专利名称:用于混合动力车辆的电动发电机的控制装置的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及混合动力车辆和电动发电机。更特别地，本发明涉及用于混合动力车辆的电动发电机的控制装置，它可以经济地使电动发电机在电动机和发电机模式之间变换操作，因此使混合动力车辆的运行成本减小到最低。
背景技术：
近几年来，为了提高燃料燃烧经济性而开发了混合动力车辆。
混合动力车辆通常包括内燃机和电力系统，电力系统至少包括电动发电机和电能存储设备(例如，蓄电池)。
电动发电机通过机械方式连接到车辆的动力传动装置上并且电连接至电存储设备，这样它就能够可选地以电动机或发电机模式操作。
具体地说，在电动机模式中，电动发电机从电能存储设备接收电能以生成转矩，因此辅助发动机驱动动力传动装置或独立驱动动力传动装置；在发电机模式中，电动发电机从动力传动装置接收转矩以产生电能，因此对电能存储设备再充电或对其它电负载提供动力。
为了使车辆的运行成本(例如燃料消耗)减小到最低，需要经济地控制电动发电机，更具体地，需要使电动发电机经济地在电动机和发电机模式之间变换操作。
日本专利No.3537810(在下文中被称作专利文献1)公开了一种用于混合动力车辆的控制方法，依照该控制方法，车辆的最佳运行模式是从发动机驱动模式、电动发电机驱动模式和发动机和电动发电机驱动模式中基于每种模式中车辆的燃料消耗而选取的。
然而，上述专利文献1并没有解决如果使电动发电机在电动机和发电机模式之间经济地变换操作的问题，虽然该问题对于使车辆的运行成本减小到最低至关重要。
此外，在上述专利文献1中，电动发电机在发动机和电动发电机驱动模式中的等效燃料消耗(equivalent fuel consumption)所基于的假设是电动发电机仅仅在发动机以最高效率运行时产生电能并且仅仅使用由此产生的电能生成转矩。换句话说，在确定电动发电机的等效燃料消耗时不考虑由低成本发电例如再生制动和联合发电产生的电能的可用性。因此，不能精确地确定电动发电机的等效燃料消耗。因此，就降低了电动发电机作为电动机工作的机会，因此很难使车辆的运行成本减小到最低。
日本专利No.3662904(在下文中被称作专利文献2)公开了一种用于混合动力车辆的驱动控制系统。
驱动控制系统配置成基于第一和第二参数的比较而确定发动机和电动发电机之间的驱动力之比。第一参数定义为发动机的燃料消耗的减小与电动发电机消耗的电能量之比；第二参数定义为充入电能存储设备(在这种情形下即蓄电池)的电能量与发动机燃料消耗中的增大之比。
然而，在上述专利文献2中，第一和第二参数定义为不同的单位，更具体地，定义为彼此为反比关系的单位。因此，很难精确地基于第一和第二参数的比较而确定发动机和电动发电机之间的驱动力之比。
发明内容本发明是鉴于现有技术中的上述问题而做出的。
依照本发明的第一方面，提供了一种用于混合动力车辆的电动发电机的控制装置。
混合动力车辆通过机械方式连接到车辆的动力传动装置上并且电连接到车辆的电能源上。电动发电机配置成具有发电机模式，其中电动发电机从动力传动装置接收转矩以产生电能，并且具有电动机模式，其中电动发电机从电能源接收电能以生成转矩。
控制装置包括确定器、比较器和控制器。确定器工作来确定第一和第二参数的值。第一和第二参数定义为相同的单位并且分别表示以发电机和电动机模式操作电动发电机可获得的经济效果。比较器工作以比较第一和第二参数的确定值。控制器工作以控制电动发电机在第一参数的值大于第二参数的值时以发电机模式操作并且在第二参数的值大于第一参数的值时以电动机模式操作。
使用上述配置，因为第一和第二参数定义为相同的单位，所以可以在以发电机和电动机模式操作电动发电机可以获得的经济效果之间做出正确的比较。因此，可以使电动发电机在发电机和电动机模式之间经济地变换操作，因此使混合动力车辆1的运行成本减小到最低。
依照本发明的实施例，第一参数定义为与在第一预定阈值和在以发电机模式操作电动发电机从而产生单位电能的车辆燃料消耗中的增大之间的差成比例，并且第二参数定义为与在使用单位电能以电动机模式操作电动发电机可实现的车辆的燃料消耗中的减小与第二预定阈值之间的差成比例。
