CN117693455A - 混合动力车辆的再生控制方法以及再生控制装置 - Google Patents

Abstract

混合动力车辆具有：发电用的第1电动发电机(1)，其由内燃机(2)驱动；以及行驶用的第2电动发电机(4)，其由电池(5)驱动。作为基本的行驶模式，通过模式切换开关(16)对S模式、ECO模式、NORMAL模式进行切换。在S模式以及ECO模式下，下坡路的再生制动的减速度较大，再生量增大。控制器(6)在预测到在行驶路径中存在的下坡路时，如果是S模式以及ECO模式，则执行在下坡路开始之前预先使SOC降低的SOC降低控制，如果是NORMAL模式，则不执行SOC降低控制。

Description

混合动力车辆的再生控制方法以及再生控制装置

技术领域

本发明涉及一种在下坡路高效地进行电力再生的混合动力车辆的再生控制技术。

背景技术

关于利用电动发电机对驱动轮进行驱动的混合动力车辆，当在下坡路行驶时进行电力的再生，对电池进行充电。对于电池为了避免过充电引起的劣化而规定作为使用上限的SOC(state of charge)，如果在再生中SOC达到使用上限，则不进一步充电，以某种形式消耗再生电力。

在专利文献1中公开了如下技术，即，为了尽量增大下坡路行驶的能量回收，在预定的路径上存在下坡路的情况下，在接近下坡路之前进行电机行驶等而预先积极地使SOC降低。预先使SOC降低而使得直至使用上限为止的余量增大，能够实现下坡路的有效的能量回收。

然而，在专利文献1中未考虑下坡路的再生量的大小不同的行驶模式的差异而一律预先进行SOC的降低，因此有可能例如在下坡路的实际再生量较小时产生下坡路结束时机的SOC较低的现象。

专利文献1：日本特开2000-333305号公报

发明内容

本发明的混合动力车辆的再生控制是预先检测在车辆的行驶路径中存在的下坡路，进行在下坡路开始之前为了应对下坡路的再生而预先使电池的SOC降低的SOC降低控制，在该再生控制方法中，根据驾驶者在针对下坡路的再生量造成影响的多种行驶模式中选择的行驶模式，对是否执行上述SOC降低控制进行切换。

通过这样考虑行驶模式，从而能够避免在某种行驶模式下不必要的预先的SOC降低控制。

附图说明

图1是一个实施例的混合动力车辆的结构说明图。

图2是表示与下坡路行驶相关的再生控制的处理流程的流程图。

图3是用于对一个实施例的动作进行说明的时序图。

具体实施方式

图1作为应用本发明的混合动力车辆的一个例子而概略地表示串联混合动力车辆的结构。串联混合动力车辆构成为具有：发电用电动发电机1，其主要作为发电机而执行动作；内燃机2，其用作根据电力请求而对该发电用电动发电机1进行驱动的发电用内燃机；行驶用电动发电机4，其主要作为电机执行动作而对驱动轮3进行驱动；

以及电池5，其临时积蓄发电所得的电力。在一个实施例中，经由齿轮系10并通过内燃机2对发电用电动发电机1进行驱动。另外，经由齿轮系11并通过行驶用电动发电机4对驱动轮3进行驱动。内燃机2对发电用电动发电机1进行驱动而获得的电力经由未图示的逆变器装置而积蓄于电池5。利用电池5的电力对行驶用电动发电机4进行驱动控制。行驶用电动发电机4的再生时的电力依然经由未图示的逆变器装置而积蓄于电池5。

电动发电机1、4的动作、电池5的充放电以及内燃机2的运转由控制器6控制。控制器6由对电动发电机1、4进行控制的电机控制器7、对内燃机2进行控制的发动机控制器8、对电池5进行管理的电池控制器9等彼此以能够通信的方式连接的多个控制器构成。加速踏板13的开度(踩踏量)、制动踏板14的操作量、由车速检测单元15检测出的车速等信息输入至控制器6。另外，电池控制器9基于电池5的电压、电流而求出电池5的SOC。基本上基于该SOC的降低而向发动机控制器8请求内燃机2的启动。此外，在串联混合动力车辆中，将不伴随着内燃机2的燃烧运转而利用电池5的电力进行行驶的状态称为EV模式，将一边进行基于内燃机2的燃烧运转的发电一边进行行驶的状态称为HEV模式，上述EV模式以及HEV模式是与技术方案中的“行驶模式”不同的概念。

