量计显示设备及其显示方法以及装配有其的混合动力车辆的制作方法

专利名称：量计显示设备及其显示方法以及装配有其的混合动力车辆的制作方法
量计显示设备及其显示方法以及装配有其的混合动力车辆 发明领域
本发明涉及量计显示设备、其显示方法以及装配有其的混合动力车辆。 更具体地，本发明涉及用在包括内燃机和电动机的混合动力车辆中的量计
显示设备、其显示方法以及装配有其的混合动力车辆，该内燃机和电动机 被控制成使得来自该内燃机和电动机中 一方和/或两方的动力被输出至使 车轮转动的驱动轴。
背景技术：
在例如日本专利申请No. JP-A-10-129298中说明了 一种用在包括内燃 机和电动机的混合动力车辆中的量计显示设备。在此混合动力车辆中，内 燃机和电动机被控制成使得来自它们中 一方和/或两方的动力被输出至驱 动轴。所述量计显示设备依据运行模式在显示面板上显示各种结构元件的 转速和转矩。当利用电动机驱动车辆时，量计显示i殳备在显示面板的转速 显示部和转矩显示部显示自动变速器的输入轴转速和输入轴转矩。另 一方 面，当利用内燃机驱动车辆时，此设备在显示面板的转速显示部和转矩显 示部显示内燃机转速和发动机转矩。
然而，对于上述量计显示设备，由于两个显示部即转速显示部和转矩 显示部相邻地设在显示面板内，所以需要较大的显示空间。

发明内容
本发明的目的是提供一种能在较小的显示空间内显示与混合动力车辆 相关的多个参数的变化的量计显示设备、其显示方法以及装配有其的混合 动力车辆。
本发明的第一方面涉及一种包括显示装置和显示控制装置的量计显示 设备。该量计显示i殳备显示可显示在显示装置上的同 一位置处的包括第一 显示信息和第二显示信息的多种显示信息。显示控制装置控制在显示装置 上显示的显示信息，以^便显示可在该显示装置上显示的多种显示信息中的 任一种显示信息。第 一显示信息表示与混合动力车辆相关的第一参数的变 化，而第二显示信息表示与该混合动力车辆相关的第二参数的变化。
此量计显示设备可在显示装置上的同 一位置处显示包括第 一和第二显
示信息的多种显示信息中的任一种显示信息。更具体地，此量计显示"i殳备 可从当前显示的显示信息切换至不同的显示信息。由此，当显示多个显示 信息时，与每种显示信息相邻设置时相比，多个显示信息可显示在较小的 显示空间内。
在本发明的量计显示设备中，显示控制装置基于驾驶员执行的切换操 作(开关操作)或者混合动力车辆的运转状况控制在显示装置上显示多种 显示信息中的哪一种显示信息。利用此构造，当驾驶员切换开关时，显示 控制装置显示与新开关位置对应的信息。选择性地，当混合动力车辆的运 转状况改变时，显示控制装置显示与新运转状况对应的信息。
在本发明的量计显示设备中，第一显示信息是内燃机的转速，以及第 二显示信息是从混合动力车辆输出的动力、从内燃机输出的动力或者输出 至驱动轴的动力中的任一动力。这里，显示控制装置控制在显示装置上显 示转速量计和输出量计中的哪一方，该转速量计显示内燃机的转速，该输 出量计显示从混合动力车辆输出的动力、从内燃机输出的动力或者输出至 驱动轴的动力中的任一动力。显示控制装置执行控制，以便在顺序(逐级) 式换档开关接通时在显示装置上显示转速量计。另外显示控制装置执行控 制，以便在顺序式换档开关断开时在显示装置上显示输出量计。利用以上 构造，当驾驶员在换档杆已处于可顺序换档的范围内的情况下升档或降档 时，该驾驶员能够在显示装置上看到内燃机的发动机转速的变化。另外， 显示控制装置执行控制，以便当混合动力车辆的运转方式使内燃机的发动 机转速随着传动比(变速比)改变而进行调节时在显示装置上显示转速量
计。另外，显示控制装置执行控制，以便当混合动力车辆的运转方式使内 燃机的发动机转速随着传动比改变而不进行调节时在显示装置上显示输出 量计。结果，能够显示内燃机的调节过的发动机转速和该发动机转速的变 化两者以便驾驶员看到。于是，调节效率提高。另外，显示控制装置执行 控制，以便在内燃机停止且动力从电动机输出至驱动轴时在显示装置上显 示输出量计。于是，当在内燃机停止的情况下不需要显示该内燃机的发动 机转速时，显示输出量计。
在此量计显示设备中，显示控制装置执行控制，以便当在显示输出量 计与转速量计之间切换时，该显示控制装置至少电切换该输出量计的量计 刻度显示与该转速量计的量计刻度显示。当按照这种方式执行显示切换时， 可改变图形和文字或者它们的颜色或图案。另夕卜，显示控制装置执行控制， 以便当在显示输出量计与转速量计之间切换时，该显示控制装置至少电切 换该输出量计的指针显示与该转速量计的指针显示。在此情况下，可改变 例如指针显示的形状、颜色或图案。
本发明的第二方面涉及一种量计显示方法包括在显示装置上显示表 示与混合动力车辆相关的第一参数的变化的第一显示信息；以及在该显示 装置上显示表示与该混合动力车辆相关的第二参数的变化的第二显示信 息，而非显示该第一参数的变化。由此，当显示多种显示信息时，与当不 同种类的显示信息相邻设置时相比，多种显示信息可显示在较小的显示空 间内。注意，此方法还可包括用于支持依据上述第一方面的量计显示设备 的功能的任何其它步骤和任一种其变化形式。
