CN114261384B - 混合动力车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够有效地进行蓄电装置与发电装置之间的并联连接和串联连接的切换的混合动力车辆。该混合动力车辆具备：发电装置，其包括发动机、能够使用来自发动机的动力进行发电的第一旋转电机、以及第一变换器；驱动装置，其包括输出用于驱动驱动轮的驱动力的第二旋转电机、以及第二变换器；蓄电装置，其与发电装置及驱动装置交换电力；切换装置，其相对于驱动装置，将蓄电装置与发电装置之间的电连接在并联连接和串联连接之间切换；以及控制装置，其至少控制切换装置，在车辆行驶中，控制装置在车速和驱动力的组合满足规定条件的情况下，控制切换装置，以将蓄电装置与发电装置之间从并联连接切换为串联连接。

Description

混合动力车辆

技术领域

本发明涉及一种混合动力车辆。

背景技术

在专利文献1中公开了一种混合动力车辆，其具备：具有发动机、发电电动机以及变换器的发电装置；电池；具有驱动电动机以及变换器的驱动装置；以及相对于驱动装置切换电池与发电装置之间的串联连接和并联连接的切换装置。在专利文献1公开的混合动力车辆中，在车辆行驶中的发动机运转时，切换电池与发电装置之间的并联连接和串联连接。并且，通过将电池与发电装置切换为串联连接，与并联连接时相比，能够使供给到驱动装置的电力的电压上升，能够增大从驱动电动机输出的驱动力。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第6403922号公报

发明内容

[本发明要解决的技术问题]

作为混合动力车辆，已知不将发动机作为行驶的驱动力源，而是从发电装置和电池中的至少一方供给电力使驱动电动机驱动从而进行行驶的所谓的串联式混合动力车辆。在串联式混合动力车辆的行驶中，例如进行发动机运转和发动机停止。因此，为了不仅在专利文献1所公开的混合动力车辆那样的发动机运转时、还包括发动机停止时，在车辆行驶中的适当的时刻增大从驱动电动机输出的驱动力等高效地进行电池与发电装置之间的并联连接和串联连接的切换这一点，还存在改善的余地。

本发明是鉴于上述技术问题而做出的，其目的在于提供一种能够有效地进行蓄电装置与发电装置之间的并联连接和串联连接的切换的混合动力车辆。

[用于解决技术问题的手段]

为了解决上述技术问题、达成目的，本发明所涉及的混合动力车辆的特征在于，具备：发电装置，其包括发动机、能够使用来自所述发动机的动力进行发电的第一旋转电机、以及能够与所述第一旋转电机之间进行交流电压和直流电压的变换的第一变换器；驱动装置，其包括输出用于驱动驱动轮的驱动力的第二旋转电机、以及能够与所述第二旋转电机之间进行交流电压和直流电压的变换的第二变换器；蓄电装置，其与所述发电装置及所述驱动装置交换电力；切换装置，其相对于所述驱动装置，将所述蓄电装置与所述发电装置之间的电连接在并联连接和串联连接之间切换；以及控制装置，其至少控制所述切换装置，在车辆行驶中，所述控制装置在车速和驱动力的组合满足规定条件的情况下，控制所述切换装置，以将所述蓄电装置与所述发电装置之间从并联连接切换为串联连接。

由此，在本发明所涉及的混合动力车辆中，在车辆行驶中，在车速和驱动力的组合满足规定条件的情况下，将蓄电装置与发电装置之间从并联连接切换为串联连接。于是，本发明所涉及的混合动力车辆不仅在发动机运转时、还包括发动机停止时，都能够在车辆行驶中的适当的时刻有效地进行蓄电装置与发电装置之间的并联连接和串联连接的切换。

另外，在上述中，也可以是，满足所述规定条件的情况是，当前的车速及驱动力超过了串联切换判定线的情况，所述串联切换判定线表示作为用于将所述蓄电装置与所述发电装置之间切换为串联连接的判定基准的、车速与驱动力的关系。

由此，基于当前的车速和驱动力进行串联切换判定，能够在车辆行驶中的适当的时刻将蓄电装置与发电装置之间切换为串联连接。

另外，在上述中，也可以是，所述串联切换判定线根据所述发动机的状态被设定有多个，所述控制装置在发动机运转时和发动机停止时选择不同的所述串联切换判定线，在所述发动机停止时选择的所述串联切换判定线被设定为，能够在同一车速下的驱动力比所述发动机运转时选择的所述串联切换判定线小的时刻，将所述蓄电装置与所述发电装置之间切换为串联连接。

由此，能够抑制由发动机起动时间导致的响应延迟，能够从串联连接的蓄电装置和发电装置向驱动装置供给电力。

另外，在上述中，也可以是，在所述发动机停止时，所述控制装置针对所述发动机比规定温度低的发动机低温时和所述发动机低温时以外的情况，选择不同的所述串联切换判定线，在所述发动机低温时选择的所述串联切换判定线被设定为，能够在同一车速下的驱动力比所述发动机低温时以外选择的所述串联切换判定线小的时刻，将所述蓄电装置与所述发电装置之间切换为串联连接。

由此，能够抑制在发动机低温时到发动机起动为止需要时间而导致的响应延迟，能够从串联连接的蓄电装置和发电装置向驱动装置供给电力。

另外，在上述中，也可以是，满足所述规定条件的情况是，规定时间后的对应车速的要求驱动力超过在所述蓄电装置与所述发电装置并联连接时所述第二旋转电机能够输出的最大驱动力的情况。

