混合动力车辆的制作方法

本发明涉及混合动力车辆。

背景技术：

混合动力车辆具备发动机和由从电池供应的电力驱动的电动发电机作为驱动源，通过发动机或者电动发电机中的至少一方的动力行驶。

作为现有的混合动力车辆，已知专利文献1所记载的车辆。专利文献1所记载的混合动力车辆在高车速时限制或者停止电动发电机对发动机的输出的输出辅助。根据专利文献1所记载的混合动力车辆，不会进行电动发电机的不需要的输出辅助，蓄电装置的蓄电量减少，能防止蓄电装置的过放电。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2001－54204号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

这种混合动力车辆当正在实施仅利用电动发电机的动力行驶的ev行驶时，由于发动机处于停止，因此不会产生发动机噪声或发动机振动，能提高舒适性、安静性。因而，希望使驾驶员进一步确实感觉到通过ev状态的实施所带来的舒适性、安静性的提高。

作为该使驾驶员进一步确实感觉到的方案，可考虑扩大ev行驶的实施时间。但是，ev行驶需要电池的电力，在电池的电力不足时，禁止ev行驶。因此为了扩大ev行驶的实施时间，需要良好地保持电池的充电状态。

然而，在混合动力车辆中，存在具备与驱动轴连结的电动发电机的系统的车辆，上述电动发电机具备对电池充电的发电功能和驱动车辆的电动功能。在具备该系统的车辆中，由于电动发电机与驱动轴连结，因此车辆在行驶中(驱动轮旋转)，电动发电机也会连动旋转。该连动旋转产生将根据司机(驾驶员)的驱动请求算出的驱动力减小的方向的转矩。为了防止(消除)产生该转矩，使电动发电机动力运转以使从电动发电机作用于驱动轴的转矩成为0。由于在该动力运转控制中使用电池的电力，因此电池的充电状态恶化，若低于ev行驶判断值，则不能进行ev行驶。

但是，专利文献1所记载的混合动力车辆没有考虑在对来自司机的驱动请求仅利用发动机的驱动力对应时电动发电机的动力运转所致的充电状态的下降。因此，专利文献1所记载的混合动力车辆存在无法良好地保持电池的充电状态、无法延长ev行驶时间的问题。

因此，本发明的目的在于提供能良好地保持电池的充电状态、能延长ev行驶时间的混合动力车辆。

用于解决问题的方案

解决上述问题的混合动力车辆的发明的一方式是，混合动力车辆通过发动机和与驱动轮连结的电动发电机中的至少一方输出的驱动力行驶，其具备：电池，其向上述电动发电机供电；充电状态检测部，其检测上述电池的充电状态；以及控制部，其控制上述发动机的驱动、上述电动发电机的驱动以及上述电池的充电，上述控制部执行动力运转控制和发电控制，在上述动力运转控制中，在满足仅利用上述发动机的驱动力对应驾驶员的驱动请求并将上述电动发电机的驱动力设为零的情况下，通过电池提供电力使电动发电机进行动力运转，使从上述电动发电机输出到驱动轮的动力成为零，在上述发电控制中，即使在没有向上述电池的充电请求的情况下，也使上述电动发电机发电，使得上述充电状态检测部检测出的上述电池的充电状态成为规定值以上的充电状态。

发明效果

根据本发明，能良好地保持电池的充电状态，能延长ev行驶时间。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的混合动力车辆的图，是混合动力车辆的构成图。

图2是说明本发明的一实施方式的混合动力车辆的零转矩相关动作的流程图。

附图标记说明

1混合动力车辆

2发动机

4电动发电机

26离合器(动力断续机构)

10hcu(控制部)

16高压bms(充电状态检测部)

33第3蓄电装置(电池)

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。以下，说明搭载了本发明的实施方式的驱动控制装置的车辆。

