CN111720223B - 混合动力车辆和制动混合动力车辆的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了混合动力车辆和制动混合动力车辆的方法。在该混合动力车辆中,发动机(13)和MG1(14)中的每个利用被插入的行星齿轮(20)被机械地联接到驱动轮(24)。行星齿轮(20)和MG2(15)被构造成使得从行星齿轮(20)输出的动力和从MG2(15)输出的动力被组合地传递到驱动轮(24)。当在车辆行驶期间满足第一条件时,控制器(62)停止发动机(13)中的燃烧并通过MG1(14)进行马达驱动,使得行星齿轮(20)输出减速转矩。当在混合动力车辆利用减速转矩进行减速期间除了满足第一条件之外还满足第二条件时(S20中为是),在节气门的开度被设定为第一开度以上并且WGV的开度被设定为第二开度以下的情况下,控制器(62)进行马达驱动。

Description

混合动力车辆和制动混合动力车辆的方法
相关申请的交叉引用
本非临时申请是基于2019年3月22日向日本专利局提交的日本专利申请第2019-054657号,其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本公开涉及混合动力车辆和制动混合动力车辆的方法。
背景技术
日本专利公开第2015-58924号公开了一种混合动力车辆,其包括具有涡轮增压器的发动机和电动发电机。
发明内容
混合动力车辆主要通过由电动发电机施加的再生制动、由发动机施加的发动机制动和制动装置来制动。
再生制动是指经由控制电动发电机以用作发电机来通过将车辆的动能转换成电能而施加的电制动。由再生制动产生的电力可以被存储在安装在车辆上的蓄电装置中。另一方面,再生制动受到蓄电装置的荷电状态(SOC)的限制。例如,当蓄电装置充满电时,由再生制动产生的电力不能再输入到蓄电装置中。在不能存储或消耗由再生制动产生的电力的情况下,不能实现再生制动。
发动机制动是指使用发动机的阻力的制动。例如,在车辆行驶期间,当从发动机输出与行驶阻力之间的平衡状态对发动机输出进行节流时,通过发动机制动将制动力施加到车辆。通过发动机制动控制的示例,已知在车辆减速期间通过切断向发动机的燃料来增强发动机制动的制动力。
通过驾驶员踩下制动踏板而激活的液压脚制动被熟知为制动装置。制动装置通过将动能转换成热能来施加制动。驾驶员可以通过操作加速器踏板和制动踏板来选择性地使用发动机制动和制动装置。
然而,近年来,涡轮增压的小型化发动机作为用于改善车辆的燃料消耗率的技术已经引起了人们的关注,并且已经促进了发动机尺寸的减小。涡轮增压的小型化发动机是指这样概念的一种发动机,其中通过涡轮增压器的强制进气来补偿动力不足,同时通过小型化来抑制燃料消耗(例如,减少排气量和气缸数)。在这种涡轮增压的小型化发动机中,通过小型化减少了发动机的损失,并且削弱了由发动机制动产生的制动力。因此,即使在车辆减速期间切断了发动机的燃料,也可能无法通过发动机制动获得足够的制动力。
做出本公开以解决上述问题,并且本公开的目的是提供一种在车辆减速期间通过发动机制动容易地确保足够的制动力的混合动力车辆以及一种制动混合动力车辆的方法。
根据本公开的混合动力车辆包括驱动轮、发动机、第一电动发电机(在下文中也称为“MG 1”)、第二电动发电机(在下文中也称为“MG 2”)和控制器。发动机、MG 1和MG 2中的每个都机械地联接到驱动轮。控制器控制发动机、MG 1和MG 2。发动机包括在其处进行燃烧的发动机主体,连接到发动机主体的进气通路和排气通路,涡轮增压器,设置在进气通路中的节气门,连接到排气通路的旁通通路,以及设置在旁通通路中的废气旁通阀(以下也称为“WGV”)。涡轮增压器包括设置在进气通路中的压缩机和设置在排气通路中的涡轮机。压缩机和涡轮机一起旋转。旁通通路允许排气绕过涡轮机流动。发动机和MG 1中的每个通过插入的行星齿轮机械地联接到驱动轮。行星齿轮和MG 2被构造成使得从行星齿轮输出的动力和从MG 2输出的动力被组合地传递到驱动轮。当在混合动力车辆的行驶期间满足第一条件时,控制器使发动机中的燃烧停止,并通过MG 1进行马达驱动,使得行星齿轮输出减速转矩。当在混合动力车辆利用减速转矩进行减速期间除了满足第一条件之外还满足第二条件时,在节气门的开度(以下也称为“节气门开度”)被设定为第一开度以上并且废气旁通阀的开度(以下也称为“WGV开度”)被设定为第二开度以下的情况下,控制器进行马达驱动。
在混合动力车辆中,发动机、MG 1、MG 2和行星齿轮处于上述关系。由于MG 1和发动机通过插入的行星齿轮而联接到彼此,因此MG 1可以进行发动机的马达驱动。由于MG 2机械地联接到驱动轮,因此MG 2可以施加再生制动。当在车辆行驶期间满足第一条件时,控制器使发动机中的燃烧停止,并通过MG 1进行马达驱动,使得行星齿轮输出减速转矩。当MG1进行马达驱动时,由发动机中的燃烧停止而产生的减速转矩(即由发动机制动而施加的制动力)可以传递到驱动轮。
此外,当除了满足第一条件之外还满足第二条件时,混合动力车辆的控制器通过将节气门开度设定为第一开度以上并且将WGV开度设定为第二开度以下(以下也称为“涡轮增压阀状态”)来执行前述的马达驱动。在节气门开度大且WGV开度小的情况下,进行通过涡轮增压器的强制进气,并且发动机的充气效率(即,吸入效率)和发动机的背压(即,排气侧上的压力)都变得更高。在发动机中,随着充气效率的提高,压缩功趋于更大,而随着背压的提高,排气损失趋于更大。因此,当在车辆减速期间同时满足第一条件和第二条件两者时,并且当在涡轮增压阀状态下进行前述的马达驱动时,发动机的阻力变高并且由发动机制动施加的制动力变强。因此,在混合动力车辆中,在车辆减速期间通过发动机制动容易地确保了足够的制动力。
以下,关于是否满足第一条件的确定也称为“第一确定”,并且关于是否满足第二条件的确定也称为“第二确定”。控制器可以分别或同时(即,作为一个确定)进行第一确定和第二确定。
控制器可以仅当马达驱动开始时(包括紧邻在开始之前和之后),仅在马达驱动期间,或(1)当马达驱动开始时和(2)在马达驱动期间两者进行第二确定。控制器可以在马达驱动期间重复进行第二确定。
每当满足第一条件时或者仅当满足规定要求时,才可以满足第二条件。例如,第二条件可以包括发动机的转速等于或高于第一速度的条件(在下文中也称为“Ne要求”)。换句话说,仅当发动机的转速等于或高于规定速度时,才可以满足第二条件。
在车辆行驶期间满足第一条件时,当在控制器如上所述使发动机中的燃烧停止之后恢复发动机中的燃烧时,为了抑制异常燃烧,期望在自然吸气状态中(以下也称为“NA状态”)恢复发动机的燃烧,在自然吸气状态中不进行强制进气。然而,当除了满足第一条件之外还满足第二条件并且节气门和WGV处于涡轮增压阀状态时,发动机处于强制进气状态。当随后在发动机中恢复燃烧的时刻发动机的转速低时,发动机需要一段时间才能从强制进气状态返回到NA状态并出现延迟(也称为“返回延迟”)。关于这一点,根据配置,第二条件包括Ne要求。因此,当在满足第二条件的时刻,发动机转速高,而发动机从强制进气状态返回到NA状态的时间段较短。因此,抑制了在燃烧恢复的时刻的返回延迟。
每当满足Ne要求时,可以满足第二条件,或者仅当满足Ne要求时可以不满足第二条件,而当满足除Ne要求之外的另一要求时可以满足第二条件。例如,第二条件可以包括以下条件:除了或代替Ne要求,蓄电装置的SOC等于或高于规定的SOC值,该蓄电装置接收由再生制动产生的电力,其中该再生制动是由MG 2施加的。换句话说,当蓄电装置的SOC高,并且没有通过再生制动获得大的制动力时,控制器可以通过将节气门和WGV设定为涡轮增压阀状态来使由发动机制动施加的制动力更大。SOC被定义为当前充电量相对于满充电量的比率(例如,百分比)。规定的SOC值可以被设定为100%。
