CN115071663A - 汽车 - Google Patents

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CN115071663A CN202210230505.1A CN202210230505A CN115071663A CN 115071663 A CN115071663 A CN 115071663A CN 202210230505 A CN202210230505 A CN 202210230505A CN 115071663 A CN115071663 A CN 115071663A
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automobile
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石井健一
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Toyota Motor Corp
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Abstract

本发明涉及汽车。用于汽车的控制装置构造成控制发动机和第一电机，使得当预定停止条件成立时，该控制装置停止发动机，并且在发动机随着预定停止条件成立而停止的同时，当预定启动条件成立时，该控制装置通过使用第一电机启动该发动机，该第一电机使用来自第一蓄电装置的电力。当发动机随着预定启动条件成立而并未通过使用第一电机而启动时，该控制装置通过使用第二电机启动发动机，并禁止发动机随着之后的预定停止条件成立而停止，其中该第二电机使用来自第二蓄电装置的电力。

Description

汽车
技术领域
本发明涉及一种汽车，更具体地涉及一种包括构造成起动发动机的第一电机和构造成起动发动机的第二电机的汽车。
背景技术
在相关技术中，作为这种技术，已经提出了一种蓄电系统，其中，构造成向马达供应电力的主电池与构造成向起动机供应电力的副电池一起使用(例如，参见WO 2014/208028)。该马达构造成启动发动机，而起动机构造成启动发动机。在该系统中，将镍氢电池或锂离子电池用作主电池，并且将铅电池用作副电池。当主电池的温度高于点火开启时的设定温度时，通过从主电池向马达供应电力来启动发动机。当主电池的温度等于或低于点火开启时的设定温度时，通过从副电池向起动机供应电力来启动发动机。
发明内容
在设置有蓄电系统的汽车中，在执行所谓怠速减少的情况下，在怠速减少后、将要启动发动机时，通过从主电池向马达供应电力，来启动发动机。在这种情况下，由于某种不便，即使在怠速减少后、从主电池向马达供应电力，仍无法启动发动机，则可以设想通过从副电池向起动机供应电力来启动发动机。然而，当此后通过从副电池向起动机持续供应电力来启动发动机时，副电池的负担增加。当将劣质产品用作副电池时，副电池会发生破损。
本发明的汽车的主要目的是减轻副电池的负担。
为实现该主要目的，本发明的汽车采用以下方案。
本发明的汽车包括发动机、第一电机、第一蓄电装置、第二电机、第二蓄电装置以及控制装置。该第一电机构造成起动发动机。该第一蓄电装置构造成向第一电机供应电力。该第二电机构造成起动发动机。该第二蓄电装置构造成向第二电机供应电力。该控制装置构造成控制发动机和第一电机，使得当预定停止条件成立时，该控制装置停止发动机，并且在发动机随着预定停止条件成立而停止的同时，当预定启动条件成立时，该控制装置通过使用第一电机启动该发动机。当发动机随着预定启动条件成立而并未通过使用第一电机而启动时，该控制装置通过使用第二电机启动发动机，并禁止发动机随着之后的预定停止条件成立而停止。
在本发明的汽车中，控制该发动机和该第一电机，以使得当预定停止条件成立时，该发动机停止，并且在发动机随着预定停止条件成立而停止的同时，当预定启动条件成立时，该发动机通过使用第一电机启动，该第一电机构造成从第一蓄电装置接收电力。当发动机随着预定启动条件成立、无法通过使用第一电机启动时，该发动机通过使用第二电机启动，该第二电机构造成从第二蓄电装置接收电力。然后，禁止发动机随着之后的预定停止条件成立而停止。当像这样发动机在该发动机无法由第一电机启动的情况下、由第二电机启动时，禁止该发动机之后重复地停止和启动。由此，可以减少第二电机通过从第二蓄电装置接收电力来启动发动机的机会。于是，可以减轻对第二蓄电装置的负担。当然，由于在发动机无法由第一电机启动的情况下、该发动机由第二电机启动，因此汽车之后能够继续行驶。