一个实施例的串联混合动力车辆关于车辆的动作或操作性，作为基本的行驶模式而具有“S模式”、“ECO模式”、“NORMAL模式”这3种模式。上述模式能够由模式切换开关16进行切换。S模式是获得较高的针对加速踏板13的操作的车辆的响应性的模式，在踩踏加速踏板13时赋予较高的转矩的升高量，并且在加速踏板13断开时(释放踏板时)实施较强的再生制动。ECO模式是与S模式相比重视了油耗的模式，踩踏加速踏板13时的转矩的升高相对平缓，并且加速踏板13断开时的再生制动相对平缓。在S模式以及ECO模式下，能够仅利用加速踏板13进行车辆的加速/减速操作。另外，在踩踏制动踏板14时，执行如下所谓协调再生制动控制，即，通过再生制动施加所需的制动力的一部分，利用各车轮的摩擦制动机构施加不足的部分。

NORMAL模式是能够获得与并非混合动力的汽油发动机车相同的驾驶感觉的模式，赋予适度的加速感，另一方面，在加速踏板13断开时不进行积极的再生制动(例如，设为相当于所谓发动机制动的较弱的再生制动)。另外，在踩踏制动踏板14时不进行协调再生制动控制，而是进行基于摩擦制动机构的制动。能够根据驾驶者的嗜好而选择上述3种模式，通常在车辆开始行驶之前进行切换。

在上述3种模式中，S模式以及ECO模式相当于技术方案中的“在下坡路产生的再生制动的减速度较大的条件”。并且，S模式以及ECO模式相当于“再生制动模式”，NORMAL模式相当于“通常制动模式”。

另外，一个实施例的串联混合动力车辆以与不具有变速机构但具有自动变速器的车辆相似的形式具有用于通过杆操作而选择多个挡位中的一个的选挡杆17。作为挡位，例如具有前进用的“D”、后退用的“R”、停车中以及启动时选择的“P”、用于形成动力切断状态的“N”、用于在下坡路等临时进行较强的再生制动的“B”。D挡位与B挡位之间在行驶中也能够切换。如果驾驶者例如在下坡路等选择B挡位，则即使此时的基本的行驶模式为NORMAL模式在加速踏板13断开时也实施较强的再生制动。在基本的行驶模式为S模式以及ECO模式的情况下，如果利用选挡杆17选择B挡位，则与D挡位的情况相比实施相对较强的再生制动。因此，B挡位相当于技术方案中的“在下坡路产生的再生制动的减速度较大的条件”。

另外，一个实施例的车辆具有利用较高精度的地图信息以及GPS系统的导航系统19。该导航系统19的地图信息包含道路的三维信息即道路的坡度信息。该地图信息可以储存于导航系统19的硬盘等存储装置，例如可以经由5G通信等从车辆的外部在行驶中对导航系统19提供。能够利用该导航系统19预先检测在车辆的行驶路径中存在的下坡路，并且，能够获取该下坡路的坡度、下坡路的长度等信息。此外，即使在导航系统19中未登记目的地的情况下，也能够检测或预测在当前行驶中的行驶路径之前的下坡路。

接下来，说明以上述方式构成的串联混合动力车辆相对于下坡路的再生控制。在下坡路，通过驱动轮3对行驶用电动发电机4进行驱动而实施再生。在再生中电池5的SOC超过容许的使用上限并非优选，因此为了尽量增大通过下坡路行驶实现的能量回收，在预定的路径上存在下坡路的情况下，执行在接近下坡路之前进行EV模式行驶等而预先使SOC积极地降低的SOC降低控制。

在这里，在本实施例中，根据对下坡路的再生量造成影响的多种行驶模式中驾驶者选择的行驶模式而对是否执行SOC降低控制进行切换。即，如果是预估下坡路的再生量较多的行驶模式，则预先执行SOC降低控制，如果是下坡路的再生量不太多的行驶模式，则不执行SOC降低控制。

图2是表示在预测到下坡路时由控制器6执行的处理流程的流程图。在预测到下坡路时开始流程，在最初的步骤1中，判定是否为针对预测到的下坡路应当预先执行SOC降低控制的行驶模式。在一个实施例中，在基本的行驶模式为S模式以及ECO模式的情况下、以及基本的行驶模式为NORMAL模式但挡位为B挡位的情况下，判断为应当预先执行SOC降低控制的行驶模式。在NORMAL模式且D挡位的情况下，下坡路的再生量较少，因此在步骤1中判定为NO。在该情况下，从步骤1进入步骤2，不预先进行SOC降低控制。即，按照通常的目标SOC持续进行行驶。

如果在步骤1中判定为YES，则进入步骤3，设定表示执行SOC降低控制的标志。此外，可以等待到达适当的定时(timing)而开始SOC降低控制，或者可以立即开始SOC降低控制。

接下来进入步骤4，对即将进入下坡路之前的位置的目标SOC进行运算。即，求出通过SOC降低控制使SOC降低至何种程度为止的目标值。上述目标值基本上根据相同的下坡路条件下的再生量的大小不同的行驶模式、以及被预测的下坡路的条件而求出。换言之，根据期待通过下坡路行驶而对电池5供给的再生量，求出目标SOC。

