混合动力车辆及搭载于该混合动力车辆的蓄电装置的输出控制方法

混合动力车辆及搭载于该混合动力车辆的蓄电装置的输出控制方法
【专利摘要】在发动机的起动时超过输出允许电力的电力脱离将蓄电装置的输出允许电力切换的规定的时间（T1）而从蓄电装置输出的情况下，ECU抑制发动机的下一次起动时的输出允许电力的扩大。具体而言，ECU基于脱离解除为止的时间（T2），将发动机的下一次起动时的输出允许电力从第一值（WoutE（1））变更为比第一值小的第二值（WoutE（2））。
【专利说明】混合动カ车辆及搭载于该混合动カ车辆的蓄电装置的输出控制方法【技术领域】
[0001]本发明涉及ー种混合动カ车辆及搭载于该混合动カ车辆的蓄电装置的输出控制方法，特别涉及具备内燃机的混合动カ车辆中的蓄电装置的输出控制。
【背景技术】
[0002]作为对环境作出考虑的车辆，混合动カ车辆(Hybrid Vehicle)近年来受到关注。混合动カ车辆除了搭载有以往的内燃机之外，还搭载有蓄电装置、逆变器及由逆变器驱动的电动机作为行驶用的动カ源。
[0003]日本特开2005-39989号公报(专利文献I)在上述那样的混合动カ机动车的基础上，公开了ー种对蓄电池的输出进行管理的输出管理装置。混合动カ机动车具备发动机和伴随于行驶用蓄电池的充放电而能够使发动机起动的起动单元。输出管理装置在基于驾驶员的要求而从蓄电池应输出的要求输出超过额定输出时或者在发动机的起动时，在超过额定输出的规定超过输出之前，允许蓄电池的输出。
[0004]根据该输出管理装置，通过进ー步发挥蓄电池的性能而能够提高机动车的性能(參照专利文献I)。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2005-39989号公报
【发明内容】

[0008]发明要解决的课题
[0009]在上述公报所公开的输出管理装置中，表示蓄电池的输出电力的允许值的输出允许电カ(Wout)在发动机起动时被暂时性地扩大。然而，在由于发动机低温时的发动机油粘度上升等而发动机摩擦増加的情况下，或者由于燃烧室或吸气端ロ冷却而燃料的挥发受到抑制的情况下，再者由于长期使用而产生发动机压缩的下降或燃料系统、点火系统、润滑系统的性能老化的情况下等，发动机的起动性能下降，有时在蓄电池的输出允许电カ被扩大的期间，发动机无法完爆。由此，在发动机起动时，会脱离输出允许电カ而从蓄电池过度地输出电力。
[0010]因此，考虑了预测上述那样的发动机的状态变化而预先限制输出允许电カ的设定，但这样的话，会将蓄电池的输出一律进行限制，因此会导致车辆性能的下降。而且，当蓄电池的输出电力超过输出允许电カ时，通过防止最終蓄电池电压下降至规定的阈值以下的保护控制而能避免蓄电池的过放电，但是由于该保护控制的动作而可能产生驾驶性能的恶化。在上述公报中，针对这种问题没有任何研究。
[0011]因而，本发明的目的在于提供一种能够在内燃机的起动时抑制蓄电装置的过度的输出并充分地发挥蓄电装置的能力的混合动カ车辆。[0012]另外，本发明的另一目的是在混合动カ车辆的基础上，提供一种能够在内燃机的起动时抑制蓄电装置的过度的输出并充分地发挥蓄电装置的能力的蓄电装置的输出控制方法。
[0013]用于解决课题的手段
[0014]根据本发明，混合动カ车辆具备储存行驶用的电カ的蓄电装置、内燃机、旋转电机、控制装置。旋转电机从蓄电装置接受电カ的供给，产生用于使内燃机起动的转矩。在内燃机的起动时向蓄电装置要求的电カ超过表示内燃机的起动要求时的蓄电装置的输出电カ的允许值的输出允许电カ(Wout)的情况下，控制装置将输出允许电カ从起动要求时的第一允许电カ(WoutN)暂时性地切换成比第一允许电カ大的第二允许电カ(WoutE)。在此，在内燃机的起动时超过输出允许电カ的电カ脱离输出允许电カ切换成第二允许电カ的期间而从蓄电装置输出的情况下，控制装置抑制内燃机的下一次起动时的输出允许电カ的扩大。
[0015]优选的是，控制装置基于脱离了输出允许电カ切换成第二允许电カ的期间的时间，将内燃机的下一次起动时的第二允许电カ从第一值(WoutE (I))变更为比第一值小的第二值(WoutE (2))。
[0016]更优选的是，使用预先准备的表示蓄电装置的输出电力与能够从蓄电装置连续输出的允许时间的关系的数据，并基于上述的脱离的时间来决定上述第二值。
[0017]另外，优选的是，控制装置基于脱离了输出允许电カ切换成第二允许电カ的期间的时间，缩短内燃机的下一次起动时将输出允许电カ切換成第二允许电カ的期间。
[0018]更优选的是，上述的脱离的时间越长，控制装置越缩短将输出允许电カ切换成第ニ允许电カ的期间。
[0019]优选的是，控制装置基于内燃机的温度来校正第二允许电力。
[0020]更优选的是，控制装置以内燃机的温度越低而使第二允许电カ越小的方式校正第ニ允许电力。
[0021]另外，优选的是，控制装置基于旋转电机的温度来校正第二允许电力。
[0022]更优选的是，控制装置以旋转电机的温度越高而使第二允许电カ越小的方式校正第二允许电力。
[0023]另外，根据本发明，蓄电装置的输出控制方法是搭载于混合动カ车辆的蓄电装置的输出控制方法。混合动カ车辆具备储存行驶用的电カ的蓄电装置、内燃机、旋转电机。旋转电机从蓄电装置接受电カ的供给，产生用于使内燃机起动的转矩。并且，输出控制方法包括:在内燃机的起动时向蓄电装置要求的电カ超过表示内燃机的起动要求时的蓄电装置的输出电カ的允许值的输出允许电カ(Wout)的情况下,将输出允许电カ从起动要求时的第一允许电カ(WoutN)暂时性地切换成比第一允许电カ大的第二允许电カ(WoutE)的步骤；以及在内燃机的起动时超过输出允许电カ的电カ脱离输出允许电カ切换成第二允许电カ的期间而从蓄电装置输出的情况下，抑制内燃机的下一次起动时的输出允许电カ的扩大的步骤。
