混合动力车辆的控制装置
阅读说明：本技术 混合动力车辆的控制装置 (Control device for hybrid vehicle ) 是由 白井修 早坂健 水岛基纪 石川尚 稲叶威知郎 村上裕之 于 2021-02-23 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种混合动力车辆的控制装置,其可防止电池的过充电,并且有效地利用已由作为发电机发挥作用的电动马达发出的电力而防止无益的废电。所述混合动力车辆的控制装置包括：发动机及电动马达、电池、发动机转速传感器、电池温度传感器、以及根据规定的运转条件来使发动机的运转停止的燃料中断部件,在已通过燃料中断部件来使发动机的运转停止的状态下,当发动机的转速为规定值以下、且电池处于就温度而言可进行充电的状态时,使电动马达作为发电机发挥作用,当电池处于就残量而言无法进行充电的状态时,通过已由作为发电机发挥作用的电动马达发出的电力来驱动供暖加热器。(The invention provides a control device for a hybrid vehicle, which can prevent overcharge of a battery and effectively utilize electric power generated by an electric motor functioning as a generator to prevent useless waste electricity. The control device of the hybrid vehicle includes: the engine, the electric motor, the battery, the engine speed sensor, the battery temperature sensor, and the fuel cut-off means for stopping the operation of the engine in accordance with a predetermined operation condition are configured such that, in a state where the operation of the engine has been stopped by the fuel cut-off means, when the engine speed is equal to or less than a predetermined value and the battery is in a state in which the battery can be charged with respect to temperature, the electric motor is caused to function as a generator, and that, when the battery is in a state in which the battery cannot be charged with respect to remaining amount, the heating heater is driven by electric power generated by the electric motor that has been caused to function as the generator.)
技术领域
本发明涉及一种将发动机与电动马达作为驱动源来行驶的混合动力车辆的控制装置。
背景技术
包括发动机与电动马达作为驱动源的混合动力车辆，通过电动马达来协助发动机的驱动力，由此可清洁废气，并且改善燃料消费率。在此种混合动力车辆中，检测油门开度或车速等车辆的驱动状态，来控制发动机与电动马达的使用分担。
另外，混合动力车辆中的电池的充电，通过利用发动机的驱动转矩来发电的发电电力、及利用制动时的再生转矩来发电的再生电力来进行。在此情况下，例如，对应于电池残量(荷电状态(State Of Charge，SOC))使发动机的驱动转矩变化，来防止电池的过充电。
另外，在混合动力车辆中，存在以进一步改善燃料消费率与减少废气的排出为目的，根据规定的运转条件来停止发动机的驱动的混合动力车辆。
例如，在专利文献1中提出有一种混合动力车辆，其在油门开度为0％的情况下，当电池残量(SOC)超过规定值时，通过中断燃料来使发动机停止(怠速停止(idling stop))，当电池残量为规定值以下时，在效率高的区域中驱动发动机。
另外，在专利文献2中提出有一种混合动力车辆的发动机控制装置，其根据规定的运转条件来中断燃料而使发动机停止(怠速停止)，但在此过程中若发动机转速变成规定值以下，则使电动马达作为发电机发挥作用，对发动机施加负荷来使振动系统的固有振动数变化，并且快速地穿过共振区域，由此抑制车体振动。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开平8-317505公报
[专利文献2]日本专利特开2000-257463号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
但是，于专利文献2中所提出的混合动力车辆的发动机控制装置中，当通过中断燃料来使发动机停止时，电动马达作为发电机发挥作用而发出的电力例如被充电至电池中，但在电池的残量无富余的情况下，为了防止所述电池的过充电，不得不将已发出的电力放电(废电)，这就能量的有效利用的观点而言并不理想。
本发明是鉴于所述问题而形成的发明，其目的在于提供一种可防止电池的过充电，并且有效地利用已由作为发电机发挥作用的电动马达发出的电力，而防止无益的废电的混合动力车辆的控制装置。
[解决问题的技术手段]
为了达成所述目的，本发明是一种混合动力车辆的控制装置，其中，所述混合动力车辆包括：作为驱动源的发动机1及电动马达2；电池6，对所述电动马达2供给电力；发动机转速检测部件S5，检测所述发动机1的转速；电池温度检测部件S7，检测所述电池6的温度；以及燃料中断部件，根据规定的运转条件来中断对于所述发动机1的燃料供给，使所述发动机1的运转停止；所述混合动力车辆的控制装置中，在已通过所述燃料中断部件来使所述发动机1的运转停止的状态下，当由所述发动机转速检测部件S5所检测的所述发动机1的转速为规定值以下、且所述电池6处于就温度而言可进行充电的状态时，使所述电动马达2作为发电机发挥作用，当所述电池6处于就残量而言可进行充电的状态时，通过已由作为发电机发挥作用的所述电动马达2发出的电力来对所述电池6进行充电，当所述电池6处于就残量而言无法进行充电的状态时，通过已由作为发电机发挥作用的所述电动马达2发出的电力来驱动辅机7。
根据本发明，若因已满足规定的运转条件而中断对于发动机的燃料供给，且发动机停止，则发动机转速逐渐地下降，但当所述发动机转速为规定值以下且电池处于就温度而言可进行充电的状态时，由作为发电机发挥作用的电动马达发出的电力，在电池处于就残量而言可进行充电的状态时被供于所述电池的充电，在电池处于就残量而言无法进行充电的状态时被有效地用于辅机(auxiliary equipment)的驱动。因此，可防止电池的过充电，并且有效地利用已由作为发电机发挥作用的电动马达发出的电力，而防止无益的废电。
此处，所述发动机1的转速的规定值也可以是怠速转速以下、且为设定在车体与驱动系统的共振频带的范围内的值。另外，所述辅机7也可以是供暖加热器。
[发明的效果]
根据本发明，可获得如下的效果：可防止电池的过充电，并且有效地利用已由作为发电机发挥作用的电动马达发出的电力，而防止无益的废电。
附图说明
图1是表示包括本发明的控制装置的混合动力车辆的基本结构的框图。
图2是表示利用本发明的控制装置的控制步骤的流程图。
图3是表示利用本发明的控制装置的控制中的发动机转速与供暖加热器及电池充电量的时间变化的时序图。
[符号的说明]
1：发动机
2：电动马达
3：变速器
4：马达ECU
5：动力驱动单元
6：电池
7：供暖加热器(辅机)
10：发动机ECU
11：电池ECU
S5：发动机转速传感器(发动机转速检测部件)
S7：电池温度传感器(电池温度检测部件)
具体实施方式
以下，根据随附附图，对本发明的实施方式进行说明。
图1是表示包括本发明的控制装置的混合动力车辆的基本结构的框图，图示的混合动力车辆是并联混合动力车辆，具体而言，是装载有手动变速器的车辆(包含装载有无级变速器(Continuously Variable Transmission，CVT)的车辆)。
本实施方式的混合动力车辆是包括发动机(engine，E)1与电动马达(motor，M)2作为驱动源的前置发动机前轮驱动(Front engine Front drive，FF)车辆，发动机1与电动马达2的驱动力经由变速器(Transmission，T)3而朝左右的作为驱动轮的前轮Wf传达，左右的前轮Wf分别被旋转驱动，由此所述混合动力车辆进行行驶。而且，在所述混合动力车辆中，若在减速时从前轮Wf侧朝电动马达2侧传达驱动力，则电动马达2作为发电机发挥功能而产生再生制动力，车体的动能被转换成电能来回收。
电动马达2的驱动及再生动作，通过受到来自马达电子控制单元(ElectronicControl Unit，ECU)4的控制指令而运行的动力驱动单元(Power Drive，PD)5来进行。而且，在所述动力驱动单元5电性连接有与电动马达2进行电能的授受的高压系的电池(Battery，BAT)6。此处，例如，将使多个电池单体串联连接的组件作为一个单位，将多个组件串联连接来构成电池6，于电池6电性连接有作为辅机的供暖加热器(发动机舱加热器(EngineCompartment Heater，ECH))7。
另外，在混合动力车辆，为了驱动各种辅机类，而装载有12伏的辅助电池(12BAT)8，所述辅助电池8经由降频转换器(Down converter，DV)9而与电池6电性连接。此处，降频转换器9由发动机ECU 10来控制，发挥利用电池6的电压对辅助电池8进行充电的功能。
进而，在混合动力车辆中包括：进行算出电池6的残存容量(SOC)等的电池ECU 11、制动负压装置12、CVTECU 13等。此处，发动机ECU 10控制电池ECU 11与降频转换器9，并且进行控制对于发动机1的燃料供给量的燃料供给量控制部件F1的运转、及启动马达(Starter motor，ST)14的运转或点火时期等的控制。因此，来自电池ECU 11的电池残存容量(SOC)信息、来自马达ECU 4的马达信息、来自各种传感器与各种开关的信号，被输入发动机ECU 10中。
作为各种传感器，设置有：车速传感器S1、节气门开度传感器S2、发动机水温传感器S3、发动机进气温度传感器S4、发动机转速传感器S5、制动负压传感器S6、检测电池6的温度的电池温度传感器S7。另外，作为各种开关，设置有：点火开关、倒档开关、制动开关、空档开关、离合器开关(均未图示)等。
而且，若来自各种传感器S1～S7的信号、来自各种开关的信号、电池残存容量(SOC)信息、电动马达2的信息等被朝发动机ECU 10发送，则发动机ECU 10利用未图示的燃料中断部件来进行对于发动机1的燃料中断而使所述发动机1的运转停止、或使启动马达14启动来使发动机1起动。另外，在混合动力车辆装载有CVT(无级变速器)的情况下，设置对于N(空档)、P(停车)、R(倒档)的位置进行检测的位置开关，来代替空档开关、倒档开关、离合器开关。
继而，以下一边参照图2及图3，一边对如以上那样构成的混合动力车辆的怠速停止时的控制进行说明。
图2是表示利用本发明的控制装置的控制步骤的流程图，图3是表示利用所述控制装置的控制中的发动机转速与供暖加热器及电池充电量的时间变化的时序图。
在使发动机1怠速停止的情况下，发动机ECU 10根据从各种传感器S1～S7输入的各种信息来判定车辆的运转状态，所述运转状态判定发动机1的停止(怠速停止)条件(例如，由节气门开度传感器S2所检测的发动机1的节气门开度为0％)是否成立(图2的步骤ST1)。在所述判定的结果为发动机1的停止条件成立的情况(步骤ST1：是(Yes))下，通过未图示的燃料中断部件来中断(阻断)对于发动机1的燃料的供给(步骤ST2)。相对于此，在发动机1的停止条件未成立的情况(步骤ST1：否(No))下，重复步骤ST1的判断。
若在图3中所示的时间t1处的发动机1的停止条件成立(步骤ST1：是)，并中断对于发动机1的燃料供给(步骤ST2)，则如图3所示，由发动机转速传感器S5(参照图1)所检测的发动机转速逐渐地下降，发动机ECU 10判定发动机1的转速是否已下降至规定的转速以下(步骤ST3)。此处，发动机转速的规定值例如为怠速转速以下、且为设定在车体与驱动系统的共振频带的范围内的值。
若发动机转速在图3中所示的时间t2处下降至规定值以下为止(步骤ST3：是)，则发动机ECU 10根据由电池温度传感器S7所检测的电池6的温度，判定所述电池6是否处于就温度而言可进行充电的状态(步骤ST4)。
在所述判定的结果为判定电池6就温度而言可进行充电的情况(步骤ST4：是)下，使电动马达2作为发电机发挥作用(步骤ST5)，在通过所述电动马达2来进行发电的同时，判定电池6就残量而言是否可进行充电(即，电池6充满电(Full)，其以上的充电是否变成过充电)(步骤ST6)。在所述判定的结果为电池6的残量几乎为0的情况(例如，如图3中由实线所示，电池6的充电量为100％(残量(SOC)为0)下，受到了来自发动机ECU 10的指令的电池ECU11对电池6发送控制信号，将已由作为发电机发挥作用的电动马达2发出的电力供给(通电)至供暖加热器7，如图3所示，驱动(开启(ON))所述供暖加热器7来发热(步骤ST7)。对于所述供暖加热器7的电力供给(通电)持续至发动机1停止的时间t3(图3参照)为止，通过对于供暖加热器7的电力供给(通电)来消耗已被充电至电池6中的电力，因此，如图3中由实线所示，电池6的充电量下降，而防止所述电池6的过充电，并且通过供暖加热器7来有效地利用已由电动马达2发出的电力。
另一方面，如图3中由虚线所示，在电池6的充电量未满100％，就残量而言可进行所述电池6的充电的情况(步骤ST6：否)下，已由作为发电机发挥作用的电动马达2发出的电力被供给至电池6来供于所述电池6的充电(步骤ST8)。其结果，如图3中由虚线所示，电池6的充电量在时间t2～时间t3之间逐渐地增大。
另外，从电动马达2作为发电机发挥作用的时间点(时间t2)起对发动机1施加负荷，因此，如图3所示，所述发动机1的转速急剧地下降，但在不使电动马达2作为发电机发挥作用的情况下，如图3中由虚线所示，发动机1的转速平稳地下降至所述发动机1停止的时间t4为止。若如所述那样使电动马达2作为发电机发挥作用，则可迅速地使发动机1停止，因此，可使发动机转速处于共振频带的时间变得极少，就结果而言，可抑制车体的令人不快的振动。
而且，其后判定发动机1是否已停止(步骤ST9)，在发动机1未停止的情况(步骤ST9：否)下，执行以上的处理(步骤ST4～步骤ST8的处理)直至发动机1停止为止(图3中所示的时间t2～时间t3之间)，在发动机1已停止的时间点(图3的时间t4)结束一连串的处理(步骤ST10)。
另一方面，在步骤ST4中的判定的结果为就温度而言无法进行电池6的情况(电池6的温度高的情况等)下，判定发动机1是否已停止(步骤ST9)，在发动机1已停止的情况(步骤ST9：是)下，在发动机1已停止的时间点(图3的时间t4)结束一连串的处理(步骤ST10)。相对于此，在发动机1未停止的情况(步骤ST9：否)下，不使电动马达2作为发电机发挥作用而使发动机1自然停止。
如上所述，若因已满足规定的运转条件而中断对于发动机1的燃料供给，且所述发动机1停止，则发动机转速逐渐地下降，但在本实施方式中，当发动机转速为规定值以下且电池6处于就温度而言可进行充电的状态时，由作为发电机发挥作用的电动马达2发出的电力在电池6处于就残量而言可进行充电的状态时被供于所述电池6的充电，在电池6处于就残量而言无法进行充电的状态时对供暖加热器7通电来用于所述加热器的加热。因此，根据本实施方式，可获得如下的效果：可防止电池6的过充电，并且有效地利用已由作为发电机发挥作用的电动马达2发出的电力，而防止无益的废电。
另外，在本实施方式中，当电池6的残量无富余且在所述电池6中存在过充电的可能性时，将已由作为发电机发挥作用的电动马达2发出的电力供给至供暖加热器7来供于供暖加热器7的加热，但在此种情况下，供给电力的对象并不限定于供暖加热器7，当然也可以是其他任意的辅机。
此外，本发明的应用并不限定于以上所说明的实施方式，可在权利要求及说明书与附图中记载的技术思想的范围内进行各种变形。
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