使用第一和第二参数的上述定义，可以简单和精确地确定以发电机和电动机模式操作电动发电机可获得的经济效果。
另外，电能源是电能存储设备。当电能存储设备的充电状态(SOC)降低到低于第一参照级时，控制装置改变第一和第二预定阈值从而提高SOC，并且当SOC超过高于第一参照级的第二参照级时，控制装置改变第一和第二预定阈值从而降低SOC。
使用对第一和第二预定阈值的这种改进，可以使电动发电机在发电机和电动机模式之间经济地变换操作而同时保持电能存储设备的SOC在期望范围(即在第一和第二参照级之间)。
依照本发明的另一个实施例，向混合动力车辆提供了至少一个除了电动发电机以外的电能供给设备，包括电能源，并且其中，第一和第二参数均定义为第三参数的函数，且第三参数表示电能供给设备的电能供给成本。
使用上述配置，可以做出电动发电机和电能供给设备的电能供给成本之间的正确比较，因此开拓了从其中选择更经济性的一个的方法。
另外，第三参数是提供单位电能的电能供给设备的等效燃料消耗。第一参数定义为由电动发电机所产生电能的量与第三参数和用于以发电机模式操作电动发电机以产生单位电能的车辆燃料消耗中的增大之间的差的乘积。第二参数定义为由电动发电机所消耗电能的量与车辆使用单位电能以电动机模式操作电动发电机所实现的燃料消耗中的减小之间的差的乘积。
使用第一和第二参数的上述定义，还可以简单和精确地确定以发电机和电动机模式操作电动发电机可获得的经济效果。
另外，确定器工作以确定第一参数具有最大值时的电能的第一最佳量以及第二参数具有最大值时的电能的第二最佳量。比较器工作以比较第一和第二参数的最大值。控制器工作以控制电动发电机在第一参数的最大值大于第二参数的最大值时产生第一最佳量的电能，并且在第二参数的最大值大于第一参数的最大值时以第二最佳量的电能生成转矩。
使用该配置，可以使以发电机和电动机模式操作电动发电机可获得的经济效果最大化。
另外，至少一个电能供给设备可以包括在混合动力车辆外部配设的外部电能源。
依照本发明的另外一个实施例，包括电动发电机和电能源的车辆的内部电能源电连接到在车辆外部配设的外部电能源上。确定器还工作来以相同的单位确定内部和外部电能源的电能成本。比较器还工作从而比较内部和和外部电能源的确定的电能成本。控制器还工作以控制内部电能源从而在内部电能源的电能成本高于外部电能源的电能成本时从外部电能源接收电能，并且在外部电能源的电能成本高于内部电能源的电能成本时向外部电能源提供电能。
使用上述配置，可以实现车辆在很宽范围内的能量节约。
依照本发明的第二方面，提供了一种用于混合动力车辆的计算设备。
混合动力车辆包括内部电能源，内部电能源电连接到在车辆外部配设的外部电能源上。
计算设备包括输入单元、计算单元和输出单元。输入单元工作以输入涉及内部和外部电能源的电能成本的信息。计算单元工作从而以相同的单位基于输入信息计算内部和外部电能源的电能成本。输出单元工作以输出表示内部和外部电能源的计算的电能成本的信息。
使用上述配置，因为内部和外部电能源的电能成本以相同的单位计算，因此可以在其中做出正确的比较。因此，基于计算设备的信息输出，可以精确地确定电能在内部和外部电能源之间的经济方向。
通过下文中给出的详细说明和本发明的优选实施例的附图可以更好地理解本发明，然而，不应该认为这些是用于将本发明限于特定的实施例，而是仅仅用于解释和理解的目的。
附图中图1是显示了依照本发明的第一实施例的混合动力车辆的总体配置的示意图；图2是显示了用于依照本发明的第一实施例的电动发动机的控制装置的配置的功能框图；图3是显示了控制装置用于控制电动发动机的操作的过程的流程图；图4是显示了依照本发明的第一实施例的控制装置中用于确定参数Dgen和Pg的过程的流程图；图5是显示了依照本发明的第一实施例的控制装置中用于确定参数Dasi和Pm的过程的流程图；图6是显示了依照本发明的第二实施例的控制装置中用于确定参数Fgen和Pg的过程的流程图；图7是显示了依照本发明的第二实施例的控制装置中用于确定参数Fasi和Pm的过程的流程 图8是显示了混合动力车辆的变化配置的示意图；图9是显示了混合动力车辆的另一种变化配置的示意图；和图10是显示了图9中的控制装置用于确定混合动力车辆和外部电源之间的电能流动方向的过程的流程图。
具体实施方式下文中参照图1-7描述本发明的优选实施例。
图1显示了依照本发明的第一实施例的混合动力车辆1。
如图1所示，混合动力车辆1包括内燃机1002，该内燃机作为驱动力(即转矩)的主动力源。发动机1002通过机械方式经过变速器1006和差速齿轮1008连接至车轮1010从而驱动车轮。
混合动力车辆1还包括热电式发电机(TG)1012，该发电机设计成能够利用发动机1002的废热产生电能。TG 1012电连接至电负载1014和蓄电池1016，向它们提供产生的电能。
混合动力车辆1还包括通过机械方式连接至车辆1的动力传动装置的电动发电机(MG)1004。更具体地，在本实施例中，MG 1004通过机械方式连接在发动机1002和变速器1006之间。同时，MG 1004电连接至电负载1014、蓄电池1016和TG 1012。
使用这种配置，MG 1004可选择地以电动机或者发电机的模式来操作。特别地，在电动机模式中，MG 1004接收蓄电池1016的电能产生转矩；然后向车辆1的动力传动装置提供这里所产生的转矩。另一方面，通过发电机模式，MG 1004从车辆1的动力传动装置接收转矩从而产生电能；然后向电负载1014和蓄电池1016提供这里产生的电能。
还在车辆1中提供控制装置1018，以用于控制发动机1002、TG1012、MG 1004、蓄电池1016和变速器1006的操作。
具体地说，控制装置1018接收从车辆1的各种传感器(未显示)输出的检测信号。然后，基于检测信号，控制装置1018确定设备1002、1012、1004和1016的运行状况，例如发动机1002的速度和燃料消耗，MG 1004的输入和输出电压、蓄电池1016的充电状态和驾驶员的意向例如加速或减速。此后基于所确定的运行状况，控制装置1018在设备1002、1012、和1016上执行各种控制。
另外，混合动力车辆1还可以包括或者替代TG 1012其它电能产生设备，例如太阳能蓄电池。
图2显示了依照本实施例的控制装置1018的示例性配置。
如图2所示，在本实施例中，控制装置1018在功能上还包括确定单元18a、比较单元18b和控制单元18c。
图3显示了控制装置1018用于控制MG 1004的操作的过程。
当车辆1的点火开关从关闭到打开时，控制装置1018就启动执行复位和初始设定。然后，过程进行到步骤1100。
在步骤1100中，控制装置1018的确定单元18A确定是否从车辆1的车辆控制器(未显示)接收到用于操作MG 1004的指令。
如果步骤1100的确定答案是“是”，那么过程就进行到步骤1102；否则，过程就进入步骤1104。
在步骤1102，确定单元18A基于接收的指令确定MG 1004的期望操作模式，该模式为电动机模式或发电机模式，并且确定MG 1004将产生的期望的电能量(如果期望的模式是发电机模式的话)或者期望的消耗电能量(如果期望的模式是电动机模式的话)
然后，在随后的步骤1118中，控制装置1018的控制单元18C向MG1004传递说明期望的模式和期望的电能量的指令信号，这样，MG 1004就可以依照指令信号进行操作。
另外，车辆控制器在各种情形下向控制装置1018发送指令，例如当需要MG 1004独自驱动车辆1的动力传动装置时，当需要MG 1004产生转矩辅助发动机1002时或者当需要MG 1004产生电能对蓄电池1016重新充电时。或者，还可以设计控制装置1018基于传感器的检测信号独立生成这种指令。
另一方面，在步骤1104中，确定单元18A确定参数Dgen和Pg的值。在此，Dgen表示MG 1004以发电机模式产生单位电能能够获得的经济效果；Pg表示MG 1004通过发电机模式产生的期望的电能量。Dgen的详细定义和确定后面将进行描述。
在随后的步骤1106中，确定单元18A还确定参数Dasi和Pm的值。在此，Dasi表示MG 1004以电动机模式操作时使用单位电能可以获得的经济效果；Pm表示MG 1004通过电动机模式消耗的期望的电能量。Dasi的详细定义和确定后面将进行描述。
在步骤1108中，控制装置1018的比较单元18B比较Dgen的值与(Dasi+α)的值，其中α是具有预定正值的参数。
在本实施例中应该强调，参数Dgen和Dasi定义为相同的单位，由此在它们之间可以进行正确的比较。
