CN104859641B - 混合动力车辆及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及混合动力车辆及其控制方法。一种混合动力车辆设置有发动机、第一电动发电机、行星齿轮机构、第二电动发电机、电池、感测电池的电压和剩余电量的电池状态感测单元、感测上坡坡度的坡度传感器、加速器踏板踏压量传感器以及控制器。当混合动力车辆倒退行驶并且电池在电池的电压等于或低于第一阈值或电池的剩余电量等于或低于第二阈值时，根据上坡坡度和加速器踏板踏压量来设定发动机的最低转速。

Description

混合动力车辆及其控制方法
优先权信息
本申请要求2014年2月21日提交的日本专利申请No.2014-032330的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及一种混合动力车辆的构型和该混合动力车辆的控制方法。
背景技术
近来，普遍使用组合了发动机和电动发电机的混合动力车辆。这种混合动力车辆通常使用包括行星齿轮机构和第二电动发电机的车辆驱动***，所述行星齿轮机构将从发动机传递的动力分配给第一电动发电机和车辆驱动轴，所述第二电动发电机将动力传递到车辆驱动轴。由于行星齿轮机构不能使车辆驱动轴沿与发动机的旋转方向相反的反方向旋转，所以具有这种车辆驱动***的混合动力车辆通过使与车辆驱动轴连接的第二电动发电机沿反方向旋转来执行倒退行驶。
由于第二电动发电机利用来自电池的电力驱动，所以当电池的剩余电量不足时，通过在由发动机驱动第一电动发电机以使用发电电力对电池充电的同时使第二电动发电机沿反方向旋转来执行倒退行驶。提出了一种通过针对越低的电池剩余电量设定越高的发动机转速而在倒退行驶时产生充足的电力以对电池充电的方法。(例如，JP 2004-56922A。)
此外，提出了一种控制发动机和电动发电机的方法，其中，当在利用来自发动机的动力对电池充电的同时倒退行驶时，针对坡度小的上坡路分配较高的充电电力，而针对坡度大的上坡路分配较低的充电电力。在该方法中，从发动机传输根据所分配的充电电力要求的功率，以使得要求转矩传递到驱动轴。(例如，JP 2010-195255 A。)
还提出了用于通过利用第一电动发电机驱动发动机来增加第二电动发电机在反方向上的驱动转矩的方法(例如，JP 2011-218827 A)。
然而，在JP 2004-56922 A中公开的常规方法中，当电池电压或电池的剩余电量由于例如低温而下降时，驾驶性能恶化，因为不论驾驶者的意图如何发动机转速都变高。此外，由于针对越低的电池电压或电池剩余电量而使发动机维持在越高的转速，所以发生混合动力车辆的***效率恶化而导致可行驶距离变短的问题。
在JP 2010-195255 A中公开的常规控制方法中，当上坡路的坡度大、要求高输出时，能对电池充电的电力减小。因此，当在坡度大的上坡路上倒退行驶时，存在这样的问题：因为第二电动发电机的驱动力由于电池的剩余电量的下降而下降，所以驾驶性能由于加速不足而恶化。JP 2011-218827 A中公开的常规方法存在这样一个问题：由于在利用第一发电机驱动发动机的同时第二电动发电机的驱动转矩增加，所以能量损失变大且混合动力车辆的***效率恶化。
发明内容
本发明的目的是在不降低倒退行驶时的驾驶性能的情况下提高混合动力车辆的***效率。
