混合动力车辆、以及混合动力车辆的控制方法
【专利说明】混合动力车辆、以及混合动力车辆的控制方法
[0001]本非临时申请基于2014年4月21日提交给日本专利局的编号为2014-087376的日本专利申请，该申请的全部内容通过引用的方式在此纳入。
技术领域
[0002]本发明涉及一种混合动力车辆，更具体地，涉及具有将存储在蓄电装置中的电荷量增加到目标值的模式的混合动力车辆。
【背景技术】
[0003]编号为2003-235108的日本专利公开(下文称为“PTD I”)描述了一种车辆控制装置，其被配置为响应于驾驶员对充电开关的操作，增加在电池中存储的电荷量(下文也称为“S0C(充电状态)”)，以便允许根据驾驶员的意图实现电动机式行驶。
[0004]PTD I描述了当车辆响应于充电开关的操作而进入充电模式时，电池的目标充电量(目标S0C)增加。响应于此，引擎输出被适当地调整，并且由发电机执行发电，因此，SOC与正常时间的SOC相比可增加。例如，PTD I描述了目标SOC通常为60 (%)，而在充电模式中，目标SOC增加到70(% )。
【发明内容】
[0005]在混合动力车辆中，即使在不选择PTD I中描述的充电模式时，引擎输出一般也会被适当地控制，以便将电池的SOC控制为SOC目标值。此时SOC增加相对于燃料消耗的能量效率(下文也称为“充电效率”)可根据混合动力车辆的驾驶倾向(例如，驾驶员的驾驶方式和日常行驶路线)而改变。
[0006]例如，当车辆行驶所需的功率被输出时的操作点比引擎效率最大化时的操作点更接近低输出侧时，增加用于给电池充电的功率，从而提高在通过SOC控制进行充电期间的引擎效率。在非常频繁地发生这种状况的驾驶倾向的情况下，正常SOC控制中的充电效率趋于较高。相反地，在非常频繁地出现相对高负荷行驶的情况下，相对于引擎中的燃料消耗量，SOC的增加量较小，这样，用于增加SOC的能量效率趋于较低。
[0007]此外，目标SOC在正常时(在充电模式不被选择时)与在充电模式中不同。因此，用于增加SOC的能量效率在这两种模式之间也有所不同。
[0008]因此担心，如果在不考虑上述车辆的驾驶倾向的情况下同样地应用用于增加SOC的模式(PTD I中的充电模式)，则能量效率会降低，从而使得燃料效率劣化。
[0009]本发明的提出就是为了解决上述问题，并且本发明的目的是提高具有将存储在蓄电装置中的电荷量(即，S0C)增加到目标值的模式的混合动力车辆的燃料效率。
[0010]根据本发明的一方面，一种混合动力车辆包括:用于通过使用来自蓄电装置的电力产生车辆驱动力的机构；内燃机；用于通过使用所述内燃机的输出产生所述蓄电装置的充电电力的发电机构；输入装置；和控制装置。设置所述输入装置是用于用户选择充电量恢复控制，以便将存储在所述蓄电装置中的电荷量增加到目标值。所述控制装置被配置为通过所述电荷量的控制来控制车辆行驶。当所述充电量恢复控制响应于所述输入装置的操作而开始时，所述控制装置基于所述混合动力车辆的过去驾驶历史在所述充电量恢复控制中设定所述目标值。
[0011]根据本发明的另一方面，提供一种用于混合动力车辆的控制方法，该混合动力车辆包括内燃机和用于通过使用来自蓄电装置的电力产生车辆驱动力的机构。所述控制方法包括以下步骤:在车辆行驶期间，根据用户的指令，开始充电量恢复控制，以便通过发电机构将存储在所述蓄电装置中的电荷量增加到目标值，该发电机构用于通过使用所述内燃机的输出产生所述蓄电装置的充电电力；在所述充电量恢复控制开始时读取所述混合动力车辆的过去驾驶历史；以及基于所读取的驾驶历史，在所述充电量恢复控制中设定所述目标值。
[0012]根据上述混合动力车辆及其控制方法，充电量恢复控制(S0C恢复控制)中的充电量可基于驾驶历史来更改。因此，当所述充电效率在所述充电量恢复控制执行时趋于高于在正常时(在所述充电量恢复控制不被执行时)，所述充电量恢复控制中的所述目标值可增加，并且所述充电量可增加。相反地，当所述充电效率在所述充电量恢复控制执行时趋于低于在正常时(在所述充电量恢复控制不被执行时)，所述充电量恢复控制中的所述充电量可被抑制。结果，给所述蓄电装置充电的能量效率可提高，并且所述混合动力车辆的所述燃料效率可提高。
[0013]因此，本发明的主要优点是:可以提高具有将存储在所述蓄电装置中的电荷量(SOC)增加到目标值的模式的混合动力车辆的燃料效率。
[0014]当结合附图阅读下面对本发明的详细描述时，本发明的上述及其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显。
【附图说明】
[0015]图1是描述根据本发明的第一实施例的混合动力车辆的整体配置的框图。
[0016]图2是描述SOC控制与引擎输出控制之间的关系的概念图。
[0017]图3是有关图1所示的SOC恢复开关的操作的状态转换图。
[0018]图4是描述图1所示的混合动力车辆中的SOC恢复控制的处理过程的流程图。
[0019]图5是描述用于存储混合动力车辆的驾驶历史数据的控制处理的流程图。
[0020]图6是描述根据第一实施例的用于设定SOC恢复控制中的SOC目标值的处理的流程图。
[0021]图7是描述根据第二实施例的用于设定SOC恢复控制中的SOC目标值的处理的流程图。
[0022]图8是描述根据第二实施例的变形例的用于设定SOC恢复控制中的SOC目标值的处理的流程图。
[0023]图9是描述混合动力车辆的整体配置的一个变形例的框图。
【具体实施方式】
[0024]下面将参考附图详细地描述本发明的实施例。在下面的描述中，附图中的相同或相应的部分由相同的附图标记表示，并且不再重复其描述。
[0025]第一实施例
[0026]图1是描述根据本发明的第一实施例的混合动力车辆100的整体配置的框图。
[0027]参考图1，混合动力车辆100包括引擎2、动力分割装置4、电动发电机6和10、传动齿轮8、驱动轴12和车轮14。混合动力车辆100进一步包括蓄电装置16、电力变换器18和20、E⑶(电子控制单元)25、SOC恢复开关28、EV (电动车辆)行驶请求开关29和功率模式开关30。
[0028]引擎2是内燃机，其通过将燃料燃烧所产生的热能转换为用于使诸如活塞和转子之类的元件运动的动能来输出动力。作为引擎2的燃料，适合使用诸如汽油、轻油、乙醇、液态氢或天然气之类基于碳氢化合物的燃料，或者液态或气态氢燃料。
[0029]电动发电机6和10中的每一者是交流(AC)旋转电机，并且例如由三相AC同步电动机形成。电动发电机6被用作发电机，其经由动力分割装置4被引擎2驱动，并且也作为用于启动引擎2的电动机。
[0030]电动发电机10主要作为电动机执行操作，并且被用于驱动混合动力车辆100的驱动轴12。另一方面，在混合动力车辆100减速时，电动发电机10作为发电机执行操作以执行再生发电。
[0031]动力分割装置4例如包括行星齿轮机构，其具有太阳齿轮、齿轮架和齿圈的三个旋转轴。动力分割装置4将引擎2的驱动力分为被传输到电动发电机6的旋转轴的动力和被传输到传动齿轮8的动力。传动齿轮8被耦合到驱动轴12以驱动车轮14。传动齿轮8还被耦合到电动发电机10的旋转轴。
[0032]蓄电装置16是可再充电的直流(DC)电源，并且例如由诸如镍金属氢化物二次电池或锂离子二次电池之类的二次电池形成。蓄电装置16向电力变换器18和20提供电力。此外，在电动发电机6和/或电动发电机10发电时，蓄电装置16接收所产生的电力并使用该电力而被充电。也可使用大电容电容器作为蓄电装置16。换言之，任何元件都可被用作蓄电装置16，只要该蓄电装置16可以临时存储电动发电机6和10所产生的电力，并且将所存储的电力提供给电动发电机6和10即可。
[0033]蓄电装置16的充电状态可由SOC值表示，该值以百分比指示相对于蓄电装置16的完全充电状态的当前蓄电量。SOC值例如可基于未示出的电压传感器和未示出的电流传感器检测到的蓄电装置16的输出电压和/或输入/输出电流而被计算。SOC值由ECU 25基于蓄电装置16的输出电压和输入/输出电流的检测值进行计算。
[0034]电力变换器18基于从ECU 25接收到的控制信号，执行电动发电机6与蓄电装置16之间的双向AC/DC电力变换。类似地，电力变换器20基于从ECU 25接收到的控制信号，执行电动发电机10与蓄电装置16之间的双向AC/DC电力变换。结果，电动发电机6和10可以从蓄电装置16接收电力以及向蓄电装置16发送电力，并且可以作为电动机输出用于操作的正转矩，以及作为发电机输出用于操作的负转矩。用于DC电压转换的升压转换器也可被设置在蓄电装置16与电力变换器18和20之间。
[0035]结果，电动发电机6具有作为发电机的操作模式，该模式使用通过动力分割装置4传输的引擎2的输出产生蓄电装置16的充电电力，这样，电动发电机6可形成“发电机构”。此外，电动发电机10使用来自蓄电装置16的电力，作为电动机执行操作，这样，可实现用于使用来自蓄电装置16的电力产生车辆驱动力的机构。
[0036]E⑶25包括CPU(中央处理单元)、存储装置、输入/输出缓冲器等(全部未示出)，并且控制混合动力车辆100中的装置。该控制不限于通过软件实现的处理，也可由专用硬件(电子电路)执行。
[0037]当像车辆停止和低速行驶期间那样，行驶负荷较小并且引擎2的效率较低时，ECU25控制电力变换器20，以使引擎2被停止，并且混合动力车辆100仅