CN106004869A - 混合动力车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及混合动力车辆。在混合动力车辆中包括的电子控制单元被构造成当冷却器发生异常时,基于第一温差、第二温差和荷电状态在第一自我保护行驶控制和第二自我保护行驶控制之间切换。第一温差是通过从将负荷率限制施加到第一电动机的第一负荷率限制温度减去第一逆变器的元件温度获得的值。第二温差是通过从将负荷率限制施加到第二电动机的第二负荷率限制温度减去第二逆变器的元件温度获得的值。

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,具体地涉及这样一种混合动力车辆,该混合动力车辆包括:发动机;能够输入/输出动力的第一电动机;行星齿轮机构,该行星齿轮机构的三个旋转元件被连接到作为发动机的输出轴、第一电动机的旋转轴和驱动轴的三个轴,该驱动轴被联接到车轴;和能够向/从驱动轴输入/输出动力的第二电动机。
背景技术
传统上,作为这种类型的混合动力车辆,已经提出了一种混合动力车辆,该混合动力车辆被构造成使得发动机和两个电动机通过行星齿轮机构连接并且当逆变器的元件温度变得至少等于规定温度时限制电动机的负荷率(例如,见国际公报No.2012/124073)。在该混合动力车辆中,通过限制电动机的负荷率,逆变器的元件温度的进一步增加被抑制。
然而,存在如此情形,其中当用于冷却逆变器的冷却器发生异常时,上述混合动力车辆不能充分地实现自我保护行驶。自我保护行驶通常是通过电动机行驶实现的。然而,当逆变器的元件温度变得至少等于规定温度时,对于电动机的负荷率施加了限制。结果,变得难以实现自我保护行驶。因此,期望一项针对在用于逆变器的冷却器中的异常的措施。
发明内容
本发明提供一种当用于冷却逆变器的冷却器发生异常时适当地实现自我保护行驶的混合动力车辆。
与本发明有关的一种混合动力车辆包括:发动机;能够输入/输出动力的第一电动机;用于驱动第一电动机的第一逆变器;具有三个旋转元件的行星齿轮机构,该三个旋转元件被分别连接到作为发动机的输出轴、第一电动机的旋转轴和驱动轴的三个轴,该驱动轴被联接到车轴;能够向/从驱动轴输入/输出动力的第二电动机;用于驱动第二电动机的第二逆变器;用于经由第一逆变器和第二逆变器从/向第一电动机和第二电动机接收/传输电力的电池;和用于冷却至少第一逆变器和第二逆变器的冷却器。该混合动力车辆包括电子控制单元,该电子控制单元用于当冷却器发生异常时基于第一温差、第二温差和荷电状态在执行第一自我保护行驶控制和第二自我保护行驶控制之间切换,该第一自我保护行驶控制用于控制所述发动机、所述第一电动机和所述第二电动机,使得所述车辆不通过使用来自所述第二电动机的动力而是通过使用来自所述发动机和所述第一电动机的动力行驶,所述第二自我保护行驶控制用于控制所述发动机、所述第一电动机和所述第二电动机,使得所述车辆不通过使用来自所述发动机和所述第一电动机的动力而是通过使用来自所述第二电动机的动力行驶,所述第一温差是通过从将负荷率限制施加到所述第一电动机的第一负荷率限制温度减去所述第一逆变器的元件温度获得的值,所述第二温差是通过从将所述负荷率限制施加到所述第二电动机的第二负荷率限制温度减去所述第二逆变器的元件温度获得的值,并且所述荷电状态是所述电池的剩余充电容量对完全充电容量的比率。
根据该混合动力车辆,当冷却器发生异常时,不执行通常自我保护行驶控制,而是基于第一温差、第二温差和电池的荷电状态切换第一自我保护行驶控制和第二自我保护行驶控制。当执行第一自我保护行驶控制时,由于第一电动机的驱动,第一逆变器的元件温度增加。然而,因为不使用来自第二电动机的动力,所以抑制了第二逆变器的元件温度增加或者降低。在另一方面,当执行第二自我保护行驶控制时,由于第二电动机的驱动,第二逆变器的元件温度增加。然而,因为不使用来自第一电动机的动力,所以抑制了第一逆变器的元件温度增加或者降低。相应地,当通过在第一自我保护行驶控制和第二自我保护行驶控制之间切换来实现自我保护行驶时,能够抑制第一逆变器的元件和第二逆变器的元件的温度同时增加,并且由此能够抑制负荷率限制在相对短的时间中被施加到第一电动机和第二电动机。因此,能够延长自我保护行驶距离。结果,能够进一步适当地实现自我保护行驶。
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,其中类似的数字表示类似的元件,并且其中:
图1是用于概略地示出作为本发明的实施例的混合动力车辆20的构造的构造图表;
图2是示意由HVECU 70执行的在冷却系统异常中的自我保护行驶控制的一个实例的流程图;
图3是示意高SOC范围自我保护行驶控制的一个实例的流程图;
图4是示意通常SOC范围自我保护行驶控制的一个实例的流程图;
图5是示意低SOC范围自我保护行驶控制的一个实例的流程图;
图6是示意在执行第一自我保护行驶控制的状态中的共线图表的一个实例的解释性视图;
图7是示意在执行第二自我保护行驶控制的状态中的共线图表的一个实例的解释性视图;
图8是示意在变型实例中的高SOC范围自我保护行驶控制的一个实例的流程图;并且
图9是示意在布线实例中的低SOC范围自我保护行驶控制的一个实例的流程图。
具体实施方式
该混合动力车辆包括:发动机;能够输入/输出动力的第一电动机;用于驱动第一电动机的第一逆变器;具有三个旋转元件的行星齿轮机构,该三个旋转元件被分别连接到作为发动机的输出轴、第一电动机的旋转轴和驱动轴,该驱动轴被联接到车轴;能够向/从驱动轴输入/输出动力的第二电动机;用于驱动第二电动机的第二逆变器;用于经由第一逆变器和第二逆变器从/向第一电动机和第二电动机接收/传输电力的电池;和用于冷却至少第一逆变器和第二逆变器的冷却器。该混合动力车辆包括电子控制单元,该电子控制单元用于当冷却器发生异常时基于第一温差、第二温差和荷电状态在执行第一自我保护行驶控制和第二自我保护行驶控制之间切换,该第一自我保护行驶控制用于控制所述发动机、所述第一电动机和所述第二电动机,使得所述车辆不通过使用来自所述第二电动机的动力而是通过使用来自所述发动机和所述第一电动机的动力行驶,所述第二自我保护行驶控制用于控制所述发动机、所述第一电动机和所述第二电动机,使得所述车辆不通过使用来自所述发动机和所述第一电动机的动力而是通过使用来自所述第二电动机的动力行驶,所述第一温差是通过从将负荷率限制施加到所述第一电动机的第一负荷率限制温度减去所述第一逆变器的元件温度获得的值,所述第二温差是通过从将所述负荷率限制施加到所述第二电动机的第二负荷率限制温度减去所述第二逆变器的元件温度获得的值,并且所述荷电状态是所述电池的剩余充电容量对完全充电容量的比率。
