專利名稱：車輛的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛的控制裝置，特別是涉及可通過電動機產(chǎn)生的驅(qū)動力而行駛的車輛的控制裝置。
背景技術(shù)：
以往已知有利用來自發(fā)動機和電動機中的至少一個的驅(qū)動力而行駛的混合動力車。該混合動力車根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)等來靈活使用發(fā)動機和電動機。在這種混合動力車中，有即使在發(fā)動機的停止期間也想進行空氣調(diào)節(jié)的需要。
日本專利申請?zhí)亻_平9-76740號公報公開了可在發(fā)動機的停止中進行制冷的混合動力車。在特開平9-76740號公報所記載的混合動力車中包括使用燃料的驅(qū)動機(發(fā)動機)、行駛用的電池、通過充在電池中的電能來驅(qū)動電動機的電動機驅(qū)動裝置、以及通過行駛用的電池的電能而驅(qū)動的制冷裝置。
根據(jù)所述公報中記載的混合動力車，制冷裝置利用行駛用的電池的電能而驅(qū)動。因此，即使在發(fā)動機的停止中也能夠進行制冷。
然而，在混合動力車中，也通過燃燒燃料來驅(qū)動發(fā)動機，因而也同樣會排出排放氣體，從而需要用于凈化該排放氣體的催化劑。此外，為使所述催化劑發(fā)揮凈化排放氣體的作用，需要充分加熱該催化劑，例如在長時間停止后起動發(fā)動機時，就需要進行用于提高催化劑溫度的暖機。在催化劑暖機期間對發(fā)動機進行控制，以排出暖機過程中的催化劑可凈化的范圍內(nèi)的排放氣體。此時發(fā)動機產(chǎn)生的驅(qū)動力不被用于車輛的行駛中，車輛利用由電池供電的電動機所產(chǎn)生的驅(qū)動力來行駛。
但是，在特開平9-76740號公報所記載的混合動力車中，由于在發(fā)動機的停止中驅(qū)動制冷裝置，從而會消耗電池的電能。因而擔(dān)心電池的剩余容量小于利用電動機使車輛行駛所需的剩余容量。若電池的剩余容量小于利用電動機使車輛行駛所需的剩余容量，則即使在催化劑的暖機當(dāng)中，也必需驅(qū)動發(fā)動機，以輸出使車輛行駛所需的輸出。從而存在這樣的問題，即可能會排出超過暖機中的催化劑能力的量的排放氣體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種防止了超過暖機中的催化劑能力的量的排放氣體被排出的車輛的控制裝置。
此外，本發(fā)明的目的在于提供一種駕駛員可掌握車輛的狀態(tài)的車輛的控制裝置。
本發(fā)明涉及的車輛的控制裝置是一種安裝了產(chǎn)生驅(qū)動力的電動機、向所述電動機供電的蓄電機構(gòu)、以及凈化隨著車輛驅(qū)動力的產(chǎn)生而排出的氣體的催化劑的車輛的控制裝置。該控制裝置包括判別部，判別是否需要進行催化劑的暖機；和控制部，當(dāng)判別出需要進行催化劑的暖機時，基于下述預(yù)定的條件控制通過所述蓄電機構(gòu)的供電而運行的輔機，所述預(yù)定的條件與能否保證車輛通過所述蓄電機構(gòu)的供電而行駛時的排氣性能有關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)判別出需要進行催化劑的暖機時，基于與能否保證車輛通過蓄電機構(gòu)的供電而行駛時的排氣性能有關(guān)的預(yù)定的條件，控制通過蓄電機構(gòu)的供電而運行的輔機。例如，當(dāng)不滿足蓄電機構(gòu)的剩余容量大于預(yù)定的剩余容量的條件時，空調(diào)裝置的運行被禁止。由此，可抑制出現(xiàn)蓄電機構(gòu)的剩余容量在催化劑的暖機期間小于通過電動機使車輛行駛所需的剩余容量的情況。