由此，能够在车辆行驶中的适当的时刻，将蓄电装置与发电装置之间切换为串联连接。另外，在规定时间后的对应车速的要求驱动力不超过所述最大驱动力的情况下，能够抑制无用的发动机的起动，能够实现燃油效率的提高。

另外，在上述中，也可以是，所述规定时间是预测从开始向所述蓄电装置与所述发电装置的串联连接的切换起到能够通过串联连接从所述蓄电装置和所述发电装置向所述驱动装置供给电力为止的时间而得的预测时间。

由此，能够抑制直到能够通过串联连接从蓄电装置和发电装置向驱动装置供给电力为止需要时间而导致的响应延迟，能够从串联连接的蓄电装置和发电装置向驱动装置供给电力。

另外，在上述中，也可以是，所述预测时间根据所述发动机的状态而设定有多个，所述控制装置在发动机运转时和发动机停止时选择不同的所述预测时间，在所述发动机停止时选择的所述预测时间比在所述发动机运转时选择的所述预测时间长。

由此，能够抑制由发动机起动时间导致的响应延迟，能够从串联连接的蓄电装置和发电装置向驱动装置供给电力。

另外，在上述中，也可以是，在所述发动机停止时，所述控制装置针对所述发动机比规定温度低的发动机低温时和所述发动机低温时以外的情况，选择不同的所述预测时间，在所述发动机低温时选择的所述预测时间比在所述发动机低温时以外选择的所述预测时间长。

由此，能够抑制在发动机低温时到发动机起动为止需要时间而导致的响应延迟，能够从串联连接的蓄电装置和发电装置向驱动装置供给电力。

[发明效果]

在本发明所涉及的混合动力车辆中，在车辆行驶中，在车速和驱动力的组合满足规定条件的情况下，将蓄电装置与发电装置之间从并联连接切换为串联连接。于是，本发明所涉及的混合动力车辆不仅在发动机运转时、还包括发动机停止时，都能够在车辆行驶中的适当的时刻有效地进行蓄电装置与发电装置之间的并联连接和串联连接的切换。

附图说明

图1是示意性地示出实施方式所涉及的混合动力车辆的构成的图。

图2是示出与实施方式所涉及的混合动力车辆中的发电装置以及驱动装置相关的电路构成的一例的图。

图3是示出电池与发电装置并联连接时的电路状态的图。

图4是示出电池与发电装置串联连接时的电路状态的图。

图5是示出实施方式中的切换电池与发电装置之间的并联连接和串联连接的切换控制的一例的流程图。

图6是示出在发动机起动时将电池与发电装置并联连接了的情况下的电路状态的图。

图7是示出在发动机起动时将电池与发电装置串联连接了的情况下的电路状态的图。

图8是示出在通过发电电动机以及驱动电动机的发电对电池进行充电时，将电池与发电装置并联连接了的情况下的电路状态的图。

图9是示出在通过发电电动机以及驱动电动机的发电对电池进行充电时，将电池与发电装置串联连接了的情况下的电路状态的图。

图10是有关实施例1中的车速与驱动力的组合的规定条件的说明图。

图11是示出实施例1中的对电池与发电装置之间的并联连接和串联连接进行切换的切换控制的一例的流程图。

图12是有关实施例2中的车速与驱动力的组合的规定条件的说明图。

图13是示出实施例2中的对电池与发电装置之间的并联连接和串联连接进行切换的切换控制的一例的流程图。

具体实施方式

以下，对本发明所涉及的车辆的控制装置的实施方式进行说明。另外，本发明并不限定于本实施方式。

图1是示意性地示出实施方式所涉及的混合动力车辆1的构成的图。在混合动力车辆1中，在发动机2的输出轴上连接有作为第一旋转电机的发电电动机MG1，在作为第二旋转电机的驱动电动机MG2上经由驱动轴3连结有驱动轮4a、4b。该混合动力车辆1具备发动机2、发电电动机MG1、驱动电动机MG2、变换器51、52、作为蓄电装置的电池6、切换装置7、以及作为混合动力行驶用电子控制装置的HVECU8等。

发动机2由公知的内燃机构成。另外，在发动机2的排气路径上设有用于净化排气的催化剂。即，混合动力车辆1具备利用三元催化剂净化排气的催化转化器。发动机2由作为发动机用电子控制装置的发动机ECU21控制。

发动机ECU21由微处理器构成，包括CPU、ROM、RAM等。发动机ECU21与HVECU8可通信地连接，根据从HVECU8输入的指令信号控制发动机2。例如，发动机ECU21控制向发动机2的燃料喷射和点火正时。

发电电动机MG1和驱动电动机MG2均由电动机/发电机构成。发电电动机MG1由发动机2驱动而作为发电机发挥功能。发电电动机MG1的转子与发动机2的输出轴连接，发电电动机MG1利用从发动机2输出的动力进行发电。驱动电动机MG2作为使用电池6的电力进行驱动的行驶用的电动机而发挥功能。驱动电动机MG2的转子与驱动轴3连接，驱动电动机MG2使用电池6的电力进行驱动。变换器51、52与发电电动机MG1以及驱动电动机MG2电连接，并且与电池6电连接。发电电动机MG1经由变换器51、52与驱动电动机MG2电连接。另外，发电电动机MG1和驱动电动机MG2由作为电动机用电子控制装置的电动机ECU31控制。

