混合動力車的制作方法
【專利摘要】本說明書中，在具有不使用發(fā)動機來行駛的EV模式和并用發(fā)動機和馬達(dá)來行駛的HV模式的混合動力車中，抑制電池的劣化。在存在下述執(zhí)行請求的情況下的EV模式時，與沒有所述執(zhí)行請求的情況下的EV模式時相比，混合動力車的控制裝置限制電池的使用范圍，所述執(zhí)行請求是基于從外部向車輛的信息輸入的對車輛請求執(zhí)行EV模式的執(zhí)行請求。通過限制電池的使用范圍來抑制電池的劣化。
【專利說明】混合動力車
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及能夠?qū)Σ皇褂冒l(fā)動機而僅使用馬達(dá)來行駛的EV模式和并用發(fā)動機和馬達(dá)來行駛的HV模式進行切換的混合動力車。
【背景技術(shù)】
[0002]混合動力車的普及正在擴大。并且，伴隨電池性能、馬達(dá)控制技術(shù)的提高，不使用發(fā)動機而僅使用馬達(dá)來行駛的EV模式的使用比例(HV模式和EV模式的使用時間的比例)也正在擴大。然而，單憑馬達(dá)還是無法產(chǎn)生大的輸出，使用并用發(fā)動機和馬達(dá)的HV模式的狀況也依然存在。
[0003]在用戶中，希望盡可能使用EV模式進行行駛的用戶也很多。因此，例如在專利文獻(xiàn)I至3中提出了使EV行駛模式的使用比例增加的技術(shù)。
[0004]增加EV行駛模式的使用比例相當(dāng)于減少發(fā)動機的使用比例。在不使用發(fā)動機時，踩踏加速踏板時驅(qū)動力(驅(qū)動轉(zhuǎn)矩)有可能不足。專利文獻(xiàn)I公開了在EV模式中抑制加速性能受損的一種技術(shù)。根據(jù)專利文獻(xiàn)I的技術(shù)，混合動力車的控制裝置在驅(qū)動轉(zhuǎn)矩隨著加速器開度的增加而達(dá)到可EV行駛最大轉(zhuǎn)矩時，維持可EV行駛最大轉(zhuǎn)矩直到加速器開度進一步增加至預(yù)定量dACC，當(dāng)加速器開度超過dACC而進一步增加時，從EV模式切換為HV模式。根據(jù)專利文獻(xiàn)I的技術(shù)，能夠不將加速器開度抑制為低而維持EV模式且減少EV模式下的加速性受損。
[0005]在專利文獻(xiàn)2中，公開了顯示從EV模式切換為HV模式的加速器開度的技術(shù)。用戶基于顯示，能夠調(diào)整加速器開度以維持EV。
[0006]另外，在專利文獻(xiàn)3中，公開了通過抑制用于對發(fā)動機、排氣的催化轉(zhuǎn)換器進行加熱的發(fā)動機驅(qū)動來使EV模式的使用比例增加的技術(shù)。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開2008 - 230409號公報
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本特開2011 - 57115號公報
[0010]專利文獻(xiàn)3:日本特開2010 - 280379號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]混合動力車的控制裝置被程序化為:在單憑馬達(dá)而輸出不足的情況下或者在電池的余量(SOC =State Of Charge充電狀態(tài))低于預(yù)定的下限值的情況下切換為HV模式。這是由于在后者的情況下通過發(fā)動機的驅(qū)動力來發(fā)電并對電池進行充電。
[0012]在此，混合動力車的控制裝置主要根據(jù)車速和加速器開度來決定驅(qū)動力。以下，由于該驅(qū)動力為駕駛員所希望的驅(qū)動力，所以將該驅(qū)動力稱為要求轉(zhuǎn)矩。因此，當(dāng)加速器開度變大時，控制裝置從EV模式切換為HV模式。對此憑經(jīng)驗知道的用戶會調(diào)整加速器開度以使得盡可能不切換為HV模式。
[0013]另一方面，控制裝置對電池的輸出設(shè)置限制。控制裝置基于電池的余量(S0C:State Of Charge)和電池的溫度，決定電池輸出的限制值。或者，另外，控制裝置有時也對馬達(dá)的輸出設(shè)置限制?？刂蒲b置通過硬件上的要件和馬達(dá)的溫度來決定馬達(dá)輸出的限制值。上述的限制值是為防止電池的溫度、馬達(dá)的溫度等過熱而設(shè)置的。控制裝置為了防止電池的劣化并改善燃耗，在上述的限制值的制約下，對電池的輸出設(shè)置上限值(電池輸出上限值)，適當(dāng)設(shè)定馬達(dá)輸出的上限值(馬達(dá)輸出上限值)。本說明書公開的技術(shù)根據(jù)狀況來變更電池輸出上限值、馬達(dá)輸出上限值，從而抑制電池的劣化。另外，本說明書公開的技術(shù)也能夠通過取代電池輸出上限值、馬達(dá)輸出上限值而變更后述的要求轉(zhuǎn)矩的上限值來抑制電池的劣化。
[0014]如之前敘述的那樣，混合動力車的控制裝置被程序化為:在單憑馬達(dá)無法滿足要求轉(zhuǎn)矩的情況下切換為HV模式。因此，為了增加EV模式的使用比例，考慮提高馬達(dá)輸出上限值，擴大馬達(dá)的輸出范圍。然而，當(dāng)提高馬達(dá)輸出上限值時，電池的輸出上限值也會提高，會導(dǎo)致電池的過熱等而使電池的劣化提前。本說明書提供了一種在預(yù)想EV模式的使用比例增加的狀況下抑制電池的劣化的技術(shù)。