如果步骤1108中的比较得出的结果是Dgen的值大于(Dasi+α)的值，那么过程就进行到步骤1110；否则，过程就进入步骤1112。
在步骤1110，控制单元18C选择发电机模式作为MG 1004的期望模式。然后，在随后的步骤1118中，控制单元18C向MG 1004传递说明发电机模式和Pg的值的指令信号，这样，就控制MG 1004以发电机模式操作产生电能量Pg。
另一方面，在步骤1112中，比较单元18B还比较Dasi的值与(Dgen+α)的值。
如果步骤1112中的比较得出的结果是Dasi的值大于(Dgen+α)的值，那么过程就进行到步骤1114；否则，过程就进入步骤1116。
在步骤1114，控制单元18C选择电动机模式作为MG 1004的期望模式。然后，在随后的步骤1118中，控制单元18C向MG 1004传递说明电动机模式和Pm的值的指令信号，这样，就控制MG 1004以电动机模式使用电能量Pm进行操作。
另一方面，在步骤1116，控制单元18C选择空转模式作为MG 1004的期望模式。这是因为在这种情形下以发电机模式或者电动机模式操作MG 1004不会产生相当大的经济效果。在随后的步骤1118，控制单元18c向MG 1004传递指示空转模式的指令信号，因此控制MG 1004空转。
另外，在上述比较中，使用参数α来稳定控制。还可以依照例如蓄电池1016的状况来改变α的值。具体地说，当蓄电池1016的SOC降低到小于第一参照级时，α可以修改成负值，从而增大MG 1004以发电机模式操作的机会来提高SOC。与此相反，当蓄电池1016的SOC降低到超过第二参照级时，α可以修改成具有较大的正值，从而提高MG 1004以电动机模式操作的机会来降低SOC。
图4显示了用于确定参数Dgen和Pg的控制装置1018的过程；该过程整体上对应于图3所示的过程中的步骤1104。
首先，在步骤S1202中，控制装置1018的确定单元18A确定参数deng1的值。在此，Deng1表示在当前阶段MG 1004以发电机模式操作产生单位电能造成的发动机1002中的燃料消耗的增大。Deng1的值的确定方法已在编号为2004-260908的日本专利首次公布中公开；因此其详细说明在此省略。
在随后的步骤S1204中，确定单元18A还确定阈值Dgenlim的值。在此，Dgenlim表示在当前阶段MG 1004以发电机模式操作产生单位电能造成的发动机1002中燃料消耗增大的上限。换句话说，当Deng1的确定值大于Dgenlim时，就不再允许MG 1004以发电机模式操作。
在本实施例中，Dgenlim设置为恒定的值。然而，也可以依照例如蓄电池1016的状况来改变Dgenlim的值。具体地说，当蓄电池1016的SOC降低到小于第一参照级时，Dgenlim可以修改成较高的值，从而增大MG1004以发电机模式操作的机会来提高SOC。
在步骤S1206中，确定单元18A确定Dgen的值作为从Deng1的值减去Dgenlim的值的结果(即Dgen＝Dgenlim-Deng1)。
通过上述关系，Dgen的值随着Degn1值的减少而增大。换句话说，当发动机1002用于操作MG 1004以发电机模式产生单位电能造成发动机1002中的燃料消耗的增大较小时，通过操作MG 1004以发电机模式产生单位电能可获得的经济效果就比较大。
在随后的步骤S1208中，在上面确定的Dgen值为正的范围内，确定单元18A还确定参数Pgmax的值并且使用Pgmax的确定值作为Pg的值。在此，Pgmax表示在当前阶段MG 1004能够产生的最多电能。
更具体地，在本实施例中，MG 1004配置成向蓄电池1016和包括电负载1014和TG 1012的用电子系统供给电能。因此，Pgmax的值可以确定作为参数Pch和参数Pc的值之和，其中参数Pch表示在当前阶段充到蓄电池1016上的电能容许极限值，参数Pc表示在当前阶段用电子系统所需要的电能量。另外，Pch的值可以依照蓄电池1016的状况确定。例如，当蓄电池1016的SOC超过第二参照级时，就给Pch为零值。另一方面，Pc的值可以通过从当前阶段电负载1014所需的电能量减去当前阶段TG 1012可以产生的电能量来确定。另外，在确定Pgmax值时有几个约束，例如MG 1004的功率输出能力和电力系统的总线电压的上限。Pgmax和总线电压上限之间的关系已在编号为2004-249900的日本专利首次公布中公开；因此其详细说明在此省略。