本发明的第三方面提供装配有根据本发明第 一方面或者任一种其变 化形式的量计显示设备的混合动力车辆。因为此混合动力车辆装配有量计 显示设备，所以当显示多种显示信息时，与当不同种类的显示信息相邻设 置时相比，多种显示信息可显示在较小的显示空间内。另外，此混合动力 车辆包括电力/动力输入输出装置和车辆控制装置。电力/动力输入输出装 置与内燃机的输出轴和驱动轴连接，并且基于电力和动力的输入/输出将从 该内燃机输出的至少一部分动力输出至该驱动轴。车辆控制装置基于混合
动力车辆的运转状况控制内燃机、电力/动力输入输出装置和电动机。选择 性地，车辆控制装置基于当顺序式换档开关接通时驾驶员执行的升档或降 档来控制内燃机、电力/动力输入输出装置和电动机以改变至少该内燃机的 发动机转速。另外，电力/动力输入输出装置包括三轴式动力输入输出装置
和发电才几。三轴式动力输入输出装置具有与三才M目应轴连接的三根轴并且 用于选择性地向/从该三根轴中的任意两根轴输入/输出动力，并且选择性 地向/从剩余轴输入/输出动力，以便当该剩余一根轴输出动力时该两根轴 输入动力或者当该剩余一根轴输入动力时该两根轴输出动力，其中，该三 根相应轴是内燃机的输出轴、驱动轴和第三转轴。发电机向第三转轴输入 动力/从该第三转轴输出动力。另外，电力/动力输入输出装置包括第一转 子、第二转子和两转子电动机。第一转子与内燃机的输出轴连接。第二转 子与驱动轴连接。另外，两转子电动机输入/输出通过第一转子和第二转子 的电磁作用生成的电力并将来自内燃机的至少一部分动力输出至驱动轴。


由以下参照附图对实施例及其各种变化形式的说明，本发明的前述和/ 或其它目的、特征和优点将变得明显。在附图中，相同数字用于指示相同
部件且其中
图l是示意表示混合动力车辆的构造的框图； 图2是表示驱动控制程序的流程图3是表示加速器开度、车速与要求转矩之间关系的映射图4是表示最佳运转点的设定的说明图5是代表性的动作共线图6是表示量计显示控制程序的流程图7A是显示在量计显示面板上的功率量计以及图7B是显示在量计显 示面板上的转速量计；
图8A是显示在另一量计显示面板上的功率量计以及图8B是显示在另 一量计显示面板上的转速量计；
图9是示意表示混合动力车辆的构造的框图；以及 图IO是示意表示混合动力车辆的构造的框图。
具体实施例方式
图1是示意表示根据本发明 一种实施例的混合动力车辆20的构造的框 图。此实施例的混合动力车辆20如图1所示包括发动机22、三轴式动力 分配集成机构30、原动机(电机)MG1、减速齿轮35、原动机MG2以及 混合电子控制单元70。动力分配集成机构30经由自卸车28与作为发动机 22的输出轴的曲轴26连接。原动机MG1与动力分配集成机构30连接且 能够生成电力。减速齿轮35连接到作为驱动轴且与动力分配集成机构30 连接的齿圏轴32a上。原动机MG2与减速齿轮35连接，以及混合电子控 制单元70控制车辆的驱动系统。
发动机22是通过燃烧一种烃类燃料例如汽油或轻油来输出动力的内 燃机。发动机22的运转利用发动机电子控制单元(以下称为"发动机ECU") 24控制，该发动机ECU24接收从用于检测发动机22的运转状况的各种传 感器输出的信号。发动机ECU24执行包括燃料喷射控制、点火控制以及 进气量调节控制在内的各种运转控制。发动机ECU24与混合电子控制单 元70通信，并基于从该混合电子控制单元70输出的控制信号控制发动机 22的运转。发动机ECU24还根据需要输出与发动机22的运转状况相关的 数据信号至混合电子控制单元70。
动力分配集成机构30被构造成一种包括各种转动元件的行星齿轮机 构且作为差速机构。更具体地，动力分配集成机构30的转动元件是(i) 作为外齿轮的太阳齿轮31， (ii)作为内齿轮且与太阳齿轮31同轴设置的 齿圏32， (iii)与太阳齿轮31和齿圏32两者啮合的多个小齿轮33，以及 (iv)可自转且可公转地支承多个小齿轮33的行星架34。在动力分配集成 机构30中，发动机22的曲轴26与行星架34连接，原动机MG1与太阳 齿轮31连接，以及减速齿轮35经由齿圏轴32a与齿圏32连接。当原动机 MG1作为发电机时，动力分配集成机构30依据传动比把从行星架34输入 的发动机22的动力分配给太阳齿轮31和齿團32。另一方面，当原动机 MG1作为电动机时，动力分配集成机构30集成(a)从行星架34输入的 发动机22的动力和(b)从太阳齿轮31输入的原动机MG1的动力，然后 把集成的动力输出至齿圏32。输出至齿圏32的动力最终经由齿轮机构60 和差速齿轮62从齿圏轴32a输出至车辆的从动轮63a， 63b。
