CN104981386A - 混合动力车辆 - Google Patents

Abstract

当混合动力控制模式是串行模式并且选择了充电模式时，如果车速小于预定值(S10-S14)，则判断高压电池的SOC是否小于预定值(S16)，并且当高压电池的SOC小于预定值时，点火时刻被校正为被延迟(S18)。

Description

混合动力车辆

技术领域

本发明涉及一种混合动力车辆，并且更特别地，涉及一种在车辆的停止期间用于控制内燃机的点火时刻的技术。

背景技术

近年来，为了提高燃料效率并减少排气量，已经开发了包括用作动力源的内燃机和电动机两者的混合动力车辆。

如在专利文献1中的，这样的混合动力车辆包括驱动轮和内燃机之间的离合器，并且该离合器被连接/断开，以在串行模式和并行模式之间切换。

在专利文献1中，在串行模式中，断开离合器，以利用内燃机的动力来驱动发电机，通过由发电机获得的电力来驱动耦接到驱动轴的电动机，以使车辆行进。在并行模式中，连接离合器，以利用内燃机的动力来驱动驱动轴并且利用由蓄电池获得的电力来驱动耦接到驱动轴的电动机，以根据车辆的驾驶状态，使车辆利用内燃机的动力和电动机的动力两者来行进。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2011-11647号公报

发明内容

本发明要解决的问题

在专利文献1中的混合动力车辆中，基于由发电机提供给电动机的电力来确定串行模式中的内燃机的输出转矩。

然而，某些混合动力车辆具有一种发电模式，其中即使在车辆的停止期间，也断开离合器，以操作内燃机，发电机由内燃机的动力驱动，并且由发电机获得的电力被提供给蓄电池或车辆外部的电气设备。

在这样的混合动力车辆中，如果基于由发电机提供给蓄电池的电力来确定内燃机的输出转矩，则取决于由发电机提供给蓄电池或车辆外部的电气设备的电力，在高负载下以低的转速操作内燃机。

如果在高负载下以低的转速操作内燃机，则可能出现爆震。

如果在车辆的停止期间出现这样的爆震，则因为在车辆停止期间中不存在例如行进声的噪声，所以驾驶员听到爆震声，这可能不佳地给驾驶员带来不适。

实现本发明以解决这些问题，并且本发明具有提供能够防止在车辆停止期间在内燃机的高负载下以低的转速驱动的过程中出现爆震的混合动力车辆的目的。

用于解决问题的手段

为实现该目标，如权利要求1所述的混合动力车辆是具有内燃机的混合动力车辆，其包含：由内燃机驱动的发电机；检测车辆的行进状态并且控制车辆的车辆控制装置；驾驶模式，在所述驾驶模式中，混合动力车辆由电动机驱动，电动机使用由发电机产生的电力；以及点火时刻校正部，当在驾驶模式中检测出车辆的行进状态是预定的停止状态时，点火时刻校正部将内燃机的点火时刻校正至延迟侧。

在权利要求1中，如权利要求2所述的混合动力车辆是如此以至点火时刻校正部将预定停止状态的点火时刻的校正量设定为大于除了预定停止状态之外的最大校正量。

在权利要求1或2中，如权利要求3所述的混合动力车辆包括存储由发电机产生的电力的二次电池，和检测存储在二次电池中的电力的充电状态的充电状态检测部，其中当由充电状态检测部检测到的充电状态小于预定值时，点火时刻校正部校正点火时刻。

在权利要求3中，如权利要求4所述的混合动力车辆是如此以至当在驾驶模式中由充电状态检测部检测到的充电状态是预定值以上时，车辆控制装置减少内燃机的输出转矩，并且减少内燃机的输出转矩的状态中，点火时刻校正部禁止点火时刻的校正。

在权利要求1至4中的任何一项中，如权利要求5所述的混合动力车辆包括控制内燃机的内燃机控制装置，其中内燃机控制装置包括点火时刻校正部。

在权利要求5中，如权利要求6所述的混合动力车辆是如此以至在驾驶模式中，车辆控制装置基于发电机的发电量和车辆的车度和负载，确定驱动发电机的内燃机的输出转矩，并且内燃机控制装置控制内燃机，以便产生输出转矩。

