混合动力车辆的控制装置以及具有该控制装置的混合动力车辆的制作方法

专利名称：混合动力车辆的控制装置以及具有该控制装置的混合动力车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及混合动力车辆的控制装置和具有该控制装置的混合动力车辆，尤其涉及搭载内燃机和电动机作为动力源的混合动力车辆的控制装置和具有该控制装置的混合动力车辆。
背景技术：
作为有益于环境的车辆，混合动力车辆(Hybrid Vehicle)受到注目。混合动力车辆除了搭载以往的内燃机以外，还搭载蓄电装置、变换器(inverter)和受变换器驱动的电动机作为车辆行驶用的动力源日本特开2009-166513号公报(专利文献I)公开了在这样的混合动力车辆中切实地抑制蓄电装置的过放电的方法。在该混合动力车辆中，根据基于各种传感器输出的要求驱动力在HV行驶模式和EV行驶模式之间进行切换。当在EV行驶模式的执行中存在向HV行驶模式的切换要求时，通过接受来自蓄电装置的电力的电动发电机使发动机曲轴转动以启动发动机。并且，以使蓄电装置的电压不低于下限电压的方式导出放电容许电力Wout，并调整转矩指令值Tref，以使马达消耗功率不超过该导出的放电容许电力Wout。在此，在要求向HV行驶模式切换后的预定时间内加速踏板开度达到预定的基准值的情况下，下限电压被暂时提高。根据该混合动力车辆，能够切实地保护蓄电装置免于过放电，其结果，能够使蓄电装置的充放电能力充分发挥，能够提高车辆的行驶性能和燃料经济性能(参照专利文献I)。现有技术文献专利文献I :日本特开2009-166513号公报

发明内容
发明要解决的问题就混合动力车辆而言，希望尽可能进行使内燃机停止的行驶。近年来，能够从车辆外部的电源对车载的蓄电装置充电的、所谓的插电式混合动力车受到注目，对于插电式混合动力车来说，这样的要求尤其强烈(此外，以下，将停止内燃机仅利用电动机的行驶称为“EV (Electric Vehicle :电动车辆)行驶”，与此相对，将使内燃机工作的行驶称为“HV(HybridVehicle :混合动力车辆)行驶”。)。因此，为了通过抑制内燃机启动的频度来提高EV行驶感，能够基于包括使EV行驶优先的第I模式(以下称为“⑶(Charge D印Ieting :电量消耗)模式”。)和使内燃机工作以使蓄电装置的充电状态维持在预定目标的第2模式(以下称为“CS(Charge Sustaining 电量保持)模式”。)的行驶模式和内燃机的工作/停止，变更蓄电装置能够放电的电力(以下称为“放电容许电力Wout”。)。具体地说，在行驶模式为CD模式且内燃机停止的情况下，通过使放电容许电力Wout比行驶模式为CD模式且内燃机工作时或行驶模式为CS时更加增大，能够抑制内燃机启动的频度以提高EV行驶感。但是，从车辆的部件保护的观点出发，存在实质上不输出转矩而使内燃机运转的情况(以下，将这样的运转称为“无负载运转”，与此相对，将根据驾驶员的要求而输出转矩的运转称为“负载运转”。)。由于即使为无负载运转内燃机也工作，所以在行驶模式为⑶模式时，放电容许电力Wout不增大。然而，在该情况下，由于行驶模式为CD模式，所以当用于判定是否使内燃机为负载运转的功率判定值为增大后的放电容许电力Wout时，在要求功率达到该增大后的放电容许电力Wout之前，发生来自蓄电装置的放电电力被限制为不增大的放电容许电力Wout并且内燃机不会成为负载运转的状况。其结果，实际的功率相对要求功率不足，驾驶性能恶化。因此，本发明的目的在于，在混合动力车辆中，增加EV行驶并防止无负载运转时可能发生的驾驶性能的恶化。 用于解决问题的手段根据本发明，混合动力车辆的控制装置具有行驶模式控制部、放电容许电力控制部和判定部。混合动力车辆包括产生车辆驱动力的内燃机；能够充放电的蓄电装置；和从蓄电装置接受电力来产生车辆驱动力的电动机。内燃机被控制为以负载运转或无负载运转进行工作。并且，行驶模式控制部对包括CD模式和CS模式的行驶模式的切换进行控制。放电容许电力控制部，当行驶模式为CD模式且内燃机工作时、或行驶模式为CS模式时，将表示放电容许电力Wout设为预先确定的第I值，当行驶模式为CD模式且内燃机停止时，将放电容许电力Wout增大到比第I值大的第2值。判定部，当行驶模式为CS模式时，基于第I值来判定是否使内燃机为负载运转，当行驶模式为CD模式时，基于第2值来判定是否使内燃机为负载运转。在此，判定部，在内燃机以无负载运转进行工作的情况下，即使行驶模式为⑶模式，也基于第I值来判定是否使内燃机为负载运转。优选，当所述行驶模式为第I模式且内燃机不为无负载运转时，判定部基于第2值来判定是否使内燃机为负载运转。优选，判定部，在行驶模式为第I模式且内燃机以无负载运转进行工作的情况下，当基于第I值使内燃机的工作切换到了负载运转时，基于第I值进行内燃机的停止判定。优选，混合动力车辆还包括充电装置，该充电装置构成为从车辆外部的电源接受电力的供给来对蓄电装置充电。