串聯混合動力車輛的驅動控制裝置的製作方法

2023-07-13 13:13:26 3

專利名稱：串聯混合動力車輛的驅動控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及針對串聯混合動力車輛的控制。
背景技術：
以下的現有技術專利文獻1飛分別公開了串聯混合動力車輛。
根據針對這種串聯混合動力車輛的傳統發動機控制，通過主要在最高效率點處的 定點操作(使加速踏板開度不與發動機轉速相對應的操作)、或者根據與發動機轉速完全 相對應的加速踏板開度，來進行所需的驅動以及用於供給空調等要消耗的電力的操作。 _4] 現有技術文獻_5] 專利文獻
專利文獻1:日本特開2010-173389
專利文獻2 日本特開2009-184387
專利文獻3 :日本特開2001-95102
專利文獻4 :日本特開2001-90572
專利文獻5 :日本特開平11-346402發明內容
發明要解決的問題
然而，根據上述的定點操作，車速的變化或加速踏板開度的變化不與發動機聲音 的變化相對應。由於該原因，與在內燃發動機車輛的情況下所獲得的加速感不同的駕駛感 覺可能使駕駛員和乘客感到奇怪。
此外，在完全對應的操作的情況下，發電和耗電得以平衡所需的時間長，並且對電 池充電/放電效率的影響小。然而，當車輛正停車或者完全加速時，發動機效率下降，並且 發電效率也下降。
本發明的目的是實現提供與發動機轉速的變化相對應的加速感以及發電效率的 改善這兩者。
用於解決問題的方案
為了實現以上目的，本發明的第一方面提供一種串聯混合動力車輛的驅動控制裝 置，包括發動機；發電馬達，由所述發動機所驅動；電池，利用所述發電馬達的發電電力進 行充電；驅動馬達，利用所述發電馬達的發電電力或所述電池的放電電力對驅動輪進行驅 動；加速踏板操作量檢測器，用於檢測加速踏板的操作量；充電水平檢測器，用於檢測所述 電池的充電水平；以及控制器，用於在所述充電水平檢測器所檢測到的充電水平等於或高 於預設充電水平的情況下，根據所述加速踏板操作量檢測器所檢測到的所述加速踏板的操 作量對所述發動機的轉速和轉矩進行控制，以使所述發動機工作在如下的第一範圍內的、 與目標發動機轉速和目標發動機轉矩相對應的發動機工作點處，其中，在所述第一範圍內， 根據所述發動機的驅動效率和所述發電馬達的馬達驅動效率所獲得的發電效率等於或高於預設發電效率，並且在所述充電水平檢測器所檢測到的充電水平小於所述預設充電水平 的情況下，根據所述加速踏板操作量檢測器所檢測到的所述加速踏板的操作量對所述發動 機的轉速和轉矩進行控制，以使所述發動機工作在如下的第二範圍內的發動機工作點處， 其中，在所述第二範圍內，所述發電馬達的發電電力大於在所述第一範圍內時所述發電馬 達的發電電力。
根據本發明的另一方面，所述驅動控制裝置還包括車速檢測器，所述車速檢測器 用於檢測車速。其中，在所述車速檢測器所檢測到的車速等於或慢於預設車速的情況下，所 述控制器對所述發動機的轉速和轉矩進行控制，所述發動機在如下的第三範圍內的發動機 工作點處進行工作，其中，在該第三範圍內，所述發電馬達的發電電力小於在所述第一範圍 內時所述發電馬達的發電電力。
根據本發明的又一方面，在所述充電水平檢測器所檢測到的充電水平低於所述預 設充電水平的情況下，所述控制器對所述發動機的轉速和轉矩進行控制，以使所述發電馬 達的發電電力增加到比在所述充電水平檢測器所檢測到的充電水平等於或高於所述預設 充電水平的情況下的發電電力大，從而使所述發動機工作在所述發動機工作點處。
此外，根據本發明的還一方面，當所述車速檢測器所檢測到的車速為O時，所述控 制器將所述發動機的轉速控制為O。
發明的效果
根據本發明，發動機可以在發電效率高的第一範圍內工作，並且可以提高發電效率。
此外，根據本發明，發動機轉速可以根據加速踏板的操作量而改變，並且通過與加 速踏板的操作量相對應的發動機聲音可以給駕駛員和乘客帶來加速感。
