内燃机控制设备和内燃机控制方法

内燃机控制设备和内燃机控制方法
【专利摘要】本发明涉及内燃机（109）的控制，尤其当用于电机（107）向车轮提供驱动扭矩的串联式混合动力车时。在内燃机（109）的恒定点工作中，内燃机速度不与加速踏板位置或车速相关联。当驾驶员在该恒定点工作中踩下油门踏板或刹车踏板时，按照偏移值对目标内燃机速度进行修正。这样确保了驾驶员得到与传统车辆中相同的感觉，即，内燃机速度的改变响应于油门踏板或刹车踏板的动作。这样避免了不协调的感觉。
【专利说明】内燃机控制设备和内燃机控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于混合动力车的内燃机控制设备和内燃机控制方法。
【背景技术】
[0002]HEV (混合电动车)包括电动机和内燃机，并根据汽车的行驶条件通过来自电动机和/或内燃机的驱动力来行驶。HEV大致分为两种构造:串联混合构造和并联混合构造。串联式HEV通过来自使用电池作为电源的电动机的驱动力来行驶。内燃机仅用于生成电力，由内燃机的驱动力生成的电力被储存在电池中或者被供应给电动机。另一方面，并联式HEV通过来自电动机和内燃机中的任一者或二者的驱动力来行驶。另外，还已知一种使用将上述两种构造组合在一起的串联-并联构造的HEV。在该串联-并联构造中，离合器根据汽车的行驶条件来松开或接合(松开/接合)，以将驱动力传输线切换至串联混合构造或并联混合构造。
[0003]串联式HEV中的内燃机的工作大致分为两种类型:“恒定点工作”和“动力跟随工作”。“恒定点工作”是主要在电池的充电率较低时执行的内燃机工作。在这种情况下，以每单位生成能量的燃料消耗最小的恒定转速驱动内燃机。内燃机的动力生成效率则变得最佳。通过内燃机的恒定点工作生成的电力被储存在电池中。
[0004]另外，“动力跟随工作”是这样的内燃机工作:与从汽车速度或油门踏板开度获得的驾驶者需要的将供应给电动机的电力的值(以下称作“驾驶者要求值”)相等的电力并非从电池供应给电动机，而是通过利用内燃机的动力生成电力来供应给电动机。然后，生成的电力未储存在电池中，而是被电动机消耗。当基于动力跟随工作驱动时，以供应与驾驶者要求值相等的电力要求的转速来驱动内燃机。即，内燃机的转速随着驾驶者要求值改变而改变。
[0005]引用列表
[0006]专利文献
[0007]PTLl JP-A-8-151941

【发明内容】

[0008]技术问题
[0009]专利文献I中公开的电动汽车包括电池、给电池充电的发电机、驱动发电机的内燃机、由电池驱动的驱动电机、检测车速的车速检测装置以及控制装置，当车速检测装置检测到的车速被检测为等于或低于预定车速时，所述控制装置减小内燃机的转速和发电机的发电率。根据该电动汽车，当汽车低速行驶或停下时，噪声水平和内燃机的废气排放可充分降低，另外，可防止电池由于长时间的闲置而变得电力不足。
[0010]另外，在安装内燃机作为驱动源的传统汽车中，当驾驶者踩下油门踏板时，内燃机的噪声水平改变。然而，在如上所述的串联式中，即使在基于恒定点工作驱动内燃机的同时驾驶者踩下油门踏板时，内燃机的噪声水平不改变。尽管电动机的驱动条件由于油门踏板被踩下而改变，电动机的噪声水平变化很小。因此，当过去通常驾驶传统汽车的驾驶者驾驶串联式时，一些驾驶者可能感到不协调感，因为当基于恒定点工作驱动内燃机时，即使在他们踩下串联式的油门踏板的情况下，来自驱动源的工作噪声也变化很小。
[0011]本发明的目的在于提供一种包括设置用于生成电的内燃机的混合动力车的内燃机控制设备和内燃机控制方法，其防止在基于恒定点工作驱动内燃机的同时驾驶者执行加速或减速操作时，混合动力车的驾驶者感到不协调感。
[0012]问题的解决方案
