CN105835868B - 驱动控制装置 - Google Patents

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Abstract

提供能向车载装置和马达稳定地供电的驱动控制装置。在控制车辆(1)的驱动使得车辆(1)在马达(24)的动力的辅助下行驶的驱动控制装置(10)中，具有：主电池(21)，其向车辆(1)的车载装置(13)供电；副电池(22)，其向马达(24)供电；控制部(31)，其执行辅助控制，该辅助控制为通过马达(24)的动力辅助车辆(1)行驶；以及检测主电池(21)和副电池(22)的充电量的充电量检测部(32)，控制部(31)在通过充电量检测部(32)检测到的主电池(21)的充电量为规定值(Jm)以下时，限制辅助控制的执行。

Description

驱动控制装置
技术领域
本发明涉及控制车辆的驱动使得通过马达的动力辅助车辆的 行驶的驱动控制装置。
背景技术
以往，作为这种驱动控制装置，在专利文献1中提出了如下驱 动控制装置：在通过马达的动力辅助车辆的行驶的混合动力车辆 中，在向马达供电的电池的充电量小于规定的下限值的情况下，禁 止执行马达的辅助。该驱动控制装置在电池的充电量少时禁止辅助的执行以实现电池的保护，并且在车辆启动时抑制油门踏板的过度 踩下，改善了燃料消耗经济性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005－325804号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，专利文献1记载的驱动控制装置当应用于具有向车载装 置供电的主电池和向马达供电的副电池这2种电池的混合动力车辆 时，作为电池的保护而言是不充分的。具体地，在将专利文献1记 载的驱动控制装置应用于混合动力车辆的情况下，驱动控制装置仅 基于向马达供电的副电池的充电量决定辅助控制的禁止。在该驱动 控制装置的辅助控制的执行中，不向主电池进行充电，所以有如下 不良情况：主电池成为过放电状态，有可能不向车载装置供电。
本发明是为了解决如上问题而完成的，其所要解决的问题在于 提供能向车载装置和马达稳定地供电的驱动控制装置。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明是驱动控制装置，其控制车辆的驱动、使得上述车辆在马达动力的辅助下行驶，上述驱动控制装置具 有：第1电池，其向上述车辆的车载装置供电；第2电池，其向上述 马达供电；以及控制部，其执行辅助控制，所述辅助控制为通过上述马达的动力辅助上述车辆行驶，上述控制部在上述第1电池的充 电量为规定值以下时，通过停止上述第2电池向上述马达的供电， 限制上述辅助控制的执行。
发明效果
根据本发明，能提供向车载装置和马达稳定地提供电力的驱动 控制装置。
附图说明
图1是表示安装有本发明的实施方式的驱动控制装置的车辆的 构成的概略构成图。
图2是表示根据本发明的实施方式的驱动控制装置的辅助控制 的电负载求出辅助间隔的执行时间的映射的坐标图。
图3是表示本发明的实施方式的驱动控制装置的辅助控制的处 理的流程图。
图4是表示根据本发明的实施方式的其他方式的驱动控制装置 的辅助控制的主电池的SOC求出辅助间隔的执行时间的映射的坐 标图。
图5是表示本发明的实施方式的其他方式的驱动控制装置的辅 助控制的处理的流程图。
附图标记说明
1：车辆
10：驱动控制装置
11：发动机
12：动力传递机构
13：车载装置
14：差速器
15L：左驱动轴
15R：右驱动轴
16L：左驱动轮
16R：右驱动轮
21：主电池(第1电池)
22：副电池(第2电池)
23：发电机
24：马达
25：ECU(驱动控制装置)
26、27：逆变器
31：控制部(驱动控制装置)
32：充电量检测部
33：电力供应停止部
34：电负载检测部
35：车辆行驶判定部
36：充电量传感器
37：电负载传感器
38：车轮速度传感器
Jm：主电池的规定值(第1电池的规定值)
Js：副电池的规定值(第2电池的规定值)
e：电负载
具体实施方式
以下参照图1至图3，以安装于车辆1的实施方式的驱动控制装 置10来说明本发明的驱动控制装置。
首先说明构成。
如图1所示，本实施方式的车辆1由包含驱动控制装置10、发动 机11、连结到发动机11并传递动力的动力传递机构12、以及车载装 置13的混合动力车辆构成。车辆1还包含连结到动力传递机构12的 差速器14、左驱动轴15L、右驱动轴15R、左驱动轮16L以及右驱动轮16R。
从动力传递机构12输出的动力通过差速器14从左驱动轴15L 传递到左驱动轮16L，并且从右驱动轴15R传递到右驱动轮16R。
车辆1可以是包括前置引擎前置驱动的所谓的FF车，也可以是 包括前置引擎后置驱动的所谓的FR车，还可以是全时四轮驱动 (4WD)等的四轮驱动车。
车辆1可以是将从发动机11输出的动力用于发电、将后述的马 达24用于左驱动轴15L和右驱动轴15R的驱动和再生的串联式混合 动力车辆，也可以是将后述的发电机23、马达24以及发动机11用作 动力源的并联式混合动力车辆。
另外，车辆1也可以是将从发动机11输出的动力通过动力分割 机构分割即拆分(split)并分配给发电机23、左驱动轮16L以及右 驱动轮16R的驱动、或者将从发动机11和马达24输出的动力合成的 拆分型混合动力。
驱动控制装置10包含作为第1电池的主电池21、作为第2电池的 副电池22、发电机23、马达24、电子控制单元(ECU：Electronic Control Unit)25、以及逆变器26、27。
本实施方式的主电池21、副电池22以及ECU25构成本发明的驱 动控制装置。
驱动控制装置10执行由发动机11和马达24中的至少任一方驱 动车辆1的控制，并且执行通过马达24辅助车辆1的行驶的辅助控 制。
主电池21连接到车辆1的车载装置13，包括铅蓄电池、锂离子 蓄电池等能放电和充电的二次电池。主电池21在通常行驶中向车载 装置13供电。主电池21通过逆变器26与发电机23连接，用从发电机 23输出的电力充电。主电池21的端子电压是较低电压，例如，端子电压是12V程度。
副电池22通过未图示的DC－DC转换器等转换电压的转换器 与车辆1的车载装置13连接，并且通过逆变器27与马达24连接。副 电池22通过逆变器27与发电机23连接，用从发电机23输出的电力充 电。
副电池22包含向车载装置13和马达24供电的镍氢电池、锂离子 电池等能进行放电和充电的二次电池。副电池22的端子电压是较高 电压，例如根据马达24的各种因素而不同，端子电压是10V～15V 程度。
发电机23与发动机11连结，通过发动机11的动力发电，对与发 电机23连接的主电池21和副电池22充电。发电机23包括如下电动发 电机(MG)：其不仅具有发电机的功能，而且一并具有成为使车辆 1行驶的驱动源的电动机的功能。在该情况下，发电机23连接到动力传递机构12，从发电机23输出的动力通过动力传递机构12传递到 左驱动轮16L和右驱动轮16R。
马达24包括如下电动发电机(MG)：其一并具有成为使车辆1 行驶的驱动源的电动机的功能和通过发电对副电池22充电的发电 机的功能。马达24连接到副电池22，通过被供应从副电池22输出的 电力而被驱动，并且用从马达24输出的电力对副电池22充电。
马达24连接到动力传递机构12，从马达24输出的动力通过动力 传递机构12传递到左驱动轮16L和右驱动轮16R。另外，马达24与 ECU25连接，通过ECU25控制驱动。此外，马达24可以仅具有电动 机的功能。
ECU25包括微型电子计算机，该微型电子计算机具备CPU (Central ProcessingUnit：中央处理单元)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(Read OnlyMemory：只读存储 器)、闪存、输入口、输出口以及网络模块。
ECU25基于存储于ROM内的数据、程序执行运算处理。在输 出口连接有发动机11、动力传递机构12、马达24以及逆变器26、27， 输出ECU25的控制信号。另外，在ECU25的输入口连接有充电量传 感器36和电负载传感器37，各传感器的检测信息通过输入口发送到CPU。
ECU25分别构成控制部31、充电量检测部32、电力供应停止部 33、电负载检测部34以及车辆行驶判定部35。ECU25起到控制部31、 充电量检测部32、电力供应停止部33、电负载检测部34以及车辆行 驶判定部35各部的各功能。
上述各部可以通过网络(CAN：Controller Area Network)通 信连接。本实施方式的控制部31构成控制车辆1的驱动的本发明的 驱动控制装置。
此外，ECU25也可以具备：怠速停止控制部，其基于规定的条 件自动停止发动机11；以及发动机重新启动控制部，其使停止的发 动机11重新启动。
控制部31以通过充电量检测部32检测到的主电池21的充电量 为规定值Jm以下为条件限制辅助控制的执行。
此外，在车辆1行驶中或停车中发动机11没有工作时，与发动 机11连结的发电机23也不工作，不从发电机23对主电池21和副电池 22充电，主电池21和副电池22均会成为过放电的状态。
在此，所谓“辅助控制”在本实施方式中是指：在车辆1行驶中 时，用从马达24输出的动力辅助发动机11的工作，即进行辅助的控 制。另外，所谓“限制执行”是指如下情况：禁止辅助的执行；以及 调整在交替地重复辅助的执行和停止辅助的执行时的后述的辅助 间隔的执行时间。在停止辅助的执行的期间不从副电池22进行放 电，所以可防止副电池22的充电量的减少。另外，在停止辅助的执 行的期间能从发电机23对主电池21或副电池22充电，可防止主电池 21和副电池22的过放电。
有时在如下情况下需要本实施方式中的辅助控制：例如在车辆 1在行驶中减速时，从提高燃料消耗经济性的观点出发进行了停止 对发动机11的燃料供应的燃料切断。当进行燃料切断时，发动机11 变成发生发动机制动的状态，发动机转速下降。
当在进行了燃料切断的状态下发动机转速下降时，有发生发动 机失速的可能。因此，在进行了燃料切断的状态下，如果用从马达 24输出的动力辅助发动机11，则能提高燃料消耗经济性并且防止发 动机失速的发生。
此外，辅助控制不限于上述的情况，在其他情况下也可进行。 例如，在车辆1在行驶中或停车中的情况下从发动机11停止的状态 重新启动发动机11时有时也需要辅助控制。在发动机11重新启动 时，为了顺利启动和提高燃料消耗经济性，在直至发动机转速到达 规定转速、供应燃料的期间执行用从马达24输出的动力启动发动机 11的辅助控制。
控制部31以如下情况为条件限制辅助控制的执行：通过充电量 检测部32检测到的主电池21的充电量为规定值Jm以下，或者通过充 电量检测部32检测到的副电池22的充电量为规定值Js以下。
控制部31进一步以如下情况为条件停止辅助控制的执行：通过 充电量检测部32检测到的主电池21的充电量为规定值Jm以下，并且 通过充电量检测部32检测到的副电池22的充电量为规定值Js以下。
控制部31通过利用电力供应停止部33停止从副电池22向马达 24的电力供应，从而能限制辅助的执行。
另外，在控制部31中，通过电负载检测部34检测到的电负载e (A)越大，越缩短从副电池22向马达24供电的时间(ms)，由此 限制辅助控制的执行。
具体地，如图2所示，电负载e越大，与通常时相比越延长辅助 间隔的执行时间(ms)。在此，辅助间隔的执行时间是指停止从副 电池22对马达24的电力供应的期间。此外，在辅助控制的执行中实 施辅助间隔的情况下，在通常时是2sec至5sec程度的停止期间。在该期间内，能停止从马达24向动力传递机构12输出动力而辅助发动 机11的辅助控制的执行，能抑制副电池22的充电量的减少。而且， 能通过发电机23执行向主电池21的充电，能防止主电池21的过放 电。
即，在该辅助间隔中马达24不工作，所以可抑制表示副电池22 的当前的充电状态(SOC：State Of Charge)的所谓的当前的剩余 电量(％)的充电量的减少，并且也可以抑制主电池21的SOC(％) 的充电量的减少。
充电量检测部32基于通过充电量传感器36检测到的检测信息， 检测主电池21或副电池22中的任一方的充电状态作为充电量SOC (％)，将其输出到控制部31。
电力供应停止部33根据控制部31禁止辅助控制或限制辅助控 制的执行，将逆变器27断开，由此停止从副电池22对马达24供应的 电力。
电负载检测部34基于通过电负载传感器37检测到的检测信息， 检测施加于主电池21的电负载e，将其输出到控制部31。
车辆行驶判定部35基于通过车轮速度传感器38检测到的检测 信息，判定车辆1是否行驶，将其输出到控制部31。
充电量传感器36与主电池21和副电池22连接，包括检测从上述 中的任一方流出或向其流入的电流(A)的电流传感器、检测主电 池21或副电池22中的任一方的端子电压(V)的电压传感器等传感 器。充电量传感器36将检测到的检测信息输出到ECU25。
电负载传感器37与车载装置13连接，包括检测车载装置13的电 负载e(A)的未图示的电流传感器等传感器。电负载传感器37将检 测到的检测信息输出到ECU25。
如图1所示，车轮速度传感器38检测右驱动轮16R的旋转速度 (rpm)。车轮速度传感器38包括如下设备：例如，其多极磁化的磁 铁伴随右驱动轮16R的旋转而旋转，用非接触的MR元件将磁通的变 化转换为电阻的变化并输出脉冲波。
此外，车轮速度传感器38在图1所示的本实施方式中设于右驱 动轮16R，但是也可以设于其他的车轮，还可以设于多个车轮。另 外，也可以用根据左驱动轴15L、右驱动轴15R等驱动轴的旋转速 度(rpm)检测车速(km/h)的车速传感器取代车轮速度传感器 38。
充电量的规定值Jm、规定值Js或辅助间隔的执行时间的长短根 据车辆类型、发动机的各种因素而不同，是基于经验值、数据而设 定的合适值，可适当选择。
逆变器26包括至少将从发电机23输出的交流电转换为直流电 而供应给主电池21的转换器。逆变器26与ECU25连接，通过ECU25 控制驱动。
逆变器27包括至少将从副电池22输出的直流电转换为直流电 而供应给马达24的转换器。逆变器27与逆变器26同样，与ECU25连 接，通过ECU25控制驱动。
发动机11包括例如进行包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程以 及排气冲程的一连串的4冲程的4循环汽油发动机、柴油发动机等公 知的内燃机。发动机11可以是以未图示的曲柄轴的轴线朝向车辆1 的车宽方向的方式安装于车身的横置发动机，也可以是以曲柄轴的 轴线朝向车辆1的前后方向的方式安装于车身的纵置发动机。
动力传递机构12包括与发动机11、马达24以及差速器14连结、 进行发动机11和马达的动力分割、合成的行星齿轮机构等传递机 构。动力传递机构12与ECU25连接，通过ECU25的控制驱动车辆1。 此外，动力传递机构12也可以是行星齿轮机构以外的其他结构，例 如可以是具有转矩转换器的自动变速器。
车载装置13安装于车辆1，包括用从主电池21供应的电力进行 动作的各种装置，例如包括音响装置、导航装置、空调装置、计量 仪器类的显示装置和前大灯等照明装置。通过车载装置13进行动 作，对主电池21施加电负载e。
接着，参照图3对本实施方式的ECU25中的辅助控制的处理进 行说明。以下说明的辅助控制在ECU25中探测到未图示的点火开关 开启时以规定的时间间隔重复执行。
首先，ECU25取得从车轮速度传感器38输出的检测信息，通过 车辆行驶判定部35判定车辆1是否在行驶中(步骤S1)。在判定为车 辆1不在行驶中的情况下，以规定时间间隔重复进行判定直至车辆1 变为行驶中为止。
接着，在ECU25判定为车辆1在行驶中的情况下，判定辅助许 可条件是否成立(步骤S2)。所谓辅助许可条件是指是否能许可执 行马达24的辅助的条件。控制部31许可辅助的执行需要多个条件全 部满足。
具体地，作为辅助许可条件可列举如下情况：以车辆1在行驶 中为前提(步骤S1)，通过充电量检测部32检测到的主电池21的充 电量大于规定值Jm的情况(A1)和通过充电量检测部32检测到的 副电池22的充电量大于规定值Js的情况(A2)。由此，在主电池21 或副电池22中的任一方的充电量为规定值以下的情况下，禁止辅助 的执行，辅助控制的执行被限制。
另外，作为辅助许可条件可列举如下情况：动力传递机构12 中的齿轮位置处于D范围的情况(A3)；通过未图示的温度传感器 检测到的发动机11的冷却水的温度(℃)在规定的允许范围内的情 况(A4)；以及通过未图示的温度传感器检测到的马达24的温度(℃)在规定的允许范围内的(A5)。
而且，作为辅助许可条件可列举如下情况：通过ECU25控制的 发动机11处于规定的状态的情况(A6)；通过ECU25控制的动力传 递机构12处于规定的状态的情况(A7)；车辆1没有发生故障的情况 (A8)；以及从执行完在执行辅助的判定紧前面进行的本次辅助控 制起经过了作为辅助间隔的执行时间而设定的规定时间(sec)的 情况(A9)。
ECU25在通过控制部31判断为上述的A1至A9的全部条件成立 的情况下判定为辅助许可条件成立，通过控制部31使马达24执行辅 助。此外，A1至A9的各条件根据车辆类型、发动机各种因素而不 同，是基于经验值、数据设定的合适条件，可适当选择。
接着，ECU25以辅助许可条件成立为前提，进一步对是否可以 实际实施辅助控制的辅助实施条件是否成立进行判定(步骤S3)。 具体地，作为辅助实施条件，可列举辅助许可条件的成立持续一定 时间的情况。是否持续一定时间用ECU25内的定时器监视。
ECU25在判定为辅助实施条件成立的情况下，通过电负载检测 部34取得从电负载传感器37输出的电负载e的检测信息(步骤S4)， 通过图2的映射根据电负载e算出辅助间隔的时间(步骤S5)。
接着，ECU25将算出的辅助间隔的时间设定为辅助间隔的执行 时间(步骤S6)。然后，ECU25基于所设定的辅助间隔的执行时间， 通过逆变器27从副电池22向马达24供电，在规定时间的期间执行辅 助(步骤S7)，当辅助的执行结束时，使处理返回步骤S1，根据车 辆1是否在行驶中的判定重复处理。
ECU25在步骤S2中判定为辅助许可条件不成立的情况下，限制 辅助控制的执行，即禁止辅助控制的执行，使处理返回步骤S1，在 步骤S3中判定为辅助实施条件不成立的情况下，限制辅助控制的执 行，即禁止辅助控制的执行，使处理返回步骤S1。
本实施方式的驱动控制装置10因为如以上说明地那样构成，所 以可得到下面的效果。
本实施方式的驱动控制装置10具有主电池21、副电池22、 ECU25的控制部31以及充电量检测部32，控制部31构成为：以通过 充电量检测部32检测到的主电池21的充电量为规定值Jm以下为条 件，限制辅助控制的执行。
由此，本实施方式的驱动控制装置10以通过充电量检测部32 检测到的主电池21的充电量为规定值Jm以下为条件，而且以通过充 电量检测部32检测到的副电池的充电量为规定值Js以下为条件，限 制辅助控制的执行，所以能防止主电池21和副电池22成为过放电。 因此，能从主电池21和副电池22向车载装置13稳定地供电。
而且，本实施方式的驱动控制装置10能从副电池22向马达24 稳定地供电。其结果是，本实施方式的驱动控制装置10能执行稳定 的辅助，能稳定地驱动车辆1。
另外，本实施方式的驱动控制装置10具有停止从副电池22向马 达24的电力供应的电力供应停止部33。控制部31通过电力供应停止 部33停止从副电池22向马达24的电力供应，由此限制辅助控制的执 行。
由此，在停止辅助控制的执行中或限制辅助控制的执行中，能 从发电机23向主电池21或副电池22进行充电，所以能防止主电池21 和副电池22成为过放电。因此，能从副电池22向马达24稳定地供电。
另外，本实施方式的驱动控制装置10具有检测车载装置13的电 负载的电负载检测部34。在控制部31中，通过电负载检测部34检测 到的电负载e越大，与通常时相比越缩短从副电池22向马达24供电 的时间，与通常时相比延长辅助间隔的执行时间。由此，控制部31 限制辅助控制的执行。
根据本实施方式的驱动控制装置10，电负载e越大，与通常时 相比越延长不从副电池22向马达24供电的辅助间隔的执行时间，所 以能抑制副电池22的SOC的减少，能从副电池22向马达24稳定地供 电。而且，能增加从发电机23向主电池21充电的机会，能防止主电 池21的过放电。
本实施方式的驱动控制装置10考虑了主电池21的SOC的下降 程度根据车载装置13的电负载的大小而不同的关系，根据电负载的 大小调整为缩短执行辅助控制的期间。由此，从发电机23向主电池 21充电的机会增加，所以能向车载装置13稳定地供电。
此外，在本实施方式中，虽然根据车载装置13的电负载的大小 改变辅助间隔的执行时间，但是也可以根据主电池21的SOC改变辅 助间隔的执行时间。
具体地，如图4所示，主电池21的SOC越大，越缩短辅助间隔 的执行时间。通过这样，能根据主电池21的剩余电量控制辅助实施 时间，能在不过度地限制辅助控制的情况下防止主电池21和副电池 22的过放电。
参照图5对这种实施方式的其他方式的ECU25中的辅助控制的 处理进行说明。在ECU25中探测到未图示的点火开关开启时以规定 时间间隔重复执行以下说明的辅助控制。
首先，ECU25与上述的实施方式同样，通过车辆行驶判定部35 判定车辆1是否在行驶中(步骤S1)。在判定为车辆1不在行驶中的 情况下，以规定的时间间隔重复进行判定直至车辆1变为行驶中。
接着，ECU25在判定为车辆1在行驶中的情况下，根据上述的 A1至A9的全部条件是否成立，判定辅助许可条件是否成立(步骤 S2)。
接着，ECU25以辅助许可条件成立为前提，与上述的实施方式 同样，进一步判定辅助实施条件是否成立(步骤S3)。
ECU25在判定为辅助实施条件成立的情况下，取得从充电量传 感器36输出的主电池21的检测信息，通过充电量检测部32检测主电 池21的SOC(％)(步骤S14)。ECU25通过图4的映射根据主电池21 的SOC算出辅助间隔的时间(步骤S15)。
接着，ECU25将算出的辅助间隔的时间设定为辅助间隔的执行 时间(步骤S16)。ECU25基于所设定的辅助间隔的执行时间，通过 逆变器27从副电池22向马达24供电，在规定时间的期间执行辅助 (步骤S7)，当辅助的执行结束时，使处理返回步骤S1，根据车辆1是否在行驶中的判定重复处理。
ECU25在步骤S2中判定为辅助许可条件不成立的情况下限制 辅助控制的执行，即禁止辅助控制的执行，使处理返回步骤S1。 ECU25在步骤S3中判定为辅助实施条件不成立的情况下限制辅助 控制的执行，即禁止辅助控制的执行，使处理返回步骤S1。
虽然公开了本发明的实施方式，但是应明白本领域技术人员可 在不脱离本发明的范围的情况下施加变更。意图将所有的这样的修 改和等价物包含于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种驱动控制装置，其控制车辆的驱动、使得上述车辆在马达动力的辅助下行驶，其特征在于，具有：
第1电池，其向上述车辆的车载装置供电；
第2电池，其向上述马达供电；以及
控制部，其执行辅助控制，所述辅助控制为通过上述马达的动力辅助上述车辆行驶，
上述控制部在上述第1电池的充电量为规定值以下时，通过停止上述第2电池向上述马达的供电，限制上述辅助控制的执行。
2.一种驱动控制装置，其控制车辆的驱动、使得上述车辆在马达动力的辅助下行驶，其特征在于，具有：
第1电池，其向上述车辆的车载装置供电；
第2电池，其向上述马达供电；以及
控制部，其执行辅助控制，所述辅助控制为通过上述马达的动力辅助上述车辆行驶，
上述控制部在上述第1电池的充电量为规定值以下时，施加于上述第1电池的电负载越大，上述控制部将使上述第2电池向上述马达供电的时间缩得越短，用以限制上述辅助控制的执行。
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