混合动力车辆的控制装置的制作方法

本发明涉及混合动力车辆的控制装置。

背景技术：

日本特开2001－238303中记载了如下混合动力车辆的控制装置：在可充电电力低于电动机的再生电力的情况下，利用再生电力的剩余量驱动发电机来强制使发动机工作，由此使再生电力的剩余量由发动机制动来消耗。

技术实现要素：

根据日本特开2001－238303中记载的混合动力车辆的控制装置，由于使再生电力的剩余量由发动机制动来消耗，所以存在再生电力的剩余量不能被电池完全回收而导致燃料经济性恶化的可能性。

本发明提供一种能够抑制因消耗再生电力的剩余量而导致燃料经济性恶化的混合动力车辆的控制装置。

本发明的技术方案涉及一种混合动力车辆的控制装置。所述混合动力车辆包括发动机、电池、与所述发动机的输出轴连接的发电马达、以及与连结于驱动轮的驱动轴连接的驱动马达。所述混合动力车辆的控制装置具备以如下方式构成的电子控制单元。在所述驱动马达的再生电力超过所述电池所容许的充电电力的上限值的情况下，所述电子控制单元进行控制，使得：使用与所述驱动马达的再生电力和所述电池所容许的充电电力的上限值之间的差值相当的电力，对所述发电马达进行动力运行驱动，以对所述发动机进行旋转驱动；在所述驱动马达的再生电力低于所述电池所容许的充电电力的上限值的情况下，所述电子控制单元进行控制，使得：对所述发电马达进行再生驱动，以将所述发动机的动能转换成电能来对所述电池进行充电。

在上述技术方案中，所述电子控制单元也可以构成为，在所述混合动力车辆减速时存在所述发动机的停止请求的情况下，在所述驱动马达的再生电力与所述电池所容许的充电电力的上限值之间的差值超过所述发动机的停止控制所需要的最大电力之后，执行所述发动机的停止控制。根据这样的结构，在发动机的停止动作期间发动机的转速会快速通过减振器的共振频带，能够抑制发动机的转矩变动和/或振动噪声的产生。

根据本发明的技术方案，在驱动马达的再生电力低于电池所容许的充电电力的上限值的情况下，将发动机的动能转换成电能来对电池进行充电，因此能够抑制因消耗再生电力的剩余量而导致燃料经济性恶化。

附图说明

以下，参照附图对本发明的例示性实施例的特征、优点、以及技术上和工业上的重要性进行描述，对相同的部件标注相同的标号。

图1是表示作为本发明的一实施方式的混合动力车辆的控制装置所适用的混合动力车辆的结构的示意图。

图2是表示作为本发明的一实施方式的制动控制处理流程的流程图。

图3a是用于说明关联技术的制动控制处理的作用的图。

图3b是用于说明关联技术的制动控制处理的作用的图。

图3c是用于说明关联技术的制动控制处理的作用的图。

图4a是用于说明作为本发明的一实施方式的制动控制处理的作用的图。

图4b是用于说明作为本发明的一实施方式的制动控制处理的作用的图。

图4c是用于说明作为本发明的一实施方式的制动控制处理的作用的图。

图5是用于说明作为本发明的一实施方式的制动控制处理的变形例的图。

图6是用于说明作为本发明的一实施方式的制动控制处理的变形例的图。

具体实施方式

以下，参照附图，对作为本发明的一实施方式的混合动力车辆的控制装置的结构及其动作进行说明。

混合动力车辆的结构

首先，参照图1，对作为本发明的一实施方式的混合动力车辆的控制装置所适用的混合动力车辆的结构进行说明。

图1是表示作为本发明的一实施方式的混合动力车辆的控制装置所适用的混合动力车辆的结构的示意图。如图1所示，作为本发明的一实施方式的混合动力车辆的控制装置所适用的混合动力车辆1，由发电用马达(发电马达)mg1与发动机2的输出轴连接并且行驶用马达(驱动马达)mg2与连结于驱动轮3a、3b的驱动轴4连接的所谓的串联式混合动力汽车构成。详细而言，混合动力车辆1具备发动机2、发电马达mg1、驱动马达mg2、变换器(inverter)5a、5b、电池6、液压制动器7、以及混合动力车辆用电子控制单元(以下，记为hvecu(hybridvehicleelectroniccontrolunit))8作为主要的构成要素。

