專利名稱：用于混合動力汽車的功率控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于具有內(nèi)燃機和電動機作為動力源的四輪驅(qū)動混合動力汽車的功率控制設(shè)備。
背景技術(shù)：
一般來說，用于混合動力汽車的功率控制設(shè)備在本領(lǐng)域中是公知的，所述功率控制設(shè)備例如包括作為用于驅(qū)動前輪的動力源的內(nèi)燃機、由所述內(nèi)燃機驅(qū)動的AC發(fā)電機、用于儲存由AC發(fā)電機產(chǎn)生的電能的電能儲存裝置以及用于通過被供以來自電能儲存裝置的電能而驅(qū)動后輪的電動機，并且其中根據(jù)在前輪的轉(zhuǎn)速與后輪的轉(zhuǎn)速之間的差異控制AC發(fā)電機的發(fā)電量(例如，參見日本未審定的專利申請，首次公開No.平11-318001)。
另外，混合動力汽車在本領(lǐng)域中通常是公知的，其例如包括用于驅(qū)動前輪或后輪的內(nèi)燃機、由所述內(nèi)燃機驅(qū)動的發(fā)電機以及用于通過被供以來自所述發(fā)電機的電能而驅(qū)動前輪和后輪中的另一個的電動機，并且其中根據(jù)前輪與后輪的轉(zhuǎn)速差，或者根據(jù)加速器踏板的下壓量確定發(fā)動機的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩(例如，參見日本未審定的專利申請，首次公開No.2001-177909)。
在用于混合動力汽車的上述功率控制設(shè)備中，由于用于后輪的發(fā)動機僅通過被供以來自電能儲存裝置的電能而被驅(qū)動，因此為了增加發(fā)動機的輸出功率，必須增加所述電能儲存裝置的容量，或者必須使所述電能儲存裝置的輸出電壓更高。在這樣的情況下，會遇到這樣的問題，即，所述電能儲存裝置變得較大，并且高電壓元件變得較大。
而且，在上述的混合動力汽車中，由于用于驅(qū)動前輪或后輪的電動機僅通過被供以來自發(fā)電機的電能而被驅(qū)動，因此使電動機的輸出功率受限于發(fā)電機的最大電力；因此，不能獲得理想的輸出功率。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述情況而想到了本發(fā)明，本發(fā)明的一個目的是提供一種用于混合動力汽車的功率控制設(shè)備，所述功率控制設(shè)備包括用于驅(qū)動前輪或后輪的內(nèi)燃機、用于驅(qū)動前輪和后輪中的另一個的電動機以及用于從電動機中接收能量并且將能量輸送給所述電動機的電能儲存裝置，并且所述功率控制設(shè)備能夠在不用增加電能儲存裝置的尺寸的情況下獲得電動機的理想輸出功率。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于混合動力汽車的功率控制設(shè)備，其包括用于驅(qū)動前輪或后輪的內(nèi)燃機；與所述內(nèi)燃機的輸出軸相連接的第一電動發(fā)電機；與前輪和后輪中的另一個相連接的第二電動發(fā)電機；用于從第一和第二電動發(fā)電機中接收能量并且將能量輸送給該第一和第二電動發(fā)電機的電能儲存裝置；以及與內(nèi)燃機、第一和第二電動發(fā)電機以及電能儲存裝置可操作地連接的控制單元，所述控制單元包括用于計算可從電能儲存裝置中排放出的電力的放電量計算部分；用于計算由第一電動發(fā)電機產(chǎn)生的電力或用于計算被供應(yīng)到第一電動發(fā)電機的電力的電力計算部分；用于計算用于第二電動發(fā)電機的功率操作的輸出功率指令的輸出功率指令計算部分；以及輸出功率極限部分，該部分適于計算可從電能儲存裝置中排放出的電力與由第一電動發(fā)電機產(chǎn)生的電力的總和或者在可從電能儲存裝置中排放出的電力與被供應(yīng)到第一電動發(fā)電機的電力之間的差異，以便將所述總和或差異的大小與用于第二電動發(fā)電機的輸出功率指令的大小相比較，并且將所述總和或差異和用于第二電動發(fā)電機的輸出功率指令中的較小的那個設(shè)定為第二電動發(fā)電機的新的輸出功率指令。
依照如上所述構(gòu)成的用于混合動力汽車的功率控制設(shè)備，除可從電能儲存裝置中排放出的電力以外，還可使用由第一電動發(fā)電機產(chǎn)生的電力操作第二電動發(fā)電機。因此，前輪或后輪可由具有如下所訴的輸出功率的第二電動發(fā)電機驅(qū)動，所述輸出功率比可從電能儲存裝置中排放出的電力大于由第一電動發(fā)電機產(chǎn)生的電力相對應(yīng)的值。換句話說，在沒有增加電能儲存裝置的尺寸的情況下，可使第二電動發(fā)電機的輸出功率大于其中僅使用可從電能儲存裝置中排放出的電力或由第一電動發(fā)電機所產(chǎn)生的電力操作第二電動發(fā)電機的情況。
而且，計算可從電能儲存裝置和第一電動發(fā)電機供應(yīng)到第二電動發(fā)電機的電力，即，可從電能儲存裝置排放出的電力與由第一電動發(fā)電機產(chǎn)生的電力的總和或者在可從電能儲存裝置排放出的電力與被供應(yīng)到第一電動發(fā)電機的電力之間的差異，并且當(dāng)所述總和或差異小于用于第二電動發(fā)電機的輸出功率指令時，使用于第二電動發(fā)電機的輸出功率指令受輸出功率極限部分的限制。因此，可以動力估計方式操作第二電動發(fā)電機，同時最好在例如防止電能儲存裝置過度放電和防止第一電動發(fā)電機接收過大的發(fā)電指令這樣一種方式下操作電能儲存裝置和第一電動發(fā)電機。