在该混合动力车辆中,当第一逆变器的元件温度是第一负荷率限制温度(第一温差具有值0)时,将限制施加到第一电动机的负荷率,并且当第二逆变器的元件温度是第二负荷率限制温度(第二温差具有值0)时,将限制施加到第二电动机的负荷率。同时,在该实施例的混合动力车辆中,能够作为自我保护行驶控制执行通常自我保护行驶控制、第一自我保护行驶控制和第二自我保护行驶控制。在通常自我保护行驶控制中,发动机、第一电动机和第二电动机受到控制,使得类似于通常行驶控制地,车辆通过使用来自发动机、第一电动机和第二电动机的动力行驶。在第一自我保护行驶控制中,发动机、第一电动机和第二电动机受到控制,使得车辆不通过使用来自第二电动机的动力而是通过使用来自发动机和第一电动机的动力行驶。在第二自我保护行驶控制中,发动机、第一电动机和第二电动机受到控制,使得车辆不通过使用来自发动机和第一电动机的动力而是通过使用来自第二电动机的动力行驶。在当用于冷却第一逆变器和第二逆变器的冷却器发生异常时执行通常自我保护行驶控制的情形中,第一电动机的驱动和第二电动机的驱动受到控制。相应地,第一逆变器的元件和第二逆变器的元件的温度同时地增加,并且负荷率限制在相对短的时间中被施加到第一电动机和第二电动机。然而,在该实施例的混合动力车辆中,当冷却器发生异常时,不执行通常自我保护行驶控制,而是基于第一温差、第二温差和电池的荷电状态切换第一自我保护行驶控制和第二自我保护行驶控制。当执行第一自我保护行驶控制时,由于第一电动机的驱动,第一逆变器的元件温度增加。然而,因为不使用来自第二电动机的动力,所以抑制了第二逆变器的元件温度增加或者降低。在另一方面,当执行第二自我保护行驶控制时,由于第二电动机的驱动,第二逆变器的元件温度增加。然而,因为不使用来自第一电动机的动力,所以抑制了第一逆变器的元件温度增加或者降低。相应地,当通过在第一自我保护行驶控制和第二自我保护行驶控制之间切换而实现自我保护行驶时,能够抑制第一逆变器的元件和第二逆变器的元件的温度同时地增加,并且由此能够抑制负荷率限制在相对短的时间中被施加到第一电动机和第二电动机。因此,能够延长自我保护行驶距离。结果,能够进一步适当地实现自我保护行驶。
在该混合动力车辆中,电子控制单元可以被构造成在执行第一自我保护行驶控制的同时关闭第二逆变器,并且在执行第二自我保护行驶控制的同时关闭第一逆变器。以该方式,在执行第一自我保护行驶控制的同时,第二逆变器的元件温度能够降低,并且在执行第二自我保护行驶控制的同时,第一逆变器的元件温度能够降低。相应地,第一自我保护行驶控制和第二自我保护行驶控制能够交替地执行。因此,能够进一步延长自我保护行驶距离。
在该混合动力车辆中,电子控制单元可以被构造成当荷电状态大于通常控制范围的上限值时,相对于第一自我保护行驶控制优先地执行第二自我保护行驶控制。这是基于以下事实,即,第二自我保护行驶控制是与电池的放电相结合地实现自我保护行驶的控制,并且第一自我保护行驶控制是与电池的充电相结合地实现自我保护行驶的控制。即,当荷电状态大于通常控制范围的上限值时,通过使得伴随电池的放电的第二自我保护行驶控制优先,电池的荷电状态能够接近通常控制范围,并且电池的过度充电能够受到防止。这里,通常控制范围是当冷却器等没有发生异常并且所有的设施正常地操作时作为电池的荷电状态预先限定的控制范围,并且例如是被限定为具有下限值30%、40%等和上限值50%、60%等的范围。这同样适用于以下“通常控制范围”。在该实施例的混合动力车辆中,电子控制单元可以被构造成当荷电状态大于通常控制范围的上限值时在执行第一自我保护行驶控制和第二自我保护行驶控制之间切换,第一自我保护行驶控制被执行直至第一温差达到(即变得等于或者高于)第一阈值,并且第二自我保护行驶控制被执行直至第二温差达到(即变得等于或者高于)第一阈值。即,当实现自我保护行驶时,首先,执行被执行直至第二温差达到(即变得等于或者高于)第一阈值的第二自我保护行驶控制。此后,执行被执行直至第一温差达到(即变得等于或者高于)第一阈值的第一自我保护行驶控制。然后,第二自我保护行驶控制的执行和第一自我保护行驶控制的执行交替地重复。以该方式,能够进一步延长自我保护行驶距离。这里,作为第一阈值,能够使用值0,或者能够使用5℃、10℃等。在该情形中,电子控制单元可以被构造成在执行第一自我保护行驶控制的同时在荷电状态达到(即变得等于或者高于)预先限定的容许最大值的情形中,与第一温差无关地从第一自我保护行驶控制的执行切换到第二自我保护行驶控制的执行。以该方式,能够避免电池的荷电状态超过容许最大值的充电。
在该混合动力车辆中,电子控制单元可以被构造成当荷电状态在通常控制范围内时在第一温差和第二温差中的一个温差大于第二阈值的情形中,在执行第二自我保护行驶控制和第一自我保护行驶控制之间切换,其中第二自我保护行驶控制被执行直至第二温差达到(即变得等于或者高于)第二阈值,第一自我保护行驶控制被执行直至第一温差达到(即变得等于或者高于)第二阈值。这里,作为第二阈值,能够使用10℃、20℃、30℃,等。以该方式,能够在第一逆变器的元件和第二逆变器的元件的温度增加具有某些裕度并且电池的荷电状态能够更长期地被保持在通常控制范围内的状态中切换第一自我保护行驶控制和第二自我保护行驶控制。在该混合动力车辆中,电子控制单元可以被构造成当荷电状态在通常控制范围内时在第一温差和第二温差至多等于第二阈值的情形中,在执行第一自我保护行驶控制和第二自我保护行驶控制之间切换,其中,第一自我保护行驶控制被执行直至第一温差达到(即变得等于或者高于)小于第二阈值的第三阈值,第二自我保护行驶控制被执行直至第二温差达到(即变得等于或者高于)第三阈值。这里,作为第三阈值,能够使用值0,或者能够使用5℃、10℃等。以该方式,电池的荷电状态能够被更长期地保持在通常控制范围内,并且能够实现进一步长的自我保护行驶。
在该混合动力车辆中,电子控制单元可以被构造成当荷电状态小于通常控制范围的下限值时相对于第二自我保护行驶控制优先地执行第一自我保护行驶控制。这是基于以下事实,即,第一自我保护行驶控制是与电池的充电相结合地实现自我保护行驶的控制,并且第二自我保护行驶控制是与电池的放电相结合地实现自我保护行驶的控制。即,当荷电状态小于通常控制范围的下限值时,使得伴随电池的充电的第一自我保护行驶控制优先,并且由此电池的过度放电能够被抑制。在该混合动力车辆中,电子控制单元可以被构造成当荷电状态小于通常控制范围的下限值时在执行第一自我保护行驶控制和第二自我保护行驶控制之间切换,其中,第一自我保护行驶控制被执行直至第一温差达到(即变得等于或者高于)第四阈值,第二自我保护行驶控制被执行直至第二温差达到(即变得等于或者高于)第四阈值。即,当实现自我保护行驶时,首先,执行被执行直至第一温差达到(即变得等于或者高于)第四阈值的第一自我保护行驶控制。此后,执行被执行直至第二温差达到(即变得等于或者高于)第四阈值的第二自我保护行驶控制。然后,第一自我保护行驶控制的执行和第二自我保护行驶控制的执行交替地重复。以该方式,能够进一步延长自我保护行驶距离。这里,作为第四阈值,能够使用值0,或者能够使用5℃、10℃,等。在该情形中,电子控制单元可以被构造成在执行第二自我保护行驶控制的同时在荷电状态达到(即变得等于或者低于)预先限定的容许最小值的情形中,与第二温差无关地从第二自我保护行驶控制的执行切换到第一自我保护行驶控制的执行。以该方式,能够避免电池的荷电状态超过容许最小值的放电。
图1是用于概略地示出作为本发明的实施例的混合动力车辆20的构造的构造图表。如在该图表中所示,该实施例的混合动力车辆20包括发动机22、发动机电子控制单元(在下文中被称作发动机ECU)24、行星齿轮30、电动机MG1、电动机MG2、逆变器41、42、电动机电子控制单元(在下文中被称作电动机ECU)40、电池50、电池电子控制单元(在下文中被称作电池ECU)52、升压转换器56、HV单元冷却器60和混合动力电子控制单元(在下文中被称作HVECU)70。