[0013]为了解决所述问题以达到目的，根据本发明的权利要求1，提供了 一种用于混合动力车的内燃机控制设备(例如，实施方式的管理ECU 119)，所述混合动力车通过来自电动机(例如，实施方式的电动机107)的动力来行驶，所述电动机由发电机(例如，实施方式的发电机111)通过内燃机(例如，内燃机109)的动力生成的电力和电池(例如，实施方式的电池101)供应的电力中的至少一方来驱动，所述内燃机控制设备包括:要求动力求取部分(例如，实施方式的要求动力计算部分201 )，其求取要求动力，所述要求动力是电动机根据混合动力车中的油门踏板操作而输出的动力；工作模式确定部分(例如，实施方式的工作模式确定部分207)，其基于由所述要求动力求取部分求取出的要求动力的大小确定内燃机的工作模式；偏移值求取部分(例如，实施方式的偏移值求取部分209)，当由所述工作模式确定部分确定的工作模式是内燃机以恒定转速工作的恒定点工作模式时，该偏移值求取部分根据混合动力车的驾驶者对加速或减速的要求程度来求取用于校正在恒定点工作模式下工作的内燃机的工作点的偏移值；内燃机工作点求取部分(例如，实施方式的内燃机工作点求取部分211)，其基于所述要求动力求取在恒定点工作模式下工作的内燃机的目标工作点；以及内燃机工作控制部分(例如，实施方式的内燃机工作控制部分213)，其将内燃机控制为在用所述偏移值校正所述目标工作点而获得的工作点处工作。
[0014]另外，根据本发明的权利要求2，提供了一种内燃机控制设备，其中，混合动力车的驾驶者对加速的要求通过油门踏板操作来给出，并且当要求动力随着时间的改变增大时，所述偏移值求取部分根据油门踏板操作的改变求取使内燃机的转速增大的偏移值。
[0015]另外，根据本发明的权利要求3，提供了一种内燃机控制设备，其中，混合动力车的驾驶者对减速的要求通过刹车踏板操作来给出，并且当要求动力随着时间的改变减小时，所述偏移值求取部分根据刹车踏板操作的改变求取使内燃机的转速减小的偏移值。
[0016]另外，根据本发明的权利要求4，提供了一种内燃机控制设备，其中，所述油门踏板操作的改变速率是混合动力车的油门踏板的操作速度。
[0017]另外，根据本发明的权利要求5，提供了一种内燃机控制设备，其中，所述刹车踏板操作的改变是混合动力车的刹车踏板的操作速度。
[0018]另外，根据本发明的权利要求6，提供了一种内燃机控制设备，其中，所述油门踏板操作的改变是混合动力车的油门踏板的操作量。
[0019]另外，根据本发明的权利要求7，提供了一种内燃机控制设备，其中，所述刹车踏板操作的改变是混合动力车的刹车踏板的操作量。
[0020]另外，根据本发明的权利要求8，提供了 一种内燃机控制设备，其中，所述偏移值求取部分在电池的充电状态等于或高于预定水平时，求取在保持内燃机的输出效率的同时改变内燃机的转速的偏移值，并且在电池的充电状态低于所述预定水平时，求取改变内燃机的转速而不改变内燃机的输出的偏移值。
[0021]另外，根据本发明的权利要求9，提供了一种内燃机控制设备，其中，针对所述偏移值设定了有效期，并且在过去了预定时间之后，所述内燃机工作控制部分使内燃机的工作点返回至校正之前的工作点。
[0022]另外，根据本发明的权利要求10，提供了一种内燃机控制设备，其中，所述有效期是可变的。
[0023]另外，根据本发明的权利要求11，提供了一种内燃机控制设备，其中，当求取了改变内燃机的转速而不改变内燃机的输出的偏移值，并且所述有效期比上限时间长时，所述内燃机工作控制部分控制内燃机，使得内燃机的工作点逐渐改变以达到用所述偏移值校正目标工作点而获得的工作点。
[0024]另外，根据本发明的权利要求12，提供了一种内燃机控制设备，其中，当求取了在保持内燃机的输出效率的同时改变内燃机的转速的偏移值，并且所述有效期比上限时间长时，所述内燃机工作控制部分为内燃机的输出提供上限。
[0025]另外，根据本发明的权利要求13，提供了一种内燃机控制设备，其中，所述上限时间是固定值或者随着车速变快而设定得更短的可变值。
[0026]另外，根据本发明的权利要求14，提供了一种内燃机控制设备，其中，直到内燃机的工作点达到用所述偏移值校正目标工作点而获得的工作点为止改变工作点的次数是固定值或者与混合动力车的驾驶者对加速或减速的要求程度相应的可变值。