此外，根據本發明，當電池的充電水平低時，發動機可以在發電馬達的發電電力增 加的第二範圍內工作，由此通過增加電池的充電水平來恢復該充電水平。
如上所述，根據本發明，可以既提供與發動機轉速的變化相對應的加速感又實現 發電效率的改善。
此外，根據本發明，由於在車輛正低速行駛的情況下發動機轉速可以降低，由此可 以防止由於發動機聲音而給駕駛員和乘客帶來不適感。
根據本發明，可以通過在車輛正低速行駛的情況下的發動機轉速下降來向行人等 警告車輛的接近。
根據本發明，即使在車輛正低速行駛時電池的充電水平下降的情況下，發動機也 進行工作以增加發電馬達的發電電力，由此增加電池的充電水平。
此外，根據本發明，可以防止在車輛正停車的情況下由於發動機聲音而給駕駛員 和乘客帶來不適感。


圖1是示出根據實施例的串聯混合動力車輛的混合動力系統的示例結構的圖2是示出根據實施例的串聯混合動力車輛的混合動力系統的示例結構的另一 圖3是示出混合動力系統所執行的基於車輛行駛狀況和SOC(充電狀態)的發動機工作點控制處理所使用的示例表的圖4是示出一般的發動機轉矩和發動機轉速與發動機效率之間的示例關係的特 性圖5是示出一般的馬達(發電馬達)轉矩和馬達轉速與馬達效率之間的示例關係 的特性圖6是示出將圖4的特性圖與圖5的特性圖疊加的示例的圖，其中圖4示出發動 機轉矩和發動機轉速與發動機效率之間的關係，圖5示出馬達轉矩和馬達轉速與馬達效率 之間的關係；
圖7是示出通過使圖6的特性圖中由發動機效率和馬達效率所確定的發電效率相 等的點相互連接所獲得的發動機-馬達效率分布的示例的特性圖8是示出用於在SOC下降的情況下設置發動機工作點的可移動範圍的示例表的 圖9是示出用於在車輛正停車並且正低速行駛的情況下設置發動機工作點的可 移動範圍的示例表的圖10是示出混合動力控制器和發動機控制器使用圖3、8和9所示的數據所執行 的示例處理的流程圖；以及
圖11是用於說明混合動力系統中的操作和作用的圖。
附圖標記說明
I混合動力系統
2發動機
3發電馬達
4 電池
5驅動馬達
6混合動力控制器
11S0C 傳感器
12加速踏板開度傳感器
15發動機控制器具體實施方式
以下將參考附圖來說明本發明的實施例。
本實施例涉及串聯混合動力車輛的混合動力系統。
結構
圖1和2是示出串聯混合動力車輛的混合動力系統I的示例結構的圖。如圖1所 示，串聯混合動力車輛的混合動力系統I採用如下結構發動機2的輸出軸與發電馬達3的 輸入軸串聯耦接，並且驅動馬達5利用發電馬達3的發電電力或者電池4的放電電力進行 轉動，以對驅動輪31和32進行驅動。本實施例的串聯混合動力車輛的混合動力系統I可 以在電動車輛行駛模式(以下稱為EV模式)和混合動力車輛行駛模式(以下稱為混合動 力模式或HEV模式)之間變更模式。以下將詳細說明混合動力系統I的結構和操作等。
如圖1所示，配置有混合動力系統I的車輛包括發動機2、發電馬達3、電池(例如，高壓電池)4、驅動馬達5和混合動力控制器6。此外，如圖2所示，配置有混合動力系統 I的車輛還包括SOC (充電狀態)傳感器11、加速踏板開度傳感器12、制動踏板踩踏量傳感器13、擋位傳感器14、發動機控制器15、發電馬達變頻器16和驅動馬達變頻器17。
如圖1所示，在混合動力系統I中，如混合動力控制器6那樣的單元經由構成 CAN(控制器區域網)的通信線路18等交換信號或數據。
SOC傳感器11檢測電池4的S0C。接著，SOC傳感器11將檢測值輸出至混合動力控制器6。此外，加速踏板開度傳感器12檢測加速踏板開度、S卩加速踏板的操作量。接著， 加速踏板開度傳感器12將檢測值輸出至混合動力控制器6。制動踏板踩踏量傳感器13檢測制動踏板踩踏量、即制動踏板的操作量。接著，制動踏板踩踏量傳感器13將檢測值輸出至混合動力控制器6。此外，擋位傳感器14檢測擋位。接著，擋位傳感器14將檢測值輸出至混合動力控制器6。
