本發(fā)明涉及一種混合動(dòng)力車輛的功率控制器，具體地，涉及配備有功率轉(zhuǎn)換器(升壓轉(zhuǎn)換器)的混合動(dòng)力車輛的功率控制器，該功率轉(zhuǎn)換器對(duì)驅(qū)動(dòng)電池的電功率升壓，并且將驅(qū)動(dòng)電池的電功率供給至驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。

背景技術(shù)：

例如，驅(qū)動(dòng)模式在串聯(lián)模式和并聯(lián)模式之間能夠切換的混合動(dòng)力車輛利用驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和引擎構(gòu)成，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)連接至驅(qū)動(dòng)輪，引擎通過離合器也連接至驅(qū)動(dòng)輪。在串聯(lián)模式中，通過斷開離合器以由引擎驅(qū)動(dòng)馬達(dá)發(fā)電機(jī)，并且使用所產(chǎn)生的電功率驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，以及利用剩余功率對(duì)驅(qū)動(dòng)電池充電，從而使車輛行駛。同時(shí)，在并聯(lián)模式中，通過連接離合器以將引擎的驅(qū)動(dòng)力傳輸至驅(qū)動(dòng)輪，或者除了引擎的驅(qū)動(dòng)力之外，也將驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力傳輸至驅(qū)動(dòng)輪，從而使車輛行駛。

順便提及，如日本平開專利no.2007-325352中所述的，例如，在近年來被實(shí)際投入使用的混合動(dòng)力車輛中，驅(qū)動(dòng)電池的電功率不僅由逆變器從dc轉(zhuǎn)換至ac，而且由升壓轉(zhuǎn)換器升壓，從而提高驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、逆變器等的效率。升壓轉(zhuǎn)換器具有這樣的功能：不僅對(duì)來自驅(qū)動(dòng)電池的電功率升壓而且對(duì)例如在上述串聯(lián)模式中由馬達(dá)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電功率降壓。降壓后的電功率被用以對(duì)驅(qū)動(dòng)電池充電。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明待解決的問題

然而，上述混合動(dòng)力車輛面臨如下問題：被施加以阻止升壓轉(zhuǎn)換器變得過熱的功率限制減少了驅(qū)動(dòng)電池的充電量并因此縮短了車輛航程。

例如，由升壓轉(zhuǎn)換器升壓或者降壓的電功率增加(下文稱之為通過功率)，或者在高溫環(huán)境下的操作等增加了升壓轉(zhuǎn)換器的溫度并且由于過熱可能導(dǎo)致故障。因而，為了保護(hù)部件，采取了對(duì)策以限制在某個(gè)高溫范圍內(nèi)的通過功率。這種功率限制不僅被施加于從驅(qū)動(dòng)電池供給至驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的電功率，而且被施加于上述串聯(lián)模式等中由馬達(dá)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電功率。

由此，即使原本切換至串聯(lián)模式的目的之一是對(duì)驅(qū)動(dòng)電池充電，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)電池充電。結(jié)果，驅(qū)動(dòng)電池的soc(stateofcharge，充電狀態(tài))被降低，從而車輛的航程被縮短。

本發(fā)明的目的是提供一種混合動(dòng)力車輛的功率控制器，當(dāng)升壓轉(zhuǎn)換器的溫度升高時(shí)，該功率控制器能夠通過限制通過功率而保護(hù)升壓轉(zhuǎn)換器，并且也能夠，通過避免由于通過功率的限制而導(dǎo)致的驅(qū)動(dòng)電池的充電量的減少，同時(shí)在此時(shí)維持車輛的行駛狀態(tài)，從而確保車輛足夠的航程。

用于解決問題的手段

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的混合動(dòng)力車輛的功率控制器包括：第一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，第一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)車輛的前輪和后輪中的任一個(gè)；引擎，引擎通過離合器驅(qū)動(dòng)車輛的前輪和后輪中的一個(gè)輪子或者對(duì)應(yīng)的另一輪子；發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)由引擎驅(qū)動(dòng)；和變壓器，變壓器對(duì)從發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的供給至第一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和電池的電功率降壓，其特征在于：功率控制器進(jìn)一步包括限制部和連接部，限制部根據(jù)變壓器的溫度限制變壓器的通過功率，連接部切換離合器的連接；并且當(dāng)變壓器的通過功率由限制部限制時(shí)，連接部連接離合器。

根據(jù)以這種方式構(gòu)造的混合動(dòng)力車輛的功率控制器，引擎驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，所產(chǎn)生的電功率由變壓器降壓，從而被供給至第一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和電池。在本發(fā)明中，雖然電池的充電量通過根據(jù)變壓器的溫度而限制通過功率而減小，但是離合器此時(shí)被連接從而由引擎驅(qū)動(dòng)一個(gè)或另一輪子。結(jié)果，供給至第一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)側(cè)的功率被停止，并且變壓器的通過功率下降。

降低的通過功率降低了變壓器的溫度，并且減少了由限制部施加的功率限制。例如，即使電池此時(shí)不需要充電，稍后也可能需要充電。然而，因?yàn)樵诖藭r(shí)施加在變壓器上的功率限制將會(huì)被減少，電池能夠沒有阻礙地通過變壓器被充電，從而能夠避免電池的充電量減少。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，混合動(dòng)力車輛的功率控制器進(jìn)一步包括第二馬達(dá)，從發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電功率和從電池釋放并由變壓器升壓的電功率中的至少一個(gè)被供給至第二馬達(dá)從而驅(qū)動(dòng)另一輪子。