电动机ECU31由与发动机ECU21相同的微处理器构成。该电动机ECU31与HVECU8可通信地连接。例如，电动机ECU31基于从HVECU8输入的指令信号，对变换器51、52所具备的多个开关元件进行开关控制，由此控制发电电动机MG1和驱动电动机MG2。更详细地说，电动机ECU31执行使发电电动机MG1作为发电机发挥功能、同时使驱动电动机MG2作为电动机发挥功能的控制(动力运行控制)。另外，电动机ECU31执行使发电电动机MG1作为发电机发挥功能而发电、同时使驱动电动机MG2作为发电机发挥功能而发电的控制(再生控制)。进而，电动机ECU31执行使发电电动机MG1的发电量为最低、或者不进行发电电动机MG1的发电而使驱动电动机MG2作为发电机发挥功能来发电的控制。

电池6由锂离子电池或镍氢电池等二次电池构成。另外，电池6与变换器51、52电连接。该电池6由作为电池用电子控制装置的电池ECU61控制。

电池ECU61由微处理器构成，与HVECU8可通信地连接。该电池ECU61管理电池6的SOC(State of charge：充电状态)。

HVECU8由微处理器构成，控制混合动力车辆1。来自各种传感器的信号被输入到HVECU8。作为输入到HVECU8的信号，可以举出来自检测发动机2的转速的发动机转速传感器81的发动机转速信号、来自检测加速踏板的踩踏量的加速踏板开度传感器82的加速踏板开度信号、来自检测制动踏板的踩踏量的制动行程传感器83的制动踏板位置信号、来自车速传感器84的车速信号、来自检测电池6的SOC的SOC传感器85的SOC信号、来自检测冷却发动机2的冷却水的温度(发动机2的水温)的水温传感器86的水温信号等。然后，HVECU8进行各种运算的结果是，能够向发动机ECU21、电动机ECU31以及电池ECU61输出指令信号。实施方式中的混合动力车辆1的控制装置构成为至少包含HVECU8、发动机ECU21、电动机ECU31、电池ECU61中的HVECU8。

另外，HVECU8执行将电池6的SOC管理在电池充电能力的范围内的SOC控制。例如，HVECU8和电池ECU61能够基于从SOC传感器85输入到HVECU8的SOC信号，对作为电池6的实际SOC的实际SOC进行检测。然后，HVECU8根据混合动力车辆1的行驶状态，对发电电动机MG1的发电量和驱动电动机MG2的电力消耗量的电力收支进行管理，将SOC控制在电池充电能力的范围内，以使电池6不会过充电和过放电。

实施方式所涉及的混合动力车辆1是所谓的增程式混合动力车辆，具有电动行驶模式和串联式混合动力行驶模式。电动行驶模式例如是在电池6的SOC为规定值以上的情况下等，不伴随发动机2的运转地、利用来自电池6的电力使驱动电动机MG2驱动而进行行驶的模式。串联式混合动力行驶模式例如是在电池6的SOC小于规定值的情况下、仅利用来自电池6的电力无法由驱动电动机MG2输出要求驱动力的情况下等，使发动机2运转而由发电电动机MG1进行发电，从发电电动机MG1直接向驱动电动机MG2供给电力或经由电池6向驱动电动机MG2供给电力，使驱动电动机MG2驱动而进行行驶的模式。

图2是示出与实施方式所涉及的混合动力车辆1中的发电装置91以及驱动装置92相关的电路构成的一例的图。

在实施方式所涉及的混合动力车辆1中，由发动机2、发电电动机MG1以及变换器51等构成发电装置91。在发电装置91的变换器51经由切换装置7与电池6连接。

作为第一变换器的变换器51由被供给正极侧电压的上桥臂和被供给负极侧电压的下桥臂构成。在变换器51中，被供给正极侧电压的上桥臂和被供给负极侧电压的下桥臂串联配置在正极侧电力线5b与负极侧电力线5c之间，能够与发电电动机MG1之间进行三相交流电压和直流电压的变换。另外，变换器51具备：用于与发电电动机MG1的U相线圈之间交换U相电压的U相桥臂、用于与发电电动机MG1的V相线圈之间交换V相电压的V相桥臂、以及用于与发电电动机MG1的W相线圈之间交换W相电压的W相桥臂。

在U相桥臂中，在正极侧电力线5b与负极侧电力线5c之间串联连接有开关元件51a和开关元件51d。另外，在连接开关元件51a和开关元件51d的连接点上连接有发电电动机MG1的U相线圈。在V相桥臂中，在正极侧电力线5b与负极侧电力线5c之间串联连接有开关元件51b和开关元件51e。另外，在连接开关元件51b和开关元件51e的连接点上连接有发电电动机MG1的V相线圈。在W相桥臂中，在正极侧电力线5b与负极侧电力线5c之间串联连接有开关元件51c和开关元件51f。另外，在连接开关元件51c和开关元件51f的连接点上连接有发电电动机MG1的W相线圈。

而且，例如，在电压作用于变换器51上时，通过电动机ECU31调节U相桥臂、V相桥臂以及W相桥臂各自成对的开关元件51a～51f的接通时间的比例，由此，在发电电动机MG1的三相线圈上形成旋转磁场，对发电电动机MG1进行旋转驱动。

发电电动机MG1在从电池6输出的直流电压被变换器51变换为三相交流电压而被供给时作为电动机发挥作用，在使发动机2起动时产生用于起转的驱动力。另外，发电电动机MG1由发动机2驱动而发电，输出三相交流电压。然后，该三相交流电压由变换器51变换成直流电压，通过供给到电池6来对电池6进行充电，或者通过供给到变换器52来驱动驱动电动机MG2。

另外，平滑用的电容器53与变换器51并联，一个端子与正极侧电力线5b连接，另一个端子与负极侧电力线5c连接。

在实施方式所涉及的混合动力车辆1中，由变换器52和驱动电动机MG2等构成使驱动轮4a、4b旋转驱动的驱动装置92。驱动装置92的变换器52经由切换装置7与电池6连接。