原动机MG1和原动机MG2是已知类型的同步发电电动机，且既可作 为发电才几驱动，也可作为电动机驱动。电力经由逆变器41， 42在原动机 MG1和MG2与电池50之间传输。连接逆变器41， 42与电池50的电力 线54包括该逆变器41， 42共用的正极母线和负极母线。电力线54允许相 互使用原动机MG1和MG2生成的电力。因此，电池50依据原动机MG1 和MG2生成过多的电力还是需要电力而充电或放电。注意，若原动机MG1 和MG2的电力生成/需求平衡，则电池50不充电或it电。两原动才几MG1， MG2利用原动机电子控制单元(以下称为"原动机ECU" ) 40驱动控制。 原动机ECU40被输入为驱动控制原动机MG1， MG2所需要的信号。这些 信号包括(a)从转动位置检测传感器43， 44输出的指示原动机MG1, MG2的转子的转动位置的转动位置信号，以及(b)利用未示出的电流传 感器检测的指示施加给原动机MGl, MG2的相电流的相电流信号。原动 机ECU40输出开关控制信号至逆变器41， 42。原动机ECU40与混合电子 控制单元70通信，并基于从该混合电子控制单元70输出的控制信号执行 原动机MG1， MG2的驱动控制。原动机ECU40还根据需要输出与原动机 MG1, MG2的运转状况相关的数据信号至混合电子控制单元70。
电池50利用电池电子控制单元(以下称为"电池ECU" )52控制。 电池ECU52接收为控制电池50所需要的信号。这些信号包括(a)从设 在电池50的端子之间且未示出的电压传感器输出的指示端子之间电压的 端子间电压信号，(b)从连接至与电池50的输出端子连接的电力线54 且未示出电流传感器输出的充放电流信号，以及(c)从安装在电池50上 的温度传感器51输出的电池温度Tb的信号。电池ECU52根据需要传输 与电池50的状况相关的数据信号至混合电子控制单元70。电池ECU52还
基于利用电流传感器检测的充放电流的集成值计算电池50的充电状态 SOC，并利用此集成值控制该电池50。
在本实施例中，量计显示面板卯是液晶面板。量计显示面板卯可在 同一显示区域内显示功率量计92(参见图7A)和转速量计94(参见图7B) 以使功率量计92和转速量计94显示在同一位置。功率量计92表示发动机 22所需要的功率的变化，而转速量计94表示发动机22的发动机转速的变 化。量计显示面板90的显示信息利用量计电子控制单元(以下称为"量计 ECU" ) 96控制。
换档杆81作为用于设定包括停车范围、倒档范围和驱动(行驶)范围 在内的多种已知行驶范围中任一方的操作杆。另外，其它范围包括允许有 效地执行再生制动的再生制动(B)范围以及通过向前倾斜换档杆81来模 拟升档和通过向后倾斜换档杆81来模拟降档的顺序式换档范围(以下称为 "S范围")。
混合电子控制单元70是一种以CPU72为主要组件的微处理器。混合 电子控制单元70还包括用于存储处理程序的ROM74、用于临时存储数据 的RAM76、未示出的输入/输出端口以及未示出的通信端口。各种信号经 由输入端口输入混合电子控制单元70。这些信号包括(a)从点火开关80 输出的点火信号，(b )从用于检测换档杆81的操作位置的换档位置传感 器82输出的换档位置SP信号，(c)从用于检测加速器踏板83的下压量 的加速器踏板位置传感器84输出的加速器开度Acc信号，(d)从用于检 测制动器踏板85的下压量的制动器踏板位置传感器86输出的制动器踏板 位置BP信号，以及(e)从车速传感器88输出的车速V。如自以上+兌明 显而易见的，混合电子控制单元70经由通信端口与发动机ECU24、原动 机ECU40、电池ECU52和量计ECU96连接，并与该发动机ECU24、原 动机ECU40、电池ECU52和量计ECU96交换各种控制信号和数据信号。
在本实施例的上述混合动力车辆20中，基于加速器开度Acc和车速V 计算需要输出至作为驱动轴的齿團轴32a的要求转矩。注意，加速器开度 Acc对应于驾驶员操纵加速器踏板83的下压量。然后，控制发动机22、
齿圏轴32a。发动机22、原动机MG1和原动机MG2的此控制例包括模式 例如变矩运转模式(1)、充放电运转模式(2 )以及原动机运转模式(3 )。 变矩运转模式(1)是一种(a)控制发动机22的运转以从该发动机22输 出与要求动力相匹配的动力且(b)驱动控制原动机MG1和原动机MG2 以使从发动机22输出的所有动力都利用动力分配集成机构30、原动机 MG1和原动机MG2变换为转矩并将要求动力输出至齿圏轴32a的模式。 充放电运转模式(2)是一种(a)控制发动机22的运转以从该发动机22 输出与要求动力和给电池50充放电所需要的电力的总和相匹配的动力且
发动机22输出的一部分动力利用动力分配集成机构30、原动机MG1和原 动机MG2变换为转矩并将要求动力输出至齿圏轴32a的模式。原动机运 转模式(3)是一种控制运转以使发动机22停止且然后把与原动机MG2 的要求动力相匹配的动力输出至齿圏轴32a的模式。
