混合动力车辆的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及混合动力车辆，更具体地说，涉及具有内燃机、发电机、电动机、行星齿轮、电池和升压/降压转换器(升降压转换器)的混合动力车辆。
【背景技术】
[0002]在相关技术中提出的这种混合动力车辆包括具有切换元件、二极管和电抗器的升压转换器和冷却该转换器的冷却装置(例如，见日本专利申请公开N0.2014-23263 (JP2014-23263 A))。当在该混合动力车辆中执行再生制动时，使用随在切换控制增加和冷却装置的冷却温度升高期间采用的占空比稳定减小的极限值，限制诸如切换元件和二极管的电力元件的输入电流。因此，能防止电力元件过热，并且能获得大量再生电力。
【发明内容】
[0003]在上述混合动力车辆中，期望增加在制动期间再生并且向电池充电的电力量以便提高燃料效率。为此目的，可以降低高压侧电压以便获得更大再生电流。在再生期间，在升压转换器上执行的切换控制中使用的占空比的导通占空(ON duty)根据升压比(高压侧电压/低压侧电压)改变，使得由下臂的二极管产生的热量随高压侧电压增加而稳定增加。因此，通过降低高压侧电压，能抑制由下臂的二极管产生的热量，导致再生量增加。然而，当在由行星齿轮连接内燃机、发电机和电动机的混合动力车辆中降低高压侧电压时，限制发电机的转矩输出，因此，用于抑制内燃机的转速的转矩可能不足。因此，空转可能发生在内燃机中，导致发电机过速。此外，当降低高压侧电压时，发电机和电动机很可能温度增加，因此，很可能受去磁影响。
[0004]通过根据本发明的混合动力车辆，在制动期间，能增加再生量，同时保护电动机和发电机。
[0005]根据本发明的第一方面的混合动力车辆包括:内燃机；发电机，被配置为接收和输出动力；包括三个旋转元件的行星齿轮，三个旋转元件分别连接到内燃机的输出轴、发电机的旋转轴和联接到车轴的驱动轴；电动机，被配置为i)从驱动轴接收动力，以及ii)将动力输出到驱动轴；驱动电路，被配置为驱动发电机和电动机；电池；包括切换元件、二极管和电抗器的升降压转换器，通过切换该切换元件，升降压转换器被连接到电池侧的低压电力线和驱动电路侧的高压电力线，升降压转换器被配置为升压低压电力线上的电力并且将所升压的电力供给高压电力线，升降压转换器被配置为降压高压电力线上的电力并且将降压的电力供给低压电力线；以及至少一个电子控制单元，被配置为:i)控制升降压转换器，使得高压电力线的电压达到a)等于或小于上限电压并且b)基于施加到发电机和电动机的转矩命令的电压；ii)控制内燃机、发电机和电动机，使得对应于来自驾驶员的请求的所需转矩被输出并且被使用来使混合动力车辆行驶，iii)在混合动力车辆的再生制动期间，当发电机的转速低于预定转速时，将上限电压限制到制动极限；以及iv)在混合动力车辆的再生制动期间，当发电机的转速等于或超出预定转速时，与制动极限相比，缓和对上限电压的限制。
[0006]在根据本发明的第一方面的混合动力车辆中，在车辆的再生制动期间，当发电机的转速低于预定旋转时，将上限电压限制到制动极限。换句话说，在车辆的再生制动期间，降低高压电力线的电压。因此，能抑制升压/降压转换器的下臂的二极管的发热，因此，能增加再生量。此外，在根据本发明的第一方面的混合动力车辆中，当在混合动力车辆的再生制动期间，发电机的转速等于或超出预定转速时，与当转速低于预定转速时施加的制动极限相比，缓和对上限电压的限制。换句话说，当在车辆的再生制动期间，发电机的转速等于或超出预定转速时，与当转速低于预定转速时的电压相比，增加高压电力线的电压。因此，缓和对发电机的转矩限制，以便能从发电机输出用于抑制内燃机的转速的足够转矩，因此，能抑制由于发电机的转矩不足而导致的发电机过速。因此，通过依据在车辆的再生制动期间，发电机的转速是否等于或超出预定转速，修改对上限电压的限制，能增加再生量，同时保护电动机和发电机。其中，缓和对上限电压的限制包括解除对上限电压的限制。
[0007]根据本发明的第二方面的一种混合动力车辆包括内燃机；发电机，被配置为接收和输出动力；包括三个旋转元件的行星齿轮，三个旋转元件分别连接到内燃机的输出轴、发电机的旋转轴和联接到车轴的驱动轴；电动机，被配置为i)从驱动轴接收动力，以及ii)将动力输出到驱动轴；驱动电路，被配置为驱动发电机和电动机；电池；包括切换元件、二极管和电抗器的升降压转换器，通过切换该切换元件，升降压转换器被连接到电池侧的低压电力线和驱动电路侧的高压电力线，升降压转换器被配置为升压低压电力线上的电力并且将所升压的电力供给高压电力线，升降压转换器被配置为降压高压电力线上的电力并且将降压的电力供给低压电力线；以及至少一个电子控制单元，被配置为:i)控制升降压转换器，使得高压电力线的电压达到a)等于或小于上限电压并且b)基于施加到发电机和电动机的转矩命令的电压；ii)控制内燃机、发电机和电动机，使得对应于来自驾驶员的请求的所需转矩被输出并且被使用来使混合动力车辆行驶，iii)在混合动力车辆的再生制动期间，当发电机或电动机的温度低于预定温度时，将上限电压限制到制动极限；以及iv)在混合动力车辆的再生制动期间，当发电机或电动机的温度等于或超出预定温度时，与制动极限相比，缓和对上限电压的限制。
[0008]在根据本发明的第二方面的混合动力车辆中，当在车辆的再生制动期间，发电机或电动机的温度低于预定温度时，将上限电压限制到制动极限。换句话说，在车辆的再生制动期间，降低高压电力线的电压。因此，能抑制升压/降压转换器的下臂的二极管的发热，因此，能增加再生量。此外，在根据本发明的第二方面的混合动力车辆中，在混合动力车辆的再生制动期间，当发电机或电动机的温度等于或超出预定温度时，与当温度低于预定温度时施加的制动限制相比，缓和对上限电压的限制。换句话说中，当在车辆的再生制动期间，发电机或电动机的温度等于或超出预定温度时，与当温度低于预定温度时的电压相比，能增加高压电力线的电压。因此，能降低流过发电机或电动机的电流，结果在于能抑制发电机或电动机的温度增加。因此，通过在车辆的再生制动期间，取决于发电机或电动机的温度等于或超出预定温度时，修改对上限电压的限制，增加再生量，同时保护电动机和发电机。其中，缓和对上限电压的限制包括解除对上限电压的限制。
[0009]根据本发明的第三方面的一种混合动力车辆包括内燃机；发电机，被配置为接收和输出动力；包括三个旋转元件的行星齿轮，三个旋转元件分别连接到内燃机的输出轴、发电机的旋转轴和联接到车轴的驱动轴；电动机，被配置为i)从驱动轴接收动力，以及ii)将动力输出到驱动轴；驱动电路，被配置为驱动发电机和电动机；电池；包括切换元件、二极管和电抗器的升降压转换器，通过切换该切换元件，升降压转换器被连接到电池侧的低压电力线和驱动电路侧的高压电力线，升降压转换器被配置为升压低压电力线上的电力并且将所升压的电力供给高压电力线，升降压转换器被配置为降压高压电力线上的电力并且将降压的电力供给低压电力线；以及至少一个电子控制单元，被配置为:i)控制升降压转换器，使得高压电力线的电压达到a)等于或小于上限电压并且b)基于施加到发电机和电动机的转矩命令的电压；ii)控制内燃机、发电机和电动机，使得对应于来自驾驶员的请求的所需转矩被输出并且被使用来使混合动力车辆行驶，iii)在混合动力车辆的再生制动期间，当a)发电机的转速低于预定转速并且b)发电机或电动机的温度低于预定温度时，将上限电压限制到制动极限；以及iv)在混合动力车辆的再生制动期间，当c)发电机的转速等于或超出预定转速或d)发电机或电动机的温度等于或超出预定温度时，与制动极限相比，缓和对上限电压的限制。
[0010]在本发明的第三方面的混合动力车辆中，在车辆的再生制动期间，当发电机的转速低于预定转速并且发电机或电动机的温度低于预定温度时，将上限电压限制到制动极限。换句话说，在车辆的再生制动期间，降低高压电力线的电压。因此，能抑制由升压/降压转换器的下臂的二极管的发热，因此，能增加再生量。此外，在根据本发明的第三方面的混合动力车辆中，在混合动力车辆的再生制动期间，当发电机的转速等于或超出预定转速或发电机或电动机的温度等于或超出预定温度时，与制动极限相比，缓和对上限电压的限制。换句话说，在车辆的再生制动期间，当发电机的转速等于或超出预定转速并且发电机或电动机的温度等于或超出预定温度时，与当发电机的转速低于预定转速并且发电机和电动机的温度均低于预定温度时的电压相比，能增加高压电力线的电压。因此，能缓和对发电机的转矩限制，使得能从发电机输出用于抑制内燃机的转速的足够转矩，结果在于能抑制由于发电机的转矩不足而导致的发电机过速，并且随着抑制由于发电机或电动机的温度