CN102219016B - 混合动力车辆的发动机控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供如下的混合动力车辆的发动机控制装置：在混合动力车辆中，也可通过实施与仅将发动机作为驱动源的车辆相同的检查步序，从而实施发动机的强制驱动运行。包括：运行控制单元(ECM2)，该运行控制单元在判断为请求利用强制驱动运行对发动机(1)进行检查的情况下，对发动机进行强制驱动控制，使得在适合于检查的预定状态下维持运行；及运行状态判断单元(EVCM5)，该运行状态判断单元根据至少包含电池(1)从非连接状态向连接状态的变更是否存在的信息，判断冷启动条件(121)成立还是不成立，在冷启动条件成立的情况下，利用运行控制单元对发动机进行强制驱动控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种在装载有发动机和电动机的混合动力车辆中控制发动机的运行的发动机控制装置，详细而言涉及一种用于在检查发动机时强制驱动发动机的发动机控制装置。
背景技术
混合动力车辆中，有发动机可成为车辆的驱动源的类型(所谓并联式混合动力车辆)、和发动机虽不可直接成为车辆的驱动源但主要是为了使发电机运行而装载的类型(所谓串联式混合动力车辆)，即使分别在使发动机停止的状态下仅将电动机作为驱动源也可进行行驶。
对于可将发动机的动力直接传递給驱动轮的、所谓并联式混合动力车辆，虽然在正常行驶过程中将发动机作为主驱动源进行行驶，但在减速时或下坡时等无需发动机动力的情况下或初始加速时等情况下，有时也使发动机停止来进行行驶。
对于发动机仅用于驱动发电机的、所谓串联式混合动力车辆，在向电动机供电的充电电池的剩余容量下降等情况下，利用发动机使发电机工作以对充电电池进行充电，若充电电池的剩余容量恢复，则使发动机停止。
这样在混合动力车辆中，即使启动器开关处于运行状态，但根据充电电池的剩余容量或车辆的行驶条件，发动机也会时而运行时而停止。在仅将发动机作为驱动源的车辆中，由于只要不使启动器开关成为停止状态，发动机便持续运行，因此混合动力车辆在上述这一点与仅将发动机作为驱动源的车辆有很大不同。
这种混合动力车辆中，也和仅将发动机作为驱动源的车辆相同，需要定期地或在发生故障时检查发动机。由于装载于混合动力车辆的发动机、与装载于仅将发动机作为驱动源的现有车辆的发动机基本上具有相同的结构，因此发动机的运行的检查方法也和现有车辆中实施的检查方法相同。
这样在混合动力车辆中也需要检查发动机的运行，在检查时需要在各种运行状态下使发动机运行。然而，如上所述，混合动力车辆在充电电池剩余有足够的电力等预定的条件成立的情况下，会使发动机的运行停止。因而，根据充电电池的充电状态等，也有时在检查时无法维持发动机的运行，会妨碍检查。
因此，作为考虑到使得发动机维持运行、不妨碍检查的现有技术，有专利文献1。根据该技术，具有判断是否正在对发动机的运行实施检查的检查状态判断单元，并在适合于检查的状态下来维持发动机的运行，而与混合动力车辆固有的运行停止条件是否成立无关。
另外作为用于在适合于检查的状态下来维持发动机的运行的现有技术，如专利文献2所示，存在如下技术：在检测出用于检查而设定的预定操作时实施发动机的运行。
专利文献1：日本专利第2982746号公报
专利文献2：日本专利第3991498号公报
专利文献1中为了对发动机实施检查，具有判断是否正在对发动机的运行实施检查的检查状态判断单元，需要用于使车辆专用的检查用端子成为检查状态的检查用工具。
另外专利文献2中，即使在没有检查用工具的情况下，也可通过实施特殊的操作，从而利用检查状态判断单元来判断检查状态，实施检查，但除了用于启动车辆的正常动作以外，还需要预先获取特殊操作步序。另外，实施检查时需要在驾驶席中进行特殊操作，每次对发动机实施检查都需要进入驾驶席以进行特殊操作。因此，在经销商等处进行检查时，若没有用于使发动机启动的特殊操作步序的知识，则也无法实施检查，另外在工厂中进行出厂检查时，由于也需要作业员进入驾驶席以进行特殊操作的作业，因此存在作业效率差的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述那样的问题而完成的，其目的在于，提供如下的混合动力车辆的发动机控制装置：在混合动力车辆中，可使发动机强制驱动运行，并且在混合动力车辆中，也可实施与仅将发动机作为驱动源的车辆相同的检查步序，而无需专用的检查用工具，也无需实施用于检查而设定的预定操作。
本发明是一种混合动力车辆的发动机控制装置，该混合动力车辆装载有发动机和电动机，利用由发动机驱动的发电机的输出对电池进行充电，并利用该电池来驱动电动机，其中，包括：运行控制单元，该运行控制单元在判断为请求利用强制驱动运行对发动机进行检查的情况下，对发动机进行强制驱动控制，使得在适合于检查的预定状态下维持运行；及运行状态判断单元，该运行状态判断单元根据至少包含电池从非连接状态向连接状态的变更是否存在的信息，判断冷启动条件成立还是不成立，在冷启动条件成立的情况下，利用运行控制单元对发动机进行强制驱动控制。
根据本发明，可准确地判断混合动力车辆是正在正常控制中、还是正在利用强制驱动对发动机进行检查中，即使在混合动力车辆中，也可容易地实施与仅将发动机作为驱动源的车辆相同的检查步序，而无需专用的检查用工具和用于检查而设定的预定操作。
附图说明
图1是本发明的实施方式1所涉及的系统结构图。
图2是表示实施方式1的结构的方框图。
图3是说明实施方式1的动作的流程图。
图4是说明实施方式1的动作的流程图。
图5是说明实施方式1的动作的时序图。
图6是说明实施方式1的动作的时序图。
图7是说明本发明的实施方式2的动作的流程图。
图8是说明实施方式2的动作的流程图。
图9是说明实施方式2的动作的时序图。
图10是说明实施方式2的动作的时序图。
具体实施方式
实施方式1.
下面，根据附图说明本发明的实施方式1。图1表示本发明的实施方式1的将运行控制装置装入后的混合动力车辆的简要结构。
该混合动力车辆的结构主要包括产生驱动力的动力系统、发出电力的发电系统、对它们进行控制的控制系统、将来自动力源的驱动力传递给驱动轮7的动力传递系统、及运行操作部等。
另外，上述动力系统由电动机6构成，发电系统由发动机1、发电机13、启动器14构成，控制系统包括主要用于控制发动机1的发动机控制模块(以下称为ECM)2、主要控制电动机6的运行的EV控制模块(以下称为EVCM)5、从电池3及安装于电池3的传感器(未图示)输入所需的信息并输出到EVCM5的电池控制模块(以下称为BCM)4、及对ECM2及EVCM5所需的信号进行检测并输入输出的各种传感器部。
此外，虽然未图示出ECM2、EVCM5及BCM4的内部结构，但它们分别是在内部具有CPU、ROM、RAM等的单片·微型计算机，且采用如下结构：CPU按照记录于ROM的程序，进行如下所示的各种控制处理。本实施方式1中的发动机控制装置由上述ECM2、EVCM5构成。
发动机1的运行由ECM2进行控制。作为ECM2所进行的发动机1的控制，有与发动机1的转速对应的点火时间控制、和与吸入空气量对应的燃料喷射量控制等。为了可控制发动机1，与ECM2连接有表示发动机1的运行状态的各种传感器，但省略了它们的图示。对发动机1安装有与发动机1的旋转同步进行旋转的发电机13。另外，可利用启动器14的旋转力来启动发动机1。
电动机6与电池3及EVCM5电连接。EVCM5与各种传感器及开关电连接。作为与EVCM5连接的传感器及开关，有换挡开关(以下称为换挡SW)9、加速器位置传感器10、点火开关(以下称为IGSW)11、制动开关(以下称为制动SW)12、测试器8等。
这里，所谓测试器8，是指对该混合动力车辆系统进行检查时使用的工具，测试器8通过与EVCM5之间进行通信，从而可取入各种传感器及开关的信息、和故障检测信息，并显示该信息。
EVCM5与ECM2及BCM4之间进行通信。作为从EVCM5到ECM2的信息，有发动机1的启动·停止请求和请求发电量，作为从ECM2到EVCM5的信息，有发动机转速信息。另外，从ECM4输入电池电压、电池余量、电池温度、充放电电流等信息。
ECM4与电池3电连接，输入有电池电压、电池温度、充放电电流。另外，根据这些信息计算电池余量。
接着，根据图2的方框图，对于本实施方式1中的EVCM5的启动器控制信号130的判定及正在强制驱动中标记131的判定进行说明。启动器控制信号判定是EVCM5在执行各种控制处理的过程中、每隔一定的时间间隔Ts定期执行的处理。
启动器控制信号130由电池余量条件118和测试器强制驱动条件119和特殊模式条件120和冷启动条件121的逻辑和122来决定。这里，电池余量条件118是将电池余量信息111作为输入、若电池余量变少则成立的条件。测试器强制驱动条件119是将测试器端子信息112和加速器开度信息113作为输入、在连接测试器端子的状态且未踩踏加速器的状态的情况下成立的条件。
特殊模式条件120是将制动SW信息114和换挡SW信息115作为输入。对于条件判断，将在后面根据图4的流程图说明详细情况。
冷启动条件121是将电池电压116和IGSW条件117作为输入信息。对于条件判断，将在后面根据图3的流程图说明详细情况。
另外，正在强制驱动中标记131由测试器强制驱动条件119和特殊模式条件120和冷启动条件121的逻辑和123来决定。
接着，根据图3的流程图说明图2中记载的冷启动条件121的判定的流程。
若冷启动条件判定开始(步骤S100)，则EVCM5执行用于进行电池端子断开(OFF)经历标记的设置、或重置的处理，但首先判断进行电池端子断开经历标记的设置、或重置的处理是否为IGSW11导通(ON)后第1次的判定(步骤S105)。
这里，在不是IGSW11导通后第1次的判定的情况下，保持标记的状态而不进行电池断开经历标记的操作。在是IGSW11导通后第1次的判定的情况下，接着判断电池端子是否在IGSW11断开的过程中暂时被断开(步骤S110)。
这里，电池端子是否被断开的判断是通过对内置于EVCM5的电池备份对象的RAM的值、与IGSW11刚断开之前的值相比所产生的变化进行检测从而来进行判断的。在已检测出电池端子断开的情况下，设置电池端子断开经历标记(步骤S111)。
另外，在未检测出电池端子断开的情况下，清空电池端子断开经历标记(步骤S112)。
接着，判定IGSW11是否导通(步骤S115)。在判定的结果为IGSW11断开的情况下，将冷启动条件设为不成立。
在IGSW11导通的情况下，判定是否设置之前确立有信息的电池端子断开经历标记(步骤S120)，在设置的情况下，将冷启动条件设为成立(步骤S121)。
另外，在电池端子断开经历标记被清空的情况下，将冷启动条件设为不成立(步骤S122)。
在根据本判定的流程的情况下，冷启动条件一旦在IGSW11导通后成立，则一直持续成立的状态直到IGSW11断开为止。
接着，根据图4的流程图说明图2中记载的特殊模式条件120的判定的流程。
若特殊模式条件判定开始(步骤S300)，则EVCM5仅在IGSW11导通后的Ta时间内判定特殊模式条件是否成立(步骤S310)。
这里，在制动SW为导通(步骤S320)、换挡SW信息的变化次数发生了N次以上的情况下(步骤S330)，设为特殊模式条件成立(步骤S331)。在除此以外的情况下，设为特殊模式条件不成立(步骤S332)。
在IGSW11导通后经过了Ta时间的情况下，不进行特殊模式条件的操作。其结果是，特殊模式条件在IGSW11导通后经过Ta时间后被保持。此后，若IGSW11断开(步骤S340)，则将特殊模式条件设为不成立(步骤S350)。
在根据本判定的流程的情况下，若特殊模式条件一旦在IGSW11导通后成立，则一直持续成立的状态直到IGSW11断开为止。
接着，在由图3所说明的流程图中，根据图5说明冷启动条件121成立时的启动器控制信号130、和正在强制驱动中标记131的动作。
若EVCM5的电池端子被断开，则电池电压116暂时下降至0V。在该电池端子经历了断开的状态下，在使IGSW11从断开到导通时，设置电池端子断开经历标记，冷启动条件121成立。
若冷启动条件121成立，则EVCM5利用通信将启动器控制信号130发送到ECM2。ECM2若接收到启动器控制信号130，则驱动启动器14，启动发动机1。ECM2若判断为发动机1完全启动，则停止驱动启动器14，将发动机启动完成信号发送到EVCM5。EVCM5若收到该信号，则停止发送启动器控制信号130。另外，若冷启动条件121成立，则设置正在强制驱动中标记131，EVCM5利用通信将该标记信息发送到ECM2。由于ECM2在设置有正在强制驱动中标记131的期间朝驱动发动机1一侧进行控制，因此发动机被强制驱动。
若IGSW11被断开，则由于冷启动条件121变得不成立，因此启动器控制信号130和正在强制驱动中标记131同时变得不成立。若正在强制驱动中标记131变得不成立，则ECM2停止驱动发动机1。在EVCM5的电池端子未断开的情况下，由于电池端子断开经历标记及冷启动条件121保持不成立不变，启动器控制信号130及正在强制驱动中标记131保持不成立不变，因此不会驱动发动机1。
接着，根据图6说明在由图4所说明的流程图中特殊模式条件120成立时的启动器控制信号130、和正在强制驱动中标记131的动作。
在使IGSW11从断开到导通时，对挡位变换确认计时器设定测量时间的初始设定值Ta。该计时器为减法计时器，每隔一定时间Ts就减去1。在该计时器测量Ta时间的期间，制动SW持续导通，这里在检测出4次P挡和R挡的变化时，特殊模式条件120成立。
若特殊模式条件120成立，则EVCM5利用通信将启动器控制信号130发送到ECM2。ECM2若接收到启动器控制信号130，则驱动启动器14，启动发动机1。ECM2若判断为发动机1完全启动，则停止驱动启动器14，将发动机启动完成信号发送到EVCM5。EVCM5若收到该信号，则停止发送启动器控制信号130。
另外，若特殊模式条件120成立，则设置正在强制驱动中标记131，EVCM5利用通信将该标记信息发送到ECM2。由于ECM2在设置有正在强制驱动中标记131的期间朝驱动发动机1一侧进行控制，因此发动机被强制驱动。
若IGSW11被断开，则由于特殊模式条件120变得不成立，因此启动器控制信号130和正在强制驱动中标记131同时变得不成立。若正在强制驱动中标记131变得不成立，则ECM2停止驱动发动机1。在因制动SW断开而导致特殊模式条件120不成立的情况下，由于未设置正在强制驱动中标记131，因此ECM2不会驱动发动机1。
此外，本实施方式1中，虽然利用P挡和D挡之间的变化次数来看换挡SW的变化，但也可使用其它换挡SW的组合。另外，虽然使用了制动SW和换挡SW的组合，但也可使用其他SW。
如上所述，本实施方式1是一种混合动力车辆的发动机控制装置，该混合动力车辆装载有发动机1和电动机6，利用由发动机1驱动的发电机13的输出对电池3进行充电，并利用该电池3来驱动电动机6，其中，包括：运行控制单元(ECM2)，该运行控制单元在判断为请求利用强制驱动运行对发动机1进行检查的情况下，对发动机进行强制驱动控制，使得在适合于检查的预定状态下维持运行；及运行状态判断单元(EVCM5)，该运行状态判断单元根据至少包含电池1从非连接状态向连接状态的变更是否存在的信息，判断冷启动条件121成立还是不成立，在冷启动条件成立的情况下，利用运行控制单元对发动机进行强制驱动控制，由此，可准确地判断混合动力车辆是正在正常控制中、还是正在利用强制驱动对发动机进行检查中，即使在混合动力车辆中，也可容易地实施与仅将发动机作为驱动源的车辆相同的检查步序，而无需专用的检查用工具和用于检查而设定的预定操作。
实施方式2.
接着，根据图7的流程图，对于本实施方式2中的EVCM5的启动器控制信号的判定及正在强制驱动中标记的判定进行说明。
启动器控制信号判定及强制驱动标记判定与实施方式1相同，是EVCM5在执行各种控制处理的过程中、每隔一定的时间间隔Ts定期执行的处理。这里，关于系统结构和方框图，由于与实施方式1相同，因此省略说明。
若冷启动条件判定开始(步骤S200)，则EVCM5执行用于进行电池端子断开经历标记的设置、或重置的处理，但首先判断进行电池端子断开经历标记的设置、或重置的处理是否为IGSW11导通(ON)后第1次的判定(步骤S205)。
这里，在不是IGSW11导通后第1次的判定的情况下，保持标记的状态而不进行电池断开经历标记的操作。在是IGSW11导通后第1次的判定的情况下，接着判断电池端子是否在IGSW11断开的过程中暂时被断开(步骤S210)。这里，电池端子是否被断开的判断是通过对内置于EVCM5的电池备份对象的RAM的值、与IGSW11刚断开之前的值相比所产生的变化进行检测从而来进行判断的。
在已检测出电池端子断开的情况下，设置电池端子断开经历标记(步骤S211)。另外，在未检测出电池端子断开的情况下，清空电池端子断开经历标记(步骤S212)。
接着，判定IGSW11导通后是否经过了一定时间(步骤S215)。在判定的结果为经过了一定时间的情况下，将冷启动条件设为不成立(步骤S222)。在未经过一定时间的情况下，判定是否设置之前确立有信息的电池端子断开经历标记(步骤S220)，在设置的情况下，将冷启动条件设为成立(步骤S221)。另外，在电池端子断开经历标记被清空的情况下，将冷启动条件设为不成立(步骤S222)。
根据图8，对本实施方式2中的特殊模式条件判定的流程进行说明。若特殊模式条件判定开始(步骤S400)，则EVCM5仅在IGSW11导通后的Ta时间内判定特殊模式条件是否成立(步骤S410)。在制动SW为导通(步骤S420)、换挡SW信息的变化次数发生了N次以上的情况下(步骤S430)，设为特殊模式条件成立(步骤S431)。在除此以外的情况下，设为特殊模式条件不成立(步骤S432)。
在IGSW11导通后经过了Ta时间的情况下，不进行特殊模式条件的操作。其结果是，特殊模式条件在IGSW11导通后经过Ta时间后被保持。此后，若IGSW11导通后的经过时间Tb经过了一定时间(步骤S440)，则将特殊模式条件设为不成立(步骤S450)。这里，Tb与Ta相比，是充分长的时间。
在根据本判定的流程的情况下，特殊模式条件一旦在IGSW11导通后成立，则成为在一定时间Tb的期间内成立的状态。
接着，根据图9说明在由图7所说明的流程图中冷启动条件121成立时的启动器控制信号130、和正在强制驱动中标记131的动作。
若EVCM5的电池端子被断开，则电池电压116暂时下降至0V。在该电池端子经历了断开的状态下，在使IGSW11从断开到导通时，设置电池端子断开经历标记，冷启动条件121成立。
若冷启动条件121成立，则EVCM5利用通信将启动器控制信号130发送到ECM2。ECM2若接收到启动器控制信号130，则驱动启动器14，启动发动机1。ECM2若判断为发动机1完全启动，则停止驱动启动器14，将发动机启动完成信号发送到EVCM5。EVCM5若收到该信号，则停止发送启动器控制信号130。另外，若冷启动121条件成立，则设置正在强制驱动中标记131，同时对强制驱动时间测量计时器设定测量时间的初始设定值Tc。该计时器为减法计时器，每隔一定时间Ts就减去1。EVCM5利用通信将该正在强制驱动中标记131发送到ECM2。由于ECM2在设置有正在强制驱动中标记131的期间朝驱动发动机1一侧进行控制，因此发动机被强制驱动。若强制驱动时间测量计时器变成0，则冷启动条件121变得不成立，正在强制驱动中标记131变得不成立。
若正在强制驱动中标记131变得不成立，则ECM2将发动机1的驱动朝停止侧进行控制。在EVCM5的电池端子未断开的情况下，由于电池端子断开经历标记及冷启动条件221保持不成立不变，启动器控制信号130及正在强制驱动中标记131保持不成立不变，因此不会驱动发动机1。
接着，根据图10说明在由图8所说明的流程图中特殊模式条件120成立时的启动器控制信号130、和正在强制驱动中标记131的动作。
在使IGSW11从断开到导通时，对挡位变换确认计时器设定测量时间的初始设定值Ta。该计时器为减法计时器，每隔一定时间Ts就减去1。在该计时器测量Ta时间的期间，制动SW持续导通，在检测出4次P挡和R挡的变化时，特殊模式条件120成立。若特殊模式条件120成立，则设置正在强制驱动中标记131，同时对强制驱动时间测量计时器设定测量时间的初始设定值Tb。该计时器为减法计时器，每隔一定时间Ts就减去1。若特殊模式条件120成立，则EVCM5利用通信将启动器控制信号130发送到ECM2。ECM2若接收到启动器控制信号130，则驱动启动器14，启动发动机1。ECM2若判断为发动机1完全启动，则停止驱动启动器14，将发动机启动完成信号发送到EVCM5。EVCM5若收到该信号，则停止发送启动器控制信号130。
EVCM5利用通信将该正在强制驱动中标记131发送到ECM2。由于ECM2在设置有正在强制驱动中标记131的期间朝驱动发动机1一侧进行控制，因此发动机被强制驱动。若强制驱动时间测量计时器变成0，则冷启动条件121变得不成立，启动器控制信号130和正在强制驱动中标记131同时变得不成立。
若正在强制驱动中标记131变得不成立，则ECM2停止驱动发动机1。在EVCM5的电池端子未断开的情况下，由于电池端子断开经历标记及冷启动条件121保持不成立不变，启动器控制信号130及正在强制驱动中标记131保持不成立不变，因此不会驱动发动机1。
本实施方式2中，运行状态判断单元在点火开关导通后经过了一定时间的情况下，将冷启动条件设为不成立，从而能在适合于检查的状态下在预定时间内维持发动机的运行，而与关于发动机的混合动力车辆固有的运行停止条件是否成立无关。由此可在检查所需的期间，在适合于检查的状态下维持发动机的运行。另外，可在预定时间后停止维持运行，在正常的车辆状态下进行车辆的运行。
Claims (5)
1.一种混合动力车辆的发动机控制装置，该混合动力车辆装载有发动机和电动机，利用由所述发动机驱动的发电机的输出对电池进行充电，并利用该电池来驱动所述电动机，其特征在于，所述发动机控制装置包括：
运行控制单元，该运行控制单元在判断为请求利用强制驱动运行对所述发动机进行检查的情况下，对所述发动机进行强制驱动控制，使得在适合于所述检查的预定状态下维持运行；及
运行状态判断单元，该运行状态判断单元根据至少包含所述电池从非连接状态向连接状态的变更是否存在的信息，判断冷启动条件成立还是不成立，
在所述冷启动条件成立的情况下，利用所述运行控制单元对所述发动机进行强制驱动控制。
2.如权利要求1所述的混合动力车辆的发动机控制装置，其特征在于，
所述运行状态判断单元根据所述电池从非连接状态向连接状态的变更存在、和启动所述发动机的点火开关的导通信息，判定为所述冷启动条件成立。
3.如权利要求2所述的混合动力车辆的发动机控制装置，其特征在于，
所述运行状态判断单元在所述点火开关导通后经过了一定时间的情况下，将所述冷启动条件设为不成立。
4.如权利要求1至3的任一项所述的混合动力车辆的发动机控制装置，其特征在于，
所述运行状态判断单元根据所述混合动力车辆中的制动开关信息和换挡开关信息来判断特殊模式条件成立还是不成立，在所述特殊模式条件成立的情况下，利用所述运行控制单元对所述发动机进行强制驱动控制。
5.如权利要求4所述的混合动力车辆的发动机控制装置，其特征在于，
所述运行状态判断单元在启动所述发动机的点火开关导通后经过了一定时间的情况下，将所述特殊模式条件设为不成立。
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