接着，将说明本实施例的上述混合动力车辆20的操作。更具体地，将 说明当依据受驾驶员操纵的加速器踏板83的下压量把驱动力输出至作为 驱动轴的齿圏轴32a时的操作。图2是表示混合电子控制单元70执行的驱 动控制程序的一例的流程图。此程序在预定时间间隔内^皮不断地重复(例 如，每隔8亳秒)。
当执行此驱动控制程序时，混合电子控制单元70的CPU72首先执行 用于读取控制所需数据信号的处理(即，步骤S102)。控制所需数据信号 的例子包括从加速器踏板位置传感器84输出的加速器开度Acc、从车速传 感器88输出的车速V、发动机22的发动机转速Ne、原动机MG1， MG2 的转速Nml， Nm2以及电池50的充放电要求功率Pb*。注意，原动机 MG1， MG2的转速Nml， Nm2是基于利用转动位置检测传感器43， 44 检测的原动机MGl, MG2的转子的转动位置计算的。CPU72从原动机 ECU40获得转速Nml， Nm2。另外，充放电要求功率Pl^是电池ECU52 利用预设映射图设定的，以使得随着电池50的充电状态SOC增至基准值
以上，放电功率变得越大，以及随着充电状态soc减至基准值以下，充电
功率变得越大。CPU72从电池ECU52获得所设定的充放电要求功率Pb*。 在按照这种方式获得数据后，CPU72设定要求转矩T"和驱动要求功 率P"(即，步骤S104)。要求转矩T卢是基于加速器开度Acc和车速V 需要作为车辆要求转矩输出至作为驱动轴且与从动轮63a， 63b连接的齿圏
轴32a的转矩。驱动要求功率P"是需要输出至齿圏轴32a的驱动用功率。 在此实施例中，加速器开度Acc、车速V和要求转矩T"之间的关系被预 先设定且作为用于设定要求转矩的映射图存储在ROM74中。然后，当加 速器开度Acc和车速V给定时，利用此预存储在ROM74中的映射图导出 并设定要求转矩Tr、图3是用于设定要求转矩的映射图的一例。驱动要 求功率P"可通过将所设定的要求转矩1>*乘以齿圏轴32a的转速Nr获得。 齿圏轴32a的转速Nr可通过将车速V乘以换算系数k或者通过将原动机 MG2的转速Nm2除以减速齿轮35的传动比Gr获得。
在设定要求转矩T"和驱动要求功率P"后，CPU72利用驱动要求功 率Pr*、充放电要求功率Pl^以及损耗Loss的和计算需要从发动机22输 出的发动机要求功率Pe* (即，步骤S106)。接着，CPU72设定发动机 22的作为最佳运转点的目标转矩16*和目标发动机转速Ne* (即，步骤 S108)。最佳运转点是在可输出发动机要求功率PeA的发动机22的运转点
(即，利用转矩和发动机转速确定的点)中该发动机22以最有效方式运转 的点。最佳运转点如图4所示设定。在图中，曲线A是发动机最佳运转线， 以及曲线B是用于发动机要求功率Pe+的等值功率曲线。在此情况中，功 率,皮表示为转矩和发动机转速的乘积。因此，等值功率曲线B指示反比关
系。如图所示，当发动机22在发动机最佳运转线A与发动机要求功率Pe力 的等值功率曲线B的交点的最佳运转点处运转时，能有效地从该发动机22 输出发动机要求功率Pe*。这里，发动机要求功率？6*与最佳运转点之间 的关系预先通过例如实验获得。然后，把表示经实验导出的关系的映射图 存储在混合电子控制单元70的ROM74中。当发动机要求功率Pe+给定时， 从映射图导出与最佳运转点对应的发动机转速和转矩，然后设定目标发动
机转速Ne+和目标转矩Te*。注意，尽管图2中未示出，但当发动机要求 功率PeM氐于所设定的最小要求功率(即，考虑到混合动力车辆20的整体 系统的效率降低而凭经验获得的值)时，(1)将发动机要求功率PeH殳定 为0, (ii)控制原动机MGl以使该原动机MG1的转子的转动摩擦变成O， 以及(iii)控制原动机MG2以使该原动机MG2输出齿圏轴32a的目标转 矩1>*所需的全部转矩(原动机运转模式)。
接着，混合电子控制单元70的CPU72判定当换档杆81位于S范围 内时驾驶员是否已升档(即，步骤S112)。当已执行升档时，CPU72将 升档标识Fup设定为l (即，步骤S114)。然后，CPU"把将发动机22 的目标发动机转速NeA乘以补正系数P ( <1)获得的值设定为新目标发动 机转速NeA(即，步骤S116)。也就是说，当已执行升档时，CPU72重设 发动机22的目标发动机转速Ne+以使该目标发动机转速NeM氐于最佳运转 点。另一方面，当步骤S112处换档杆81位于S范围内的状态下未执行升 档时，CPU72判定升档标识Fup是否为1 (即，步骤S118)。当升档标识 Fup为1时，CPU72通过利用预定比率处理补正系数P来更新该补正系数 P以使该补正系数P变得接近于1 (即，步骤S120)。可通过给补正系数 P附加一恒值p来处理该补正系数P以使该补正系数P变得接近于1。选 择性地，可通过将补正系数P乘以一恒值q来处理该补正系数P以^使该补 正系数P变得接近于1。