CN102826086A

CN102826086A - 用于混合动力车辆的控制设备

Info

Publication number: CN102826086A
Application number: CN2012102013539A
Authority: CN
Inventors: 福代英司
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-06-17
Filing date: 2012-06-15
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2032-06-15
Also published as: US20120323422A1; JP2013001276A; CN102826086B; JP5282798B2; US8577533B2

Abstract

本发明涉及一种用于混合动力车辆的控制设备。当车速低时，控制器（C）通常限制在充电状态（SOC）下降时蓄电池（B）的充电量（Pchg）。在另一方面，当选择了强力驱动模式时，控制器（C）提升该限制以加速蓄电池（B）的充电状态（SOC）的恢复，由此更加可靠地确保动力性能。

Description

用于混合动力车辆的控制设备

技术领域

本发明涉及一种用于配备有两种类型的驱动源，即发动机和电动机的混合动力车辆的控制设备。

背景技术

每一辆均配备有两种类型的驱动源，即发动机和电动机的混合动力车辆已经被投入实际使用中。已知这种混合动力车辆中的某些车辆在多个驱动模式之间进行转换。例如，在日本专利申请公布No.2009-149161（JP-2009-149161A）、日本专利申请公布No.2009-126450（JP-2009-126450A）、日本专利申请公布No.2009-143315（JP-2009-143315A）和日本专利申请公布No.2009-126253（JP-2009-126253A）中的每一件之中，均描述了一种能够在三个驱动模式，即正常驱动模式、强力驱动模式和经济驱动模式之间进行转换的混合动力车辆。

图4示出在通常的混合动力车辆中在每一个驱动模式中在加速器下压量和要求的输出值之间的关系。如在图4中所示，在强力驱动模式中，对于相同的加速器下压量的要求的输出值被设定为大于在正常驱动模式中，并且对于驱动力的响应性给予了比在正常驱动模式中更高的优先级。在另一方面，在经济驱动模式中，对于相同的加速器下压量的要求的输出值被设定为小于在正常驱动模式中，并且对于燃料经济性的改进给予了比在正常驱动模式中更高的优先级。

另外，在日本专利申请公布No.2009-149161（JP-2009-149161A）、日本专利申请公布No.2009-126450（JP-2009-126450A）和日本专利申请公布No.2009-143315（JP-2009-143315A）中的每一件之中均描述了在强力驱动模式时通过放大禁止发动机的间歇操作的范围来增强驱动力的响应性。此外，在日本专利申请公布No.2009-126253（JP-2009-126253A）中描述了当在低车速下选择强力驱动模式时，发动机自主地操作以试图抑制对于加速度要求的响应性和蓄电池的充电状态（SOC）的下降。

顺便提一句，在这种混合动力车辆中，当蓄电池的SOC下降时，利用通过发动机的动力产生的电力对于蓄电池充电，从而试图恢复下降的SOC。然而，如果当车速低时发动机被操作用于发电，则从发动机排放的废气的振动导致的排气管道振动引起噪声。因此，在混合动力车辆中，当车辆停止或者在低车速下运行时，调整蓄电池的充电量以抑制发动机被操作用于发电。

然而，当充电量受到限制时，SOC的恢复延迟。另外，当SOC不足时，电动机不能充分地补充驱动力，并且因此可能变得不能在强力驱动模式时确保高动力性能要求。

发明内容

本发明提供一种用于混合动力车辆的控制设备，该控制设备能够更加可靠地在强力驱动模式时确保动力性能。

本发明的第一方面涉及一种用于包括蓄电池的混合动力车辆的控制设备。用于混合动力车辆的该控制设备包括控制蓄电池的充电量的控制器。该控制器对于即使当蓄电池的充电状态已经下降时的低车速时的蓄电池的充电量进行限制。当选择强力驱动模式作为混合动力车辆的驱动模式时，该控制器放松对于充电量的限制，其中，在强力驱动模式中，驱动力的响应性相比于在正常驱动模式时而被给予更高的优先级。

在前面的配置中，当选择强力驱动模式时，在低车速时，放松对于蓄电池的充电量的限制。因此，充电状态的恢复加速，并且防止了动力性能由于充电状态的不足而劣化。结果，根据前面的配置，在强力驱动模式时的动力性能能够得以确保。

在以上方面中，当选择强力驱动模式作为混合动力车辆的驱动模式时，控制器提升对于充电量的限制。

在前面的配置中，当选择强力驱动模式时，提升了对于低车速时蓄电池的充电量的限制。因此，充电状态的恢复加速，并且防止了动力性能由于充电状态的不足而劣化。结果，根据前面的配置，在强力驱动模式时的动力性能能够得以确保，

在以上方面中，在未选择强力驱动模式作为混合动力车辆的驱动模式的情况下，当车速低时，控制器对于在充电状态下降时的蓄电池的充电量进行限制。

在以上方面中，在未选择强力驱动模式作为混合动力车辆的驱动模式的情况下，与车速高时相比，当车速低时，控制器将在充电状态下降时的蓄电池的充电量设置的更小。

本发明的第二方面涉及一种用于包括蓄电池的混合动力车辆的控制设备。用于混合动力车辆的控制设备包括控制蓄电池的充电量的控制器。在未选择强力驱动模式作为混合动力车辆的驱动模式的情况下，当车速低时，控制器对于在充电状态下降时的蓄电池的充电量进行限制，其中在强力驱动模式中，驱动力的响应性相比于在正常驱动模式时而被给予更高的优先级。

在前面的配置中，当选择强力驱动模式时，在低车速时蓄电池的充电量不受限制。因此，充电状态的恢复加速，并且防止了动力性能由于充电状态的不足而劣化。结果，根据前面的配置，在强力驱动模式时的动力性能能够得以确保。

本发明的第三方面涉及一种用于包括发动机的混合动力车辆的控制设备。用于混合动力车辆的控制设备包括根据混合动力车辆的驱动状态控制发动机的操作的控制器。当车速低时，控制器对于用于产生电力的发动机的操作进行限制。当选择强力驱动模式作为混合动力车辆的驱动模式时，控制器放松对于发动机的操作的限制，其中，在强力驱动模式中，驱动力的响应性相比于在正常驱动模式时而被给予更高的优先级。

在前面的配置中，当选择强力驱动模式时，当车速低时，放松对于产生电力的发动机的操作的限制。因此，充电状态的恢复加速，并且防止了动力性能由于充电状态的不足而劣化。结果，根据前面的配置，在强力驱动模式时的动力性能能够得以确保。

在以上方面中，当选择强力驱动模式作为混合动力车辆的驱动模式时，控制器提升对于发动机的操作的限制。

在前面的配置中，当选择强力驱动模式时，提升在低车速时对于用于产生电力的发动机的操作的限制。因此，充电状态的恢复加速，并且防止了动力性能由于充电状态的不足而劣化。结果，根据前面的配置，在强力驱动模式时的动力性能能够得以确保。

在以上方面中，在未选择强力驱动模式作为混合动力车辆的驱动模式的情况下，当车速低时，控制器对于用于产生电力的发动机的操作进行限制。

本发明的第四方面涉及一种用于包括发动机的混合动力车辆的控制设备。用于混合动力车辆的控制设备包括根据混合动力车辆的驱动状态控制发动机的操作的控制器。在选择强力驱动模式作为混合动力车辆的驱动模式的情况下，当车速低时，控制器对于用于产生电力的发动机的操作进行限制，其中，在强力驱动模式中，驱动力的响应性相比于在正常驱动模式时而被给予更高的优先级。

在前面的配置中，当选择强力驱动模式时，在低车速时，用于产生电力的发动机的操作不受限制。因此，充电状态的恢复加速，并且防止了动力性能由于充电状态的不足而劣化。结果，根据前面的配置，在强力驱动模式时的动力性能能够得以确保。

附图说明

将在下面参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相同的标记表示相同的元件，并且其中：

图1是示意性示出本发明的一个实施例被应用到的混合动力车辆的配置的示意图；

图2是示出在本发明的实施例中采用的充电量限制例程的过程过程的流程图；

图3是示出被应用于本发明的实施例的、在用于计算极限数值的映射中车速和极限数值GRD之间的关系的曲线图；并且

图4是示出在通常的混合动力车辆中在每一个驱动模式中加速器下压量和要求的输出值之间的关系的曲线图。

具体实施方式

将在下文中参考图1到3详细地描述作为本发明的用于混合动力车辆的控制设备的具体形式的一个实施例。首先，将参考图1描述根据本发明的这个实施例的控制设备被应用到的混合动力车辆的配置。

如在图1中所示，这个混合动力车辆配备有三个驱动源，即，发动机E、通过发动机的输出产生电力并且在发动机起动时用作起动器的第一发电电动机G，和在车辆开始移动时补充发动机的输出并且提供驱动力的第二发电电动机M。发动机E、第一发电电动机G和第二发电电动机M以驱动地方式耦合到由两个行星齿轮，即，动力分配行星齿轮P1和减速行星齿轮P2构成的动力分配机构。另外，动力分配机构经由减速器D而被连接到驱动轮W。