[0024]优选的是，抑制输出允许电カ的扩大的步骤包括如下的步骤:基于脱离了输出允许电カ切换成第二允许电カ的期间的时间，将内燃机的下一次起动时的第二允许电カ从第ー值(WoutE (I))变更为比第一值小的第二值(WoutE (2))。[0025]另外，优选的是，抑制输出允许电カ的扩大的步骤包括如下的步骤:基于脱离了输出允许电カ切換成第二允许电カ的期间的时间，缩短内燃机的下一次起动时将输出允许电力切换成第二允许电カ的期间。
[0026]优选的是，蓄电装置的输出控制方法还包括基于内燃机的温度来校正第二允许电力的步骤。
[0027]另外，优选的是，蓄电装置的输出控制方法还包括基于旋转电机的温度来校正第ニ允许电カ的步骤。
[0028]发明效果
[0029]在本发明中，在内燃机的起动时超过输出允许电カ的电カ脱离输出允许电カ切换成第二允许电カ(WoutE)的期间而从蓄电装置输出的情况下，抑制内燃机的下一次起动时的输出允许电カ的扩大。因此，根据本发明，能够在内燃机的起动时抑制蓄电装置的过度的输出并充分发挥蓄电装置的能力。其结果是，能够使蓄电装置的设计富余度适当化，能够有助于车辆的轻量化或小型化、低成本化等。
【专利附图】

【附图说明】
[0030]图1是表示本发明的实施方式I的混合动カ车辆的整体结构的框图。
[0031]图2是表不混合动カ车辆的动力传动系统结构的框图。
[0032]图3是图2所示的E⑶的功能框图。
[0033]图4是表示发动机起动时的输出允许电カ及蓄电装置的输出电力的图。
[0034]图5是表示发动机的下一次起动时的输出允许电カ及蓄电装置的输出电力的图。
[0035]图6是表示确保蓄电装置的可靠性的输出电力与能够从蓄电装置连续输出的允许时间的关系的图。
[0036]图7是表示EV行驶时的车速与蓄电装置的必要动カ的关系的图。
[0037]图8是用于说明图3所示的E⑶的Wout控制部的动作的流程图。
[0038]图9是表不实施方式2的发动机的下一次起动时的输出允许电カ及蓄电装置的输出电カ的图。
[0039]图10是表示发动机起动时的蓄电装置的输出电力的脱离时间与图9所示的缩短时间的关系的图。
[0040]图11是表示发动机起动时的蓄电装置的输出电力的脱离时间与图9所示的输出允许电カ的下降量的关系的图。
[0041]图12是用于说明实施方式2的E⑶的Wout控制部的动作的流程图。
[0042]图13是表示实施方式3的发动机冷却水的温度与发动机起动时的输出允许电カ的关系的图。
[0043]图14是用于说明实施方式3的E⑶的Wout控制部的动作的流程图。
[0044]图15是用于说明发动机的下一次起动时的Wout控制部的动作的流程图。
[0045]图16是表示发动机冷却水的温度与发动机起动时的输出允许电カ的关系的图。
[0046]图17是表示实施方式4的发动机油的温度与发动机起动时的输出允许电カ的关系的图。
[0047]图18是用于说明实施方式4的E⑶的Wout控制部的动作的流程图。[0048]图19是用于说明发动机的下一次起动时的Wout控制部的动作的流程图。
[0049]图20是表示发动机油的温度与发动机起动时的输出允许电カ的关系的图。
[0050]图21是表不实施方式5的电动发电机的温度与发动机起动时的输出允许电カ的关系的图。
[0051]图22是用于说明实施方式5中的E⑶的Wout控制部的动作的流程图。
[0052]图23是用于说明发动机的下一次起动时的Wout控制部的动作的流程图。
[0053]图24是表示电动发电机的温度与发动机起动时的输出允许电カ的关系的图。
【具体实施方式】
[0054]以下，參照附图，详细说明本发明的实施方式。需要说明的是，对图中同一或相当部分，标注同一标号，不重复其说明。
[0055][实施方式I]
[0056]图1是表示本发明的实施方式I的混合动カ车辆的整体结构的框图。參照图1，混合动カ车辆100具备蓄电装置10、电子控制単元(以下称为“ECU (Electronic ControlUnit)”)15、动カ控制单元(以下称为“PCU (Power Control Unit)”)20、动カ输出装置30、传递齿轮40、前轮50L、50R、后轮60L、60R。
[0057]蓄电装置10是能够再充电的直流电源，例如由镍氢或锂离子等二次电池构成。蓄电装置10例如配置在后座的后方部，与P⑶20电连接而向P⑶20供给直流电压。而且，蓄电装置10从P⑶20接受由动カ输出装置30发电的电カ而充电。
[0058]P⑶20统括性地表示在混合动カ车辆100内所需的电カ转换器。P⑶20包括对从蓄电装置10供给的电压进行升压的转换器、对动カ输出装置30包含的电动发电机进行驱动的逆变器等。
[0059]动カ输出装置30作为车轮的驱动カ源而设置,包括电动发电机MG1、MG2及发动机。它们经由动カ分配装置(未图示)而机械连结。并且，根据混合动カ车辆100的行驶状況，经由动力分配装置在上述三者之间进行驱动カ的分配及结合，作为其結果，驱动前轮50L、50R。传递齿轮40将从动カ输出装置30输出的动カ向前轮50L、50R传递，并且将从前轮50L、50R接受的旋转カ向动カ输出装置30传递。由此，动カ输出装置30将发动机及电动发电机产生的动カ经由传递齿轮40向前轮50L、50R传递来驱动前轮50L、50R。而且，动カ输出装置30从前轮50L、50R接受旋转カ而发电，并将其发电的电カ向PCU20供给。
[0060]ECU15接受来自各种传感器(未图示)的表示运行状况、车辆状况的信号。来自各种传感器的信号包括与油门踏板的踏入量对应的油门开度信号、表示车辆速度的车速信号、蓄电装置10的电压及电流的检测信号等。并且，ECU15基于来自各种传感器的信号，执行与混合动カ车辆100相关的各种控制。