图5显示了控制装置1018用于确定参数Dasi和Pm的过程；该过程整体上对应于图3所示的过程中的步骤1106。
首先，在步骤S1302中，控制装置1018的确定单元18A确定参数Deng2的值。在此，Deng2表示在当前阶段通过以电动机模式操作MG 1004使用单位电能可实现的发动机1002中的燃料消耗的减小。
显而易见，从Deng1和Deng2的上述定义中，可以看出Deng1的Deng2的单位彼此相同。Deng2的值可以与Deng1的值确定的方式相同；因此在此省略了Deng2的值的详细确定。
在步骤S1304中，确定单元18A还确定阈值Dasilim的值。在此，Dasilim表示通过以电动机模式操作MG 1004使用单位电能可实现的发动机1002中的燃料消耗减小的下限。换句话说，当Deng2的确定值小于Dasilim时，就不再允许MG 1004以电动机模式操作。
在本实施例中，Dasilim设置为恒定的值。然而，也可以依照例如蓄电池1016的状况来改变Dasilim的值。具体地说，当蓄电池1016的SOC超过第二参照级时，Dasilim可以修改成更小的值，从而增大MG 1004以电动机模式操作的机会来降低SOC。
在步骤S1306中，确定单元18A确定Dasi的值为从Deng2的值减去Dasilim的值的结果(即Dasi＝Deng2-Dasilim)。
通过上述关系，Dasi的值随着Deng2的值增大。换句话说，当用于操作MG 1004以电动机模式产生单位电能造成发动机1002中的燃料消耗的减小很大时，通过操作MG 1004以电动机模式产生单位电能可获得的经济效果就比较大。另外，应该再次强调，在本实施例中，Dgen和Dasi的单位是相同的。
在随后的步骤S1308中，在上面确定的Dasi值为正的范围内，确定单元18A还确定参数Pmmax的值并且使用Pmmax的确定值作为Pm的值。在此，Pmmax表示在当前阶段MG 1004能够消耗的最多电能。
更具体地，在本实施例中，蓄电池1016配置成向MG 1004和包括电负载1014和TG 1012的用电子系统供给电能。因此，Pmmax的值可以通过从参数Pdi的值减去Pc的值来确定，其中参数Pdi表示在当前阶段可以从蓄电池1016释放的电能的容许极限值。如前面所描述的，Pc的值可以通过从当前阶段电负载1014所需的电能量减去当前阶段TG 1012可以产生的电能量来确定。另一方面，Pdi的值可以依照蓄电池1016的状况确定。例如，当蓄电池1016的SOC降下低于第一参照级时，就给Pdi零值。另外，在确定Pmmax的值时有几个约束，例如MG 1004的功率输入能力和电力系统的总线电压的下限。Pmmax和总线电压下限之间的关系也已在编号为2004-249900的日本专利首次公布中公开；因此其详细说明在此省略。
如上所述，在本实施例中，Dgen和Dasi定义为相同的单位，并且分别表示以发电机和电动机模式操作MG 1004可获得的经济效果。因此，可以在经济效果之间形成正确的比较，因此可以使MG 1004在发电机和电动机模式之间经济地变换操作从而将混合动力车辆1的运行成本减小到最低。
该实施例显示了可以替代Dgen和Dasi使用的参数Fgen和Fasi，用来分别表示以发电机和电动机模式操作MG 1004可获得的经济效果。
图6显示了控制装置1018的确定单位18A对参数Fgen和Pg的确定。
首先，在步骤S1402中，确定单元18A确定Deng1的值。在此，Deng1与先前实施例具有相同的定义并且可以通过相同的方式来确定。
在步骤S1404中，确定单元18A还确定阈值Dsup的值。在此，Dsup表示除了MG 1004以外的至少一个电能供给设备的供给单位电能的等效燃料消耗(即成本)。
