混合動力車輛的發(fā)電控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的混合動力車輛的發(fā)電控制裝置可降低具備發(fā)電行駛模式的混合動力車輛的耗油量。混合動力車輛（10）具備作為動力源的發(fā)動機（11）和電動發(fā)電機（12），并且具備用于檢測前行車和本車的車間距離的車間距離檢測部（25）。并且，當(dāng)將發(fā)動機（11）的動力傳遞至驅(qū)動輪的同時驅(qū)動電動發(fā)電機的發(fā)電行駛模式的情況下，根據(jù)車間距離來限制發(fā)電量。根據(jù)限制的發(fā)電量，來降低發(fā)動機驅(qū)動系統(tǒng)的輸出扭矩。
【專利說明】混合動力車輛的發(fā)電控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種將具有發(fā)電功能的電動機(motor)和發(fā)動機(engine)作為動力源而配備的混合動力車輛的發(fā)電控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]針對將內(nèi)燃機(S卩，發(fā)動機)和馬達(S卩，電動機)作為動力源而配備的混合動力車輛而言，存在其電動機具備發(fā)電功能的類型。專利文獻I記載有如下的混合動力車輛:其具備驅(qū)動前輪的發(fā)動機和驅(qū)動后輪的電動發(fā)電機，并且在車輛減速時，將通過電動發(fā)電機的再生制動而產(chǎn)生的電能充電至蓄電池。
[0003]專利文獻2記載有具備通過動力分配機構(gòu)來連結(jié)發(fā)動機和電動機的驅(qū)動系統(tǒng)的混聯(lián)方式的混合動力車輛，并且為了將根據(jù)再生制動而產(chǎn)生的電能充電至蓄電池，動力分配機構(gòu)被連接到發(fā)電機。專利文獻3記載有如下混聯(lián)方式的混合動力車輛:具備與發(fā)動機的曲軸連結(jié)的三軸式動力分配機構(gòu)、連接至動力分配機構(gòu)的第一電動發(fā)電機、與動力分配機構(gòu)的環(huán)形齒輪軸連結(jié)的第二電動發(fā)電機，并且使兩個電動發(fā)電機起到電動機以及發(fā)電機的功能。
[0004]專利文獻4記載有如下并聯(lián)方式的混合動力車輛:具備發(fā)動機和直接連結(jié)到發(fā)動機的可發(fā)電的電動機，各自的動力通過變速器傳遞到驅(qū)動輪，并且將在再生制動時由電動機而產(chǎn)生的電能充電至蓄電池。
[0005]在這種混合動力車輛中具備如下的幾個模式:通過由發(fā)動機和電動發(fā)電機中的至少一方輸出的驅(qū)動力，使車輛行駛的行駛模式；在減速時，將由發(fā)電機而產(chǎn)生的電能充電至蓄電池的充電模式；一邊發(fā)電一邊行駛的發(fā)電行駛模式。
現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開平9-298802號公報專利文獻2:日本特開2007-168502號公報
專利文獻3:日本特開2009-189217號公報專利文獻4:日本特開2009-274611號公報
[0007]若在車輛設(shè)置車間距離檢測部，則可以檢測出前行車、障礙物等對象物和本車之間的車間距離，上述混合動力車輛就具備檢測車間距離的車間距離傳感器。在專利文獻I中，當(dāng)在車輛的行駛中檢測出制動要求時，通過電動發(fā)電機的再生制動來抑制車速的上升，并且當(dāng)檢測出前方有障礙物時，通過電動發(fā)電機的再生制動來防止接近障礙物。
[0008]在專利文獻2中，維持前行車和本車之間的車間距離，并且越顯示要求響應(yīng)性高的驅(qū)動力的信息，針對所要求驅(qū)動力，電動機所分擔(dān)的驅(qū)動力的分配比設(shè)置成越高。并且，在專利文獻3中，在跟隨前行車的低速行駛中，基于車速和車間距離，當(dāng)車速為預(yù)定車速以上時，在要求制動扭矩的范圍內(nèi)對電動機進行再生制動，并且當(dāng)車速未到達預(yù)定車速時將電動機的制動扭矩(即，再生扭矩)切換至由制動器的制動力。而且，在專利文獻4中，基于由前行車和本車的車速算出來的相對速度變化，算出再生期待量，基于再生期待量變更蓄電裝置的目標SOC。
[0009]上述的現(xiàn)有混合動力車輛具有發(fā)電行駛模式，并且當(dāng)車輛以該發(fā)電行駛模式行駛的狀態(tài)下，因為發(fā)電，相比于傳遞到驅(qū)動輪的扭矩還使發(fā)動機的負荷上升，因此燃料消耗量增加，從耗油量方面考慮時，發(fā)電行駛模式不是較佳的行駛模式。但是，如果不進行電動機發(fā)電行駛時，蓄電池的殘存容量減少，因此在行駛中難以將電動機的扭矩傳遞到驅(qū)動輪。
[0010]另外，當(dāng)以發(fā)電行駛模式行駛的狀態(tài)下對制動器進行操作時，切換至再生制動模式，并通過電動發(fā)電機或者發(fā)電機來發(fā)電并將電能充電至蓄電池。但是，在現(xiàn)有的混合動力車輛的發(fā)電行駛模式中，將發(fā)電量設(shè)為固定不變。當(dāng)將發(fā)電量設(shè)為固定不變，且將發(fā)動機的動力傳遞至驅(qū)動輪的同時通過發(fā)動機來發(fā)電時，會產(chǎn)生瞬間耗油量的惡化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于使具有發(fā)電行駛模式的混合動力車輛的耗油量降低。
[0012]本發(fā)明的混合動力車輛的發(fā)電控制裝置，混合動力車輛具備作為動力源的發(fā)動機和具有發(fā)電功能的電動機，其中，所述混合動力車輛的發(fā)電控制裝置具備:車間距離檢測部，檢測前行車和本車的車間距離；發(fā)電控制部，在將所述發(fā)動機的動力傳遞至驅(qū)動輪的同時驅(qū)動所述電動機的發(fā)電行駛的方式下，根據(jù)車間距離來限制發(fā)電量而降低發(fā)動機負荷。
[0013]當(dāng)以發(fā)電行駛模式行駛時，根據(jù)本車和前行車之間的車間距離來限制發(fā)電量，并降低用于發(fā)電的發(fā)動機負荷，因此可以降低混合動力車輛的耗油量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1不出混合動力車輛的系統(tǒng)構(gòu)成的一例的概略圖。
圖2 (A)是示出在發(fā)電行駛模式中的本發(fā)明的發(fā)電控制的時序圖，圖2 (B)是作為比較例而示出現(xiàn)有的發(fā)電控制的時序圖。
圖3是示出用于進行根據(jù)車間距離以及車間距離變化量的發(fā)電限制處理的電動機扭矩增益的圖表。
圖4是示出在本發(fā)明的發(fā)電控制裝置中的發(fā)電限制處理的算法的流程圖。
符號說明:
10:混合動力車輛
11:發(fā)動機
12:電動發(fā)電機
13:變速器
14:輸出軸
15:減速齒輪副
16:車軸
17:前輪
21:逆變器
22:蓄電池
23:車間距離檢測器 24:車間距離檢測控制器
25=HEV控制器
26:油門
27:制動器
31:發(fā)動機控制器
32:變速器控制器
33:逆變器控制器

【具體實施方式】
[0015]以下，基于附圖來詳細說明本發(fā)明的實施方式。圖1所示的混合動力車輛10，分別具備:作為動力源且由汽油發(fā)動機、柴油發(fā)動機等內(nèi)燃機構(gòu)成的發(fā)動機11 ;作為動力源且作為具備發(fā)電功能的電動機的電動發(fā)電機12。發(fā)動機11的輸出軸連結(jié)至變速器13，變速器13的輸出軸14連結(jié)至電動發(fā)電機12。輸出軸14通過減速齒輪副15連結(jié)至前輪用的車軸16，該混合動力車輛10采用并聯(lián)方式，并且具備:發(fā)動機驅(qū)動系統(tǒng)，將發(fā)動機11的動力傳遞到作為驅(qū)動輪的前輪16 ;電動機驅(qū)動系統(tǒng)，將電動發(fā)電機12的動力傳遞到驅(qū)動輪。根據(jù)行駛模式，發(fā)動機11的動力和電動發(fā)電機的動力中的至少一個將被傳遞至設(shè)置在車軸16的前輪17。在后輪用車軸18設(shè)置有后輪19。在此需要說明的是，圖1中省略了設(shè)置在前輪用車軸16的差動裝置。
[0016]在圖1所示的混合動力車輛10中，發(fā)動機11驅(qū)動車輪和電動發(fā)電機12來發(fā)電，同時電動發(fā)電機12還被利用為行駛用的動力源。電動發(fā)電機12的定子上連接有逆變器(inverter) 21，逆變器21上通過電線連接有作為蓄電裝置的蓄電池22。在該混合動力車輛10中，發(fā)動機11的動力以箭頭E所示的方式傳遞至前輪17，如果將蓄電池22的電力以箭頭B所示的方式供給至電動發(fā)電機12，則電動發(fā)電機12的動力以箭頭M所示的方式傳遞至前輪17。據(jù)此，可將發(fā)動機11和電動發(fā)電機12中的至少一個作為動力源來驅(qū)動車輛。
[0017]在車輛減速時，如果使電動發(fā)電機12起到發(fā)電機的功能，則變成如虛線的箭頭G所示的再生制動模式:吸收在制動時作為熱能而被丟棄的減速能量并充電至蓄電池22。而且，混合動力車輛10還具有如下的發(fā)電行駛模式:提高發(fā)動機11的負荷而向驅(qū)動輪傳遞行駛輸出扭矩，同時通過剩余的輸出扭矩使電動發(fā)電機12發(fā)電。
[0018]混合動力車輛10設(shè)置有用于檢測前行車和本車之間的車間距離的車間距離檢測器23。作為該車間距離檢測器23而言，存在如下的形式:使用兩個電荷耦合(CCD)相機并利用左右的視差來檢測到達作為對象物的前行車為止的距離；使用毫米波雷達來檢測距離等。來自車間距離檢測器23的檢測傳感器信號在作為車間距離檢測部以及車間距離變化量檢測部的車間距離檢測控制器24中，基于檢測傳感器信號來檢測前行車和本車之間的車間距離以及車間距離變化量。檢測出來的車間距離以及車間距離變化量的信號被發(fā)送至作為發(fā)電控制部的混合動力汽車(HEV)控制器25。HEV控制器25接收來自油門26的油門操作信號和來自制動器27的制動器操作信號。作為制動器27，存在由駕駛員踩踏來進行操作的制動器、根據(jù)車間距離來增加制動力的車輛中的自動制動器。
[0019]從HEV控制器25向控制發(fā)動機11的發(fā)動機控制器31發(fā)送控制信號，從而控制發(fā)動機11的輸出扭矩。并且，從HEV控制器25還向控制變速器13的變速器控制器32輸出變速指令信號，還向控制逆變器21的逆變器控制器33輸出電動發(fā)電機12的輸出扭矩的指令信號。HEV控制器25具有檢測蓄電池22的殘存容量(SOC)的功能。包括HEV控制器25的上述各種控制器由具備中央運算處理器(CPU)、存儲器(ROM、RAM)和輸入輸出界面的微型計算機構(gòu)成。
[0020]圖2 (A)是示出在發(fā)電行駛模式中的本發(fā)明的發(fā)電控制的時序圖，圖2 (B)是作為比較例而示出現(xiàn)有的發(fā)電控制的時序圖。在圖2中，示出發(fā)電行駛模式和再生制動模式，當(dāng)本車接近前行車而駕駛員對制動器27進行操作時，切換到再生制動模式。當(dāng)具備自動制動器的情況下，若本車接近前行車至預(yù)定距離，則可啟動自動制動器而自動地切換至再生制動模式。
[0021]在發(fā)電行駛模式中，發(fā)動機11的輸出扭矩傳遞到驅(qū)動輪的同時傳遞至電動發(fā)動機12，從而使電動發(fā)電機12發(fā)電。如圖2 (A)所示，當(dāng)以發(fā)電行駛模式來行駛時，基于車間距離、或者車間距離以及車間距離變化量，控制在發(fā)電行駛模式過程中的發(fā)電量。
[0022]如圖2 (B)的比較例所示，在現(xiàn)有技術(shù)中，在切換至再生制動模式之前，在發(fā)電行駛模式中的發(fā)電量被設(shè)置成固定不變，但是如圖2 (A)所示，若基于車間距離等來限制在發(fā)電行駛模式中的發(fā)電量，則在切換至再生制動模式之前可限制發(fā)電量，因此降低混合動力車輛10的耗油量。
[0023]圖3是示出用于根據(jù)車間距離以及車間距離變化量來由發(fā)電控制裝置進行發(fā)電限制處理的電動機扭矩增益的圖表。該圖表數(shù)據(jù)存儲在設(shè)置于車間距離檢測控制器24或者HEV控制器24的存儲器。
[0024]在圖3中，橫軸表示車間距離L(m)，縱軸表示單位時間(秒)的車間距離變化量(m)(即，車間距離變化率η (m/s))。當(dāng)車間距離L在100?80m時，電動機扭矩增益K被設(shè)置在0.8?1，當(dāng)車間距離在80?60m時，增益K被設(shè)置在0.6?0.8，如圖3所示，隨著車間距離L變短，增益K被設(shè)置成變小。尤其，車間距離變化率(m/s)在負側(cè)變大時(S卩，在接近前行車的方向上車間距離變化率變大時)，增益K被設(shè)置成變小。
[0025]如圖2所示，在發(fā)電行駛模式中，發(fā)動機11的目標發(fā)動機扭矩(Nm)被設(shè)置成在傳遞到驅(qū)動輪的用于行駛的發(fā)動機扭矩上加上用于使電動發(fā)電機12發(fā)電的負的目標電動機扭矩(Nm)的值，變速比也設(shè)置成在發(fā)電行駛模式中的目標變速比。在該行駛模式中，基于來自車間距離檢測器23的檢測信號，由車間距離檢測控制器24計算車間距離L和車間距離變化率H。如圖3的圖表數(shù)據(jù)所示，基于車間距離L和車間距離變化率η來設(shè)置電動機扭矩增益K，并且在目標電動機扭矩(Nm)上乘上增益K，從而進行電動發(fā)電機12的負的目標電動機扭矩的限制處理。據(jù)此，在發(fā)電行駛模式中，可限制發(fā)電量，并降低油耗。
[0026]如果進行負的目標電動機扭矩的限制處理，則相對于駕駛員的要求驅(qū)動力，針對驅(qū)動輪的驅(qū)動系統(tǒng)的輸出扭矩變得過大。因此，如圖2 (A)所示，為使驅(qū)動系統(tǒng)的輸出扭矩保持在駕駛員的要求驅(qū)動力，從目標發(fā)動機扭矩中減去相當(dāng)于目標電動機扭矩限制的值，從而降低發(fā)動機的負荷。作為發(fā)動機驅(qū)動系統(tǒng)的輸出扭矩的減法處理方式，只要能夠保持駕駛員的要求驅(qū)動力，則作為代替對目標發(fā)動機扭矩進行減法計算而降低發(fā)動機負荷的方式的形式，可以采用調(diào)整變速比來降低發(fā)動機負荷的方式。尤其，還可以采用目標發(fā)動機扭矩的減法計算和變速器的調(diào)整這兩者都進行的形式。
[0027]圖4是示出在發(fā)電控制裝置中的發(fā)電限制處理的算法的流程圖。在步驟SI中，當(dāng)判斷為正在執(zhí)行發(fā)電行駛模式時，基于來自車間距離檢測器23的檢測信號，檢測車間距離L和車間距離變化率η (步驟S2、S3)。如圖3所示，當(dāng)車間距離L變成10m以下時，電動機扭矩增益K被設(shè)置在I以下，從而在步驟S4中執(zhí)行目標電動機扭矩的限制處理。該限制處理可采用僅基于車間距離L來執(zhí)行的方式，但是可以進行通過加上車間距離L和車間距離變化率Π這兩個因素進一步降低耗油量的限制處理。在此需要說明的是，即使在執(zhí)行發(fā)電行駛模式的情況下，若蓄電池22的殘存容量(SOC)變成預(yù)定值以下，則不會進行目標電動機扭矩的限制處理。
[0028]若執(zhí)行了目標電動機扭矩的限制處理，則在步驟S5中執(zhí)行驅(qū)動系統(tǒng)的輸出扭矩的減法處理。在該減法處理的步驟S5中，如上所述，為了保持駕駛員的要求驅(qū)動力，可采用如下的方式:對目標發(fā)動機扭矩進行減法計算的方式；調(diào)整變速比的方式；以及目標發(fā)動機扭矩的減法計算和變速比的調(diào)整這兩者都進行的方式。在駕駛員對制動器進行操作，或者啟動自動制動器，則切換至再生制動模式，從而中止扭矩限制處理(步驟S6、S7)。
[0029]本發(fā)明不限于前述實施方式，在不脫離該宗旨的范圍內(nèi)可進行各種變更。例如，圖1中是出了并聯(lián)方式的混合動力車輛10，但是可應(yīng)用本發(fā)明的混合動力車輛不限于并聯(lián)方式，還可應(yīng)用在混聯(lián)方式的混合動力車輛。
【權(quán)利要求】
1.一種混合動力車輛的發(fā)電控制裝置，混合動力車輛具備作為動力源的發(fā)動機和具有發(fā)電功能的電動機， 其中，所述混合動力車輛的發(fā)電控制裝置具備: 車間距離檢測部，檢測前行車和本車的車間距離； 發(fā)電控制部，在將所述發(fā)動機的動力傳遞至驅(qū)動輪的同時將驅(qū)動所述電動機的發(fā)電行駛的方式下，根據(jù)車間距離來限制發(fā)電量而降低發(fā)動機負荷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所示的混合動力車輛的發(fā)電控制裝置，其中， 所述混合動力車輛的發(fā)電控制裝置具備檢測前行車和本車的車間距離變化量的車間距離變化量檢測部，用以根據(jù)車間距離和車間距離變化量來限制發(fā)電量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所示的混合動力車輛的發(fā)電控制裝置，其中， 所述混合動力車輛的發(fā)電控制裝置通過降低發(fā)動機扭矩來降低發(fā)動機負荷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所示的混合動力車輛的發(fā)電控制裝置，其中， 所述混合動力車輛的發(fā)電控制裝置通過調(diào)整變速比，來降低發(fā)動機負荷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所示的混合動力車輛的發(fā)電控制裝置，其中， 所述混合動力車輛的發(fā)電控制裝置通過降低發(fā)動機扭矩的同時調(diào)整變速比來降低發(fā)動機負荷。
【文檔編號】B60W10/08GK104071155SQ201410105070
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月27日
【發(fā)明者】岸田太一 申請人:富士重工業(yè)株式會社