发动机22被构造成使用普通燃料诸如汽油或者柴油燃料以输出动力的内燃机,并且发动机的驱动由发动机ECU 24控制。虽然未示出,但是发动机ECU 24被构造成具有CPU作为中央构件的微处理器,并且除了CPU之外还包括用于存储过程程序的ROM、用于暂时存储数据的RAM、输入和输出端口和通信端口。发动机ECU 24经由输入端口从用于检测发动机22的操作状态的各种传感器接收信号,这些信号包括,例如:来自曲柄位置传感器的曲柄位置θcr,该曲柄位置传感器检测曲轴26的旋转位置;来自冷却剂温度传感器的冷却剂温度Twe,该冷却剂温度传感器检测用于发动机22的冷却剂的温度;来自凸轮位置传感器的凸轮位置θca,该凸轮位置传感器检测用于打开/关闭进气阀和排气阀的凸轮轴的旋转位置;来自节流阀位置传感器的节流位置TP,该节流阀位置传感器检测节流阀的位置;来自空气流量计的进气空气数量Qa,该空气流量计被附接到进气管道;来自温度传感器的进气空气温度Ta,该温度传感器也被附接到进气管道;等。发动机ECU 24经由输出端口输出用于驱动发动机22的各种控制信号,这些信号包括,例如:用于燃料注射阀的驱动信号;用于节流电动机的驱动信号,该节流电动机调整节流阀的位置;用于点火线圈的控制信号,该点火线圈与点火器一体地形成;用于VVT 23的控制信号;等。另外,发动机ECU 24与HVECU 70通信,通过使用来自HVECU 70的控制信号控制发动机22的操作,并且当有必要时向HVECU 70输出有关发动机22的操作状态的数据。注意发动机ECU 24还基于来自未示意的被附接到曲轴26的曲柄位置传感器的信号计算曲轴26的旋转速度,即,发动机22的速度Ne。
行星齿轮30被构造成单个小齿轮式的行星齿轮机构。电动机MG1的转子、驱动轴36和发动机22的曲轴26被分别连接到行星齿轮30的太阳齿轮、环形齿轮,和载架,该驱动轴36经由差动齿轮37联接到驱动轮38a、38b。
电动机MG1被构造成众所周知的同步发电电动机,包括:转子,在该转子中嵌入永久磁体;和定子,三相线圈缠绕在该定子上。如上所述,转子被连接到行星齿轮30的太阳齿轮。类似于电动机MG1,电动机MG2被构造成同步发电电动机,并且其转子被连接到驱动轴36。通过利用电动机ECU 40控制逆变器41、42来驱动电动机MG1、MG2。逆变器41、42通过电力线(在下文中称作驱动电压系统电力线)54a连接到升压转换器56。升压转换器56被连接到电力线(在下文中称作电池电压系统电力线)54b,电池50和系统主继电器55被连接到该电力线54b。虽然未示出,但是逆变器41、42被构造成众所周知的逆变器,其每一个包括六个晶体管和六个二极管。
虽然未示出,但是升压转换器56被构造成众所周知的包括两个晶体管、两个二极管和电抗器的DC/DC转换器。升压转换器56能够升高电池电压系统电力线54b中的电力的电压以向驱动电压系统电力线54a供应升压的电力,并且能够降低驱动电压系统电力线54a中的电力的电压以向电池电压系统电力线54b供应降低的电力。用于平滑处理的平滑电容器57和用于放电的放电电阻器59并联连接到驱动电压系统电力线54a。另外,系统主继电器55被附接到电池电压系统电力线54b的在电池50的输出端子侧上的一部分。进而,用于平滑处理的滤波电容器58被连接到电池电压系统电力线54b的在升压转换器56侧上的一部分。
虽然未示出,但是电动机ECU 40被构造成具有CPU作为中央构件的微处理器,并且除了CPU以外还包括用于存储过程程序的ROM、用于暂时存储数据的RAM、输入/输出端口和通信端口。电动机ECU 40经由输入端口接收控制电动机MG1、MG2的驱动所需的信号。作为经由输入端口接收的信号,能够提出以下信号:来自旋转位置检测传感器43、44的旋转位置θm1、θm2,该旋转位置检测传感器43、44分别检测电动机MG1、MG2的转子的旋转位置;来自每个温度传感器45、46的电动机温度Tmg,该温度传感器45、46分别被附接到电动机MG1、MG2;相电流,该相电流被施加到电动机MG1、MG2并且由未示出的电流传感器检测;来自电压传感器的平滑电容器57的电压(驱动电压系统电力线54a的电压,在下文中称作驱动电压系统电压)VH,该电压传感器被附接在平滑电容器57的端子之间并且未示出;来自被附接在滤波电容器58的端子之间并且未示出的电压传感器的滤波电容器58的电压(电池电压系统电力线54b的电压,在下文中称作电池电压系统电压)VL;和来自温度传感器41a、42a的晶体管、二极管等的元件温度Ts1、Ts2,该温度传感器41a、42a分别被附接到逆变器41、42。电动机ECU 40经由输出端口向每个逆变器41、42输出切换控制信号、向升压转换器56输出切换控制信号等。另外,电动机ECU 40与HVECU70通信,通过使用来自HVECU 70的控制信号控制电动机MG1、MG2的驱动,并且当有必要时向HVECU 70输出有关电动机MG1、MG2的操作状态的数据。注意电动机ECU 40还基于来自旋转位置检测传感器43、44的电动机MG1、MG2的转子的旋转位置θm1、θm2计算电动机MG1、MG2的旋转速度Nm1、Nm2。
在该实施例中,主要地逆变器41、42、升压转换器56和电动机ECU 24被容纳在同一壳体中,并且这些构成动力控制单元(在下文中被称作PCU)48。
电池50被构造成例如锂离子二次电池,并且经由逆变器41、42从/向电动机MG1、MG2接收/传输电力。虽然未示出,但是用于管理电池50的电池ECU 52被构造成具有CPU作为中央构件的微处理器,并且除了CPU之外还包括用于存储过程程序的ROM、用于暂时存储数据的RAM、输入/输出端口和通信端口。电池ECU 52经由输入端口接收管理电池50所需的信号,并且当有必要时经由通信端口向HVECU70传输有关电池50的状态的数据。作为经由输入端口接收的信号,例如能够提出来自安设在电池50的端子之间并且未示出的电压传感器的端子间电压Vb、来自被附接到被连接到电池50的输出端子的电力线并且未示出的电流传感器的充电/放电电流Ib、来自被附接到电池50并且未示出的温度传感器的电池温度Tb等。另外,为了管理电池50,电池ECU 52基于由电流传感器检测到的充电/放电电流Ib的积分值计算荷电状态SOC,该荷电状态SOC是此时能够从电池50放电的电力的容量对电池50的总容量的比率,并且电池ECU 52基于计算的荷电状态SOC和电池温度Tb计算输入/输出极限Win、Wout作为可以向/从电池50充电/放电的最大容许电力。
HV单元冷却器60包括:用于在冷却剂LLC(长效冷却剂)和外部空气之间交换热量的散热器62;用于依次通过散热器62、PCU 48、电动机MG1、MG2循环冷却剂的循环流路64;和用于压力供给冷却剂的电泵66。散热器62被布置在未示出的发动机室的最前部中。在PCU48中,冷却剂通道被布置在逆变器41、42和升压转换器56中并且由此冷却这些构件。