根據(jù)此實(shí)施例，車輛能夠通過驅(qū)動(dòng)一個(gè)輪子和另一輪子中的每一個(gè)而被驅(qū)動(dòng)。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，第一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和引擎驅(qū)動(dòng)相同的輪子。

根據(jù)此實(shí)施例，本發(fā)明的混合動(dòng)力車輛能夠被構(gòu)造為兩輪驅(qū)動(dòng)車輛。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，隨著變壓器的溫度增加，限制部更加嚴(yán)格地限制變壓器的通過功率；功率控制器進(jìn)一步包括評(píng)估部和充電部，評(píng)估部評(píng)估電池的soc，充電部控制電池的充電；并且，當(dāng)連接部根據(jù)對(duì)變壓器的通過功率的限制而連接離合器時(shí)，如果基于由評(píng)估部評(píng)估的soc而確定電池需要充電，并且也確定由限制部限制的變壓器的通過功率的值超過預(yù)設(shè)的下限確定值，則充電部致使驅(qū)動(dòng)一個(gè)或其他輪子的引擎驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，對(duì)變壓器產(chǎn)生的電功率降壓，并且使用該電功率對(duì)電池充電。

根據(jù)此實(shí)施例，當(dāng)連接離合器時(shí)，如果基于soc而確定電池需要充電，并且也確定由限制部限制的變壓器的通過功率的值超過下限確定值，則引擎驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，所產(chǎn)生的電功率由變壓器降壓，并且該電功率被用以對(duì)電池充電。由此，如果電池已被充電，則能夠繼續(xù)充電。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)連接部根據(jù)對(duì)變壓器的通過功率的限制而連接離合器時(shí)，如果基于由評(píng)估部評(píng)估的soc而確定電池需要充電，并且確定由限制部限制的變壓器的通過功率的值等于或者低于下限確定值，充電部致使第一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)再發(fā)電，并且使用再發(fā)電的電功率對(duì)電池充電。

根據(jù)此實(shí)施例，因?yàn)楫?dāng)對(duì)電池充電時(shí)由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電功率被變壓器限制，所以，如果變壓器由限制部限制的通過功率的值等于或者低于下限確定值，則實(shí)質(zhì)上不可能對(duì)電池充電。在這種情況下，因?yàn)橛傻谝或?qū)動(dòng)馬達(dá)再發(fā)電的電功率被用以對(duì)電池充電，而再發(fā)電的電功率不經(jīng)過變壓器，所以能夠盡可能地增加電池的充電量。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)致使引擎驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)時(shí)，充電部增加引擎的輸出，增加量為發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)負(fù)載的量。

根據(jù)此實(shí)施例，引擎輸出的增加確保驅(qū)動(dòng)輪對(duì)應(yīng)于加速器的操作的驅(qū)動(dòng)力，從而能夠維持優(yōu)良的駕駛性能。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)致使第一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)再發(fā)電時(shí)，充電部增加引擎的輸出，增加量為第一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的再發(fā)電負(fù)載的量。

根據(jù)此實(shí)施例，引擎輸出的增加確保驅(qū)動(dòng)輪對(duì)應(yīng)于加速器操作的驅(qū)動(dòng)力，從而能夠維持優(yōu)良的駕駛性能。

如前文所述，根據(jù)本發(fā)明的混合動(dòng)力車輛的功率控制器，通過當(dāng)變壓器的溫度升高時(shí)限制通過功率，能夠保護(hù)變壓器，并且，通過避免由于限制通過功率而導(dǎo)致的電池的充電量的減少，同時(shí)在此時(shí)維持車輛的行駛狀態(tài)，從而確保車輛足夠的航程。

附圖說明

圖1是插電式混合動(dòng)力車輛的總體構(gòu)造示圖，本發(fā)明的實(shí)施例的功率控制器被應(yīng)用于該插電式混合動(dòng)力車輛；

圖2是示出基于升壓轉(zhuǎn)換器的溫度tcvtr而計(jì)算功率限制值wlimit的圖表的示圖；

圖3是示出由車輛ecu執(zhí)行的功率控制程序的流程圖；以及

圖4是另一個(gè)示例的總體構(gòu)造示圖，在該另一個(gè)示例中，本發(fā)明應(yīng)用于前輪驅(qū)動(dòng)的混合動(dòng)力車輛。

具體實(shí)施方式

在下文中，將描述本發(fā)明被實(shí)施為插電式混合動(dòng)力車輛(下文稱之為車輛1)的功率控制器的實(shí)施例。

圖1是插電式混合動(dòng)力車輛的總體構(gòu)造示圖，實(shí)施例的功率控制器應(yīng)用于該插電式混合動(dòng)力車輛。

實(shí)施例的車輛1是四輪驅(qū)動(dòng)車輛，該四輪驅(qū)動(dòng)車輛被構(gòu)造成通過前馬達(dá)2(第二驅(qū)動(dòng)馬達(dá))的輸出或者前馬達(dá)2和引擎3的輸出而驅(qū)動(dòng)前輪4(第二驅(qū)動(dòng)輪)，并且通過后馬達(dá)5(第一驅(qū)動(dòng)馬達(dá))的輸出而驅(qū)動(dòng)后輪6(第一驅(qū)動(dòng)輪)。