并且，行驶模式控制部在由充电装置对蓄电装置充电后，将行驶模式设定为第I模式。另外，根据本发明，混合动力车辆的控制装置具有行驶模式控制部、放电容许电力控制部和判定部。混合动力车辆包括产生车辆驱动力的内燃机；能够充放电的蓄电装置；和从蓄电装置接受电力来产生车辆驱动力的电动机。内燃机被控制为以负载运转或无负载运转进行工作。并且，行驶模式控制部对包括CD模式和CS模式的行驶模式的切换进行控制。放电容许电力控制部，当行驶模式为CD模式且内燃机工作时、或行驶模式为CS模式时，将放电容许电力Wout设为预先确定的第I值，当行驶模式为CD模式且内燃机停止时，将放电容许电力增大到比第I值大的第2值。判定部，在行驶模式为CD模式的情况下，当内燃机以无负载运转进行工作时，基于第I值来判定是否使内燃机为负载运转，当内燃机不为无负载运转时，基于第2值来判定是否使内燃机为负载运转。优选，当行驶模式为CS模式时，判定部基于第I值来判定是否使内燃机为负载运转。优选，判定部，在行驶模式为⑶模式且内燃机以无负载运转进行工作的情况下，当基于第I值使内燃机的工作切换到了负载运转时，基于第I值进行内燃机的停止判定。优选，混合动力车辆还包括充电装置，该充电装置构成为从车辆外部的电源接受电力的供给来对蓄电装置充电。并且，行驶模式控制部在由充电装置对蓄电装置充电后，将行驶模式设定为第I模式。另外，根据本发明，混合动力车辆具有上述的任一方的控制装置。发明的效果在本发明中，在行驶模式为CD模式且内燃机工作时、或行驶模式为CS模式时，放电容许电力Wout被设为第I值。在行驶模式为CD模式且内燃机停止时，放电容许电力Wout增大至比第I值大的第2值。另外，在行驶模式为CS模式时，基于第I值来判定是否使内·燃机为负载运转，在行驶模式为CD模式时，基于第2值来判定是否使内燃机为负载运转。并且，在本发明中，在内燃机以无负载运转进行工作的情况下，即使行驶模式为CD模式，也基于第I值来判定是否使内燃机为负载运转，因此不会发生实际功率相对要求功率不足的状况。或者，在行驶模式为CD模式的情况下，在内燃机以无负载运转进行工作时，基于第I值来判定是否使内燃机为负载运转，在内燃机不为无负载运转时，基于第2值来判定是否使内燃机为负载运转，因此不会发生实际功率相对要求功率不足的状况。因此，根据本发明，能够增加EV行驶且防止在无负载运转时可能发生的驾驶性能的恶化。


图I是表示适用本发明的实施方式的控制装置的混合动力车辆的整体结构的框图。图2是表示图I所示的混合动力车辆的电气系统的结构的框图。图3是图2所示的E⑶的功能框图。图4是表示蓄电装置的SOC的变化与行驶模式的关系的图。图5是表示蓄电装置的放电容许电力的图。图6是用于说明与行驶模式和发动机的工作/停止相应的放电容许电力的增大/不增大的图。图7是用于说明用于判定是否使发动机为负载运转的判定阈值的图。图8是用于实现是否使发动机为负载运转的判定处理的第I流程图。图9是用于实现是否使发动机为负载运转的判定处理的第2流程图。图10是发动机从停止状态切换到负载运转时的时序图。图11是发动机从无负载运转切换到负载运转时的、利用现有技术得到的时序图。图12是发动机从无负载运转切换到负载运转时的时序图。图13是用于实现是否使发动机为负载运转的判定处理的另外的第I流程图。图14是用于实现是否使发动机为负载运转的判定处理的另外的第2流程图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。此外，对图中相同或相当部分标注同一标号且不重复其说明。图I是表示适用本发明的实施方式的控制装置的混合动力车辆的整体结构的框图。参照图1，混合动力车辆100具有:蓄电装置10、ECU(Electronic Control Unit :电子控制单元)15、PCU (Power Control Unit :电力控制单元)20、动力输出装置30和差速齿轮(以下也称为“DG (Differential Gear)')40。另外，混合动力车辆100还具有前轮50L、50R、后轮60L、60R、前座70L、70R、后座80、充电输入口(inlet) 90和充电器92。蓄电装置10为能够再充电的直流电源，例如，由镍氢或锂离子等 的二次电池构成。蓄电装置10例如配置于后座80的后方部，与P⑶20电连接来向P⑶20供给直流电压。另外，蓄电装置10从PCU20接受通过动力输出装置30发电产生的电力来充电。进而，蓄电装置10通过充电器92来充电，该充电器92接受从连接于充电输入口 90的车辆外部的电源所供给的电力。此外，以下，将车辆外部的电源也称为“外部电源”，将通过外部电源对蓄电装置10的充电也称为“外部充电”。P⑶20总括表示混合动力车辆100内所需要的电力变换器。P⑶20包括对从蓄电装置10供给的电压进行升压的转换器、用于驱动动力输出装置30所包含的电动发电机的变换器等。ECU15接收表示运转状况/车辆状况的来自各种传感器的各种传感器输出17。