混合动力车辆制造技术

本发明专利技术的一个方式的混合动力车辆(10)，以使内燃机(20)的效率最高的方式调整该内燃机的产生输出(即，使内燃机(20)以最佳内燃机工作点运转)并且控制该内燃机的产生转矩和第2发电电动机(MG2)的输出转矩，从而使与根据加速操作量(AP)确定的用户要求转矩相等的转矩作用于驱动轴(53)。进而，车辆(10)基于电池(63)的剩余容量(SOC)来变更内燃机的输出，从而控制第1发电电动机(MG1)所产生的电力来对电池(63)进行充电。另外，车辆(10)在不满足预定条件的情况下将内燃机的空燃比控制为浓空燃比，在满足预定条件的情况下将内燃机的空燃比控制为理论空燃比。在内燃机的空燃比被控制为浓空燃比的情况下，与内燃机的空燃比被控制为理论空燃比的情况相比，车辆(10)将内燃机(20)的产生输出的上限值(内燃机输出上限值)设定为小的值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】混合动力车辆
本专利技术涉及一边控制内燃机和电动机一边进行行驶的混合动力车辆。
技术介绍
混合动力车辆搭载有内燃机和电动机作为产生使车辆行驶的驱动力的驱动源。即，混合动力车辆通过将内燃机和电动机的至少一方产生的转矩传递到与车辆的驱动轮连接的驱动轴来进行行驶。这样的混合动力车辆根据用户的加速操作量决定对混合动力车辆的驱动轴要求的转矩(即，用户要求转矩)，基于该用户要求转矩与驱动轴的转速(即，车速相当值)之积来决定用户要求输出。接着，混合动力车辆将与该用户要求输出相等的输出设定为内燃机要求输出，使内燃机输出该输出。此时，决定内燃机产生转矩Te和内燃机转速Ne以使得内燃机成为能够以最佳效率运转的状态。即，混合动力车辆一边调整内燃机的运转状态(内燃机产生转矩Te和内燃机转速Ne)以使得内燃机成为能够以最佳效率运转的状态，一边使内燃机输出与内燃机要求输出相等的输出。并且，驱动电动机，以通过电动机输出的转矩来补偿在使基于该内燃机产生转矩Te的转矩作用于驱动轴时相对于用户要求转矩不足的转矩。混合动力车辆还搭载有用于向电动机供给电力的蓄电装置(例如，电池)和用于产生用于对该蓄电装置进行充电的电力的发电机。在基于与蓄电装置的剩余容量有关的参数(以下，称为“剩余容量参数”)判断为应该进行蓄电装置的充电时，混合动力车辆将为了产生充电电力而需要的输出(电池充电要求输出)与前述用户要求输出相加，并将该相加后的值设定为内燃机要求输出。在该情况下，混合动力车辆也一边调整内燃机的运转状态(内燃机产生转矩Te和内燃机转速Ne)以使得内燃机成为能够以最佳效率运转的状态，一边使内燃机输出与该内燃机要求输出相等的输出。进而，驱动电动机，以通过电动机输出的转矩来补偿在使基于该内燃机产生转矩Te的转矩作用于驱动轴时相对于用户要求转矩不足的转矩(例如，参照专利文献I)。现有技术文献专利文献1:日本特开平9-398012号公报(参照0111段、0141段?0145段、图7、图9以及图16)
技术实现思路
混合动力车辆所搭载的内燃机与仅搭载有内燃机作为驱动源的通常车辆的内燃机同样，基于表示内燃机的运转状态的参数(以下，也称为“内燃机参数”)来调整向该内燃机供给的混合气的空燃比(以下，也称为“内燃机的空燃比”)。例如，在刚刚启动内燃机之后和/或在内燃机的冷却水温低等情况下，将内燃机的空燃比设定为比理论空燃比小的空燃比(以下，也称为“浓空燃比”)，以使得内燃机稳定运转。或者，在内燃机的排气通路上具备空燃比传感器的情况下，在直到该空燃比传感器活性化为止的期间内将内燃机的空燃比设定为浓空燃比。然而，若在内燃机的空燃比被设定为浓空燃比的状态下从内燃机产生大的输出，则存在会导致燃料经济性恶化这一问题。特别是，在通过将上述电池充电要求输出与用户要求输出相加而使内燃机要求输出变大的情况下，混合动力车辆会在内燃机的燃料经济性不好的状态下使内燃机产生大的输出且为了对蓄电装置进行充电而消耗该内燃机的输出，因此，燃料经济性可能会进一步恶化。本专利技术人得到了如下见解:在这样的情况下，在蓄电装置存在余裕的范围内与内燃机产生转矩相比优先提高电动机的产生转矩，从而满足用户要求转矩，然后，在内燃机的空燃比被设定为理论空燃比之后，利用内燃机的输出对蓄电装置充电，这在燃料经济性上是有利的。即，本专利技术的目的之一在于，在内燃机的效率不好的状态下，通过抑制蓄电装置的充电量来进一步提高混合动力车辆的燃料经济性。为了实现上述目的，本专利技术的混合动力车辆具备:内燃机；电动机；蓄电装置，其能够向所述电动机供给驱动该电动机的电力；发电机，其能够使用所述内燃机的动力来产生对所述蓄电装置进行充电的电力；动力传递机构，其将车辆的驱动轴和所述内燃机以能够传递转矩的方式连接，并且将所述驱动轴与所述电动机以能够传递转矩的方式连接；以及控制装置。所述控制装置，以使所述内燃机的效率最高的方式调整所述内燃机的产生输出并控制所述内燃机的产生转矩和所述电动机的输出转矩，从而使与“根据用户的加速操作量确定的对所述驱动轴要求的转矩”即用户要求转矩相等的转矩作用于该驱动轴。进而，所述控制装置基于与所述蓄电装置的剩余容量有关的剩余容量参数来变更所述内燃机的输出，从而控制所述发电机产生的电力。另外，所述控制装置还具备空燃比控制单元和内燃机产生输出限制单元。所述空燃比控制单元，(I)在表示内燃机的运转状态的内燃机参数不满足预定条件的情况下，将向所述内燃机供给的混合气的空燃比即内燃机的空燃比控制为比理论空燃比小的浓空燃比，并且，(2)在所述内燃机参数满足所述预定条件的情况下，将向所述内燃机供给的混合气的空燃比即内燃机的空燃比控制为理论空燃比。内燃机参数可以包括内燃机的冷却水温、根据内燃机的冷却水温和内燃机启动后经过时间等确定的燃料喷射量的增量值、根据内燃机的冷却水温等确定的目标空燃比、以及表示空燃比传感器的活性状态的参数等。所述内燃机产生输出限制单元，在所述内燃机的空燃比被控制为所述浓空燃比的情况下，与所述内燃机的空燃比被控制为所述理论空燃比的情况相比，将所述内燃机的产生输出的上限值(最大容许值)设定为小的值。换言之，所述内燃机产生输出限制单元，将所述内燃机的空燃比被控制为所述浓空燃比的情况下的内燃机产生转矩的最大容许值设定为比所述内燃机的空燃比被控制为所述理论空燃比的情况下的内燃机产生转矩的最大容许值小的值。因此，根据该混合动力车辆，在所述内燃机的空燃比被控制为所述浓空燃比的情况下，与所述内燃机的空燃比被控制为所述理论空燃比的情况相比，“内燃机不产生大输出的频率”变高。因此，能够缩短内燃机在内燃机的燃料效率差的状态下产生大输出的期间，因此能够改善混合动力车辆的燃料经济性。在该情况下，所述内燃机产生输出限制单元构成为:在所述内燃机的空燃比被控制为所述浓空燃比的情况下，基于“基于所述用户要求转矩和所述驱动轴的转速确定的用户要求输出”和“所述剩余容量参数”来变更所述上限值。由此，能够基于用户要求输出和剩余容量参数来决定内燃机产生转矩的上限值，因此，能够一边使蓄电装置的剩余容量不会过度降低一边使电动机的产生转矩优先于内燃机的产生转矩，从而满足用户要求转矩。其结果，能够使内燃机在内燃机的燃料效率差的状态下尽可能不产生大的输出，因此能够改善混合动力车辆的燃料经济性。更具体而言，所述内燃机产生输出限制单元可以构成为:在所述内燃机的空燃比被控制为所述浓空燃比的情况下，“基于所述用户要求转矩和所述驱动轴的转速确定的用户要求输出”越大，则将所述上限值变更为越大的值。