前馬達(dá)2的輸出軸連接至前輪4的驅(qū)動(dòng)軸7，引擎3通過離合器8也連接至驅(qū)動(dòng)軸7。而且，前輪4通過前差速器9和左右驅(qū)動(dòng)軸10連接至驅(qū)動(dòng)軸7。當(dāng)離合器8被連接時(shí)前馬達(dá)2的驅(qū)動(dòng)力和引擎3的驅(qū)動(dòng)力通過驅(qū)動(dòng)軸7、前差速器9和左右驅(qū)動(dòng)軸10被傳輸至前輪4，并且在前輪4中產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力用于使車輛運(yùn)行。馬達(dá)發(fā)電機(jī)(發(fā)電機(jī))11連接至引擎3的輸出軸。無(wú)論離合器8是否被連接，馬達(dá)發(fā)電機(jī)11能夠通過由引擎3驅(qū)動(dòng)而任意地產(chǎn)生電功率，并且當(dāng)離合器8被斷開時(shí)也用作用于使引擎3從停止?fàn)顟B(tài)起動(dòng)的起動(dòng)器。

同時(shí)，后馬達(dá)5的輸出軸連接至后輪6的驅(qū)動(dòng)軸12，并且后輪6通過后差速器13和左右驅(qū)動(dòng)軸14連接至驅(qū)動(dòng)軸12。后馬達(dá)5的驅(qū)動(dòng)力通過驅(qū)動(dòng)軸12、后差速器13和左右驅(qū)動(dòng)軸14被傳輸至后輪6，并且在后輪6中產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力用于使車輛運(yùn)行。

逆變器16、17分別連接至前馬達(dá)2和馬達(dá)發(fā)電機(jī)11，逆變器16、17連接至升壓轉(zhuǎn)換器(變壓器)18。逆變器19連接至后馬達(dá)5，逆變器19和驅(qū)動(dòng)電池20連接至升壓轉(zhuǎn)換器18。驅(qū)動(dòng)電池20由諸如鋰離子電池的二次電池形成，并且包括計(jì)算其soc(充電狀態(tài))且檢測(cè)其溫度tbat的電池監(jiān)控單元20a(評(píng)估部)。

在升壓轉(zhuǎn)換器18的前側(cè)和后側(cè)之間操作電壓不同。在前馬達(dá)2、馬達(dá)發(fā)電機(jī)11和其逆變器16、17被設(shè)計(jì)成以更高的電壓(如，600v)操作以提高效率從而形成高壓電路22的同時(shí)，后馬達(dá)5和逆變器19被設(shè)計(jì)成以驅(qū)動(dòng)電池20的電壓(如，300v)操作從而形成帶有驅(qū)動(dòng)電池20的低壓電路21。

當(dāng)電功率在電路21、22之間交換時(shí)，升壓轉(zhuǎn)換器18具有對(duì)電壓升壓和降壓的功能。例如，升壓轉(zhuǎn)換器18對(duì)從驅(qū)動(dòng)電池20釋放的低壓側(cè)dc功率升壓并供給至逆變器16，以使由逆變器16轉(zhuǎn)換的三相ac功率驅(qū)動(dòng)前馬達(dá)2，并且類似地，由逆變器17轉(zhuǎn)換的三相ac功率致使馬達(dá)發(fā)電機(jī)11用作起動(dòng)器。此外，由馬達(dá)發(fā)電機(jī)11產(chǎn)生的三相ac功率由逆變器17轉(zhuǎn)換成高壓側(cè)dc功率，并且升壓轉(zhuǎn)換器18對(duì)dc功率降壓從而對(duì)驅(qū)動(dòng)電池20充電。由升壓轉(zhuǎn)換器18降壓的dc功率也由逆變器19轉(zhuǎn)換成三相ac功率，并且被供給以驅(qū)動(dòng)后馬達(dá)5。

應(yīng)當(dāng)注意，電功率在電路21、22中的每一個(gè)中交換而不經(jīng)過升壓轉(zhuǎn)換器18。例如，在低壓電路21側(cè)，從驅(qū)動(dòng)電池20釋放的dc功率由逆變器19轉(zhuǎn)換成三相ac功率，并且被供給至后馬達(dá)5。相反地，由后馬達(dá)5再發(fā)電的三相ac功率由逆變器19轉(zhuǎn)換成dc功率，并且被用以對(duì)驅(qū)動(dòng)電池20充電。此外，在高壓電路22側(cè)由馬達(dá)發(fā)電機(jī)11產(chǎn)生的三相ac功率由逆變器17轉(zhuǎn)換成dc功率，然后由逆變器16再次轉(zhuǎn)換回三相ac功率從而被供給至前馬達(dá)2。

前馬達(dá)ecu24在高壓電路22側(cè)連接至逆變流器16、17中的每一個(gè)，前馬達(dá)ecu24切換逆變器16、17從而控制前馬達(dá)2和馬達(dá)發(fā)電機(jī)11的上述操作。同時(shí)，后馬達(dá)ecu25在低壓電路21側(cè)連接至逆變器19，后馬達(dá)ecu25切換逆變器19從而控制后馬達(dá)5的上述操作。

引擎ecu26連接至引擎3，引擎ecu26控制引擎3的節(jié)流位置、燃料噴射量、點(diǎn)火時(shí)刻等等，從而操作引擎3。

應(yīng)當(dāng)注意，雖然圖1中未示出，驅(qū)動(dòng)電池20包括充電器，充電器能夠被用作利用從外部電源供給的電功率對(duì)驅(qū)動(dòng)電池20充電。

