CN111465541A - 混合动力车辆的控制方法和混合动力车辆的控制装置 - Google Patents

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Abstract

混合动力车辆的控制方法为具备利用发动机的动力对蓄电池进行充电的发电机以及利用蓄电池的电力对驱动轮进行驱动的电动马达的混合动力车辆的控制方法。控制方法用于控制发电机和电动马达，并且接受用于设定通常模式、再生行驶模式以及静音模式中的任一个模式的模式设定，该再生行驶模式为与通常模式相比由电动马达产生的再生制动力较大的模式，该静音模式为限制利用发动机进行的充电的模式，在设定了通常模式的情况下，不接受静音模式的设定，在设定了再生行驶模式的情况下，接受静音模式的设定。

Description

混合动力车辆的控制方法和混合动力车辆的控制装置
技术领域
本发明涉及一种混合动力车辆的控制方法和混合动力车辆的控制装置。
背景技术
在由马达驱动车轮的电动车辆中，存在利用发动机驱动用于对作为马达的驱动源的蓄电池进行充电的发电机的电动车辆。这种电动车辆由于将发动机、发电机、马达以及车轮以串联(series)方式连接而被称为串联式混合动力车辆。近年来，如JP4793233B中公开的那样，开发出了与行驶状态相应的各种行驶模式，实现了耗油率、操作性的改进，在串联式混合动力车辆中也进行了同样的模式开发。另外，如JP6233420B中公开的那样还开发出如下一种车辆：在加速踏板开度小时，将再生力设定得大，并且施加再生力直到车速变为零为止，由此仅通过加速踏板操作就能够控制车辆的起步、行驶、停止。
发明内容
在串联式混合动力车辆中，当蓄电池的充电量变少时，通过发动机驱动来利用发电机进行充电。然而，由于发动机的驱动声音比马达的驱动声音大，因此寻求开发一种能够在适当的条件下选择抑制这种驱动声音那样的模式的技术。
本发明的混合动力车辆的控制方法为具备利用发动机的动力对蓄电池进行充电的发电机以及利用蓄电池的电力对驱动轮进行驱动的电动马达的混合动力车辆的控制方法。控制方法用于控制发电机和电动马达，并且接受用于设定通常模式、再生行驶模式以及静音模式中的任一个模式的模式设定，该再生行驶模式为与通常模式相比由电动马达产生的再生制动力较大的模式，该静音模式为限制利用发动机进行的充电的模式，在设定了通常模式的情况下，不接受静音模式的设定，在设定了再生行驶模式的情况下，接受静音模式的设定。
附图说明
图1是示出本实施方式的混合动力车辆的结构的框图。
图2是示出与发动机1有关的结构的图。
图3是示出能够通过模式开关10选择的行驶模式的图。
图4是示出选择了通常模式或节能模式(ECO mode)的情况下的蓄电池的充电量与时间的关系的曲线图。
具体实施方式
下面，参照附图来对本发明的实施方式进行说明。
图1是示出本发明的实施方式所涉及的混合动力车辆的结构的框图。
如图1所示，混合动力车辆100具备发动机(内燃机)1、发电机2、蓄电池3、电动马达4、齿轮5、车轴6、驱动轮7、以及对混合动力车辆100的驱动系统进行控制的马达控制器8。混合动力车辆100构成为将由发电机2利用发动机1的动力所产生的电力供给到蓄电池3并基于蓄电池3的电力使电动马达4旋转从而对驱动轮7进行驱动的所谓的串联式的混合动力车辆。因而，在混合动力车辆100中，发动机1的动力不是被用作用于使车辆行驶的动力源，而是被用作用于使发电机2发电的动力源。
发动机1经由减速机(未图示)来与发电机2机械连结。发电机2与蓄电池3以能够输送和接收电力的方式连接。蓄电池3与马达控制器8之间以及马达控制器8与电动马达4之间也以能够输送和接收电力的方式连接。电动马达4经由齿轮5来与车轴6机械连结，车轴6与驱动轮7机械连结。
发动机1的驱动力被传递至发电机2，发电机2通过发动机1的驱动力来进行发电。发电机2的发电电力被充入蓄电池3。蓄电池3的电力经由马达控制器8被传递至电动马达4。通过蓄电池3的电力来驱动电动马达4。电动马达4的驱动力经由齿轮5和车轴6被传递至驱动轮7。驱动轮7通过电动马达4的驱动力而旋转，从而车辆行驶。
混合动力车辆100还具备：车辆控制器9，其对包括马达控制器8的混合动力车辆100整体进行控制；模式开关(mode switch)10，其用于从多个行驶模式中选取一个行驶模式；制动器液压传感器11，其用于探测制动力；以及加速踏板位置传感器12，其用于探测加速踏板开度。车辆控制器9作为实施方式所涉及的控制装置发挥功能。
车辆控制器9与模式开关10、制动器液压传感器11以及加速踏板位置传感器12分别电连接。车辆控制器9从模式开关10接收表示被选择的行驶模式的信号，从制动器液压传感器11接收表示制动器液压的信号，从加速踏板位置传感器12接收表示加速踏板开度的信号。模式开关由未图示的两种开关构成，一方为能够在通常模式与节能模式之间切换选择的开关，另一方为能够在静音模式与充电模式之间切换选择的开关。关于这些通常模式、节能模式、静音模式、充电模式的详细内容在后面记述。
车辆控制器9与马达控制器8电连接。车辆控制器9对马达控制器8发送指令转矩。车辆控制器9从马达控制器8接收表示电动马达4的马达转速的信号以及表示车辆行驶的道路的坡度信息的信号。
车辆控制器9例如能够通过具备CPU(中央处理装置)、存储器以及输入输出部的通用的微计算机来实现。将用于使微计算机作为车辆控制器9发挥功能的计算机程序(驱动力控制程序)安装到微计算机中来执行。由此，通用的微计算机作为车辆控制器9发挥功能。此外，在此，示出通过软件来实现车辆控制器9的例子，但是当然还能够准备用于执行下面所示的各信息处理的专用的硬件来构成车辆控制器9。另外，也可以通过独立的硬件来构成车辆控制器9中包括的多个单元。并且，不只是车辆控制器9，马达控制器8也能够同样地以软件或专用的硬件来实现。并且，车辆控制器9和马达控制器8也可以兼用作对车辆施加的其它控制中使用的电子控制单元(ECU)。
图2是示出与发动机1有关的结构的图。
如使用图1说明的那样，发动机1、发电机2以及蓄电池3被直接连接。
在发动机1中，从燃料箱(未图示)供给的燃料经由进气节气阀21被导入，并利用经由进气通路22流入的进气而燃烧。并且，在进气通路22分支出负压通路23，该负压通路23与真空助力器(日文：マスタバック)24连接设置。
真空助力器24为利用从负压通路23供给的发动机1的进气负压来对驾驶员的制动踏板踏力进行辅助的装置。利用真空助力器24的这种功能，来辅助踩踏操作，因此即使以较轻的力踩踏制动踏板11A也能够获得足够的制动力。
具体地说，在发动机1旋转的期间关闭进气节气阀21，从而进气通路22变为负压(比大气压低的气压)，该负压经由负压通路23导入到真空助力器24。真空助力器24的内部通过膜片(diaphragm)被划分为两个腔室，在驾驶员没有踩踏制动踏板11A时向两个腔室导入负压。
当驾驶员踩踏制动踏板11A时，仅向踏板侧的腔室导入大气压，利用腔室间所产生的压力差来辅助驾驶员的制动踏板踏力。因此，在驾驶员通过制动踏板11A进行制动的情况下，为了辅助制动踏板踏力，必须使真空助力器24的两个腔室变为负压。因此，在制动踏板11A被踩踏时，如果真空助力器24的两个腔室没有变为负压，则需要在关闭了进气节气阀21的状态下，利用蓄电池3的电力驱动发电机2来使发动机1通过动力运转进行空运转而生成负压。此外，像这样的发动机1的空转被称为电动回转(motoring)。
此外，真空助力器24与作为车辆控制器9的一部分的制动器ECU 9B连接。制动器ECU 9B能够探测真空助力器内的压力等。
另外，车辆控制器9还具备发动机ECU 9E，发动机ECU 9E对进气节气阀21及发动机1的VTC(Variable Timig Control：可变定时控制)1A等进行控制。
在此，车辆控制器9根据通过模式开关10选择的行驶模式，来对发动机1、电动马达4等进行控制。
图3是示出能够通过模式开关10选择的行驶模式的图。在这些行驶模式中包含通常模式、节能模式、静音模式以及充电模式。而且，图中的箭头表示能够从一个模式变更为其它的模式。即，在两个模式之间没有记载箭头表示两者不能进行模式切换。
在设定了通常模式的情况中，在行驶过程中释放了加速踏板的情况下，马达控制器8将由电动马达4产生的再生制动力设定为零或相对较小，使得能够进行以往的汽油发动机中的滑行行驶。
另一方面，在设定了节能模式的情况下，马达控制器8进行控制，使得与设定通常模式的情况相比，针对加速踏板操作的加速响应平缓并且由电动马达4产生的再生制动力相对较大。即，在设定了节能模式的情况下，当加速踏板开度变小时，马达控制器8利用电动马达4产生比与发动机制动器相当的制动力大的再生制动力。在设定了节能模式时，实施与JP6233420B中的记载同样的电动马达控制。具体地说，如JP6233420B中的图3所示的那样，设定为加速踏板被释放时的再生转矩大且产生再生转矩直到车速为零为止。即，仅通过加速踏板操作就能够进行起步、停止。
在设定了静音模式的情况下，车辆控制器9不驱动发动机1，从而不进行由发电机2针对蓄电池3的发电。静音模式由于不利用发动机1来进行发电从而不产生发动机声音，因此适合于在住宅区等行驶。
在设定了充电模式的情况下，车辆控制器9驱动发动机1，来进行由发电机2针对蓄电池3的发电。在设定了充电模式的情况下，优先进行的是发电机2利用发动机1的驱动力进行的发电，以使蓄电池3的充电量达到基准值。充电模式是假定为了在使发动机1停止的节能模式之前预先使蓄电池3的充电量增多而使用的模式。
在车辆控制器9中，始终根据对模式开关10的操作来接受通常模式与节能模式之间的切换。另一方面，静音模式和充电模式构成为仅在处于节能模式的情况下接受切换。像这样构成为仅在处于节能模式的情况下能够在静音模式与充电模式之间进行选择的理由如下。
在选择了节能模式的情况下进行积极的再生制动，与此相对，在选择了通常模式的情况下，由电动马达4产生的再生制动相比较而言受到抑制。在选择了发动机1的驱动受到抑制的静音模式的情况下，期望积极地进行再生制动以防止蓄电池3的充电量降低，因此仅在处于进行积极的再生制动的节能模式的情况下能够选择静音模式。
另外，在设定了充电模式的情况下，积极地驱动发动机1来使蓄电池3的充电量增加。像这样的充电模式应当在如静音模式那样抑制利用发动机1进行的充电之前的阶段进行。因此，通过构成为仅在能够选择静音模式的节能模式时能够选择充电模式，能够实现静音模式与充电模式成一体式的应用。
并且，马达控制器8进行图4所示的控制。
图4是示出选择了通常模式或节能模式的情况下的蓄电池3的充电量(SOC)和时间t的曲线图。纵轴表示充电量，横轴表示时间。
在如本实施方式中说明的混合动力车辆100中，蓄电池3通过由发动机1进行的发电以及电动马达4中的再生制动来被充电。由于蓄电池3的充电量根据驾驶状态而降低，因此在蓄电池3的充电量低于45％(下限值)的情况下，马达控制器8驱动发动机1来开始利用发电机2对蓄电池3充电。而且，当蓄电池3的充电量例如变为60％时，马达控制器8使发动机1停止来停止对蓄电池3充电。此外，在选择了通常模式或节能模式的情况下进行这种发电控制。
而且，设定了节能模式的情况下向静音模式的变更与蓄电池3的充电量的关系如下。马达控制器8在SOC超过例如为51％的第一规定值(静音模式许可阈值)的情况下设为能够选择静音模式，并且在SOC低于例如为48％的第二规定值(静音模式解除阈值)的情况下，解除所设定的静音模式并再次设定节能模式。
如上所述，作为下限值的45％为用于在蓄电池3的充电量低于该值的情况下开始利用发动机1进行充电的阈值。在下限值小的情况下，混合动力车辆100不能行驶的危险变高，另一方面，在下限值大的情况下，有充电频度变高的担忧，因此考虑两者的平衡来设定下限值。
作为第二规定值(静音模式解除阈值)的48％为具有如下的余裕的值：该余裕用于避免在不驱动发动机1的静音模式被解除的情况下立即开始由发动机1进行发电。假设在第二规定值为与下限值相同的45％的情况下，导致紧接在静音模式被解除之后驱动发动机1来开始进行充电。为了抑制像这样的发动机1的驱动，将第二规定值设定为比下限值高3％。
此外，3％这个值设为是如下面那样决定出的值。即，是决定为在静音模式被解除并转变为节能模式之后即使增强踩踏加速踏板也不会立即开始利用发动机1的驱动来进行充电的值。具体地说，例如，设为在增强加速的情况下以规定的加速度(0.3G)从20km/h加速至50km/h的情况下的蓄电池3的充电量的降低为3％。在这样的条件下，将比作为下限值的45％大3％的48％设定为第二规定值。通过这样设定第二规定值，即使进行了增强加速，蓄电池3的充电量也不会低于下限值(SOC：45％)，因此能够抑制发动机1的驱动。
作为第一规定值(静音模式许可阈值)的51％被设定为比作为第二规定值的48％高3％。该3％是如下面那样设定的。静音模式由于发动机1停止因此能够进行静音行驶，从而驾驶员在自家附近时选择静音模式。统计上来说，从干线道路到自家之间的距离为300米，行驶该300米所需要的蓄电池3的充电量为3％。因此，将比作为第二规定值的48％大3％的51％设定为第一规定值。通过这样设定第一规定值，回家时的充电量不会低于48％，因此能够抑制在到家之前的期间静音模式被解除。
此外，上述实施方式中示出的值为一例，并不限定于这些数值。
除了上述的模式以外，也可以还具备运动模式。运动模式为与节能模式同样地比通常模式进行更多的再生制动的模式，并且为与通常模式相比加速踏板的响应性更高且提高了驾驶性能的模式。因而，也可以将与通常模式相比进行更多的再生制动的节能模式和运动模式称为再生行驶模式。
此外，在本实施方式中，使用在静音模式时不驱动发动机1的例子进行了说明，但是不限于此。也可以构成为在静音模式时通过使发动机1以低的旋转速度进行旋转，来降低发动机1的驱动声音。通过以低输出驱动发动机1，也能够实现静音模式的功能。
根据本实施方式，能够获得下面的效果。
根据本实施方式的混合动力车辆的控制方法，在利用发动机1的驱动力对蓄电池3进行充电那样的串联式混合动力的混合动力车辆100中，构成为能够接受通常模式、再生行驶模式(节能模式和运动模式)以及静音模式的模式设定。而且，在选择了再生行驶模式的情况下，能够接受静音模式，但是在选择了通常模式的情况下，不接受静音模式。
在选择了再生行驶模式的情况下，进行积极的再生制动，因此与通常模式相比易于使蓄电池3的充电量变大。在选择了抑制发动机1的驱动的静音模式的情况下，由于不对蓄电池3进行充电，因此优选的是处于静音模式设定时的蓄电池3的充电量高且积极地进行再生制动那样的再生行驶模式。因而，构成为仅在选择了再生行驶模式的情况下接受静音模式的设定。
根据本实施方式的混合动力车辆的控制方法，还能够选择充电模式。在充电模式中，积极地驱动发动机1来使蓄电池3的充电量增加。像这样的充电模式应当在如静音模式那样抑制由发动机1对蓄电池3进行的充电之前的阶段进行。因此，通过构成为仅在能够选择静音模式的节能模式时能够选择充电模式，由此能够实现静音模式与充电模式成一体式的应用，因此能够提高驾驶性。
根据本实施方式的混合动力车辆的控制方法，设置有从发动机1的进气通路22分支出的负压通路23。通过关闭设置于进气通路22的进气节气阀21而生成的负压经由负压通路23被供给到真空助力器24的两个腔室。利用像这样的真空助力器24的负压来辅助对制动踏板11A的踩踏操作。
在踩踏了制动踏板11A的情况下，如果真空助力器24的两个腔室没有变为负压，则必须使发动机1工作以生成负压。假定在真空助力器24的两个腔室不为负压且发动机1未驱动的状态下踩踏制动踏板11A。在该假定中，需要在保持进气节气阀21被关闭的状态下利用蓄电池3驱动发电机2来使发动机1动力运转(电动回转控制)。然而，在电动回转控制时，有可能导致产生发动机1的旋转声音。
在此，在与通常模式相比再生制动的频度高的节能模式中，相比较而言不进行利用制动踏板11A的操作。因此，通过仅在节能模式时能够选择静音模式，能够抑制由于踩踏制动踏板11A而引起的电动回转，因此能够保持混合动力车辆100的静音性。
根据本实施方式的混合动力车辆的控制方法，当蓄电池3的充电量低于强制充电开始的下限值时，驱动发动机1来开始利用发电机2进行发电。
在选择了节能模式且蓄电池3的充电量超过比强制充电开始的下限值大、更详细地说是比第二规定值(静音模式解除阈值)大的第一规定值(静音模式许可阈值)的情况下，允许选择静音模式。在此，由于认为在驾驶员去向自家的情况下在从干线道路进入到了住宅区时选择静音模式，因此通过将第一规定值(静音模式许可阈值)事先设定为比第二规定值(静音模式解除阈值)大，能够降低在到达自家的时间点静音模式被解除的担忧。
另外，在选择静音模式的状态下蓄电池3的充电量低于比强制充电开始的下限值大的第二规定值(静音模式解除阈值)的情况下，解除静音模式并且选择节能模式。在此，假定为在蓄电池3的充电量低于第二规定值(静音模式解除阈值)从而解除了静音模式时还存在增强加速请求。在像这样的假定中，由于第二规定值(静音模式解除阈值)比强制充电开始的下限值大，因此充电量不低于强制充电开始的下限值，从而能够抑制通过驱动电动马达4而强制开始充电，能够期待利用再生制动来恢复充电量。
以上对本发明的实施方式进行了说明，但是上述实施方式只是示出了本发明的应用例的一部分，并非旨在将本发明的技术范围限定为上述实施方式的具体结构。

Claims (8)

1.一种混合动力车辆的控制方法，所述混合动力车辆具备：发电机，其利用发动机的动力对蓄电池进行充电；以及电动马达，其利用所述蓄电池的电力对驱动轮进行驱动，在所述混合动力车辆的控制方法中，
控制所述发电机和所述电动马达，并且接受用于设定通常模式、再生行驶模式以及静音模式中的任一个模式的模式设定，所述再生行驶模式为与所述通常模式相比由所述电动马达产生的再生制动力较大的模式，所述静音模式为限制利用所述发动机进行的充电的模式，
在设定了所述通常模式的情况下，不接受所述静音模式的设定，
在设定了所述再生行驶模式的情况下，接受所述静音模式的设定。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的控制方法，其中，
进一步，不接受用于设定充电模式的模式设定，该充电模式为由所述发电机进行发电的模式，
在设定了所述通常模式的情况下，不接受所述充电模式的设定，
在设定了所述再生行驶模式的情况下，接受所述充电模式的设定。
3.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆的控制方法，其中，
所述混合动力车辆具有制动踏板，所述制动踏板构成为利用在所述发动机的进气通路中生成的负压来辅助对该制动踏板的踩踏操作，
在所述控制方法中，在需要生成用于辅助所述制动踏板的负压的情况下，通过进行电动回转控制，来在所述进气通路中生成负压，其中，所述电动回转控制是指利用所述蓄电池驱动所述发电机，来使所述发动机。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的混合动力车辆的控制方法，其中，
在所述控制方法中，
在所述蓄电池的充电量低于下限值的情况下，驱动所述发动机来利用所述发电机对所述蓄电池进行充电，
在选择了所述再生行驶模式的情况中，在所述充电量超过比所述下限值大的第一规定值的情况下，接受所述静音模式的选择，
在选择了所述静音模式的情况中，在所述充电量低于第二规定值的情况下，解除所述静音模式并设定所述再生行驶模式，所述第二规定值大于所述下限值且小于所述第一规定值。
5.一种混合动力车辆的控制装置，所述混合动力车辆具备：发电机，其利用发动机的动力对蓄电池进行充电；以及电动马达，其利用所述蓄电池的电力对驱动轮进行驱动，
所述控制装置构成为：能够控制所述发电机和所述电动马达，并且能够接受用于设定通常模式、再生行驶模式以及静音模式中的任一个模式的模式设定，所述再生行驶模式为与所述通常模式相比由所述电动马达产生的再生制动力较大的模式，所述静音模式为限制利用所述发动机进行的充电的模式，
在设定了所述通常模式的情况下，所述控制装置不接受所述静音模式的设定，
在设定了所述再生行驶模式的情况下，所述控制装置接受所述静音模式的设定。
6.根据权利要求5所述的混合动力车辆的控制装置，其中，
所述控制装置构成为根据所述模式设定，还能够接受充电模式的设定，该充电模式为由所述发电机进行发电的模式，
在设定了所述通常模式的情况下，所述控制装置不接受所述充电模式的设定，
在设定了所述再生行驶模式的情况下，所述控制装置接受所述充电模式的设定。
7.根据权利要求5或6所述的混合动力车辆的控制装置，其中，
所述混合动力车辆具有制动踏板，所述制动踏板构成为利用在所述发动机的进气通路中生成的负压来辅助对该制动踏板的踩踏操作，
在需要生成用于辅助所述制动踏板的负压的情况下，所述控制装置通过进行电动回转控制，来在所述进气通路中生成负压，所述电动回转控制是指利用所述蓄电池驱动所述发电机，来使所述发动机动力运转。
8.根据权利要求5至7中的任一项所述的混合动力车辆的控制装置，其中，
在所述蓄电池的充电量低于下限值的情况下，所述控制装置驱动所述发动机来利用所述发电机对所述蓄电池进行充电，
在选择了所述再生行驶模式的情况中，在所述充电量超过比所述下限值大的第一规定值的情况下，所述控制装置接受所述静音模式的选择，
在选择了所述静音模式的情况中，在所述充电量低于第二规定值的情况下，所述控制装置解除所述静音模式并设定所述再生行驶模式，所述第二规定值大于所述下限值且小于所述第一规定值。
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