例如，如果是S模式且B挡位，则为了产生较强的再生制动而相对于相同的下坡路的再生量最大，如果是ECO模式且D挡位，则要求相对较弱的再生制动，由此相对于相同的下坡路的再生量相对较小，因此目标SOC各不相同。另外，作为下坡路的条件而输入下坡路的坡度以及下坡路的长度。此外，可以将下坡路的起点与终点的海拔差设为下坡路的条件。另外，车辆的重量越大，伴随着再生制动的再生量越大，因此可以通过适当的方法检测或推定包含乘员在内的车辆的重量，考虑该重量而推定通过下坡路行驶期待的再生量。在该步骤4中求出的目标SOC是未考虑驾驶者的驾驶倾向的基本的目标SOC。

此外，在下坡路行驶中期待的再生量实际上为减去了下坡路行驶中的耗电量的量，因此可以还考虑车室空调装置、车辆的照明装置、雨刷、音频装置、导航系统19等的当前时间点的耗电量的大小而求出基本的目标SOC。

接下来，在步骤5～7中，根据驾驶者的驾驶倾向而将基本的目标SOC校正为更适当的值。能够根据以往的下坡路的再生量的数据、以往的下坡路的驾驶的操作量以及车辆的加速度等数据，对驾驶者的驾驶倾向进行学习。首先，在步骤5中，判断驾驶者的驾驶倾向是否判别完毕(换言之为学习完毕)。在一个实施例中，作为驾驶者的驾驶倾向，大致划分为进行比较稳定的驾驶的倾向、或者进行比较积极的驾驶的倾向这2种，在此基础上，还学习其程度。例如，基于以往的驾驶中的数据，判定为频繁地切换踩踏加速踏板13、制动踏板14的倾向、上述操作剧烈的情况、或者车辆的加速、减速频繁的情况、车辆的急加速、急减速较多的情况等进行积极的驾驶的倾向。相反，在上述情况较少的情况下，能够判定为稳定的驾驶。另外，作为与下坡路的再生量相关的驾驶倾向，可以追加在下坡路的中途从D挡位切换为B挡位的情况是否较多的倾向。并且，还能够根据以往的下坡路的再生量的数据，求出是实际上再生量较多的驾驶倾向、还是再生量较少的驾驶倾向。如果已经判别且存储了这种驾驶倾向，则在步骤5中判定为YES，如果并非如此则判定为NO。如果结果为NO即驾驶倾向不明，则从步骤5进入步骤8，从使得程度不同的驾驶倾向与相对于该倾向适当的目标SOC(换言之为相对于基本的目标SOC而通过驾驶倾向校正之后的目标SOC)相关联的多个数据中，决定与驾驶倾向的中央值对应的值作为最终的目标SOC。作为代替方式，也可以直接利用在步骤4中求出的基本的目标SOC。

如果驾驶倾向学习完毕，则进入步骤6，考虑驾驶倾向对基本的目标SOC进行校正，从而决定最终的目标SOC。在这里，如果作为驾驶倾向而处于进行稳定的驾驶的倾向，则其程度越高，将最终的目标SOC设定得越低。在处于进行稳定的驾驶的倾向的情况下，通常下坡路的不必要的制动踏板14的操作、基于加速踏板13的踩踏的再加速较少，能够回收与下坡路的海拔差对应的较多的能量。另外，如果在下坡路的中途产生切换为B挡位的倾向，则依然优选降低最终的目标SOC。另一方面，在处于进行积极的驾驶的倾向的情况下，在下坡路的中途因制动操作而产生摩擦制动机构的动作、或者进行不必要的再加速，从而有可能能量回收减少。因此，如果驾驶倾向处于进行积极的驾驶的倾向，则将即将到达下坡路之前的位置的目标SOC设定得较高。即，SOC降低控制中的降低量变小。

在接下来的步骤7中，将考虑驾驶倾向而决定的目标SOC限制于比规定的下限阈值高的范围内。即，将在步骤6中决定的目标SOC与下限阈值进行对比，在小于下限阈值的情况下，将下限阈值设为目标SOC。由此避免SOC过度降低。

根据由此决定的目标SOC，通过例如车辆的EV模式下的行驶、适当的辅机的驱动等而进行电池5的SOC的降低，由此在即将到达下坡路之前的位置处电池5的SOC降低至目标SOC附近。因此，在此后的下坡路行驶中，不会超过电池5的使用上限SOC而能够实现最大限度的能量回收。

图3是关于(a)行驶路径的海拔变化、(b)行驶用电动发电机4的耗电量/再生量、(c)电池5的SOC的变化，在(A)下坡路的再生量相对较大的行驶模式(例如S模式下的D挡位)的情况下、和(B)下坡路的再生量相对较小的行驶模式(例如ECO模式下的D挡位)的情况下对比示出的特性图。