上述的前馬達(dá)ecu24、后馬達(dá)ecu25和引擎ecu26連接至車輛ecu27，車輛ecu27是更高級(jí)別的單元。ecu24至27中的每一個(gè)由輸入/輸出設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備(如，rom、ram、或者非易失性ram)、中央處理單元(cpu)等等形成。應(yīng)當(dāng)注意，每個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備的非易失性ram存儲(chǔ)指令，用于稍后提及的由每個(gè)cpu施行的各種控制。

車輛ecu27是用于施行車輛1的主要控制的控制單元，已接收來自車輛ecu27的指令的更低級(jí)別的ecu24至26控制前馬達(dá)2、馬達(dá)發(fā)電機(jī)11、后馬達(dá)5和引擎3的上述操作。因而，驅(qū)動(dòng)電池20的電池監(jiān)控單元20a、用于檢測(cè)升壓轉(zhuǎn)換器18的溫度tcvtr的溫度傳感器28和未圖示的傳感器連接至車輛ecu27的輸入側(cè)，未圖示的傳感器諸如用于檢測(cè)加速器踏板位置的加速器踏板位置傳感器和用于檢測(cè)車輛速度v的速度傳感器。此外，前馬達(dá)2、馬達(dá)發(fā)電機(jī)11、后馬達(dá)5和引擎3的操作狀態(tài)通過ecu24至26被輸入至車輛ecu27的輸入側(cè)。

除了上述的前馬達(dá)ecu24、后馬達(dá)ecu25和引擎ecu26，離合器8和升壓轉(zhuǎn)換器18也連接至車輛ecu27的輸出側(cè)。

基于上述加速器踏板位置傳感器等的各種檢測(cè)量和操作信息，車輛ecu27將車輛1的驅(qū)動(dòng)模式在ev模式、串聯(lián)模式和并聯(lián)模式中切換。例如，在諸如引擎3的效率較高的高速范圍，驅(qū)動(dòng)模式被設(shè)置成并聯(lián)模式。在中速至低速范圍中，驅(qū)動(dòng)模式根據(jù)驅(qū)動(dòng)電池20的soc等在ev模式和串聯(lián)模式之間切換。

在ev模式中，離合器8被斷開，引擎3被停止，以使來自驅(qū)動(dòng)電池20的電功率通過前馬達(dá)2驅(qū)動(dòng)前輪4并且通過后馬達(dá)5驅(qū)動(dòng)后輪6，從而驅(qū)動(dòng)車輛1。在串聯(lián)模式中，離合器8被斷開以從前輪4側(cè)分離引擎3，引擎3被操作以驅(qū)動(dòng)馬達(dá)發(fā)電機(jī)11。產(chǎn)生的電功率通過前馬達(dá)2驅(qū)動(dòng)前輪4并且通過后馬達(dá)5驅(qū)動(dòng)后輪6從而驅(qū)動(dòng)車輛1，并且利用剩余功率對(duì)驅(qū)動(dòng)電池20充電。

在并聯(lián)模式中，離合器8被連接，引擎3被操作以將驅(qū)動(dòng)力傳輸至前輪4。當(dāng)引擎驅(qū)動(dòng)力不足時(shí)，電池的功率被用以驅(qū)動(dòng)前馬達(dá)2或者后馬達(dá)5。此外，當(dāng)因?yàn)轵?qū)動(dòng)電池20的soc低而需要充電時(shí)，引擎3驅(qū)動(dòng)馬達(dá)發(fā)電機(jī)11，并且產(chǎn)生的電功率被用以對(duì)驅(qū)動(dòng)電池20充電。

當(dāng)電功率因此在低壓電路21和高壓電路22之間交換時(shí)，升壓轉(zhuǎn)換器18以上述方式對(duì)電壓升壓和降壓。

此外，基于上述各種檢測(cè)量和操作信息，車輛ecu27計(jì)算用于車輛1行駛需求總輸出。車輛ecu27在ev模式和串聯(lián)模式中將需求總輸出分配至前馬達(dá)2側(cè)和后馬達(dá)5側(cè)，并且在并聯(lián)模式中將需求總輸出分配至前馬達(dá)2側(cè)、引擎3側(cè)和后馬達(dá)5側(cè)。然后，基于分配的需求輸出等，車輛ecu27為前馬達(dá)2、后馬達(dá)5和引擎3中的每一個(gè)設(shè)置需求轉(zhuǎn)矩，并且將指令信號(hào)輸出至前馬達(dá)ecu24、后馬達(dá)ecu25和引擎ecu26，以使能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的需求轉(zhuǎn)矩。

根據(jù)來自車輛ecu27的指令信號(hào)，前馬達(dá)ecu24和后馬達(dá)ecu25計(jì)算目標(biāo)電流值以應(yīng)用于前馬達(dá)2和后馬達(dá)5的每個(gè)相位的線圈從而實(shí)現(xiàn)需求轉(zhuǎn)矩。此后，前馬達(dá)ecu24和后馬達(dá)ecu25根據(jù)目標(biāo)電流值切換相應(yīng)的逆變器16、19以實(shí)現(xiàn)需求轉(zhuǎn)矩。應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)馬達(dá)發(fā)電機(jī)11產(chǎn)生電功率時(shí)，施行類似的操作。這里，根據(jù)由需求轉(zhuǎn)矩在負(fù)極側(cè)計(jì)算的目標(biāo)電流值，前馬達(dá)ecu24切換逆變器17以實(shí)現(xiàn)需求轉(zhuǎn)矩。

根據(jù)來自車輛ecu27的指令信號(hào)，引擎ecu26計(jì)算節(jié)流位置、燃料噴射量、點(diǎn)火時(shí)刻等的目標(biāo)值用于實(shí)現(xiàn)需求轉(zhuǎn)矩，并且基于目標(biāo)值控制引擎3的操作從而實(shí)現(xiàn)需求轉(zhuǎn)矩。

同時(shí)，車輛ecu27控制升壓轉(zhuǎn)換器18從而對(duì)在低壓電路21和高壓電路22之間交換的電功率的電壓升壓和降壓。雖然升壓和降壓電壓提高了例如前馬達(dá)2和馬達(dá)發(fā)電機(jī)11以及其逆變器16、17的效率，但是升壓轉(zhuǎn)換器18隨著其操作消耗功率。因此，在前馬達(dá)2或者馬達(dá)發(fā)電機(jī)11的高速-重負(fù)載范圍內(nèi)升壓轉(zhuǎn)換器18被激活，在該高速-重負(fù)載范圍中能夠?qū)崿F(xiàn)特別高的效率或者需要較高的功率，在其他操作范圍內(nèi)升壓轉(zhuǎn)換器18被停止。

并且，因?yàn)樯龎恨D(zhuǎn)換器18的通過功率的增加或在高溫環(huán)境下的操作等等增加了升壓轉(zhuǎn)換器18的溫度并且可能導(dǎo)致故障，所以車輛ecu27根據(jù)升壓轉(zhuǎn)換器18的溫度限制通過功率(限制部)。具體地，通過基于由溫度傳感器28檢測(cè)的升壓轉(zhuǎn)換器18的溫度tcvtr，根據(jù)圖2所示的圖表而計(jì)算通過功率的限制值wlimit(下文稱之為功率限制值)，并且通過使用功率限制值wlimit作為上限而限制例如由馬達(dá)發(fā)電機(jī)11產(chǎn)生的電功率，車輛ecu27限制通過功率。

從圖2可以看出，在等于或者高于最低溫度t0的溫度范圍內(nèi)施加功率限制，在最低溫度t0，溫度升高可能導(dǎo)致升壓轉(zhuǎn)換器18的故障，并且通過為升壓轉(zhuǎn)換器18的更高溫度tcvtr設(shè)置更低的功率限制值wlimit而抑制溫度升高。然而，如相關(guān)技術(shù)的描述中所提及的，存在串聯(lián)模式期間在升壓轉(zhuǎn)換器18上施加的功率限制減少驅(qū)動(dòng)電池20的充電量并且降低soc，因此縮短車輛1的航程的問題。

鑒于以上問題，本發(fā)明的發(fā)明人將注意力集中于以下這一點(diǎn)，因?yàn)樵诖?lián)模式中在升壓轉(zhuǎn)換器18中限制的電功率是被供給至后馬達(dá)5和驅(qū)動(dòng)電池20的電功率，所以通過減少供給至后馬達(dá)5的電功率的量，減少量的電功率能夠被用以對(duì)驅(qū)動(dòng)電池20充電。此外，考慮到后馬達(dá)5處于停止?fàn)顟B(tài)的串聯(lián)模式的繼續(xù)運(yùn)行使馬達(dá)發(fā)電機(jī)11，逆變器16、17，和前馬達(dá)2的效率下降，因此阻礙將引擎3的整體驅(qū)動(dòng)力傳輸至前輪4，驅(qū)動(dòng)模式從串聯(lián)模式被切換至并聯(lián)模式。根據(jù)這種陳述，將在下文描述當(dāng)升壓轉(zhuǎn)換器18的溫度升高時(shí)由車輛ecu27施行的功率控制。

圖3是示出由車輛ecu27執(zhí)行的功率控制程序的流程圖。

基于如下假設(shè)進(jìn)行描述；假定車輛1在行駛同時(shí)串聯(lián)模式被選擇為驅(qū)動(dòng)模式，并且，由于當(dāng)前的轉(zhuǎn)換器溫度tcvtr等于或者高于下限溫度t0，根據(jù)功率限制值wlimit在升壓轉(zhuǎn)換器18上施加功率限制。

首先，在步驟s1中，車輛ecu27確定用于功率限制的功率限制值wlimit是否等于或者低于預(yù)設(shè)的第一確定值w1。第一確定值w1被設(shè)置為阻礙驅(qū)動(dòng)電池20充電的最大電功率。因而，如果功率限制值wlimit超過第一確定值w1，則認(rèn)為，即使在通過升壓轉(zhuǎn)換器18降壓的通過功率上施加限制也不阻礙驅(qū)動(dòng)電池20的充電。由此，在步驟s1中確定為“否”，程序行進(jìn)到步驟s2。

在步驟s2中，施行正常驅(qū)動(dòng)模式-切換控制。例如，在引擎3的效率較高的高速范圍內(nèi)，驅(qū)動(dòng)模式被切換至并聯(lián)模式。在其他速度范圍內(nèi)，如果驅(qū)動(dòng)電池20的soc等于或者高于預(yù)定值，則驅(qū)動(dòng)模式被切換至ev模式，并且，如果soc低于預(yù)定值，則驅(qū)動(dòng)模式被切換至串聯(lián)模式，程序暫時(shí)結(jié)束。

同時(shí)，如果功率限制值wlimit等于或者低于第一確定值w1(在本發(fā)明中，這對(duì)應(yīng)于“當(dāng)變壓器的通過功率被限制時(shí)”)，在步驟s1中確定為“是”，在步驟s3中驅(qū)動(dòng)模式被切換至并聯(lián)模式(連接部)。換言之，在連接離合器8之后操作引擎3，以使引擎3的驅(qū)動(dòng)力能夠被傳輸至前輪4。切換至并聯(lián)模式使前馬達(dá)2和后馬達(dá)5停止，以使車輛1僅僅由機(jī)械地連接至前輪4的引擎3的驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。在接下來的步驟s4中，通過參考soc確定驅(qū)動(dòng)電池20是否需要充電，如果不需要，則程序暫時(shí)結(jié)束。

同時(shí)，如果在步驟s4中確定為“是”，則程序行進(jìn)到步驟s5，確定功率限制值wlimit是否等于或者低于預(yù)設(shè)的第二確定值w2(下限確定值)。即使當(dāng)根據(jù)功率限制值wlimit限制電功率時(shí)，第二確定值w2也用作確定是否能夠?qū)︱?qū)動(dòng)電池20充電的閾值。換言之，第二確定值w2用作閾值，以決定利用由馬達(dá)發(fā)電機(jī)11產(chǎn)生的電功率對(duì)驅(qū)動(dòng)電池20充電，還是利用由后馬達(dá)5再發(fā)電的電功率對(duì)驅(qū)動(dòng)電池20充電，這將在下文提及。因而，第二確定值w2被設(shè)置為可使用的對(duì)驅(qū)動(dòng)電池20充電的最小電功率(能夠有效地增加soc的最小電功率)。

如果在步驟s5中確定為“否”，則確定能夠通過升壓轉(zhuǎn)換器18利用由馬達(dá)發(fā)電機(jī)11產(chǎn)生的電功率對(duì)驅(qū)動(dòng)電池20充電。在這種情況下，程序行進(jìn)到步驟s6，在步驟s6中，引擎3驅(qū)動(dòng)馬達(dá)發(fā)電機(jī)11，所產(chǎn)生的電功率通過升壓轉(zhuǎn)換器18被降壓并且被用以在低壓電路側(cè)(充電部)對(duì)驅(qū)動(dòng)電池20充電。

在接下來的步驟s7中，增加引擎輸出，增加量為馬達(dá)發(fā)電機(jī)11(充電部)的驅(qū)動(dòng)負(fù)載的量，然后程序結(jié)束。因?yàn)楫?dāng)前引擎3驅(qū)動(dòng)前輪4，所以由于馬達(dá)發(fā)電機(jī)11上的驅(qū)動(dòng)負(fù)載而導(dǎo)致前輪4的驅(qū)動(dòng)力減小，給駕駛員減速的感覺。由此，引擎輸出的增加確保前輪4對(duì)應(yīng)于加速器的操作的驅(qū)動(dòng)力，以使車輛1能夠維持優(yōu)良的駕駛性能。

同時(shí)，如果在步驟s5中確定為“是”，則確定由馬達(dá)發(fā)電機(jī)11產(chǎn)生的電功率在升壓轉(zhuǎn)換器18中被限制，并且該電功率不能夠?qū)︱?qū)動(dòng)電池20充足地充電。在這種情況下，程序行進(jìn)到步驟s8，在步驟s8中，后馬達(dá)5再發(fā)電，該再發(fā)電的電功率被用以對(duì)驅(qū)動(dòng)電池20充電(充電部)。

在接下來的步驟s9中，增加引擎輸出，增加量為后馬達(dá)5(充電部)的再發(fā)電負(fù)載的量，并且程序結(jié)束。此過程與上述步驟s7目的相同，防止當(dāng)前輪4的驅(qū)動(dòng)力由于后馬達(dá)5上的再發(fā)電負(fù)載而減少時(shí)使駕駛員感受到減速的感覺。因而，車輛1能夠維持優(yōu)良的駕駛性能。

接下來，將描述各種情況下在車輛ecu27的上述控制下車輛1內(nèi)部的電功率平衡。

在以下表格中，引擎(e/g)3、前馬達(dá)(fm)2和后馬達(dá)(rm)5的輸出，馬達(dá)發(fā)電機(jī)(mg)11的功率產(chǎn)生量，驅(qū)動(dòng)電池20的充電量，以及升壓轉(zhuǎn)換器(cvtr)18的通過功率被標(biāo)準(zhǔn)化(無(wú)量綱化)，以用于直接比較，并且假定設(shè)備中沒有損失。

由此，例如，在表格1的上排的情況下，能夠通過以100的引擎輸出驅(qū)動(dòng)馬達(dá)發(fā)電機(jī)11而得到功率產(chǎn)生量100，如果功率產(chǎn)生量100平均地分配至前馬達(dá)2和后馬達(dá)5，則能夠?qū)崿F(xiàn)每個(gè)馬達(dá)輸出為50。然而，當(dāng)然地，應(yīng)當(dāng)注意，表格是示例，本發(fā)明并不局限于此。

首先，下方的表格1示出升壓轉(zhuǎn)換器18的功率限制值wlimit等于或者低于第一確定值w1(在圖3的步驟s1中為是)并且驅(qū)動(dòng)電池20不需要充電(在步驟s4中為否)的情況。

[表格1]

在串聯(lián)模式被切換之前，離合器8被斷開，馬達(dá)發(fā)電機(jī)11通過以100的引擎輸出被驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生100的電功率，功率產(chǎn)生量100平均地分配至前馬達(dá)2和后馬達(dá)5。因而，車輛1通過經(jīng)由相應(yīng)的每個(gè)輸出為50的馬達(dá)2、5驅(qū)動(dòng)前輪4和后輪6而被驅(qū)動(dòng)。此時(shí)，升壓轉(zhuǎn)換器18的通過功率是50，其是供給至后馬達(dá)5側(cè)的量。

在切換至并聯(lián)模式之后，停止馬達(dá)發(fā)電機(jī)11的功率產(chǎn)生，并且離合器8被連接，從而引擎3以100的輸出驅(qū)動(dòng)前輪4從而驅(qū)動(dòng)車輛1。結(jié)果，供給至后馬達(dá)5側(cè)的功率被停止，升壓轉(zhuǎn)換器18的通過功率下降至0。

雖然在此時(shí)驅(qū)動(dòng)電池20不需要充電，但是如果并聯(lián)模式期間由于引擎驅(qū)動(dòng)力不足電池的功率被用以驅(qū)動(dòng)前馬達(dá)2或者后馬達(dá)5，此后，則soc降低的驅(qū)動(dòng)電池20可能需要充電。在轉(zhuǎn)變成這種狀態(tài)之前，因?yàn)樵谝陨鲜纠?，升壓轉(zhuǎn)換器18的通過功率降至0，所以升壓轉(zhuǎn)換器18的溫度被降低。因而，基于圖2的圖表的功率限制值wlimit增加并且超過第一確定值w1，以使車輛ecu27從圖3的步驟s1行進(jìn)到步驟s2，并且恢復(fù)正常驅(qū)動(dòng)模式-切換控制。

即，在串聯(lián)模式中，上文作為示例的通過功率50在一些情況下能夠通過功率限制值wlimit而被限制，但是在其它情況下可能不被限制。然而，在這些情況的任何一種中，當(dāng)車輛1的行駛狀態(tài)通過并聯(lián)模式維持的時(shí)刻，使得通過功率降至0從而降低升壓轉(zhuǎn)換器18的溫度。因而，能夠迅速地恢復(fù)正常驅(qū)動(dòng)模式-切換控制。然后，因?yàn)樵黾拥墓β氏拗浦祑limit已經(jīng)減少了在恢復(fù)時(shí)施加在升壓轉(zhuǎn)換器18上的功率限制，所以驅(qū)動(dòng)電池20能夠通過升壓轉(zhuǎn)換器18沒有任何阻礙地被充電。

結(jié)果，根據(jù)實(shí)施例的混合動(dòng)力車輛1的功率控制器，升壓轉(zhuǎn)換器18通過當(dāng)升壓轉(zhuǎn)換器18的溫度升高時(shí)限制通過功率而被保護(hù)，并且，能夠通過避免由于通過功率的限制而使驅(qū)動(dòng)電池20的充電量的減少，同時(shí)在此時(shí)維持車輛1的行駛狀態(tài)，從而確保車輛1的足夠的航程。

同時(shí)，以下表格2示出驅(qū)動(dòng)電池20需要充電(在圖3的步驟s4中為是)的情況。中間排示出升壓轉(zhuǎn)換器18的功率限制值wlimit在第一確定值w1和第二確定值w2之間(在步驟s5中為否)的情況，下排示出升壓轉(zhuǎn)換器18的功率限制值wlimit等于或者低于第二確定值w2(在步驟s5中為是)的情況。

[表格2]

與切換之前的串聯(lián)模式的表格1的不同點(diǎn)在于，引擎輸出和馬達(dá)發(fā)電機(jī)11的功率產(chǎn)生量增加(100→120)，增加量20被用以通過升壓轉(zhuǎn)換器18對(duì)驅(qū)動(dòng)電池20充電。因而，增加量20連同對(duì)后馬達(dá)5側(cè)的供給量50一起使升壓轉(zhuǎn)換器18的通過功率增加至70。

在中間排的情況下，因?yàn)樵谇袚Q至并聯(lián)模式之后供給至后馬達(dá)5側(cè)的功率被停止，所以升壓轉(zhuǎn)換器18的通過功率下降至20，其等于驅(qū)動(dòng)電池20的充電量。然后，如從表格1的下排與表格2的中間排之間的比較可見，引擎輸出被增加，以補(bǔ)償由驅(qū)動(dòng)電池20充電導(dǎo)致的馬達(dá)發(fā)電機(jī)11的驅(qū)動(dòng)負(fù)載(圖3的步驟s7)。由此，在通過并聯(lián)模式維持車輛1的行駛狀態(tài)的同時(shí)，能夠通過維持期望的充電量20而繼續(xù)驅(qū)動(dòng)電池20的充電。

并且，有時(shí)通過功率70可能局限于根據(jù)串聯(lián)模式中的功率限制值wlimit的下限值，這表示不能實(shí)現(xiàn)期望的充電量20。然而，因?yàn)樵谇袚Q至并聯(lián)模式之后通過功率下降至與充電量20相同的值，所以功率限制被消除。因而，在這種情況下，驅(qū)動(dòng)電池20的充電量能夠被增加至期望值20，從而對(duì)于驅(qū)動(dòng)電池的充電量20能夠?qū)崿F(xiàn)更加顯著的效果。

此外，雖然省略了重復(fù)描述，但是因?yàn)榻档偷耐ㄟ^功率降低了升壓轉(zhuǎn)換器18的溫度，所以也具有能夠迅速地恢復(fù)正常驅(qū)動(dòng)模式-切換控制的效果。

