CN103282625A - 车辆再生控制装置 - Google Patents

Abstract

车辆再生控制装置具备由发动机驱动而发电的发电机，使用发电机将车辆的动能转换为电能，该车辆再生控制装置具备：发电电压控制单元，其对发电机的发电电压进行可变控制；道路交通环境检测单元，其检测道路交通环境；推荐减速度计算单元，其根据道路交通环境来计算出惯性行驶时的推荐减速度；以及再生控制单元，其以如下方式将车辆的动能转换为电能：推荐减速度越大则使发电机的发电电压越增加。

Description

车辆再生控制装置

技术领域

本发明涉及车辆再生控制装置。

背景技术

JP2006-325293A所记载的车辆再生控制装置在惯性行驶时即停止向发动机提供燃料时，实施再生控制来增加发电机的发电电压而重点对电池进行充电。此时，对发电机的发电电压进行控制，使得不会超过使驾驶员在惯性行驶时感觉不自然的减速度。

发明内容

存在以下模式：使驾驶员在惯性行驶时感觉不自然的减速度会例如在前方存在交叉路口等的情况下等根据车辆行驶的道路交通环境而发生变动，即使超过以往设定的减速度，驾驶员也不会感觉不自然。然而，在以往的车辆再生控制装置中没有划分这种模式。因此，在能够进一步提高发电机的发电电压的模式中无法较高设定发电电压，存在充电效率差这种问题点。

本发明是关注这种问题点而完成的，目的在于提高再生控制时的充电效率。

根据本发明的某一方式，提供一种车辆再生控制装置，该车辆再生控制装置对由发动机驱动而发电的发电机的发电电压进行可变控制，检测道路交通环境，根据道路交通环境来计算出惯性行驶时的推荐减速度，推荐减速度越大则使发电机的发电电压越增加而将车辆的动能转换为电能。

参照附图详细说明本发明的实施方式、本发明的优点。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的车辆再生控制装置的概要结构图。

图2是说明本发明的一个实施方式的再生控制的流程图。

图3是说明再生处理的流程图。

图4是说明再生时变速控制的图。

图5是说明交流发电机的徐励发电功能动作时与非动作时的发电量的不同的图。

图6是说明不实施再生时变速控制的情况下的图。

图7是说明非再生处理的流程图。

具体实施方式

图1是本发明的一个实施方式的车辆再生控制装置100的概要结构图。

车辆再生控制装置100具备发动机1、液力变矩器2、无级变速机3、终减速机4、交流发电机5、电压调节器6、电池7、导航装置8以及控制器9。

发动机1产生用于驱动车辆的驱动力。

液力变矩器2通过流体将发动机1的驱动力传递到无级变速机3的输入轴34。

无级变速机3是能够无级地变更变速比的变速机，包括驱动侧皮带轮31、从动侧皮带轮32以及V带33等，其中，该V带33将驱动侧皮带轮31的旋转力传递到从动侧皮带轮32。无级变速机3根据变速比来增减传递到输入轴34的驱动力而输出到输出轴35。此外，“变速比”是将无级变速机3的输入轴34的转速除以输出轴35的转速而得到的值。另外，在以下说明中，“最低(Low)变速比”是指无级变速机3的最大变速比，“最高(High)变速比”是指无级变速机3的最小变速比。

终减速机4增加由无级变速机3增减得到的驱动力而传递到左右驱动轮41，并且吸收左右驱动轮41的转速差。

交流发电机5被发动机1驱动而发电。交流发电机5通过设置于一端部的交流发电机驱动用皮带轮51，用带52来与发动机1的曲轴皮带轮11连结。交流发电机5具备徐励发电功能(LRC；Load Respond Control)，该徐励发电功能为：为了防止由于驱动交流发电机5而发动机转速急剧下降导致产生发动机熄火，例如在空转时等发动机转速为规定转速以下时使发电量逐渐增加。下面，将该徐励发电功能动作的发动机转速设为“LRC动作转速”。

