混合動力車輛以及用于控制混合動力車輛的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種混合動力車輛（100）以及用于控制混合動力車輛的方法。在混合動力車輛（100）中，ECU（26）以當用戶經(jīng)由所述SOC恢復開關(guān)（28）的操作來請求所述蓄電裝置（16）的所述蓄電量的增加時促進所述蓄電裝置（16）的充電的這樣一種方式來控制對所述電力存儲裝置（16）的充電。在執(zhí)行這種充電控制期間，ECU（26）執(zhí)行在強充電模式和弱充電模式之間進行切換的控制，在所述強充電模式中所述蓄電量在早期是增加的，在所述弱充電模式中，與當所述行駛負載大時相比，當所述行駛負載小時，對所述蓄電裝置（16）的充電被抑制。一旦所述弱充電模式已經(jīng)持續(xù)了預定時間，ECU（26）就從所述弱充電模式切換到所述強充電模式。
【專利說明】混合動力車輛以及用于控制混合動力車輛的方法

【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種混合動力車輛，并且尤其涉及一種設置有發(fā)電裝置的混合動力車 輛，該發(fā)電裝置通過使用內(nèi)燃機的輸出來對蓄電裝置進行充電，并且本發(fā)明涉及一種用于 控制該混合動力車輛的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 第2011-93335號日本專利申請公布（JP2011-93335A)公開了一種在其中安裝有 發(fā)電機的混合動力車輛，發(fā)電機通過使用內(nèi)燃機的輸出來產(chǎn)生蓄電裝置的充電電力。一旦 檢測到用戶提出的增加在混合動力車輛中的蓄電裝置的蓄電量的充電請求，內(nèi)燃機的輸出 相較于當沒有檢測到充電請求時以促進蓄電裝置的充電的這樣一種方式而增加。
[0003] 除了將蓄電裝置的蓄電量維持在目標處的常規(guī)的充電和放電控制之外，該混合 動力車輛還允許依照用戶意圖來實現(xiàn)蓄電裝置的充電和放電管理，諸如在選擇了 EV行 駛模式(單獨地依靠電動機而行駛，且內(nèi)燃機停止）或動力模式的情況下預先增加蓄電量 (JP2011-93335A)。
[0004] 增加蓄電裝置的蓄電量包含蓄電量將盡可能快地增加的實例，以及蓄電量將盡可 能高效地增加的實例。在其他實例中，為了發(fā)電的目的而由內(nèi)燃機在運轉(zhuǎn)期間產(chǎn)生的噪聲 和振動（NV)會是所關(guān)心的問題（NV特性惡化)。在上述JP2011-93335A中未致力于這些考 慮。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 根據(jù)上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種混合動力車輛及其控制方法，其中對 在響應于用戶的請求而增加蓄電裝置的蓄電量時的效率和NV特性給予考慮。
[0006] 因而，在本發(fā)明一個方案中，提供了一種具有蓄電裝置、內(nèi)燃機、發(fā)電裝置、輸入裝 置以及電子控制單元的混合動力車輛。所述發(fā)電裝置被構(gòu)造為使得通過使用所述內(nèi)燃機的 輸出來產(chǎn)生所述蓄電裝置的充電電力。所述輸入裝置為用于使用戶能夠請求所述蓄電裝置 的蓄電量的增加的裝置。所述電子控制單元以當經(jīng)由所述輸入裝置來請求所述蓄電量的增 加時促進所述蓄電裝置的充電的這樣一種方式來控制通過所述發(fā)電裝置對所述蓄電裝置 的充電。在已經(jīng)經(jīng)由所述輸入裝置來請求所述蓄電量的所述增加的狀態(tài)下，與當行駛負載 大時相比，當所述行駛負載小時，所述電子控制單元對所述蓄電裝置的充電進行抑制，并且 當在對所述蓄電裝置的充電進行抑制期間滿足預定條件時，所述電子控制單元緩和對所述 蓄電裝置的充電進行的抑制。
[0007] 在所述混合動力車輛中，與當所述行駛負載大時相比，當所述行駛負載小時，所述 電子控制單元可以通過增加停止所述發(fā)電裝置的狀態(tài)來對所述蓄電裝置的充電進行抑制。
[0008] 在所述混合動力車輛中，所述電子控制單元可以具有充電促進控制單元和模式控 制單元。所述充電促進控制單元可以以當經(jīng)由所述輸入裝置來請求所述蓄電量的所述增加 時促進所述蓄電裝置的充電的這樣一種方式來控制通過所述發(fā)電裝置對所述蓄電裝置的 充電。在通過所述充電促進控制單元來執(zhí)行充電控制期間，所述模式控制單元可以控制在 強充電模式和弱充電模式之間的切換，在所述強充電模式中所述蓄電量在早期是增加的， 在所述弱充電模式中，與當所述行駛負載大時相比，當所述行駛負載小時，通過所述發(fā)電裝 置對所述蓄電裝置的充電被抑制，在所述弱充電模式期間當滿足所述預定條件時所述模式 控制單元從所述弱充電模式切換到所述強充電模式。
[0009] 在所述混合動力車輛中，所述預定條件可以是所述弱充電模式已經(jīng)持續(xù)了預定時 間。所述預定條件可以是所述發(fā)電裝置已經(jīng)持續(xù)預定時間未對所述蓄電裝置執(zhí)行充電。 [0010] 在所述混合動力車輛中，所述預定條件可以是在選擇了所述弱充電模式的同時所 述蓄電裝置的所述蓄電量降低了預定量。
[0011] 在所述混合動力車輛中，所述預定條件可以是在選擇了所述弱充電模式的同時所 述混合動力車輛已經(jīng)行駛了預定距離。
[0012] 在所述混合動力車輛中，所述內(nèi)燃機可以在所述行駛負載增加時起動并且在所述 行駛負載降低時停止。當所述模式控制單元已經(jīng)選擇了所述弱充電模式時，所述充電促進 控制單元可以在所述內(nèi)燃機依照所述行駛負載而運轉(zhuǎn)期間執(zhí)行通過所述發(fā)電裝置對所述 蓄電裝置的充電。
