CN102264587A - 混合动力车辆 - Google Patents

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Abstract

开关(82),在不执行手动操作时,通过将控制线(81)电连接于第一节点(85),将控制线(81)的电压电平设定为与第一电压对应的第一电平。在执行手动操作的期间,开关(82)通过将控制线(81)电连接于第二节点(84),将控制线(81)的电压电平设定为与第二电压对应的第二电平。ECU(30)基于控制线(81)的电压电平的从第一电平向第二电平的变化以及控制线(81)的电压电平的从第二电平向第一电平的变化,将具有第一和第二动力源的混合动力车辆(1000)的行驶模式在优先将第一动力源用于混合动力车辆(1000)的行驶的第一模式以及优先将第二动力源用于所述混合动力车辆(1000)的行驶的第二模式之间切换。

Description

混合动力车辆
技术领域
本发明涉及混合动力车辆,特别涉及具有多个行驶模式的混合动力车辆。
背景技术
近年,以环境问题等为背景,混合动力车辆(Hybrid Vehicle)大受瞩目。混合动力车辆是搭载有多个动力源的汽车,除了以往的发动机之外还将蓄电装置(电池、电容器等)和电动机作为动力源的混合动力车辆已经实用化。
此外,搭载燃料电池(Fuel Cell)作为动力源的燃料电池车也受到关注,除了燃料电池之外还搭载电池、电容器等蓄电装置作为电源的汽车广义上也是搭载有多个动力源的混合动力车辆。
另一方面,已知具备使用外部电源对蓄电装置进行充电的外部充电功能的混合动力车辆。根据具备外部充电功能的混合动力车辆,例如如果能够从家庭用的商用电源进行蓄电装置的充电,则可以获得减少为了燃料补给而必须去补给站的次数的这些优点等。
日本特开2007-62639号公报(专利文献1)公开了能够强制性地使动作频度变少的动力源动作的混合动力车辆。该混合动力车辆,作为动力源搭载发动机、蓄电装置以及电动发电机。在以仅将蓄电装置和电动发电机作为动力源行驶的EV模式中行驶的过程中对HV模式转变开关进行开启操作时,控制装置将行驶模式转变为也驱动发动机而行驶的HV模式。
专利文献1:日本特开2007-62639号公报
发明内容
根据日本特开2007-62639号公报(专利文献1)公开的结构,控制装置基于从开关输出的信号,判定驾驶者是否操作了切换运行模式的开关。具体而言,控制装置在信号电压为H(逻辑高)电平的情况下,判定为操作了开关。但是,在传送来自开关的信号的控制线上发生了异常的情况下,存在控制装置不能正常切换行驶模式的可能性。例如,发生控制装置错误地切换行驶模式。
本发明的目的在于提供在用于传送表示行驶模式的切换的信号的控制线上发生了异常的情况下能够避免以与本来的行驶模式不同的行驶模式继续行驶的混合动力车辆。
概述来说,本发明是一种混合动力车辆,包括:各自构成为能够驱动混合动力车辆的第一动力源以及第二动力源、控制线、具有第一电压的第一节点、具有第二电压的第二节点、开关、控制装置。开关在不执行手动操作时,通过将控制线电连接于第一节点,将控制线的电压电平设定为与第一电压对应的第一电平。开关在执行手动操作的期间,通过将控制线电连接于第二节点,将控制线的电压电平设定为与第二电压对应的第二电平。控制装置,基于控制线电压电平的第一变化即从第一电平向第二电平的变化以及控制线的电压电平的第二变化即从第二电平向第一电平的变化,将混合动力车辆的行驶模式在优先将第一动力源用于混合动力车辆行驶的第一模式以及优先将第二动力源用于混合动力车辆行驶的第二模式之间切换。
优选,第一动力源包含:构成为能够驱动驱动轮的旋转电机;以及构成为能够储蓄电力并且能够将储蓄的电力向旋转电机供给的蓄电装置。第二动力源包含内燃机。
优选,第一模式是通过使用储蓄于蓄电装置的电力驱动旋转电机的模式。第二模式是通过驱动内燃机使混合动力车辆行驶的模式。
优选,控制装置在检测出第一变化和第二变化双方的情况下,将行驶模式在第一模式以及第二模式之间切换。
优选,控制装置根据第一变化将行驶模式在第一模式以及第二模式之间切换。控制装置,在从发生了第一变化的基准时刻起经过预定的期间为止未发生第二变化的情况下,将行驶模式返回到基准时刻以前的模式。控制装置,在从基准时刻起经过预定的期间为止发生了第二变化的情况下,将行驶模式保持为基准时刻以后的模式。
优选,控制装置,在从发生了第一变化的基准时刻起经过预定的期间为止发生了第二变化的情况,将行驶模式在行驶模式在第一模式以及第二模式之间切换。控制装置,在从基准时刻起经过预定的期间为止发生了第二变化的情况下,将行驶模式保持为基准时刻以前的模式。
优选,混合动力车辆还具备构成为能够使用从混合动力车辆的外部给予的电力向蓄电装置充电的充电器。
优选,控制装置在由充电器向蓄电装置充电结束之后首次开始混合动力车辆的行驶的情况下,将行驶模式设定为第一模式。
根据本发明,在用于传送表示行驶模式的切换的信号的控制线上发生了异常的情况下,能够避免混合动力车辆以与本来的行驶模式不同的行驶模式继续行驶。
附图说明
图1是按照实施方式1的混合动力车辆的整体框图。
图2是表示图1所示的转换器10,12以及连接部72~76的结构的电路图。
图3是详细表示充电器240的结构以及连接混合动力车辆和外部电源的充电电缆300的结构的图。
图4是表示图1的变换器20以及22的详细结构的电路图。
图5是图1的信号产生电路80的结构图。
图6是说明开关82的动作的图。
图7是表示开关82的状态和信号MD的电压的对应关系的图。
图8是说明包含于ECU30的混合动力车辆1000的行驶控制系统的结构的功能框图。
图9是说明切换模式的切换的图。
图10是用于说明按照实施方式1的行驶模式切换控制的定时图。
图11是表示控制线81与接地节点短路的状态的图。
图12是用于对比按照实施方式1的行驶模式的切换控制和按照实施方式1的比较例的行驶模式的切换控制的定时图。
图13是说明按照实施方式1的行驶模式切换控制的流程图。
图14是用于说明按照实施方式2的行驶模式切换控制的定时图。
图15是说明在控制线81与地短路的情况下的电压VMD的变化以及按照实施方式2的行驶模式切换控制的图。
图16是说明按照实施方式2的行驶模式切换控制的流程图。
图17用于说明按照实施方式3的行驶模式切换控制的定时图。
图18是说明按照实施方式3的行驶模式切换控制的流程图。
图19是信号产生电路的其他的结构例的图。
标号说明
2发动机、4动力分配机构、6车轮、10,12转换器、15U相臂、16V相臂、17W相臂、20,22变换器、21,23,52,54,56,184电流传感器、30ECU、42,44,46,48,182,188电压传感器、62,64,66温度传感器、72,74,76连接部、80,80A信号产生电路、81控制线、82,312开关、83电阻、84接地节点、85电源节点、240充电器、241输入口、242AC/DC转换电路、244DC/AC转换电路、246隔离变压器、248整流电路、250行驶控制部、260总功率算出部、270,280变换器控制部、290模式切换控制部、295发动机控制部、300充电电缆、310连接器、320插头、330CCID、332继电器、334控制导频电路、400插座、402电源、1000混合动力车辆、BA主蓄电装置、BB1,BB2副蓄电装置、C,C1,C2电容器、D1~D10二极管、L1,L2电抗器、MG1,MG2电动发电机、NL负极线、PL1,PL2,PL3正极线、Q1~Q10开关元件、RA,RB1,RB2限流电阻、SRB1,SRP1,SRG1,SRB2,SRP2,SRG2,SRB3,SRP3,SRG3系统主继电器、UL,VL,WL线。
