混合動力車輛的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及混合動力車輛，更具體地說，涉及具有內燃機、發電機、電動機、行星齒輪、電池和升壓/降壓轉換器(升降壓轉換器)的混合動力車輛。
【背景技術】
[0002]在相關技術中提出的這種混合動力車輛包括具有切換元件、二極管和電抗器的升壓轉換器和冷卻該轉換器的冷卻裝置(例如，見日本專利申請公開N0.2014-23263 (JP2014-23263 A))。當在該混合動力車輛中執行再生制動時，使用隨在切換控制增加和冷卻裝置的冷卻溫度升高期間采用的占空比穩定減小的極限值，限制諸如切換元件和二極管的電力元件的輸入電流。因此，能防止電力元件過熱，并且能獲得大量再生電力。
【發明內容】
[0003]在上述混合動力車輛中，期望增加在制動期間再生并且向電池充電的電力量以便提高燃料效率。為此目的，可以降低高壓側電壓以便獲得更大再生電流。在再生期間，在升壓轉換器上執行的切換控制中使用的占空比的導通占空(ON duty)根據升壓比(高壓側電壓/低壓側電壓)改變，使得由下臂的二極管產生的熱量隨高壓側電壓增加而穩定增加。因此，通過降低高壓側電壓，能抑制由下臂的二極管產生的熱量，導致再生量增加。然而，當在由行星齒輪連接內燃機、發電機和電動機的混合動力車輛中降低高壓側電壓時，限制發電機的轉矩輸出，因此，用于抑制內燃機的轉速的轉矩可能不足。因此，空轉可能發生在內燃機中，導致發電機過速。此外，當降低高壓側電壓時，發電機和電動機很可能溫度增加，因此，很可能受去磁影響。
[0004]通過根據本發明的混合動力車輛，在制動期間，能增加再生量，同時保護電動機和發電機。
[0005]根據本發明的第一方面的混合動力車輛包括:內燃機；發電機，被配置為接收和輸出動力；包括三個旋轉元件的行星齒輪，三個旋轉元件分別連接到內燃機的輸出軸、發電機的旋轉軸和聯接到車軸的驅動軸；電動機，被配置為i)從驅動軸接收動力，以及ii)將動力輸出到驅動軸；驅動電路，被配置為驅動發電機和電動機；電池；包括切換元件、二極管和電抗器的升降壓轉換器，通過切換該切換元件，升降壓轉換器被連接到電池側的低壓電力線和驅動電路側的高壓電力線，升降壓轉換器被配置為升壓低壓電力線上的電力并且將所升壓的電力供給高壓電力線，升降壓轉換器被配置為降壓高壓電力線上的電力并且將降壓的電力供給低壓電力線；以及至少一個電子控制單元，被配置為:i)控制升降壓轉換器，使得高壓電力線的電壓達到a)等于或小于上限電壓并且b)基于施加到發電機和電動機的轉矩命令的電壓；ii)控制內燃機、發電機和電動機，使得對應于來自駕駛員的請求的所需轉矩被輸出并且被使用來使混合動力車輛行駛，iii)在混合動力車輛的再生制動期間，當發電機的轉速低于預定轉速時，將上限電壓限制到制動極限；以及iv)在混合動力車輛的再生制動期間，當發電機的轉速等于或超出預定轉速時，與制動極限相比，緩和對上限電壓的限制。
[0006]在根據本發明的第一方面的混合動力車輛中，在車輛的再生制動期間，當發電機的轉速低于預定旋轉時，將上限電壓限制到制動極限。換句話說，在車輛的再生制動期間，降低高壓電力線的電壓。因此，能抑制升壓/降壓轉換器的下臂的二極管的發熱，因此，能增加再生量。此外，在根據本發明的第一方面的混合動力車輛中，當在混合動力車輛的再生制動期間，發電機的轉速等于或超出預定轉速時，與當轉速低于預定轉速時施加的制動極限相比，緩和對上限電壓的限制。換句話說，當在車輛的再生制動期間，發電機的轉速等于或超出預定轉速時，與當轉速低于預定轉速時的電壓相比，增加高壓電力線的電壓。因此，緩和對發電機的轉矩限制，以便能從發電機輸出用于抑制內燃機的轉速的足夠轉矩，因此，能抑制由于發電機的轉矩不足而導致的發電機過速。因此，通過依據在車輛的再生制動期間，發電機的轉速是否等于或超出預定轉速，修改對上限電壓的限制，能增加再生量，同時保護電動機和發電機。其中，緩和對上限電壓的限制包括解除對上限電壓的限制。
[0007]根據本發明的第二方面的一種混合動力車輛包括內燃機；發電機，被配置為接收和輸出動力；包括三個旋轉元件的行星齒輪，三個旋轉元件分別連接到內燃機的輸出軸、發電機的旋轉軸和聯接到車軸的驅動軸；電動機，被配置為i)從驅動軸接收動力，以及ii)將動力輸出到驅動軸；驅動電路，被配置為驅動發電機和電動機；電池；包括切換元件、二極管和電抗器的升降壓轉換器，通過切換該切換元件，升降壓轉換器被連接到電池側的低壓電力線和驅動電路側的高壓電力線，升降壓轉換器被配置為升壓低壓電力線上的電力并且將所升壓的電力供給高壓電力線，升降壓轉換器被配置為降壓高壓電力線上的電力并且將降壓的電力供給低壓電力線；以及至少一個電子控制單元，被配置為:i)控制升降壓轉換器，使得高壓電力線的電壓達到a)等于或小于上限電壓并且b)基于施加到發電機和電動機的轉矩命令的電壓；ii)控制內燃機、發電機和電動機，使得對應于來自駕駛員的請求的所需轉矩被輸出并且被使用來使混合動力車輛行駛，iii)在混合動力車輛的再生制動期間，當發電機或電動機的溫度低于預定溫度時，將上限電壓限制到制動極限；以及iv)在混合動力車輛的再生制動期間，當發電機或電動機的溫度等于或超出預定溫度時，與制動極限相比，緩和對上限電壓的限制。
[0008]在根據本發明的第二方面的混合動力車輛中，當在車輛的再生制動期間，發電機或電動機的溫度低于預定溫度時，將上限電壓限制到制動極限。換句話說，在車輛的再生制動期間，降低高壓電力線的電壓。因此，能抑制升壓/降壓轉換器的下臂的二極管的發熱，因此，能增加再生量。此外，在根據本發明的第二方面的混合動力車輛中，在混合動力車輛的再生制動期間，當發電機或電動機的溫度等于或超出預定溫度時，與當溫度低于預定溫度時施加的制動限制相比，緩和對上限電壓的限制。換句話說中，當在車輛的再生制動期間，發電機或電動機的溫度等于或超出預定溫度時，與當溫度低于預定溫度時的電壓相比，能增加高壓電力線的電壓。因此，能降低流過發電機或電動機的電流，結果在于能抑制發電機或電動機的溫度增加。因此，通過在車輛的再生制動期間，取決于發電機或電動機的溫度等于或超出預定溫度時，修改對上限電壓的限制，增加再生量，同時保護電動機和發電機。其中，緩和對上限電壓的限制包括解除對上限電壓的限制。
[0009]根據本發明的第三方面的一種混合動力車輛包括內燃機；發電機，被配置為接收和輸出動力；包括三個旋轉元件的行星齒輪，三個旋轉元件分別連接到內燃機的輸出軸、發電機的旋轉軸和聯接到車軸的驅動軸；電動機，被配置為i)從驅動軸接收動力，以及ii)將動力輸出到驅動軸；驅動電路，被配置為驅動發電機和電動機；電池；包括切換元件、二極管和電抗器的升降壓轉換器，通過切換該切換元件，升降壓轉換器被連接到電池側的低壓電力線和驅動電路側的高壓電力線，升降壓轉換器被配置為升壓低壓電力線上的電力并且將所升壓的電力供給高壓電力線，升降壓轉換器被配置為降壓高壓電力線上的電力并且將降壓的電力供給低壓電力線；以及至少一個電子控制單元，被配置為:i)控制升降壓轉換器，使得高壓電力線的電壓達到a)等于或小于上限電壓并且b)基于施加到發電機和電動機的轉矩命令的電壓；ii)控制內燃機、發電機和電動機，使得對應于來自駕駛員的請求的所需轉矩被輸出并且被使用來使混合動力車輛行駛，iii)在混合動力車輛的再生制動期間，當a)發電機的轉速低于預定轉速并且b)發電機或電動機的溫度低于預定溫度時，將上限電壓限制到制動極限；以及iv)在混合動力車輛的再生制動期間，當c)發電機的轉速等于或超出預定轉速或d)發電機或電動機的溫度等于或超出預定溫度時，與制動極限相比，緩和對上限電壓的限制。
[0010]在本發明的第三方面的混合動力車輛中，在車輛的再生制動期間，當發電機的轉速低于預定轉速并且發電機或電動機的溫度低于預定溫度時，將上限電壓限制到制動極限。換句話說，在車輛的再生制動期間，降低高壓電力線的電壓。因此，能抑制由升壓/降壓轉換器的下臂的二極管的發熱，因此，能增加再生量。此外，在根據本發明的第三方面的混合動力車輛中，在混合動力車輛的再生制動期間，當發電機的轉速等于或超出預定轉速或發電機或電動機的溫度等于或超出預定溫度時，與制動極限相比，緩和對上限電壓的限制。換句話說，在車輛的再生制動期間，當發電機的轉速等于或超出預定轉速并且發電機或電動機的溫度等于或超出預定溫度時，與當發電機的轉速低于預定轉速并且發電機和電動機的溫度均低于預定溫度時的電壓相比，能增加高壓電力線的電壓。因此，能緩和對發電機的轉矩限制，使得能從發電機輸出用于抑制內燃機的轉速的足夠轉矩，結果在于能抑制由于發電機的轉矩不足而導致的發電機過速，并且隨著抑制由于發電機或電動機的溫度