根据本发明的混合动力车辆包括：发动机；第一电动发电机；动力分配机构，所述动力分配机构将从所述发动机传递的动力分配给所述第一电动发电机和车辆驱动轴；第二电动发电机，所述第二电动发电机向所述车辆驱动轴传递动力；可充放电的电池，所述电池向/从所述第一电动发电机和所述第二电动发电机传输电力；电池状态感测单元，所述电池状态感测单元感测所述电池的电压和剩余电量；坡度传感器，所述坡度传感器感测在行驶方向上的上坡坡度；加速器踏板踏压量感测单元，所述加速器踏板踏压量感测单元感测加速器踏板踏压量；和控制器，所述控制器控制所述发动机的转速，其中，所述控制器包括第一发动机转速设定单元，在所述混合动力车辆由于使用所述第二电动发电机驱动所述车辆驱动轴而倒退行驶并且所述电池在所述电池的电压等于或低于第一阈值或所述电池的剩余电量等于或低于第二阈值的情况下通过利用所述发动机驱动所述第一电动发电机而被充电时，所述第一发动机转速设定单元根据以下参数来设定所述发动机的最低转速：由所述坡度传感器感测到的在行驶方向上的上坡坡度；和由所述加速器踏板踏压量感测单元感测到的加速器踏板踏压量。
优选而言，在根据本发明的混合动力车辆中，所述第一发动机转速设定单元针对越大的在行驶方向上的上坡坡度和越大的加速器踏板踏压量而设定越高的所述发动机的最低转速。
优选而言，在根据本发明的混合动力车辆中，所述控制器还包括：电力输出能力计算单元，所述电力输出能力计算单元根据由所述电池状态感测单元感测到的所述电池的电压或剩余电量来计算所述电池的电力输出能力；和第二发动机转速设定单元，在所述混合动力车辆通过利用所述第二电动发电机驱动所述车辆驱动轴而倒退行驶并且其中所述第一电动发电机由所述发动机驱动以在所述电池的电压高于比所述第一阈值高的第三阈值或所述电池的剩余电量高于比所述第二阈值高的第四阈值的情况下向所述电池供给电力时，所述第二发动机转速设定单元根据以下参数来设定所述发动机的最低转速：由所述坡度传感器感测到的在行驶方向上的上坡坡度；由所述加速器踏板踏压量感测单元感测到的加速器踏板踏压量；和由所述电力输出能力计算单元计算出的电力输出能力。
优选而言，在根据本发明的混合动力车辆中，所述第二发动机转速设定单元针对越大的在行驶方向上的上坡坡度和越大的加速器踏板踏压量而设定越高的所述发动机的最低转速，并且所述第二发动机转速设定单元针对越大的所述电池的电力输出能力而设定越低的所述发动机的最低转速。
根据本发明的混合动力车辆，包括：发动机；第一电动发电机；动力分配机构，所述动力分配机构将从所述发动机传递的动力分配给所述第一电动发电机和车辆驱动轴；第二电动发电机，所述第二电动发电机向所述车辆驱动轴传递动力；可充放电的电池，所述电池向/从所述第一电动发电机和所述第二电动发电机传输电力；电池状态感测单元，所述电池状态感测单元感测所述电池的电压和剩余电量；坡度传感器，所述坡度传感器感测在行驶方向上的上坡坡度；加速器踏板踏压量感测单元，所述加速器踏板踏压量感测单元感测加速器踏板踏压量；和控制器，所述控制器包括CPU并且控制所述发动机的转速，其中，所述CPU执行第一发动机转速设定程序，在所述混合动力车辆由于利用所述第二电动发电机驱动所述车辆驱动轴而倒退行驶并且所述电池在所述电池的电压等于或低于第一阈值或所述电池的剩余电量等于或低于第二阈值的情况下通过利用所述发动机驱动所述第一电动发电机而被充电时，所述第一发动机转速设定程序根据以下参数来设定所述发动机的最低转速：由所述坡度传感器感测到的在行驶方向上的上坡坡度；和由所述加速器踏板踏压量感测单元感测到的加速器踏板踏压量。
在根据本发明的用于控制混合动力车辆的方法中，所述混合动力车辆包括：发动机；第一电动发电机；动力分配机构，所述动力分配机构将从所述发动机传递的动力分配给所述第一电动发电机和车辆驱动轴；第二电动发电机，所述第二电动发电机向所述车辆驱动轴传递动力；可充放电的电池，所述电池向/从所述第一电动发电机和所述第二电动发电机传输电力；电池状态感测单元，所述电池状态感测单元感测所述电池的电压和剩余电量；坡度传感器，所述坡度传感器感测在行驶方向上的上坡坡度；和加速器踏板踏压量感测单元，所述加速器踏板踏压量感测单元感测加速器踏板踏压量，并且在所述混合动力车辆由于通过所述第二电动发电机驱动所述车辆驱动轴而倒退行驶并且所述电池在所述电池的电压等于或低于第一阈值或所述电池的剩余电量等于或低于第二阈值的情况下通过利用所述发动机驱动所述第一电动发电机而被充电时，根据以下参数来设定所述发动机的最低转速：由所述坡度传感器感测到的在行驶方向上的上坡坡度；和由所述加速器踏板踏压量感测单元感测到的加速器踏板踏压量。
本发明实现了在不使倒退行驶时的驾驶性能恶化的情况下提高混合动力车辆的***效率的优点。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的混合动力车辆***的构型的***图。
图2是根据本发明的混合动力车辆在倒退行驶时的共线图。
图3是示出根据本发明的混合动力车辆的动作的流程图。
图4是在根据本发明的混合动力车辆中将最低发动机转速关于上坡坡度、加速器踏板的踏压量和电池的电力输出能力(Wout)图谱化的曲线图。
图5A是示出发动机直行转矩Tr与发动机转速的关系的曲线图。
图5B是示出第二电动发电机的输出转矩Tm与发动机转速的关系的曲线图。
图5C是示出车辆驱动转矩Tt与发动机转速的关系的曲线图。
具体实施方式
下面参考附图说明根据本发明的实施例。如图1所示，根据本发明的实施例的混合动力车辆设置有发动机22、用作经由减振器28与曲轴26(发动机22的输出轴)连接的动力分配机构的三轴式行星齿轮机构30、与行星齿轮机构30连接的第一电动发电机(MG1)51、装设在与行星齿轮机构30连接的齿圈轴32a(车辆驱动轴)上的减速齿轮36、与减速齿轮35连接的第二电动发电机(MG2)52、为可充放电的二次电池的电池50和控制器70。
行星齿轮机构30包括外齿太阳齿轮31、与太阳齿轮31同心地定位的内齿齿圈32、与太阳齿轮31和齿圈32啮合的两个以上小齿轮33和保持小齿轮33以使得小齿轮33能自转和公转的行星架34。行星齿轮机构30构造成利用太阳齿轮31、齿圈32和行星架34作为可旋转元件来履行差动作用。发动机22的曲轴26连结在行星齿轮机构30的行星架34上，第一电动发电机51连结在太阳齿轮31上，且齿圈轴32a(车辆驱动轴)连结在齿圈32上。当第一电动发电机51用作发电机时，行星齿轮机构30根据传动比向太阳齿轮31和齿圈32分配经行星架34传递的来自发动机22的动力。当第一电动发电机51用作电动机时，行星齿轮机构30将经行星架34传递的来自发动机22的动力和经太阳齿轮31传递的来自第一电动发电机51的动力组合并将组合后的动力传递到齿圈32。传递到齿圈32的动力从齿圈轴32a经由齿轮机构60和差动齿轮62进一步传递到车辆的驱动轮63a、63b。
第二电动发电机52的旋转轴48经由减速齿轮35连接到齿圈轴32a(车辆驱动轴)，使得第二电动发电机52的动力经由减速齿轮35、齿圈轴32a、齿轮机构60和差动齿轮62与来自发动机22的动力和来自第一电动发电机51的动力一起传递到车辆的驱动轮63a、63b。
减速齿轮35被构造为包括外齿太阳齿轮36、与太阳齿轮36同心地定位的内齿齿圈37、与太阳齿轮36和齿圈37啮合的两个以上小齿轮38以及将小齿轮38保持成使得小齿轮38能自转和公转的行星架39的齿轮机构。第二电动发电机52的旋转轴48连结在减速齿轮35的太阳齿轮36上，并且齿圈轴32a(车辆驱动轴)连结在齿圈37上。由于减速齿轮35的行星架39不可旋转地固定在外壳上，所以减速齿轮35针对太阳齿轮36与齿圈37之间的传动比降低第二电动发电机52的旋转轴48的转速。
