混合动力车辆及其控制方法技术

本发明专利技术涉及一种混合动力车辆及其控制方法。所述混合动力车辆在EV模式下于电动机行驶的最大输出线（350）的内侧的区域内、且在EV模式下于电动机行驶的最大输出线（340）的内侧的区域内，能够适用仅通过使用了车载蓄电装置的电力的旋转电机的输出而进行的电动机行驶。各个最大输出线（340、350）由直线部分和曲线部分构成，其中，所述直线部分对电动机行驶中的上限转矩（TMmax）以及上限车速（VMmax）进行规定，所述曲线部分对上限输出功率进行规定。因此，分别在EV模式和HV模式下，当车速超过电动机行驶的上限车速时，发动机均被启动。EV模式下的电动机行驶的上限车速（VMmax（EV））被设定为，低于HV模式下的电动机行驶的上限车速（VMmax（HV））。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
此专利技术涉及一种，更特定性而言，涉及一种能够对仅通过旋转电机的输出而进行的行驶、和通过旋转电机以及发动机的输出而进行的行驶进行选择的混合动力车辆的行驶控制。
技术介绍
目前关注一种如下的混合动力车辆，其被构成为，通过来自搭载于车辆上的二次电池的电力从而使旋转电机产生车辆驱动力。在日本特开2008-285011号公报(专利文献I)中，记载了如下的混合动力车辆， 即，对通过至少使发动机工作从而进行行驶的模式、和停止发动机并仅通过电动发电机的输出而进行行驶的模式进行选择的混合动力车辆。在专利文献I中记载了如下内容，即，在上述混合动力车辆中，根据发动机的动作实际情况，来确定与发动机相关的消耗部件的更换时间。此外，在混合动力车辆中需要如下这种行驶控制，即，同时实现对车载二次电池的过度充放电的避免、和与驾驶员要求相对应的驾驶性能的确保的这种行驶控制。在日本特开2006-109650号公报(专利文献2)中，记载了车辆用控制装置以及车辆用控制方法。在专利文献2中记载了如下内容，S卩，根据二次电池的输出电力或输入电力的限制值和车辆的速度，来对产生车辆驱动力的旋转电机、即驱动电动机所生成的转矩的变化量的上限值或下限值进行设定。由此，期望在不引起二次电池的过度充放电的条件下，使驱动电动机输出驾驶员所要求的转矩。如专利文献2所记载的那样，根据二次电池的充电状态(SOC :State of Charge)和温度，来对二次电池的输入电力以及输出电力的上限值进行设定是比较普遍的。驱动电动机的输出被设定在二次电池的输出电力不超过上限值的范围内。因此，当输出电力上限值通过二次电池的SOC降低或温度上升而被限制时，驱动电动机的输出也被限制。在先技术文献专利文献专利文献I :日本特开2008-285011号公报专利文献2 日本特开2006-109650号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在混合动力车辆中，仅通过旋转电机的输出而进行的行驶(以下，也称为“电动机行驶”)、和通过旋转电机以及发动机的输出而进行的行驶(以下，也称为“混合动力行驶”)被分开使用。由此，通过在有效地使用二次电池的存储电力的同时，将发动机的工作限定在高效率区域，从而能够实现能量效率的提高(即，耗油率的改善)。此外，作为混合动力车辆的一个方式，目前关注于能够通过车辆外部的电源而对车载二次电池进行充电的、所谓的插电式混合动力车辆。尤其是，在插电式混合动力车辆中，期望长时间应用仅通过旋转电机的输出而进行的电动机行驶。另一方面，由于在混合动力车辆处于高车速时，行驶阻力增高，因此即使是不伴随有加速的恒速行驶中也存在成为高负载状态的倾向。因此，当继续执行仅通过旋转电机的输出而进行的高车速行驶时，存在来自二次电池的输出电流、即用于对旋转电机进行驱动控制的电气系统的流通电流变得比较大的状态将会持续的可能性。其结果为，为了抑制该电气系统的构成部件的温度上升和二次电池的负载增大，而易于成为如上述那样的来自二次电池的输出电力的限制值被严格限制的状态。因此，优选为，对电动机行驶的上限车速进行设定，并且在超过了该上限车速时，启动发动机从而应用混合动力行驶。简单地说，可以理解为，将该上限车速设定得较高，有助于增加电动机行驶的机会。但是，当将上限车速设定得过高时，容许了高车速下的电动机行驶，从而来自二次电池的输出电流较大的状态将易于持续，因此，易于导致成为如上述那样的来自二次电池 的输出电力被严格限制的状态。而且，一旦成为这种状态时，存在如下的可能性，即，长时间持续对输出电力的限制直至SOC降低和温度上升恢复为止。在该限制期间中，为了确保输出和加速性能，存在发动机的工作与通常情况相比而变得频繁的可能性。因此，存在如下的可能性，即，由于将上限车速设定得过高，反而无法确保电动机行驶的机会，从而产生能量效率的降低(即，耗油率的恶化)和排气的恶化。此专利技术是为了解决这种问题点而被完成的专利技术，此专利技术的目的在于，对仅通过旋转电机的输出而进行的车辆行驶的上限车速进行适当设定，以便通过适当地确保电动机行驶的机会，从而提高混合动力车辆的能量效率和排气性。用于解决课题的方法根据该专利技术的某一个方式，混合动力车辆具备旋转电机，其用于产生车辆驱动力；蓄电装置，其被搭载于车辆上；电力控制单元，其用于在蓄电装置以及旋转电机之间实施电力转换；内燃机，其用于产生车辆驱动力；外部充电部，其用于通过车辆外部的电源而对蓄电装置进行充电；控制装置，其用于对车辆行驶进行控制。控制装置包括行驶模式选择部、上限车速设定部；行驶控制部。行驶模式选择部被构成为，根据蓄电装置的充电状态而对第一行驶模式和第二行驶模式中的一方进行选择，其中，所述第一行驶模式为，以无论蓄电装置的剩余容量如何均主要通过旋转电机的输出而进行行驶的方式来使用内燃机以及旋转电机的模式，所述第二行驶模式为，以使蓄电装置的剩余容量维持在预定的控制范围内而进行行驶的方式来使用内燃机以及旋转电机的模式。上限车速设定部被构成为，根据由行驶模式选择部所选择的行驶模式，来对仅通过旋转电机的输出而进行的车辆行驶的上限车速进行设定。行驶控制部被构成为，在车速超过上限车速时将车辆行驶控制为，使用内燃机以及旋转电机的双方的输出。上限车速设定部将第一行驶模式下的上限车速设定为，低于第二行驶模式下的上限车速。优选为，行驶控制部在第一行驶模式下，以如下方式对旋转电机以及内燃机进行控制，即，当混合动力车辆的转矩以及车速在第一区域的内部时，仅通过旋转电机的输出而进行行驶，另一方面，当混合动力车辆的转矩以及车速在第一区域的外部时，通过旋转电机以及内燃机的双方的输出而进行行驶。行驶控制部在第二行驶模式下，以如下方式对旋转电机以及内燃机进行控制，即，当混合动力车辆的转矩以及车速在第二区域的内部时，仅通过旋转电机的输出而进行行驶，另一方面，当混合动力车辆的转矩以及车速在所述第二区域的外部时，通过旋转电机以及内燃机的双方的输出而进行行驶。而且，第一区域以及第二区域以反映由上限车速设定部设定的上限车速的方式而被设定。此外，优选为，上限车速设定部在第一行驶模式下，于低于第二行驶模式下的上限车速的范围内，根据蓄电装置的充电状态以及输入输出电流中的至少一方，而对上限车速以可变的方式进行设定。更优选为，控制装置还包括充电状态推断部；电流负载推断部；充放电控制部。 充电状态推断部被构成为，根据被配置在蓄电装置上的传感器的输出，而对蓄电装置的剩余容量推断值进行计算。电流负载推断部被构成为，根据蓄电装置的输入输出电流，而对电流负载参数进行计算，所述电流负载参数为，表示因输入输出电流的通过而产生的仪器的热负载的参数。充放电控制部被构成为，根据所计算出的剩余容量推断值以及电流负载参数，而对蓄电装置的输出电力上限值以可变的方式进行设定。而且，上限车速设定部在第一行驶模式下，至少根据所计算出的电流负载参数，而对上限车速以可变的方式进行设定。更优选为，上限车速设定部根据第一上限速度以及第二上限速度中的最小值，而对第一行驶模式下的上限车速进行设定，其中，所述第一上限速度为，根据电流负载参数而以可变的方式被设定的值，所述第二上限速度为，根据剩余容量推断值而以可变的方式被设定的值。此外，优选为，混合动力车辆还具备显示部，所述显示部用于使驾驶者本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种混合动力车辆，具备 旋转电机(MG2)，其用于产生车辆驱动力； 蓄电装置(10)，其被搭载于车辆上； 电力控制单元(20)，其用于在所述蓄电装置以及所述旋转电机之间实施电力转换； 内燃机(18)，其用于产生车辆驱动力； 外部充电部(30 )，其用于通过车辆外部的电源而对所述蓄电装置进行充电； 控制装置(100)，其用于对车辆行驶进行控制， 所述控制装置包括 