这些值p， q被设定为在利用该值p， q多次地重 复使补正系数P接近于1的处理后，该补正系数P将超过1。接着，CPU72 判定经更新的补正系数P是否为l或更大(即，步骤S122)。当补正系数 P小于1时，CPU72把将发动机22的目标发动机转速NeA乘以补正系数 13获得的值设定为新目标发动机转速Ne々(即，步骤S116)。当补正系数 P为1或更大时，CPU72不补正目标发动机转速 6*并将升档标识Fup重 设为0(即，步骤S124)。因此，当升档杆81位于S范围内的状态下已 执行升档时，CPU72重设发动机22的目标发动机转速NeA以使目标发动 机转速NeM氏于最佳运转点。其后，CPU72设定目标发动机转速Ne*以使 其逐渐变得接近于最佳运转点的发动机转速。因此，虽然传动比实际未变
更，但由于像传动比已变更至升档侧那样操纵和调节发动机22的发动机转 速，驾驶员获得了与实际进行升档时相同的感觉(以下，此控制称为"发 动机转速操纵调节控制")。
另外，当步骤S118处升档标识F叩为0时，CPU72判定在换档杆81 位于S范围内的状态下驾驶员是否已降档(即，步骤S126)。当已执行降 档时，CPU72将降档标识Fdown设定为1 (即，步骤S128 )。然后，CPU72
把将发动机22的目标发动机转速NeA乘以补正系数y (>1)获得的值设定 为新目标发动机转速Ne* (即，步骤S130 )。也就是说，当已执行降档时， CPU72重设发动机22的目标发动机转速Ne力以使该目标发动机转速Ne* 高于最佳运转点。另一方面，当步骤S126处换档杆81位于S范围内的状 态下未执行降档时，CPU72判定降档标识Fdown是否为l(即，步骤S132 )。 当降档标识Fdown为1时，CPU72通过利用预定比率处理补正系数Y来 更新该补正系数Y以使该补正系数Y变得接近于1 (即，步骤S134)。可 通过从补正系数Y减去一恒值r来处理该补正系数Y以使该补正系数Y变 得接近于1。选择性地，可通过将补正系数y乘以一恒值s来处理该补正 系数Y以使该补正系数Y变得接近于1。这些值r， s被设定为在利用该值 r， s多次地重复使补正系数Y接近于1的处理后，该补正系数Y将为1或 更小。接着，CRU72判定经更新的补正系数Y是否为l或更小(即，步骤 S136 )。当补正系数Y大于1时，CPU72把将发动机22的目标发动机转 速Ne+乘以补正系数Y获得的值设定为新目标发动机转速Ne* (即，步骤 S130)。当补正系数Y为l或更小时，CPU72不补正目标发动机转速Ne* 并将降档标识Fdown重设为0 (即，步骤S138)。因此，当降档杆81位 于S范围内的状态下已执行降档时，CPU72重设发动机22的目标发动机 转速Ne*以使目标发动机转速Ne*高于最佳运转点。其后，CPU72i殳定目 标发动机转速New以使其逐渐变得接近于最佳运转点的发动机转速。因此， 虽然传动比实际未变更，但由于像传动比已变更至降档侧那样操纵和调节 发动机22的发动机转速，驾驶员获得了与实际进行降档时相同的感觉。 在完成步骤S116， S124， S130或S138中的任一步骤后，CPU72设定
用于原动机MG1， MG2的转矩指令Tml、 Tm2*^P，步骤S140)。更 具体地，CPU72基于目标发动机转速Ne* 、齿圏轴32a的转速TSM Nm2/Gr) 以及动力分配集成机构30的传动比p由下式(1)计算原动机MG1的目 标转速Nml气然后，基于所计算的目标转速NmP和当前转速Nml，CPU72 由式(2)计算原动机MG1的转矩指令TmP。这里，式(l)指示动力分 配集成机构30的转动部件的力学关系。图5是表示动力分配集成机构30 的转动部件的转速与转矩之间的力学关系的共线图。式(l)易于利用此共 线图获得。R轴上的两个粗箭头代表转矩Ter和转矩Tm2^Gr。转矩Ter 是当发动机22以目标发动机转速 6*和目标转矩TeA的运转点正常运转时 从发动机22输出的转矩Te+中传递至齿圏轴32a的一部分转矩。转矩 Tm2*.Gr是从原动机MG2输出的转矩1^2*中经由减速齿轮35作用于齿 圏轴32a的一部分转矩。式(2)是一种指示在使原动机MG1以目标转速 NmP转动的反馈控制中使用的关系。式(2)右侧第2项中的"kl"是比 例项增益，右侧第3项中的"k2"是积分项增益。
Nml*=Ne*'"+p ) / p-Nm2/( Gr'p ) …(l) Tml*,— Tml*+kl (Nml*-Nml) +k2 " Nml*-Nml) dt ... (2 ) 在计算原动机MG1的目标转速Nm"和转矩指令Tm"后，CPU72 由下式(3 )计算作为可从原动机MG2输出的最大转矩的转矩极限Tmax 。 在式(3)中，由(i)电池50的输出极限Wout和(ii)通过将原动机MGl 的转矩指令TmP乘以该原动机MG1的当前转速Nml获得的该原动机 MG1的消耗电力(发电电力)获得偏差(差异)，然后把此偏差除以原动 机MG2的转速Nm2。 CPU72还利用目标转矩Tr*、转矩指令Tm"和动 力分配集成机构30的传动比p由下式(4)计算需要从原动机MG2输出 的临时原动机转矩Tm2tmp。 CPU72比较转矩极限Tmax和临时原动机转 矩Tm2tmp，并将较小的那个转矩设定为原动机MG2的转矩指令Tm2*。 通过按照这种方式设定原动机MG2的转矩指令Tm2*， CPU72能够设定 被输出至作为驱动轴的齿圏轴32a的目标转矩T"以将该转矩限制在电池 50的输出范围内。注意，式(4)能够容易地从上述图5中的共线图导出。