混合动力车辆可以还包括检测来自驾驶员的加速要求的加速器传感器。第一条件可以包括发动机的转速等于或高于第二速度的条件以及来自驾驶员的加速要求从开启改变为关闭的条件(即,加速器已经关闭)。第二条件可以包括Ne要求,并且第二速度可以低于Ne要求中限定的第一速度。根据这种配置,当发动机转速低于第二速度时,不满足第一条件。因此,当发动机转速低时,可以在不停止发动机中的燃烧的情况下抑制发动机熄火。当在发动机转速低于第二速度的同时加速器关闭时,控制器可以将发动机设定为怠速状态。
混合动力车辆还可以包括制动传感器,该制动传感器检测来自驾驶员的制动要求。第一条件可以包括发动机的转速等于或高于第三速度的条件,以及来自驾驶员的制动要求从关闭改变为开启的条件(即,制动已经被开启)。第二条件可以包括Ne要求,并且第三速度可以低于Ne要求中限定的第一速度。因此,可以将制动的开启而不是上述加速器的关闭设定为满足第一条件的要求。
混合动力车辆还可以包括将制动力施加到驱动轮的电子可控制动装置。控制器可以不仅仅响应于制动的开启就激活电子可控制动装置,而是可以在驾驶员要求的制动量超过规定量时激活电子可控制动装置。
在涡轮增压阀状态下,节气门可以完全打开,并且WGV可以完全关闭。换句话说,可以将全开状态定义为第一开度,并且可以将全闭状态定义为第二开度。根据这种配置,当除了满足第一条件之外还满足第二条件时,容易获得由发动机制动施加的大制动力。
混合动力车辆可以包括蓄电装置,该蓄电装置能够向MG 1和MG2中的每个输入电力,以及从MG 1和MG 2中的每个输出电力。根据这种配置,可以将由MG 1和MG 2中的每个产生的电力输入到蓄电装置。MG 1和MG 2可以向彼此供应电力和从彼此接收电力。根据这种配置,控制器控制MG 2施加再生制动,使得由再生制动产生的电力可以被供应到MG 1,并且在由MG 1进行的马达驱动中被消耗。随着由再生制动产生的电力被消耗,输入到蓄电装置的电力减少,并且因此抑制了蓄电装置的过充电。
当在混合动力车辆的行驶期间满足第一条件并且不满足第二条件时,控制器可以停止发动机中的燃烧,并且控制MG 1进行马达驱动,同时控制器控制节气门和WGV以维持发动机主体处于燃烧可恢复状态。根据这种配置,当在车辆减速期间不满足第二条件时,通过将发动机主体维持在燃烧可恢复状态(例如,在可以进行燃烧的最小加压效率),可以抑制在恢复燃烧的时刻的返回延迟。在用于将发动机主体维持在燃烧可恢复状态的控制中,WGV可维持在全开状态。
混合动力车辆可以包括电子可控制动装置。当在混合动力车辆的行驶期间满足第一条件并且不满足第二条件时,控制器可以使由电子可控制动装置施加的制动力比当第二条件满足时的制动力大。当满足第一条件和第二条件两者时,混合动力车辆的这种控制器通过将节气门和WGV设定为涡轮增压阀状态来增强由发动机制动施加的制动力,而当仅满足第一条件时(即,当不满足第二条件时),代替将节气门和WGV设定为涡轮增压阀状态,控制器增大了由电子可控制动装置所施加的制动力。通过这样做,可以通过电子可控制动装置来补偿由发动机制动施加的制动力的不足。根据该配置,不管驾驶员进行的制动操作如何,都可以抑制取决于第二条件是否满足的制动力的变化。因此,驾驶员在混合动力车辆的减速期间不太可能感到不适。增大由电子可控制动装置施加的制动力包括将电子可控制动装置从关闭状态设定为开启状态。
在下面描述的混合动力车辆中进行根据本公开的制动混合动力车辆的方法,并且该方法包括下面描述的步骤A至D。
混合动力车辆包括驱动轮;发动机、MG 1、MG 2;和控制器。所述发动机、MG 1和MG2中的每个被机械地联接到驱动轮。控制器控制发动机、MG 1和MG 2。发动机包括:发动机主体,燃烧在该发动机主体处进行;进气通路和排气通路,所述进气通路和排气通路被连接到发动机主体;涡轮增压器;节气门,所述节气门被设置在进气通路中;旁通通路,该旁通通路被连接到排气通路;WGV,该WGV被设置在旁通通路中。涡轮增压器包括压缩机以及涡轮机,该压缩机被设置在进气通路中,该涡轮机被设置在排气通路中。所述压缩机和涡轮机被一起旋转。旁通通路允许排气旁绕过涡轮机流动。发动机和MG1中的每个利用插入的行星齿轮被机械地联接到驱动轮。行星齿轮和MG 2被构造成使得从行星齿轮输出的动力和从MG 2输出的动力被组合地传递到驱动轮。
在步骤A中,控制器确定在混合动力车辆的行驶期间是否满足第一条件。
在步骤B中,当控制器确定满足第一条件时,控制器使发动机中的燃烧停止,并通过MG 1进行马达驱动,使得行星齿轮输出减速转矩。
在步骤C中,在(1)当开始马达驱动时和(2)在马达驱动正在进行期间,中的至少一个的情况下确定是否满足第二条件。
在步骤D中,当控制器确定满足第二条件时,控制器将节气门的开度设定为第一开度以上,并将废气旁通阀的开度设定为第二开度以下。
根据该方法,在混合动力车辆减速期间,通过发动机制动容易地确保足够的制动力。
当结合附图时,根据本公开的以下详细描述,本公开的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加显而易见。
附图说明
图1是示出根据本公开的实施例的混合动力车辆的驱动装置的图。
图2是示出根据本公开的实施例的混合动力车辆的发动机的图。
图3是示出根据本公开的实施例的混合动力车辆的控制系统的图。
图4是示出与根据本公开的实施例的混合动力车辆的加速和减速的控制有关的构造的图。
图5是示出在根据本公开的实施例的混合动力车辆中,在低速HV行驶期间行星齿轮的旋转元件(太阳齿轮、行星架和齿圈)的转速之间的示例性关系的列线图。
图6是示出在根据本公开的实施例的混合动力车辆中,在高速HV行驶期间行星齿轮的旋转元件(太阳齿轮、行星架和齿圈)的转速之间的示例性关系的列线图。
图7是用于说明在根据本公开的实施例的混合动力车辆中,在图5中所示的低速HV行驶期间的发动机制动控制的列线图。
图8是用于说明在根据本公开的实施例的混合动力车辆中,在图6中所示的高速HV行驶期间的发动机制动控制的列线图。
图9是用于说明在根据本公开的实施例的混合动力车辆中,当满足第二条件时进行的发动机制动控制的列线图。
图10是示出由根据本公开的实施例的混合动力车辆的控制器进行的用于行驶控制的处理中的程序的流程图。
图11是示出图10中所示的行驶控制的第一改型的图。
图12是示出图10中所示的行驶控制的第二改型的图。
图13是用于说明在图12中所示的第二改型中不满足第二条件时进行的协调制动控制的列线图。
具体实施方式
下面将参照附图详细描述本公开的实施例。附图中相同或对应的元件具有相同的附图标记,并且将不重复其描述。在下文中,电子控制单元也称为“ECU”。混合动力车辆也称为“HV”,而电动车辆也称为“EV”。
图1是示出根据本实施例的混合动力车辆的驱动装置的图。虽然在该实施例中假定为前轮驱动的四轮混合动力车辆,但是轮数和驱动方案可以适当地修改。
图1是示出根据本实施例的混合动力车辆的驱动装置的图。参照图1,混合动力车辆(以下也简称为“车辆”)的驱动装置10包括作为行驶动力源的发动机13和电动发电机(MG)14、15。所述MG14和MG15中的每一个都是电动发电机,其既具有通过被供应驱动电力来输出转矩的马达的功能,又具有通过被供应转矩而产生电力的发电机的功能。所述MG14和MG15中的每一个均采用交流(AC)马达(例如,永磁同步马达或感应马达)。MG14利用插入的第一电路被电连接到电池18。第一电路包括第一逆变器16。MG15利用插入的第二电路被电连接到电池18。第二电路包括第二逆变器17。MG 14和MG 15分别包括转子轴23和30。转子轴23和30分别对应于MG 14和MG 15的旋转轴。根据实施例的MG 14和MG 15分别对应于根据本公开的示例性“第一电动发电机(MG 1)”和示例性“第二电动发电机(MG 2)”。
电池18包括例如二次电池。例如,可以采用锂离子电池作为二次电池。电池18可以包括由多个电连接的二次电池(例如,锂离子电池)构成的电池组件。构成电池18的二次电池不限于锂离子电池,而是可以应用另一种二次电池(例如,镍金属氢化物电池)。可以采用液体电解质二次电池或全固态二次电池作为电池18。任何蓄电装置可以用作电池18,也可以采用大容量电容器。
驱动装置10包括行星齿轮机构20。发动机13和MG14被联接到行星齿轮机构20。行星齿轮机构20是单小齿轮行星齿轮,并且被布置在与发动机13的输出轴22同轴的轴线Cnt上。
行星齿轮机构20包括太阳齿轮S、与太阳齿轮S同轴布置的齿圈R、与太阳齿轮S和齿圈R啮合的小齿轮P,以及以可旋转和可回转的方式保持小齿轮P的行星架C。所述发动机13和MG 14中的每个都通过插入其间的行星齿轮机构20机械联接到驱动轮24。发动机13具有联接到行星架C的输出轴22。MG 14具有联接到太阳齿轮S的转子轴23。齿圈R被联接到输出齿轮21。
在行星齿轮机构20中,行星架C用作输入元件,齿圈R用作输出元件,而太阳齿轮S用作反作用力元件。从发动机13输出的转矩被输入到行星架C。行星齿轮机构20通过将转矩分成向太阳齿轮S(和向MG14)的转矩和向齿圈R(和向输出齿轮21)的转矩,从而将从发动机13输出的转矩传递到输出轴22。齿圈R将转矩输出到输出齿轮21,并且反作用转矩通过MG14被施加到太阳齿轮S。从行星齿轮机构20(行星齿轮)输出的动力(即,输出到输出齿轮21的动力)通过将在下面描述的从动齿轮26、副轴25、主动齿轮27、差速齿轮28以及驱动轴32和33传递给驱动轮24。
驱动装置10还包括副轴25、从动齿轮26、主动齿轮27、差速齿轮28、主动齿轮31以及驱动轴32和33。差速齿轮28对应于最终减速齿轮并包括齿圈29。
行星齿轮机构20和MG 15被构造成使得从行星齿轮机构20输出的动力和从MG 15输出的动力被组合地传递到驱动轮24。具体地,被联接到行星齿轮机构20的齿圈R的输出齿轮21与从动齿轮26啮合。被附接到MG15的转子轴30的主动齿轮31也与从动齿轮26啮合。副轴25被附接到从动齿轮26并被布置成与轴线Cnt平行。主动齿轮27被附接到副轴25,并与差速齿轮28的齿圈29啮合。从动齿轮26的作用是将由MG15输出到转子轴30的转矩与从齿圈R输出到输出齿轮21的转矩相组合。如此组合的驱动转矩通过从差速齿轮28横向延伸的驱动轴32和33被传递给驱动轮24。
驱动装置10还包括机械油泵36和电动油泵38。油泵36与输出轴22同轴地设置。油泵36由发动机13驱动。在发动机13开启时,油泵36将润滑油输送到行星齿轮机构20、MG14、MG15和差速齿轮28。电动油泵38通过由电池18或未图示的其它车载电池(例如,辅助电池)供应的电力驱动,并由之后将描述的HVECU 62(参见图3)进行控制。当发动机13关闭时,电动油泵38将润滑油输送到行星齿轮机构20、MG14、MG15和差速齿轮28。由油泵36和电动油泵38中的每一个输送的润滑油具有冷却功能。
图2是示出发动机13的构造的图。参照图2,发动机13是例如直列四气缸火花点火式内燃发动机。发动机13包括发动机主体13a,该发动机主体13a具有四个气缸40a、40b、40c和40d。在发动机主体13a中,四个气缸40a、40b、40c和40d在一个方向上对准。除非将气缸40a、40b、40c和40d中的每个气缸彼此分开解释,否则将气缸40a、40b、40c和40d中的每个气缸都被表示为“气缸40”。
进气通路41和排气通路42被连接到发动机主体13a的每个气缸40。进气通路41由设置在每个气缸40中的两个进气阀43打开和关闭,排气通路42由设置在每个气缸40中的两个排气阀44打开和关闭。空气和燃料(例如,汽油)的空气燃料混合物通过将燃料添加到通过进气通路41供应到发动机主体13a的空气而产生。通过例如为每个气缸40设置的喷射器46将燃料喷射到气缸40中,并且在气缸40中产生空气燃料混合物。为每个气缸40设置的火花塞45点燃气缸40中的空气燃料混合物。由此在每个气缸40中进行燃烧。在每个气缸40中的空气燃料混合物燃烧时产生的燃烧能量通过每个气缸40中的活塞(未示出)转换成动能,并输出到输出轴22(图1)。燃料供应方案不限于直接喷射,并且可以是进气口喷射或直接喷射和进气口喷射两者。
发动机13包括涡轮增压器47,该涡轮增压器使用排气能量来对吸入的空气进行增压。涡轮增压器47包括压缩机48、涡轮机53和轴53a。压缩机48和涡轮机53利用插入其间的轴53a联接到彼此,并一起旋转。通过接收从发动机主体13a排出的排气流而旋转的涡轮机53的旋转力通过轴53a传递到压缩机48。随着压缩机48的旋转,朝向发动机主体13a的进气被压缩,并且压缩空气被供应到发动机主体13a。涡轮增压器47通过使用排气能量使涡轮机53和压缩机48旋转来对吸入的空气进行增压(即,增加被吸入到发动机主体13a中的空气的密度)。
压缩机48布置在进气通路41中。在进气通路41中压缩机48的上游位置处设置空气流量计50。空气流量计50输出与流过进气通路41的空气的流量相对应的信号。在进气通路41中压缩机48的下游位置处设置中间冷却器51。中间冷却器51冷却由压缩机48压缩的进气。在进气通路41中中间冷却器51的下游位置处设置节气门(进气节气门)49。节气门49可以调节流过进气通路41的进气的流量。在该实施例中,采用开度在从全闭状态至全开状态的范围内连续可变的阀(以下也称为“连续可变阀”)作为节气门49。节气门49的开度由下面描述的HVECU 62(参照图3)控制。流入到进气通路41中的空气以此顺序依次通过空气流量计50、压缩机48、中间冷却器51和节气门49供应到发动机主体13a的每个气缸40。
涡轮机53被布置在排气通路42中。在排气通路42中的涡轮机53的下游设置有启动催化剂转化器56和后处理装置57。在排气通路42中,还设置有下面描述的WGV装置500。
WGV装置500允许从发动机主体13a排出的排气绕过涡轮机53流动,并能够调整旁通排气量。WGV装置500包括旁通通路510、废气旁通阀(WGV)520和WGV致动器530。
旁通通路510被连接到排气通路42,并允许排气绕过涡轮机53从中流过。旁通通路510从排气通路42的在涡轮机53的上游的部分(例如,在发动机主体13a与涡轮机53之间)分支出来,并在排气通路42的在涡轮机53的下游的部分(例如,在涡轮机53与启动催化剂转化器56之间)合并。
WGV 520被布置在旁通通路510中,并且可以调节从发动机主体13a引导到旁通通路510的排气的流量。随着从发动机主体13a引导到旁通通路510的排气的流量增大,从发动机主体13a引导到涡轮机53的排气的流量减小。取决于WGV 520的开度,流入到涡轮机53中的排气的流量(以及升压)变化。随着WGV 520关闭(即,接近全闭状态),流入到涡轮机53中的排气的流量增大,并且吸入的空气的压力(即,升压)更高。
WGV 520是由WGV致动器530驱动的负压从动阀。WGV致动器530包括负压从动隔膜531、负压调节阀532和负压泵533。隔膜531被联接到WGV 520,并且WGV 520由引入到隔膜531中的负压驱动。在该实施例中,WGV 520是常闭阀,并且当施加到隔膜531的负压大小较大时,WGV 520的开度较大。负压泵533利用插入的负压调节阀532连接到隔膜531。
负压泵533是由发动机13驱动的机械泵(例如,叶片型机械泵)。负压泵533利用输出到发动机13的输出轴22(图1)的动力来产生负压。在发动机13开启时,负压泵533也开启,并且当发动机13停止时,负压泵533也停止。负压调节阀532可以调节施加到隔膜531的负压的大小。当负压调节阀532的开度较大时,施加到隔膜531的负压的大小较大。负压调节阀532由将在下面描述的HVECU 62(见图3)控制。在该实施例中,对于负压调节阀532而言,采用可以二选一地选择全开(连通)状态和全闭(切断)状态中的任一种状态的二位电磁阀。当由负压泵533产生的负压不再施加到隔膜531时,施加到隔膜531的压力返回到大气压。WGV致动器530可包括安全阀(未示出),该安全阀将连接到隔膜531的负压管通向大气。安全阀可以根据负压管中的压力而打开和关闭,并且可以与负压调节阀532协调。安全阀可以由将在下面描述的HVECU 62(图3)控制。利用在负压调节阀532关闭时安全阀打开时,可以增加施加到隔膜531的负压的减弱率(变得接近大气压)。