如图1所示，混合动力车辆1包括：作为内燃机的发动机2、变速器3、电动发电机4、驱动轮5、综合控制混合动力车辆1的hcu(hybridcontrolunit：混合动力控制单元)10、控制发动机2的ecm(enginecontrolmodule：发动机控制模块)11、控制变速器3的tcm(transmissioncontrolmodule：变速器控制模块)12、isgcm(integratedstartergeneratorcontrolmodule：集成启动发电机控制模块)13、invcm(invertorcontrolmodule：逆变器控制模块)14、低压bms(batterymanagementsystem：电池管理系统)15以及高压bms16。

在发动机2中形成有多个气缸。在本实施方式中，发动机2构成为对各气缸进行包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程的一连串的4个冲程。

isg(integratedstartergenerator：集成启动发电机)20和启动器21连结到发动机2。isg20通过带22等与发动机2的曲轴18连结。isg20具有：通过被供应电力而旋转从而使发动机2启动的电动机的功能；以及将从曲轴18输入的旋转力转换为电力的发电机的功能。

在本实施方式中，isg20通过isgcm13的控制作为电动机发挥功能，从而使发动机2从基于怠速停止功能的停止状态再启动。isg20还作为电动机发挥功能从而还能辅助混合动力车辆1的行驶。

启动器21包括未图示的电动机和小齿轮。启动器21通过使电动机旋转而使曲轴18旋转，对发动机2提供启动时的旋转力。这样，发动机2由启动器21启动，从基于怠速停止功能的停止状态由isg20再启动。

变速器3对从发动机2输出的旋转进行变速，通过驱动轴23使驱动轮5驱动。变速器3具备：包括平行轴齿轮机构的常啮合式变速机构25；由干式单板离合器构成的离合器26；差动机构27；离合器致动器51；以及换挡致动器52。

离合器致动器51通过tcm12的控制进行离合器26的接合分离(切断和连接)。换挡致动器52通过tcm12的控制在变速机构25的未图示的换挡套筒内移动，进行变速挡的切换。以下，还将切断离合器26而进行变速挡的切换简称为变速。

这样，变速器3构成为能通过tcm12的控制自动地进行变速的被称为amt(automatedmanualtransmission：手自一体变速器)的自动变速器。差动机构27将通过变速机构25输出的动力传递到驱动轴23。

电动发电机4通过链条等动力传递机构28与差动机构27连结。电动发电机4作为电动机发挥功能。

这样，混合动力车辆1构成能将发动机2和电动发电机4这两者的动力用于车辆的驱动的并联式混合动力系统。混合动力车辆1通过发动机2和电动发电机4中的至少一方产生的动力行驶。

混合动力车辆1能进行仅基于发动机2产生的发动机转矩的行驶(发动机行驶)、仅基于电动发电机4产生的电动机转矩的行驶(ev行驶)、将电动机转矩作为辅助转矩使用来辅助发动机2的发动机转矩的行驶(辅助行驶)。这样，混合动力车辆1除了发动机行驶功能以外，还具备ev行驶功能和辅助行驶功能。

电动发电机4还作为发电机发挥功能，通过混合动力车辆1的行驶进行发电。此外，电动发电机4只要以能将动力传递到从变速器3到驱动轮5的动力传递路径中的任一部位的方式进行连结即可，未必一定与差动机构27连结。

混合动力车辆1具备：第1蓄电装置30；包含第2蓄电装置31的低压电源组32；包含第3蓄电装置33的高压电源组34；高压电缆35；以及低压电缆36。

第1蓄电装置30、第2蓄电装置31和第3蓄电装置33由能充电的二次电池构成。第1蓄电装置30包括铅酸电池。第2蓄电装置31与第1蓄电装置30相比是高输出且高能量密度的蓄电装置。

第2蓄电装置31与第1蓄电装置30相比能以短时间充电。在本实施方式中，第2蓄电装置31包括锂离子电池。此外，第2蓄电装置31也可以是镍氢蓄电池。

第1蓄电装置30和第2蓄电装置31是以产生约12v的输出电压的方式设定了单体电池的个数等的低压电池。第3蓄电装置33包括例如镍氢蓄电池或者锂离子电池。

第3蓄电装置33是以产生比第1蓄电装置30和第2蓄电装置31高的电压的方式设定了单体电池的个数等的高压电池，产生例如100v的输出电压。第3蓄电装置33的剩余容量等的状态由高压bms16管理。