Tmax= (Wout-Tml*.Nml) /Nm2 ... (3 )
Tm2tmp= (Tr*+Tml" p ) /Gr ... (4 )
在按照这种方式设定发动机22的目标发动机转速NeA和目标转矩 Te*、原动机MG1的转矩指令TmP和原动机MG2的转矩指令Tm2A后， CPU72将发动机22的目标发动机转速Ne+和目标转矩Te+发送至发动机 ECU24。 CPU72还将原动机MG1， MG2的转矩指令Tml*， Tm2+发送至 原动机ECU40 (即，步骤S150)，然后终止此程序。在接收目标发动机 转速NeA和目标转矩16*后，发动机ECU24执行各种控制例如燃料喷射控 制和点火控制以使发动机22在由该目标发动机转速NeA和目标转矩Te+所 确定的运转点下运转。另外，已接收转矩指令Tm"，Tm2+的原动机ECU40 执行逆变器41, 42的开关设备的开关控制，以便基于转矩指令Tm"驱动 原动4几MG1和基于转矩指令Tm2A驱动原动机MG2。
接着，将说明利用混合动力车辆20的量计ECU96执行的量计显示控 制程序。图6是表示量计显示控制程序的一例的流程图。此程序在预定时 间间隔内被不断地重复(例如，每隔8亳秒)。
当执行此量计显示控制程序时，量计ECU96首先执行从用于检测换 档杆81的操作位置的换档位置传感器82读取换档位置SP的处理(即， 步骤S202)。这里，换档位置SP从混合电子控制单元70获得。接着，量 计ECU96判定换档位置SP是否在S范围即顺序式换档范围内(即，步骤 S204)。当换档位置SP不在S范围内时，由于混合电子控制单元70执行 的驱动控制程序正如上所述依据发动机要求功率P泸来执行，所以量计 ECU96在量计显示面板90内显示用于表示从发动机22输出的发动机输出 功率Pe的变化的功率量计92 (参见图7A)(即，步骤S206)。然后，量 计ECU96控制量计显示面板90上的显示以利用功率量计92的指针92a 指向该量计ECU96获得的发动机输出功率Pe的当前值(即，步骤S208 )， 然后终止程序。注意，发动机输出功率Pe被认为与发动机要求功率Pe* 同值，因此从混合电子控制单元70输出的发动机要求功率P^可作为发动 机输出功率Pe显示。
另一方面，当步骤S204处换档位置SP在S范围内时，由于正如上所 述执行发动机22的发动机转速的操纵调节控制，所以量计ECU96在量计 显示面板卯内显示用于表示发动机22的发动机转速的变化的转速量计94 (即，步骤S210)。在操纵调节控制中，当执行升档时，发动机22的发 动机转速随着传动比实际朝向升档侧变更而临时降低。另一方面，当降档 时，发动机22的发动机转速随着传动比实际朝向降档侧变更而临时增大。 然后，量计ECU96控制量计显示面板卯以利用转速量计94的指针94a 指向该量计ECU96获得的发动机22的发动机转速的当前值(即，步骤 S212)，然后终止程序。注意，基于与曲轴26连接的未示出的曲柄角传感 器检测的值计算的值可作为发动机22的发动机转速显示。选择性地，发动 机转速被认为与目标发动机转速NeA同值，因此从混合电子控制单元70输 出的目标发动机转速NeA可作为发动机22的发动机转速显示。
接着，将阐明本实施例的部件与本发明的部件之间的关系。本实施例 的量计显示面板90对应于本发明的显示装置，以及量计ECU96对应于显 示控制装置。另外，曲轴26对应于输出轴，齿圏轴32a对应于驱动轴，原 动机MG2对应于电动机，混合电子控制单元70对应于车辆控制装置，原 动机MG1和动力分配集成机构30对应于电力/动力输入输出装置，原动机 MG1对应于电动机，以及动力分配集成机构30对应于动力输入输出装置。 注意，在此实施例中，将说明混合动力车辆20的量计ECU96的操作以阐 明本发明的量计显示方法的一例。
根据上述实施例，与功率量计92和转速量计94相邻显示时相比，功 率量计92和转速量计94可显示在较小区域中。另外，依据驾驶员放置换 档杆81的换档位置SP，在量计显示面板90内仅显示功率量计92和转速 量计94中的一个量计。因此，当驾驶员从另一范围改变换档杆81至S范 围或者从S范围改变至另 一范围时，量计显示面板卯上显示的信息对应于 换档完成后的换档位置SP。另外，在混合动力车辆20中，即^更在S范围 内升档或降档换档杆81，变速器的传动比实际也不改变，而〗象传动比已经 改变那样操纵和调节发动机22的发动机转速。由于当驾驶员把换档杆81
放置在S范围内时显示转速量计94，所以他或她能在显示区域内看到发动 机22的此经操纵/调节的发动机转速。于是，驾驶员能够经由他/她的眼睛 获得变速感。
本发明不限于前述实施例而是可体现为在本发明技术范围内的许多其 它形式。
在前述实施例中，例如，依据对换档杆81是否在S范围内的判定，在 量计显示面板卯内仅显示功率量计92和转速量计94中的一个量计。然而 选择性地，可提供顺序式换档开关。当换档杆81在S范围内时转换此换档 开关至ON，而当换档杆81在除S范围以外的范围内时转换至OFF。量计 ECU96可当顺序式换档开关为OFF时在量计显示面板卯内显示功率量计 92，而当顺序式换档开关为ON时在量计显示面板90内显示转速量计94。 另外，在前述实施例的混合动力车辆20中，尽管当换档杆81位于S范围 内时执行升档或降档，但变速器的传动比实际不改变，而像传动比已经改 变那样操纵和调节发动机22的发动机转速。因此，量计ECU96判定发动
以上实施例中那样判定换档杆81是否位于S范围内。然后，量计ECU96 基于结果在量计显示面板90内显示功率量计92或转速量计94。另外，在 原动机运转模式下，由于显示发动机22的发动机转速的变化没有任何意 义，所以量计ECU96在量计显示面板90内显示功率量计92。
另外，在前述实施例中，当量计显示面板90内功率量计92被切换至 转速量计94或者转速量计94被切换至功率量计92时，量计ECU96电切 换该功率量计92的量计刻度与该转速量计94的量计刻度，同时指针92a 和94a采用相同的指针。然而如图8所示，量计ECU96可电切换并显示 不同的指针即指针192a和指针192b，同时显示功率量计192的量计刻度 和转速量计194的量计刻度两者(即，不变地显示两量计刻度)。在此图 中，功率量计192的量计刻度沿外侧圆弧指示，而转速量计194的量计刻 度沿内侧圆弧指示。因此，功率量计192的指针192a被显示为使其尖端伸 出外侧圆弧(参见图8A)。另外，转速量计194的指针194a被显示为使
其尖端伸出内侧圆弧(参见图8B)。
另外，在前述实施例中，量计显示面板90为液晶面板。然而，本发明 不限于此，而是可采用能够显示各种形式信息或数据的任何构造。例如， 可采用包括许多LED阵列的面板。
另外，在前述实施例的混合动力车辆20中，当驾驶员在换档杆82位 于S范围内的状态下升档或降档时，把当初计算的发动机22的目标发动机 转速NeA更新为较低值。然而选择性地，可把当初计算的发动机要求功率 PeA更新为较低值。然后，适于更新后的发动机要求功率P铲的最佳运转点 的发动机转速和发动机转矩被认作目标发动机转速NeA和目标转矩Te^乂 控制发动4几22。
另外，在前述实施例的混合动力车辆20中，功率量计92内显示从发 动才几22输出的功率。然而选择性地，也可显示从作为驱动轴的齿圏轴32a 输出的功率Pr (驱动要求功率Pr"。
另夕卜，在前述实施例的量计显示设备中，两个量计即功率量计92和转 速量计94显示在显示区域内的同一位置。然而，本发明不限于两个量计。 例如，除发动机22的发动机转速和该发动机22的输出功率以外，还可显 示该发动机22的要求功率。另外，与电池50的充放电和所存储电力量相 关的信息也可显示在同一位置。
另外，在前述实施例的混合动力车辆20中，原动机MG2的动力利用 减速齿轮35改变并输出至齿圏轴32a。然而选择性地，如在图9中混合动 力车辆120的变形例所示的，原动机MG2的动力可传递至不同于与齿圈 轴32a连接的车轮轴(与从动轮63a， 63b连接的车轮轴)的车轮轴(图9 中与车轮64a， 64b连接的车轮轴)。
另外，在前述实施例的混合动力车辆20中，发动机22的动力经由动 力分配集成机构30输出至作为驱动轴且与从动轮63a ， 63b连接的齿圏轴 32a。然而选择性地，如图10中混合动力车辆220的变形例所示的，混合 动力车辆220包括具有与发动机22的曲轴26连接的内转子232和与输出 动力至从动轮63a， 63b的驱动轴连接的外转子234的电动发电机230。电
动发电才几230将发动机22的一部分动力传递至驱动轴，并将剩余的动力转 换为电力。
权利要求
1. 一种量计显示设备，该量计显示设备用在包括内燃机和电动机的混合动力车辆中，所述内燃机和所述电动机被控制成使得来自所述内燃机和所述电动机中一方和/或两方的动力被输出至使车轮转动的驱动轴，所述量计显示设备包括显示装置，该显示装置用于在所述显示装置上的同一位置处显示与所述混合动力车辆相关的多种显示信息，所述显示信息包括相互不同的第一显示信息和第二显示信息；以及显示控制装置，该显示控制装置用于控制在所述显示装置上显示的所述显示信息，以便显示可在所述显示装置上显示的所述多种显示信息中的任一种显示信息。
