混合动力车辆及用于控制混合动力车辆的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种混合动力车辆及用于控制混合动力车辆的方法，并且更加具体地涉及一项用于控制在混合动力车辆上装载的加热设备的技术。
【背景技术】
[0002]日本专利申请公报N0.2011-31704(JP2011-31704 A)公开了一种应用于混合动力车辆的车辆空调系统。混合动力车辆包括产生用于行驶的驱动力的发动机和马达，和向马达供应电力的电池。空调系统具有蒸汽压缩式制冷剂循环，和热水加热装置。蒸汽压缩式制冷剂循环具有通过使用空调电力来压缩制冷剂的电动压缩机，并且蒸汽压缩式制冷剂循环构成加热被吹送到车室中的吹送空气的热栗循环。热水加热装置通过使用发动机的冷却剂作为热源来加热吹送空气。
[0003]在空调系统中，在发动机停止以实现基于马达的行驶的EV行驶期间，当电池的剩余量低于余裕预期水平时，发动机起动(用于为了行驶而操作发动机的HV行驶)，在余裕预期水平，期待相对于空调困难水平的预定余裕，在空调困难水平，空调电力的供应受到限制。以该方式，在当电池的剩余量低于空调困难水平时的冷却剂的温度能够增加，并且即使当电池的剩余量下降时，仍然能够继续而不必暂停加热(参考日本专利申请公报N0.2011-31704(JP 2011-31704 A))。
[0004]近年来，已经研发了能够利用来自车辆外部的电力供应(在下文中，称作“外部电源”)对其电池充电的混合动力车辆(在下文中，利用外部电源对电池充电将被称作“外部充电”)。在现有技术的混合动力车辆中，EV行驶和HV行驶被重复以便在预定范围内维持电池的荷电状态(SOC)。同时，在允许外部充电的混合动力车辆中，在行驶中选择性地应用SOC被消耗的电量消耗(CD)模式和在预定范围内维持SOC的电量保持(CS)模式。当要求大的行驶动力时，即使在CD模式中，EV行驶仍然被切换到HV行驶，并且当SOC在预定范围内升高时，即使在CS模式中，HV行驶仍然被切换到EV行驶。换言之，在CD模式和CS模式这两个模式中，EV行驶和HV行驶都是可能的。
[0005]在CS模式中，发动机的起动/停止被适当地执行，以便将SOC维持在预定范围内。作为对照，与在CS模式中相比，在SOC被消耗的CD模式中，发动机起动的机会更小。
【发明内容】
[0006]在日本专利申请公报N0.2011-31704(JP 2011-31704 A)中描述的空调系统根据发动机是否起动，即，车辆是处于EV行驶中还是处于HV行驶中，来切换加热的热源，并且不执行适合于上述CD模式/CS模式的加热控制。
[0007]本发明提供一种能够执行适合于CD模式/CS模式的加热控制的混合动力车辆和一种用于控制该混合动力车辆的方法。
[0008]根据本发明的第一方面，混合动力车辆包括内燃机、发电机、蓄电装置、电动机、电子控制装置和加热设备，该加热设备加热车室。发电机通过使用内燃机的输出来产生电力。蓄电装置存储由发电机产生的电力。电动机通过接收由发电机产生的电力和存储在蓄电装置中的电力中的至少一种电力，来产生用于混合动力车辆的驱动力。电子控制装置通过选择性地应用蓄电装置的SOC被消耗的CD模式和SOC得以维持的CS模式来控制车辆的行驶。加热设备包括电加热器。电加热器通过使用存储在蓄电装置中的电力来加热车室。另外，电子控制装置控制电加热器，使得与在CD模式中相比，在CS模式中，利用电加热器的加热受到更多限制。
[0009]与在CD模式中相比，在CS模式中，内燃机的起动和停止能够以更高的频率发生，以便将蓄电装置的SOC维持在预定范围内。在该混合动力车辆中，与在CD模式中相比，在CS模式中，利用电加热器的加热受到更多限制，并且因此在CS模式中SOC的下降受到抑制。以该方式，在CS模式中内燃机的起动的机会能够受到抑制。在SOC被消耗的CD模式中，在不通过利用电加热器的加热来起动内燃机的情况下，驾驶员的舒适度能够得以维持。这样，根据该混合动力车辆，能够执行适合于CD模式/CS模式的加热控制。
[0010]在上述方面中，电加热器可以被构造成以第一加热操作模式和第二加热操作模式中的任一个加热操作模式来执行加热操作，在第二加热操作模式中，电力消耗比在第一加热操作模式中大。与在CD模式中相比，在CS模式中，电子控制装置可以更多地限制在第二加热操作模式中电加热器的加热操作。
[0011 ]根据该混合动力车辆，与在CD模式中相比，在CS模式中，在第二加热操作模式中的电加热器的加热操作受到更多限制，并且因此在CS模式中SOC的下降能够受到抑制。
[0012]在上述方面，电加热器可以利用热栗循环构成，该热栗循环包括电动压缩机、室内冷凝器、膨胀阀和室外热交换器。第二加热操作模式可以是气体注射模式，在该气体注射模式中，膨胀阀的下游的气体制冷剂返回电动压缩机的中间端口而不经过室外热交换器。
[0013]在气体注射模式中，膨胀阀的下游的气体制冷剂返回到电动压缩机的中间端口，从而即使当加热容量增加时，电动压缩机的电力消耗仍然增加。根据该混合动力车辆，在CS模式中处于电力消耗高的气体注射模式中的加热操作受到限制，从而在CS模式中SOC的下降能够受到抑制。
[0014]在上述方面，加热设备可以进一步包括热水加热器。热水加热器可以在内燃机被用作热源的情况下通过使用内燃机的冷却剂加热车室。与在CD模式中相比，在CS模式中，电子控制装置可以通过更加优先地使用利用热水加热器的加热来限制利用电加热器的加热。
[0015]与在CD模式中相比，在CS模式中，内燃机起动的机会更大，从而在CD模式中，内燃机的冷却剂的温度更高。在该混合动力车辆中，在CS模式中优先地使用利用热水加热器的加热，并且在加热时有效地使用内燃机的废热。以该方式，通过在CS模式中限制利用电加热器的加热，电加热器的电力消耗能够受到抑制，并且在CS模式中SOC的下降能够受到抑制。
[0016]在上述方面，即使在CS模式中当内燃机或者冷却剂的温度低于确定值时，电子控制装置仍然可以控制电加热器，而不限制利用电加热器的加热。
[0017]即使在CS模式中，紧接在从CD模式切换之后并且在EV行驶持续长的时段的情形中，内燃机和冷却剂的温度能够下降。如果在这种状态中利用电加热器的加热受到限制，则加热设备的加热容量下降。根据该混合动力车辆，即使在CS模式中，在内燃机和冷却剂的温度低的情形中，利用电加热器的加热也不受限制，从而加热设备的加热容量的下降能够受到抑制。
[0018]在上述方面，电子控制装置可以进一步能够通过应用ECO模式来控制车辆的行驶，在该ECO模式中，内燃机的起动频率受到抑制。当CD模式被选择并且ECO模式被选择时，电子控制装置可以控制电加热器，而不限制利用电加热器的加热。当CD模式被选择并且ECO模式未被选择时，电子控制装置可以控制电加热器，使得利用电加热器的加热受到限制。
[0019]在该混合动力车辆中，当在CD模式中选择ECO模式时，利用电加热器的加热不受限制，从而能够避免由于加热容量不足引起的内燃机的起动，并且即便电加热器的电力消耗增加，仍然能够执行ECO模式。当在CD模式中不选择ECO模式时，通过限制利用电加热器的加热，电力消耗能够受到抑制并且能够确保在CD模式中的行驶距离。
[0020]根据本发明的第二方面，在混合动力车辆中使用了一种控制方法。混合动力车辆包括:内燃机;发电机，该发电机通过使用内燃机的输出来产生电力；蓄电装置，该蓄电装置存储由发电机产生的电力；电动机，该电动机通过接收由发电机产生的电力和存储在蓄电装置中的电力中的至少一种电力，来产生用于混合动力车辆的驱动力；加热车室的加热设备，该加热设备包括电加热器，该电加热器通过使用存储在蓄电装置中的电力来加热车室；和电子控制单元。该控制方法包括:(a)通过选择性地应用CD模式和CS模式，利用电子控制单元来控制车辆的行驶，CD模式是蓄电装置的SOC被消耗的模式，并且CS模式是SOC得以维持的模式；以及(b)利用电子控制单兀控制电加热器，使得与在CD模式中相比，在CS模式中，利用电加热器的加热受到更多限制。
[0021]根据本发明，能够提供能够执行适合于CD模式/CS模式的加热控制的混合动力车辆和用于控制该混合动力车辆的方法。
【附图说明】
[0022]将在下面参考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，其中类似的数字表示类似的元件，并且其中:
[0023]图1是根据本发明的一个实施例的混合动力车辆的总体框图；
[0024]图2是示意⑶模式和CS模式的图表；
[0025]图3是示意在图1中示意的加热设备的构造实例的图表；
[0026]图4是在热栗循环执行通常加热操作时的莫利尔图；
[0027]图5是示意在气体注射(GI)加热操作期间的制冷剂流的图表；
[0028]图6是在热栗循环执行GI加热操作时的莫利尔图；
[0029]图7是在图1中示意的ECU的涉及加热控制的一部分的功能框图；
[0030]图8是示意由ECU执行的加热控制的处理过程的流程图；
[0031]图9是示意根据变型实例I由ECU执行的加热控制的处理过程的流程图；
[0032]图10是示意根据变型实例2由ECU执行的加热控制的处理过程的流程图；
[0033]图11是示意根据变型实例3由ECU执行的加热控制的处理过程的流程图；并且
[0034]图12是示意根据变型实例4由ECU执行的加热控制的处理过程的流程图。
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