因此，在催化劑的暖機期間，可利用電動機產(chǎn)生的驅(qū)動力來使車輛行駛。從而，例如，如果是安裝了發(fā)動機、電動機以及蓄電機構(gòu)的混合動力車，則在催化劑的暖機期間，能夠抑制為使車輛行駛而消耗發(fā)動機輸出的情況。因而，在催化劑的暖機期間，能夠抑制由于使發(fā)動機驅(qū)動而產(chǎn)生的氣體(排放氣體)的量。此外，如果是安裝了燃料電池、改性器、以及用于凈化利用改性器提取氫時所產(chǎn)生的氣體(尤其是CO)的催化劑的混合動力車，則在催化劑的暖機期間，能夠抑制為車輛的行駛而消耗用燃料電池發(fā)電的電能的情況。因此，可抑制燃料電池的發(fā)電量，從而可抑制利用改性器提取的氫的量。進而，能夠抑制在提取氫時所產(chǎn)生的氣體(尤其是CO)的量。其結(jié)果是，不管在那種情況下，都能夠提供抑制了超過催化劑的凈化能力的量的排放氣體被排出的車輛的控制裝置。
優(yōu)選的是，預(yù)定的條件是蓄電機構(gòu)的剩余容量大于預(yù)定的剩余容量的條件，當(dāng)不滿足所述條件時，控制部禁止輔機的運行。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)不滿足蓄電機構(gòu)的剩余容量大于預(yù)定的剩余容量的條件時，空調(diào)裝置的運行被禁止。由此，可抑制出現(xiàn)蓄電機構(gòu)的剩余容量在催化劑的暖機期間變小到通過電動機使車輛行駛所需的剩余容量以下的情況。因此，在催化劑的暖機期間，可利用電動機產(chǎn)生的驅(qū)動力來使車輛行駛。從而，例如，如果是安裝了發(fā)動機、電動機以及蓄電機構(gòu)的混合動力車，則在催化劑的暖機期間，能夠抑制為車輛的行駛而消耗發(fā)動機的輸出的情況。因而，在催化劑的暖機期間，能夠抑制由于使發(fā)動機驅(qū)動而產(chǎn)生的氣體(排放氣體)的量。此外，如果是安裝了燃料電池、改性器、以及用于凈化利用改性器提取氫時所產(chǎn)生的氣體(尤其是CO)的催化劑的混合動力車，則在催化劑的暖機期間，能夠抑制為車輛的行駛而消耗用燃料電池發(fā)電的電能的情況。因此，可抑制燃料電池的發(fā)電量，從而可抑制利用改性器提取的氫的量。進而，能夠抑制在提取氫時所產(chǎn)生的氣體(尤其是CO)的量。
優(yōu)選的是，還包括報知部，當(dāng)輔機的運行被禁止時，將輔機的運行被禁止的情況報知給駕駛員。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)輔機的運行被禁止時，該情況被報告給乘員。由此，可提供一種使乘員能夠掌握車輛的狀態(tài)的車輛的控制裝置。
優(yōu)選的是，在車輛中安裝了產(chǎn)生驅(qū)動力的發(fā)動機，催化劑凈化從發(fā)動機排出的氣體。
根據(jù)本發(fā)明，在將發(fā)動機用作驅(qū)動力源的車輛中，可以防止超過暖機期間的催化劑凈化能力的量的排放氣體被排出。
輔機優(yōu)選為空調(diào)裝置。
根據(jù)本發(fā)明，在設(shè)有空調(diào)裝置的車輛中，可以防止超過暖機期間的催化劑凈化能力的量的氣體被排出。


圖1是示出混合動力車的構(gòu)成的控制框圖，該混合動力車安裝了本實施例涉及的控制裝置；圖2是示出由本實施例涉及的控制裝置的混合動力ECU執(zhí)行的程序的控制結(jié)構(gòu)的流程圖。
具體實施例方式
下面參考附圖來說明本發(fā)明的實施例。在下面的說明中，對于相同的部件標(biāo)注相同的標(biāo)號。它們的名稱和功能也相同。因而不重復(fù)對于它們的詳細說明。