具体实施方式
以下,参照附图详细说明本发明的实施方式。并且,对图中同一以及相当的部分使用同一符号,不再重复说明。
(实施方式1)
图1是按照实施方式1的混合动力车辆的整体框图。
参照图1,混合动力车辆1000包括:主蓄电装置BA、副蓄电装置BB1,BB2、连接部72,74,76、转换器10,12、电容器C、变换器20,22、正极线PL1,PL2,PL3、负极线NL、发动机2、电动发电机MG1,MG2、动力分配机构4、车轮6。混合动力车辆1000还包括:电压传感器42,44,46,48、电流传感器21,23,52,54,56、温度传感器62,64,66、充电器240、输入口241、ECU(电子控制单元)30。
混合动力车辆1000包括第一以及第二动力源。第一动力源包含主蓄电装置BA、副蓄电装置BB1,BB2、电动发电机MG2。第二动力源包含发动机2。混合动力车辆1000能够使用第一以及第二动力源的至少一方进行行驶。
发动机2是内燃机,通过燃烧汽油等的燃料产生动力。
动力分配机构4与发动机2以及电动发电机MG1,MG2连接,在它们之间分配动力。动力分配机构4例如由具有太阳轮、行星架以及齿圈的3个旋转轴的行星齿轮机构构成。上述3个旋转轴分别连接于发动机2以及电动发电机MG1,MG2的旋转轴。并且,电动发电机MG1的转子设为中空,在其中心穿过发动机2的曲轴,以此能够将发动机2以及电动发电机MG1,MG2与动力分配机构4机械的连接。另外,电动发电机MG2的旋转轴通过未图示的减速齿轮或者差动齿轮与车辆6连接。
电动发电机MG1搭载在混合动力车辆1000上,作为通过发动机2驱动的发电机动作且作为能够进行发动机2的启动的电动机动作。电动发电机MG2搭载在混合动力车辆1000上,主要作为驱动车轮6的电动机。
主蓄电装置BA、副蓄电装置BB1,BB2分别是可以充放电的蓄电装置,例如包括镍氢或锂离子等二次电池。可以是主蓄电装置BA、副蓄电装置BB1,BB2的至少1个使用大容量的电容器。
主蓄电装置BA,一方面向转换器10供给电力,另一方面在电力再生时通过转换器10充电。副蓄电装置BB1,BB2,一方面分别向转换器12供给电力,另一方面在电力再生时通过转换器12充电。
副蓄电装置BB1,BB2通过连接部74,76选择性的连接到转换器12。如此,没有必要对应于各副蓄电装置设置转换器。本实施方式中副蓄电装置的个数是2个。但是,并没有限定副蓄电装置的个数为2个。以下,在副蓄电装置BB1,BB2之中将连接到转换器12的副蓄电装置称为“副蓄电装置BB”。
连接部72设置在主蓄电装置BA、正极线PL1以及负极线NL之间。连接部72根据来自ECU30的信号CN1控制为导通状态(接通)/非导通状态(断开)。连接部72接通时,主蓄电装置BA连接于正极线PL1和负极线NL。另一方面,连接部72断开时,主蓄电装置BA从正极线PL1以及负极线NL断开。
连接部74设置在副蓄电装置BB1、正极线PL2以及负极线NL之间。连接部74根据信号CN2控制为导通状态或者非导通状态中的任一状态。如此,连接部74将副蓄电装置BB1连接于正极线PL2以及负极线NL,或者将副蓄电装置BB1从正极线PL2以及负极线NL断开。
连接部76设置在副蓄电装置BB2、正极线PL2以及负极线NL之间。连接部76根据信号CN3变为导通状态或者非导通状态中的任一状态。如此,连接部76将副蓄电装置BB2连接于正极线PL2以及负极线NL,或者将副蓄电装置BB2从正极线PL2以及负极线NL断开。
转换器10与正极线PL1以及负极线NL连接。转换器10基于来自ECU30的信号PWC1,将从主蓄电装置BA输出的电压升压,将此升压后的电压向正极线PL3输出。另外,转换器10将从变换器20,22经由正极线PL3供给的再生电力,基于信号PWC1降压到主蓄电装置BA的电压电平并对主蓄电装置BA充电。
转换器10从ECU30接收关机信号SD1时停止开关动作。此外,转换器10从ECU30接收上臂导通信号UA1时,将转换器10中包含的上臂和下臂(后述)分别固定为导通状态以及断开状态。
转换器12与正极线PL2以及负极线NL连接。转换器12基于来自ECU30的信号PWC2对副蓄电装置BB的电压升压,将此升压后的电压向正极线PL3输出。另外,转换器12将从变换器20,22经由正极线PL3供给的再生电力,基于信号PWC2降压到副蓄电装置BB的电压电平,对副蓄电装置BB充电。
此外,转换器12从ECU30接收关机信号SD2时停止开关动作。此外,转换器12从ECU30接收上臂导通信号UA2时,将转换器12中包含的上臂和下臂(后述)分别固定为导通状态以及断开状态。
电容器C连接在正极线PL3和负极线NL之间,使正极线PL3和负极线NL之间的电压变动平滑化。
变换器20基于来自ECU30的信号PWI1,将来自正极线PL3的直流电压变换为三相交流电压,将此变换后的三相交流电压输出至电动发电机MG1。另外,变换器20基于信号PWI1,将电动发电机MG1通过使用发动机2的动力发电产生的三相交流电压变换为直流电压,将此变换后的直流电压向正极线PL3输出。
变换器22基于来自ECU30的信号PWI2,将来自正极线PL3的直流电压变换为三相交流电压,将此变换后的三相交流电压输出至电动发电机MG2。另外,变换器22,在车辆的再生制动时,基于信号PWI2将电动发电机MG2通过接收来自车轮6的旋转力发电产生的三相交流电压变换为直流电压,将此变换的直流电压向正极线PL3输出。
电动发电机MG1,MG2分别是三相交流旋转电机,例如由三相交流同步电动发电机构成。电动发电机MG1通过变换器20进行再生驱动,将使用发动机2的动力发电产生的三相交流电压向变换器20输出。另外,电动发电机MG1在发动机2启动时通过变换器20进行动力运转驱动,启动发动机2。
电动发电机MG2通过变换器22进行动力运转驱动,产生用于驱动车辆的驱动力。另外,电动发电机MG2在车辆再生制动时通过变换器22进行再生驱动,将使用从车轮6接受的旋转力发电产生的三相交流电压向变换器22输出。
电流传感器21将电动发电机MG1以及变换器20之间流动的电流的值作为电流值MCRT1检测,将此电流值MCRT1输出至ECU30。电流传感器23将电动发电机MG2以及变换器22之间流动的电流的值作为电流值MCRT2检测,将此电流值MCRT2输出至ECU30。
电压传感器42检测主蓄电装置BA的电压VBA输出至ECU30。电流传感器52检测主蓄电装置BA以及转换器10之间流动的电流IA输出至ECU30。温度传感器62检测主蓄电装置BA的温度TA输出至ECU30。
