專利名稱：復合動力車及其控制方法
技術領域：
本發(fā)明的背景技術本發(fā)明的領域本發(fā)明涉及一種復合動力車，該復合動力車包括機動車驅動發(fā)動機；及馬達，它可以驅動發(fā)動機或者產(chǎn)生電力。尤其地，本發(fā)明涉及一種具有控制裝置的復合動力車，該控制裝置用來控制DC/DC轉換器，而DC/DC轉換器響應馬達所產(chǎn)生的能量把電力供給到機動車的輔助機器中。
現(xiàn)有技術的描述傳統(tǒng)地，各種各樣的機動車如EV(電動車輛)或者HEV(混合電動車輛)借助使用轉換器、通過下面方法獲得電能旋轉三相交流馬達，從而產(chǎn)生三相交流電，而該轉換器可以從高壓主蓄電池(電力儲存元件)中產(chǎn)生電能。此外，一些機動車設置有DC/DC轉換器，它把主蓄電池的高壓(如144V)轉換成12V，從而把電力供給到由12V所致動的控制計算機或者輔助機器(如冷卻風扇、空氣調節(jié)器、燃料泵等)；和輔助蓄電池，它用來儲存通過DC/DC轉換器的轉換所得到的電力。
但是，在上述傳統(tǒng)機動車中，DC/DC轉換器總是被操作以從主蓄電池中產(chǎn)生能量，從而驅動輔助機器，并且產(chǎn)生了這樣的問題主蓄電池的能量不能總是被足夠地利用來使馬達旋轉從而進行驅動。為了解決這個問題，在日本未審查專利申請、在先公開的申請No.Hei7-79505中提出了一種控制裝置。該控制裝置包括機動車位移探測信號產(chǎn)生裝置，當機動車移動(機動車被驅動)時，該信號產(chǎn)生裝置產(chǎn)生了機動車移動探測信號，當機動車運動時，控制裝置把DC/DC轉換器的輸出電壓設定在低壓(即不能給輔助蓄電池進行充電的電壓)上，該低壓小于機動車停止時輸出電壓。因此，在機動車停止時被供給到DC/DC轉換器的一部分電力在機動車運動時可以被用來使馬達進行旋轉。
但是，由于傳統(tǒng)控制裝置只分配主蓄電池的電力，因此傳統(tǒng)控制裝置不能克服蓄電池的輸出電壓降，而這種電壓降是由起動DC/DC轉換器時輔助機器內(nèi)流動的沖擊電流所引起的。
參照圖6來解釋上面的作用。如圖6中的線b所示一樣，例如，當DC/DC轉換器被驅動時，DC/DC轉換器的輸出電流由于輔助機器中的沖擊電流而快速增大，如圖6中的線d所示一樣。主蓄電池的內(nèi)電阻在正常情況下處于0.1-0.3Ω的范圍，但是當主蓄電池被放置到低溫環(huán)境中時，電阻增加到10Ω的大小。此外，當內(nèi)電阻較大時，在電流在DC/DC轉換器內(nèi)快速流動時，主蓄電池的輸出電壓可以產(chǎn)生較大的電壓降，如圖6的線e所示一樣。
其結果是，根據(jù)增大的內(nèi)電阻，主蓄電池的輸出電壓可以減少到小于主蓄電池(電力儲存元件)的較小極限電壓，如圖6的線e所示一樣。輸出電壓的過度減少引起蓄電池的過量放電、蓄電池老化和使蓄電池使用壽命變短。如圖6的線c所示的控制蓄電池電壓表示施加到輔助蓄電池中的電壓。如圖6的線d所示一樣，即使在來自DC/DC轉換器的輸出電流快速增大時，由于沖擊電流引起這種快速增大，施加到輔助蓄電池中的電壓逐漸增大。
為了解決上述問題，在復合動力車中提出了一種防止主蓄電池的電壓過度降低的技術，該復合動力車包括運動驅動發(fā)動機和馬達，該馬達驅動發(fā)動機或者可以產(chǎn)生電能。采用一種在復合動力車中防止電壓過度降低的技術，因此通過把馬達用作電動發(fā)電機，響應輸入到DC/DC轉換器中的輸入電流，借助控制由發(fā)動機所驅動的電動發(fā)電機的發(fā)電，使主蓄電池的放電減少到盡可能的少。
但是，上述技術遇到了限制。即，與輔助空氣閥(在發(fā)動機處于空轉狀態(tài)時，該空氣閥用來使發(fā)動機旋轉穩(wěn)定)的響應較晚相聯(lián)系，即使希望通過電動發(fā)電機的一次發(fā)電來補償DC/DC轉換器所消耗的電能時，但是發(fā)動機的輸出不能跟著增大電動發(fā)電機的發(fā)電轉矩，這導致發(fā)動機遭遇失速或者旋轉波動。當電動發(fā)電機的發(fā)電轉矩慢慢地增大從而滿足輔助空氣閥的滯后響應時，把電動發(fā)電機所產(chǎn)生的能量轉換成DC/DC轉換器的輸出電壓花費了時間，其結果是，通過蓄電池放電所補償?shù)碾娏Σ粔颍瑥亩M一步產(chǎn)生了主蓄電池的電壓降。
本發(fā)明的概述本發(fā)明用來解決上述問題，并且本發(fā)明的目的是提供一種復合動力車及其控制方法，借助在低溫下起動DC/DC轉換器時控制蓄電池放電，該復合動力車在保持發(fā)動機穩(wěn)定空轉旋轉的同時可以防止蓄電池電壓暫時降低。
本發(fā)明的第一方面提供了一種復合動力車，該復合動力車包括發(fā)動機(例如實施例中的發(fā)動機7)，它用來驅動機動車；馬達(例如實施例中的電動發(fā)電機6)，它用來驅動發(fā)動機或者用來產(chǎn)生電能；蓄電池(如實施例中的高壓蓄電池1)；DC/DC轉換器(如實施例中的輸出可變的DC/DC轉換器2)，它用來把電能供給到輔助機器中(例如，實施例中的控制計算機和輔助機器3)；溫度探測裝置(如，實施例中的溫度傳感器11)；及輸出電壓增大裝置(如實施例中的馬達控制器8和21)，當蓄電池的溫度小于預定溫度時，輸出電壓增大裝置把輸出電壓設定在預定電壓上并且起動DC/DC轉換器，在起動DC/DC轉換器之后，從預定電壓開始逐漸增大DC/DC轉換器的輸出電壓。