參照圖1，對安裝了本發(fā)明的實施例中的控制裝置的車輛進行說明。該車輛包括發(fā)動機100、MG(motor generator電動發(fā)電機) (1)200、PCU(Power Contro1 Unit功率控制單元)300、電池400、MG(2)500、混合動力ECU(Electronic Contro1 Unit電子控制單元)600、A/C(空調(diào)器)ECU 700、以及A/C單元702。本發(fā)明的實施例涉及的控制裝置例如通過由混合動力ECU 600執(zhí)行的程序來實現(xiàn)。
在本實施例中，關(guān)于車輛，使用安裝了發(fā)動機100的混合動力車來進行說明，但也可以代替混合動力車而使用安裝了燃料電池的燃料電池汽車或電動汽車。
發(fā)動機100通過燃燒燃料和空氣的混合氣體來使曲軸(沒有圖示)旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生驅(qū)動力。由發(fā)動機100產(chǎn)生的驅(qū)動力通過動力分配機構(gòu)102被分配到兩個路徑上。一個路徑是通過減速器104而驅(qū)動車輪106的路徑。另一路徑是驅(qū)動MG(1)200來發(fā)電的路徑。
此外，發(fā)動機100上連接了用于排出因燃燒燃料而產(chǎn)生的排放氣體的排氣管。在該排氣管中設(shè)置了凈化排放氣體的催化劑108。該催化劑108是將碳氫化合物和一氧化碳氧化成二氧化碳和水，并還原氮氧化物的三元催化劑。為了使該催化劑108發(fā)揮凈化作用，需要充分加熱該催化劑108，例如在長時間停止后起動發(fā)動機100時，由于催化劑108的溫度低，因而需要進行用于提高溫度的暖機。在本實施例中，以催化劑溫度TC來判別是否需要進行催化劑108的暖機。
為此，在排氣管的靠近催化劑108的位置上設(shè)置了催化劑溫度傳感器602。該催化劑溫度傳感器602與混合動力ECU 600相連，將表示催化劑溫度TC的信號發(fā)送給混合動力ECU 600。當(dāng)催化劑溫度TC低于預(yù)定的溫度時，判別為需要進行催化劑108的暖機。
另外，對于是否需要進行催化劑108的暖機，例如也可以通過測量自點火開關(guān)(沒有圖示)被發(fā)動操作之后的經(jīng)過時間或發(fā)動機水溫、或者自系統(tǒng)開始運行之后的經(jīng)過時間來進行判別。
此外，雖然本實施例中的混合動力車具有發(fā)動機100和催化劑108，但也可以代替它們構(gòu)成為其他結(jié)構(gòu)，例如也可以具有燃料電池、改性器、以及催化劑，其中，所述催化劑凈化利用改性器提取氫時所產(chǎn)生的氣體(尤其是CO)。
MG(1)200通過由動力分配機構(gòu)102分配的發(fā)動機100的動力而驅(qū)動，從而進行發(fā)電。由MG(1)200發(fā)出的電能根據(jù)車輛的運轉(zhuǎn)狀態(tài)、或電池400的剩余容量(SOCState Of Charge，充電狀態(tài))的狀態(tài)而被靈活應(yīng)用。例如，當(dāng)正常行駛或急加速時，由MG(1)200發(fā)出的電能通過PCU 300被供應(yīng)給MG(2)500。
另一方面，當(dāng)電池400的SOC低于預(yù)定的值時，由MG(1)200發(fā)出的電能通過PCU 300的變換器302從交流電被變換為直流電，并通過變壓器304調(diào)整電壓，然后被儲存到電池400中。
電池400是通過串聯(lián)連接多個將多個單電池結(jié)合成一體的電池模塊而構(gòu)成的電池組。但是，也可以代替電池400而使用電容器。
MG(2)500是三相交流旋轉(zhuǎn)電機。MG(2)500通過電池400中儲存的電能和由MG(1)200發(fā)出的電能中的至少一方的電能而驅(qū)動。MG(2)500的驅(qū)動力通過減速器104而被傳遞到車輪106上。由此，MG(2)500輔助發(fā)動機100使車輛行駛，或者只通過來自MG(2)500的驅(qū)動力來使車輛行駛。
當(dāng)車輛的再生制動時，車輪106通過減速器104驅(qū)動MG(2)500，從而MG(2)500作為發(fā)電機而運行。由此，MG(2)500作為將制動能轉(zhuǎn)換為電能的再生制動器而運行。由MG(2)500發(fā)出的電能通過變換器302和變壓器304而被儲存到電池400中。
混合動力ECU 600基于催化劑溫度TC、車輛的運轉(zhuǎn)狀態(tài)、油門開度、油門開度的變化率、檔位、電池400的SOC以及溫度、存儲器中存儲的映象和程序等而進行運算處理。由此，混合動力ECU 600控制車輛上安裝的設(shè)備，以使車輛處于期望的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。
混合動力ECU 600在判別出催化劑溫度TC低于預(yù)定的溫度，需要進行催化劑108的暖機時，執(zhí)行暖機行駛，即起動發(fā)動機100，并利用發(fā)動機100排出的排放氣體對催化劑108進行暖機，同時以來自MG(2)500的驅(qū)動力使車輛行駛，其中所述MG(2)500由電池400供應(yīng)電能。
當(dāng)在混合動力車的行駛期間，電池40的SOC減少到X％(例如，40％)時，判別為無法從電池400向MG(2)500供應(yīng)電能的狀態(tài)。在此情況下，不從電池400向MG(2)500供應(yīng)電能，混合動力車僅通過發(fā)動機100的驅(qū)動力來行駛。此時，發(fā)動機100驅(qū)動MG(1)200，由MG(1)200發(fā)出的電能被儲存到電池400中。
混合動力ECU 600和A/C_ECU 700相連，從而可相互收發(fā)信號。此外，A/C_ECU 700與A/C單元702相連。A/C_ECU 700根據(jù)由車室內(nèi)溫度傳感器706檢測到的車室內(nèi)溫度以及由乘員操作的開關(guān)708的操作狀態(tài)，控制A/C單元702。從A/C單元702吹出由A/C_ECU 700設(shè)定的吹風(fēng)溫度的空氣。A/C_ECU 700基于車室內(nèi)溫度分級確定驅(qū)動A/C風(fēng)扇704的電壓。
此外，A/C_ECU 700計算在A/C單元702進行制冷運轉(zhuǎn)時被驅(qū)動的壓縮機800的轉(zhuǎn)速。由于計算壓縮機800的轉(zhuǎn)速的方法利用公知的技術(shù)即可，因此在這里不重復(fù)其詳細說明。
所計算出的壓縮機800的轉(zhuǎn)速從A/C_ECU 700發(fā)送給混合動力ECU600?；旌蟿恿CU 600控制與電池400相連的A/C變換器802，以使壓縮機800的轉(zhuǎn)速達到算出的轉(zhuǎn)速。壓縮機800通過A/C變換器802接收來自電池400的供電而驅(qū)動。壓縮機800驅(qū)動，壓縮制冷劑，從而A/C單元702進行制冷運轉(zhuǎn)。另外，也可以利用從電池400供應(yīng)的電能，而A/C單元702進行制熱運轉(zhuǎn)。
A/C單元702除了乘員從車室內(nèi)操作開關(guān)708的情況之外，在從車外操作了發(fā)信機900的情況下也能夠運轉(zhuǎn)。為了接收從發(fā)信機900發(fā)送的信號，在A/C_ECU 700上連接了接收機902。通過這些發(fā)信機900和接收機902，可進行在乘員進入車中之前進行制冷運轉(zhuǎn)或制熱運轉(zhuǎn)的預(yù)空調(diào)(プレ空調(diào))。
該預(yù)空調(diào)在不滿足預(yù)定的條件的情況下被禁止。當(dāng)預(yù)空調(diào)被禁止時，利用組合儀表(沒有圖示)內(nèi)的指示燈1000向乘員告知預(yù)空調(diào)被禁止。在此情況下，乘員進入車內(nèi)時可掌握預(yù)空調(diào)被禁止的情況。
告知預(yù)空調(diào)被禁止了的方法不限于此，除此之外也可以在控制面板上的顯示器或汽車導(dǎo)航儀的顯示器上顯示預(yù)空調(diào)被禁止。也可以用聲音來告知預(yù)空調(diào)被禁止。另外也可以通過點亮或熄滅設(shè)置在發(fā)信機900或接收機902的開關(guān)上的燈來進行。
關(guān)于本實施例涉及的車輛的控制系統(tǒng)中由混合動力ECU 600執(zhí)行的程序的控制結(jié)構(gòu)，參考圖2來進行說明。
在步驟(下面將步驟簡略為S)100中，混合動力ECU 600基于從A/C_ECU 700發(fā)送的信號，判別是否有預(yù)空調(diào)的運行請求。當(dāng)有預(yù)空調(diào)的運行請求時(在S100中為“是”)，處理轉(zhuǎn)入S102中。如果沒有(在S100中為“否”)，該處理就結(jié)束。
在S102中，混合動力ECU 600計算電池400的SOC。SOC根據(jù)電池400的充放電電流值的積分值而求出。關(guān)于SOC的計算方法可以使用公知的技術(shù)，因而這里不再重復(fù)詳細說明。
在S104中，混合動力ECU 600判別電池400的SOC是否大于Y％(例如，50％)。這里，Y％被設(shè)定為這樣的值即使在進行暖機行駛的期間電池400的SOC減小，在暖機結(jié)束的時刻，電池400的SOC也不會小于X％。具體來說Y％是，通過對混合動力車組合長時間停車、緩慢加速、急加速等各種運行模式進行實驗，而求出到暖機結(jié)束為止減少的電池400的SOC的減少量，并將此量加到電池400可供電的下限值(X％)上所得的值。當(dāng)電池400的SOC大于Y％時(在S104中為“是”)，處理轉(zhuǎn)入S106中。如果不是(在S104中為“否”)，處理轉(zhuǎn)入S108中。
在S106中，混合動力ECU 600允許預(yù)空調(diào)。此時，混合動力ECU600向A/C_ECU 700發(fā)送表示允許預(yù)空調(diào)的信號。由此，A/C_ECU 700控制A/C單元702，以運行預(yù)空調(diào)。
在S108中，混合動力ECU 600禁止預(yù)空調(diào)。此時，混合動力ECU600向A/C_ECU 700發(fā)送表示禁止預(yù)空調(diào)的信號。由此，A/C_ECU 700控制A/C單元702，以不進行或停止預(yù)空調(diào)。
在S110中，混合動力ECU 600使組合儀表(沒有圖示)內(nèi)的指示燈1000點亮，向乘員告知預(yù)空調(diào)被禁止。
下面說明本實施例涉及的控制裝置的混合動力ECU 600基于上述結(jié)構(gòu)及流程圖的操作。
當(dāng)在車輛系統(tǒng)處于停止當(dāng)中，操作發(fā)信機900從而請求了預(yù)空調(diào)的運行(在S100中為“是”)時，計算電池400的SOC(S102)，并判別SOC是否大于Y％(S104)。
當(dāng)電池400的SOC大于Y％時(在S104中為“是”)，允許預(yù)空調(diào)(S106)，將表示允許的信號發(fā)送到A/C ECU 700中。由此，對A/C單元702進行控制以運行預(yù)空調(diào)。
另一方面，在預(yù)空調(diào)的運行被請求(在S100中為“是”)時SOC已經(jīng)不滿足Y％(在S104為“否”)，或者SOC因預(yù)空調(diào)而減少到不滿足Y％(在S104為“否”)的場合，禁止預(yù)空調(diào)(S108)。
一旦預(yù)空調(diào)被禁止(S108)，指示燈1000就被點亮，從而將預(yù)空調(diào)被禁止的情況被告知給乘員(S110)。由此，乘員進入車內(nèi)之后可掌握到電池400的電能不足，預(yù)空調(diào)被禁止的情況。
如上所述，當(dāng)不滿足電池400的SOC大于進行暖機行駛所需的SOC的條件時，本實施例涉及的控制裝置的混合動力ECU禁止預(yù)空調(diào)的運行。由此，可抑制SOC的減少來保證進行暖機行駛所需的SOC。因此，在催化劑的暖機期間，無需為行駛而消耗發(fā)動機產(chǎn)生的驅(qū)動力，從而可將發(fā)動機產(chǎn)生的驅(qū)動力抑制為對催化劑進行暖機所需的輸出。其結(jié)果是，能夠抑制超過催化劑的凈化能力的量的排放氣體被排出。
需要暖機的催化劑還包括凈化從改性器排出的氣體的催化劑等，所述改性器將碳氫類燃料改性為氫氣，并將該氫氣供應(yīng)到發(fā)動機或燃料電池中。
此外，在上述的實施例中，是根據(jù)電池的SOC來確定可否進行預(yù)空調(diào)的運行的，但除了預(yù)空調(diào)之外，也可以根據(jù)電池的SOC來確定可否進行防盜報警裝置等輔助設(shè)備類的運行。
此外，在上述的實施例中，是由混合動力ECU確定可否進行預(yù)空調(diào)的運行的，但除此之外，也可以由A/C_ECU 700確定可否進行預(yù)空調(diào)的運行。
權(quán)利要求
1.一種車輛的控制裝置，其中，在所述車輛中安裝了產(chǎn)生驅(qū)動力的電動機、向所述電動機供電的蓄電機構(gòu)、以及對隨著車輛驅(qū)動力的產(chǎn)生而排出的氣體進行凈化的催化劑，所述控制裝置包括判別部，判別是否需要進行所述催化劑的暖機；和控制部，當(dāng)判別出需要進行所述催化劑的暖機時，基于預(yù)定的條件控制通過所述蓄電機構(gòu)的供電而運行的輔機，其中所述預(yù)定的條件與能否保證車輛通過所述蓄電機構(gòu)的供電而行駛時的排氣性能有關(guān)。
2.如權(quán)利要求1所述的車輛的控制裝置，其中所述預(yù)定的條件為所述蓄電機構(gòu)的剩余容量大于預(yù)定的剩余容量，當(dāng)不滿足所述條件時，所述控制部禁止所述輔機的運行。
3.如權(quán)利要求2所述的車輛的控制裝置，所述控制裝置還包括報知部，當(dāng)所述輔機的運行被禁止時，向駕駛員報知所述輔機的運行被禁止。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的車輛的控制裝置，其中，所述車輛中安裝有產(chǎn)生驅(qū)動力的發(fā)動機，所述催化劑凈化從所述發(fā)動機排出的氣體。
5.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的車輛的控制裝置，其中，所述輔機是空調(diào)裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種車輛的控制裝置，該控制裝置的混合動力ECU執(zhí)行包括下述步驟的程序當(dāng)有預(yù)空調(diào)的運行請求時，計算電池的SOC的步驟；當(dāng)不滿足SOC大于進行暖機行駛所需的SOC(Y％)的條件時，禁止預(yù)空調(diào)的步驟；以及向乘員告知預(yù)空調(diào)被禁止的步驟。
文檔編號B60L11/18GK101025104SQ200610007799
公開日2007年8月29日 申請日期2006年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月22日
發(fā)明者山口勝彥, 原田修 申請人:豐田自動車株式會社