在权利要求1至6中的任何一项中，如权利要求7所述的混合动力车辆包括离合器，该离合器连接/断开将动力从内燃机传送至驱动轮的传送路径，其中车辆控制装置在驾驶模式中释放离合器。

本发明的有利的效果

根据权利要求1的发明，当车辆的行进状态是预定停止状态时，内燃机的点火时刻被校正至延迟侧。

因而，在例如车辆的停止期间的预定停止状态中，内燃机的点火时刻被校正至延迟侧，从而防止在预定停止状态中，例如在车辆的停止期间，在内燃机的操作期间，出现爆震。

防止由爆震的出现而产生爆震声能够防止驾驶员的不适。

根据权利要求2的发明，点火时刻至延迟侧的校正量大于除了预定停止状态之外的车辆行进期间的点火时刻至延迟侧的最大校正量。

例如，在车辆的行进期间的点火时刻至延迟侧的校正量被设成这样的值，以致允许出现产生由于例如行进声的噪音而几乎听不见的爆震声的爆震，并且给予内燃机的输出转矩优先权，并且在预定停止状态中，例如在车辆的停止期间，点火时刻至延迟侧的校正量被设定为比在车辆的行进期间的点火时刻至延迟侧的最大校正量更大的值，以便防止在车辆的停止期间的爆震。

因而，设定点火时刻至延迟侧的校正量，在除了预定停止状态之外的车辆的行进期间，在内燃机中产生了足够的输出转矩，以提供车辆的优良的操作性能，并且防止了在例如车辆的停止期间的预定停止状态中出现爆震。

因而，例如，即使内燃机处于很可能因为在制造用于配置内燃机的组件过程中的变化或在组装内燃机过程中的变化而引起爆震的状态之中，点火时刻至延迟侧的大的校正量也能够防止在例如车辆的停止期间的预定停止状态中出现爆震。

根据权利要求3的发明，当存储在二次电池中的电力的充电状态小于预定值时，校正点火时刻。

因而，如果充电状态小于预定值，并且发电机以及进一步的内燃机在高负载之下，则内燃机的点火时刻能够被校正至延迟侧，以便令人满意地防止在内燃机的操作期间出现爆震。

根据权利要求4的发明，如果存储在二次电池中的电力的充电状态是预定值以上，并且发电机以及进一步的内燃机在低负载之下，则能够减少内燃机的输出转矩，以通过输出转矩的调节而非点火时刻的延迟校正来防止爆震的出现，从而防止燃料效率因为点火时刻的延迟校正而降低。

根据权利要求5的发明，内燃机控制装置包括点火时刻校正部，从而减少每个控制装置的计算量。

根据权利要求6的发明，在驾驶模式中，基于发电机的发电量和车辆的车速和负载，确定驱动发电机的内燃机的输出转矩。

因而，如果发电机的发电量和车辆的车速和负载是低的，则内燃机的输出转矩是低的，并且内燃机的转速是低的。在这时候，例如，如果有需要将电力提供给车辆外部的电气设备，则内燃机在高负载下处于低的转速并且很可能引起爆震。然而，即使在这种情况下，内燃机的点火时刻也能够被校正至延迟侧，以便令人满意地防止在内燃机的操作期间出现爆震。

根据权利要求7的发明，在驾驶模式中释放离合器，并且因而，点火时刻能够被校正至延迟侧，以防止发动机的动力波动被传送到驱动轮。

附图说明

图1是根据本发明的混合动力车辆的示意的配置图。

图2是由混合动力控制单元和发动机控制单元进行的用于停止时间爆震防止控制的控制程序的流程图。

具体实施方式

现在，将参考附图描述本发明的实施例。

图1是根据本发明的混合动力车辆的示意图。现在，将描述根据本发明的混合动力车辆的结构。

如图1所示，车辆(对应于本发明中的混合动力车辆)1是一种混合动力车辆，作为用于车辆1的行进装置，其包括发动机(内燃机)2和马达(电动机)7，发动机(内燃机)2经由减速器8和驱动轴9来驱动驱动轮10，从高压电池(二次电池)3和发生器(发电机)4经由其操作受逆变器6控制的高压电路5向马达(电动机)7提供高压电力，并且马达(电动机)7经由减速器8和驱动轴9来驱动驱动轮10，其中从外部电源延伸出的充电电缆被连接到充电入口盖(未显示)，并且高压电池3能够被充电器充电。车辆1也具有通过将车辆外部的电气设备连接至配备在充电入口盖或车辆1中的电源出口来向车辆外部的电气设备提供电力的功能。

根据本发明的混合动力车辆包括配备在车辆1中的发动机2、高压电池3、发生器4、逆变器6、在其中包括离合器8a的减速器8、车速传感器11、充电按钮12、混合动力控制单元(车辆控制装置)20、以及发动机控制单元(内燃机控制装置、点火时刻校正部)30。

发动机2是多气缸式的汽油发动机。发动机2包括检测发动机2的燃烧室中的爆震的爆震传感器(未显示)。发动机2的输出轴以固定的变速比被连接到减速器8。发动机2的操作受发动机控制单元30控制，以基于例如从混合动力控制单元20提供到发动机控制单元30的请求的输出值的控制信号来产生动力。由发动机2产生的动力经由减速器8和驱动轴9被传送至发生器4，驱动轴9经由包括在减速器8中的离合器8a来驱动驱动轮10。

高压电池3包括例如锂离子电池的二次电池。高压电池3还包括电池模块和电池监测单元(充电状态检测部)，电池模块包含多个模块，每个模块都包括多个电池单元，多个电池单元具有监测电池单元的电池单元监测单元，电池监测单元基于来自电池单元监测单元的输出信号来监测电池模块的温度和充电状态(以下简称SOC)。

发生器4被发动机2输出的动力所驱动以产生电力，并且经由逆变器6向高压电池3和马达7提供电力。发生器4的操作受逆变器6控制。

逆变器6包括马达控制单元和发生器控制单元(未显示)，并基于来自混合动力控制单元20的控制信号来控制发生器4的发电量和马达7的输出。

马达7被发生器4产生的电力或存储在高压电池3中的电力所驱动。马达7经由减速器8和驱动轴9来驱动驱动轮10。

减速器8在其中包括离合器8a。离合器8a被安装在发动机2和驱动轴9之间，并且基于来自混合动力控制单元20的控制信号来连接/断开发动机2到驱动轴9的动力传送。

车速传感器11检测车辆1的车速(对应于本发明中的车辆的行进状态)。车速传感器11向混合动力控制单元20提供车速信号。

充电按钮12被配备在驾驶室中。能够进行充电模式，其中当车辆1的乘客等等按下充电按钮12以开启时，发生器4被任意地操作以产生电力，而不管高压电池3的SOC，直到充电按钮12再次被按下并被释放以关闭为止。充电按钮12可以是开关等等，只要能够开启/关闭充电模式的操作。

混合动力控制单元20是通常用于控制车辆1的控制装置，并且包括输入/输出装置、存储装置(ROM、RAM、非易失性RAM等等)、中央处理单元(CPU)、计时器等等。

高压电池3的电池监测单元，逆变器6的马达控制单元和发生器控制单元，例如车速传感器11、充电按钮12和加速器位置传感器(未显示)的传感器，以及发动机控制单元30被连接到混合动力控制单元20的输入侧，并且来自这些仪器的检测信息被输入。

另一方面，逆变器6的马达控制单元和发生器控制单元，减速器8，以及发动机控制单元30被连接至混合动力控制单元20的输出端。混合动力控制单元20和发动机控制单元30通过控制器区域网被连接，其中控制单元互相连接，以允许控制信息的高速传递。

混合动力控制单元20基于高压电池3的电池监测单元、逆变器6的马达控制单元和发电机控制单元、以及例如车速传感器11和加速器位置传感器的传感器的检测信息，以及充电按钮12的操作条件，将例如请求输出或车速信息的控制信号发送至减速器8、发动机控制单元30、马达控制单元和发生器控制单元，以控制混合动力控制模式的切换、发动机2和马达7的输出、和发生器4的发电量。

具体地说，混合动力控制模式包括电动车辆模式(以下简称为EV模式)、串行模式、并行模式、和充电模式。当高压电池3的SOC充足并且车辆1的车速和负载低时，混合动力控制单元20将混合动力控制模式切换至电动车辆模式(以下简称为EV模式)。同样，当高压电池3的SOC不足以用于EV模式或者当在加速度等等方面要求高电力时，混合动力控制单元20将混合动力控制模式切换至串行模式。混合动力控制单元20在用发动机2的高效率，即发动机2的高燃料效率，在高速区域中行进的过程中，将混合动力控制模式切换至并行模式。当车辆1的乘客等等按下充电按钮12以开启，直到充电按钮12再次被按下并被释放以关闭为止时，混合动力控制单元20将混合动力控制模式切换至充电模式。混合动力控制单元20将请求输出信号发送至发动机控制单元30，以便在串行模式和并行模式中，取决于发生器4的发电量以及车辆1的车速和负载来提供发动机2的输出转矩。

EV模式是随后描述的串行模式，其中发动机2的操作被停止，在减速器8中的离合器8a断开，马达7通过存储在高压电池3中的电力被驱动，并且驱动轮10仅仅通过马达7的动力被驱动，以使车辆1行进，即不使发动机2操作。

在串行模式(对应于本发明中的驾驶模式)中，减速器8中的离合器8a断开，发动机2的操作被控制，并且发生器4通过发动机2输出的动力被驱动，以便防止高压电池3的SOC小于预定值。在高压电池3利用发生器4产生的电力被充电的同时，马达7通过发生器4产生的电力和存储在高压电池3中的电力被驱动，并且驱动轮10通过马达7的动力被驱动，以使车辆1行进。具体地说，串行模式是其中不使车辆1通过发动机2的动力来行进的模式。在串行模式中，取决于发生器4的发电量以及车辆1的车速和负载，来确定发动机2的输出转矩。这样，随着发生器4的发电量的减少和车辆1车速和负载的减少，发动机2的输出转矩被减少到用于使高压电池3充电所需要的最小的输出转矩，并且在这时候，发动机2的转速是低的。

在并行模式中，控制发动机2的操作，并且由发动机2驱动发生器4。马达7通过发生器4产生的电力和存储在高压电池3中的电力被驱动，并且驱动轮10通过马达7的动力被驱动。进一步地，在并行模式中，连接减速器8中的离合器8a，控制发动机2的操作，并且经由减速器8，通过发动机2的动力来驱动驱动轮10，以使车辆1行进。具体地说，并行模式是其中使车辆1通过马达7和发动机2的动力来行进的模式。

充电模式是其中当车辆1的乘客等等按下充电按钮12以开启时，发生器4被操作以产生电力，而不管高压电池3的SOC，并向高压电池3或车辆外部的电气设备提供电力，直到充电按钮12再次被按下并被释放以关闭为止的模式。当混合动力控制模式是EV模式或串行模式时，进行充电模式。如果在EV模式中选择充电模式，则因为发动机2开始操作，所以混合动力控制模式被切换到串行模式。

发动机控制单元30是通常用于控制发动机2的控制装置，并且包括输入/输出装置、存储装置(ROM、RAM、非易失性RAM等等)、中央处理单元(CPU)、计时器等等。

例如设置在发动机2中的电子控制节流阀的多个电子控制仪器、例如设置在发动机2中的爆震传感器或曲柄角传感器的多个传感器、以及混合动力控制单元20被连接到发动机控制单元30的输入侧，并且来自这些仪器和传感器的检测信息被输入。

另一方面，例如设置在发动机2中的电子控制节流阀、排气再循环阀、燃料喷射阀或点火塞的多个电子控制仪器，以及混合动力控制单元20被连接至发动机控制单元30的输出端。

发动机控制单元30基于从混合动力控制单元20发送的发动机输出的请求信号，控制排气再循环阀的开度等等，以致排气成分是是规定值以下，并且控制多个电子控制仪器的操作，以控制燃料喷射量和进气量，以便提供由混合动力控制单元20请求的发动机输出。如果爆震传感器在发动机2处于操作中并且车辆1正在行进时检测出爆震的发生，则发动机控制单元30进行第一点火时刻校正控制，以便显著地延迟点火时刻(例如，2°至3°)一次，然后推进点火时刻，直到到达爆震传感器没有检测出爆震时的点火时刻为止。第一点火时刻校正控制中的点火时刻至延迟侧的校正量通过实验或分析被预先确定、被映射并被存储在发动机控制单元30中。

当混合动力控制模式是串行模式、选择了充电模式、并且发动机2处于操作中时，如果由车速传感器11检测到的车速(对应于本发明中的车辆的行进状态)小于预定值(对应于本发明中的预定停止状态)，则发动机控制单元30进行第二点火时刻校正控制(对应于本发明中的点火时刻的校正)，而非第一点火时刻校正控制，第二点火时刻校正控制与通过第一点火时刻校正控制的点火时刻至延迟侧的校正相比较，具有点火时刻至延迟侧的更大的校正量。与第一点火时刻校正控制中的校正量相比较，第二点火时刻校正控制中的点火时刻至延迟侧的校正量通过实验或分析被预先确定为更大的校正量(例如，7°至8°)，被映射并被存储在发动机控制单元30中。

现在，将描述由根据本发明的这样配置的混合动力控制单元20和发动机控制单元30进行的停止时间爆震防止控制。

图2是由混合动力控制单元20和发动机控制单元30进行的停止时间爆震防止控制的控制程序的流程图。

如图2所示，在步骤S10中，判定混合动力控制模式是否是串行模式。当判定结果是真(是)，并且混合动力控制模式是串行模式时，处理转到步骤S12。当判断结果是假(否)，并且混合动力控制模式不是串行模式时，此程序被返回。

在步骤S12中，判定是否选择了充电模式。具体地说，判定是否选择了充电模式，在充电模式中，车辆1的乘客等等按下充电按钮12以开启，并且发生器4被操作以产生电力，而不管高压电池3的SOC。当判定结果是真(是)，并且选择了充电模式时，处理转到步骤S14，在充电模式中，车辆1的乘客等等按下充电按钮12以开启，并且发生器4被操作以产生电力，而不管高压电池3的SOC的。当判断结果是假(否)时，车辆1的乘客等等不按下充电按钮12以开启，并且不选择充电模式，此程序退出。

在步骤S14中，判定车速是否小于预定值(对应于本发明中的预定停止状态)。当判定结果是真(是)，并且车速小于预定值时，处理转到步骤S16。当判定结果是假(否)，并且车速不小于预定值时，此程序被返回。车速的预定值被设置为车辆1的停止能够被判定时的值。

在步骤S16中，判定高压电池3的SOC是否小于预定值。当判定结果是真(是)，并且高压电池3的SOC小于预定值时，处理转到步骤S18。当判定结果是假(否)，并且高压电池3的SOC不小于预定值时，处理转到步骤S20。

在步骤S18中，点火时刻被校正为被延迟。具体地说，基于预置映射，与通过第一点火时刻校正控制的点火时刻至延迟侧的校正相比较，点火时刻按照更大的校正量(例如，7°至8°)被校正至延迟侧。然后，此程序被返回。

在步骤S20中，当SOC是预定值以上时，发动机2的负载是低的，并且因而，减少了请求输出。具体地说，至发动机控制单元30的请求输出减少了预定值，即发动机2的输出转矩减少了。然后，此程序被返回。

如此，在根据本发明的混合动力车辆中，当混合动力控制模式是串行模式，选择充电模式，车速小于预定值，并且高压电池3的SOC小于预定值时，基于预置映射，与通过第一点火时刻校正控制的点火时刻至延迟侧的校正相比较，点火时刻按照更大的校正量(例如，7°至8°)被校正至延迟侧。同样，如果高压电池3的SOC是预定值以上，则至发动机控制单元30的请求输出减少了预定值，并且发动机2的输出转矩减少了。

因而，当在串行模式中进行充电模式时，如果车辆1的车速是车辆1的停止能够被判定时的预定值以下，则基于预置映射，与通过第一点火时刻校正控制的点火时刻至延迟侧的校正相比较，发动机2的点火时刻按照更大的校正量(例如，7°至8°)被校正至延迟侧。当在串行模式中进行充电模式时，这能够防止在车辆1的停止期间发生爆震。

防止由爆震的出现而产生爆震声能够防止驾驶员的不适。

与第一点火时刻校正控制中的校正量相比较，当车辆1的车速是车辆1的停止能够被判定时的预定值以下时，点火时刻至延迟侧的校正量是更大的校正量(例如，7°至8°)。

例如，在车辆1的行进期间的点火时刻至延迟侧的校正量被设定成这样的值，以致允许出现产生由于例如行进声的噪音而几乎听不见的爆震声的爆震，并且给予发动机2的输出转矩优先权，并且当车辆1的车速是车辆1的停止能够被判定时的预定值以下时，点火时刻至延迟侧的校正量被设成比车辆1的行进期间的点火时刻至延迟侧的最大校正量更大的值，以便防止在车辆1的停止期间的爆震。