行驶模式选择部(205)，其用于根据所述蓄电装置的充电状态而对第一行驶模式和第二行驶模式中的一方进行选择，其中，所述第一行驶模式为，以无论所述蓄电装置的剩余容量如何均主要通过所述旋转电机(MG2)的输出而进行行驶的方式来使用所述内燃机以及所述旋转电机的模式，所述第二行驶模式为，以使所述蓄电装置的剩余容量维持在预定的控制范围内而进行行驶的方式来使用所述内燃机以及所述旋转电机的模式； 上限车速设定部(210)，其用于根据由所述行驶模式选择部所选择的行驶模式，来对仅通过所述旋转电机的输出而进行的车辆行驶的上限车速(VMmax)进行设定； 行驶控制部(200)，其用于在车速(V)超过所述上限车速时将车辆行驶控制为，使用所述内燃机以及旋转电机的双方的输出， 所述上限车速设定部将所述第一行驶模式下的所述上限车速设定为，低于所述第二行驶模式下的所述上限车速。2.如权利要求I所述的混合动力车辆，其中， 所述行驶控制部(200)在所述第一行驶模式下，以如下方式对所述旋转电机以及所述内燃机进行控制，即，当所述混合动力车辆的转矩以及车速在第一区域(350)的内部时，仅通过所述旋转电机(MG2)的输出而进行行驶，另一方面，当所述混合动力车辆的转矩以及车速在所述第一区域的外部时，通过所述旋转电机以及所述内燃机的双方的输出而进行行驶；所述行驶控制部(200)在所述第二行驶模式下，以如下方式对所述旋转电机以及所述内燃机进行控制，即，当所述混合动力车辆的转矩以及车速在第二区域(340)的内部时，仅通过所述旋转电机(MG2)的输出而进行行驶，另一方面，当所述混合动力车辆的转矩以及车速在所述第二区域的外部时，通过所述旋转电机以及所述内燃机(18)的双方的输出而进行行驶， 所述第一区域以及所述第二区域以反映由所述上限车速设定部(210)设定的所述上限车速(VMmax)的方式而被设定。3.如权利要求I所述的混合动力车辆，其中， 所述上限车速设定部(210)在所述第一行驶模式下，于低于所述第二行驶模式下的所述上限车速的范围内，根据所述蓄电装置的充电状态(SOC)以及输入输出电流(Ib)中的至少一方，而对所述上限车速(VMmax)以可变的方式进行设定。4.如权利要求3所述的混合动力车辆，其中， 所述控制装置(100)还包括 充电状态推断部(110)，其用于根据被配置在所述蓄电装置(10)上的传感器(12-14)的输出，而对所述蓄电装置的剩余容量推断值(#S0C)进行计算；电流负载推断部(120)，其用于根据所述蓄电装置的所述输入输出电流(Ib)，而对电流负载参数(MP)进行计算，所述电流负载参数(MP)为，表示因所述输入输出电流的通过而产生的仪器的热负载的参数； 充放电控制部(150)，其用于根据所计算出的所述剩余容量推断值以及所述电流负载参数，而对所述蓄电装置的输出电力上限值(Wout)以可变的方式进行设定， 所述上限车速设定部(210)在所述第一行驶模式下，至少根据所计算出的所述电流负载参数，而对所述上限车速(VMmax)以可变的方式进行设定。5.如权利要求4所述的混合动力车辆，其中， 所述上限车速设定部(210)根据第一上限速度(VMmax (O)以及第二上限速度(VMmax(2))中的最小值，而对所述第一行驶模式下的所述上限车速(VMmax)进行设定，其中，所述第一上限速度(VMmax (I))为，根据所述电流负载参数(MP)而以可变的方式被设定的值，所述第二上限速度(VMmax (2))为，根据所述剩余容量推断值(#S0C)而以可变的方式被设定的值。6.如权利要求I至5中的任意一项所述的混合动力车辆，其中， 所述混合动力车辆还具备显示部(102)，所述显示部(102 )用于使驾驶者对车辆信息进行目视确认， 所述显示部包括显示区域(105)，所述显示区域(105)用于，至少根据由所述上限车速设定部(210 )所设定的所述上限车速(VMmax )，来对仅通过所述旋转电机(MG2 )的输出而进行的车辆行驶所能够适用的车速范围进行显示。7.如权利要求I至5中的任意一项所述的混合动力车辆，其中， 所述混合动力车辆还具备发电机构(MGl )，所述发电机构(MGl)被构成为，通过所述内燃机的输出从而产生所述蓄电装置(10)的充电电力， 所述行驶控制部(200)在所述第二行驶模式下，当所述蓄电装置的剩余容量变为低于所述控制范围时，将所述旋转电机以及所述内燃机控制为，通过所述发电机构来产生所述蓄电装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：山本雅哉，仲尾优，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：