[0061]并且，P⑶20按照来自E⑶15的控制指示，将从蓄电装置10输出的电カ转换成交流，来驱动包含于动カ输出装置30的电动发电机MG1、MG2。而且，P⑶20在电动发电机MGl、MG2的再生动作时，按照来自ECU15的控制指示，对电动发电机MG1、MG2发电的电カ进行电压转换而对蓄电装置10充电。
[0062]图2是表示混合动カ车辆100的动カ传动系统结构的框图。參照图2，混合动カ车辆100包括蓄电装置10、系统主继电器(SMR)105、PCU20、电动发电机MG1、MG2、发动机ENG、动カ分配装置134、E⑶15。
[0063]动カ分配装置134与发动机ENG及电动发电机MGl、MG2结合而在它们之间分配动力。例如，可以使用具有恒星齿轮、行星轮架及冕状齿轮的3个旋转轴的行星齿轮作为动カ分配装置134，这3个旋转轴与电动发电机MGl、发动机ENG及电动发电机MG2的旋转轴分别连接。需要说明的是，在电动发电机MG2的旋转轴上连结有传递齿轮40 (图1)的旋转轴。
[0064]发动机ENG产生的动能由动カ分配装置134向电动发电机MGl和传递齿轮40分配。发动机ENG作为驱动车辆前进并且驱动电动发电机MGl的动カ源进行动作。
[0065]电动发电机MGl从蓄电装置10接受电カ的供给而作为电动机进行动作，产生用于使发动机ENG起动的转矩。并且，当发动机ENG起动时，电动发电机MGl作为发电机而动作，接受由动カ分配装置134分配的发动机ENG的输出进行发电。
[0066]电动发电机MG2由储存于蓄电装置10的电カ及电动发电机MGl发电的电カ的至少一方来驱动。并且，电动发电机MG2的驱动カ经由传递齿轮40向前轮50L、50R (图1)的驱动轴传递。而且，在车辆的制动时，电动发电机MG2由前轮50L、50R驱动而作为发电机进行动作。此时，由电动发电机MG2发电的电カ经由K:U20而向蓄电装置10充电。
[0067]SMR105设置在蓄电装置10与P⑶20之间，当车辆系统起动时，根据来自E⑶15的指令而接通。
[0068]P⑶20包括转换器110、电动机驱动控制器131、132、转换器/逆变器控制部140。在该实施方式I中，电动发电机MG1、MG2是交流电动机，电动机驱动控制器131、132由逆变器构成。以下，也将电动机驱动控制器131 (132)称为“逆变器131 (132)”。
[0069]转换器110基于来自转换器/逆变器控制部140的控制信号Scnv，将正极线103及负极线102之间的电压(系统电压)升压成蓄电装置10的电压以上。转换器110例如由电流可逆型的升压断继开关电路构成。
[0070]逆变器131、132分别对应于电动发电机MG1、MG2而设置。逆变器131、132相互并联地与转换器110连接,基于来自转换器/逆变器控制部140的控制信号Spwml、Spwm2而分别驱动电动发电机MGl、MG2。
[0071]转换器/逆变器控制部140基于从ECU15接受的控制指令(系统电压的设定或电动发电机MG1、MG2的转矩目标等)，生成用于分别驱动转换器110及电动发电机MGl、MG2的控制信号Scnv、Spwml、Spwm2。并且,转换器/逆变器控制部140将其生成的控制信号Scnv、Sp補il、Sp補i2分别向转换器110及逆变器131、132输出。
[0072]EQJ15通过利用CPU (Central Processing Unit:中央处理器)执行预先存储的程序的软件处理及/或专用的电子电路的硬件处理，进行蓄电装置10的充放电、车辆的行驶控制等各种控制。而且，ECU15生成用于驱动PCU20的控制指令，并将其生成的控制指令向P⑶20的转换器/逆变器控制部140输出。
[0073]图3是图2所示的E⑶15的功能框图。參照图3，E⑶15包括Wout控制部150、行驶控制部152、指令生成部154。
[0074]Wout控制部150算出表示蓄电装置10的输出电カ的允许值的输出允许电カWout0详细而言，Wout控制部150使用预先准备的映射或关系式等，基于蓄电装置10的SOC或温度等而算出输出允许电カWout。
[0075]另外，Wout控制部150当从行驶控制部152接受到表示发动机ENG的起动的信号时，判定电动发电机MG2产生的行驶动カ(与根据油门开度等算出的要求驱动カ等成比例)加上用于对电动发电机MGl进行动力运行驱动而使发动机ENG起动的发动机起动动カ(与车速等成比例)所得到的向蓄电装置10的要求电カ是否超过输出允许电カWout。并且，当向蓄电装置10的要求电カ超过输出允许电カWout时，Wout控制部150在到发动机ENG完爆为止的期间，将输出允许电カWout切換成发动机起动时用的电力。
[0076]S卩，Wout控制部150具有表示通常时(发动机非起动时)的输出允许电カWout的输出允许电カWoutN和表示发动机起动时的输出允许电カWout的输出允许电カWoutE作为输出允许电カWout。通常时的输出允许电カWoutN如上述那样基于蓄电装置10的SOC或温度等而算出。发动机起动时的输出允许电カWoutE为了能够使发动机ENG起动而设定为比输出允许电カWoutN大的值，例如是输出允许电カWoutN追加了发动机起动动カ的值。
[0077]并且，若发动机ENG的起动要求时向蓄电装置10的要求电カ超过输出允许电カWout (输出允许电カWoutN)，则在到发动机ENG完爆为止期间，将输出允许电カWout从输出允许电カWoutN切换成输出允许电カWoutE。需要说明的是，发动机ENG是否完爆是根据发动机ENG的转速或电动发电机MGl的转矩等来判定的。而且，发动机起动时的输出允许电カWout的曲线(输出允许电カWoutE及切换成输出允许电カWoutE的时间)使用预先准备的表示蓄电装置10的输出电力与能够从蓄电装置10连续输出的允许时间的关系的数据来決定。
[0078]在此，在由于发动机低温时的发动机油粘度上升等而发动机摩擦増加的情况下，或者由于燃烧室或吸气端ロ冷却而燃料的挥发受到抑制的情况下，进而由于长期使用而发生了发动机压缩的下降或燃料系统、点火系统、润滑系统的性能老化的情况下等，在发动机起动时输出允许电カWout切换成输出允许电カWoutE期间，发动机ENG有时不会完爆。由此，电カ脱离输出允许电カWout而从蓄电装置10输出。因此，Wout控制部150在发动机起动时电力脱离暂时性地扩大的输出允许电カWout的曲线而从蓄电池输出的情况下，基于其脱离时间，变更发动机ENG的下一次起动时的输出允许电カWout的曲线。以下，对这一点进行详细说明。
[0079]图4是表示发动机ENG的起动时的输出允许电カWout及蓄电装置10的输出电カ的图。參照图4,纵轴表示电力，横轴表示时间。线kl表示输出允许电カWout。线k2表示蓄电装置10的输出电力。值WoutN (I), WoutE (I)分别是输出允许电カWoutN、WoutE的值。
[0080]在时刻tl要求发动机ENG的起动时,判定行驶动カ加上发动机起动动カ所得到的向蓄电装置10的要求电カ是否超过该时机下的输出允许电カWout (值WoutN(l))。并且，在此，判定为向蓄电装置10的要求电カ超过输出允许电カWout，将输出允许电カWout从输出允许电カWoutN切换成输出允许电カWoutE。具体而言，输出允许电カWout的值从值WoutN (I)切换成值WoutE (I)。需要说明的是，关于输出允许电カWout切换成输出允许电カWoutE的时间Tl，使用预先准备的表示蓄电装置10的输出电力与能够从蓄电装置10连续输出的允许时间的关系的数据来预先決定。
[0081]在由低温引起的发动机摩擦的増加或燃料的挥发抑制、或由长期使用引起的燃料系统、点火系统、润滑系统的性能老化等未发生的情况下，在预先设计的时间Tl内发动机ENG完爆，并在时间Tl经过后，输出允许电カWout又切换成输出允许电カWoutN之后，蓄电装置10的输出电力不会脱离输出允许电カWout。
[0082]然而，当发动机摩擦増加等上述的状态变化发生时，如该图4所示，在时间Tl内发动机ENG没有完爆，在时间Tl经过后，输出允许电カWout又切换成输出允许电カWoutN之后，蓄电装置10的输出电力脱离输出允许电カWout (时刻t2?t3)。
[0083]因此，在该实施方式I中，基于该脱离的时间AT (=T2_T1)，决定发动机ENG的下一次起动时的输出允许电カWout的曲线。即，在该实施方式I中，基于上述的脱离时间AT(或者，从输出允许电カWout切换成输出允许电カWoutE之后到脱离解除为止的时间T2)，决定发动机ENG的下一次起动时的输出允许电カWoutE的值及向输出允许电カWoutE的切换时间。
[0084]图5是表示发动机ENG的下一次起动时的输出允许电カWout及蓄电装置10的输出电カ的图。參照图5，纵轴表示电力，横轴表示时间。线k3表示输出允许电カWout。线k4表示蓄电装置10的输出电力。线kl、值WoutE (I),WoutN (I)、及时间T1、T2如图4所
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[0085]值WoutE (2)是输出允许电カWoutE的值。该值WoutE (2)比值WoutE (I)小，使用预先准备的表示蓄电装置10的输出电力与能够从蓄电装置10连续输出的允许时间的关系的数据，并基于时间T2而決定。需要说明的是，伴随于输出允许电カWoutE从值WoutE(I)向值WoutE (2)的变更，输出允许电カWoutN也从值WoutN (I)向值WoutN (2)下降。
[0086]如此，基于脱离时间AT (或时间T2)，变更发动机ENG的下一次起动时的输出允许电カWout的曲线。
[0087]图6是表示确保蓄电装置10的可靠性的输出电カ与能够从蓄电装置10连续输出的允许时间的关系的图。參照图6，纵轴表示蓄电装置10的输出电力，横轴表示能够从蓄电装置10输出的允许时间。在蓄电装置10的输出电カ为值WoutE (I)时，到时间Tl为止确保蓄电装置10的可靠性。若蓄电装置10的输出电カ为值WoutE (2) (〈WoutE (1))，则到时间T2 (>T1)为止确保蓄电装置10的可靠性。需要说明的是，该图6所示的关系通过在设计阶段或制造阶段、实验阶段等中选取数据等而预先准备。
[0088]并且，在该实施方式I中，使用该图5所示的坐标图(映射或关系式)，并基于上述的脱离时间AT (时间T2)，决定发动机ENG的下一次起动时的输出允许电カWout的曲线(值WoutE (2)及时间T2)。由此，能够抑制蓄电装置10的输出电力脱离设定的输出允许电力Wout的曲线的情况。
[0089]再次參照图3，行驶控制部152接受根据油门踏板的踏入量而变化的油门开度信号ACC、根据车辆速度而变化的车速信号SPD、表示蓄电装置10的剩余容量的SOC (StateOf Charge:荷电状态)等信号。需要说明的是，油门开度及车辆速度由未图示的传感器检測。而且，SOC基于蓄电装置10的电压、电流，并使用公知的手法而算出。而且，行驶控制部152从Wout控制部150接受输出允许电カWout。
[0090]并且，行驶控制部152基于这些值，执行电动发电机MGl、MG2的转矩目标值的生成、发动机ENG的起动控制等行驶控制。具体而言，行驶控制部152基于油门开度信号ACC及车速信号SH)而算出车辆的行驶要求转矩，并将该算出值作为电动发电机MG2的转矩目标值向指令生成部154输出。
[0091]另外，行驶控制部152基于行驶要求转矩的算出值而算出车辆的行驶要求动力。此外，行驶控制部152基于车辆的行驶要求动力、蓄电装置10的SOC，判定是否使发动机ENG起动。并且，当判定为使发动机ENG起动时，算出用于使发动机ENG起动的电动发电机MGl的转矩目标值并向指令生成部154输出，并且将表示发动机ENG的起动的信号向Wout控制部150输出。
[0092]另外，行驶控制部152基于电动发电机MGl的上述转矩目标值而算出用于使发动机ENG起动的动力，以避免该发动机起动动カ与车辆的行驶要求动カ相加而得到的总动カ超过输出允许电カWout的方式执行行驶控制。
[0093]需要说明的是，关于发动机ENG的起动时机，行驶控制部152在使发动机ENG停止而仅进行基于电动发电机MG2的行驶(以下也称为“EV行驶”)时，根据车速来确定使发动机ENG起动的时机。
[0094]图7是表示EV行驶时的车速与蓄电装置10的必要动カ的关系的图。參照图7，横轴表示车速，纵轴表示蓄电装置10的必要动力。当要求超过某车速时对应的必要动カ的动カ时，行驶控制部152使发动机ENG起动。车速越低，蓄电装置10的必要动カ越小，车速越高，行驶动カ越大，因此蓄电装置10的必要动カ也越大。
[0095]该蓄电装置10的必要动カ也包括基于电动发电机MGl的发动机ENG的起动所需的动カ(发动机起动动力)。需要说明的是，发动机起动动カ也根据车速而变化，例如与车速成比例。
[0096]另ー方面，由于应以避免蓄电装置10的输出超过输出允许电カWout的方式进行控制，所以行驶控制部152在蓄电装置10的必要动カ超过输出允许电カWout时，使发动机ENG起动。因此，当输出允许电カWoutE从值WoutE (I)下降为值WoutE (2)时，发动机ENG起动的车速从SI下降为S2。S卩，当通过Wout控制部150 (图3)使输出允许电カWoutE从值WoutE (I)下降为值WoutE (2)时，发动机ENG的起动时机移至低速侧，其结果是，抑制发动机起动时的蓄电装置10的输出电力。
[0097]再次參照图3，指令生成部154基于从行驶控制部152接受的控制指令，生成P⑶20的逆变器131、132的转矩指令值及转速指令值。而且，指令生成部154生成转换器110的输出电压指令值。并且，指令生成部154将该生成的指令值向PCU20的转换器/逆变器控制部140输出。
[0098]图8是用于说明图3所示的E⑶15的Wout控制部150的动作的流程图。參照图8，Wout控制部150基于来自行驶控制部152的信号，判定发动机ENG的起动是否已开始(步骤S5)。在发动机ENG的起动未开始时(步骤S5中为“否”)，Wout控制部150不执行以后的一连串的处理而使处理向步骤S60转移。
[0099]当步骤S5中判定为发动机ENG的起动已开始时(步骤S5中为“是”)，Wout控制部150判定是否需要输出允许电カWout的切换(步骤S10)。具体而言，在行驶动力加上发动机起动动カ所得到的向蓄电装置10的要求电カ超过此时的输出允许电カWout (值WoutN(I))吋，Wout控制部150判定为需要输出允许电カWout的切換。
[0100]然后，在步骤SlO中判定为需要输出允许电カWout的切换时(步骤SlO中为“是”)，Wout控制部150将输出允许电カWout从输出允许电カWoutN (值WoutN (I))切换成输出允许电カWoutE (值WoutE (I))(步骤S20)。
[0101]接着，Wout控制部150在时间Tl经过而输出允许电カWout恢复成输出允许电カWoutN之后，判定蓄电装置10的输出电力是否脱离了输出允许电カWout (步骤S30)。若未脱离(步骤S30中为“否”)，Wout控制部150使处理向步骤S60转移。
[0102]在步骤S30中，当判定为蓄电装置10的输出电力脱离了输出允许电カWout时(步骤S30中为“是”)，Wout控制部150计测到该脱离解除为止的时间T2 (图4)(步骤S40)。需要说明的是，也可以通过计测脱离时间AT (图4)并将原来的时间Tl与脱离时间AT相加而算出时间T2。然后，Wout控制部150基于该计测的时间T2，变更发动机ENG的起动时的输出允许电カWout的曲线。具体而言，Wout控制部150将发动机起动时的输出允许电力WoutE从值WoutE (I)变更为值WoutE (2) (〈WoutE (1))，并且使发动机起动时输出允许电カWout切换成输出允许电カWoutE的时间为时间T2。
[0103]如以上那样，在本实施方式I中，在发动机ENG的起动时超过输出允许电カWout的电カ脱离蓄电装置10的输出允许电カWout切换成输出允许电カWoutE切换的时间Tl而从蓄电装置10输出的情况下，基于脱离时间AT (时间T2)，变更发动机ENG的下一次起动时的输出允许电カWout的曲线。具体而言，将发动机起动时的输出允许电カWoutE从值WoutE (I)变更为值WoutE (2) (〈WoutE (I ))，将切换成输出允许电カWoutE的时间从时间Tl变更为时间T2。由此，能够在发动机ENG的起动时抑制蓄电装置10的过度的输出并充分地发挥蓄电装置10的能力。其结果是，能够使蓄电装置10的设计富余度适当化，能够有助于车辆的轻量化或小型化、低成本化等。
[0104][实施方式2]
[0105]在实施方式I中，在发动机ENG的起动时蓄电装置10的输出电力脱离输出允许电力Wout的情况下，将发动机ENG的下一次起动时的输出允许电カWoutE从值WoutE (I)变更为值WoutE (2) (〈WoutE (1))，但是在实施方式2中，缩短发动机ENG的下一次起动时的输出允许电カWout的切換时间。
[0106]图9是表示实施方式2中的发动机ENG的下一次起动时的输出允许电カWout及蓄电装置10的输出电力的图。与表示发动机ENG的起动时蓄电装置10的输出电力脱离了输出允许电カWout的情况的图4 一起地參照图9，线k5表示输出允许电カWout，线k6表示蓄电装置10的输出电力。需要说明的是，线kl、值WoutE (I)、WoutN (I)、及时间Tl如图4所示。
[0107]在该实施方式2中，当发生图4所示那样的伴随于输出允许电カWout的恢复而蓄电装置10的输出电力(线k2)脱离输出允许电カWout的状况(图4的时刻t2?t3)时，基于脱离时间AT(=T2-T1)，如图9所示，将发动机ENG的下一次起动时的输出允许电カWout的切換时间缩短At。而且，也基于脱离时间AT将通常时(发动机非起动时)的输出允许电カWoutN设定得低A Wout。由此，能够避免蓄电装置10的输出电力(线k6)从线kl所示的本来的输出允许电カWout脱离的情况。
[0108]图10是表示发动机起动时的蓄电装置10的输出电力的脱离时间与图9所示的缩短时间At的关系的图。參照图10，脱离时间AT (图4)越长，缩短时间At设定为越大的值。
[0109]另外，图11是表示发动机起动时的蓄电装置10的输出电力的脱离时间与图9所示的输出允许电カWout的下降量AWout的关系的图。參照图11，脱离时间AT (图4)越长，输出允许电カWout的下降量AWout也设定为越大的值。[0110]该实施方式2的混合动カ车辆的整体结构与实施方式I的混合动カ车辆100相同。
[0111]图12是用于说明实施方式2的E⑶15的Wout控制部150的动作的流程图。參照图12，该流程图在图8所示的流程图的基础上，取代步骤S40、S50而分别包含步骤S42、S52。
[0112]g卩，在步骤S30中，当判定为蓄电装置10的输出电カ脱离了输出允许电カWout时(步骤S30中为“是”)，Wout控制部150计测该脱离时间AT (图4)(步骤S42)。并且，Wout控制部150使用图10所示的关系，基于计测的脱离时间AT而算出缩短时间At，由此缩短发动机ENG的下一次起动时的输出允许电カWout的切换时间。而且，Wout控制部150使用图11所示的关系，基于计测的脱离时间A T而算出输出允许电カWout的下降量AWout，由此变更通常时(发动机ENG的非起动时)的输出允许电カWoutN (步骤S52)。
[0113]如以上那样，在该实施方式2中，在发动机ENG的起动时超过输出允许电カWout的电カ脱离蓄电装置10的输出允许电カWout切换成输出允许电カWoutE的时间Tl而从蓄电装置10输出的情况下，基于脱离时间AT，而缩短发动机ENG的下一次起动时的输出允许电カWout的切換时间。因此，根据该实施方式2，能够在发动机ENG的起动时抑制蓄电装置10的过度的输出，并充分地发挥蓄电装置10的能力。其结果是，能够使蓄电装置10的设计富余度适当化，能够有助于车辆的轻量化或小型化、低成本化等。
[0114][实施方式3]
[0115]当发动机ENG的温度低时，发动机油的粘度变高，因此发动机摩擦増大，发动机ENG难以发生作用。S卩，当发动机ENG的温度低时，在发动机ENG的起动时，蓄电装置10的输出电力脱离输出允许电カWout的可能性升高。因此，在该实施方式3中，根据发动机ENG的冷却水的温度对发动机起动时的输出允许电カWoutE进行校正。
[0116]图13是表示实施方式3中的发动机ENG的冷却水的温度与发动机起动时的输出允许电カWoutE的关系的图。參照图13，在该实施方式3中，在发动机ENG的起动时蓄电装置10的输出电力脱离了输出允许电カWout的情况下，取得此时的发动机冷却水的温度Twl。然后，在发动机ENG的下一次起动时检测发动机冷却水的温度，若该检测温度比温度Twl低，则将输出允许电カWoutE变更为值WoutE (2) (〈WoutE (I))。另ー方面，若检测温度为温度Twl以上，则输出允许电カWoutE不变更而设定为值WoutE (I)。
[0117]该实施方式3的混合动カ车辆的整体结构与实施方式I的混合动カ车辆100相同。
[0118]图14是用于说明实施方式3中的E⑶15的Wout控制部150的动作的流程图。參照图14，该流程图在图8所示的流程图的基础上还包括步骤S54。S卩，在步骤S50中，变更发动机ENG的起动时的输出允许电カWout的曲线后，Wout控制部150取得发动机ENG的冷却水的温度(Twl)(步骤S54)。需要说明的是，发动机ENG的冷却水的温度由未图示的温度传感器检测。
[0119]图15是用于说明发动机ENG的下一次起动时的Wout控制部150的动作的流程图。參照图15，Wout控制部150判定发动机ENG的起动是否已开始(步骤S110)。在发动机ENG的起动未开始时(步骤SllO中为“否”)，Wout控制部150不执行以后的一连串的处理而使处理向步骤S150转移。[0120]在步骤SllO中判定为发动机ENG的起动已开始时(步骤中SllO为“是”)，Wout控制部150检测此时的发动机ENG的冷却水的温度，并判定是否比在图14的步骤S54中取得的温度Twl低(步骤S120)。
[0121]并且，当判定为检测温度比温度Twl低时(步骤中S120为“是”)，Wout控制部150将值WoutE (2) (〈WoutE (I))设定为输出允许电カWoutE (步骤S130)。另ー方面，在步骤S120中判定为检测温度为温度Twl以上时(步骤中S120为“否”)，Wout控制部150将值WoutE (I)设定为输出允许电カWoutE (步骤S140)。
[0122]需要说明的是，如图16所示，以发动机ENG的冷却水的温度越低而使发动机起动时的输出允许电カWoutE越小的方式预先确定发动机ENG的冷却水的温度与输出允许电カWoutE的关系，基于在发动机ENG的起动时检测的发动机ENG的冷却水的温度而决定输出允许电カWoutE。
[0123]如以上那样，根据该实施方式3，基于发动机ENG的冷却水的温度来校正发动机ENG的下一次起动时的输出允许电カWoutE，因此能够进ー步抑制发动机ENG的起动时的蓄电装置10的输出的偏差。其结果是，能够使蓄电装置10的设计富余度更适当化，能够更加有助于车辆的轻量化或小型化、低成本化等。
[0124][实施方式4]
[0125]在实施方式3中，使用了发动机ENG的冷却水的温度，但是在该实施方式4中，设置用于检测发动机油的温度的油温传感器，取代发动机ENG的冷却水的温度而使用发动机油的温度。即，在该实施方式4中，根据发动机油的温度对发动机起动时的输出允许电カWoutE进行校正。
[0126]图17是表示实施方式4中的发动机油的温度与发动机起动时的输出允许电カWoutE的关系的图。參照图17，在该实施方式4中，在发动机ENG的起动时蓄电装置10的输出电カ脱离了输出允许电カWout的情况下，取得此时的发动机油的温度Toil I。并且，在发动机ENG的下一次起动时检测发动机油的温度，若该检测温度比温度Toill低，则将输出允许电カWoutE变更为值WoutE (2) (〈WoutE (I))。另ー方面，若检测温度为温度Toill以上，则输出允许电カWoutE不变更而设定为值WoutE (I)。
[0127]该实施方式4的混合动カ车辆的整体结构也与实施方式I的混合动カ车辆100相同。
[0128]图18是用于说明实施方式4中的E⑶15的Wout控制部150的动作的流程图。參照图18，该流程图在图14所示的流程图的基础上，取代步骤S54而包含步骤S56。S卩，在步骤S50中变更发动机ENG的起动时的输出允许电カWout的曲线后，Wout控制部150取得发动机油的温度(Toill)(步骤S56)。需要说明的是，发动机油的温度由未图示的油温传感器检测。需要说明的是，该油温传感器可以使用各种公知的油温传感器。
[0129]图19是用于说明发动机ENG的下一次起动时的Wout控制部150的动作的流程图。參照图19，该流程图在图15所示的流程图的基础上，取代步骤S120而包含步骤S122。SP，在步骤SllO中判定为发动机ENG的起动已开始时，Wout控制部150检测此时的发动机油的温度，并判定是否比在图18的步骤S56中取得的温度Toill低(步骤S122)。
[0130]并且，当在步骤S122中判定为检测温度比温度Toill低时(步骤S122中为“是”)，使处理向步骤S130转移，将值WoutE (2) (〈WoutE (I))设定为输出允许电カWoutE。另ー方面，当在步骤S122中判定为检测温度为温度Toill以上时(步骤中S122为“否”)，使处理向步骤S140转移，将值WoutE (I)设定为输出允许电カWoutE。
[0131]需要说明的是，可以如图20所示，以发动机油的温度越低而使发动机起动时的输出允许电カWoutE越小的方式预先确定发动机油的温度与输出允许电カWoutE的关系，并基于在发动机ENG的起动时检测的发动机油的温度来决定输出允许电カWoutE。
[0132]如以上那样，根据该实施方式4，也能够得到与实施方式3同样的效果。
[0133][实施方式5]
[0134]当发动机ENG的起动所使用的电动发电机MGl成为高温吋，电动机效率下降，因此用于使发动机ENG起动的转矩下降。因此，在电动发电机MGl的温度高时，在发动机ENG的起动时蓄电装置10的输出电カ脱离输出允许电カWout的可能性升高。因此，在该实施方式5中，根据电动发电机MGl的温度对发动机起动时的输出允许电カWoutE进行校正。
[0135]图21是表示实施方式5中的电动发电机MGl的温度与发动机起动时的输出允许电カWoutE的关系的图。參照图21，在该实施方式5中，在发动机ENG的起动时蓄电装置10的输出电力脱离了输出允许电カWout的情况下，取得此时的电动发电机MGl的温度Tml。并且，在发动机ENG的下一次起动时检测电动发电机MGl的温度，若该检测温度比温度Tml高，则将输出允许电カWoutE变更为值WoutE (2) (〈WoutE (I))。另ー方面，若检测温度为温度Tml以下，则输出允许电カWoutE不变更而设定为值WoutE (I)。
[0136]本实施方式5的混合动カ车辆的整体结构也与实施方式I的混合动カ车辆100相同。
[0137]图22是用于说明实施方式5中的E⑶15的Wout控制部150的动作的流程图。參照图22，该流程图在图14所示的流程图的基础上，取代步骤S54而包含步骤S58。S卩，在步骤S50中变更发动机ENG的起动时的输出允许电カWout的曲线后，Wout控制部150取得电动发电机MGl的温度(Tml)(步骤S58)。需要说明的是，电动发电机MGl的温度由未图示的温度传感器检测。
[0138]图23是用于说明发动机ENG的下一次起动时的Wout控制部150的动作的流程图。參照图23，该流程图在图15所示的流程图的基础上，取代步骤S120而包含步骤S124。8ロ，在步骤SllO中判定为发动机ENG的起动已开始时，Wout控制部150检测此时的电动发电机MGl的温度，并判定是否比在图22的步骤S58中取得的温度Tml高(步骤S124)。
[0139]并且，在步骤S124中判定为检测温度比温度Tml高时(步骤中S124为“是”)，使处理向步骤S130转移，将值WoutE (2) (〈WoutE (I))设定为输出允许电カWoutE。另一方面，在步骤S124中当判定为检测温度为温度Tml以下时(步骤中S124为“否”)，使处理向步骤S140转移，将值WoutE (I)设定为输出允许电カWoutE。
[0140]需要说明的是，可以如图24所示，以电动发电机MGl的温度越高而使发动机起动时的输出允许电カWoutE越小的方式，预先确定电动发电机MGl的温度与输出允许电カWoutE的关系，并基于发动机ENG的起动时检测的电动发电机MGl的温度来决定输出允许电力 WoutE。
[0141]如以上那样，根据该实施方式5，能够得到与实施方式3同样的效果。
[0142]需要说明的是，虽然未特别图示，但除了发动机ENG的冷却水的温度或发动机油的温度、电动发电机MGl的温度等之外，例如，也可以使用周围的环境温度或变速器的油温等来校正输出允许电カWoutE。
[0143]另外，本发明也可以适用于能够从车辆外部的电源(例如系统电源)对蓄电装置10充电的所谓插电式混合动カ车辆。
[0144]需要说明的是，在上述中，发动机ENG对应于本发明中的“内燃机”的ー实施例，电动发电机MGl对应于本发明中的“旋转电机”的一实施例。而且，ECU15对应于本发明中的“控制装置”的ー实施例。
[0145]对于本次公开的实施方式，理应理解为在所有方面的举例，而不是限制性的内容。本发明的范围由权利要求书表示，而不是上述的实施方式的说明，g在包括在与权利要求书等同的含义及范围内的所有的变更。
[0146]标号说明
[0147]10蓄电装置、15ECU、20PCU、30动カ输出装置、40传递齿轮、50L、50R前轮、60L、60R后轮、100混合动カ车辆、105SMR、110转换器、131、132逆变器、134动カ分配装置、140转换器/逆变器控制部、150Wout控制部、152行驶控制部、154指令生成部、MGl、MG2电动发电机、ENG发动机。
【权利要求】
1.ー种混合动カ车辆，其中， 具备: 蓄电装置(10)，储存行驶用的电カ； 内燃机(ENG)； 旋转电机(MG1)，从所述蓄电装置接受电カ的供给，产生用于使所述内燃机起动的转矩；以及 控制装置(15)，在所述内燃机的起动时向所述蓄电装置要求的电カ超过表示所述内燃机的起动要求时的所述蓄电装置的输出电力的允许值的输出允许电カ(Wout)的情况下，将所述输出允许电カ从所述起动要求时的第一允许电カ(WoutN)暂时性地切換成比所述第一允许电カ大的第二允许电カ(WoutE)， 在所述内燃机的起动时超过所述输出允许电カ的电カ脱离所述输出允许电カ切換成所述第二允许电カ的期间而从所述蓄电装置输出的情况下，所述控制装置抑制所述内燃机的下一次起动时的所述输出允许电カ的扩大。
2.根据权利要求1所述的混合动カ车辆,其中， 所述控制装置基于脱 离了所述输出允许电カ切換成所述第二允许电カ的期间的时间，将所述内燃机的下一次起动时的所述第二允许电カ从第一值(WoutE (I))变更为比所述第一值小的第二值(WoutE (2))。
3.根据权利要求2所述的混合动カ车辆，其中， 使用预先准备的表示所述输出电カ与能够从所述蓄电装置连续输出的允许时间的关系的数据，并基于所述脱离的时间来决定所述第二值。
4.根据权利要求1所述的混合动カ车辆,其中， 所述控制装置基于脱离了所述输出允许电カ切換成所述第二允许电カ的期间的时间，缩短所述内燃机的下一次起动时将所述输出允许电カ切換成所述第二允许电カ的期间。
5.根据权利要求4所述的混合动カ车辆，其中， 所述脱离的时间越长，所述控制装置越缩短将所述输出允许电カ切換成所述第二允许电カ的期间。
6.根据权利要求1所述的混合动カ车辆,其中， 所述控制装置基于所述内燃机的温度来校正所述第二允许电力。
7.根据权利要求6所述的混合动カ车辆，其中， 所述控制装置以所述内燃机的温度越低而使所述第二允许电カ越小的方式校正所述第二允许电力。
8.根据权利要求1所述的混合动カ车辆,其中， 所述控制装置基于所述旋转电机的温度来校正所述第二允许电カ。
9.根据权利要求8所述的混合动カ车辆，其中， 所述控制装置以所述旋转电机的温度越高而使所述第二允许电カ越小的方式校正所述第二允许电力。
10.一种蓄电装置的输出控制方法，该蓄电装置搭载于混合动カ车辆，其中， 所述混合动カ车辆(100)具备: 蓄电装置(10)，储存行驶用的电カ；内燃机(ENG);以及 旋转电机(MG1)，从所述蓄电装置接受电カ的供给，产生用于使所述内燃机起动的转矩， 所述输出控制方法包括: 在所述内燃机的起动时向所述蓄电装置要求的电カ超过表示所述内燃机的起动要求时的所述蓄电装置的输出电力的允许值的输出允许电カ(Wout)的情况下，将所述输出允许电カ从所述起动要求时的第一允许电カ(WoutN)暂时性地切換成比所述第一允许电カ大的第二允许电カ(WoutE)的步骤；以及 在所述内燃机的起动时超过所述输出允许电カ的电カ脱离所述输出允许电カ切換成所述第二允许电カ的期间而从所述蓄电装置输出的情况下，抑制所述内燃机的下一次起动时的所述输出允许电カ的扩大的步骤。
11.根据权利要求10所述的蓄电装置的输出控制方法，其中， 抑制所述输出允许电カ的扩大的步骤包括如下的步骤:基于脱离了所述输出允许电カ切換成所述第二允许电カ的期间的时间，将所述内燃机的下一次起动时的所述第二允许电カ从第一值(WoutE (I))变更为比所述第一值小的第二值(WoutE (2))。
12.根据权利要求10所述的蓄电装置的输出控制方法，其中， 抑制所述输出允许电カ的扩大的步骤包括如下的步骤:基于脱离了所述输出允许电カ切換成所述第二允许电カ的期间的时间，缩短所述内燃机的下一次起动时将所述输出允许电カ切换成所述第二允许电カ的期间。
13.根据权利要求10所述的蓄电装置的输出控制方法，其中， 还包括基于所述内燃机的温度来校正所述第二允许电カ的步骤。
14.根据权利要求10所述的蓄电装置的输出控制方法，其中， 还包括基于所述旋转电机的温度来校正所述第二允许电カ的步骤。
【文档编号】B60W20/00GK103476654SQ201180070103
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2011年4月14日 优先权日:2011年4月14日
【发明者】海田启司, 菊池义晃, 广江佳彦, 奥村素宜 申请人:丰田自动车株式会社