第一和第二电动发电机51、52中的每一者都被构造为能作为发电机并且还能作为电动机被驱动以使得第一和第二电动发电机51、52经由第一逆变器(INV(1))41和第二逆变器(INV(2))42向/从电池50传输电力。升压变换器53连接在电池50与第一和第二逆变器41、42之间以使电池50的电压升压并将升压后的电压供给至第一和第二逆变器41、42。电池与感测电池50的电压、输出电流、温度和剩余电量的电池状态感测单元55连接。电池状态感测单元55包括传感器，各传感器感测电池50的电压、电流和温度。电池状态感测单元55构造成向控制器70输出感测到的电压、电流和温度，基于感测到的电压、输出电流和温度来计算电池50的剩余电量，并输出所获得的数据。应该指出的是，电池状态感测单元55可构造成以控制器70基于来自传感器的表示电池50的电压、输出电流和温度的相应信号而在内部执行处理这样的方式来计算电池50的剩余电量。
控制器70是设置有执行计算和信号处理的CPU 71、存储处理程序的ROM 72和临时存储数据的RAM 73的计算机。还设置了电力输出能力计算程序76以响应于发动机的最低转速的设定而基于电池50的电压或剩余电量来计算来自电池50的电力(输出能力Wout)。CPU71执行第一和第二发动机转速设定程序74、75和电力输出能力计算程序76。控制器70经由输入端口接收来自点火开关80的点火信号、来自感测变速杆81的操作位置的变速位置传感器82的变速位置信号、来自感测加速器踏板83的踏压量的加速器踏板踏压量传感器84(加速器踏板踏压量感测单元)的信号、来自感测制动踏板85的踏压量的制动踏板踏压量传感器86的信号、来自车速传感器88的车速信号和来自坡度传感器89的在车辆行驶方向上的上坡坡度信号。此外，发动机22、逆变器41、42和升压变换器53各者与控制器70连接成使得这些元件根据来自控制器70的指令而被驱动。连结在发动机22上的旋转变压器24以及分别连结在第一和第二电动发电机51、52上的旋转变压器43、44两者都与控制器70连接并且构造成使得指示发动机22的转速和电动发电机51、52的转子位置的各信号被输入至控制器70。
下面参考图2说明用于在倒退行驶时驱动具有上述构型的混合动力车辆100的基本动作。如图2中用线a所示，控制器70停止发动机22(通过将发动机22的转速Ne设定为零)，并通过将转速Nm设定为Nm0并且将输出转矩设定为Tm0来利用从电池50供给的电力使第二电动发电机52沿反方向旋转。该输出转矩Tm0作为车辆驱动转矩Tt传递到齿圈轴32a(车辆驱动轴)以使驱动轮63a、63b沿反方向旋转。因此，这种情况下，在反方向上的车辆驱动转矩Tt可以表示为Tt＝Tm0。此时，第一电动发电机51如图2中用线a所示以转速Ns0怠速运转。
接下来，下面描述发动机22在利用第一电动发电机51发电并使用该发电电力对电池50充电的同时在倒退行驶期间旋转时的基本动作。控制器70使第二电动发电机52以设定为Nm0的转速和设定为Tm0的输出转矩沿反方向旋转。控制器70起动发动机22，并且如图2中用线b所示将发动机22的转速Ne设定为Ne1并将输出转矩Te设定为Te1。由于第二电动发电机52的转速Nm为Nm0(反方向)且发动机转速Ne为Ne1(正方向)，所以第一电动发电机51的转速Ns如图2中用线b所示变成Ns1(正方向)。来自发动机22的输出转矩Te1由行星齿轮机构30(动力分配机构)分配给使第一电动发电机51的旋转轴49沿正方向旋转的转矩Ts1和经由齿圈37使第二电动发电机52的旋转轴48沿正方向旋转的发动机直行转矩Tr1。
转矩Ts1与发动机直行转矩Tr1之间的发动机输出转矩Te1的分配比率由行星齿轮机构30中太阳齿轮31的齿数与齿圈32的齿数的比率ρ决定。可以通过下式获得太阳齿轮31的齿数与齿圈32的齿数的比率ρ：
ρ＝(太阳齿轮31的齿数)/(齿圈32的齿数)...(式1)
Ts1＝ρ/(1+ρ)×Te1...(式2)
Tr1＝1/(1+ρ)×Te1...(式3)
转矩Ts1用于使第一电动发电机51的旋转轴49沿正方向旋转以驱动作为发电机的第一电动发电机51。发动机直行转矩Tr1沿正方向施加至第二电动发电机52的旋转轴48。因此，从第二电动发电机52传递至齿圈轴32a(车辆驱动轴)的在反方向上的车辆驱动转矩Tt可以表达为Tt＝(Tm0-Tr1)。因而，当在倒退行驶期间使发动机22旋转以通过第一电动发电机51发电时，从第二电动发电机52传递到车辆驱动轴的转矩与第二电动发电机52的输出转矩Tm0相比减小了发动机直行转矩的量。
相比而言，由于在通过驱动作为发电机的第一电动发电机51而发电时获得的发电电力(kW)与通过将转速乘以转矩而获得的功率(N*m/s)成比例，为了获得等量的发电电力或电池50的充电电力，可以通过设定较高的第一电动发电机51的转速Ns来减小转矩Ts。如上式(2)和(3)所示，减小分配给第一电动发电机51的转矩Ts1相当于减小发动机的输出转矩Te1。结果，分配给第二电动发电机52的在正方向上的发动机直行转矩Tr也减小。换言之，如图2中用线c所示，当第一电动发电机51的转速Ns被设定为比线b上的Ns1高的Ns2并且转矩Ts被设定为比线b上的Ts1低的Ts2(在线c上)时，图2中用轮廓箭头示出的发动机直行转矩Tr可以被设定为比Tr1低的Tr2。如上所述，由于在倒退行驶期间当第一电动发电机51由发动机22驱动时车辆驱动转矩Tt变成(Tm-Tr)，所以当在发动机22的转速Ne升高而发动机直行转矩Tr减小时，车辆驱动转矩Tt(Tm-Tr)针对发动机直行转矩Tr的减小量而增大得越高。因此，在发电的同时倒退行驶期间，能在发动机22的转速Ne被设定得越高时以越低的第二电动发电机52的输出转矩Tm实现同样的倒退行驶。
然而，由于在转速上升时发动机22的损失增加，所以在发动机22的转速被设定得过高时混合动力车辆100整体的***效率恶化。因此，本发明的目的是通过在通过利用混合动力车辆100的发动机22驱动第一电动发电机51发电的同时根据倒退行驶期间的行驶状态、电池的剩余电量等改变发动机22的最低转速来提高混合动力车辆100整体的***效率。
参考图2至5，下面说明根据本发明一个实施例的混合动力车辆100的动作，其中混合动力车辆100在通过利用发动机22驱动第一电动发电机51发电的同时倒退行驶。
如图3中的步骤S101中所示，控制器70接收来自图1所示的变速位置传感器82的变速位置信号、来自加速器踏板踏压量传感器84的加速器踏板踏压量信号和来自坡度传感器的在行驶方向上的上坡坡度信号。控制器70还接收来自电池状态感测单元55的指示电池50的电压、输出电流、温度和剩余电量的信号。如步骤S102中所示，控制器70基于例如变速位置是否处于倒退位置和加速器踏板踏压量是否超过预定值来判定混合动力车辆100是否在倒退行驶(在倒退方向上负荷运转)。当控制器70判定为混合动力车辆100在倒退行驶时，控制器70转至图3中的步骤S103。否则，控制器70返回图3中的步骤S101并继续监视变速位置、加速器踏板踏压量、在行驶方向上的上坡坡度以及电池的电压和剩余电量。
如图3中的步骤S103中所示，控制器70判定通过电池状态感测单元55感测到的电池50的电压是否等于或低于第一阈值，或电池50的剩余电量是否等于或低于第二阈值。当电池50的电压等于或低于第一阈值或电池50的剩余电量等于或低于第二阈值(例如，30％或40％)时，控制器70判定为电池50的电力输出能力(Wout)为零并返回图3中的步骤S104，在该步骤S104中控制器70执行图1所示的第一发动机转速设定程序74以设定发动机22的最低转速。如图3中的步骤S105所示，控制器70起动发动机22以驱动第一电动发电机51作为发电机运转，使得发电电力用于驱动第二电动发电机52以执行倒退行驶，同时以剩余电力对电池50充电。由于从第一电动发电机51供给至电池50的电力高于从电池50供给至第二电动发电机52的电力，所以电池50被充电。
通过参照存储在ROM 72中的图4所示的图谱化曲线图，控制器70以下述方式执行图1所示的第一发动机转速设定程序74。图4所示的图谱图根据混合动力车辆100行驶于其上的上坡的坡度角θ、加速器踏板踏压量和电池的电力输出能力(Wout)而规定发动机最低转速NL。在图4中，NL0是发动机22的最低转速，例如怠速转速。如图4所示，发动机22的发动机最低转速NL在反方向上的上坡坡度角θ越大时被设定得越高。发动机最低转速NL还在由驾驶者施加的加速器踏板踏压量(换言之，驾驶者要求的转矩)越大时被设定得越高。在加速器踏板踏压量相同的情况下，发动机22的最低转速NL对于电池50的越高的电力输出能力(Wout)而言在图4所示的阴影区域内被设定得越低，而发动机22的最低转速NL对于电池50的越低的电力输出能力(Wout)而言在图4所示的阴影区域内被设定得越高。由于电池50的电力输出能力(Wout)在电池50的电压等于或低于第一阈值或电池50的剩余电量等于或低于第二阈值时变成零，所以发动机22的发动机最低转速NL被设定为由阴影区域限定的范围的顶部处的实线d或e、f。
例如，当控制器70在图3中的步骤S103中判定为电池50的电压等于或低于第一阈值或电池50的剩余电量等于或低于第二阈值时，混合动力车辆100正在其上倒退行驶的上坡路的坡度角θ为图4所示的θ1，并且驾驶者的加速器踏板踏压量低，发动机最低转速NL根据图4所示的图谱化曲线图中的线d而被设定为NL1。当混合动力车辆100正在其上倒退行驶的上坡路的坡度角θ为图4所示的θ1并且驾驶者的加速器踏板踏压量处于中等程度时，发动机最低转速NL根据图4中的图谱化曲线图中的线e而被设定为NL2。当混合动力车辆100正在其上倒退行驶的上坡路的坡度角θ为代表更陡峭的上坡路的θ2并且驾驶者的加速器踏板踏压量低时，发动机最低转速NL根据图4中的图谱化曲线图中的线d而被设定为NL2。
当发动机最低转速NL在混合动力车辆100正在其上倒退行驶的上坡路的坡度角θ被设定为图4所示的θ1且加速器踏板踏压量低的情况下根据图4中的图谱化曲线图中的线d而被设定为NL1时，发动机直行转矩Tr被设定为比在未设定发动机最低转速NL的情况下应用的Tr1低的Tr3，如图5A-5C所示。当第二电动发电机52的输出转矩Tm0恒定时，传递到齿圈轴32a的车辆驱动转矩Tt(Tm-Tr)的绝对值与在未设定发动机最低转速NL时应用的车辆驱动转矩Tt(Tm-Tr1)的绝对值相比增大(Tm0-Tm3)。结果，更大的沿反方向的驱动力能传递到齿圈轴32a(车辆驱动轴)。
当混合动力车辆100正在其上倒退行驶的上坡路的坡度角θ与前面的示例中一样为图4所示的θ1并且驾驶者的加速器踏板踏压量处于中等程度时，发动机最低转速NL根据图4中的图谱化曲线图中的线e而被设定为NL2。换言之，在上坡坡度相同的情况下，针对驾驶者通过大力踏压加速器踏板(试图使混合动力车辆100加速)而要求的较高驱动力比针对加速器踏板的较低踏压量设定较高的发动机22的发动机最低转速NL，使得发动机22以等于或高于NL2的转速被驱动。这种情况下，如图5A-5C所示，发动机直行转矩Tr变成比在发动机最低转速NL被设定为NL1时应用的Tr3低的Tr4。传递到齿圈轴32a(车辆驱动轴)的车辆驱动转矩Tr(Tm-Tr)变成绝对值比(Tm0-Tr3)大的(Tm0-Tr4)，从而引起更大的沿反方向的驱动力传递到齿圈轴32a(车辆驱动轴)。
如上所述，根据本发明的实施例，由于针对越大的驾驶者通过加速器踏板的踏压所要求的驱动转矩而设定越高的发动机22的发动机最低转速NL从而引起越高的传递至齿圈轴32a(车辆驱动轴)的车辆驱动转矩Tt，所以能在驾驶者的驾驶舒适性、发动机22的转速和驱动力的大小之间进行平衡。结果，能提高在倒退上坡行驶时的驾驶性能。此外，在本发明的实施例中，由于发动机22的发动机最低转速NL基于图4所示的图谱化曲线图被按需设定得较高，所以发动机22并非始终高速运转，并且因而能提高混合动力车辆100的***效率，从而使续航距离更长。
如上所述，当第一电动发电机51由发动机22驱动作为发电机运转并且发电电力用于对电池50充电时，电池50的电压或剩余电量上升。如图3中的步骤S106所示，当由电池状态感测单元55感测到的电池50的电压不超过高于第一阈值的第三阈值或电池50的剩余电量不超过高于第二阈值的第四阈值(例如，50％或60％)时，控制器70返回图3中的步骤S104，以通过借助于参照图4所示的图谱化曲线图通过第一发动机转速设定程序74设定发动机22的最低转速来继续对电池50充电。
相比而言，当判定为由电池状态感测单元55感测到的电池50的电压超过第三阈值或电池50的剩余电量超过第四阈值时，控制器70判定为电池50被充电至能够输出电力的程度，并转至图3中的步骤S107，以通过执行图1所示的电力输出能力计算程序76来计算电池的电力输出能力(Wout)。
控制器70将例如根据电池50的剩余电量和温度而规定电池50的电力输出能力(Wout)的图谱或根据电池50的电压、输出电流和温度而规定电池50的电力输出能力(Wout)的图谱存储在ROM中，使得控制器70根据这些图谱以及从电池状态感测单元55输入的电池50的剩余电量和温度或电池50的电压、输出电流和温度来计算电池50的电力输出能力(Wout)。
接下来，如图3中的步骤S108中所示，控制器70执行图1所示的第二发动机转速设定程序75，并如图3中的步骤S109中所示开始电池50的输出。控制器70通过用发动机22驱动第一电动发电机51作为发电机运转以利用发电电力和电池50的电力输出(Wout)驱动第二电动发电机52来执行倒退行驶。此时，从第一电动发电机51供给至电池50的电力比从电池50供给至第二电动发电机52的电力低电池50的电力输出(Wout)的量。因此，虽然电池50接收电力，但电池50未被充电并且剩余电量下降输出电力的量。此外，发动机22的输出与第一发动机转速设定程序74正被执行时相比减小。
控制器70根据在图3中的步骤S107中提前计算出的电力输出能力(Wout)来选择图4中的阴影区域内的线，并基于所选择的线来设定发动机22的最低转速NL(虽然在图4中的阴影区域内示出一根虚线作为示例并且省略了其它线，但基于电力输出能力(Wout)的大小应该可获得两根以上的线)。例如，对于越大的Wout，发动机22的最低转速如图4中的线d’、e’或f’所示被设定得越低，而对于越大的Wout，发动机22的最低转速NL如线d、e和f所示被设定得越高。此外，控制器70针对电池50的输出电力(Wout)的量而将第一电动发电机51的发电电力设定为比在执行第一发动机转速设定程序74的情况下低，并且根据发电电力来降低发动机22的输出。如上所述，当电池50的电力能用于驱动第二电动发电机52时，控制器70设定较低的发动机22的最低转速以减小发电电力，使得通过使发动机22在最高可能的效率的运转点运转，能有利地提高混合动力车辆100整体的***效率。
如图3中的步骤S110中所示，控制器70在电池50的电压不小于或等于第一阈值或电池50的剩余电量不小于或等于第二阈值时判定为电池50能够输出电力，并且返回图3中的步骤S107以计算电力输出能力(Wout)并通过执行第二发动机转速设定程序75来继续倒退行驶。
如上所述，在执行第二发动机转速设定程序75时，电池50的剩余电量下降。控制器70根据电池50的剩余电量的下降来重新计算电力输出能力(Wout)。控制器70如在图4所示的阴影区域内的线d、e或f那样针对越低的剩余电量而设定越高的发动机22的最低转速NL以补偿由于电池50的剩余电量的下降而引起的电池50的电力输出能力(Wout)的下降，并设定越高的发动机22的输出。
如图3中的步骤S110中所示，控制器70在电池50的电压在第一阈值以下或电池50的剩余电量在第二阈值以下时判定为电池50的电流输出能力(Wout)已下降为零，并转至图3中的步骤S111以判定混合动力车辆100是否继续倒退行驶。当混合动力车辆100继续倒退行驶时，控制器70返回图3所示的步骤S104以执行图1中所示的第一发动机转速设定程序74，从而重设发动机22的最低转速以对电池50再充电。相比而言，例如，在图3中的步骤S111中当变速位置未处于倒退位置而是处于前进位置或空档位置时，混合动力车辆100判定为倒退行驶已完成并结束倒退行驶控制。
如上所述，根据按本发明实施例的混合动力车辆100，针对驾驶者通过对加速器踏板的踏压所要求的越大的驱动转矩而设定越高的发动机22的最低转速NL。因而，传递至齿圈轴32a(车辆驱动轴)的车辆驱动转矩Tt变得更高，从而实现驾驶者的驾驶舒适性、发动机22的转速和驱动力大小之间的更大平衡。因此，能提高倒退行驶时的驾驶性能。此外，由于发动机22的较高的最低转速NL是根据图4所示的图谱设定的，所以发动机22并未始终高速运转。除该优点外，由于发动机22的最低转速根据电池50的电力输出能力(Wout)而降低，所以能有效地提高混合动力车辆100在倒退上坡行驶时的***效率，从而使续航距离更长。
本发明并不限于上述各实施例。在权利要求中限定的本发明的技术范围或本质内的各种变更和修改均视为被包含在本发明内。

Claims (2)

1.一种混合动力车辆，包括：
发动机；
第一电动发电机；
动力分配机构，所述动力分配机构将从所述发动机传递的动力分配给所述第一电动发电机和车辆驱动轴；
第二电动发电机，所述第二电动发电机向所述车辆驱动轴传递动力；
可充放电的电池，所述电池向/从所述第一电动发电机和所述第二电动发电机传输电力；
电池状态感测单元，所述电池状态感测单元感测所述电池的电压和剩余电量；
坡度传感器，所述坡度传感器感测在行驶方向上的上坡坡度；
加速器踏板踏压量感测单元，所述加速器踏板踏压量感测单元感测加速器踏板踏压量；和
控制器，所述控制器控制所述发动机的转速，
其中，在所述混合动力车辆由于使用所述第二电动发电机驱动所述车辆驱动轴而倒退行驶并且所述电池在所述电池的电压等于或低于第一阈值或所述电池的剩余电量等于或低于第二阈值的情况下通过利用所述发动机驱动所述第一电动发电机而被充电时，所述控制器针对越大的由所述坡度传感器感测到的在行驶方向上的上坡坡度和越大的由所述加速器踏板踏压量感测单元感测到的加速器踏板踏压量而设定越高的所述发动机的最低转速，使得从所述发动机传递到所述车辆驱动轴并且沿与所述车辆驱动轴的旋转方向相反的反方向作用的转矩减小。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中
所述控制器还包括电力输出能力计算单元，所述电力输出能力计算单元根据由所述电池状态感测单元感测到的所述电池的电压或剩余电量来计算所述电池的电力输出能力；并且
在所述混合动力车辆由于利用所述第二电动发电机驱动所述车辆驱动轴而倒退行驶并且所述第一电动发电机由所述发动机驱动以向所述电池供给电力且所述电池的电压高于比所述第一阈值高的第三阈值或所述电池的剩余电量高于比所述第二阈值高的第四阈值时，
所述控制器针对越大的由所述坡度传感器感测到的在行驶方向上的上坡坡度和越大的由所述加速器踏板踏压量感测单元感测到的加速器踏板踏压量而设定越高的所述发动机的最低转速，使得从所述发动机传递到所述车辆驱动轴并且沿与所述车辆驱动轴的旋转方向相反的反方向作用的转矩减小；并且
所述控制器针对越小的由所述电力输出能力计算单元计算出的电力输出能力而设定越高的所述发动机的最低转速，使得从所述发动机传递到所述车辆驱动轴并且沿与所述车辆驱动轴的旋转方向相反的反方向作用的转矩减小。
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