发动机2由以汽油或柴油等作为燃料来输出动力的内燃机构成。发动机2由发动机用电子控制单元(以下，记为发动机ecu)21进行运转控制。发动机ecu21由微处理器构成，具备cpu(centralprocessingunit，中央处理单元)、存储控制程序的rom(readonlymemory，只读存储器)、临时存储数据的ram(randomaccessmemory，随机存取存储器)、输入输出端口、以及通信端口等。发动机ecu21经由通信端口与hvecu8连接。

发电马达mg1由同步电动发电机构成，转子与发动机2的输出轴连接。驱动马达mg2由同步电动发电机构成，转子与驱动轴4连接。变换器5a、5b与发电马达mg1以及驱动马达mg2连接，并且经由电力线与电池6连接。发电马达mg1以及驱动马达mg2通过由马达用电子控制单元(以下，记为马达ecu)31对变换器5a、5b具备的多个开关元件进行开关控制而被旋转驱动。马达ecu31由与发动机ecu21同样的微处理器构成。马达ecu31经由通信端口与hvecu8连接。

电池6由锂离子二次电池或镍氢二次电池构成，经由电力线与变换器5a、5b连接。电池6由电池用电子控制单元(以下，记为电池ecu)61管理。电池ecu61由与发动机ecu21同样的微处理器构成。电池ecu61经由通信端口与hvecu8连接。

液压制动器7由可再生协调的ecb(electriccontrolbrakingsystem，电子控制制动系统)等液压制动系统构成。液压制动器7根据来自hvecu8的控制信号来控制混合动力车辆1的制动动作。

hvecu8由与发动机ecu21同样的微处理器构成。经由输入端口向hvecu8输入来自各种传感器的信号。作为向hvecu8输入的信号，能够例示来自点火开关81的点火信号、来自检测发动机2的转速的发动机转速传感器82的发动机转速信号、来自检测加速踏板的踩踏量的加速踏板位置传感器83的加速器开度信号、来自检测制动踏板的踩踏量的制动踏板位置传感器84的制动踏板位置信号、来自车速传感器85的车速信号等。hvecu8经由通信端口与发动机ecu21、马达ecu31、以及电池ecu61连接。

在具有这样结构的混合动力车辆1中，通过由hvecu8执行以下所示的制动控制处理，来抑制因消耗再生电力的剩余量而导致混合动力车辆1的燃料经济性恶化。以下，参照图2～图6，对执行制动控制处理时的hvecu8的动作进行说明。

制动控制处理

图2是表示作为本发明的一实施方式的制动控制处理的流程的流程图。图2所示的流程图，在混合动力车辆1的制动指令被输入到hvecu8的定时(timing)、具体而言是在混合动力车辆1行驶时从制动踏板位置传感器84输出了制动踏板位置信号的定时开始，制动控制处理进入步骤s1的处理。制动控制处理在输入有制动指令的期间按预定的控制周期反复执行。

在步骤s1的处理中，hvecu8基于制动踏板位置信号算出所需制动电力，判别所算出的所需制动电力是否超过了电池6所容许的充电电力win的上限值。在作为判别的结果是所需制动电力超过了电池6所容许的充电电力win的上限值的情况下(步骤s1：“是”)，hvecu8使制动控制处理前进至步骤s2的处理。另一方面，在所需制动电力小于电池6所容许的充电电力win的上限值的情况下(步骤s1：“否”)，hvecu8使制动控制处理前进至步骤s5的处理。

在步骤s2的处理中，hvecu8算出为了获得由步骤s1的处理算出的所需制动电力而需要的液压制动器7的制动电力、发电马达mg1的制动电力、以及驱动马达mg2的制动电力。具体而言，hvecu8算出所需制动电力与电池6所容许的充电电力win的上限值之间的差值，将算出的差值分配给液压制动器7的制动电力和发电马达mg1的制动电力。具体而言，考虑到车内噪声或车外噪声，使运转(motoring)时的发动机转速与车速成比例地上升。因此，以发电马达mg1能够输出用于运转的与发动机转速相匹配的摩擦的量的电力的方式预先决定差值的分配。另外，hvecu8使充电电力win的上限值为驱动马达mg2的制动电力。由此，步骤s2的处理完成，制动控制处理前进至步骤s3的处理。

在步骤s3的处理中，hvecu8算出为了获得由步骤s2的处理算出的液压制动器7的制动电力而需要的液压制动器7的液压值。另外，马达ecu31算出为了获得由步骤s2的处理算出的发电马达mg1的制动电力而需要的发电马达mg1的动力运行转矩。进而，hvecu8算出为了获得由步骤s2的处理算出的驱动马达mg2的制动电力而需要的驱动马达mg2的再生转矩。由此，步骤s3的处理完成，制动控制处理前进至步骤s4的处理。

在步骤s4的处理中，hvecu8将液压制动器7的液压控制为由步骤s3的处理算出的液压值。另外，通过马达ecu31控制发电马达mg1以输出由步骤s3的处理算出的动力运行转矩，由此驱动(运转)发动机2。进而，通过马达ecu31控制驱动马达mg以输出由步骤s3的处理算出的再生转矩，由此进行驱动马达mg2的再生制动动作。由此，步骤s4的处理完成，一系列的制动控制处理结束。

在步骤s5的处理中，hvecu8基于来自发动机转速传感器82的发动机转速信号判别发动机2的转速是否超过0rpm。在判别的结果是发动机2的转速超过0rpm的情况下(步骤s5：“是”)，hvecu8使制动控制处理前进至步骤s6以及步骤s9的处理。另一方面，在发动机2的转速未超过0rpm的情况下(步骤s5：“否”)，hvecu8使制动控制处理前进至步骤s12的处理。

在步骤s6的处理中，hvecu8对马达ecu31指示通过驱动马达mg2的再生制动动作来实现由步骤s1的处理算出的所需制动电力。由此，步骤s6的处理完成，制动控制处理前进至步骤s7的处理。

在步骤s7的处理中，马达ecu31算出为了获得所需制动电力而需要的驱动马达mg2的再生转矩。由此，步骤s7的处理完成，制动控制处理前进至步骤s8的处理。

在步骤s8的处理中，通过马达ecu31控制驱动马达mg2以输出由步骤s7的处理算出的再生转矩，由此进行驱动马达mg2的再生制动动作。由此，步骤s8的处理完成，一系列的制动控制处理结束。

在步骤s9的处理中，hvecu8对马达ecu31指示通过发电马达mg1的再生动作来产生电池6所容许的充电电力win的上限值与由步骤s1的处理算出的所需制动电力之间的差值。由此，步骤s9的处理完成，制动控制处理前进至步骤s10的处理。

在步骤s10的处理中，马达ecu31算出为了产生电池6所容许的充电电力win的上限值与所需制动电力之间的差值而需要的发电马达mg1的再生转矩。由此，步骤s10的处理完成，制动控制处理前进至步骤s11的处理。

在步骤s11的处理中，通过马达ecu31控制发电马达mg1以输出由步骤s10的处理算出的再生转矩，由此对发电马达mg1进行再生驱动。即，马达ecu31通过对发电马达mg1进行再生驱动来将发动机2的动能转换成电能对电池6进行充电。由此，步骤s11的处理完成，一系列的制动控制处理结束。

在步骤s12的处理中，hvecu8对马达ecu31指示通过驱动马达mg2的再生制动动作来实现所需制动电力。由此，步骤s12的处理完成，制动控制处理前进至步骤s13的处理。

在步骤s13的处理中，马达ecu31算出为了输出所需制动电力而需要的驱动马达mg2的再生转矩。然后，通过马达ecu31控制驱动马达mg2以输出所算出的再生转矩，由此进行驱动马达mg2的再生制动动作。由此，步骤s13的处理完成，一系列的制动控制处理结束。

从以上的说明可以明确，在作为本发明的一实施方式的制动控制处理中，当混合动力车辆1行驶时进行制动而由驱动马达mg2进行再生时，在再生电力量超过电池6所容许的充电电力win的上限值的情况下，hvecu8将再生电力的剩余量转换成发动机2的动能而活用于发电马达mg1对发动机2的运转。并且，在再生电力量低于电池6所容许的充电电力win的上限值的情况下，hvecu8通过发电马达mg1将发动机2的动能转换成电能来对电池6进行充电。由此，能够抑制因消耗再生电力的剩余量而导致混合动力车辆1的燃料经济性恶化。

更具体而言，在关联技术中，如图3a～图3c所示，即使电池6所容许的充电电力低于上限值max而发动机2的动能也未被回收，因此再生电力的剩余量被白白地消耗了。与此相对，在作为本发明的一实施方式的制动控制处理中，如图4a～图4c所示，在电池6所容许的充电电力低于上限值max的情况下，hvecu8通过发电马达mg1将发动机2的动能转换成电能来对电池6进行充电，因此能够回收再生电力的剩余量。由此，能够抑制因消耗再生电力的剩余量而导致混合动力车辆1的燃料经济性恶化。

变形例1

在将发动机2的动能转换成电能时，优选的是，hvecu8将发动机2的动能转换成电能直到发动机能够不需要发电机和/或起动机的助力而输出预定的发动机转速n0为止，当发动机转速为预定的发动机转速n0时执行发动机2的运转。具体而言，如图5所示，hvecu8在制动踏板踩下的定时(时间t＝t1)开始将发动机2的动能转换成电能的处理，在发动机转速为发动机可输出的预定的发动机转速n0的定时(时间t＝t2)停止将发动机2的动能转换成电能的处理。然后，hvecu8在制动踏板松开并且加速踏板踩下的定时(时间t＝t3)执行发动机2的运转。此外，图中的实线l1、l3、l5、l7分别表示在进行了本控制的情况下的车速、发动机转速、发动机电力、以及a/f(空燃比)，图中的虚线l2、l4、l6、l8分别表示在未进行本控制的情况下的车速、发动机转速、发动机电力、以及a/f。

根据这样的处理，根据实线l3与虚线l4的比较可以明确，能够不需要发电机或起动机的助力而使发动机2起动，因此能够降低电池6的输出。另外，根据实线l5与虚线l6的比较可以明确，在下一次起动时，能够响应性良好地利用发动机电力，因此驾驶性能提升。进而，根据实线l7与虚线l8的比较可以明确，在发动机起动时无需将燃料控制到空燃比浓侧(rich)，因此能够减少排放。

变形例2

优选的是，在发动机2的暖机判定之前，hvecu8不会使用电池6所容许的充电电力win的超过量执行发动机2的运转。根据这样的处理，优选的是，加快发动机2的暖机以及排气再循环(exhaustgasrecirculation:egr)的导入来改善燃料经济性。

变形例3

在通过利用导航装置等的预读取控制而预测到对电池6所容许的充电电力win的超过将长时间持续的状况(例如下坡行驶时)的情况下，优选的是，hvecu8在对电池6所容许的充电电力win的超过结束之前的预定的定时开始发动机2的运转，将再生能量转换成动能。根据这样的处理，能够将随着提升发动机转速而产生的振动噪声(nv)的恶化抑制到最小限度。

变形例4

在变形例3中，即使在预测到对电池6所容许的充电电力win的超过将长时间持续的状况的情况下电池6的充电容量(soc)也达到了上限值时，优选的是，hvecu8使发动机2的运转开始，将由驱动马达mg2再生的能量由发电马达mg1转换成发动机2的动能。在电池6的充电容量达到了上限值的情况下，由于电池6所容许的充电电力win变成零，所以需要将再生能量转换成制动器的热能，但是在该情况下存在制动减弱而产生超速(overrun)的可能性。因此，根据这样的处理，将由驱动马达mg2再生的能量用发电马达mg1释放为动能，所以能够抑制产生超速。

变形例5

如图6所示，在减速时产生了发动机停止指令的情况下(时间t＝t5)，优选的是，hvecu8在电池6所容许的充电电力win的上限值与驱动马达mg2的再生电力之间的差值超过了发动机停止控制所需要的最大电力wmax之后(时间t＝t6以后)实施发动机停止控制。此外，图中的实线l10表示进行了本控制的情况下的发动机转速以及发电马达mg1(发电机)的转速，图中的虚线l11表示未进行本控制的情况下的发动机转速以及发电马达mg1的转速。另外，图中的区域r1、r2、r3分别表示驱动马达mg2的再生电力、未进行本控制的情况下的发电马达mg1的再生电力、进行了本控制的情况下的发电马达mg1的再生电力。根据这样的处理，能够将行驶能量最大限度回收到电池6中，并且使发动机2快速停止，由此在发动机2的停止动作期间发动机转速会快速通过减振器的共振频带，能够抑制发动机的转矩变动和/或振动噪声的产生。

以上，对适用了由本发明人完成的发明的实施方式进行了说明，但是本发明不由本实施方式的构成本发明的公开的一部分的记述以及附图限定。即，由本领域技术人员等基于本实施方式提出的其他实施方式、实施例、以及运用技术等全都包含在本发明的范围内。