借助于如上所述那樣構成復合動力車，當發(fā)動機處于空轉狀態(tài)并且馬達所產(chǎn)生的電能較小時，并且當蓄電池的溫度小于預定溫度時，DC/DC轉換器在較小的輸出電壓下被致動，并且DC/DC轉換器的輸出電壓從致動時的電壓開始被逐漸增大，因此DC/DC轉換器所消耗的電力可以被逐漸增大。
根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，復合動力車包括發(fā)動機(例如實施例中的發(fā)動機7)，它用來驅動機動車；馬達(例如實施例中的電動發(fā)電機6)，它用來驅動發(fā)動機或者用來產(chǎn)生電力；蓄電池(如實施例中的高壓蓄電池1)，它通過馬達所產(chǎn)生的電力來充電；DC/DC轉換器(如實施例中的輸出可變的DC/DC轉換器2)，它可以輸出可變的輸出電壓，并且通過減少蓄電池的電壓可以輸出控制電壓，從而控制機動車的輔助機器；溫度探測裝置(如，實施例中的溫度傳感器11)，它用來探測蓄電池的溫度；及輸出電壓轉換控制裝置(如實施例中的馬達控制器8和21)，當蓄電池的溫度小于預定溫度時，它借助把DC/DC轉換器的輸出電壓設置在第一電壓上而驅動DC/DC轉換器，并且它執(zhí)行控制工作，從而把輸出電壓從第一電壓值轉換成第二電壓值，該第二電壓值高于第一電壓。
借助上述那樣構成復合動力車，當發(fā)動機處于空轉狀態(tài)并且馬達所產(chǎn)生的電能較小時，并且當蓄電池的溫度小于預定溫度時，DC/DC轉換器在較小的輸出電壓下被致動，然后，DC/DC轉換器的輸出電壓被轉換成較高的電壓，因此可以以逐步的方式增大DC/DC轉換器所消耗的電力。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，在上面復合動力車中，在驅動DC/DC轉換器之后，輸出電壓增大裝置響應發(fā)動機的輸出響應特性而逐漸地增大馬達所產(chǎn)生的電力量，并且響應馬達所產(chǎn)生的增大電力量而逐漸地增大DC/DC轉換器的輸出電壓。
借助上述那樣構成復合動力車，當發(fā)動機處于空轉狀態(tài)并且馬達所產(chǎn)生的電能較小時，并且當蓄電池的溫度小于預定溫度時，DC/DC轉換器在較小的輸出電壓下被致動，同時在不會妨礙發(fā)動機空轉旋轉的某一速度下增加發(fā)電量，DC/DC轉換器的輸出電壓逐漸增大，因此借助增大馬達所產(chǎn)生的電力量可以逐漸增大DC/DC轉換器的輸出側上所消耗的電力。
根據(jù)本發(fā)明的第四個方面，在DC/DC轉換器被致動之后，輸出電壓轉換控制裝置響應發(fā)動機的輸出響應特性而逐漸地增大馬達所產(chǎn)生的電力量，并且把DC/DC轉換器的輸出電壓從第一電壓轉換成第二電壓。
借助上述那樣構成復合動力車，當發(fā)動機處于空轉狀態(tài)并且馬達所產(chǎn)生的電力較小時，在較小的輸出電壓下驅動DC/DC轉換器，并且把DC/DC轉換器的輸出電壓從低壓轉換成高壓，同時DC/DC轉換器的輸出電壓在低速時逐漸增大，從而不會妨礙發(fā)動機的空轉旋轉；因此在確保馬達所產(chǎn)生的電力的情況下，可以增加在DC/DC轉換器的輸出側上所消耗的電力。
根據(jù)本發(fā)明的第五個方面，復合動力車還包括電力比較裝置(如實施例中的高壓電力信息獲得部分14和低壓電力信息獲得部分17及步驟S5到步驟S7)，從而在馬達所產(chǎn)生的電力和DC/DC轉換器所消耗的電力之間進行比較，并且當電力比較裝置確定馬達所產(chǎn)生的電力等于DC/DC轉換器所消耗的電力時，輸出電壓轉換控制裝置執(zhí)行控制工作，從而把DC/DC轉換器的輸出電壓從第一電壓轉換成第二電壓。
借助上述那樣提供復合動力車，可以動態(tài)地控制馬達所產(chǎn)生的電力量，從而滿足DC/DC轉換器所消耗的電力。通過把DC/DC轉換器的輸出電壓從起動時的低壓轉換成高壓，還可以增大在DC/DC轉換器的輸出側上所消耗的電力，同時充分地保存馬達所產(chǎn)生的電力。
根據(jù)本發(fā)明的第六個方面，復合動力車還包括轉矩比較裝置(如實施例中的高壓電力信息獲得部分14和低壓電力信息獲得部分17、旋轉傳感器19和步驟S15到步驟S19)，從而在馬達的發(fā)電轉矩和目標電力轉矩之間進行比較，并且當轉矩比較裝置確定馬達的發(fā)電轉矩等于目標發(fā)電轉矩時，輸出電壓轉換控制裝置執(zhí)行控制工作，從而把DC/DC轉換器的輸出電壓從第一電壓轉換成第二電壓。
借助上述那樣構成復合動力車，借助在馬達的發(fā)電轉矩和目標發(fā)電轉矩之間進行比較從而得到DC/DC轉換器所消耗的電力，當確定馬達發(fā)電得到電力時，DC/DC轉換器的輸出電壓可以從致動時的低壓轉換成高壓，因此在充分地保存馬達電力的情況下，可以增大在DC/DC轉換器的輸出側上所消耗的電力量。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面，在上述的復合動力車中，轉矩比較裝置從連接到DC/DC轉換器中的負荷所消耗的電力和馬達的旋轉數(shù)目中計算出目標發(fā)電轉矩。