[0015]本說明書公開的新建的混合動力車具備能夠?qū)H利用馬達(dá)來行駛的EV模式和并用發(fā)動機和馬達(dá)來行駛的HV模式進行切換的控制裝置。該控制裝置在存在下述執(zhí)行請求的情況下的EV模式時，與沒有所述執(zhí)行請求的情況下的EV模式時相比，限制電池的使用范圍，所述執(zhí)行請求是基于從外部向車輛的信息輸入的對車輛請求執(zhí)行EV模式的執(zhí)行請求。在此，來自外部的信息輸入例如能夠列舉由駕駛員做出的EV開關(guān)的操作、來自導(dǎo)航裝置的信號、或者來自基礎(chǔ)設(shè)施的信號。
[0016]限制電池的使用范圍的優(yōu)選的一例是限制來自電池的輸出電力。即，降低電池輸出上限值。另外，另外一例是限制(降低)電池輸出上限值、基于駕駛員的加速器開度和車速而算出的要求轉(zhuǎn)矩的上限值、以及馬達(dá)輸出上限值的至少一個?；蛘?，控制裝置也可以被程序化為:通過增大電池的發(fā)動機啟動余量閾值來限制電池的使用范圍。本說明書公開的混合動力車在預(yù)想EV模式的使用比例增加的情況下限制電池的使用范圍，由此抑制電池的劣化。
[0017]有時將EV模式進一步分為多個模式。一個是控制混合動力系統(tǒng)以使得EV模式的使用比例增加的模式，在本說明書中稱為CD模式?？刂蒲b置根據(jù)車輛行駛狀態(tài)對CD模式和非CD模式進行自動切換。另外，在本說明書中，在根據(jù)車輛行駛狀態(tài)而選擇了 EV模式時，將不存在基于來自外部的信息輸入的對車輛的EV行駛執(zhí)行請求的情況稱為第IEV模式，將存在對車輛的EV行駛執(zhí)行請求的情況稱為第2EV模式。優(yōu)選，在能夠選擇這樣的幾個模式的情況下，控制裝置在能夠?qū)D模式和非CD模式進行切換的情況下，在第2EV模式時，與第IEV模式時相比，控制裝置限制EV行駛期間的電池的使用范圍。
[0018]本說明書公開的技術(shù)的詳細(xì)內(nèi)容和進一步的改良通過發(fā)明的實施方式來進行說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1表示混合動力車的系統(tǒng)框圖。
[0020]圖2表示決定要求轉(zhuǎn)矩的圖(車速-要求轉(zhuǎn)矩的關(guān)系)的一例。
[0021]圖3是說明2個EV模式的不同的圖(加速器開度與輸出的關(guān)系)。[0022]圖4是表示不同車速下的模式切換的例子的圖。
[0023]圖5是說明從EV模式向HV模式的轉(zhuǎn)移和從HV模式向EV模式的轉(zhuǎn)移的不同的圖。
[0024]圖6是說明與要求轉(zhuǎn)矩相應(yīng)的EV/HV模式切換處理的圖。
[0025]圖7是EV模式切換處理的流程圖。
[0026]圖8是表示不同車速下的模式切換(變形例)的圖。
【具體實施方式】
[0027]參照附圖對實施例的混合動力車100進行說明。混合動力車100 —邊對僅利用馬達(dá)12來行駛的EV模式和并用馬達(dá)12和發(fā)動機19來行駛的HV模式進行自動切換一邊行駛。此外，詳細(xì)內(nèi)容后面敘述，但是EV模式存在2種模式(第IEV模式和第2EV模式)。
[0028]首先，對混合動力車100的驅(qū)動機構(gòu)系統(tǒng)進行說明?；旌蟿恿?00具備2個馬達(dá)(第I馬達(dá)12a和第2馬達(dá)12b)和發(fā)動機19作為驅(qū)動源。2個馬達(dá)12a、12b和發(fā)動機19的輸出轉(zhuǎn)矩由動力分配機構(gòu)14適當(dāng)分配/合成，向車軸15傳遞。車軸15經(jīng)由差速器16與驅(qū)動輪17連動。在需要大的驅(qū)動力(轉(zhuǎn)矩)的情況下驅(qū)動發(fā)動機19和第2馬達(dá)12b (HV模式)。第I馬達(dá)12a主要用作啟動裝置和發(fā)電機，但是在需要更大的驅(qū)動力的情況下，通過電池的電力也驅(qū)動第2馬達(dá)12b和第I馬達(dá)12a。這些驅(qū)動力(轉(zhuǎn)矩)由動力分配機構(gòu)14進行合成，經(jīng)由車軸15傳遞到驅(qū)動輪17。在并不需要那么大的驅(qū)動力的情況下，例如以一定速度進行行駛的情況下，使發(fā)動機19停止，僅利用第2馬達(dá)12b進行行駛(EV模式)。另一方面，當(dāng)主電池5的剩余容量變少時,啟動發(fā)動機19,通過動力分配機構(gòu)14將發(fā)動機19的轉(zhuǎn)矩向車軸15和第I馬達(dá)12a分配。一邊通過發(fā)動機19的驅(qū)動力驅(qū)動驅(qū)動輪17，一邊驅(qū)動第I馬達(dá)12a進行發(fā)電。另外，在駕駛員踩踏制動踏板的情況下，使車軸15成為與馬達(dá)12a、12b直接連接的狀態(tài)，通過車輛的動能對馬達(dá)12a、12b從其輸出軸側(cè)進行反向驅(qū)動，從而進行發(fā)電。即，混合動力車100將車輛的動能變換為電能，通過該電力對主電池5充電。