[0027]另外，根据本发明的权利要求15，提供了一种用于混合动力车的内燃机控制方法，所述混合动力车通过来自电动机(例如，实施方式的电动机107)的动力来行驶,所述电动机由发电机(例如，实施方式的发电机111)通过内燃机(例如，内燃机109)的动力生成的电力和电池(例如，实施方式的电池101)供应的电力中的至少一方来驱动，所述内燃机控制方法包括以下步骤:求取要求动力，所述要求动力是电动机根据混合动力车中的油门踏板操作而输出的动力；求取电动机通过从电池供应的电力而能够输出的动力；基于所述要求动力和电动机的可达动力求取发电机中的最佳动力；基于所述发电机中的最佳动力的大小确定内燃机的工作模式；当确定的工作模式是内燃机以恒定转速工作的恒定点工作模式时，根据混合动力车的驾驶者对加速或减速的要求程度求取用于校正在恒定点工作模式下工作的内燃机的工作点的偏移值；基于所述发电机中的最佳动力求取在恒定点工作模式下工作的内燃机的目标工作点；以及将内燃机控制为在用所述偏移值校正所述目标工作点而获得的工作点处工作。
[0028]本发明的有益效果
[0029]根据权利要求1至14所述的内燃机控制设备以及权利要求15所述的内燃机控制方法，即使内燃机在恒定点工作模式下工作时，加速或减速操作与内燃机的工作噪声音调之间也不会没有关联，因此，防止驾驶者感到不协调感。
[0030]根据本发明的权利要求2至7所述的内燃机控制设备，增大或减小内燃机的转速的方式可根据油门踏板或刹车踏板的踩下程度(驾驶者对加速或减速的要求程度)而改变。当内燃机的转速增大时，内燃机的工作噪声的音调增高，而当内燃机的转速减小时，内燃机的工作噪声的音调降低。
[0031]根据权利要求8所述的内燃机控制设备，校正内燃机的工作点的方式根据电池的充电状态而改变。因此，可通过改变内燃机的转速来防止电池过度充电。
[0032]根据权利要求9至10所述的内燃机控制设备，可通过对偏移值提供有效期来将内燃机从按照偏移值校正的工作点的工作释放。
[0033]根据权利要求11所述的内燃机控制设备，可降低内燃机的燃料消耗的变差程度。
[0034]根据权利要求12所述的内燃机控制设备，可防止电池过度充电。
[0035]根据权利要求13所述的内燃机控制设备，可降低内燃机的燃料消耗的变差程度。
[0036]根据权利要求14所述的内燃机控制设备，驾驶者在他或她执行加速或减速操作时可感觉到加速或减速，而不会感到不协调感。
【专利附图】

【附图说明】
[0037]图1是示出串联式HEV的内部构造的框图。
[0038]图2是示出管理E⑶119的内部构造的框图。
[0039]图3是示出由管理E⑶119控制内燃机109时所执行的工作的流程图。
[0040]图4是示出在求取用于控制内燃机109的参数时由管理E⑶119使用的映射的示图。
[0041]图5是示出求取用于校正内燃机109的目标内燃机扭矩和目标内燃机转速的偏移值的方法的流程图。
[0042]图6是示出当要求动力Pr增大时，内燃机109的特性的示例以及内燃机109的工作点按照由偏移值求取部分209求取出的偏移值改变的示例的曲线图。
[0043]图7是示出当要求动力Pr减小时，内燃机109的特性的示例以及内燃机109的工作点按照由偏移值求取部分209求取出的偏移值改变的示例的曲线图。
[0044]图8是示出串联-并联式HEV的内部构造的框图。
【具体实施方式】
[0045]以下，将参照附图描述本发明的实施方式。在下面将描述的实施方式中，根据本发明的内燃机控制设备安装在串联式(混合电动车)中。串联式HEV包括电动机、内燃机和发电机，并利用电动机的动力来行驶，所述电动机主要由电池作为电源来驱动。内燃机仅用于生成电，由发电机通过内燃机的动力生成的电力被供应给电动机或储存在电池中。