作为第二变换器的变换器52由被供给正极侧电压的上桥臂和被供给负极侧电压的下桥臂构成。在变换器52中，被供给正极侧电压的上桥臂和被供给负极侧电压的下桥臂串联配置在正极侧电力线5a与负极侧电力线5c之间，并能够与驱动电动机MG2之间进行三相交流电压和直流电压的变换。另外，变换器52具备：用于与驱动电动机MG2的U相线圈之间交换U相电压的U相桥臂、用于与驱动电动机MG2的V相线圈之间交换V相电压的V相桥臂、以及用于与驱动电动机MG2的W相线圈之间交换W相电压的W相桥臂。

在U相桥臂中，在正极侧电力线5a与负极侧电力线5c之间串联连接有开关元件52a和开关元件52d。另外，在连接开关元件52a和开关元件52d的连接点上连接有驱动电动机MG2的U相线圈。在V相桥臂中，在正极侧电力线5a与负极侧电力线5c之间串联连接有开关元件52b和开关元件52e。另外，在连接开关元件52b和开关元件52e的连接点上连接有驱动电动机MG2的V相线圈。在W相桥臂中，在正极侧电力线5a与负极侧电力线5c之间串联连接有开关元件52c和开关元件52f。另外，在连接开关元件52c和开关元件52f的连接点上连接有驱动电动机MG2的W相线圈。

并且，例如，在电压作用于变换器52上时，通过电动机ECU31调节U相桥臂、V相桥臂以及W相桥臂各自成对的开关元件52a～52f的接通时间的比例，由此，在驱动电动机MG2的三相线圈上形成旋转磁场，对驱动电动机MG2进行旋转驱动。

驱动电动机MG2在从电池6等输出的直流电压被变换器52变换为三相交流电压而被供给时作为电动机发挥作用，产生用于使混合动力车辆1行驶的驱动力。另一方面，驱动电动机MG2在混合动力车辆1被制动时作为基于再生的发电机发挥作用，回收制动能量并将该能量以三相交流电压的形式输出。然后，该三相交流电压由变换器52变换成直流电压向电池6供给，由此对电池6进行充电。

另外，平滑用的电容器54与变换器52并联，一个端子与正极侧电力线5a连接，另一个端子与负极侧电力线5c连接。

在切换装置7中，在正极侧电力线5a与负极侧电力线5c之间串联连接有开关元件71a、开关元件71b和开关元件71c。另外，在开关元件71a的一个端子上连接有电池6的正极侧端子，在连接开关元件71b和开关元件71c的连接点上连接有电池6的负极侧端子。

而且，切换装置7由HVECU8控制，对开关元件71a、开关元件71b和开关元件71c各自的ON(通电状态)和OFF(切断状态)进行切换，从驱动装置92看，将电池6与发电装置91(变换器51)之间的电连接在并联连接和串联连接之间切换。

另外，在本实施方式中，作为开关元件51a～51f、开关元件52a～52f以及开关元件71a～71c，可以使用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等作为半导体元件。另外，开关元件51a～51f、开关元件52a～52f、以及开关元件71a～71c成为续流二极管相对于半导体元件反向并联的构成。所谓反向并联是指，例如在半导体元件的集电极端子上连接二极管的阴极端子，在半导体元件的发射极端子上连接二极管的阳极端子。

图3是示出电池6与发电装置91并联连接时的电路状态的图。另外，在图3中，箭头A1表示来自电池6的电流的流动的一部分。另外，在图3中，箭头A2表示来自发电装置91的电流的流动的一部分。

如图3所示，在将电池6与发电装置91并联连接的情况下，HVECU8控制切换装置7，以使开关元件71a和开关元件71c接通、开关元件71b断开。由此，以电流如图3中的箭头A1、A2所示地在电路内流动的方式，电池6和发电装置91被并联连接。

在电池6与发电装置91并联连接的情况下，在从电池6和发电装置91这两者向驱动装置92供给电力时，电池6的直流电压(电池电压)和发电装置91的直流电压成为相等的电压。即，在电池6与发电装置91并联连接的情况下，能够向驱动装置92供给与电池电压相等的电压的电力。

图4是示出电池6与发电装置91串联连接时的电路状态的图。另外，在图4中，箭头A3表示来自电池6的电流和来自发电装置91的电流合并后的电流的流动的一部分。

如图4所示，在将电池6与发电装置91串联连接的情况下，HVECU8控制切换装置7，以使开关元件71b接通、开关元件71a和开关元件71c断开。由此，以电流如图4中的箭头A3所示地在电路内流动的方式，电池6和发电装置91被串联连接。

在电池6与发电装置91串联连接的情况下，在从电池6和发电装置91这两者向驱动装置92供给电力时，电池6的直流电压(电池电压)和发电装置91的直流电压相加后的值的电压的电力被供给到驱动装置92。即，在电池6与发电装置91串联连接的情况下，能够向驱动装置92供给比电池电压高的电压的电力。

图5是示出实施方式中的切换电池6与发电装置91之间的并联连接和串联连接的切换控制的一例的流程图。另外，图5所示的切换控制从电池6与发电装置91并联连接的状态开始。