在本发明的汽车中，该第一蓄电装置可以是锂离子电池或镍氢电池，并且该第二蓄电装置可以是铅电池。在这一结构中，即使在意外地将劣质铅电池用作第二蓄电装置的情况下，也能够减轻对第二蓄电装置的负担。于是，汽车之后能够继续行驶。
在本发明的汽车中，在系统启用时，当该第一蓄电装置的温度等于或高于阈值温度时，该控制装置可以通过使用第一电机启动发动机，但是当该第一蓄电装置的温度低于阈值温度时，该控制装置可以通过使用第二电机启动发动机。通过这种构造，可以对发动机通过使用第二电机启动加以限制。
附图说明
下文将参照附图来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，在附图中，相同的附图标记指代相同的元件，并且其中：
图1是示出了作为本发明的一个实施例的汽车20的构造的概况的构造图；以及
图2是示出了由该实施例的汽车20的主ECU70执行的怠速减少控制的一个示例的流程图。
具体实施方式
接下来将参照实施例描述用于执行本发明的模式。
图1是示出了作为本发明的一个实施例的汽车20的构造的概况的构造图。如图所示，该实施例的汽车20包括发动机22、起动机25、马达30、逆变器32、自动变速器40、高压电池60、低压电池67、DC-DC转换器68以及主电子控制单元(以下称为“主ECU”)70。
发动机22构造成多缸内燃机(带有四缸、六缸等)，该多缸内燃机构造成通过将经由燃料供给系统从燃料箱供应的汽油、轻油等用作燃料、通过吸气冲程、压缩冲程、膨胀(燃烧)冲程以及排气冲程来输出动力。发动机22的操作由发动机电子控制单元(以下称为“发动机ECU”)24控制。
虽然在此未示出，但是发动机ECU24构造成主要由CPU构成的微处理器，并且除了CPU之外包括其中存储有处理程序的ROM、其中临时存储有数据的RAM、输入和输出端口以及通信端口。控制发动机22的操作所需的来自各种传感器的信号经由输入端口输入到发动机ECU24，并且用于控制发动机22的操作的各种控制信号经由输出端口从发动机ECU24输出。
构造成起动发动机22的起动器25连接到作为发动机22的输出轴的曲轴23。此外，作为扭转元件的阻尼器28的输入侧也连接到发动机22的曲轴23。皮带轮23b附接到发动机22的曲轴23。
马达30例如构造成同步发电电动机。皮带轮30b附接到马达30的旋转轴。皮带31放置在皮带轮30b上，使得附接到发动机22的曲轴23的皮带轮23b被旋转地驱动。逆变器32用于驱动马达30，并且连接到高压侧电力线61。马达30通过由主ECU70以切换方式控制逆变器32的多个切换元件来旋转地驱动。
自动变速器40包括变矩器43、六速自动变速器45以及液压回路(未示出)。变矩器43构造成通用流体式传动装置。变矩器43构造成将连接到马达30的旋转轴的输入轴41的动力、通过放大动力的扭矩而传递到作为自动变速器45的输入轴的中间旋转轴44，或者在不放大扭矩的情况下传递动力。自动变速器45连接到中间旋转轴44，并且还连接到输出轴42，该输出轴连接到驱动轴46。自动变速器45包括多个行星齿轮和多个液压驱动摩擦接合元件(离合器、制动器)。注意到的是，驱动轴46经由车轴56和后差速齿轮57连接到后轮55a、55b。自动变速器45例如通过接合和脱离多个摩擦接合元件来形成从第一速度到第六速度的前进档位和倒档档位，并且在中间旋转轴44和输出轴42之间传递动力。
例如，锂离子电池或镍氢电池用作高压电池60，并且连接到高压侧电力线61，该高压侧电力线61连接到逆变器32。例如将标称电压低于高压电池60的电压的铅电池用作低压电池67，并且连接到低压侧电力线66，该低压侧电力线连接到起动机25。DC-DC转换器68连接到高压侧电力线61和低压侧电力线66。DC-DC转换器68由主ECU70控制，使得DC-DC转换器68降低高压侧电力线61的电力的电压，并且向低压侧电力线66供电。
虽然在此未示出，但是主ECU70构造成主要由CPU构成的微处理器，并且除了CPU之外包括其中存储有处理程序的ROM、其中临时存储有数据的RAM、输入和输出端口以及通信端口。来自各种传感器的信号经由输入端口输入到主ECU70。输入到主ECU70的信号的示例例如包括来自旋转位置传感器(未示出)的马达30的转子的旋转位置φm、来自转数传感器46a的驱动轴46的转数Np等等，该旋转位置传感器构造成检测马达30的转子的旋转位置，并且该转数传感器附接到驱动轴46。此外，信号的示例还包括来自附接到高压电池60的温度传感器60a的电池温度Tb、由附接在高压电池60的端子之间的电压传感器(未示出)检测的高压电池60的电压Vh、由附接到高压电池60的输出端子的电流传感器(未示出)检测的高压电池60的电流Ih以及由附接在低压电池67的端子之间的电压传感器(未示出)检测的低压电池67的电压Vb。此外，信号的示例还包括来自点火开关80的点火信号、来自构造成检测换档杆81的操作位置的换档位置传感器82的换档位置SP、来自构造成检测加速器踏板83的踩踏量的加速器踏板位置传感器84的加速器操作量Acc、来自构造成检测制动踏板85的踩踏量的制动踏板位置传感器86的制动器踏板位置BP以及来自车速传感器88的车速V。
经由输出端口从主ECU70输出各种控制信号。例如，从主ECU70输出的信号的示例包括发送到起动机25的控制信号、发送到逆变器32的控制信号、发送到自动变速器40的控制信号以及发送到DC-DC转换器68的控制信号。主ECU70经由通信端口连接到发动机ECU24。
在如此构造的实施例的汽车20中，在点火开关80开启的情况下，当由附接到高压电池60的温度传感器60a检测到的电池温度Tb等于或大于阈值温度Tref时，从高压电池60向马达30供应电力，使得马达30起动发动机22以启动发动机22。发动机22的启动通过由主ECU70对马达30的驱动控制、由已从主ECU70接收到启动控制信号的发动机ECU24的进气量控制和燃料喷射控制以及发动机启动控制(例如点火控制)执行。同时，在点火开关80开启的情况下，当电池温度Tb小于阈值温度Tref时，从低压电池67向起动机25供应电力，使得起动机25起动发动机22以启动发动机22。此时发动机22的启动通过由主ECU70对起动机25的驱动控制，以及由发动机ECU24进行的发动机启动控制来执行，该发动机ECU已从主ECU70接收到启动控制信号。这里，阈值温度Tref是确定发动机22是否在冷态时启动的温度，并且例如可以使用-10℃、-5℃、0℃等等。在将锂离子电池用作高压电池60的情况下，在冷态时输出极限(允许的最大输出极限)Wout可能很小，从而可能难以通过使用来自高压电池60的电力的马达30来启动发动机22。因此，发动机启动由使用来自低压电池67(铅电池)的电力的起动机25执行，该低压电池能够成功地在冷态时用于启动发动机22。
在该实施例的汽车20中，执行怠速减少控制，以提高燃料效率。该怠速减少控制是这样的控制，通过这一控制，在预定停止条件成立时停止发动机22的操作，之后，在预定启动条件成立时启动发动机22。该预定停止条件可以是如下所有条件均成立：例如车速V为值0的条件，以及制动踩踏压力等于或大于第一阈值的条件。预定启动条件可以是如下条件成立：制动踩踏压力小于第二阈值，该第二阈值小于第一阈值。在本实施例中，从怠速减少重新启动，也就是说，当预定启动条件成立时，发动机22的启动通常通过使用来自高压电池60的电力的马达30起动发动机22来执行。
接下来，将描述在本实施例的汽车20中，当从怠速减少重新启动(发动机22的启动)失败时的操作。作为从怠速减少重新启动失败的现象，存在这样的情况，高压电池60的输出极限Wout由于某种异常而降低，并且无法从马达30输出起动发动机22所需要的扭矩。图2是示出了由该实施例的汽车20的主ECU70执行的怠速减少控制的一个示例的流程图。这一控制重复地执行。
当执行怠速减少控制时，主ECU70首先确定怠速减少禁止标志F是否具有值0(步骤S100)。在点火开关80开启并且系统启动的情况下，怠速减少禁止标志F通过初始化过程设定为值0。当怠速减少禁止时，怠速减少禁止标志F设定为值1。当怠速减少禁止标志F确定为值1时，怠速减少确定为禁止，并且在不执行怠速减少的情况下结束这一控制。
当在步骤S100中怠速减少禁止标志F确定为值0时，主ECU70等待直到预定停止条件成立(步骤S110)。当预定停止条件成立时，主ECU70停止发动机22的操作(步骤S120)，并且主ECU70等待直到预定启动条件成立(步骤S130)。当预定启动条件成立时，主ECU70通过使用来自高压电池60的电力的马达30起动发动机22来启动发动机22(步骤S140)。然后，主ECU70确定发动机22的启动是否失败(步骤S150)。当发动机22成功启动时，这一控制结束。
当主ECU70在步骤S150中确定发动机22的启动失败时，主ECU70通过使用来自低压电池67的电力的起动机25起动发动机22来启动发动机22(步骤S160)。然后，将怠速减少禁止标志F设定为值1，以禁止随后的怠速减少(步骤S170)，并且这一控制结束。当关闭点火开关80以停止系统，然后开启点火开关80以启用系统时，怠速减少禁止标志F初始化为值0。因此，将怠速减少的禁止用作系统的切换(直到系统停止)。
在上述实施例的汽车20中，当用于怠速减少的预定停止条件成立时，发动机22的操作停止，并且之后当用于怠速减少的预定启动条件成立时，通过使用来自高压电池60的电力的马达30起动发动机22来启动发动机22。当由马达30启动发动机22失败时，通过使用来自低压电池67的电力的起动机25起动发动机22来启动发动机22，并且随后的怠速减少禁止。由此，可以减少使用来自低压电池67的电力的起动机25起动发动机22的机会。于是，可以减轻对低压电池67的负担。特别地，即使在将劣质铅电池用作低压电池67的情况下，由于降低了低压电池67的负担，因此能够抑制诸如所谓的接线片腐蚀的不便。
该实施例的汽车20构造成使得通过使用来自高压电池60的电力的马达30启动发动机22并且使用来自低压电池67的电力的起动机25启动发动机22是可执行的。然而，汽车20可以具有任何构造，只要发动机启动能够通过使用来自不同电池的电力的不同电机来执行。也就是说，汽车20也适用于各种混合电动汽车。
下面描述实施例的主要元件与发明内容领域中描述的本发明的主要元件之间的对应关系。在该实施例中，发动机22对应于“发动机”，马达30对应于“第一电机”，高压电池60对应于“第一蓄电装置”，起动机25对应于“第二电机”，“低压电池67”对应于“第二蓄电装置”，并且主电子控制单元70和发动机电子控制单元24对应于“控制装置”。
注意到的是，该实施例的主要元件与发明内容领域中描述的本发明的主要元件之间的对应关系是具体地描述用于执行发明内容领域中描述的本发明的模式的实施例的一个示例，因此，对应关系不限制在发明内容领域中描述的本发明元件。也就是说，发明内容领域中描述的发明应当基于该领域的描述来解释，并且该实施例只是发明内容领域中描述的发明的具体示例。
上文已经参照实施例描述了用于执行本发明的模式。然而，本发明完全不限于这样的实施例，不用说，本发明可以在不脱离本发明主旨的范围内以各种形式实施。
本发明可用于汽车等的制造行业。

Claims (3)

1.一种汽车，包括：
发动机；
第一电机，所述第一电机被构造成起动所述发动机；
第一蓄电装置，所述第一蓄电装置被构造成向所述第一电机供应电力；
第二电机，所述第二电机被构造成起动所述发动机；
第二蓄电装置，所述第二蓄电装置被构造成向所述第二电机供应电力；以及
控制装置，所述控制装置被构造成控制所述发动机和所述第一电机，使得当预定停止条件成立时，所述控制装置停止所述发动机，并且在所述发动机随着所述预定停止条件的成立而停止的同时，当预定启动条件成立时，所述控制装置通过使用所述第一电机启动所述发动机，其中，当所述发动机随着所述预定启动条件的成立而并未通过使用所述第一电机而启动时，所述控制装置通过使用所述第二电机启动所述发动机，并且禁止所述发动机随着之后的所述预定停止条件的成立而停止。
2.根据权利要求1所述的汽车，其中：
所述第一蓄电装置是锂离子电池或镍氢电池；并且
所述第二蓄电装置是铅电池。
3.根据权利要求1或2所述的汽车，其中，在系统启用时，当所述第一蓄电装置的温度等于或高于阈值温度时，所述控制装置通过使用所述第一电机启动所述发动机，但是当所述第一蓄电装置的温度低于所述阈值温度时，所述控制装置通过使用所述第二电机启动所述发动机。
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