[0046]串联式HEV执行“EV行驶”或“串联行驶”。在“EV行驶”中，HEV通过由来自电池的电源驱动的电动机的驱动力来行驶。另外，在“串联行驶”中，JEV通过由电池和发电机供应的电力驱动或者由仅发电机供应的电力驱动的电动机的驱动力来行驶。
[0047]图1是示出串联式HEV的内部构造的框图。如图1所示，串联式HEV (以下，简称为“汽车”)包括电池(BATT) 101、转换器(CONV) 103、主逆变器(主INV) 105、电动机(Mot)107、内燃机(ENG) 109、发电机(GEN) 111、副逆变器(副INV) 113、齿轮箱(以下，简称为“齿轮”)115、车速传感器117和管理E⑶(MG E⑶)119。在图1中，虚线箭头表示值数据，实线箭头表示包含指示细节的控制信号。
[0048]电池101具有串联连接的多个电池单元，并提供例如100V至200V的高压。例如，电池单元是锂离子电池或镍氢电池。转换器103在保持其为直流的同时增大或减小电池101的直流动力电压。主逆变器105将直流电压转换为交流电压以向电动机107供应三相电流。另外，主逆变器105将在电动机107的再生工作期间输入的交流电压转换为直流电以对电池101进行充电。
[0049]电动机107生成使汽车行驶的动力。电动机107中生成的扭矩经由齿轮115传递给驱动轴116。需要指出的是，电动机107的转子直接连接到齿轮115。另外，在施加再生制动的同时，电动机107用作发电机，电动机107中生成的电力储存在电池101中。在汽车行驶时，内燃机109用于驱动发电机111。内燃机109直接连接到发电机111的转子。
[0050]发电机111由内燃机109的动力来驱动，并生成电力。发电机111生成的电力被储存在电池101中或者被供应给电动机107。副逆变器113将发电机111生成的交流电压转换为直流电压。由副逆变器113转换后的电力被储存在电池101中或经由主逆变器105供应给电动机107。
[0051]例如，齿轮115是与第五速度对应的单级固定齿轮。因此，齿轮115按照特定传动比将来自电动机107的驱动力转换为转速和扭矩以传递给驱动轴116。车速传感器117检测汽车的行驶速度(车速VP)。通知汽车传感器117所检测到的车速VP的信号被发送给管理E⑶119。需要指出的是，可以使用电动机107的转速来代替车速VP。
[0052]管理E⑶119获得指示车速VP、充电状态(SOC)(其指示电池101的状态)、与驾驶者的油门踏板操作一致的油门踏板开度(油门开度)以及与驾驶者的刹车踏板操作一致的刹车踏板作用力(制动力)的信息，并分别控制电动机107和内燃机109。将稍后描述管理E⑶119的细节。通过管理E⑶119的控制的内燃机109的工作模式包括恒定点工作模式和动力跟随工作模式。当在恒定点模式下工作时，内燃机109在提供最佳燃料消耗的恒定转速下工作。另一方面，当在动力跟随工作模式下工作时，内燃机109在与动力要求一致的要求转速下工作。
[0053]图2是示出管理E⑶119的内部构造的框图。如图2所示，管理E⑶119具有要求动力计算部分201、电动机可达动力计算部分203、最佳发电机动力求取部分205、工作模式确定部分207、偏移值求取部分209、内燃机工作点求取部分211和内燃机工作控制部分213。
[0054]以下，将参照图2以及图3至图7描述管理E⑶119的构成元件的相应工作以及由管理ECU 119求取用于控制内燃机109的参数(目标内燃机扭矩和目标内燃机转速)的方法。图3是示出由管理E⑶119控制内燃机109时所执行的工作的流程图。图4是示出在求取用于控制内燃机109的参数时由管理E⑶119使用的映射的示图。这些映射存储在管理E⑶119的内部或管理E⑶119可访问的外部存储器中。
[0055]如图3所示，要求动力计算部分201基于油门开度和车速VP计算电动机107要求的动力(以下，称为“要求动力”)Pr (步骤SlOl )。此后，电动机可达动力计算部分203基于电池101的SOC计算电动机107通过电池101所供应的电力而能够输出的最大动力(以下，称为“可达动力”)Pm(步骤S103)。此后,最佳发电机动力求取部分205基于要求动力Pr和可达动力Pm求取发电机111的最佳动力(以下,称为“最佳发电机动力”)Go (步骤S105)。
