專利名稱：輸出管理裝置和具有該裝置的電動汽車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輸出管理裝置和具有該裝置的電動汽車，更詳細地說，涉及一種管理可充放電的蓄電裝置的輸出的輸出管理裝置和具有該裝置的電動汽車以及可充放電的蓄電裝置的輸出管理方法、電動汽車的控制方法。
背景技術(shù)：
以往，作為這種電動汽車，提出了一種根據(jù)相對驅(qū)動軸的要求輸出設(shè)定的發(fā)動機的工作點或電機的輸出，計算蓄電池的輸出要求，該計算的輸出要求超過蓄電池的額定輸出時，容許在短時間內(nèi)、在設(shè)定的規(guī)定時間的范圍內(nèi)輸出超過額定輸出的技術(shù)(例如，日本特開平2002-58113號公報等)。在這種汽車中，在短時間內(nèi)，通過容許超過蓄電池的額定輸出的輸出，來發(fā)揮蓄電池的性能。

發(fā)明內(nèi)容
如此，在電動汽車中，要充分發(fā)揮所裝載的蓄電池的性能成為重要的課題之一。特別是，在混合動力汽車中，謀求蓄電池的小型化以及行走用的電機的能力提高，該課題變得更重要。
本發(fā)明的輸出管理裝置和輸出管理方法的目的在于，進一步發(fā)揮可充放電的二次電池等的蓄電裝置的性能。本發(fā)明的電動汽車及其控制方法的目的在于，通過進一步發(fā)揮所裝載的二次電池等的蓄電裝置的性能，來提高汽車的性能。
本發(fā)明的輸出管理裝置和輸出管理方法以及具有輸出管理裝置的電動汽車及其控制方法為了實現(xiàn)上述目的，采用了如下的技術(shù)方案。
本發(fā)明的第1種輸出管理裝置為，一種管理可充放電的蓄電裝置的輸出的輸出管理裝置，其中，在具有超過所述蓄電裝置的額定輸出的超過輸出要求時，容許來自該蓄電裝置的輸出直到超過該額定輸出的規(guī)定的超過輸出，直到對應(yīng)于該蓄電裝置的輸出中超過該額定輸出的超過輸出的輸出能量到達規(guī)定的能量為止。
在本發(fā)明的第1種輸出管理裝置中，在具有超過蓄電裝置的額定輸出的超過輸出要求時，容許來自該蓄電裝置的輸出到達超過該額定輸出的規(guī)定的超過輸出，相對該蓄電裝置的輸出中、超過該額定輸出的超過輸出的輸出能量直到到達規(guī)定的能量為止。因此，可從蓄電裝置輸出超過額定輸出的輸出。并且，來自蓄電裝置的超過額定輸出的輸出由于可達到規(guī)定的超過輸出(為止)，所以能夠防止蓄電裝置的破損等。
在上述本發(fā)明的第1種輸出管理裝置中，也可具有檢測出所述蓄電裝置的輸出的輸出檢測裝置；通過對該檢測出的蓄電裝置的輸出中的所述超過輸出進行時間積分，以計算所述輸出能量的輸出能量計算裝置；具有所述超過輸出要求時、在規(guī)定的條件下、容許該蓄電裝置的輸出直到所述規(guī)定的超過輸出的許可裝置；和由該許可裝置的許可之后由所述輸出能量計算裝置計算的輸出能量至所述規(guī)定的能量時，解除該許可裝置的許可的許可解除裝置。如此，可根據(jù)超過輸出的時間積分值，進行來自蓄電裝置的超過額定輸出的輸出的許可和許可的解除。在該方案的本發(fā)明的輸出管理裝置中，所述許可解除裝置也可以為由所述許可裝置的許可之后經(jīng)過規(guī)定的時間時，由所述輸出能量計算裝置計算的輸出能量至所述規(guī)定的能量前，也可解除該許可裝置的許可的裝置。如此，能夠抑制超過規(guī)定時間的來自蓄電裝置的超過額定輸出的輸出。
本發(fā)明的第2種輸出管理裝置為，一種對驅(qū)動裝置所具有的可充放電的蓄電裝置的輸出進行管理的輸出管理裝置，該驅(qū)動裝置為向驅(qū)動軸輸出根據(jù)該驅(qū)動軸要求的要求驅(qū)動力的驅(qū)動力的裝置，其中，具有在具有超過所述蓄電裝置的額定輸出的超過輸出要求時，根據(jù)所述要求驅(qū)動力，對來自所述蓄電裝置的可超過其額定輸出而輸出的超過部分的超過輸出加以設(shè)定，同時，容許來自該蓄電裝置的輸出直到該設(shè)定的超過輸出的超過許可裝置。
在本發(fā)明的第2種輸出管理裝置中，在具有超過所述蓄電裝置的額定輸出的超過輸出要求時，根據(jù)驅(qū)動軸所要求的要求驅(qū)動力，對來自所述蓄電裝置的可超過其額定輸出而輸出的超過部分的超過輸出加以設(shè)定，同時，容許來自該蓄電裝置的輸出直到該設(shè)定的超過輸出。因此，可從蓄電裝置輸出超過額定輸出的輸出。并且，來自蓄電裝置的超過額定輸出的輸出由于根據(jù)要求驅(qū)動力而設(shè)定，能夠成為相應(yīng)于要求驅(qū)動力的超過輸出，可抑制不需要的超過輸出。另外，由于來自蓄電裝置的超過其額定輸出的輸出可達到設(shè)定的超過輸出(為止)，所以能夠防止蓄電裝置的破損等。
在上述本發(fā)明的第2種輸出管理裝置中，所述超過許可裝置也可以為以所述要求驅(qū)動力越大則越變大的傾向設(shè)定所述超過輸出的裝置。如此，能夠為與要求驅(qū)動力相應(yīng)的超過輸出。
另外，在本發(fā)明的第2種輸出管理裝置中，也可具有檢測出所述蓄電裝置的溫度的溫度檢測裝置，所述超過許可裝置為根據(jù)由所述溫度檢測裝置檢測出的所述蓄電裝置的溫度設(shè)定所述超過輸出的裝置。此時，所述超過許可裝置也可以為以所述檢測出的溫度越高則越變小的傾向設(shè)定所述超過輸出的裝置。如此，能夠設(shè)定與蓄電裝置的溫度相應(yīng)的超過輸出。
此外，在本發(fā)明的第2種輸出管理裝置中，所述超過許可裝置可以為根據(jù)所述要求驅(qū)動力設(shè)定所述超過輸出的繼續(xù)時間，同時，在所述設(shè)定的繼續(xù)時間的范圍內(nèi)容許該蓄電裝置的輸出直到所述設(shè)定的超過輸出的裝置。如此，能夠設(shè)定與要求驅(qū)動力相應(yīng)的超過輸出的繼續(xù)時間。此時，所述超過許可裝置可以為以所述要求驅(qū)動力越大則越長的傾向設(shè)定所述繼續(xù)時間的裝置。
在根據(jù)上述要求驅(qū)動力設(shè)定超過輸出的繼續(xù)時間的形式的本發(fā)明的第2種輸出管理裝置中，可以具有檢測出所述蓄電裝置的溫度的溫度檢測裝置，所述超過許可裝置為根據(jù)由所述溫度檢測裝置檢測出的所述蓄電裝置的溫度設(shè)定所述繼續(xù)時間的裝置。如此，能夠設(shè)定與蓄電裝置的溫度相應(yīng)的繼續(xù)時間。此時，所述超過許可裝置可以為以所述檢測出的溫度越高則越短的傾向設(shè)定所述繼續(xù)時間的裝置。
在上述任一形式的本發(fā)明的第2種輸出管理裝置中，所述驅(qū)動裝置具有根據(jù)操作者的操作來設(shè)定所述要求驅(qū)動力的要求驅(qū)動力設(shè)定裝置，所述超過許可裝置為代替所述要求驅(qū)動力而根據(jù)所述操作者的操作量來設(shè)定所述超過輸出的裝置。例如，驅(qū)動裝置裝載于汽車上的情況下，加速踏板操作量(加速踏板開度)相當于操作者的操作量。
本發(fā)明的電動汽車為一種具有可向車軸輸出動力的電動機和可與該電動機交換電力的蓄電裝置的電動汽車，其中，具有管理該蓄電裝置的輸出的上述任一形式的本發(fā)明的第1或第2種輸出管理裝置，和至少驅(qū)動控制所述電動機以通過所述輸出管理裝置使所述蓄電裝置的輸出在許可的范圍內(nèi)的控制裝置。
在上述本發(fā)明的電動汽車中，由于具有上述任一形式的本發(fā)明的第1或第2種輸出管理裝置，具有本發(fā)明的第1或第2種輸出管理裝置可實現(xiàn)的、能夠從蓄電裝置輸出超過其額定輸出的輸出的效果，和能夠防止蓄電裝置的破損等的效果。并且，由于至少驅(qū)動控制可將動力向車軸輸出的電動機以通過該輸出管理裝置而在許可的范圍內(nèi)，所以能夠基于超過蓄電裝置的額定輸出的輸出來驅(qū)動電動機，提高了電動汽車的性能。在此，所述超過輸出要求可以為根據(jù)駕駛員的要求，從所述蓄電裝置應(yīng)當輸出的要求輸出超過所述額定輸出時的要求。
在上述本發(fā)明的電動汽車中，可以具有內(nèi)燃機和隨著所述蓄電裝置的充放電可起動所述內(nèi)燃機的起動裝置，所述超過輸出要求為起動所述內(nèi)燃機時的要求。在該形式的本發(fā)明的電動汽車中，所述起動裝置可以為與所述內(nèi)燃機的輸出軸和連接到所述車軸上的驅(qū)動軸連接、隨著電力與動力的輸入和輸出將來自該內(nèi)燃機的動力的至少一部分向該驅(qū)動軸輸出的裝置。此時，所述起動裝置可以為具有與所述內(nèi)燃機的輸出軸和所述驅(qū)動軸以及第3軸這3軸連接、根據(jù)相對該3軸中的任意2軸輸入和輸出的動力、將動力相對其余軸輸入和輸出的3軸式動力輸入和輸出裝置，以及將動力相對所述第3軸輸入和輸出的發(fā)電機的裝置，所述起動裝置也可以為具有安裝到所述內(nèi)燃機的輸出軸上的第1轉(zhuǎn)子和安裝到所述驅(qū)動軸上的第2轉(zhuǎn)子、隨著該第1轉(zhuǎn)子和該第2轉(zhuǎn)子的電磁作用產(chǎn)生的電力的輸入和輸出，將來自該內(nèi)燃機的動力的至少一部分向該驅(qū)動軸輸出的成對轉(zhuǎn)子電機。
本發(fā)明的第1種輸出管理方法為，一種管理可充放電的蓄電裝置的輸出的輸出管理方法，其中，具有超過所述蓄電裝置的額定輸出的超過輸出要求時，容許來自該蓄電裝置的輸出直到超過該額定輸出的規(guī)定的超過輸出，直到相對于該蓄電裝置的輸出中超過該額定輸出的超過輸出的輸出能量到達規(guī)定的能量為止。
根據(jù)本發(fā)明的第1種輸出管理方法，由于具有超過所述蓄電裝置的額定輸出的超過輸出要求時，相對該蓄電裝置的輸出中、超過該額定輸出的超過輸出的輸出能量直到到達規(guī)定的能量為止，容許來自該蓄電裝置的輸出到達超過該額定輸出的規(guī)定的超過輸出，所以能夠有超過蓄電裝置的額定輸出的輸出，能夠防止蓄電裝置的破損等。
本發(fā)明的第2種輸出管理方法為，一種對驅(qū)動裝置所具有的可充放電的蓄電裝置的輸出進行管理的輸出管理方法，所述驅(qū)動裝置為向該驅(qū)動軸輸出根據(jù)驅(qū)動軸要求的要求驅(qū)動力的驅(qū)動力的裝置，其中，具有超過所述蓄電裝置的額定輸出的超過輸出要求時，根據(jù)所述要求驅(qū)動力，對來自所述蓄電裝置的可超過其額定輸出而輸出的超過部分的超過輸出加以設(shè)定，同時，容許來自該蓄電裝置的輸出直到該設(shè)定的超過輸出。
根據(jù)本發(fā)明的輸出管理方法，由于具有超過所述蓄電裝置的額定輸出的超過輸出要求時，根據(jù)驅(qū)動軸所要求的要求驅(qū)動力，對可超過所述蓄電裝置的額定輸出而輸出的(超過部分的)超過輸出加以設(shè)定，同時，容許直到該設(shè)定的超過輸出的來自該蓄電裝置的輸出，所以能夠有超過蓄電裝置的額定輸出的輸出。并且，由于根據(jù)要求驅(qū)動力來設(shè)定超過蓄電裝置的額定輸出的輸出，可以進行對應(yīng)于要求驅(qū)動力的超過輸出，能夠抑制不需要的超過輸出。另外，由于超過蓄電裝置的額定輸出的輸出可以直到設(shè)定的超過輸出(為止)，所以能夠防止蓄電裝置的破損等。
本發(fā)明的第1種電動汽車的控制方法為，一種具有可向車軸輸出動力的電動機和可與該電動機交換電力的蓄電裝置的電動汽車的控制方法，其中，通常情況下，作為所述蓄電裝置的輸出容許額定輸出；在產(chǎn)生超過所述蓄電裝置的額定輸出的超過輸出要求時，容許來自該蓄電裝置的輸出直到超過該額定輸出的規(guī)定的超過輸出，直到相對于該蓄電裝置的輸出中超過該額定輸出的超過輸出的輸出能量到達規(guī)定的能量為止；至少驅(qū)動控制所述電動機，以使所述蓄電裝置的輸出在所述許可的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的第1種電動汽車的控制方法，由于對于動力可向車軸輸出的電動機，在通常情況下，在額定輸出的范圍內(nèi)，是用來自蓄電裝置的輸出驅(qū)動控制的，在產(chǎn)生超過蓄電裝置的額定輸出的超過輸出要求時，相對超過輸出的輸出能量直到到達規(guī)定的能量為止，在超過該額定輸出的規(guī)定的超過輸出的范圍內(nèi)，用來自蓄電裝置的輸出進行驅(qū)動控制，能夠有超過蓄電裝置的額定輸出的輸出，同時，能夠防止蓄電裝置的破損等，能夠提高電動汽車的性能。
本發(fā)明的第2種電動汽車的控制方法為，一種具有可向車軸輸出動力的電動機和可與該電動機交換電力的蓄電裝置的電動汽車的控制方法，其中，通常情況下，作為所述蓄電裝置的輸出容許額定輸出；在產(chǎn)生超過所述蓄電裝置的額定輸出的超過輸出要求時，根據(jù)加速踏板開度，對來自所述蓄電裝置的可以超過其額定輸出而輸出的超過部分的超過輸出加以設(shè)定的同時，容許直到該設(shè)定的超過輸出的來自該蓄電裝置的輸出；至少驅(qū)動控制所述電動機，以使所述蓄電裝置的輸出在所述許可的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的第2種電動汽車的控制方法，由于對于動力可向車軸輸出的電動機，在通常情況下，在額定輸出的范圍內(nèi)，是用來自蓄電裝置的輸出驅(qū)動控制的，在產(chǎn)生超過蓄電裝置的額定輸出的超過輸出要求時，在根據(jù)加速踏板開度設(shè)定的(超過部分的)超過輸出的范圍內(nèi)，用來自蓄電裝置的輸出進行驅(qū)動控制，所以能夠有超過蓄電裝置的額定輸出的輸出，同時，能夠防止蓄電裝置的破損等，能夠提高電動汽車的性能。


圖1為示意地示出本發(fā)明一實施例的混合動力汽車20的構(gòu)成的構(gòu)成圖；圖2為示出由實施例的混合動力用電子控制單元70執(zhí)行的驅(qū)動控制例程的一例的流程圖；圖3為示出由實施例的蓄電池ECU52執(zhí)行的輸出管理例程的一例的流程圖；圖4為示出要求扭矩設(shè)定用圖表的一例的說明圖；圖5為示出發(fā)動機22的動作線的一例和設(shè)定目標轉(zhuǎn)速Ne*和目標扭矩Te*狀態(tài)的說明圖；圖6為示出將動力分配綜合機構(gòu)30的旋轉(zhuǎn)要素進行力學(xué)說明的共線圖的一例的說明圖；圖7為示出起步時駕駛員踏下加速踏板83較多時的加速踏板開度Acc和蓄電池50的輸出Wb的時間變化的一例的說明圖；圖8為示出由第2實施例的蓄電池ECU52執(zhí)行的輸出管理例程的一例的流程圖；圖9為示出加速踏板開度Acc與電池溫度Tb和超過輸出Wset的關(guān)系的一例的說明圖；圖10為示出加速踏板開度Acc與電池溫度Tb和限制時間T2的關(guān)系的一例的說明圖；圖11為示意地示出變形例的混合動力汽車120的構(gòu)成的構(gòu)成圖；圖12為示意地示出變形例的混合動力汽車220的構(gòu)成的構(gòu)成圖。
具體實施例方式
下面，對本發(fā)明的具體實施方式
用實施例進行說明。
1.實施例1圖1為示意地示出裝載有本發(fā)明一實施例的動力輸出裝置的混合動力汽車20的構(gòu)成的構(gòu)成圖。實施例的混合動力汽車20正如圖示，具有發(fā)動機22，通過減振器28而與作為發(fā)動機22的輸出軸的曲軸26連接的3軸式的動力分配綜合機構(gòu)30，與動力分配綜合機構(gòu)30連接的可發(fā)電的電機MG1，在與動力分配綜合機構(gòu)30連接的、作為驅(qū)動軸的齒圈軸32a上安裝的減速齒輪35，與減速齒輪35連接的電機MG2，和控制整個動力輸出裝置的混合動力用電子控制單元70。
發(fā)動機22為通過汽油或輕油等的碳氫化合物類燃料輸出動力的內(nèi)燃機，通過輸入從檢測出發(fā)動機22運轉(zhuǎn)狀態(tài)的各種傳感器來的信號的發(fā)動機用電子控制單元(以下稱作發(fā)動機ECU)24，接受燃料噴射控制或點火控制、吸入空氣量調(diào)節(jié)控制等的運轉(zhuǎn)控制。發(fā)動機ECU24與混合動力用電子控制單元70通信連通，通過來自混合動力用電子控制單元70的控制信號，運轉(zhuǎn)控制發(fā)動機22，同時，根據(jù)需要，向混合動力用電子控制單元70輸出與發(fā)動機22的運轉(zhuǎn)狀態(tài)有關(guān)的數(shù)據(jù)。
動力分配綜合機構(gòu)30具有外齒齒輪的太陽齒輪31、與該太陽齒輪31同軸設(shè)置的內(nèi)齒齒輪的齒圈32、與太陽齒輪31嚙合的同時與齒圈32嚙合的多個小齒輪33、和將多個小齒輪33保持可自由地自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的行星齒輪架34，太陽齒輪31和齒圈32以及行星齒輪架34作為旋轉(zhuǎn)要素而構(gòu)成進行差動作用的行星齒輪裝置。對于動力分配綜合機構(gòu)30，行星齒輪架34與發(fā)動機22的曲軸26連接，太陽齒輪31與電機MG1連接，減速齒輪35通過齒圈軸32a而與齒圈32連接，電機MG1作為發(fā)電機發(fā)揮功能時，從行星齒輪架34輸入的、來自發(fā)動機22的動力根據(jù)其齒輪比分配于太陽齒輪31側(cè)和齒圈32側(cè)，而在電機MG1作為電動機發(fā)揮功能時，從行星齒輪架34輸入的、來自發(fā)動機22的動力和從太陽齒輪31輸入的、來自電機MG1的動力綜合后向齒圈32側(cè)輸出。向齒圈32輸出的動力從齒圈32開始、通過齒輪機構(gòu)60和差動齒輪62，最終向車輛的驅(qū)動輪63a、63b輸出。
電機MG1和電機MG2任意一個具有可作為發(fā)電機驅(qū)動并可作為電動機驅(qū)動的公知的同步發(fā)電電動機的結(jié)構(gòu)，通過逆變器41、42與蓄電池50進行電力的交換。將逆變器41、42與蓄電池50連接的電力線54由各逆變器41、42共用的正極母線和負極母線構(gòu)成，電機MG1、MG2之一發(fā)電的電力能夠由另一電機消耗。因此，蓄電池50根據(jù)電機MG1、MG2任意一個發(fā)生的電力或電力不足而充放電。另外，如通過電機MG1、MG2獲取電力收支的平衡，則蓄電池50就不進行充放電。電機MG1、MG2每一個均由電機用電子控制單元(以下稱作電機ECU)40驅(qū)動控制。向電機ECU40輸入驅(qū)動控制電機MG1、MG2用的必要信號，例如從檢測出電機MG1、MG2的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置用的旋轉(zhuǎn)位置檢測傳感器43、44來的信號或者輸入由未圖示的電流傳感器檢測出的、施加到電機MG1、MG2上的相電流等，由電機ECU40向逆變器41、42輸出開關(guān)控制信號。電機ECU40與混合動力用電子控制單元70通信連通，根據(jù)來自混合動力用電子控制單元70的控制信號，驅(qū)動控制電機MG1、MG2的同時，根據(jù)需要，將與電機MG1、MG2的運轉(zhuǎn)狀態(tài)有關(guān)的數(shù)據(jù)向混合動力用電子控制單元70輸出。
蓄電池50由蓄電池用電子控制單元(以下稱作蓄電池ECU)52管理。管理蓄電池50的必要信號，例如從設(shè)置于蓄電池50的端子間的電壓傳感器51a來的端子間電壓Vb，從在與蓄電池50的輸出端子連接的電流傳感器51b來的充放電電流Ib，從安裝到蓄電池50上的溫度傳感器51c來的電池溫度Tb等向蓄電池ECU52輸入，根據(jù)需要，與蓄電池50的狀態(tài)有關(guān)的數(shù)據(jù)通過信息傳遞向混合動力用電子控制單元70輸出。另外，在蓄電池ECU52中，為了管理蓄電池50，也基于由電流傳感器51b檢測出的充放電電流Ib的積算值，計算剩余容量(SOC)。
混合動力用電子控制單元70由以CPU72為中心的微處理器構(gòu)成，除了CPU72，還具有記憶處理程序的ROM74，暫時記憶數(shù)據(jù)的RAM76，和未圖示的輸入和輸出端口和通信端口。來自點火開關(guān)80的點火信號，從檢測出變速桿81的操作位置的變速位置傳感器82來的變速位置SP，從檢測出加速踏板83的踏下量的加速踏板位置傳感器84來的加速踏板開度Acc，從檢測出制動踏板85的踏下量的制動踏板位置傳感器86來的制動踏板位置BP，來自車速傳感器88的車速V等通過輸入端口向混合動力用電子控制單元70輸入?；旌蟿恿τ秒娮涌刂茊卧?0正如前述，通過通信端口與發(fā)動機ECU24或電機ECU40，蓄電池ECU52連接，與發(fā)動機ECU24或電機ECU40，蓄電池ECU52進行各種控制信號或數(shù)據(jù)的交換。
如此結(jié)構(gòu)的該實施例的混合動力汽車20基于與駕駛員對加速踏板83的踏下量相對應(yīng)的加速踏板開度Acc和車速V，計算應(yīng)當向作為驅(qū)動軸的齒圈軸32a輸出的要求扭矩，運轉(zhuǎn)控制發(fā)動機22和電機MG1以及電機MG2，以將與該要求扭矩相對應(yīng)的要求動力向齒圈軸32a輸出。作為發(fā)動機22和電機MG1以及電機MG2的運轉(zhuǎn)控制，具有與要求動力相稱的動力以從發(fā)動機22輸出的方式運轉(zhuǎn)控制發(fā)動機22的同時，從發(fā)動機22輸出的動力的全部通過動力分配綜合機構(gòu)30與電機MG1和電機MG2進行扭矩變換，以向齒圈軸32a輸出的方式驅(qū)動控制電機MG1和電機MG2的扭矩變換運轉(zhuǎn)模式；或與要求動力與蓄電池50的充放電所需要的電力之和相稱的動力以從發(fā)動機22輸出的方式運轉(zhuǎn)控制發(fā)動機22的同時，隨著蓄電池50的充放電，從發(fā)動機22輸出的動力的全部或其一部分隨著動力分配綜合機構(gòu)30與電機MG1和電機MG2所致的扭矩變換，以要求動力向齒圈軸32a輸出的方式驅(qū)動控制電機MG1和電機MG2的充放電運轉(zhuǎn)模式；停止發(fā)動機22的運轉(zhuǎn)，將與來自電機MG2的要求動力相稱的動力以向齒圈軸32a輸出的方式運轉(zhuǎn)控制的電機運轉(zhuǎn)模式等。
下面，對如此構(gòu)成的實施例的混合動力汽車20的動作、特別是對基于蓄電池50的輸出管理的驅(qū)動控制之際的動作進行說明。圖2為示出由實施例的混合動力用電子控制單元70執(zhí)行的驅(qū)動控制例程的一例的流程圖，圖3為示出為了管理如此驅(qū)動控制中所用的蓄電池50的輸出限制Wout，由蓄電池ECU52執(zhí)行的輸出管理例程的一例的流程圖。兩個例程均每隔規(guī)定的時間(例如每隔8msec)反復(fù)地執(zhí)行。以下，首先，對驅(qū)動控制進行說明，之后，對驅(qū)動控制中所使用的蓄電池50的輸出限制Wout的管理進行說明。
執(zhí)行驅(qū)動控制例程時，混合動力用電子控制單元70的CPU72，首先，進行對來自加速踏板位置傳感器84的加速踏板開度Acc或來自車速傳感器88的車速V、電機MG1、MG2的轉(zhuǎn)速Nm1、Nm2、發(fā)動機22的轉(zhuǎn)速Ne、輸出限制Wout等的控制所需要的數(shù)據(jù)加以輸入的處理(步驟S100)。在此，電機MG1、MG2的轉(zhuǎn)速Nm1、Nm2將根據(jù)由旋轉(zhuǎn)位置檢測傳感器43、44檢測出的電機MG1、MG2的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置計算出的結(jié)果，通過通信傳遞而從電機ECU40輸入。另外，發(fā)動機22的轉(zhuǎn)速Ne通過安裝到發(fā)動機22上的未圖示的曲軸位置傳感器等檢測出，將求出的轉(zhuǎn)速Ne從發(fā)動機ECU24通過通信傳遞而輸入。輸出限制Wout通過圖3所例示的輸出管理例程，將設(shè)定的輸出限制Wout從蓄電池ECU52通過通信傳遞而輸入。
如此輸入數(shù)據(jù)后，根據(jù)輸入的加速踏板開度Acc和車速V設(shè)定作為車輛要求的扭矩、應(yīng)向與驅(qū)動輪63a、63b連接的、作為驅(qū)動軸的齒圈軸32a輸出的要求扭矩Tr*，和應(yīng)當由發(fā)動機22輸出的要求功率Pr*(步驟S110)。要求扭矩Tr*在實施例中，以預(yù)先設(shè)定加速踏板開度Acc、車速V和要求扭矩Tr*的關(guān)系，作為要求扭矩設(shè)定用圖表記憶于ROM74中，給予加速踏板開度Acc和車速V時，將與記憶的圖表相對應(yīng)的要求扭矩Tr*導(dǎo)出和設(shè)定。圖4示出要求扭矩設(shè)定用圖表的一例。要求功率Pe*可將設(shè)定的要求扭矩Tr*乘以齒圈軸32a的轉(zhuǎn)速Nr后加上蓄電池50的充放電要求量Pb*與損耗之和而算出。另外，齒圈軸32a的轉(zhuǎn)速Nr通過將車速V乘以換算系數(shù)k而求出，并且可用減速齒輪35的齒輪比Gr除電機MG2的轉(zhuǎn)速Nm2求出。充放電要求量Pb*可由蓄電池50的剩余容量(SOC)和加速踏板開度Acc等設(shè)定。
設(shè)定要求扭矩Tr*和要求功率Pe*后，將設(shè)定的要求功率Pe*與閾值Pref比較(步驟S120)。在此，閾值Pref為，設(shè)定停止發(fā)動機22的運轉(zhuǎn)并且只從電機MG2輸出動力下行走的電機運轉(zhuǎn)模式的范圍，可通過電機MG2的性能和蓄電池50的容量等設(shè)定。
要求功率Pe*比閾值Pref大時，判定發(fā)動機22是否在運轉(zhuǎn)(步驟S130)。并且，在發(fā)動機22為運轉(zhuǎn)時，判定加速踏板開度Acc是否比閾值A(chǔ)ref大(步驟S140)，加速踏板開度Acc比閾值A(chǔ)ref大時，要求從蓄電池50中輸出超過額定輸出的輸出，而將超過輸出要求標志Fout設(shè)定為數(shù)值1(步驟S150)。在此，閾值A(chǔ)re地是判定是否要求從蓄電池50中輸出超過額定輸出的輸出的設(shè)定，例如可設(shè)定為70％或80％等。超過輸出要求標志Fout設(shè)定為數(shù)值1時的、蓄電池50的輸出限制Wout將在下面用圖3的例程進行說明。另外，加速踏板開度Acc為閾值A(chǔ)ref以下時，由于不必要求從蓄電池50輸出超過額定輸出的輸出，不用將超過輸出要求標志Fout設(shè)定為數(shù)值1。
接著，根據(jù)設(shè)定的要求功率Pe*，設(shè)定發(fā)動機22的目標轉(zhuǎn)速Ne*和目標扭矩Te*(步驟S160)。該設(shè)定在要求扭矩Tr*設(shè)定于要求功率Pe*中的情況下，根據(jù)使發(fā)動機22有效動作的動作線和要求功率Pe*設(shè)定目標轉(zhuǎn)速Ne*和目標扭矩Te*。圖5示出了發(fā)動機22的動作線的一例和設(shè)定目標轉(zhuǎn)速Ne*和目標扭矩Te*的狀況。正如圖示，目標轉(zhuǎn)速Ne*和目標扭矩Te*可由動作線與要求功率Pe*(Ne*×Te*)為常數(shù)的曲線的交點求出。
接下來，通過下式(1)，使用設(shè)定的目標轉(zhuǎn)速Ne*和齒圈軸32a的轉(zhuǎn)速Nr(Nm2/Gr)以及動力分配綜合機構(gòu)30的齒輪比p，計算電機MG1的目標轉(zhuǎn)速Nm1*，同時，根據(jù)計算的目標轉(zhuǎn)速Nm1*和目前的轉(zhuǎn)速Nm1，用式(2)計算電機MG1的扭矩指令Tm1*(步驟S170)。在此，式(1)為相對動力分配綜合機構(gòu)30的旋轉(zhuǎn)要素的力學(xué)關(guān)系式。圖6示出動力分配綜合機構(gòu)30的旋轉(zhuǎn)要素中的轉(zhuǎn)速與扭矩的力學(xué)關(guān)系的共線圖。圖中，左邊的S軸示出作為電機MG1的轉(zhuǎn)速Nm1的太陽齒輪31的轉(zhuǎn)速，C軸示出作為發(fā)動機22的轉(zhuǎn)速Ne的行星齒輪架34的轉(zhuǎn)速，R軸示出電機MG2的轉(zhuǎn)速Nm2乘以減速齒輪35的齒輪比Gr的齒圈32的轉(zhuǎn)速Nr。式(1)如使用該共線圖可容易地導(dǎo)出。另外，R軸上的2個粗線箭頭表示為，在目標轉(zhuǎn)速Ne*和目標扭矩Te*的工作點下，將發(fā)動機22正常運轉(zhuǎn)時，從發(fā)動機22輸出的扭矩Te*向齒圈軸32a傳遞的扭矩，和從電機MG2輸出的扭矩Tm2*通過減速齒輪35作用于齒圈軸32a上的扭矩。另外，式(2)為以目標轉(zhuǎn)速Nm1*旋轉(zhuǎn)電機MG1用的反饋控制中的關(guān)系式，式(2)中，右邊第2項的“k1”為比例項的增益，右邊第3項的“k2”為積分項的增益。
Nm1*＝Ne*·(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr·ρ)...(1)Tm1*＝前次Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt...(2)如此計算電機MG1的目標轉(zhuǎn)速Nm1*和扭矩指令Tm1*后，將蓄電池50的輸出限制Wout與計算的電機MG1的扭矩指令Tm1*乘以目前的電機MG1的轉(zhuǎn)速Nm1獲得的電機MC1的消耗電力(發(fā)電電力)的偏差通過用電機MG2的轉(zhuǎn)速Nm2相除，通過下式(3)計算可從電機MG2輸出的、作為扭矩上限的扭矩限制Tmax(步驟S180)，同時，使用要求扭矩Tr*和扭矩指令Tm1*以及動力分配綜合機構(gòu)30的齒輪比ρ，通過式(4)計算應(yīng)當從電機MG2輸出的作為扭矩的臨時電機扭矩Tm2tmp(步驟S190)，將計算的扭矩限制Tmax與臨時電機扭矩Tm2tmp比較，較小方設(shè)定為電機MG2的扭矩指令Tm2*(步驟S200)。通過如此設(shè)定電機MG2的扭矩指令Tm2*，向作為驅(qū)動軸的齒圈軸32a輸出的要求扭矩Tr*可在蓄電池50的輸出限制Wout的范圍內(nèi)作為限制的扭矩設(shè)定。另外，式(4)可容易地從前述的圖6的共線圖導(dǎo)出。
Tmax＝(Wout-Tm1*·Nm1)/Nm2...(3)Tm2tmp＝(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr...(4)如此設(shè)定發(fā)動機22的目標轉(zhuǎn)速Ne*和目標扭矩Te*、電機MG1的目標轉(zhuǎn)速Nm1*和扭矩指令Tm1*、電機MG2的扭矩指令Tm2*后，將發(fā)動機22的目標轉(zhuǎn)速Ne*和目標扭矩Te*向發(fā)動機ECU24傳送，同時，將電機MG1的目標轉(zhuǎn)速Nm1*和扭矩指令Tm1*以及電機MG2的扭矩指令Tm2*向電機ECU40傳送(步驟S210)，結(jié)束驅(qū)動控制例程。接受目標轉(zhuǎn)速Ne*和目標扭矩Te*的發(fā)動機ECU24進行發(fā)動機22中的燃料噴射控制和點火控制等，以使發(fā)動機22在由目標轉(zhuǎn)速Ne*和目標扭矩Te*所示的工作點運轉(zhuǎn)。另外，接受目標轉(zhuǎn)速Nm1*和扭矩指令Tm1*、扭矩指令Tm2*的電機ECU40以在扭矩指令Tm1*下驅(qū)動電機MG1的同時，在扭矩指令Tm2*下驅(qū)動電機MG2的方式，進行逆變器41、42的開關(guān)元件的開關(guān)控制。
在步驟S120中，判定為要求功率Pe*在閾值Pref以下時，判定為電機運轉(zhuǎn)模式，在發(fā)動機22運轉(zhuǎn)時停止發(fā)動機22(步驟S220)，將電機MG1的扭矩指令Tm1*設(shè)定為數(shù)值0(步驟S230)，之后，執(zhí)行步驟S180～S210的處理。
在步驟S130中，判定為發(fā)動機22處于不運轉(zhuǎn)狀態(tài)時，將超過輸出要求標志Fout設(shè)定為數(shù)值1(步驟S240)，將發(fā)動機22的轉(zhuǎn)動曲軸用的扭矩Tcr設(shè)定為電機MG1的扭矩指令Tm1*(步驟S250)。然后，判定發(fā)動機22的轉(zhuǎn)速Ne是否大于閾值Nref(步驟S260)。發(fā)動機22的轉(zhuǎn)速在閾值Nref以下時，執(zhí)行步驟S180～S210的處理，發(fā)動機22的轉(zhuǎn)速Ne比閾值Nref大時，開始發(fā)動機22的燃料噴射控制或點火控制等(步驟S270)，執(zhí)行步驟S180～S210的處理。在此，閾值Nref設(shè)定為開始燃料噴射控制或點火控制的發(fā)動機22的轉(zhuǎn)速，例如800rpm或1000rpm等。
以上，說明了驅(qū)動控制。正如上述，在該驅(qū)動控制中，加速踏板開度Acc比閾值A(chǔ)ref大時或起動發(fā)動機22時，將超過輸出要求標志設(shè)置為數(shù)值1(步驟S150，S240)。另外，在驅(qū)動控制中，設(shè)定電機MG2的扭矩指令Tm2*之際，使用蓄電池50的輸出限制Wout(步驟S180)。下面，對如此驅(qū)動控制中使用的蓄電池50的輸出限制Wout的管理進行說明。
執(zhí)行圖3例示的管理例程時，蓄電池ECU52首先，執(zhí)行輸入來自電壓傳感器51a的電壓Vb或來自電流傳感器51b的電流Ib、來自溫度傳感器51的電池溫度Tb、剩余容量(SOC)、超過輸出要求標志Fout等蓄電池50的輸出管理所必要數(shù)據(jù)的處理(步驟S300)。在此，對于剩余容量(SOC)，通過蓄電池ECU52的未圖示的RAM的規(guī)定地址輸入通過積算電流Ib求出的數(shù)值，對于超過輸出要求標志Fout，從混合動力用電子控制單元70通過通信傳遞輸入。
輸入如此數(shù)據(jù)后，根據(jù)輸入的電池溫度Tb和剩余容量(SOC)，設(shè)定蓄電池50的輸出限制Wout(步驟S310)。在此，設(shè)定的輸出限制Wout作為蓄電池50的額定輸出預(yù)先確定，可根據(jù)相對蓄電池50的溫度特性或剩余容量(SOC)的特性而設(shè)定。然后，檢查是否將超過輸出要求標志Fout設(shè)定為數(shù)值1(步驟S320)。正如前述，在驅(qū)動控制中，加速踏板開度Acc比閾值A(chǔ)ref大時，或起動發(fā)動機22時，將超過輸出要求標志Fout設(shè)置為數(shù)值1。在超過輸出要求標志Fout沒有設(shè)置為數(shù)值1時，結(jié)束輸出管理例程。因此，額定輸出設(shè)定成輸出限制Wout。
超過輸出要求標志Fout設(shè)置為數(shù)值1時，判定從前次的超過輸出處理(對輸出限制Wout設(shè)定比額定輸出大的輸出并直到解除的步驟S350～S410的處理)的執(zhí)行是否經(jīng)過規(guī)定時間T1(步驟S330)。在此，規(guī)定時間T1作為執(zhí)行超過輸出處理的間隔設(shè)定，可由蓄電池50的性能或容許超過的輸出的大小等確定。從前次的超過輸出處理的執(zhí)行沒有經(jīng)過規(guī)定時間T1時，判斷為不應(yīng)執(zhí)行超過輸出處理，在此，結(jié)束輸出管理例程。此時，額定輸出也設(shè)定為輸出限制Wout。
從前次的超過輸出處理的執(zhí)行經(jīng)過規(guī)定時間T1時，判定從開始這次的超過輸出處理起是否經(jīng)過規(guī)定時間T2(步驟S340)。在此，規(guī)定時間T2作為可連續(xù)執(zhí)行超過輸出處理的限制時間設(shè)定，可由蓄電池50的性能或容許超過的輸出的大小等確定。沒有經(jīng)過規(guī)定時間T2時，通過電壓Vb與電流Ib的積，計算蓄電池50的輸出Wb(步驟S350)，計算將其與作為額定輸出設(shè)定的輸出限制Wout的偏差，作為超過輸出ΔW(步驟S360)。然后，在計算的超過輸出ΔW為正值時(步驟S370)，積算該超過輸出ΔW與輸出管理例程的起動間隔時間Δt(在實施例中為8msec)相乘的數(shù)值，以計算輸出能量Eb(步驟S380)，將計算的輸出能量Eb與閾值Eref相比(步驟S390)。即，對開始超過輸出處理起的、超過蓄電池50的額定輸出的超過輸出ΔW進行時間積分，該積分值作為輸出能量Eb而與閾值Eref比較。在此，閾值Eref為判斷超過輸出處理結(jié)束的數(shù)值，將超過蓄電池50的額定輸出的輸出作為可執(zhí)行范圍內(nèi)的能量加以設(shè)定，可由蓄電池50的性能確定。輸出能量Eb不足閾值Eref時，判斷為可繼續(xù)超過輸出處理，設(shè)定額定輸出的輸出限制Wout加上作為容許超過的輸出部分的規(guī)定的超過輸出Wset，將其設(shè)定為新的輸出限制Wout(步驟S400)，結(jié)束輸出管理例程。在此，規(guī)定的超過輸出Wset設(shè)定可以從蓄電池50超過額定輸出地輸出的上限輸出，可由蓄電池50的性能確定。在將超過輸出要求標志Fout設(shè)定為數(shù)值1后，執(zhí)行該輸出管理例程時，額定輸出設(shè)定為輸出限制Wout，在驅(qū)動控制中，由于在設(shè)定該額定輸出的輸出限制Wout的限制范圍內(nèi)設(shè)定電機MG2的扭矩指令Tm2*，超過輸出ΔW不會為正值。并且，由于此時輸出限制Wout加上規(guī)定的超過輸出Wset的數(shù)值設(shè)定為輸出限制Wout，在其后執(zhí)行驅(qū)動控制時，能夠只以規(guī)定的超過輸出Wset使電機MG2的扭矩指令Tm2*設(shè)定得較大。如此只是規(guī)定的超過輸出Wset的超過許可使得僅遲滯輸出管理例程的起動間隔時間，但由于在實施例中該時間為8msec，駕駛員不會感覺到該時間滯后。
另外，在輸出能量Eb在閾值Eref以上時，為了結(jié)束超過輸出管理，將輸出能量Eb設(shè)定為數(shù)值0的同時，將超過輸出要求標志Fout設(shè)置為數(shù)值0(步驟S410)，結(jié)束輸出管理例程。另外，在本實施例中，對超過輸出要求標志Fout設(shè)定為0值的設(shè)置，是通過從蓄電池ECU52將控制信號經(jīng)通信傳遞向混合動力用電子控制單元70的輸出而實現(xiàn)的。另外，即使輸出能量Eb沒有達到閾值Eref，在步驟S330中，判斷為從開始這次的超過輸出處理起經(jīng)過規(guī)定時間T2時，也同樣結(jié)束超過輸出處理。
圖7為示出起步時駕駛員踏下加速踏板83較多時的加速踏板開度Acc與蓄電池50的輸出Wb的時間變化的一例的說明圖。踏下加速踏板83較多時，根據(jù)與之相應(yīng)的加速踏板開度Acc設(shè)定要求功率Pe*，在要求功率Pe*大于閾值Pref并起動發(fā)動機22時，由于將超過輸出要求標志Fout設(shè)置為數(shù)值1，對于蓄電池50的輸出限制Wout，成為額定輸出加上規(guī)定的超過輸出Wset的數(shù)值。蓄電池50的輸出Wb通過電機MG2的輸出和電機MG1所致的轉(zhuǎn)動曲軸而急劇上升，超過額定輸出，但由于由輸出限制Wout限制了電機MG2的扭轉(zhuǎn)指令Tm2*，所以不會超過輸出限制Wout(額定輸出+規(guī)定的超過輸出Wset)。發(fā)動機22起動時，由于來自發(fā)動機22的輸出通過電機MG1發(fā)電，蓄電池50的輸出Wb暫時降低，但通過駕駛員繼續(xù)較多地踏下加速踏板83，車速V變高，蓄電池50的輸出Wb再次成為輸出限制Wout。其間，蓄電池ECU52反復(fù)執(zhí)行圖3的輸出管理例程，并計算作為超過輸出ΔW的時間積分的輸出能量Eb。圖7中，“蓄電池輸出Wb”的賦予陰影的區(qū)域相當于輸出能量Eb。該輸出能量Eb達到閾值Eref時，輸出限制Wout返回額定輸出。
根據(jù)以上說明的本實施例的混合動力汽車20，由于直到超過蓄電池50的額定輸出的、作為超過輸出ΔW的時間積分的輸出能量Eb達到閾值Eref為止，均可將蓄電池50的只超過額定輸出一規(guī)定超過輸出Wset的輸出設(shè)定為輸出限制Wout，并且在輸出限制Wout的限制范圍內(nèi)驅(qū)動控制電機M個或電機MG2等，從而能夠進一步發(fā)揮蓄電池50的性能。結(jié)果，能夠提高車輛的性能。并且，在開始如此的超過輸出處理的執(zhí)行起經(jīng)過規(guī)定時間T2時，由于即使輸出能量Eb未達到閾值Eref，也結(jié)束超過輸出處理，能夠抑制超過蓄電池50的額定輸出的輸出長時間進行的現(xiàn)象。
在本實施例的混合動力汽車20中，開始超過輸出處理的執(zhí)行起經(jīng)過規(guī)定時間T2時，即使輸出能量Eb未達到閾值Eref，也結(jié)束超過輸出處理，但是即使不進行如此時間限制也無妨。
在本實施例的混合動力汽車20中，加速踏板開度Acc比閾值A(chǔ)ref大時或起動發(fā)動機22時，使用從蓄電池50輸出的可以超過額定輸出的、作為上限輸出的規(guī)定的超過輸出Wset，但也可以使用根據(jù)加速踏板開度Acc或蓄電池50的溫度設(shè)定的規(guī)定超過輸出Wset。另外，在本實施例的混合動力汽車20中，作為可連續(xù)執(zhí)行超過輸出處理的限制時間，使用了規(guī)定時間T2，但也可使用根據(jù)加速踏板開度Acc或蓄電池50的溫度設(shè)定規(guī)定時間T2。在如此情況下，由于可只考慮超過輸出和限制時間，不用說也可不進行輸出能量Eb的計算。對于這種結(jié)構(gòu)將在下面的第2實施例中說明。
2.實施例2第2實施例的混合動力汽車20B除了由蓄電池ECU52執(zhí)行的輸出管理例程不同外，無論是硬件還是處理均與第1實施例的混合動力汽車20相同。因此，對于第2實施例的混合動力汽車20B的硬件構(gòu)成，與第1實施例的混合動力汽車20的硬件構(gòu)成相同的構(gòu)件被標以相同的符號，因此，省略對其詳細說明。另外，由于第2實施例的混合動力汽車20B的混合動力用電子控制單元70執(zhí)行的驅(qū)動控制例程也與第1實施例的混合動力汽車20的混合動力用電子控制單元70執(zhí)行的驅(qū)動控制例程相同，在此省略對其詳細說明。
圖8為示出由第2實施例的混合動力汽車20B的蓄電池ECU52執(zhí)行的輸出管理例程的一例的流程圖。該例程每隔規(guī)定時間(例如每隔8msec)反復(fù)地執(zhí)行。執(zhí)行輸出管理例程時，蓄電池ECU52，首先，執(zhí)行輸入來自溫度傳感器51c的電池溫度Tb或剩余容量(SOC)、超過輸出要求標志Fout、加速踏板開度Acc等在蓄電池50的輸出管理中必要數(shù)據(jù)的處理(步驟S500)。在此，對于剩余容量(SOC)，通過蓄電池ECU52的未圖示的RAM的規(guī)定地址輸入通過積算電流Ib求出的數(shù)值，對于超過輸出要求標志Fout和加速踏板開度Acc，通過混合動力用電子控制單元70借助于通信傳遞輸入。
如此輸入數(shù)據(jù)后，根據(jù)輸入的電池溫度Tb和剩余容量(SOC)，設(shè)定作為蓄電池50的額定輸出、預(yù)先確定的輸出限制Wout(步驟S510)。然后，檢查是否將超過輸出要求標志Fout設(shè)定為數(shù)值1(步驟S520)。正如前述，在第2實施例中，也在驅(qū)動控制中，加速踏板開度Acc比閾值A(chǔ)ref大時，或起動發(fā)動機22時，將超過輸出要求標志Fout設(shè)置為數(shù)值1。在超過輸出要求標志Fout沒有設(shè)置為數(shù)值1時，結(jié)束輸出管理例程。因此，額定輸出設(shè)定成輸出限制Wout。超過輸出要求標志Fout設(shè)置為數(shù)值1時，判定從前次的超過輸出處理的執(zhí)行是否經(jīng)過規(guī)定時間T1(步驟S530)。對于規(guī)定時間T1如前所述。從前次的超過輸出處理的執(zhí)行沒有經(jīng)過規(guī)定時間T1時，判斷為不應(yīng)執(zhí)行超過輸出處理，在此，結(jié)束輸出管理例程。此時，額定輸出也設(shè)定為輸出限制Wout。
從前次的超過輸出處理的執(zhí)行經(jīng)過規(guī)定時間T1時，根據(jù)輸入的加速踏板開度Acc和電池溫度Tb設(shè)定超過輸出Wset(步驟S540)，同時，根據(jù)相同的加速踏板開度Acc和電池溫度Tb，設(shè)定限制時間T2(步驟S550)。加速踏板開度Acc為反映駕駛員的輸出要求的數(shù)據(jù)，電池溫度Tb為反映蓄電池50的狀態(tài)的數(shù)據(jù)，從而通過根據(jù)加速踏板開度Acc和電池溫度Tb設(shè)定超過輸出Wset或限制時間T2，考慮了駕駛員的輸出要求和蓄電池50的狀態(tài)。在本實施例中，對于超過輸出Wset，以加速踏板開度Acc越大則其越大的傾向并且電池溫度Tb越高則越小的傾向設(shè)定。對于限制時間T2，以加速踏板開度Acc越大則其越長的傾向并且電池溫度Tb越高則其越短的傾向設(shè)定。圖9示出加速踏板開度Acc和電池溫度Tb以及超過輸出Wset的關(guān)系的一例，圖10示出加速踏板開度Acc和電池溫度Tb以及限制時間T2的關(guān)系的一例。
如此設(shè)定超過輸出Wset和限制時間T2后，判定從開始這次的超過輸出處理起是否經(jīng)過規(guī)定時間T2(步驟S560)。從開始這次的超過輸出處理起沒有經(jīng)過規(guī)定時間T2時，判斷為可以繼續(xù)超過輸出處理，作為額定輸出設(shè)定的輸出限制Wout加上作為容許超過的輸出設(shè)定的超過輸出Wset，并將其作為新的輸出限制Wout設(shè)定(步驟S570)，結(jié)束輸出管理例程。由此，容許超過額定輸出只為根據(jù)加速踏板開度Acc和電池溫度Tb設(shè)定的超過輸出Wset程度的輸出。另外，從開始這次的超過輸出處理起經(jīng)過規(guī)定時間T2時，為了結(jié)束超過輸出處理，將超過輸出要求標志Fout設(shè)置為數(shù)值0(步驟S580)，結(jié)束輸出管理例程。由此，可抑制來自蓄電池50的過剩輸出。
根據(jù)以上說明的第2實施例的混合動力汽車20B，由于駕駛員踏下加速踏板83較多時或起動發(fā)動機22時，根據(jù)加速踏板開度Acc和蓄電池50的電池溫度Tb設(shè)定的超過輸出Wset加上額定輸出，設(shè)定為輸出限制Wout，在輸出限制Wout的限制范圍內(nèi)，驅(qū)動控制電機MG1或電機MG2等，從而能夠進一步發(fā)揮蓄電池50的性能。結(jié)果，能夠提高車輛的性能。并且，對于超過如此額定輸出的超過輸出，由于進行限制直到根據(jù)加速踏板開度Acc和電池溫度Tb的限制時間T2，所以能夠抑制超過蓄電池50的額定輸出的輸出長時間進行的現(xiàn)象。
在第2實施例的混合動力汽車20B中，是在輸出管理例程中，根據(jù)加速踏板開度Acc和蓄電池50的電池溫度Tb設(shè)定超過輸出Wset和限制時間T2，但可根據(jù)加速踏板開度Acc和蓄電池50的電池溫度Tb設(shè)定超過輸出Wset，對于限制時間T2，可使用預(yù)先確定的規(guī)定時間，相反，可根據(jù)加速踏板開度Acc和蓄電池50的電池溫度Tb設(shè)定限制時間T2，對于超過輸出Wset，也可使用預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的輸出。
在第2實施例的混合動力汽車20B中，駕駛員踏下加速踏板83較多時或起動發(fā)動機22時，來自蓄電池50的超過額定輸出的超過輸出容許在根據(jù)加速踏板開度Acc和蓄電池50的電池溫度Tb設(shè)定的超過輸出Wset和限制時間T2的范圍內(nèi)，但來自蓄電池50的超過額定輸出的超過輸出也可容許在第1實施例中說明的輸出能量Eb直到閾值Eref的、根據(jù)加速踏板開度Acc和蓄電池50的電池溫度Tb設(shè)定的超過輸出Wset和限制時間T2的范圍內(nèi)。如此，能夠更加適合地容許來自蓄電池50的超過額定輸出的超過輸出。
在第1實施例或第2實施例的混合動力汽車20、20B中，由混合動力用電子控制單元70執(zhí)行驅(qū)動控制例程，由蓄電池ECU52執(zhí)行輸出管理例程，但輸出管理例程也可由混合動力用電子控制單元70執(zhí)行。
在第1實施例或第2實施例的混合動力汽車20、20B中，加速踏板開度Acc比閾值A(chǔ)ref大時和起動發(fā)動機22時，將超過輸出要求標志Fout設(shè)置為數(shù)值1來進行超過輸出處理的，但也可只在加速踏板開度Acc比閾值A(chǔ)ref大時執(zhí)行超過輸出處理，或者只在起動發(fā)動機22時執(zhí)行超過輸出處理。另外，也可在加速踏板開度Acc比閾值A(chǔ)ref大時和起動發(fā)動機22時以外的時刻，執(zhí)行超過輸出處理。
在第1實施例或第2實施例的混合動力汽車20、20B中，由減速齒輪35將電機MG2的動力變速后向齒圈軸32a輸出，但也可如圖11的變形例的混合動力汽車120所例示的，也可將電機MG2的動力同與連接齒圈軸32a的車軸(與驅(qū)動輪63a、63b連接的車軸)不同的車軸(圖11中與車輪64a、64b連接的車軸)連接。
在第1實施例或第2實施例的混合動力汽車20、20B中，將發(fā)動機22的動力通過動力分配綜合機構(gòu)30向與驅(qū)動輪63a、63b連接的、作為驅(qū)動軸的齒圈軸32a輸出，但也可如圖12的變形例的混合動力汽車220所例示的，可包括有與發(fā)動機22的曲軸26連接的內(nèi)轉(zhuǎn)子232和與將動力向驅(qū)動輪63a、63b輸出的驅(qū)動軸連接的外轉(zhuǎn)子234，將發(fā)動機22的動力的一部分向驅(qū)動軸傳遞的同時、將其余的動力變換為電力的成對轉(zhuǎn)子電機230。
在第1實施例或第2實施例的混合動力汽車20、20B、上述變形例的混合動力汽車120，220中，從發(fā)動機22輸出的動力隨著電力和動力的輸入和輸出，向與車軸連接的、作為驅(qū)動軸的齒圈軸32a輸出，但從發(fā)動機22輸出的動力也可不向與車軸連接的驅(qū)動軸輸出。
在實施例中，針對本發(fā)明的蓄電池的輸出管理適用于裝載在混合動力汽車20、20B上的蓄電池50的輸出管理進行了說明，但也適用于裝載在混合動力汽車20、20B以外的車輛、航空器、船舶等的移動體上的蓄電池的輸出管理，也適用于裝配到如此移動體外的機器上的蓄電池的輸出管理。
以上，用實施例對本發(fā)明的具體實施形態(tài)進行了說明，但本發(fā)明并不限于這些實施例，不用說，在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，可采用各種形態(tài)實施。
權(quán)利要求
1.一種管理可充放電的蓄電裝置的輸出的輸出管理裝置，其特征在于，在具有超過所述蓄電裝置的額定輸出的超過輸出要求時，容許來自該蓄電裝置的輸出直到超過該額定輸出的規(guī)定的超過輸出，直到對應(yīng)于該蓄電裝置的輸出中超過該額定輸出的超過輸出的輸出能量到達規(guī)定的能量為止。
2.按照權(quán)利要求1所述的輸出管理裝置，其特征在于，具有檢測出所述蓄電裝置的輸出的輸出檢測裝置；通過對該檢測出的蓄電裝置的輸出中的所述超過輸出進行時間積分，以計算所述輸出能量的輸出能量計算裝置；具有所述超過輸出要求時、在規(guī)定的條件下、容許該蓄電裝置的輸出直到所述規(guī)定的超過輸出的許可裝置；和由該許可裝置的許可之后由所述輸出能量計算裝置計算的輸出能量至所述規(guī)定的能量時，解除該許可裝置的許可的許可解除裝置。
3.按照權(quán)利要求2所述的輸出管理裝置，其特征在于，所述許可解除裝置為由所述許可裝置的許可之后經(jīng)過規(guī)定的時間時，由所述輸出能量計算裝置計算的輸出能量至所述規(guī)定的能量前，也可解除該許可裝置的許可的裝置。
4.一種對驅(qū)動裝置所具有的可充放電的蓄電裝置的輸出進行管理的輸出管理裝置，該驅(qū)動裝置為向驅(qū)動軸輸出根據(jù)該驅(qū)動軸要求的要求驅(qū)動力的驅(qū)動力的裝置，其特征在于，具有在具有超過所述蓄電裝置的額定輸出的超過輸出要求時，根據(jù)所述要求驅(qū)動力，對來自所述蓄電裝置的可超過其額定輸出而輸出的超過部分的超過輸出加以設(shè)定，同時，容許來自該蓄電裝置的輸出直到該設(shè)定的超過輸出的超過許可裝置。
5.按照權(quán)利要求4所述的輸出管理裝置，其特征在于，所述超過許可裝置為以所述要求驅(qū)動力越大則越變大的傾向設(shè)定所述超過輸出的裝置。
6.按照權(quán)利要求4所述的輸出管理裝置，其特征在于，具有檢測出所述蓄電裝置的溫度的溫度檢測裝置，所述超過許可裝置為根據(jù)由所述溫度檢測裝置檢測出的所述蓄電裝置的溫度設(shè)定所述超過輸出的裝置。
7.按照權(quán)利要求6所述的輸出管理裝置，其特征在于，所述超過許可裝置為以所述檢測出的溫度越高則越變小的傾向設(shè)定所述超過輸出的裝置。
8.按照權(quán)利要求4所述的輸出管理裝置，其特征在于，所述超過許可裝置為根據(jù)所述要求驅(qū)動力設(shè)定所述超過輸出的繼續(xù)時間，同時，在所述設(shè)定的繼續(xù)時間的范圍內(nèi)容許該蓄電裝置的輸出直到所述設(shè)定的超過輸出的裝置。
9.按照權(quán)利要求8所述的輸出管理裝置，其特征在于，所述超過許可裝置為以所述要求驅(qū)動力越大則越長的傾向設(shè)定所述繼續(xù)時間的裝置。
10.按照權(quán)利要求7所述的輸出管理裝置，其特征在于，具有檢測出所述蓄電裝置的溫度的溫度檢測裝置，所述超過許可裝置為根據(jù)由所述溫度檢測裝置檢測出的所述蓄電裝置的溫度設(shè)定所述繼續(xù)時間的裝置。
11.按照權(quán)利要求10所述的輸出管理裝置，其特征在于，所述超過許可裝置為以所述檢測出的溫度越高則越短的傾向設(shè)定所述繼續(xù)時間的裝置。
12.按照權(quán)利要求4所述的輸出管理裝置，其特征在于，所述驅(qū)動裝置具有根據(jù)操作者的操作來設(shè)定所述要求驅(qū)動力的要求驅(qū)動力設(shè)定裝置，所述超過許可裝置為代替所述要求驅(qū)動力而根據(jù)所述操作者的操作量來設(shè)定所述超過輸出的裝置。
13.一種具有可向車軸輸出動力的電動機和可與該電動機交換電力的蓄電裝置的電動汽車，其特征在于，具有在具有超過所述蓄電裝置的額定輸出的超過輸出要求時，容許來自該蓄電裝置的輸出直到超過該額定輸出的規(guī)定的超過輸出，直到對應(yīng)于該蓄電裝置的輸出中超過該額定輸出的超過輸出的輸出能量到達規(guī)定的能量為止的輸出管理裝置，和至少驅(qū)動控制所述電動機以通過所述輸出管理裝置使所述蓄電裝置的輸出在許可的范圍內(nèi)的控制裝置。
14.按照權(quán)利要求13所述的電動汽車，其特征在于，所述超過輸出要求為根據(jù)駕駛員的要求，從所述蓄電裝置應(yīng)當輸出的要求輸出超過所述額定輸出時的要求。
15.按照權(quán)利要求13所述的電動汽車，其特征在于，具有內(nèi)燃機和隨著所述蓄電裝置的充放電可起動所述內(nèi)燃機的起動裝置，所述超過輸出要求為起動所述內(nèi)燃機時的要求。
16.按照權(quán)利要求15所述的電動汽車，其特征在于，所述起動裝置為與所述內(nèi)燃機的輸出軸和連接到所述車軸上的驅(qū)動軸連接、隨著電力與動力的輸入和輸出將來自該內(nèi)燃機的動力的至少一部分向該驅(qū)動軸輸出的裝置。
17.按照權(quán)利要求16所述的電動汽車，其特征在于，所述起動裝置為具有與所述內(nèi)燃機的輸出軸和所述驅(qū)動軸以及第3軸這3軸連接、根據(jù)相對該3軸中的任意2軸輸入和輸出的動力、將動力相對其余軸輸入和輸出的3軸式動力輸入和輸出裝置，以及將動力相對所述第3軸輸入和輸出的發(fā)電機的裝置。
18.按照權(quán)利要求16所述的電動汽車，其特征在于，所述起動裝置為具有安裝到所述內(nèi)燃機的輸出軸上的第1轉(zhuǎn)子和安裝到所述驅(qū)動軸上的第2轉(zhuǎn)子、隨著該第1轉(zhuǎn)子和該第2轉(zhuǎn)子的電磁作用產(chǎn)生的電力的輸入和輸出，將來自該內(nèi)燃機的動力的至少一部分向該驅(qū)動軸輸出的成對轉(zhuǎn)子電機。
19.一種具有根據(jù)與車軸連接的驅(qū)動軸所要求的要求驅(qū)動力、可將驅(qū)動力向該驅(qū)動軸輸出的電動機和可與該電動機交換電力的蓄電裝置的電動汽車，其特征在于，包括具有在有超過所述蓄電裝置的額定輸出的超過輸出要求時，根據(jù)所述要求驅(qū)動力設(shè)定來自所述蓄電裝置的、可以超過其額定輸出而輸出的超過部分的超過輸出，同時，容許來自該蓄電裝置的輸出直到該設(shè)定的超過輸出的超過許可裝置的輸出管理裝置；和至少驅(qū)動控制所述電動機以通過所述輸出管理裝置使所述蓄電裝置的輸出在許可的范圍內(nèi)的控制裝置。
20.按照權(quán)利要求19所述的電動汽車，其特征在于，所述超過輸出要求為根據(jù)駕駛員的要求從所述蓄電裝置應(yīng)當輸出的要求輸出超過所述額定輸出時的要求。
21.按照權(quán)利要求19所述的電動汽車，其特征在于，具有內(nèi)燃機和隨著所述蓄電裝置的充放電可使所述內(nèi)燃機起動的起動裝置，所述超過輸出要求為起動所述內(nèi)燃機時產(chǎn)生的要求。
22.按照權(quán)利要求21所述的電動汽車，其特征在于，所述起動裝置為與所述內(nèi)燃機的輸出軸和連接到所述車軸上的驅(qū)動軸相連接、隨著電力和動力的輸入和輸出，將來自該內(nèi)燃機的動力的至少一部分向該驅(qū)動軸輸出的裝置。
23.按照權(quán)利要求22所述的電動汽車，其特征在于，所述起動裝置為具有與所述內(nèi)燃機的輸出軸和所述驅(qū)動軸以及第3軸這3軸連接、根據(jù)相對該3軸中的任意2軸輸入和輸出的動力、將動力相對其余軸輸入和輸出的3軸式動力輸入和輸出裝置，以及將動力相對所述第3軸輸入和輸出的發(fā)電機的裝置。
24.按照權(quán)利要求22所述的電動汽車，其特征在于，所述起動裝置為具有安裝到所述內(nèi)燃機的輸出軸上的第1轉(zhuǎn)子和安裝到所述驅(qū)動軸上的第2轉(zhuǎn)子、隨著該第1轉(zhuǎn)子和該第2轉(zhuǎn)子的電磁作用產(chǎn)生的電力的輸入和輸出，將來自該內(nèi)燃機的動力的至少一部分向該驅(qū)動軸輸出的成對轉(zhuǎn)子電機。
25.一種管理可充放電的蓄電裝置的輸出的輸出管理方法，其特征在于，具有超過所述蓄電裝置的額定輸出的超過輸出要求時，容許來自該蓄電裝置的輸出直到超過該額定輸出的規(guī)定的超過輸出，直到相應(yīng)于該蓄電裝置的輸出中超過該額定輸出的超過輸出的輸出能量到達規(guī)定的能量為止。
26.一種對驅(qū)動裝置所具有的可充放電的蓄電裝置的輸出進行管理的輸出管理方法，所述驅(qū)動裝置為向該驅(qū)動軸輸出根據(jù)驅(qū)動軸要求的要求驅(qū)動力的驅(qū)動力的裝置，其特征在于，具有超過所述蓄電裝置的額定輸出的超過輸出要求時，根據(jù)所述要求驅(qū)動力，對來自所述蓄電裝置的可超過其額定輸出而輸出的超過部分的超過輸出加以設(shè)定，同時，容許來自該蓄電裝置的輸出直到該設(shè)定的超過輸出。
27.一種具有可向車軸輸出動力的電動機和可與該電動機交換電力的蓄電裝置的電動汽車的控制方法，其特征在于，通常情況下，作為所述蓄電裝置的輸出容許額定輸出，在產(chǎn)生超過所述蓄電裝置的額定輸出的超過輸出要求時，容許來自該蓄電裝置的輸出直到超過該額定輸出的規(guī)定的超過輸出，直到對應(yīng)于該蓄電裝置的輸出中超過該額定輸出的超過輸出的輸出能量到達規(guī)定的能量為止，至少驅(qū)動控制所述電動機，以使所述蓄電裝置的輸出在所述許可的范圍內(nèi)。
28.一種具有可向車軸輸出動力的電動機和可與該電動機交換電力的蓄電裝置的電動汽車的控制方法，其特征在于，通常情況下，作為所述蓄電裝置的輸出容許額定輸出，在產(chǎn)生超過所述蓄電裝置的額定輸出的超過輸出要求時，根據(jù)加速踏板開度，對來自所述蓄電裝置的可以超過其額定輸出而輸出的超過部分的超過輸出加以設(shè)定的同時，容許來自該蓄電裝置的輸出直到該設(shè)定的超過輸出，至少驅(qū)動控制所述電動機，以使所述蓄電裝置的輸出在所述許可的范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種輸出管理裝置和具有該裝置的電動汽車。本發(fā)明的目的在于，通過進一步發(fā)揮裝載的二次電池的性能來提高汽車的性能。將表示超過蓄電池的額定輸出的輸出的要求的超過輸出要求標志Fout設(shè)置為數(shù)值1時，將從前次的超過要求處理經(jīng)過規(guī)定時間T1作為條件(S320，S330)，將來自蓄電池的輸出Wb超過額定輸出的超過輸出ΔW的時間積分獲得的輸出能量Eb直到到達閾值Eref(S350～S380)，將蓄電池50的額定輸出加上規(guī)定的超過輸出Wset的數(shù)值設(shè)定為蓄電池的輸出限制Wout(S400)。
文檔編號B60L15/00GK1780083SQ20041009156
公開日2006年5月31日 申請日期2004年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月19日
發(fā)明者干場健, 灘光博, 山中章弘 申請人:豐田自動車株式會社