[0029]第I馬達(dá)12a如前所述，在從EV模式轉(zhuǎn)變?yōu)镠V模式時也作為啟動發(fā)動機19的啟動裝置發(fā)揮功能。此外，動力分配機構(gòu)14是行星齒輪，其太陽輪與第I馬達(dá)12a連接，其行星架與發(fā)動機19連接，其齒圈與車軸15卡合。第2馬達(dá)12b經(jīng)由其他齒輪與車軸15卡合。馬達(dá)12a、12b和發(fā)動機19通過控制裝置4進行控制。
[0030]此外，混合動力車100實際上具備根據(jù)功能所具備的很多控制裝置，通過所述很多控制裝置協(xié)調(diào)工作，作為一個車輛系統(tǒng)發(fā)揮功能。但是，為了在本說明書中簡化說明，即使物理上分為多個控制裝置，也將它們總稱為“控制裝置4”。
[0031]從主電池5供給用于驅(qū)動第I馬達(dá)12a、第2馬達(dá)12b的電力。主電池5的輸出電壓例如為300V。主電池5經(jīng)由系統(tǒng)主繼電器7與第I轉(zhuǎn)換器8連接。系統(tǒng)主繼電器7是將主電池5與車輛的驅(qū)動系統(tǒng)連接或切斷的開關(guān)。系統(tǒng)主繼電器7通過控制裝置4進行切換。
[0032]第I轉(zhuǎn)換器8將主電池5的電壓升壓至與馬達(dá)驅(qū)動相適的電壓(例如600V)。第I轉(zhuǎn)換器8的輸出被送到第I變換器9A和第2變換器％。第I變換器9A將第I轉(zhuǎn)換器8輸出的直流電力變換為預(yù)定頻率的交流電力并向第I馬達(dá)12a供給。第2變換器9b將第I轉(zhuǎn)換器8輸出的直流電力變換為預(yù)定頻率的交流電力并向第2馬達(dá)12b供給。此外，在第I馬達(dá)12a、第2馬達(dá)12b利用車輛的減速能量進行發(fā)電的情況下，這些馬達(dá)發(fā)電產(chǎn)生的交流電力(再生電力)通過變換器9A、9b變換為直流電力，進而通過第I轉(zhuǎn)換器8降壓至與主電池5的輸出電壓相當(dāng)?shù)碾妷?。這樣混合動力車100能夠通過再生電力對主電池5充電。
[0033]主電池8的輸出還被送到第2轉(zhuǎn)換器37。第2轉(zhuǎn)換器37是將第I轉(zhuǎn)換器8的輸出電壓(例如600V)降壓至與驅(qū)動其他電子設(shè)備相適的電壓(例如12V)的降壓DCDC轉(zhuǎn)換器。第2轉(zhuǎn)換器37向以12V的低壓進行驅(qū)動的設(shè)備(小電力設(shè)備)供給電力。小電力設(shè)備例如為車內(nèi)燈、汽車音響、汽車導(dǎo)航24等。另外，車載的各種控制裝置的電路也包含于“小電力設(shè)備”。生成向第I轉(zhuǎn)換器8、第2轉(zhuǎn)換器37、第I變換器9A以及第2變換器9b的指令即PWM信號的控制裝置4也作為12V驅(qū)動的設(shè)備之一。以下，將12V驅(qū)動的設(shè)備組匯總稱為“輔機”。圖1的文字“AUX”意味著輔機組。
[0034]第2轉(zhuǎn)換器37的輸出也向12V的子電池38供給。即，使用馬達(dá)驅(qū)動用的高輸出高容量的主電池5的電力，進行子電池38的充電和向輔機的電力供給。12V輸出的子電池38在沒有接受來自主電池5的電力供給時以向輔機供給電力為目的而具備。即，子電池38在系統(tǒng)主繼電器7斷開期間，向輔機供給電力。
[0035]控制裝置4基于車輛的各種傳感器的數(shù)據(jù)、來自其他設(shè)備的信號，對馬達(dá)12a、12b和發(fā)動機19進行控制?？刂蒲b置4所使用的傳感器包括例如計測主電池5的余量(S0C:State Of Charge)的電池傳感器6、對馬達(dá)12a、12b各自的轉(zhuǎn)速進行計測的轉(zhuǎn)速傳感器13、車速傳感器18、對加速器開度進行計測的踏板傳感器23。另外，控制裝置4也基于來自汽車導(dǎo)航24、設(shè)置于駕駛座的模式選擇開關(guān)22的信號對馬達(dá)12a、12b和發(fā)動機19進行控制。另外，控制狀態(tài)顯示在駕駛座所具備的監(jiān)視器25上。
[0036]控制裝置4基于車速和加速器開度，對使發(fā)動機19停止而僅利用第2馬達(dá)12b進行行駛的EV模式和啟動發(fā)動機19、并用發(fā)動機19和第2馬達(dá)12b進行行駛的HV模式進行切換。此外，根據(jù)情況，也與第2馬達(dá)12b—起利用第I馬達(dá)12a。在對該切換處理進行說明之前，對加速器開度、要求轉(zhuǎn)矩、電池輸出、以及馬達(dá)輸出的關(guān)系進行說明。
[0037]圖2是表示各種加速器開度P下的車速Sp和要求轉(zhuǎn)矩Trq的關(guān)系的圖?！耙筠D(zhuǎn)矩”意味著“駕駛員要求的轉(zhuǎn)矩”，基于車速和加速器開度而被預(yù)先確定。圖2的圖中的關(guān)系預(yù)先存儲于控制裝置4?？刂蒲b置4根據(jù)當(dāng)前的車速Sp和當(dāng)前的加速器開度P求出要求轉(zhuǎn)矩Trq。例如，若當(dāng)前的加速器開度P為60%、當(dāng)前的車速為Spc，則根據(jù)圖2的曲線，要求轉(zhuǎn)矩為Trqc。控制裝置4接著將要求轉(zhuǎn)矩Trq [Nm]換算為目標(biāo)輸出Ftgt [W]。轉(zhuǎn)矩[Nm]與輸出[W]之間存在[輸出(W)] = 0.1047X [轉(zhuǎn)速(rpm)] X [轉(zhuǎn)矩(Nm)]的關(guān)系。控制裝置4使用該式求出驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)輸出的目標(biāo)輸出Ftgt。根據(jù)圖2可知，即使是相同的加速器開度，要求轉(zhuǎn)矩即目標(biāo)輸出Ftgt也依存于車速而變化。此外，由于“目標(biāo)輸出”相當(dāng)于向馬達(dá)的指令值，所以EV模式下的“目標(biāo)輸出”相當(dāng)于“馬達(dá)輸出”。
[0038]針對EV模式和HV模式的切換處理進行說明。一般來說，控制裝置4，在加速器開度小時選擇EV模式，在加速器開度大時選擇HV模式。圖3中示出加速器開度和目標(biāo)輸出Ftgt的關(guān)系的一例?？刂蒲b置4具有2個EV模式。EV模式I (第IEV模式)是在加速器開度超過了 Pswl的情況下從EV模式向HV模式切換的模式。EV模式2 (第2EV模式)是在加速器開度超過了 Psw2的情況下從EV模式向HV模式切換的模式。EV模式2下的切換開度Psw2比EV模式I下的切換開度Pswl大。但是，EV模式2下的馬達(dá)輸出上限值Fout2比EV模式I下的馬達(dá)輸出上限值Foutl小。在此，馬達(dá)輸出上限值Fout是向馬達(dá)的指令值的上限值，相當(dāng)于之前說明的目標(biāo)輸出Ftgt的上限值。即，在加速器開度比切換開度Psw小的范圍內(nèi)，在算出的目標(biāo)輸出Ftgt超過馬達(dá)輸出上限值Fout的情況下，控制裝置4將向馬達(dá)發(fā)出指令的目標(biāo)輸出限制為馬達(dá)輸出上限值Fout。在圖3的例子中，在EV模式2的情況下，在加速器開度P = Prl時目標(biāo)輸出Ftgt到達(dá)馬達(dá)輸出上限值Fout2，在加速器開度P>Prl時，控制裝置4將目標(biāo)輸出Ftgt限制為該上限值Fout2。在加速器開度P超過了切換開度Psw2的情況下，控制裝置4啟動發(fā)動機19，轉(zhuǎn)變?yōu)镠V模式。當(dāng)發(fā)動機啟動時，由于在馬達(dá)的輸出上加上了發(fā)動機的輸出，所以車輛的驅(qū)動力(輸出)呈階梯狀增加。
[0039]在EV模式I的情況下，當(dāng)切換開度Psw = Psw2時目標(biāo)輸出Ftgt達(dá)到馬達(dá)輸出上限值Foutl (Foutl > Fout2)。當(dāng)切換開度超過Psw = Psw2時控制裝置4立即啟動發(fā)動機，轉(zhuǎn)變?yōu)镠V模式。由于在目標(biāo)輸出Ftgt超過馬達(dá)輸出上限值Foutl時立即加上了發(fā)動機的驅(qū)動力，所以實際的輸出在切換開度Psw2的前后連續(xù)地增加。
[0040]可以將上述的EV模式I和EV模式2匯總?cè)缦卤硎?。在EV模式I (第IEV模式)下，控制裝置4將EV模式下的馬達(dá)輸出上限值Fmax設(shè)定為第I輸出上限值Foutl，并將從EV模式切換為HV模式的加速器的切換開度Psw設(shè)定為第I開度Pswl。在EV模式2(第2EV模式)下，控制裝置4將EV模式下的馬達(dá)輸出上限值Fmax設(shè)定為比第I輸出上限值Foutl低的第2輸出上限值Fout2，并將從EV模式切換為HV模式的加速器的切換開度設(shè)定為比第I切換開度Pswl大的第2切換開度Psw2。
[0041]針對EV模式2(第2EV模式)進行更加詳細(xì)的說明。如之前所述，目標(biāo)輸出Ftgt不僅取決于加速器開度還取決于車速。即，即使是相同的加速器開度，若車速不同則目標(biāo)輸出Ftgt也不同。圖4中示出了車速不同的情況下的加速器開度和目標(biāo)輸出Ftgt的關(guān)系。實線的曲線表示車速Sp = Spl的情況。虛線的曲線表示車速Sp = Sp2的情況。在此,Spl> Sp2。根據(jù)圖2可知，S卩使是相同的加速器開度，車速越低、則目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Ttgt越大，但是請注意目標(biāo)輸出Ftgt越小(由于輸出=轉(zhuǎn)矩X轉(zhuǎn)速)。
[0042]在圖4的例子中，在車速Sp = Spl的情況下，在第I開度Prl，目標(biāo)輸出Ftgt達(dá)到馬達(dá)輸出上限值Fout2，目標(biāo)輸出被維持為馬達(dá)輸出上限值Fout2直到加速器開度P達(dá)到Psw20加速器開度P = Psw2是EV模式2的切換開度，當(dāng)加速器開度P超過切換開度Psw2時控制裝置4從EV模式2切換為HV模式。在此，在加速器開度P為第I開度Prl時達(dá)到了馬達(dá)輸出上限值Fout2的情況下，控制裝置4將第I增量dPl設(shè)定為從第I開度Prl到應(yīng)向HV模式切換的切換開度Psw2為止的加速器開度增量。
[0043]另一方面，在車速Sp = Sp2 ( < Spl)的情況下，在第2開度P = Pr2，目標(biāo)輸出Ftgt達(dá)到馬達(dá)輸出上限值Fout2(參照圖4的虛線)。在該情況下，目標(biāo)輸出Ftgt也被維持為馬達(dá)輸出上限值Fout2直到加速器開度P達(dá)到Psw2 (即切換開度)。當(dāng)加速器開度超過Psw2時，與車速Sp = Spl的情況同樣，控制裝置4從EV模式2切換為HV模式。在此，在加速器開度P為第2開度Pr2時達(dá)到了馬達(dá)輸出上限值Fout2的情況下，控制裝置4將第2增量dP2設(shè)定為從第2開度Pr2到應(yīng)向HV模式切換的切換開度Psw2為止的加速器開度增量。根據(jù)圖4可知，第2增量dP2比第I增量dPl小。
[0044]如以上，混合動力車100在EV模式2中，達(dá)到馬達(dá)輸出上限值Fout2時的加速器開度越高(Pr2 > Prl)，則將從此時的加速器開度到切換開度Psw2為止的增量值設(shè)定為越小(dP2 < dPl)。即使在達(dá)到馬達(dá)輸出上限值Fout2時的加速器開度不同的情況下，切換為HV模式的切換加速器開度Psw2也一定。用戶為了維持EV模式，能夠容易調(diào)整加速器開度以使其成為切換開度Psw2以下。
[0045]接著，對從HV模式向EV模式的切換處理進行說明。圖5中針對從EV模式向HV模式切換的情況與從HV模式向EV模式切換的情況示出了加速器開度P與目標(biāo)輸出Ftgt的關(guān)系。實線表示從EV模式向HV模式的切換，虛線表示從HV模式向EV模式的切換。在此的EV模式是之前說明的EV模式2。
[0046]從EV模式向HV模式的切換如之前說明的那樣，通過加速器開度P =第I開度Prl從而目標(biāo)輸出Ftgt達(dá)到馬達(dá)輸出上限值Fout2，在從第I開度Prl到切換開度Psw2為止的期間目標(biāo)輸出Ftgt被限制為馬達(dá)輸出上限值Fout2。在加速器開度超過切換開度Psw2之后，控制裝置4啟動發(fā)動機，轉(zhuǎn)變?yōu)镠V模式。
[0047]當(dāng)切換為HV模式時，控制裝置4將馬達(dá)輸出上限值從Fout2向Foutl提升。此外，馬達(dá)輸出上限值Foutl相當(dāng)于之前說明的EV模式I時的馬達(dá)輸出上限值。另外，控制裝置4將從HV模式向EV模式切換的切換開度設(shè)定為Pswl。在此，Pswl < Psw20 S卩，控制裝置4在切換為HV模式之后，將從HV模式向EV模式的切換開度Pswl設(shè)定為比從EV模式向HV模式的切換開度Psw2低，并且，將從HV模式切換為EV模式換之后的馬達(dá)輸出上限值Foutl設(shè)定為比切換為HV模式之前的馬達(dá)輸出上限值Fout2高。
[0048]通過以上的處理，在一旦切換為HV模式之后，能防止在EV模式和HV模式之間引起所謂的振蕩。
[0049]控制裝置4與上述的處理相獨立而執(zhí)行當(dāng)要求轉(zhuǎn)矩Trq超過預(yù)定的閾值轉(zhuǎn)矩Tsw時啟動發(fā)動機的處理(轉(zhuǎn)矩依存發(fā)動機啟動處理)。針對該轉(zhuǎn)矩依存發(fā)動機啟動處理進行說明。此外，“啟動發(fā)動機”正是指從EV模式向HV模式切換。
[0050]圖6示出了表示要求轉(zhuǎn)矩Trq和車速Sp的關(guān)系的圖。圖6的曲線圖與圖2的曲線圖相同。如之前說明的那樣，即使是相同的加速器開度，要求轉(zhuǎn)矩也依存于車速而變化。在轉(zhuǎn)矩依存發(fā)動機啟動處理中，控制裝置4監(jiān)視由車速和加速器開度決定的要求轉(zhuǎn)矩Trq，在要求轉(zhuǎn)矩Trq超過了預(yù)先確定的切換轉(zhuǎn)矩Tsw的情況下，啟動發(fā)動機，從EV模式向HV模式切換。例如，在圖6中，設(shè)想加速器開度P = 60%的情況。在當(dāng)前的車速Sp = Sp2的情況下，由于要求轉(zhuǎn)矩Trq比切換轉(zhuǎn)矩Tsw小，所以控制裝置4維持EV模式。例如在上陡坡時，即使是相同的加速器開度車速也降低。在加速器開度保持60%的狀態(tài)下車速也落至Spl，此時要求轉(zhuǎn)矩Trq超過切換轉(zhuǎn)矩Tsw。因此，控制裝置4啟動發(fā)動機，從EV模式向HV模式切換。此外，在之前敘述的EV模式2期間，控制裝置4使該轉(zhuǎn)矩依存發(fā)動機啟動處理停止。
[0051]EV模式I和EV模式2通過駕駛座所具備的模式選擇開關(guān)22 (參照圖1)來進行切換。即，EV模式I和EV模式2根據(jù)用戶的意思進行切換。另外，EV模式I和EV模式2也通過來自汽車導(dǎo)航24的信號進行切換。例如，由于在市區(qū)希望經(jīng)濟性的運轉(zhuǎn)，所以在車輛的當(dāng)前位置處于市區(qū)的情況下，汽車導(dǎo)航24將要求選擇EV模式2的信號向控制裝置4發(fā)送?？刂蒲b置4基于來自汽車導(dǎo)航24的信號，若車輛的其他狀態(tài)(例如電池的S0C)允許，則從EV模式I向EV模式2切換。
[0052]在圖7中示出EV模式切換處理的流程?？刂蒲b置4首先檢查是否存在持續(xù)EV行駛的要求(S2)。在本實施例的情況下，設(shè)想幾個“持續(xù)EV行駛的要求”。一個是來自駕駛座所具備的模式選擇開關(guān)22的信號。通過駕駛員選擇EV模式I相當(dāng)于“持續(xù)EV行駛要求”之一。另外，來自導(dǎo)航的選擇EV模式2的信號也相當(dāng)于“持續(xù)EV行駛要求”之一。
[0053]控制裝置4在存在持續(xù)EV行駛的要求的情況下(S2:是)，選擇EV模式2 (S3)，否則選擇EV模式1(S13)。在選擇了 EV模式I的情況下，控制裝置4開始之前說明的轉(zhuǎn)矩依存發(fā)動機啟動處理(S14)，將Foutl設(shè)定為EV模式時的馬達(dá)輸出上限值(S15)。
[0054]另一方面，在選擇了 EV模式2的情況下，控制裝置4使轉(zhuǎn)矩依存發(fā)動機啟動處理停止(S4)，將Fout2設(shè)定為EV模式時的馬達(dá)輸出上限值(S5)。在此，F(xiàn)out2 < Foutl。
[0055]在設(shè)定了馬達(dá)輸出上限值之后的從EV模式向HV模式的切換處理如之前說明的那樣。即，若加速器開度P達(dá)到切換開度PSW，則控制裝置啟動發(fā)動機，轉(zhuǎn)變?yōu)镠V模式(S6?S8)。此外，在EV模式I的情況下切換開度=Pswl，在EV模式2的情況下切換開度=Psw2。在發(fā)動機啟動之前，控制裝置4使馬達(dá)輸出上限值返回至Foutl (S7)。即，在EV模式2的情況下，馬達(dá)上限值被設(shè)定為比Foutl低的Fout2，但是控制裝置4在發(fā)動機啟動之前使馬達(dá)輸出上限值向Foutl提升。其原因在于，同時輸出行駛用的驅(qū)動力和用于發(fā)動機啟動的驅(qū)動力時，存在馬達(dá)輸出上限值Fout2過低的可能性。在提升馬達(dá)輸出上限值之后，控制裝置4啟動發(fā)動機(S8)?？刂蒲b置4按每個預(yù)定的控制周期反復(fù)進行圖7的處理。
[0056]接著，對EV模式2下的從EV模式向HV模式的切換處理的變形例進行說明。圖8中示出變形例中的加速器開度P和目標(biāo)輸出Ftgt的關(guān)系。在車速Sp = Spl的情況下，在加速器開度P = Prl時，目標(biāo)輸出達(dá)到馬達(dá)輸出上限值Fout2。此時，控制裝置4將Psw2a=Pprl+dPl設(shè)定為從EV模式2向HV模式切換的加速器開度(切換開度Psw)。另一方面，在車速Sp = Sp2( < Spl)的情況下，在加速器開度P = Pr2( >Prl)時目標(biāo)輸出Ftgt達(dá)到馬達(dá)輸出上限值Fout2。此時，控制裝置4將Psw2b = Ppr2+dP2設(shè)定為從EV模式2向HV模式切換的切換開度Psw。在此，dP2 < dPl。即，在加速器開度為第I開度Prl時達(dá)到馬達(dá)輸出上限值Fout2的情況下，控制裝置4將第I增量dPl設(shè)定為從第I開度Prl到應(yīng)向HV模式切換的切換開度Psw2a為止的加速器開度增量，在加速器開度為比第I開度Prl大的第2開度Pr2時達(dá)到馬達(dá)輸出上限值Fout2的情況下，將比第I增量dPl小的第2增量dP2設(shè)定為從第2開度Pr2到切換開度Psw2b為止的加速器開度增量。如圖8所明示，在車速不同的情況下(Spl和Sp2)，即使達(dá)到馬達(dá)輸出上限值Fout2的加速器開度的差異(Pr2-Prl)大，從EV模式切換為HV模式的切換開度的差異(Psw2b-Psw2a)也比(Pr2_Prl)小。即，從EV模式切換為HV模式的切換加速器開度的變動(Psw2b-Psw2a)比達(dá)到馬達(dá)輸出上限值Fout2的加速器開度的變動(Pr2-Prl)小。用戶容易控制加速器開度以使得不切換為HV模式。
[0057]對EV模式2的效果進行補充。與EV模式I相比較，EV模式2中，使轉(zhuǎn)變?yōu)镠V模式的切換開度Psw增大，馬達(dá)輸出上限值Fmax降低。馬達(dá)輸出上限值Fmax大致與主電池5的輸出上限值Wmax對應(yīng)。即，將馬達(dá)的輸出上限值從Foutl向Fout2降低，與使主電池5的輸出上限值Wmax降低相通。因此，EV模式2將馬達(dá)的輸出抑制為低，但也抑制了主電池5的消耗電力。因此，EV模式2具有抑制主電池5劣化的優(yōu)點。以往，在想要多使用EV模式的情況下，為了得到大的驅(qū)動力而提高馬達(dá)的輸出上限值(或者電池的輸出上限值)。然而，當(dāng)提高馬達(dá)的輸出上限值(或者電池的輸出上限值)時，主電池5容易過熱，控制裝置禁止EV模式的情形增加。即，提高馬達(dá)的輸出上限值(或者電池的輸出上限值)，并不必然增加EV模式的使用比例。在本說明書公開的技術(shù)中，與以往相反，為想要多使用EV模式的用戶而準(zhǔn)備降低馬達(dá)的輸出上限值的模式。通過降低馬達(dá)的輸出上限值，抑制主電池5的過熱，從而能夠長時間維持EV模式。
[0058]敘述與實施例的技術(shù)相關(guān)的注意點。在實施例中，EV模式I (第IEV模式)和EV模式2 (第2EV模式)利用來自駕駛座所具備的模式選擇開關(guān)22的信號、或者來自汽車導(dǎo)航24的信號進行切換。模式的切換不但通過這些信號，還可以通過來自基礎(chǔ)設(shè)施的信號進行切換。例如，將來，在大城市的中心區(qū)域等特定區(qū)域中有可能被要求EV模式優(yōu)先。在這樣的情況下，通過來自在車輛的外部設(shè)置的通信裝置(即基礎(chǔ)設(shè)施)的信號，也可以進行模式切換。
[0059]另外，在上述的實施例中，控制裝置4降低馬達(dá)輸出上限值Fmax。如上所述，當(dāng)降低馬達(dá)的輸出上限值Fmax時，主電池5的輸出上限值Wmax也降低。因此，控制裝置4也可以取代降低馬達(dá)輸出上限值Fmax而降低主電池5的輸出上限值Wmax。另外，也通過對要求轉(zhuǎn)矩設(shè)定上限值，降低該上限值，從而主電池5的輸出降低，因此，能夠得到與實施例同樣的效果即主電池5的劣化抑制效果。因此，控制裝置4也可以取代降低馬達(dá)輸出上限值Fmax而降低要求轉(zhuǎn)矩的上限值。
[0060]此外，注意到控制裝置4并不能夠?qū)︸R達(dá)輸出上限值進行任意設(shè)定。馬達(dá)輸出上限值的可設(shè)定上限由混合動力系統(tǒng)的硬件要件和馬達(dá)溫度來確定?？刂蒲b置4在可設(shè)定的范圍內(nèi)，按照上述實施例的處理確定馬達(dá)輸出上限值Fmax。同樣地，主電池輸出上限值的可設(shè)定上限由電池余量SOC和電池溫度來確定?？刂蒲b置4在可設(shè)定的范圍內(nèi)，確定電池輸出上限值Wmax。
[0061]混合動力車100的控制裝置4除了上述的第IEV模式和第2EV模式以外，還具有⑶模式(Charge Depleting模式:電池余量優(yōu)先消耗模式)和CS模式(Charge Sustaining模式:電池余量保持模式)。CD模式和CS模式中，EV模式和HV模式的切換基準(zhǔn)不同。概略地說，CD模式是使EV模式優(yōu)先的模式，CS模式是使HV模式優(yōu)先的模式。此外，為了使說明簡單化，以下，將轉(zhuǎn)變?yōu)镠V模式從而容易將電池余量SOC維持為目標(biāo)值的模式稱為非CD模式。
[0062]一般來說，CD模式是控制混合動力系統(tǒng)以使得EV模式的使用比例增加的模式。在CD模式中，控制裝置4進行全面禁止發(fā)動機啟動的處理、加速器的在發(fā)動機啟動閾值附近設(shè)置死區(qū)的處理、擴大主電池的使用范圍的處理等，設(shè)定各種發(fā)動機啟動閾值以使得容易持續(xù)EV行駛。
[0063]對⑶模式和非⑶模式進行具體說明。⑶模式是使發(fā)動機19停止而使僅由第2馬達(dá)12b實現(xiàn)的行駛(即EV模式)優(yōu)先的模式。非CD模式是驅(qū)動發(fā)動機19、利用發(fā)動機19的驅(qū)動力使第I馬達(dá)12a旋轉(zhuǎn)來發(fā)電、將主電池5的余量SOC維持為預(yù)定量的模式?？刂蒲b置4基于主電池5的余量SOCjf⑶模式和非⑶模式進行自動切換。具體而言，若余量SOC比預(yù)定的閾值SOC高，則控制裝置4選擇⑶模式，在余量SOC比閾值SOC低的情況下，控制裝置4選擇非⑶模式。在非⑶模式的情況下，控制裝置4控制發(fā)動機19和第I馬達(dá)12a，以將余量SOC維持為上述閾值S0C。
[0064]在選擇了 CD模式期間模式選擇開關(guān)22被按下時，實施例的控制裝置4從第IEV模式切換為第2EV模式，降低電池輸出上限值Wmax。另外，在選擇了 CS模式期間模式選擇開關(guān)22被按下時，控制裝置4切換為⑶模式之后轉(zhuǎn)變?yōu)榈?EV模式。
[0065]請注意:本說明書公開的技術(shù)，在存在基于從外部向車輛的信息輸入(例如，由駕駛員作出的開關(guān)操作、來自導(dǎo)航的信號、或者來自基礎(chǔ)設(shè)施的信號)的對車輛的EV行駛執(zhí)行請求的情況下進行EV行駛時，也能夠適用于完全禁止發(fā)動機啟動的混合動力車。
[0066]實施例的控制裝置被程序化為能夠在接下來的2個EV模式(第IEV模式和第2EV模式)之間切換。在第IEV模式中，控制裝置將EV模式中的馬達(dá)輸出上限值Fmax設(shè)定為第I輸出上限值Foutl，并且將從EV模式切換為HV模式的切換加速器開度設(shè)定為第I開度。在第2EV模式中，控制裝置將EV模式中的馬達(dá)輸出上限值Fmax設(shè)定為比第I輸出上限值Foutl低的第2輸出上限值Fout2，并且將從EV模式切換為HV模式的切換加速器開度設(shè)定為比第I切換開度大的第2切換開度。與此相對，如上述說明的那樣，當(dāng)降低馬達(dá)的輸出上限值Fmax時電池的輸出上限值Wmax也降低。因此，雖然在實施例中降低馬達(dá)輸出上限值Fmax，但是取而代之降低電池的輸出上限值Wmax也能夠得到相同的效果。即，控制裝置也可以被程序化為能夠在接下來的2個EV模式之間切換。在第IEV模式中，控制裝置將EV模式中的電池輸出上限值Wmax設(shè)定為第I輸出上限值Woutl，并且將從EV模式切換為HV模式的切換加速器開度設(shè)定為第I開度。在第2EV模式中，控制裝置將EV模式中的電池輸出上限值Wmax設(shè)定為比第I輸出上限值Woutl低的第2輸出上限值Wout2，并且將從EV模式切換為HV模式的切換加速器開度設(shè)定為比第I切換開度大的第2切換開度。
[0067]優(yōu)選，混合動力車100的控制裝置4進一步在第2EV模式中從EV模式向HV模式切換時，在啟動發(fā)動機之前將馬達(dá)輸出上限值Fmax從第2輸出上限值Fout2向第I輸出上限值Foutl提升。當(dāng)保持降低了馬達(dá)輸出上限值的狀態(tài)時，發(fā)動機啟動所需的馬達(dá)驅(qū)動力有可能不足。通過提升馬達(dá)的輸出上限值，能夠切實地啟動發(fā)動機?？刂蒲b置4也可以取代馬達(dá)輸出上限值Fmax而在啟動發(fā)動機之前提升電池輸出上限值Wmax。
[0068]本說明書公開的技術(shù)也能夠適用于能夠從外部電源進行充電的所謂插電式混合動力車。
[0069]已參照附圖對本發(fā)明的代表性且非限定性的具體例進行了詳細(xì)說明。該詳細(xì)說明單純意在向本領(lǐng)域技術(shù)人員示出用于實施本發(fā)明的優(yōu)選的例子的詳細(xì)內(nèi)容，而并非意在對本發(fā)明的范圍進行限定。另外，為了提供進一步得到改善的混合動力車，所公開的追加性的特征及發(fā)明能夠與其他特征、發(fā)明分開或一起使用。
[0070]另外，由上述的詳細(xì)說明所公開的特征、工序的組合在最廣泛的含義中并非是在實施本發(fā)明時所必須的，而僅是為了特別對本發(fā)明的代表性的具體例進行說明而記載的。進一步，在提供本發(fā)明的追加性的且有用的實施方式時，上述代表性的具體例的各種特征以及獨立權(quán)利要求及從屬權(quán)利要求所記載的各種特征并非必須按照此處所記載的具體例或者按照所列舉的順序來進行組合。
[0071]本說明書和/或權(quán)利要求所記載的所有特征意在:在實施例和/或權(quán)利要求所記載的特征的結(jié)構(gòu)之外，作為對申請的原始公開和請求保護的特定事項進行的限定而單獨且彼此獨立地公開。進一步，與所有數(shù)值范圍和組或群相關(guān)的記載意在:作為對申請的原始公開和請求保護的特定事項進行的限定，公開了它們的中間的結(jié)構(gòu)。
[0072]以上，對本發(fā)明的具體例進行了詳細(xì)說明，但這些不過是舉例說明，并非對權(quán)利要求的范圍進行限定。權(quán)利要求的范圍所記載的技術(shù)包括對以上舉例說明的具體例進行各種變形、變更而得到的技術(shù)。在本說明書或附圖中說明的技術(shù)要素單獨地或者通過各種組合來發(fā)揮技術(shù)上的有用性，并且不限定于申請時權(quán)利要求記載的組合。另外，在本說明書或附圖中舉例說明的技術(shù)能夠同時實現(xiàn)多個目的，通過實現(xiàn)其中一個目的本身具有技術(shù)的有用性。
【權(quán)利要求】
1.一種混合動力車，具備控制裝置，該控制裝置能夠?qū)H利用馬達(dá)來行駛的EV模式和并用發(fā)動機和馬達(dá)來行駛的HV模式進行切換，所述混合動力車的特征在于， 在存在下述執(zhí)行請求的情況下的EV模式時，與沒有所述執(zhí)行請求的情況下的EV模式時相比，控制裝置限制電池的使用范圍，所述執(zhí)行請求是基于從外部向車輛的信息輸入的對車輛請求執(zhí)行EV模式的執(zhí)行請求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力車，其特征在于， 所述控制裝置通過限制來自電池的輸出電力來限制電池的使用范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合動力車，其特征在于， 所述控制裝置通過限制根據(jù)電池的溫度和余量確定的電池的輸出上限值、基于駕駛員的加速器開度和車速算出的要求轉(zhuǎn)矩、以及馬達(dá)的輸出上限值的至少一個來限制來自電池的輸出電力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力車， 所述控制裝置通過增大電池的發(fā)動機啟動余量閾值來限制電池的使用范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力車，其特征在于， 從外部向車輛的信息輸入為由駕駛員進行的EV開關(guān)的操作、來自導(dǎo)航裝置的信號、或者來自基礎(chǔ)設(shè)施的信號的任一個。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力車，其特征在于， 所述控制裝置具備控制混合動力系統(tǒng)以使EV模式的使用比例增加的CD模式，CD模式和非CD模式能夠根據(jù)車輛行駛狀態(tài)而自動切換， 在根據(jù)車輛行駛狀態(tài)選擇了 EV模式時，所述控制裝置將不存在基于來自外部的信息輸入的對車輛的EV行駛執(zhí)行請求的情況設(shè)為第IEV模式，將存在對車輛的EV行駛執(zhí)行請求的情況設(shè)為第2EV模式， 在第2EV模式時，與第IEV模式時相比，限制EV行駛期間的電池的使用范圍。
【文檔編號】B60K6/445GK103998310SQ201180075481
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月15日
【發(fā)明者】遠(yuǎn)藤弘樹, 山本雅哉, 上地健介, 山中雄介 申請人:豐田自動車株式會社