CN101400880A - 混合动力车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提出判断上坡和下坡而不使用GPS电波的混合动力车辆。控制单元利用检测出车辆前后方向对水平面的倾斜的倾斜传感器或车辆运转传感器，判断车辆的上坡状态和下坡状态。或者利用驾驶者操作盘或公共汽车定位系统，取得道路的上坡信息和下坡信息。控制单元根据这些上坡状态、上坡信息、下坡状态、下坡信息，设定蓄电装置的充电率目标值，控制对蓄电装置的充电。

Description

混合动力车辆
技术领域
本发明涉及称为串行型的混合动力车辆；具体而言，本发明涉及的混合动力车辆，其构成为：配备发动机、由此发动机驱动的发电机、蓄电装置和驱动车辆的驱动电动机，驱动电动机接收发电机的发电输出和蓄电装置的蓄电输出以驱动车辆，还利用发电机的发电输出和驱动电动机的再生输出对蓄电装置进行充电。
背景技术
混合动力车辆有称为并行型的混合动力车辆和称为串行型的混合动力车辆。并行型的混合动力车辆构成为发动机和驱动电动机有选择地驱动车辆。此并行型混合动力车辆中，驱动电动机接收蓄电装置的蓄电输出以对车辆进行驱动，并利用其再生输出对蓄电装置进行充电。串行型的混合动力车辆构成为驱动电动机对车辆进行驱动。此串行型混合动力车辆中，发动机不直接驱动车辆确驱动发电机，驱动电动机接收发电机的发电输出和蓄电装置的蓄电输出，对车辆进行驱动，还利用发电机的发电输出和驱动电动机的再生输出对蓄电装置进行充电。
日本国特开平8—126116号公报(专利文献1)揭示的并行型混合动力车辆能按照车辆的行驶路径控制蓄电装置(蓄电池)的充电。此专利文献1揭示的并行型混合动力车辆具有连接GPS接收装置的向导处理部，在此向导处理部提取车辆行驶路径的上坡信息和下坡信息，控制蓄电装置的充电。
专利文献1：日本国特开平8—126116号公报
然而，专利文献1揭示的已有混合动力车辆，利用来自人造卫星的GPS电波测量车辆的位置，因此在隧道等不能接收GPS电波的地方，不能进行准确的充电控制。
本发明提出总能进行准确的充电控制而不使用GPS电波的串行型混合动力车辆。
发明内容
本发明第1观点的混合动力车辆，其构成为：配备发动机、由此发动机驱动的发电机、蓄电装置和驱动车辆的驱动电动机，所述驱动电动机接收所述发电机的发电输出和所述蓄电装置的蓄电输出以驱动车辆，并且利用所述发电机的发电输出和所述驱动电动机的再生输出对所述蓄电装置进行充电，其中，具有控制所述发电机的发电输出并控制对所述蓄电装置的充电的控制单元；以及检测出对水平面的车辆前后方向的倾斜的倾斜传感器，所述控制单元包含根据所述倾斜传感器的倾斜传感器输出，判断车辆的上坡状态和下坡状态的单元；以及根据所述车辆上坡状态和所述车辆下坡状态，设定对所述蓄电装置的充电率控制目标值的单元。
本发明第2观点的混合动力车辆，其构成为：配备发动机、由此发动机驱动的发电机、蓄电装置和驱动车辆的驱动电动机，所述驱动电动机接收所述发电机的发电输出和所述蓄电装置的蓄电输出以驱动车辆，并且利用所述发电机的发电输出和所述驱动电动机的再生输出对所述蓄电装置进行充电，其中，具有控制所述发电机的发电输出并控制对所述蓄电装置的充电的控制单元；以及检测出车辆运转状态的车辆运转传感器，所述控制单元包含根据来自所述车辆运转传感器的运转传感器输出，判断车辆的上坡状态和下坡状态的单元、以及根据所述车辆上坡状态和所述车辆下坡状态，设定对所述蓄电装置的充电率控制目标值的单元。
本发明第3观点的混合动力车辆，其构成为：配备发动机、由此发动机驱动的发电机、蓄电装置和驱动车辆的驱动电动机，所述驱动电动机接收所述发电机的发电输出和所述蓄电装置的蓄电输出以驱动车辆，并且利用所述发电机的发电输出和所述驱动电动机的再生输出对所述蓄电装置进行充电，其中，具有控制所述发电机的发电输出并控制对蓄电装置的充电的控制单元；以及输入车辆预定行驶道路的驾驶者操作盘，所述控制单元包含根据有关所述预定行驶道路的上坡信息和下坡信息，设定对所述蓄电装置的充电率控制目标值的单元。
本发明第4观点的混合动力车辆，其构成为：配备发动机、由此发动机驱动的发电机、蓄电装置和驱动车辆的驱动电动机，所述驱动电动机接收所述发电机的发电输出和所述蓄电装置的蓄电输出以驱动车辆，还利用所述发电机的发电输出和所述驱动电动机的再生输出对所述蓄电装置进行充电，并且进行对预先决定的行驶路线的路线服务，其中，具有控制所述发电机的发电输出并控制对所述蓄电装置的充电的控制单元；存储所述行驶路线的各服务区的路线信息的路线信息存储装置；以及从沿所述行驶路线配置的标志件取入位置信息的信息取入装置，所述控制单元包含根据所述位置信息读取下一行驶的所述服务区的路线信息，并根据此路线信息设定对所述蓄电装置的充电率控制目标值的单元。
本发明第1观点的混合动力车辆，具有控制所述发电机的发电输出并控制对所述蓄电装置的充电的控制单元；以及检测出车辆前后方向对水平面的倾斜的倾斜传感器，所述控制单元包含根据所述倾斜传感器的倾斜传感器输出，判断车辆的上坡状态和下坡状态的单元；以及根据所述车辆上坡状态和所述车辆下坡状态，设定对所述蓄电装置的充电率控制目标值的单元，因此即使在不能接收GPS电波的地方，也总能准确掌握车辆的上坡状态和下坡状态，设定对蓄电装置的充电率控制目标值，进行充电率的控制。
本发明第2观点的混合动力车辆，具有控制所述发电机的发电输出并控制对所述蓄电装置的充电的控制单元；以及检测出车辆运转状态的车辆运转传感器，所述控制单元包含根据来自所述车辆运转传感器的运转传感器输出判断车辆的上坡状态和下坡状态的单元；以及根据所述车辆上坡状态和所述车辆下坡状态设定对所述蓄电装置的充电率控制目标值的单元，因此即使在不能接收GPS电波的地方，也总能准确掌握车辆的上坡状态和下坡状态，设定对蓄电装置的充电率控制目标值，进行充电率的控制。
本发明第4观点的混合动力车辆，具有控制所述发电机的发电输出并控制对蓄电装置的充电的控制单元；以及输入车辆预定行驶道路的驾驶者操作盘，所述控制单元包含根据有关所述预定行驶道路的上坡信息和下坡信息，设定对所述蓄电装置的充电率控制目标值的单元，因此即使在不能接收GPS电波的地方，也总能准确掌握车辆的上坡状态和下坡状态，设定对蓄电装置的充电率控制目标值，进行充电率的控制。
本发明第4观点的混合动力车辆，是进行对预先决定的行驶路线的路线服务的混合动力车辆，其中，具有控制所述发电机的发电输出并控制对所述蓄电装置的充电的控制单元；存储所述行驶路线的各服务区的路线信息的路线信息存储装置；以及从沿所述行驶路线配置的标志件取入位置信息的信息取入装置，所述控制单元包含根据所述位置信息读取接着行驶的所述服务区的路线信息，并根据此路线信息设定对所述蓄电装置的充电率控制目标值的单元，因此即使在不能接收GPS电波的地方，也总能准确掌握车辆的上坡状态和下坡状态，设定对蓄电装置的充电率控制目标值，进行充电率的控制。
从下文参照附图的本发明详细说明会进一步明白本发明上文所述以外的目的、特征、观点和效果。
附图说明
图1是示出本发明混合动力车辆实施方式1的组成图。
图2是示出实施方式1的发电控制电路的电路图。
图3是示出实施方式1的充电率控制目标值设定程序的流程图。
图4是示出实施方式1的充电率控制特性的特性图。
图5是示出本发明混合动力车辆实施方式2的组成图。
图6是示出实施方式2的发电控制电路的电路图。
图7是示出实施方式2的充电率控制特性的特性图。
图8是示出本发明混合动力车辆实施方式3的组成图。
图9是示出实施方式1的充电率控制目标值设定程序的流程图。
图10是示出本发明混合动力车辆实施方式4的组成图。
图11是示出实施方式4的充电率控制目标值设定程序的流程图。
图12是示出实施方式4的充电率控制特性的特性图。
图13是示出实施方式4的充电率控制特性的特性图。
图14是示出本发明混合动力车辆实施方式5的组成图。
图15是示出实施方式5的充电率控制目标值设定程序的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的一些实施方式。
实施方式1
图1是示出本发明混合动力车辆实施方式1的组成图。
图1所示混合动力车辆10是串行型混合动力车辆。此混合动力车辆10具有驱动系统20和控制系统40。驱动系统20包含发动机21、发动机控制单元(ECU)22、发电机23、第1变电器25、驱动器单元26、蓄电装置27、第2变电器31、驱动器单元32、驱动电动机33、驱动轴35、以及驱动轮36。
发动机21受发动机控制单元22控制。发电机23是例如三相交流发电机。此发电机23直接连接发动机21，产生三相交流电。第1变电器25是例如三相整流器，用多个半导体开关构成。此第1变电器25受驱动器26控制，将发电机23的三相交流电变换成直流电。第1变电器25具有交流方端子25a和直流方端子25b，该交流方端子25a连接发电机23，该直流方端子25b中产生发电输出PG。此发电输出PG是将发电机23的三相交流电在第1变电器25中变换成直流电的直流输出。驱动器单元26控制第1变电器25的多个半导体开关，例如对第1变电器25进行PWM控制。能利用此第1变电器25的PWM控制，调整发电输出PG。
蓄电装置27是例如车载蓄电池，产生蓄电输出PB。将此蓄电装置27连接到第1变电器25的直流方端子25b。第2变电器31具有直流方端子31a和31b。将此第2变电器31的直流方端子31a连接到第1变电器25的直流方端子25b和蓄电装置27。第2变电器31的交流方端子31b连接驱动电动机33。驱动电动机33是例如三相交流电动机，并且连接到驱动轴35。将驱动轴35连接到驱动轮36。
驱动电动机33在混合动力车辆10的启动、加速、上坡等驱动运转状态下，通过驱动轴35对驱动轮36供给驱动力，又在混合动力车辆的减速、下坡等惯性运转状态下，从驱动轮36通过驱动轴35受到驱动，产生再生输出PM。惯性运转状态中，混合动力车辆10行驶得驱动轮26不从驱动电动机33接受驱动力，并且驱动电动机33受驱动轮36驱动，产生再生输出PM。驱动电动机33的再生输出PM也是三相交流电。
第2变电器31在直流电与三相交流电之间进行变电。用多个半导体开关构成第2变电器31。驱动器单元32控制第2变电器31的各半导体开关，以控制直流电与三相交流电之间的变电。驱动器单元32对第2变电器25进行PWM控制。
第2变电器31具有接收第1变电器25的发电输出PG和蓄电装置27的蓄电输出PB以对驱动电动机33进行驱动的第1功能和利用驱动电动机33的再生输出PM对蓄电装置27充电的第2功能。在混合动力车辆10的驱动运转状态下，第2变电器31利用其第1功能将发电输出PG和蓄电输出PB变换成三相交流电，将此三相交流电供给驱动电动机33，对驱动电动机33进行驱动。驱动器单元32在混合动力车辆10的驱动运转状态下，对第2变电器31进行PWM控制，从而控制第2变电器31输出的三相交流电的交流电压和频率这两者或一方，调整驱动电动机33的驱动力。
混合动力车辆10的惯性行驶运转状态下，第2变电器31利用其第2功能将驱动电动机33产生的再生输出PM(即三相交流电)变换成直流电，用直流电对蓄电装置27进行充电。通过由驱动电动机33的再生输出将蓄电装置45充电，能对驱动电动机33供给制动力。驱动器单元32在混合动力车辆10的惯性行驶运转状态下，对第2变电器31进行PWM控制，调整供给驱动电动机33的制动力。
控制系统40包含控制单元41、车辆运转传感器43、充电传感器45和车辆倾斜传感器47。控制单元41是混合控制器，根据车辆运转传感器43、充电传感器45和车辆倾斜传感器47的输出，控制发电机控制单元22和驱动器单元26、32。
车辆运转传感器43包含加速传感器43A、制动传感器43B、变速杆传感器43C和车速传感器43D。加速传感器43A检测出控制混合动力车辆10的加速和减速的加速踏板的踏入度，并输出与此加速踏板的踏入度成正比的加速传感器输出ACC。控制单元41根据加速传感器输出产生驱动指令IDR，将此驱动指令供给驱动器单元32，调整对驱动电动机33的驱动力。例如在加速踏板的踏入度增加的加速时，加大第2变电器31输出的三相交流电的交流电压和频率这两者或一方，使驱动电动机33的驱动力增大。加速踏板的踏入度减小的减速时，减小第2变电器31输出的三相交流电的交流电压或频率，使驱动电动机33的驱动力减小。
制动传感器43B检测出混合动力车辆10的制动踏板的踏入度，并输出与此制动踏板的踏入度成正比的制动传感器输出BRK。控制单元41在制动踏板踏入时，控制成第2变电器31输出的三相交流电为零，使对驱动电动机33的驱动力为零，同时驱动电动机33产生的再生输出PM被第2变电器31变换成直流电，从而再生输出PM对蓄电装置21进行充电，供给驱动电动机33的制动力。控制单元41根据制动传感器输出BRK产生制动指令IBK，将此制动指令IBK供给驱动器单元32，调整对驱动电动机33的制动力。例如制动传感器输出BRK变大，则加大第2变电器31的直流输出，使对驱动电动机33的制动力加大。
变速杆传感器43C检测出混合动力车辆10的变速杆的换档位置，输出变速传感器输出SHT。混合动力车辆10的变速杆例如有进档、空档和退档这3个换档位置。控制单元31根据变速传感器输出SHT产生换档指令IST，并将此换档指令IST供给驱动器单元32。具体而言，此变速杆选择进档位置时，第2变电器31将驱动电动机33控制成正转状态；变速杆选择退档位置时，将驱动电动机33控制成逆转状态。变速杆选择空档位置时，使第2变电器31的全部半导体开关阻断，将第1变电器25和蓄电装置27与驱动电动机33断开。
车速传感器43D检测出混合动力车辆10的车速，输出车速传感器输出SPD。将充电传感器45连接在蓄电装置27，检测出此蓄电装置27的端子电压V和此蓄电装置27的充放电电流I，根据这些端子电压V和充放电电流I算出蓄电装置27的充电率CR，并输出此充电率CR。车辆倾斜传感器47检测出混合动力车辆10的前后方向对水平面的的倾斜，输出倾斜传感器输出INC。
混合动力车辆10的驱动运转状态，尤其在车辆启动、加速时，需要对驱动电动机33进行驱动的大功率，但通过蓄电输出PB补充发电输出PG，能在燃料费和排放废气良好的运转状态下驱动发动机21。蓄电装置27的充电率高低影响蓄电装置27的寿命，所以将蓄电装置27的充电率控制在上限与下限之间。
混合动力车辆10上坡时，与车辆启动、加速时相同，也在驱动电动机33的驱动中利用蓄电输出PB，所以蓄电装置27的充电率降低。蓄电装置27的充电率CR降低到下限，则产生发电输出PG或增大发电输出PG，促进此发电输出PG造成的蓄电装置27的充电。还在混合动力车辆10下坡时，车辆成为惯性行驶状态，将驱动电动机33的再生输出PM收回蓄电装置27，所以蓄电装置27的充电率CR升高。蓄电装置27的充电率CR升高到上限，则停止发电输出PG或减小发电输出PG，抑制蓄电装置27的充电。
实施方式1中，控制单元41内置产生发电通断指令IPGonoff的发电控制电路50，并且执行设定发电启动充电率目标值CRTon和发电停止充电率目标值CRToff的充电率控制目标值设定程序70。图2示出发电控制电路50，图3示出充电率控制目标值设定程序70。
将发电通断指令IPGonoff供给发动机控制单元22，以重复驱动和停止的方式控制发动机21。发动机控制单元22根据发电通断指令IPGonoff进行发动机的驱动和停止。例如接通发动机21的点火电路，驱动起动器电动机，从而进行发动机21的驱动，或通过关断发动机21的点火电路，使发动机21停止。
如图2所示，发电控制电路50包含设定电路51和52、比较器53和54、单脉冲发生电路55和56以及置位复位触发器电路57。在设定电路51设定充电率控制目标值CRT，具体而言，设定与充电率CR的下限对应的发电启动充电率目标值CRTon，并且设定电路50输出此发送启动充电率目标值CRTon。在设定电路52设定充电率控制目标值CRT，具体而言，设定与充电率CR的上限对应的发电停止充电率目标值CRToff，并且设定电路52输出此发电停止充电率目标值CRToff。比较器53具有第1输入和第2输入53a和53b以及输出53c，比较器54具有第1输入和第2输入54a和54b以及输出54c。从设定电路51对比较器53的第1输入53a供给发电启动充电率目标值SRTon，从充电传感器45对其第2输入53b供给充电率CR。比较器53在充电率CR降低并达到发电启动充电率目标值CRTon时，使输出53c为高电平。从充电传感器45对比较器54的第1输入54a供给充电率CR，从设定电路52对其第2输入54b供给发电停止充电率目标值SRToff。比较器54在充电率CR升高并达到发电停止充电率目标值SRToff时，使输出54c为高电平。
将单脉冲发生器55连接到比较器53的输出53c，在比较器53的输出53c变成高电平时产生单一输出脉冲。单脉冲发生器56连接在比较器54的输出54c，在比较器54的输出54c变成高电平时产生单一输出脉冲。置位复位触发器57具有置位输入S、复位输入R和输出Q。将置位输入S连接到单脉冲发生器55，在从此单脉冲发生器55接收输出脉冲时，将置位复位触发器57置位，使输出Q为高电平。将复位输入R连接到单脉冲发生器56，在从此单脉冲发生器56接收输出脉冲时，将置位复位触发器57复位，使输出Q为低电平。
图2所示发电控制电路50中，来自充电传感器45的充电率CR降低到与其下限对应的发电启动充电率目标值CRTon时，将置位复位触发器57置位，其输出Q变成高电平，从而驱动发动机21，并且将第1变电器25的各半导体开关控制成导通状态。此状态下，由发动机21驱动发电机23，将发电输出PG供给蓄电装置27和第2变电器31，利用发电输出PG进行蓄电装置27的充电。下一将置位复位触发器57复位前，将置位复位触发器57置位的状态一直持续，也持续进行发电输出PG对蓄电装置27的充电。
充电率CR升高到与其上限对应的发电停止充电率目标值CRToff时，将置位复位触发器57置位，其输出Q变成低电平，使发动机21停止，并且使第1变电机25的各半导体开关为阻断状态。此状态下，发电输出PG变成零，使发电输出PG造成的蓄电装置27的充电停止。下一将置位复位触发器57复位前，将置位复位触发器58置位的状态一直持续。
车辆倾斜传感器45检测出混合动力车辆10的前后方向对水平面的倾斜，输出倾斜传感器输出INC。控制单元41根据倾斜传感器输出INC执行图3所示充电率控制目标设定程序70。
图3是示出控制单元41的充电率控制目标值设定程序70的流程图。此流程图包含“开始”与“返回”之间的12个步骤S11至S22。
后续于“开始”的步骤S11读取车辆倾斜传感器45的倾斜传感器输出INC。接着的步骤S12中，根据倾斜传感器输出INC判断混合动力车辆10是否正在上坡。步骤S12的判断结果为“是”，则进至步骤S13，在步骤S13执行上坡距离Lup的运算。以取步骤S12的判断结果持续为“是”的时间与来自车速传感器43D的车速SPD之积的方式算出此上坡距离Lup。步骤S13后接着的步骤S14中，根据上坡距离Lup判断是否长距离上坡。上坡距离Lup不小于规定值，则步骤S14的判断结果为“是”，并进至步骤S15。此步骤S15中，将上坡模式目标值CRTU当作设定电路51的发电启动充电率目标值CRTon设定后，进至“返回”。再者，步骤S14的判断结果为“否”，则进至“返回”。
如果步骤S12的判断结果为“否”，进至后续的步骤S16。此步骤S16中，将步骤S13中运算的上坡距离Lup复原为零。在后续的步骤S17判断混合动力车辆10是否正在下坡。根据步骤S11中读取的倾斜传感器输出INC进行此步骤S17的判断。如果步骤S17的判断结果为“是”，进至步骤S18，在此步骤S18执行下坡距离Ldw的运算。以取步骤S17的判断结果持续为“是”的时间与来自车速传感器43D的车速SPD之积的方式算出此下坡距离Ldw。步骤S18后接着的步骤S19中，根据下坡距离Ldw判断是否长距离下坡。下坡距离Ldw不小于规定值，则步骤S19的判断结果为“是”，并进至后续的步骤S20。此步骤S20中，将下坡模式目标值CRTD当作设定电路52的发电停止充电率目标值CRToff设定后，进至“返回”。再者，步骤S19的判断结果为“否”，则进至“返回”。
如果步骤S17的判断结果为“否”，进至步骤S21。此步骤S21中，将步骤S18中运算的下坡距离Ldw复原为零。在步骤S22设定标准模式目标值CRTS。实施方式1中，此标准模式目标值CRTS包含2个标准模式目标值CRTS1、SRTS2。将标准模式目标值SRTS1当作发电启动充电率目标值CRTon设定于设定电路51，将标准模式目标值SRTS2当作发电停止充电率目标值CRToff设定于设定电路52。标准模式目标值SRTS1、SRTS2存在SRTS1<SRTS2的关系。
上坡模式目标值CRTU与标准模式目标值CRTS1具有CRTU<CRTS1的关系，上坡模式目标值CRTU小于标准模式目标值CRTS1。下坡模式目标值CRTD与标准模式目标值CRTS2具有CRTD>CRTS2的关系，下坡模式目标值CRTD大于标准模式目标值CRTS2。设定电路51中，混合动力车辆10处在上坡状态和下坡状态以外的标准状态，则设定标准模式目标值CRTS1，并且在产生上坡模式目标值CRTU时，设定上坡模式目标值CRTU以代替标准模式目标值CRTS1。设定电路52中在标准状态下设定标准模式目标值CRTS，并且在产生下坡模式目标值CRTD时，设定下坡模式目标值CRTD以代替标准模式目标值CRTS。
图4示出发电控制电路50的充电率控制状态。图4(a)示出混合动力车辆10的行驶道路标高的变化，纵轴为行驶道路的标高，横轴为行驶距离。图4(b)示出与图4(a)对应的蓄电装置27的充电率CR的变化，纵轴为充电率CR，横轴为行驶距离。
发电控制电路50，如果混合动力车辆10处在上坡状态和下坡状态以外的状态，就使图4(b)所示的充电率CR降低，并且在达到标准模式目标值CRTS1时，驱动发动机21，启动发电输出PG造成的蓄电装置27的充电。还在充电率CR升高并达到标准模式目标值CRTS2时，使发动机21停止，从而停止发电输出PG造成的蓄电装置27的充电。
倘若混合动力车辆10成为进行长距离上坡的状态，并且图3的步骤S15在设定电路41设定上坡模式目标值CRTU以代替标准模式目标值CRTS1，则将发电启动充电率目标值CRTon降低到上坡模式充电率CRTU。结果，图4(b)所示的区域A中，将驱动发动机21的电平降低，使发动机21的驱动迟后，避免发动机21耗费能量，改善发动机21的燃料费并且改善来自发动机21的废气排放。又，倘若混合动力车辆10成为进行长距离下坡的状态，并且图3的步骤S15在设定电路52设定下坡模式目标值CRTD以代替标准模式目标值CRTS2，则将发电停止充电率目标值CRToff升高到下坡模式目标值CRTD。结果，图4(b)所示的区域B中，将使发动机21停止的电平升高，让发动机21的停止迟后，提高来自发动机21的能量的回收效率。
实施方式1中，构成利用车辆倾斜传感器45判断混合动力车辆10的上坡状态和下坡状态，按照此上坡状态设定对蓄电装置27的充电率控制目标值CRT，而不利用GPS电波，所以混合动力车辆10在隧道等不能接收GPS电波的地方行驶时，也能可靠地进行对蓄电装置27的上坡模式目标值CRTU和下坡模式目标值CRTD的设定。
再者，还能仅使用上坡模式目标值CRTU和下坡模式目标值CRTD，而不使用标准模式目标值CRTS1、CRTS2。此情况下，省略图3所示的步骤ST22。这时，在图3所示的步骤S15设定上坡模式目标值CRTU，而不设定标准模式目标值CRTS1、CRTS2，则充电率CRT降低到此上坡模式目标值CRTU时，驱动发动机21，输出发电输出PG，并且图3所示的步骤S20中设定下坡模式目标值CRTD时，将发动机21停止，发电输出PG变成零。
实施方式2
实施方式1中，构成控制单元41内置以重复驱动和停止的方式控制发动机21的发电控制电路50，并且控制单元41执行充电率控制目标值设定程序70，但实施方式2在混合动力车辆10运转中连续驱动发动机21，并将实施方式1的发电控制电路50置换成跟踪控制式的充电控制电路60。此外，构成与实施方式1相同，控制单元41根据车辆倾斜传感器45的倾斜传感器输出INC执行图3所示的充电率控制目标值设定程序70，决定充电率控制目标值CRT。
图5是示出本发明混合动力车辆实施方式2的组成图。实施方式2中，由控制单元41在混合动力车辆10运转中按规定的转速连续驱动发动机21。将此发动机21的规定转速设定成效率高且废气中的有害气体少的转速。
跟踪控制式的充电控制电路60产生线性控制发电输出PG的发电功率指令IPGlinear，将此发电功率指令IPGlinear供给驱动器单元26，利用驱动器单元26对第1变电器25进行PWM控制，将发电输出PG控制成线性。驱动器单元26连续控制第1变电器25的各半导体开关的导通期，将发电输出PG控制成线性。
图6示出跟踪控制式的发电控制电路60。如图6所示，此发电控制电路60具有限幅器61、减法器62、放大器63和加法器64。限幅器61具有输入61a和输出61b，对输入61a供给充电率控制目标值CRT。通过控制单元41执行图3所示的充电率控制目标值设定程序70，决定此充电率控制目标值CRT。
将充电率控制目标值CRT供给限幅器61的输入61a。限幅器61一面将充电率控制目标值CRT限制在限幅器61的上限值与下限值之间，一面输出充电率控制目标值CRT。减法器62中输入来自限幅器61的充电率控制目标值CRT和来自充电传感器45的充电率CR，输出从充电率控制目标值CRT减去充电率CR后得到的减法运算输出。
放大器63放大来自减法器62的减法运算输出，并输出充电功率指令ICH。对加法器64输入来自放大器63的充电功率指令ICH和推进功率指令IPW。推进功率指令IPW对应于供给驱动器单元32的驱动指令IDR。加法器64输出将充电功率指令ICH与推进功率指令IDR相加后得到的发电功率指令IPGlinear。将此发电功率指令IPGlinear供给第1变电器25的驱动器单元26。第1变电器25根据发电功率指令IPGlinear调整各半导体开关的导通期，输出与发电功率指令IPGlinear对应的发电输出PG。
实施方式2中，也从执行图3所示的充电率控制目标值设定程序70设定充电率控制目标值CRT。此充电率控制目标值设定程序70中，根据来自倾斜传感器47的倾斜传感器输出INC决定充电率控制目标值CRT。如果混合动力车辆10处在上坡状态和下坡状态以外的标准状态，由图3的步骤S22对充电率控制目标值CRT设定标准模式目标值CRTS。此实施方式2中，按跟踪来自充电传感器45的充电率CR平均变化的方式设定标准模式目标值CRTS。
图7示出发电控制电路60的充电率控制状态。图7(a)示出混合动力车辆10的行驶道路标高的变化，纵轴为行驶道路的标高，横轴为行驶距离。图7(b)示出与图7(a)对应的蓄电装置27的充电率CR的变化，纵轴为充电率CR，横轴为行驶距离。对充电率控制目标值CRT设定标准模式目标值CRTS时，按跟踪来自充电传感器45的充电率CR的平均变化的方式设定标准模式目标值CRTS，使充电率CR按照标准模式目标值CRTS变化。
如果混合动力车辆10成为进行长距离上坡的状态，并且图3的步骤S15设定上坡模式目标值CRTU以代替标准模式目标值CRTS，则将充电控制目标值CRT降低到上坡模式目标值CRTU。又，如果混合动力车辆10成为进行长距离下坡的状态，并且图3的步骤S20设定下坡模式目标值CRTD以代替标准模式目标值CRTS，则将充电控制目标值CRT升高到下坡模式目标值CRTD。
其结果，图7(b)所示的区域A中，降低发电输出PG，减小发动机21的负载，避免发动机21耗费能量。又，图7(b)所示的区域B中，升高发电输出PG，使来自发动机21的能量的回收效率提高。
实施方式2中，与实施方式1相同，也构成利用车辆倾斜传感器45判断混合动力车辆10的上坡状态和下坡状态，按照上坡状态和下坡状态设定对蓄电装置的充电率控制目标值CRT，而不利用GPS电波，因此混合动力车辆10在隧道等不能接收GPS电波的地方行驶时，也能可靠地进行对蓄电装置27的上坡模式目标值CRTU和下坡模式目标值CRTD的设定。
再者，此实施方式2也能在图3所示充电率控制目标值设定程序70的流程图中省略步骤S22。此情况下，不进行标准模式目标值CRTS的设定，混合动力车辆10在上坡状态和下坡状态时，发电控制电路60设定上坡模式目标值CRTU和下坡模式目标值CRTD，进行充电率CR的控制，而不进行标准模式目标值CRTS的设定。
实施方式3
图8是本发明混合动力车辆实施方式3的组成图。此实施方式3的混合动力车辆10配备驱动系统20和控制系统40A。驱动系统20与实施方式1或2相同。控制系统40A包含控制单元41A、车辆运转传感器43和充电传感器45。此控制系统40A中，删除实施方式1或2的车辆倾斜传感器47。车辆运转传感器43和充电传感器45与实施方式1或2相同。
控制单元41A是混合传感器，此控制单元41A内置图2所示实施方式1的发电控制电路50或图6所示实施方式2的发电控制电路60，执行图9所示充电率控制目标值设定程序70A。此充电率控制目标值设定程序70A根据车辆运转传感器43的运转传感器输出设定充电率控制目标值CRT，而不使用实施方式1或2的车辆倾斜传感器47的倾斜传感器输出INC。再者，图8示出从发电控制电路50对发动机控制单元22的发电通断控制指令IPGonoff和从发电控制电路60对驱动器单元26的发电功率指令IPGlinear这两者，但使用它们的一方。
图9所示的充电率控制目标值设定程序70A删除图3所示实施方式1或2的充电率控制目标值设定程序70的步骤S11，添加3个步骤S23、S24、S25。将这些步骤S23、S24、S25添加在“开始”与步骤S12之间。步骤S12至步骤S22与实施方式1或2的充电率控制目标值设定程序70相同。
在步骤S23运算混合动力车辆10的驱动力、制动力。此步骤S23中，利用来自车辆运转传感器43的加速传感器43A的加速传感器输出ACC和来自制动传感器43B的制动传感器输出BRK，根据这些加速传感器输出ACC运算混合动力车辆10的驱动力FDR，并且根据制动传感器输出BRK运算混合动力车辆10的制动力FBK。混合动力车辆10的驱动力FDR是混合动力车辆10的驱动运转状态中驱动电动机33根据驱动指令IDR产生的驱动力，例如以加速传感器输出ACC乘常数的方式运算该驱动力。混合动力车辆10的制动力FBK是根据制动指令IBK供给驱动电动机33的制动力，例如以制动传感器输出BRK乘常数的方式运算该制动力。
后续于步骤23的步骤S24中，读取车辆运转传感器43D的车速传感器输出SPD。后续于步骤S24的步骤S25中，根据步骤S23运算的驱动力FDR、制动力FBK和步骤S24读取的车速传感器输出SPD判断混合动力车辆10的上坡状态和下坡状态。首先，对驱动力FDR的变化和车速传感器输出SPD的变化进行比较，如果车速传感器输出SPD未增加，就判断为混合动力车辆10处在上坡状态，不管驱动力FDR增加。接着，对制动力FBK的变化和车速传感器输出SPD的变化进行比较，如果车速传感器输出SPD减小，就判断为混合动力车辆10处在下坡状态，不管制动力FBK增加。步骤S12及其后与实施方式1或2相同，在步骤S15设定上坡模式目标值CRTU，在步骤S20设定下坡模式目标值CRTD。
此实施方式3中，构成控制单元41A根据车辆运转传感器43的运转传感器输出判断混合动力车辆10的上坡状态和下坡状态，按照此上坡状态和下坡状态设定对蓄电装置的充电率控制目标值CRT，而不利用GPS电波，所以混合动力车辆10在隧道等不能接收GPS电波的地方行驶时，也能可靠地进行对蓄电装置27的上坡模式目标值CRTU和下坡模式目标值CRTD的设定。
实施方式4
图10是本发明混合动力车辆实施方式4的组成图。此实施方式4的混合动力车辆10配备驱动系统20和控制系统40B。驱动系统20与实施方式1或2相同。控制系统40B包含控制单元41B、车辆运转传感器43、充电传感器45和驾驶者操作盘48。此控制系统40B中，删除实施方式1或2的车辆倾斜传感器47。车辆运转传感器43和充电传感器45与实施方式1或2相同。
控制单元41B是控制单元，此控制单元41B内置图2所示实施方式1的发电控制电路50或图6所示实施方式2的发电控制电路60，在混合动力车辆11的行驶路径中执行图11所示充电率控制目标值设定程序70B。此充电率控制目标值设定程序70B使用驾驶者操作盘48在混合动力车辆10的行驶路径中设定充电率控制目标值CRT，而不使用实施方式1或2的车辆倾斜传感器47的倾斜传感器输出INC。再者，图10示出从发电控制电路50对发动机控制单元22的发电通断控制指令IPGonoff和从发电控制电路60对驱动器单元26的发电功率指令IPGlinear这两者，但使用它们的一方。
驾驶者操作盘48包含手动输入装置48A和信息存储装置48B。由混合动力车辆10的驾驶者手动操作此驾驶者操作盘48。手动输入装置是例如输入开关，驾驶者用手动在混合动力车辆10行驶路径中输入下一行驶的预定行驶道路RW。信息存储装置48B存储包含全部道路的上坡信息和下坡信息的道路信息。再者，混合动力车辆10在进行路线服务的路线公共汽车的情况下，其驾驶台中配置在各停留点操作的操作开关，但也能将此操作开关当作手动输入装置48A进行利用。
图11示出实施方式4中使用的充电率控制目标值设定程序70B，图12、图13示出此实施方式4的充电率控制状态。图12示出实施方式4中使用图2所示发电控制电路50时的充电率控制状态。图12(a)示出混合动力车辆10的预定行驶道路RW的标高的变化，纵轴为预定行驶道路RW的标高，横轴为行驶距离。图12(b)示出与图12(a)对应的蓄电装置27的充电率CR的变化，纵轴为充电率CR，横轴为行驶距离。图13示出实施方式4中使用图6所示发电控制电路60时的充电率控制状态。图13(a)示出混合动力车辆10的预定行驶道路RW的标高的变化，纵轴为预定行驶道路RW的标高，横轴为行驶距离。图13(b)是示出与图13(a)对应的蓄电装置27的充电率CR变化的曲线图，纵轴为充电率CR，横轴为行驶距离。
图11所示的充电率控制目标值设定程序70B在由手动输入装置48A在混合动力车辆10行驶路径中输入预定行驶道路RW时，对此预定行驶道路RW设定充电率控制目标值CRT。图11所示充电率控制目标值设定程序70B的流程图在“开始”与“返回”之间包含7个步骤S31至S37。
步骤S31中，读取由驾驶者操作盘48的手动输入装置48A输入的预定行驶道路RW。在接着的步骤S32参照信息存储装置48B，读入预定行驶道路RW的道路信息RWI。接着的步骤S33中，判断预定行驶道路RW的道路信息RWI是否有上坡信息和下坡信息。如果道路信息RWI中包含上坡信息，步骤S33的右方的判断结果为“是”，进至步骤S34。在该步骤S34对充电率控制目标值CRT设定上坡模式目标值CRTU后，进至“返回”。此实施方式4中，将此上坡模式目标值CRTU设定成提高蓄电装置27的充电率CR，以备预定行驶道路RW的上坡。具体而言，使用图2所示发电控制电路50的情况下，取为CRTU>CRTS2，如图12(b)所示，将发电停止充电率目标值CRToff从标准模式目标值CRTS2提高到上坡模式目标值CRTU，防止发电输出PG降低，使蓄电池27的充电率CR提高。使用图6所示发电控制电路60的情况下，提高图13(b)所示的充电率控制目标值CRT，使蓄电装置27的充电率CR提高。
如果预定行驶道路RW的道路信息RWI中包含下坡信息，步骤S33的左方的判断结果为“是”，进至步骤S35。在该步骤S35对充电率控制目标值CRT设定下坡模式目标值CRTD后，进至“返回”。此实施方式4中，将此下坡模式目标值CRTD设定成降低蓄电装置27的充电率CR的值，以备预定行驶道路RW的下坡。具体而言，使用图2所示发电控制电路50的情况下，取为CRTD<CRTS1，如图12(b)所示，将发电启动充电率目标值CRTon从标准模式目标值CRTS1降低到下坡模式目标值CRTD，促进蓄电池27放电。使用图6所示发电控制电路60的情况下，降低图13(b)所示的充电率控制目标值CRT，促进蓄电装置27放电。
预定行驶道路RW的道路信息RWI中不包含上坡信息和下坡信息的情况下，步骤S33的判断结果为“否”，进至步骤S37。此步骤S37中，与图3和图9的步骤S22相同，也对充电率控制目标值CRT设定标准模式目标值后，进至“返回”。
这样，如果预定行驶道路RW的道路信息RWI中包含上坡信息或包含下坡信息，就在混合动力车辆10行驶中行进到预定行驶道路RW前事先分别相应地设定上坡模式目标值CRTU或下坡模式目标值CRTD，在图12(b)和图13(b)的区域A中提高蓄电装置27的充电率。或者在图12(b)和图13(b)所示的区域B中降低蓄电装置27的充电率。
此实施方式4在混合动力车辆10运转中，利用驾驶者操作盘48设定预定行驶道路RW，如果此预定行驶道路RW的道路信息RWI有上坡信息，设定上坡模式目标值CRTU；有下坡信息则设定下坡模式目标值CRTD；没有上坡信息和下坡信息则设定标准模式目标值CRTS。此实施方式4中，构成利用在驾驶者操作盘48输入的预定行驶道路RW的道路信息RWI确认上坡信息和下坡信息，按照此上坡状态和下坡状态设定对蓄电装置的充电率控制目标值，而不利用GPS电波，所以混合动力车辆10在隧道等不能接收GPS电波的地方行驶时，也能可靠地进行对蓄电装置27的上坡模式目标值CRTU和下坡模式目标值CRTD的设定。
又，实施方式4中，在蓄电装置27的容量范围内，行进到预定行驶道路RW前设定充电率控制目标值，准备蓄电装置27的充电、放电，进行基于该充电率控制目标值的充电率控制，所以与实施方式1～3相比，能减小蓄电装置27的容量。
再者，此实施方式4中，也能仅用上坡模式目标值CRTU和下坡模式目标值CRTD进行发电控制，而不使用标准模式目标值CRTS。此情况下，删除图11的步骤S36，使用上坡模式目标值CRTU和下坡模式目标值CRTD进行充电率CR的控制。
实施方式5
图14是本发明混合动力车辆实施方式5的组成图。当作进行对预定运行路线的路线服务的路线公共汽车构成此实施方式5的混合动力车辆10，其中配备驱动系统20和控制系统40C。驱动系统20与实施方式1或2的驱动系统20相同。控制系统40C包含控制单元41C、车辆运转传感器43、充电传感器45和公共汽车定位系统80。此控制系统40C中也删除实施方式1或2的车辆倾斜传感器47。车辆运转传感器43和充电传感器45与实施方式1或2相同。
控制单元41C是混合传感器，此控制单元41C内置图2所示实施方式1的发电控制电路50或图6所示实施方式2的发电控制电路60，在混合动力车辆10的路线服务运行中执行图15所示的充电率控制目标值设定程序70C。此充电率控制目标值设定程序70C使用公共汽车定位系统80在混合动力车辆的路线服务运行中设定充电率控制目标值CRT，而不使用实施方式1或2的车辆倾斜传感器47。再者，图14示出从发电控制电路50对发动机控制单元22的发电通断控制指令IPGonoff和从发电控制电路60对驱动器单元26的发电功率指令IPGlinear这两者，但使用它们的一方。
公共汽车定位系统80包含公共汽车定位系统处理装置81、路线信息存储装置82和位置信息取入装置83。混合动力车辆10进行路线服务的运行路线沿该路线配置多个标志件，将这些标志件称为停留点标志件，分别配置在运行路线的各停留点。在各停留点标志件之间分别设定服务区。路线信息存储装置82是数据文件，包含区信息表82A。此区信息表82A存储路线信息RSI，其中含有混合动力车辆10进行路线服务的运行路线中包含的全部服务区的上坡信息和下坡信息。位置信息取入装置83是例如与停留点标志件之间进行收发的收发装置，在混合动力车辆10的运行中与各停留点标志件进行信号交换，并取入混合动力车辆10的位置信息。公共汽车定位系统处理装置81连接路线信息存储装置82和位置信息确认装置83，处理它们的信息。
控制单元41C每次在各停留点停车或通过各停留点，执行图15所示充电率控制目标值设定程序70C，设定下一行驶的服务区的充电率控制目标值CRT。图15所示充电率控制目标值设定程序70C的流程图将图11所示流程图70B的步骤S31、S32分别置换成步骤S38、S39。步骤S33及其后与图11所示的流程图相同。
步骤S38中，混合动力车辆10在停车或通过的停留点与停留点标志件进行信号交换，取入来自该停留点标志件的信号，从而输入位置信息。在接着的步骤S39参照区信息表82A读取下一行驶的服务区的路线信息RSI。步骤S33中判断路线信息RSI中是否有上坡信息和下坡信息。下一服务区中含有上坡信息，则进至步骤S34，在此步骤S34与图11的步骤S34同样地对充电率控制目标值CRT设定上坡模式目标值CRTU后，进至“返回”。
路线信息RSI中包含下坡信息，则进至步骤S35，在此步骤S35与图11的步骤S35同样地对充电率控制目标值CRT设定下坡模式目标值CRTD后，进至“返回”。路线信息RSI中不包含上坡信息和下坡信息，则进至步骤S37，在此步骤S37与图11的步骤S36同样地对充电率控制目标值CRT设定标准模式目标值CRTS后，进至“返回”。
此实施方式5中，使用图2所示的发电控制电路50时，与实施方式4同样，也将这些目标值设定成满足CRTU>CRTS2、CRTD<CRTS1的关系。又，使用图6所示的发电控制电路60时，利用上坡模式目标值CRTU控制成充电率控制目标值升高，由下坡模式目标值CRTD控制成充电率控制目标值CRT降低。因而，混合动力车辆10的下一服务区的路线信息RSI包含上坡信息，则进行提高蓄电装置27的充电率的控制，以备上坡。或者，下一服务区的路线信息RSI包含下坡信息，则进行降低蓄电装置27的充电率的控制，以备下坡。
此实施方式5在混合动力车辆10的运转中，利用公共汽车定位系统80，如果服务区的路线信息RSI含有上坡信息就设定上坡模式目标值CRTU，路线信息RSI含有下坡信息则设定下坡模式目标值CRTD，路线信息不含上坡信息和下坡信息则设定标准模式目标值CRTS。此实施方式5中，构成从沿行驶路线配置的标志件取入位置信息，根据此位置信息利用下一服务区的路线信息RSI确认上坡信息和下坡信息，按照此上坡信息和下坡信息设定对蓄电装置的充电率控制目标值CRT，而不利用GPS电波，所以混合动力车辆10在隧道等不能接收GPS电波的地方行驶时，也能可靠地进行对蓄电装置27的上坡模式目标值CRTU和下坡模式目标值CRTD的设定。
再者，此实施方式5中，也能仅用上坡模式目标值CRTU和下坡模式目标值CRTD进行发电控制，而不使用标准模式目标值CRTS。此情况下，删除图15的步骤S36。
应理解相关的熟练技术人员能在不脱离本发明的范围和精神中实现本发明的各种变换或更改，不受本说明书记载的各实施方式限制。
工业上的实用性
可将本发明的混合动力车辆用作称为串行型的混合动力车。

Claims (7)

1、一种混合动力车辆，其构成为：配备发动机、由此发动机驱动的发电机、蓄电装置和驱动车辆的驱动电动机，所述驱动电动机接收所述发电机的发电输出和所述蓄电装置的蓄电输出以驱动车辆，并且利用所述发电机的发电输出和所述驱动电动机的再生输出对所述蓄电装置进行充电，其特征在于，
具有控制所述发电机的发电输出并控制对所述蓄电装置的充电的控制单元；以及检测出车辆前后方向对水平面的倾斜的倾斜传感器，所述控制单元包含根据所述倾斜传感器的倾斜传感器输出，判断车辆的上坡状态和下坡状态的单元；以及根据所述车辆上坡状态和所述车辆下坡状态，设定对所述蓄电装置的充电率控制目标值的单元。
2、一种混合动力车辆，其构成为：配备发动机、由此发动机驱动的发电机、蓄电装置和驱动车辆的驱动电动机，所述驱动电动机接收所述发电机的发电输出和所述蓄电装置的蓄电输出以驱动车辆，并且利用所述发电机的发电输出和所述驱动电动机的再生输出对所述蓄电装置进行充电，其特征在于，
具有控制所述发电机的发电输出并控制对所述蓄电装置的充电的控制单元；以及检测出车辆运转状态的车辆运转传感器，所述控制单元包含根据来自所述车辆运转传感器的运转传感器输出，判断车辆的上坡状态和下坡状态的单元；以及根据所述车辆上坡状态和所述车辆下坡状态，设定对所述蓄电装置的充电率控制目标值的单元。
3、一种混合动力车辆，其构成为：配备发动机、由此发动机驱动的发电机、蓄电装置和驱动车辆的驱动电动机，所述驱动电动机接收所述发电机的发电输出和所述蓄电装置的蓄电输出以驱动车辆，并且利用所述发电机的发电输出和所述驱动电动机的再生输出对所述蓄电装置进行充电，其特征在于，
具有控制所述发电机的发电输出并控制对蓄电装置的充电的控制单元；以及输入车辆预定行驶道路的驾驶者操作盘，所述控制单元包含根据有关所述预定行驶道路的上坡信息和下坡信息，设定对所述蓄电装置的充电率控制目标值的单元。
4、一种混合动力车辆，其构成为：配备发动机、由此发动机驱动的发电机、蓄电装置和驱动车辆的驱动电动机，所述驱动电动机接收所述发电机的发电输出和所述蓄电装置的蓄电输出以驱动车辆，还利用所述发电机的发电输出和所述驱动电动机的再生输出对所述蓄电装置进行充电，并且进行对预先决定的行驶路线的路线服务，其特征在于，
具有控制所述发电机的发电输出并控制对所述蓄电装置的充电的控制单元；存储所述行驶路线的各服务区的路线信息的路线信息存储装置；以及从沿所述行驶路线配置的标志件取入位置信息的信息取入装置，所述控制单元包含根据所述位置信息读取下一行驶的所述服务区的路线信息，并根据此路线信息设定对所述蓄电装置的充电率控制目标值的单元。
5、如权利要求1至4中任一项所述的混合动力车辆，其特征在于，
具有输出所述蓄电装置的充电率的充电传感器，所述控制单元根据所述充电率和所述充电率控制目标值，控制所述发电机的发电输出。
6、如权利要求5中所述的混合动力车辆，其特征在于，
所述控制单元控制所述发动机的驱动和停止，并对所述发电机的发电输出进行通断控制。
7、如权利要求5中所述的混合动力车辆，其特征在于，
具有控制所述发电机的发电输出的变电器，所述控制单元通过控制所述变电器，控制所述发电机的发电输出。
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