电压传感器44以及46分别检测副蓄电装置BB1的电压VB1以及副蓄电装置VB2的电压VB2输出至ECU30。电流传感器54以及56分别检测副蓄电装置BB1和转换器12之间流动的电流IB1以及副蓄电装置BB2和转换器12之间流动的电流IB2输出至ECU30。温度传感器64以及66分别检测副蓄电装置BB1的温度TB1以及副蓄电装置BB2的温度TB2输出至ECU30。
电压传感器48检测电容器C的端子间电压(电压VH)输出至ECU30。
充电器240以及输入口241使用从混合动力车辆1000外部供给的电力,向主蓄电装置BA、副蓄电装置BB1,BB2充电。从车辆外部的电源(外部电源)供给的电力经由输入口241以及充电器240输出至正极线PL2和负极线NL之间。充电器240根据来自ECU30的信号CHG进行动作或者停止。
ECU30基于电压传感器42、温度传感器62以及电流传感器52的检测值,设定表示主蓄电装置BA的剩余容量的SOC(M)、表示主蓄电装置BA的充电电力的上限值的输入上限电力Win(M)以及表示主蓄电装置BA的放电电力的上限值的输出上限电力Wout(M)。
同样地,ECU30基于电压传感器44(或者46)、温度传感器64(或者66)以及电流传感器54(或者56)的检测值,设定表示副蓄电装置BB的剩余容量的SOC(S)、表示副蓄电装置BB的充电电力的上限值的输入上限电力Win(S)以及表示副蓄电装置BB的放电电力的上限值的输出上限电力Wout(S)。
一般的,剩余容量(以下也称为SOC(State Of Charge))通过当前的充电量相对于各电池的满充电状态的比例(%)表示。另外,Win,Wout表示为对应的蓄电装置(BA,BB1,BB2)在预定时间(例如10秒程度)放出电力或接受电力也不会过放电或者过充电的电力的上限值。
ECU30生成并输出用于分别控制连接部72,74,76的信号CN1~CN3。ECU30生成用于控制转换器10的信号PWC1,SD1,UA1,将其中的任一信号输出至转换器10。ECU30生成用于控制转换器12的信号PWC2,SD2,UA2,将其中的任一信号输出至转换器12。
此外,ECU30生成用于分别驱动变换器20,22的信号PWI1,PWI2,将生成的信号PWI1,PWI2分别输出至变换器20,22。此外,ECU30生成用于控制充电器240的信号CHG,将此生成的信号输出至充电器240。
此外,ECU30将混合动力车辆1000的行驶模式在CD(ChargeDepletion:电荷消耗)模式和CS(Charge Sustain:电荷维持)模式之间切换。
CD模式是通过电动发电机MG2使用主蓄电装置BA以及副蓄电装置BB中储蓄的电力产生混合动力车辆1000的驱动力的行驶模式。混合动力车辆1000以CD模式行驶的期间,主蓄电装置BA以及副蓄电装置BB中储蓄的电力由电动发电机MG2消耗。也就是说,CD模式中,将第一动力源(主蓄电装置BA、副蓄电装置BB以及电动发电机MG2)优先用于混合动力车辆的行驶。
CS模式是以维持主蓄电装置BA以及副蓄电装置BB1,BB2的总量SOC的方式产生混合动力车辆1000的驱动力的模式。此情况下,ECU30是以为了车辆的行驶优先使用发动机2的方式控制发动机2。例如在CS模式中,仅通过发动机2产生车辆1000的驱动力。此种情况下,抑制主蓄电装置BA以及副蓄电装置BB中储蓄的电力的消耗。
另外,在CS模式中,存在由发动机2以及电动发电机MG2产生混合动力车辆1000的驱动力的情况。例如,为了使电动发电机MG2的输出提高,使用主蓄电装置BA以及副蓄电装置BB中储蓄的电力。另一方面,在混合动力车辆1000制动时或者减速时,电动发电机MG2被再生驱动。通过电动发电机MG2发电产生的电力储蓄于主蓄电装置BA或者副蓄电装置BB。也就是说,在CS模式中,也存在在主蓄电装置BA以及副蓄电装置BB和电动发电机MG2之间交换电力的情况。在CS模式中,此种情况也以维持总量SOC的方式控制主蓄电装置BA以及副蓄电装置BB的充放电。
混合动力车辆1000还包含:产生用于切换行驶模式的信号MD的信号产生电路80和从信号产生电路80向ECU30传送信号MD的控制线81。信号产生电路80包含被手动操作的开关82。
在开关82由驾驶者操作时信号产生电路80产生信号MD。ECU30根据信号MD将行驶模式在CD模式和CS模式之间切换时,并且按照选择的行驶模式,控制第一动力源以及第二动力源。
ECU30在主蓄电装置BA以及副蓄电装置BB1,BB2的充电时,控制连接部72~76、转换器10,12以及充电器240。ECU30在主蓄电装置BA以及副蓄电装置BB1,BB2充电结束的情况下,设定行驶模式为CD模式。也就是说,如图1所示的车辆系统,在主蓄电装置BA以及副蓄电装置BB1,BB2充电结束后首次启动的情况下,将行驶模式设定为CD模式。
图2是表示图1所示的转换器10,12以及连接部72~76的结构的电路图。
参照图2,转换器10包含:功率半导体开关元件Q1,Q2、二极管D1,D2、电抗器L1、电容器C1。
在本实施方式中,作为功率半导体开关元件(以下也简称为“开关单元”),适用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:绝缘栅双极性晶体管),但是只要是能够根据控制信号控制导通、断开,可以使用任意的开关单元。例如,MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor:金属氧化物半导体场效应管)或者双极性晶体管等也可以作为功率半导体开关元件适用。
开关元件Q1,Q2串联连接在正极线PL3以及负极线NL之间。二极管D1,D2分别与开关元件Q1,Q2逆向并联连接。电抗器L1的一端连接于开关元件Q1,Q2的连接节点,其另一端连接于正极线PL1。电容器C1连接于正极线PL1以及负极线NL。
转换器12具有与转换器10同样的结构。在转换器10的结构中,将开关元件Q1,Q2分别置换为开关元件Q3,Q4、将二极管D1,D2分别置换为二极管D3,D4、将电抗器L1、电容器C1以及正极线PL1分别置换为电抗器L2、电容器C2以及正极线PL2的结构对应于转换器12的结构。
并且,开关元件Q1,Q2分别对应于转换器10的上臂和下臂。同样的,开关元件Q3,Q4分别对应于转换器12的上臂和下臂。
转换器10,12包括斩波电路。而且,转换器10(12)基于来自ECU30(图1)的信号PWC1(PWC2),使用电抗器L1(L2)对正极线PL1(PL2)的电压升压,将此升压后的电压输出至正极线PL3。具体而言,通过控制开关元件Q1(Q3)以及/或者Q2(Q4)的接通断开期间比(占空比),能够控制从主蓄电装置BA、副蓄电装置BB输出的输出电压的升压比。
另一方面,转换器10(12)基于来自ECU30(未图示)的信号PWC1(PWC2),对正极线PL3的电压降压,将此降压后的电压输出至正极线PL1(PL2)。具体而言,通过控制开关元件Q1(Q3)以及/或者Q2(Q4)的接通断开期间比(占空比),能够控制正极线PL3的电压的降压比。