首先，HVECU8根据从各种传感器输入的信号，取得与车速、驱动力以及发动机状态相关的信息(步骤S1)。另外，作为所述发动机状态，例如为发动机2是否在运转中、发动机2是否停止、以及发动机2是否为低温等。然后，HVECU8判断车速和驱动力的组合是否满足规定条件(步骤S2)。在判断为车速和驱动力的组合满足规定条件的情况下(步骤S2中为“是”)，HVECU8实施串联切换控制，通过切换装置7将电池6与发电装置91之间切换为串联连接(步骤S3)，结束一系列的控制。另一方面，当判定车速和驱动力的组合不满足规定条件时(步骤S2中为“否”)，HVECU8维持电池6与发电装置91之间的并联连接(步骤S4)，并结束一系列的控制。另外，关于在步骤S2中的判断中使用的车速和驱动力的组合的规定条件，在后面叙述。

在实施方式所涉及的混合动力车辆1中，在车辆行驶中，在车速和驱动力的组合满足规定条件的情况下，将电池6与发电装置91之间从并联连接切换为串联连接。于是，实施方式所涉及的混合动力车辆1不仅在发动机运转时、还包括发动机停止时，都能够在车辆行驶中的适当的时刻有效地进行电池6与发电装置91之间的并联连接和串联连接的切换。

图6是示出在发动机起动时将电池6与发电装置91并联连接了的情况下的电路状态的图。图7是示出在发动机起动时将电池6与发电装置91串联连接了时的电路状态的图。

在实施方式所涉及的混合动力车辆1中，在使发动机2起动时，将电池6与发电装置91并联连接，如图6中箭头A4所示的电流的流动那样，从电池6经由变换器51向发电电动机MG1供给电力，驱动发电电动机MG1而进行发动机2的起转。

另一方面，在实施方式所涉及的混合动力车辆1中，若在使发动机2起动时将电池6与发电装置91串联连接，则如图7中箭头A5所示的电流的流动那样，无法从电池6经由变换器51向发电电动机MG1流过用于使发电电动机MG1朝使发动机2起转的方向旋转的电流。因此，在实施方式所涉及的混合动力车辆1中，如果在发动机起动时将电池6与发电装置91串联连接，则无法通过发电电动机MG1进行发动机2的起转，无法使发动机2起动。

图8是示出在通过发电电动机MG1以及驱动电动机MG2的发电对电池6进行充电时，将电池6与发电装置91并联连接了的情况下的电路状态的图。图9是示出在通过发电电动机MG1以及驱动电动机MG2的发电对电池6进行充电时，将电池6和发电装置91串联连接了的情况下的电路状态的图。

在实施方式所涉及的混合动力车辆1中，在通过发电电动机MG1以及驱动电动机MG2的发电对电池6进行充电时，将电池6与发电装置91并联连接，如图8中箭头A6、A7所示，电流从发电电动机MG1以及驱动电动机MG2经由变换器51和变换器52向电池6的正极侧端子流动而向电池6供给电力。

另一方面，在实施方式所涉及的混合动力车辆1中，如果在通过发电电动机MG1以及驱动电动机MG2的发电对电池6进行充电时，将电池6与发电装置91串联连接，则在电路内流动的电流的方向相对于电池6成为相反方向。即，如图9中箭头A8所示，电流从发电电动机MG1经由变换器51流向电池6的正极侧端子，如图9中箭头A9所示，电流从驱动电动机MG2经由变换器52流向电池6的负极侧端子。因此，在实施方式所涉及的混合动力车辆1中，如果在通过发电电动机MG1以及驱动电动机MG2的发电对电池6进行充电时，将电池6与发电装置91串联连接，则电路不能电性成立，无法对电池6进行充电。

这样一来，在实施方式所涉及的混合动力车辆1中，由于存在电路的电性上的制约，因此通常设为将电池6与发电装置91并联连接的状态。因此，在实施方式所涉及的混合动力车辆1中，例如在行驶中，需要用于进行是否将电池6与发电装置91之间从并联连接切换为串联连接的判定的切换判定。

(实施例1)

图10是与实施例1中的车速和驱动力的组合的规定条件有关的说明图。另外，串联切换判定线表示作为用于将电池6与发电装置91之间切换为串联连接的判定基准的、车速与驱动力的关系，通过与车速和驱动力相对的曲线图来设定。图10中的L1示出在电池6与发电装置91串联连接时，相对于车速表现出驱动电动机MG2能够输出的最大驱动力的最大驱动力线。另外，图10中的L2示出在电池6与发电装置91并联连接时，相对于车速表现出驱动电动机MG2能够输出的最大驱动力的最大驱动力线。

在实施例1中，根据发动机2的状态，具有多条串联切换判定线，该串联切换判定线作为根据车速和驱动力而将电池6与发电装置91之间从并联连接切换为串联连接的判定基准。并且，在实施例1中，作为车速和驱动力的组合的规定条件，如果当前的车速和驱动力超过了根据发动机2的状态而从多个串联切换判定线中选择的规定的串联切换判定线，则实施将电池6与发电装置91之间切换为串联连接的串联切换控制。

作为与发动机2的状态对应的多个串联切换判定线，例如为图10所示那样的发动机动作时的串联切换判定线L3、发动机停止时的串联切换判定线L4、以及发动机停止低温时的串联切换判定线L5等。

发动机动作时的串联切换判定线L3表示在发动机动作时将电池6与发电装置91之间切换为串联连接的判定基准中使用的车速以及驱动力的关系。另外，发动机停止时的串联切换判定线L4表示在发动机停止时将电池6与发电装置91之间切换为串联连接的判定基准中使用的车速以及驱动力的关系。另外，发动机停止低温时的串联切换判定线L5表示在发动机停止时且发动机2为比规定温度低的发动机低温时，将电池6与发电装置91之间切换为串联连接的判定基准中使用的车速以及驱动力的关系。