混合动力车辆1设有作为电负载的一般负载37和被保护负载38。一般负载37和被保护负载38是启动器21和isg20以外的电负载。

被保护负载38是被要求总是稳定供电的电负载。该被保护负载38包括：防止车辆的侧滑的稳定控制装置38a、对转向轮的操作力进行电辅助的电动助力转向控制装置38b、以及前照灯38c。此外，被保护负载38还包括未图示的仪表板的灯类和仪表类以及汽车导航系统。

一般负载37与被保护负载38相比不要求稳定的电力供应，是一时性使用的电负载。一般负载37例如包括未图示的雨刮器和对发动机2输送冷却风的电动冷却风扇。

低压电源组32除了第2蓄电装置31以外，还具有开关40、41和低压bms15。第1蓄电装置30和第2蓄电装置31连接为能通过低压电缆36对启动器21、isg20、作为电负载的一般负载37和被保护负载38供应电力。第1蓄电装置30和第2蓄电装置31并联地与被保护负载38电连接。

开关40设于第2蓄电装置31和被保护负载38之间的低压电缆36。开关41设于第1蓄电装置30和被保护负载38之间的低压电缆36。

低压bms15通过控制开关40、41的断开闭合而控制第2蓄电装置31的充放电和向被保护负载38的电力供应。低压bms15在发动机2通过怠速停止而处于停止时，将开关40闭合并且将开关41断开，由此从高输出且高能量密度的第2蓄电装置31对被保护负载38供应电力。

低压bms15在利用启动器21使发动机2启动时以及利用isg20使通过怠速停止控制而处于停止的发动机2再启动时，将开关40闭合并且将开关41断开，由此从第1蓄电装置30对启动器21或isg20供应电力。在将开关40闭合并且将开关41断开了的状态下，还从第1蓄电装置30对一般负载37供应电力。

这样，第1蓄电装置30至少对作为使发动机2启动的启动装置的启动器21和isg20供应电力。第2蓄电装置31至少对一般负载37和被保护负载38供应电力。

第2蓄电装置31连接为能对一般负载37和被保护负载38这两者供应电力，但通过低压bms15控制开关40、41，使得优先对常被要求稳定的电力供应的被保护负载38供应电力。

低压bms15既考虑到第1蓄电装置30和第2蓄电装置31的充电状态(soc：stateofcharge、也称为蓄电状态、充电剩余量、充电容量)以及使一般负载37和被保护负载38工作的请求，又优先使被保护负载38稳定工作，而有时以与上述例子不同的方式控制开关40、41。

高压电源组34除了第3蓄电装置33以外，还具有逆变器45、invcm14和高压bms16。高压电源组34连接为能通过高压电缆35对电动发电机4供应电力。

逆变器45通过invcm14的控制相互转换施加于高压电缆35的交流电和施加于第3蓄电装置33的直流电。例如invcm14在使电动发电机4进行动力运转时，通过逆变器45将第3蓄电装置33释放出的直流电转换为交流电而供应到电动发电机4。

invcm14使电动发电机4再生时，通过逆变器45将电动发电机4发出的交流电转换为直流电而对第3蓄电装置33充电。

hcu10、ecm11、tcm12、isgcm13、invcm14、低压bms15和高压bms16由计算机单元构成，上述计算机单元分别具备cpu(centralprocessingunit：中央处理器)、ram(randomaccessmemory：随机存取存储器)、rom(readonlymemory：只读存储器)、保存备份用的数据等的闪存存储器、输入端口和输出端口。

这些计算机单元的rom保存有各种常数、各种映射等以及用于使该计算机单元分别作为hcu10、ecm11、tcm12、isgcm13、invcm14、低压bms15和高压bms16发挥功能的程序。

即，cpu以ram为操作区域来执行rom所保存的程序，由此，这些计算机单元分别作为本实施方式的hcu10、ecm11、tcm12、isgcm13、invcm14、低压bms15和高压bms16发挥功能。

