混合动力车辆的制作方法

混合动力车辆的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种混合动力车辆（100），包括蓄电装置（16）、内燃发动机（2）、发电装置（6）、输入装置（28）和ECU（26）。所述发电装置构造成利用所述内燃发动机的输出来产生所述蓄电装置的充电电力。所述输入装置构造成通过使用者输入来要求所述蓄电装置的蓄电量的增加。所述ECU（26）构造成：（a）当所述蓄电量的增加被要求时，控制所述发电装置对所述蓄电装置的充电以促进所述蓄电装置的充电，并且（b）在所述蓄电量的增加被要求的状态下，与在行驶负荷大时所述蓄电装置的充电相比抑制在所述行驶负荷小时所述蓄电装置的充电。
【专利说明】混合动力车辆

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种混合动力车辆。

【背景技术】
[0002] 日本专利申请公报No. 2011-93335 (JP2011-93335A)公开了一种装设有发电机的 混合动力车辆（HV)，所述发电机能够利用内燃发动机的输出来产生蓄电装置的充电电力。 在该混合动力车辆中，当检测到来自使用者的增加蓄电装置的蓄电量的充电要求时，内燃 发动机的输出与未检测到充电要求时的输出相比增加，以使得蓄电装置的充电被促进。
[0003] 根据该混合动力车辆，除了将蓄电装置的蓄电量维持在目标值的常规充电/放电 控制外，还可实行与使用者的意图对应的蓄电装置的充电/放电管理，例如在准备进行电 动车辆（EV)行驶(在内燃发动机停止的情况下仅利用电动机来行驶）或选择动力模式时预 先增加蓄电量(见JP2011-93335A)。


【发明内容】

[0004] 当增加蓄电装置的蓄电量时，可能希望蓄电量尽可能快地增加，或者可能希望蓄 电量尽可能有效率地增加。另外，可存在担忧为了发电而使内燃发动机作动时由内燃发动 机产生的噪音或振动（NV)的可能性。亦即，存在担忧噪音和振动（NV)特性恶化的可能性。 在上述JP2011-93335A和日本专利申请公报No. 2012-46121 (JP2012-46121A)中公开的技 术中，未对这些观点进行研究。
[0005] 本发明提供了一种能够在响应于使用者的要求而增加蓄电装置的蓄电量的情况 下改善效率或NV特性的HV。
[0006] 本发明的第一方面包括一种混合动力车辆，所述混合动力车辆包括蓄电装置、内 燃发动机、发电装置、输入装置和电子控制单元。所述发电装置构造成利用所述内燃发动机 的输出来产生所述蓄电装置的充电电力。所述输入装置构造成通过使用者输入来要求所述 蓄电装置的蓄电量的增加。所述电子控制单元构造成，当所述蓄电量的增加被要求时，控制 所述发电装置对所述蓄电装置的充电并且促进所述蓄电装置的充电，并且所述电子控制单 元构造成，当所述蓄电量的增加被要求时，与在所述内燃发动机的行驶负荷大时所述蓄电 装置的充电相比抑制在所述内燃发动机的行驶负荷小时所述蓄电装置的充电。
[0007] 在所述混合动力车辆中，所述电子控制单元可构造成，当所述蓄电量的增加被要 求时，与在所述内燃发动机的行驶负荷大时所述发电装置停止的期间相比延长在所述内燃 发动机的行驶负荷小时所述发电装置停止的期间。
[0008] 在所述混合动力车辆中，所述电子控制单元可构造成，当所述蓄电量的增加被要 求时，执行促进所述发电装置对所述蓄电装置的充电的控制，并且所述电子控制单元可构 造成，当所述促进所述充电的控制被执行时，控制在早期增加所述蓄电量的强充电模式和 与在所述行驶负荷大时所述发电装置对所述蓄电装置的充电相比抑制在所述行驶负荷小 时所述发电装置对所述蓄电装置的充电的弱充电模式之间的切换。
[0009] 在所述HV中，所述电子控制单元可构造成，当指示所述蓄电装置的充电状态的状 态量在所述状态量比所述状态量的目标低的方向上偏离所述目标时，强制执行所述发电装 置对所述蓄电装置的充电，并且当所述弱充电模式被选择时，在所述发电装置对所述蓄电 装置充电时使所述目标追循所述状态量以使得所述状态量不偏离所述目标。
[0010] 在所述混合动力车辆中，所述电子控制单元可构造成，当所述弱充电模式被选择 时，使所述目标追循所述状态量的最大值。
[0011] 在所述混合动力车辆中，所述电子控制单元可构造成，当所述强充电模式被选择 时，提高所述目标以使得所述状态量偏离所述目标。
[0012] 在所述混合动力车辆中，所述电子控制单元可构造成，当所述弱充电模式被选择 时，不论所述蓄电量如何，都使所述发电装置对所述蓄电装置的充电量恒定。
[0013] 在所述混合动力车辆中，所述电子控制单元可构造成，当所述行驶负荷增加时，起 动所述内燃发动机，以及当所述行驶负荷下降时，使所述内燃发动机停止，并且在所述弱充 电模式被选择时，在根据所述行驶负荷而使所述内燃发动机作动时执行所述发电装置对所 述蓄电装置的充电。
[0014] 在所述混合动力车辆中，所述电子控制单元可构造成基于来自所述输入装置的输 入来执行所述强充电模式和所述弱充电模式之间的切换。