从发动机主体13a排出的排气经过涡轮机53和WGV 520中的任何一个,并且,在由启动催化剂转化器56和后处理装置57从其中移除有害物质后,所述排气被排出到大气中。后处理装置57例如包括三元催化剂。
发动机13设置有排气再循环(EGR)装置58,该EGR装置具有流入到进气通路41中的排气。EGR装置58包括EGR通道59、EGR阀60和EGR冷却器61。EGR通道59通过将排气通路42的在启动催化剂转换器56和后处理装置57之间的一部分以及进气通路41的在压缩机48和空气流量计50之间的一部分连接到彼此,从而允许一些排气作为EGR气体从排气通路42去除,并将EGR气体引导到进气通路41。EGR阀60和EGR冷却器61B2设置在EGR通道59中。EGR阀60可以调节流过EGR通道59的EGR气体的流量。EGR冷却器61冷却流过EGR通道59的EGR气体。
图3是示出根据实施例的混合动力车辆的控制系统的图。参照图3并结合图1和图2,车辆的控制系统包括HVECU 62、MGECU 63和发动机ECU64。车速传感器67、MG1转速传感器68、MG2转速传感器69、发动机转速传感器70、涡轮机转速传感器71、升压传感器72、SOC传感器73、MG1温度传感器74、MG2温度传感器75、INV1温度传感器76、INV2温度传感器77、催化剂温度传感器78和涡轮增压器温度传感器79被连接到HVECU 62。
车速传感器67将与车辆的速度(即,车辆的行驶速度)相对应的信号输出到HVECU62。MG1转速传感器68将与MG14的转速相对应的信号输出到HVECU62。MG2转速传感器69将与MG15的转速相对应的信号输出到HVECU62。发动机转速传感器70将与发动机13的输出轴22的转速相对应的信号输出到HVECU 62。涡轮机转速传感器71将与涡轮增压器47的涡轮机53的转速相对应的信号输出到HVECU 62。升压传感器72将与发动机13的升压相对应的信号输出到HVECU 62。
SOC传感器73将与荷电状态(SOC)相对应的信号输出到HVECU62,该荷电状态表示电池18的剩余电量相对于满充电量(即,蓄电装置容量)的比率。MG1温度传感器74将与MG14的温度相对应的信号输出到HVECU62。MG2温度传感器75将与MG15的温度相对应的信号输出到HVECU62。INV1温度传感器76将与第一逆变器16的温度相对应的信号输出到HVECU 62。INV2温度传感器77将与第二逆变器17的温度相对应的信号输出到HVECU 62。催化剂温度传感器78将与后处理装置57的温度相对应的信号输出到HVECU 62。涡轮增压器温度传感器79将与涡轮增压器47中的规定的部分处的温度(例如,涡轮机53的温度)相对应的信号输出到HVECU 62。
图4是示出与根据实施例的混合动力车辆的加速和减速的控制有关的配置的图。参照图4,HVECU 62包括处理器62a、随机存取存储器(RAM)62b和存储器62c以及未示出的输入和输出端口以及计时器。例如,可以采用中央处理单元(CPU)作为处理器62a。RAM 62b用作临时存储待由处理器62a处理的数据的工作存储器。存储器62c能够保存已经放入其中的信息。存储器62c包括例如只读存储器(ROM)和可重写非易失性存储器。当处理器62a执行存储在存储器62c中的程序时,对车辆进行各种类型的控制。其它ECU(例如,MGECU 63和发动机ECU 64)在硬件配置上也与HVECU 62相同。虽然在本实施例中HVECU 62、MGECU 63和发动机ECU 64是分开设置的,但是单个ECU可以进行其功能。
车辆还包括加速器操作构件81和加速器传感器82。加速器操作构件81是驾驶员通过其进行用于使车辆加速的操作(在下文中也称为“加速器操作”)的构件。在该实施例中,加速器踏板表示加速器操作构件81,并且踩下加速器踏板是加速器操作。加速器传感器82向HVECU 62输出对应于对加速器操作构件81进行的加速器操作量(在本实施例中为加速器踏板的踩踏量)的信号。加速器位置传感器可以用于加速器传感器82。
加速器传感器82检测是否已经发出了来自驾驶员的加速要求以及驾驶员要求的加速量(以下也称为“加速要求量”)。通过是否已经进行了加速器操作来指示是否已经发出了加速要求,并且通过加速器操作的量来指示要求的加速量。例如,驾驶员踩下加速器踏板意味着发出加速要求。此时,加速器踏板的踩踏量与要求的加速量相对应。驾驶员停止对加速器踏板的踩踏(例如,驾驶员将她/她的脚从加速器踏板上移开)意味着将加速要求从开启改变为关闭(即,关闭加速器)。
车辆还包括制动装置90、制动操作构件91和制动传感器92。制动操作构件91是驾驶员通过其进行使车辆减速的操作(以下也称为“制动操作”)的构件。在该实施例中,制动踏板表示制动操作构件91,并且踩下制动踏板对应于制动操作。制动传感器92向HVECU 62输出对应于对制动操作构件91进行的制动操作量(在本实施例中为制动踏板的踩踏量)的信号。可以采用行程传感器作为制动传感器92。
制动传感器92检测是否已经发出了来自驾驶员的制动要求以及驾驶员所要求的制动量(以下也称为“制动要求量”)。通过是否已经进行了制动操作来指示是否已经发出了制动要求,并且通过制动操作量来指示所要求的制动量。例如,驾驶员不踩制动踏板意味着制动要求为关闭。当制动要求为关闭时,车辆加速。在车辆行驶并且制动要求为关闭的同时由驾驶员踩踏制动踏板意味着将制动要求从关闭改变为开启(即,制动的打开)。
制动装置90将制动力施加到包括驱动轮24(图1)的所有四个车轮。制动装置90通过物理地连接到制动操作构件91从而能够根据制动操作量操作。制动装置90包括稍后将描述的制动致动器,并且能够由HVECU 62进行电子控制。根据实施例的制动装置90对应于示例性的“电子可控制动装置”。
在本实施例中,采用液压制动装置作为制动装置90。制动装置90包括通过对制动操作构件91进行的制动操作而加压的主气缸、为每个车轮设置的制动机构、以及制动致动器(均未示出)。可以在主气缸中设置辅助驾驶员用于操作制动的力的动力辅助装置(例如,利用发动机13的负压的制动助力器)。制动机构利用从主气缸供应的液压压力在车轮上产生摩擦制动力。制动致动器可以调节施加到制动机构的液压压力。制动致动器被设置在主气缸与制动机构之间,并且与制动操作构件91无关地运行。制动致动器的运行由HVECU 62控制。
制动机构包括:制动钳,该制动钳被固定到车身;和制动转子,该制动转子被固定到车轮,并与车轮一体旋转。制动钳包括轮气缸和制动衬块,并且通过由制动致动器供应的制动油所施加的压力(即,液压压力)来激活轮气缸,从而通过该轮气缸的激活来将制动衬块压向制动转子而产生摩擦制动力。施加到轮气缸的液压压力越高,摩擦制动力就越强。
制动致动器包括:液压回路,该液压回路将从主气缸供应的液压压力供应到四个车轮的每个轮气缸;控制阀(例如,减压阀),该控制阀被设置在每个液压回路中;以及泵,该泵用于调节液压压力(例如,增压泵)。在主气缸和轮气缸中的每个气缸中均设置有液压传感器,并且将来自每个液压传感器的检测信号输出到HVECU 62。HVECU 62通过控制制动致动器的控制阀和泵可以调节施加到每个轮气缸的液压压力(以及施加到每个车轮的制动力)。代替泵,可以采用电动马达(例如,推动主气缸的活塞的马达)。
在车辆的正常行驶期间,HVECU 62根据驾驶员的制动操作量来控制制动装置90在每个车轮中产生制动力。在特定情况下的行驶期间(即,在不同于正常状态下的行驶期间),HVECU 62控制制动致动器以调节液压压力,使得在每个车轮中产生与正常行驶中不同的制动力。与正常行驶中的制动控制不同的制动控制的示例包括:启动和加速时的防滑控制(牵引控制)(通常也称为“TCS功能”),转向时的车辆稳定性控制(通常也称为“VSC”),以及强制动时的防抱死控制(通常也称为“ABS功能”)。
