1螺 旋齒輪69，馬達側第2螺旋齒輪72、輸出齒輪75、推進軸 7 6 _、差速器7 8、後軸桿5 1的順序，如箭頭②所示般驅動後 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 1 〇 _ ---------------IT------旅 - - 厂 '' (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 五、發明説明 (8 ) 1 1 1 輪 14 Ο 1 1 I 引 擎 61 的 驅 動 力 與 馬 達 43的 驅 動 力 則 在 馬 達 軸 53成 為 1 1 1 合 力 〇 '·~·ν 請 先 1 1 當 發 動 引 擎 61時 則 經 由 離 心 離 合 器 62 9 圓 滑 且 慢 慢 地 讀 背 1 I 傳 遞 扭 力 ♦ 而 讓 雙 元 原 fcr, 動 機 汽 車 1 ( 參 昭 第 1圖） 月U 進 Ο 之 vi 1 I /-3 * 意 I 由 於 將 離 心 離 合 器 62 配 置 在 圓 錐 型 無 段 變 速 機 48的 前 段 事 1 項 ··..·· 1 9 因 此 相 較 於 配 置 在 後 段 的 情 形 離 合 器 容 量 可 小 0 相 再 填 反 地 由 於 若 是 來 白 圓 錐 型 4πτ Sft 段 變 速 憐 48 側 則 不 會 直 接 寫 本 頁 裝 1 承 受 引 擎 61的 過 大 扭 力 9 因 此 可 Μ 保 護 到 圓 錐 型 «far Μ 段 變 速 1 1 機 48 〇 特 別 是 當 以 濕 式 來 利 用 離 合 器 時 由 於 接 觸 壓 會 1 1 變 小 因 此 在 將 離 心 離 合 器 62 配 置 在 圓 錐 型 無 段 變 速 機 48 1 訂 的 後 段 時 則 必 須 要 有 更 大 的 離 合 器 容 量 而 會 導 致 裝 置 1 I 變 大 0 1 1 由 於 經 由 扭 力 限 制 器 63 將 圓 錐 型 無 段 變 速 α» m 48 連 接 到 1 1 離 心 離 合 器 62的 外 側 板 62b 因此 •引擎61不會承受來自 後 輪 14的 扭 力 (back to Γ q u e ) ) 1 (b)為只藉由馬達43來驅動後輪1 4的情形 5 1 1 I 馬 達 軸 4 3則 是 依 眧 馬 達 蚰 53 馬 達 側 第 1螺旋齒輪69 、 1 I 馬 達 側 第 2螺旋齒輪72 - 、輸出齒輪75 - 、推進軸76 、差速器 1 1 78 ' 後 軸 桿 51 的 順 序 » 如 箭 頭 ③ 所 示 般 來 驅 動 後 稱 14 0 1 I 由 於 諶 引 擎 61停 止 9 因 此 單 向 離 合 器 6 5成 為 開 放 狀 態。 1 I 由 於 將 單 向 離 合 器 6 5配 置 在 與 馬 達 43之 驅 動 力 之 合 流 點 1 1 I 的 正 前 方 9 因 此 當 只 Μ 馬 達 43來 驅 ffjt. 動 後 曲A 军冊 14時 9 則 成 為 負 1 1 載 側 之 圓 維 型 無 段 變 速 m 4 8或 離 心 離 合 器 62的 外 側 板 62b 1 1 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 五、發明説明（9 ) 等並不會被帶動。因此，可Μ節省電池21的消耗，而可Μ 確保更長的蓮轉時間。 第6圖（a)、（b)係表本發明之驅動力傳遞裝置的第2作用 說明圖。U)係只以引擎61來驅動後輪14的情形。 引擎6 1則是依照離心離合器6 2的內側板6 2 a、外側板6 2 b 、圓錐型無段變速機48、單向離合器65、第1傳遞齒輪66 、第2傳遞齒輪67的順序，如箭頭④所示般地來驅動馬達 軸53。亦即，馬達43當作發電機來使用，而能夠對電池 21 (參照第1圖）實施充電。 更者，引擎61則是依照引擎側第1螺旋齒輪68、引擎側 第2螺旋齒輪71、輸出齒輪75、推進軸76、差速器78、後 軸稈51的順序，如箭頭⑤所示般地來驅動後輪14。 (b)為Μ馬達43讁雙元原動機汽車1(參照第1圖）後退的 情形。 讓馬達43逆向旋轉，依照馬達軸53、馬達側第1螺旋齒 輪69、馬達側第2螺旋齒輪72、輸出齒輪75、推進軸76、 差速器78、後軸桿51的順序，如箭頭⑥所示般地傳遞到後 輪14，而譲後輪逆向旋轉。 由於雖然引擎61停止，但是馬達43卻逆向旋轉，因此單 向離合器65會被連接，而如箭頭⑦所示般，馬達43的驅動 力會傳遞到圓維型無段變速機48、離心離合器62的外側板 6 2 b為止，但是藉由離心離合器6 2不會連動到引擎6 1。 第7圖係表示發明之驅動力傳遞裝置的第3作用說明圖， 係表雙元原動機汽車1(參照第1圖）在減速時之驅動力的流 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 請 先 閱 讀 背 面" 之 注 意 事 項 馬 本 頁 裝 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -12 A7 B7 五、發明説明（[0 ) 向。 在雙元原動機汽車1(參照第1圖）減速時，則是依照後輪 14、後軸桿51、差速器78、推進軸76、馬達側第2螺旋齒 輪7 2、馬達側第1螺旋齒輪6 9、馬達軸5 3的順序，如箭頭 ⑧所示般傳遞到馬達43，而馬達53則當作發電機來使用。 此時，由於單向離合器65成為開放狀態，因此可K將減速 時的驅動力有效地傳遞到馬達43，而可Μ對電池21(參照 第1圖）進行充電。 第8圖係表本發明之驅動力傳遞裝置之扭力檢測單元的 斷面圖。扭力檢測單元88係由先前所述之平衡軸.73、安裝 在該平衡軸73之兩端的壓力檢測器74a、74b、安裝在平衡 軸73的引擎側第2螺旋齒輪71與馬達側第2螺旋齒輪72、Μ 及和該些齒輪71、72嚙合的引擎側第1螺旋齒輪68與馬達 側第1螺旋齒輪69所構成。而根據下一個圖來說明扭力檢 測單元88的作用。 第9圖（a)、（b)係表本發明之扭力檢測單元的作用說明 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂 圖 經濟部中央t準局員工消費合作社印製 測 檢 力 扭 之 時 遴 加 為 自 會 力 肋 驅 時 S 加 在 -兀Μ — 擎 單丨 側 達 馬 是 或 \—/ 圖 ο 3 用第 作照 的 參 輪 後 到 遞 傳 而 及 Μ 8 6 輪 齒 旋 螺 11 第 側 擎 引 於 由 gp 亦 齒 旋b« I tη 0 第， 側 側 擎動 引受 而為 ， 成 側 會 動 則 醒72 為輪 成齒 會旋 69螺 輪 2 0 I 0 齒 J 側 旋 達 螺 1¾馬 第及 側M 達71 馬輪 力 應 生 產 3 7 衡。 平Fa 讓力 , 應 示該 所 出 a 測 頭翁 ? 檢 箭 a 如74 會器 72測 、 檢 71力 輪壓 齒 由 些而 該 ， 本紙張又度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） A7 _B7_ 五、發明説明（丨1 ) (b)為在減速時之扭力檢測單元δ8的作用。 在減速時，驅動力會自後輪14側傳遞到馬達43側。亦即 ，由於引擎側第2螺旋齒輪71Κ及馬達側第2螺旋齒輪72會 成為驅動側，而引擎側第1螺旋齒輪6 8 Μ及馬達側第1螺旋 齒輪69則會内''為受動側，因此，該些齒輪68、69會如箭頭 b所示，譆平衡軸73產生應力，而由壓力檢測器74 b檢測出 該壓力Fb。 亦即，藉由該些壓力檢測器74a、74b檢測出驅動力的大 小Μ及傳遞的方向，且實施回饋控制，藉由組合作為驅動 源之引擎61或是馬達43(參照第2圖）的驅動力，可Μ有效 率地驅動雙元原動機汽車1(參照第1圖）。 由於扭力檢測單元88係由平衡軸73、安裝在該平衡軸73 之兩端的壓力檢測器74a、74b、安裝在平衡軸73之引擎側 第2螺旋齒輪71與馬達側第2螺旋齒輪72、Μ及和該些齒輪 71、72嚙合的引擎側第1螺旋齒輪68與_男達側第1螺旋齒輪 69所構成，因此可Μ使輕巧且信賴性高的扭力檢測機構得 以具體化。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第30圖係表 本發明之雙元原動機汽車用電動機控制裝 置的控制基本概念圖，Μ下則說明控制之具體的實施形態。 第10圖係表本發明之雙元原動機汽車之實施形態例的整 體方塊構成圖。 在第10圖中，雙元原動機100備有驅動輪14、發電/電動 機43、變速機48、引擎61，各種檢測器110、電池21、雙 元原動機汽車用電動機控制裝置150、驅動機構151。以及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） _ 1 4 _ 五、發明説明（丨2) A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 風控制致動器155。 各種檢測器110會將檢测信號SS1輸出到雙元原動機汽車 用電動機控制裝置150的管理控制裝置120。 管理控制裝置120，則根據檢測信號SS1，將處理所得到 的扭力指令值Tq輸出到電動機控制機構130，此外也將風 門目標開放角度信號S124輸出到風門控制致動器155。 電動機控制機構130，則根據扭力指令值Tq、檢测信號 S S 2，將處理所得到之控制信號S 1 3 0輸出到驅動機構1 5 1。 驅動機構151，則根據控制信號S130以及電池電壓VB， 將所得到的驅動信號（SU，SV，SW)輸出到發電/電動機43。 發電/電動機43，則藉著在第20圖所示之時間，將驅動 信號（SU，SV，SW)供給到第15圖所示之{]相、V相、W相之 三相的線圈而予Μ驅動或是再生，將電動機ffi力TqM輸出 到驅動輪14、或是將再生電力VR充電於電池21。 在此，請參照第20圖來說明驅動信號SU，SV，SW。 在第 20圖中，SUF ， SVB ， SWP ， SUB » SVF， SWB表示第 15 圖所示之驅動信號SU，SV，SW的方向，例如SUF係一當驅 動機構151的FETQ1切成0H時，自電池21供給到發電/電動 機43之13相的驅動信號SD，SUB係一當驅動機構151的FETQ2 切成0H時，自發電/電動機43的ϋ相流到接地端的驅動信號 SU ° 同樣地，當驅動機構151的FETQ3切成0Ν時，會自電池21 供給到發電/電動機43之V相的驅動信號SV則是SVF，當 FETQ4切成0N時，會自發電/電動機43的V相流到接地端的 ----------裝-- \-- (請先閲讀背'面之注意事項再#寫本頁) 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 15 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7___ 五、發明説明（[3) 驅動信號SV則是SVB，當驅動機構151的FETQ5切成ON時* 會自電池21供給到發電/電動機43的W相的驅動信號SW則是 SWF，當FETQ6切成ON時，會自發電/電動機43的W相流到接 地端的驅動信號SW則是SWB。 由上可知，第20圖所示的①期間，FETQ1K及FETQ4係處 於0N狀態，驅動信號SUF，自電池21經由FETQ1流到發電/ 電動機43的U相，而驅動信號SVB，自發電/電動機43的V相 經由FETQ4流到接地端。 如此般，在①期間的電流（驅動信號），則會自發電/電 動機43之三相線圈的1)相，V相* W相的U相流到V相。 而此則是與來自發電/電動機43的電動機磁極檢測器115 的磁極位置信號PM(115ll)的上升緣呈同步。 亦即，信號S115U乃檢測出到ϋ相的通電時間，而由UVW 通電型態（pattern)產生手段135來控制電流自U相流到V相 的線圈。 又，②的期間*乃取代FETQ4，FETQ6會成為0N狀態 (FETQ4為OFF狀態），而流有驅動信號SWB，且自U相到V相 的電流（驅動信號）的流向則被切換成自U相到W相。、/ 第11圖係表本發明之雙元原動機汽車用電動機控制裝置 之管理控制裝置的實施形態例的主要部分方塊構成圖。 在第11圖中，管理控制裝置120備有：電池充電量設定 機構121、目標驅動輪輸出設定機構122、引擎目標輸出算 定櫬構123、風門目標開放角度設定機構124、Μ及模式判 定機構125。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐) I i 裝 11 ^—11 訂— — I I I 線 \) (請先閲讀背面之注*-事項再^容本頁) -16 - A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、 發明説明 ( 丨4: 1 1 | 此 外 白 此 所 敘 述 的 動作 ，則是在第2 1圖表示其管理控 1 1 1 制 裝 置 的 ffit, 動 作 流 程 圖 〇 1 I 請 1 1 引 擎 回 轉 數 檢 測 器 1 6 0則檢測引擎的回轉數，而 將 回 轉 閱 I 數 信 號 SY供 紿 到 引 擎 B 標輸 出算出機構123。 讀 背 1 1 面· | 電 池 殘 量 檢 測 器 11 1 則將檢測電池2 1之殘量所 得 到 的 之 注 | 意· I 電 池 殘 量 信 m Sill 輸 出 到模 式判定機構1 2 5。 事 項 1 1 電 池 充 電 量 設 定 機 構 121係由ROM等的記憶體所構成 事 ψ 本 先 將 對 於 與 油 門 開 放 角 度信 號S112M及車速信號V 圼 對 應 頁 1 I 的 電 池 為 必 要 的 充 電 用 引擎 目標輸出資料記憶在ROM 而 1 1 | 油 門 開 放 角 度 信 號 S1 12K 及車速信號V作為位址 9 將 由 1 1 讀 取 充 電 用 引 擎 百 標 輸 出資 料所得到的電池充電量信號 1 訂 S121 輸 出 到 引 擎 巨 標 輸 出算 定機構123。 1 1 此 外 被 記 憶 在 上 述 R 0 Μ的資料，則只被記憶在 油 門 開 1 1 放 角 度 在 5 0¾以下的領域，而設定成只在引擎效率 良 好 的 I 1 1 領 域 進 行 引 擎 充 電 〇 I 丨線 油 門 開 放 角 度 檢 測 器 112 則將由檢測未圖示之 油 門 踏 1 1 板 的 踩 踏 量 (1 君放角度） 所得 到之油門開放角度Θ信號S 11 2 1 1 輸 出 到 電 池 充 電 量 設 定 機構 1 2 1、目標驅動輪輸出 設 定 機 1 1 構 122 、以及模式判定機構125。 1 | 車 速 檢 測 器 114 •則將由檢測車速所得到的車速 信 號 V輸 1 出 到 巨 標 驅 *1. 動 輪 TtWI 輸 出 設 定機 構122K及模式判定機 構 125 « 1 1 巨 標 驅 動 輪 輸 出 設 定 機構 122係由ROM等的記憶體所構成 1 1 > 事 先 將 與 油 門 開 放 角 度信 號SI 12K及車速信號V 圼 對 應 1 I 的 @ 標 驅勤出 資 料 (扭力Tq)記憶在ROM，而以油 門 開 放 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -17 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（15) 角度S112M及車速信號V作為位址，將由讀取目標驅動輪 輸出資料所得到的目標驅動輪輸出信號S122(扭力指令值 Tq)輸出到引擎目標輸出算出機構123K及電動機控制機構 130 ° 模式切換開關113(參照第12圖），會將由切換雙元原動 機汽車1 0 0的行走模式所得到的模式信號S 11 3輸出到模式 判定機構1 2 5。 模式判定機構125，則將由根據電池殘量信號Sill、油 門開放角度信號S112，K及模式信號S113、車速信號V進 行模式判定所得到的模式判定信號S125輸出到引擎目標输 出算定機構123。 引擎目標輸出算定機構123，則Μ引擎回轉數信號SYM 及目標驅動輪輸出信號S1 22 (Tq)作為位址，算出事先被記 憶在ROM的引擎目標輸出，此外，則根據電池充電量信號 S121以及模式判定信號S1 25來算出電池充電用的引擎目標 輸出，將由雙方之引擎目標輸出相加而成的引擎目標輸出 信號S123輸出到風門目標開放角度設定機構124。 風門目標開放角度設定機構12 4係由ROM等之記憶體所構 成，事先將與引擎目標輸出信號S 123呈對應的風門目標開 放角度資料記憶在ROM，Μ引擎目標輸出信號S123作為位 址，將由謓取風門目標開放角度資料所得到的風門目標開 放角度信號S124輸出到風門控制致動器155。 第12圖係表模式切換開關11 3的說明圖。 模式切換開關113會將雙元原動機汽車100的行走模式切 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1--------批衣--------、1Τ------線 (請先閱讀背，面之注意事項t私寫本頁) 、 18 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（！耪

I 換成半自動、全自動、以及EV(只根據發電/電動機43來行 走）的3個模式。 半自動係一將發電/電動機43的驅動輸出狀態設定成較 引擎61的驅動為多，而K發電/電動機43作為主體而行走 的模式，係一當發電/電動機43的驅動扭力不足時，則會 由來自引擎61的驅動扭力來彌補*可Μ抑制汽油消耗的行 走模式。 因此*雖然電池2 1必須要定期地進行外部充電，但是引 擎6 1的燃料消耗情形亦良好。 全自動係一將引擎61的驅動輸出狀態設定為較發電/電 動機43的驅動為多，而Μ引擎61作為主體的行走構式，係 一當根據引擎61的驅動扭力不足時，可Μ藉由發電/電動 機43的驅動扭力來維持電池容量的行走模式。 因此不需要對電池2 1實施外部充電。 此外，第22圖所示的引擎的ΟΝ/OFF判定圖則可以作為引 擎根據模式切換開關113之3個槙式的ON/OFF動作的參者。 第14圖係表本發明之雙元原動機汽車用電動機控制裝置 之電動機控制裝置的實施形態例的主要部分方塊構成圖。 在第14圖中，電動機控制裝置130備有：電流回饋控制 機構131、選擇比較機構132、振盪機構133、選擇作用（ d η t y )限制機構1 3 4、ϋ V W通電型態產生機構1 3 5、電流/扭 力回饋控制機構1 3 6、K及扭力回饋控制機構1 40。 電動機回轉數感測器116，則將檢測出發電/電動機43之 回轉數的電動機回轉數信號RM輸出到電流回饋控制機構 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210、〆297公釐） ~ (請先閱讀背面之注秦事項再_馬本頁)

,1T 五、發明説明（丨7) 構 機 制 控 饋 回 力 扭 構 A7 B7

機 制 控 饋 回 力 扭 / 流 電 及 M 到 得 所 ο 力 ο 扭14 之構 4 I 1 機 輪制 _Ή·- 驅饋 辻 測回 6 檢力11 由扭器 將到測 會出感 則輸數 元信 單力 測扭 檢輪 力動 扭驅 的 轉 回 機 電 外 此 電 的 述 後 為 作 Μ 可 用 使 來 5 1 1 器 測 感 極 磁 機 壓 1 電 13池 構電 όχύ 機 、 Η 0. R 控 饋 回 流 電 虎 信 數 轉 回 Λ5ύ 機 值 令 指 力 扭 據 根 會 811、 流 電 標 百 正 修 生 產 而 流 電 標 百 正 修 將 且 號 信 艮 Kr 極 率 7 功 13將 號 信2* 制13 限構 率機 功較 電 比 擇 選 到 出 輸 制 限 率 功 擇 選 至 出 輸 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 機構134。 扭力回饋控制機構1 40，則會根據驅動輪扭力信號TS、 扭力指令值Tq、電動機回轉數信號RM、電池電壓VB、而產 生功率/進角量極限信號S1 45、電流限制信號S1 46，將功 率/進角量極限信號S1 45輸出到選擇功率限制機構134，將 電流極限信號S1 46輸出到選擇比較機構132。 電流/扭力回饋控制機構1 3 6，則會根據扭力指令值Tq、 電動機回轉數信號RM，而產生選擇信號S136，且將選擇信 號S136輸出到選擇比較機構132、選擇功率限制機構134。 第2 6画係表電流/扭力回饋控制機構的動作流程圖。 步驟P61則判斷扭力指令值Tq是否較零為大（Tq> 0)，若 是Y E S，則移到步驟P 6 3，若是N 0，則移到步驟P 6 4。 步驟P62則判斷電動機回轉数信號RM是否未滿2000γ·ρβι( R Μ < 2 0 0 0 r ρ m )，若是Y E S，則移到步驟P 6 3，若是N 0，則移 ----------批衣------ΪΤ------.^ (請先聞讀背_面之注意事項再寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 20 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 _ 五、發明説明（丨3) 到步驟P 6 4。 步驟P63則將電動機控制|崎13〇之控制方法為電流回饋 控制的選擇信號S136予Μ輸出。 步驟Ρ 6 4則將電動機控制機杨1 3 〇之控制方法為扭力回饋 控制的選擇信號S136予W輸出。 回到第14圈，選擇比較機構132會根據選擇信號si36， 而選擇修正目標電流IMSC、或電流極限信號$146的其中任 一者，且比較所選擇的信號與電動機電流檢測信號ΙΜ0的 大小’當電動機電流檢測信號ΙΜ0在所選擇的信號以上時（ ΙΜΟέ IMS或S146)，則會將重置信號S132輸出到振盪機構 133 (參照第16圖）。 振盪機構133則例如振盪出5KHZ的脈衝，而根據重置信 號S132將脈衝振盪輸出重置為零，將已控制了功率（duty) 的振通控制信號S 1 3 3 (參照第1 6圖）輸出到選擇功率限制機 構 134。 選擇功率限制機構1 3 4，其中振盪控制信號S 1 3 3的作用（ 參照第16圖），會根據選擇信號S136來選擇功率極限信號 S137、或功率/進角量極限信號S145之其中任一者，而將 依據所選擇的信號限制而得到的功率極限控制信號S134輸 出到UVW通電型態產生機構135。 電動機磁極感測器115，係一會配合馬達線圈的U相、V 相、W相，依據120度的間隔而發生3種的時序信號者，如 第20圖所示，會將由檢測發電/電動機43之磁極的位置所

-得到的磁極位置信號PM(S115U，S115V，S115W)輸出到UVW 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 91 _ (請先閲讀背_面之注意事項本頁) -裝. 訂 線 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 £7_^_ 五、發明説明（〗3) 通電型態產生機構135。 U V W通電型態產生機構1 3 5，則會根據功率極限控制信號 S134與磁極位置信號PM，而將由產生三相DC無電刷的發電 /電動機43的U、V、W之各相的通電型態所得到的驅動控制 信號S1 30輸出到驅動機構151。 第27圖係表本發明之電流回饋控制機構之實施形態之主 要部份的方塊構成圖。 在第27圖中，電流回饋控制機構131備有：功率極限設 定機構137、目標電流設定機構138、目標電流修正檄構 139 ° 功率極限設定機構137，則會根據電池電壓VB與電動機 回轉數信號RM*將用於限制振盪控制信號S133之功率的功 率極限信號S137輸出到選擇功率限制機構134。 目標電流設定機構13δ係由ROM等的記憶體所構成，事先 將與扭力指令值Tq和電動機回轉数信號R Μ圼對應的目標電 流資科記憶在ROM，而Κ扭力指令值Tq與電動機回轉數信 號R Μ作為位址，將由讀取目標電流資科所得到的目標電流 信號IMS輸出到目標電流修正機構139。 目標電流修正機構139，則會根據電動機電流檢測信號 ΙΜ0與扭力指令值Tq，將由對目標電流信號IMS實施修正處 理所得到的修正目標電流IMSC輸出到選擇比較機構132。 第2δ圖係表本發明之扭力回饋控制機構的實施形態例的 主要部分的方塊構成圖。 在第2 8圖中，扭力回饋控制機構1 4 0 *則備有電流極限 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -22 - -----^---^---裝"— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（ CU) 設定機構146、模式控制機構143、偏差演算機構141、PID (比例•積分*微分）控制機構142、功率/進角量演算機構 144、Μ及功率/進角量極限機構145。 電流極限設定機構146係由ROM等的記憶體所構成，事先 將與電動機電流檢測信號IM0、電池電壓VB、電動機回轉 數信號RM圼對應的電流極限資料記憶在ROM，而Μ電動機 電流檢測信號ΙΜ0、電池電壓VB、電動機回轉數信號RM作 為位址，而將由諝取電流極限資料所得到的電流極限信號 S1 46輸出到選擇比較機構132。 PID控制機構142係由未圖示的比例元件、積分元件、微 分元件，Μ及加法機構所構成*比例元件則對偏差信號ΛΤ 實施Ρ (比例控制），積分元件則對偏差信號△ Τ實施D (微分 控制），加法機構則將由各輸出相加所得到的P ID控制信號 Tp id輸出到功率/進角量演算機構144。 模式控制機構143，則會根據電動機回轉數信號RH、扭 力指令值Tq、偏差信號ΔΤ，來產生將扭力回饋控制機構 140設成功率控制模式、或是設成進角量控制模式的模式 控制信號S 1 43 *且將模式控制信號S 1 43輸出到功率/進角 量演算機構144、功率/進角量極限機構145。 功率/進角量演算機構144，則根據PID控制信號Tpid、 模式控制信號S 1 43，將進行功率、或進角量之演算所得到 的功率/進角量信號S144輸出到功率/進角量極限機構145。 功率/進角量演算機構145，則會將根據電池電壓VB、 電動機回轉數信號R Μ、模式控制信號S 1 4 3限制功率/進角 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐) -23- —.---------^ r裝------訂------银 - * V ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（21) 量信號s 1 44所得到之功率/進角量極限信號S 1 45輸出到選 擇功率限制機構134。 第1 7圖係表扭力回饋控制機構與模式控制機構之動作流 程圖。 步驟P1則藉由偏差演算機構141來進行扭力偏差演算（△ T=Tq—Ts)而求得偏差信號ΔΤ，之後則移到步驟P2。 步驟P2，則藉由PID控制機構142，對偏差信號△ T實施 P I D補償，之後則移到步驟P 3。 步驟P3則進行後述之第1δ圖所示的模式判定，且根據該 判定遷移到步驟Ρ 5〜Ρ 7。 步驟Ρ5則功率/進角量演算機構144成為進角模式而進行 進角量的演算。 步驟Ρ6，則功率/進角量演算機構144成為驅動邏輯模式 而進行功率（duty)的演算。 步驟P7，則功率/進角量演算機構144成為再生邏輯模式 而進行功率的演算。 在此，第1 8圖的判定流程，則請參照第1 5圖、第1 7圖K及 第20圖來說明（有關第15_的詳鈕內容請容後述）。 所謂的進角模式係指在第20圖的輸出波形中K虛線（K 驅動信號SUF為例）所示般，使成為驅動信號的SU，SV，SW 的信號，相對於電動機磁極感測器115的信號S115U，S115V ，S 11 5 W提早成為0 N狀態（進角）的控制。 藉此，可K將馬達的特性變更成低扭力高回轉型式，特 別是在高回轉時，可以加大扭力。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~ -2 4 - (請先閱讀背·面之注意事項 Ρ. 本頁) .裝. ,ιτ 線 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（U) 而此則是藉著減弱馬達線圈的磁場，而Μ高回轉型式使 馬達回轉者，而被稱之為減弱磁場控制。 進角則是由一般的通電角度120°開始增加，若是増加 到通電角度1 7 0 ° ，以後則在保持1 7 0 °的狀態下再進角。 在第18圖所示的流程中，首先在步驟Ρ30判斷上一次的 控制模式是驅動邏輯模式、進角模式或是再生邏輯模式的 其中何者。 接著，則針對所判斷之驅動邏輯模式（步驟Ρ31)、進角 模式（步驟Ρ32)、或是再生邏輯模式（步驟Ρ33)，來判斷目 標扭力（Tq)與現在的扭力（Ts)的偏差ΛΤ(=Τ9 — Ts)是正 ( + )、零（0)、或是負（-)(步驟 P41，P44，P46)。 在步驟P41中，當判斷偏差ΛΤ為正（△!·>0)時，則由於 目前的扭力（Ts)相對於目標扭力（Tq)不足，因此移到步驟 P42，判斷上一次通電到馬達的功率（duty)是否在98% Μ上 ，若上一次的功率％在98¾以上時，則移到步驟Ρ51，當作 進角模式，將功率設成100¾。 因此，從此時開始進行減弱磁場控制。 在進角模式下*針對上一次的通電角度求取將PID(比例 *積分•微分）項相加而得的通電角度（第17圖的步驟P5) ，如第20圖的虛線所示，在所求得的通電角度中，進角一 相當於超過一般的通電角度（120° )的角度的超出部分。 另一方面，在步驟P42中，當上一次的功率未滿98¾時， K及在步驟P41中，偏差ΛΤ被判斷為零（ΛΤ=0)時，則移 到步驟Ρ52，當作驅動邏輯模式，將針對上一次的通電功 本紙張又度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐) -----------裝------訂------據 \~/ (請先閱讀背®'之注秦事項毛域寫本頁) -25 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7__ 五、發明説明（23) 率，加上P I D (比例、積分、微分）所得到的功率當作驅動 信號而輸出（第17圖所示的步驟P6)。 又，在步驟P41中，當偏差ΔΤ被判斷為負（ΛΤ<0)時， 則移到步驟Ρ43，判斷上一次的功率是否超過2%，當上一 次的功率超過2 %時，則移到步驟Ρ 5 2，而前進到驅動邏輯 模式，而當上一次的功率在2%以下時，則移到步驟Ρ53， 而前進到步驟Ρ53。 當偏差ΔΤ成為負（ΔΤ<0)時，由於PID項成為正 負，因此，在驅動邏輯模式（步驟Ρ52)下，即使加上PID項 (第17圖所示的步驟Ρ6)，通電功率也會在偏差ΔΤ為負（△ Τ < 0 )的期間逐漸減少。 當功率減少時，目前的扭力（TS)也會減少，若目標扭力 (Tq)為正時，則當目前的扭力（Ts)與目標扭力（Tq)成為相 等時（Tq=Ts)，成為偏差ΛΤ^Ο，而PID項也會成為0，在 此一時刻下的功率會安定下來，而成為定扭力運轉。 當目標扭力（Tq)為負時（Tq<0)，亦即，當車輛要減速 時，由於即使通電功率減少，偏差ΛΤ仍為負，因此當通 電功率成為2%κ下時，則馬達會從驅動邏輯模式移到再生 邏輯模式（步驟S53)，進入再生判動狀態，產生減速感， 而在此一時刻開始再生模式。 所謂的再生邏輯模式係指如第20圖所示，在U相、V相、 W相之各線圈與電池之間，對FETQ1、Q3、Q5設成狀態， 而諶各線圈，每隔120度具有連接時間。 在再生邏輯模式下，針對上一次的功率減去PID項，而 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） ~ ----------批衣-------1Τ------線 Γ (請先閲讀貧面之注意事項恭有寫本頁) 、 五、發明説明（9 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 算出馬達功率（第17圖的步驟P7)，在偏差ΛΤ在0M下（△ T迄0)之期間（自步驟S46到步驟P56)，連PID項也成為0M « 下，實質上則是自馬達之通電功率2¾的極小值開始逐漸增 加，而加大再生判動力。 於是，由於再生判動，目前的扭力（Ts)的值會成為負 (Ts< 0) >因此，目標扭力（Tq)以及扭力（Ts)均會成為負 的值，偏差ΛΤ則會從負的值慢慢地接近0。 之後，當偏差ΔΤ成為正（ΔΤ>0)時（步驟P40)，則在上 一次的功率未滿2¾之前，會繼續再生邏輯模式（步驟Ρ 56)。 而此是因為由於隨著偏差ΔΤ成為正，PID項也會變為正 ，因此，功率也會逐漸減少之故。 此外，當功率未滿2 %時，則會移到驅動邏輯模式（從步 驟P55移到第17圖之步驟P6)。因此，在此時刻，再生邏輯 模式會結束。若偏差ΛΤ為正時，由於PID項也成為正，因 此，根據第17圖所示之步驟P6的演算，功率會増加。 接著，在步驟P44中，當偏差ΛΤ在0以上（ATSO)時， 由於上一次是進角模式，因此，扭力會持續地增加，而經 由步驟P54繼續進角模式（第17圖的步驟P5)。 另一方面，在步驟P44中，當偏差ΛΤ為負（ATCO)時， 則在上一次的進角量在2度K下（客2deg)之前，會繼鑛進 角模式（從步驟P 4 5到第1 7圖的步驟P 5 )。 此時，在步驟P5中，雖然針對上一次的通電角度加上 PID項，但由於偏差ΛΤ為負（ΛΤ<0)，PID項本身也朝負 方向移動，因此，當進角量成為2度Μ下時，會移到驅動 請 閱 讀 之 注 意* 事 項 馬 本 頁 裝 訂 I線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 27 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ___B7_ 五、發明説明（H) 理輯模式（第17圖的步驟P6)。 因此，此時，減弱磁場控制會结束。 如此般，藉著根據偏差ΛΤ的值來切換驅動邏輯模式、 進角模式、再生遴輯模式來控制，可K達成配合所希望之 目標扭力（Τ<ι)的扭力回饋控制。 此外’在所有模式中的第20圖的驅動信號（SU，SV，SW) 成為0Η(Η位準狀態）的期間中，如第29圖所示，會輸出微 妙的功率脈衝，而控制馬達的實效電壓。 第15圖係表驅動機構的電路。 在第15圖中，驅動機構151係由Ν通道型FET(Q1〜Q6)、 飛輪二極體（D1〜D6)、以及電容器C1所構成。 驅動機構151會將驅動控制信號S130的0N/0FF信號輸入 到各閘極（G2，G4，G6)，而將驅動控制信號S130的PWM信 號輸入到各閘極（Gl* G3，G5)，將如第19圖所示之驅動信 號（SU* SV » SW，或 SUF* SVF，SWF，或 SUB，SV8，SW 輸 出到三相DC無電刷的發電/電動機43，而來驅動控制發電/ 電動機43。 如此般，雙元原動機汽車100備有驅動輪14、發電/電動 機43、變速機48、引擎61、各種感測器110、電池21、雙 元原動機汽車用控制裝置150、驅動機構151、驅動/回主 切換機構152、Μ及風門控制致動器155。根據模式開關的 切換，來判斷使引擎只在燃料費效率良好的範圃内驅動， 藉著引擎輸出而驅動充電/電動機所得到的發電能量會一 邊充電電池* —邊行走的全自動模式，以及藉著來自電池 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨0 X 297公釐） -2 8 - ---------i}-裝------訂------'银 - - \ (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7__五、發明説明（2G) 的供給電力來驅動發電/電動機行走，只有在發電/電動機 的驅動力不足時，才補助引擎驅動力的半自動模式*藉此 來控制引擎κ及發電/電動機的驅動，而能夠進行引擎主 體的行走、或是EV (發電/電動機 > 主體的行走、或是在發 電/電動機低回轉時，進行可K精密地控制電動機電流的 電流回饋控制Μ及在高車速*高扭力領域下進行扭力回饋 控制，此外，則控制容許最大電動機電流值，以保護發電 /電動機不受到過電流的損壞，而能夠提高引擎之燃科效 率〇 藉此可Κ將電流感測器161設成1個，而能夠降低成本。 第13圖係表本發明之雙元原動機汽車中之引擎Κ及馬達 之驅動領域的說明圖。 雙元原動機汽車100，基本上，在全部的驅動領域皆可 以藉由引擎61來驅動。 在第13圖中，横軸為車速V(kffl/h)*縱軸為杻力指定值 Tq(kgf· cm)，而將驅動領域.區分成由引擎61來驅動的引 擎領域，只藉由發電/電動機43來驅動的EV領域，諶引擎 61在高效率領域中蓮轉，而使驅動發電/電動機43所發電 的發電能量對電池21 —邊充電，而一邊行走的引擎充電領 域、在減速時，藉由發電/電動機43產生再生制動而發電 ，而對電池21實施充電的充電領域與再生領域、藉由引擎 61與發電/電動機43來驅動的引擎/馬達領域①，以及藉由 引擎6 1與減弱磁場控制的發電/電動機4 3來驅動的引擎/馬 達領域②。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -29- ---------^ 1裝------訂------據 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（27) 此外，引擎/馬達領域①與引擎/馬達領域②的逢界，若 電池21的電壓變低時，則引擎/馬達領域①與②的逢界會 如箭頭所示般地移動，而如擴展成虛線的領域般地加Μ修 正0 此外，如第23圖所示*求取電池殘量與風門開放角度（ 油門開放角度）的閼值的關係，如第2 4圖所示，進行引擎 之ΟΝ/OFF判定。而可Μ當作資料表記憶在控制裝置内的 ROM隨時可Μ參考。 當電池殘量例如在0〜50%時，則例如將闞值設為20¾。 當電池殘量例如在100%M上時，則例如將閾值設為85¾， 電池殘量例如50〜100¾時，則闞值會逐漸地增加。 亦即，在第24圖的半自動模式與全自動模式中，而根據 電池殘量，將引擎可Μ開始作動之油門開放角度的閾值設 成可Μ變成20〜85¾。 因此，當電池殘量變小時，則會自油門開放角度低的狀 態早些進行引擎驅動，於是，如第25圖所示，與第13圖的 情形相比較，EV領域會變小，而就此部分可K擴展引擎/ 充電領域。此時，在半自動模式下，則成為Vl=50km/s， 而在全自動模式下，則成為VI = 40km/s。 因此，當電池殘量少時，則可K大多進行引擎/充電， 而可Μ有效地防止電池的電力變少。 (發明的效果） 本發明根據Μ上的構造，可以發揮Μ下的效果。 有關本發明之申請專利範圍第1項的雙元原動機汽車用 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐) -30 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（_d) 電動機控制裝置，備有：使發電/電動機的電動機電流與 根據扭力指定值所設定的目標電流成為相等般地來控制發 電/電動機的電流回饋控制機構、根據扭力檢測單元，使 檢測驅動輪所得到之驅動輪扭力能夠與扭力指定值成為相 等般地來控制發電/電動機的扭力回饋控制機構，以及根 據來自用於檢測發電/電動機之回轉數的電動機回轉數感 測器的輸出，來選擇來自電流回饋控制機構的輸出與來自 扭力回饋控制機構的輸出的其中一者，且根據所選擇之其 中一者的輸出來控制發電/電動機的電動機控制機構，而 在發電/電動機低回轉時，進行可Μ精密地控制電動機電 流的電流回饋控制，而可以保護發電/電動機免於受到過 電流的傷害，而在高車速*高扭力領域進行扭力回饋控制 ，而可Μ進行連引擎的驅動扭力包含在內的發電/電動機 的控制，因此可Μ提高引擎的燃料效#。 有關本發明之申請專利範圍第2項的雙元原動機汽車用 電動機控制裝置，電流回饋控制機構備有：根據扭力指令 值來設定目標電流的目標電流設定機構、用於檢測發電/ 電動機之電動機電流的電動機電流檢測機構、當電動機電 流檢測機構的輸出值在上述目標電流設定機構的輸出值Μ 上時，會輸出重置脈衝的選擇比較機構、以及根據重置脈 衝將振盪輸出重置為零的振邇機構，由於在發電/電動機 低回轉時，進行可Κ精密地控制電動機電流的電流回饋控 制，而保護發電/電動機免於受到過電流的損壞，因此， 可Κ配合必要的扭力來使用發電/電動機，Μ降低成本。

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） _ ο ι~I ---------r-^------IT------# (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7_ 五、發明説明（29) 有關本發明之申請專利範圍第3項之雙元原動機汽車用 電動機控制裝置，扭力回饋控制機構備有：進行扭力指令 值與驅動輪扭力之偏差演算的偏差演算機構、對偏差演算 機構的輸出實施比例·積分•微分補償的比例·積分*微 分補償控制機構，由於在高車速*高扭力領域進行扭力回 饋控制，而進行包含引擎之驅動扭力在内的發電/電動機 的控制，因此可K提高引擎的燃料效率。 圖面之簡單說明: 第1圖係表本發明之雙元原動機汽車的側面圖。 第2圖係表本發明之雙元原動機汽車之驅動糸統單元的 側面圖。 第3圖係表本發明之雙元原動機汽車之驅動力傳達装置 的斷面圖。 第4圖係表本發明之雙元原動機汽車之引擎的斷面圖。 第5圖係表本發明之驅動力傳遞裝置的第1作用說明画。 第6圖係表本發明之驅動力傳遞裝置的第2作用說明圖。 第7圖係表本發明之驅動力傳遞裝置的第3作用說明圖。 第8圖係表本發明之驅動力傳遞裝置之扭力檢測單元的 斷面圖。 第9圖係表本發明之扭力檢測單元的作用說明圖。 第10_係表本發明之雙元原動機汽車之實施形態例的整 體方塊構成圖。 第11圖係表本發明之雙元原動機汽車用電動機控制裝置 之管理控制手段之實施形態例的主要部分方塊構成圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) ~ -〇 2 - •裝—— (請先聞讀#..面之注愈事項本頁) 訂 '豫_ A7 B7 經濟部中央擦準局員工消費合作社印製 五、發明説明（ -1 0) 1 1 第 1 2圖 係 表 模 式 切 換 Μ 關 的 說 明 圖 〇 1 1 第 13圖 係 表 本 發 明 之 雙 元 原 動 機 汽 車 中 之 引 擎 Μ 及 馬 達 1 1 之 驅 動領 域 的 說 明 圖 0 讀 先 1 1 第 14圖 係 表 本 發 明 之 雙 元 原 動 機 汽 車 用 電 動 機 控 制 裝 置 閲 % 1 脅 1 之 電 動機 控 制 的 實 施 形 態 例 的 主 要 部 分 方 瑰 構 成 圖 〇 面 之 1 注 1 第 15圖 係 表 本 發 明 之 驅 動 手 段 的 電 路 圖 〇 奮 事 1 5 第 16圖 係 表 本 發 明 之 百 標 電 流 信 D|& 、 電 動 機 電 流 檢 測 信 1 裝 1 σ击 m 以 及振 盪 控 制 信 號 的 關 係 圖 0 h 本 頁 第 17圖 係 表 扭 力 回 饋 控 制 徹 構 與 馬 達 控 制 機 構 的 動 作 流 '— 1 1 程 圖 0 I I 第 18圖 係 表 驅 動 邏 輯 模 式 進 角‘ 模 式 再 生 邏 輯 模 式 的 1 1 訂 判 定 流程 圖 〇 1 第 19圖 係 表 針 對 電 動 機 之 進 角 值 的 電 動 機 扭 力 特 性 〇 1 1 第 20圖 係 表 驅 動 機 構 之 三 相 的 驅 動 信 波 形 圖 〇 1 1 第 21圖 係 表 管 理 控 制 機 構 的 動 作 流 程 圖 0 .1 :·、- 線 第 22圖 係 表 引 擎 之 0 N / 0 F F 判 定 圖 0 1 I 第 23圖 係 表 電 池 殘 量 與 風 門 開 放 角 度 (油門開放角度） 之 1 1 閾 值 的特 性 圖 〇 ! 1 第 24圖 係 表 引 擎 的 0 N / 0 P P 判 定 圖 〇 1 | 第 25圖 係 表 本 發 明 之 雙 元 原 動 機 汽 車 用 中 之 引 擎 以 及 馬 1 I 達 之 驅動 領 域 的 說 明 圖 0 1 第 26圖 係 表 電 流 /扭力回饋控制機構的動作流程圖 0 1 1 第 27圖 係 表 本 發 明 之 電 流 回 饋 控 制 m 構 之 實 施 形 態 之 主 1 1 要 部 分的 方 塊 構 成 is! 圖 〇 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） - 3 3 _ 經濟部中央標羋局負工消费合作社印" A7 B7 _ 五、發明説明（3 ϊ) 第28圖係表本發明之扭力回饋控制機構之實施形態之主 要部分的方塊構成画。 I 第29圖係表功率脈衝（duty pulse)波形圖。 第30圖係表本發明之雙元原動機汽車用電動機控制裝置 的控制基本概念圖。 符號說明 1 4 ...驅動輪， 2 1 ...電池， 4 3 ...發電/電動機， 48.. .變速機， 53. ·.合流點（馬達軸）， 60...驅動P傳 遞裝置， 61...引擎， 62...離心離合器， 65...單 向離合器* 88...杻力檢測單元， 100...雙元原動機 汽車， 11 0 ...各種檢測器， 11 1 ...電池殘量檢測器， 11 2 ...油門開放角度檢測器， 11 3 ...模式切換開關， 11 4 ...車速檢測器， 11 5 ...電動機磁極檢測器， 120.. .管理控制機構， 121...電池充電量設定機構， 122.. .目標驅動輪輸出設定機構， 123...引擎目標輸出 算出機構， 124...風門目標開放角度設定機構， 1 2 5 ...模式判定機構、 1 30 ...電動機控制機構， 131.. .電流回饋控制機構、 132...選擇比較機構、 13 3...振盪機構、 134.選擇作用（duty)限制機構、 1 3 5 ... U V W形態產生機構、 1 3 6 ...電流V扭力回韻控制選 擇機構、 140 ...扭力回饋控制機構、 141...偏差演算 機構、 1 42 ... P I D (比例*積分*微分）控制機構* 143.. .模式控制機構， 144...功率/進角量演算機構， 145.. .功率/進角量限制機構， 150...雙元原動機汽車 ¥紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) /Μ規格（210X297公漦） _ 〇 , _ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 五、發明説明（3之） A7 B7 用電動機控制裝置， 151...驅動機構 制致if器， 1 6 0 ...引擎迴轉數檢測器 I 測器。 1 5 5 ...風門控 161 ...電流檢 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標率局貝工消费合作社印裝 本纸張尺度適用中國國家標净.（（:奶）/\4規格（210>< 297公釐） -35 35

Claims (1)

1. ΤΙ 13 3 99 Α8 Β8 C8 D8 申請專利範圍 針出 係輸 要測 主檢 其速 ， 車 置及裝Μ 制出 控輸 機測 動檢 電度 用角 車放 汽開 機門 S 曲 \ν· 原據 元根 雙可 種有 一 備 1.1 對 汽 機 動 原 元 雙 的 ： 構有 機備 出 ， 輸於 輪在 動徵 驅特 標其S ， 之置 值裝 定制 指控 力機 扭動 定電 設用 來車 標 電目 發的 使定 如設 ''而 電 的 機 ΤΒΓΠ 電 般 流 電 值控 定饋 指回 力流 扭電 據的 根機 於動 等電 相 / 電 流 ί — 發 電 j l,J 機 控 於 等 相 力 扭 輪 動 區 之 出 測 檢 所 使 元 單 測 檢 力 扭 ; 據 構根 機如 制 及轉 構旋 機機 -^1°11. 助 al> 99 控電 饋之 回數 力轉 扭旋 的之 機機 ΠΒΠ 電 電 / / 電電 發發 制測 控檢 地於 般用 值 自 定來 指 據 力 '根 扭 lis/® 上出電 自輸發 來之制 擇構控 選機來 來制出 , 控 輸 出饋的 輸回者 的力 一 器扭中 測述其 檢上 之 數自擇 來選 與所 構據 機根 制且 控， 饋者 回 一 流中 電其 機 制 控 機 ^^ 電 的 機 nom (請先閱讀背㈤之注舍事項^^寫本頁) 裝· 、1T 構 控 機一 電 用 車 汽 機 肋 ΠΒΠ 原 元 雙 之 項 1 第 圍 範 利 專 請 申 如 構 機 定 設 流 電 ... 標 有目 備的 , 流 構 電 機標 制 目 控定 饋設 回來 流值 電定 逑指 上力 ’ 扭 置據 裝根 制 線_ 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 構 機 測 檢 流 電 機 電 的 流 電 機 肋 non 電 之 機 ηηπ 電 的 構 機 定 設 流 電 標 巨 述 上 在 構 機 測 檢 流 ©a 機 動 電電 發述 測上 檢當 及 ο 構構 機機 較邇 比振 擇的 選零 的為 衝置 脈重 置出 重輸 出 1 輸振 會將 ’ 衝 時 脈 上置 Κ 重 值據 出根 輸 控 機 一^^-1 電 用 車 汽 機 原 元 雙 之 項 11 第 33 範 利 專 請 Φ 如 有 備 構 機 制 控 饋 回 力 , 扭 置述 裝上 制 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉Α4規格（210Χ297公釐） 一1- 六、申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 進行扭力指定值與驅動輪杻力之偏差演算的偏差演算機 構及；對上述偏差演算機構的輸出實施比例·積分♦微分補償 的比例*積分♦微分控制機構。 讀 先 閱 面3 之 注 事 項 寫 本 頁 裝 訂 線 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）