在此，从通过切换装置7开始将电池6与发电装置91之间向串联连接的切换起，到能够通过串联连接从电池6和发电装置91向驱动装置92供给电力为止，耗费时间TR。因此，在实施例1中，在设定为当前的要求驱动力被维持时，以在时间TR经过之前要求驱动力不超过在并联连接时能够从驱动电动机MG2输出的最大驱动力线L2的方式，确定作为判定基准使用的串联切换判定线。

例如，在电池6与发电装置91并联连接，且设定为“要求驱动力>驱动电动机MG2能够输出的驱动力”时，将电池6与发电装置91之间切换为串联连接。此时，到能够从电池6和发电装置91向驱动装置92供给电力为止需要耗费时间TR。即，需要耗费切换装置7中由开关元件71a～71c的开关动作进行的并联连接与串联连接之间的切换的延迟、在发动机2停止时通过发电电动机MG1使发动机2起转而使发动机2起动为止的延迟等时间。并且，如果在时间TR经过之前，要求驱动力到达最大驱动力线L2，则在从该时刻到时间TR经过为止的期间，仅能够向驱动装置92供给与电池电压相等的电压的电力，因此驱动电动机MG2无法输出要求驱动力，会导致驱动力不足。

因此，在实施例1中，根据要求驱动力的大小，具有多个分别为发动机动作时的串联切换判定线L3、发动机停止时的串联切换判定线L4、以及发动机停止低温时的串联切换判定线L5的各串联切换判定线。并且，在实施例1中，根据要求驱动力的大小，确定用于串联切换控制的、发动机动作时的串联切换判定线L3、发动机停止时的串联切换判定线L4、以及发动机停止低温时的串联切换判定线L5的各串联切换判定线。

另外，如果是发动机动作中，则串联切换控制所耗费的时间TR仅是电池6与发电装置91之间从并联连接向串联连接切换所需的时间T1。另一方面，如果是发动机停止时，则串联切换控制所耗费的时间TR是将时间T1和发动机2的起动所需的时间T2相加后的时间(T1+T2)。另外，在发动机低温时，发动机2的起动变慢。因此，如果是发动机停止时且发动机低温时，则串联切换控制所耗费的时间TR是将时间T1与发动机低温时发动机2的起动所需的时间T3(>T2)相加后的时间(T1+T3)。

于是，在实施例1中，根据发动机2的状态，考虑到串联切换控制所耗费的时间TR不同，从发动机动作时的串联切换判定线L3、发动机停止时的串联切换判定线L4以及发动机停止低温时的串联切换判定线L5中的某一个中选择用作判定基准的串联切换判定线。

例如，在图10所示的动作点P1的时刻，如箭头X1所示，设定为要求驱动力被维持。另外，箭头X1的前端位置示出从动作点P1的时刻起经过时间TR后的要求驱动力。然后，当混合动力车辆1电动行驶中时，选择从工作点P1的时刻起经过时间TR后的要求驱动力不超过最大驱动力线L2的、发动机停止时的串联切换判定线L4。

这样一来，在实施例1中，串联切换判定线根据发动机2的状态被设定有多个，HVECU8在发动机运转时和发动机停止时选择不同的串联切换判定线。并且，发动机停止时选择的串联切换判定线L4被设定为，能够在同一车速下的驱动力比发动机运转时选择的串联切换判定线L3小的时刻，将电池6与发电装置91之间切换为串联连接。由此，能够抑制由发动机起动时间导致的响应延迟，从串联连接的电池6与发电装置91向驱动装置92供给电力。另外，在发动机停止时，HVECU8针对发动机2比规定温度低的发动机低温时和发动机低温时以外的情况，选择不同的串联切换判定线。并且，在发动机停止时，在发动机低温时选择的串联切换判定线L5被设定为，能够在同一车速下的驱动力比在发动机低温时以外选择的串联切换判定线L4小的时刻，将电池6与发电装置91之间切换为串联连接。由此，能够抑制在发动机低温时到发动机起动为止需要时间而导致的响应延迟，能够从串联连接的电池6与发电装置91向驱动装置92供给电力。

图11是示出实施例1中的对电池6与发电装置91之间的并联连接和串联连接进行切换的切换控制的一例的流程图。另外，图11所示的切换控制从电池6与发电装置91并联连接的状态开始。

首先，HVECU8根据从各种传感器输入的信号，取得与车速、驱动力以及发动机状态相关的信息(步骤S11)。然后，HVECU8根据所取得的所述信息，判断是否处于发动机动作中(步骤S12)。在判断为发动机动作中的情况下(步骤S12中为“是”)，HVECU8选择发动机动作时的串联切换判定线L3(步骤S13)。

另外，在步骤S12中，在判断为不是发动机动作中(发动机2停止)的情况下(在步骤S12中为“否”)，HVECU8根据取得的所述信息，判断发动机2是否为低温(步骤S14)。另外，在发动机2是否为低温的判断中，例如使用发动机2的水温等。在判断为发动机2为低温的情况下(步骤S14中为“是”)，HVECU8选择发动机停止低温时的串联切换判定线L5(步骤S15)。

另外，在步骤S14中，在判断为发动机2不是低温的情况下(步骤S14中为“否”)，HVECU8选择发动机停止时的串联切换判定线L4(步骤S16)。

然后，HVECU8判断车速和驱动力是否超过了在步骤S13、步骤S15或步骤S16中选择的串联切换判定线(步骤S17)。在判断为车速和驱动力超过了所述选择的串联切换判定线的情况下(步骤S17中为“是”)，HVECU8实施串联切换控制，通过切换装置7将电池6与发电装置91之间切换为串联连接(步骤S18)，结束一系列的控制。另一方面，在判断为车速和驱动力未超过所述选择的串联切换判定线的情况下(步骤S17中的“否”)，HVECU8维持电池6与发电装置91之间的并联连接(步骤S19)，结束一系列的控制。

在实施例1中，在混合动力车辆1的行驶中，通过适当的串联切换判定，能够有效地进行电池6与发电装置91之间的并联连接和串联连接的切换，能够相对于要求驱动力有效地获得从驱动电动机MG2输出的驱动力。

(实施例2)

图12是有关实施例2中的车速和驱动力的组合的规定条件的说明图。另外，图12中的L6示出电池6与发电装置91串联连接时，相对于车速表现出驱动电动机MG2能够输出的最大驱动力的最大驱动力线。另外，图12中的L7示出电池6与发电装置91并联连接时，相对于车速表现出驱动电动机MG2能够输出的最大驱动力的最大驱动力线。

在实施例2中，满足车速和驱动力的组合的规定条件的情况是，规定时间后对应车速的要求驱动力超过了电池6与发电装置91并联连接时驱动电动机MG2能够输出的最大驱动力的情况。例如，将预测从开始向电池6与发电装置91的串联连接的切换到能够通过串联连接从电池6和发电装置91向驱动装置92供给电力为止的时间而得的预测时间T作为所述规定时间，来预测对应车速的要求驱动力的推移。并且，如果预测时间T后的对应车速的要求驱动力似乎要超过并联连接时驱动电动机MG2能够输出的最大驱动力(图12中的最大驱动力线L7)，则实施将电池6与发电装置91之间切换为串联连接的串联切换控制。

例如，在图12所示的动作点P2的时刻，存在如图12中的箭头X2所示那样要求驱动力随着车速变大而变大的情况、如图12中的箭头X3所示那样即使车速变大要求驱动力也被维持的情况、如图12中的箭头X4所示那样要求驱动力随着车速变大而逐渐变小的情况等。另外，箭头X2、X3、X4各自的前端位置示出预测时间T后的对应车速的要求驱动力。

并且，在混合动力车辆1的电动行驶中，如果在动作点P2的时刻预测到预测时间T后的对应车速的要求驱动力超过最大驱动力线L7那样的、箭头X2、X3所示的要求驱动力的变动，则进行向电池6与发电装置91的串联连接的切换，使发动机2起动而利用发电电动机MG1进行发电，能够相对于要求驱动力有效地获得从驱动电动机MG2输出的驱动力。另一方面，混合动力车辆1在电动行驶中，如果在动作点P2的时刻预测到预测时间T后的对应车速的要求驱动力不超过最大驱动力线L7那样的、箭头X4所示的要求驱动力的变动，则不需要向电池6与发电装置91的串联连接切换，能够抑制发动机2的无用的起动，能够实现燃油效率的提高。

作为要求驱动力的推移的预测方法，例如，在图12中，推定为如箭头X5所示那样的过去的对应车速的要求驱动力的推移会持续，并预测如箭头X4所示那样的对应车速的要求驱动力的变动。另外，作为其他的要求驱动力的推移的预测方法，例如，也可以对驾驶员的驾驶履历等进行机械学习，利用人工智能进行对应车速的要求驱动力的推移的预测。

另外，在实施例2中，预测时间T由串联切换控制所耗费的时间确定。即，如果是发动机动作中，则预测时间T仅是电池6与发电装置91之间从并联连接向串联连接切换所耗费的时间T1，预测时间T＝发动机动作时的串联切换控制所需的时间(T1)。另一方面，如果是发动机停止时，则预测时间T是将时间T1和发动机2的起动所需的时间T2相加后的时间(T1+T2)，预测时间T＝发动机停止时的串联切换控制所耗费的时间(T1+T2)。另外，如果是发动机停止时且发动机低温时，则预测时间T是将时间T1与发动机低温时发动机2的起动所需的时间T3(>T2)相加后的时间(T1+T3)，预测时间T＝发动机停止低温时的串联切换控制所耗费的时间(T1+T3)。

这样一来，在实施例2中，根据发动机2的状态设定有多个预测时间T，HVECU8在发动机运转时和发动机停止时选择不同的预测时间T。并且，在发动机停止时选择的预测时间T比在发动机运转时选择的预测时间T长。由此，能够抑制由发动机起动时间导致的响应延迟，从串联连接的电池6和发电装置91向驱动装置92供给电力。另外，在发动机停止时，HVECU8针对发动机2比规定温度低的发动机低温时和发动机低温时以外的情况，选择不同的预测时间T。而且，在发动机停止时，在发动机低温时选择的预测时间T比在发动机低温时以外选择的预测时间长。由此，能够抑制在发动机低温时到发动机2起动为止需要时间而导致的响应延迟，能够从串联连接的电池6和发电装置91向驱动装置92供给电力。

图13是示出实施例2中对电池6与发电装置91之间的并联连接和串联连接进行切换的切换控制的一例的流程图。另外，图13所示的切换控制从电池6与发电装置91并联连接的状态开始。

首先，HVECU8根据从各种传感器输入的信号，取得与车速、驱动力以及发动机状态相关的信息(步骤S21)。然后，HVECU8根据所取得的所述信息，判断是否处于发动机动作中(步骤S22)。在判断为发动机动作中的情况下(步骤S22中为“是”)，HVECU8设为预测时间T＝发动机动作时的串联切换控制所耗费的时间(步骤S23)。