混合動力控制器6基於來自SOC傳感器11等的傳感器檢測值以及發電馬達3和驅動馬達5的馬達轉速，來執行用於分別驅動發動機2、發電馬達3和驅動馬達5的各種控制。為此，混合動力控制器6向發動機控制器15輸出發動機驅動請求以對發動機2的運行進行控制。此外，混合動力控制器6向發電馬達變頻器16輸出發電馬達轉矩請求以對發電馬達3的驅動進行控制。混合動力控制器6向驅動馬達變頻器17輸出驅動馬達轉矩請求以對驅動馬達5的驅動進行控制。此外，混合動力控制器6基於從驅動馬達變頻器17 (或者直接從驅動馬達5)所獲得的驅動馬達5的馬達轉速來計算車速。
發動機控制器15對發動機2的轉速和轉矩進行控制，以實現來自混合動力控制器 6的發動機驅動請求。發動機控制器15例如對發動機2的節流閥的節流開度或燃料注入量等進行控制，以控制發動機2的轉速和轉矩。
發電馬達變頻器16對發電馬達3的驅動進行控制。更具體地，發電馬達變頻器16 通過控制發電馬達3的各相的驅動電流來控制發電馬達3的各相，並控制發電馬達3以進行發電(以下稱為發電控制)。此時，發電馬達變頻器16將發電馬達3的馬達轉速輸出至混合動力控制器6。
發電馬達3的轉動軸與發動機2的輸出軸相耦接。因此，發電馬達3利用發動機 2的驅動力來進行發電。發電馬達3將該電力供給至電池4或驅動馬達5。電池4連接至發電馬達3和驅動馬達5，並且利用發電馬達3的發電電力或者驅動馬達5所產生的電力 (再生電力)來進行充電。
驅動馬達變頻器17對驅動馬達5的驅動進行控制。更具體地，驅動馬達變頻器17 通過控制驅動馬達5的各相的驅動電流來控制驅動馬達5的各相，由此對驅動馬達5進行電力運行控制或再生控制。此時，驅動馬達變頻器17將驅動馬達5的馬達轉速輸出至混合動力控制器6。
驅動馬達5耦接至與驅動輪31和32連動的驅動軸。驅動馬達5利用發電馬達3 的發電電力或者電池4輸出的電力(放電電力)來進行驅動。因此,驅動馬達5對該驅動軸進行驅動，由此對驅動輪31和32進行驅動。
接著，將說明混合動力系統I基於車輛行駛狀況和S OC所執行的示例處理。
圖3是示出通過該處理對發動機2的工作點進行控制時所使用的表的圖。
發動機控制器15使用圖3所示的表對發動機2的轉速和輸出(即，輸出轉矩)進行控制，以使得發動機2以預先設置的發動機工作點(由目標發動機轉速和目標發動機轉矩所確定的發動機工作點)進行工作。
現在將說明用於獲得圖3所示的表的過程。
將參考圖Γ7來說明用於獲得該表的過程。
首先，圖4是示出一般的發動機轉矩和發動機轉速與發動機效率之間的示例關係的特性圖。如圖4所示，對於基於發動機轉矩和發動機轉速的工作點，通過使發動機效率相等的點相互連接可以獲得發動機效率分布。根據該發動機效率分布，其中心點是表示發動機效率的最大值的點(以下稱為發動機效率最大點)，並且最外側的曲線表示發動機最大轉矩曲線。
圖5是示出一般的馬達(在本實施例中，發電馬達3)轉矩和馬達轉速(在本實施例中，與發動機轉速一致)與馬達效率之間的示例關係的特性圖。如圖5所示，對於基於馬達轉矩和馬達轉速的工作點，通過使馬達效率相等的點相互連接可以獲得馬達效率分布。根據該馬達效率分布，其中心點是表示馬達效率的最大值的點(以下稱為馬達效率最大點)，並且最外側的曲線表示馬達最大轉矩曲線。
圖6示出如下的示例特性圖(發電效率的特性圖)，其中在該特性圖中，使圖4的示出發動機轉矩和發動機轉速與發動機效率之間的關係的特性圖疊加在圖5的示出馬達轉矩和馬達轉速與馬達效率之間的關係的特性圖上。圖7是示出如下的發動機-馬達效率分布(即，發動機+馬達效率分布)的示例特性圖，其中該發動機-馬達效率分布是通過在圖6的特性圖中使由發動機效率和馬達效率所確定的發電效率(即，該系統的發電效率) 相等的點相互連接所獲得的。如圖7所示，在發動機-馬達效率分布的中心點處可以獲得該效率的最大點(以下稱為效率最大點)，並且可以獲得發動機效率最大工作曲線(或者發動機效率線)，其中該發動機效率最大工作曲線是發動機-馬達效率分布內通過效率最大點的曲線。根據本實施例，當追蹤該發動機效率最大工作曲線時，發動機轉速越快，發動機轉矩越大。
