CN104169117B - 混合动力车辆的发电控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明被应用于如下的车辆(1A)中，在该车辆(1A)中，内燃机(2)的输出轴(2a)经由第二离合器(21)与MG(3)的转子轴(3a)连接，转子轴(3a)经由手动式第一离合器(20)与变速器(10)的输入轴(11)连接。在当蓄电池(4)的剩余量为判定值以下且车速为判定速度以下时、变速器10处于空挡状态以外的状态且第一离合器20处于释放状态以外的状态的情况下，车辆控制装置(30)通过告知装置(40)促使驾驶员进行将变速杆(13)移动到空挡位置的操作。

Description

混合动力车辆的发电控制装置
技术领域
本发明涉及发电控制装置，该发电控制装置被应用于混合动力车辆中，在该混合动力车辆中，作为行驶用驱动源而搭载有内燃机以及电动发电机，在这些行驶用驱动源与驱动轮之间的动力传递路径中设置有手动变速器。
背景技术
已知有如下的混合动力车辆，在该混合动力车辆中，作为行驶用驱动源而搭载有内燃机以及电动发电机，这些行驶用驱动源的动力经由手动变速器传递到驱动轮。例如，已知有如下的混合动力车辆，在该混合动力车辆中，在手动变速器的输入轴上经由通过离合器踏板进行操作的手动式离合器连接有电动发电机的旋转轴，在该旋转轴上经由自动离合器连接有内燃机的输出轴(参照专利文献1)。此外，作为与本发明相关联的在先技术文献，存在专利文献2。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-183847号公报
专利文献2：日本特开2010-125926号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1的车辆中，在使车辆通过电动发电机进行行驶时，释放自动离合器。在该情况下，由于内燃机从手动变速器被切断，因此，存在如下可能性：驾驶员在维持使手动变速器的齿轮处于啮合的状态不变的状况下停车或使车辆以低速行驶。通常在混合动力车辆中，当在停车时蓄电池的剩余量降低时，由内燃机驱动电动发电机，由此进行发电以便对蓄电池进行充电。在专利文献1的车辆中，如上所述存在在维持使手动变速器的齿轮处于啮合的状态不变的状况下停车的可能性。在该情况下，由于电动发电机和驱动轮连接在一起，因此，不能通过内燃机驱动电动发电机。在将区别于电动发电机的交流发电机等发电机另行设置于内燃机并利用该发电机对蓄电池充电的情况下，导致成本增加。
于是，本发明的目的在于提供一种混合动力车辆的发电控制装置，在需要对蓄电池进行充电时，可以促使驾驶员进行适当的车辆操作。
用于解决课题的方案
本发明的发电控制装置应用于混合动力车辆中，在该混合动力车辆中，作为行驶用驱动源而搭载有内燃机和作为电动机以及发电机发挥作用的电动发电机，该混合动力车辆具有：手动变速器，所述手动变速器具有：被传递所述内燃机的动力以及所述电动发电机的动力的输入轴、能够传递动力地与驱动轮连接的输出轴、以及夹设在所述输入轴与所述输出轴之间且设定有相互不同的变速比的多个齿轮挡，所述手动变速器通过变速杆的操作能够变更所述输入轴与所述输出轴之间的旋转传递所使用的齿轮挡，并且能够切换到所述输入轴与所述输出轴之间的动力传递被切断的空挡状态；离合器，所述离合器设置在所述内燃机与所述手动变速器的所述输入轴之间的动力传递路径中，并且通过离合器踏板的踩踏操作进行动作；以及蓄电池，所述蓄电池与所述电动发电机电连接，所述发电控制装置的特征在于，具有告知机构，在所述蓄电池的剩余量为规定的判定值以下、所述车辆的速度为规定的判定速度以下、并且所述内燃机以及所述电动发电机中的至少任一方与所述驱动轮能够传递动力地被连接的情况下，所述告知机构促使驾驶员进行所述变速杆以及所述离合器踏板中的至少任一方的操作，以使得所述内燃机以及所述电动发电机与所述驱动轮之间的动力传递被切断。