[0056]接下来，工作模式确定部分207将由最佳发电机动力求取部分205在步骤S105中求取出的最佳发电机动力Go与预定值Gth进行比较，以检查它们之间的大小关系(步骤S107)。如果基于步骤S107中执行的比较的结果确定，最佳发电机动力Go小于所述预定值Gth (Go〈Gth)，则流程进行至步骤S109，工作模式确定部分211确定内燃机109将在恒定点工作模式下工作。另一方面，如果确定最佳发电机动力Go等于或大于所述预定值Gth(Go>=Gth)，则流程进行至步骤SI 17，工作模式确定部分211确定内燃机109将在动力跟随工作模式下工作。
[0057]在步骤S109之后，偏移值求取部分209求取用于校正在恒定点工作模式下工作的内燃机109的目标扭矩(目标内燃机扭矩)和目标转速(目标内燃机转速)的偏移值(步骤SllDo由偏移值求取部分209在步骤Slll中执行的偏移值求取方法将稍后详细描述。
[0058]在步骤Slll之后，内燃机工作点求取部分211基于最佳发电机动力求取部分205在步骤S105中求取出的最佳发电机动力Go求取在恒定点工作模式下工作的内燃机109的目标扭矩(目标内燃机扭矩)(步骤S113)。内燃机工作控制部分213控制内燃机109在用步骤S111中求取出的偏移值校正步骤S113中求取出的目标内燃机扭矩和目标内燃机转速而获得的工作点处工作(步骤S115)。
[0059]另一方面，在步骤S117之后，内燃机工作点求取部分211基于最佳发电机动力求取部分205在步骤S105中求取出的最佳发电机动力Go以及图4所示的内燃机最有效点映射求取在动力跟随工作模式下工作的内燃机109的目标扭矩(目标内燃机扭矩)和目标转速(目标内燃机转速)(步骤S119)。内燃机工作控制部分213控制内燃机109在由步骤S119中求取出的目标内燃机扭矩和目标内燃机转速指示的工作点处工作(步骤S121)。
[0060]以下，将参照图5详细描述由偏移值求取部分209在步骤Slll中执行的求取偏移值的方法。图5是示出求取用于校正内燃机109的目标内燃机扭矩和目标内燃机转速的偏移值的方法的流程图。如图5所示，偏移值求取部分209确定步骤SlOl中计算出的要求动力Pr是增大、减小还是保持不变(步骤S131)。
[0061]如果基于步骤S131中执行的确定的结果，确定要求动力Pr“保持不变”，则偏移值求取部分209不求取偏移值，并结束步骤S111。另外，如果基于步骤S131中执行的确定的结果，确定要求动力Pr在“增大”，则流程进行至步骤S133，在该步骤S133，偏移值求取部分209求取油门开度的速度的改变，其指示驾驶者对加速的要求程度。在步骤S133中，偏移值求取部分209可求取预定时间内的油门开度量的改变，来代替油门开度速度的改变。另夕卜，如果基于步骤S131中执行的确定的结果，确定要求动力Pr在“减小”，则流程进行至步骤S137，在该步骤S137，偏移值求取部分209求取制动力的速度的改变，其指示驾驶者对减速的要求程度。在步骤S137中，偏移值求取部分209可求取预定时间内的制动力的量的改变，来代替制动力的速度的改变。
[0062]在步骤S133之后，偏移值求取部分209基于在步骤S133中计算出的油门开度的速度的改变或量的改变以及电池101的SOC来求取目标内燃机扭矩和目标内燃机转速的偏移值(步骤S135)。另外，在步骤S137之后，偏移值求取部分209基于制动力的速度的改变或量的改变以及电池101的SOC来求取目标内燃机扭矩和目标内燃机速度的偏移值(步骤S139)。
[0063]图6是示出当要求动力Pr增大时，内燃机109的特性的示例以及内燃机109的工作点按照偏移值求取部分209所求取出的偏移值改变的示例的曲线图。在该曲线图中，纵坐标轴表示内燃机109的扭矩，横坐标轴表示内燃机109的转速。在图6中，粗实线表示连接使得燃料消耗率最佳的内燃机的工作点的线(以下，称为“BSFC底线”)。当在恒定点工作模式下驱动时，内燃机109在线上由标记A表示的工作点处工作。另外，在图6中，粗的交替长短虚线表示连接使得尽管扭矩和内燃机转速不同，动力仍相等的内燃机109的工作点的线(以下，称为“相等动力线”)。
[0064]步骤S135中求取出的偏移值是使内燃机109的转速增大的值。在此实施方式中，当电池101的SOC等于或大于预定值SOCth时，偏移值求取部分209在步骤S135中求取使内燃机109的转速增大而不改变所生成的动力的偏移值。内燃机109以按照所述偏移值校正的目标内燃机扭矩和目标内燃机转速在图6中的标记B表示的工作点处工作。当内燃机109的转速增大时，内燃机109的工作噪声的音调增大。
[0065]另一方面，当电池101的SOC小于预定值SOCth时，偏移值求取部分209在步骤S135中求取使转速增大，同时保持内燃机109的动力输出效率的偏移值。内燃机109以按照所述偏移值校正的目标内燃机扭矩和目标内燃机转速在图6中的标记C表示的工作点处工作。由偏移值引起的内燃机109的转速的增大与油门开度的速度的改变或量的改变成比例，而与电池101的SOC和预定值SOCth之间的大小关系无关。另外，内燃机109的转速的增大速度也与油门开度的速度的改变或量的改变成比例。
[0066]图7是示出当要求动力Pr减小时，内燃机109的特性的示例以及内燃机109的工作点按照偏移值求取部分209所求取出的偏移值改变的示例的曲线图。在该曲线图中，纵坐标轴表示内燃机109的扭矩，横坐标轴表示内燃机109的转速。在图7中，粗实线表示BSFC底线。另外，在图7中，粗的交替长短虚线表示相等动力线。
[0067]步骤S139中求取出的偏移值是使内燃机109的转速减小的值。在此实施方式中，偏移值求取部分209在步骤S139中求取使内燃机109的转速减小而不改变所生成的动力的偏移值。当内燃机109的转速减小时，内燃机109的工作噪声的音调降低。
[0068]由偏移值引起的内燃机109的转速的减小与制动力的速度的改变或量的改变成比例，而与电池101的SOC和预定值SOCth之间的大小关系无关。另外，内燃机109的转速的减小速度也与制动力的速度的改变或量的改变成比例。在步骤S139中，当电池101的SOC等于或大于预定值SOCth时，内燃机109在动力输出效率良好的工作点处工作，因为不必强制电池101充电。因此，内燃机109的工作点沿着BSFC底线从标记A移至标记E，以便内燃机109在动力输出效率良好的工作点(在图7中由标记E表示)工作。另一方面，当电池101的SOC小于预定值SOCth时，内燃机109进行工作以便对电池101进行充电，而非动力输出效率。因此，内燃机109的工作点沿着相等动力线从标记A移至标记D，以便内燃机109在获得更大扭矩的工作点(在图7中由标记D表示)工作。
[0069]有效期被设定为从上述偏移值求取部分209求取出的开始值。即，即使在内燃机109的转速按照偏移值增大或减小的情况下，在过去了预定时间之后，内燃机工作控制部分213也使内燃机109的工作点返回至进行校正之前的工作点。另外，偏移值求取部分209可根据油门踏板或刹车踏板的踩下速度、车速、电池101的当前SOC或催化剂温度来改变设定给偏移值的有效期。
[0070]例如，在根据油门踏板的踩下速度改变有效期的情况下，当踩下速度较快时，偏移值求取部分209延长有效期，而当踩下速度较慢时，偏移值求取部分209缩短有效期。据认为，较快的油门踏板踩下速度指示驾驶者非常需要加速，因此，内燃机109可生成高音调的工作噪声，生成该高音调工作噪声期间的时间长于正常时间。
