混合动力车辆的模式切换控制装置的制作方法

专利名称：混合动力车辆的模式切换控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种混合动力车辆的行驶模式切换控制装置，具体地说，涉及一种混合动力车辆的从混合动力行驶(HEV)模式向电气 行驶(EV)模式切换的模式切换控制装置，该混合动力车辆作为动 力源具有发动机和电动机/发电机，在上述发动机和电动机/发电机之间隔装可以变更传递扭矩容量的第1离合器，在从电动机/发电机至 驱动轮的车轮驱动系统中，插入设置可以变更传递扭矩容量的第2 离合器，该混合动力车辆可以选择电气行驶(EV)模式和混合动力 行驶(HEV)模式，该电气行驶(EV)模式是使发动机停止，通过 在使第1离合器断开的同时接合第2离合器，而仅利用来自电动机/ 发电机的动力进行行驶，该混合动力行驶(HEV)模式是通过同时接 合第l离合器和第2离合器，而至少利用来自发动机的动力进行行驶。
背景技术：
作为混合动力车辆中使用的混合动力驱动装置，目前提出了各 种形式的装置，它们均是在电气行驶(EV)模式和混合动力行驶 (HEV)模式之间进行模式切换时，不仅需要与车速和要求驱动力这 样的行驶条件对应，而且需要与向电动机/发电机的电力供给、用于 对来自电动机/发电机的发电电力进行蓄电的蓄电池的蓄电状态对 应，进行该模式切换控制。例如，在由于在电气行驶(EV)模式下行驶而使蓄电池蓄电状 态低于一定程度的情况下，为了避免由于蓄电池蓄电状态的过度降低 而使蓄电池无法恢复，通过停止电气行驶(EV)模式而转变为混合 动力行驶(HEV)模式，向电动机/发电机施加发电负载，而使其被 发动机驱动，将由此产生的发电电力积蓄在蓄电池中。此外，在混合动力行驶(HEV)模式行驶中，蓄电池蓄电状态
超过一定程度的情况下，为了避免由于蓄电池的过充电而使蓄电池老化，通过从混合动力行驶(HEV)模式向电气行驶(EV)模式切换，而防止上述过充电。此外，在基于相同的蓄电池蓄电状态设定值，进行上述从电气行驶(EV)模式向混合动力行驶(HEV)模式的切换判断、和从混 合动力行驶(HEV)模式向电气行驶(EV)模式的切换判断时，在 蓄电池蓄电状态处于该设定值附近时会发生控制的振荡，伴随发动机 启动、停止的电气行驶(EV)模式和混合动力行驶(HEV)模式之 间的模式切换频繁地发生，令人厌烦。为了解决这种问题，目前如专利文献1所述，提出了分别设定 相对较低的第l设定蓄电池蓄电状态和相对较高的第2设定蓄电池蓄电状态，基于它们进行模式切换判断，上述第1设定蓄电池蓄电状态 用于进行从电气行驶模式向混合动力行驶模式的切换，上述第2设定 蓄电池蓄电状态用于进行从混合动力行驶模式向电气行驶模式的切 换判断。专利文献l:特开2004 — 023959号公报 发明内容本发明的目的在于提供一种混合动力车辆的模式切换控制装 置，其通过即使在选择HEV行驶模式的蓄电池蓄电状态下，也允许 选择EV行驶模式，而解决与能量回收性能恶化(燃料经济性提升效 果的降低)相关的问题。为了实现该目的，对于本发明所涉及的混合动力车辆的模式切 换控制装置，提出了技术方案1所记载的结构。首先，对作为前提的混合动力车辆进行说明，该混合动力车辆 构成为，作为动力源具有发动机和电动机/发电机，在上述发动机和 电动机/发电机之间隔装可以变更传递扭矩容量的第1离合器，在从 电动机/发电机至驱动轮的车轮驱动系统中，插入设置可以变更传递 扭矩容量的第2离合器，该混合动力车辆可以选择电气行驶模式和混 合动力行驶模式，该电气行驶模式是使发动机停止，通过在断开所述
第1离合器的同时接合所述第2离合器，仅在所述电动机/发电机和 所述驱动轮之间进行动力传递，该混合动力行驶模式是通过同时接合 所述第l离合器和所述第2离合器，在所述发动机和所述驱动轮之间， 或者在所述发动机、所述电动机/发电机和所述驱动轮之间进行动力 传递，在该混合动力车辆中，与蓄电池蓄电状态对应而选择所述电气 行驶模式和混合动力行驶模式。本发明的模式切换控制装置地特征在于，所述模式切换控制装 置构成为，可以在所述电气行驶模式和所述混合动力行驶模式之间进 行模式切换，该模式切换的判断基于相对较低的第1设定蓄电池蓄电 状态和相对较高的第2设定蓄电池蓄电状态进行，该第1设定蓄电池 蓄电状态用于进行从所述电气行驶模式向所述混合动力行驶模式的切换判断，该第2设定蓄电池蓄电状态用于进行从所述混合动力行驶模式向所述电气行驶模式的切换判断，在选择了所述混合动力行驶模 式的蓄电池蓄电状态下，进行如进行再生制动这样的车辆的低负载运行时，将所述第2设定蓄电池蓄电状态变更为比其初值低的值，以使 得即使在应当选择混合动力行驶模式的蓄电池蓄电状态下，也允许向 电气行驶模式的切换。发明的效果根据本发明所涉及的混合动力车辆的模式切换控制装置，由于 在电动机/发电机进行再生制动这样的车辆的低负载运行时，即使在 应当选择混合动力行驶模式的蓄电池蓄电状态下，也允许选择电气行 驶模式，因此，在由于低负载运行而使电动机/发电机进行再生制动 的情况下，通过允许上述电气行驶模式的选择，使在混合动力行驶模 式下电动机/发电机进行再生制动的时间变短，在电气行驶模式下电 动机/发电机进行再生制动的时间变长。由此，可以使电动机/发电机 的再生制动成为在牵引发动机的同时进行的再生制动的时间縮短，而 解决与上述能量回收性能恶化(燃料经济性提升效果的降低)相关的 问题。


图1是同时表示具有本发明的一个实施例的模式切换控制装置 的混合动力车辆中的动力传动系及其控制系统的概略线图。图2是表示由图1中的集中控制器执行的模式切换控制的控制 程序的流程图。图3是表示与图2中的HEV—EV判断SOC用迟滞的清除处理 相关的控制程序的流程图。图4是表示与图2中的HEV—EV判断SOC用迟滞的设定处理 相关的控制程序的流程图。图5是在计算目标驱动力时使用的对应图。图6是表示EV模式时可输出最大值(EV—HEV切换判断中使 用的第1设定蓄电池蓄电状态)、和第2设定蓄电池蓄电状态的特性 线图，该EV模式时可输出最大值用于判断目标驱动力是EV模式可 能区域的值还是HEV模式要求区域的值，该第2设定蓄电池蓄电状 态用于HEV —EV切换判断。图7是表示与加速器开度为0的持续时间相关的低负载运行判 断用设定时间的变化特性的特性线图。图8是图2 4的控制程序的模式切换控制的动作时序图。图9是表示由作为本发明的其它实施例的集中控制器执行的模 式切换控制的控制程序的流程图。图IO是表示与图9中的HEV—EV判断SOC用较低迟滞的设定 处理相关的控制程序的流程图。图11是表示与图9中的HEV—EV判断SOC用基准迟滞的设定 处理相关的控制程序的流程图。图12表示其它实施例中的EV模式时可输出最大值(EV —HEV 切换判断中使用的第1设定蓄电池蓄电状态)、和第2设定蓄电池蓄 电状态的特性线图，该EV模式时可输出最大值用于判断目标驱动力 是EV模式可能区域的值还是HEV模式要求区域的值，该第2设定 蓄电池蓄电状态用于HEV —EV切换判断。图13是由图9 11的控制程序进行的模式切换控制的动作时序 图。图14是由对比例的控制程序进行的模式切换控制的动作时序图。
具体实施方式
以下，基于附图示出的实施例，对本发明的实施方式进行详细说明。图1中同时示出具有本发明的模式切换控制装置的混合动力车 辆中的车轮驱动系统(动力传动系)及其控制系统，标号1是作为第1动力源的电动机/发电机，标号2是作为第2动力源的发动机，标 号3L、 3R分别是左右驱动轮(左右后轮)。在图1示出的混合动力车辆的动力传动系中，与通常的后轮驱 动车辆相同地，在发动机2的车辆前后方向的后方串联地配置自动变 速器4，与轴5结合而设置电动机/发电机1，该轴5将来自发动机2 (曲轴2a)的旋转向自动变速器4的输入轴4a传递。电动机/发电机1为交流同步电动机，在驱动车轮3L、 3R时作 为电动机起作用，在对车轮3L、 3R进行再生制动时作为发电机起作 用，配置在发动机2和自动变速器4之间。在该电动机/发电机l和发动机2之间，更详细地说，在轴5和 发动机曲轴2a之间插装第1离合器6，通过该第1离合器6使发动 机2和电动机/发电机1之间以可断开/接合。在这里，第1离合器6是可连续或逐级地变更传递扭矩容量的 干式离合器，例如，可以通过电磁螺线管连续地控制离合器接合力而 变更传递扭矩容量。在电动机/发电机1和自动变速器4之间，更详细地说，在轴5 和变速器输入轴4a之间插装第2离合器7，通过该第2离合器7使 电动机/发电机1和自动变速器4之间可断开/接合。第2离合器7也与第1离合器6相同地，可以连续或逐级地变 更传递扭矩容量，但第2离合器7由湿式多板离合器构成，该湿式多 板离合器例如可以通过比例螺线管连续地控制离合器动作油流量和
离合器动作油压而变更传递扭矩容量。自动变速器4通过选择性地使多个变速摩擦要素(离合器和制 动器等)接合或断幵，利用上述变速摩擦要素的接合 断开的组合而 确定传动系统路线(变速档)。因此，自动变速器4以与选择变速档对应的传动比，对来自输入轴4a的旋转进行变速而向输出轴4b输出。该旋转输出通过包含差速装置的最终减速器8，向左右后轮3L、 3R分配并传递，用于车辆的行驶。但是，自动变速器4并不仅限于上述这种有级式的变速器，当 然也可以是无级变速器。在上述图1示出的混合动力车辆的动力传动系中，在要求电气 行驶(EV)模式的情况下，断开第1离合器6而接合第2离合器7， 使自动变速器4成为动力传递状态，该电气行驶模式是在包括从停车 状态进行起步时等的低负载 低车速时使用的模式。如果在该状态下驱动电动机/发电机1，则仅使来自该电动机/发 电机1的旋转输出到达变速器输入轴4a，自动变速器4与选择中的 变速档对应，对输入该输入轴4a的旋转进行变速，而通过变速器输 出轴4b输出。来自变速器输出轴4b的旋转，随后经由包含差速装置的最终减 速器8而到达左右后轮3L、 3R，可以使车辆仅通过电动机/发电机1 进行电气行驶(EV行驶)。此外，如果车辆处于滑行中，则通过从 左右后轮3L、 3R传递来的旋转，仅对电动机/发电机1进行旋转驱 动，而不旋转驱动发动机2。在要求混合动力行驶(HEV行驶)模式的情况下，连接第l离 合器6而将电动机/发电机1的扭矩传递至发动机2，使发动机2启 动，使第l离合器6和第2离合器7同时成为接合的状态，使自动变 速器4成为动力传递状态，该混合动力行驶模式用于高速行驶时、大 负载行驶时、蓄电池蓄电状态SOC (可输出电力)低时等。在该状态下，使来自发动机2的旋转输出、或来自发动机2的 旋转输出和来自电动机/发电机1的旋转输出这两者到达变速器输入
轴4a，自动变速器4与选择中的变速档对应，对输入该输入轴4a的 旋转进行变速，通过变速器输出轴4b输出。仅使来自发动机2的旋转输出传递至变速器输入轴4a的、前者 的HEV行驶模式，特别地称为发动机行驶模式，在该模式下，向电 动机/发电机1既不施加驱动负载，也不施加发电负载，仅使电动机/ 发电机空转。使来自发动机2的旋转输出和来自电动机/发电机1的旋转输出 这两者传递至变速器输入轴4a的、后者的HEV模式，特别地称为电 动机辅助行驶模式，在该模式下，利用电动机扭矩加强发动机的输出， 以尽可能地改善燃耗效率。由自动变速器4变速后的来自变速器输出轴4b的旋转，随后经 由最终减速器8而到达左右后轮3L、 3R，以可以通过来自发动机2 和电动机/发电机1中的至少发动机2的动力，使车辆进行混合动力 行驶(HEV行驶)。此外，如果车辆处于滑行中，则通过从左右后 轮3L、 3R传递来的旋转，对发动机2和电动机/发电机1这两者进 行旋转驱动。在上述HEV行驶中，在如果使发动机2以最佳燃料经济性运行 则能量剩余的情况下，通过利用该剩余能量使电动机/发电机1作为 发电机动作，将剩余能量变换为电力，通过积蓄该发电电力而在电动 机/发电机1的电动机驱动中使用，可以提高发动机2的燃料经济性。该HEV模式特别地称为行驶发电模式，在该模式下，将发动机 2作为驱动源而驱动驱动轮3L、 3R，同时利用发动机动力抵抗发电 负载而驱动电动机/发电机1。此外，在图1中，使电动机/发电机1和驱动轮3L、 3R可分离 地结合的第2离合器7，隔装在电动机/发电机1和自动变速器4之 间，但也可以隔装在自动变速器4和最终减速器8之间，也可以借用 自动变速器4内的变速档选择用的变速摩擦要素。此外，动力传动系如图l所示，通过配置于电动机/发电机1前 后的2个离合器6、 7，选择EV行驶模式和HEV行驶模式，但本发 明并不仅限于此，只要可以选择如下行驶模式，则可以使用任意的动
力传动系，上述行驶模式包括混合动力行驶模式，其利用来自发动 机和电动机/发电机中的至少发动机的动力而行驶；以及电气行驶模 式，其断开发动机而仅利用来自电动机/发电机的动力行驶。在图1中还示出构成上述混合动力车辆动力传动系的发动机2、电动机/发电机1、第1离合器6、第2离合器7以及自动变速器4的控制系统。图1的控制系统具有对动力传动系的动作点进行集中控制的集中控制器20，通过如下参数规定动力传动系的动作点，上述参数包 括发动机扭矩目标值tTe、电动机/发电机扭矩目标值tTm、第l离 合器6的传递扭矩容量目标值tTcl、第2离合器7的目标传递扭矩 容量tTc2、以及自动变速器4的目标变速档Gm。在集中控制器20中，为了确定上述动力传动系的动作点，而输 入来自检测加速器开度APO的加速器开度传感器11的信号、以及来 自检测车速VSP的车速传感器12的信号。在这里，电动机/发电机1通过来自蓄电池21的电力，经由逆变 器22进行驱动控制，而在电动机/发电机1如上述作为发电机起作用 的期间，将由其产生的发电电力积蓄在蓄电池21中。此时，为了避免蓄电池21的过充电，利用蓄电池控制器23对 蓄电池21进行充电控制。为此，蓄电池控制器23检测蓄电池21的蓄电状态SOC (可输 出电力)，将与此相关的信息供给至集中控制器20。集中控制器20根据加速器开度APO、蓄电池蓄电状态SOC以 及车速VSP，选择可以实现驾驶员所希望的车辆驱动力的运行模式 (EV模式、HEV模式)，同时分别运算发动机扭矩目标值tTe、电 动机/发电机扭矩目标值tTm、第1离合器传递扭矩容量目标值tTcl、 第2离合器传递扭矩容量目标值tTc2、以及自动变速器4的目标变 速档Gm。发动机扭矩目标值tTe被供给至发动机控制器24，电动机/发电 机扭矩目标值tTm被供给至电动机/发电机控制器25。发动机控制器24对发动机2进行控制，以使发动机扭矩Te成
为发动机扭矩目标值tTe，电动机/发电机控制器25利用来自蓄电池 21的电力，经由逆变器22而对电动机/发电机1进行控制，以使电 动机/发电机1的扭矩Tm成为电动机/发电机扭矩目标值tTm。集中控制器20分别将第1离合器传递扭矩容量目标值tTcl和 第2离合器传递扭矩容量目标值tTc2，供给至离合器控制器26。一方面，离合器控制器26，将与第1离合器传递扭矩容量目标 值tTcl对应的螺线管电流，供给至第1离合器6的电磁力控制螺线 管(未图示)，对第1离合器6进行接合控制，以使第1离合器6 的传递扭矩容量Tcl与传递扭矩容量目标值tTcl 一致。另一方面，离合器控制器26，将与第2离合器传递扭矩容量目 标值tTc2对应的螺线管电流，供给至第2离合器7的油压控制螺线 管(未图示)，对第2离合器7进行接合控制，以使第2离合器7 的传递扭矩容量Tc2与第2离合器传递扭矩容量目标值tTc2 —致。将集中控制器20确定的目标变速档(目标变速比)Gm输入至 变速器控制器27，由变速器控制器27进行变速控制，以使自动变速 器4选择目标变速档(目标变速比)Gm。此外，集中控制器20执行图2 4的控制程序，而执行作为本 发明目标的EV行驶模式和HEV行驶模式之间的模式切换控制。图2是该模式切换控制的主要流程，在步骤S100中，读入蓄电 池蓄电状态SOC、加速器开度APO以及车速VSP等输入信号。在随后的步骤S110中，基于图5中例示的预定的目标驱动力(扭 矩)特性对应图，根据加速器开度APO和车速VSP，检索车轮的目 标驱动力tTd。在步骤S110中，对能够在EV行驶模式下产生该目标驱动力tTd (EV模式要求)、还是如果不是HEV行驶模式则无法产生该目标 驱动力tTd (HEV模式要求)进行判断，如果是前者，则作为没有发 动机启动要求，而使发动机启动要求标记ffiNGREQ为O，如果是后 者，则作为有发动机启动要求，而使发动机启动要求标记fENGREQ 为1。在确定上述发动机启动要求标记ffiNGREQ时，通过对图6中实
线例示的每个蓄电池蓄电状态SOC (相对于充满电的充电比例％)的EV时可输出最大值、和目标驱动力tTd的对比，判断当前的目标 驱动力tTd是小于或等于基于当前蓄电池蓄电状态SOC的EV时可 输出最大值(EV可能区域的值)，还是超过该EV时可输出最大值 (HEV要求区域的值)，如果目标驱动力tTd小于或等于EV时可输 出最大值(为EV可能区域的值)，则由于可以在EV行驶模式下产 生目标驱动力tTd，处于不要求发动机启动的EV模式要求时，因此 使发动机启动要求标记ffiNGREQ为O，如果目标驱动力tTd超过EV 时可输出最大值(为HEV要求区域的值)，则由于无法通过EV行 驶模式获得目标驱动力tTd，处于伴随发动机启动要求的HEV模式 要求时，因此使发动机启动要求标记ffiNGREQ为1。此外，详细内容如后述，在这里，将图6中实线例示的EV时可 输出最大值的变化特性线，作为第1设定蓄电池蓄电状态SOC(L)， 其原则上在EV—HEV模式切换的判断中使用，此外，如图6中虚线 所示，适当地设定比其大固定的迟滞量(例如10%)的第2设定蓄 电池蓄电状态SOC (H)，将其用于HEV—EV模式切换的判断。但是，在HE V—E V模式切换判断中使用的第2设定蓄电池蓄电 状态SOC (H)并不是始终存在，而是如后述使其适时地消失，在其 消失时，取代第2设定蓄电池蓄电状态SOC (H)而基于第1设定蓄 电池蓄电状态SOC (L)，进行HEV—EV模式切换的判断。在图2的随后的步骤S120中，检查标记fEVXX。该标记ffi VXX如后所述，在设定了用于HEV — E V模式切换判 断的第2设定蓄电池蓄电状态SOC (H)时，g卩，在设定了第l设定 蓄电池蓄电状态SOC (L)和第2设定蓄电池蓄电状态SOC (H)之 间的HEV—EV模式切换判断SOC用迟滞时，使其为1，在未设定该 HEV —EV模式切换判断SOC用迟滞时，设定为0。在步骤S120中，在判断标记ffiVXX-l (设定了HEV —EV模 式切换判断SOC用迟滞)的情况下，使控制依次进入步骤S130和步 骤S140。在步骤S130中，执行图3示出的控制程序，如果存在清除要求，
则为了清除HEV —EV模式切换判断SOC用迟滞(使其成为不设定)， 执行使ffiVXX为0的处理。在该处理时，首先在图3的步骤S131中，检查蓄电池蓄电状态 S0C是否小于第2设定蓄电池蓄电状态S0C (H)。SOC<SOC (H)从图6可知，是HEV要求区域，或是SOC (L) 和SOC (H)之间的迟滞区域，SOC》SOC (H)从图6可知，是EV 可能区域。在步骤S131中，在判断SOC<SOC (H) (HEV要求区域或迟 滞区域)的情况下，使控制依次进入步骤S132 步骤S136，检査是 否处于如电动机/发电机1进行再生制动这样的车辆的低负载运行状 态。在该检查时，在步骤S132中，判断加速器开度APO是否为0 (加速器踏板是否释放)，在步骤S133中，判断从加速器开度APO =0开始的规定时间中的平均加速器开度APOave是否小于微小设定 开度APOs，在步骤S134中，判断在上述规定时间中的车辆减速度G 的绝对值是否大于或等于滑行(惯性)行驶判断用设定减速度Gs， 在步骤S135中，判断加速器开度APO为0 (加速器踏板释放)的运 行状态是否持续了大于或等于设定时间Ts，该设定时间Ts是与平均 加速器开度APOave和车辆减速度G对应而确定的。在这里，上述设定时间Ts如图7所例示，设定为平均加速器开 度APOave越大则越长，车辆减速度G的绝对值越大则越短。在下述情况时，认定为处于如电动机/发电机1进行再生制动这 样的车辆的低负载运行状态在步骤S132中判断加速器开度APO为 O(加速器踏板释放)，且在步骤S133中判断平均加速器开度APOave 小于微小设定开度APOs，且在步骤S134中判断车辆减速度G的绝 对值大于或等于设定减速度Gs，且在步骤S135中判断加速器开度 APO = 0 (加速器踏板释放)的运行状态持续了大于或等于设定时间 Ts。在认定为处于进行再生制动这样的低负载运行状态的情况下， 在步骤S136中，检查是否为可以在EV模式下行驶的车速，如果是
可以在EV模式下行驶的车速，则在步骤S137中，将所述标记ffiVXX 从1 (设定HEV—EV模式切换判断SOC用迟滞的状态)向0 (不设 定HEV—EV模式切换判断SOC用迟滞的状态)变更。此时，图6中虚线示出的第2设定蓄电池蓄电状态SOC (H) 被清除，其与以实线示出的第1设定蓄电池蓄电状态SOC (L)之间 的迟滞区域消失，取代第2设定蓄电池蓄电状态S0C (H)，而基于 第1设定蓄电池蓄电状态SOC (L)进行HEV—EV模式切换判断。此外，在步骤S131中判断SOC》SOC (H)的情况下，由于处 于图6的EV要求区域，而无需进行HEV—EV模式切换判断，因此 跳过步骤S132 步骤S136，使控制进入步骤S137，为了清除第2设 定蓄电池蓄电状态SOC (H)(不设定HEV —EV模式切换判断SOC 用迟滞的状态)，使标记fEVXX为O。此外，在步骤S132中判断加速器幵度APO不为0 (加速器踏板 踩下)，或在步骤S133中判断平均加速器开度APOave大于或等于 微小设定开度APOs，或在步骤S134中判断车辆减速度G的绝对值 小于设定减速度Gs，或在步骤S135中判断加速器开度APO = 0 (加 速器踏板释放)的运行状态没有持续大于或等于设定时间Ts时，由 于不处于如电动机/发电机1进行再生制动这样的车辆的低负载运行 状态，因此通过在该状态下结束控制，而使标记ffiVXX保持为l(设 定HEV —EV模式切换判断SOC用迟滞的状态)不变。此外，在步骤S136中判断不是可以在EV模式下行驶的车速的 情况下，也同样地在该状态下结束控制，使标记伍VXX保持为l(设 定HEV—EV模式切换判断SOC用迟滞的状态)不变。在图2的步骤S130中，在图3的上述HEV—EV模式切换判断 SOC用迟滞的清除处理结束后，使控制返回图2的步骤S140,在这 里，通过蓄电池蓄电状态SOC是否大于或等于第1设定蓄电池蓄电 状态SOC(L)，判断是否应当进行HEV—EV模式切换，该第l设 定蓄电池蓄电状态SOC (L)取代消失了的第2设定蓄电池蓄电状态 SOC (H)，在判断为应当进行时，为了进行HEV—EV模式切换， 使发动机2停止，同时使第1离合器6断开。
在图2的步骤S120中，判断标记ffiVXX二O(未设定HEV—EV 模式切换判断SOC用迟滞)的情况下，使控制依次进入步骤S150 和步骤S160。在步骤S150中，执行图4中示出的控制程序，如果存在设定要 求，则为了设定HEV—EV模式切换判断SOC用迟滞，执行使标记 伍VXX为1的处理。在该处理时，首先在图4的步骤S151中，检测蓄电池蓄电状态 SOC是否大于或等于图6中以虚线示出的第2设定蓄电池蓄电状态 SOC (H)的上限值SOC (EV)。SOC》SOC (EV)从图6可知，由于不处于设定第2设定蓄电 池蓄电状态SOC(H)的区域，因此直接结束控制，而保持当前的标 记ffiVXX = 0 (不设定HEV—EV模式切换判断SOC用迟滞)，保 持第2设定蓄电池蓄电状态SOC (H)被清除的状态。在步骤S151中，SOC<SOC (EV)从图6可知，由于处于设定 第2设定蓄电池蓄电状态SOC (H)的区域，因此在步骤S152和步 骤S153中，检查是否应当设定第2设定蓄电池蓄电状态SOC (H) (设定HEV—EV模式切换判断SOC用迟滞)。在步骤S152中，检查当前是否处于EV行驶模式(是否不处于 HEV行驶模式)，在步骤S153中，检查图2的步骤S110中的发动 机启动要求标记ffiNGREQ为1 (HEV模式要求，具有发动机启动要 求)还是为0 (EV模式要求，没有发动机启动要求)。如果在步骤S152中判断当前处于EV行驶模式，且在步骤S153 中判断标记ffiNGREQ=l (HEV模式要求，具有发动机启动要求)， 即判断具有从EV行驶模式向HEV行驶模式的切换要求，则在步骤 S154中，为随后的HEV—EV模式切换判断做准备，使标记fEVXX =1 (设定HEV—EV模式切换判断SOC用迟滞的状态)，同时为了 设定该迟滞，将在第1设定蓄电池蓄电状态SOC (L)中加上了与迟 滞相对应的固定值(例如10%)后的值，如图6中虚线所示，设定 为第2设定蓄电池蓄电状态SOC (H)。由此，随后在HEV—EV模式切换判断中，取代第l设定蓄电池蓄电状态SOC (L)，而基于第2设定蓄电池蓄电状态S0C (H)进 行判断。但是，如果在步骤S152中判断当前处于HEV行驶模式，或在 步骤S153中判断标记ffiNGREQ-O (EV模式要求，没有发动机启 动要求)，即，判断没有从EV行驶模式向HEV行驶模式的切换要 求，则由于持续EV模式而无需为HEV—EV模式切换判断做准备， 因此跳过步骤S154而直接结束控制，由此保持当前的标记fEVXX二 0 (不设定HEV—EV模式切换判断SOC用迟滞)，保持第2设定蓄 电池蓄电状态SOC (H)被消除的状态。利用示出动作时序图的图8，对上述实施例的作用进行如下说明。图8是如下情况的动作时序图在EV模式行驶中，在时刻t0 时蓄电池蓄电状态SOC小于第1设定蓄电池蓄电状态SOC (L)， 其结果从EV模式向HEV模式进行切换，希望使车速VSP如图所示 降低而在时刻tl后通过释放加速器踏板使加速器开度APO保持为0， 通过HEV模式而蓄电池蓄电状态SOC上升，而在时刻t3时大于或 等于第2设定蓄电池蓄电状态SOC (H)。此外，在图8的中间位置 的表示蓄电池蓄电状态的图中，为了能够确认是否设定有第2设定蓄 电池蓄电状态SOC (H)，以虚线图示蓄电池蓄电状态。根据图8， 可以确认从HEV模式向EV模式的切换，是基于哪种蓄电池蓄电状 态进行判断的。根据上述实施例，在加速器踏板释放tl之后，在通过图3的步 骤S132 步骤S135判断处于如电动机/发电机1进行再生制动这样 的低负载运行的时刻t2，目卩，在步骤S132中判断加速器踏板释放， 且在步骤S133中判断平均加速器开度APOave小于微小设定开度 APOs，且在步骤S134中判断车辆减速度G的绝对值大于或等于设 定减速度Gs，且在步骤S135中判断加速器开度APO二0 (加速器踏 板释放)的运行状态持续了大于或等于设定时间Ts的时刻t2，即使 蓄电池蓄电状态SOC还处于SOC (L) SOC (H)之间的迟滞区域， 而没有超过SOC (H)，也可以通过步骤S137的执行(ffiVXX二0)