另外，在步骤S22中，在判断为不是发动机动作中(发动机2停止)的情况下(步骤S22中为“否”)，HVECU8根据取得的所述信息，判断发动机2是否为低温(步骤S24)。另外，在发动机2是否为低温的判断中，例如使用发动机2的水温等。在判断为发动机2为低温的情况下(步骤S24中为“是”)，HVECU8设定为预测时间T＝发动机停止低温时的串联切换控制所耗费的时间(步骤S25)。

另外，在步骤S24中，在判断为发动机2不是低温的情况下(在步骤S24中为“否”)，HVECU8设定为预测时间T＝发动机停止时的串联切换控制所耗费的时间(步骤S26)。

然后，HVECU8在步骤S23、步骤S25或步骤S26中确定了预测时间T之后，对预测时间T之前的要求驱动力的推移进行预测(步骤S27)。接下来，HVECU8判断预测时间T后的要求驱动力是否超过在电池6与发电装置91并联连接时驱动电动机MG2能够输出的最大驱动力(步骤S28)。在判断为预测时间T后的要求驱动力超过所述最大驱动力的情况下(步骤S28中为“是”)，HVECU8实施串联切换控制，通过切换装置7将电池6与发电装置91之间切换为串联连接(步骤S29)，结束一系列的控制。另一方面，在判定预测时间T之后的要求驱动力不超过所述最大驱动力的情况下(步骤S28中为“否”)，HVECU8维持电池6与发电装置91的并联连接(步骤S30)，并结束一系列的控制。

在实施例2中，在混合动力车辆1的行驶中，对预测时间T之前的车速和要求驱动力的推移进行预测，能够有效地进行电池6与发电装置91之间的并联连接和串联连接的切换，能够相对于要求驱动力有效地获得从驱动电动机MG2输出的驱动力。

[符号说明]

2 发动机

3 驱动轴

4a、4b驱动轮

6 电池

7 切换装置

8HVECU

21发动机ECU

31电动机ECU

51变换器

51a、51b、51c、51d、51e、51f开关元件

52变换器

52a、52b、52c、52d、52e、52f开关元件

61电池ECU

71a、71b、71c开关元件

81 发动机转速传感器

82 加速踏板开度传感器

83 制动行程传感器

84 车速传感器

85 SOC传感器

86 水温传感器

91 发电装置

92 驱动装置

MG1 发电电动机

MG2驱动电动机。

Claims (8)

1.一种混合动力车辆，其特征在于，具备：

发电装置，其包括发动机、能够使用来自所述发动机的动力进行发电的第一旋转电机、以及能够与所述第一旋转电机之间进行交流电压和直流电压的变换的第一变换器；

驱动装置，其包括输出用于驱动驱动轮的驱动力的第二旋转电机、以及能够与所述第二旋转电机之间进行交流电压和直流电压的变换的第二变换器；

蓄电装置，其与所述发电装置及所述驱动装置交换电力；

切换装置，其相对于所述驱动装置，将所述蓄电装置与所述发电装置之间的电连接在并联连接和串联连接之间切换；以及

控制装置，其至少控制所述切换装置，

在所述混合动力车辆行驶中，所述控制装置在车速和驱动力的组合满足规定条件的情况下，控制所述切换装置，以将所述蓄电装置与所述发电装置之间从并联连接切换为串联连接，

根据所述发动机的状态，所述规定条件按照所述切换装置的切换所耗费的时间被设定有多个。

2.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其特征在于，

满足所述规定条件的情况是，当前的车速以及驱动力超过了串联切换判定线的情况，所述串联切换判定线表示作为用于将所述蓄电装置与所述发电装置之间切换为串联连接的判定基准的、车速与驱动力的关系。

3.根据权利要求2所述的混合动力车辆，其特征在于，

所述串联切换判定线根据所述发动机的状态被设定有多个，

所述控制装置在发动机运转时和发动机停止时选择不同的所述串联切换判定线，

在所述发动机停止时选择的所述串联切换判定线被设定为，能够在同一车速下的驱动力比所述发动机运转时选择的所述串联切换判定线小的时刻，将所述蓄电装置与所述发电装置之间切换为串联连接。

4.根据权利要求3所述的混合动力车辆，其特征在于，

在所述发动机停止时，所述控制装置针对所述发动机比规定温度低的发动机低温时和所述发动机低温时以外的情况，选择不同的所述串联切换判定线，

在所述发动机低温时选择的所述串联切换判定线被设定为，能够在同一车速下的驱动力比所述发动机低温时以外选择的所述串联切换判定线小的时刻，将所述蓄电装置与所述发电装置之间切换为串联连接。

5.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其特征在于，

满足所述规定条件的情况是，规定时间后的对应车速的要求驱动力超过在所述蓄电装置与所述发电装置并联连接时所述第二旋转电机能够输出的最大驱动力的情况。

6.根据权利要求5所述的混合动力车辆，其特征在于，

所述规定时间是预测从开始向所述蓄电装置与所述发电装置的串联连接的切换起到能够通过串联连接从所述蓄电装置和所述发电装置向所述驱动装置供给电力为止的时间而得的预测时间。

7.根据权利要求6所述的混合动力车辆，其特征在于，

所述预测时间根据所述发动机的状态而设定有多个，

所述控制装置在发动机运转时和发动机停止时选择不同的所述预测时间，

在所述发动机停止时选择的所述预测时间比在所述发动机运转时选择的所述预测时间长。

8.根据权利要求7所述的混合动力车辆，其特征在于，

在所述发动机停止时，所述控制装置针对所述发动机比规定温度低的发动机低温时和所述发动机低温时以外的情况，选择不同的所述预测时间，

在所述发动机低温时选择的所述预测时间比在所述发动机低温时以外选择的所述预测时间长。