在另一方面，第一发电电动机G和第二发电电动机M经由将高电压DC电流和三相AC电流相互转换的逆变器I而被连接到蓄电池B。蓄电池B向第二发电电动机M供应电力，并且存储由第一发电电动机G产生的电力，或者存储再生时由第二发电电动机M产生的电力。

如上所述的混合动力车辆由控制器C控制。控制器C基于指示加速器踏板下压行程、档位等的信号来计算对应于操作状态的发动机E和第二发电电动机M的输出，并且控制驱动力。此外，控制器C还监视蓄电池B的状态，诸如SOC值、电压、电流值、温度等。

应该指出，这个混合动力车辆被设计为使得车辆的驱动模式能够在三个模式，即强力驱动模式、正常驱动模式和经济驱动模式之间转换。在强力驱动模式中，对于相同的加速器踏板下压行程要求的输出值被设定为大于在正常驱动模式中，从而对于驱动力的响应性给予比正常驱动模式中更高的优先级。在另一方面，在经济驱动模式中，对于相同的加速器踏板下压行程要求的输出值被设定为小于在正常驱动模式中，从而对于燃料经济性的改善给予比正常驱动模式中更高的优先级。

在本发明的该实施例中，控制器C作为混合动力车辆的控制的一部分控制蓄电池B的充电量。通过根据车速限制从SOC值等确定的充电量Pchg的要求值来计算蓄电池B的充电量Pchg。通过图2所示充电量限制例程的处理来计算基于车速的蓄电池B的充电量Pchg的极限值GRD。应该指出，该例程的处理被控制器C以预定的控制周期反复地执行。

现在，当这个例程开始时，控制器C首先在步骤S100中计算对应于车速的极限值GRD。极限数值GRD是参考在控制器C中存储的映射计算的。如在图3中所示，与高车速时相比，当车速低时，极限值GRD被设定的更小。随后，在步骤S101中，控制器C更新通过从在S100中计算的极限值GRD的数值中减去空气调节系统的电力消耗Pac而获得的值，作为极限值GRD。

然后，在步骤S102中，控制器C确认极限值GRD是否小于规定的最小充电量保证值SPCHGGRDLM。当极限值GRD小于规定的最小充电量保证值SPCHGGRDLM时（S102：是），控制器C在步骤S103中将极限值GRD的数值设置为最小充电量保证值SPCHGGRDLM。

在另一方面，当极限值GRD等于或者大于规定的最小充电量保证值SPCHGGRDLM时（S102：否），该处理跳过步骤S103并且前进到将在以后描述的步骤S104。

在步骤S104中，控制器C确认充电量Pchg的要求值是否大于极限值GRD。在这里应该指出，当充电量Pchg的要求值不大于极限值GRD时（S104：否），控制器C在步骤S105中直接将要求值设置为充电量Pchg，并且终止这个例程的当前处理。

在另一方面，当充电量Pchg的要求值大于极限值GRD时（S104：是），控制器C在步骤S106中确认是否强力驱动模式被选择作为混合动力车辆的驱动模式。在这里应该指出，当未选择强力驱动模式时（S106：否），控制器C在步骤S107中将极限值GRD设置为充电量Pchg的值，并且终止这个例程的当前处理。在另一方面，当选择了强力驱动模式时（S106：是），控制器C在步骤S105中直接将要求值设置为充电量Pchg，并且终止这个例程的当前过程。

随后，将描述如上所述本发明的这个实施例的操作。在本发明的该实施例中，当车速低时，极限值GRD被设为小的值，并且当选择了除强力驱动模式之外的驱动模式时，充电量Pchg被计算为不超过极限值GRD。因此，当在选择了除强力驱动模式之外的驱动模式的情况下车速低时，在充电状态下降时蓄电池B的充电量受到限制，并且、发动机E用于产生电力的操作受到限制。

在另一方面，在本发明的该实施例中，即便当选择了强力驱动模式时充电量Pchg的要求值超过极限值GRD，该要求值也被直接设为充电量Pchg的值。因此，当选择了强力驱动模式时，提升在低车速时对于蓄电池B的充电量的限制。当在低车速时对于蓄电池B的充电量的限制被放松时，本发明是有利的。因此，放松该限制具有比提升该限制更加广泛的意义。

在本发明的该实施例中，当选择了强力驱动模式时，在低车速时对于蓄电池B的充电量的限制，即对于发动机E用于产生电力的操作的限制被提升。因此，当选择了强力驱动模式时，SOC的恢复加速，并且防止了动力性能由于SOC的不足而劣化。结果，根据本发明的这个实施例，在强力驱动模式时的动力性能能够更加可靠地得以确保。

应该指出，虽然在本发明的前面的实施例中，当选择了强力驱动模式时，在低车速时对于蓄电池B的充电量的限制，即，对于发动机E用于产生电力的操作的限制被提升，但是即使在该限制刚刚被放松时，在强力驱动模式时的动力性能也能够更加可靠地得以确保。即，放松对于发动机E的操作的限制具有比提升对于发动机E的操作的限制更加广泛的意义。如果与选择除了强力驱动模式之外的驱动模式时相比，当选择强力驱动模式时极限值GRD被设定的更大，则在选择强力驱动模式时蓄电池B的SOC的恢复能够加速，并且动力性能能够更加可靠地得以确保。

Claims

1.一种用于混合动力车辆的控制设备，所述混合动力车辆包括蓄电池（B），所述控制设备包括：

控制器（C），所述控制器（C）用于控制所述蓄电池（B）的充电量（Pchg），

其中，所述控制器（C）对于即使当所述蓄电池的充电状态（SOC）已经下降时的低车速时的所述蓄电池（B）的所述充电量（Pchg）进行限制，并且

其中，当选择强力驱动模式作为所述混合动力车辆的驱动模式时，所述控制器（C）放松对于所述充电量（Pchg）的限制，其中，在所述强力驱动模式中，驱动力的响应性相比于在正常驱动模式时而被给予更高的优先级。

2.根据权利要求1所述的用于混合动力车辆的控制设备，其中，

当选择所述强力驱动模式作为所述混合动力车辆的驱动模式时，所述控制器（C）提升对于所述充电量（Pchg）的所述限制。

3.根据权利要求1或者2所述的用于混合动力车辆的控制设备，其中，

在未选择所述强力驱动模式作为所述混合动力车辆的驱动模式的情况下，当车速低时，所述控制器（C）对于在所述充电状态（SOC）下降时的所述蓄电池（B）的所述充电量（Pchg）进行限制。

4.根据权利要求3所述的用于混合动力车辆的控制设备，其中，

在未选择所述强力驱动模式作为所述混合动力车辆的驱动模式的情况下，与车速高时相比，当车速低时，所述控制器（C）将在所述充电状态（SOC）下降时的所述蓄电池（B）的所述充电量（Pchg）设置的更小。

5.一种用于混合动力车辆的控制设备，所述混合动力车辆包括蓄电池（B），所述控制设备包括：

其中，在未选择强力驱动模式作为所述混合动力车辆的驱动模式的情况下，当车速低时，所述控制器（C）对于在充电状态（SOC）下降时的所述蓄电池（B）的所述充电量（Pchg）进行限制，其中，在所述强力驱动模式中，驱动力的响应性相比于在正常驱动模式时而被给予更高的优先级。

6.一种用于混合动力车辆的控制设备，所述混合动力车辆包括发动机（E），所述控制设备包括：

控制器（C），所述控制器（C）用于根据所述混合动力车辆的驱动状态来控制所述发动机（E）的操作，

其中，当车速低时，所述控制器（C）对于用于产生电力的所述发动机（E）的操作进行限制，并且

其中，当选择强力驱动模式作为所述混合动力车辆的驱动模式时，所述控制器（C）放松对于所述发动机（E）的操作的限制，其中，在所述强力驱动模式中，驱动力的响应性相比于在正常驱动模式时而被给予更高的优先级。

7.根据权利要求6所述的用于混合动力车辆的控制设备，其中，

当选择所述强力驱动模式作为所述混合动力车辆的驱动模式时，所述控制器（C）提升对于所述发动机（E）的操作的所述限制。

8.根据权利要求6或者7所述的用于混合车辆的控制设备，其中，

在未选择所述强力驱动模式作为所述混合动力车辆的驱动模式的情况下，当车速低时，所述控制器（C）对于用于产生电力的所述发动机（E）的操作进行限制。

9.一种用于混合动力车辆的控制设备，所述混合动力车辆包括发动机（E），所述控制设备包括：

其中，在选择强力驱动模式作为所述混合动力车辆的驱动模式的情况下，当车速低时，所述控制器（C）对于用于产生电力的所述发动机（E）的操作进行限制，其中，在所述强力驱动模式中，驱动力的响应性相比于在正常驱动模式时而被给予更高的优先级。