混合动力车辆的制作方法
【专利摘要】提供一种混合动力车辆，其能够在效率好的状况下利用旋转电机进行辅助，能够抑制燃料效率恶化。其具备发动机、在规定的辅助条件成立时对发动机的动力进行辅助的MG、向MG和电负载供电的主电池和副电池，该混合动力车辆具有如下构成：当根据辅助条件成立前后的燃料消耗量的变化量和电池耗电量算出的辅助成本在规定的目标辅助成本以上时，许可MG进行辅助。
【专利说明】
混合动力车辆
技术领域
[0001 ]本发明具备内燃机和旋转电机作为动力源的混合动力车辆。
【背景技术】
[0002]以往，已知可根据需要利用旋转电机的驱动力对内燃机的驱动进行辅助的混合动力车辆。作为这样的混合动力车辆，专利文献I公开了以降低为了产生车辆行驶时的驱动力而需要的燃料消耗量为目的混合动力车辆。专利文献I所记载的混合动力车辆是从内燃机、旋转电机以及它们的组合之中选择车辆行驶时燃料消耗量为最小的驱动力源。
[0003]专利文献2公开了一种混合动力车辆，其在进行上述这样的辅助而使车辆行驶的情况下，将发动机转矩与辅助转矩的驱动模式的组合候补算出多个，用这多个候补之中辅助时的燃料消耗量为最小的驱动模式来控制内燃机和旋转电机。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:特开2003-286872号公报
[0007]专利文献2:特许第4512056号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的问题
[0009]然而，在上述的专利文献I和专利文献2所记载的混合动力车辆的任何一个中，当在车辆的电负荷增大时利用旋转电机进行辅助时，二次电池的放电功率会变大。由此，旋转电机进行发电的频度会增加。
[0010]当发电的频度增加时，即使是在应该利用旋转电机进行辅助的状况下，也有可能无法进行该辅助。因此，在专利文献I和专利文献2所记载的混合动力车辆中，有如下可能:内燃机所消耗的燃料增加，其结果是，燃料效率恶化。
[0011]本发明是鉴于上述这样的情况而完成的，其目的在于，提供一种混合动力车辆，该混合动力车辆能够在效率好的状况下利用旋转电机进行辅助，能够抑制燃料效率恶化。
[0012]用于解决问题的方案
[0013]本发明具有如下构成:具备:内燃机;旋转电机，其在规定的辅助条件成立时对上述内燃机的动力进行辅助;二次电池，其向上述旋转电机和电负载供电；以及控制部，当根据上述辅助条件成立前后的燃料消耗量的变化量和上述二次电池的耗电量算出的辅助成本在规定的目标辅助成本以上时，该控制部许可上述旋转电机进行辅助，并且当上述辅助条件成立时该控制部实行辅助。
[0014]发明效果
[0015]根据本发明，能够在效率好的状况下利用旋转电机进行辅助，能够抑制燃料效率恶化。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的实施方式所涉及的混合动力车辆的概略图。
[0017]图2是示出燃料消耗量映射的一例的图。
[0018]图3是示出由本发明的实施方式所涉及的混合动力车辆的驱动控制装置参照的用于算出目标辅助成本的映射的图。
[0019]图4是在本发明的实施方式中算出最大的辅助成本时的概念图。
[0020]图5是示出由本发明的实施方式所涉及的混合动力车辆的驱动控制装置执行的辅助控制的处理的流程的流程图。
[0021]图6是示出由本发明的实施方式所涉及的混合动力车辆的驱动控制装置执行的辅助条件成立判断处理的流程的流程图。
[0022]附图标记说明
[0023]I车辆(混合动力车辆)
[0024]2发动机(内燃机)
[0025]5 MG(旋转电机)
[0026]6A主电池(二次电池)
[0027]6B副电池(二次电池)
[0028]9电负载