再次参照图3,车辆可以以HV行驶模式和EV行驶模式行驶。在HV行驶模式下的行驶下文中被称为“HV行驶”,并且在EV行驶模式下的行驶在下文中被称为“EV行驶”。HV行驶由发动机13和MG15进行。EV行驶在发动机13停止的情况下由MG15进行。HVECU62根据情况选择合适的行驶模式,并且车辆以选定的行驶模式行驶。HVECU 62例如基于加速器位置和车速来计算要求的驱动力,并且协调地控制发动机13、MG14和MG15,使得将所要求的驱动力输出到驱动轮24。在HV行驶中,将由发动机13的输出转矩与由MG15的输出转矩相组合而获得的转矩用作行驶驱动力。在EV行驶中,由MG15输出的转矩用作行驶驱动力。计算由MG15产生的转矩,使得将所要求的驱动力输出到驱动轮24(图1)。
HVECU 62将发动机13的运行点控制到目标运行点。发动机13的运行点是指由发动机转矩和发动机转速限定的发动机13的运行状态。HVECU 62基于行驶模式和要求的驱动力来计算要求的发动机功率,并基于要求的发动机功率来确定目标运行点。HVECU 62例如将发动机功率等于要求的发动机功率的线(等功率线)与发动机转速和发动机转矩的坐标平面上的最佳燃料效率线之间的交点设定为目标运行点。将在发动机转速和发动机转矩的坐标平面上的燃料效率最高的发动机的运行点连接到彼此的线定义为最佳燃料效率线。
HVECU 62可以通过控制MG14的转速来调整发动机13的转速。HVECU 62可以根据馈送到MG14的电流的大小及其频率来任意控制MG14的转速。计算待由MG14产生的转矩,使得发动机13的运行点被设定成目标运行点。
HVECU 62向发动机ECU 64输出用于控制发动机13的指令。发动机ECU 64根据来自HVECU 62的指令控制节气门49、火花塞45、喷射器46、WGV致动器530和EGR阀60。HVECU 62可以借助于发动机ECU 64控制发动机。例如,当发动机转矩超过阈值时,HVECU 62要求发动机ECU 64强制进气,并且当发动机转矩等于或小于阈值时,HVECU 62要求发动机ECU 64停止强制进气。发动机ECU 64响应于来自HVECU 62的要求来控制WGV 520打开和关闭。为了抑制WGV 520的频繁打开和关闭(以及强制进气的开启和停止),可以为发动机转矩的阈值设定迟滞(即,强制进气开启的阈值与强制进气停止的阈值不同)。
在该实施例中,当将要进行强制进气时,HVECU 62控制WGV 520完全关闭,而当将要不进行强制进气时,HVECU 62控制WGV 520完全打开。例如,当在强制进气关闭的同时发动机转矩超过阈值时,HVECU 62要求发动机ECU 64强制进气(即,关闭WGV 520)。当发动机ECU 64响应于该要求而发出关闭WGV致动器530中的负压调节阀532(图2)的指令时,负压调节阀532被完全关闭并且由负压泵533(图2)产生的负压不再被施加到隔膜531。因此,WGV520完全关闭并进行强制进气。当在进行强制进气的同时发动机转矩等于或小于阈值时,HVECU 62要求发动机ECU 64停止强制进气(即,打开WGV 520)。当发动机ECU 64响应于该要求而发出打开WGV致动器530中的负压调节阀532(图2)的指令时,负压调节阀532(图2)被完全打开,并且由负压泵533产生的负压被施加到隔膜531。因此,WGV520完全打开并且强制进气停止。
由于在车辆减速期间发动机转矩不大于阈值,因此WGV 520通常完全打开。然而,在该实施例中,当在车辆减速期间同时满足下面描述的第一条件和第二条件时,HVECU 62将WGV 520设定为完全关闭(见图9和10)。
HVECU 62向MGECU 63输出用于控制MG14和MG15中的每一个的指令。车辆还包括功率控制单元(PCU)19。MGECU 63借助于PCU 19来控制MG14和MG15。MGECU 63根据来自HVECU62的指令产生与MG14和MG15中的每一个的目标转矩相对应的电流信号(例如,表示电流的大小和频率的信号),并将所产生的电流信号输出到PCU19。HVECU62可以借助于MGECU 63来控制马达。
PCU 19包括第一逆变器16、第二逆变器17和转换器65。MG 14和MG 15中的每个都电连接到PCU19。第一逆变器16和转换器65在电池18和MG14之间进行电力转换。第二逆变器17和转换器65在电池18和MG15之间进行电力转换。PCU 19将存储在电池18中的电力供应到MG14和MG15中的每一个,并且PCU 19将由MG14和MG15中的每一个所产生的电力供应到电池18。PCU81可以分别控制MG14和MG15的状态,并且例如,PCU81可以将MG14设定成再生状态(即,发电状态),同时可以将MG15设定成动力运行状态。PCU 19可以将由MG 14和MG 15中的一个产生的电力供应到另一个。MG 14和MG 15可以将电力供应到彼此以及从彼此接收电力。
图5是示出在低速HV行驶期间的行星齿轮机构20的太阳齿轮S、行星架C和齿圈R的转速之间的关系的列线图。参照图5,在示例性低速HV行驶中,从发动机13输出正转矩Te,并且将对应于转矩Te的正转矩Tep输出到行星齿轮机构20的齿圈R。在发动机13、MG 14和MG15中的每个的转速恒定的稳定状态下,转矩Tep由转矩Te和行星齿轮机构20的行星齿轮比唯一地确定。为了将转矩Te传递到齿圈R,抵抗转矩Te的反作用力被施加到行星齿轮机构20的太阳齿轮S,因此MG 14的转矩Tg是负的。
在图5中的示例中,不仅发动机13而且MG 15输出正转矩Tm。将转矩Tep和转矩Tm的组合转矩传递到驱动轮24(图1)。车辆利用在发动机13和MG 15中的每个中产生的行驶驱动力行驶。HVECU 62可以通过利用MG 14的反作用转矩(转矩Tg)来控制MG 14以进行再生发电。在再生发电中产生的电力可以被供应到MG 15或存储在电池18中。
图6是示出在高速HV行驶期间的行星齿轮机构20的太阳齿轮S、行星架C和齿圈R的转速之间的关系的列线图。参照图6,在示例性高速HV行驶中,从发动机13输出正转矩Te,并且将对应于转矩Te的正转矩Tep输出到行星齿轮机构20的齿圈R。从MG 14输出的反作用转矩(即,MG 14的转矩Tg)是负的。由于在图6中的示例中车速高,因此MG 14处于负旋转状态。由于MG 14在负旋转中输出负转矩,因此其进入动力运行状态。另一方面,MG 15产生电力以提供由MG 14消耗的电力,并且由MG 15产生的电力被供应到MG 14。因此,从MG 15输出的转矩Tm是负的。转矩Tep(正转矩)和转矩Tm(负转矩)的组合转矩是正的,并且正转矩被传递到驱动轮24(图1)。
图7是用于说明图5中所示的低速HV行驶期间的发动机制动控制的列线图。参照图7,当在车辆的行驶期间满足规定的第一条件时,HVECU 62进行以下所述的发动机制动控制。在该实施例中,当驾驶员在发动机13的转速等于或高于规定速度Ne 2(以下也简称为“Ne 2”)的同时关闭加速器时,满足第一条件。根据实施例的Ne 2对应于根据本公开的示例性“第二速度”。
HVECU 62控制火花塞45和喷射器46以切断燃料并停止点火,从而停止发动机13中的燃烧。因此,从发动机13输出负转矩Te,并且从行星齿轮机构20的齿圈R输出与转矩Te相对应的负转矩Tep(即,减速转矩)。此外,HVECU 62控制MG 14以进行马达驱动,从而输出反作用转矩(即,正转矩Tg)。由于MG 14以正旋转输出正转矩,因此MG 14进入动力运行状态。另一方面,MG 15产生电力以用于供应由MG 14消耗的电力,并且由MG 15产生的电力被供应到MG 14。因此,从MG 15输出的转矩Tm为负(即,减速转矩)。转矩Tep和转矩Tm的组合转矩为负(即,减速转矩),并且减速转矩被传递到驱动轮24(图1)。由转矩Tep产生的负转矩对应于由发动机制动施加的制动力。由转矩Tm产生的负转矩对应于通过再生制动施加的制动力。因此施加了车辆的制动(即,发动机制动和再生制动)。