[0015] 在所述混合动力车辆中，所述电子控制单元可构造成，当所述蓄电量的增加被要 求时，提高所述发电装置对所述蓄电装置的充电目标。
[0016] 在所述混合动力中，所述电子控制单元可构造成，当所述蓄电量的增加被要求时， 将所述发电装置对所述蓄电装置的充电控制成提高所述发电装置对所述蓄电装置的充电 速度。
[0017] 本发明的第二方面是一种混合动力车辆的控制方法。所述混合动力车辆包括蓄电 装置、内燃发动机、发电装置和输入装置，所述输入装置构造成通过使用者输入来要求所述 蓄电装置的蓄电量的增加。所述控制方法包括：当所述输入装置要求所述蓄电量的增加时， 通过所述发电装置对所述蓄电装置充电并且促进所述蓄电装置的充电；以及在所述输入装 置要求所述蓄电量的增加的状态下，与在所述内燃发动机的行驶负荷大时所述蓄电装置的 充电相比抑制在所述行驶负荷小时所述蓄电装置的充电。
[0018] 根据本发明，提供了用于允许使用者要求增加蓄电装置的蓄电量的输入装置。当 输入装置要求蓄电量的增加时，发电装置执行对蓄电装置的充电以促进蓄电装置的充电 (充电促进控制)。在该充电促进控制中，在行驶负荷小时蓄电装置的充电与在行驶负荷大 时蓄电装置的充电相比被抑制。因此，内燃发动机的输出在行驶负荷小时也被抑制，且因此 导致NV特性恶化的低效率和低负荷的内燃发动机作动被抑制。因此，根据本发明，可提供 一种能够在响应于使用者的要求而增加蓄电装置的蓄电量的情况下改善效率或NV特性的 混合动力车辆。

【专利附图】

【附图说明】
[0019] 下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义， 在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：
[0020] 图1是根据本发明一实施例的混合动力车辆的整个系统的框图；
[0021] 图2是示出充电状态（S0C)恢复开关的外形的一个示例的图；
[0022] 图3是示出当S0C恢复开关被操作时的模式转变的图；
[0023] 图4是示出强充电模式下的充电操作的时序图；
[0024] 图5是示出弱充电模式下的充电操作的时序图；
[0025] 图6是在功能上示出图1所示的E⑶的构型的框图；
[0026] 图7是示出选择强充电模式时S0C和S0C的控制目标的运动的一个示例的时序 图；
[0027] 图8是示出选择弱充电模式时S0C和S0C的控制目标的运动的一个示例的时序 图；
[0028] 图9是用于说明E⑶中S0C的控制目标的设定程序的流程图；
[0029] 图10是示出通常时的蓄电装置的充电/放电要求量的图；
[0030] 图11是示出选择弱充电模式时的蓄电装置的充电/放电要求量的图；
[0031] 图12是在功能上示出根据第三实施例的ECU的构型的框图；以及
[0032] 图13是用于说明ECU中发动机起动判定的设定程序的流程图。

【具体实施方式】
[0033] 下文将参照附图详细描述本发明的实施例。尽管将如下描述多个实施例，但在各 实施例中所述的构型可适当地进行组合。相同或对应的部分用相同的附图标记表示，并且 不重复对相同或对应的部分的描述。
[0034] 首先，下文将描述第一实施例。图1是根据本发明的实施例的混合动力车辆的系 统的框图。参照图1，混合动力车辆（HV) 100包括发动机2、动力分割装置4、电动发电机6 和10、传动装置8、驱动轴12以及车轮14。HV100还包括蓄电装置16、电力变换器18和20、 电子控制单元（E⑶）26以及S0C恢复开关28。
[0035] 动力分割装置4连结到发动机2、电动发电机6和传动装置8,以在它们之间分配 动力。例如，具有太阳齿轮、行星架和齿圈的三个旋转轴的行星齿轮被用作动力分割装置4， 并且前述三个旋转轴连接到电动发电机6、发动机2和传动装置8的相应旋转轴。电动发电 机10的旋转轴连接到传动装置8的旋转轴。亦即，电动发电机10和传动装置8具有同一 个旋转轴，并且该旋转轴连接到动力分割装置4的齿圈。
[0036] 发动机2产生的动能由动力分割装置4分配到电动发电机6和传动装置8中。发 动机2作为驱动向驱动轴12传递动力的传动装置8并驱动电动发电机6的动力源结合在 HV100中。电动发电机6作为这样的部件结合在HV100中：该部件作为由发动机2驱动的 发电机操作并且作为能实现发动机2的起动的电动机操作。电动发电机10作为驱动向驱 动轴12传递动力的传动装置8的动力源结合在HV100中。
[0037] 蓄电装置16是可再充电的直流（DC)电源，并例如由二次电池如镍氢电池和锂离 子电池构成。蓄电装置16向电力变换器18和20供给电力。在电动发电机6和/或10发 电时，蓄电装置16通过接收电力而被再充电。作为蓄电装置16,也可采用大容量电容器。 只要蓄电装置是能够暂时储存电动发电机6和/或10的发电电力并向电动发电机6和/或 10供给蓄电电力的电力缓冲器，就可采用任何装置。蓄电装置16的电压例如为约200V。
[0038] 蓄电装置16基于蓄电电压以及输入和输出电流来计算蓄电装置16的充电状态 (下文称为SOC)，并且向E⑶26输出计算出的SOC。SOC以0至100%代表相对于蓄电装置16 的满充电状态的蓄电量，并且表示蓄电装置16的残存容量。蓄电装置16的电压以及输入 和输出电流由电压传感器和电流传感器(两者均未示出）检测。蓄电装置16的电压以及输 入和输出电流的检测值可从蓄电装置16输出到Ε⑶26,并且Ε⑶26可计算出S0C。
[0039] 电力变换器18基于由ECU26接收的控制信号而将电动发电机6的发电电力变换 成DC电力，以向蓄电装置16输出变换后的电力。电力变换器20基于由ECU26接收的控制 信号而将从蓄电装置16供给的DC电力变换成交流(AC)电力，以向电动发电机10输出变 换后的电力。
[0040] 电力变换器18在发动机2起动时将从蓄电装置16供给的DC电力变换成AC电 力，以向电动发电机6输出变换后的电力。电力变换器20在车辆制动时或者在下坡路上加 速度减小时将电动发电机10的发电电力变换成DC电力，以向蓄电装置16输出变换后的电 力。电力变换器18和20由逆变器构成。在蓄电装置16和电力变换器18之间以及蓄电装 置16和电力变换器20之间可设置有使电力变换器18和20的输入电压至少升压到蓄电装 置16的电压的变换器。
[0041] 电动发电机6和10均为AC电机，并且例如由永磁体被嵌埋在转子中的三相AC同 步电机构成。电动发电机6将发动机2产生的动能变换成电能，以向电力变换器18输出变 换后的电能。电动发电机6通过从电力变换器18接收的三相AC电力而产生驱动力，以使 发动机2起动。
[0042] 电动发电机10通过从电力变换器20接收的三相AC电力来产生车辆的驱动转矩。 电动发电机10在车辆制动时或者在下坡路上加速度减小时将作为动能或势能储存在车辆 中的机械能变换成电能，以向电力变换器20输出变换后的电能。
[0043] 发动机2将由燃料的燃烧产生的热能变换成运动体如活塞和转子的动能，以向动 力分割装置4输出变换后的动能。例如，在运动体为活塞并且活塞的运动为往复运动的情 况下，往复运动经由所谓的曲柄机构变换成旋转运动，并且活塞的动能传递到动力分割装 置4。
[0044] E⑶26包括中央处理单元（CPU)、存储器、输入-输出缓冲器等(全都未示出）。 E⑶26输入来自S0C恢复开关28、蓄电装置16等的各种信号，或者向各装置输出控制信号， 并且控制HV100中的各装置。该控制不限于通过软件执行的处理，并且可以是通过专用的 硬件（电子电路）执行的处理。
[0045] 当发动机2的效率降低时，E⑶26控制电力变换器20以使发动机2停止，从而允 许仅利用电动发电机10来行驶（EV行驶)。例如，发动机2的效率降低的情况的示例包括 行驶负荷小的情况，如车辆停止状态或低速行驶。当行驶负荷上升并且发动机2能够有效 地运转时，E⑶26控制发动机2以及电力变换器18和20以使发动机2起动，从而允许利用 发动机2和电动发电机10来行驶（HV行驶)。
[0046] 当从蓄电装置16接收的S0C变得比预定目标低时，E⑶26控制发动机2和电力变 换器18以使得利用发动机2的输出通过电动发电机6的发电来对蓄电装置16充电。此外， 在车辆制动时或者在下坡路上加速度减小时，ECU26控制电力变换器20以使得电动发电机 10执行再生发电。
[0047] 当E⑶26从后文描述的S0C恢复开关28接收到要求信号RS0C时，E⑶26利用发动 机2和电动发电机6来执行充电控制(充电促进控制)，以使得蓄电装置16的充电被促进。 该充电促进控制是使SOC的控制目标比通常时(未执行充电促进控制时)的控制目标高的控 制，或使蓄电装置16的充电速度(单位时间的充电量）比通常时的充电速度高的控制，并且 不同于在HV行驶时将SOC维持在固定控制目标的通常充电控制。
[0048] S0C恢复开关28是用于允许使用者要求蓄电装置16的蓄电量的增加的输入装置。 使用者能在通过操作另外设置的EV行驶要求开关(未示出)而准备选择EV行驶时或者在通 过操作另外设置的动力模式开关(未示出）而准备选择动力行驶(相对于加速器踏板操作提 高车辆加速度的行驶模式）时通过操作S0C恢复开关28来要求车辆增加蓄电装置16的蓄 电量。当使用者操作S0C恢复开关28时，要求信号Rsoc从S0C恢复开关28输出到E⑶26。 代替S0C恢复开关28,使用者能利用语音输入装置等来要求蓄电量的增加。
[0049] 使用者可通过操作S0C恢复开关28来选择两种充电模式。两种充电模式中的一 种充电模式是在早期增加 S0C的"强充电模式"。当S0C恢复开关28选择强充电模式时， ECU26控制发动机2和电力变换器18以使得发动机2立刻起动并且使电动发电机6作动以 强制对蓄电装置16充电。
[0050] 另一种充电模式是与在行驶负荷大时蓄电装置16的充电相比抑制在行驶负荷小 时蓄电装置16的充电的"弱充电模式"。当S0C恢复开关28选择弱充电模式时，ECU26控 制发动机2和电力变换器18以使得在根据行驶负荷而使发动机2作动时S0C增加。该弱 充电模式也用于增加 S0C。当弱充电模式被选择时，S0C的控制目标或蓄电装置16的充电 速度与未要求增加 S0C的通常S0C控制中的控制目标或充电速度相比增加。
[0051] 图2是示出S0C恢复开关的外形的一个示例的图。图3是示出当S0C恢复开关28 被操作时的模式转变的图。参照图2和3, S0C恢复开关28包括操作单元72以及显示单元 74和76。每次使用者操作操作单元72时，强充电模式、弱充电模式和关闭（OFF)状态(未 要求增加蓄电量的状态）被顺次切换。强充电模式和弱充电模式的次序可改变。
[0052] E⑶26向S0C恢复开关28报告强充电模式、弱充电模式和关闭状态中的哪一者已 被选择。然后，当强充电模式被选择时，显示单元74被点亮。当弱充电模式被选择时，显示 单元76被点亮。
[0053] 再参照图1，当强充电模式被选择时，ECU26不论车辆的行驶负荷如何都使发动机 2作动，并且执行通过利用发动机2和电动发电机6对蓄电装置16充电来促进蓄电装置16 的充电的充电促进控制。因此，可在早期恢复蓄电装置16的蓄电量。
[0054] 当弱充电模式被选择时，ECU26执行在根据行驶负荷而使发动机2作动时通过利 用发动机2和电动发电机6对蓄电装置16充电来促进蓄电装置16的充电的充电促进控制。 亦即，当弱充电模式被选择但行驶负荷小时，ECU26控制电力变换器20以使得发动机2停 止并且仅利用电动发电机10来实行EV行驶。当行驶负荷增加并且发动机2起动时，ECU26 利用发动机2和电动发电机6来执行上述充电促进控制。
[0055] 在以上描述中，由集成的一个E⑶26执行各种控制。然而，可由分别构造的电子 控制单兀如用于控制发动机的ECU、用于控制电动发电机6和10 (电力变换器18和20)的 E⑶以及用于监控蓄电装置16的E⑶来执行各种控制。
[0056] 图4是不出强充电模式下的充电操作的时序图。参照图4,在时刻tl，当通过打开 S0C恢复开关28而选择强充电模式时，发动机2起动。然后，电动发电机6利用发动机2的 输出来发电，蓄电装置16以预定充电量被充电以使得蓄电装置16的充电被促进。
[0057] 图5是示出弱充电模式下的充电操作的时序图。参照图5,假设在时刻tl通过打 开S0C恢复开关28而选择弱充电模式。此时的行驶负荷小，发动机2停止，并且发动机2 在这个时候不会立刻起动。
[0058] 在时刻t2,当发动机2由于行驶负荷的上升而起动时，电动发电机6利用发动机2 的输出来发电，蓄电装置16以预定充电量被充电以使得蓄电装置16的充电被促进。
[0059] 另外，在S0C恢复开关28处于关闭状态的通常时间（在强充电模式/弱充电模式 未被选择时)，利用发动机2和电动发电机6对蓄电装置16充电以维持S0C。当弱充电模式 被选择时，S0C的控制目标与通常时的控制目标相比提高，或者蓄电装置16的充电速度与 通常时的充电速度相比提高。
[0060] 在时刻t3,当发动机2由于行驶负荷的下降而停止时，蓄电装置16的充电也停止。 因而，在弱充电模式下，与强充电模式不同，未实行使发动机2持续作动以强制对蓄电装置 16充电的处理。在弱充电模式下，当发动机2随着行驶负荷的下降而停止时，蓄电装置16 的充电停止。亦即，在弱充电模式下，在行驶负荷小时电动发电机停止的期间与在行驶负荷 大时相比延长。因此，在弱充电模式下S0C的恢复比在强充电模式下慢，但可避免由于在发 动机2的效率低的运转点充电而降低效率，并且避免使发动机2在低行驶负荷下作动而引 起的NV恶化。
[0061] 图6是在功能上示出图1所示的E⑶26的构型的框图。参照图6，E⑶26包括要求 动力（要求功率）计算单元52、发动机起动判定单元54、模式控制单元56、充电促进控制单 元58、HV控制单元60、发动机控制单元62、MG1控制单元64和MG2控制单元66。
[0062] 要求动力计算单元52基于加速器踏板操作量、车速等来计算获得驾驶者所要求 的驱动力所需的车辆要求动力（下文也简称为"要求动力")。
[0063] 发动机起动判定单元54基于由要求动力计算单元52计算出的要求动力和蓄电装 置16的充电/放电要求量来判定是否起动发动机2。具体地，当通过将要求动力加上蓄电 装置16的充电/放电要求量(充电侧为正值)而获得的值在预定发动机起动阈值以上时，发 动机起动判定单元54向HV控制单元60输出指示发动机2起动的指令。蓄电装置16的充 电/放电要求量由S0C决定。例如，当S0C低时，充电要求量大。当S0C高时，放电要求量 大。
[0064] 模式控制单兀56基于从S0C恢复开关28接收的要求信号Rsoc来控制充电模式 (强充电模式、弱充电模式、关闭状态)。具体地，如图3所示，每次按照使用者对S0C恢复开 关28的操作而接收来自S0C恢复开关28的要求信号时，模式控制单元56顺次切换强充电 模式、弱充电模式、关闭状态。然后，模式控制单元56产生表示充电模式的状态(包括关闭 状态）的模式信号MD以向充电促进控制单元58输出所产生的模式信号并且还向S0C恢复 开关28输出供显示的模式状态。
[0065] 当来自模式控制单元56的模式信号MD表示强充电模式时，不论发动机起动判定 单元54的判定结果如何，充电促进控制单元58都向HV控制单元60输出起动发动机2的 指令并且利用电动发电机6来强制对蓄电装置16充电。当来自模式控制单元56的模式信 号MD表示弱充电模式时，充电促进控制单元58在发动机起动判定单元54指示发动机2起 动时向HV控制单元60输出利用电动发电机6促进蓄电装置16的充电的指令。
[0066] 当来自发动机起动判定单元54或充电促进控制单元58的指令指示发动机2起动 时，HV控制单元60向发动机控制单元62输出使发动机2作动的指令。在起动发动机2时， HV控制单元60向MG1控制单元64输出指示电动发电机6的动力行驶驱动以使发动机2起 转的指令。然后，当发动机2起动时，HV控制单元60向MG1控制单元64输出指示电动发 电机6的再生驱动的指令。此外，HV控制单元60向MG2控制单元66输出指示电动发电机 10的驱动的指令。
[0067] 当从HV控制单元60接收到指示使发动机2作动的指令时，发动机控制单元62产 生用于使发动机2作动的控制信号以向发动机2输出所产生的控制信号。当从HV控制单 元60接收到指示电动发电机6的驱动的指令时，MG1控制单元64产生用于驱动电力变换 器18的控制信号以向电力变换器18输出所产生的控制信号。当从HV控制单元60接收到 指示电动发电机10的驱动的指令时，MG2控制单元66产生用于驱动电力变换器20的控制 信号以向电力变换器20输出所产生的控制信号。
[0068] 如上所述，根据该第一实施例，提供了供使用者要求蓄电装置16的蓄电量的增加 的S0C恢复开关28。当S0C恢复开关28要求蓄电量的增加时，发动机2和电动发电机6执 行蓄电装置16的充电，以使得蓄电装置16的充电被促进(充电促进控制)。在充电促进控 制中，提供了在早期增加蓄电量的强充电模式，和与在行驶负荷大时蓄电装置16的充电相 比抑制在行驶负荷小时蓄电装置16的充电的弱充电模式。在弱充电模式下，发动机2的输 出在行驶负荷小时也被抑制，且因此导致NV特性恶化的低效率和低负荷的发动机2的作动 被抑制。因此，根据该第一实施例，可提供能够在响应于使用者的要求而增加蓄电装置16 的蓄电量的情况下达到目标效率或展现NV特性的混合动力车辆（HV)。
[0069] 现将描述第二实施例。当相对于蓄电装置16的S0C设定控制目标并且S0C在S0C 比控制目标低的方向上偏离控制目标时，发动机2起动并且电动发电机6强制对蓄电装置 16充电(强制充电)。蓄电装置16的S0C的该控制目标可具有一公差范围。
[0070] 在该第二实施例中，当强充电模式被选择时，S0C的控制目标上升。因此，形成S0C 偏离控制目标的状态，且结果，发动机2起动并且电动发电机16强制对蓄电装置16充电。
[0071] 弱充电模式也是要求蓄电装置16的蓄电量增加的模式。然而，与强充电模式的情 况相似，当S0C的控制目标在弱充电模式被选择的情况下快速上升时，不论行驶负荷如何 发动机2都起动并执行强制充电，并且还执行发动机2的效率低的驱动状态下的充电。根据 该第二实施例，在弱充电模式下，使控制目标追循S0C以使得S0C不偏离控制目标。因此， 防止了上述强制充电，并且在发动机2由于行驶负荷的上升而作动时执行蓄电装置16的充 电。
[0072] 图7是示出选择强充电模式时S0C和S0C的控制目标的运动的一个示例的时序 图。参照图7,假设在时刻tll，使用者操作S0C恢复开关2,藉此强充电模式被选择。在强 充电模式下，S0C的控制目标SC从通常时的S0上升到这个时候的Sup。因此，形成S0C偏 离控制目标SC的状态，发动机2据此起动，并且电动发电机6对蓄电装置16充电。在时刻 112,当S0C接近控制目标SC时，发动机2停止，并且蓄电装置16的充电停止。
[0073] 图8是示出选择弱充电模式时S0C和S0C的控制目标的运动的一个示例的时序 图。参照图8,假设在时刻t21，使用者操作S0C恢复开关28,藉此弱充电模式被选择。在弱 充电模式下，S0C的控制目标SC在这个时候不上升。另外，发动机2在时刻t21是停止的， 并且在这个时候不会立刻起动，且不执行蓄电装置16的充电。
[0074] 在时刻t22,当发动机2由于行驶负荷的上升而起动时，执行促进蓄电装置16的充 电的充电促进控制。在弱充电模式下，在通过该充电促进控制对蓄电装置16充电期间，使 控制目标SC追循S0C。控制目标SC可呈现为与S0C相同的值，或者可以是通过将S0C加上 预定裕度而获得的值。
[0075] 优选使控制目标SC追循自S0C恢复开关28被打开(弱充电模式被选择)以来获得 的S0C的最大值。亦即，在时刻t23,当发动机2由于行驶负荷的下降而停止时，电动发电 机6对蓄电装置16的充电也停止。此后，虽然S0C趋于对应于行驶而降低，也不使控制目 标SC追循S0C降低时的S0C。当在时刻t24发动机2由于行驶负荷的上升而重新起动并且 在时刻t25S0C达到控制目标SC时，使控制目标SC与S0C的随后上升一致地追循S0C。因 此，能防止控制目标SC随着在发动机停止期间S0C的降低而降低。
[0076] 根据该第二实施例的混合动力车辆（HV)的整个系统的构型与图1所示的根据第 一实施例的混合动力车辆（HV ) 100相同。
[0077] 再参照图6,根据第二实施例的E⑶26A包括代替第一实施例的E⑶26的构型中的 充电促进控制单元58的充电促进控制单元58A。充电促进控制单元58A从模式控制单元 56接收模式信号MD，并且还从蓄电装置16接收S0C。然后，当模式信号MD表示强充电模式 和弱充电模式未被选择(充电促进控制关闭）时，充电促进控制单元58A将S0C的控制目标 SC设定为通常值S0。
[0078] 当模式信号MD表示强充电模式时，充电促进控制单元58A将S0C的控制目标SC 从通常值SO提升到Sup (见图7)。另一方面，当模式信号MD表示弱充电模式时，充电促进 控制单元58A使控制目标SC追循在弱充电模式被选择之后S0C的最大值(见图8)。
[0079] 当S0C在S0C比控制目标SC低的方向上偏离控制目标SC时，充电促进控制单元 58A向HV控制单元60输出起动发动机2并利用电动发电机6强制对蓄电装置16充电的指 令。当模式信号MD表示弱充电模式时，充电促进控制单元58A在发动机起动判定单元54 指示发动机2起动时向HV控制单元60输出利用电动发电机6来促进蓄电装置16的充电 的指令。
[0080] E⑶26A的其它构型与第一实施例的E⑶26相同。
[0081] 图9是用于说明E⑶26A中S0C的控制目标SC的设定程序的流程图。从要执行的 主程序中调用事先存储的程序，由此实行该流程。或者，能通过构建专用的硬件（电子电路） 来实行全部或一部分步骤中的处理。
[0082] 参照图9，E⑶26A判定S0C恢复开关28是否被操作(步骤S10)。当判定为S0C恢 复开关28被操作时(步骤S10中为"是")，E⑶26A判定弱充电模式是否通过S0C恢复开关 28的操作而被选择(步骤S20)。
[0083] 当判定为充电模式是弱充电模式时(步骤S20中为"是")，E⑶26A判定S0C是否比 工作值Sw大(步骤S30)。工作值Sw是用于保持弱充电模式被选择之后S0C的最大值的临 时存储数据。在步骤S30中，当判定为S0C比工作值Sw大时(步骤S30中为"是")，E⑶26A 用此时从蓄电装置16接收的S0C更新工作值Sw(步骤S40)。然后，E⑶26A用工作值Sw替 换S0C的控制目标SC (步骤S50)。
[0084] 在步骤S30中，当判定为S0C呈现为工作值Sw以下时(步骤S30中为"否")，E⑶26A 将处理转入步骤S50而不执行步骤S40中的处理。通过步骤S30和S50中的处理，能使SOC 的控制目标SC追循S0C的最大值(见图8 )。
[0085] 另一方面，在步骤S20中，当判定为充电模式不是弱充电模式时，亦即，充电模式 为强充电模式时(步骤S20中为"否")，E⑶26A将S0C的控制目标SC从通常时(强充电模式 /弱充电模式未被选择）的S0提升到Sup (步骤S60)。
[0086] 在上述第二实施例中，在弱充电模式下使S0C的控制目标SC追循S0C。然而，代替 S0C，可采用蓄电装置16的电压。亦即，使S0C与蓄电装置16的充电电压相关联，且因此假 设以控制目标控制蓄电装置16的电压，可使蓄电装置16的电压的控制目标在弱充电模式 下追循蓄电装置16的电压。
[0087] 在上述第二实施例中，S0C的控制目标在选择强充电模式/弱充电模式时增加。然 而，代替S0C的控制目标的增加，可使在充电模式被选择时蓄电装置16的充电速度与在充 电模式未被选择时的充电速度相比增加。
[0088] 如上所述，在该第二实施例中，当弱充电模式被选择时，使控制目标SC追循S0C， 以使得S0C不偏离控制目标SC。因此，在弱充电模式下，不会执行由S0C偏离控制目标SC 引起的强制充电，并且当发动机2由于行驶负荷的上升而作动时执行蓄电装置16的充电。 因此，根据该第二实施例，可获得与第一实施例相似的效果，并以简单的构型实现弱充电模 式。
[0089] 现将描述第三实施例。与上述第一和第二实施例中一样，当通过将车辆的要求动 力加上蓄电装置16的充电/放电要求量而获得的值达到预定发动机起动阈值以上时，发动 机2起动。
[0090] 通常基于S0C和S0C的控制目标SC之差Λ SOC (=soc-控制目标SC)来确定蓄电 装置16的充电/放电要求量。另一方面，在该第三实施例中，在弱充电模式被选择时，不论 S0C如何，上述充电/放电要求量都被设定为恒定充电量。
[0091] 图10是示出通常时的蓄电装置16的充电/放电要求量的图。这里提到的通常时 是指除在图11中说明的弱充电模式被选择时以外的时间。参照图10,水平轴表示S0C与 S0C的控制目标SC之差Λ SOC (=soc-控制目标SC)，而坚直轴表示充电/放电要求量(充 电要求量为正值)。在对充电侧的典型说明中，当Λ S0C的值处于小范围内时，充电要求量 与Λ S0C的值成比例。当Λ S0C的值变得比预定值大时，充电要求量变得恒定(最大值)。
[0092] 图11是示出选择弱充电模式时的蓄电装置16的充电/放电要求量的图。参照图 11，在弱充电模式被选择时，不论S0C如何，充电/放电要求量都是恒定充电量。在弱充电 模式下，在发动机2作动时执行充电促进控制的情况下，充电/放电要求量如图10所示根 据S0C改变，由此导致由于充电/放电要求量根据S0C变化而未在发动机2作动时执行期 望充电的可能性。因此，在该第三实施例中，不论S0C如何，在弱充电模式下蓄电装置16的 充电/放电要求量都被设定为恒定充电量，从而稳定与行驶负荷对应的发动机2的起动时 机。因此，弱充电模式下的充电促进被稳定地执行。
[0093] 图12是在功能上示出根据第三实施例的电子控制单元（Ε⑶）26Β的构型的框图。 参照图12, Ε⑶26Β包括代替图6所示的第一实施例的Ε⑶26中的发动机起动判定单元54 的发动机起动判定单元54Α。
[0094] 发动机起动判定单元54Α从模式控制单元56接收模式信号MD。当模式信号MD表 示除弱充电模式以外的模式时，发动机起动判定单元54A利用从图10所示的充电/放电要 求量的脉谱图(可采用函数式)获得的充电/放电要求量来执行发动机2的起动判定。另一 方面，当模式信号MD表示弱充电模式时，发动机起动判定单元54A利用不论SOC如何都是 恒定充电量的充电/放电要求量来执行发动机2的起动判定。
[0095] E⑶26B的其它构型与第一实施例的E⑶26相同。
[0096] 图13是用于说明ECU26B中发动机起动判定的设定程序的流程图。同样，从要执 行的主程序中调用事先存储的程序，由此执行该流程。或者，能通过构建专用的硬件（电子 电路）来实行全部或一部分步骤中的处理。
[0097] 参照图13, E⑶26B判定S0C恢复开关28是否被操作(步骤S110)。当判定为S0C 恢复开关28被操作时(步骤S110中为"是")，E⑶26B判定弱充电模式是否通过S0C恢复开 关28的操作而被选择(步骤S120)。
[0098] 当判定为充电模式是弱充电模式时(步骤S120中为"是")，E⑶26B将蓄电装置16 的充电/放电要求量设定为恒定充电量(步骤S130)。在步骤S120中，当判定为充电模式 不是弱充电模式时(步骤S120中为"否")，E⑶26B利用图10所示的脉谱图(通常用脉谱图） 来计算充电/放电要求量(步骤S140)。
[0099] E⑶26B判定通过将要求动力加上在步骤S130或S140中确定的充电/放电要求量 所获得的值是否在预定发动机起动阈值以上(步骤S150)。然后，当判定为通过将要求动力 加上充电/放电要求量所获得的值在发动机起动阈值以上时(步骤S150中为"是")，ECU26B 起动发动机2 (步骤S160)。当判定为通过将要求动力加上充电/放电要求量所获得的值 比发动机起动阈值小时(步骤S150中为"否")，E⑶26B将处理转入步骤S170而不执行步骤 S160中的处理。
[0100] 如上所述，根据该第三实施例，在弱充电模式下，不论S0C如何，蓄电装置16的充 电/放电要求量都被设定为恒定充电量，由此稳定与行驶负荷对应的发动机2的起动时机。 因此，根据该第三实施例，可获得与第一实施例相似的效果，并且稳定地促进在弱充电模式 下蓄电装置16的充电。
[0101 ] 在上述各实施例中，可通过S0C恢复开关28的操作来选择两种充电模式(强充电 模式/弱充电模式)。然而，可采用不提供强充电模式功能的构型。亦即，当S0C恢复开关 28被打开时，在执行促进蓄电装置16的充电的充电促进控制的情况下，在行驶负荷小时蓄 电装置16的充电与在行驶负荷大时蓄电装置16的充电相比可被抑制。作为示例，与弱充 电模式被选择时一样，发动机2和电力变换器18被控制成使得S0C在根据行驶负荷而使发 动机2作动时增加。亦即，在与在行驶负荷大时停止发动机2的状态相比增加在行驶负荷 小时停止发动机2的状态的情况下，在根据行驶负荷而使发动机2作动时执行充电促进控 制。对于这种构型，导致NV特性恶化的低效率和低负荷的发动机2作动被抑制，且因此可 提供能够在响应于使用者的要求而增加蓄电装置16的蓄电量的情况下达到目标效率或展 现NV特性的HV。
[0102] 在上述各实施例中，HV100是能够由动力分割装置4分割发动机2的动力以将分 割后的动力传递到驱动轴12和电动发电机6的串联/并联型车辆。然而，本发明也适用于 其它类型的HV。例如，本发明适用于仅为了驱动电动发电机6的目的而使用发动机2且仅 利用电动发电机10来产生车辆驱动力的所谓的串联型HV、仅回收由发动机产生的动能中 的再生能量作为电能的HV、发动机用作主动力且电机在必要时辅助的电机辅助式HV等。
[0103] 在以上描述中，发动机2对应于本发明中的"内燃发动机"的一个实施例。电动发 电机6对应于本发明中的"发电装置"的一个实施例。E⑶26、26A和26B对应于本发明中的 "控制装置"的实施例。S0C恢复开关28对应于本发明中的"输入装置"的一个实施例。
[0104] 应当理解，本文中公开的实施例在各个方面都是说明性和非限制性的。本发明的 范围由权利要求的用语确定，而不是由以上描述确定，并且意在涵盖该范围内的任意变型 和与权利要求的用语相当的含义。
【权利要求】
1. 一种混合动力车辆（100)，其特征在于包括： 蓄电装置（16); 内燃发动机（2); 发电装置（6)，所述发电装置构造成利用所述内燃发动机的输出来产生所述蓄电装置 的充电电力； 输入装置（28 )，所述输入装置构造成通过使用者输入来要求所述蓄电装置的蓄电量的 增加；和 电子控制单元（26)，所述电子控制单元构造成： (a) 当所述蓄电量的增加被要求时，控制所述发电装置对所述蓄电装置的充电并且促 进所述蓄电装置的充电，并且 (b) 当所述蓄电量的增加被要求时，与在所述内燃发动机的行驶负荷大时所述蓄电装 置的充电相比抑制在所述内燃发动机的行驶负荷小时所述蓄电装置的充电。
2. 根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中 所述电子控制单元构造成，当所述蓄电量的增加被要求时，与在所述内燃发动机的行 驶负荷大时所述发电装置停止的期间相比延长在所述内燃发动机的行驶负荷小时所述发 电装置停止的期间。
3. 根据权利要求1或2所述的混合动力车辆，其中 所述电子控制单元构造成，当所述蓄电量的增加被要求时，执行促进所述发电装置对 所述蓄电装置的充电的控制，并且 所述电子控制单元构造成，当所述促进所述充电的控制被执行时，控制在早期增加所 述蓄电量的强充电模式和与在所述行驶负荷大时所述发电装置对所述蓄电装置的充电相 比抑制在所述行驶负荷小时所述发电装置对所述蓄电装置的充电的弱充电模式之间的切 换。
4. 根据权利要求3所述的混合动力车辆，其中 所述电子控制单元构造成，当指示所述蓄电装置的充电状态的状态量在所述状态量比 所述状态量的目标低的方向上偏离所述目标时，强制执行所述发电装置对所述蓄电装置的 充电，并且当所述弱充电模式被选择时，在所述发电装置对所述蓄电装置充电时使所述目 标追循所述状态量以使得所述状态量不偏离所述目标。
5. 根据权利要求4所述的混合动力车辆，其中 所述电子控制单元构造成，当所述弱充电模式被选择时，使所述目标追循所述状态量 的最大值。
6. 根据权利要求4或5所述的混合动力车辆，其中 所述电子控制单元构造成，当所述强充电模式被选择时，提高所述目标以使得所述状 态量偏尚所述目标。
7. 根据权利要求3至6中任一项所述的混合动力车辆，其中 所述电子控制单元构造成，当所述弱充电模式被选择时，不论所述蓄电量如何，都使所 述发电装置对所述蓄电装置的充电量恒定。
8. 根据权利要求3所述的混合动力车辆，其中 所述电子控制单元构造成，当所述行驶负荷增加时，起动所述内燃发动机，以及当所述 行驶负荷下降时，使所述内燃发动机停止，并且在所述弱充电模式被选择时，在根据所述行 驶负荷而使所述内燃发动机作动时执行所述发电装置对所述蓄电装置的充电。
9. 根据权利要求3所述的混合动力车辆，其中 所述电子控制单元构造成基于来自所述输入装置的输入来执行所述强充电模式和所 述弱充电模式之间的切换。
10. 根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中 所述电子控制单元构造成，当所述蓄电量的增加被要求时，提高所述发电装置对所述 蓄电装置的充电目标。
11. 根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中 所述电子控制单元构造成，当所述蓄电量的增加被要求时，将所述发电装置对所述蓄 电装置的充电控制成提高所述发电装置对所述蓄电装置的充电速度。
12. -种混合动力车辆的控制方法，所述混合动力车辆包括蓄电装置、内燃发动机、发 电装置和输入装置，所述输入装置构造成通过使用者输入来要求所述蓄电装置的蓄电量的 增加，所述控制方法的特征在于包括： 当所述输入装置要求所述蓄电量的增加时，通过所述发电装置对所述蓄电装置充电并 且促进所述蓄电装置的充电；以及 在所述输入装置要求所述蓄电量的增加的状态下，与在所述内燃发动机的行驶负荷大 时所述蓄电装置的充电相比抑制在所述行驶负荷小时所述蓄电装置的充电。
【文档编号】B60W10/06GK104097631SQ201410134949
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年4月4日 优先权日:2013年4月8日
【发明者】青木一真, 鉾井耕司, 远藤弘树 申请人:丰田自动车株式会社