如上所述，可以獲得發動機效率最大工作曲線。因而，圖3示出如下的表，其中該表用於對發動機轉速和發動機轉矩進行控制，以使發動機以發動機效率最大工作曲線上的發動機工作點(即，由目標發動機轉速和目標發動機轉矩所確定的值)進行工作。此外，圖 3所示的表是發動機工作點移動的範圍在發動機-馬達效率等於或大於80%的範圍內(即， 在第一範圍內)的示例。因此，當使用圖3所示的表時，發動機工作點在發動機效率最大工作曲線上移動，在加速踏板的操作量為0% (即，完全沒有踩踏加速踏板)的情況下位於低側的發動機-馬達效率80%處，並且在加速踏板的操作量為100% (即，完全踩踏加速踏板)的情況下位於高側的發動機-馬達效率80%處。
根據本實施例，在SOC下降、車輛正停車以及車輛正低速行駛的情況下，發動機工作點的可移動範圍改變。圖8示出用於在SOC下降的情況下設置發動機工作點的可移動範圍的示例表。此外，圖9示出用於在車輛正停車或者正低速行駛的情況下設置發動機工作點的可`移動範圍的示例表。
圖10是不出混合動力控制器6和發動機控制器15使用圖3、8和9所不的表所執行的示例處理的流程圖。
如圖10所示，在步驟SI中，混合動力控制器6判斷SOC傳感器所檢測到的SOC(以下稱為檢測S0C)是否等於或低於預先設置的馬達啟動S0C。馬達啟動SOC是如下的SOC 值，其中該SOC值用於判斷在不向發動機2注入燃料的情況下發電馬達3的電力運行是否 要消耗電池4的電力。馬達啟動SOC是高於例如90%的值。當混合動力控制器6判斷為檢 測SOC等於或低於馬達啟動SOC(即，檢測SOCS馬達啟動S0C)時，該處理進入步驟S3。相 反，當混合動力控制器6判斷為檢測SOC大於馬達啟動S0C(即，檢測S0C>馬達啟動S0C) 時，該處理進入步驟S2。
在步驟S2中，混合動力控制器6使發電馬達變頻器16對發電馬達3進行電力運 行。此時，混合動力控制器6使發動機控制器15終止向發動機2注入燃料。因而，發動機 2在無燃料注入的情況下轉動。之後，混合動力控制器6終止圖10所示的處理。
在步驟S3中，混合動力控制器6判斷檢測SOC是否等於或低於預先設置的發電終 止S0C。發電終止SOC是用於判斷是否終止發電馬達3的發電的SOC值。發電終止SOC是 比馬達啟動SOC小的值，並且例如為90%。當混合動力控制器6判斷為檢測SOC等於或低於 發電終止S0C(即，檢測SOC 發電終止S0C)時，該處理進入步 驟S4。
在步驟S4中，混合動力控制器6終止通過發動機2的運行進行的發電、即終止發 電馬達3的發電。接著，混合動力控制器6終止圖10所示的處理。
在步驟S5中，混合動力控制器6判斷檢測SOC是否等於或高於預先設置的控制開 始S0C。控制開始SOC是用於判斷是否以100%的輸出對驅動馬達5進行驅動的SOC值。控 制開始SOC例如為20%。當混合動力控制器6判斷為檢測SOC等於或高於控制開始SOC (即， 檢測SOC >控制開始S0C)時，該處理進入步驟S7。相反，當混合動力控制器6判斷為檢測 SOC低於控制開始SOC (即，檢測S0C〈控制開始S0C)時，該處理進入步驟S6。
在步驟S6中，混合動力控制器6使驅動馬達變頻器17對驅動馬達5的輸出進行 限制(即，電力運行控制)。例如，混合動力控制器6使驅動馬達5的輸出減小為0%。通 常，在混合動力模式或EV模式下,混合動力控制器6以100%的輸出對驅動馬達5進行電力 運行控制或再生控制，從而實現與加速踏板操作、制動踏板操作或擋位相對應的行駛狀況 (例如，車速和轉矩)。然而，在步驟S6中，該輸出受到限制。接著，混合動力控制器6終止 圖10所示的處理。