下坡路的条件即坡度、长度在(A)、(B)的情况下均相同。在(A)的情况下，如(b)所示，下坡路的再生量较大。因此，如(c)所示，将即将到达下坡路之前的目标SOC设定得较低。这样预先充分使SOC降低而能够在下坡路实现最大限度的能量回收。另一方面，在(B)的情况下，如(b)所示，下坡路的再生量较小。因此，如(c)所示，将即将到达下坡路之前的目标SOC设定得相对较高。这样能够在下坡之前不使SOC过度降低而在下坡路前后将SOC保持为适当的水平。

这样，在上述实施例中，根据是下坡路的再生量较大的行驶模式还是下坡路的再生量较小的行驶模式，决定是否进行为了应对下坡路的再生而预先使电池的SOC降低的SOC降低控制，并且即使在进行SOC降低控制的情况下，也根据行驶模式、驾驶者的驾驶倾向而适当地设定即将到达下坡路之前的目标SOC。因此，能够避免SOC过度升高、过度降低并且实现高效的能量回收。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但本发明并不限定于上述实施例，能够进行各种变形。例如，本发明并不局限于串联混合动力车，还能够广泛应用于串联、并联混合动力车、插电式混合动力车等能够进行下坡路的再生的混合动力车辆。

另外，在上述实施例中，作为行驶模式对S模式、ECO模式等具体的一个例子进行了说明，但本发明的行驶模式并不局限于上述特定的名称，还广泛包含下坡路的再生量不同的多种行驶模式。

另外，在上述实施例中，在加速踏板13断开时进行再生制动的S模式以及ECO模式下，进行踩踏制动踏板14时的协调再生制动控制，但对于加速踏板13断开时的再生制动和踩踏制动踏板14时的协调再生制动控制可以分别进行接通、断开切换。

此外，在本发明中，制动踏板操作时的协调再生制动控制并非必不可少，即使是不具有协调再生制动控制的机构的车辆也可以应用。

Claims (9)

1.一种混合动力车辆的再生控制方法，所述混合动力车辆具有：电动发电机，其与车辆的驱动轮连接；以及电池，所述混合动力车辆的再生控制方法是预先检测在车辆的行驶路径中存在的下坡路，进行在下坡路开始之前为了应对下坡路的再生而预先使电池的SOC降低的SOC降低控制，其中，

根据驾驶者在对下坡路的再生量造成影响的多种行驶模式中选择的行驶模式，对是否执行上述SOC降低控制进行切换。

2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的再生控制方法，其中，

作为对下坡路的再生量造成影响的行驶模式，包含在制动时进行再生制动的再生制动模式、以及在制动时主要进行摩擦制动的通常制动模式，在再生制动模式下执行SOC降低控制，在通常制动模式下不进行SOC降低控制。

3.根据权利要求1所述的混合动力车辆的再生控制方法，其中，

作为对下坡路的再生量造成影响的行驶模式，包含通过选挡杆选择的通常行驶用的D挡位、以及与该D挡位下的行驶相比增强了再生制动的减速度的至少1个第2挡位，在第2挡位下执行SOC降低控制。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的混合动力车辆的再生控制方法，其中，

在执行上述SOC降低控制时，越是在下坡路产生的再生制动的减速度大的条件，将SOC降低量设定得越大。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的混合动力车辆的再生控制方法，其中，

在执行上述SOC降低控制时，预先求出在下坡路的行驶中期待的再生量，该期待的再生量越大，将SOC降低量设定得越大。

6.根据权利要求5所述的混合动力车辆的再生控制方法，其中，

至少预先求出下坡路行驶中的驾驶者的驾驶倾向，

在根据该驾驶倾向能够期待相对较大的再生量的情况下，将SOC降低量设定得较大。

7.根据权利要求6所述的混合动力车辆的再生控制方法，其中，

根据以往在下坡路的驾驶的操作量以及车辆的加速度，对驾驶者的驾驶倾向进行学习。

8.根据权利要求6所述的混合动力车辆的再生控制方法，其中，

根据以往在下坡路的再生量的数据，对驾驶者的驾驶倾向进行学习。

9.一种混合动力车辆的再生控制装置，所述混合动力车辆具有：电动发电机，其与车辆的驱动轮连接；以及电池，其中，

所述混合动力车辆的再生控制装置具有：

下坡路检测部，其预先检测在车辆的行驶路径中存在的下坡路；

行驶模式选择部，驾驶者利用该行驶模式选择部在多种行驶模式中进行选择，这里，上述多种行驶模式包含下坡路的再生量不同的行驶模式；以及

控制部，其根据驾驶者选择的行驶模式，选择性地执行在下坡路开始之前为了应对下坡路的再生而预先使电池的SOC降低的SOC降低控制。