虽然未示出,但是HVECU 70被构造成具有CPU作为中央构件的微处理器,并且除了CPU之外还包括用于存储过程程序的ROM、用于暂时存储数据的RAM、输入/输出端口和通信端口。HVECU 70经由输入端口接收各种控制信号。作为经由输入端口接收的信号,能够提出以下信号:来自旋转速度传感器66a的泵旋转速度Np,该旋转速度传感器66a检测HV单元冷却器60中的电泵66的旋转速度;来自温度传感器69的HV单元冷却剂温度Thv,该温度传感器69检测HV单元冷却器60中的冷却剂的温度;来自点火开关80的点火信号;来自档位传感器82的档位SP,该档位传感器82检测变速杆81的操作位置;来自加速器踏板位置传感器84的加速器踏板操作量Acc,该加速器踏板位置传感器84检测加速器踏板83的踩踏量;来自制动踏板位置传感器86的制动踏板位置BP,该制动踏板位置传感器86检测制动踏板85的踩踏量;和来自车辆速度传感器88的车辆速度V。另外,HVECU 70经由输出端口输出用于系统主继电器55的驱动信号、用于传输到HV单元冷却器60中的电泵66的控制信号的驱动信号等。如上所述,HVECU 70经由通信端口连接到发动机ECU 24、电动机ECU 40和电池ECU 52,并且与发动机ECU 24、电动机ECU 40和电池ECU 52交换各种控制信号和数据。
如上所述地构造的实施例的混合动力车辆20基于加速器踏板操作量Acc和车辆速度V计算应该向驱动轴36输出的请求扭矩,该加速器踏板操作量Acc对应于驾驶员对于加速器踏板83的踩踏量。然后,发动机22、电动机MG1和电动机MG2的操作受到控制使得向驱动轴36输出与该请求扭矩对应的请求动力。作为发动机22、电动机MG1和电动机MG2的操作控制,提供了以下(1)到(3):(1)扭矩转换操作模式:发动机22的操作受到控制使得从发动机22输出满足请求动力的动力,并且电动机MG1的驱动和电动机MG2的驱动受到控制使得从发动机22输出的全部动力由行星齿轮30、电动机MG1和电动机MG2进行扭矩转换并且被输出到驱动轴36的操作模式;(2)充电/放电操作模式:发动机22的操作受到控制使得从发动机22输出满足请求动力和对于电池50的充电/放电所需的电力之和的动力,并且电动机MG1的驱动和电动机MG2的驱动受到控制使得与电池50的充电/放电相结合地从发动机22输出的所有的或者部分的动力由行星齿轮30、电动机MG1和电动机MG2进行扭矩转换并且由此向驱动轴36输出请求动力的操作模式;和(3)电动机操作模式:发动机22的操作受到控制使得发动机22的操作停止并且向驱动轴36输出满足请求动力的来自电动机MG2的动力的操作模式。
接着,将描述如上所述构造的实施例的混合动力车辆20的操作,特别地,在当HV单元冷却器60发生异常时混合动力车辆20在自我保护行驶期间的操作。图2是示意由HVECU 70执行的在冷却系统异常中的自我保护行驶控制的一个实例的流程图。这个程序被以规定间隔(例如,每100毫秒等)反复地执行。
一旦执行了在冷却系统异常中的自我保护行驶控制,HVECU 70便首先执行输入数据,诸如电池50的荷电状态SOC和逆变器41、42的元件温度Ts1、Ts2的过程(步骤S100)。这里,关于电池50的荷电状态SOC,由电池ECU 52计算的荷电状态SOC被接收并且由此能够被输入。另外,关于逆变器41、42的元件温度Ts1、Ts2,由温度传感器41a、42a检测到的元件温度Ts1、Ts2被从电动机ECU 40接收并且由此能够被输入。
接着,通过分别从预先限定的第一负荷率限制温度Tset1和第二负荷率限制温度Tset2减去输入元件温度Ts1、Ts2来计算第一温差ΔTs1和第二温差ΔTs2(步骤S110)。这里,第一负荷率限制温度Tset1是对于电动机MG1的负荷率施加限制的逆变器41的元件温度,并且例如能够使用对于负荷率施加20%的限制的温度、对于负荷率施加50%的限制的温度、对于负荷率施加80%的限制的温度等。这里,第二负荷率限制温度Tset2是对于电动机MG2的负荷率施加限制的逆变器42的元件温度,并且例如能够使用对于负荷率施加5%的限制的温度、对于负荷率施加20%的限制的温度、对于负荷率施加50%的限制的温度、对于负荷率施加80%的限制的温度等。
接着,判定电池50的荷电状态SOC是否在在异常没有发生的通常时间期间从阈值S1到阈值S2的控制目标范围(在下文中称作“通常控制范围”)内(步骤S120)。通常控制范围是当冷却器等没有发生异常并且所有的设施正常地操作时为了电池50的适当的使用设定的荷电状态的目标值的范围。这里,作为通常控制范围的下限值的阈值S1,例如能够使用30%、40%、50%等。另外,作为通常控制范围的上限值的阈值S2,能够使用大于阈值S1的值,例如,50%、60%、70%等。如果电池50的荷电状态SOC大于通常控制范围的上限值,则通过使用在步骤S110中计算的第一温差ΔTs1和第二温差ΔTs2来执行高SOC范围自我保护行驶控制(步骤S130),并且该控制终止。如果电池50的荷电状态SOC在通常控制范围内,则以类似的方式通过使用第一温差ΔTs1和第二温差ΔTs2来执行通常SOC范围自我保护行驶控制(步骤S140),并且该控制终止。如果电池50的荷电状态SOC小于通常控制范围的下限值,则以类似的方式通过使用第一温差ΔTs1和第二温差ΔTs2来执行低SOC范围自我保护行驶控制(步骤S150),并且该控制终止。高SOC范围自我保护行驶控制的一个实例在图3中示出,通常SOC范围自我保护行驶控制的一个实例在图4中示出,并且低SOC范围自我保护行驶控制在图5中示出。在下文中,将顺序地描述高SOC范围自我保护行驶控制、通常SOC范围自我保护行驶控制,和低SOC范围自我保护行驶控制。在对此进行描述之前,将描述在每个控制中使用的第一自我保护行驶控制和第二自我保护行驶控制。
第一自我保护行驶控制是发动机22、电动机MG1和电动机MG2受到控制使得不使用来自电动机MG2的动力并且车辆通过使用来自发动机22和电动机MG1的动力行驶的控制。第二自我保护行驶控制是发动机22、电动机MG1和电动机MG2受到控制从而不使用来自发动机22和电动机MG1的动力并且车辆通过使用来自电动机MG2的动力行驶的控制。图6示出在执行第一自我保护行驶控制的状态中的共线图表,并且图7示出在执行第二自我保护行驶控制的状态中的共线图表。在每一幅图表中,左侧上的S轴作为电动机MG1的旋转速度Nm1示意太阳齿轮的旋转速度,C轴作为发动机22的速度Ne示意载架的旋转速度,并且R轴作为马达MG2的旋转速度Nm2示意环形齿轮(驱动轴36)的旋转速度Nr。另外,在每一幅图表中,R轴线上的粗箭头示意从电动机MG1输出并且经由行星齿轮30作用于驱动轴36上的扭矩和从电动机MG2输出并且作用于驱动轴36上的扭矩。“ρ”是行星齿轮30的齿轮比(太阳齿轮的齿数/环形齿轮的齿数)。在第一自我保护行驶控制中,如在图6中所示,来自发动机22的扭矩Te由电动机MG1的扭矩Tm1接收。相应地,向驱动轴36输出作为反力的扭矩(-Tm1/ρ),并且因此车辆通过使用作为该反力的扭矩行驶。在第一自我保护行驶控制中,电动机MG1用作发电机。因此,车辆与电池50的充电相结合地行驶。在该实施例中,在第一自我保护行驶控制中,逆变器42关闭。逆变器42能够受到控制使得从电动机MG2输出值为0的扭矩。然而,在该情形中,电流流动通过晶体管并且增加元件的温度。逆变器42关闭的原因在于抑制逆变器42的元件的温度增加。在第二自我保护行驶控制中,如在图7中所示,车辆通过使用来自电动机MG2的扭矩Tm2行驶。因此,车辆与电池50的放电相结合地行驶。在该实施例中,在第二自我保护行驶控制中,逆变器41关闭。逆变器41能够受到控制使得从电动机MG1输出值为0的扭矩。然而,在该情形中,电流流动通过晶体管并且增加元件的温度。逆变器41关闭的原因在于抑制逆变器41的元件的温度增加。注意,发动机22以空转速度执行自维持的操作(空转操作)。这里,在该实施例的混合动力车辆20中,作为自我保护行驶控制,除了第一自我保护行驶控制和第二自我保护行驶控制之外,还执行了通常自我保护行驶控制,在该通常自我保护行驶控制中在扭矩转换操作模式或者充电/放电操作模式中车辆通过使用来自发动机22、电动机MG1和电动机MG2的动力行驶。在该通常自我保护行驶控制中,电动机MG1和电动机MG2被驱动。因此,当HV单元冷却器60发生异常时,逆变器41、42的元件温度在早期阶段增加。