借助上述那樣構成復合動力車，轉矩比較裝置根據(jù)DC/DC轉換器的輸出側上所消耗的電力變化而可以動態(tài)地計算出目標發(fā)電轉矩。
本發(fā)明的第八方面提供了一種控制復合動力車的方法，該復合動力車包括發(fā)動機(例如實施例中的發(fā)動機7)，它用來驅動機動車；馬達(例如實施例中的電動發(fā)電機6)，它用來驅動發(fā)動機或者用來產(chǎn)生電力；蓄電池(如實施例中的高壓蓄電池1)，它通過馬達所產(chǎn)生的電力來充電；DC/DC轉換器(如實施例中的輸出可變的DC/DC轉換器2)，它可以輸出可變的輸出電壓，并且通過減少蓄電池的電壓可以輸出控制電壓，從而控制機動車的輔助機器(如實施例中的控制計算機和輔助機器3)；及溫度探測裝置(如，實施例中的溫度傳感器11)，它用來探測蓄電池的溫度；其中，控制復合動力車的方法還包括下面這些控制步驟當蓄電池的溫度小于預定溫度時，驅動DC/DC馬達，同時把DC/DC轉換器的輸出電壓設置在預定電壓上；及，在DC/DC轉換器被致動之后，從預定電壓開始逐漸增大DC/DC轉換器的輸出電壓。
本發(fā)明的第九方面提供一種控制復合動力車的方法，該復合動力車包括發(fā)動機(例如實施例中的發(fā)動機7)，它用來驅動機動車；馬達(例如實施例中的電動發(fā)電機6)，它用來驅動發(fā)動機或者用來產(chǎn)生電力；蓄電池，它通過馬達所產(chǎn)生的電力來充電；DC/DC轉換器，它可以輸出可變的輸出電壓，并且通過減少蓄電池的電壓可以輸出控制電壓，從而控制機動車的輔助機器；及溫度探測裝置，它用來探測蓄電池的溫度；其中，控制復合動力車的方法包括下面這些控制步驟當蓄電池的溫度小于預定溫度時，驅動DC/DC馬達，同時把DC/DC轉換器的輸出電壓設置第一電壓上；及，在DC/DC轉換器被致動之后，把DC/DC轉換器的輸出電壓從第一電壓轉換成第二電壓，而該第二電壓大于第一電壓。
附圖的簡要說明

圖1是示出了本發(fā)明第一實施例的復合機動車結構的示意圖。
圖2是流程圖，它示出了借助本發(fā)明第一實施例的復合機動車的馬達控制器的輸出可變的DC/DC轉換器的控制工作。
圖3是示出了本發(fā)明第二實施例的復合機動車結構的示意圖。
圖4是流程圖，它示出了借助本發(fā)明第二實施例的復合機動車的馬達控制器的輸出可變的DC/DC轉換器的控制工作。
圖5是波型圖，它示出了本發(fā)明第一和第二實施例的復合動力車的輸出可變的DC/DC轉換器的控制工作的結果。
圖6是傳統(tǒng)復合動力車的波型圖。
本發(fā)明的詳細描述在下文中，參照附圖來解釋本發(fā)明。
第一實施例圖1是這樣的圖，它示出了本發(fā)明第一實施例的復合動力車的結構。
在圖1中，標號1表示本發(fā)明的復合動力車的電源(主蓄電池)，該電源是高壓蓄電池，該高壓蓄電池具有大于12V的供電電壓(例如144V)。
輸出可變的DC/DC轉換器2是DC對DC轉換器，它把電力供給到以12V的電源進行工作的控制計算機和輔助機器3中，該輸出可變的DC/DC轉換器設置有兩個輸出控制終端2a，這些控制終端可以改變輸出電壓。連接到DC/DC轉換器中的輔助機器包括冷卻風扇、空氣調節(jié)器、燃料泵等。
12V的控制蓄電池4與輸出可變的DC/DC轉換器2的輸出終端相連，12V的控制蓄電池用來儲存供給到控制計算機或者輔助機器3中的電力，因此可以使控制計算機或者輔助機器3的電力供給穩(wěn)定。
當被輸入到例如輸出控制終端2a中的控制信號處于“高”時，那么DC/DC轉換器2通過高壓模式來工作，在這種高壓模式時，高壓蓄電池1的輸入電力被轉換成14.5V的電壓(第二電壓)，該電壓可以給12V的控制蓄電池4進行充電。當被輸入到輸出控制終端2a中的控制信號處于“低”時，那么DC/DC轉換器2通過低壓模式來工作，在這種低壓模式時，高壓蓄電池1的輸入電力被轉換成12V的電壓(第一電壓)，該電壓不能給12V的控制蓄電池4進行充電。
馬達驅動器5是馬達驅動轉換器，該轉換器在把從高壓蓄電池1中所供給來的電力轉換成三相電力時起作用，而該三相電力被供給到電動發(fā)電機中，該電動發(fā)電機產(chǎn)生驅動力從而使機動車運動。
此外，電動發(fā)電機6被機械連接到發(fā)動機7即內(nèi)燃機中，并且電動發(fā)電機利用發(fā)動機7的旋轉而產(chǎn)生電力，所產(chǎn)生的電力給高壓蓄電池1進行充電。通過改變PWM(脈沖寬度調制)的脈沖寬度(該脈沖寬度由馬達驅動器5來進行控制)，借助電動發(fā)電機6可以改變發(fā)電量或者發(fā)電轉矩。
注意，電動發(fā)電機6增加了發(fā)動機7的驅動力，從而使機動車移動。但是，在其它情況下，電動發(fā)電機6和發(fā)動機獨立地用來驅動機動車。
馬達控制器8是控制計算機，該計算機把控制信號輸出到輸出可變的DC/DC轉換器2和馬達驅動器5中，從而控制電動發(fā)電機6，該計算機通過控制線9而被連接到輸出可變的DC/DC轉換器2的輸出控制終端2a上，并且還通過控制線10而被連接到馬達驅動器5上。
在高壓蓄電池1的附近，溫度傳感器11被設置來探測高壓蓄電池1的溫度。馬達控制器8通過連接線12得到高壓蓄電池1的溫度信息，并且把基于高壓蓄電池1溫度的控制信號輸出到輸出可變的DC/DC轉換器2和馬達驅動器5中。
另一方面，高壓電力信息獲得部分14被設置在高壓線13上，而該高壓線把高壓蓄電池1和輸出可變的DC/DC轉換器2或者馬達驅動器5連接起來。高壓信息獲得部分14探測電力信息，在起動電動發(fā)電機6時，借助于電流傳感器和電壓傳感器把該電力信息從馬達驅動器5供給到高壓線中，并且高壓信息獲得部分14所得到的電力信息通過連接線15而被輸入到馬達控制器8中。
與上面的相似，低壓電力信息獲得部分17被設置在12V線6上，而該12V線6把輸出可變的DC/DC轉換器2和控制計算機及輔助機器3連接起來。低壓電力信息獲得部分17借助于電流傳感器和電壓傳感器探測到消耗在12V線6中(輸出可變的DC/DC轉換器的輸出部分)的電力，并且低壓電力信息獲得部分17所得到的電力信息通過連接線18而被輸入到馬達控制器8中。
因此，馬達控制器8比較消耗在12V線6中(輸出可變的DC/DC轉換器的輸出部分)的電力和在高壓信息獲得部分14處所得到的、被供給到高電力線13中的電力。根據(jù)在輸出可變的DC/DC轉換器的電力和馬達驅動發(fā)電機的電力之間進行上述比較工作的控制信號被輸出到輸出可變的DC/DC轉換器2和馬達驅動器5中。
此外，發(fā)動機空轉信息(在圖1中沒有示出)(該信息表示在發(fā)動機7被起動之后是否處于空轉狀態(tài))被輸入到馬達控制器8中。馬達控制器8從發(fā)動機空轉信息中確定發(fā)動機7是否處于空轉狀態(tài)或者處于運轉狀態(tài)，并且基于發(fā)動機7狀態(tài)的控制信號被輸出到輸出可變的DC/DC轉換器2和馬達驅動器5中。
注意，與控制計算機和輔助機器3的電源相類似，來自輸出可變的DC/DC轉換器的電力作為電源而被供給到馬達驅動器5、馬達控制器8和反饋控制裝置15中。
參照附圖來描述這個實施例的工作過程。
圖2是流程圖，它示出了本發(fā)明的復合動力車的馬達控制器的輸出可變的DC/DC轉換器2的控制工作。
在圖2中，緊接在起動發(fā)動機之后，借助比較高壓蓄電池1的溫度和預定的較小極限溫度(步驟S1)，馬達控制器8首先確定高壓蓄電池1的溫度是否小于預定溫度。
在步驟S1中，當高壓蓄電池1的溫度小于預定溫度(步驟S1中的“是”)時，根據(jù)發(fā)動機的空轉信息，馬達控制器8接著確定發(fā)動機是否變成空轉工作(空轉狀態(tài))(步驟S2)，而該發(fā)動機的空轉信息是從發(fā)動機控制器(在圖1中沒有示出)中輸出的。
在步驟S2中，當發(fā)動機變成空轉工作(步驟S2中的“是”)時，馬達控制器還確定輸出可變的DC/DC轉換器2是否處于關閉(停止)狀態(tài)(步驟S3)。
在步驟S3中，當輸出可變的DC/DC轉換器2處于關閉狀態(tài)(步驟S3中的“是”)時，在低壓模式(步驟S4)中，馬達控制器8接通(起動)輸出可變的DC/DC轉換器2。
相反，當輸出可變的DC/DC轉換器2處于接通狀態(tài)(步驟S3中的“否”)時，馬達控制器8進行下一步驟S5，而不會執(zhí)行工作。
隨后，根據(jù)從低壓電力信息獲得部分17中所得到的電力信息，馬達控制器8計算輸出可變的DC/DC轉換器2的輸出電力(步驟S5)。
另一方面，根據(jù)在高壓電力信息獲得部分14中所得到的電力信息，馬達控制器計算出電動發(fā)電機6的發(fā)電工作所產(chǎn)生的電力(步驟S6)。
隨后，確定電動發(fā)動機8所產(chǎn)生的電力是否等于輸出可變的DC/DC轉換器的輸出電力(步驟S7)。
在步驟S7中，當自動發(fā)電機6的電力等于輸出可變的DC/DC轉換器2的輸出電力時(步驟S7中的“是”)，馬達控制器8把輸出可變的DC/DC轉換器轉到高壓模式中(步驟S8中)，并且在返回到步驟S1之后，連續(xù)地執(zhí)行輸出可變的DC/DC轉換器2的控制工作。
相反，當在步驟S7中確定馬達發(fā)電機6的電力與輸出可變的DC/DC轉換器2的輸出電力不相等時(步驟S7中的“否”)，由于電動發(fā)電機6的電力量，馬達控制器8增加了電動發(fā)電機6所產(chǎn)生的電力量(步驟S9)，并且在返回到步驟S1之后，連續(xù)地執(zhí)行輸出可變的DC/DC轉換器2的控制工作。
注意，當在步驟S1中確定高壓蓄電池的溫度高于預定溫度時(步驟S1中的“否”)，馬達控制器8使輸出可變的DC/DC轉換器2轉到接通(被致動)狀態(tài)(步驟S10中)。
此外，當在步驟S2中確定發(fā)動機處于變成空轉狀態(tài)之前時(步驟S2中的“否”)，馬達控制器8不能改變輸出可變的DC/DC轉換器的工作狀態(tài)，并且在返回到步驟S1之后，連續(xù)地執(zhí)行輸出可變的DC/DC轉換器的控制工作。
如上所述，在本實施例的復合動力車中，當電動發(fā)電機6所產(chǎn)生的能量由于發(fā)動機7處于空轉狀態(tài)而較小，并且高壓蓄電池1的溫度小于預定溫度時，馬達控制器在低壓模式下致動輸出可變的DC/DC轉換器，并且在某一速度下逐漸地增加發(fā)電量，從而不影響發(fā)動機7的空轉旋轉。此外，比較電動發(fā)電機6所產(chǎn)生的電力量和位于輸出可變的DC/DC轉換器2的輸出側上的一些零件所消耗的電力量，并且在確定發(fā)電量超過所消耗的電力量時，輸出可變的DC/DC轉換器的工作模式從低壓模式轉變成高壓模式。
如上所述，本發(fā)明的控制方法提供了這樣的效果通過形成一種簡單的控制系統(tǒng)，在沒有產(chǎn)生過量電力的情況下，可以防止輸出可變的DC/DC轉換器的輸出電壓由于連接到輸出可變的DC/DC轉換器的負荷的沖擊電流作用而突然升高，并且還可以防止高壓蓄電池的電壓突然下降，該高壓蓄電池把電力供應到DC/DC轉換器中，在該簡單控制系統(tǒng)中，根據(jù)輸出可變的DC/DC轉換器的輸出電力消耗量的改變，動態(tài)地控制電動發(fā)電機6所產(chǎn)生的電力量，并且在電動發(fā)電機6確保足夠電力的情況下，通過下面方法增加輸出側所消耗的電力改變輸出可變的DC/DC轉換器2的輸出電壓，同時補償由于使發(fā)動機進行穩(wěn)定工作所不夠的電動發(fā)電機的電力。
注意，在這個實施例中，馬達控制器8包括復合動力車的電力比較裝置。具體地說，步驟S5到S7與電力比較裝置相一致。
第二實施例下面參照附圖來描述本發(fā)明的第二實施例。
圖3是方框圖，它示出了本發(fā)明第二實施例的復合動力車的結構。
在圖3中，第二實施例的復合動力車與第一實施例的復合動力車的區(qū)別在于，第一實施例的復合動力車所設置的電動發(fā)電機8還被改進成電動發(fā)電機8包括旋轉傳感器19，從而可以探測電動發(fā)電機8的旋轉速度，并且馬達控制器21被改進成根據(jù)電動發(fā)電機8的旋轉速度信息把控制信號輸出到電動發(fā)電機8中。在圖3中，具有與圖1中相同的標號的構成零件是相同的零件。因此它們的解釋被省去了。
接下來，下面參照附圖來描述這個實施例的工作過程。
圖4是流程圖，它示出了第二實施例的復合動力車的輸出可變的DC/DC轉換器2的控制工作。
在圖4中，在發(fā)動機7起動之后，馬達控制器8首先把溫度傳感器11所得到的高壓蓄電池1的溫度與預定的較小極限溫度進行比較，并且確定該溫度是否是預定溫度(步驟S11)。
當在步驟S11中確定高壓蓄電池1的溫度小于預定溫度(步驟S11中的“是”)時，就轉到步驟S12中，在這里確定發(fā)動機7是否已變成空轉狀態(tài)(處于空轉狀態(tài))。
當在步驟S12中確定發(fā)動機處于空轉狀態(tài)(步驟S12中的“是”)時，流程轉到步驟S13中，在這里，馬達控制器21確定輸出可變的DC/DC轉換器2是否處于關閉狀態(tài)(停止)。
當輸出可變的DC/DC轉換器2處于關閉狀態(tài)(步驟S13中的“是”)時，流程轉到步驟S14中，在這里，在低壓模式下，馬達控制器21把輸出可變的DC/DC轉換器2變成接通狀態(tài)(起動)。
相反，當在步驟S13中確定輸出可變的DC/DC轉換器2處于接通狀態(tài)(步驟S13中的“否”)時，流程轉到步驟S15中，而不執(zhí)行任何事情。
接下來，在步驟S15中，根據(jù)旋轉傳感器19所得到的旋轉速度信息，馬達控制器21計算電動發(fā)電機6的旋轉數(shù)目。
流程進行到步驟S16中，在這里，根據(jù)低壓電力信息獲得部分17所得到的電力信息，馬達控制器21計算出輸出可變的DC/DC轉換器的輸出電力。
流程進一步進行到步驟S17中，在這里，根據(jù)高壓電力信息獲得部分14所得到的電力信息和電動發(fā)電機6的旋轉數(shù)目，馬達控制器21計算出電動發(fā)電機發(fā)電工作的發(fā)電轉矩。
過程進行到步驟S18中，在這里，根據(jù)輸出可變的DC/DC轉換器2的輸出電力和電動發(fā)電機6的旋轉數(shù)目，馬達控制器21計算出電動發(fā)電機6內(nèi)的目標發(fā)電轉矩，而該目標發(fā)電轉矩用來獲得消耗在12V線(輸出可變的DC/DC轉換器的輸出)上的電力。
隨后，在步驟S19中，在電動發(fā)電機6的發(fā)電轉矩和用來得到輸出可變的DC/DC轉換器2的輸出電力的目標發(fā)電轉矩之間進行比較，從而確定這兩個值是否相同。
在步驟S19中，當確定電動發(fā)電機6所產(chǎn)生的發(fā)電轉矩和目標發(fā)電轉矩相同時(步驟S19中的“是”)，馬達控制器把輸出可變的DC/DC轉換器2轉到高壓模式中(步驟S20中)，并且流程返回到步驟S11中，并且連續(xù)地執(zhí)行輸出可變的DC/DC轉換器2的控制工作。
相反，當確定電動發(fā)動機6所產(chǎn)生的發(fā)電轉矩和目標發(fā)電轉矩不相同時(步驟S19中的“否”)，流程進行到步驟S21中，在這里，馬達控制器確定發(fā)電轉矩不夠大并且馬達控制器21增加電動發(fā)電機6所產(chǎn)生的發(fā)電量(在步驟S21中)。然后流程返回到步驟S11中，并且連續(xù)地執(zhí)行輸出可變的DC/DC轉換器2的控制工作。
注意，當在上述步驟S11中確定高壓蓄電池的溫度高于預定溫度(在步驟S11中的“否”)時，流程進行到步驟S22中，在這里，馬達控制器21在高壓模式下接通(致動)輸出可變的DC/DC轉換器2。
在步驟S12中，當發(fā)動機處于變成空轉狀態(tài)之前時(步驟S12中的“否”)，流程返回到步驟S11中，同時馬達控制器事實上保持輸出可變的DC/DC轉換器2的狀態(tài)，并且連續(xù)地執(zhí)行輸出可變的DC/DC轉換器2的控制工作。
如上所述，根據(jù)這個實施例，當電動發(fā)電機6所產(chǎn)生的電力量較小并且高壓蓄電池1的溫度小于預定溫度時(因為發(fā)動機7處于空轉模式，并且在不影響發(fā)動機7空轉旋轉的速度下逐漸增大發(fā)電量)，復合動力車在低壓模式下驅動輸出可變的DC/DC轉換器。當通過把發(fā)電量與所消耗的輸出可變的DC/DC轉換器2的輸出電力量進行比較而確定發(fā)電轉矩變成等于目標發(fā)電轉矩時，輸出可變的DC/DC轉換器2的工作模式從低壓模式轉變成高壓模式。
動態(tài)地控制電動發(fā)電機6的發(fā)電轉矩從而使之等于目標發(fā)電轉矩，而該目標發(fā)電轉矩通過輸出可變的DC/DC轉換器2的輸出電力量來計算出，同時，當確定電動發(fā)電機6所產(chǎn)生的發(fā)電量得到保證時，借助使輸出可變的DC/DC轉換器2的輸出電壓進行轉換來提高消耗在輸出可變的DC/DC轉換器2的輸出側上的電力，并且在發(fā)動機7進行工作時，同時補償不夠的電力時，進一步精確地確定發(fā)電量足以得到保證。通過簡單地使輸出可變的DC/DC轉換器2的輸出電壓進行轉換(switching)，在上述的控制過程中執(zhí)行這個實施例的復合動力車的控制裝置。即，這個發(fā)明的控制方法具有這樣的明顯效果通過限制DC/DC轉換器2的輸出電壓的快速增大(而這種快速增大是由于進入負荷中的沖擊電流所引起的)而可以防止高壓蓄電池的電壓過度下降，而該高壓蓄電池用來把電力供給到輸出可變的DC/DC轉換器2中，而這種負荷被連接到DC/DC轉換器中。
注意，這個實施例的控制器包括用于復合動力車的轉矩比較裝置。具體地說，圖4所示的步驟S15到S19與比較裝置相一致。
接下來，下面參照附圖來描述第一和第二實施例的輸出可變的DC/DC轉換器2的控制工作的效果。
圖5是示意圖，它示出了第一和第二實施例的復合動力車的輸出可變的DC/DC轉換器的控制結果的依賴時間的變化。圖5的線a示出了當輸出可變的DC/DC轉換器在時間t1處被致動時，機動車處于空轉狀態(tài)。圖5的線b示出了輸出可變的DC/DC轉換器在時間t1被致動。圖5的線c示出了施加到12V控制蓄電池4中的電壓，如圖5的線d所示一樣，該電壓表示即使輸出可變的DC/DC轉換器的輸出電流快速開始流動，但是輸出可變的DC/DC轉換器的輸出電壓在低壓模式下被致動。
這時，如圖5的線f所示一樣，由于借助馬達控制器8或者馬達控制器21的控制工作，使電動發(fā)電機的發(fā)電轉矩限制成靜態(tài)大小的一半，從而符合輸出可變的DC/DC轉換器的致動，即使輸出可變的DC/DC轉換器的輸出電流開始流動，但是輸出可變的DC/DC轉換器的輸出電力消耗不會增加。其結果是，如圖5的線e所示一樣，作為主蓄電池的輸出電壓，在高壓蓄電池的輸出電壓中觀察到只有較小的電壓降。
此外，在時間t2中，如圖5的線b所示一樣，輸出可變的DC/DC轉換器2的輸出電壓被變成高壓模式，并且施加到12V的控制蓄電池中的電壓增大了。如圖5的線f所示一樣，即使輸出可變的DC/DC轉換器2的輸出電流增大，但是電動發(fā)電機的發(fā)電轉矩處于靜態(tài)，如圖5中的線f所示一樣，并且由于發(fā)電量得到足夠保證，因此當高壓蓄電池1的輸出電壓被示成圖5中的線e的主蓄電池的輸出電壓時，觀察到只有較小的電壓降。
注意，在上述第一和第二實施例中，當主蓄電池的溫度在發(fā)動機被起動之后小于預定溫度時，以例如2.0V的輸出電壓(第一電壓)來驅動輸出可變的DC/DC轉換器2，這種輸出電壓不能給12V的控制蓄電池4進行充電。但是，本發(fā)明的第一和第二實施例的控制方法使輸出可變的DC/DC轉換器2的輸出電壓轉換成高壓14.5V(第二電壓)，通過在供給到高壓線13中的電力量和消耗在12V線16中的電力(輸出可變的DC/DC轉換器2的輸出)進行比較，或者通過在用來產(chǎn)生供給到高壓線13中的電力的發(fā)電轉矩和用來得到消耗在12AV線16上的電力(輸出可變的DC/DC轉換器2的輸出)的目標發(fā)電轉矩之間進行比較，當確定電動發(fā)電機可以供給足夠的電力時，該高壓可以給12V的控制蓄電池進行充電。
此外，輸出可變的DC/DC轉換器2的輸出電壓不僅能如上所述一樣逐步增大，而且根據(jù)高壓蓄電池的溫度、在供給高壓線13的電力和供給到12V線16的電力之間進行比較的結果，輸出可變的DC/DC轉換器2的輸出可以以均勻的方式逐漸地、連續(xù)地增大。
本發(fā)明具有這樣的效果它可以防止高壓蓄電池1的電壓急劇下降，該蓄電池1把電力供給到輸出可變的DC/DC轉換器2中，而且可以防止輸出可變的DC/DC轉換器2產(chǎn)生磁噪聲(該磁噪聲是由于輸出可變的DC/DC轉換器2的輸出的快速改變而產(chǎn)生的)。
本發(fā)明的效果總結如下。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，所提供的復合動力車包括發(fā)動機(例如實施例中的發(fā)動機7)，它用來驅動機動車；馬達(例如實施例中的電動發(fā)電機6)，它用來驅動發(fā)動機或者用來產(chǎn)生電能；蓄電池(如實施例中的高壓蓄電池1)；DC/DC轉換器(如實施例中的輸出可變的DC/DC轉換器2)，它用來把電能供給到輔助機器中(例如，實施例中的控制計算機和輔助機器3)；溫度探測裝置(如，實施例中的溫度傳感器11)；及輸出電壓增大裝置(如實施例中的馬達控制器8和21)，當蓄電池的溫度小于預定溫度時，輸出電壓增大裝置把輸出電壓設定在預定電壓上并且起動DC/DC轉換器，在起動DC/DC轉換器之后，從預定電壓開始逐漸增大DC/DC轉換器的輸出電壓。
借助于構成上述復合動力車，當發(fā)動機處于空轉狀態(tài)并且馬達所產(chǎn)生的電能較小時，并且當蓄電池的溫度小于預定溫度時，DC/DC轉換器在較小的輸出電壓下被致動，并且DC/DC轉換器的輸出電壓從致動時的電壓開始被逐漸增大，因此DC/DC轉換器所消耗的電力可以被逐漸增大。
根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，復合動力車包括發(fā)動機(例如實施例中的發(fā)動機7)，它用來驅動機動車；馬達(例如實施例中的電動發(fā)電機6)，它用來驅動發(fā)動機或者用來產(chǎn)生電力；蓄電池(如實施例中的高壓蓄電池1)，它通過馬達所產(chǎn)生的電力來充電；DC/DC轉換器(如實施例中的輸出可變的DC/DC轉換器2)，它可以輸出可變的輸出電壓，并且通過減少蓄電池的電壓可以輸出控制電壓，從而控制機動車的輔助機器；溫度探測裝置(如，實施例中的溫度傳感器11)，它用來探測蓄電池的溫度；及輸出電壓轉換控制裝置(如實施例中的馬達控制器8和21)，當蓄電池的溫度小于預定溫度時，它借助把DC/DC轉換器的輸出電壓設置在第一電壓上而驅動DC/DC轉換器，并且它執(zhí)行控制工作，從而把輸出電壓從第一電壓值轉換成第二電壓值，該第二電壓值高于第一電壓。
借助構成上述復合動力車，當發(fā)動機處于空轉狀態(tài)并且馬達所產(chǎn)生的電能較小時，并且當蓄電池的溫度小于預定溫度時，DC/DC轉換器在較小的輸出電壓下被致動，并且DC/DC轉換器的輸出電壓被轉換成較高的電壓，因此可以以逐步的方式增大DC/DC轉換器所消耗的電力。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，在上面復合動力車中，在驅動DC/DC轉換器之后，輸出電壓增大裝置響應發(fā)動機的輸出響應特性而逐漸地增大馬達所產(chǎn)生的電力量，并且響應馬達所產(chǎn)生的增大電力量而逐漸地增大DC/DC轉換器的輸出電壓。
借助構成上述復合動力車，當發(fā)動機處于空轉狀態(tài)并且馬達所產(chǎn)生的電能較小時，并且當蓄電池的溫度小于預定溫度時，DC/DC轉換器在較小的輸出電壓下被致動，同時在不會妨礙發(fā)動機空轉旋轉的某一速度下增加發(fā)電量，DC/DC轉換器的輸出電壓逐漸增大，因此借助增大馬達所產(chǎn)生的電力量可以逐漸增大DC/DC轉換器的輸出側上所消耗的電力。
根據(jù)本發(fā)明的第四個方面，在DC/DC轉換器被致動之后，輸出電壓轉換控制裝置響應發(fā)動機的輸出響應特性而逐漸地增大馬達所產(chǎn)生的電力量，并且把DC/DC轉換器的輸出電壓從第一電壓轉換成第二電壓。
借助構成上述復合動力車，當發(fā)動機處于空轉狀態(tài)并且馬達所產(chǎn)生的電力較小時，在較小的輸出電壓下驅動DC/DC轉換器，并且把DC/DC轉換器的輸出電壓從低壓轉換成高壓，同時DC/DC轉換器的輸出電壓在低速時逐漸增大，從而不會妨礙發(fā)動機的空轉旋轉；因此在確保馬達所產(chǎn)生的電力的情況下，可以增加在DC/DC轉換器的輸出側上所消耗的電力。
根據(jù)本發(fā)明的第五個方面，復合動力車還包括電力比較裝置(如實施例中的高壓電力信息獲得部分14和低壓電力信息獲得部分17及步驟S5到步驟S7)，從而在馬達所產(chǎn)生的電力和DC/DC轉換器所消耗的電力之間進行比較，并且當電力比較裝置確定馬達所產(chǎn)生的電力等于DC/DC轉換器所消耗的電力時，輸出電壓轉換控制裝置執(zhí)行控制工作，從而把DC/DC轉換器的輸出電壓從第一電壓轉換成第二電壓。
借助構成上述復合動力車，可以動態(tài)地控制馬達所產(chǎn)生的電力量，從而滿足DC/DC轉換器所消耗的電力。通過把DC/DC轉換器的輸出電壓從起動時的低壓轉換成高壓，還可以增大在DC/DC轉換器的輸出側上所消耗的電力，同時充分地保存馬達所產(chǎn)生的電力。
根據(jù)本發(fā)明的第六個方面，復合動力車還包括轉矩比較裝置(如實施例中的高壓電力信息獲得部分14和低壓電力信息獲得部分17、旋轉傳感器19和步驟S15到步驟S19)，從而在馬達的發(fā)電轉矩和目標電力轉矩之間進行比較，當轉矩比較裝置確定馬達的發(fā)電轉矩等于目標發(fā)電轉矩時，輸出電壓轉換控制裝置執(zhí)行控制工作，從而把DC/DC轉換器的輸出電壓從第一電壓轉換成第二電壓。
借助構成上述復合動力車，借助在馬達的發(fā)電轉矩和目標發(fā)電轉矩之間進行比較從而得到DC/DC轉換器所消耗的電力，當確定馬達發(fā)電得到電力時，DC/DC轉換器的輸出電壓可以從致動時的低壓轉換成高壓，因此在充分地保存馬達電力的情況下，可以增大在DC/DC轉換器的輸出側上所消耗的電力量。
權利要求
1.一種復合動力車，該復合動力車包括發(fā)動機，它用來驅動機動車；和馬達，它用來幫助驅動發(fā)動機和用來產(chǎn)生電力；該復合動力車還包括蓄電池，它通過所述馬達所產(chǎn)生的電力來充電；DC/DC轉換器，它可以輸出可變的輸出電壓，并且通過減少蓄電池的電壓可以輸出控制電壓，從而控制機動車的輔助機器；溫度探測裝置，它用來探測蓄電池的溫度；及輸出電壓增大裝置，當蓄電池的溫度小于預定值時，借助把DC/DC轉換器的輸出電壓設定在預定值上，該輸出電壓增大裝置驅動所述DC/DC轉換器，并且在所述DC/DC轉換器被驅動之后，從所述預定值開始逐漸增大該輸出電壓。
2.一種復合動力車，它包括發(fā)動機，它用來驅動機動車；和馬達，它幫助驅動發(fā)動機和用來產(chǎn)生電力；該復合動力車還包括蓄電池，它通過所述馬達所產(chǎn)生的電力來充電；DC/DC轉換器，它可以輸出可變的輸出電壓，并且通過減少蓄電池的電壓可以輸出控制電壓，從而控制機動車的輔助機器；溫度探測裝置，它用來探測蓄電池的溫度；及輸出電壓轉換控制裝置，當所述蓄電池的溫度小于預定溫度時，它借助把所述DC/DC轉換器的輸出電壓設置在第一電壓上而驅動所述DC/DC轉換器，并且它執(zhí)行控制工作，從而把輸出電壓從所述第一電壓值轉換成第二電壓值，該第二電壓值高于第一電壓。
3.如權利要求1所述的復合動力車，其特征在于，在驅動所述DC/DC轉換器之后，所述輸出電壓增大裝置響應發(fā)動機的輸出響應特性而逐漸地增大馬達所產(chǎn)生的電力量，并且響應馬達所產(chǎn)生的電力量增大而逐漸地增大DC/DC轉換器的輸出電壓。
4.如權利要求2所述的復合動力車，其特征在于，在所述DC/DC轉換器被致動之后，所述輸出電壓轉換控制裝置響應所述發(fā)動機的輸出響應特性而逐漸地增大所述馬達所產(chǎn)生的電力量，并且把所述DC/DC轉換器的輸出電壓從所述第一電壓轉換成所述第二電壓。
5.如權利要求2所述的復合動力車，其特征在于，所述復合動力車還包括電力比較裝置，從而在所述馬達所產(chǎn)生的所述電力和所述DC/DC轉換器所消耗的電力之間進行比較，并且當所述電力比較裝置確定馬達所產(chǎn)生的所述電力等于所述DC/DC轉換器所消耗的所述電力時，所述輸出電壓轉換控制裝置執(zhí)行控制工作，從而把所述DC/DC轉換器的輸出電壓從所述第一電壓轉換成所述第二電壓。
6.如權利要求2所述的復合動力車，其特征在于，所述復合動力車還包括轉矩比較裝置，從而在所述馬達的所述發(fā)電轉矩和目標電力轉矩之間進行比較，并且當所述轉矩比較裝置確定馬達的所述發(fā)電轉矩等于所述目標發(fā)電轉矩時，所述輸出電壓轉換控制裝置執(zhí)行控制工作，從而把所述DC/DC轉換器的輸出電壓從所述第一電壓轉換成所述第二電壓。
7.如權利要求6所述的復合動力車，其特征在于，所述轉矩比較裝置從連接到DC/DC轉換器中的負荷所消耗的所述電力和所述馬達的旋轉速度中計算出目標發(fā)電轉矩。
8.一種控制復合動力車的方法，該復合動力車包括發(fā)動機，它用來驅動機動車；馬達，它用來幫助驅動發(fā)動機和用來產(chǎn)生電力；蓄電池，它通過所述馬達所產(chǎn)生的電力來充電；DC/DC轉換器，它可以輸出可變的輸出電壓，并且通過減少蓄電池的電壓可以輸出控制電壓，從而控制機動車的輔助機器；及溫度探測裝置，它用來探測蓄電池的溫度；其特征在于，控制復合動力車的所述方法還包括下面這些控制步驟當蓄電池的溫度小于預定溫度時，驅動所述DC/DC馬達，同時把所述DC/DC轉換器的輸出電壓設置在預定電壓上；及，在所述DC/DC轉換器被致動之后，從所述預定電壓開始逐漸增大DC/DC轉換器的輸出電壓。
9.一種控制復合動力車的方法，該復合動力車包括發(fā)動機，它用來驅動機動車；馬達，它用來幫助驅動發(fā)動機和用來產(chǎn)生電力；蓄電池，它通過所述馬達所產(chǎn)生的電力來充電；DC/DC轉換器，它可以輸出可變的輸出電壓，并且通過減少蓄電池的電壓可以輸出控制電壓，從而控制機動車的輔助機器；及溫度探測裝置，它用來探測蓄電池的溫度；其特征在于，控制復合動力車的所述方法包括下面這些控制步驟當蓄電池的溫度小于預定溫度時，驅動所述DC/DC馬達，同時把所述DC/DC轉換器的輸出電壓設置第一電壓上；及，在所述DC/DC轉換器被致動之后，把所述DC/DC轉換器的輸出電壓從所述第一電壓逐漸增大到第二電壓，而該第二電壓大于第一電壓。
全文摘要
提供了一種復合動力車和一種控制該復合動力車的方法，該復合動力車在起動DC/DC轉換器時可以抑制蓄電池放電，并且抑制蓄電池電壓的暫時下降。當發(fā)動機處于空轉狀態(tài)并且馬達所產(chǎn)生的電力不夠時，馬達控制器在較小的輸出電壓狀態(tài)下起動DC/DC轉換器，并且馬達所產(chǎn)生的電力量在一速度下逐漸增大，而不會妨礙發(fā)動機的空轉旋轉，并且借助使該發(fā)電量與DC/DC轉換器的輸出處的電力消耗量進行比較，當確定馬達的發(fā)電足夠大時，輸出可變的DC/DC轉換器的工作模式從低壓模式轉換成高壓模式。
文檔編號H02M3/00GK1425575SQ0215458
公開日2003年6月25日 申請日期2002年12月10日 優(yōu)先權日2001年12月12日
發(fā)明者武政幸一郎, 玉川裕 申請人:本田技研工業(yè)株式會社