[0029]10驱动控制装置
[0030]21上限转矩设定部
[0031]22辅助成本算出部
[0032]23电池耗电量算出部
[0033]24燃料消耗量算出部
[0034]25控制部
【具体实施方式】
[0035]以下，参照附图来说明本发明的实施方式。
[0036]如图1所示，本发明的实施方式所涉及的车辆I包含作为内燃机的发动机2、变速器
3、驱动轮4、作为旋转电机的电动发电机(以下，称为“MG”)5、作为二次电池的主电池6A和副电池6B、变速控制装置7、电池控制装置8以及驱动控制装置1。
[0037]车辆I是将发动机2和MG5用作驱动力源的混合动力车辆。即，车辆I通过将由发动机2和MG5中的至少一方产生的动力经由变速器3传递到驱动轮4而行驶。变速器3是例如CVT等无级变速器。
[0038]MG5经由例如多个齿轮、皮带或者链条等机械性地连结到发动机2的未图示的曲轴。作为MG5，例如能够使用对交流发电机附加了起动电动机的功能的ISG( IntegratedStarter Generator:起动发电一体化)电动机。
[0039]MG5构成为在规定的辅助条件成立时对发动机2的动力进行辅助。即，MG5构成为:在辅助条件成立时，在发动机2的动力的基础上，产生作为辅助车辆I的驱动的驱动转矩的辅助转矩。另外，MG5构成为能利用发动机2的动力发电。
[0040]主电池6A和副电池6B由能用MG5所发的功率充电的铅蓄电池或者锂离子蓄电池等构成。在本实施方式中，主电池6A由铅蓄电池构成，副电池6B由锂离子蓄电池构成。
[0041 ]车辆I所搭载的各种电装品等电负载9连接到主电池6A和副电池6B。主电池6A和副电池6B构成为将所储存的功率供应到电负载9和MG5。
[0042]变速控制装置7由具备CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)、RAM(Random Access Memory:随机访问存储器)、R0M(Read Only Memory:只读存储器)、闪存、输入端口以及输出端口的计算机单元构成。
[0043]在变速控制装置7的ROM中，存储有各种控制常数、各种映射等，并且存储有用于使该计算机单元作为变速控制装置7发挥功能的程序。即，在变速控制装置7中，CPU执行存储于ROM的程序，由此，该计算机单元作为变速控制装置7发挥功能。变速控制装置7连接到驱动控制装置10，与驱动控制装置10之间相互进行数据的交换。
[0044]变速控制装置7根据未图示的换挡传感器检测到的换挡操作和从驱动控制装置10发送的各种信息来控制未图示的油压控制装置，由此，进行变更变速器3的变速比的控制等。
[0045]电池控制装置8由具备CPU、RAM、R0M、闪存、输入端口以及输出端口的计算机单元构成。
[0046]在电池控制装置8的ROM中，存储有各种常数、各种映射等，并且存储有用于使该计算机单元作为电池控制装置8发挥功能的程序。
[0047]S卩，在电池控制装置8中，CPU执行存储于ROM的程序，由此，该计算机单元作为电池控制装置8发挥功能。
[0048]电池控制装置8进行主电池6A和副电池6B的管理，例如算出并管理主电池6A和副电池6B的S0C(State Of Charge:充电状态)等。另外，电池控制装置8连接到驱动控制装置10，与驱动控制装置10之间相互进行数据的交换。
[0049]驱动控制装置〗O由具备CPU、RAM、ROM、闪存、输入端口以及输出端口的计算机单元构成。
[0050]在驱动控制装置10的ROM中，存储有各种常数、各种映射等，并且存储有用于使该计算机单元作为驱动控制装置10发挥功能的程序。即，在驱动控制装置10中，CPU执行存储于ROM的程序，由此，该计算机单元作为驱动控制装置10发挥功能。
[0051]发动机转速传感器11、油门开度传感器12和车速传感器13连接到驱动控制装置
10。发动机转速传感器11检测发动机2的转速即发动机转速[rpm]。油门开度传感器12检测未图示的加速踏板的操作量即油门开度。车速传感器13检测车辆I的车速[km/h]。
[0052]驱动控制装置10例如根据车速传感器13检测到的车速和油门开度传感器12检测到的油门开度，算出车辆I的请求驱动力。驱动控制装置10根据车辆I的请求驱动力等算出发动机请求功率。
[0053]驱动控制装置10根据发动机请求功率和设定有发动机动作点的映射，算出目标发动机转矩和目标发动机转速，按照该目标发动机转矩和目标发动机转速控制发动机2的运转。
[0054]驱动控制装置10包含上限转矩设定部21、辅助成本算出部22以及控制部25。
[0055 ]上限转矩设定部21为使超过电流限制值的电流不会流到车辆I的电源系统，而设定MG5的上限转矩[Nm]。通过将执行辅助时的辅助转矩设定为上限转矩以下，防止超过电流限制值的电流流到电源系统。
[0056]辅助成本算出部22包含电池耗电量算出部23和燃料消耗量算出部24。辅助成本算出部22设定多个MG5的辅助转矩，分别算出用各辅助转矩使MG5驱动进行辅助时的辅助成本。
[0057]更详细地说，辅助成本算出部22以使MG5的辅助转矩从由上限转矩设定部21设定的上限转矩开始依次减小的方式设定多个MG5的辅助转矩。即，辅助成本算出部22使MG5的辅助转矩按照预先确定的减小量以规定的采样次数逐步从上限转矩减小。
[0058]电池耗电量算出部23在假定如上所述使辅助转矩从上限转矩开始依次减小的情况下，算出各辅助转矩中的主电池6A和副电池6B的电池耗电量[W]。具体地说，电池耗电量算出部23根据MG5的各辅助转矩、MG转速、MG5的效率映射和电负载9所消耗的电量，算出MG5执行辅助时的电池耗电量。
[0059]因此，由电池耗电量算出部23算出的各电池耗电量是虚拟地得到的电池耗电量。
[0060]燃料消耗量算出部24算出在发动机2中消耗的当前的燃料消耗量[g/h]和MG5执行辅助时的燃料消耗量[g/h]。
[0061]具体地说，燃料消耗量算出部24根据发动机转矩和发动机转速传感器11检测到的发动机转速，参照图2所示的燃料消耗量映射来算出MG5进行辅助之前的燃料消耗量。
[0062]图2所示的燃料消耗量映射是预先实验性地求出了发动机转矩及发动机转速的各参数与燃料消耗量的关系，并预先存储于驱动控制装置10的ROM。燃料消耗量映射具有发动机转矩越增大或者发动机转速越增加则燃料消耗量越增大的特性。燃料消耗量映射上的粗实线表示最佳燃料效率线。
[0063]另外，燃料消耗量算出部24在假定如上所述使辅助转矩从上限转矩开始依次减小的情况下，算出各辅助转矩中的燃料消耗量作为辅助时燃料消耗量。
[0064]具体地说，燃料消耗量算出部24根据与MG5执行辅助时的各发动机负荷相应的发动机转矩和发动机转速，参照图2所示的燃料消耗量映射来算出每个辅助转矩的辅助时燃料消耗量。驱动控制装置10能够通过参照例如预先实验性地求出了 MG5的辅助转矩与发动机转矩及发动机转速的关系的映射来求出该情况下的发动机转矩和发动机转速。
[0065]辅助成本算出部22根据MG5进行辅助之前的当前的燃料消耗量和执行辅助时的燃料消耗量以及电池耗电量来算出辅助成本[g/kffh ]。
[0066]具体地说，辅助成本算出部22在假定使MG5的辅助转矩从上限转矩开始依次减小的情况下，分别算出MG5以各辅助转矩来驱动时的辅助成本即每个辅助转矩的辅助成本。因此，在本实施方式中，辅助成本要算出上述的规定的采样次数这么多次。
[0067 ]辅助成本由每单位电池耗电量的燃料消耗量(g/h/kff=g/kffh)表示。具体地说，辅助成本是通过将从当前的燃料消耗量减去执行辅助时的燃料消耗量后的值即通过由MG5进行辅助而削减的燃料消耗量(减小量)除以电池耗电量[kW]而求出的。这样，辅助转矩是根据辅助条件的成立前后的燃料消耗量的变化量和电池耗电量来算出。
[0068]控制部25根据发动机转速，参照图3所示的映射来设定目标辅助成本。图3所示的映射是预先实验性地求出了发动机转速与目标辅助成本的关系，并预先存储于驱动控制装置10的ROM。在图3所示的映射中，例如是发动机转速越高则目标辅助成本规定得越高。
[0069]控制部25当辅助成本算出部22算出的辅助成本在如上所述设定的目标辅助成本以上时，许可MG5进行辅助。
[0070]控制部25控制MG5，从而以辅助成本算出部22算出的多个辅助成本即规定的采样次数的辅助成本中的最大辅助成本的辅助转矩进行辅助。
[0071]图4是示出在上限转矩设定部21将上限转矩设定为Tl的情况下，辅助成本算出部22使辅助转矩从上限转矩Tl减小为T2、T3、T4、T5时设定的各辅助转矩的辅助成本的例子。
[0072]在图4所示的例子中，辅助转矩Τ4时辅助成本为最大。因此，在图4所示的例子中，控制部25控制1?；5，从而以辅助转矩1'132、了334、了5中的最大辅助成本的辅助转矩了4进行辅助。
[0073]在图4中，分别示出发动机转速高的状态的目标辅助成本和发动机转速低的状态的目标辅助成本。前者的目标辅助成本设定得比后者的目标辅助成本高。
[0074]接着，参照图5来说明由本实施方式的驱动控制装置10执行的辅助控制的处理的流程。图5所示的辅助控制是由驱动控制装置10按规定的时间间隔反复执行的。
[0075]驱动控制装置10进行判断辅助条件是否成立的辅助条件成立判断处理(步骤SI)。然后，驱动控制装置10判断是否已通过辅助条件成立判断处理而许可辅助(步骤S2)。驱动控制装置10在判断为未许可辅助即禁止辅助的情况下，结束辅助控制。
[0076]另一方面，驱动控制装置10在判断为许可辅助的情况下，设定MG5的上限转矩(步骤S3)。然后，驱动控制装置10使MG5的辅助转矩按照预先确定的减小量以规定的采样次数逐步从上限转矩减小(步骤S4)。
[0077]然后，驱动控制装置10算出所采样的每个辅助转矩的电池耗电量(步骤S5)。其后，驱动控制装置10按所采样的每个辅助转矩，算出辅助条件成立前后的燃料消耗量的变化量(步骤S6)。
[0078]其后，驱动控制装置10算出使MG5的辅助转矩从上限转矩开始依次减小的情况下的每个辅助转矩的辅助成本(步骤S7)。然后，驱动控制装置10根据发动机转速，参照图3所示的映射来设定目标辅助成本(步骤S8)。
[0079]然后，驱动控制装置10判断步骤S7中算出的多个辅助成本之中的最大的辅助成本(以下，称为“辅助成本最大值”)是否是步骤S8中所设定的目标辅助成本以上(步骤S9)。
[0080]驱动控制装置10在判断为辅助成本最大值不是目标辅助成本以上的情况下，结束辅助控制。另一方面，驱动控制装置10在判断为辅助成本最大值是目标辅助成本以上的情况下，控制MG5从而以辅助成本最大值的辅助转矩进行辅助(步骤S10)，结束辅助控制。
[0081]接着，参照图6来说明在图5所示的辅助控制的步骤SI中执行的辅助条件成立判断处理的流程。
[0082]驱动控制装置10判断未图示的水温传感器检测到的水温是否大于例如能够判断为发动机2的预热结束的设定值(步骤S11)。驱动控制装置10在判断为水温不大于设定值的情况下，禁止辅助(步骤S27)，结束辅助条件成立判断处理。
[0083]另一方面，驱动控制装置10在判断为水温大于设定值的情况下，判断锁止离合器是否处于已接合的锁止状态(步骤S12)。驱动控制装置10在判断为不处于锁止状态的情况下，判断为燃料效率低，禁止辅助(步骤S27)，结束辅助条件成立判断处理。
[0084]另一方面，驱动控制装置10在判断为处于锁止状态的情况下，判断是否有来自变速控制装置7的许可(步骤S13)。驱动控制装置10在判断为没有来自变速控制装置7的许可的情况下，判断为燃料效率低，禁止辅助(步骤S27)，结束辅助条件成立判断处理。
[0085]另一方面，驱动控制装置10在判断为有来自变速控制装置7的许可的情况下，判断未图示的换挡杆的操作位置是否是用于前进行驶的D挡(步骤S14)。
[0086]驱动控制装置10在判断为换挡杆的操作位置不是用于前进行驶的D挡的情况下，判断为驾驶员没有行驶意图，禁止辅助(步骤S27)，结束辅助条件成立判断处理。
[0087]另一方面，驱动控制装置10在判断为换挡杆的操作位置是用于前进行驶的D挡的情况下，判断发动机转速是否低于设定值(步骤S15)。
[0088]驱动控制装置10在判断为发动机转速不低于设定值即发动机转速是设定值以上的情况下，禁止辅助(步骤S27)，结束辅助条件成立判断处理。
[0089]另一方面，驱动控制装置10在判断为发动机转速低于设定值的情况下，判断为是辅助效率不高的旋转区域，判断车速是否高于设定值(步骤S16)。
[0090]驱动控制装置10在判断为车速是设定值以下的情况下，判断为是燃料效率低的车速区域，禁止辅助(步骤S27)，结束辅助条件成立判断处理。
[0091]另一方面，驱动控制装置10在判断为车速高于设定值的情况下，判断主电池6A的充电率(SOC)是否高于设定值(步骤S17)。驱动控制装置10在判断为主电池6A的充电率(S0C)是设定值以下的情况下，为了优先对主电池6A充电，禁止辅助(步骤S27)，结束辅助条件成立判断处理。
[0092]另一方面，驱动控制装置10在判断为主电池6A的充电率(SOC)高于设定值的情况下，判断副电池6B的充电率(SOC)是否高于设定值(步骤S18)。驱动控制装置10在判断为副电池6B的充电率(SOC)是设定值以下的情况下，为了优先对副电池6B充电，禁止辅助(步骤S27)，结束辅助条件成立判断处理。
[0093]另一方面，驱动控制装置10在判断为副电池6B的充电率(SOC)高于设定值的情况下，判断副电池6B的温度是否是可使用温度的范围内(步骤S19)。
[0094]驱动控制装置10在判断为副电池6B的温度不在可使用温度的范围内的情况下，为了防止副电池6B的劣化，禁止辅助(步骤S27)，结束辅助条件成立判断处理。
[0095]另一方面，驱动控制装置10在判断为副电池6B的温度是可使用温度的范围内的情况下，判断从上次的辅助结束是否经过了规定时间(步骤S20)。
[0096]驱动控制装置10在判断为从上次的辅助结束未经过规定时间的情况下，禁止辅助(步骤S27)，结束辅助条件成立判断处理。
[0097]由此，禁止连续的辅助，防止执行I次辅助就导致主电池6A或者副电池6B彻底放电。因此，能避免下次无法执行辅助的事态。
[0098]另一方面，驱动控制装置10在判断为从上次的辅助结束经过了规定时间的情况下，判断MG5的基板温度是否低于设定值(步骤S21)。
[0099]驱动控制装置10在判断为MG5的基板温度是设定值以上的情况下，禁止辅助(步骤S27)，结束辅助条件成立判断处理。
[0100]另一方面，驱动控制装置10在判断为MG5的基板温度低于设定值的情况下，根据未图示的制动传感器的检测结果，判断驾驶员是否踩踏了制动踏板(步骤S22)。驱动控制装置10在判断为驾驶员踩踏了制动踏板的情况下，判断为驾驶员没有加速意图，禁止辅助(步骤S27)，结束辅助条件成立判断处理。
[0101]另一方面，驱动控制装置10在判断为驾驶员未踩踏制动踏板的情况下，判断功率MOSFET的温度是否低于设定值(步骤S23)。
[0102]驱动控制装置10在判断为功率MOSFET的温度是设定值以上的情况下，禁止辅助(步骤S27)，结束辅助条件成立判断处理。另一方面，驱动控制装置10在判断为功率MOSFET的温度低于设定值的情况下，判断线圈温度是否低于设定值(步骤S24)。
[0103]驱动控制装置10在判断为线圈温度是设定值以上的情况下，禁止辅助(步骤S27)，结束辅助条件成立判断处理。另一方面，驱动控制装置10在判断为线圈温度低于设定值的情况下，判断主电池6A和副电池6B是否均不处于充电状态(步骤S25)。
[0104]驱动控制装置10在判断为主电池6A和副电池6B中的至少一方处于充电状态的情况下，禁止辅助(步骤S27)，结束辅助条件成立判断处理。
[0105]另一方面，驱动控制装置10在判断为主电池6A和副电池6B均不处于充电状态的情况下，许可辅助(步骤S26)，结束辅助条件成立判断处理。
[0106]在此，上述的副电池6B的温度、MG5的基板温度、功率MOSFET的温度和线圈温度分别由未图示的温度传感器检测。
[0107]如上所述，本实施方式所涉及的驱动控制装置10当根据辅助条件的成立前后的燃料消耗量的变化量和电池耗电量算出的辅助成本在目标辅助成本以上时，许可MG5进行辅助。
[0108]因此，本实施方式所涉及的驱动控制装置10能够在效率好的状况下由MG5进行辅助，能够抑制燃料效率恶化。
[0109]另外，本实施方式所涉及的驱动控制装置10不是根据MG5的耗电量，而是如上所述根据电池耗电量进行辅助的许可。因此，在车辆I的耗电量大的情况下，能够减少进行辅助的频度。由此，能够降低主电池6A和副电池6B的放电量。
[0110]另外，本实施方式所涉及的驱动控制装置10控制MG5，从而以在使辅助转矩从上限转矩开始依次减小的情况下的各辅助转矩的辅助成本中的最大辅助成本值的辅助转矩进行辅助。
[0111]因此，本实施方式所涉及的驱动控制装置10能够通过能以最好的效率由MG5进行辅助的辅助转矩对发动机2的动力进行辅助。
[0112]以上，公开了本发明的实施方式，但本领域技术人员明白能不脱离本发明的范围加以变更。权利要求书所记载的权利要求意在包含所有这样的修正和等价物。
【主权项】
1.一种混合动力车辆，其特征在于，具备: 内燃机； 旋转电机，其在规定的辅助条件成立时对上述内燃机的动力进行辅助； 二次电池，其向上述旋转电机和电负载供电；以及 控制部，当根据上述辅助条件成立前后的燃料消耗量的变化量和上述二次电池的耗电量算出的辅助成本在规定的目标辅助成本以上时该控制部许可上述旋转电机进行辅助，并且当上述辅助条件成立时该控制部实行辅助。2.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其特征在于， 还具备辅助成本算出部，上述辅助成本算出部设定多个上述旋转电机的驱动转矩，且分别算出以各驱动转矩驱动上述旋转电机时的辅助成本， 上述控制部控制上述旋转电机，由上述辅助成本算出部算出的多个辅助成本中的最大辅助成本的驱动转矩进行上述辅助。3.根据权利要求2所述的混合动力车辆，其特征在于， 上述辅助成本算出部设定多个上述旋转电机的驱动转矩，使该多个上述旋转电机的驱动转矩从规定的上限转矩开始依次减小。
【文档编号】B60W20/20GK106064613SQ201610221443
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年4月11日 公开号201610221443.2, CN 106064613 A, CN 106064613A, CN 201610221443, CN-A-106064613, CN106064613 A, CN106064613A, CN201610221443, CN201610221443.2
【发明人】前田洋辅, 千速健太
【申请人】铃木株式会社