[0071]另外，在根据车速来改变有效期的情况下，当车速属于高速区时，偏移值求取部分209缩短有效期，而当车速属于低速区时，偏移值求取部分209延长有效期。当在高车速区中动力增大时，生成的动力保持接近汽车所能够生成的极限值的状态持续，因此，担心电池101变得电力不足。然后，通过以上述方式改变有效期，可保持汽车此后的潜能。
[0072]另外，在根据催化剂温度改变有效期的情况下，当催化剂温度较高时，偏移值求取部分209延长有效期，而当催化剂温度较低时，偏移值求取部分209缩短有效期。通过以上述方式改变有效期，二氧化碳排放量可减少。
[0073]另外，当在改变内燃机109的转速同时保持所生成的动力的偏移值的有效期较长时，燃料消耗变差。因此，当设定给偏移值的有效期比预先设定的上限时间长时，内燃机工作控制部分213将内燃机109的工作点逐渐改变为目标内燃机转速。另外，在改变转速同时保持动力输出效率的偏移值的情况下，内燃机工作控制部分213可将上限设定给内燃机109所生成的动力。在这种情况下，可防止电池101过度充电。
[0074]尽管所述上限时间可为固定值，但是所述上限时间可为可变值。例如，当车速增加得越高，上限时间越短时，动力的上限可被设定得较低。因此，内燃机109中的燃料消耗的变差程度可降低。另外，尽管直到内燃机109的工作点逐渐改变为目标内燃机转速为止工作点的改变次数可为固定值，但是工作点的改变次数可为根据油门踏板或刹车踏板的踩下量而变化的可变值。例如，在随着踩下量的增大，动力输出次数增大的情况下，驾驶者在他或她执行加速或减速操作时可感到加速或减速，而不会感到不协调感。
[0075]因此，如上所述，根据实施方式，即使在内燃机109在恒定点工作时，内燃机109的工作噪声的音调也根据驾驶者对油门踏板或刹车踏板的操作而改变。因此，驾驶者可驾驶汽车，而不会感到不协调感。另外，校正内燃机109的工作点的方式根据电池101的SOC而改变，因此可防止电池101过度充电(否则其将由于内燃机109的转速增大而引起)。
[0076]尽管以串联式HEV为例描述了实施方式，但是本发明还可应用于图8所示的串联_并联式HEV。
[0077]附图标号列表
[0078]101 电池(BATT)
[0079]103 转换器(CONV)
[0080]IO5主逆变器(主INV)
[0081]107 电动机(MOT)
[0082]109 内燃机(ENG)
[0083]111 发电机(GEN)
[0084]113副逆变器(副INV)
[0085]115齿轮箱
[0086]116驱动轴
[0087]117车速传感器
[0088]119 管理 ECU (MG ECU)
[0089]201要求动力计算部分
[0090]203电动机可达动力计算部分
[0091]205最佳发电机动力求取部分
[0092]207工作模式确定部分[0093]209偏移值求取部分
[0094]211内燃机工作点求取部分
[0095]213内燃机工作控制部分
【权利要求】
1.一种用于混合动力车的内燃机控制设备，所述混合动力车通过来自电动机的动力来行驶，所述电动机由发电机通过内燃机的动力生成的电力和电池供应的电力中的至少一方来驱动，所述内燃机控制设备包括: 要求动力求取部分，其求取要求动力，所述要求动力是所述电动机根据所述混合动力车的油门踏板操作而输出的动力； 工作模式确定部分，其基于由所述要求动力求取部分求取出的要求动力的大小确定所述内燃机的工作模式； 偏移值求取部分，当由所述工作模式确定部分确定的工作模式是所述内燃机以恒定转速工作的恒定点工作模式时，该偏移值求取部分根据所述混合动力车的驾驶者对加速或减速的要求程度来求取用于校正在恒定点工作模式下工作的所述内燃机的工作点的偏移值； 内燃机工作点求取部分，其基于所述要求动力求取在恒定点工作模式下工作的所述内燃机的目标工作点；以及 内燃机工作控制部分，其将所述内燃机控制为在用所述偏移值校正所述目标工作点而获得的工作点处工作。
2.根据权利要求1所述的内燃机控制设备，其中， 所述混合动力车的驾驶者对加速的要求通过油门踏板操作来给出，并且 当所述要求动力随着时 间的改变增大时，所述偏移值求取部分根据所述油门踏板操作的改变求取使所述内燃机的转速增大的偏移值。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机控制设备，其中， 所述混合动力车的驾驶者对减速的要求通过刹车踏板操作来给出，并且 当所述要求动力随着时间的改变减小时，所述偏移值求取部分根据所述刹车踏板操作的改变求取使所述内燃机的转速减小的偏移值。
4.根据权利要求2所述的内燃机控制设备，其中， 所述油门踏板操作的改变是所述混合动力车的油门踏板的操作速度。
5.根据权利要求3所述的内燃机控制设备，其中， 所述刹车踏板操作的改变是所述混合动力车的刹车踏板的操作速度。
6.根据权利要求2所述的内燃机控制设备，其中， 所述油门踏板操作的改变是所述混合动力车的油门踏板的操作量。
7.根据权利要求3所述的内燃机控制设备，其中， 所述刹车踏板操作的改变是所述混合动力车的刹车踏板的操作量。
8.根据权利要求2至7中的任一项所述的内燃机控制设备，其中， 所述偏移值求取部分在电池的充电状态等于或高于预定水平时，求取在保持所述内燃机的输出效率的同时改变所述内燃机的转速的偏移值，并且在所述电池的充电状态低于所述预定水平时，求取改变所述内燃机的转速而不改变所述内燃机的输出的偏移值。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的内燃机控制设备，其中， 针对所述偏移值设定了有效期，并且在过去了预定时间之后，所述内燃机工作控制部分使所述内燃机的工作点返回至校正之前的工作点。
10.根据权利要求9所述的内燃机控制设备，其中，所述有效期是可变的。
11.根据权利要求9或10所述的内燃机控制设备，其中， 当求取了改变所述内燃机的转速而不改变所述内燃机的输出的所述偏移值，并且所述有效期比上限时间长时，所述内燃机工作控制部分控制所述内燃机，使得所述内燃机的工作点逐渐改变为达到用所述偏移值校正所述目标工作点而获得的工作点。
12.根据权利要求9或10所述的内燃机控制设备，其中， 当求取了在保持所述内燃机的输出效率的同时改变所述内燃机的转速的所述偏移值，并且所述有效期比上限时间长时，所述内燃机工作控制部分为所述内燃机的输出提供上限。
13.根据权利要求11或12所述的内燃机控制设备，其中， 所述上限时间是固定值或者随着车速变快而设定得更短的可变值。
14.根据权利要求11或13所述的内燃机控制设备，其中， 直到所述内燃机的工作点达到用所述偏移值校正所述目标工作点而获得的工作点为止改变工作点的次数是固定值或者与所述混合动力车的驾驶者对加速或减速的要求程度相应的可变值。
15.一种用于混合动力车的内燃机控制方法,所述混合动力车通过来自电动机的动力来行驶，所述电动机由发电机通过内燃机的动力生成的电力和电池供应的电力中的至少一方来驱动，所述内燃机控制方法包括以下步骤: 求取要求动力，所述要求 动力是所述电动机根据所述混合动力车中的油门踏板操作而输出的动力； 求取所述电动机通过所述电池供应的电力而能够输出的动力； 基于所述要求动力和所述电动机的可达动力求取所述发电机中的最佳动力； 基于所述发电机中的所述最佳动力的大小确定所述内燃机的工作模式； 当确定的工作模式是所述内燃机以恒定转速工作的恒定点工作模式时，根据所述混合动力车的驾驶者对加速或减速的要求程度求取用于校正在恒定点工作模式下工作的所述内燃机的工作点的偏移值； 基于所述发电机中的所述最佳动力求取在恒定点工作模式下工作的所述内燃机的目标工作点；以及 将所述内燃机控制为在用所述偏移值校正所述目标工作点而获得的工作点处工作。
【文档编号】B60W10/105GK103619625SQ201280010451
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2012年3月30日 优先权日:2012年3月30日
【发明者】M·费舍尔 申请人:本田技研工业株式会社