在步驟S7中，混合動力控制器6判斷車輛是否正以混合動力模式行駛。例如，當 檢測SOC低於預先設置的HEV目標SOC時，混合動力控制器6判斷為車輛正以混合動力模 式行駛。HEV目標SOC例如是用於判斷是否在混合動力模式和EV模式之間變更模式的SOC 值。此外，混合動力控制器6基於驅動馬達5的馬達轉速來計算車速，並基於所計算出的車 速來判斷車輛是否正在行駛。當混合動力控制器6判斷為車輛正以混合動力模式行駛時， 該處理進入步驟S14。相反，當混合動力控制器6判斷為車輛正以非混合動力模式行駛、或 者車輛正以混合動力模式停車時，該處理進入步驟S8。
在步驟S8中，混合動力控制器6判斷車輛是否正以混合動力模式停車。例如，當 基於驅動馬達5的馬達轉速所計算出的車速為O時，混合動力控制器6判斷為車輛正停車。 當混合動力控制器6判斷為車輛正以混合動力模式停車時，該處理進入步驟S9。相反，當混 合動力控制器6判斷為車輛不是以混合動力模式停車時、即當車輛正以EV模式行駛或停車時，該處理進入步驟S11。操作「怠速停車」(即，非怠速)是在車輛正以混合動力模式停車 時(例如，在車輛正停車從而滿足預設的怠速停車狀態時)使發動機2的運行停止，從而提 高節省燃料並減少排氣等的效果。
在步驟S9中，混合動力控制器6判斷檢測SOC是否等於或低於HEV低SOC (或怠 速停車執行判斷用S0C)。HEV低SOC (或怠速停車執行判斷用S0C)是用於在電池4的SOC 過低的情況下避免發生怠速停車的SOC值。HEV低SOC例如為25%。當混合動力控制器6判 斷為檢測SOC等於或低於HEV低SOC (即，檢測SOC ( HEV低S0C)時，該處理進入步驟S10。 相反，當混合動力控制器6判斷為檢測SOC高於HEV低SOC (即，檢測SOOHEV低S0C)時， 該處理進入步驟S12。
在步驟SlO中，混合動力控制器6不執行怠速停車。因而，當已執行了怠速停車時， 混合動力控制器6取消該怠速停車。接著，該處理進入步驟S17。
由於在車輛正停車的情況下加速踏板的操作量為0%，因此在步驟S17中，混合動 力控制器6在發動機-馬達效率為100%(即，效率最大點)的情況下對發動機2的操作進 行控制。
在步驟Sll中，混合動力控制器6判斷車輛是否正以EV模式低速行駛。當混合動 力控制器6判斷為車輛正以EV模式低速行駛時，該處理進入步驟S13。相反，當混合動力控 制器6判斷為車輛處於EV模式但並非低速行駛時、即當車輛處於EV模式並且正在正常停 車或行駛時，該處理進入步驟S12。例如，當行駛速度等於或低於預先設置的、用於判斷車輛 是否正低速行駛的閾值(例如，20km/h)時，混合動力控制器6判斷為車輛正低速行駛。
在步驟S12中，混合動力控制器6終止通過發動機的運行進行的發電(即，停止發 動機的運行)。更具體地，針對EV模式，當步驟Sll的判斷結果為「否」時，混合動力控制器 6停止發動機2的運行(即，發動機轉速=Orpm)。可選地，在混合動力模式下，當步驟S9 的判斷結果為「否」時，混合動力控制器6停止發動機2的運行以進行怠速停車(即，發動 機轉速=Orpm)。接著，混合動力控制器6終止圖10所示的處理。
在步驟S13中，混合動力控制器6使發動機2進行用於警告接近的操作(以下稱 為接近警告操作)。更具體地，作為該警告接近操作，混合動力控制器6經由發動機控制器 15使發動機2處於發電電力變為最小點(以下稱為發電電力最小點)的狀態或者處於空 載怠速狀態。當車輛正低速行駛時，混合動力控制器6基於圖9所示的表來使發動機2進 行接近警告操作。更具體地，作為該接近警告操作，混合動力控制器6對發動機2的轉速 和轉矩進行控制，以使得發動機工作點位於發動機效率最大工作曲線上的發電電力最小點 (即，位於低側的發動機-馬達效率低於80%的點)。此時，發動機控制器15將發動機轉速 設置為例如lOOOrpm。之後,混合動力控制器6終止圖10所示的處理。
在步驟S13中，混合動力控制器6可以使發動機2處於空載怠速狀態。例如，發動 機控制器15將最小量的燃料注入至發動機2以使發電馬達3的發電停止，由此使發動機2 處於空載怠速狀態。此時，發動機控制器15將發動機轉速設置為例如lOOOrpm。之後，混合 動力控制器6終止圖10所示的處理。
在步驟S14中，混合動力控制器6使發動機控制器15啟動發動機2。此時，混合動 力控制器6還根據需要開始發電馬達3的發電。
接著，在步驟S15中，混合動力控制器6判斷檢測SOC是否等於或高於HEV低S0C。HEV低SOC是混合動力模式下必須維持的作為最小值的SOC值。HEV低SOC例如為25%。當混合動力控制器6判斷為檢測SOC等於或高於HEV低SOC (即，檢測SOC彡HEV低S0C)時， 該處理進入步驟S16。相反，當混合動力控制器6判斷為檢測SOC低於HEV低SOC (即，檢測 S0CXHEV低S0C)時，該處理進入步驟S17。
在步驟S16中，混合動力控制器6基於圖3所示的表對發動機2的操作進行控制。即，混合動力控制器6根據加速踏板的操作量對發動機2的轉速和轉矩進行控制，以使得發動機工作點沿著發動機效率最大工作曲線在如下範圍內移動在加速踏板的操作量為 0%(即，根本沒有踩踏加速踏板)的情況下，低側的發動機-馬達效率為80%，並且在加速踏板的操作量為100%(即，完全踩踏加速踏板)的情況下，高側的發動機-馬達效率為80%。 此時，根據加速踏板的操作量即0°/Γ 00%來將發動機轉速控制為例如2000rpnT4000rpm。之後，混合動力控制器6終止圖10所示的處理。
在步驟S17中，混合動力控制器6基於如圖8所示的SOC下降的情況下的表來對發動機2的操作進行控制。即，混合動力控制器6根據加速踏板的操作量對發動機2的轉速和轉矩進行控制，以使得發動機工作點沿著發動機效率最大工作曲線在如下範圍(第二範圍)內移動當加速踏板的操作量為0%(即，根本沒有踩踏加速踏板)時，發動機-馬達效率為100% (即，效率最大點)，並且當加速踏板的操作量為100% (即，完全踩踏加速踏板) 時，發動機-馬達效率在發電電力最大點處。此時，根據加速踏板的操作量即09Γ100%來將發動機轉速控制為例如3000rpnT5000rpm。接著，混合動力控制器6終止圖10所示的處理。
步驟S16和S17中針對發動機2的轉速和轉矩的控制是通過發動機控制器15所進行的節流閥控制以及發電馬達變頻器16所進行的發電馬達轉矩控制來實現的。因而，發動機控制器15基於來自混合動力控制器6的指示使發動機輸出和發電馬達轉矩平衡以對發動機2的轉速和轉矩進行控制，從而實現作為步驟S16和S17的處理內容所述的發動機工作點。
Μ
接著，將參考圖1lAllE來說明混合動力系統I的操作、工作方式等。
參考圖1lA的說明
如圖1IA所示，混合動力系統I基於檢測SOC在混合動力模式和EV模式之間變更模式。更具體地，當檢測SOC等於或低於HEV目標SOC時，混合動力系統I將模式設置為混合動力模式，並且當檢測SOC大於HEV目標SOC時，混合動力系統I將模式改變為EV模式。 此外，即使在EV模式下車輛正低速行駛的情況下，作為接近警告操作(上述的步驟S13)，混合動力系統I也以低轉速(例如，lOOOrpm)對發動機2進行驅動。
HEV目標SOC例如為35%。此外，如圖1lA所示，可以將用於在混合動力模式和EV 模式之間變更模式的模式改變判斷值設置成具有遲滯性。
在EV模式下，當車輛正低速行駛時，混合動力系統I可以通過接近警告操作，經由低轉速的發動機聲音來向行人警告車輛的接近。因而，混合動力系統I可以在無需添加電和機械方式的接近警告裝置的情況下，來實現既向行人警告車輛的接近又防止行人因EV 模式下的發動機噪聲(例如，高轉速的發動機聲音)而感到不適。
參考圖1lB的說明
此外，如圖1lB所示，在車輛正以HEV模式停車的情況下，當檢測SOC大於HEV低SOC時，混合動力系統I進行怠速停車(上述的步驟S12);並且當檢測SOC等於或低於HEV 低SOC時，混合動力系統I啟動發動機2，以使得不進行怠速停車或者取消當前所進行的怠速停車(上述的步驟S10)。
此外，如圖1lB所示，可以將用於對怠速停車的執行/不執行進行改變的改變判斷值設置為具有遲滯性。
因而，混合動力系統I可以將用以使執行了怠速停車的狀態改變為取消怠速停車的執行的狀態的SOC值設置為小，並且可以使怠速停車的SOC使用範圍(即，作為怠速停車時允許的電池4的電力消耗的SOC的範圍)變寬，由此延長在車輛正停車的情況下用於維持怠速停車的時間。
參考圖1lC的說明
如圖1lC所示，在車輛正以混合動力模式低速行駛的情況下，如果檢測SOC大於發電終止S0C，則混合動力系統I終止通過發動機2的運行進行的發電(上述的步驟S4)。之後，當檢測SOC大於馬達啟動SOC時，混合動力系統I對發電馬達3進行電力運行控制(上述的步驟S2)。混合動力系統I可以通過電力運行控制來抑制由於再生所引起的SOC增加。
參考圖1lD的說明
如圖1lD所示，在車輛正以混合動力模式正常行駛(車輛正以正常速度(例如，比 20km/h快的速度)行駛)的情況下，如果檢測SOC等於或高於HEV低S0C，則混合動力系統I 根據加速踏板的操作量對發動機2的轉速和轉矩進行控制，以使得發動機工作點在發動機效率最大工作曲線上的如下範圍內移動當加速踏板的操作量為0%時，低側的發動機-馬達效率為80%，並且當加速踏板的操作量為100%時，高側的發動機-馬達效率為80%(上述的步驟S16)。相反，如果檢測SOC小於HEV低S0C，則混合動力系統I根據加速踏板的操作量對發動機2的轉速和轉矩進行控制，以使得發動機工作點在發動機效率最大工作曲線上的如下範圍內移動當加速踏板的操作量為0%時，發動機-馬達效率為100%(即，效率最大點)，並且當加速踏板的操作量為100%時，發動機-馬達效率為發電電力最大點(上述的步驟S17)。S卩，當檢測SOC下降時，混合動力系統I使發動機工作點在發動機效率最大工作曲線上的可移動範圍向高轉速側和高輸出側移動。
如上所述，混合動力系統I將發動機工作點的可移動範圍(即，發動機轉速改變的範圍)限制為存在一定量的餘量的、發動機發電效率高的範圍(即 ，等於或高於80%的範圍)，由此通過發動機聲音向駕駛員和乘客提供加速感，同時提高發電效率。
此外，當檢測SOC下降時，混合動力系統I使發動機工作點在發動機效率最大工作曲線上的可移動範圍向高轉速側和高輸出側移動，由此通過發動機聲音向駕駛員和乘客提供加速感並且通過優先電池充電來恢復S0C。由於發動機工作點在加速踏板的操作量小的情況下不可避免地向高轉速側和高輸出側移動，因此加速踏板的操作量小的情況下的範圍內的發電效率得以提高，由此電池4的充電更加高效。
混合動力系統I使用圖3所示的表等執行與發電效率有關的運算處理，即使用預先定義發動機轉速、發動機轉矩和發動機+發電馬達的發電效率(即，發動機-馬達效率) 之間的相關性的數據來執行與發電效率有關的運算處理，由此在無需增加如反饋處理那樣的程序負荷的情況下提聞發電效率。
如圖1ID所示，在車輛正以混合動力模式正常行駛的情況下，如果檢測SOC等於或高於預先設置的改變判斷用S0C，則混合動力系統I可以使發動機2停止。當這樣基於改 變判斷用SOC來使發動機2停止時，如圖1lD所示，可以將改變判斷用SOC設置為具有遲滯 性。
當基於改變判斷用SOC來使發動機停止時，如圖1lD所示，HEV低SOC和改變判斷 用SOC (更具體地，發動機2的操作模式從運行狀態改變為停止狀態時SOC的值)之間的範 圍變為用於使車輛以HEV模式正常行駛的SOC使用範圍(即，作為車輛正以HEV模式正常 行駛時允許的電池4的電力消耗的SOC的範圍)。
此外，如圖1lD所示，在車輛正以混合動力模式正常行駛的情況下，如果檢測SOC 大於馬達啟動S0C，則混合動力系統I允許發電馬達3進行電力運行(上述的步驟S2)。
在圖1lD所示的例子中，當檢測SOC等於或高於改變判斷用SOC時，發動機2已停 止。因此，在車輛正以混合動力模式正常行駛的情況下，即使檢測SOC高於發電終止S0C，混 合動力系統I也沒有特別進行用於通過發動機驅動來終止發電的操作。
參考圖1lE的說明
此外，如圖1lE所示，當檢測SOC小於控制開始SOC時，混合動力系統I對驅動馬 達5的輸出進行限制，並且當檢測SOC等於或高於控制開始SOC時，混合動力系統I以100% 的輸出對驅動馬達5進行驅動。
在上述針對本實施例的說明中，加速踏板開度傳感器12例如構成加速踏板操作 量檢測器。此外，SOC傳感器11例如構成充電水平檢測器。此外，混合動力控制器6和發 動機控制器15例如構成控制器。此外，混合動力控制器6所進行的車速計算處理例如實現 車速檢測器。
實施例的變形例
參考各種特定值說明了上述實施例，但本發明不限於這些特定值。這些值是根據 如車輛的結構那樣的各種因素所設置的。
權利要求
1.一種串聯混合動力車輛的驅動控制裝置，包括發動機；發電馬達，由所述發動機所驅動；電池，利用所述發電馬達的發電電力進行充電；驅動馬達，利用所述發電馬達的發電電力或所述電池的放電電力對驅動輪進行驅動；加速踏板操作量檢測器，用於檢測加速踏板的操作量；充電水平檢測器，用於檢測所述電池的充電水平；以及控制器，用於在所述充電水平檢測器所檢測到的充電水平等於或高於預設充電水平的情況下，根據所述加速踏板操作量檢測器所檢測到的所述加速踏板的操作量對所述發動機的轉速和轉矩進行控制，以使所述發動機工作在如下的第一範圍內的、與目標發動機轉速和目標發動機轉矩相對應的發動機工作點處，其中，在所述第一範圍內，根據所述發動機的驅動效率和所述發電馬達的馬達驅動效率所獲得的發電效率等於或高於預設發電效率，並且在所述充電水平檢測器所檢測到的充電水平小於所述預設充電水平的情況下，根據所述加速踏板操作量檢測器所檢測到的所述加速踏板的操作量對所述發動機的轉速和轉矩進行控制，以使所述發動機工作在如下的第二範圍內的發動機工作點處，其中，在該第二範圍內，所述發電馬達的發電電力大於在所述第一範圍內時所述發電馬達的發電電力。
2.根據權利要求1所述的串聯混合動力車輛的驅動控制裝置，其特徵在於，還包括車速檢測器，所述車速檢測器用於檢測車速，其中，在所述車速檢測器所檢測到的車速等於或慢於預設車速的情況下，所述控制器對所述發動機的轉速和轉矩進行控制，以使所述發動機工作在如下的第三範圍內的發動機工作點處，其中，在該第三範圍內，所述發電馬達的發電電力小於在所述第一範圍內時所述發電馬達的發電電力。
3.根據權利要求2所述的串聯混合動力車輛的驅動控制裝置，其特徵在於，在所述充電水平檢測器所檢測到的充電水平低於所述預設充電水平的情況下，所述控制器對所述發動機的轉速和轉矩進行控制，以使所述發電馬達的發電電力增加到比在所述充電水平檢測器所檢測到的充電水平等於或高於所述預設充電水平的情況下的發電電力大，從而使所述發動機工作在所述發動機工作點處。
4.根據權利要求2所述的串聯混合動力車輛的驅動控制裝置，其特徵在於，當所述車速檢測器所檢測到的車速為O時，所述控制器將所述發動機的轉速控制為O。
全文摘要
一種串聯混合動力車輛的驅動控制裝置，其中混合動力系統包括混合動力控制器，該混合動力控制器用於在SOC傳感器所檢測到的SOC等於或高於HEV低SOC的情況下，基於加速踏板的操作量對發動機的轉速和轉矩進行控制，以使發動機工作在第一範圍內的發動機工作點處，並且在SOC傳感器所檢測到的SOC低於HEV低SOC的情況下，根據加速踏板的操作量對發動機的轉速和轉矩進行控制，以使發動機工作在第二範圍內的發動機工作點處，其中，該系統在第一範圍內的發電效率等於或高於預設發電效率，並且與在第一範圍內的情況相比，在第二範圍內的發電馬達的發電電力較大。
文檔編號B60W20/00GK103029701SQ20121032491
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月5日 優先權日2011年9月29日
發明者大野晃義 申請人:鈴木株式會社