用于混合動力汽車的功率控制設(shè)備還可包括第二電能儲存裝置，其不同于所述電能儲存裝置并且被可操作地連接于控制單元。所述控制單元還可包括用于計算從第二電能儲存裝置中排出的電力的第二放電量計算部分，并且放電量計算部分可適于將通過從可從電能儲存裝置排放出的電力中減去從第二電能儲存裝置排出的電力而獲得的計算值設(shè)定為新的可從電能儲存裝置排放出的電力。
依照如上所述構(gòu)成的用于混合動力汽車的功率控制設(shè)備，至少從第二電能儲存裝置排出的電力可由電能儲存裝置補充；同時，在適宜地操縱電能儲存裝置和第一電動發(fā)電機時，可增加第二電動發(fā)電機的輸出功率。
用于混合動力汽車的功率控制設(shè)備還可包括不同于所述電能儲存裝置并且被可操作地連接于控制單元的第二電能儲存裝置。所述控制單元還可包括用于計算從第二電能儲存裝置排出的電力的第二放電量計算部分，以及發(fā)電指令計算部分，其適于通過將從可從電能儲存裝置排出的電力中減去用于第二電動發(fā)電機的輸出功率指令和從第二電能儲存裝置排出的電力而獲得計算值，并且適于當(dāng)計算值為負(fù)值時將計算值的絕對值設(shè)定為用于第一電動發(fā)電機的發(fā)電操作的發(fā)電指令。
依照如上所述構(gòu)成的用于混合動力汽車的功率控制設(shè)備，當(dāng)用于第二電動發(fā)電機的輸出功率指令與從第二電能儲存裝置排出的電力的總和大于可從電能儲存裝置排放出的電力時，可增加由第一電動發(fā)電機產(chǎn)生的電力，從而可通過可從電能儲存裝置排放出的電力和由第一電動發(fā)電機產(chǎn)生的電力提供第二電動發(fā)電機的輸出功率和從第二電能儲存裝置排出的電力。
用于混合動力汽車的功率控制設(shè)備還可包括用于確定電能儲存裝置是否已退化的退化檢測裝置，并且控制單元還可包括用于以這樣一種方式設(shè)定用于第二電動發(fā)電機的輸出功率指令的輸出功率指令設(shè)定部分，所述方式即，當(dāng)電力計算部分正在計算由第一電動發(fā)電機所產(chǎn)生的電力時，以及當(dāng)退化檢測裝置檢測出電能儲存裝置的退化時，將由電力計算部分計算的第一電動發(fā)電機所產(chǎn)生的電力設(shè)定為用于第二電動發(fā)電機的輸出功率指令。
依照如上所述構(gòu)成的用于混合動力汽車的功率控制設(shè)備，當(dāng)檢測出電能儲存裝置的退化時，可由第一電動發(fā)電機所產(chǎn)生的電力確保用于第二電動發(fā)電機的輸出功率指令。
用于混合動力汽車的功率控制設(shè)備還可包括不同于所述電能儲存裝置并且被可操作地連接于控制單元的第二電能儲存裝置。所述控制單元還可包括用于計算從第二電能儲存裝置排出的電力的第二放電量計算部分，并且輸出功率指令設(shè)定部分可適于將通過從電力計算部分所計算的由第一電動發(fā)電機產(chǎn)生的電力中減去從第二電能儲存裝置排出的電力而獲得的計算值設(shè)定為用于第二電動發(fā)電機的輸出功率指令。
依照如上所述構(gòu)成的用于混合動力汽車的功率控制設(shè)備，當(dāng)檢測出電能儲存裝置的退化時，可由第一電動發(fā)電機所產(chǎn)生的電力確保從第二電能儲存裝置排出的電力以及用于第二電動發(fā)電機的輸出功率指令。
本發(fā)明還提供了一種用于混合動力汽車的功率控制設(shè)備，該設(shè)備包括用于驅(qū)動前輪或后輪的內(nèi)燃機；與所述內(nèi)燃機的輸出軸相連接的第一電動發(fā)電機；與前輪和后輪中的另一個相連接的第二電動發(fā)電機；用于從第一和第二電動發(fā)電機中接收能量并且將能量輸送到第一和第二電動發(fā)電機的電能儲存裝置；以及與內(nèi)燃機、第一和第二電動發(fā)電機以及電能儲存裝置可操作地連接的控制單元，所述控制單元包括用于計算可充入到電能儲存裝置中的電力的充電量計算部分；用于計算由第一電動發(fā)電機產(chǎn)生的電力或用于計算被供應(yīng)到第一電動發(fā)電機的電力的電力計算部分；用于計算用于第二電動發(fā)電機的能量回收操作的能量回收指令的能量回收指令計算部分；以及能量回收極限部分，該部分適于計算可充入到電能儲存裝置中的電力與被供應(yīng)到第一電動發(fā)電機的電力的總和或者在可充入到電能儲存裝置中的電力與由第一電動發(fā)電機所產(chǎn)生的電力之間的差異，以便將所述總和或差異的大小與用于第二電動發(fā)電機的能量回收指令的大小相比較，并且將所述總和或差異和用于第二電動發(fā)電機的能量回收指令中的較小的那個設(shè)定為用于第二電動發(fā)電機的新的能量回收指令。
依照如上所述構(gòu)成的用于混合動力汽車的功率控制設(shè)備，除了由第一電動發(fā)電機產(chǎn)生的電力之外，還可使用來自第二電動發(fā)電機的回收能量為電能儲存裝置充電。因此，可以通過第二電動發(fā)電機的能量回收操作提供可充入到電能儲存裝置中的電力超過由第一電動發(fā)電機所產(chǎn)生的電力的電能量。換句話說，在沒有增加電能儲存裝置的尺寸的情況下，可使來自第二電動發(fā)電機的回收能量大于其中僅根據(jù)可充入到電能儲存裝置中的電力或根據(jù)被供應(yīng)到第一電動發(fā)電機的電力而以能量回收方式操作第二電動發(fā)電機的情況。
當(dāng)可從第二電動發(fā)電機供應(yīng)到電能儲存裝置和第一電動發(fā)電機的電力，即，可充入到電能儲存裝置中的電力與被供應(yīng)到第一電動發(fā)電機的電力的總和或者在可充入到電能儲存裝置中的電力與由第一電動發(fā)電機產(chǎn)生的電力之間的差異小于被提供給第二電動發(fā)電機的能量回收指令時，用于第二電動發(fā)電機的能量回收指令受到能量回收極限部分的限制。因此，在電能儲存裝置和第一電動發(fā)電機以例如防止電能儲存裝置被過度充電以及防止第一電動發(fā)電機被供以過多電力這樣一種方式被適宜地操縱的同時，可以能量回收方式操作第二電動發(fā)電機。
用于混合動力汽車的功率控制設(shè)備還可包括不同于所述電能儲存裝置并且被可操作地連接于控制單元的第二電能儲存裝置。所述控制單元還可包括用于計算從第二電能儲存裝置排出的電力的第二放電量計算部分，并且充電量計算部分可適于將通過把從第二電能儲存裝置排出的電力加到可充入電能儲存裝置中的電力上而獲得的計算值設(shè)定為新的可從電能儲存裝置排出的電力。
依照如上所述構(gòu)成的用于混合動力汽車的功率控制設(shè)備，可由來自第二電動發(fā)電機的回收能量提供從第二電能儲存裝置排出的電力；因此，在適宜地操作電能儲存裝置和第一電動發(fā)電機的同時，可增加來自第二電動發(fā)電機的回收能量。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的具有用于混合動力汽車的功率控制裝置的混合動力汽車的總體結(jié)構(gòu)的示圖。
圖2是表示根據(jù)本發(fā)明上述實施例的用于混合動力汽車的功率控制裝置的總體結(jié)構(gòu)的示圖。
圖3是表示用于計算適用于后電動發(fā)電機的動力估計操作的輸出功率極限的控制操作的流程圖。
圖4是表示用于計算蓄電池輸出功率極限的控制操作的流程圖。
圖5是表示用于限制適用于后電動發(fā)電機的動力估計操作的輸出功率指令(即，后驅(qū)動指令R_PowCmd)的控制操作的流程圖。
圖6是表示用于計算前發(fā)電極限的控制操作的流程圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的用于混合動力汽車的功率控制裝置的一個實施例。如圖1和圖2中所示，根據(jù)該實施例的用于混合動力汽車的功率控制裝置10被安裝在四輪驅(qū)動混合動力汽車1中，在所述混合動力汽車中，例如，彼此相互串聯(lián)地連接的內(nèi)燃機(在圖中表示為ENG)11、前電動發(fā)電機(M/G1)12和變速器(T/M)13通過前差動齒輪箱DF與前輪Wf相連接，并且后電動發(fā)電機(M/G2)14通過后差動齒輪箱DR與后輪Wr相連接。功率控制裝置10包括主蓄電池(BATT)15、前動力驅(qū)動單元(PDU1)16、后動力驅(qū)動單元(PDU2)17、DC-DC轉(zhuǎn)換器(DC-DC)18、輔助蓄電池19、蓄電池ECU21、電動機ECU22、發(fā)動機和T/M ECU23以及管理ECU24。
在混合動力汽車1中，內(nèi)燃機11和前電動發(fā)電機12的驅(qū)動力通過變速器13(諸如自動變速器(A/T)、CVT、手動變速器(M/T)等)以及通過前差動齒輪箱DF被傳輸?shù)角拜哤f，所述前差動齒輪箱DF在左和右前輪Wf之間分配驅(qū)動力。
后電動發(fā)電機14的驅(qū)動力通過后差動齒輪箱DR被傳輸?shù)胶筝哤r，所述后差動齒輪箱DR具有離合器(未示出)并且在左和右后輪Wr之間分配驅(qū)動力。
當(dāng)使設(shè)在后差動齒輪箱DR中的離合器(未示出)脫離接合時，車輛處于其中只有前輪Wf被驅(qū)動的前輪驅(qū)動狀態(tài)，而當(dāng)使離合器接合時，車輛處于其中前輪Wf和后輪Wr都被驅(qū)動的四輪驅(qū)動狀態(tài)。在四輪驅(qū)動狀態(tài)下，可自由地控制驅(qū)動力在左和右后輪Wr之間的分配。
而且，當(dāng)反過來將功率從前輪Wf傳輸?shù)角半妱影l(fā)電機12，以及將功率從后輪Wr傳輸?shù)胶箅妱影l(fā)電機14時，諸如當(dāng)混合動力汽車1減速時，電動發(fā)電機12和14用作發(fā)電機，以便產(chǎn)生所謂的能量回收制動力，因此將車輛的動能回收為電能。
在接收來自于電動機ECU22的控制指令的同時，電動發(fā)電機12和14的動力估計操作和能量回收操作(發(fā)電操作)由動力驅(qū)動單元16和17控制。
使用于從電動發(fā)電機12和14中接收能量并且將能量輸送給該電動發(fā)電機12和14的高壓主蓄電池15與動力驅(qū)動單元16和17相連接，其中每個動力驅(qū)動單元16和17都包括在脈沖寬度調(diào)制模式下操作的PWM變換器。主蓄電池15包括彼此相互串聯(lián)連接的多個模塊，并且每個所述模塊作為一整體都包括彼此相互串聯(lián)連接的多個電池。此外，被設(shè)置用于操縱各種電氣附件的12伏輔助蓄電池19通過DC-DC轉(zhuǎn)換器18與主蓄電池15相連接。