[0013] 在所述混合動力車輛中，所述模式控制單元可以基于經(jīng)由所述輸入裝置的輸入而 在所述強充電模式和所述弱充電模式之間切換。
[0014] 在所述混合動力車輛中，當經(jīng)由所述輸入裝置請求所述蓄電量的所述增加時，所 述電子控制單元可以控制通過所述發(fā)電裝置對所述蓄電裝置的充電，從而增加所述蓄電裝 置的充電狀態(tài)。
[0015] 在所述混合動力車輛中，當經(jīng)由所述輸入裝置請求所述蓄電量的所述增加時，所 述電子控制單元可以構(gòu)造為控制通過所述發(fā)電裝置對所述蓄電裝置的充電，從而增加所述 蓄電裝置的充電率。
[0016] 在本發(fā)明的另一個方案中，提供了一種如下所述的用于控制混合動力車輛的方 法。所述混合動力車輛具有：蓄電裝置；內(nèi)燃機；發(fā)電裝置，其通過使用所述內(nèi)燃機的輸出 來產(chǎn)生所述蓄電裝置的充電電力；以及輸入裝置，其用于使用戶能夠請求所述蓄電裝置的 蓄電量的增加。用于控制所述混合動力車輛的方法具有以下步驟。具體為：以當經(jīng)由所述 輸入裝置來請求所述蓄電量的所述增加時促進所述蓄電裝置的充電的這樣一種方式來控 制通過所述發(fā)電裝置對所述蓄電裝置的充電；在已經(jīng)經(jīng)由所述輸入裝置來請求所述蓄電量 的所述增加的狀態(tài)下，與當行駛負載大時相比，當所述行駛負載小時，對所述蓄電裝置的充 電進行抑制，并且當在對所述蓄電裝置的充電進行抑制期間滿足預定條件時，緩和對所述 蓄電裝置的充電進行的抑制。
[0017] 在本發(fā)明的混合動力車輛及其控制方法中，如上所述，提供了一種用于使用戶能 夠請求所述蓄電裝置的蓄電量的增加的輸入裝置。以當經(jīng)由所述輸入裝置來請求所述蓄電 量的所述增加時促進所述蓄電裝置的充電(充電促進控制）的這樣一種方式來通過所述發(fā) 電裝置對所述蓄電裝置進行充電。在這種充電促進控制中，與當所述行駛負載大時相比，當 所述行駛負載小時，對所述蓄電裝置的充電進行抑制。因而，當所述行駛負載小時也限制了 發(fā)動機的輸出，并因此抑制了發(fā)動機在低負載下的運轉(zhuǎn)，發(fā)動機在低負載下的運轉(zhuǎn)必然伴 有低效率和更差的NV特性。所以，本發(fā)明成功地提供了一種混合動力車輛及其控制方法， 其中可以對在響應于用戶的請求而增加蓄電裝置的蓄電量時的效率和NV特性給予考慮。
[0018] 在所述混合動力車輛及其控制方法中，如上所述，當在對所述蓄電裝置的充電進 行抑制期間滿足預定條件時，緩和對所述蓄電裝置的充電進行的抑制。因而，避免了由于持 續(xù)的小行駛負載狀態(tài)而不促進所述蓄電裝置的充電的情形。因此，本發(fā)明甚至對于持續(xù)的 小行駛負載狀態(tài)，也能允許響應于用戶的請求而增加所述蓄電裝置的所述蓄電量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 以下將參考附圖來描述本發(fā)明的示例性實施例的特征、優(yōu)點、以及技術(shù)上的和工 業(yè)上的重要性，其中相似的附圖標記表示相似的元件，并且其中：
[0020] 圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的混合動力車輛的整體結(jié)構(gòu)圖；
[0021] 圖2是示出S0C恢復開關(guān)的外部形式的示例的圖；
[0022] 圖3是示出在S0C恢復開關(guān)操作時的模式轉(zhuǎn)換的圖；
[0023] 圖4是示出在圖3中示出的強充電模式時的充電操作的時序圖；
[0024] 圖5是不出在圖3中不出的弱充電模式時的充電操作的時序圖；
[0025] 圖6是功能上示出在圖1中示出的電子控制單元（E⑶）的構(gòu)造的結(jié)構(gòu)圖；
[0026] 圖7是用于說明在實施例中，在選擇了弱充電模式的情形下，強制模式切換過程 的流程圖；
[0027] 圖8是用于說明在實施例的變化例1中，在選擇了弱充電模式的情形下，強制模式 切換過程的流程圖；
[0028] 圖9是用于說明在實施例的變化例2中，在選擇了弱充電模式的情形下，強制模式 切換過程的流程圖；以及
[0029] 圖10是用于說明在實施例的變化例3中，在選擇了弱充電模式的情形下，強制模 式切換過程的流程圖。

【具體實施方式】
[0030] 接下來將參考附圖來詳細說明本發(fā)明的實施例。在圖中相同和相等的部分用相同 的附圖標記來表示，并且將略去其反復的說明。
[0031] 圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的混合動力車輛的整體結(jié)構(gòu)圖。參考圖1,混合動力車輛 100設置有發(fā)動機2、動力分配裝置4、電動發(fā)電機6, 10、傳動齒輪8、驅(qū)動軸12和車輪14。 混合動力車輛100進一步設置有蓄電裝置16、電力變換器18, 20、作為電子控制單元的示例 的E⑶26以及S0C恢復開關(guān)28。
[0032] 動力分配裝置4連接至發(fā)動機2、電動發(fā)電機6以及傳動齒輪8,并且將動力分送 給前述部件。例如，具有太陽齒輪、行星齒輪架以及內(nèi)嚙合齒輪的三個旋轉(zhuǎn)軸的行星齒輪用 作動力分配裝置4。以上三個旋轉(zhuǎn)軸分別連接至電動發(fā)電機6、發(fā)動機2以及傳動齒輪8的 旋轉(zhuǎn)軸。電動發(fā)電機10的旋轉(zhuǎn)軸連接至傳動齒輪8的旋轉(zhuǎn)軸。具體地，電動發(fā)電機10和 傳動齒輪8具有連接到動力分配裝置4的內(nèi)嚙合齒輪的相同的旋轉(zhuǎn)軸。
[0033] 通過動力分配裝置4,將發(fā)動機2產(chǎn)生的動能分送給電動發(fā)電機6和傳動齒輪8。 發(fā)動機2作為驅(qū)動電動發(fā)電機6并且驅(qū)動傳動齒輪8 (其將動力傳輸至驅(qū)動軸12)的動力 源構(gòu)造在混合動力車輛100中電動發(fā)電機6作為電動發(fā)電機構(gòu)造在混合動力車輛100中， 電動發(fā)電機作為由發(fā)動機2驅(qū)動的發(fā)電機而運轉(zhuǎn)并且也作為能夠起動發(fā)動機2的電動機而 運轉(zhuǎn)。電動發(fā)電機10作為驅(qū)動傳動齒輪8 (其將動力傳輸至驅(qū)動軸12)的動力源構(gòu)造在混 合動力車輛1〇〇中。
[0034] 蓄電裝置16是可再充電的直流（DC)電源，其構(gòu)造為例如二次電池的形式，二次 電池諸如有鎳氫化物二次電池或鋰離子二次電池。蓄電裝置16將電力供應至電力變換器 18, 20。蓄電裝置16通過接收由電動發(fā)電機6和/或電動發(fā)電機10產(chǎn)生的電力而被充電。 大容量電容器可以用作蓄電裝置16。只要這種電容器是能夠暫時存儲由電動發(fā)電機6, 10 產(chǎn)生的電力且能夠?qū)⑺鎯Φ碾娏o電動發(fā)動機6, 10的電力緩沖器，則可以使用任 何這種電容器。蓄電裝置16的電壓可以是例如大約200V。
[0035] 蓄電裝置16基于存儲電壓和輸入-輸出電流來計算蓄電裝置16的充電狀態(tài)(在 下文中稱為" S0C")，并且將所計算的S0C輸出至E⑶26。S0C表明在0-100%的范圍內(nèi)，蓄電 裝置16的相對于其處在充滿電狀態(tài)的蓄電量，并且表示蓄電裝置16的剩余容量。蓄電裝 置16的電壓和輸入-輸出電流分別由電壓傳感器和電流傳感器(未示出）來檢測。蓄電裝 置16的電壓和輸入-輸出電流的檢測值通過蓄電裝置16輸出到E⑶26。E⑶26可隨后計 算 S0C。
[0036] 基于從ECU26接收到的控制信號，電力變換器18將電動發(fā)電機6產(chǎn)生的電力變換 成DC電力，并且將DC電力輸出到蓄電裝置16?；趶腅CU26接收到的控制信號，電力變換 器20將從蓄電裝置16供應的DC電力變換成交流（AC)電力，并且將該AC電力輸出到電動 發(fā)電機10。
[0037] 一旦起動發(fā)動機2,電力變換器18就將蓄電裝置16供應的DC電力變換成AC電 力，并且將AC電力輸出到電動發(fā)電機6。在車輛的制動期間或者在下坡路上的加速減少的 期間，電力變換器20將電動發(fā)電機10產(chǎn)生的電力變換成DC電力，并且將DC電力輸出到蓄 電裝置16。電力變換器18, 20由逆變器構(gòu)成。使電力轉(zhuǎn)換器18, 20的輸入電壓升壓為等 于或高于蓄電裝置16的電壓的相應變換器可以設置在蓄電裝置16與電力變換器18, 20之 間。
[0038] 作為AC電動機的電動發(fā)電機6, 10例如由三相AC同步電動機構(gòu)成，在三相AC同 步電動機中，永磁體嵌入在轉(zhuǎn)子中。電動發(fā)電機6將發(fā)動機2產(chǎn)生的動能變換成電能，并且 將該電能輸出至電力變換器18。電動發(fā)電機6使用從電力變換器18接收到的三相AC電力 來產(chǎn)生驅(qū)動力，并從而起動發(fā)動機2。
[0039] 電動發(fā)電機10使用從電力變換器20接收到的三相AC電力來產(chǎn)生車輛的驅(qū)動扭 矩。在車輛的制動期間或者在下坡路上減少加速期間，電動發(fā)電機10將以動能或勢能的形 式存儲在車輛中的機械能變換成電能，并且將該電能輸出到電力變換器20。
[0040] 發(fā)動機2將取自燃料燃燒的熱能變換成諸如活塞和轉(zhuǎn)子的移動元件的動能，并且 將變換的動能輸出至動力分配裝置4。例如，移動元件可以是活塞，使得如果其運動是往復 的，則往復運動通過所謂曲軸機構(gòu)的方式被變換成旋轉(zhuǎn)運動，活塞的動能經(jīng)由曲軸機構(gòu)被 如此傳輸?shù)絼恿Ψ峙溲b置4。
[0041] E⑶26具有例如中央處理單元（CPU)、存儲裝置以及輸入-輸出緩沖器(未示出）。 ECU26從例如S0C恢復開關(guān)28和蓄電裝置16接收各種信號的輸入，并且將各種控制信號輸 出至相應裝置，以因而控制在混合動力車輛100中的各種裝置。E⑶26的控制不限于軟件處 理，并且可以通過依靠專用硬件（電子電路學）來完成處理。
[0042] E⑶26以當行駛負載小并且發(fā)動機2的效率下降時(例如當車輛停止時或在低速 度行駛期間)，發(fā)動機2停止并且車輛僅利用電動發(fā)電機10而行駛（EV行駛)的這樣一種方 式來控制電力變換器20。當行駛負載增加并且發(fā)動機2可以以良好效率運行時，ECU26起 動發(fā)動機2并且以車輛使用發(fā)動機2和電動發(fā)電機10而行駛(混合動力車輛（HV)行駛）的 這樣一種方式來控制發(fā)動機2和電力變換器18, 20。
[0043] 當從蓄電裝置16接收到的S0C下降至預定目標以下時，E⑶26以電動發(fā)電機6使 用發(fā)動機2的輸出來產(chǎn)生電力的這樣一種方式來控制發(fā)動機2和電力變換器18,從而給蓄 電裝置16充電。在車輛的制動期間或者在下坡路上減少加速期間，ECU26以通過電動發(fā)電 機10執(zhí)行再生發(fā)電的這樣一種方式來控制電力變換器20。
[0044] 一旦從S0C恢復開關(guān)28 (在下面描述）接收到請求信號Rsoc，E⑶26就執(zhí)行以促 進蓄電裝置16的充電的這樣一種方式來利用發(fā)動機2和電動發(fā)電機6的充電控制(充電促 進控制)。這里，充電促進控制包括增加超過普通S0C控制目標的S0C控制目標(在不執(zhí)行 充電促進控制期間)，或者增加超過普通充電率(每單位時間的充電量）的蓄電裝置16的充 電率。充電促進控制與普通充電控制不同，在充電促進控制中在HV行駛期間的S0C保持在 固定的控制目標處。
[0045] S0C恢復開關(guān)28的用途在于使用戶能夠請求蓄電裝置16的蓄電量的增加。經(jīng)由 S0C恢復開關(guān)28的操作，用戶在準備經(jīng)由單獨設置的EV行駛請求開關(guān)而選擇EV行駛時(未 示出），或者在準備經(jīng)由電力模式開關(guān)(未示出）的操作而選擇電力行駛(對于加速踏板的下 壓具有增強的車輛加速性能的行駛模式)時，可以對車輛請求蓄電裝置16的蓄電量的增加。 當用戶操作S0C恢復開關(guān)28時，請求信號Rsoc通過S0C恢復開關(guān)28輸出至E⑶26。用戶 能夠經(jīng)由例如語音輸入工具替代S0C恢復開關(guān)28來請求蓄電量的增加。
[0046] 用戶可以通過操作S0C恢復開關(guān)28來選擇兩種充電模式。一種模式是其中蓄電 量在早期是增加的"強充電模式"。一旦經(jīng)由S0C恢復開關(guān)28選擇了強充電模式，ECU26就 以發(fā)動機2立即起動并且電動發(fā)電機6運轉(zhuǎn)的這樣一種方式來控制發(fā)動機2和電力變換器 18,從而對蓄電裝置16強制地充電。
[0047] 另一模式是其中與當行駛負載大時相比，當行駛負載小時，蓄電裝置16的充電被 抑制的"弱充電模式"。一旦經(jīng)由S0C恢復開關(guān)28選擇了弱充電模式，ECU26就以當發(fā)動機 2依照行駛負載運行時S0C增加的這樣一種方式來控制發(fā)動機2和電力變換器18。弱充電 模式目的也是增加 S0C。一旦選擇弱充電模式，則相對于在沒有S0C增加請求的普通S0C控 制中，S0C控制目標增加，或者蓄電裝置16的充電率增加。
[0048] 圖2是示出S0C恢復開關(guān)28的外部形式的示例的圖。圖3是示出在操作S0C恢 復開關(guān)28時的模式轉(zhuǎn)換的圖。參考圖2和圖3, S0C恢復開關(guān)28具有操作單元72和顯示 單元74,76。每當用戶操作操作單元72時，強充電模式、弱充電模式以及關(guān)斷狀態(tài)(沒有蓄 電量增加的請求的狀態(tài)）以這種次序被切換。強充電模式和弱充電模式的次序可以交換。
[0049] E⑶26向S0C恢復開關(guān)28通知選擇了在強充電模式、弱充電模式以及關(guān)斷狀態(tài)之 中的哪一種模式。一旦選擇強充電模式，顯不單兀74就點亮，并且一旦選擇弱充電模式，顯 示單元76就點亮。
[0050] 回到參考圖1，當選擇了強充電模式時，ECU26起動發(fā)動機2,而不考慮車輛的行駛 負載，并且使用發(fā)動機2和電動發(fā)電機6來執(zhí)行對蓄電裝置16充電的充電促進控制，從而 促進蓄電裝置16的充電。其結(jié)果是，蓄電裝置16中的蓄電量可以在早期恢復。
[0051] 當選擇了弱充電模式時，ECU26在發(fā)動機2依照行駛負載而運轉(zhuǎn)的期間使用發(fā)動 機2和電動發(fā)電機6來執(zhí)行對蓄電裝置16進行充電的充電促進控制，從而促進蓄電裝置16 的充電。當行駛負載小時，即使選擇了弱充電模式，ECU26也以車輛僅使用電動發(fā)電機10而 在EV行駛中行進的這樣一種方式使發(fā)動機2停止并且控制電力變換器20。一旦發(fā)動機2 隨行駛負載的增加而起動，ECU26就使用發(fā)動機2和電動發(fā)電機6來執(zhí)行上述充電促進控 制。
[0052] ECU26在選擇了弱充電模式的整個時間段內(nèi)測量弱充電模式的持續(xù)時間。一旦弱 充電模式已經(jīng)持續(xù)了預定時間，ECU26就將弱充電模式切換成強充電模式，而不考慮S0C恢 復開關(guān)28的操作。當行駛負載小時，發(fā)動機2在弱充電模式下停止。因此，在低負載行駛 持續(xù)的情況下，蓄電量不增加，并因此不能滿足用戶的請求。因而，在本實施例中，當弱充電 模式已經(jīng)持續(xù)了預定時間時，模式被強制轉(zhuǎn)換成強充電模式并且起動發(fā)動機2,從而對蓄電 裝置16進行充電。其結(jié)果是，實現(xiàn)了蓄電量的增加，這也是用戶最初所請求的。預定時間 是預先設置的，視情況而定，然而可以采取其中預定時間可由用戶來設定的配置。
[0053] 在以上說明中，各種控制項由一個集成的E⑶26執(zhí)行，然而E⑶可以配置成分為用 于控制發(fā)動機的E⑶、用于控制電動發(fā)電機6, 10 (電力變換器18, 20)的E⑶以及用于監(jiān)控 蓄電裝置16的EOT。
[0054] 圖4是不出在強充電模式時的充電操作的時序圖。參考圖4, 一旦經(jīng)由S0C恢復開 關(guān)28的接通操作來選擇強充電模式，發(fā)動機2就在tl時刻起動。電動發(fā)電機6使用發(fā)動 機2的輸出來產(chǎn)生電力，并且蓄電裝置16以預定充電量來充電，以這樣一種方式促進了蓄 電裝置16的充電。
[0055] 圖5是不出在弱充電模式時的充電操作的時序圖。參考圖5,在tl時刻處，弱充電 模式經(jīng)由S0C恢復開關(guān)28的接通操作而被選擇。在該時間點處，行駛負載小并且發(fā)動機2 保持停止。此外，發(fā)動機2在該時刻未立即起動。
[0056] 在t2時刻處，發(fā)動機2作為增加行駛負載的結(jié)果而起動；于是，電動發(fā)電機6使用 發(fā)動機2的輸出來產(chǎn)生電力，并且蓄電裝置16以預定充電率來充電，以這樣一種方式促進 了蓄電裝置16的充電。
[0057] 同樣在S0C恢復開關(guān)28關(guān)斷的情況下(在未選擇強充電模式/弱充電模式期間)， 為了保持S0C，蓄電裝置16通過依靠發(fā)動機2和電動發(fā)電機6而被充電。然而，當選擇了弱 充電模式時，S0C控制目標增加為高于正常時的S0C控制目標，或者蓄電裝置16的充電率 增加為高于正常時的充電率。
[0058] 由于行駛負載的降低，發(fā)動機2在t3時刻停止，于是蓄電裝置16的充電也停止。 從而，在弱充電模式中，蓄電裝置16不經(jīng)由發(fā)動機2的持續(xù)運轉(zhuǎn)而被強制充電，就像在強充 電模式中一樣；而是，當發(fā)動機2伴隨行駛負載的下降而停止時，蓄電裝置16的充電停止。 結(jié)果能夠避免源于發(fā)動機2的在低效率運轉(zhuǎn)點處執(zhí)行充電的效率下降，并且即使S0C恢復 慢于在強充電模式中的S0C恢復，也能夠避免源于發(fā)動機2的在低行駛負載下運轉(zhuǎn)的NV惡 化。
[0059] 圖6是功能上示出在圖1中示出的E⑶26的構(gòu)造的結(jié)構(gòu)圖。參考圖6，E⑶26具有 請求電力計算單元52、發(fā)動機起動確定單元54、模式控制單元56、充電促進控制單元58、HV 控制單元60、發(fā)動機控制單元62、MG1 (MG即電動發(fā)電機）控制單元64以及MG2控制單元 66〇
[0060] 請求電力計算單元52基于例如加速踏板的下壓量和車速來計算獲取駕駛員所請 求的驅(qū)動力所需的車輛請求電力(在下文中也稱為"請求電力")。
[0061] 發(fā)動機起動確定單元54基于請求電力計算單元52計算的請求電力并且基于蓄電 裝置16的充電和放電請求量來確定是否起動發(fā)動機2。具體地，當由于增加蓄電裝置16的 充電和放電請求量而產(chǎn)生的值(用于充電的正值）等于或高于預定的發(fā)動機起動閾值時，發(fā) 動機起動確定單元54將指示發(fā)動機2的起動的命令輸出到HV控制單元60。蓄電裝置16 的充電和放電請求量由S0C來確定；例如，當S0C低時，充電請求量較大，而當S0C高時，放 電請求量較大。
[0062] 模式控制單元56基于從S0C恢復開關(guān)28接收到的請求信號Rsoc來控制充電模 式(強充電模式/弱充電模式/關(guān)斷狀態(tài))。具體地，每當響應于用戶對S0C恢復開關(guān)28的 操作而從S0C恢復開關(guān)28接收到請求信號Rsoc時，模式控制單元56對強充電模式、弱充 電模式以及關(guān)斷狀態(tài)以如圖3中示出的這種順序進行切換。模式控制單元56產(chǎn)生標示充 電模式的狀態(tài)(包括關(guān)斷狀態(tài))的模式信號MD，將模式信號MD輸出到充電促進控制單元58， 并且還將用于顯示的模式狀態(tài)輸出到S0C恢復開關(guān)28。
[0063] 這里，模式控制單元56測量在選擇了弱充電模式的整個時間段內(nèi)弱充電模式的 持續(xù)時間。該持續(xù)時間測量通過定時器(未示出）的方式實現(xiàn)。一旦弱充電模式已經(jīng)持續(xù)了 預定時間，則模式控制單元56就將充電模式從弱充電模式強制切換成強充電模式，而不考 慮S0C恢復開關(guān)28的操作。該預定時間是預先設置的，視情況而定，然而可以采取其中預 定時間可由用戶來設定的配置。
[0064] 同樣在由于弱充電模式已經(jīng)持續(xù)了預定時間而使得充電模式已經(jīng)強制地切換為 強充電模式的情況下，模式控制單元56產(chǎn)生標示充電模式的狀態(tài)(包括關(guān)斷狀態(tài))的模式信 號MD，將模式信號MD輸出到充電促進控制單元58,并且將用于顯示的模式狀態(tài)輸出到S0C 恢復開關(guān)28。優(yōu)選地，將由于已經(jīng)持續(xù)了預定時間的弱充電模式而執(zhí)行了強制切換為強充 電模式通知給用戶。
[0065] 當來自模式控制單兀56的模式信號MD表不強充電模式時，充電促進控制單兀58 將指示發(fā)動機2的起動和使用電動發(fā)電機6對蓄電裝置16強制充電的命令輸出給HV控制 單元60,而不考慮發(fā)動機起動確定單元54的確定結(jié)果。發(fā)動機2可以被設定為在充電促進 控制單元58指示發(fā)動機起動確定單元54降低發(fā)動機起動閾值從而使發(fā)動機2起動的狀態(tài) 下而被起動。
[0066] 當來自模式控制單元56的模式信號MD表示弱充電模式時，在發(fā)動機起動確定單 元54已經(jīng)指示發(fā)動機2的起動時，充電促進控制單元58將指示使用電動發(fā)電機6來促進 蓄電裝置16的充電的命令輸出至HV控制單元60。
[0067] 一旦作為來自發(fā)動機起動確定單元54或充電促進控制單元58的命令的結(jié)果而指 示發(fā)動機2的起動，HV控制單元60就將指示發(fā)動機2運轉(zhuǎn)的命令輸出到發(fā)動機控制單元 62。為起動發(fā)動機2，HV控制單元60將指示用于啟動發(fā)動機2的電動發(fā)電機6的電力驅(qū)動 的命令輸出到MG1控制單元64。一旦發(fā)動機2起動，HV控制單元60就將指示電動發(fā)電機 6的再生驅(qū)動的命令輸出至MG1控制單元64。HV控制單元60進一步將指示電動發(fā)電機10 的驅(qū)動的命令輸出到MG2控制單元66。
[0068] 一旦從HV控制單元60接收到指示發(fā)動機2運轉(zhuǎn)的命令，發(fā)動機控制單元62就產(chǎn) 生用于使發(fā)動機2運轉(zhuǎn)的控制信號，并且將控制信號輸出至發(fā)動機2。一旦從HV控制單元 60接收到指示電動發(fā)電機6的驅(qū)動的命令，MG1控制單元64就產(chǎn)生用于驅(qū)動電力變換器18 的控制信號，并且將控制信號輸出至電力變換器18。一旦從HV控制單元60接收到指示電 動發(fā)電機10的驅(qū)動的命令，MG2控制單元66就產(chǎn)生用于驅(qū)動電力變換器20的控制信號， 并且將控制信號輸出至電力變換器20。
[0069] 圖7是用于說明在在選擇了弱充電模式的情形下，強制模式切換過程的流程圖。 流程圖通過預先存儲的程序的主程序經(jīng)由調(diào)用并通過程序的執(zhí)行來實現(xiàn)?？蛇x地，在流程 圖中的程序的所有或一些步驟可以依靠專用硬件（電子電路系統(tǒng)）來實現(xiàn)。
[0070] 參考圖7, E⑶26確定是否已經(jīng)操作了 S0C恢復開關(guān)28 (步驟S10)。當E⑶26確 定已經(jīng)操作了 S0C恢復開關(guān)28時(在步驟S10中的是)，E⑶26確定是否已經(jīng)經(jīng)由S0C恢復 開關(guān)28的操作而選擇了弱充電模式(步驟S20)。
[0071] 當E⑶26確定充電模式是弱充電模式時(步驟S20中的是)，E⑶26確定弱充電模 式是否已經(jīng)持續(xù)了預定時間(步驟S30)。如果弱充電模式尚未持續(xù)預定時間(步驟S30中的 否)，則程序移至步驟S90。
[0072] 當在步驟S30中，E⑶26確定弱充電模式已經(jīng)持續(xù)了預定時間時(步驟S30中的 是)，ECU26將充電模式轉(zhuǎn)換成強充電模式(強制充電）（步驟S40)，而不考慮S0C恢復開關(guān) 28的操作(弱充電模式的選擇)。一旦轉(zhuǎn)換成強充電模式，ECU26不考慮行駛負載而使發(fā)動 機2強制起動，并且使用發(fā)動機2和電動發(fā)電機6對蓄電裝置16充電，從而執(zhí)行促進蓄電 裝置16的充電的充電促進控制。
[0073] 接下來，E⑶26確定發(fā)動機2是否在運轉(zhuǎn)中（步驟S50)。一旦確定發(fā)動機2停止 (步驟S50中的否)，E⑶26就將程序移至步驟S90。
[0074] 當在步驟S50中E⑶26確定發(fā)動機2在運轉(zhuǎn)時(步驟S50中的是)，E⑶26隨后確 定在發(fā)動機2的起動之后是否已經(jīng)經(jīng)過預定時間(步驟S60)。該預定時間與步驟S30中的 預定時間不同，并且它是用于確定蓄電裝置16中的蓄電量已經(jīng)提高了給定程度的時間。
[0075] 當在步驟S60中E⑶26確定已經(jīng)經(jīng)過了預定時間時（步驟S60中的是)，E⑶26就 終止在步驟S40中開始的強制充電(步驟S80)。
[0076] 當在步驟S60中E⑶26確定尚未經(jīng)過預定時間時(步驟S60中的否)，E⑶26隨后 確定在發(fā)動機2的起動之后，蓄電裝置16的S0C是否已經(jīng)提升了預定量(步驟S70)。
[0077] 當在步驟S70中E⑶26確定S0C已經(jīng)提升了預定量時(步驟S70中的是)，E⑶26將 程序轉(zhuǎn)至步驟S80,并且終止強制充電。當在步驟S70中ECU26確定S0C尚未提升預定量時 (步驟S70中的否)，E⑶26將程序轉(zhuǎn)至步驟S90。
[0078] 因此，在本實施例中，設置了用于使用戶能夠請求蓄電裝置16中的蓄電量的增加 的S0C恢復開關(guān)28。一旦經(jīng)由S0C恢復開關(guān)28請求蓄電量的增加，就以促進蓄電裝置16 的充電的這樣一種方式由發(fā)動機2和電動發(fā)電機6對蓄電裝置16充電(充電促進控制)。充 電促進控制包括其中蓄電量在早期增加的強充電模式，以及其中與當行駛負載大時相比， 當行駛負載小時蓄電裝置16的充電被抑制的弱充電模式。在弱充電模式下，當行駛負載小 時還限制發(fā)動機2的輸出。因而，抑制了發(fā)動機2在低負載下運轉(zhuǎn)，在低負載下運轉(zhuǎn)必然伴 隨低效率和更差的NV特性。因此，本實施例允許提供一種混合動力車輛，其中一旦響應于 用戶請求而增加蓄電裝置16的蓄電量，就可以對效率和NV特性進行考慮。
[0079] 在本實施例中，當確定了弱充電模式已經(jīng)持續(xù)了預定時間時充電模式切換成強充 電模式。因而，避免了在弱充電模式期間由于持續(xù)的小行駛負載狀態(tài)而不能促進的蓄電裝 置16的充電的情形。結(jié)果，本實施例允許即使對于持續(xù)的小行駛負載狀態(tài)也能響應于用戶 請求而增加蓄電裝置16的蓄電量。
[0080] 接下來說明變化例1。以上已經(jīng)設定強制轉(zhuǎn)換成強充電模式在弱充電模式持續(xù)了 預定時間時發(fā)生，但是，可以經(jīng)由在弱充電模式期間的持續(xù)低負載行駛來將強制轉(zhuǎn)換成強 充電模式設定為在事實上充電未執(zhí)行預定時間的情況下發(fā)生。
[0081] 圖8是用于說明在變化例1中，在選擇了弱充電模式的情形下，強制模式切換過程 的流程圖。圖8中的流程圖具有步驟S32來替換圖7中示出的流程圖中的步驟S30。
[0082] 也即，當在步驟S20中E⑶26確定充電模式是弱充電模式時（步驟S20中的是)， ECU26確定蓄電裝置16未執(zhí)行充電是否持續(xù)了預定時間（步驟S32)。如上所述，在弱充電 模式下，當行駛負載小時發(fā)動機2停止。因此，如果低負載行駛正在進行，則不執(zhí)行蓄電裝 置16的充電。
[0083] 因而，當在步驟S32中確定了蓄電裝置16未執(zhí)行充電已經(jīng)持續(xù)了預定時間時(步 驟S32中的是)，程序移至步驟S40并且ECU26將充電模式轉(zhuǎn)換成強充電模式(強制充電)， 而不考慮S0C恢復開關(guān)28的操作(弱充電模式的選擇)。其結(jié)果是，發(fā)動機2不考慮行駛負 載而起動，并且蓄電裝置16被強制充電。
[0084] 當在步驟S32中在未執(zhí)行蓄電裝置16的充電沒有持續(xù)預定時間期間的時候(步驟 S32中的否)，程序移至步驟S90。除了步驟S32中的程序之外的程序與在圖7中說明的程 序相同。
[0085] 接下來說明變化例2。在弱充電模式時蓄電裝置16的蓄電量（S0C)的下降可以用 作將充電模式從弱充電模式強制轉(zhuǎn)換為強充電模式的條件。
[0086] 圖9是用于說明在變化例2中，在選擇了弱充電模式的情形下，強制模式切換過程 的流程圖。在圖9中的流程圖具有步驟S34來替代圖7中示出的流程圖中的步驟S30。
[0087] 具體地，當在步驟S20中E⑶26確定充電模式是弱充電模式時(步驟S20中的是)， E⑶26確定在選擇弱充電模式期間蓄電裝置16的S0C是否已經(jīng)下降了預定量(步驟S34)。 如上所述，在弱充電模式下當行駛負載小時，發(fā)動機2停止。因此，會出現(xiàn)其中如果正在進 行低負載行駛，則S0C下降而不執(zhí)行蓄電裝置16的充電的情況。
[0088] 因而，當在步驟S34中E⑶26確定在選擇弱充電模式期間S0C已經(jīng)下降了預定量 時(步驟S34中的是)，程序移至步驟S40,并且ECU26將充電模式轉(zhuǎn)換為強充電模式(強制充 電)，而不考慮S0C恢復開關(guān)28的操作(弱充電模式的選擇)。其結(jié)果是，發(fā)動機2不考慮行 駛負載而起動，并且蓄電裝置16被強制充電。
[0089] 當在步驟S34中ECU26確定在選擇弱充電模式期間S0C沒有下降預定量時(步驟 S34中的否)，程序移至步驟S90。除了步驟S34中的程序之外的程序與在圖7中說明的程 序一樣。
[0090] 以下說明變化例3。在弱充電模式下的行駛距離可以用作將模式從弱充電模式強 制轉(zhuǎn)換成強充電模式的條件。如果在弱充電模式下的行駛距離為長，則由于低負載行駛是 重要的，所以蓄電量可以想象得到不會增加。因此，模式被強制轉(zhuǎn)換成強充電模式。
[0091] 圖10是用于說明在變化例3中，在選擇了弱充電模式的情形下，強制模式切換過 程的流程圖。在圖10中的流程圖具有步驟S36來替代圖7中示出的流程圖中的步驟S30。
[0092] 具體地，當在步驟S20中E⑶26確定充電模式是弱充電模式時(步驟S20中的是)， ECU26隨后確定在選擇弱充電模式期間車輛是否已經(jīng)或沒有行走了預定距離（步驟S36)。 當在步驟S36中ECU26確定車輛已經(jīng)在弱充電模式中行走了預定距離時(步驟S36中的是)， 程序移至步驟S40,并且ECU26將充電模式轉(zhuǎn)換成強充電模式(強制充電)，而不考慮S0C恢 復開關(guān)28的操作(弱充電模式的選擇)。其結(jié)果是，發(fā)動機2不考慮行駛負載而起動，并且 對蓄電裝置16進行強制充電。
[0093] 當在步驟S36中E⑶26確定車輛在弱充電模式中尚未行走預定距離時(步驟S36 中的否)，程序移至步驟S90。除了步驟S36中的程序之外的程序與在圖7中說明的程序一 樣。
[0094] 在以上實施例和變化例中，采取其中兩種充電模式(強充電模式/弱充電模式）可 以經(jīng)由S0C恢復開關(guān)28的操作而選擇的配置，但是也能夠是不提供強充電模式的功能的配 置。具體地，當S0C恢復開關(guān)28接通時，一旦執(zhí)行促進蓄電裝置16的充電的充電促進控 制，與當行駛負載大時相比，當行駛負載小時，可以設定蓄電裝置16的充電被抑制。在一個 示例中，發(fā)動機2和電力變換器18以就像在選擇弱充電模式時一樣當發(fā)動機2依照行駛負 載運轉(zhuǎn)時S0C增加的這樣一種方式被控制。具體地，與當行駛負載大時相比，當行駛負載小 時，一旦增加發(fā)動機2停止的狀態(tài)，當發(fā)動機2依照行駛負載運轉(zhuǎn)時就執(zhí)行充電促進控制。 同樣在這樣的配置中，抑制了發(fā)動機2在低負載下的運轉(zhuǎn)，發(fā)動機2在低負載下的運轉(zhuǎn)會使 得必然伴隨著低效率和更差的NV特性。因此，變得能夠提供其中一旦響應于用戶請求而增 加蓄電裝置16的蓄電量就可以考慮效率和NV特性的混合動力車輛。
[0095] 在以上實施例及其變化例中，混合動力車輛100是串聯(lián)型/并聯(lián)型車輛，其中發(fā) 動機2的動力可以被動力分配裝置4分配并且傳輸?shù)津?qū)動軸12和電動發(fā)電機6,然而本發(fā) 明可以用在其他類型的混合動力車輛中。例如，本發(fā)明可以用在所謂串聯(lián)-混合動力車輛 中，其中發(fā)動機2僅用于驅(qū)動電動發(fā)電機6,并且車輛中的驅(qū)動力僅在電動發(fā)電機10處產(chǎn) 生；或者可以用在其中僅有由發(fā)動機產(chǎn)生的動能中的可再生能源以電能的形式被恢復的混 合動力車輛中；或者可以用在其中提供主要動力的發(fā)動機按需要由電動機輔助的電動機輔 助型混合動力車輛中。
[0096] 在以上的公開中，發(fā)動機2是本發(fā)明的"內(nèi)燃機"的一個示例。電動發(fā)電機6是本 發(fā)明的"發(fā)電裝置"的一個示例。E⑶26是本發(fā)明的"電子控制單元"的一個示例。S0C恢 復開關(guān)28是本發(fā)明的"輸入裝置"的一個示例。
【權(quán)利要求】