在本实施方式中，ecm11执行怠速停止控制。在该怠速停止控制中，ecm11在规定的停止条件成立时使发动机2停止，在规定的再启动条件成立时通过isgcm13驱动isg20而使发动机2再启动。因此，不会执行发动机2的不需要的怠速，能提高混合动力车辆1的燃油效率。

在本实施方式中，ecm11将车辆停止状态(车速为零)作为规定的停止条件使发动机2停止。这样，混合动力车辆1具备在车辆停车时进行怠速停止的停车is(idlingstop：怠速停止)功能。在路面状态为倾斜的上坡道路上实施了基于上述怠速停止的车辆停止的情况下，为了维持车辆的停止状态而使用电动发电机4的电动机功能。使用第3蓄电装置33的电力实施对基于该电动发电机4的车辆的停止状态的维持。

混合动力车辆1设有用于形成遵循can(controllerareanetwork：控制器局域网)等标准的车内lan(localareanetwork：局域网)的can通信线48、49。

hcu10通过can通信线48与invcm14和高压bms16连接。hcu10、invcm14和高压bms16通过can通信线48相互进行控制信号等信号的发送接收。

hcu10通过can通信线49与ecm11、tcm12、isgcm13和低压bms15连接。hcu10、ecm11、tcm12、isgcm13和低压bms15通过can通信线49相互进行控制信号等信号的发送接收。

本实施方式的混合动力车辆1具备间隙填充功能。所谓间隙填充功能是指在变速器3的变速中驱动电动发电机4并将电动发电机4的转矩赋予驱动轮5的功能。

hcu10在允许动作时执行间隙填充控制动作，由此实现间隙填充功能。在变速器3的变速中，离合器26被切断，无法从发动机2向驱动轮5传递发动机转矩。因此，hcu10在间隙填充控制动作中将使电动发电机4动力运转而产生的电动机转矩(辅助转矩)赋予驱动轮5。通过该间隙填充功能，能抑制变速中的离合器26的切断所致的减速感，能提高车辆的行驶性能。

此外，高压bms16具备检测第3蓄电装置33的端子间电压的电压计和检测向第3蓄电装置33的输入输出电流的电流计。高压bms16通过该电压计和电流计检测第3蓄电装置33的充电状态，将检测信号发送到hcu10。

在此，混合动力车辆1的发动机2经由作为动力断续机构的离合器26与驱动轮5连结，而电动发电机4总是与驱动轮5连结。

在这种混合动力车辆1中，电动发电机4与驱动轮5连结，因此车辆1在行驶中(驱动轮5旋转)，电动发电机4也连动旋转。该连动旋转产生使根据驾驶员的驱动请求算出的驱动力减小的方向的转矩。即，不是输出全部而是仅输出一部分驾驶员的驱动请求，由此无法将用于满足驾驶员的驱动请求的行驶性能输出到驱动轮5。

因此，在本实施方式中，在作为控制部的hcu10仅利用发动机2的驱动力满足从驾驶员请求的驱动力而使车辆行驶的情况下，为了防止(消除)由连动旋转导致的减小驱动力的方向的转矩，用第3蓄电装置33的电力使电动发电机4动力运转，使得从电动发电机4作用于驱动轮5的转矩成为0。该零转矩控制相当于本发明的动力运转控制。混合动力车辆1通过执行零转矩控制而不用变更与驾驶员的驱动请求对应地算出的目标驱动力的值就能仅利用从发动机2输出的动力进行驱动。此外，零转矩控制与向电动发电机4的驱动请求转矩的大小无关，对电动发电机4进行动力运转控制以消除(抵消)电动发电机4的拖拽转矩。因而，向电动发电机4的驱动请求转矩不包含零转矩控制量的转矩。

另外，hcu10在通过实施零转矩控制使第3蓄电装置33的充电状态下降到规定值的充电状态的情况下，实施使电动发电机4发电并对第3蓄电装置33充电“零转矩用发电控制”，以使充电状态成为大于规定值的充电状态。hcu10在没有向第3蓄电装置33的充电请求时也实施零转矩用发电控制。该零转矩用发电控制相当于本发明的发电控制。

零转矩用发电控制中的规定值是比允许ev行驶的充电状态的阈值(ev状态允许判断值)高的值。该规定值是后述的零转矩控制禁止阈值a。

即，例如在第3蓄电装置33的充电状态低于允许ev行驶的充电状态的阈值等的情况下发生向第3蓄电装置33的充电请求，但在零转矩用发电控制中，通过不同于这种充电请求的指令进行第3蓄电装置33的充电。

参照图2所示的流程图说明在如上所示构成的混合动力车辆中执行的零转矩相关动作。

在图2中，hcu10判断向电动发电机4的驱动请求转矩是否是0(步骤s1)。

在步骤s1中判断为驱动请求转矩不是0的情况下，hcu10进入后述的步骤s5。

在步骤s1中判断为驱动请求转矩是0的情况下，hcu10判断是否没有来自hev系统的充电请求(步骤s2)。在该步骤s2中，hcu10根据第3蓄电装置33的充电状态低于用于判断允许ev行驶的充电状态的阈值等来判断是否发生了向第3蓄电装置33的充电请求。

在步骤s2中判断为没有充电请求的情况下，hcu10执行零转矩用发电控制(步骤s3)。该零转矩用发电控制是使电动发电机4发电而对第3蓄电装置33充电的控制。

这样，hcu10在没有由于第3蓄电装置33的充电状态低于用于判断允许ev行驶的充电状态的阈值等的充电请求的情况下，也通过与这种充电请求不同的指令对第3蓄电装置33充电。

在步骤s3之后，hcu10判断第3蓄电装置33的充电状态(图中记为soc)是否是零转矩控制禁止阈值a以上(步骤s4)。

在步骤s4中充电状态是零转矩控制禁止阈值a以上的情况下，hcu10停止零转矩用发电控制(步骤s5)，终止此次的零转矩相关动作。

在步骤s4中充电状态小于零转矩控制禁止阈值a的情况下，hcu10再次执行步骤s4。

说明如上所示说明的本实施方式的混合动力车辆的作用效果。

本实施方式的混合动力车辆1具备：对电动发电机4供应电力的第3蓄电装置33、检测第3蓄电装置33的充电状态的高压bms16、控制发动机2的驱动、电动发电机4的驱动以及第3蓄电装置33的充电的hcu10。

并且，hcu10在仅利用发动机2的驱动力满足从驾驶员请求的驱动力而使车辆行驶的情况下，执行如下动力运转控制：用第3蓄电装置33的电力使电动发电机4进行动力运转，以使从电动发电机4作用于驱动轮5的转矩成为0。换句话说，在仅利用发动机转矩满足从驾驶员请求的转矩(要求转矩)的情况下(进行发动机行驶的情况下)，执行零转矩控制。

另外，hcu10执行发电控制，在通过实施动力运转控制使第3蓄电装置33的充电状态下降到规定值的充电状态的情况下，在没有向第3蓄电装置33的充电请求时，也使电动发电机4发电而对第3蓄电装置33充电，使得充电状态成为大于规定值的充电状态。

根据该构成，在仅利用发动机2的驱动力满足从驾驶员请求的驱动力而使车辆行驶时，能通过实施动力运转控制使第3蓄电装置33的充电状态成为不小于规定值的充电状态，良好地维持第3蓄电装置33的充电状态。其结果是，能良好地保持第3蓄电装置33的充电状态，能延长ev行驶时间。

而且，为了良好地维持第3蓄电装置33的充电状态，能在车辆加速时使电动发电机4动力运转来辅助发动机2，因此能实现司机请求的加速行驶。

另外，在本实施方式的混合动力车辆1中，规定值是比仅利用电动发电机4输出的动力将车辆维持为驱动状态或者将车辆维持为停止状态的ev状态允许判断值高的值。

根据该构成，可将第3蓄电装置33的充电状态维持为比允许ev状态的充电状态高的值。因此，能防止由实施动力运转控制所致的充电状态的下降对是否实施ev行驶带来影响。

虽然公开了本发明的实施方式，但是应明白本领域技术人员可在不脱离本发明的范围的情况下施加变更。意图将所有的这种修改和等同物包含于权利要求书中。