2. 根据权利要求l所述的量计显示设备，其中， 所述第一显示信息和所述第二显示信息都是与所述混合动力车辆相关的参数。
3. 根据权利要求1或2所述的量计显示设备，其中， 所述显示控制装置基于驾驶员执行的切换操作或者所述混合动力车辆的运转状况控制在所述显示装置上显示所述多种显示信息中的哪一种 显示信息。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的量计显示设备，其中， 所述第一显示信息是所述内燃机的转速，以及所述第二显示信息是从所述混合动力车辆输出的动力、从所述内燃机 输出的动力或者输出至所述驱动轴的动力中的任一动力。
5. 根据权利要求4所述的量计显示设备，其中， 所述显示控制装置控制在所述显示装置上显示转速量计和输出量计中的哪一方，所述转速量计显示所述内燃机的转速，所述输出量计显示从 所述混合动力车辆输出的动力、从所述内燃机输出的动力或者输出至所述 驱动轴的动力中的任一动力。
6. 根据权利要求5所述的量计显示设备，其中， 所述显示控制装置执行控制，以便在顺序式换档开关接通时在所述显示装置上显示所述转速量计，以及所述显示控制装置执行控制，以便在所述顺序式换档开关断开时在所 述显示装置上显示所述输出量计。
7. 根据权利要求5所述的量计显示设备，其中，所述显示控制装置执行控制，以便当所述混合动力车辆的运转方式使 所述内燃机的发动机转速随着传动比改变而进行调节时在所述显示装置 上显示所述转速量计，以及所述显示控制装置执行控制，以便当所述混合动力车辆的运转方式使 所述内燃机的发动机转速随着传动比改变而不进行调节时在所述显示装 置上显示所述输出量计。
8. 根据权利要求5至7中任一项所述的量计显示设备，其中， 所述显示控制装置执行控制，以便在所述内燃机停止且动力从所述电动机输出至所述驱动轴时在所述显示装置上显示所述输出量计。
9. 根据权利要求5至8中任一项所述的量计显示设备，其中， 所述显示控制装置执行控制，以便当在显示所述输出量计与所述转速量计之间切换时，所述显示控制装置至少电切换所述输出量计的量计刻度 显示与所述转速量计的量计刻度显示。
10. 根据权利要求5至8中任一项所述的量计显示设备，其中， 所述显示控制装置执行控制，以^_当在显示所述输出量计与所述转速量计之间切换时，所述显示控制装置至少电切换所述输出量计的指针显示 与所述转速量计的指针显示。
11. 装配有根据权利要求1至10中任一项所述的量计显示设备的混合 动力车辆。
12. 根据权利要求ll所述的混合动力车辆，其中，它还包括电力/动力输入输出装置，该电力/动力输入输出装置与所述内燃机的 输出轴和所述驱动轴连接，并且用于通过输入/输出电力和动力将从所述内燃机输出的至少一部分动力输出至所述驱动轴；以及车辆控制装置，该车辆控制装置用于基于所述混合动力车辆的运转状 况控制所述内燃机、所述电力/动力输入输出装置和所述电动机。
13. 根据权利要求12所述的混合动力车辆，其中， 所述电力/动力输入输出装置包括三轴式动力输入输出装置，该三轴式动力输入输出装置具有与三根相 应轴连接的三根轴并且用于选择性地向/从所述三根轴中的任意两根轴输 入/输出动力，并且选择性地向/从剩余轴输入/输出动力，以便当所述剩余 一根轴输出动力时所述两根轴输入动力或者当所述剩余一根轴输入动力 时所述两根轴输出动力，其中，所述三才M目应轴是所述内燃机的输出轴、 所述驱动轴和第三转轴；以及发电机，该发电机向所述第三转轴输入动力/从所述第三转轴输出动力。
14. 根据权利要求12所述的混合动力车辆，其中， 所述电力/动力输入输出装置包括 与所述内燃机的输出轴连接的第一转子； 与所述驱动轴连接的第二转子；以及转子电动机，该转子电动机输入/输出通过所述第一转子和所述第二转 子的电磁作用生成的电力并将来自所述内燃机的至少一部分动力输出至 所述驱动轴。
15. —种量计显示方法，该量计显示方法用在包括内燃机和发动机的 混合动力车辆中，所述内燃机和所述电动机被控制成使得来自所迷内燃机 和所述电动机中一方和/或两方的动力被输出至使车轮转动的驱动轴，所述 量计显示方法包括在显示装置上显示表示与所述混合动力车辆相关的第一参数的变化 的第一显示信息；以及在所述显示装置上显示表示与所述混合动力车辆相关的第二参数的变 化的第二显示信息，而非显示所述第一参数的变化。
全文摘要
本发明涉及量计显示设备及其显示方法以及装配有其的混合动力车辆。该量计显示设备包括可在同一位置显示多个不同种类显示信息的显示面板。此显示信息至少包括与混合动力车辆相关的第一显示信息和与该混合动力车辆相关的第二显示信息。此量计显示设备还包括执行控制以在显示面板上显示多个不同种类显示信息中的任一信息的量计控制装置。
文档编号G01D7/04GK101115639SQ200680004502
公开日2008年1月30日 申请日期2006年2月8日 优先权日2005年2月9日
发明者栢康弘 申请人:丰田自动车株式会社