各种传感器输出17包括根据加速器踏板35的踩踏量得到的加速踏板开度、根据车轮转速得到的车辆速度等。并且，ECU15基于所输入的这些传感器输出，执行与混合动力车辆100相关的各种控制。动力输出装置30作为车轮的驱动力源而设置,包括电动发电机MG1、MG2和发动机。它们经由动力分配装置(未图示)机械地连接。并且，根据混合动力车辆100的行驶状况，经由动力分配装置在上述3者之间进行驱动力的分配和结合，作为其结果驱动前轮50L、50R。DG40将从动力输出装置30输出的动力向前轮50L、50R传递，并将从前轮50L、50R接受的转动力向动力输出装置30传递。由此，动力输出装置30将通过发动机和电动发电机产生的动力经由DG40向前轮50L、50R传递来驱动前轮50L、50R。另外，动力输出装置30接受通过前轮50L、50R产生的电动发电机的转动力来发电，并将该发电产生的电力向PCU20供给。此外，电动发电机MG1、MG2能够作为发电机也能够作为电动机发挥功能，但是电动发电机MGl主要作为发电机工作，电动发电机MG2主要作为电动机工作。详细地说，电动发电机MGl接受通过动力分配装置分配的发动机的输出的一部分来发电。另外，电动发电机MGl从蓄电装置10接受电力的供给以作为电动机工作，使发动机曲轴转动从而启动。电动发电机MG2受蓄积于蓄电装置10的电力和电动发电机MGl发电产生的电力的至少一方而驱动。并且，电动发电机MG2的驱动力经由DG40向前轮50L、50R的驱动轴传递。由此，电动发电机MG2辅助发动机使车辆行驶或仅通过自身的驱动力使车辆行驶。另夕卜，在车辆制动时，电动发电机MG2受前轮50L、50R驱动而作为发电机工作。此时，通过电动发电机MG2发电产生的电力经由P⑶20充电到蓄电装置10。并且，P⑶20按照来自E⑶15的控制指示，对从蓄电装置10接受的直流电压进行升压，并将该升压后的直流电压变换为交流电压，驱动动力输出装置30所包含的电动发电机MG1、MG2。另外，P⑶20在电动发电机MG1、MG2进行再生动作时，按照来自E⑶15的控制指示，将电动发电机MGl、MG2发电产生的交流电压变换为直流电压来对蓄电装置10充电。充电输入口 90能够与连接于外部电源的充电电缆(未图示)的连接器连接。并且，在外部充电时，从连接于充电输入口 90的外部电源接受电力，并将该接受到的电力向充电器92供给。充电器92设置在充电输入口 90和蓄电装置10之间，将从连接于充电输入口90的外部电源供给的电力变换为蓄电装置10的电压电平并向蓄电装置10输出。图2是表示图I所示的混合动力车辆100的电气系统的结构的框图。参照图2，电气系统包括蓄电装置10、SMR (System Main Relay :系统主继电器)105、106、PCU20、电动发电机MGl、MG2、ECU15、充电输入口 90和充电器92。电动发电机MG1、MG2经由动力分配装置与发动机ENG和未图示 的驱动轮(图I的前轮50L、50R)连接。并且，混合动力车辆100能够利用发动机ENG和电动发电机MG2来行驶，电动发电机MGl进行发动机ENG的启动和利用了发动机ENG的动力的发电。SMR105设置在蓄电装置10和P⑶20之间，在车辆行驶时等根据来自E⑶15的指令接通。SMR106设置在蓄电装置10和充电器92之间，在外部充电时根据来自E⑶15的指令接通。P⑶20包括转换器110、电容器120、马达驱动控制器131、132、转换器/变换器控制部140和发动机控制部142。在该实施方式中，电动发电机MG1、MG2为交流马达，马达驱动控制器131、132由变换器构成。以下，也将马达驱动控制器131 (132)称为“变换器131(132)”。转换器110基于来自转换器/变换器控制部140的控制信号Scnv，将正极线103和负极线102间的电压Vm升压至蓄电装置10的电压Vb以上。转换器110例如由电流可逆型的升压斩波电路构成。变换器131、132分别与电动发电机MG1、MG2对应设置。变换器131、132相互并联连接于转换器110,并基于来自转换器/变换器控制部140的控制信号Spwml、Spwm2分别驱动电动发电机MG I、MG2。转换器/变换器控制部140基于从ECU15接收的控制指令值(电压Vm的目标值和/或电动发电机MG1、MG2的转矩目标值等)，生成用于分别驱动转换器110和电动发电机MG1、MG2的控制信号Scnv、Sp丽ii、Sp丽12。并且，转换器/变换器控制部140将该生成的控制信号Scnv、SpwmU Sp丽ι2分别向转换器110和变换器131、132输出。发动机控制部142基于从ECU15接收的控制指令值，计算发动机ENG的转速和输出转矩。并且，发动机控制部142基于该计算结果来生成用于驱动发动机ENG的控制信号，并将该生成的控制信号向发动机ENG输出。由此，发动机ENG根据驾驶员的要求以输出转矩的负载运转进行工作。另外，发动机控制部142基于从ECU15接收的控制指令，从部件保护等的观点(例如油润滑)出发，生成用于以实质上不输出转矩的方式使发动机ENG运转的控制信号，并将该生成的控制信号向发动机ENG输出。由此，发动机ENG虽然工作但实质上以不输出转矩的无负载运转(例如怠速运转)进行工作。ECU15基于各种传感器输出17，进行该混合动力车辆100的行驶模式的控制、蓄电装置10的充放电控制、发动机ENG的启动/停止判定等各种控制。并且，E⑶15生成用于驱动PCU20的控制指令值，并将该生成的控制指令值向PCU20的转换器/变换器控制部140和发动机控制部142输出。另外，ECU15在外部充电时，生成用于驱动充电器92的信号，并将该生成的信号向充电器92输出。图3是图2所示的E⑶15的功能框图。参照图3，E⑶15包括SOC计算部150、行驶模式控制部152、Wout控制部154、发动机工作判定部156、指令生成部158和充电控制部160。SOC计算部150基于由未图示的传感器检测的蓄电装置10的电压Vb和电流Ib，计算表示蓄电装置10的充电状态的SOC (State OfCharge)。该SOC以O 100%来表示蓄电装置10的相对满充电状态的蓄电量，表示蓄电装置10的蓄电剩余量。此外，就SOC的计算方法而言，能够使用各种公知的方法。行驶模式控制部152基于由SOC计算部150计算出的S0C，对车辆的行驶模式的切 换进行控制。具体地说，行驶模式控制部152，对设为使停止发动机ENG而仅利用电动发电机MG2的行驶优先的CD模式还是设为使发动机ENG工作将蓄电装置10的SOC维持在预定的目标的CS模式的切换进行控制。此外，即使在CD模式下，当由驾驶员大幅度踩踏加速器踏板、或发动机驱动型的空调工作时或发动机预热时等，也允许发动机ENG工作。该CD模式为不维持蓄电装置10的SOC而基本上将蓄积于蓄电装置10的电力作为能量源使车辆行驶的行驶模式。在该CD模式期间，多数情况下结果是与充电相比放电的比例相对较大。另一方面，CS模式为为了将蓄电装置10的SOC维持在预定的目标而根据需要使发动机ENG工作以通过电动发电机MGl进行发电的行驶模式,并不限定于使发动机ENG —直工作的行驶。即，即使行驶模式为CD模式，若大幅度踩踏加速器踏板要求大的车辆功率，则发动机ENG也工作。另外，即使行驶模式为CS模式，若SOC超过目标值，则发动机ENG也停止。因此，不拘泥于行驶模式，将停止发动机ENG仅利用电动发电机MG2的行驶称为“EV行驶”，将使发动机ENG工作并利用电动发电机MG2和发动机ENG的行驶称为“HV行驶”。图4是表示蓄电装置10的SOC的变化与行驶模式的关系的图。参照图4，设为在通过外部充电使蓄电装置10成为满充电状态后(SOC=MAX)开始行驶。在外部充电后,行驶模式被设定为CD模式。在CD模式下的行驶中，虽然通过车辆减速时等回收的再生电力使SOC暂时增加，但是作为整体随着行驶距离的增加，SOC减少。并且，在时刻tl当SOC达到阈值Sth时，行驶模式切换至CS模式，SOC被控制在阈值Sth附近。再参照图3，当行驶模式控制部152从充电控制部160接收到表示外部充电结束的充电结束信号CGEND时，如上所述将行驶模式设定为CD模式。并且，行驶模式控制部152将表示行驶模式为CD模式还是CS模式的模式信号MD向Wout控制部154、发动机工作判定部156和指令生成部158输出。Wout控制部154从SOC计算部150接收蓄电装置10的S0C，从行驶模式控制部152接收表示行驶模式的模式信号MD。另外，Wout控制部154从发动机工作判定部156接收表示发动机ENG正在工作的发动机工作标记EG。然后，Wout控制部154基于这些各信号，计算表示蓄电装置10能够放电的电力(W)的放电容许电力Wout。图5是表示蓄电装置10的放电容许电力Wout的图。参照图5，放电容许电力Wout为蓄电装置10能够输出的电力(W)的最大值。当蓄电装置10的SOC下降时，为了防止过放电而限制放电容许电力Wout。在该实施方式中，如后述那样，基于车辆的行驶模式和发动机ENG的工作/停止来变更放电容许电力Wout。具体地说，当行驶模式为CD模式且发动机ENG工作时、或行驶模式为CS模式时，将放电容许电力Wout设定为缺省值的W0。另一方面，当行驶模式为CD模式且发动机ENG停止时，将放电容许电力Wout从WO增大至预先确定的W1。此外，充电容许电力Win为能够向蓄电装置10输入的电力(W)的最大值。就充电容许电力Win而言，当蓄电装置10的SOC变高时，为了防止过充电而限制充电容许电力Win。再次参照图3，Wout控制部154使用预先准备的映射等，基于蓄电装置10的SOC和/或温度等来计算放电容许电力Wout (缺省值W0)。并且，Wout控制部154基于由从行驶模式控制部152接收的模式信号MD表示的行驶模式，以及由从发动机工作判定部156接收的发动机工作标记EG表示的发动机ENG的工作/停止，来变更放电容许电力Wout。·S卩，如图6所示，当行驶模式为⑶模式且发动机ENG停止时，Wout控制部154将放电容许电力Wout从WO增大至预先确定的Wl (图5)。另一方面，当行驶模式为CD模式且发动机ENG工作时，或行驶模式为CS模式时，Wout控制部154不进行放电容许电力Wout的增大。当行驶模式为CD模式且发动机ENG停止时增大放电容许电力Wout，是因为要尽可能减少发动机ENG启动频度并增加EV行驶。即，如上所述，即使行驶模式为CD模式，当踩踏加速器踏板使车辆要求功率超过放电容许电力Wout时，为了满足要求功率也使发动机ENG启动而从EV行驶切换至HV行驶。然而，通过踩踏加速器踏板而频繁启动发动机ENG，驾驶员就无法得到充分的EV行驶感。因此，在该实施方式中，当行驶模式为CD模式且发动机ENG停止时，增大放电容许电力Wout，通过抑制发动机ENG启动的频度来提高EV行驶感。另一方面，在该实施方式中，不是一直增大放电容许电力Wout，而是在行驶模式为CD模式且发动机ENG工作时，或行驶模式为CS模式时，不进行放电容许电力Wout的增大。这样做是因为要抑制电气部件(主要为转换器110)的热负载的增加，并且使在发动机工作时和CS模式下的行驶时的车辆的加速特性在应用本实施方式前后不发生变化。再次参照图3，Wout控制部154将基于行驶模式和发动机ENG的工作/停止进行的上述的变更处理后的放电容许电力Wout向指令生成部158输出。发动机工作判定部156从行驶模式控制部152接收表示行驶模式的模式信号MD。然后，发动机工作判定部156基于行驶模式来进行发动机ENG的工作判定。具体地说，发动机工作判定部156基于作为各种传感器输出17 (图I)接收到的加速踏板开度Acc和/或车辆速度sro等来计算车辆要求功率。并且，当行驶模式为Cs模式时，发动机工作判定部156基于不增大的放电容许电力Wout (图5的缺省值WO)来计算电动发电机MG2能够输出的功率，并基于该计算出的功率与车辆要求功率的比较结果来判定是否使发动机ENG为负载运转。另一方面，当行驶模式为CD模式时,发动机工作判定部156基于增大后的放电容许电力Wout (图5的Wl)来计算电动发电机MG2能够输出的功率，并基于该计算出的功率与车辆要求功率的比较结果来判定是否使发动机ENG为负载运转。
另外，从部件保护等观点出发，当预先确定的条件(例如，发动机ENG的停止状态持续了预定时间时)成立时，发动机工作判定部156判定为使发动机ENG以无负载运转进行工作。在此，当发动机ENG进行无负载运转时，即使行驶模式为CD模式，发动机工作判定部156也基于不增大的放电容许电力Wout (WO)来计算电动发电机MG2能够输出的功率，并基于该计算出的功率与车辆要求功率的比较结果来判定是否使发动机ENG为负载运转。S卩，如图7所示，在行驶模式为CD模式的情况下，原则上，基于增大后的放电容许电力Wout (Wl)来判定是否使发动机ENG为负载运转。然而，当发动机ENG以无负载运转进行工作时，即使行驶模式为CD模式，也基于不增大的放电容许电力Wout (WO)来判定是否使发动机ENG为负载运转。此外，当行驶模式为CS模式时，基于不增大的放电容许电力Wout (WO)来判定是否使发动机ENG为负载运转。 当发动机ENG进行无负载运转时，即使行驶模式为CD模式也使用不增大的放电容许电力Wout (WO)是由于以下的理由。即，由于即使无负载运转发动机ENG也工作，所以如图6所示，蓄电装置10的放电容许电力Wout为不增大值(W0)。在此，由于行驶模式为⑶模式，所以当在是否使发动机ENG为负载运转的判定中使用增大后的放电容许电力Wout(Wl)时，在车辆要求功率达到Wl之前，发生来自蓄电装置10的放电电力被限制为WO并且发动机ENG不会成为负载运转的状况。其结果，在车辆要求功率从超过WO到达到Wl为止，实际的功率相对要求功率不足，驾驶性能恶化。因此，在该实施方式中，在行驶模式为CD模式的情况下，原则上基于增大后的放电容许电力Wout (Wl)来判定是否使发动机ENG为负载运转，而当发动机ENG以无负载运转进行工作时，即使行驶模式为CD模式，也基于不增大的放电容许电力Wout (WO)来判定是否使发动机ENG为负载运转。并且，在发动机ENG工作时(也包括无以负载运转进行工作。)，发动机工作判定部156使向Wout控制部154和后述的指令生成部158输出的发动机工作标记有效，当发动机ENG停止时，使发动机工作标记无效。再次参照图3，指令生成部158基于行驶模式、表示放电容许电力Wout和发动机ENG的工作/停止的发动机工作标记，生成用于驱动P⑶20的控制指令值(例如，电压Vm的目标值、电动发电机MG1、MG2的转矩目标值等)。并且，指令生成部158将该生成的控制指令值向P⑶20的转换器/变换器控制部140 (图2)输出。当外部电源连接于充电输入口 90 (图2)时，充电控制部160基于由未图示的传感器检测到的输入电压Vac和输入电流Iac,生成用于驱动充电器92的控制信号，并向充电器92输出。并且，当从SOC计算部150接收的蓄电装置10的SOC达到预定的上限值时，充电控制部160结束充电控制并将表示充电结束的充电结束信号CGEND向行驶模式控制部152输出。由此，如上所述，在行驶模式控制部152中行驶模式被设定为CD模式。图8、9是用于实现是否使发动机ENG为负载运转的判定处理的流程图。参照图8，ECU15判定行驶模式是否为CD模式(步骤S10)。然后，当判定为行驶模式为CD模式时(在步骤SlO中是)，ECU15将放电容许电力Wout设定为Wl(增大值)，将用于判定是否使发动机ENG为负载运转的阈值Pth设定为WO (步骤S20)。另一方面，在步骤SlO中判定为行驶模式不为⑶模式、即为CS模式时(在步骤SlO中否)，E⑶15将放电容许电力Wout设定为WO(不增大值)，将阈值Pth设定为虚值(大的值)(步骤S30)。此外，在CS模式时将阈值Pth设为虚值(大的值)的原因在于，是否使发动机ENG为负载运转的判定，仅在CD模式时需要，在以负载运转为前提的CS模式下不需要。接着，ECU15判定车辆要求功率Preq是否比放电容许电力Wout大(步骤S40)。然后，当判定为车辆要求功率Preq比放电容许电力Wout大时(在步骤S40中是)，ECU15使指示发动机ENG的工作/停止的发动机工作标记为有效(步骤S50)。另一方面，当判定为车辆要求功率Preq在放电容许电力Wout以下时(在步骤S40中否)，E⑶15使发动机工作标记为无效(步骤S60)。接着，E⑶15判定车辆要求功率Preq是否比用于判定是否使发动机ENG为负载运转的阈值Pth大(步骤S70)。然后，当判定为车辆要求功率Preq比阈值Pth大时(在步骤S70中是)，E⑶15使指示发动机ENG的负载运转的负载运转标记有效(步骤S80)。另一方面，当判定为车辆要求功率Preq在阈值Pth以下时(在步骤S70中否)，E⑶15使负载运转 标记无效(步骤S90)。参照图9，E⑶15判定发动机ENG是否处于工作中(步骤S110)。当判定为发动机ENG不处于工作中、即处于停止中时(在步骤SllO中否)，E⑶15不执行之后的一系列的处理而将处理移向步骤S150。当在步骤SllO中判定为发动机ENG处于工作中时(在步骤SllO中否)，E⑶15进一步判定发动机ENG是否处于无负载运转中(步骤S120)。当判定为发动机ENG不处于无负载运转中、即处于负载运转中时(在步骤S120中否)，将处理移向步骤S150。当在步骤S120中判定为发动机ENG处于无负载运转中时(在步骤S120中是)，E⑶15判定上述的发动机工作标记或负载运转标记是否有效(步骤S130)。然后，当判定为发动机工作标记或负载运转标记有效时(在步骤S130中是)，E⑶15使发动机ENG以负载运转进行工作(步骤S140)。此外，在发动机工作标记和负载运转标记都无效时(在步骤S130中否)，将处理移向步骤S150。以下，使用时序图来说明行驶模式为CD模式时发动机ENG的工作状态变化的情形。图10是发动机ENG从停止状态切换到负载运转时的时序图。参照图10，在时刻tl前，车辆要求功率比WO (放电容许电力Wout的不增大值)小，发动机ENG停止。由于行驶模式为⑶模式且发动机ENG停止，所以放电容许电力Wout增大至Wl，是否使发动机ENG为负载运转的判定阈值也被设定为W1。因此，在时刻tl，即使车辆要求功率达到WO，发动机ENG也不启动。在时刻t2，当车辆要求功率达到Wl时，发动机ENG从停止状态变为负载运转，发动机ENG启动(发动机0N)。这样，在发动机ENG从停止状态切换到负载运转时，在时刻t2以后，虽然蓄电装置10的放电电力被限制但由于发动机ENG成为负载运转，所以随着车辆要求功率的增加，驱动轴转矩Tpe也增加。图11、12是发动机ENG从无负载运转切换到负载运转时的时序图。此外，图11表示作为比较例使用现有技术时的时序图，图12表示使用该实施方式时的时序图。参照图11，在时刻tl之前，虽然车辆要求功率比WO (放电容许电力Wout的不增大值)小，但是从部件保护等的观点出发，设为使发动机ENG以无负载运转进行工作。由于发动机ENG进行工作，所以放电容许电力Wout为不增大的W0，在时刻tl以后，蓄电装置10的放电电力被限制为WO。然而，在现有技术中，由于用于判定是否使发动机ENG为负载运转的阈值，在行驶模式为CD模式时一律为Wl (Wout增大值)，所以直到时刻t2车辆要求功率达到Wl为止，发动机ENG不会成为负载运转。这样一来，从时刻tl到t2的期间，蓄电装置10的放电电力被限制为WO且发动机ENG继续进行无负载运转。S卩，从时刻tl到t2的期间，成为尽管车辆要求功率增加但驱动轴转矩Tpe并不增加的状况，其结果，驾驶性能恶化。参照图12，在该实施方式中，即使行驶模式为CD模式，当发动机ENG进行无负载运转时，用于判定是否使发动机ENG为负载运转的阈值也被设定为与放电容许电力Wout相同的WO (不增大值)。因此，在时刻tl当车辆要求功率达到WO时，在时刻tl以后，虽然蓄电装置10的放电电力被限制为W0，但是发动机ENG切换到负载运转，随着车辆要求功率的增力口，驱动轴转矩Tpe也增加。
此外，在行驶模式为⑶模式且发动机ENG以无负载运转进行工作时，发动机ENG基于不增大值的WO切换到负载运转时也使用发动机ENG停止时的判定阈值W0。原因在于，若发动机ENG切换到负载运转后立即将发动机停止的判定阈值设为W1，则由于发动机立即停止所以功率下降，由此发动机ENG再次启动，然后，发生发动机ENG反复启动和停止的振荡状况。如上所述，在该实施方式中，当行驶模式为CD模式且发动机ENG停止时，放电容许电力Wout从WO增大至Wl。另外，在行驶模式为CS模式时，是否使发动机ENG为负载运转基于WO来判定，在行驶模式为CD模式时，原则上基于Wl来判定。在此，在该实施方式中，在发动机ENG以无负载运转进行工作的情况下，即使行驶模式为CD模式，是否使发动机ENG为负载运转也基于WO来判定。由此，能够防止实际功率相对要求功率不足的状况。因此，根据该实施方式，能够增加EV行驶并防止无负载运转时可能发生的驾驶性能的恶化。[变形例]代替图8、9所示的流程图，通过以下所示的流程图所示的处理步骤也能够实现是否使发动机ENG为负载运转的判定处理。图13、14是用于实现是否使发动机ENG为负载运转的判定处理的另外的流程图。参照图13，E⑶15判定发动机ENG是否处于工作中(步骤S210)。在判定为发动机ENG不处于工作中、即处于停止中时(在步骤S210中否)，E⑶15不执行之后的一系列的处理而将处理移向步骤S250。在步骤S210中判定为发动机ENG处于工作中时(在步骤S210中是)，E⑶15进一步判定发动机ENG是否处于无负载运转中(步骤S220)。然后，当判定为发动机ENG处于无负载运转中时(在步骤S220中是)，E⑶15使预先确定的标记有效(步骤S230)。另一方面，当判定为发动机ENG不处于无负载运转中、即处于负载运转中时(在步骤S220中否)，E⑶15使上述的标记无效(步骤S240)。参照图14，E⑶15判定行驶模式是否为⑶模式(步骤S310)。当判定行驶模式为⑶模式时(在步骤S310中是)，E⑶15进一步判定上述的标记是否无效(步骤S320)。然后，当判定为标记无效时(在步骤S320中是)，判断为发动机ENG处于负载运转中，E⑶15将用于判定是否使发动机ENG为负载运转的阈值Pth设定为Wl (放电容许电力Wout的增大值)(步骤 S330)。
另一方面，在步骤S310中判定为行驶模式不为CD模式，即行驶模式为CS模式(在步骤S310中否)或在步骤S320中判定为上述的标记不为无效、即标记有效时(在步骤S320中否)，ECU15将用于判定是否使发动机ENG为负载运转的阈值Pth设定为WO (放电容许电力Wout的不增大值)(步骤S340)。接着，E⑶15判定车辆要求功率Preq是否比用于判定是否使发动机ENG为负载运转的阈值Pth大(步骤S350)。然后，当判定为车辆要求功率Preq比阈值Pth大时(在步骤S350中是)，E⑶15使发动机工作标记有效(步骤S360)。另一方面，当判定为车辆要求功率Preq在阈值Pth以下时(在步骤S350中否)，E⑶15使发动机工作标记无效(步骤S370)。此外，在上述的实施方式中，设为了蓄电装置10和转换器110各设置I个的结构，但是对于设置多个蓄电装置和转换器的电气系统(例如，具有多个蓄电装置和相互并联的多个转换器的电气系统等)来说，也能够适用本发明。 另外，在以上所述中，设为了将外部电源连接于充电输入口 90来进行外部充电，但是也可以使用共振法、电磁感应等非接触的供电方法来进行外部充电。此外，在以上所述中，发动机ENG对应于本发明的“内燃机”的一个实施例，电动发电机MG2对应于本发明的“电动机”的一个实施例。另外，Wout控制部154对应于本发明的“放电容许电力控制部”的一个实施例，发动机工作判定部156对应于本发明的“判定部”的一个实施例。应该认为本次公开的实施方式在所有方面都是例示而并不是限制性内容。本发明的范围并不是通过上述的实施方式的说明来表示，而是通过权力要求来表示，与权利要求等同的意思以及权利要求范围内的所有变更都包含在本发明中。标号的说明10蓄电装置，15E⑶，17各种传感器输出，20P⑶，30动力输出装置，35加速器踏板，40DG，50L、50R前轮，60L、60R后轮，70L、70R前座，80后座，90充电输入口，92充电器，100混合动力车辆，105U06SMR, 110转换器，120电容器，131、132变换器，140转换器/变换器控制部，142发动机控制部，150S0C计算部，152行驶模式控制部，154ffout控制部，156发动机工作判定部，158指令生成部，160充电控制部，MG1、MG2电动发电机，ENG发动机。
权利要求
1.一种混合动力车辆的控制装置， 所述混合动力车辆(100)包括 产生车辆驱动力的内燃机(ENG ); 能够充放电的蓄电装置(10);和 从所述蓄电装置接受电力来产生车辆驱动力的电动机(MG2)， 所述内燃机被控制为以输出转矩的负载运转或实质上不输出转矩的无负载运转进行工作， 所述控制装置(15)具有 行驶模式控制部(152)，对包括第I模式(CD模式)和第2模式(CS模式)的行驶模式的切换进行控制，所述第I模式是使停止所述内燃机而仅利用所述电动机的行驶优先的模式，所述第2模式是使所述内燃机工作并将表示所述蓄电装置的充电状态的状态量维持为预定的目标的模式； 放电容许电力控制部(154)，当所述行驶模式为所述第I模式且所述内燃机工作时、或所述行驶模式为所述第2模式时，将表示所述蓄电装置能够放电的电力的放电容许电力(Wout)设为预先确定的第I值，当所述行驶模式为所述第I模式且所述内燃机停止时，将所述放电容许电力增大到比所述第I值大的第2值；和 判定部(156)，当所述行驶模式为所述第2模式时，基于所述第I值来判定是否使所述内燃机为所述负载运转，当所述行驶模式为所述第I模式时，基于所述第2值来判定是否使所述内燃机为所述负载运转， 所述判定部，在所述内燃机以所述无负载运转进行工作的情况下，即使所述行驶模式为所述第I模式，也基于所述第I值来判定是否使所述内燃机为所述负载运转。
2.如权利要求I所述的混合动力车辆的控制装置，其中， 当所述行驶模式为所述第I模式且所述内燃机不为所述无负载运转时，所述判定部基于所述第2值来判定是否使所述内燃机为所述负载运转。
3.如权利要求I所述的混合动力车辆的控制装置，其中， 所述判定部，在所述行驶模式为所述第I模式且所述内燃机以所述无负载运转进行工作的情况下，当基于所述第I值使所述内燃机的工作切换到了所述负载运转时，基于所述第I值进行所述内燃机的停止判定。
4.如权利要求I所述的混合动力车辆的控制装置，其中， 所述混合动力车辆还包括充电装置(90、92)，该充电装置构成为从车辆外部的电源接受电力的供给来对所述蓄电装置充电， 所述行驶模式控制部在由所述充电装置对所述蓄电装置充电后，将所述行驶模式设定为所述第I模式。
5.一种混合动力车辆的控制装置， 所述混合动力车辆(100)包括 产生车辆驱动力的内燃机(ENG)； 能够充放电的蓄电装置(10);和 从所述蓄电装置接受电力来产生车辆驱动力的电动机(MG2 )， 所述内燃机被控制为以输出转矩的负载运转或实质上不输出转矩的无负载运转进行工作， 所述控制装置(15)具有 行驶模式控制部(152)，对包括第I模式(CD模式)和第2模式(CS模式)的行驶模式的切换进行控制，所述第I模式是使停止所述内燃机而仅利用所述电动机的行驶优先的模式，所述第2模式是使所述内燃机工作并将表示所述蓄电装置的充电状态的状态量维持为预定的目标的模式； 放电容许电力控制部(154)，当所述行驶模式为所述第I模式且所述内燃机工作时、或所述行驶模式为所述第2模式时，将表示所述蓄电装置能够放电的电力的放电容许电力(Wout)设为预先确定的第I值，当所述行驶模式为所述第I模式且所述内燃机停止时，将所述放电容许电力增大到比所述第I值大的第2值；和判定部(156)，在所述行驶模式为所述第I模式的情况下，当所述内燃机以所述无负载运转进行工作时，基于所述第I值来判定是否使所述内燃机为所述负载运转，当所述内燃机不为所述无负载运转时，基于所述第2值来判定是否使所述内燃机为所述负载运转。
6.如权利要求5所述的混合动力车辆的控制装置，其中， 当所述行驶模式为所述第2模式时，所述判定部基于所述第I值来判定是否使所述内燃机为所述负载运转。
7.如权利要求5所述的混合动力车辆的控制装置，其中， 所述判定部，在所述行驶模式为所述第I模式且所述内燃机以所述无负载运转进行工作的情况下，当基于所述第I值使所述内燃机的工作切换到了所述负载运转时，基于所述第I值进行所述内燃机的停止判定。
8.如权利要求5所述的混合动力车辆的控制装置，其中， 所述混合动力车辆还包括充电装置(90、92)，该充电装置构成为从车辆外部的电源接受电力的供给来对所述蓄电装置充电， 所述行驶模式控制部在由所述充电装置对所述蓄电装置充电后，将所述行驶模式设定为所述第I模式。
9.一种混合动力车辆，具有权利要求I至8中任一项所述的控制装置。
全文摘要
Wout控制部(154)在行驶模式为CD模式且发动机(ENG)停止时，将放电容许电力(Wout)增大至比W0大的W1。发动机工作判定部(156)在行驶模式为CS模式时，基于W0来判定是否使发动机(ENG)为负载运转，在行驶模式为CD模式时基于W1来判定。在此，在发动机(ENG)为无负载运转时，即使行驶模式为CD模式，发动机工作判定部(156)也基于W0来判定是否使发动机(ENG)为负载运转。
文档编号B60W10/08GK102958775SQ20118003172
公开日2013年3月6日 申请日期2011年4月19日 优先权日2010年4月28日
发明者高柳宏之, 远藤弘树, 山本雅哉 申请人:丰田自动车株式会社, 株式会社电装