在本实施例中，当除了MG 1004以外的至少一个电能供给设备仅仅包括蓄电池1016时，Dsup可以确定为给蓄电池1016充单位电能的燃料消耗成本Dbat。否则，当除了MG 1004以外的至少一个电能供给设备仅仅包括TG 1012时，Dsup可以确定为TG 1012产生单位电能的燃料消耗成本Dtg；Dtg通常等于零。否则，当除了MG 1004以外的至少一个电能供给设备包括蓄电池1016和TG 1012时，Dsup可以确定为Dbat和Dtg的函数。例如，Dsup可以确定为Dbat和Dtg依照蓄电池1016和TG 1012供给的电能量进行的加权平均值；或者Dsup可以确定为Dbat和Dtg之间的最小值。另外，如果混合动力车辆1还包括专用的机动车交流发电机，至少一个电能供给设备还包括机动车交流发电机。
在步骤1406中，确定单元18A确定(Dsup-Deng1)的值，(Dsup-Deng1)表示在当前阶段通过以发电机模式操作MG 1004以在替换至少一个其它电能供给设备中产生单位电能可获得的经济效果。
在随后的步骤1408中，在上面确定的值(Dsup-Deng1)为正的范围内，确定单元18A还确定Pgmax的值。在本实施例中，Pgmax的值可以确定作为参数Pch和一电能量之和，其中参数Pch表示在当前阶段充到蓄电池1016上的电能容许极限值，该电能量为在当前阶段电负载1014所需的电能量。
在步骤S1410中，确定单元18A确定Fgen的值，Fgen定义为(Dsup-Deng1)和Pgmax的乘积(即Fgen＝(Dsup-Deng1)×Pgmax)。
从上述定义中显而易见，Fgen表示在当前阶段以发电机模式操作MG 1004以在替换至少一个其它电能供给设备中产生电能量Pgmax可获得的经济效果。
在最后的步骤中，确定单元18A确定Pg的值；具体地说，使用上面确定的Pgmax的值作为Pg的值。
图7显示了控制装置1018的确定单元18A对参数Fasi和Pm的确定。
首先，在步骤S1502中，确定单元18A确定Deng2的值。在此，Deng2与先前实施例具有相同的定义并且可以通过相同的方式来确定。
在步骤S1504中，确定单元18A还确定Dsup的值。在此，Dsup与图6中的过程中具有相同的定义并且可以通过相同的方式来确定。
在步骤1506中，确定单元18A确定(Deng2-Dsup)的值，(Deng2-Dsup)表示在当前阶段通过电动机模式用至少一个其它电能供给设备产生单位电能操作MG 1004可获得的经济效果。
在随后的步骤1508中，在上面确定的值(Deng2-Dsup)为正的范围内，确定单元18A还确定Pmmax的值。在此，Pmmax与先前实施例具有相同的定义并且可以通过相同的方式来确定。
在步骤S1510中，确定单元18A确定Fasi的值，Fasi定义为(Deng2-Dsup)和Pmmax的乘积(即Fasi＝(Deng2-Dsup)×Pmmax))。
从上述定义中显而易见，Fasi表示在当前阶段以电动机模式操作MG 1004使用由至少一个其它电能供给设备供给的电能量Pmmax可获得的经济效果。另外，在本实施例中应该强调，Fgen和Fasi的单位是相同的。
在最后的步骤S1512中，确定单元18A确定Pm的值；具体地说，使用上面确定的Pmmax的值作为Pm的值。
如上所述，在本实施例中，Fgen和Fasi定义为相同的单位，并且分别表示以发电机和电动机模式操作MG 1004可获得的经济效果。因此，可以在经济效果之间做出正确的比较，可以使MG 1004在发电机和电动机模式之间经济地变换操作从而将混合动力车辆1的运行成本减小到最低。
另外，在本实施例中，Fgen和Fasi分别表示以发电机和电动机模式操作MG 1004可实现的节省燃料的总量(而不是如先前的实施例中Dgen和Dasi表示的每单位电能节约的燃料量)。因此，可以在以发电机和电动机模式操作MG 1004可获得的总经济效果之间进行正确的比较。
另外，在本实施例中，Dsup与Deng1和Deng2定义为相同的单位。因此，可以在不同电能供给设备的供电成本之间进行正确的比较，从而为选择更经济的设备开辟了道路。
尽管已经显示和描述了本发明的上述特定实施例，但是对本发明进行实践的人和本领域的技术人员应当理解，可以不脱离所公开概念的精神对本发明进行多种修改、变化和改进。
例如，在第一实施例中，Deng1定义为表示在当前阶段以发电机模式操作MG 1004产生单位电能而造成发动机1002的燃料消耗的增大。