电压调节器6内置于交流发电机5，将交流发电机5的发电电压控制为规定的目标发电电压。如果交流发电机5的发电电压低于目标发电电压则电压调节器6增加励磁电流而提高发电电压，如果交流发电机5的发电电压高于目标发电电压则电压调节器6减小励磁电流而使发电电压下降。

电池7储存电，并且根据需要将储存的电提供给头灯、空调用鼓风机等车辆的各种电负载10。电池7的正极端子与交流发电机5和电负载10连接，负极端子接地。

导航装置8具备本车辆位置检测部81、存储部82以及通信部83，检测本车辆所行使的道路环境(以下称为“道路交通环境”)。

本车辆位置检测部81通过GPS(Global Positioning System：导航星系统)传感器来接收来自GPS卫星的电波，检测本车辆位置。另外，根据3D陀螺传感器的检测值来计算出本车辆的行进方向和高度。

存储部82存储道路、道路上的设施等地图信息。更具体地说，存储道路的宽度、行车道数、限制速度、有无信号和道口、转弯的曲率半径、交叉路口以及收费道路的收费站等信息。

通信部83通过接收机来接收从道路交通信息通信系统中心发送来的道路拥堵信息。

控制器9由微型计算机构成，该微型计算机具备中央运算装置(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM)以及输入输出接口(I/O接口)。对控制器9输入从行车距离传感器91来的信号，该行车距离传感器91向本车辆的前方放射毫米波，接收从在前行驶车辆反射的毫米波，由此检测本车辆与在前行驶车辆之间的行车距离。另外，对控制器9输入从SOC传感器92来的信号，该SOC传感器92检测电池7的充电量SOC(State Of Charge：荷电状态)。除此以外，还对控制器9输入从检测加速踏板的踏下量(以下称为“加速操作量”)的加速行程传感器93、检测车速的车速传感器94等检测发动机1的运转状态的各种传感器类来的信号。导航装置8和控制器9与CAN(Controller Area Network：控制器区域网络)通信线90连接，能够通过CAN通信来相互发送和接收数据。

控制器9根据发动机1的运转状态来设定交流发电机5的目标发电电压，将该设定的目标发电电压转换为发电指令值而输出到电压调节器6。在本实施方式中进行以下再生控制：在加速踏板没有被踏下而车辆进行惯性行驶的惯性行驶时并且停止向发动机1提供燃料的燃料切断时，目标发电电压设定得高而重点进行发电。由此，不进行燃料切断的通常行驶时的发电频率减少而实现燃料消耗率提高。

交流发电机5的目标发电电压越高则用于驱动交流发电机5而施加到发动机1的负载越大，发电时的车辆的减速度也增加。因此，当将目标发电电压设定为过高时，减速度过于大而在惯性行驶时有可能使驾驶员感觉不自然。

因此，在本实施方式中，根据车速预先通过试验等来设定在惯性行驶过程中驾驶员不会感觉不自然的最大减速度作为通常允许减速度Gt2，在实施再生控制时，基本上在不超过该通常允许减速度Gt2的范围内设定目标发电电压。

然而，该通常允许减速度Gt2是在直线平坦路上惯性行驶时(以下称为“通常惯性行驶时”)驾驶员感觉不自然的减速度。因此，存在以下模式：在实际的道路环境中行驶的情况下，例如在前方存在拐角、交叉路口、收费站时、在下坡行驶时等即使由于道路交通环境而减速度超过允许减速度Gt2而惯性行驶时驾驶员也不会感觉不自然。

另外，相反，还存在根据道路交通环境而要通过惯性行驶来获得距离的模式。当以这种模式来实施再生控制时，考虑以下情况：由于减速度增大而无法比驾驶员所想的进一步获得距离，踩下加速踏板。这样，由于实施再生控制而有可能反而燃料消耗变差。

这样，由于道路交通环境而驾驶员所需的减速度发生变化。因此，在本实施方式中，根据道路交通环境来实施适当的再生控制，由此确保发电频率和发电量，并且实现提高燃料消耗。以下，参照图2至图7说明本实施方式的再生控制。

图2是说明本实施方式的再生控制的流程图。控制器9以规定的运算周期(例如10[ms])实施该例程。

在步骤S1中，控制器9判断是否为惯性行驶时且燃料切断时。如果是惯性行驶时且燃料切断时，则控制器9进行步骤S2的处理，如果不是则结束本次的处理。

在步骤S2中，控制器9判断是否需要对电池7进行充电。具体地说，判断SOC是否为规定值以下。如果SOC为规定值以下则控制器9认为满足再生实施条件而进行步骤S3的处理。另一方面，如果SOC大于规定值则控制器9认为不满足再生实施条件而进行步骤S4的处理。

在步骤S3中，控制器9实施再生处理。参照图3后述再生处理。

在步骤S4中，控制器9实施非再生处理。参照图7后述非再生处理。

图3是说明再生处理的流程图。

在步骤S30中，控制器9根据道路交通环境来判断是否为减速模式。如果不是减速模式则控制器9进行步骤S31的处理。另一方面，如果是减速模式则控制器9进行步骤S32的处理。

减速模式是指在拐角、交叉路口、收费道路的收费站等近前处认为需要减速的模式、由于前方道路的限制速度变得低于当前行驶的道路的限制速度而认为需要减速的模式、由于与前车之间的行车距离缩短而认为需要减速的模式、以及在下坡处认为需要减速的模式等。

在步骤S31中，控制器9认为不是减速模式、即认为是通常惯性行驶时，而实施通常再生控制。

如图4所示，在通常再生控制时，控制器9将无级变速机3的变速比控制为最高变速比，并且在与车速下降相应地发动机转速下降至LRC避免转速(=LRC动作转速+100[rpm]～300[rpm]左右)时，在车速到达规定车速VSP1之前将无级变速机3的变速比从最高变速比控制到低侧，将发动机转速维持为该LRC避免转速。以下，将该控制的情况称为“再生时变速控制”。然后，考虑根据无级变速机3的变速比来决定的减速度，设定交流发电机5的目标发电电压使得车辆整体的减速度成为通常允许减速度Gt2，将该设定的目标发电电压转换为发电指令值而输出到电压调节器6。

这样，在车速成为规定的车速VSP1之前，维持为LRC避免转速使得发动机转速不低于LRC动作转速，这是由于，当在发动机转速为LRC动作转速以下时实施再生控制时，交流发电机5的徐励发电功能动作，而与非动作时相比发电量下降。

参照图5说明这一点。

图5是说明交流发电机5的徐励发电功能的动作时与非动作时的发电量的不同的图。

在图5中，如实线所示，在发动机转速为LRC动作转速以下的情况下实施再生控制时，逐渐提高交流发电机5的目标发电电压，逐渐增加发电量。由此，抑制发动机转速的急剧下降，防止产生发动机熄火。

另一方面，如图5的虚线所示，在发动机转速大于LRC动作转速的情况下实施再生控制时，一次性提高交流发电机5的目标发电电压，一次性增加发电量。这是由于，如果发动机转速大于LRC动作转速，则不需要担心发动机熄火。

因此，仅图5的斜线示出的部分，在使徐励发电功能动作时发电量下降。

再次返回到图3进行说明。在从步骤S32至步骤S39中，实施与减速模式相应的各种再生控制。

在步骤S32中，控制器9计算出与减速模式相应的推荐减速度Gα。如下那样计算出推荐减速度Gα。

例如在前方存在拐角的情况下，首先根据拐角的曲率半径来计算出拐角行驶时的推荐车速。然后，根据推荐车速、当前车速以及到拐角的距离，计算出用于将当前车速在进入到拐角时降至推荐车速所需的减速度，将该减速度设为推荐减速度Gα。

另外，在前方存在交叉路口、收费站的情况下，首先计算出通过交叉路口、收费站时的推荐车速。然后，根据推荐车速、当前车速以及到交叉路口、收费站的距离，计算出用于将当前车速在通过交叉路口、收费站时降至推荐车速所需的减速度，将该减速度设为推荐减速度Gα。

另外，在存在前车的情况下，根据前车与本车辆的相对速度，计算出用于将与前车之间的行车距离设为适当的距离所需的减速度，作为推荐减速度Gα。

另外，在下坡行驶的情况下，根据行驶时的加速度来计算出推荐减速度Gα。

在步骤S33中，控制器9根据推荐减速度Gα，判断是否为即使减速度超过通常允许减速度Gt2在惯性行驶时驾驶员也不会感觉不自然的减速模式、即驾驶员感觉不自然的减速度大于通常惯性行驶时的减速模式(以下称为“附条件减速模式”)。具体地说，判断推荐减速度Gα是否大于附条件允许减速度Gt3。

附条件允许减速度Gt3是在附条件减速模式中允许的最大减速度、即在附条件减速模式中驾驶员不会感觉不自然的最大减速度。根据车速来预先通过试验等来设定附条件允许减速度Gt3。附条件允许减速度Gt3设定为车速越高则越快，在整个车速区域中大于通常允许减速度Gt2。如果推荐减速度Gα大于附条件允许减速度Gt3则为了将目标发电电压设定为高于通常再生控制时而控制器9进行步骤S34的处理。另一方面，如果推荐减速度Gα为附条件允许减速度Gt3以下则控制器9进行步骤S35的处理。

在步骤S34中，控制器9实施附条件减速模式中的再生控制(以下称为“附条件再生控制”)。

在附条件再生控制时，控制器9也与通常再生控制时同样地实施再生时变速控制。然后，考虑根据无级变速机3的变速比来决定的减速度，将交流发电机5的目标发电电压设定为大于通常再生控制时，使得车辆整体的减速度成为附条件允许减速度Gt3，将该设定的目标发电电压转换为发电指令值而输出到电压调节器6。

在步骤S35中，控制器9根据推荐减速度Gα来判断是否实施通常再生控制。具体地说，判断推荐减速度Gα是否大于通常允许减速度Gt2。

实施这种判断是由于，如果推荐减速度Gα大于通常允许减速度Gt2，则实施通常再生控制，设定交流发电机5的目标发电电压使得减速度成为通常允许减速度Gt2，这样也是没有问题的。但是，当在推荐减速度Gα为通常允许减速度Gt2以下时实施通常再生控制而设定交流发电机5的目标发电电压使得减速度成为通常允许减速度Gt2时，产生如下那样的问题。

即，推荐减速度Gα为通常允许减速度Gt2以下时是指例如到存在于前方的拐角的距离比较长时、与前车之间的相对速度差小时。因而，在这种模式中，当设定交流发电机5的目标发电电压使得减速度成为通常允许减速度Gt2时，有可能在进入到拐角之前速度变为推荐速度以下，驾驶员在进入到拐角之前踩下加速踏板。另外，有可能与前车之间的相对速度差变大而与前车之间的行车距离远离，驾驶员为了跟上前车而踩下加速踏板。其结果，如上所述，反而产生燃料消耗率变差这种问题。

因此，如果推荐减速度Gα大于通常允许减速度Gt2则为了实施通常再生控制而控制器9进行步骤S36的处理。另一方面，如果推荐减速度Gα为通常允许减速度Gt2以下，则有可能当实施通常再生控制时而踩下加速踏板，而进行步骤S37的处理。

在步骤S36中，控制器9实施通常再生控制。

在步骤S37中，控制器9禁止在通常再生控制时和附条件再生控制时实施的再生时变速控制，如图6所示，即使发动机转速下降至LRC避免转速也将无级变速机3的变速比维持为最高变速比，使发动机转速下降至LRC动作转速以下。

这是由于，将推荐减速度Gα为通常允许减速度Gt2以下时考虑为要通过惯性行驶来获得距离的模式。但是，当为了将发动机转速维持为LRC避免转速而将无级变速机3的变速比从最高变速比控制到低侧时，减速度增加相应量而惯性行驶距离缩短。

在步骤S38中，控制器9根据推荐减速度Gα来判断是否实施再生控制。具体地说，判断推荐减速度Gα是否大于再生禁止减速度Gt1。根据车速来预先通过试验等来设定再生禁止减速度Gt1。再生禁止减速度Gt1设定为车速越高则越快，在整个车速区域中小于通常允许减速度Gt2。如果推荐减速度Gα大于再生禁止减速度Gt1则控制器9进行步骤S39的处理。另一方面，如果推荐减速度Gα为再生禁止减速度Gt1以下则控制器9进行步骤S40的处理。

实施这种判断存在如下情况：即使是推荐减速度Gα为通常允许减速度Gt2以下而要通过惯性行驶获得距离的模式，也以在LRC动作区域(发动机转速LRC动作转速以下的区域)中使徐励发电功能动作而逐渐增加减速度的方式实施再生控制更适合于当前运转模式的情况；以及不实施再生控制更适合于当前运转模式的情况。因此，在本实施方式中，将再生禁止减速度Gt1作为界限，如果推荐减速度Gα大于再生禁止减速度Gt1，则在LRC动作区域中实施使徐励发电功能动作的再生控制(以下称为“LRC再生控制”)，如果推荐减速度Gα小于再生禁止减速度Gt1，则禁止再生控制本身。

在步骤S39中，控制器9实施LRC再生控制。

在步骤S40中，控制器9禁止实施上述各种再生控制。

图7是说明非再生处理的流程图。

在步骤S41中，控制器9与步骤S30同样地根据道路交通环境来判断是否为减速模式。如果是减速模式则控制器9进行步骤S45的处理。另一方面，如果是减速模式则控制器9进行步骤S42的处理。

在步骤S42中，与步骤S32同样地，控制器9计算出与减速模式相应的推荐减速度Gα。

在步骤S43中，控制器9判断推荐减速度Gα是否大于LRC避免减速度Gt0。减速度Gt0用于判断在非再生处理时在发动机转速下降至LRC避免转速时为了维持LRC避免转速而是否将无级变速机3的变速比控制到最低变速比侧。如果推荐减速度Gα大于LRC避免减速度Gt0则控制器9进行步骤S44的处理。另一方面，如果推荐减速度Gα为LRC避免减速度Gt0以下则控制器9进行步骤S45的处理。

在步骤S44中，即使发动机转速下降至LRC避免转速，控制器9也将无级变速机3的变速比维持为最高变速比，使发动机转速下降至LRC动作转速以下。

在步骤S45中，控制器9将无级变速机3的变速比控制为最高变速比，并且在与车速下降相应地发动机转速下降至LRC避免转速时，在车速到达规定车速VSP1之前将无级变速机3的变速比从最高变速比控制到低侧，将发动机转速维持为该LRC避免转速。

根据上述说明的本实施方式，考虑由于道路交通环境而驾驶员所需的减速度发生变化这一情况，计算出与道路交通环境相应的推荐减速度Gα，根据推荐减速度Gα来判断实施附条件再生控制、通常再生控制和LRC再生控制中的哪一个，或者是否禁止再生控制本身。

具体地说，设为在推荐减速度Gα大于附条件允许减速度Gt3时、即驾驶员感觉不自然的减速度大于通常惯性行驶时的减速模式(附条件减速模式)中，实施附条件再生控制。在进行附条件再生控制时，交流发电机5的目标发电电压设定为大于通常惯性行驶时实施的通常再生控制时。

由此，能够产生大于适合于附条件减速模式的通常惯性行驶时的减速度，并且发电量也增加，因此充电效率提高而能够提高燃料消耗。

另外，在附条件再生控制时，与将发动机转速维持为LRC避免转速的再生时变速控制相配合地实施，因此能够防止由徐励发电功能动作引起的发电量的下降。

另外，是推荐减速度Gα为通常允许减速度Gt2以下且大于再生禁止减速度Gt1、即想要通过惯性行驶获得距离的减速模式，但是在LRC动作区域中使徐励发电功能动作而逐渐增加减速度更佳时，实施LRC再生控制。

在LRC再生控制时，在将无级变速机3的变速比维持为最高变速比的状态下使发动机转速下降至LRC动作转速以下，因此能够通过惯性行驶获得距离。因此，在惯性行驶过程中不会无效地踩下加速踏板，因此能够提高燃料消耗。

然后，在LRC动作区域中，使徐励发电功能动作而逐渐增加减速度，使得车辆整体的减速度成为再生禁止减速度Gt1，因此能够产生适当的减速度，并且能够提高充电效率而提高燃料消耗。

并且，在再生处理时推荐减速度Gα为再生禁止减速度Gt1以下时，在非再生处理时推荐减速度Gα为LRC避免减速度Gt0以下时，在将无级变速机3的变速比维持为最高变速比的状态下使发动机转速下降至LRC动作转速以下，还禁止再生控制本身。因此，能够通过惯性行驶获得距离，在惯性行驶过程中不会无效地踩下加速踏板，因此能够提高燃料消耗。

以上，说明了本发明的实施方式，但是上述实施方式仅示出了本发明的应用例的一部分，并非是将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体结构的宗旨。

本申请主张2010年12月28日在日本专利局申请的日本特愿2010-293077号的优先权，通过参照将该申请的所有内容取入到本说明书中。

Claims (6)

1.一种车辆再生控制装置，具备由发动机(1)驱动而发电的发电机(5)，使用上述发电机(5)将车辆的动能转换为电能，该车辆再生控制装置具备：

发电电压控制单元(6)，其对上述发电机(5)的发电电压进行可变控制；

道路交通环境检测单元(S30)，其检测道路交通环境；

推荐减速度计算单元(S32)，其根据上述道路交通环境来计算出惯性行驶时的推荐减速度；以及

再生控制单元(S34)，其以如下方式将车辆的动能转换为电能：上述推荐减速度越大则使上述发电机(5)的发电电压越增大。

2.根据权利要求1所述的车辆再生控制装置，其特征在于，

上述再生控制单元(S34)进行如下附条件再生控制：在上述推荐减速度超过比惯性行驶时通常允许的通常允许减速度大的规定的附条件允许减速度的情况下，即使车辆的减速度超过上述通常允许减速度，也使上述发电机(5)的发电电压增大来将车辆的动能转换为电能。

3.根据权利要求2所述的车辆再生控制装置，其特征在于，

还具备无级变速机(3)，该无级变速机(3)无级地变更变速比，

上述发电机(5)具有徐励发电功能，该徐励发电功能在发动机转速为规定转速以下时逐渐将发电电压增加至目标值，

上述再生控制单元(S34)在上述附条件再生控制时，以上述徐励发电功能不动作的方式，将上述无级变速机(3)的变速比从最小变速比增大而将发动机转速维持为比上述规定转速高的转速。

4.根据权利要求3所述的车辆再生控制装置，其特征在于，

还具备变速比控制禁止单元(S37)，该变速比控制禁止单元(S37)在上述推荐减速度小于上述通常允许减速度时，禁止上述变速比控制，使发动机转速下降至上述规定转速以下。

5.根据权利要求4所述的车辆再生控制装置，其特征在于，

还具备徐励发电再生控制单元(S39)，该徐励发电再生控制单元(S39)在上述推荐减速度超过比上述通常允许减速度小的再生禁止减速度的情况下，在发动机转速为上述规定转速以下的区域内，使上述徐励发电功能动作来将车辆的动能转换为电能。

6.根据权利要求5所述的车辆再生控制装置，其特征在于，

还具备再生控制禁止单元(S40)，该再生控制禁止单元(S40)在上述推荐减速度小于上述再生禁止减速度时禁止再生控制。

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