受管理ECU24控制的DC-DC轉(zhuǎn)換器18在受動力驅(qū)動單元16和17控制的同時，逐步降低在主蓄電池15的端子之間的電壓，或者逐步降低由電動發(fā)電機12和14產(chǎn)生的電壓，以便為輔助蓄電池19充電。
動力驅(qū)動單元16和17以及DC-DC轉(zhuǎn)換器18與主蓄電池15以相互平行的方式并聯(lián)連接。
蓄電池ECU21保護主蓄電池15，計算蓄電池的充電狀態(tài)SOC，并且計算可從主蓄電池15中放出的電力以及被充入到主蓄電池15中的電力。而且，蓄電池ECU21根據(jù)充電狀態(tài)SOC、在主蓄電池15的端子之間的測量電壓、主蓄電池15的溫度、放電電流和充電電流中的既往改變等確定主蓄電池15是否退化。為此，蓄電池ECU21被供以來自用于測量流入到主蓄電池15中以及從主蓄電池15中流出的電流的電流傳感器25的信號，以及來自用于測量在主蓄電池15的端子之間的電壓的電壓傳感器(未示出)的信號。
電動機ECU22根據(jù)從管理ECU24輸入的動力估計扭矩指令和能量回收扭矩指令控制電動發(fā)電機12和14的動力估計操作和能量回收操作。
發(fā)動機和T/M ECU23控制用于調(diào)節(jié)供應(yīng)到內(nèi)燃機11中的燃油量的燃油噴射閥(未示出)的操作、起動電動機(未示出)的操作、點火正時以及變速器13的變速操作。
管理ECU24控制蓄電池ECU21、電動機ECU22、發(fā)動機和T/M ECU23，以及DC-DC轉(zhuǎn)換器18的操作。
如稍后所述的，管理ECU24計算后輸出功率極限R_LimPow，所述后輸出功率極限R_LimPow為應(yīng)用于后電動發(fā)電機14的動力估計操作的輸出功率極限，并且管理ECU24根據(jù)例如作為可從主蓄電池15放出的電力的蓄電池輸出功率極限B_LimPow、作為來自前電動發(fā)電機12的輸出功率的前輸出功率F_POWER和輔助輸出功率DV_POWER為后電動發(fā)電機14的動力估計操作設(shè)定輸出功率指令(即，后驅(qū)動指令R_PowCmd)。
為此，管理ECU24被供以來自電流傳感器26和27的信號，所述電流傳感器26和27用于分別測量流入動力驅(qū)動單元16和17中的電流和從動力驅(qū)動單元16和17中流出的電流。
如上所述那樣構(gòu)成根據(jù)本實施例的功率控制裝置10。接下來，將描述功率控制裝置10的操作。
下面將描述用于計算被應(yīng)用于后電動發(fā)電機14的動力估計操作的輸出功率極限的操作。
在圖3所示的步驟S01中，計算用于確定主蓄電池15是否退化的關(guān)于充電狀態(tài)SOC的標(biāo)準(zhǔn)、主蓄電池15的端子之間的測量電壓、主蓄電池15的溫度以及放電電流和充電電流中的既往改變等。
在步驟S02中，根據(jù)所計算的標(biāo)準(zhǔn)確定主蓄電池15是否退化。
當(dāng)確定結(jié)果為“YES”時，控制操作前進到步驟S03，在該步驟S03中，將作為可從主蓄電池15放出的電力的蓄電池輸出功率極限B_LimPow設(shè)定為零，并且控制操作前進到稍后將對其進行描述的步驟S05。
相反，當(dāng)確定結(jié)果為“NO”時，控制操作前進到步驟S04。
在步驟S04中，執(zhí)行用于計算蓄電池輸出功率極限的操作。
在步驟S05中，根據(jù)例如來自電壓傳感器(未示出)的信號計算作為主蓄電池15的端子之間的電壓的PDU電壓V_FPDU。
接下來，在步驟S06中，根據(jù)例如來自電流傳感器26的信號計算作為被供應(yīng)到前動力驅(qū)動單元16的輸入電流的PDU電流I_FPDU。
在步驟S07中，將通過使PDU電壓V_FPDU與PDU電流I_FPDU相乘而獲得的計算值，即，被供應(yīng)到前電動發(fā)電機12的瞬時電力設(shè)定為將由前電動發(fā)電機12輸出的前輸出功率F_POWER。
接下來，在步驟S08中，根據(jù)例如來自電流傳感器25的信號計算作為從主蓄電池15輸出的輸出電流的蓄電池電流I_BATT。
在步驟S09中，根據(jù)例如來自電流傳感器27的信號計算作為被供應(yīng)到后動力驅(qū)動單元16的輸入電流的PDU電流I_RPDU。
在步驟S10中，將通過使PDU電壓V_FPDU與PDU電流I_RPDU相乘而獲得的計算值，即，被供應(yīng)到后電動發(fā)電機14的瞬時電力設(shè)定為將由后電動發(fā)電機14輸出的后輸出功率R_POWER。
在步驟S11中，將通過使PDU電壓V_LPDU與蓄電池電流I_BATT相乘而獲得的計算值，即，從主蓄電池15F放出的瞬時電力設(shè)定為蓄電池輸出功率B_POWER。
在步驟S12中，將通過從蓄電池輸出功率B_POWER中減去前輸出功率F_POWER而獲得的計算值，即，從DC-DC轉(zhuǎn)換器18中放出的瞬時電力設(shè)定為輔助輸出功率DV_POWER。
在步驟S13中，將通過從蓄電池輸出功率極限B_LimPow中減去前輸出功率F_POWER和輔助輸出功率DV_POWER而獲得的計算值設(shè)定為后輸出功率極限R_LimPow，它是被用于后電動發(fā)電機14的動力估計操作的輸出功率極限，并且終止這一系列操作。
下面將描述以上所述的在步驟S04中用于計算電池輸出功率極限的操作。
在圖4所示的步驟S21中，參照SOC輸出極限(Plim_Soc)表設(shè)定SOC輸出極限Plim_Soc，所述SOC輸出極限Plim_Soc根據(jù)主蓄電池15的SOC限定輸出極限(SOC輸出極限Plim_Soc)。
在SOC輸出極限(Plim_Soc)表中，例如將SOC輸出極限Plim_Soc設(shè)定成根據(jù)蓄電池的SOC中的增加而增加到預(yù)定的上限。
接下來，在步驟S22中，參照蓄電池溫度輸出極限(Plim_Tbat)表設(shè)定蓄電池溫度輸出極限Plim_Tbat，所述蓄電池溫度輸出極限Plim_Tbat根據(jù)蓄電池的溫度TBAT限定輸出極限(蓄電池溫度輸出極限Plim_Tbat)。
在蓄電池溫度輸出極限(Plim_Tbat)表中，例如，當(dāng)蓄電池的溫度TBAT在預(yù)定范圍內(nèi)時，將蓄電池溫度輸出極限Plim_Tbat設(shè)定為預(yù)定的上限，以便當(dāng)蓄電池的溫度TBAT低于預(yù)定范圍時，根據(jù)蓄電池的溫度TBAT中的增加而增加到預(yù)定的上限，以及當(dāng)蓄電池的溫度TBAT高于預(yù)定范圍時，根據(jù)蓄電池的溫度TBAT中的增加而從預(yù)定的上限減小。
接下來，在步驟S23中，參照蓄電池電壓輸出極限(Plim_Vbat)表設(shè)定蓄電池電壓輸出極限Plim_Vbat，所述蓄電池電壓輸出極限Plim_Vbat根據(jù)主在蓄電池15的端子之間的電壓VBAT限定輸出極限。
在蓄電池電壓輸出極限(Plim_Vbat)表中，例如當(dāng)蓄電池的電壓VBAT處于預(yù)定范圍內(nèi)時，將蓄電池電壓輸出極限Plim_Vbat設(shè)定為預(yù)定的上限，以便當(dāng)蓄電池的電壓VBAT低于預(yù)定范圍時，根據(jù)蓄電池的電壓VBAT中的增大而增大到預(yù)定的上限，并且以便當(dāng)蓄電池的電壓VBAT大于預(yù)定范圍時，根據(jù)蓄電池的電壓VBAT中的增加而從預(yù)定的上限減小。
接下來，在步驟S24中，將SOC輸出極限Plim_Soc設(shè)定為是可從主蓄電池15排放出的電力的蓄電池輸出功率極限B_LimPow。
在步驟S25中，確定蓄電池輸出功率極限B_LimPow是否大于蓄電池溫度輸出極限Plim_Tbat。
當(dāng)確定的結(jié)果為“NO”時，操作前進稍后將對其進行描述的到步驟S27。
相反，當(dāng)確定的結(jié)果為“YES”時，操作前進到步驟S26。
在步驟S26中，將蓄電池溫度輸出極限Plim_Tbat設(shè)定為蓄電池輸出功率極限B_LimPow。
在步驟S27中，確定蓄電池輸出功率極限B_LimPow是否大于蓄電池電壓輸出極限Plim_Vbat。
當(dāng)確定的結(jié)果為“NO”時，終止這一系列操作。
相反，當(dāng)確定的結(jié)果為“YES”時，操作前進到步驟S28。
在步驟S28中，將蓄電池電壓輸出極限Plim_Vbat設(shè)定為蓄電池輸出功率極限B_LimPow，并且終止這一系列操作。
換句話說，在用于計算蓄電池輸出功率極限的操作的上述步驟S21到S28中，將SOC輸出極限Plim_Soc、蓄電池溫度輸出極限Plim_Tbat和蓄電池電壓輸出極限Plim_Vbat中的最小值設(shè)定為蓄電池輸出功率極限B_LimPow。
而且，在步驟S01到S13中，將被應(yīng)用于后電動發(fā)電機14的動力估計操作的輸出功率極限設(shè)定成不超過通過從蓄電池輸出功率極限B_LimPow中減去前輸出功率F_POWER而獲得的輸出功率，而另一方面，至少通過蓄電池輸出功率極限B_LimPow確保了輔助輸出功率DV_POWER。因此，在適宜地操作主蓄電池15和前電動發(fā)電機12的同時可充分地增加后電動發(fā)電機14的輸出功率。
接下來，將描述應(yīng)用于后電動發(fā)電機14的動力估計操作的用于限制輸出功率指令(即，后驅(qū)動指令R_PowCmd)的操作。
在圖5所示的步驟S31中，例如根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)等計算后電動發(fā)電機14的動力估計操作所需的后驅(qū)動指令R_PowCmd。
接下來，在步驟S32中，執(zhí)行稍后將描述的用于計算前發(fā)電極限的操作，從而計算作為由前電動發(fā)電機12的發(fā)電操作所產(chǎn)生的電力的極限的前發(fā)電極限F_LimGen。
然后，在步驟S33中，當(dāng)通過從蓄電池輸出功率極限B_LimPow中減去后驅(qū)動指令R_PowCmd而獲得的計算值為負(fù)時，將計算值的絕對值設(shè)定為前電動發(fā)電機12的發(fā)電操作所需的前發(fā)電指令F_GenCmd。換句話說，當(dāng)蓄電池輸出功率極限B_LimPow不足以用于后驅(qū)動指令R_PowCmd和輔助輸出功率DV_POWER時，通過前電動發(fā)電機12的發(fā)電操作補充電力的不足。
在步驟S34中，確定前發(fā)電極限F_LimGen是否大于前發(fā)電指令F_GenCmd。
當(dāng)確定的結(jié)果為“YES” 時，操作前進到稍后將對其進行描述的步驟S36。
與之相反，當(dāng)確定的結(jié)果為“NO”時，操作前進到步驟S35。
在步驟S35中，將前發(fā)電極限F_LimGen設(shè)定為前發(fā)電指令F_GenCmd，并且操作前進到步驟S36。
在步驟S36中，確定后驅(qū)動指令R_PowCmd是否大于后輸出功率極限R_LimPow。
當(dāng)確定的結(jié)果為“NO”時，終止這一系列操作。
與之相反，當(dāng)確定的結(jié)果為“YES”時，操作前進到步驟S37。
在步驟S37中，將后輸出功率極限R_LimPow設(shè)定為后驅(qū)動指令R_PowCmd，并且終止這一系列操作。
接下來，將描述以上所述的在步驟S32中用于計算前發(fā)電極限的操作。
在圖6的步驟S41中，例如由加速器踏板打開程度傳感器(未示出)測量與由駕駛員所執(zhí)行的加速器踏板操作量有關(guān)的加速器踏板打開程度AP。
接下來，在步驟S42中，例如由車速傳感器(未示出)測量車輛速度Vcar。
在步驟S43中，參照圖譜(所需驅(qū)動力圖譜)設(shè)定所需的驅(qū)動力Fcmd_Req，所述圖譜根據(jù)加速器踏板的打開程度AP和車輛速度Vcar限定了前輪Wf的所需驅(qū)動力Fcmd_Req。
接下來，步驟S44確定變速器中的速比“Ratio”。
在步驟S45中，根據(jù)所需驅(qū)動力Fcmd_Req和速比“Ratio”計算施加于內(nèi)燃機11上的所需發(fā)動機功率Pcmd_Req。
接下來，在步驟S46中，參照發(fā)動機功率極限(LimEngPow)表設(shè)定發(fā)動機功率極限LimEngPow，所述發(fā)動機功率極限(LimEngPow)表根據(jù)通過轉(zhuǎn)數(shù)比傳感器(未示出)測量的內(nèi)燃機11的發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)比NE限定了內(nèi)燃機11的發(fā)動機功率極限(發(fā)動機功率極限LimEngPow)。
在發(fā)動機功率極限(LimEngPow)表中，將發(fā)動機功率極限LimEngPow設(shè)定或根據(jù)內(nèi)燃機11的發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)比NE的增加而增加。
接下來，在步驟S47中，將通過從發(fā)動機功率極限LimEngPow中減去所需發(fā)動機功率Pcmd_Req而獲得的計算值設(shè)定為前發(fā)電極限F_LimGen，所述前發(fā)電極限F_LimGen為由前電動發(fā)電機12的發(fā)電操作產(chǎn)生的電力極限，并且終止這一系列操作。
換句話說，在上述步驟S31到S37中，將后驅(qū)動指令R_PowCmd(根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)等所設(shè)定)和后輸出功率極限R_LimPow中的較小值設(shè)定為新的后驅(qū)動指令R_PowCmd。
依照用于混合動力汽車的功率控制裝置10的本實施例，在適宜地操作主蓄電池15和后電動發(fā)電機14的同時，在不用增加主蓄電池15的尺寸即可充分地增加后電動發(fā)電機14的輸出功率，同時，通過蓄電池輸出功率極限B_LimPow確保前輸出功率F_POWER和輔助輸出功率DV_POWER。
在上述實施例中，根據(jù)前輸出功率F_POWER計算后輸出功率極限R_LimPow；然而，本發(fā)明不局限于此，例如，可根據(jù)前F_GEN中的發(fā)電量計算后輸出功率極限R_LimPow，所述前F_GEN中的發(fā)電量為通過前電動發(fā)電機12的能量回收操作產(chǎn)生的發(fā)電量，并且根據(jù)來自前動力驅(qū)動單元16的輸出電流進行計算。
在這種情況下，在上述實施例中的步驟S13中，可將通過從將前F_GEN中的發(fā)電量加上蓄電池輸出功率極限B_LimPow所獲得的數(shù)值中減去輔助輸出功率DV_POWER而獲得的計算值設(shè)定為后輸出功率極限R_LimPow。
因此，與其中僅根據(jù)蓄電池輸出功率極限B_LimPow或僅根據(jù)前電動發(fā)電機12的前F_GEN中的發(fā)電量操縱后電動發(fā)電機14的情況相反，在適宜地操作主蓄電池15和前電動發(fā)電機12的同時，不用增加主蓄電池15的尺寸即可充分地增加后電動發(fā)電機14的輸出功率。
除針對上述實施例的有關(guān)用于設(shè)定后驅(qū)動指令R_PowCmd的操作的上述描述之外，下面將描述用于設(shè)定被施加于后電動發(fā)電機14的能量回收指令的操作。在這種情況下，取代蓄電池輸出功率極限B_LimPow，可根據(jù)例如蓄電池的SOC、蓄電池的溫度TBAT、主蓄電池15的端子之間的電壓VBAT計算作為可充入到主蓄電池15中的電力的蓄電池輸入功率極限B_LimPin(步驟T01)。而且，取代上述實施例中的前輸出功率F_POWER，可根據(jù)來自于前動力驅(qū)動單元16的輸出電流計算作為通過前電動發(fā)電機12的能量回收操作的發(fā)電量的前F_GEN中的發(fā)電量(步驟T02)。
可將通過將輔助輸出功率DV_POWER加上通過從蓄電池輸入功率極限B_LimPin減去前F_GEN中的發(fā)電量而獲得的數(shù)值而獲得的計算值設(shè)定為被施加于后電動發(fā)電機14的能量回收操作的能量回收極限(步驟T03)，并且可將施加于后電動發(fā)電機14的能量回收操作的能量回收指令(例如根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)等設(shè)定(步驟T04))與能量回收極限中的較小值設(shè)定為施加于后電動發(fā)電機14的能量回收操作的能量回收極限(步驟T05)。
當(dāng)設(shè)定施加于后電動發(fā)電機14的能量回收操作的能量回收指令時，以及當(dāng)根據(jù)前輸出功率F_POWER而不是前F_GEN中的發(fā)電量設(shè)定能量回收極限時，可將通過將輔助輸出功率DV_POWER加上通過將前輸出功率F_POWER與蓄電池輸入功率極限B_LimPin相加所獲得的數(shù)值所獲得的計算值設(shè)定為應(yīng)用于后電動發(fā)電機14的能量回收操作的能量回收極限。
工業(yè)實用性依照本發(fā)明的用于混合動力汽車的功率控制設(shè)備，與其中僅使用可從電能儲存裝置排放出的電力或由第一電動發(fā)電機產(chǎn)生的電力而操作第二電動發(fā)電機的情況相比較，在沒有增加所述電能儲存裝置的尺寸的情況下，第二電動發(fā)電機的輸出功率可更大。
而且，可在功率估算方式下操作第二電動發(fā)電機，同時優(yōu)選地在例如防止電能儲存裝置被過量放電并防止第一電動發(fā)電機接收過度的發(fā)電指令這樣一種方式下操作電能儲存裝置和第一電動發(fā)電機。
依照本發(fā)明的另一個用于混合動力汽車的功率控制設(shè)備，至少從第二電能儲存裝置排放出的電力可由電能儲存裝置補充，同時，可在適宜地操作電能儲存裝置和第一電動發(fā)電機的同時增加第二電動發(fā)電機的輸出功率。
依照本發(fā)明的另一個用于混合動力汽車的功率控制設(shè)備，可通過可從電能儲存裝置排放出的電力和由第一電動發(fā)電機產(chǎn)生的電力提供第二電動發(fā)電機的輸出功率和從第二電能儲存裝置排放出的電力。
依照本發(fā)明的再一個用于混合動力汽車的功率控制設(shè)備，當(dāng)檢測出電能儲存裝置的退化時，可通過由第一電動發(fā)電機產(chǎn)生的電力確保用于第二電動發(fā)電機的輸出功率指令。
依照本發(fā)明的又一個用于混合動力汽車的功率控制設(shè)備，當(dāng)檢測出電能儲存裝置的退化時，可通過由第一電動發(fā)電機產(chǎn)生的電力確保從第二電能儲存裝置排放出的電力以及用于第二電動發(fā)電機的輸出功率指令。
依照本發(fā)明的另外一個用于混合動力汽車的功率控制設(shè)備，與其中僅根據(jù)可充入到電能儲存裝置中的電力或根據(jù)被供應(yīng)到第一電動發(fā)電機的電力以回收能量的方式操作第二電動發(fā)電機的情況相比較，在沒有增加所述電能儲存裝置的尺寸的情況下，來自第二電動發(fā)電機的回收能量可更大。
而且，可在回收能量的方式下操作第二電動發(fā)電機，同時優(yōu)選地在例如防止電能儲存裝置被過度充電并防止第一電動發(fā)電機被供以過度的電力這樣一種方式下操作電能儲存裝置和第一電動發(fā)電機。
依照本發(fā)明的另一個用于混合動力汽車的功率控制設(shè)備，可通過來自第二電動發(fā)電機的回收能量提供從第二電能儲存裝置排放出的電力；因此，在適宜地操作電能儲存裝置和第一電動發(fā)電機的同時時，可增加來自第二電動發(fā)電機的回收能量。
權(quán)利要求
1.一種用于混合動力汽車的功率控制設(shè)備，包括用于驅(qū)動前輪或后輪的內(nèi)燃機；與所述內(nèi)燃機的輸出軸相連接的第一電動發(fā)電機；與前輪和后輪中的另一個相連接的第二電動發(fā)電機；用于從第一和第二電動發(fā)電機中接收能量并且將能量輸送到第一和第二電動發(fā)電機的電能儲存裝置；以及與內(nèi)燃機、第一和第二電動發(fā)電機以及電能儲存裝置可操作地連接的控制單元，所述控制單元包括用于計算可從電能儲存裝置排放出的電力的放電量計算部分；用于計算由第一電動發(fā)電機產(chǎn)生的電力或用于計算被供應(yīng)到第一電動發(fā)電機的電力的電力計算部分；用于計算用于第二電動發(fā)電機的動力估算操作的輸出功率指令的輸出功率指令計算部分；以及輸出功率極限部分，所述輸出功率極限部分適于計算可從電能儲存裝置排放出的電力與由第一電動發(fā)電機產(chǎn)生的電力的總和或者可從電能儲存裝置排放出的電力與被供應(yīng)到第一電動發(fā)電機的電力之間的差異，以便將所述總和或差異的大小與用于第二電動發(fā)電機的輸出功率指令的大小相比較，并且將所述總和或差異和用于第二電動發(fā)電機的輸出功率指令中較小的那個設(shè)定為第二電動發(fā)電機的新的輸出功率指令。
2.依照權(quán)利要求1所述的用于混合動力汽車的功率控制設(shè)備，還包括第二電能儲存裝置，其不同于所述電能儲存裝置并且被可操作地連接于控制單元，其中，所述控制單元還包括用于計算從第二電能儲存裝置排放出的電力的第二放電量計算部分，以及放電量計算部分適于將通過下述方式獲得的計算值設(shè)定為新的可從電能儲存裝置排放出的電力，即，所述方式為，從可從電能儲存裝置排放出的電力中減去從第二電能儲存裝置排放出的電力。
3.依照權(quán)利要求1所述的用于混合動力汽車的功率控制設(shè)備，還包括第二電能儲存裝置，其不同于所述電能儲存裝置，并且被可操作地連接于控制單元，其中，所述控制單元還包括用于計算從第二電能儲存裝置排放出的電力的第二放電量計算部分以及發(fā)電指令計算部分，所述發(fā)電指令計算部分適于通過將可從電能儲存裝置排放出的電力減去用于第二電動發(fā)電機的輸出功率指令和從第二電能儲存裝置排放出的電力而獲得計算值，并且適于當(dāng)該計算值為負(fù)時將計算值的絕對值設(shè)定為用于第一電動發(fā)電機的發(fā)電操作的發(fā)電指令。
4.依照權(quán)利要求1所述的用于混合動力汽車的功率控制設(shè)備，還包括用于確定電能儲存裝置是否已退化的退化檢測裝置，其中，控制單元還包括用于以這樣一種方式設(shè)定用于第二電動發(fā)電機的輸出功率指令的輸出功率指令設(shè)定部分，所述方式即，當(dāng)電力計算部分正在計算由第一電動發(fā)電機產(chǎn)生的電力時，以及當(dāng)退化檢測裝置檢測出電能儲存裝置的退化時，將由電力計算部分計算的第一電動發(fā)電機所產(chǎn)生的電力設(shè)定為用于第二電動發(fā)電機的輸出功率指令。
5.依照權(quán)利要求4所述的用于混合動力汽車的功率控制設(shè)備，還包括第二電能儲存裝置，其不同于所述電能儲存裝置，并且被可操作地連接于控制單元，其中，所述控制單元還包括用于計算從第二電能儲存裝置排放出的電力的第二放電量計算部分，以及輸出功率指令設(shè)定部分適于將通過下述方式獲得的計算值設(shè)定為用于第二電動發(fā)電機的輸出功率指令，即，所述方式為，從由電力計算部分計算的通過第一電動發(fā)電機產(chǎn)生的電力中減去從第二電能儲存裝置排放出的電力。
6.一種用于混合動力汽車的功率控制設(shè)備，包括用于驅(qū)動前輪或后輪的內(nèi)燃機；與所述內(nèi)燃機的輸出軸相連接的第一電動發(fā)電機；與前輪和后輪中的另一個相連接的第二電動發(fā)電機；從第一和第二電動發(fā)電機中接收能量并且將能量輸送到第一和第二電動發(fā)電機的電能儲存裝置；以及與內(nèi)燃機、第一和第二電動發(fā)電機以及電能儲存裝置可操作地連接的控制單元，所述控制單元包括用于計算可充入到電能儲存裝置中的電力的充電量計算部分；用于計算由第一電動發(fā)電機產(chǎn)生的電力或用于計算被供應(yīng)到第一電動發(fā)電機的電力的電力計算部分；用于計算用于第二電動發(fā)電機的回收能量式操作的回收能量指令的回收能量指令計算部分；以及回收極限部分，所述回收極限部分適于計算可充入到電能儲存裝置中的電力與被供應(yīng)到第一電動發(fā)電機的電力的總和或者可充入到電能儲存裝置中的電力與由第一電動發(fā)電機產(chǎn)生的電力之間的差異，以便將所述總和或差異的大小與用于第二電動發(fā)電機的回收能量指令的大小相比較，并且將所述總和或差異和用于第二電動發(fā)電機的回收能量指令中較小的那個設(shè)定為用于第二電動發(fā)電機的新的回收能量指令。
7.依照權(quán)利要求6所述的用于混合動力汽車的功率控制設(shè)備，還包括第二電能儲存裝置，其不同于所述電能儲存裝置，并且被可操作地連接于控制單元，其中，所述控制單元還包括用于計算從第二電能儲存裝置排放出的電力的第二放電量計算部分，以及充電量計算部分適于將通過下述方式獲得的計算值設(shè)定為新的可從電能儲存裝置排放出的電力，即，該方式為，將從第二電能儲存裝置排放出的電力加上可充入到電能儲存裝置中的電力。
全文摘要
用于混合動力汽車(1)的功率控制設(shè)備，所述混合動力汽車包括與前輪(WL)相連接的內(nèi)燃機(11)、前電動發(fā)電機(12)和及變速器(13)，以及通過后差動齒輪箱(DR)與后輪(WR)相連接的后電動發(fā)電機(14)。通過從蓄電池輸出功率極限B_LimPow中減去前輸出功率F_POWER和輔助輸出功率DV_POWER所獲得的計算值設(shè)定為后輸出功率極限R_LimPow。將后驅(qū)動指令R_PowCmd(根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)所設(shè)定的)與后輸出功率極限R_LimPow中的較小值設(shè)定為新的后驅(qū)動指令R_PowCmd。因此，在不用增加主蓄電池(15)的尺寸的情況下可獲得期望的發(fā)動機輸出功率。
文檔編號F02D29/02GK1684850SQ03823300
公開日2005年10月19日 申請日期2003年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月2日
發(fā)明者多多良裕介, 齋藤修, 押田修司, 長谷部哲也 申請人:本田技研工業(yè)株式會社