因而，设定点火时刻至延迟侧的校正量，在车辆的行进期间，在发动机2中产生了足够的输出转矩，以提供车辆1的优良的操作性能，并且防止了在车辆的停止期间出现爆震。

因而，例如，即使发动机2处于很可能因为在制造用于配置发动机2的组件过程中的变化或在组装发动机2的过程中的变化而引起爆震的状态之中，点火时刻至延迟侧的大的校正量也能够防止在车辆的停止期间出现爆震。

同样，当高压电池3的SOC是预定值以上时，至发动机控制单元30的请求输出减少了预定值，发动机2的输出转矩减少了，点火时刻至延迟侧的校正被禁止，并且爆震由输出转矩的调节而非点火时刻的延迟校正所引起，从而防止燃料效率因为点火时刻的延迟校正而减少。

现在完成了关于本发明的实施例的说明，但是本发明不局限于该实施例。

例如，在此实施例中，当高压电池3的SOC是预定值以上时，至发动机控制单元30的请求输出减少了预定值。然而，不限于此，可以基于高压电池3的SOC来改变至发动机控制单元30的请求输出。

在爆震防止控制中，判定是否选择了充电模式，即是否按下了充电按钮12。然而，不限于此，因为当在充电模式中之时，发动机2以串行模式驱动发电机，并且当在车辆的停止过程中操作发动机2时，可以省略充电模式的判定。

参考标号的说明

1 车辆(混合动力车辆)

2 发动机(内燃机)

3 高压电池(二次电池)

4 发生器(发电机)

6 逆变器

7 马达(电动机)

8 减速器

8a 离合器

11 车速传感器

12 充电按钮

20 混合动力控制单元(车辆控制装置)

30 发动机控制单元(内燃机)。

Claims (7)

1.一种具有内燃机的混合动力车辆，其特征在于，包含：

由所述内燃机驱动的发电机；

检测所述车辆的行进状态并且控制所述车辆的车辆控制装置；

驾驶模式，在所述驾驶模式中，所述混合动力车辆由电动机驱动，所述电动机使用由所述发电机产生的电力；以及

点火时刻校正部，当在所述驾驶模式中检测出所述车辆的所述行进状态是预定的停止状态时，所述点火时刻校正部将所述内燃机的点火时刻校正至延迟侧。

2.如权利要求1所述的混合动力车辆，其特征在于，所述点火时刻校正部将所述预定的停止状态的点火时刻的校正量设定为大于除了所述预定的停止状态之外的最大校正量。

3.如权利要求1或2所述的混合动力车辆，其特征在于，进一步包含存储由所述发电机产生的电力的二次电池，以及检测存储在所述二次电池中的电力的充电状态的充电状态检测部，

其中当由所述充电状态检测部检测到的充电状态小于预定值时，所述时刻点火时刻校正部校正所述点火时刻。

4.如权利要求3所述的混合动力车辆，其特征在于，当在所述驾驶模式中由所述充电状态检测部检测到的充电状态是所述预定值以上时，所述车辆控制装置减少所述内燃机的输出转矩，并且

在所述内燃机的所述输出转矩被减少的状态中，所述点火时刻校正部禁止所述点火时刻的校正。

5.如权利要求1至4中的任何一项所述的混合动力车辆，其特征在于，进一步包含控制所述内燃机的内燃机控制装置，

其中所述内燃机控制装置包括所述点火时刻校正部。

6.如权利要求5所述的混合动力车辆，其特征在于，在所述驾驶模式中，所述车辆控制装置基于所述发电机的发电量以及所述车辆的车速和负载，确定驱动所述发电机的所述内燃机的输出转矩，并且

所述内燃机控制装置控制所述内燃机，以便产生所述输出转矩。

7.如权利要求1至6中的任何一项所述的混合动力车辆，其特征在于，进一步包含离合器，所述离合器连接/断开将动力从所述内燃机传送到驱动轮的传送路径，

其中所述车辆控制装置在所述驾驶模式中释放所述离合器。