连接部72包含:在主蓄电装置BA的正极和正极线PL1之间连接的系统主继电器SRB1、主蓄电装置BA的负极和负极线NL之间连接的系统主继电器SRG1、在主蓄电装置BA的负极和负极线NL之间串联且与系统主继电器SRG1并联设置的系统主继电器SRP1、以及限流电阻RA。根据从ECU30给与的信号CN1,系统主继电器SRB1,SRP1,SRG1被控制为导通状态(接通)/非导通状态(断开)。
连接部74,76具有与上述的连接部72同样的结构。也就是说,在上述连接部72的结构之中将主蓄电装置BA置换为副蓄电装置BB1,将系统主继电器SRB1,SRP1,SRG1置换为系统主继电器SRB2,SRP2,SRG2,将限流电阻RA置换为限流电阻RB1的结构对应于连接部74的结构。连接部74中包含的各个系统主继电器,根据来自ECU30的信号CN2被控制为导通状态以及非导通状态。
另外,上述连接部72的构成之中将主蓄电装置BA置换为副蓄电装置BB2,将系统主继电器SRB1,SRP1,SRG1置换为系统主继电器SRB3,SRP3,SRG3,将限流电阻RA置换为限流电阻RB2的结构对应于连接部76的结构。连接部76中包含的各个系统主继电器,根据来自ECU30的信号CN3被控制为导通状态以及非导通状态。
本实施方式中,输入口241接受来自车辆外部的交流电力。ECU30发送信号CHG至充电器240。充电器240根据信号CHG将来自输入口241的交流电力变换为直流电力。
在主蓄电装置BA的充电时,ECU30为了断开连接部74,76,向连接部74,76分别发送信号CN2,CN3。此外,ECU30向连接部72发送信号CN1用于接通连接部72。此外,ECU30向转换器10发送信号UA1并且向转换器12发送信号SD2。转换器10根据信号UA1接通上臂(开关元件Q1)并且断开下臂(开关元件Q2)。转换器12根据信号SD2断开上臂以及下臂。从充电器240输出的直流电力经由电抗器L2、二极管D3、开关元件Q1、电抗器L1、以及连接部72,供给到主蓄电装置BA。由此主蓄电装置BA被充电。
在副蓄电装置BB1的充电时,ECU30为了断开连接部72,76,向连接部72,76分别发送信号CN1,CN3。此外,ECU30向连接部74发送信号CN2用于断开连接部74。此外,ECU30向转换器10发送信号SD1并且向转换器12发送信号SD2。转换器10(12)根据信号SD1(SD2)断开上臂以及下臂。从充电器240输出的直流电力经由连接部74供给到副蓄电装置BB1。由此副蓄电装置BB1被充电。
在副蓄电装置BB2的充电时,ECU30为了断开连接部72,74,向连接部72,74分别发送信号CN1,CN2。此外,ECU30向连接部76发送信号CN3用于接通连接部76。此外,ECU30向转换器10发送信号SD1。从充电器240输出的直流电力经由连接部76,供给到副蓄电装置BB2。由此副蓄电装置BB2被充电。
图3是详细表示充电器240的结构以及连接混合动力车辆和外部电源的充电电缆300的结构的图。
参照图3,充电器240包括:AC/DC转换电路242、DC/AC转换电路244、隔离变压器246、整流电路248。
AC/DC转换电路242包括单向桥电路。AC/DC转换电路242基于来自ECU30的信号CHG将交流电力变换为直流电力。另外,AC/DC转换电路242,通过将线圈作为电抗器使用,还作为对电压升压的升压斩波电路发挥功能。
DC/AC转换电路244包括单向桥电路。DC/AC转换电路244基于来自ECU30的信号CHG将直流电力变换为高频交流电力,输出至隔离变压器246。
隔离变压器246包括:由磁性材料形成的芯以及卷绕于芯的初级线圈和次级线圈。初级线圈和次级线圈电绝缘,分别连接于DC/AC转换电路244、以及整流电路248。隔离变压器246将从DC/AC转换电路244接受的高频交流电力变换成对应于初级线圈和次级线圈的匝数比的电压电平并输出至整流电路248。整流电路248将从隔离变压器246输出的交流电力整流为直流电力。
AC/DC转换电路242以及DC/AC转换电路244之间的电压(平滑电容器的端子间电压)通过电压传感器182检测,将表示检测结果的信号输入至ECU30。另外,充电器240的输出电流通过电流传感器184检测,将表示检测结果的信号输入至ECU30。
ECU30在通过车辆外部的电源402向主蓄电装置BA以及副蓄电装置BB1,BB2充电时,生成并向充电器240输出用于驱动充电器240的信号CHG。
并且,ECU30在控制充电器240的功能之外,还有充电器240的错误检测功能。通过电压传感器182检测出的电压、电流传感器184检测出的电流在阈值以上时,检测出充电器240的错误。
输入口241例如设置在混合动力车辆的侧部。在输入口241上连接有连结混合动力车辆和外部的电源402的充电电缆300的连接器310。
充电电缆300包含:连接器310、插头320、CCID(Charging CircuitInterrupt Device:充电电路中断装置)330。
连接器310连接于输入口241。在连接器310上设置有开关312。当连接器310连接于输入口241时开关312闭合。开关312闭合时,将表示连接器310已经连接到输入口241的状态的电缆连接信号PISW输入至ECU30。例如,开关312与将充电电缆300的连接器310卡止在混合动力车辆的输入口241卡止配件(未图示)连动而进行开闭。
充电电缆300的插头320连接于插座400。插座400是例如设置在住房中的插座。向插座400从电源402供给交流电力。
CCID330具有继电器332、控制导频电路(control pilot circuit)334。在继电器332打开的状态下,切断从电源402向混合动力车辆的电力供给。在继电器332闭合的状态下,能够从电源402向混合动力车辆供给电力。继电器332的状态,在充电电缆300的连接器310连接于混合动力车辆的输入口241的状态下通过ECU30控制。
控制导频电路334,在充电电缆300的插头320连接到插座400即外部的电源402且连接器310连接到输入口241的状态下,向控制导频线发送导频信号(方波信号)CPLT。通过在控制导频电路334内设置的振荡器(未图示),使导频信号CPLT周期性变化。
控制导频电路334,在插头320连接到插座400的情况下,即使连接器310从输入口241移除,也能够输出预定的导频信号CPLT。然而,即使在连接器310从输入口241移除的状态下输出导频信号CPLT,ECU30也不能检测到此信号CPLT。
在插头320连接到插座400且连接器310连接到输入口241的情况下,控制导频电路334生成具有预先设定的脉冲宽度(占空比)的导频信号CPLT。
根据导频信号CPLT的脉冲宽度,向混合动力车辆通知可以供给的电流容量。例如,向混合动力车辆通知充电电缆300的电流容量。导频信号CPLT的脉冲宽度不依赖于电源402的电压以及电流而是恒定的。
另一方面,如果使用的充电电缆的种类不同,则可以得到不同的导频信号CPLT的脉冲宽度。也就是说,导频信号CPLT的脉冲宽度可以按充电电缆的种类预先确定。
本实施方式中,在通过充电电缆300将混合动力车辆和电源402连接的状态下,向主蓄电装置BA、副主蓄电装置BB1,BB2充电。电源402的交流电压VAC,通过设置在混合动力车辆内部的电压传感器188检测。检测的电压VAC被发送到ECU30。
图4是表示图1所示的变换器20以及22的结构的电路图。
参照图4,变换器20包括:U相臂15、V相臂16、W相臂17。U相臂15、V相臂16、W相臂17在正极线PL3和负极线NL之间并联连接。
U相臂15包含:串联连接在正极线PL3和负极线NL之间的开关元件Q5,Q6、分别与开关元件Q5,Q6逆向并联连接的二极管D5,D6。V相臂16包含:串联连接在正极线PL3和负极线NL之间的开关元件Q7,Q8、分别与开关元件Q7,Q8逆向并联连接的二极管D7,D8。W相臂17包含:串联连接在正极线PL3和负极线NL之间的开关元件Q9,Q10、分别与开关元件Q9,Q10逆向并联连接的二极管D9,D10。
各相臂的中间点与电动发电机MG1的各相线圈的各相端连接。也就是说,电动发电机MG1是三相永磁体同步电动机,U,V,W相的3个线圈的各自一端共同连接到中点。而且,U相线圈的另一端连接到从开关元件Q5,Q6的连接节点引出的线UL。另外,V相线圈的另一端连接到从开关元件Q7,Q8的连接节点引出的线VL。另外,W相线圈的另一端连接到从开关元件Q9,Q10的连接节点引出的线WL。
并且,关于图1的变换器22,虽然连接于电动发电机MG2的点不同,但是内部的电路结构与变换器20相同,所以不重复详细的说明。另外,图4中,虽然记载了向变换器给予信号PWI,但是此信号PWI概括的表示了信号PWI1,PWI2。如图1所示,信号PWI1,PWI2分别输入到变换器20,22。
图5是图1的信号产生电路80的结构图。
参照图5,信号产生电路80包括:开关82、电阻83、接地节点84、电源节点85。
开关82,在接通状态下连接控制线81和接地节点84。开关82,在断开状态下切断控制线81和接地节点84。电阻83连接在电源节点85和控制线81之间。电源节点的电压+B比接地节点84的电压(设为0)高。
开关82由瞬时开关构成。作为瞬时开关,是仅在被操作的期间持续预定的状态并且在此操作结束时自动返回初始状态的开关。本实施方式中,开关82仅仅在被操作期间持续接通状态并且在此操作结束时自动返回断开状态。
图6是说明开关82的动作的图。
参照图6,开关82在没有使用者(例如驾驶者)的操作时处于断开状态。通过使用者的手动操作(例如按压设置于开关的按钮),开关82变为接通状态。开关82的操作中(例如按钮按压的期间),开关82保持为接通状态。手动操作结束时,开关82的状态返回初始状态(也就是断开状态)。
图7是表示开关82的状态和信号MD的电压的对应关系的图。信号MD的电压对应于控制线81的电压。参照图6,在时刻t1以前开关82是断开状态。开关82是断开状态时,信号MD的电压(也就是作为控制线81的电压的电压VMD)是+B。在时刻t1通过手动操作,开关82变为接通状态。由此,电压VMD从+B变为0。在时刻t2,由于手动操作结束,开关82返回断开状态。由此,电压VMD从0变化为+B。从时刻t1到时刻t2的期间,开关82保持为接通状态,所以电压VMD为0。
将电压VMD的值比阈值(设定为B/2)高时的电压VMD的电平定义为“H电平”,将电压VMD的值比阈值低时的电压VMD的电平定义为“L电平”。也就是说,电压VMD是+B的情况下,电压VMD的电平为“H电平”。电压VMD是0的情况下,电压VMD的电平为“L电平”。为了说明电压VMD的电平,其他图中也示出阈值(B/2)。
图8是说明包含于ECU30的混合动力车辆1000的行驶控制系统的结构的功能框图。更加具体的,图8表示发动机2以及电动发电机MG1,MG2之间的功率分配控制相关的控制结构。如图8所示的各功能模块,可以通过由ECU30执行预先存储的预定程序以及/或者由ECU30内的电子电路(硬件)的演算处理实现。
参照图8,总功率算出部260基于车速以及加速踏板(未图示)的操作量,算出混合动力车辆1000全体的要求功率(总要求功率Pttl)。并且,总要求功率Pttl根据车辆状况,也可以包含为了通过电动发电机MG1产生电池充电的电力的要求的功率(发动机输出)。
行驶控制部250接收主蓄电装置BA的输入输出上限电力Win(M),Wout(M)、副蓄电装置BB的输入输出上限电力Win(S),Wout(S)、来自总功率算出部260的总要求功率Pttl、制动踏板操作时的再生制动要求,生成作为电动机控制指令的转矩指令值Tqcom1和Tqcom2。此时,行驶控制部250以电动发电机MG1,MG2的输入输出电力的合计不超过主蓄电装置BA以及副蓄电装置BB的输入电力的合计(Win(M)+Win(S))以及输出上限电力的合计(Wout(M)+Wout(S))的方式生成转矩指令值Tqcom1和Tqcom2。
此外,行驶控制部250将总要求功率Pttl分配为通过电动发电机MG2驱动车辆的功率和通过发动机2驱动车辆的功率。行驶模式是CD模式的情况下,以尽可能利用蓄电装置中储蓄的电力的方式决定车辆驱动功率的分配。因此,抑制发动机2的动作。行驶模式是CS模式的情况下,以发动机2可以高效率动作的方式设定通过发动机2产生的车辆驱动功率。通过上述控制,能够提高混合动力车辆的燃料消耗率。
变换器控制部270基于转矩指令值Tqcom1和电动发电机MG1的电动机电流值MCRT1,生成变换器20的控制信号PWI1。同样的,变换器控制部280基于转矩指令值Tqcom2和电动发电机MG2的电动机电流值MCRT2,生成变换器22的控制信号PWI2。
行驶控制部250设定通过发动机产生车辆驱动功率的要求值,并且基于此要求值生成发动机控制指令Ecom。发动机控制指令Ecom被输出至发动机控制部295。发动机控制部295按照发动机控制指令Ecom控制发动机2的动作。
模式切换控制部290接收信号MD。模式切换控制部290,基于信号MD的电压VMD,判定是否满足用于切换行驶模式的条件。模式切换控制部290在判定为满足行驶模式切换的条件的情况下,向行驶控制部250输出用于切换行驶模式的指示。行驶控制部250根据模式切换控制部290的指示,在CD模式和CS模式之间切换行驶模式。
模式切换控制部290,在判定为不满足用于切换行驶模式的条件的情况下,不输出用于切换行驶模式的指示。此种情况下,行驶控制部250不执行行驶模式的切换。
混合动力车辆1000,在行驶模式为CD模式的情况下,积极使用主蓄电装置BA以及副蓄电装置BB中储蓄的电力行驶。在总要求功率Pttl为蓄电装置全体的输出电力的上限(Wout(M)+Wout(S))以下的情况下,混合动力车辆1000仅通过电动发电机MG2的车辆驱动功率行驶。在行驶模式为CD模式但总要求功率Pttl超过蓄电装置全体的输出电力的上限(Wout(M)+Wout(S))的情况,为了通过发动机2产生车辆驱动功率启动发动机2。也就是说CD模式下,优先使用第一动力源(主蓄电装置BA、副蓄电装置BB以及电动发电机MG2)用于混合动力车辆1000的行驶。
CD模式中,以比主蓄电装置BA更优先使用副蓄电装置BB的电力的方式,控制主蓄电装置BA和副蓄电装置BB的充放电。混合动力车辆1000行驶过程中副蓄电装置BB的蓄电状态恶化的情况下(例如SOC比预定阈值低的情况),改变连接于转换器12的副蓄电装置。例如,在车辆系统启动时选择副蓄电装置BB1作为副蓄电装置BB的情况下,将副蓄电装置BB1从转换器12断开,另一方面,将副蓄电装置BB2作为新的副蓄电装置BB连接于转换器12。
与此相对,行驶模式是CS模式的情况下,以总量SOC维持为预定目标值的方式,在发动机2和电动发电机MG2之间分配车辆驱动功率。此时,发动机2主要用于混合动力车辆1000的行驶。
通过外部电源以及充电器240向主蓄电装置BA以及副蓄电装置BB1,BB2充电,在主蓄电装置BA以及副蓄电装置BB1,BB2中储存充分的电力。因此,在主蓄电装置BA以及副蓄电装置BB1,BB2充电结束后车辆系统首次启动的情况下,设定行驶模式为CD模式。
图9是说明行驶模式切换的图。参照图9,在时刻t11以前,混合动力车辆1000的行驶模式是CD模式。CD模式中,由于从主蓄电装置BA以及副蓄电装置BB向电动发电机MG2供给电力,所以总的SOC随着时间下降。
在时刻t11,驾驶者操作开关82。由此行驶模式从CD模式切换到CS模式。CS模式中,行驶控制部250(参照图8),以总的SOC维持在目标值A的方式,执行对主蓄电装置BA以及副蓄电装置BB的充放电控制。例如采用开关82被操作的时间点(时刻t11)的SOC值作为目标值A。
在时刻t12,驾驶者再次操作开关82。由此,行驶模式从CS模式切换到CD模式。
如此,暂且将行驶模式设定为CS模式,由此能够保存总的SOC。由此,在所希望的区间,能够实现不使用发动机2的EV(Electric Vehicle:电动车辆)行驶。
驾驶者不操作开关82的情况下,由于持续在CD模式下的行驶,总的SOC会持续下降。在总的SOC低于预定的下限值的情况下,使用发动机2用于混合动力车辆1000的行驶。
<行驶模式切换控制>
图10是用于说明按照实施方式1的行驶模式切换控制的定时图。
参照图10,在时刻t21,开关82通过手动操作从断开状态变化到接通状态。由于开关82从断开状态变化到接通状态,电压VMD从+B变化到0。也就是说,由于开关82从断开状态变化到接通状态,电压VMD的电平从H电平变化到L电平。
在时刻t22,开关82的操作结束。由此,开关82从接通状态返回断开状态。由于开关82从接通状态变化到断开状态,电压VMD从0变化到+B。也就是说,由于开关82从接通状态变化到断开状态,电压VMD的电平从L电平变化到H电平。
实施方式1中,电压VMD的电平从H电平向L电平变化且从L电平向H电平变化的情况下,ECU30切换行驶模式。如图10所示,电压VMD的电平,在时刻t21从H电平向L电平变化,并且在时刻t22从L电平向H电平变化。ECU30在时刻t22将行驶模式从CD模式切换到CS模式。
同样的,电压VMD的电平,在时刻t23从H电平向L电平变化,并且在时刻t24从L电平变化到H电平。ECU30在时刻t24将行驶模式从CS模式切换到CD模式。
在这里,将操作开关82时切换行驶模式的控制作为按照实施方式1的行驶模式的切换控制的比较例来进行说明。根据该控制,在电压VMD的电平从H电平变化到L电平的情况下切换行驶模式。因此,如图10所示开关82的状态变化了的情况下,在时刻t21将行驶模式从CD模式切换到CS模式,并且在时刻t23将行驶模式从CS模式切换到CD模式。
然而,按照比较例的控制的情况下,控制线81与接地节点短路时,无法正常切换行驶模式。
图11是表示控制线81与接地节点短路的状态的图。参照图11,由于控制线81与地(接地节点)短路,控制线81的电压VMD从+B变化到0。也即是说,电压VMD的电平从H电平变化到L电平。
图12是用于对比按照实施方式1的行驶模式的切换控制和按照实施方式1的比较例的行驶模式切换控制的定时图。参照图12,在控制线81和接地节点84短路的时间点(时刻t25)电压VMD从+B变化到0。在控制线81和接地节点短路的情况下,由于不能将控制线81从接地节点断开,所以不能实现电压VMD的电平从H电平变化到L电平。
根据比较例,在时刻t25,行驶模式从CD模式切换到CS模式。此外,时刻t25以后行驶模式保持为CS模式。
另一方面,根据本实施方式,开关82适用瞬时开关82。此外,根据本实施方式,在电压VMD的电平从H电平变化到L电平且从L电平变化到H电平的情况下切换行驶模式。在控制线81与接地节点84短路的情况下,电压VMD的电平,虽然从H电平变化到L电平但不能从L电平变化返回到H电平。因此,根据本实施方式,在此种情况下不切换行驶模式。
根据本实施方式,在控制线81与接地节点84短路的情况下,能够防止误切换行驶模式。此外根据本实施方式,能够避免车辆以与本来的行驶模式不同的行驶模式持续行驶。
图13是说明按照实施方式1的行驶模式切换控制的流程图。此流程图所示的处理,例如按预定的周期从主程序调出,并且由模式切换控制部290(参照图8)执行。
参照图13,模式切换控制部290判定是否电压VMD的电平从H电平变化到了L电平(步骤S1)。
例如,模式切换控制部290,如下所示,判定电压VMD的电平的变化。首先,模式切换控制部290,通过将电压VMD的值与阈值(例如B/2)进行比较判定电压VMD的电平。接着,模式切换控制部290,例如,在第一时刻的电压VMD的电平和第二时刻的电压VMD的电平不同的情况下,判定为电压VMD的电平变化了。
在判定为电压VMD的电平没有从H电平变化到L电平的情况下(步骤S1中“否”)、全体的处理返回主程序。在判定为电压VMD的电平从H电平变化到了L电平的情况下(步骤S1中“是”),模式切换控制部290执行步骤S2的处理。详细而言,步骤S2中,模式切换控制部290判定电压VMD的电平是否从L电平变化到了H电平。
在判定为电压VMD的电平没有从L电平变化到H电平的情况下(步骤S2中“否”),反复执行步骤S2的处理。也就是说,在电压VMD的电平是H电平的情况下,反复步骤S2的处理。
另一方面,在判定为电压VMD的电平从L电平变化到了H电平的情况下(步骤S2中“是”),模式切换控制部290对行驶控制部250输出用于切换行驶模式的指示(步骤S3)。行驶控制部250按照模式切换控制部290的指示切换行驶模式。步骤S3的处理结束时,全体的处理完成。
在控制线81正常、并且操作了开关82的情况下,检测出电压VMD的电平从H电平变化到L电平(步骤S1中“是”),此外检测出电压VMD的电平从L电平变化到H电平(步骤S2中“是”)。此种情况下,模式切换控制部290对行驶控制部250输出用于切换行驶模式的指示(步骤S3)。行驶控制部250根据该指示切换行驶模式。因此,正常切换行驶模式。
在控制线81与地(接地节点)短路的情况下,检测出电压VMD的电平从H电平变化到L电平(步骤S1中“是”)。但是,电压VMD的电平没有从L电平返回到H电平。因此,重复步骤S2的判定处理。此种情况下,模式切换控制部290对行驶控制部250不输出用于切换行驶模式的指示。因此,不切换行驶模式。
如此,根据实施方式1,由瞬时开关构成开关82。也就是说,开关82在执行手动操作的期间,将控制线81和接地节点84电连接,另一方面,当不执行手动操作时将控制线81经由电阻83连接于电源节点85。
ECU30基于控制线81的电压电平的第一变化(从H电平到L电平的变化)以及控制线81的电压电平的第二变化(从L电平到H电平的变化),将混合动力车辆1000的行驶模式在第一模式(CD模式)和第二模式(CS模式)之间切换。由此,在控制线81上发生了异常的情况下(控制线81与地短路的情况下),能够避免车辆以与本来的行驶模式不同的行驶模式持续行驶。
特别的,本实施方式相关的混合动力车辆,行驶开始时行驶模式是CD模式。由于控制线81的短路行驶模式从CD模式切换到CS模式的情况下,EV行驶距离会变短。然而,根据本实施方式,则能够避免由于控制线81的短路而导致EV行驶距离变短。
(实施方式2)
按照实施方式2的混合动力车辆的结构,与实施方式1的混合动力车辆的结构相同,所以以后不再重复说明。实施方式2在行驶模式的切换控制方面与实施方式1不同。
图14是用于说明按照实施方式2的行驶模式切换控制的定时图。
参照图14以及图10,从时刻t31到时刻t32的期间开关82的状态的变化以及电压VMD的变化与时刻t21到时刻t22的期间开关82的状态的变化以及电压VMD的变化相同。
实施方式2中,电压VMD的电平从H电平变化到L电平时切换行驶模式。也就是说,在时刻t31行驶模式从CD模式切换到CS模式。
从时刻t31起预定的期间T经过为止,电压VMD的电平从L电平变化到了H电平的情况下,行驶模式确定为切换后的模式。在时刻t32,电压VMD的电平从H电平变化到L电平。从时刻t31到时刻t32的期间T1比预定期间T短。所以,在时刻t32,行驶模式确定为CS模式。
从时刻t33到时刻t34的期间中开关82的状态的变化以及电压VMD的变化从和时刻t31到时刻t32的期间中开关82的状态的变化以及电压VMD的变化相同。在时刻t33行驶模式从CS模式切换到CD模式。此外,从时刻t33到时刻t34的期间T2比预定期间T短。所以,在时刻t34,行驶模式确定为CD模式。
如此,实施方式2中,在电压VMD的电平从H电平变化到L电平的时刻切换行驶模式。而且,从行驶了模式切换的时刻起到经过预定的期间T为止电压VMD的电平从L电平变化到了H电平的情况,行驶模式确定为切换后的模式。
图15是说明在控制线81与地短路的情况下电压VMD的变化以及按照实施方式2的行驶模式切换控制的图。
参照图15,控制线81与地短路的情况下,电压VMD从+B变化到0。但是,从电压VMD变化了的时刻起到经过预定期间T之后,电压VMD还是0。
按照实施方式2,尽管从电压VMD的电平从H电平变化到L电平的时刻起经过了预定期间T但电压VMD的电平没有从L电平变化到H电平的情况下,行驶模式返回到切换前的模式。在时刻t42行驶模式从CS模式切换到CD模式。因此,根据实施方式2,在控制线81上发生了异常的情况下(控制线81与地短路的情况),能够避免车辆以与本来的行驶模式不同的行驶模式持续行驶。
并且,预定期间T的长度设定为开关82的通常的操作时间的长度(没有特别的限定,例如数秒程度)。
图16是说明按照实施方式2的行驶模式切换控制的流程图。此流程图表示的处理,例如按预定的周期从主程序调出,并且通过模式切换控制部290(参照图8)执行。
参照图16,模式切换控制部290判定电压VMD的电平是否从H电平变化到了L电平(步骤S11)。步骤S11中,执行和步骤S1同样的处理。
在判定为电压VMD的电平没有从H电平变化到L电平的情况下(步骤S11中“否”),全体的处理返回主程序。模式切换控制部290,在判定为电压VMD的电平从H电平变化到了L电平的情况下(步骤S11中“是”),对行驶控制部250输出用于切换行驶模式的指示(步骤S12)。行驶控制部250按照模式切换控制部290的指示切换行驶模式。
接着,模式切换控制部290,计测从电压VMD的电平从H电平变化到L电平的时刻开始经过的时间(步骤S13)。
接着,模式切换控制部290,判定电压VMD的电平是否从L电平变化到了H电平(步骤S14)。步骤S14的处理和步骤S2的处理相同。
在判定为电压VMD的电平没有从L电平变化到H电平的情况下(步骤S14中“否”),执行步骤S15的处理。步骤S15中,模式切换控制部290判定从电压VMD的电平从H电平变化到L电平的时刻起是否经过了预定时间。在判定为没有经过预定时间的情况下(步骤S15中“否”),返回步骤S13的处理。另一方面,在判定为经过了预定时间的情况(步骤S15中“是”),执行步骤S16的处理。步骤S16中,模式切换控制部290对行驶控制部250输出用于切换行驶模式的指示。行驶控制部250,根据模式切换控制部290的指示,在CD模式和CS模式间切换行驶模式。
步骤S14中,判定为电压VMD的电平从L电平变化到了H电平的情况(步骤S14中“是”),全部的处理返回主程序。另外,步骤S16的处理结束的情况下,全部的处理也返回主程序。
认为驾驶者比通常的操作期间更长的持续操作开关82的可能性低。因此,控制线81正常且开关82正常被操作的情况下,电压VMD的电平从H电平变化到L电平,并且从此变化发生的时刻起到经过预定期间T为止,电压VMD从L电平返回H电平的可能性高。此种情况下,模式切换控制部290将行驶模式确定为切换后的模式。
控制线81与地短接的情况下,电压VMD的电平从H电平变化到L电平。但是,即使从此变换发生的时刻起到经过预定期间T之后电压VMD的电平仍然是L电平。此种情况下,模式切换控制部290输出用于将行驶模式返回到切换前的模式的指示。即,混合动力车辆的行驶模式,虽然暂时切换,但返回原来的模式。因此,根据实施方式2,在控制线81上发生了异常的情况下(控制线81和地短路的情况),能够避免车辆以与本来的行驶模式不同的行驶模式持续行驶。
(实施方式3)
按照实施方式3的混合动力车辆的结构与实施方式1的混合动力车辆的结构相同。实施方式3在行驶模式的切换控制方面与实施方式1和实施方式2不同。
图17是用于说明按照实施方式3的行驶模式切换控制的定时图。
参照图17和图14,时刻t51,t52,t53,t54分别与时刻t31,t32,t33,t34对应。从时刻t51到时刻t52的期间T1以及从时刻t53到时刻t54的期间T2,比预定期间T短。与实施方式2同样,预定期间T的长度,设定为开关82的通常的操作时间程度的长度(没有特别限定,例如数秒程度)。
实施方式3中,在从电压VMD的电平H电平变化到L电平时的时刻起到预定期间T经过为止电压VMD的电平从L电平变化到H电平的情况下,切换行驶模式。也就是说,在时刻t52,行驶模式从CD模式切换到CS模式,并且,在时刻t54行驶模式从CS模式切换到CD模式。
如图15所示,控制线81和地短路的情况下,电压VMD从+B变化到0。但是,从电压变化的时点(时刻t41)起到经过预定期间T之后,电压VMD还是0。实施方式3中,此种情况下,不切换行驶模式。如此,根据实施方式3,在控制线81上发生了异常的情况下(控制线81与地短路的情况),能够避免车辆以和本来的行驶模式不同的行驶模式持续行驶。
图18是说明按照实施方式3的行驶模式切换控制的流程图。此流程图所表示的处理,例如按预定的周期从主程序调出,并且通过模式切换控制部290(参照图8)执行。
参照图18,模式切换控制部290判定电压VMD的电平是否从H电平变化到了L电平(步骤S21)。步骤S21中,执行和步骤S1同样的处理。
在判定为电压VMD的电平没有从H电平变化到L电平的情况下(步骤S21中“否”)、全体的处理返回主程序。模式切换控制部290,在判定为电压VMD的电平从H电平变化到了L电平的情况下(步骤S21中“是”)、计测从电压VMD的电平从H电平变化到L电平的时刻开始经过的时间(步骤S22)。
接着,模式切换控制部290,判定电压VMD的电平是否从L电平变化到了H电平(步骤S23)。模式切换控制部290,在判定为电压VMD的电平没有从L电平变化到H电平的情况下(步骤S23中“否”),执行步骤S24的处理。步骤S24中,模式切换控制部290,判定从电压VMD的电平从H电平变化到L电平的时刻开始是否经过了预定时间。在判定为没有经过预定时间的情况下(步骤S24中“否”)返回步骤S22的处理。另一方面,判定为经过了预定时间的情况下(步骤S24中“是”),全体处理完成。
模式切换控制部290,在判定为电压VMD的电平从L电平变化到H电平的情况(步骤S23中“是”),对行驶控制部250输出用于切换行驶模式的指示(步骤S25)。行驶控制部250,按照模式切换控制部290的指示切换行驶模式。步骤S25的处理结束时,全体的处理返回主程序。
控制线81正常且开关82被正常操作的情况下,电压VMD的电平从H电平变化到L电平,并且从此变化发生的时刻开始到经过预定的期间T为止电压VMD从L电平返回H电平的可能性高。此种情况,模式切换控制部29将行驶模式确定为切换后的模式。
控制线81与地短接的情况下,电压VMD的电平从H电平变化到L电平。但是,即使从此变化发生的时刻开始到经过预定的期间T之后,电压VMD的电平仍然是L电平。此种情况下,模式切换控制部290不输出用于切换行驶模式的指示。即,混合动力车辆的行驶模式不进行切换。因此,根据实施方式3,在控制线81上发生了异常的情况下(控制线81和地短路的情况),能够避免车辆以和本来的行驶模式不同的行驶模式持续行驶。
并且,本实施方式的混合动力车辆上搭载的信号产生电路的结构并不是限定于图5所示的结构。图19是信号产生电路的其他的结构例的图。
参照图19,信号产生电路80A在开关82设置在控制线81和接地节点84之间这一点以及电阻83连接在控制线81以及接地节点84之间的这一点和信号产生电路80不同。在该构成中,当开关82接通时,控制线81的电压从0变化到+B。控制线和电源节点85短路的情况下,控制线81的电压将一直是+B。
即使将信号产生电路80置换为信号产生电路80A,实施方式1到3的任意一个的行驶模式的切换控制都是能够适用的。在此种情况下,步骤S1,S11,S21中,模式切换控制部290,判定电压VMD的电平是否从L电平变化到了H电平。此外步骤S2,S14,S23中,模式切换控制部290判定电压VMD的电平是否从H电平变化到了L电平。
另外,本实施方式中,虽然示出内燃机(发动机)作为混合动力车辆上搭载的第二动力源,但是,本发明能够适用于具备不同种类的多个动力源、并且具有上述多个动力源的使用方式不同的多个行驶模式的混合动力车辆。因此,第二动力源与第一动力源是不同的种类即可,所以不限定于内燃机。例如,可以将燃料电池作为第二动力源搭载于混合动力车辆。
应该认为,此处公开的实施方式在所有的方面均为示例而不是对本发明的限制。本发明的范围不是由上述说明而是由权利要求的范围表示,与权利要求的范围相同的意义以及范围内的所有变更均包含其中。

Claims (8)

1.一种混合动力车辆,该混合动力车辆包括:
各自构成为能够驱动所述混合动力车辆的第一动力源以及第二动力源;
控制线(81);
具有第一电压的第一节点(85);
具有第二电压的第二节点(84);
开关(82),其在不执行手动操作时,通过将所述控制线(81)电连接于所述第一节点(85),将所述控制线(81)的电压电平设定为与所述第一电压对应的第一电平,另一方面,在执行所述手动操作的期间,通过将所述控制线(81)电连接于所述第二节点(84),将所述控制线(81)的所述电压电平设定为与所述第二电压对应的第二电平;以及
控制装置(30),其基于所述控制线(81)的所述电压电平的第一变化即从所述第一电平向所述第二电平的变化、以及所述控制线(81)的所述电压电平的第二变化即从所述第二电平向所述第一电平的变化,将所述混合动力车辆的行驶模式在优先将所述第一动力源用于所述混合动力车辆的行驶的第一模式以及优先将所述第二动力源用于所述混合动力车辆的行驶的第二模式之间切换。
2.如权利要求1所述的混合动力车辆,其中:
所述第一动力源包含:
构成为能够驱动驱动轮的旋转电机(MG2);以及
构成为能够储蓄电力并且能够将储蓄的电力向所述旋转电机(MG2)供给的蓄电装置(BA,BB1,BB2),
所述第二动力源包含内燃机(2)。
3.如权利要求2所述的混合动力车辆,其中:
所述第一模式是通过使用储蓄于所述蓄电装置(BA,BB1,BB2)的电力驱动所述旋转电机(MG2)的模式,
所述第二模式是通过驱动所述内燃机(2)使所述混合动力车辆行驶的模式。
4.如权利要求3所述的混合动力车辆,其中:
所述控制装置(30),在检测出所述第一变化以及所述第二变化双方的情况下,将所述行驶模式在所述第一模式以及所述第二模式之间切换。
5.如权利要求3所述的混合动力车辆,其中:
所述控制装置(30),根据所述第一变化将所述行驶模式在所述第一模式以及所述第二模式之间切换,并且在从发生了所述第一变化的基准时刻起经过预定的期间为止未发生所述第二变化的情况下,将所述行驶模式返回到所述基准时刻以前的模式,另一方面,在从所述基准时刻起经过所述预定的期间为止发生了所述第二变化的情况下,将所述行驶模式保持为所述基准时刻以后的模式。
6.如权利要求3所述的混合动力车辆,其中:
所述控制装置(30),在从发生了所述第一变化的基准时刻起经过预定的期间为止发生了所述第二变化的情况下,将所述行驶模式在所述第一模式以及所述第二模式之间切换,另一方面,在从所述基准时刻起经过所述预定的期间为止未发生所述第二变化的情况下,将所述行驶模式保持为所述基准时刻以前的模式。
7.如权利要求3所述的混合动力车辆,其中:
所述混合动力车辆还具有构成为能够使用从所述混合动力车辆的外部给予的电力向所述蓄电装置(BA,BB1,BB2)充电的充电器(240)。
8.如权利要求7所述的混合动力车辆,其中:
所述控制装置(30),在由所述充电器(240)向所述蓄电装置(BA,BB1,BB2)充电结束之后首次开始所述混合动力车辆的行驶的情况下,将所述行驶模式设定为所述第一模式。
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