使第2设定蓄电池蓄电状态S0C (H)消失，从而取代第2设定蓄电 池蓄电状态SOC (H)，而基于第1设定蓄电池蓄电状态SOC (L) 进行HEV—EV模式切换判断。其结果，在蓄电池蓄电状态SOC上 升至第2设定蓄电池蓄电状态SOC (H)的时刻t3之前的低负载运 行判断时刻t2，进行HEV EV模式切换。因此，从与后述的图14示出的对比例的比较可知，可以避免牵 引发动机的同时进行再生制动的时间、即HEV模式滑行(惯性)行 驶时间At变长，从而可以使不牵引发动机的EV模式滑行(惯性) 行驶时间相应地变长，避免由发动机的牵引而使再生制动的能量回收 性能恶化，可以增强燃料经济性的提高效果。与此相对，使用图14的时序图，对没有使用本实施例的控制的 对比例中的动作进行说明。对图14进行说明，该图是如下情况的动作时序图，即，在EV 模式行驶中，在时刻t0蓄电池蓄电状态SOC小于第l设定蓄电池蓄 电状态SOC (L)，其结果从EV模式向HEV模式进行切换，希望 使车速VSP如图所示降低而在时刻tl后通过释放加速器踏板使加速 器开度APO保持为0，通过HEV模式使蓄电池蓄电状态SOC上升， 而在时刻t2 (相当于图8的时刻t3)大于或等于第2设定蓄电池蓄 电状态SOC (H),其结果从HEV模式向EV模式进行切换。根据上述模式切换控制，在第1设定蓄电池蓄电状态SOC (L) 和第2设定蓄电池蓄电状态SOC (H)之间存在迟滞区域，由于如果 蓄电池蓄电状态SOC未成为小于第1设定蓄电池蓄电状态SOC(L)， 则不执行EV—HEV模式切换，如果蓄电池蓄电状态SOC不大于或 等于第2设定蓄电池蓄电状态SOC (H)，则不执行相反的HEV— EV模式切换，因此可以防止控制的振荡，不会频繁地发生伴随发动 机启动/停止的、在EV行驶模式和混合动力(HEV)行驶模式之间 的模式切换，解决上述令人厌烦的问题。但是，由于通过设定上述迟滞，在蓄电池蓄电状态SOC小于第 1设定蓄电池蓄电状态SOC (L)而暂时从EV行驶模式切换为HEV 行驶模式后(时刻t0)，直至蓄电池蓄电状态SOC大于或等于第2
设定蓄电池蓄电状态SOC (H)的时刻t2为止，都禁止从HEV行驶 模式恢复至EV行驶模式，因此会产生以下问题。在加速器踏板释放时刻tl之后，由于车辆处于滑行(惯性)行 驶中，因此电动机/发电机通过在进行发电的同时产生的再生制动， 向车辆施加制动力，同时将通过该再生制动获得的来自电动机/发电机的发电电力积蓄在蓄电池中，供下次的电动机驱动使用。由于如果处于EV行驶模式，则通过发动机和电动机/发电机之 间的第1离合器的断开，使发动机从电动机/发电机分离，因此由上 述电动机/发电机产生的再生制动，不是在牵引发动机的同时进行的 再生制动，但在处于HEV行驶模式的情况下，由上述电动机/发电机 产生的再生制动，是通过第1离合器的接合使发动机和电动机/发电 机连接的状态下的再生制动，即，是在牵引发动机的同时进行的再生 制动，会与发动的牵引能量相应地使再生制动能量降低，与此相应地 使能量回收性能恶化，而抑制燃料经济性的提升效果。对于该点，观察图14的动作时序图可知，从加速器踏板释放时 刻tl至HEV—EV模式切换时刻t2为止的HEV模式滑行(惯性)行 驶时间At，是在牵引发动机的同时进行的再生制动时间，通过所述 迟滞的设定，会使该HEV模式滑行(惯性)行驶时间At延长，而 使能量回收性能恶化，降低燃料经济性的提升效果。此外，在本实施例中，在电动机/发电机1进行再生制动这样的 低负载运行时，为了即使是选择HEV行驶模式的蓄电池蓄电状态 SOC也允许选择EV行驶模式，通过使第2设定蓄电池蓄电状态SOC (H)消失，基于第1设定蓄电池蓄电状态SOC (L)进行HEV—EV 模式切换判断，由此实现上述目的，因此，可以仅通过是否设定第2 设定蓄电池蓄电状态SOC (H)这样的简单的控制，而实现上述作用 效果，非常利于成本的降低和控制的简化。此外，在所述低负载运行的判断时，由于将在从加速器开度APO =0时开始的规定时间中的平均加速器开度APOave小于微小设定开 度APOs，并且，在该规定时间中的车辆减速度G大于或等于设定减 速度Gs的运行状态，判断为低负载运行，此外，将加速器开度APO
=0持续大于或等于设定时间TS时视作低负载运行状态，因此可以 使电动机/发电机1进行再生制动这样的低负载运行的判断准确，可 以使上述作用效果更加可靠。此外，由于使上述设定时间Ts如图7所例示，平均加速器开度 APOave越大，则设定时间Ts越长，车辆减速度G越大，则设定时 间Ts越短，因此无论加速器踏板操作如何，或无论产生的车辆减速 度如何，都可以始终准确地进行处于电动机/发电机1进行再生制动 这样的低负载运行的判断，由此，可以使上述作用效果更加可靠。此外，在上述内容中，没有特别对车辆减速度G所涉及的滑行 (惯性)行驶判断用设定减速度Gs进行说明，但除了电动机/发电机 之外消耗的蓄电池的辅助设备驱动消耗电力越大，则可以将其设定为 越大。在蓄电池的辅助设备驱动消耗电力大的情况下，难以确保EV行 驶用的蓄电池电力的情况较多，但在这种情况下，如果如上所述使滑 行(惯性)行驶判断用减速度Gs变大，则会使低负载运行的判断变 严格，而难以向EV行驶模式转换，可以同时实现抑制伴随发动机启 动、停止的模式切换振荡，和上述燃料经济性提升的效果。此外，对于所述设定时间Ts，也可以是除了电动机/发电机之外 消耗的蓄电池的辅助设备驱动消耗电力越大，则使该设定时间Ts越 长。在蓄电池的辅助设备驱动消耗电力大的情况下，难以确保EV行 驶用的蓄电池电力的情况较多，但在这种情况下，如果如上所述使设 定时间Ts变长，则会使低负载运行的判断变严格，而难以向EV行 驶模式转换，可以同时实现抑制伴随发动机启动、停止的模式切换振 荡，和上述燃料经济性提升的效果。此外，在上述实施例中没有进行叙述，但在车速VSP为小于设 定车速的低车速时，也可以进行与如电动机/发电机1进行再生制动 这样的低负载运行时相同的控制，通过第2设定蓄电池蓄电状态SOC (H)的消失，而允许选择EV行驶模式。在使用发动机2在HEV行驶模式下进行低速行驶时，为了吸收
发动机的扭矩变动等，需要使第1离合器6和第2离合器7处于滑差状态，但由于在将发动机分离的EV行驶模式下，仅使用来自电动机 /发电机1的动力，因此在低车速时也无需使第1离合器6和第2离 合器7处于滑差状态，在如上所述在低车速时进行与低负载运行时相 同的控制，从而通过使第2设定蓄电池蓄电状态SOC (H)消失而允 许选择EV行驶模式的情况下，由于无需离合器的滑差控制，因此可 以防止由离合器的滑差造成的燃料经济性降低。上述实施例示出了如下情况，即，在选择了混合动力行驶模式 的蓄电池蓄电状态下进行如再生制动这样的车辆低负载运行时，不设 定第2设定蓄电池蓄电状态，该第2设定蓄电池蓄电状态是作为从混 合动力行驶模式向电气行驶模式的切换基准值而设定的。由此，在通 过电动机/发电机进行再生制动时，使成为牵引发动机的状态的时间 縮短，而改善能量回收性能。但是，本发明并不限于这样使第2设定蓄电池蓄电状态成为不 设定的实施方式。即，本发明也可以将第2设定蓄电池蓄电状态变更 为比初值小的值，基于该变更后的较低的值，对从混合动力行驶模式 向所述电气行驶模式的切换进行判断，即使在应当选择混合动力行驶 模式的蓄电池蓄电状态下，也允许向电气行驶模式的切换。此外，在所述实施例中，使第2设定蓄电池蓄电状态成为不设 定，基于所述第1设定蓄电池蓄电状态对从混合动力行驶模式向电气 行驶模式的切换进行判断，即使在应当选择混合动力行驶模式的蓄电 池蓄电状态下，也允许向电气行驶模式的切换。其构成为，对第2 设定蓄电池蓄电状态的初值进行变更，使其成为减小至与第1设定蓄 电池蓄电状态一致的值，基于该第1设定蓄电池蓄电状态，对从混合 动力行驶模式向电气行驶模式的切换进行判断。即，作为本发明所涉 及的一种实施方式，可以将使第2设定蓄电池蓄电状态消失而进行说 明的所述实施方式理解为是将第2设定蓄电池蓄电状态变更为比初 值小的值(第1设定蓄电池蓄电状态)。此外，参照图9 图13，对本发明所涉及的其它实施例进行说 明。在这里进行说明的其它实施例，不是如所述实施例那样，使第2
设定蓄电池蓄电状态(基准值)消失，而是将第2设定蓄电池蓄电状 态变更为比初值小规定值(不为零(0)的某个有效值)的值，基于 该变更后的值，进行从所述混合动力行驶模式向所述电气行驶模式的 切换控制。此外，作为用于混合动力车辆中的模式切换控制装置的硬件结 构，由于在本实施例的情况下也与上述实施例相同，因此必要的情况下借用图1。此外，图9、图10、图11、图12以及图13，分别与上 述实施例中的图2、图3、图4、图6以及图8同样地进行图示。由 此，省略重复的说明，以不同的部分为中心进行说明。图9是与图2对应的图，示出集中控制器执行的模式切换控制 的主控制程序的流程图。其直至步骤S110的处理与上述实施例相同， 但步骤S120的标记ffiVXX的检查处理与上述实施例不同。在这里， 在设定了第1设定蓄电池蓄电状态SOC (L)和第2设定蓄电池蓄电 状态SOC (H)之间的HEV—EV模式切换判断SOC用基准迟滞时， 使标记伍VXX为1。此外，在设定了 HEV—EV模式切换判断SOC 用较低迟滞时，使标记fEVXX为O。在本实施例中，与上述实施例的不同点在于，不是使第2设定 蓄电池蓄电状态SOC (H)消失，而是重新设定使初始的第2设定蓄 电池蓄电状态SOC (H)的值降低(变小)后的蓄电状态SOC (H，)。 如图12所示，与形成于第1设定蓄电池蓄电状态SOC (L)和初始 的第2设定蓄电池蓄电状态SOC (H)之间的迟滞区域(基准迟滞) 相对，设定由第1设定蓄电池蓄电状态SOC (L)和变更为更小值的 第2设定蓄电池蓄电状态SOC (H，)形成的、宽度变窄的迟滞区域 (较低迟滞)。艮P，如图12所示，在将第2设定蓄电池蓄电状态SOC (H)设 定为比第1设定蓄电池蓄电状态S0C(L)大固定迟滞量(例如10%) 的情况下，将该第2设定蓄电池蓄电状态重新设定为比第1设定蓄电 池蓄电状态SOC (L)大(例如3%)的值，而作为SOC (H，)。艮卩， 将该第2设定蓄电池蓄电状态SOC (H)变更为比规定的初值小的值 SOC (H')。由该变更后的较小值的第2设定蓄电池蓄电状态SOC (H，)和第1设定蓄电池蓄电状态SOC (L)，设定较低迟滞。在上述步骤S120中判断标记伍VXX二1的情况下，设定HEV —EV模式切换判断SOC用基准迟滞。然后，依次进入步骤S130和 步骤S140进行处理。在步骤S130中，执行图10中示出的控制程序， 如果存在变更要求，则为了变更HEV—EV模式切换判断SOC用基 准迟滞而设定较低迟滞，执行使标记ffiVXX为0的处理。这里的处 理，与利用图3进行说明的处理相同，但在最后的步骤S137中设定 较低迟滞这一点上不同。另一方面，与上述相反地，在步骤S120中判断标记fEVXX二O 的情况下，设定HEV—EV模式切换判断SOC用较低迟滞。然后， 使控制依次进入步骤S150和步骤S160进行处理。在步骤S150中， 执行图11中示出的控制程序，如果存在变更要求，则为了变更HEV —EV模式切换判断SOC用较低迟滞而设定基准迟滞，执行使标记 ffiVXX为1的处理。这里的处理，与利用图4进行说明的处理相同。图13是与上述实施例的图8同样地示出的模式切换控制动作的 时序图。该图13示出如下情况，即，在EV模式行驶中，在时刻t0 蓄电池蓄电状态SOC小于第1设定蓄电池蓄电状态SOC (L)，其 结果从EV模式向HEV模式进行切换，希望使车速VSP如图所示降 低而在时刻tl后通过释放加速器踏板使加速器开度APO保持为0， 通过HEV模式使蓄电池蓄电状态SOC上升而在时刻t2'大于或等于 第2设定蓄电池蓄电状态SOC (H')。根据本实施例，在加速器踏板释放tl后，在通过图10的步骤 S132 步骤S135判断处于如电动机/发电机l进行再生制动这样的低 负载运行的时刻t2，，在蓄电池蓄电状态SOC上升至第2设定蓄电池 蓄电状态SOC (H)的时刻t3之前的低负载运行判断时刻t2'，进行 HEV—EV模式切换。其比上述实施例的情况下的时刻t2更迟地执行 HEV—EV模式切换，但如果与图14中示出的现有技术的情况相比， 则可以使在牵引发动机的同时进行再生制动的HEV模式滑行(惯性) 行驶时间縮短。因此，与上述实施例的情况同样地，可以增强燃料经 济性的提升效果。
权利要求
1.一种混合动力车辆的模式切换控制装置，该混合动力车辆构成为，作为动力源具有发动机和电动机/发电机，在上述发动机和电动机/发电机之间隔装可以变更传递扭矩容量的第1离合器，在从电动机/发电机至驱动轮的车轮驱动系统中，插入设置可以变更传递扭矩容量的第2离合器，该混合动力车辆可以选择电气行驶模式和混合动力行驶模式，该电气行驶模式是使发动机停止，通过在断开所述第1离合器的同时接合所述第2离合器，仅在所述电动机/发电机和所述驱动轮之间进行动力传递，该混合动力行驶模式是通过同时接合所述第1离合器和所述第2离合器，在所述发动机和所述驱动轮之间，或者在所述发动机、所述电动机/发电机和所述驱动轮之间进行动力传递，在该混合动力车辆中，与蓄电池蓄电状态对应而选择所述电气行驶模式和混合动力行驶模式，其特征在于，所述模式切换控制装置构成为，可以在所述电气行驶模式和所述混合动力行驶模式之间进行模式切换，该模式切换的判断基于相对较低的第1设定蓄电池蓄电状态和相对较高的第2设定蓄电池蓄电状态进行，该第1设定蓄电池蓄电状态用于进行从所述电气行驶模式向所述混合动力行驶模式的切换判断，该第2设定蓄电池蓄电状态用于进行从所述混合动力行驶模式向所述电气行驶模式的切换判断，在选择了所述混合动力行驶模式的蓄电池蓄电状态下，进行车辆的低负载运行时，将所述第2设定蓄电池蓄电状态变更为比其初值低的值，以使得即使在应当选择混合动力行驶模式的蓄电池蓄电状态下，也允许向电气行驶模式的切换。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的模式切换控制装置， 其特征在于， 其构成为，在选择了所述混合动力行驶模式的蓄电池蓄电状态 下进行所述低负载运行时，所述第2设定蓄电池蓄电状态的所述变更 的较低值，是降低至与所述第1设定蓄电池蓄电状态一致的值，基于 该第1设定蓄电池蓄电状态，对从混合动力行驶模式向电气行驶模式 的切换进行判断。
3. 根据权利要求2所述的混合动力车辆的模式切换控制装置， 其特征在于，其构成为，在从所述电气行驶模式向所述混合动力行驶模式切换时，重新进行所述第2设定蓄电池蓄电状态的设定，再次基于该第 2设定蓄电池蓄电状态，进行从混合动力行驶模式向电气行驶模式的 切换判断。
4. 根据权利要求2所述的混合动力车辆的模式切换控制装置， 其特征在于，所述低负载运行是如下运行状态，即，从使发动机的加速器开 度为0时开始的规定时间中的平均加速器开度小于微小设定开度，并 且该规定时间中的车辆减速度大于或等于设定减速度。
5. 根据权利要求4所述的混合动力车辆的模式切换控制装置， 其特征在于，在所述加速器开度为0的运行状态持续了设定时间时，认为是 所述低负载运行。
6. 根据权利要求5所述的混合动力车辆的模式切换控制装置， 其特征在于，所述平均加速器开度越大，使所述设定时间越长。
7. 根据权利要求5所述的混合动力车辆的模式切换控制装置， 其特征在于， 所述车辆减速度越大，使所述设定时间越短。
8. 根据权利要求4所述的混合动力车辆的模式切换控制装置， 其特征在于，除了电动机/发电机之外而消耗的蓄电池的辅助设备驱动消耗电 力越多，使所述设定减速度越大。
9. 根据权利要求5所述的混合动力车辆的模式切换控制装置， 其特征在于，除了电动机/发电机之外而消耗的蓄电池的辅助设备驱动消耗电 力越多，使所述设定时间越长。
10. 根据权利要求1至9中任意一项所述的混合动力车辆的模式 切换控制装置，其特征在于，其构成为，在车速为小于设定车速的低车速时，也允许选择所 述电气行驶模式。
11. 根据权利要求l所述的混合动力车辆的模式切换控制装置， 其特征在于，在从所述电气行驶模式切换至所述混合动力行驶模式时，接合 所述第1离合器，通过将所述电动机/发电机的扭矩传递至所述发动 机，而使该发动机启动。
全文摘要
本发明涉及混合动力车辆的模式切换控制装置，在伴随再生制动的运行中，在高效的能量回收的基础上，执行从HEV模式向EV模式的切换。针对如下情况进行说明，即在EV行驶中，在t0时蓄电池蓄电状态(SOC)小于SOC(L)，其结果进行EV→HEV模式切换，希望减速而在t1后保持加速度开度为0，通过HEV模式使SOC上升，在t3时大于或等于SOC(H)。在加速器踏板释放t1后，判断处于低负载运行的t2时，通过SOC(H)消失，取代SOC(H)而基于SOC(L)进行HEV→EV模式切换判断，在t3前进行切换。由此使在牵引发动机的同时进行再生制动时间变短，不牵引发动机的再生制动时间相应地变长，提高能量回收率。
文档编号B60W10/06GK101161523SQ200710152568
公开日2008年4月16日 申请日期2007年10月11日 优先权日2006年10月12日
发明者上野宗利, 林伸树 申请人:日产自动车株式会社