图8是用于说明图6中所示的高速HV行驶期间的发动机制动控制的列线图。参照图8,当在车辆行驶期间满足第一条件时,HVECU 62控制火花塞45和喷射器46切断燃料并停止点火,从而停止发动机13中的燃烧。因此,从发动机13输出负转矩Te,并且从行星齿轮机构20的齿圈R输出与转矩Te相对应的负转矩Tep(即,减速转矩)。此外,HVECU 62控制MG 14以进行马达驱动,从而输出反作用转矩(即,正转矩Tg)。由于MG 14以负旋转输出正转矩,因此MG 14产生电力。HVECU 62控制MG 14以将由此产生的电力输出到电池18。HVECU 62控制MG15不产生转矩。当电池18没有被过度充电时,HVECU 62控制MG 15以施加再生制动并将由此产生的电力输出到电池18。HVECU 62可以基于电池18的SOC来确定电池18是否通过再生制动而被过度充电。同样在如上所述的发动机制动控制下,转矩Tep和转矩Tm的组合转矩为负(即,减速转矩),并且减速转矩被传递到驱动轮24(图1)。由转矩Tep产生的负转矩对应于由发动机制动施加的制动力。因此,施加了车辆的制动(即,发动机制动)。
由于在车辆减速期间发动机转矩减小,所以HVECU 62要求发动机ECU 64停止强制进气并完全打开WGV 520。当在上述的发动机制动控制中切断燃料(并停止燃烧)时(参见图7和图8),HVECU 62控制节气门49的位置(即开度),以将发动机主体13a维持在可恢复燃烧的状态中,为恢复燃烧做准备。HVECU 62控制节气门49,例如以实现发动机主体13a中的燃烧可以进行的最低的充气效率。
虽然未示出,但是在发动机13不旋转时进行EV行驶。因此,在EV行驶中,行星架C的转速被设定为0。HVECU 62可以通过控制发动机13以及MG 14、15来将太阳齿轮S、行星架C,以及齿圈R中的每个的转速设定成0,从而控制车辆停止。
在根据实施例的混合动力车辆中,发动机13可以是涡轮增压的小型化发动机。当采用了涡轮增压的小型化发动机作为发动机13时,通过小型化而减轻了发动机13中的损失,并且因此,由发动机制动施加的制动力减弱。因此,即使在车辆减速期间切断了用于发动机13的燃料,也可能无法通过发动机制动获得足够的制动力。
驾驶员可以通过对制动操作构件91进行制动操作来激活制动装置90。制动装置90在车辆的每个车轮中产生与制动操作量相对应的制动力,以将制动力施加到车辆。虽然通过发动机制动不能获得足够的制动力,但是可以通过制动装置90对不足的制动力进行补偿来使车辆减速。然而,由制动装置90进行的制动在能量效率上不一定高。因此,当过度依赖制动装置90时,车辆的能量效率可能劣化。为了避免车辆的能量效率的劣化,期望通过发动机制动获得足够大的制动力。
然后,当在车辆通过发动机制动(例如,图7和图8中所示的转矩Tep)的减速期间除了满足前述第一条件之外还满足规定的第二条件时,根据实施例的混合动力车辆的HVECU62进行下面描述的发动机制动控制。在本实施例中,当发动机13的转速等于或高于规定速度Ne 1(以下也简称为“Ne 1”)时,满足第二条件。Ne 1表示高于Ne 2的转速。根据实施例的HVECU 62对应于根据本公开的示例性“控制器”。根据实施例的Ne 1对应于根据本公开的示例性“第一速度”。
图9是用于说明在满足第二条件时进行的发动机制动控制的列线图。参照图9,当在车辆减速期间除了满足上述第一条件之外还满足第二条件时,HVECU 62将节气门49的开度设定为规定的第一开度以上,并且将WGV 520的开度设定为规定的第二开度以下。在该实施例中,将全开状态定义为第一开度,并且将全闭状态定义为第二开度。因此,当在车辆减速期间除了满足上述第一条件之外还满足第二条件时,在节气门49完全打开且WGV 520完全关闭的情况下(即,在涡轮增压阀状态中)进行前述通过MG 14的马达驱动。同样在这种情况下,由于发动机13停止燃烧,因此从行星齿轮机构20的齿圈R输出与转矩Te对应的负转矩Tep(即,减速转矩)。然而,节气门49和WGV 520处于涡轮增压阀状态,并且因此负转矩Tep朝向负侧变大。更具体地,在涡轮增压阀状态下,由涡轮增压器47进行强制进气,并且发动机13的充气效率和发动机13的背压二者均变高。因此,当在涡轮增压阀状态下进行上述的马达驱动时,发动机13的阻力高于当不满足第二条件时(例如,图8中的例子)的阻力,并且负转矩Tep朝向负侧变大。负转矩Tep朝向负侧变大意味着由发动机制动施加更大的制动力。因此,根据实施例的混合动力车辆在车辆减速期间通过发动机制动容易地确保足够的制动力。
图10是示出用于由HVECU 62进行的行驶控制的处理中的程序的流程图。该流程图中所示的处理在车辆行驶期间从主例程(未示出)调用并反复执行。虽然未示出,但是在没有发动机制动控制的情况下的行驶控制(即,S11及以后的处理)与图10的处理并行地进行。以下,将在没有发动机制动控制的情况下的行驶控制也称为“正常行驶控制”。在正常行驶控制下,根据前述的最佳燃料效率线,在EV行驶期间发动机13停止,而在HV行驶期间发动机被控制。在正常行驶控制中,当驾驶员在发动机13的转速低于Ne 2的状态下关闭加速器时,发动机13处于怠速状态。
参照图10,同时结合图3,在步骤(以下也简称为“S”)10中,HVECU 62确定是否满足第一条件。当发动机13的转速等于或高于Ne 2的条件,和来自驾驶员的加速要求从开启改变为关闭(即,加速器被关闭)的条件被同时满足时,满足第一条件,而当其中一个条件不满足时,不满足第一条件。当不满足第一条件时(S10中为否),处理返回到主例程。当满足第一条件时(S10中为是),处理前进到S11。
在S11中,HVECU 62控制火花塞45和喷射器46以切断燃料并停止点火,从而不允许发动机13中的燃烧。随后,在S12中,HVECU 62控制MG 14以进行马达驱动。
在S20中,HVECU 62确定是否满足第二条件。当发动机13的转速等于或高于Ne 1(>Ne 2)时,满足第二条件,并且当发动机13的转速低于Ne 1时,不满足第二条件。
当不满足第二条件时(S20中为否),处理通过S23前进到S31。在S23中,HVECU 62将发动机主体13a设定为燃烧可恢复状态,以准备恢复燃烧。具体地,HVECU 62控制节气门49的位置,以便将发动机主体13a维持在燃烧可恢复状态。HVECU 62控制节气门49以便实现充气效率,在该充气效率下,可以在WGV 520完全打开的情况下在发动机主体13a中进行燃烧。节气门49的位置例如被控制在中间位置(即,开度大于全闭状态且小于全开状态的位置)。当加速器关闭时,WGV 520在正常行驶控制下完全打开。在S23中,HVECU 62将WGV 520维持在全开状态。
当满足第二条件时(S20中为是),处理通过S21和S22前进到S31。HVECU 62在S21中控制节气门49完全打开,并在S22中控制WGV 520完全关闭。
在S31中,HVECU 62进行发动机制动控制。在发动机制动控制中,HVECU 62通过将其中已经在S11中停止燃烧的发动机13维持在非燃烧状态来控制MG 14,以继续在S12中开始的马达驱动。HVECU 62控制MG 14,以在发动机13的燃烧保持停止的同时通过马达驱动来产生与发动机转矩(即,负转矩)相对的反作用转矩(即,正转矩)。因此,从行星齿轮机构20(即,行星齿轮)输出与发动机转矩相对应的减速转矩(即,负转矩)。当满足第二条件时(即,当在S21和S22之后进行S31中的处理时),在涡轮增压阀状态下进行马达驱动,使得发动机13中的阻力高于当不满足第二条件时(即,在S23之后执行S31中的处理)的阻力,并且减速转矩(以及由发动机制动施加的制动力)增加。
在S31中的处理之后,HVECU 62在S32中确定是否满足退出发动机制动控制的条件。在该实施例中,当驾驶员进行加速器操作(即,发出了来自驾驶员的加速要求)时,满足退出条件。在直到满足退出条件的时间段期间(即,在S32中确定为否),通过重复S31和S32来继续发动机制动控制。
当满足退出发动机制动控制的条件时(在S32中为是),HVECU 62在S33中将车辆的行驶控制从发动机制动控制(S31)设定回到正常行驶控制。此后,处理返回到主例程。
根据实施例的混合动力车辆的HVECU 62进行制动混合动力车辆的方法,该方法包括下面描述的步骤A至D。
在步骤A中,HVECU 62确定在混合动力车辆的行驶期间是否满足规定的第一条件(图10中的S10)。
在步骤B中,当HVECU 62确定满足第一条件时(图10中的S10中为是),HVECU 62使发动机13中的燃烧停止,并通过MG 14进行马达驱动,使得行星齿轮输出减速转矩(图10中的S11、S12和S31)。
在步骤C中,HVECU 62确定在开始马达驱动时(例如,紧邻在马达驱动的开始之后)是否满足规定的第二条件(图10中的S20)。
在步骤D中,当HVECU 62确定满足第二条件时(图10中的S20中为是),HVECU 62将节气门49的开度设定为规定的第一开度以上(例如,全开状态),并且将WGV 520的开度设定为规定的第二开度以下(例如,全闭状态)(图10中的S21和S22)。
根据该方法,在混合动力车辆减速期间通过发动机制动容易地确保了足够的制动力。
在该实施例中,当不满足第二条件时(图10中的S20中为否),将发动机主体13a设定为燃烧可恢复状态,而不将节气门49和WGV 520设定为涡轮增压阀状态(图10中的S23)。满足第二条件时的发动机转速等于后高于Ne 1。因此,抑制了燃烧恢复时的返回延迟。
可以适当地修改确定(第二确定)是否满足第二条件的时刻。图11是示出图10中所示的行驶控制的第一改型的图。
参照图11,在第一改型中,当在S32中确定为否时,处理返回到S20,并且不仅在开始马达驱动时而且也在发动机制动控制期间(S31)(以及在马达驱动期间)重复进行第二确定(S20)。根据图11中的这种处理,当紧邻停止燃烧之后的发动机转速等于或高于Ne 1,但是在发动机制动控制期间(S31)(即,在恢复燃烧之前)发动机转速变得低于Ne 1时,发动机主体13a可以通过S23中的处理被设定为燃烧可恢复状态。
在该实施例中,在车辆的正常行驶期间,通过制动装置90将与驾驶员的制动操作量相对应的制动力施加到每个车轮。具体地,在车辆的正常行驶期间,除非驾驶员进行制动操作,否则制动装置90不被激活。在车辆的正常行驶期间,每当驾驶员进行制动操作,制动装置90就被激活。在不受此限制的情况下,车辆的正常行驶期间,可以在没有进行制动操作时激活制动装置90。例如,当加速器关闭时,可以激活制动装置90。替代地,当尽管在车辆的正常行驶期间驾驶员进行了制动操作,但是制动操作量很小时,制动装置90不必须被激活。
HVECU 62可以不是仅仅响应于制动的开启就激活制动装置90,而是可以当来自驾驶员的所要求的制动量超过规定量时激活制动装置90。然后,可以不是响应于加速器的关闭而是响应于制动的开启来满足第一条件。换句话说,当驾驶员在发动机13的转速等于或高于Ne 2(<Ne 1)的同时开启制动时,可以满足第一条件。在该改型中,Ne 2对应于根据本公开的示例性“第三速度”。
HVECU 62可以进行由发动机13施加的发动机制动、由MG 15施加的再生制动和由制动装置90施加的液压制动的协调制动控制。当由发动机制动和再生制动施加的制动力不足时,HVECU 62可以控制制动装置90以补偿不足的制动力。
图12是示出图10中所示的行驶控制的第二改型的图。参照图12,在车辆行驶期间当满足第一条件(S10中为是),并且不满足第二条件(S20中为否)时,HVECU 62确定发动机制动不足,并在S24中增加由制动装置90施加的制动力。然后,HVECU 62在S31A中进行协调制动控制。当不满足第二条件时(S20中为否),由制动装置90在协调制动控制(S31A)下施加的制动力高于当满足第二条件时(S20中为是)时的制动力。当满足第二条件时(S20中为是),HVECU 62可以确定发动机制动是充分的,并且可以在协调制动控制(S31A)下不激活制动装置90。
图13是用于说明当不满足第二条件时进行的协调制动控制的列线图。参照图13,并结合图12,在协调制动控制下(S31A)停止发动机13中的燃烧的同时,HVECU 62控制MG 14以进行马达驱动,并控制行星齿轮机构20(即,行星齿轮)以输出减速转矩。当不满足第二条件时,为制动装置90设定上述制动力(即,比当满足第二条件时的制动力大的制动力)(S24)。HVECU 62借助于制动装置90进行协调制动控制(S31A),并且向每个车轮施加负转矩(即,减速转矩)。因此,除了从行星齿轮机构20输出的负转矩Tep(即,与转矩Te对应的减速转矩)以外,由制动装置90产生的负转矩Tb(即,减速转矩)也被施加到车辆的驱动轮24。
当满足第一条件和第二条件两者时(S20中为是),根据第二改型的HVECU 62(见图12和图13)将节气门49和WGV 520设定为涡轮增压阀状态以加强由发动机制动施加的制动力。另一方面,当仅满足第一条件时(在S20中为否),HVECU增大由制动装置90施加的制动力,而不是将节气门49和WGV 520设定为涡轮增压阀状态。通过这样做,可以通过制动装置90来补偿由发动机制动施加的制动力的不足。例如,在满足第二条件(S20中为是)的情况和不满足第二条件的情况(S20中为否)两者中,由发动机制动、再生制动和液压制动施加的总制动力可以基本上相等。因此,抑制了取决于是否满足第二条件的制动力的变化,而与由驾驶员进行的制动操作无关,并且驾驶员在车辆减速期间不太可能感到不适。
实施例中示出的第一条件、第二条件和退出条件仅作为示例。可以适当地修改第一条件、第二条件和退出条件中的每个条件。虽然在本实施例中当满足以下条件(A-1)时满足第二条件,但是可以采用以下所示的条件(A-2)和条件(A-3)中的任何一个代替条件(A-1)。
(A-1)发动机13的转速等于或高于规定速度Ne 1。
(A-2)电池18的SOC等于或高于规定的SOC值。
(A-3)MG 14处于负旋转状态。
当满足要求(A-2)时,可以存储在电池18中的电量较小。因此,当通过MG 15的再生制动产生的电力被输入到电池18时,电池18可能被过度充电。当满足第二条件时,HVECU 62通过将节气门49和WGV 520设定为涡轮增压阀状态来增加由发动机制动施加的制动力。当在满足要求(A-2)时满足第二条件时,当电池18中可存储的电量较小时,无需施加再生制动就可以容易地获得足够的制动力。在不施加再生制动的情况下,电池18的过度充电被抑制。规定的SOC值例如可以在70%以上且100%以下的范围内设定。
当在车辆减速期间满足要求(A-3)时,MG 14处于负旋转状态,并且MG 14处于发电状态(参见图9)。当在满足条件(A-3)时满足第二条件时,HVECU 62可以将节气门49和WGV520设定为涡轮增压阀状态,从而当不能为了驱动MG 14而消耗由MG 15的再生制动产生的电力时,增加了由发动机制动施加的制动力。随着发动机制动施加的制动力的增加,无需施加再生制动就可以容易地获得足够的制动力。在不施加再生制动的情况下,电池18的过度充电被抑制。
当满足从要求(A-1)至(A-3)中选择的两个要求或全部三个要求时,可以满足第二条件。根据情况,第一条件、第二条件和退出条件中的每个可以是固定的或可变的。使用者可以修改第一条件、第二条件和退出条件中的至少一个。
包括在混合动力车辆中的制动装置的构造可以被适当地修改,而不限于前述的制动装置90的构造。电子可控制动装置可以采用已知的电制动器。作为安装在混合动力车辆上的制动装置,不必须采用电子可控制动装置。
发动机13的构造不限于图2中所示的配置,并且可以适当地修改。例如,节气门49可以被设置在进气通路41中的空气流量计50与压缩机48之间。气缸的布局也不限于直列布局,并且可以是V形布局或水平布局。气缸和气门的数目也可以任意修改。
在本实施例中,执行诸如强制进气的开启和关闭(即,高升压和低升压)的二进制控制。然而,HVECU 62可以通过在从全闭状态到全开状态的范围内连续地控制WGV 520的位置(即,开度)来将升压调节到期望的大小。可以采用连续变化的阀作为负压调节阀532,使得可以连续地调节待施加到隔膜531的负压的大小。在图2中所示的构造中,不是必须设置负压调节阀532,并且可以采用电动泵作为负压泵533。HVECU 62可以通过控制电动泵的驱动量来调节施加到隔膜531的负压的大小。WGV 520可以是常开阀。用于驱动WGV 520的方案不限于负压,而是可以应用任何方案或电气方案。
当满足第二条件时,HVECU 62将节气门49的开度设定为第一开度以上,并且将WGV520的开度设定为第二开度以下。虽然在本实施例中将全开状态定义为第一开度,将全闭状态定义为第二开度,但第一开度和第二开度中的每个均可以任意设定。例如,第一开度可以被设定为大于50%且小于全开状态的开度,并且第二开度可以被设定为大于全闭状态且小于50%的开度。
在该实施例中,采用汽油发动机作为发动机13。在不受此限制的情况下,可以采用任何内燃发动机作为发动机13,并且也可以采用柴油发动机。
虽然已经描述了本公开的实施例,但是应当理解的是,本文公开的实施例在各个方面都是说明性的而非限制性的。本公开的范围由权利要求书的术语限定,并且意图包括与权利要求书的术语等效的范围和含义内的任何改型。

Claims (6)

1.一种混合动力车辆,包括:
驱动轮;
发动机、第一电动发电机和第二电动发电机,所述发动机、所述第一电动发电机和所述第二电动发电机被机械地联接到所述驱动轮;和
控制器,所述控制器控制所述发动机、所述第一电动发电机和所述第二电动发电机,
所述发动机包括
发动机主体,在所述发动机主体处进行燃烧,
进气通路和排气通路,所述进气通路和所述排气通路被连接到所述发动机主体,
涡轮增压器,
节气门,所述节气门被设置在所述进气通路中,
旁通通路,所述旁通通路被连接到所述排气通路,以及
废气旁通阀,所述废气旁通阀被设置在所述旁通通路中,
所述涡轮增压器包括
压缩机,所述压缩机被设置在所述进气通路中,以及
涡轮机,所述涡轮机被设置在所述排气通路中,所述压缩机和所述涡轮机被一起旋转,
所述旁通通路允许排气绕过所述涡轮机流动,
所述发动机和所述第一电动发电机中的每个利用被插入的行星齿轮被机械地联接到所述驱动轮,
所述行星齿轮和所述第二电动发电机被构造成使得从所述行星齿轮输出的动力和从所述第二电动发电机输出的动力被组合地传递到所述驱动轮,其中
当在所述混合动力车辆的行驶期间满足第一条件时,所述控制器停止所述发动机中的燃烧,并通过所述第一电动发电机进行马达驱动,使得所述行星齿轮输出减速转矩,并且
当在所述混合动力车辆利用所述减速转矩进行减速期间除了所述第一条件之外还满足第二条件时,在所述节气门的开度被设定为第一开度以上并且所述废气旁通阀的开度被设定为第二开度以下的情况下,所述控制器进行所述马达驱动,
所述混合动力车辆还包括加速器传感器和制动传感器中的至少一种传感器,所述加速器传感器被配置成检测来自驾驶员的加速要求,所述制动传感器被配置成检测来自驾驶员的制动要求,
所述第一条件包括下列中的至少一个:
在所述发动机的转速等于或高于第二速度的同时来自所述驾驶员的所述加速要求从开启改变为关闭的条件,所述第二速度低于第一速度;和
在所述发动机的转速等于或高于第三速度的同时来自所述驾驶员的所述制动要求从关闭改变为开启的条件,所述第三速度低于所述第一速度,并且
所述第二条件包括下列中的至少一个:
所述发动机的转速等于或高于所述第一速度的条件,
蓄电装置的SOC等于或高于规定的SOC值的条件,所述蓄电装置被配置成接收由所述第二电动发电机施加的再生制动所产生的电力,和
所述第一电动发电机处于负旋转状态的条件。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆,其中
全开状态被定义为所述第一开度,并且全闭状态被定义为所述第二开度。
3.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆,其中
当在所述混合动力车辆的行驶期间满足所述第一条件并且不满足所述第二条件时,所述控制器
停止所述发动机中的燃烧,并且
在所述控制器控制所述节气门和所述废气旁通阀以将所述发动机主体维持在燃烧可恢复状态的同时,通过所述第一电动发电机进行所述马达驱动。
4.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆,还包括电子可控的制动装置,所述制动装置将制动力施加到所述驱动轮,其中
当在所述混合动力车辆的行驶期间满足所述第一条件并且不满足所述第二条件时,所述控制器使由所述制动装置施加的制动力比当满足所述第二条件时的制动力大。
5.根据权利要求4所述的混合动力车辆,其中
当在所述混合动力车辆的行驶期间满足所述第一条件并且不满足所述第二条件时,所述控制器
停止所述发动机中的燃烧,并且
在所述控制器控制所述节气门和所述废气旁通阀以将所述发动机主体维持在燃烧可恢复状态的同时,通过所述第一电动发电机进行所述马达驱动。
6.一种制动混合动力车辆的方法,所述混合动力车辆包括:
驱动轮;
发动机、第一电动发电机和第二电动发电机,所述发动机、所述第一电动发电机和所述第二电动发电机被机械地联接到所述驱动轮;和
控制器,所述控制器控制所述发动机、所述第一电动发电机和所述第二电动发电机;
所述发动机包括:
发动机主体,在所述发动机主体处进行燃烧;
进气通路和排气通路,所述进气通路和所述排气通路被连接到所述发动机主体;
涡轮增压器;
节气门,所述节气门被设置在所述进气通路中;
旁通通路,所述旁通通路被连接到所述排气通路;和
废气旁通阀,所述废气旁通阀被设置在所述旁通通路中;
所述涡轮增压器包括
压缩机,所述压缩机被设置在所述进气通路中,以及
涡轮机,所述涡轮机被设置在所述排气通路中,所述压缩机和所述涡轮机被一起旋转,
所述旁通通路允许排气绕过所述涡轮机流动;
所述发动机和所述第一电动发电机中的每个通过被插入的行星齿轮被机械地联接到所述驱动轮,
所述行星齿轮和所述第二电动发电机被构造成使得从所述行星齿轮输出的动力和从所述第二电动发电机输出的动力被组合地传递到所述驱动轮;
所述方法包括:通过所述控制器,
确定在所述混合动力车辆的行驶期间是否满足第一条件;
当满足所述第一条件时,停止所述发动机中的燃烧,并通过所述第一电动发电机进行马达驱动,使得所述行星齿轮输出减速转矩;
确定在以下时刻中的至少一个时是否满足第二条件:(1)当开始所述马达驱动时,和(2)在正在进行所述马达驱动的同时;并且
当满足所述第二条件时,将所述节气门的开度设定为第一开度以上,并且将所述废气旁通阀的开度设定为第二开度以下,其中
所述混合动力车辆还包括加速器传感器和制动传感器中的至少一种传感器,所述加速器传感器被配置成检测来自驾驶员的加速要求,所述制动传感器被配置成检测来自驾驶员的制动要求,
所述第一条件包括下列中的至少一个:
在所述发动机的转速等于或高于第二速度的同时来自所述驾驶员的所述加速要求从开启改变为关闭的条件,所述第二速度低于第一速度;和
在所述发动机的转速等于或高于第三速度的同时来自所述驾驶员的所述制动要求从关闭改变为开启的条件,所述第三速度低于所述第一速度,并且
所述第二条件包括下列中的至少一个:
所述发动机的转速等于或高于所述第一速度的条件,
蓄电装置的SOC等于或高于规定的SOC值的条件,所述蓄电装置被配置成接收由所述第二电动发电机施加的再生制动所产生的电力,和
所述第一电动发电机处于负旋转状态的条件。
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