作为对上述定义的替换方案，Deng1定义为用于表示在最大输出状况下以发电机模式操作MG 1004产生单位电能而在发动机1002中造成的燃料消耗的增大；最大输出状况是MG 1004产生最大的电能量Pg的状况。
类似地，在第一实施例中，Deng2定义为表示在当前阶段通过以电动机模式使用单位电能操作MG 1004可实现的发动机1002中的燃料消耗的减小。
作为对上述定义的替换方案，Deng2可以定义为表示在最大输入状况下通过以电动机模式使用单位电能操作MG 1004可实现的发动机1002中的燃料消耗的减小；最大输入状况是MG 1004消耗最大电能量Pg的状况。
在第二实施例中，Fgen和Fasi分别定义为(Dsup-Deng1)×Pgmax和(Deng2-Dsup)×Pmmax，其中Pgmax和Pmmax分别表示在当前阶段MG1004产生和消耗的最多电能。
作为对上述定义的替换方案，Fgen和Fasi可以分别定义为(Dsup-Deng1)×Pgopt和(Deng2-Dsup)×Pmopt。在此，Pgopt和Pmopt分别表示在当前阶段MG 1004可产生的和可消耗的最佳电能量；Fgen和Fasi分别在Pgopt和Pmopt处具有最大值。
图8显示了变化的混合动力车辆1的配置。
如图8所示，在变化配置中，提供了都在控制装置1058控制下操作的第一旋转电机1050和第二旋转电机1052。第二旋转电机1052通过机械方式经过差速齿轮1054连接至车轮1056并且驱动它们。
当第一旋转电机1050配设有机动车交流发电机并且第二旋转电机1052配设有电动发电机时，控制装置1058就工作从而使第二旋转电机1052在发电机和电动机模式之间经济地变换操作以便将混合动力车辆1的运行成本减小到最低。不同的是，当第一旋转电机1050配设有电动发电机并且第二旋转电机1052配设有电动机或者电动发电机时，第一和第二旋转电机1050和1052就可以视为一集成的电动发电机1004，并且控制装置1058工作从而使集成的电动发电机1004在发电机和电动机模式之间经济地变换操作以便将混合动力车辆1的运行成本减小到最低。
图9显示了变化的混合动力车辆1的另一种配置。
如图9所示，在这种变化配置中，蓄电池1016经过转换器1060电连接至外部电源1062，以便可选择地从外部电源1062接收电能或者向它供给电能。外部电源1062可以是可在停车场中获得的商业电源。
在这种情形下，控制装置1018可以设计成另外在功能上包括输入单元和输出单元从而输入和输出有关内部电源和外部电源1062的电能成本的信息；内部电源包括蓄电池1016、MG 1004和TG 1012。此外，控制装置1018可以设计成还执行如图10所示的过程。
具体地说，在过程的步骤1601中，控制装置1018的输入单元输入与内部和外部电源的成本有关的信息。
在步骤S1602中，基于输入信息，确定单元18A计算内部和外部电源在燃料消耗方面的电能成本。例如，如果外部电源1062的电价为10JPY/kwh，燃料率为100JPY/kg，那么外部电源1062的等效燃料消耗(即燃料消耗方面的电能成本)就等于0.1kg/kwh。
在步骤S1603中，控制装置1018的输出单元向外部设备或电路输出指示计算的内部和外部电源的电能成本信息。同时，向控制装置1018的比较单元18B提供该信息。
在步骤S1604中，比较单元18B比较外部电源1062与内部电源的外部成本的电能成本。
在步骤S1605，当内部电源的电能成本高于外部电源1062时，控制装置1018的控制单元18C控制蓄电池1016从外部电源1062接收电能，当外部电源1062的电能成本高于内部电源时，就控制内部电源向外部电源1062提供电能。
因此，使用上述的变化配置，可以在混合动力车辆1的更宽范围上实现能量节约。
本领域的普通技术人员所做出的这种修改、变化和改进都旨在包括在所附权利要求
书之内。
权利要求
