[发明专利]能按电池荷电状态恰当控制发动机转速和齿轮比的车辆系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆系统，其用于机动车辆如客车或货车，并配置成根据电池的荷电状态(State of Charge，SOC)来控制发动机的转速和变速器的齿轮比。

背景技术

例如从日本专利首次公开号H5-124460中已知一种用于机动车辆的传动系控制设备。这种设备被配置成当电池的SOC下降到预定阈值以下时，该设备改变变速器的齿轮比以便增加发动机转速，并减少向发动机馈送的燃料量以便减少发动机的输出功率。使用这样的配置，当车辆的电力消耗增加时，该设备可以增加发动机的转速，从而增加给电池充电的机动车交流发电机所产生的电力的量。结果，电池的SOC可以保持在高电平，因而允许电池具有低的容量和尺寸。

然而，使用上述配置，当交流发电机的发电扭矩随着交流发电机所产生的电力的量而增加但是发动机的输出功率没有适当地减少时，会使发动机的转速迅速增加或减少。结果，车辆的行驶性能将会下降，因而给车辆的驾驶员带来不便。

此外，近年来，无级变速器(CVT)已经开始用于非混合式的且使用一般发动机的车辆系统中。因为CVT的齿轮比可以无级地或连续地变化，所以可以在发动机效率高的低转速区域中运行连接到CVT的发动机。

然而，如图6所示，当发动机的转速例如从A到B降低时，由发动机所驱动的交流发电机的输出电流也减小。结果，配置成由交流发电机来充电的电池不再能够由交流发电机来充电，因而最终用完。另外，在图6中，CVT区域表示其中可以使用CVT的发动机转速区域；AT区域表示其中可以使用自动变速器的发动机转速区域。

发明内容

考虑到上述问题进行了本发明。

根据本发明，提供一种车辆系统，其包括：电池；发动机；发电机，该发电机通过发动机来驱动以产生电力，从而为电池充电；第一控制设备，其控制电池和发电机的操作；驱动轴；无级变速器(CVT)，其以连续可变的齿轮比将发动机的旋转传动到驱动轴；以及第二控制设备，其控制发动机和CVT的操作。进一步，第一控制设备包括：检测装置，用于检测电池的充电/放电电流；监视装置，基于由检测装置所检测的充电/放电电流来监视电池的荷电状态(SOC)；通知装置，用于当由监视装置所监视的电池的SOC降低时将电池的SOC的减少通知第二控制设备；设置装置，用于当电池的SOC降低时设置电池的目标充电电流以便恢复降低的电池的SOC；以及控制装置，用于控制发电机以增加由发电机所产生的电力的量，从而为电池提供由设置装置所设置的目标充电电流。

使用上述配置，当电池的SOC降低时，第一控制设备将电池的SOC降低通知第二控制设备。因此，第二控制设备能够以及时的方式采取措施防止电池用完。进一步，第一控制设备设置目标充电电流以便恢复降低的电池的SOC，并且控制发电机以增加由发电机所产生的电力的量，从而向电池提供设置的目标充电电流。因此，可以防止发电机的发电扭矩过多地增加；从而可以相应地防止发动机转速的任何迅速增加或降低。结果，可以保证车辆的行驶性能而不用担心车辆的驾驶员不舒适。

根据本发明的进一步的实施例，第二控制设备当被通知电池的SOC降低时增加发动机的转速和CVT的齿轮比。

使用上述配置，可以增加发动机的转速，并因此增加发电机所产生的电力的量，同时保持驱动轴的输出功率和转速不变。

进一步，第二控制设备与电池SOC的降低量成比例地设置发动机转速的增加量和CVT齿轮比的增加量。

使用上述设置，可以根据电池的SOC来适当地改变发动机的转速和CVT的齿轮比，从而快速地恢复降低的电池的SOC。

优选地，第一和第二控制设备中的一个还包括确定装置，用于确定发电机的发电扭矩；第二控制设备可以基于由确定装置所确定的发电扭矩来校正设置的发动机转速的增加量和CVT齿轮比的增加量。进一步，确定装置可以基于发电机的转速、发电机的励磁电流和发电机的输出电压来确定发电机的发电扭矩；设置装置可以根据发电机的转速、励磁电流和输出电压来设置电池的目标充电电流。

另外，第一和第二控制设备中的一个还可以优选地包括估计装置，用于在由发电机所产生的电力的量增加之前，估计在电力的量增加之后的发电机的发电扭矩；第二控制设备可以基于估计的发电机的发电扭矩来校正设置的发动机转速的增加量和CVT齿轮比的增加量。进一步，估计装置可以基于发电机的转速、发电机的励磁电流和发电机的输出电压来估计发电机的发电扭矩的值；设置装置可以根据发电机的转速、励磁电流和输出电压来设置电池的目标充电电流。

此外，在车辆系统中，第一控制设备与第二控制设备分开并靠近电池布置。