專利名稱：電動車輛及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動車輛和電動車輛的控制方法。更具體地說，本發(fā)明涉及由電動機的輸出動力驅(qū)動的電動車輛，以及所述電動車輛的控制方法。
現(xiàn)有技術(shù)電動車輛在自停止對驅(qū)動電動機的電力供應(yīng)后經(jīng)過預(yù)定時間段以后停止對動力轉(zhuǎn)向電動機的電力供應(yīng)。然而，當(dāng)經(jīng)過預(yù)定時間段以后電動車輛仍然繼續(xù)行駛時，這種停止控制可能不利地導(dǎo)致無效動力轉(zhuǎn)向并且招致所需轉(zhuǎn)向力的突然增加。在蓄電池電壓降低的情況下，例如，由于電動車輛的加速，停止對驅(qū)動電動機的電力供應(yīng)與所需驅(qū)動力的輸出相抵觸因此導(dǎo)致不良的駕駛感覺。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的電動車輛和所述電動車輛的控制方法的目的在于，即使在蓄電池電壓降低的情況下也確保穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向性能。本發(fā)明的電動車輛和所述電動車輛的控制方法的目的還在于，即使在蓄電池電壓降低的情況下也保持良好的駕駛感覺。本發(fā)明的電動車輛和所述電動車輛的控制方法的目的還在于，防止蓄電池的過量放電。
通過具有以下所述結(jié)構(gòu)和布置的電動車輛和所述電動車輛的控制方法可實現(xiàn)至少部分以上和其他相關(guān)目的。
本發(fā)明涉及由電動機的輸出動力驅(qū)動的電動車輛，所述電動車輛包括向所述電動機傳輸電力以及從所述電動機傳輸電力的蓄電單元；由來自所述蓄電單元的電力供應(yīng)致動的輔機；由來自所述蓄電單元的電力供應(yīng)驅(qū)動并且向轉(zhuǎn)向機構(gòu)輸出轉(zhuǎn)向扭矩的轉(zhuǎn)向輔助結(jié)構(gòu)；測量所述蓄電單元的電壓的電壓測量模塊；以及控制模塊，當(dāng)由所述電壓測量模塊測量的電壓降至或低于第一預(yù)定值時，所述控制模塊停止從所述蓄電單元向所述輔機以及向所述電動機的電力供應(yīng)。
當(dāng)所測量的蓄電單元的電壓降至或低于第一預(yù)定值時，本發(fā)明的電動車輛停止對輔機以及對電動機的電力供應(yīng)。這種布置，即使在蓄電單元電壓降低的情況下，確保了對轉(zhuǎn)向輔助結(jié)構(gòu)的所需電力的供應(yīng)，并確保了穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向性能?！拜o機”的一個典型示例是空調(diào)器。
在本發(fā)明的電動車輛中，優(yōu)選地，所述第一預(yù)定值大于所述轉(zhuǎn)向輔助結(jié)構(gòu)的適當(dāng)操作所需的最小驅(qū)動電壓。當(dāng)所測量的蓄電單元的電壓降至或低于第一預(yù)定值時，停止對輔機以及對電動機的電力供應(yīng)，所述第一預(yù)定值高于轉(zhuǎn)向輔助結(jié)構(gòu)的適當(dāng)操作所需的最小驅(qū)動電壓。這種布置有效地確保了轉(zhuǎn)向輔助結(jié)構(gòu)的適當(dāng)操作所需的最小驅(qū)動電壓。
在本發(fā)明電動車輛的一個優(yōu)選實施例中，當(dāng)所測得的電壓降至或低于所述第一預(yù)定值時，所述控制模塊在停止對所述電動機的電力供應(yīng)之前停止對所述輔機的電力供應(yīng)。在停止對電動機的電力供應(yīng)之前停止對輔機的電力供應(yīng)，確保了對電動機所需電力的供應(yīng)，從而保持了良好的駕駛感覺。在本實施例中，控制模塊可在所測得的電壓降至或低于所述第一預(yù)定值時停止對所述輔機的電力供應(yīng)，并且在所測得的電壓進一步降至或低于比所述第一預(yù)定值小的第二預(yù)定值時停止對所述電動機的電力供應(yīng)。
在本發(fā)明電動車輛的另一個優(yōu)選實施例中，當(dāng)所測得的電壓降至比所述第一預(yù)定值小的第三預(yù)定值時，所述控制模塊停止從所述蓄電單元向所述轉(zhuǎn)向輔助結(jié)構(gòu)的電力供應(yīng)。在所測量的蓄電單元的電壓降至第三預(yù)定值時停止對轉(zhuǎn)向輔助結(jié)構(gòu)的電力供應(yīng)。這種布置有效地防止了蓄電單元的過量放電。在本實施例中，在所測得的電壓降至第三預(yù)定值時，在停止對轉(zhuǎn)向輔助結(jié)構(gòu)的電力供應(yīng)之前，控制模塊可逐漸降低從轉(zhuǎn)向輔助結(jié)構(gòu)輸出到轉(zhuǎn)向機構(gòu)的轉(zhuǎn)向扭矩。這種布置有利地防止了在停止對轉(zhuǎn)向輔助結(jié)構(gòu)的電力供應(yīng)時的瞬間沉重的轉(zhuǎn)向。在停止對轉(zhuǎn)向輔助結(jié)構(gòu)的電力供應(yīng)之前，控制模塊最好在預(yù)定時間段內(nèi)執(zhí)行轉(zhuǎn)向扭矩的逐漸降低。