1. 一種混合動力車輛，包括：蓄電裝置（16);內(nèi)燃機（2);發(fā)電裝置（6)，其通過使用所 述內(nèi)燃機（2)的輸出來產(chǎn)生所述蓄電裝置（16)的充電電力；輸入裝置（28)，其為用于使用 戶能夠請求所述蓄電裝置（16)的蓄電量的增加的裝置；以及電子控制單元，其以當經(jīng)由所 述輸入裝置（28)來請求所述蓄電量的增加時促進所述蓄電裝置（16)的充電的這樣一種方 式來控制通過所述發(fā)電裝置（6)對所述電力存儲裝置（16)的充電，其特征在于 在已經(jīng)經(jīng)由所述輸入裝置（28)來請求所述蓄電量的所述增加的狀態(tài)下，與當行駛負載 大時相比，當所述行駛負載小時，所述電子控制單元（26)對所述蓄電裝置（16)的充電進行 抑制，并且當在對所述蓄電裝置（16)的充電進行抑制期間滿足預定條件時，所述電子控制 單元（26)緩和對所述蓄電裝置（16)的充電進行的抑制。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力車輛，其特征在于 與當所述行駛負載大時相比，當所述行駛負載小時，所述電子控制單元（26)通過增加 停止所述發(fā)電裝置（6)的狀態(tài)來對所述蓄電裝置（16)的充電進行抑制。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力車輛，其特征在于 所述電子控制單元（26)包括充電促進控制單元（58)和模式控制單元（56)，所述充電 促進控制單元（58)以當經(jīng)由所述輸入裝置（28)來請求所述蓄電量的所述增加時促進所述 蓄電裝置（16)的充電的這樣一種方式來控制通過所述發(fā)電裝置（6)對所述電力存儲裝置 (16 )的充電，并且，在通過所述充電促進控制單元（58 )來執(zhí)行充電控制期間，所述模式控制 單元（56)控制在強充電模式和弱充電模式之間的切換，在所述強充電模式中所述蓄電量在 早期是增加的，在所述弱充電模式中，與當所述行駛負載大時相比，當所述行駛負載小時， 通過所述發(fā)電裝置（6)對所述蓄電裝置（16)的充電被抑制，在所述弱充電模式期間當滿足 所述預定條件時所述模式控制單元（56)從所述弱充電模式切換到所述強充電模式。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的混合動力車輛，其特征在于 所述預定條件是所述弱充電模式已經(jīng)持續(xù)了預定時間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的混合動力車輛，其特征在于 所述預定條件是所述發(fā)電裝置（6)已經(jīng)持續(xù)預定時間未對所述蓄電裝置（16)執(zhí)行充 電。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的混合動力車輛，其特征在于 所述預定條件是在選擇了所述弱充電模式的同時所述蓄電量降低了預定量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的混合動力車輛，其特征在于 所述預定條件是在選擇了所述弱充電模式的同時所述混合動力車輛已經(jīng)行駛了預定 距離。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的混合動力車輛，其特征在于 所述內(nèi)燃機（2)在所述行駛負載增加時起動并且在所述行駛負載降低時停止，并且當 所述模式控制單元（56)已經(jīng)選擇了所述弱充電模式時，所述充電促進控制單元（58)在所 述內(nèi)燃機（2)依照所述行駛負載而運轉(zhuǎn)期間執(zhí)行通過所述發(fā)電裝置（6)對所述蓄電裝置 (16)的充電。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的混合動力車輛，其特征在于 所述模式控制單元（56 )基于經(jīng)由所述輸入裝置（28 )的輸入而在所述強充電模式和所 述弱充電模式之間切換。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力車輛，其特征在于 當經(jīng)由所述輸入裝置（28)請求所述蓄電量的所述增加時，所述電子控制單元（26)控 制通過所述發(fā)電裝置（6)對所述蓄電裝置（16)的充電，從而增加所述蓄電裝置（16)的充電 狀態(tài)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力車輛，其特征在于 當經(jīng)由所述輸入裝置（28)請求所述蓄電量的所述增加時，所述電子控制單元（26)控 制通過所述發(fā)電裝置（6)對所述蓄電裝置（16)的充電，從而增加所述蓄電裝置（16)的充電 率。
12. -種用于控制混合動力車輛的方法，其包括：蓄電裝置（16);內(nèi)燃機（2);發(fā)電裝置 (6)，其通過使用所述內(nèi)燃機（2)的輸出來產(chǎn)生所述蓄電裝置（16)的充電電力；以及輸入裝 置（28)，其用于使用戶能夠請求所述蓄電裝置（16)的蓄電量的增加；所述方法的特征在于 包括： 以當經(jīng)由所述輸入裝置（28)來請求所述蓄電量的所述增加時促進所述蓄電裝置（16) 的充電的這樣一種方式來控制通過所述發(fā)電裝置（6)對所述蓄電裝置（16)的充電； 在已經(jīng)經(jīng)由所述輸入裝置（28)來請求所述蓄電量的所述增加的狀態(tài)下，與當行駛負載 大時相比，當所述行駛負載小時，對所述蓄電裝置（16)的充電進行抑制，并且當在對所述蓄 電裝置（16)的充電進行抑制期間滿足預定條件時，緩和對所述蓄電裝置（16)的充電進行 的抑制。
【文檔編號】B60W20/00GK104097632SQ201410136890
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月8日
【發(fā)明者】青木一真, 矛井耕司, 遠藤弘樹 申請人:豐田自動車株式會社