将对于图3中所示的高SOC范围自我保护行驶控制进行说明。在高SOC范围自我保护行驶控制中,首先检查标志F的值(步骤S200)。这里,标志F是其初始值为0、在执行第一自我保护行驶控制时为其设定值1并且在执行第二自我保护行驶控制时为其设定值0的的标志。如果标志F具有值0,则判定第二温差ΔTs2是否大于值0(步骤S210)。如果判定第二温差ΔTs2大于值0,则选择第二自我保护行驶控制(步骤S220),为标志F设定值0(步骤S230),并且该控制终止。当选择第二自我保护行驶控制时,HVECU 70基于驾驶员对于加速器踏板83的操作等执行第二自我保护行驶控制。这里,考虑这样一种情况,其中HV单元冷却器60发生异常,在图2中在冷却系统异常中的自我保护行驶控制被第一次执行,并且判定荷电状态SOC大于通常控制范围的上限值。在该情形中,标志F具有值0作为初始值。因此,当第二温差ΔTs2大于值0时,选择第二自我保护行驶控制。第二温差ΔTs2是通过从第二负荷率限制温度Tset2减去逆变器42的元件温度Ts2而获得的。相应地,当HV单元冷却器60发生异常时,第二温差ΔTs2通常大于值0。因此,当在荷电状态SOC大于通常控制范围的上限值的状态中HV单元冷却器60发生异常时,优先地选择第二自我保护行驶控制。这是基于以下事实,即,在第二自我保护行驶控制中,车辆与电池50的放电相结合地行驶。在另一方面,在第一自我保护行驶控制中,车辆与电池50的充电相结合地行驶。因此,如果优先地选择第一自我保护行驶控制,则荷电状态SOC进一步增加,并且电池50可能被过度充电。因此,能够通过优先地选择第二自我保护行驶控制来抑制电池50的过度充电。以该方式,高SOC范围自我保护行驶控制终止。然后,在再次执行在图2中在冷却系统异常中的自我保护行驶控制并且判定荷电状态SOC大于通常控制范围的上限值的情形中,再次执行高SOC范围自我保护行驶控制。此时为标志F设定值0。因此,当第二温差ΔTs2大于值0时,选择第二自我保护行驶控制。即,在荷电状态SOC大于通常控制范围的上限值的状态中,第二自我保护行驶控制被连续地执行直至第二温差ΔTs2达到值0。
如果在荷电状态SOC大于通常控制范围的上限值的状态中第二温差ΔTs2达到值0,则在步骤S210中作出否定的判定。在该情形中,选择第一自我保护行驶控制(步骤S250),为标志F设定值1(步骤S260),并且该控制终止。即,第二自我保护行驶控制被切换到第一自我保护行驶控制。当选择第一自我保护行驶控制时,HVECU 70基于驾驶员对于加速器踏板83的操作等执行第一自我保护行驶控制。如果在这种状态中再次执行高SOC范围自我保护行驶控制,则标志F具有值1,并且因此在步骤S200中作出否定的判定。然后,判定第一温差ΔTs1是否大于值0(步骤S240)。在第二自我保护行驶控制被连续执行的同时,逆变器41关闭。相应地,逆变器41的元件温度Ts1变得低于第一负荷率限制温度Tset1。因此,作为其间的差异的第一温差ΔTs1变得大于值0。结果,在步骤S240中作出肯定的判定,并且选择第一自我保护行驶控制。即,当选择第一自我保护行驶控制时,在荷电状态SOC大于通常控制范围的上限值的状态中,第一自我保护行驶控制被连续地执行直至第一温差ΔTs1达到值0。
然后,在第一自我保护行驶控制被连续地执行的同时第一温差ΔTs1达到值0的情形中,在步骤S240中作出否定的判定,选择第二自我保护行驶控制(步骤S220),为标志F设定值0(步骤S230),并且该控制终止。即,第一自我保护行驶控制被切换到第二自我保护行驶控制。此时,在第一自我保护行驶控制被连续地执行的同时,逆变器42关闭。相应地,逆变器42的元件被以某个程度冷却,并且第二温差ΔTs2变得大于值0。因此,第二自我保护行驶控制被连续地选择直至第二温差ΔTs2达到值0。根据至此已经描述地,在荷电状态SOC大于通常控制范围的上限值的状态中,首先选择第二自我保护行驶控制。然后,在被执行直至第二温差ΔTs2达到值0的第二自我保护行驶控制和被执行直至第一温差ΔTs1达到值0的第一自我保护行驶控制交替的同时,实现了自我保护行驶。当执行第一自我保护行驶控制时,逆变器42的元件被以某个程度冷却至。当执行第二自我保护行驶控制时,逆变器41的元件被以某个程度冷却至。因此,通过交替地执行第一自我保护行驶控制和第二自我保护行驶控制,能够进一步延长自我保护行驶距离。
接着,将对于图4中所示的通常SOC范围自我保护行驶控制进行说明。在通常SOC范围自我保护行驶控制中,首先判定第一温差ΔTs1和第二温差ΔTs2是否大于阈值Tref(步骤S300)。这里,阈值Tref被设定为允许逆变器41、42的元件温度Ts1、Ts2相对于第一负荷率限制温度Tset1和第二负荷率限制温度Tset2具有某些裕度的阈值。例如,能够使用10℃、15℃、20℃、25℃,等。如果第一温差ΔTs1和第二温差ΔTs2中的至少一个大于阈值Tref,则检查标志F的值(步骤S310)。如果标志F具有值0,则判定第二温差ΔTs2是否大于阈值Tref(步骤S320)。如果标志F具有值1,则判定第一温差ΔTs1是否大于阈值Tref(步骤S350)。这里,对于如下情况加以考虑,其中HV单元冷却器60发生异常,其中在图2中在冷却系统异常中的自我保护行驶控制被第一次执行,其中判定荷电状态SOC在通常控制范围内,并且其中第一温差ΔTs1和第二温差ΔTs2这两者均大于阈值Tref。在该情形中,因为为标志F设定值0作为初始值,所以在步骤S310中作出否定的判定。相应地,在步骤S320中判定第二温差ΔTs2大于阈值Tref。因此,选择第二自我保护行驶控制(步骤S330)、为标志F设定值0(步骤S340),并且该控制终止。在再次执行在图2中在冷却系统异常中的自我保护行驶控制并且判定荷电状态SOC在通常控制范围内的情形中,通常SOC范围自我保护行驶控制被再次执行。此时,判定标志F具有值0。如果第二温差ΔTs2大于阈值Tref,则选择第二自我保护行驶控制。即,在荷电状态SOC在通常控制范围内的状态中,首先,第二自我保护行驶控制被连续地执行直至第二温差ΔTs2达到阈值Tref。
在如上所述第二自我保护行驶控制被连续地执行的同时第二温差ΔTs2达到阈值Tref的情形中,在步骤S320中作出否定的判定。然后,选择第一自我保护行驶控制(步骤S360),为标志F设定值1(步骤S370),并且该控制终止。即,第二自我保护行驶控制被切换到第一自我保护行驶控制。目前考虑了第一温差ΔTs1和第二温差ΔTs2这两者均大于阈值Tref的情况。相应地,如果在这种状态中再次执行通常SOC范围自我保护行驶控制,则第一温差ΔTs1大于阈值Tref,并且因此在步骤S300中作出肯定的判定。然后,通过为标志F设定值1而在步骤S310中作出否定的判定。因此,在步骤S360中再次选择第一自我保护行驶控制。即,如果在荷电状态SOC在通常控制范围内的状态中选择第一自我保护行驶控制,则第一自我保护行驶控制被连续地执行直至第一温差ΔTs1达到阈值Tref。