在内燃机以及电动发电机中的至少任一方与驱动轮能够传递动力地被连接的情况下，若欲通过内燃机驱动电动发电机，则动力被传递到驱动轮。因此，不能通过电动发电机进行发电。在本发明中，在如上所述的情况下，告知机构促使驾驶员进行变速杆以及离合器踏板中的至少任一方的操作。因此，在需要对蓄电池进行充电时，可以促使驾驶员进行适当的车辆的操作。而且，在驾驶员操作了变速杆或离合器踏板的情况下，内燃机以及电动发电机与驱动轮之间的动力传递被切断，因此，可以通过内燃机驱动电动发电机。因此，可以利用电动发电机产生电力并对蓄电池进行充电。另外，根据本发明，可以使在停车时进行发电的机会增加。并且，根据本发明，不需要另行设置区别于电动发电机的交流发电机等发电机。因此，可以避免成本增加。
在本发明的发电控制装置的一方案中，也可以构成为，所述内燃机的输出轴与所述电动发电机的旋转轴连接，所述电动发电机的旋转轴经由所述离合器与所述手动变速器的输入轴连接，在所述蓄电池的剩余量为规定的判定值以下、所述车辆的速度为规定的判定速度以下、并且所述内燃机以及所述电动发电机中的至少任一方与所述驱动轮能够传递动力地被连接的情况下，所述告知机构促使驾驶员进行如下的操作中的至少任一方的操作：将所述手动变速器切换到所述空挡状态的所述变速杆的操作、以及将所述离合器切换到所述电动发电机的旋转轴与所述手动变速器的输入轴之间的动力传递被切断的切断状态的所述离合器踏板的操作。驾驶员通过进行这些操作中的任一方的操作，可以切断内燃机以及电动发电机与驱动轮之间的动力传递。因此，可以通过电动发电机进行发电。
在本发明的发电控制装置的一方案中，也可以构成为，所述电动发电机的旋转轴与所述手动变速器的输入轴连接，所述内燃机的输出轴经由所述离合器与所述电动发电机的旋转轴连接，在所述蓄电池的剩余量为规定的判定值以下、所述车辆的速度为规定的判定速度以下、并且所述内燃机以及所述电动发电机中的至少任一方与所述驱动轮能够传递动力地被连接的情况下，所述告知机构促使驾驶员进行将所述手动变速器切换到所述空挡状态的所述变速杆的操作。驾驶员通过进行该变速杆的操作，可以切断内燃机以及电动发电机与驱动轮之间的动力传递。因此，可以通过电动发电机进行发电。
附图说明
图1是概略地表示装入有本发明的第一实施方式的发电控制装置的车辆的主要部分的图。
图2是表示变速器的变速模式的图。
图3是表示车辆控制装置执行的发电控制程序的流程图。
图4是概略地表示装入有本发明的第二实施方式的发电控制装置的车辆的主要部分的图。
具体实施方式
(第一实施方式)
图1概略地表示装入有本发明的第一实施方式的发电控制装置的车辆的主要部分。该车辆1A具有内燃机(以下有时称为发动机)2以及电动发电机(以下有时简称为MG)3作为行驶用驱动源。即，该车辆1A作为混合动力车辆而构成。发动机2是搭载于混合动力车辆的众所周知的火花点火式内燃机。MG3是搭载于混合动力车辆并作为电动机以及发电机发挥作用的众所周知的电动发电机。MG3具有作为旋转轴的转子轴3a。MG3经由变换器4与蓄电池5电连接。
另外，在车辆1A上搭载有变速器10。变速器10作为具有前进1挡～5挡以及后退的齿轮挡的手动变速器而构成。变速器10具有输入轴11以及输出轴12。在输入轴11与输出轴12之间，设置有与1挡～5挡对应的齿轮副(未图示)。在各齿轮副设定有相互不同的变速比。变速比按照1挡的齿轮副、2挡的齿轮副、3挡的齿轮副、4挡的齿轮副、5挡的齿轮副的顺序从大变小。变速器10构成为选择性地使由这些齿轮副中的任一个齿轮副进行的旋转传递成立。变速器10具有供驾驶员操作的变速杆13。图2表示变速器10的变速模式SP。驾驶员按照该变速模式SP操作变速杆13。由此，输入轴11与输出轴12之间的旋转传递所使用的齿轮副被切换，从而切换齿轮挡。另外，变速器10构成为，能够切换到输入轴11与输出轴12之间的旋转传递被切断的空挡状态。在变速杆13被操作到了空挡位置N的情况下，变速器10切换到空挡状态。变速器10的构造与搭载于车辆的众所周知的手动变速器相同。因此，省略详细的说明。
如图1所示，变速器10的输入轴11经由第一离合器20与MG3的转子轴3a连接。第一离合器20是众所周知的摩擦离合器。第一离合器20构成为能够切换到输入轴11和转子轴3a一体旋转的完全卡合状态、以及输入轴11和转子轴3a被切断的释放状态。另外，第一离合器20也能够切换到转子轴3a和输入轴11以不同的转速旋转的同时在转子轴3a和输入轴11之间传递动力的半离合卡合状态(以下简称为半离合)。第一离合器20由离合器踏板CP操作。第一离合器20在离合器踏板CP被踩踏了的情况下切换到释放状态，在离合器踏板CP的踩踏被解除了的情况下切换到完全卡合状态。而且，在离合器踏板CP被踩踏至中途的情况下，第一离合器20被切换到半离合。另外，该离合器踏板CP和第一离合器20的状态之间的关系与众所周知的手动式离合器相同。因此，省略详细的说明。另外，该第一离合器20与本发明的离合器相当。
MG3的转子轴3a经由第二离合器21与发动机2的输出轴2a连接。第二离合器21也是众所周知的摩擦离合器。第二离合器21构成为能够切换到输出轴2a和转子轴3a一体旋转的卡合状态、以及输出轴2a和转子轴3a被切断的释放状态。在第二离合器21设置有用于切换第二离合器21的状态的促动器21a。这样，第二离合器21作为自动离合器构成。
变速器10的输出轴12与差动机构6连接。差动机构6是将被输入的动力分配到左右的驱动轮7的众所周知的机构。另外，在该图中仅表示一侧的驱动轮7。
发动机2、MG3以及第二离合器21的动作由车辆控制装置30控制。车辆控制装置30作为包括微处理器以及其工作所需的RAM、ROM等周边设备在内的计算机单元而构成。车辆控制装置30保存用于使车辆1A适当地行驶的各种控制程序。车辆控制装置30通过执行这些程序，从而对发动机2以及MG3等控制对象进行控制。另外，车辆控制装置30通过控制变换器4来控制MG3的动作。在车辆控制装置30上连接有用于取得与车辆1A相关的信息的各种传感器。例如，车速传感器31、充电状态传感器(SOC传感器)32、离合器释放传感器33以及空挡传感器34等与车辆控制装置30连接。车速传感器31输出与车辆1A的速度(车速)对应的信号。SOC传感器32输出与蓄电池5的剩余量对应的信号。在离合器踏板CP被踩踏直至到达第一离合器20被切换到释放状态的规定位置的情况下，离合器释放传感器33输出信号。另一方面，在离合器踏板CP未被踩踏至规定位置的情况下，离合器释放传感器33停止信号的输出。空挡传感器34在变速杆13处于空挡位置N时输出信号。另一方面，在变速杆13处于空挡位置N以外的位置时，空挡传感器34停止信号的输出。另外，除此之外，在车辆控制装置30上还连接有各种传感器，但省略了它们的图示。
如图1所示，在车辆1A上设置有用于向驾驶员告知信息以及进行警告的告知装置40。作为告知装置40，设置有例如监视器、扬声器以及指示灯中的至少任一个。该告知装置40也与车辆控制装置30连接。
在蓄电池5的剩余量成为规定的判定值以下时，车辆控制装置30判断为蓄电池5需要充电。在该情况下，车辆控制装置30使MG3作为发电机发挥作用。而且，车辆控制装置30将第二离合器21切换到卡合状态以便连接发动机2与MG3。此后，车辆控制装置30利用发动机2驱动MG3，将由此产生的电力充电到蓄电池5中。当在此时制动踏板被踩踏了的情况下，车辆控制装置30调节发动机2的输出，以使驱动轮7以驾驶员所要求的驱动力被驱动。以下，将这些控制称为发电控制。
在车辆1A中，当在停车中执行如上所述的发电控制时，需要使变速器10处于空挡状态或使第一离合器20处于释放状态，以免发动机2的动力以及MG3的动力传递到驱动轮7。但是，车辆控制装置30不能控制变速器10以及第一离合器20。于是，车辆控制装置30通过告知装置40告知驾驶员对变速器10以及第一离合器20中的至少任一方进行操作。而且，在变速器10处于空挡状态或第一离合器20处于释放状态时，车辆控制装置30执行上述发电控制。
图3表示车辆控制装置30为了进行上述发电控制而执行的发电控制程序。该控制程序不论车辆1A的行驶状态如何都以规定的周期反复执行。另外，该控制程序与车辆控制装置30执行的其他程序一并执行。
在该控制程序中，车辆控制装置30首先在步骤S11中取得车辆1A的行驶状态。作为车辆1A的行驶状态，例如取得车速以及蓄电池5的剩余量等。在接下来的步骤S12中，车辆控制装置30判定蓄电池5的剩余量是否低。在如上所述蓄电池5的剩余量为判定值以下时，车辆控制装置30判定为蓄电池5的剩余量低。另外，判定值根据蓄电池5的大小等适当设定即可。在判定为蓄电池5的剩余量高时，进入步骤S13，车辆控制装置30停止上述发电控制。另外，在发电控制停止后，发动机2、MG3以及第二离合器21根据油门开度等适当地被控制。此后，结束本次的控制程序。
另一方面，在判定为蓄电池5的剩余量低时，进入步骤S14，车辆控制装置30判定车速是否为规定的判定速度以下。该判定速度作为判定是否需要由发动机2或MG3驱动驱动轮7的基准被设定。判定速度被设定为例如时速数千米。在判定车速为判定速度以下时，进入步骤S15，车辆控制装置30判定车辆1是否处于能够由发动机2驱动MG3进行发电的状态。如上所述，在停车时，若发动机2的动力以及MG3的动力传递到驱动轮7，则不能通过MG3进行发电。于是，在变速器10处于空挡状态或第一离合器20处于释放状态时，车辆控制装置30判定为处于能够发电的状态。因此，在变速器10处于空挡状态以外的状态且第一离合器20处于完全卡合状态或半离合时，判定为处于不能发电的状态。另外，该判定例如基于离合器释放传感器33的输出信号以及空挡传感器34的输出信号进行即可。
在判定为处于不能发电的状态时，进入步骤S16，车辆控制装置30执行告知处理。在该告知处理中，通过告知装置40告知驾驶员将变速杆13移动到空挡位置。具体而言，例如在作为告知装置40而设置有监视器的情况下，在该监视器中显示“请将变速杆移动到空挡位置。”这样的信息。在作为告知装置40而设置有扬声器的情况下，上述信息通过声音进行告知。另外，也可以代替信息而通过告知音进行告知。在作为告知装置40而设置有指示灯的情况下，使该指示灯点亮来告知驾驶员。此后，回到步骤S14。另外，通过如上所述向驾驶员进行告知，车辆控制装置30以及告知装置40相当于本发明的告知机构。
当在步骤S14中判定为否时或在步骤S15中判定为是时，进入步骤S17，车辆控制装置30停止告知处理。在接下来的步骤S18中，车辆控制装置30执行发电控制。此后，结束本次的控制程序。
如以上已说明的那样，在第一实施方式中，在当蓄电池5的剩余量为判定值以下且车速为判定速度以下时、变速器10处于空挡状态以外的状态且第一离合器20处于完全卡合状态或半离合的情况下，执行告知处理。因此，可以促使驾驶员进行将变速杆13移动到空挡位置的操作。而且，在变速杆13由此被移动到了空挡位置的情况下，执行发电控制，因此，可以对蓄电池5充电。这样，根据本发明，可以使在停车时进行发电的机会增加。另外，不需要将区别于MG3的交流发电机等发电机另行设置于发动机2。因此，可以避免成本增加。
另外，在第一实施方式中，只限于向驾驶员进行告知而不会自动使变速器10成为空挡状态或将第一离合器20切换到释放状态。因此，此后当驾驶员踩踏了制动踏板时等，可以防止车辆1A的反应相对于驾驶员的操作而延迟。因此，不会给驾驶员带来不适感。
另外，在第一实施方式中，即便变速器10处于空挡状态以外的状态，若第一离合器20处于释放状态，则也可以执行发电控制。因此，在告知处理中，也可以代替“请将变速杆移动到空挡位置。”而发送“请踩踏离合器踏板。”这样的信息。另外，也可以发送上述两种信息。因此，第一离合器20的释放状态相当于本发明的离合器的切断状态。
另外，在第一实施方式中，第二离合器21并不限于摩擦离合器。第二离合器21只要是能够使发动机2的输出轴2a与MG3的转子轴3a之间的动力传递断续的离合器即可。因此，第二离合器21也可以是例如电磁离合器或啮合离合器等。
(第二实施方式)
参照接下来的图4对本发明的第二实施方式的发电控制装置进行说明。该图概略地表示装入有本发明的第二实施方式的发电控制装置的车辆1B的主要部分。另外，在该图中，对与图1通用的部分，标注相同的附图标记并省略说明。如该图所示，在车辆1B中，变速器10的输入轴11和MG3的转子轴3a一体旋转地连结在一起。
在发动机2的输出轴2a与MG3的转子轴3a之间设置有离合器50。离合器50作为众所周知的摩擦离合器而构成。离合器50与上述第二离合器21同样地构成为能够切换到输出轴2a和转子轴3a一体旋转的卡合状态、以及输出轴2a和转子轴3a被切断的释放状态。另外，离合器50构成为也能够切换到半离合。在离合器50设置有用于切换离合器50的状态的促动器50a。在离合器踏板CP上设置有将与离合器踏板CP的踩踏量对应的信号输出的离合器踏板传感器51。离合器踏板传感器51与车辆控制装置30连接。车辆控制装置30基本上基于离合器踏板传感器51的输出信号控制促动器50a。当在车辆1B的驾驶方面有需要时，不论离合器踏板传感器51的输出信号如何，车辆控制装置30都控制促动器50a。这样，离合器50由所谓的线控离合器(clutchbywire)系统控制。另外，在该实施方式中，离合器50相当于本发明的离合器。
在该实施方式中，车辆控制装置30也执行发电控制。由图4可知，当在停车中执行发电控制的情况下，在该车辆1B中也需要使变速器10处于空挡状态。因此，在该实施方式中也执行图3的发电控制程序。但是，在该实施方式中，MG3的转子轴3a与变速器10的输入轴11连结在一起。因此，在步骤S15中，仅在变速器10切换到了空挡状态时，判定为处于能够发电的状态。另外，在步骤S16的告知处理中，告知驾驶员将变速杆13移动到空挡位置。
在该实施方式中，在当蓄电池5的剩余量为判定值以下且车速为判定速度以下时、变速器10处于空挡状态以外的状态的情况下，执行告知处理。因此，可以促使驾驶员进行将变速杆13移动到空挡位置的操作。因此，可以使在停车时进行发电的机会增加。
本发明并不限于上述实施方式，可以通过各种实施方式进行实施。例如，应用本发明的车辆的变速器并不限于前进的最高挡为5挡的变速器。例如，也可以是前进的最高段为4挡以下或6挡以上的变速器。

Claims (2)

1.一种发电控制装置，应用于混合动力车辆中，在该混合动力车辆中，作为行驶用驱动源而搭载有内燃机和作为电动机以及发电机发挥作用的电动发电机，该混合动力车辆具有：
手动变速器，所述手动变速器具有：传递所述内燃机的动力以及所述电动发电机的动力的输入轴、能够传递动力地与驱动轮连接的输出轴、以及夹设在所述输入轴与所述输出轴之间且设定有相互不同的变速比的多个齿轮挡，所述手动变速器通过变速杆的操作能够变更所述输入轴与所述输出轴之间的旋转传递所使用的齿轮挡，并且能够切换到所述输入轴与所述输出轴之间的动力传递被切断的空挡状态；
第一离合器，所述第一离合器设置在所述电动发电机的旋转轴与所述手动变速器的所述输入轴之间的动力传递路径中，并且通过离合器踏板的踩踏操作进行动作；
第二离合器，所述第二离合器设置在所述内燃机的输出轴与所述电动发电机的旋转轴之间的动力传递路径中；以及
蓄电池，所述蓄电池与所述电动发电机电连接，
所述发电控制装置的特征在于，
具有告知机构，在所述蓄电池的剩余量为规定的判定值以下、所述车辆的速度为规定的判定速度以下、并且所述内燃机以及所述电动发电机中的至少任一方与所述驱动轮能够传递动力地被连接的情况下，所述告知机构促使驾驶员进行所述变速杆以及所述离合器踏板中的至少任一方的操作，以使得所述内燃机以及所述电动发电机与所述驱动轮之间的动力传递被切断；以及
车辆控制装置，在所述驾驶员被所述告知机构促使而操作所述变速杆以及所述离合器踏板中的至少任一方、以使得所述内燃机以及所述电动发电机与所述驱动轮之间的动力传递被切断了的情况下，所述车辆控制装置控制所述第二离合器以便在所述内燃机与所述电动发电机之间传递动力，并执行由所述内燃机驱动所述电动发电机的发电控制。
2.如权利要求1所述的发电控制装置，其特征在于，
在所述蓄电池的剩余量为所述规定的判定值以下、所述车辆的速度为所述规定的判定速度以下、并且所述内燃机以及所述电动发电机中的至少任一方与所述驱动轮能够传递动力地被连接的情况下，所述告知机构促使驾驶员进行如下的操作中的至少任一方的操作：将所述手动变速器切换到所述空挡状态的所述变速杆的操作、以及将所述第一离合器切换到所述电动发电机的旋转轴与所述手动变速器的所述输入轴之间的动力传递被切断的切断状态的所述离合器踏板的操作。
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