同時(shí)，相較于中間排的情況，下排的情況在升壓轉(zhuǎn)換器18上施加更加嚴(yán)格的功率限制，因此將馬達(dá)發(fā)電機(jī)11的功率產(chǎn)生量和升壓轉(zhuǎn)換器18的通過功率降低至10。然后，由后馬達(dá)5再發(fā)電的電功率被用以對(duì)驅(qū)動(dòng)電池20充電，并且補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電池20的充電量的不足。因?yàn)楹篑R達(dá)5和驅(qū)動(dòng)電池20都在低壓電路21側(cè)，從后馬達(dá)5再發(fā)電的電功率能夠不用經(jīng)過升壓轉(zhuǎn)換器18(沒有功率限制)而被用以對(duì)驅(qū)動(dòng)電池20充電。

然后，如從表格1的下排和表格2的下排之間的比較可見，引擎輸出被增加，以補(bǔ)償由驅(qū)動(dòng)電池20充電造成的后馬達(dá)5的再發(fā)電負(fù)載(圖3的步驟s9)。由此，在通過并聯(lián)模式維持車輛1的行駛狀態(tài)的同時(shí)，通過維持期望的充電量20能夠繼續(xù)驅(qū)動(dòng)電池20的充電。應(yīng)當(dāng)注意，下排的情況與中間排的情況類似，從而，降低的通過功率降低了升壓轉(zhuǎn)換器18的溫度。

如中間排的情況下通過使用由馬達(dá)發(fā)電機(jī)11產(chǎn)生的電功率對(duì)驅(qū)動(dòng)電池20充電，和如下排的情況下通過使用由后馬達(dá)5再發(fā)電的電功率對(duì)驅(qū)動(dòng)電池20充電，二者有不同的優(yōu)勢(shì)。即使當(dāng)電功率由馬達(dá)發(fā)電機(jī)11產(chǎn)生時(shí)，行駛車輛1的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)也沒有改變，并且如在正常的并聯(lián)模式中，驅(qū)動(dòng)力基本上產(chǎn)生在前輪4中。因而，駕駛員能夠繼續(xù)駕駛而不會(huì)感受到不舒適，因此這種情況使車輛1產(chǎn)生了更高的駕駛性能。然而，因?yàn)楫?dāng)對(duì)驅(qū)動(dòng)電池20充電時(shí)施加在升壓轉(zhuǎn)換器18上的功率限制被應(yīng)用于由馬達(dá)發(fā)電機(jī)11產(chǎn)生的電功率，所以，如果功率限制下降至為可使用的最小電功率的第二確定值w2，則實(shí)質(zhì)上不可能對(duì)驅(qū)動(dòng)電池20充電。

另一方面，因?yàn)闊o(wú)論是否在升壓轉(zhuǎn)換器18上施加功率限制，由后馬達(dá)5再發(fā)電的電功率都能夠被用以對(duì)驅(qū)動(dòng)電池20充電，所以此情況使電池產(chǎn)生了更高的充電率。另一方面，因?yàn)橛珊篑R達(dá)5再發(fā)電的制動(dòng)力作用在后輪6上，所以行駛車輛的狀態(tài)可能改變并且導(dǎo)致駕駛員不舒適。

相較于此背景，如參考圖3的流程圖所描述的，在實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電池20首先由馬達(dá)發(fā)電機(jī)11產(chǎn)生的電功率充電，并且當(dāng)由于施加在升壓轉(zhuǎn)換器18上的功率限制不能夠繼續(xù)充電時(shí)，通過切換至由后馬達(dá)5再發(fā)電而使電池充電繼續(xù)。因而，在確保優(yōu)良的駕駛性能的同時(shí)，能夠盡可能地增加驅(qū)動(dòng)電池20的充電量。

雖然在此結(jié)束該實(shí)施例的描述，但是本發(fā)明的形式并不局限于該實(shí)施例。例如，雖然在以上實(shí)施例中本發(fā)明被實(shí)施為四輪驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力車輛1的功率控制器，但是其也能夠應(yīng)用于兩輪(前輪驅(qū)動(dòng)或者后輪傳動(dòng))驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力車輛101。

圖4示出本發(fā)明應(yīng)用于前輪驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力車輛101的另一個(gè)示例。其機(jī)械構(gòu)造與圖1所示的實(shí)施例相同，此示例的不同點(diǎn)僅在于，前馬達(dá)2稱之為馬達(dá)2，前馬達(dá)ecu24稱之為馬達(dá)ecu24。然而，應(yīng)當(dāng)注意，在該實(shí)施例的情況下馬達(dá)發(fā)電機(jī)11和逆變器17連接至升壓轉(zhuǎn)換器18并且形成高壓電路22時(shí)，此示例的不同在于，馬達(dá)2和逆變器16連同驅(qū)動(dòng)電池20一起形成低壓電路21。

在此構(gòu)造中，馬達(dá)(第一驅(qū)動(dòng)馬達(dá))2用作以上實(shí)施例的后馬達(dá)5。即，在串聯(lián)模式中，由馬達(dá)發(fā)電機(jī)11產(chǎn)生并且由升壓轉(zhuǎn)換器18降壓的電功率被供給至馬達(dá)2，并且馬達(dá)2驅(qū)動(dòng)前輪4(第一驅(qū)動(dòng)輪)從而驅(qū)動(dòng)車輛101。在并聯(lián)模式中，功率供給的停止降低升壓轉(zhuǎn)換器18的通過功率，并且當(dāng)對(duì)驅(qū)動(dòng)電池20充電時(shí)，引擎驅(qū)動(dòng)力的一部分被用以再發(fā)電。因而，雖然省略了重復(fù)描述，但是能夠?qū)崿F(xiàn)類似于該實(shí)施例的各種效果。