在另一個優(yōu)選實施例中，本發(fā)明的電動車輛包括內(nèi)燃機；以及電力-機械動力輸入輸出結(jié)構(gòu)，所述電力-機械動力輸入輸出結(jié)構(gòu)連接于所述內(nèi)燃機的輸出軸并連接于與所述電動車輛的車橋(axle)相連的驅(qū)動軸，并且通過電力和機械動力的輸入和輸出將所述內(nèi)燃機的輸出動力的至少一部分輸出到所述驅(qū)動軸；其中，所述電動機與所述驅(qū)動軸相連接以從所述驅(qū)動軸輸入動力以及將動力輸出到所述驅(qū)動軸。在本實施例中，電力-機械動力輸入輸出結(jié)構(gòu)可包括三軸式動力輸入輸出機構(gòu)，所述三軸式動力輸入輸出機構(gòu)與所述內(nèi)燃機的輸出軸、所述驅(qū)動軸以及第三轉(zhuǎn)動軸這三個軸相連，并且基于從這三個軸中的任意兩個軸輸入以及輸出到該任意兩個軸的動力自動地確定從剩余的一個軸輸入以及輸出到該剩余的一個軸的動力；以及從所述第三轉(zhuǎn)動軸輸入動力以及將動力輸出到所述第三轉(zhuǎn)動軸的發(fā)電機；并且所述控制模塊伴隨著對所述電動機的電力供應(yīng)的停止而停止對所述發(fā)電機的電力供應(yīng)。
本發(fā)明涉及由電動機的輸出動力驅(qū)動的電動車輛的控制方法，所述電動車輛包括電動機；向所述電動機傳輸電力以及從所述電動機傳輸電力的蓄電單元；由來自所述蓄電單元的電力供應(yīng)致動的輔機；以及由來自所述蓄電單元的電力供應(yīng)驅(qū)動并且向轉(zhuǎn)向機構(gòu)輸出轉(zhuǎn)向扭矩的轉(zhuǎn)向輔助結(jié)構(gòu)；所述控制方法包括以下步驟(a)測量所述蓄電單元的電壓；以及(b)當(dāng)所述步驟(a)中所測量的所述蓄電單元的電壓降至或低于第一預(yù)定值時，停止從所述蓄電單元向所述輔機以及向所述電動機的電力供應(yīng)。
當(dāng)所測量的蓄電單元的電壓降至或低于第一預(yù)定值時，本發(fā)明的電動車輛的控制方法停止對輔機以及對電動機的電力供應(yīng)。這種布置即使在蓄電單元電壓降低的情況下確保了對轉(zhuǎn)向輔助結(jié)構(gòu)的所需電力的供應(yīng)，并確保了穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向性能?！拜o機”的一個典型示例是空調(diào)器。
在本發(fā)明電動車輛的控制方法的一個優(yōu)選實施例中，在所測得的電壓降至或低于所述第一預(yù)定值時，所述步驟(b)在停止對所述電動機的電力供應(yīng)之前停止對所述輔機的電力供應(yīng)。在停止對電動機的電力供應(yīng)之前停止對輔機的電力供應(yīng)，確保了對電動機所需電力的供應(yīng)，從而保持了良好的駕駛感覺。在本實施例中，步驟(b)可在所測得的電壓降至或低于所述第一預(yù)定值時停止對所述輔機的電力供應(yīng)，并且在所測得的電壓進一步降至或低于比所述第一預(yù)定值小的第二預(yù)定值時停止對所述電動機的電力供應(yīng)。
在另一個優(yōu)選實施例中，電動車輛的控制方法包括以下步驟在所測得的電壓降至比所述第一預(yù)定值小的第三預(yù)定值時，在停止對所述轉(zhuǎn)向輔助結(jié)構(gòu)的電力供應(yīng)之前，逐漸降低從所述轉(zhuǎn)向輔助結(jié)構(gòu)輸出到所述轉(zhuǎn)向機構(gòu)的轉(zhuǎn)向扭矩。這種布置有利地防止了在停止對轉(zhuǎn)向輔助結(jié)構(gòu)的電力供應(yīng)時的瞬間沉重的轉(zhuǎn)向。


圖1示意性地示出了用作本發(fā)明一個實施例中的電動車輛的混合動力車輛的結(jié)構(gòu)；圖2是示出了包含在本實施例的混合動力車輛中的混合電子控制單元執(zhí)行的電力供應(yīng)控制例程的流程圖；圖3示出了在蓄電池的端子間電壓Vb的降低時用于空調(diào)器的逆變器(inverter)和用于電機MG1、MG2的逆變器的時間序列門操作；圖4是示出了修正的電力供應(yīng)控制例程的流程圖；圖5是示出了EPS電子控制單元執(zhí)行的電動轉(zhuǎn)向(EPS)控制例程的流程圖；圖6示意性地示出了一個修正示例中另一混合動力車輛的結(jié)構(gòu)；以及圖7示意性地示出了另一個修正示例中另一混合動力車輛的結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式
下面將作為一個優(yōu)選實施例描述執(zhí)行本發(fā)明的一個模式。圖1示意性地示出了用作本發(fā)明一個實施例中的電動車輛的混合動力車輛20的結(jié)構(gòu)。如圖中所示的，本實施例的混合動力車輛20包括發(fā)動機22、通過減振28與用作發(fā)動機22的輸出軸的曲軸26相連接的三軸式動力分配綜合(統(tǒng)合)機構(gòu)30、與動力分配綜合機構(gòu)30相連接并能夠發(fā)電的電機MG1、安裝于用作與動力分配綜合機構(gòu)30相連接的驅(qū)動軸的齒圈軸32a的減速器35、與減速器35相連接的另一個電機MG2，以及控制整個動力輸出設(shè)備的混合電子控制單元70。
發(fā)動機22是使用諸如汽油或輕油等碳?xì)浠衔锶剂弦暂敵鰟恿Φ膬?nèi)燃機。如圖2中所示的，發(fā)動機電子控制單元(在下文中稱之為發(fā)動機ECU)24從用于檢測發(fā)動機22的冷卻水溫度Te的溫度傳感器23和用于檢測發(fā)動機22的運行狀態(tài)的其他各種傳感器中接收信號，并且負(fù)責(zé)發(fā)動機22的運行控制，例如，燃料噴射控制、點火控制、以及進氣流量調(diào)節(jié)。發(fā)動機ECU24與混合電子控制單元70通信以便于響應(yīng)于從混合電子控制單元70中傳輸來的控制信號控制發(fā)動機22的運行，同時根據(jù)要求向混合電子控制單元70輸出有關(guān)于發(fā)動機22的運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)。
動力分配綜合機構(gòu)30具有太陽齒輪31即，外齒輪；齒圈32即，內(nèi)齒輪，被布置得與太陽齒輪31同心；與太陽齒輪31以及與齒圈32相嚙合的多個小齒輪33；以及將多個小齒輪33保持在允許其自由公轉(zhuǎn)以及其在相應(yīng)軸上自由轉(zhuǎn)動的這樣一種方式下的行星架34。也就是說，動力分配綜合機構(gòu)30被構(gòu)成為可供作為轉(zhuǎn)動元件的太陽齒輪31、齒圈32和行星架34的差速運動的行星齒輪機構(gòu)。動力分配綜合機構(gòu)30中的行星架34、太陽齒輪31和齒圈32分別與發(fā)動機22的曲軸26、與電機MG1以及通過齒圈軸32a與減速器35相連接。當(dāng)電機MG1用作發(fā)電機時，從發(fā)動機22中輸出并通過行星架34輸入的動力根據(jù)傳動比被分配到太陽齒輪31和齒圈32中。另一方面，當(dāng)電機MG1用作電動機時，從發(fā)動機22中輸出并通過行星架34輸入的動力與從電機MG1中輸出并通過太陽齒輪31輸入的動力相組合并且所合成的動力被輸出到齒圈32。因此輸出到齒圈32的動力最終通過齒輪機構(gòu)60和差動器62從齒圈軸32a被傳輸?shù)津?qū)動輪63a、63b。
電機MG1、MG2兩者都是作為發(fā)電機以及作為電動機被驅(qū)動的已知的同步電動發(fā)電機。電機MG1、MG2經(jīng)由逆變器41、42向蓄電池50以及從蓄電池50中傳輸電力。將逆變器41、42與蓄電池50相連接的電力線54被構(gòu)成為由逆變器41、42共用的陽極總線和陰極總線。這種布置使得由電機MG1、MG2中的一個產(chǎn)生的電力能夠由另一個電機消耗。蓄電池50由電機MG1或MG2產(chǎn)生的過剩電力充電并且放電以補充電力的不足。當(dāng)在電機MG1、MG2之間達到了電力平衡時，蓄電池50就不再充電或放電了。電機MG1、MG2兩者的操作都由電機電子控制單元(在下文中稱之為電機ECU)40控制。電機ECU40接收控制電機MG1、MG2的運行所需要的各種信號，例如，來自用于檢測電機MG1、MG2中轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動位置的轉(zhuǎn)動位置檢測傳感器43、44的信號，和施加到電機MG1、MG2并由電流傳感器(未示出)測量的相電流。電機ECU40向逆變器41、42輸出開關(guān)(切換)控制信號。電機ECU40與混合電子控制單元70通信以便于響應(yīng)于從混合電子控制單元70傳輸?shù)目刂菩盘柨刂齐姍CMG1、MG2的運行，同時根據(jù)要求向混合電子控制單元70輸出有關(guān)于電機MG1、MG2的運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)。
電力線54通過逆變器45與空調(diào)器46相連接并通過逆變器47與電動轉(zhuǎn)向裝置(在下文中稱之為EPS)48相連接。EPS48通過內(nèi)置電機48a和減速器(未示出)的協(xié)作作用向轉(zhuǎn)向機構(gòu)(未示出)輸出輔助扭矩。從蓄電池50供應(yīng)的電力用于致動空調(diào)器46的壓縮機(未示出)和EPS48的電機48a。內(nèi)置于EPS48中的EPS電子控制單元(在下文中稱之為EPS-ECU)48b控制電機48a以便于輸出與轉(zhuǎn)向角相對應(yīng)的輔助扭矩。
蓄電池50處于蓄電池電子控制單元(在下文中稱之為蓄電池ECU)52的控制下。蓄電池ECU52接收蓄電池50的控制所需要的各種信號，例如，設(shè)置在蓄電池50的端子之間的電壓傳感器51a所測量的端子間電壓、安裝于與蓄電池50的輸出端子相連接的電力線54的電流傳感器51b所測量的充電-放電電流Ib、以及安裝于蓄電池50的溫度傳感器51c所測量的蓄電池溫度Tb。蓄電池ECU52根據(jù)要求通過通信向混合電子控制單元70輸出有關(guān)于蓄電池50的狀態(tài)的數(shù)據(jù)。蓄電池ECU52基于所累計的由電流傳感器測量的充電-放電電流計算蓄電池50的充電狀態(tài)(SOC)，用于蓄電池50的控制。
混合電子控制單元70被構(gòu)成為包括CPU72、儲存處理程序的ROM74、臨時儲存數(shù)據(jù)的RAM76、未示出的輸入-輸出端口、以及未示出的通信端口的微處理器?；旌想娮涌刂茊卧?0通過輸入端口接收各種輸入來自點火開關(guān)80的點火信號、來自用于檢測變速桿81的當(dāng)前位置的變速位置傳感器82的變速位置SP、來自用于測量加速器踏板83的踩踏量的加速器踏板位置傳感器84的加速器開度Acc、來自用于測量制動器踏板85的踩踏量的制動器踏板位置傳感器86的制動器踏板位置BP、以及來自車速傳感器88的車速V?；旌想娮涌刂茊卧?0通過通信端口與發(fā)動機ECU24、電機ECU40和蓄電池ECU52通信，以便于向發(fā)動機ECU24、電機ECU40和蓄電池ECU52以及從發(fā)動機ECU24、電機ECU40和蓄電池ECU52傳輸各種控制信號和數(shù)據(jù)，如前面所述的。
如此結(jié)構(gòu)的本實施例的混合動力車輛20基于與駕駛員對加速器踏板83的踩下量相對應(yīng)的加速器開度Acc和車速V，計算應(yīng)當(dāng)向作為驅(qū)動軸的齒圈軸32a輸出的要求扭矩。對發(fā)動機22和電機MG1以及電機MG2進行運行控制，以將與該計算的要求扭矩相對應(yīng)的要求動力向齒圈軸32a輸出。發(fā)動機22和電機MG1、MG2的運行控制選擇性地為扭矩變換驅(qū)動模式、充電-放電驅(qū)動模式以及電機驅(qū)動模式中的一種。扭矩變換驅(qū)動模式控制發(fā)動機22的運行以輸出與要求動力相等量的動力，同時驅(qū)動并控制電機MG1、MG2以使得所有來自發(fā)動機22的動力輸出借助于動力分配綜合機構(gòu)30和電機MG1、MG2經(jīng)歷扭矩變換并被輸出到齒圈軸32a。充電-放電驅(qū)動模式控制發(fā)動機22的運行以輸出與要求動力和為蓄電池50充電所消耗或通過蓄電池50放電所供應(yīng)的電力量的總和相等量的動力，同時隨著蓄電池50的充電或放電，驅(qū)動并控制電機MG1、MG2，以使得與要求動力相等的所有或部分來自發(fā)動機22的動力輸出借助于動力分配綜合機構(gòu)30和電機MG1、MG2經(jīng)歷扭矩變換并被輸出到齒圈軸32a。電機驅(qū)動模式停止發(fā)動機22的運行，并驅(qū)動控制電機MG2以將與要求動力相等量的動力輸出到齒圈軸32a。
以下的描述是關(guān)于具有上述結(jié)構(gòu)的實施例的混合動力車輛20的操作，具體為與蓄電池50的端子間電壓Vb的降低相對應(yīng)的一系列控制。圖2是示出了包含在本實施例的混合動力車輛20中的混合電子控制單元70執(zhí)行的電力供應(yīng)控制例程的流程圖。該例程在預(yù)定的時間間隔下(例如，在每8毫秒的時間間隔下)重復(fù)地執(zhí)行。
在電力供應(yīng)控制例程中，混合電子控制單元70的CPU72首先輸入蓄電池50的端子間電壓Vb(步驟S100)。蓄電池50的端子間電壓Vb由電壓傳感器51a測量并通過通信從蓄電池ECU52中接收。在以下描述中，蓄電池50的端子間電壓Vb可被稱作蓄電池電壓Vb。
輸入的蓄電池電壓Vb與預(yù)定閾值Vs1、Vs2相比較(步驟S110)。當(dāng)蓄電池電壓Vb不高于預(yù)定閾值Vs1時，CPU72關(guān)斷用于空調(diào)器46的逆變器45的門極(gate)(步驟S120)。當(dāng)蓄電池電壓Vb不低于預(yù)定閾值Vs2時，CPU72重新導(dǎo)通用于空調(diào)器46的逆變器45的門極(步驟S130)。預(yù)定閾值Vs1、Vs2被設(shè)定得具有一定滯后，以防止逆變器45的門極的關(guān)斷和重新導(dǎo)通之間的頻繁轉(zhuǎn)換。閾值Vs1、Vs2高于EPS48的適當(dāng)操作的最小所需電壓。
之后，輸入的蓄電池電壓Vb與預(yù)定閾值Vm1、Vm2相比較(步驟S140)。當(dāng)蓄電池電壓Vb不高于預(yù)定閾值Vm1時，CPU72關(guān)斷用于電機MG1、MG2的逆變器41、42的門極(步驟S150)。當(dāng)蓄電池電壓Vb不低于預(yù)定閾值Vm2時，CPU72重新導(dǎo)通用于電機MG1、MG2的逆變器41、42的門極(步驟S160)。在步驟S150或S160的處理之后，CPU72從該電力供應(yīng)控制例程中退出。與閾值Vs1、Vs2一樣，預(yù)定閾值Vm1、Vm2被設(shè)定得具有一定滯后，以防止逆變器41、42的門極的關(guān)斷和重新導(dǎo)通之間的頻繁轉(zhuǎn)換。閾值Vm1、Vm2低于預(yù)定閾值Vs1、Vs2但是高于EPS48的適當(dāng)操作的最小所需電壓。
圖3示出了在蓄電池50的端子間電壓Vb的降低時用于空調(diào)器46的逆變器45和用于電機MG1、MG2的逆變器41、42的時間序列門操作。當(dāng)所測得的蓄電池50的端子間電壓Vb降至或低于預(yù)定閾值Vs1時，用于空調(diào)器46的逆變器45的門極被關(guān)斷以停止對于空調(diào)器46的電力供應(yīng)(在時刻t1)。在蓄電池電壓Vb進一步降至或低于預(yù)定閾值Vm1時，用于電機MG1、MG2的逆變器41、42的門極被關(guān)斷以停止對于電機MG1、MG2的電力供應(yīng)(在時刻t2)。門極的關(guān)斷減少了空調(diào)器46以及電機MG1、MG2的功耗并且最終導(dǎo)致蓄電池50的端子間電壓Vb的上升。當(dāng)增加的蓄電池電壓Vb達到或超過預(yù)定閾值Vm2時，用于電機MG1、MG2的逆變器41、42的門極被重新導(dǎo)通以恢復(fù)對于電機MG1、MG2的電力供應(yīng)(在時刻t3)。在蓄電池電壓Vb進一步增加至或超過預(yù)定閾值Vs2時，用于空調(diào)器46的逆變器45的門極被重新導(dǎo)通以恢復(fù)對于空調(diào)器46的電力供應(yīng)(在時刻t4)。以這種方式，響應(yīng)于蓄電池50的端子間電壓Vb的降低而停止對于空調(diào)器46以及對于電機MG1、MG2的電力供應(yīng)，以確保對于EPS48的所需電力的供應(yīng)。閾值Vs1、Vm1用作停止對于空調(diào)器46以及對于電機MG1、MG2的電力供應(yīng)的基準(zhǔn)。這些閾值Vs1、Vm1通過試驗方法等設(shè)定，以將蓄電池50的端子間電壓Vb保持得等于或大于用于EPS48的適當(dāng)操作的最小所需電壓。
如上所述的，在所測得的蓄電池50的端子間電壓Vb降至或低于預(yù)定閾值Vs1時，本實施例的混合動力車輛20關(guān)斷逆變器45的門極以停止對于空調(diào)器46的電力供應(yīng)。在蓄電池50的端子間電壓Vb進一步降至或低于預(yù)定閾值Vm1時，本實施例的混合動力車輛20關(guān)斷逆變器41、42的門極以停止對于電機MG1、MG2的電力供應(yīng)。閾值Vs1、Vm1是通過試驗方法等設(shè)定的，以將蓄電池50的端子間電壓Vb保持為等于或大于用于EPS48的適當(dāng)操作的最小所需電壓。這種布置確保了EPS48適當(dāng)操作的最小所需電壓，因此即使在蓄電池50電壓降低的情況下也確保了穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向性能。在對于空調(diào)器46的電力供應(yīng)停止之后停止對于電機MG1、MG2的電力供應(yīng)。這種布置給予電機MG1、MG2優(yōu)于空調(diào)器46的優(yōu)先權(quán)，因此保持了良好的駕駛感覺。
包含在本實施例的混合動力車輛20中的電機MG1、電機MG2、蓄電池50、空調(diào)器46、EPS48以及電壓傳感器51a分別對應(yīng)于本發(fā)明的發(fā)電機、電動機、蓄電單元、輔機、轉(zhuǎn)向輔助結(jié)構(gòu)以及電壓測量模塊。執(zhí)行本實施例的電力供應(yīng)控制例程的混合電子控制單元70對應(yīng)于本發(fā)明的控制模塊。本實施例的預(yù)定閾值Vs1、Vm1分別相當(dāng)于本發(fā)明的第一預(yù)定值和第二預(yù)定值。
在本實施例的混合動力車輛20中，作為用于停止對于空調(diào)器46以及對于電機MG1、MG2的電力供應(yīng)的基準(zhǔn)的閾值Vs1、Vm1是通過試驗方法等設(shè)定的，以將蓄電池50的端子間電壓Vb保持在等于或大于用于EPS48的適當(dāng)操作的最小所需電壓。蓄電池50的端子間電壓Vb可不嚴(yán)格地保持在用于EPS48適當(dāng)操作的最小所需電壓之上而是可略低于最小所需電壓。
在本實施例的混合動力車輛20中，在蓄電池50的端子間電壓Vb降至或低于預(yù)定閾值Vm1時，逆變器41、42的門極被關(guān)斷以停止對于電機MG1、MG2的電力供應(yīng)。然而，蓄電池電壓Vb與閾值Vm1之間的比較不是必需的。通常要求的是，在停止對于電機MG1、MG2的電力供應(yīng)之前停止對于空調(diào)器46的電力供應(yīng)。一種可行性修正，可在自關(guān)斷逆變器45的門極以停止對于空調(diào)器46的電力供應(yīng)的定時經(jīng)過預(yù)定時間段之后，關(guān)斷逆變器41、42的門極以停止對于電機MG1、MG2的電力供應(yīng)。當(dāng)駕駛感覺的一些缺失可以忽略不計時，在停止對于電機MG1、MG2的電力供應(yīng)之前可不停止對于空調(diào)器46的電力供應(yīng)?？膳c對于空調(diào)器46的電力供應(yīng)的停止同時或者甚至先于對于空調(diào)器46的電力供應(yīng)的停止而執(zhí)行對于電機MG1、MG2的電力供應(yīng)的停止。
上述實施例是有關(guān)于對于混合動力車輛20中空調(diào)器46的電力供應(yīng)的停止的。本發(fā)明的技術(shù)也可應(yīng)用于停止對于除混合動力車輛20中空調(diào)器46以外的任何輔機(例如，電穩(wěn)定器)的電力供應(yīng)，以及停止對于混合動力車輛20中任意多個輔機的電力供應(yīng)。
本實施例的混合動力車輛20在蓄電池50的端子間電壓Vb降至或低于預(yù)定閾值Vs1時停止對于空調(diào)器46的電力供應(yīng)，并然后在蓄電池電壓Vb進一步降至或低于預(yù)定閾值Vm1時停止對于電機MG1、MG2的電力供應(yīng)。一種修正控制程序可在蓄電池電壓Vb降低得低于預(yù)定閾值Ve時另外關(guān)斷逆變器47的門極并停止對于EPS48的電力供應(yīng)，所述閾值Ve低于預(yù)定閾值Vm1并且可等于或略高于用于EPS48的適當(dāng)操作的最小所需電壓。在這種情況下，在關(guān)斷逆變器47的門極以停止對于EPS48的電力供應(yīng)之前，該優(yōu)選程序逐漸降低從EPS48輸出到轉(zhuǎn)向機構(gòu)的輔助扭矩。在圖4的流程圖中示出了所述電力供應(yīng)控制的一個修正例程，在圖5的流程圖中示出了由EPS-ECU48b執(zhí)行的相應(yīng)EPS控制的例程。
圖4的修正電力供應(yīng)控制例程具有與圖2中所示的實施例的電力供應(yīng)控制例程中的相應(yīng)步驟相同的步驟S100到S160。在圖4的修正電力供應(yīng)控制例程中，在步驟S140到S160的處理之后，將所測得的蓄電池50的端子間電壓Vb進一步與低于預(yù)定閾值Vs1、Vm1的預(yù)定閾值Ve相比較(步驟S200)。當(dāng)蓄電池50的端子間電壓Vb降低得低于預(yù)定閾值Ve時，CPU72向EPS-ECU48b輸出停止要求(步驟S210)。在接收到從EPS-ECU48b中發(fā)送回來的停止許可時(步驟S220)，CPU72關(guān)斷用于EPS48的逆變器47的門極(步驟S230)。
在圖5的EPS控制例程中，EPS-ECU48b首先設(shè)定與轉(zhuǎn)向角相對應(yīng)的輔助扭矩Tas(步驟S300)并判定是否從混合電子控制單元70接收了停止要求(步驟S310)。在沒有接收停止要求的情況下，EPS-ECU48b驅(qū)動電機48a以輸出輔助扭矩Tas(步驟S360)并終止EPS控制例程。另一方面，在從混合電子控制單元70中接收了停止要求時，EPS-ECU48b為計數(shù)器C加一(步驟S320)。計數(shù)器C具有初始值“0”并且被增加到預(yù)定參考值Cref。EPS-ECU48b設(shè)定逐漸減小的因數(shù)k，該因數(shù)k隨著計數(shù)器C的計數(shù)直到預(yù)定參考值Cref而從數(shù)值“1”逐漸減小到數(shù)值“0”(步驟S330)。輔助扭矩Tas通過與逐漸減小的因數(shù)k相乘被連續(xù)地校正直到該逐漸減小的因數(shù)k達到數(shù)值“0”(步驟S350)。之后EPS-ECU48b驅(qū)動電機48a以輸出校正的輔助扭矩Tas(步驟S360)并終止EPS控制例程。當(dāng)逐漸減小的因數(shù)k達到數(shù)值“0”時，EPS-ECU48b向混合電子控制單元70輸出停止許可(步驟S370)。逐漸減小的因數(shù)k降低到數(shù)值“0”所需的時間取決于預(yù)定參考值Cref和EPS控制的執(zhí)行間隔。參考值Cref被設(shè)定得使得逐漸減小的因數(shù)k在例如大約2秒鐘的時間段內(nèi)達到數(shù)值“0”。
當(dāng)蓄電池50的端子間電壓Vb降低得低于預(yù)定閾值Ve時，執(zhí)行圖4的電力供應(yīng)控制例程和圖5的EPS控制例程，以在大約2秒鐘的時間段內(nèi)逐漸降低EPS48的輔助扭矩Tas。當(dāng)降低的輔助扭矩Tas達到數(shù)值“0”時，逆變器47的門極被關(guān)斷以停止對于EPS48的電機48a的電力供應(yīng)。在響應(yīng)于混合動力車輛20駕駛期間的蓄電池50的端子間電壓Vb的降低而停止對于EPS48的電機48a的電力供應(yīng)之前，該修正的控制逐漸降低EPS48的輔助扭矩Tas。這種布置有利地避免了瞬間沉重的轉(zhuǎn)向。該修正的控制程序設(shè)定逐漸減小的因數(shù)k以逐漸降低EPS48的輔助扭矩Tas。另一修正可不設(shè)定逐漸減小的因數(shù)k，而是可直接執(zhí)行輔助扭矩Tas的逐漸降低。
在以上所述的本實施例的混合動力車輛20中，發(fā)動機22和電機MG1、MG2與行星齒輪機構(gòu)相連。本發(fā)明的該技術(shù)可適用于通過電動機的輸出動力驅(qū)動的任何結(jié)構(gòu)的電動車輛。例如，本發(fā)明的該技術(shù)可適用于圖6中所示的一修正結(jié)構(gòu)的混合動力車輛120。在該修正結(jié)構(gòu)的混合動力車輛120中，電機MG2的動力可被連接到與連接齒圈軸32a的車橋(即，與驅(qū)動輪63a、63b連接的車橋)不同的車橋(即，與驅(qū)動輪64a、64b連接的車橋)。在另一個示例中，本發(fā)明的該技術(shù)還可適用于圖7中所示的另一修正結(jié)構(gòu)的混合動力車輛220。該修正結(jié)構(gòu)的混合動力車輛220包括成對轉(zhuǎn)子電動機230，該成對轉(zhuǎn)子電動機230具有與發(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。該成對轉(zhuǎn)子電動機230將發(fā)動機22的動力的一部分向驅(qū)動軸傳遞，同時將剩余的輸出動力變換為電力。本發(fā)明的該技術(shù)不局限于所述并聯(lián)混合動力車輛，而且還適用于串聯(lián)混合動力車輛以及不具有發(fā)動機并且僅由電動機的輸出動力驅(qū)動的電動車輛。
應(yīng)認(rèn)為上述實施例的所有方面都是解釋性的而非限制性的。在不脫離本發(fā)明主要特征的范圍或精神的前提下可存在多種修正、改變和變化。本發(fā)明的范圍或精神由所附權(quán)利要求指定，而不是由前述描述指定。
工業(yè)實用性本發(fā)明的技術(shù)可有利地應(yīng)用于電動車輛的制造工業(yè)。
權(quán)利要求
1.一種由電動機的輸出動力驅(qū)動的電動車輛，所述電動車輛包括向所述電動機傳輸電力以及從所述電動機傳輸電力的蓄電單元；由來自所述蓄電單元的電力供應(yīng)致動的輔機；由來自所述蓄電單元的電力供應(yīng)驅(qū)動并且向轉(zhuǎn)向機構(gòu)輸出轉(zhuǎn)向扭矩的轉(zhuǎn)向輔助結(jié)構(gòu)；測量所述蓄電單元的電壓的電壓測量模塊；以及控制模塊，當(dāng)由所述電壓測量模塊測量的電壓降至或低于第一預(yù)定值時，所述控制模塊停止從所述蓄電單元向所述輔機以及向所述電動機的電力供應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車輛，其特征在于，所述第一預(yù)定值大于所述轉(zhuǎn)向輔助結(jié)構(gòu)的適當(dāng)操作所需的最小驅(qū)動電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車輛，其特征在于，當(dāng)所測得的電壓降至或低于所述第一預(yù)定值時，所述控制模塊在停止對所述電動機的電力供應(yīng)之前停止對所述輔機的電力供應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動車輛，其特征在于，所述控制模塊在所測得的電壓降至或低于所述第一預(yù)定值時停止對所述輔機的電力供應(yīng)，并且在所測得的電壓進一步降至或低于比所述第一預(yù)定值小的第二預(yù)定值時停止對所述電動機的電力供應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車輛，其特征在于，當(dāng)所測得的電壓降至比所述第一預(yù)定值小的第三預(yù)定值時，所述控制模塊停止從所述蓄電單元向所述轉(zhuǎn)向輔助結(jié)構(gòu)的電力供應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動車輛，其特征在于，在所測得的電壓降至所述第三預(yù)定值時，在停止對所述轉(zhuǎn)向輔助結(jié)構(gòu)的電力供應(yīng)之前，所述控制模塊逐漸降低從所述轉(zhuǎn)向輔助結(jié)構(gòu)輸出到所述轉(zhuǎn)向機構(gòu)的轉(zhuǎn)向扭矩。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動車輛，其特征在于，在停止對所述轉(zhuǎn)向輔助結(jié)構(gòu)的電力供應(yīng)之前，所述控制模塊在預(yù)定時間段內(nèi)執(zhí)行所述轉(zhuǎn)向扭矩的逐漸降低。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中任一項所述的電動車輛，其特征在于，所述輔機是空調(diào)器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到7中任一項所述的電動車輛，所述電動車輛還包括內(nèi)燃機；以及電力-機械動力輸入輸出結(jié)構(gòu)，所述電力-機械動力輸入輸出結(jié)構(gòu)連接于所述內(nèi)燃機的輸出軸并連接于與所述電動車輛的車橋相連的驅(qū)動軸，并且通過電力和機械動力的輸入和輸出將所述內(nèi)燃機的輸出動力的至少一部分輸出到所述驅(qū)動軸，其中，所述電動機與所述驅(qū)動軸相連接以從所述驅(qū)動軸輸入動力以及將動力輸出到所述驅(qū)動軸。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動車輛，其特征在于，所述電力-機械動力輸入輸出結(jié)構(gòu)包括三軸式動力輸入輸出機構(gòu)，所述三軸式動力輸入輸出機構(gòu)與所述內(nèi)燃機的輸出軸、所述驅(qū)動軸以及第三轉(zhuǎn)動軸這三個軸相連，并且基于從這三個軸中的任意兩個軸輸入以及輸出到該任意兩個軸的動力自動地確定從剩余的一個軸輸入以及輸出到該剩余的一個軸的動力；以及從所述第三轉(zhuǎn)動軸輸入動力以及將動力輸出到所述第三轉(zhuǎn)動軸的發(fā)電機；并且所述控制模塊伴隨著對所述電動機的電力供應(yīng)的停止而停止對所述發(fā)電機的電力供應(yīng)。
11.一種由電動機的輸出動力驅(qū)動的電動車輛的控制方法，所述電動車輛包括電動機；向所述電動機傳輸電力以及從所述電動機傳輸電力的蓄電單元；由來自所述蓄電單元的電力供應(yīng)致動的輔機；以及由來自所述蓄電單元的電力供應(yīng)驅(qū)動并且向轉(zhuǎn)向機構(gòu)輸出轉(zhuǎn)向扭矩的轉(zhuǎn)向輔助結(jié)構(gòu)；所述控制方法包括以下步驟(a)測量所述蓄電單元的電壓；以及(b)當(dāng)所述步驟(a)中所測量的所述蓄電單元的電壓降至或低于第一預(yù)定值時，停止從所述蓄電單元向所述輔機以及向所述電動機的電力供應(yīng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電動車輛的控制方法，其特征在于，在所測得的電壓降至或低于所述第一預(yù)定值時，所述步驟(b)在停止對所述電動機的電力供應(yīng)之前停止對所述輔機的電力供應(yīng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電動車輛的控制方法，其特征在于，所述步驟(b)在所測得的電壓降至或低于所述第一預(yù)定值時停止對所述輔機的電力供應(yīng)，并且在所測得的電壓進一步降至或低于比所述第一預(yù)定值小的第二預(yù)定值時停止對所述電動機的電力供應(yīng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電動車輛的控制方法，其特征在于，所述控制方法還包括以下步驟在所測得的電壓降至比所述第一預(yù)定值小的第三預(yù)定值時，在停止對所述轉(zhuǎn)向輔助結(jié)構(gòu)的電力供應(yīng)之前，逐漸降低從所述轉(zhuǎn)向輔助結(jié)構(gòu)輸出到所述轉(zhuǎn)向機構(gòu)的轉(zhuǎn)向扭矩。
全文摘要
在所測得的蓄電池電壓Vb降至或低于預(yù)定閾值Vs1時，本發(fā)明的控制程序關(guān)斷用于空調(diào)器的逆變器的門極以停止對于空調(diào)器的電力供應(yīng)(在時刻t1)。在所測得的蓄電池電壓Vb進一步降至或低于預(yù)定閾值Vm1時，本發(fā)明的控制程序關(guān)斷用于電機MG1、MG2的逆變器的門極以停止對于電機MG1、MG2的電力供應(yīng)(在時刻t2)。閾值Vs1、Vm1被設(shè)定得將蓄電池電壓Vb保持為等于或大于用于電動轉(zhuǎn)向(EPS)的適當(dāng)操作的最小所需電壓。這種布置確保了EPS的適當(dāng)操作的最小所需電壓，因此即使在蓄電池電壓降低的情況下也確保了穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向性能。
文檔編號B60K6/04GK1926005SQ200580006618
公開日2007年3月7日 申請日期2005年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月25日
發(fā)明者干場健, 天野正彌 申請人:豐田自動車株式會社