然后,在第一自我保护行驶控制被连续地执行的同时第一温差ΔTs1达到阈值Tref的情形中,在步骤S350中作出否定的判定,选择第二自我保护行驶控制(步骤S330)、为标志F设定值0(步骤S340),并且该控制终止。即,第一自我保护行驶控制被切换到第二自我保护行驶控制。此时,在第一自我保护行驶控制被连续地执行的同时,逆变器42的元件被以某个程度冷却。相应地,第二温差ΔTs2变得大于阈值Tref。因此,第二自我保护行驶控制被连续地选择直至第二温差ΔTs2达到阈值Tref。根据些步骤,在荷电状态SOC在通常控制范围内的状态中第一温差ΔTs1和第二温差ΔTs2中的至少一个大于阈值Tref的情形中,首先,选择第二自我保护行驶控制。然后,在被执行直至第二温差ΔTs2达到阈值Tref的第二自我保护行驶控制和被执行直至第一温差ΔTs1达到阈值Tref的第一自我保护行驶控制交替的同时,实现了自我保护行驶。当执行第一自我保护行驶控制时,逆变器42的元件被以某个程度冷却。当执行第二自我保护行驶控制时,逆变器41的元件被以某个程度冷却。因此,通过交替地执行第一自我保护行驶控制和第二自我保护行驶控制,能够进一步延长自我保护行驶距离。
在另一方面,如果在步骤S300中判定第一温差ΔTs1和第二温差ΔTs2这两者均至多等于阈值Tref,则判定这个判定(第一温差ΔTs1和第二温差ΔTs2这两者均至多等于阈值Tref的判定)是否是第一次作出(步骤S380)。如果它被判定为第一次,则判定第一温差ΔTs1是否大于第二温差ΔTs2(步骤S390)。如果第一温差ΔTs1大于第二温差ΔTs2,则选择第一自我保护行驶控制(步骤S360),为标志F设定值1(步骤S370),并且该控制终止。如果第一温差ΔTs1至多等于第二温差ΔTs2,则选择第二自我保护行驶控制(步骤S330),为标志F设定值0(步骤S340),并且该控制终止。然后,在通常SOC范围自我保护行驶控制被再次执行并且在步骤S300中判定第一温差ΔTs1和第二温差ΔTs2这两者均至多等于阈值Tref的情形中,在步骤S380中,它不被判定为第一次。在该情形中,判定标志F是否具有值0(步骤S400)。在步骤S380、S390的过程中选择第二自我保护行驶控制并且为标志F设定值0的情形中(步骤S330、S340),在步骤S400中作出肯定的判定,并且判定第二温差ΔTs2是否大于值0(步骤S410)。然后,如果第二温差ΔTs2大于值0,则选择第二自我保护行驶控制(步骤S330)、为标志F设定值0(步骤S340),并且该控制终止。相应地,类似于高SOC范围自我保护行驶控制,第二自我保护行驶控制被连续地执行直至第二温差ΔTs2达到值0。在步骤S380、S390的过程中选择第一自我保护行驶控制并且为标志F设定值1(步骤S360、S370)的情形中,标志F具有值1,并且因此在步骤S400中作出否定的判定。然后,判定第一温差ΔTs1是否大于值0(步骤S420)。然后,如果第一温差ΔTs1大于值0,则选择第一自我保护行驶控制(步骤S360),为标志F设定值1(步骤S370),并且该控制终止。相应地,类似于高SOC范围自我保护行驶控制,第一自我保护行驶控制被连续地执行直至第一温差ΔTs1达到值0。
根据至此已经描述地,在步骤S300中判定第一温差ΔTs1和第二温差ΔTs2这两者均至多等于阈值Tref并且第一温差ΔTs1大于第二温差ΔTs2的情形中,选择第一自我保护行驶控制。如果第一温差ΔTs1至多等于第二温差ΔTs2,则选择第二自我保护行驶控制。然后,通过执行起初选择的自我保护行驶控制并且然后交替被执行直至第一温差ΔTs1达到值0的第一自我保护行驶控制和被执行直至第二温差ΔTs2达到值0的第二自我保护行驶控制实现了自我保护行驶。当执行第一自我保护行驶控制时,逆变器42的元件被以某个程度冷却。当执行第二自我保护行驶控制时,逆变器41的元件被以某个程度冷却。因此,通过交替地执行第一自我保护行驶控制和第二自我保护行驶控制,能够进一步延长自我保护行驶距离。
接着,将对于图5中所示的低SOC范围自我保护行驶控制进行说明。在低SOC范围自我保护行驶控制中,首先判定该控制是否被第一次执行(步骤S500)。如果低SOC范围自我保护行驶控制被第一次执行,则判定第一温差ΔTs1是否大于值0(步骤S520)。如果这是第一次,则第一温差ΔTs1通常大于值0。因此,在步骤S520中作出肯定的判定。然后,选择第一自我保护行驶控制(步骤S530),为标志F设定值1(步骤S540),并且该控制终止。当低SOC范围自我保护行驶控制被再次执行时,在步骤S500中作出否定的判定。因此,判定标志F是否具有值1(步骤S510)。选择第一自我保护行驶控制,并且为标志F设定值1。因此,在步骤S510中作出肯定的判定。然后,判定第一温差ΔTs1是否大于值0(步骤S520)。如果第一温差ΔTs1大于值0,则选择第一自我保护行驶控制(步骤S530),为标志F设定值1(步骤S540),并且该控制终止。相应地,在低SOC范围自我保护行驶控制中,首先选择第一自我保护行驶控制,并且第一自我保护行驶控制被连续地执行直至第一温差ΔTs1达到值0。即,优先地选择第一自我保护行驶控制。这是基于以下事实,即,在第一自我保护行驶控制中,车辆与电池50的充电相结合地行驶。在另一方面,当优先地选择第二自我保护行驶控制时,在第二自我保护行驶控制中,车辆与电池50的放电相结合地行驶。因此,荷电状态SOC进一步降低,并且电池50可能地被过度放电。因此,通过优先地选择第一自我保护行驶控制,电池50的过度放电能够受到抑制。
如果在荷电状态SOC小于通常控制范围的下限值的状态中第一温差ΔTs1达到值0,则在步骤S520中作出否定的判定。在该情形中,选择第二自我保护行驶控制(步骤S560),为标志F设定值0(步骤S570),并且该控制终止。即,第一自我保护行驶控制被切换到第二自我保护行驶控制。如果在这种状态中再次执行低SOC范围自我保护行驶控制,则标志F具有值0,并且因此在步骤S510中作出否定的判定。然后,判定第二温差ΔTs2是否大于值0(步骤S550)。在第一自我保护行驶控制被连续地执行的同时,逆变器42的元件被以某个程度冷却。相应地,第二温差ΔTs2变得大于值0。结果,在步骤S550中作出肯定的判定,并且选择第二自我保护行驶控制。即,当选择第二自我保护行驶控制时,在荷电状态SOC小于通常控制范围的下限值的状态中,第二自我保护行驶控制被连续地执行直至第二温差ΔTs2达到值0。
在第二自我保护行驶控制被连续地执行的同时第二温差ΔTs2达到值0的情形中,在步骤S550中作出否定的判定,选择第一自我保护行驶控制(步骤S530)、为标志F设定值1(步骤S540),并且该控制终止。即,第二自我保护行驶控制被切换到第一自我保护行驶控制。此时,在第二自我保护行驶控制被连续地执行的同时,逆变器41的元件被以某个程度冷却。相应地,第一温差ΔTs1变得大于值0。因此,第一自我保护行驶控制被连续地选择直至第一温差ΔTs1达到值0。根据至此已经描述地,在荷电状态SOC小于通常控制范围的下限值的状态中,首先选择第一自我保护行驶控制。然后,在被执行直至第一温差ΔTs1达到值0的第一自我保护行驶控制和被执行直至第二温差ΔTs2达到值0的第二自我保护行驶控制交替的同时,实现了自我保护行驶。当执行第一自我保护行驶控制时,逆变器42的元件被以某个程度冷却。当执行第二自我保护行驶控制时,逆变器41的元件被以某个程度冷却。因此,通过交替地执行第一自我保护行驶控制和第二自我保护行驶控制,能够进一步延长自我保护行驶距离。
在至此已经描述的实施例的混合动力车辆20中,在HV单元冷却器60发生异常的情形中,通过基于电池50的荷电状态SOC、通过从第一负荷率限制温度Tset1减去逆变器41的元件温度Ts1获得的第一温差ΔTs1和通过从第二负荷率限制温度Tset2减去逆变器42的元件温度Ts2获得的第二温差ΔTs2在第一自我保护行驶控制和第二自我保护行驶控制之间切换实现了自我保护行驶。当通过第一自我保护行驶控制实现自我保护行驶时,逆变器41的元件温度Ts1增加;然而,被关闭的逆变器42的元件温度Ts2被以某个程度降低。在另一方面,当通过第二自我保护行驶控制实现自我保护行驶时,逆变器42的元件温度Ts2增加;然而,被关闭的逆变器41的元件温度Ts1被以某个程度降低。相应地,在通过在第一自我保护行驶控制和第二自我保护行驶控制之间切换实现自我保护行驶的情形中,能够抑制逆变器41的元件和逆变器42的元件的温度同时增加、负荷率限制在相对短的时间中被施加到电动机MG1和电动机MG2并且不再能够实现自我保护行驶的这种情况。因此,能够延长自我保护行驶距离。结果,能够进一步适当地实现自我保护行驶。
在该实施例的混合动力车辆20中,在当HV单元冷却器60发生异常时电池50的荷电状态SOC大于通常控制范围的上限值的情形中,与电池50的放电相结合地实现自我保护行驶的第二自我保护行驶控制被优先地选择。以该方式,电池50的过度充电能够受到抑制。另外,通过交替被执行直至第二温差ΔTs2达到值0的第二自我保护行驶控制和被执行直至第一温差ΔTs1达到值0的第一自我保护行驶控制而实现了自我保护行驶。因此,能够进一步延长自我保护行驶距离。
在该实施例的混合动力车辆20中,在当HV单元冷却器60发生异常时电池50的荷电状态SOC在通常控制范围内并且第一温差ΔTs1和第二温差ΔTs2中的至少一个大于阈值Tref的情形中,选择第二自我保护行驶控制,并且通过交替被执行直至第二温差ΔTs2达到阈值Tref的第二自我保护行驶控制和被执行直至第一温差ΔTs1达到阈值Tref的第一自我保护行驶控制而实现了自我保护行驶。以该方式,在逆变器41、42的元件温度Ts1、Ts2具有相对于第一负荷率限制温度Tset1和第二负荷率限制温度Tset2的裕度的状态中,能够进一步延长自我保护行驶距离。进而,在第一温差ΔTs1和第二温差ΔTs2这两者均至多等于阈值Tref并且第一温差ΔTs1大于第二温差ΔTs2的情形中选择第一自我保护行驶控制。在第一温差ΔTs1至多等于第二温差ΔTs2的情形中,选择第二自我保护行驶控制。然后,通过执行起初选择的自我保护行驶控制并且然后交替被执行直至第一温差ΔTs1达到值0的第一自我保护行驶控制和被执行直至第二温差ΔTs2达到值0的第二自我保护行驶控制实现了自我保护行驶。以该方式,通过抑制自我保护行驶控制的频繁切换,能够进一步延长自我保护行驶距离。
在该实施例的混合动力车辆20中,在当HV单元冷却器60发生异常时电池50的荷电状态SOC小于通常控制范围的下限值的情形中,与电池50的充电相结合地实现自我保护行驶的第一自我保护行驶控制被优先地选择。以该方式,电池50的过度放电能够受到抑制。另外,通过交替被执行直至第一温差ΔTs1达到值0的第一自我保护行驶控制和被执行直至第二温差ΔTs2达到值0的第二自我保护行驶控制而实现了自我保护行驶。因此,能够进一步延长自我保护行驶距离。
在该实施例的混合动力车辆20中,在当HV单元冷却器60发生异常时电池50的荷电状态SOC在通常控制范围内并且第一温差ΔTs1和第二温差ΔTs2中的至少一个大于阈值Tref的情形中选择第二自我保护行驶控制。然而,可以首先选择第一自我保护行驶控制。
在该实施例的混合动力车辆20中,在当HV单元冷却器60发生异常时电池50的荷电状态SOC大于通常控制范围的上限值并且选择第一自我保护行驶控制的情形中,第一自我保护行驶控制被连续地选择直至第一温差ΔTs1达到值0。然而,在电池50的荷电状态SOC达到容许最大值Smax的情形中,即使当第一温差ΔTs1没有达到值0时,第一自我保护行驶控制仍然可以被切换到第二自我保护行驶控制。在该情形中高SOC范围自我保护行驶控制的一个实例在图8中示出。注意容许最大值Smax是能够适当地使用电池50的最大荷电状态。通过将电池50充电至该容许最大值Smax或者更小,能够抑制电池50的显著劣化。在选择第一自我保护行驶控制之后,判定电池50的荷电状态SOC是否小于容许最大值Smax(步骤S235)。如果电池50的荷电状态SOC小于容许最大值Smax,则判定第一温差ΔTs1是否大于值0(步骤S240)。如果判定第一温差ΔTs1大于值0,则选择第一自我保护行驶控制(步骤S250),为标志F设定值1(步骤S260),并且该控制终止。因此,在电池50的荷电状态SOC小于容许最大值Smax的状态中,第一自我保护行驶控制被连续地执行直至第一温差ΔTs1达到值0。在另一方面,如果在第一温差ΔTs1达到值0之前电池50的荷电状态SOC达到容许最大值Smax,则选择第二自我保护行驶控制(步骤S220),为标志F设定值0(步骤S230),并且该控制终止。通过执行变型实例的这种高SOC范围自我保护行驶控制,能够避免电池50的荷电状态SOC超过容许最大值Smax。结果,电池50的过度充电能够受到抑制。
在该实施例的混合动力车辆20中,在当HV单元冷却器60发生异常时电池50的荷电状态SOC小于通常控制范围的下限值并且选择第二自我保护行驶控制的情形中,第二自我保护行驶控制被连续地选择直至第二温差ΔTs2达到值0。然而,在电池50的荷电状态SOC达到容许最小值Smin的情形中,即使当第二温差ΔTs2没有达到值0时,第二自我保护行驶控制仍然可以被切换到第一自我保护行驶控制。在该情形中低SOC范围自我保护行驶控制的一个实例在图9中示出。注意容许最小值Smin是能够适当地使用电池50的最小荷电状态。通过将电池50充电至这个容许最小值Smin或者更大,能够抑制电池50的显著劣化。在选择第二自我保护行驶控制之后,判定电池50的荷电状态SOC是否大于容许最小值Smin(步骤S545)。如果电池50的荷电状态SOC大于容许最小值Smin,则判定第二温差ΔTs2是否大于值0(步骤S550)。如果判定第二温差ΔTs2大于值0,则选择第二自我保护行驶控制(步骤S560),为标志F设定值0(步骤S570),并且该控制终止。因此,在电池50的荷电状态SOC小于容许最小值Smin的状态中,第二自我保护行驶控制被连续地执行直至第二温差ΔTs2达到值0。在另一方面,如果在第二温差ΔTs2达到值0之前电池50的荷电状态SOC达到容许最小值Smin,则在步骤S545中作出否定的判定,选择第一自我保护行驶控制(步骤S530),为标志F设定值1(步骤S540),并且该控制终止。通过执行变型实例的这种低SOC范围自我保护行驶控制,能够避免电池50的荷电状态SOC降至低于容许最小值Smin。结果,电池50的过度放电能够受到抑制。