由此，用户要求转矩越大，则能够越提高内燃机的输出，因此能够避免发生无法满足用户要求转矩的状况。进而，所述内燃机产生输出限制单元可以构成为:在所述内燃机的空燃比被控制为所述浓空燃比的情况下，所述剩余容量参数越大，则将所述上限值变更为越小的值。由此，剩余容量参数越大，则能够越减小内燃机的输出，因此能够在蓄电装置的电力供给能力高的情况下减少内燃机的输出。其结果，能够不招致蓄电装置的过度放电状态而改善混合动力车辆的燃料经济性。在本专利技术的其他方式中，所述内燃机产生输出限制单元构成为:在所述内燃机的空燃比被控制为所述浓空燃比的情况下，在作为所述剩余容量参数的“所述蓄电装置每单位时间能够输出的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合动力车辆，包括：内燃机；电动机；蓄电装置，其能够向所述电动机供给驱动所述电动机的电力；发电机，其能够使用所述内燃机的动力产生对所述蓄电装置进行充电的电力；动力传递机构，其将车辆的驱动轴和所述内燃机以能够传递转矩的方式连接，并且将所述驱动轴和所述电动机以能够传递转矩的方式连接；以及控制装置，其以使所述内燃机的效率最高的方式调整所述内燃机的产生输出并控制所述内燃机的产生转矩和所述电动机的输出转矩，从而使与根据用户的加速操作量确定的对所述驱动轴要求的转矩即用户要求转矩相等的转矩作用于所述驱动轴，并且，基于与所述蓄电装置的剩余容量有关的剩余容量参数来变更所述内燃机的输出，从而控制所述发电机产生的电力，所述控制装置具备：空燃比控制单元，其在表示所述内燃机的运转状态的内燃机参数不满足预定条件的情况下，将向所述内燃机供给的混合气的空燃比即内燃机的空燃比控制为比理论空燃比小的浓空燃比，并且，在所述内燃机参数满足所述预定条件的情况下，将所述内燃机的空燃比控制为理论空燃比；和内燃机产生输出限制单元，其在所述内燃机的空燃比被控制为所述浓空燃比的情况下，与所述内燃机的空燃比被控制为所述理论空燃比的情况相比，将所述内燃机的产生输出的上限值设定为小的值。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种混合动力车辆，包括: 内燃机； 电动机； 蓄电装置，其能够向所述电动机供给驱动所述电动机的电力； 发电机，其能够使用所述内燃机的动力产生对所述蓄电装置进行充电的电力； 动力传递机构，其将车辆的驱动轴和所述内燃机以能够传递转矩的方式连接，并且将所述驱动轴和所述电动机以能够传递转矩的方式连接；以及 控制装置，其以使所述内燃机的效率最高的方式调整所述内燃机的产生输出并控制所述内燃机的产生转矩和所述电动机的输出转矩，从而使与根据用户的加速操作量确定的对所述驱动轴要求的转矩即用户要求转矩相等的转矩作用于所述驱动轴，并且，基于与所述蓄电装置的剩余容量有关的剩余容量参数来变更所述内燃机的输出，从而控制所述发电机产生的电力， 所述控制装置具备: 空燃比控制单元，其在表示所述内燃机的运转状态的内燃机参数不满足预定条件的情况下，将向所述内燃机供给的混合气的空燃比即内燃机的空燃比控制为比理论空燃比小的浓空燃比，并且，在所述内燃机参数满足所述预定条件的情况下，将所述内燃机的空燃比控制为理论空燃比；和 内燃机产生输出限制单元，其在所述内燃机的空燃比被控制为所述浓空燃比的情况下，与所述内燃机的空燃比被控制为所述理论空...

【专利技术属性】
技术研发人员：安藤大吾，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP