混合動力車輛、以及混合動力車輛的控制方法
【專利說明】混合動力車輛、以及混合動力車輛的控制方法
[0001]本非臨時申請基于2014年4月21日提交給日本專利局的編號為2014-087376的日本專利申請，該申請的全部內(nèi)容通過引用的方式在此納入。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種混合動力車輛，更具體地，涉及具有將存儲在蓄電裝置中的電荷量增加到目標(biāo)值的模式的混合動力車輛。
【背景技術(shù)】
[0003]編號為2003-235108的日本專利公開(下文稱為“PTD I”)描述了一種車輛控制裝置，其被配置為響應(yīng)于駕駛員對充電開關(guān)的操作，增加在電池中存儲的電荷量(下文也稱為“S0C(充電狀態(tài))”)，以便允許根據(jù)駕駛員的意圖實現(xiàn)電動機式行駛。
[0004]PTD I描述了當(dāng)車輛響應(yīng)于充電開關(guān)的操作而進(jìn)入充電模式時，電池的目標(biāo)充電量(目標(biāo)S0C)增加。響應(yīng)于此，引擎輸出被適當(dāng)?shù)卣{(diào)整，并且由發(fā)電機執(zhí)行發(fā)電，因此，SOC與正常時間的SOC相比可增加。例如，PTD I描述了目標(biāo)SOC通常為60 (%)，而在充電模式中，目標(biāo)SOC增加到70(% )。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在混合動力車輛中，即使在不選擇PTD I中描述的充電模式時，引擎輸出一般也會被適當(dāng)?shù)乜刂疲员銓㈦姵氐腟OC控制為SOC目標(biāo)值。此時SOC增加相對于燃料消耗的能量效率(下文也稱為“充電效率”)可根據(jù)混合動力車輛的駕駛傾向(例如，駕駛員的駕駛方式和日常行駛路線)而改變。
[0006]例如，當(dāng)車輛行駛所需的功率被輸出時的操作點比引擎效率最大化時的操作點更接近低輸出側(cè)時，增加用于給電池充電的功率，從而提高在通過SOC控制進(jìn)行充電期間的引擎效率。在非常頻繁地發(fā)生這種狀況的駕駛傾向的情況下，正常SOC控制中的充電效率趨于較高。相反地，在非常頻繁地出現(xiàn)相對高負(fù)荷行駛的情況下，相對于引擎中的燃料消耗量，SOC的增加量較小，這樣，用于增加SOC的能量效率趨于較低。
[0007]此外，目標(biāo)SOC在正常時(在充電模式不被選擇時)與在充電模式中不同。因此，用于增加SOC的能量效率在這兩種模式之間也有所不同。
[0008]因此擔(dān)心，如果在不考慮上述車輛的駕駛傾向的情況下同樣地應(yīng)用用于增加SOC的模式(PTD I中的充電模式)，則能量效率會降低，從而使得燃料效率劣化。
[0009]本發(fā)明的提出就是為了解決上述問題，并且本發(fā)明的目的是提高具有將存儲在蓄電裝置中的電荷量(即，S0C)增加到目標(biāo)值的模式的混合動力車輛的燃料效率。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種混合動力車輛包括:用于通過使用來自蓄電裝置的電力產(chǎn)生車輛驅(qū)動力的機構(gòu)；內(nèi)燃機；用于通過使用所述內(nèi)燃機的輸出產(chǎn)生所述蓄電裝置的充電電力的發(fā)電機構(gòu)；輸入裝置；和控制裝置。設(shè)置所述輸入裝置是用于用戶選擇充電量恢復(fù)控制，以便將存儲在所述蓄電裝置中的電荷量增加到目標(biāo)值。所述控制裝置被配置為通過所述電荷量的控制來控制車輛行駛。當(dāng)所述充電量恢復(fù)控制響應(yīng)于所述輸入裝置的操作而開始時，所述控制裝置基于所述混合動力車輛的過去駕駛歷史在所述充電量恢復(fù)控制中設(shè)定所述目標(biāo)值。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于混合動力車輛的控制方法，該混合動力車輛包括內(nèi)燃機和用于通過使用來自蓄電裝置的電力產(chǎn)生車輛驅(qū)動力的機構(gòu)。所述控制方法包括以下步驟:在車輛行駛期間，根據(jù)用戶的指令，開始充電量恢復(fù)控制，以便通過發(fā)電機構(gòu)將存儲在所述蓄電裝置中的電荷量增加到目標(biāo)值，該發(fā)電機構(gòu)用于通過使用所述內(nèi)燃機的輸出產(chǎn)生所述蓄電裝置的充電電力；在所述充電量恢復(fù)控制開始時讀取所述混合動力車輛的過去駕駛歷史；以及基于所讀取的駕駛歷史，在所述充電量恢復(fù)控制中設(shè)定所述目標(biāo)值。
[0012]根據(jù)上述混合動力車輛及其控制方法，充電量恢復(fù)控制(S0C恢復(fù)控制)中的充電量可基于駕駛歷史來更改。因此，當(dāng)所述充電效率在所述充電量恢復(fù)控制執(zhí)行時趨于高于在正常時(在所述充電量恢復(fù)控制不被執(zhí)行時)，所述充電量恢復(fù)控制中的所述目標(biāo)值可增加，并且所述充電量可增加。相反地，當(dāng)所述充電效率在所述充電量恢復(fù)控制執(zhí)行時趨于低于在正常時(在所述充電量恢復(fù)控制不被執(zhí)行時)，所述充電量恢復(fù)控制中的所述充電量可被抑制。結(jié)果，給所述蓄電裝置充電的能量效率可提高，并且所述混合動力車輛的所述燃料效率可提高。
[0013]因此，本發(fā)明的主要優(yōu)點是:可以提高具有將存儲在所述蓄電裝置中的電荷量(SOC)增加到目標(biāo)值的模式的混合動力車輛的燃料效率。
[0014]當(dāng)結(jié)合附圖閱讀下面對本發(fā)明的詳細(xì)描述時，本發(fā)明的上述及其它目的、特征、方面和優(yōu)點將變得更加明顯。
【附圖說明】
[0015]圖1是描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的混合動力車輛的整體配置的框圖。
[0016]圖2是描述SOC控制與引擎輸出控制之間的關(guān)系的概念圖。
[0017]圖3是有關(guān)圖1所示的SOC恢復(fù)開關(guān)的操作的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。
[0018]圖4是描述圖1所示的混合動力車輛中的SOC恢復(fù)控制的處理過程的流程圖。
[0019]圖5是描述用于存儲混合動力車輛的駕駛歷史數(shù)據(jù)的控制處理的流程圖。
[0020]圖6是描述根據(jù)第一實施例的用于設(shè)定SOC恢復(fù)控制中的SOC目標(biāo)值的處理的流程圖。
[0021]圖7是描述根據(jù)第二實施例的用于設(shè)定SOC恢復(fù)控制中的SOC目標(biāo)值的處理的流程圖。
[0022]圖8是描述根據(jù)第二實施例的變形例的用于設(shè)定SOC恢復(fù)控制中的SOC目標(biāo)值的處理的流程圖。
[0023]圖9是描述混合動力車輛的整體配置的一個變形例的框圖。
【具體實施方式】
[0024]下面將參考附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的實施例。在下面的描述中，附圖中的相同或相應(yīng)的部分由相同的附圖標(biāo)記表示，并且不再重復(fù)其描述。
[0025]第一實施例
[0026]圖1是描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的混合動力車輛100的整體配置的框圖。
[0027]參考圖1，混合動力車輛100包括引擎2、動力分割裝置4、電動發(fā)電機6和10、傳動齒輪8、驅(qū)動軸12和車輪14?；旌蟿恿囕v100進(jìn)一步包括蓄電裝置16、電力變換器18和20、E⑶(電子控制單元)25、SOC恢復(fù)開關(guān)28、EV (電動車輛)行駛請求開關(guān)29和功率模式開關(guān)30。
[0028]引擎2是內(nèi)燃機，其通過將燃料燃燒所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換為用于使諸如活塞和轉(zhuǎn)子之類的元件運動的動能來輸出動力。作為引擎2的燃料，適合使用諸如汽油、輕油、乙醇、液態(tài)氫或天然氣之類基于碳?xì)浠衔锏娜剂?，或者液態(tài)或氣態(tài)氫燃料。
[0029]電動發(fā)電機6和10中的每一者是交流(AC)旋轉(zhuǎn)電機，并且例如由三相AC同步電動機形成。電動發(fā)電機6被用作發(fā)電機，其經(jīng)由動力分割裝置4被引擎2驅(qū)動，并且也作為用于啟動引擎2的電動機。
[0030]電動發(fā)電機10主要作為電動機執(zhí)行操作，并且被用于驅(qū)動混合動力車輛100的驅(qū)動軸12。另一方面，在混合動力車輛100減速時，電動發(fā)電機10作為發(fā)電機執(zhí)行操作以執(zhí)行再生發(fā)電。
[0031]動力分割裝置4例如包括行星齒輪機構(gòu)，其具有太陽齒輪、齒輪架和齒圈的三個旋轉(zhuǎn)軸。動力分割裝置4將引擎2的驅(qū)動力分為被傳輸?shù)诫妱影l(fā)電機6的旋轉(zhuǎn)軸的動力和被傳輸?shù)絺鲃育X輪8的動力。傳動齒輪8被耦合到驅(qū)動軸12以驅(qū)動車輪14。傳動齒輪8還被耦合到電動發(fā)電機10的旋轉(zhuǎn)軸。
[0032]蓄電裝置16是可再充電的直流(DC)電源，并且例如由諸如鎳金屬氫化物二次電池或鋰離子二次電池之類的二次電池形成。蓄電裝置16向電力變換器18和20提供電力。此外，在電動發(fā)電機6和/或電動發(fā)電機10發(fā)電時，蓄電裝置16接收所產(chǎn)生的電力并使用該電力而被充電。也可使用大電容電容器作為蓄電裝置16。換言之，任何元件都可被用作蓄電裝置16，只要該蓄電裝置16可以臨時存儲電動發(fā)電機6和10所產(chǎn)生的電力，并且將所存儲的電力提供給電動發(fā)電機6和10即可。
[0033]蓄電裝置16的充電狀態(tài)可由SOC值表示，該值以百分比指示相對于蓄電裝置16的完全充電狀態(tài)的當(dāng)前蓄電量。SOC值例如可基于未示出的電壓傳感器和未示出的電流傳感器檢測到的蓄電裝置16的輸出電壓和/或輸入/輸出電流而被計算。SOC值由ECU 25基于蓄電裝置16的輸出電壓和輸入/輸出電流的檢測值進(jìn)行計算。
[0034]電力變換器18基于從ECU 25接收到的控制信號，執(zhí)行電動發(fā)電機6與蓄電裝置16之間的雙向AC/DC電力變換。類似地，電力變換器20基于從ECU 25接收到的控制信號，執(zhí)行電動發(fā)電機10與蓄電裝置16之間的雙向AC/DC電力變換。結(jié)果，電動發(fā)電機6和10可以從蓄電裝置16接收電力以及向蓄電裝置16發(fā)送電力，并且可以作為電動機輸出用于操作的正轉(zhuǎn)矩，以及作為發(fā)電機輸出用于操作的負(fù)轉(zhuǎn)矩。用于DC電壓轉(zhuǎn)換的升壓轉(zhuǎn)換器也可被設(shè)置在蓄電裝置16與電力變換器18和20之間。
[0035]結(jié)果，電動發(fā)電機6具有作為發(fā)電機的操作模式，該模式使用通過動力分割裝置4傳輸?shù)囊?的輸出產(chǎn)生蓄電裝置16的充電電力，這樣，電動發(fā)電機6可形成“發(fā)電機構(gòu)”。此外，電動發(fā)電機10使用來自蓄電裝置16的電力，作為電動機執(zhí)行操作，這樣，可實現(xiàn)用于使用來自蓄電裝置16的電力產(chǎn)生車輛驅(qū)動力的機構(gòu)。
[0036]E⑶25包括CPU(中央處理單元)、存儲裝置、輸入/輸出緩沖器等(全部未示出)，并且控制混合動力車輛100中的裝置。該控制不限于通過軟件實現(xiàn)的處理，也可由專用硬件(電子電路)執(zhí)行。
[0037]當(dāng)像車輛停止和低速行駛期間那樣，行駛負(fù)荷較小并且引擎2的效率較低時，ECU25控制電力變換器20，以使引擎2被停止，并且混合動力車輛100僅