在该实施例的混合动力车辆20中,在当HV单元冷却器60发生异常时执行第一自我保护行驶控制的情形中,逆变器42关闭。在当HV单元冷却器60发生异常时执行第二自我保护行驶控制的情形中,逆变器41关闭。然而,逆变器42可以受到控制使得在第一自我保护行驶控制的执行期间利用逆变器42使电动机MG2的扭矩获得值0,并且逆变器41可以受到控制使得在第二自我保护行驶控制的执行期间利用逆变器41使电动机MG1的扭矩获得值0。而且,在该情形中,与从电动机MG1和电动机MG2这两者输出扭矩的情形相比较,逆变器41、42的元件温度Ts1、Ts2中的每个温度的增加都能够受到抑制。
在该实施例中,发动机22是“发动机”的一个实例,电动机MG1是“第一电动机”的一个实例,逆变器41是“第一逆变器”的一个实例,并且行星齿轮30是“行星齿轮机构”的一个实例。另外,电动机MG2是“第二电动机”的一个实例,逆变器42是“第二逆变器”的一个实例,电池50是“电池”的一个实例,并且HV单元冷却器60是“冷却器”的一个实例。进而,HVECU 70、发动机ECU 24、电动机ECU 40,和电池ECU 52每一个都是“电子控制单元”的一个实例。
实施例能够总结如下。当冷却器发生异常时,通过基于电池的荷电状态SOC、通过从第一负荷率限制温度Tset1减去用于电动机MG1的逆变器的元件温度Ts1获得的第一温差ΔTs1和通过从第二负荷率限制温度Tset2减去用于电动机MG2的逆变器的元件温度Ts2获得的第二温差ΔTs2在不使用来自电动机MG2的动力的第一自我保护行驶控制和仅仅使用来自电动机MG2的动力的第二自我保护行驶控制之间切换来实现自我保护行驶。在执行第一自我保护行驶控制的同时,用于电动机MG2的逆变器的元件温度Ts2以某个程度降低,并且在执行第二自我保护行驶控制的同时,用于电动机MG1的逆变器的元件温度Ts1以某个程度降低。因此,能够通过在第一自我保护行驶控制和第二自我保护行驶控制之间切换实现自我保护行驶来延长自我保护行驶距离。
通过使用实施例,至此已经描述了用于实现本发明的模式。然而,本发明不以任何方式限制于这种实施例。显然,在不从本发明的主旨偏离的范围内,能够以各种模式实现本发明。
本发明能够被用于混合动力车辆制造工业等。

Claims (10)

1.一种混合动力车辆,其特征在于包括:
发动机:
第一电动机,所述第一电动机被构造成能够输入动力和输出动力;
第一逆变器,所述第一逆变器被构造成驱动所述第一电动机;
行星齿轮机构,所述行星齿轮机构具有三个旋转元件,所述三个旋转元件被分别连接到所述发动机的输出轴、所述第一电动机的旋转轴和驱动轴,所述驱动轴被联接到车轴;
第二电动机,所述第二电动机被构造成能够向所述驱动轴输入动力和从所述驱动轴输出动力;
第二逆变器,所述第二逆变器被构造成驱动所述第二电动机;
电池,所述电池被构造成经由所述第一逆变器从所述第一电动机接收电力和经由所述第一逆变器向所述第一电动机传输电力,所述电池被构造成经由所述第二逆变器从所述第二电动机接收电力和经由所述第二逆变器向所述第二电动机传输电力;
冷却器,所述冷却器被构造成冷却至少所述第一逆变器和所述第二逆变器;和
电子控制单元,所述电子控制单元被构造成控制所述发动机、所述第一电动机和所述第二电动机,使得在第一自我保护行驶控制中,所述混合动力车辆不通过使用来自所述第二电动机的动力而是通过使用来自所述发动机和所述第一电动机的动力行驶,所述电子控制单元被构造成控制所述发动机、所述第一电动机和所述第二电动机,使得在第二自我保护行驶控制中,所述混合动力车辆不通过使用来自所述发动机和所述第一电动机的动力而是通过使用来自所述第二电动机的动力行驶,所述电子控制单元被构造成当所述冷却器发生异常时,基于第一温差、第二温差和荷电状态在所述第一自我保护行驶控制和所述第二自我保护行驶控制之间切换,所述第一温差是通过从将负荷率限制施加到所述第一电动机的第一负荷率限制温度减去所述第一逆变器的元件温度获得的值,所述第二温差是通过从将所述负荷率限制施加到所述第二电动机的第二负荷率限制温度减去所述第二逆变器的元件温度获得的值,并且所述荷电状态是所述电池的剩余充电容量对完全充电容量的比率。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆,其中,所述电子控制单元被构造成在执行所述第一自我保护行驶控制的同时关闭所述第二逆变器,并且所述电子控制单元被构造成在执行所述第二自我保护行驶控制的同时关闭所述第一逆变器。
3.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆,其中,所述电子控制单元被构造成当所述荷电状态大于通常控制范围的上限值时,相对于所述第一自我保护行驶控制优先地执行所述第二自我保护行驶控制。
4.根据权利要求3所述的混合动力车辆,其中,所述电子控制单元被构造成当所述荷电状态大于所述通常控制范围的所述上限值时,基于条件i)和ii)在所述第一自我保护行驶控制和所述第二自我保护行驶控制之间切换:
i)执行所述第一自我保护行驶控制,直至所述第一温差达到第一阈值,和
ii)执行所述第二自我保护行驶控制,直至所述第二温差达到所述第一阈值。
5.根据权利要求4所述的混合动力车辆,其中,所述电子控制单元被构造成在执行所述第一自我保护行驶控制的同时所述荷电状态达到预定容许最大值的情形中,与所述第一温差无关地从所述第一自我保护行驶控制切换到所述第二自我保护行驶控制。
6.根据权利要求1到5中的任一项所述的混合动力车辆,其中,所述电子控制单元被构造成在当所述荷电状态在所述通常控制范围内时所述第一温差和所述第二温差中的一个温差大于第二阈值的情形中,基于条件iii)和iv)在所述第二自我保护行驶控制和所述第一自我保护行驶控制之间切换:
iii)执行所述第二自我保护行驶控制,直至所述第二温差达到所述第二阈值,和
iv)执行所述第一自我保护行驶控制,直至所述第一温差达到所述第二阈值。
7.根据权利要求6所述的混合动力车辆,其中,所述电子控制单元被构造成在当所述荷电状态在所述通常控制范围内时所述第一温差和所述第二温差至多等于所述第二阈值的情形中,基于条件v)和vi)在所述第一自我保护行驶控制和所述第二自我保护行驶控制之间切换:
v)执行所述第一自我保护行驶控制,直至所述第一温差达到小于所述第二阈值的第三阈值,和
vi)执行所述第二自我保护行驶控制,直至所述第二温差达到所述第三阈值。
8.根据权利要求1到7中的任一项所述的混合动力车辆,其中,所述电子控制单元被构造成当所述荷电状态小于所述通常控制范围的下限值时,相对于所述第二自我保护行驶控制优先地执行所述第一自我保护行驶控制。
9.根据权利要求8所述的混合动力车辆,其中,所述电子控制单元被构造成当所述荷电状态小于所述通常控制范围的所述下限值时,基于条件vii)和viii)在所述第一自我保护行驶控制和所述第二自我保护行驶控制之间切换:
vii)执行所述第一自我保护行驶控制,直至所述第一温差达到第四阈值,和
viii)执行所述第二自我保护行驶控制,直至所述第二温差达到所述第四阈值。
10.根据权利要求9所述的混合动力车辆,其中,所述电子控制单元被构造成在执行所述第二自我保护行驶控制的同时所述荷电状态达到预定容许最小值的情形中,与所述第二温差无关地从所述第二自我保护行驶控制切换到所述第一自我保护行驶控制。
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