1.一种用于混合动力车辆的电动发电机的控制装置，其中电动发电机通过机械方式连接到车辆的动力传动装置上并且电连接到车辆的电能源上，并且其中电动发电机配置成具有其中电动发电机从动力传动装置接收转矩以产生电能的发电机模式，以及其中电动发电机从电能源接收电能以生成转矩的电动机模式，所述控制装置包括确定器，所述确定器工作以确定第一和第二参数的值，所述第一和第二参数定义为相同的单位并且分别表示以发电机和电动机模式操作电动发电机可获得的经济效果；比较器，所述比较器工作以比较第一和第二参数的确定值；和控制器，所述控制器工作以控制电动发电机在第一参数的值大于第二参数的值时以发电机模式操作并且在第二参数的值大于第一参数的值时以电动机模式操作。
2.如权利要求
1所述的控制装置，其特征在于，所述第一参数定义为与在第一预定阈值和用于以发电机模式操作电动发电机以产生单位电能的车辆燃料消耗中的增大之间的差成比例，并且第二参数定义为与在使用单位电能以电动机模式操作电动发电机所实现的车辆的燃料消耗中的减小与第二预定阈值之间的差成比例。
3.如权利要求
2所述的控制装置，其特征在于，所述电能源是电能存储设备，并且其中当所述电能存储设备的充电状态(SOC)降低到低于参照级时，控制装置改变第一和第二预定阈值从而提高SOC，并且当SOC超过高于第一参照级的第二参照级时，控制装置改变第一和第二预定阈值从而降低SOC。
4.如权利要求
1所述的控制装置，其特征在于，向混合动力车辆提供了至少一个除了电动发电机以外的电能供给设备，包括电能源，并且其中第一和第二参数均定义为第三参数的函数，且第三参数表示电能供给设备的电能供给成本。
5.如权利要求
4所述的控制装置，其特征在于，所述第三参数是电能供给设备供给单位电能的等效燃料消耗，第一参数定义为由电动发电机所产生电能的量与在第三参数和用于以发电机模式操作电动发电机以产生单位电能的车辆燃料消耗中的增大之间的差的乘积，和第二参数定义为由电动发电机所消耗电能的量与使用单位电能以电动机模式操作电动发电机所实现的车辆燃料消耗的减小之间的差的乘积。
6.如权利要求
5所述的控制装置，其特征在于，所述确定器工作以确定第一参数具有最大值时的电能的第一最佳量，以及第二参数具有最大值时的电能的第二最佳量，比较器工作以比较第一和第二参数的最大值，和控制器工作以控制电动发电机在第一参数的最大值大于第二参数的最大值时产生第一最佳量的电能，并且在第二参数的最大值大于第一参数的最大值时以第二最佳量的电能生成转矩。
7.如权利要求
4所述的控制装置，其特征在于，所述至少一个电能供给设备包括在混合动力车辆外部配设的外部电能源。
8.如权利要求
1所述的控制装置，其特征在于，包括电动发电机和电能源的车辆的内部电能源电连接到在车辆外部配设的外部电能源上，和其中，所述确定器还工作从而以相同的单位确定内部和外部电能源的电能成本，比较器还工作以比较内部和和外部电能源的确定的电能成本，和所述控制器还工作以控制内部电能源从而在内部电能源的电能成本高于外部电能源的电能成本时从外部电能源接收电能，和在外部电能源的电能成本高于内部电能源的电能成本时向外部电能源提供电能。
9.一种用于混合动力车辆的计算设备，其中所述混合动力车辆包括电连接至在车辆外部配设的外部电能源的内部电能源，所述计算设备包括输入单元，所述输入单元工作以输入涉及内部和外部电能源的电能成本的信息；计算单元，所述计算单元工作从而以相同的单位基于输入信息计算内部和外部电能源的电能成本；和输出单元，所述输出单元工作以输出表示内部和外部电能源的已计算的电能成本的信息。
专利摘要
本发明提供了一种用于混合动力车辆的电动发电机的控制装置。控制装置包括确定器、比较器和控制器。确定器工作以确定第一和第二参数的值，这些值定义为相同的单位并且分别表示以发电机和电动机模式操作电动发电机可获得的经济效果。比较器工作以比较第一和第二参数的确定值。控制器工作以控制电动发电机在第一参数的值大于第二参数的值时以发电机模式操作并且在第二参数的值大于第一参数的值时以电动机模式操作。使用这种配置，控制装置可以使电动发电机在发电机和电动机模式之间经济地变换操作。
文档编号B60W10/26GK1990320SQ200610172896
公开日2007年7月4日 申请日期2006年12月26日
发明者大林和良 申请人:株式会社电装导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan