首页 / 专利库 / 物理 / 迟滞 / 混合动力车辆的控制装置和控制方法

混合动车辆的控制装置和控制方法

阅读:900发布:2022-08-14

专利汇可以提供混合动车辆的控制装置和控制方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且提供一种混合动 力 车辆的控制装置和控制方法,能够使混合动力车辆高效地行驶,由此能够改善油耗。混合动力车辆(V)的控制装置(1)具有ECU(2)。ECU(2)使用在 内燃机 (3)的运转过程中从内燃机(3)传递至 驱动轮 (DW)的 能量 (ENE_eng2)、在 电动机 (4)的运转过程中从电动机(4)传递至驱动轮(DW)的能量(ENE_mot2)、在内燃机(3)的运转过程中通过电动机(4)的发电动作将内燃机(3)的动力转换为 电能 时的能量(ENE_mot2)、以及假想为供给至整个动力源(3、4)的能量(ENE_eng1、ENE_eng1+ENE_mot1、ENE_mot1),计算出4个综合效率(TE_eng、TE_ch、TE_asst、TE_ev)(步骤2),并根据要求 扭矩 (TRQ)和车速(VP)选择能够获得4个综合效率(TE_eng、TE_ch、TE_asst、TE_ev)中的最高值的行驶模式(步骤3)。,下面是混合动车辆的控制装置和控制方法专利的具体信息内容。

1.一种混合动车辆的控制装置,所述混合动力车辆具有:作为动力源的内燃机及能够发电的电动机;蓄电器,其能够在与该电动机之间交换电力;和变速机构,其一边对所述内燃机和所述电动机的动力进行变速,一边将该动力传递至驱动轮
所述混合动力车辆的控制装置的特征在于具备:
内燃机驱动能量计算单元,其使用内燃机效率和所述变速机构的驱动效率来计算从所述内燃机传递至所述驱动轮的能量即内燃机驱动能量;
电动机驱动能量计算单元,其使用对所述蓄电器的反映出至当前时刻为止的充电效率的充电量即过去充电量、所述蓄电器的充放电效率、所述电动机的驱动效率和所述变速机构的所述驱动效率,来计算从所述电动机传递至所述驱动轮的能量即电动机驱动能量;
电能量计算单元,其使用所述内燃机效率、所述变速机构的充电效率、所述电动机的充电效率和预测使用所述蓄电器内的电力时的效率即预测效率,来计算充电能量,所述充电能量是通过由所述电动机将所述内燃机的动力转换成电力来执行对所述蓄电器的充电时的电能;
综合效率参数计算单元,其使用所述内燃机驱动能量、所述电动机驱动能量和所述充电能量,来计算表示所述混合动力车辆整体的综合效率的多个综合效率参数;以及行驶模式选择单元,其从所述多个行驶模式中选择行驶状态参数高的行驶模式,所述行驶状态参数表示所述混合动力车辆的行驶状态。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
所述变速机构具有多个变速档,
按照所述变速机构的每个所述变速档计算出所述多个综合效率参数,
所述多个行驶模式包括:发动机行驶模式,在该发动机行驶模式中,仅通过所述内燃机的动力使所述混合动力车辆行驶;EV行驶模式,在该EV行驶模式中,仅通过所述电动机的动力使所述混合动力车辆行驶;辅助行驶模式,在该辅助行驶模式中,通过所述内燃机的动力和所述电动机的动力使所述混合动力车辆行驶;和充电行驶模式,在该充电行驶模式中,通过所述内燃机的动力同时进行所述驱动轮的驱动和所述电动机对所述蓄电器的充电,所述行驶模式选择单元根据所述行驶状态参数,以能够获得按照每个所述变速档计算出的所述多个综合效率参数所分别表示的多个综合效率中的最高值的方式,选择所述发动机行驶模式、所述EV行驶模式、所述辅助行驶模式和所述充电行驶模式中的任意一个作为所述行驶模式。
3.根据权利要求1所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
所述过去充电量是使用将在对所述蓄电器的充电中使用的燃料量换算成电量所得到的值、所述内燃机效率、所述变速机构的充电效率和所述电动机的充电效率计算出的至当前时刻为止的充电量的平均值。
4.根据权利要求1所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
所述预测效率是使用所述蓄电器的充放电效率、所述电动机的驱动效率和所述变速机构的驱动效率计算出来的。
5.一种混合动力车辆的控制装置,所述混合动力车辆具有:作为动力源的内燃机及能够发电的电动机;蓄电器,其能够在与该电动机之间交换电力;和变速机构,其一边通过多个变速档对该内燃机和该电动机的动力进行变速,一边将该动力传递至驱动轮,所述混合动力车辆的控制装置的特征在于具有:
过去充电量存储单元,其将下述平均值作为过去充电量存储起来,所述平均值是通过所述内燃机的动力执行了所述电动机对所述蓄电器的充电时的、将在该充电中使用的燃料量换算成电量所得到的值的平均值;
综合效率参数计算单元,其按照每个所述变速档计算表示所述混合动力车辆整体的综合效率的多个综合效率参数,并且,使用所述存储的过去充电量来计算通过所述电动机的动力驱动所述驱动轮的行驶模式的综合效率参数;以及
行驶模式选择单元,其根据表示所述混合动力车辆的行驶状态的行驶状态参数,选择下述变速档下的行驶模式,该变速档示出了按照每个所述变速档计算出的所述多个综合效率参数所分别表示的多个综合效率中的最高值。
6.一种混合动力车辆的控制装置,所述混合动力车辆具有:内燃机;能够发电的电动机;蓄电器,其能够在与该电动机之间交换电力;第1变速机构,其能够通过第1输入轴接收来自所述内燃机的内燃机输出轴和所述电动机的动力,并将该动力在通过多个变速档中的任意一个变速档进行了变速的状态下传递至所述驱动轮;第2变速机构,其能够通过第2输入轴接收来自所述内燃机输出轴的动力,并将该动力在通过多个变速档中的任意一个变速档进行了变速的状态下传递至驱动轮;第1离合器,其能够将所述内燃机输出轴与所述第1变速机构之间接合起来;和第2离合器,其能够将所述内燃机输出轴与所述第2变速机构之间接合起来,
所述混合动力车辆的控制装置的特征在于具有:
过去充电量存储单元,其将下述平均值作为过去充电量存储起来,所述平均值是通过所述内燃机的动力执行了所述电动机对所述蓄电器的充电时的、将在该充电中使用的燃料量换算成电量所得到的值的平均值;
综合效率参数计算单元,其按照所述第1变速机构和所述第2变速机构的每个所述变速档计算表示所述混合动力车辆整体的综合效率的多个综合效率参数,并且,使用所述存储的过去充电量来计算通过所述电动机的动力驱动所述驱动轮的行驶模式的综合效率参数;以及
行驶模式选择单元,其根据表示所述混合动力车辆的行驶状态的行驶状态参数,选择下述变速档下的行驶模式,所述变速档示出了按照每个所述变速档计算出的所述多个综合效率参数所分别表示的多个综合效率中的最高值。
7.根据权利要求1至5中的任意一项所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,所述混合动力车辆的控制装置还具有:
充电量检测单元,其检测所述蓄电器中的充电量;和
修正单元,其在该充电量为规定的量以下时修正所述内燃机、所述电动机和所述变速机构的动作,以使所述电动机对所述蓄电器的充电动作的执行时间变长。
8.一种混合动力车辆的控制方法,所述混合动力车辆具有:作为动力源的内燃机及能够发电的电动机;蓄电器,其能够在与该电动机之间交换电力;和变速机构,其一边对所述内燃机和所述电动机的动力进行变速,一边将该动力传递至驱动轮,
所述混合动力车辆的控制方法的特征在于,
使用内燃机效率和所述变速机构的驱动效率来计算从所述内燃机传递至所述驱动轮的能量即内燃机驱动能量,
使用对所述蓄电器的反映出至当前时刻为止的充电效率的充电量即过去充电量、所述蓄电器的充放电效率、所述电动机的驱动效率和所述变速机构的所述驱动效率,来计算从所述电动机传递至所述驱动轮的能量即电动机驱动能量,
使用所述内燃机效率、所述变速机构的充电效率、所述电动机的充电效率和预测使用所述蓄电器内的电力时的效率即预测效率,来计算充电能量,所述充电能量是通过由所述电动机将所述内燃机的动力转换成电力来执行对所述蓄电器的充电时的电能,使用所述内燃机驱动能量、所述电动机驱动能量和所述充电能量,来计算表示所述混合动力车辆整体的综合效率的多个综合效率参数,
根据表示所述混合动力车辆的行驶状态的行驶状态参数,从所述多个行驶模式中选择能够获得所述多个综合效率参数所分别表示的多个综合效率中的最高值的行驶模式。
9.一种混合动力车辆的控制装置,所述混合动力车辆具有:内燃机;能够发电的电动机;第1变速机构,其能够通过第1输入轴接收来自所述内燃机的内燃机输出轴和所述电动机的动力,并将该动力在通过多个变速档中的任意一个变速档进行了变速的状态下传递至驱动轮;第2变速机构,其能够通过第2输入轴接收来自所述内燃机输出轴的动力,并将该动力在通过多个变速档中的任意一个变速档进行了变速的状态下传递至所述驱动轮;第1离合器,其能够将所述内燃机输出轴与所述第1变速机构之间接合起来;和第2离合器,其能够将所述内燃机输出轴与所述第2变速机构之间接合起来,
所述混合动力车辆的控制装置的特征在于具有:
存储单元,其存储综合燃料消耗映射,所述综合燃料消耗映射按照每个所述变速档规定所述混合动力车辆的综合燃料消耗;
第1修正单元,其根据所述第1变速机构及第2变速机构中的至少一方的所述多个变速档之间的动力传递效率之差,来修正所述综合燃料消耗映射;和
第2修正单元,其根据使用所述内燃机的动力的一部分进行了借助于所述电动机的再生时的所述电动机的发电效率、和进行了所述电动机对所述内燃机的辅助时的所述电动机的驱动效率中的至少一方,来修正所述综合燃料消耗映射,
基于所述修正后的综合燃料消耗映射,从所述多个变速档中选择综合燃料消耗最小的变速档。
10.根据权利要求9所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
所述电动机通过来自蓄电器的电力供给而被驱动,
根据能够从所述蓄电器向所述电动机供给的电量和所述电动机能够输出的动力中的至少一方,对限制所述电动机对所述内燃机的辅助的量进行修正。
11.根据权利要求9所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
所述修正后的综合燃料消耗映射被划分成对应于各个变速档的区域,对于该区域,在加档用与减档用之间设置有迟滞区域。
12.根据权利要求9所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
在通过所述第2变速机构对所述内燃机的动力进行了变速的状态下使所述混合动力车辆行驶的情况下,当选择所述第1变速机构的变速档时,根据是否应该通过所述电动机进行辅助或再生,来从所述多个变速档中选择综合燃料消耗最小的变速档。
13.根据权利要求9所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
在所述混合动力车辆的行驶模式中包括拨片换档模式和运动模式中的至少一方,当选择所述拨片换档模式和所述运动模式中的所述至少一方作为所述行驶模式时,进行所述电动机对所述内燃机的辅助。
14.一种混合动力车辆的控制装置,所述混合动力车辆具有:内燃机;能够发电的电动机;第1变速机构,其能够通过第1输入轴接收来自所述内燃机的内燃机输出轴和所述电动机的动力,并将该动力在通过多个变速档中的任意一个变速档进行了变速的状态下传递至驱动轮;第2变速机构,其能够通过第2输入轴接收来自所述内燃机输出轴的动力,并将该动力在通过多个变速档中的任意一个变速档进行了变速的状态下传递至所述驱动轮;第1离合器,其能够将所述内燃机输出轴与所述第1变速机构之间接合起来;和第2离合器,其能够将所述内燃机输出轴与所述第2变速机构之间接合起来,
所述混合动力车辆的控制装置的特征在于,
通过根据所述混合动力车辆的行驶状态检索下述这样的规定的映射,来选择所述第1变速机构和/或第2变速机构的变速档,所述规定的映射根据所述内燃机中的损失、所述电动机中的损失、所述第1变速机构及第2变速机构各自的每个变速档的损失,针对所述混合动力车辆的行驶状态,按照每个所述变速档规定了所述混合动力车辆中的从燃料转换为行驶能量的综合转换效率。
15.一种混合动力车辆的控制装置,所述混合动力车辆具有:内燃机;能够发电的电动机;蓄电器,其能够在与该电动机之间进行电力的交换;第1变速机构,其能够通过第1输入轴接收来自所述内燃机的内燃机输出轴和所述电动机的动力,并将该动力在通过多个变速档中的任意一个变速档进行了变速的状态下传递至驱动轮;第2变速机构,其能够通过第2输入轴接收来自所述内燃机输出轴的动力,并将该动力在通过多个变速档中的任意一个变速档进行了变速的状态下传递至所述驱动轮;第1离合器,其能够将所述内燃机输出轴与所述第1变速机构之间接合起来;和第2离合器,其能够将所述内燃机输出轴与所述第
2变速机构之间接合起来,
所述混合动力车辆的控制装置的特征在于具有:
目标驱动力设定单元,其根据所述混合动力车辆的速度和所述变速档,将所述内燃机的目标驱动力设定为该内燃机的燃料消耗最小的最佳点;
目标驱动力移动单元,其根据所述电动机的效率使所述内燃机的目标驱动力从所述最佳点移动;
内燃机控制单元,其控制所述内燃机的动作,以获得内燃机的该移动后的目标驱动力;

电动机控制单元,其控制所述电动机的动作,以通过借助于所述电动机的牵引或再生来补充或吸收所述驱动轮所要求的要求驱动力与所述内燃机的所述移动后的目标驱动力之差。
16.根据权利要求15所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
当通过所述第2变速机构对所述内燃机的动力进行变速时,选择所述第1变速机构的变速档中的、能够获得最高的电动机侧效率的变速档作为所述电动机的动力的变速档。
17.一种混合动力车辆的控制方法,所述混合动力车辆具有:内燃机;能够发电的电动机;蓄电器,其能够在与该电动机之间进行电力的交换;第1变速机构,其能够通过第1输入轴接收来自所述内燃机的内燃机输出轴和所述电动机的动力,并将该动力在通过多个变速档中的任意一个变速档进行了变速的状态下传递至驱动轮;第2变速机构,其能够通过第2输入轴接收来自所述内燃机输出轴的动力,并将该动力在通过多个变速档中的任意一个变速档进行了变速的状态下传递至所述驱动轮;第1离合器,其能够将所述内燃机输出轴与所述第1变速机构之间接合起来;和第2离合器,其能够将所述内燃机输出轴与所述第
2变速机构之间接合起来,
所述混合动力车辆的控制方法的特征在于,
根据所述混合动力车辆的速度和所述内燃机的变速档,将该内燃机的目标驱动力设定为该内燃机的燃料消耗最小的最佳点,
根据所述混合动力车辆的速度和所述电动机的变速档,将所述电动机的目标驱动力设定为该电动机的效率最高的最佳点,
基于所述驱动轮所要求的要求驱动力和电动机的所述设定的目标驱动力,使所述内燃机的目标驱动力从所述最佳点移动,
控制所述内燃机的动作,以获得内燃机的该移动后的目标驱动力,
控制所述电动机的动作,以通过牵引或再生来补充或吸收所述电动机的目标驱动力。
18.一种混合动力车辆的控制装置,所述混合动力车辆具有:内燃机;能够发电的电动机;蓄电器,其能够在与该电动机之间进行电力的交换;第1变速机构,其能够通过第1输入轴接收来自所述内燃机的内燃机输出轴和所述电动机的动力,并将该动力在通过多个变速档中的任意一个变速档进行了变速的状态下传递至驱动轮;第2变速机构,其能够通过第2输入轴接收来自所述内燃机输出轴的动力,并将该动力在通过多个变速档中的任意一个变速档进行了变速的状态下传递至所述驱动轮;第1离合器,其能够将所述内燃机输出轴与所述第1变速机构之间接合起来;和第2离合器,其能够将所述内燃机输出轴与所述第
2变速机构之间接合起来,
所述混合动力车辆的控制装置的特征在于具有:
存储单元,其存储综合燃料消耗映射,所述综合燃料消耗映射针对所述混合动力车辆的速度和所述驱动轮所要求的要求驱动力,按照所述内燃机的动力的变速档与所述电动机的动力的变速档的每个组合即变速形式规定了所述混合动力车辆的综合燃料消耗;和变速形式选择单元,其根据所述混合动力车辆的速度和所述要求驱动力,并基于所述综合燃料消耗映射,从多个变速形式中选择所述综合燃料消耗最小的变速形式。
19.根据权利要求18所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
所述综合燃料消耗是使用通过借助于所述电动机的再生来对所述蓄电器进行充电时的效率、和将充入所述蓄电器中的电力转换为所述电动机的动力时的预测效率而计算出来的,其中所述再生使用了所述内燃机的动力的一部分。
20.根据权利要求18所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
所述混合动力车辆构成为,在所述第1离合器被释放且所述第2离合器被连接的状态下,所述第2输入轴的动力经由所述第2变速机构和所述第1变速机构传递至所述第1输入轴,
在通过借助于所述电动机的再生来对所述蓄电器进行充电的状态下,当所述要求驱动力在规定的值以下时,所述变速形式选择单元从所述多个变速形式中选择所述内燃机的动力的变速档为所述第1变速机构的变速档的变速形式,其中所述再生使用了所述内燃机的动力的一部分。
21.一种混合动力车辆的控制方法,所述混合动力车辆具有:内燃机;能够发电的电动机;蓄电器,其能够在与该电动机之间进行电力的交换;第1变速机构,其能够通过第1输入轴接收来自所述内燃机的内燃机输出轴和所述电动机的动力,并将该动力在通过多个变速档中的任意一个变速档进行了变速的状态下传递至驱动轮;第2变速机构,其能够通过第2输入轴接收来自所述内燃机输出轴的动力,并将该动力在通过多个变速档中的任意一个变速档进行了变速的状态下传递至所述驱动轮;第1离合器,其能够将所述内燃机输出轴与所述第1变速机构之间接合起来;和第2离合器,其能够将所述内燃机输出轴与所述第
2变速机构之间接合起来,
所述混合动力车辆的控制方法的特征在于,
存储综合燃料消耗映射,所述综合燃料消耗映射针对所述混合动力车辆的速度和所述驱动轮所要求的要求驱动力,按照所述内燃机的动力的变速档与所述电动机的动力的变速档的每个组合即变速形式规定了所述混合动力车辆的综合燃料消耗,
根据所述混合动力车辆的速度和所述要求驱动力,并基于所述综合燃料消耗映射,从多个变速形式中选择所述混合动力车辆的综合燃料消耗最小的变速形式,在所述综合燃料消耗映射中存储的综合燃料消耗是使用通过借助于所述电动机的再生来对所述蓄电器进行充电时的效率、和将充入所述蓄电器中的电力转换为所述电动机的动力时的效率而计算出来的,其中所述再生使用了所述内燃机的动力的一部分,所述混合动力车辆构成为,在所述第1离合器被释放且所述第2离合器被连接的状态下,所述第2输入轴的动力经由所述第2变速机构和所述第1变速机构传递至所述第1输入轴,
在通过借助于所述电动机的再生来对所述蓄电器进行充电的状态下,当所述内燃机的输出在规定的值以下时,从多个变速形式中选择通过所述第1变速机构对所述内燃机的动力进行变速的变速形式。
22.根据权利要求1至7、9、15、18和19中的任意一项所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
所述混合动力车辆的控制装置还具有:
蓄电器温度检测单元,其检测作为所述蓄电器的温度的蓄电器温度;
电动机温度检测单元,其检测作为所述电动机的温度的电动机温度;和
限制单元,当所述蓄电器温度在第1规定温度以上这一条件、和所述电动机温度在第2规定温度以上这一条件中的至少一方成立时,所述限制单元限制所述电动机在驱动时的输出。
23.根据权利要求1、2、5、6、9、15、18和19中的任意一项所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
在所述混合动力车辆上设置有车辆导航系统,所述车辆导航系统对表示该混合动力车辆所行驶在的周边的道路信息的数据进行存储,
所述混合动力车辆的控制装置还具有预测单元,该预测单元基于在该车辆导航系统中存储的数据来预测所述混合动力车辆的行驶状况,
进一步根据该预测出的混合动力车辆的行驶状况进行所述变速档或所述行驶模式的选择。
24.根据权利要求10、16和20中的任意一项所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
当所述蓄电器的充电状态在规定的值以下时,选择强制再生模式,在该强制再生模式下,强制地进行借助于所述电动机的再生。
25.根据权利要求9、18和21中的任意一项所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
进一步根据为了消除扭矩波动而由所述电动机消耗的电力对所述综合燃料消耗映射进行了修正。
26.根据权利要求9、18和21中的任意一项所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
所述电动机具有三相线圈,且通过来自蓄电器的电力供给而被驱动,所述蓄电器经电路与所述电动机连接,
进一步根据所述电动机中的损及损、所述电路中的损失、以及所述三相线圈中的损失对所述综合燃料消耗映射进行了修正。

说明书全文

混合动车辆的控制装置和控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及在具备作为动力源的内燃机电动机、和有级式的变速机构的混合动力车辆中,对内燃机、电动机和变速机构的动作进行控制的混合动力车辆的控制装置和控制方法。

背景技术

[0002] 以往,作为混合动力车辆的控制装置,已知专利文献1所记载的装置。该混合动力车辆具备内燃机和电动达作为动力源,这些内燃机和电动马达的扭矩经有级式的变速机构传递至驱动轮。在该控制装置中,在混合动力车辆的行驶过程中,当由于驾驶员的踏板操作而使得驱动轮所要求的要求驱动力增大时,为了改善油耗,执行该文献的图6所示的控制。在这种情况下,当仅通过电动马达的扭矩增大而无法实现要求驱动力时,根据内燃机的运转区域处于该文献的图5的4个区域A~D中的哪一个区域,来执行原动机协调控制A~D和变速器的减档控制(步骤110~170)。
[0003] 另外,以往,作为混合动力车辆的控制装置,已知专利文献2所记载的装置。在该混合动力车辆的行驶模式中,包括仅使用内燃机作为动力源的ENG行驶模式、仅使用电动机作为动力源的EV行驶模式、和使用内燃机及电动机双方作为动力源的辅助行驶模式。另外,混合动力车辆具备第1变速机构和第2变速机构,所述第1变速机构具有1速档、3速档和5速档的变速档,所述第2变速机构具有2速档、4速档和6速档的变速档。内燃机的动力(以下称作“发动机动力”)通过第1或第2变速机构以1速档~6速档中的1个变速档变速,并被传递至驱动轮,并且,电动机的动力(以下称作“马达动力”)通过第2变速机构以2速档、4速档和6速档中的1个变速档变速,并被传递至驱动轮。
[0004] 在该控制装置中,当混合动力车辆的车速在规定的值以下时,选择充电行驶模式,并选择2速档或1速档作为发动机动力的变速档,并且,选择2速档作为马达动力的变速档,在该充电行驶模式中,并用了电动机和电池的再生。在选择的发动机动力的变速档为2速档的情况下,发动机动力经第2变速机构传递至电动机。另一方面,在发动机动力的变速档为1速档的情况下,发动机动力经第1变速机构和第2变速机构传递至电动机。
[0005] 另外,基于由选择的发动机动力的变速档和驱动轮的转速所确定的内燃机的转速,将内燃机的燃料消耗率最低的最小油耗扭矩设定为内燃机的目标扭矩。然后,运转内燃机以获得计算出的目标扭矩,并且,利用目标扭矩相对于要求扭矩的剩余量进行电动机的发电,并将发出的电力充入蓄电池
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1:日本特开2010-100251号公报
[0009] 专利文献2:日本特开2009-173196号公报

发明内容

[0010] 发明要解决的课题
[0011] 根据所述专利文献1所记载的混合动力车辆的控制装置,内燃机的运转区域通过前述的图5的映射检索来决定,该映射是考虑了内燃机的燃料消耗率而制成的,因此,通过前述的各种控制,能够抑制内燃机侧的燃料消耗率。可是,存在如下第1课题,由于没有考虑电动马达侧的效率等,因此,即使内燃机侧的燃料消耗率较低,仍执行电动马达侧的效率较低的条件下的控制,由此,其结果是存在这样的担忧:在混合动力车辆的行驶过程中内燃机所消耗的燃料增加,从而使油耗恶化。
[0012] 另外,通常,具有多个变速档的变速机构具有这样的特性:其动力传递效率在每个变速档中不同。对此,在前述的专利文献2所记载的控制装置中,只不过是根据车速来选择变速机构的变速档,因此可能无法得到混合动力车辆的良好的油耗。另外,从蓄电池供给至电动机的电力是通过利用发动机动力使电动机发电所得到的电力。因此,在进行变速档的选择方面,分别在辅助行驶模式中考虑电动机的驱动效率,在充电行驶模式中考虑电动机的发电效率,这进而有助于混合动力车辆的油耗的改善。在此,电动机的驱动效率是输出的扭矩与供给的电能之比,电动机的发电效率是发出的电能与输入的扭矩之比。对此,在现有的控制装置中,存在如下第2课题,由于在充电行驶模式中或辅助行驶模式中,只不过是根据车速来选择变速机构的变速档,因此可能无法得到混合动力车辆的良好的油耗。
[0013] 进而,如前述那样,在专利文献2所记载的控制装置中,当车速在规定的值以下时,将内燃机的目标扭矩设定为最小油耗扭矩,并将目标扭矩相对于要求扭矩的剩余量分配给电动机的再生。该剩余扭矩经过电动机的发电和对蓄电池的充电等而再生为电能,并且,在随后的EV行驶模式或辅助行驶模式中,经过从蓄电池进行的放电和在电动机中向机械能的转换而被用作混合动力车辆的驱动力。因此,如果这些过程中的效率(以下称作“电动机侧效率”)较低,则混合动力车辆整体的燃料消耗量增加,从而导致油耗恶化。另外,在内燃机中存在燃料消耗率最低的最小油耗扭矩,与此相同,在电动机中也存在电动机侧效率最高的最大效率扭矩。因此,如果分配给电动机的扭矩相对于最大效率扭矩大幅偏移,则无法得到较高的电动机侧效率。
[0014] 因此,存在如下第3课题,如果仅仅是如专利文献2所记载的控制装置那样将内燃机的目标扭矩设定为最小油耗扭矩,并将目标扭矩相对于要求扭矩的剩余量分配给电动机,则虽然内燃机的燃料消耗率达到最小,但是电动机侧效率降低,其结果是,混合动力车辆整体的效率不一定达到最大,从而存在无法获得最好的油耗这样的担忧。这样的不良情况在剩余量的扭矩相对于内燃机的目标扭矩的比率较高时特别容易出现。
[0015] 另外,如前述那样,在发动机动力的变速档为1速档和2速档的情况下,从内燃机至电动机的动力传递路径不同,在2速档的情况下,动力传递路径较长,构成动力传递路径的要素的数量较多。因此,通常,2速档的情况下的动力从内燃机向电动机的传递效率变低。这样,根据发动机动力的变速档和马达动力的变速档的组合(变速形式),动力从内燃机至电动机的传递效率不同,与此相伴,混合动力车辆整体的燃料消耗率也发生变化。对此,在专利文献2所记载的控制装置中,当车速在规定的值以下时,无条件选择2速档作为马达动力的变速档。因此,存在如下第4课题,混合动力车辆整体的燃料消耗率不一定达到最小,从而可能无法获得最好的油耗。
[0016] 本发明是为了解决所述第1课题而完成的,其第1目的在于提供一种混合动力车辆的控制装置和控制方法,能够使混合动力车辆高效地行驶,由此能够改善油耗。
[0017] 另外,本发明是为了解决所述第2课题而完成的,其第2目的在于提供一种混合动力车辆的控制装置,其能够恰当地选择变速档,由此能够改善混合动力车辆的油耗。
[0018] 进而,本发明是为了解决所述第3课题而完成的,其第3目的在于提供一种混合动力车辆的控制装置和控制方法,在内燃机和电动机同时运转的辅助行驶模式或充电行驶模式中,通过将应该输出的驱动力恰当地分配给内燃机和电动机,能够改善混合动力车辆的油耗。
[0019] 另外,本发明是为了解决所述第4课题而完成的,其第4目的在于提供一种混合动力车辆的控制装置,通过恰当地选择内燃机的动力的变速档和电动机的动力的变速档的组合即变速形式,能够改善混合动力车辆的油耗。
[0020] 用于解决课题的手段
[0021] 为了实现所述第1目的,权利要求1的发明是混合动力车辆V、V’的控制装置1,所述混合动力车辆V、V’具有:作为动力源的内燃机3及能够发电的电动机4;蓄电器(蓄电池52),其能够在与电动机4之间交换电力;和变速机构11、31、71,其一边对内燃机3和电动机4的动力进行变速,一边将该动力传递至驱动轮DW,混合动力车辆V、V’的控制装置1的特征在于,混合动力车辆V、V’的控制装置具备:内燃机驱动能量计算单元(ECU2),其使用内燃机效率Eeng和变速机构的驱动效率Etm_d来计算从内燃机3传递至驱动轮DW的能量即内燃机驱动能量ENE_eng2;电动机驱动能量计算单元(ECU2),其使用对蓄电器(蓄电池52)的反映出至当前时刻为止的充电效率的充电量即过去充电量(过去平均充电量ENE_chave)、蓄电器(蓄电池52)的充放电效率Ebat_cd、电动机4的驱动效率Emot_d和变速机构的驱动效率Etm_d,来计算从电动机4传递至驱动轮DW的能量即电动机驱动能量(驱动充电能量ENE_mot2);充电能量计算单元(ECU2),其使用内燃机效率Eeng、变速机构的充电效率Etm_c、电动机4的充电效率Emot_c和预测使用蓄电器(蓄电池52)内的电力时的效率即预测效率Ehat,来计算充电能量(驱动充电能量ENE_mot2),充电能量是通过由电动机4将内燃机3的动力转换成电力来执行对蓄电器(蓄电池52)的充电时的电能;综合效率参数计算单元(ECU2,步骤2),其使用内燃机驱动能量ENE_eng2、电动机驱动能量(驱动充电能量ENE_mot2)和充电能量(驱动充电能量ENE_mot2),来计算与混合动力车辆V的多个行驶模式分别对应的、表示混合动力车辆V的综合效率的多个综合效率参数(发动机行驶综合效率TE_eng、充电行驶综合效率TE_ch、辅助行驶综合效率TE_asst、EV行驶综合效率TE_ev);以及行驶模式选择单元(ECU2,步骤2、3),其从多个行驶模式中选择行驶状态参数(要求扭矩TRQ、车速VP)高的行驶模式,所述行驶状态参数表示混合动力车辆V的行驶状态。
[0022] 根据该混合动力车辆的控制装置,使用内燃机驱动能量、电动机驱动能量和充电能量,计算出与混合动力车辆的多个行驶模式分别对应的、表示混合动力车辆整体的综合效率的多个综合效率参数,并从多个行驶模式中选择表示混合动力车辆的行驶状态的行驶状态参数高的行驶模式。在这种情况下,由于使用内燃机效率和变速机构的驱动效率计算出内燃机驱动能量,因此能够将内燃机驱动能量作为高精度地表示在内燃机的运转过程中从内燃机传递至驱动轮的能量的值计算出来。另外,由于使用对蓄电器的反映出至当前时刻为止的充电效率的充电量即过去充电量、蓄电器的充放电效率、电动机的驱动效率和变速机构的驱动效率计算出电动机驱动能量,因此,电动机驱动能量被作为这样的值计算出来:该值不但高精度地反映了在电动机的运转过程中从电动机传递至驱动轮的能量的状态,还高精度地反映了在至当前时刻为止的充电中消耗的燃料所产生的能量的状态。
[0023] 进而,由于使用内燃机效率、变速机构的充电效率、电动机的充电效率和预测使用蓄电器内的电力时的效率即预测效率来计算充电能量,因此,充电能量作为这样的值被计算出来:该值能够高精度地表示在内燃机的运转过程中由电动机将内燃机的动力转换成电力来执行对蓄电器的充电时的电能。因此,通过使用以上这样的内燃机驱动能量、电动机驱动能量和充电能量,能够将多个综合效率参数作为高精度地表示混合动力车辆整体的综合效率的参数计算出来。进而,通过从多个行驶模式中选择表示混合动力车辆的行驶状态的行驶状态参数高的行驶模式,由此能够使混合动力车辆以效率最好的行驶模式行驶,由此,能够改善油耗(并且,本说明书中的“综合效率参数”并不限于混合动力车辆整体的综合效率,还包括将该综合效率换算成燃料消耗率而得到的值、或换算成燃料消耗量而得到的值等)。
[0024] 权利要求2的发明的特征在于,在权利要求1所述的混合动力车辆V的控制装置1中,变速机构具有多个变速档,按照变速机构11、31、71的每个变速档计算出多个综合效率参数(发动机行驶综合效率TE_eng、充电行驶综合效率TE_ch、辅助行驶综合效率TE_asst、EV行驶综合效率TE_ev),多个行驶模式包括:发动机行驶模式,在该发动机行驶模式中,仅通过内燃机3的动力使混合动力车辆V行驶;EV行驶模式,在该EV行驶模式中,仅通过电动机4的动力使混合动力车辆V行驶;辅助行驶模式,在该辅助行驶模式中,通过内燃机3的动力和电动机4的动力使混合动力车辆V行驶;和充电行驶模式,在该充电行驶模式中,通过内燃机3的动力同时进行驱动轮DW的驱动和电动机4对蓄电器(蓄电池52)的充电,行驶模式选择单元根据行驶状态参数(要求扭矩TRQ、车速VP),以能够获得按照每个变速档计算出的多个综合效率参数(发动机行驶综合效率TE_eng、充电行驶综合效率TE_ch、辅助行驶综合效率TE_asst、EV行驶综合效率TE_ev)所分别表示的多个综合效率中的最高值的方式,选择发动机行驶模式、EV行驶模式、辅助行驶模式和充电行驶模式中的任意一个作为行驶模式(步骤2、3)。
[0025] 根据该混合动力车辆的控制装置,根据行驶状态参数,以能够获得按照每个变速档计算出的多个综合效率参数所分别表示的多个综合效率中的最高值的方式,选择发动机行驶模式、EV行驶模式、辅助行驶模式和充电行驶模式中的任意一个作为行驶模式,因此,即使在具备具有多个变速档的变速机构的混合动力车辆中,也能够在执行发动机行驶模式、EV行驶模式、辅助行驶模式和充电行驶模式中的任意一个行驶模式的情况下,使混合动力车辆以效率最好的状态行驶。由此,能够进一步改善油耗。
[0026] 权利要求3的发明的特征在于,在权利要求1所述的混合动力车辆的控制装置中,过去充电量(过去平均充电量ENE_chave)是使用将在对蓄电器(蓄电池52)的充电中使用的燃料量换算成电量所得到的值(驱动充电能量ENE_mot2)、内燃机效率Eeng、变速机构的充电效率Etm_c和电动机4的充电效率Emot_c计算出的至当前时刻为止的充电量的平均值。
[0027] 根据该混合动力车辆的控制装置,由于过去充电量是使用将在对蓄电器的充电中使用的燃料量换算成电量所得到的值、内燃机效率、变速机构的充电效率和电动机的充电效率计算出的至当前时刻为止的充电量的平均值,因此,能够将过去充电量作为高精度地反映出至当前时刻为止的对蓄电器的充电效率的值计算出来。由此,能够进一步提高综合效率参数的计算精度,从而能够进一步改善油耗。
[0028] 权利要求4的发明的特征在于,在权利要求1所述的混合动力车辆的控制装置中,使用蓄电器(蓄电池52)的充放电效率Ebat_cd、电动机4的驱动效率Emot_d和变速机构的驱动效率Etm_d计算出预测效率Ehat。
[0029] 根据该混合动力车辆的控制装置,由于使用蓄电器的充放电效率、电动机的驱动效率和变速机构的驱动效率计算出预测效率,因此,能够将预测效率作为这样的值计算出来:该值高精度地预测出了充入蓄电器中的电力将来被作为动力来使用时的效率。由此,能够进一步提高综合效率参数的计算精度,从而能够进一步改善油耗。
[0030] 为了实现所述第1目的,权利要求5的发明是混合动力车辆V、V’的控制装置1,所述混合动力车辆V、V’具有:作为动力源的内燃机3及能够发电的电动机4;蓄电器(蓄电池52),其能够在与电动机4之间交换电力;和变速机构11、31、71,其一边通过多个变速档对内燃机3和电动机4的动力进行变速,一边将该动力传递至驱动轮DW,混合动力车辆V、V’的控制装置1的特征在于,混合动力车辆V、V’的控制装置1具有:过去充电量存储单元(ECU2),其将下述平均值作为过去充电量(过去平均充电量ENE_chave)存储起来,所述平均值是通过内燃机3的动力执行了电动机4对蓄电器的充电时的、将在充电中使用的燃料量换算成电量所得到的值的平均值;综合效率参数计算单元(ECU2,步骤2),其按照每个变速档计算表示混合动力车辆V整体的综合效率的多个综合效率参数(发动机行驶综合效率TE_eng、充电行驶综合效率TE_ch、辅助行驶综合效率TE_asst、EV行驶综合效率TE_ev),并且,使用存储的过去充电量(过去平均充电量ENE_chave)来计算通过电动机4的动力驱动驱动轮DW的行驶模式的综合效率参数(辅助行驶综合效率TE_asst、EV行驶综合效率TE_ev);和行驶模式选择单元(ECU2,步骤2、3),其根据表示混合动力车辆V的行驶状态的行驶状态参数(要求扭矩TRQ、车速VP),选择下述变速档下的行驶模式,该变速档示出了按照每个变速档计算出的多个综合效率参数所分别表示的多个综合效率中的最高值。
[0031] 根据该混合动力车辆的控制装置,通过内燃机的动力执行了电动机对蓄电器的充电时的、将在充电中使用的燃料量换算成电量所得到的值的平均值被存储为过去充电量,按照每个变速档计算出与混合动力车辆的多个行驶模式分别对应的、表示混合动力车辆整体的综合效率的综合效率参数。在这种情况下,由于使用存储的过去充电量来计算通过电动机的动力驱动驱动轮的行驶模式的综合效率参数,因此,能够高精度地计算出通过电动机的动力驱动驱动轮的行驶模式的综合效率参数。进而,根据表示混合动力车辆的行驶状态的行驶状态参数,来选择下述变速档下的行驶模式,所述变速档示出了综合效率参数所分别表示的多个综合效率中的最高值,因此,能够执行综合效率最好的变速档下的行驶模式,由此,能够改善油耗。
[0032] 为了实现所述第1目的,权利要求6的发明是混合动力车辆V的控制装置1,所述混合动力车辆V具有:内燃机3;能够发电的电动机4;蓄电器(蓄电池52),其能够在与电动机4之间交换电力;第1变速机构11,其能够通过第1输入轴13接收来自内燃机3的内燃机输出轴曲轴3a)和电动机4的动力,并将该动力在通过多个变速档中的任意一个进行了变速的状态下传递至驱动轮DW;第2变速机构31,其能够通过第2输入轴32接收来自内燃机输出轴(曲轴3a)的动力,并将该动力在通过多个变速档中的任意一个进行了变速的状态下传递至驱动轮DW;第1离合器C1,其能够将内燃机输出轴(曲轴3a)与第1变速机构11之间接合起来;和第2离合器C2,其能够将内燃机输出轴(曲轴3a)与所述第2变速机构31之间接合起来,所述混合动力车辆V的控制装置1的特征在于,混合动力车辆V的控制装置1具有:过去充电量存储单元(ECU2),其将下述值的平均值作为过去充电量(过去平均充电量ENE_chave)存储起来,所述值是通过内燃机3的动力执行了电动机4对蓄电器的充电时的、将在充电中使用的燃料量换算成电量所得到的值;综合效率参数计算单元(ECU2,步骤
2),其按照第1变速机构11和第2变速机构31的每个变速档计算与混合动力车辆V的多个行驶模式分别对应的、表示混合动力车辆V整体的综合效率的多个综合效率参数(发动机行驶综合效率TE_eng、充电行驶综合效率TE_ch、辅助行驶综合效率TE_asst、EV行驶综合效率TE_ev),并且,使用存储的过去充电量来计算通过电动机的动力驱动驱动轮的行驶模式的综合效率参数;和行驶模式选择单元(ECU2,步骤2、3),其根据表示混合动力车辆的行驶状态的行驶状态参数(要求扭矩TRQ、车速VP),选择下述变速档下的行驶模式,所述变速档示出了按照每个变速档计算出的多个综合效率参数所分别表示的多个综合效率中的最高值。
[0033] 根据该混合动力车辆的控制装置,通过内燃机的动力执行了电动机对蓄电器的充电时的、将在充电中使用的燃料量换算成电量所得到的值的平均值被存储为过去充电量,按照第1变速机构和第2变速机构的每个变速档计算出与混合动力车辆的多个行驶模式分别对应的、表示混合动力车辆整体的综合效率的综合效率参数。在这种情况下,由于使用存储的过去充电量来计算通过电动机的动力驱动驱动轮的行驶模式的综合效率参数,因此,能够高精度地计算出通过电动机的动力驱动驱动轮的行驶模式的综合效率参数。进而,根据表示混合动力车辆的行驶状态的行驶状态参数,来选择下述变速档下的行驶模式,所述变速档示出了多个综合效率参数所分别表示的多个综合效率中的最高值,因此,能够执行综合效率最好的变速档下的行驶模式,由此,能够改善油耗。
[0034] 权利要求7的发明的特征在于,在权利要求1至5中的任意一方所述的混合动力车辆V的控制装置1中,混合动力车辆V的控制装置1还具有:充电量检测单元(ECU2,电流电压传感器62),其用于检测蓄电器(蓄电池52)中的充电量(充电状态SOC);和修正单元(ECU2),其在充电量为规定的量以下时修正内燃机3、电动机4和变速机构11、31、71的动作,以使电动机4对蓄电器的充电动作的执行时间变长。
[0035] 根据该混合动力车辆的控制装置,当充电量为规定的量以下时,修正内燃机、电动机和变速机构的动作,以使电动机对蓄电器的充电动作的执行时间变长,因此能够迅速避免蓄电器的充电量不足。
[0036] 为了实现所述第1目的,权利要求8的发明是混合动力车辆V、V’的控制方法,所述混合动力车辆V、V’具有:作为动力源的内燃机3及能够发电的电动机4;蓄电器(蓄电池52),其能够在与电动机4之间交换电力;和变速机构11、31、71,其一边对内燃机3和电动机4的动力进行变速,一边将该动力传递至驱动轮DW,混合动力车辆V、V’的控制方法的特征在于,使用内燃机效率Eeng和变速机构的驱动效率Etm_d来计算从内燃机3传递至驱动轮DW的能量即内燃机驱动能量ENE_eng2(步骤2),使用对蓄电器的反映出至当前时刻为止的充电效率的充电量即过去充电量(过去平均充电量ENE_chave)、蓄电器(蓄电池52)的充放电效率Ebat_cd、电动机4的驱动效率Emot_d和变速机构的驱动效率Etm_d,来计算从电动机4传递至驱动轮DW的能量即电动机驱动能量(驱动充电能量ENE_mot2)(步骤2),使用内燃机效率Eeng、变速机构的充电效率Etm_c、电动机4的充电效率Emot_c和预测使用蓄电器(蓄电池52)内的电力时的效率即预测效率Ehat,来计算充电能量(驱动充电能量ENE_mot2),所述充电能量是通过在内燃机3的运转过程中由电动机4将内燃机3的动力转换成电力来执行对蓄电器(蓄电池52)的充电时的电能(步骤2),使用内燃机驱动能量ENE_eng2、电动机驱动能量(驱动充电能量ENE_mot2)和充电能量(驱动充电能量ENE_mot2),来计算表示混合动力车辆V的综合效率的多个综合效率参数(发动机行驶综合效率TE_eng、充电行驶综合效率TE_ch、辅助行驶综合效率TE_asst、EV行驶综合效率TE_ev)(步骤2),根据表示混合动力车辆V的行驶状态的行驶状态参数(要求扭矩TRQ、车速VP),以能够获得多个综合效率参数(发动机行驶综合效率TE_eng、充电行驶综合效率TE_ch、辅助行驶综合效率TE_asst、EV行驶综合效率TE_ev)所分别表示的多个综合效率中的最高值的方式,从多个行驶模式中选择行驶模式(步骤3)。
[0037] 根据该混合动力车辆的控制方法,能够提供可实现与权利要求1的发明相同的作用效果的控制方法。
[0038] 为了实现所述第2目的,权利要求9的发明是混合动力车辆的控制装置,所述混合动力车辆具有:内燃机3;能够发电的电动机4;第1变速机构11,其能够通过第1输入轴13接收来自内燃机3的内燃机输出轴(实施方式中的(以下,在本项上相同)曲轴3a)和电动机4的动力,并将该动力在通过多个变速档中的任意一个进行了变速的状态下传递至驱动轮DW;第2变速机构31,其能够通过第2输入轴32接收来自所述内燃机输出轴的动力,并将该动力在通过多个变速档中的任意一个进行了变速的状态下传递至驱动轮DW;第1离合器C1,其能够将内燃机输出轴与第1变速机构11之间接合起来;和第2离合器C2,其能够将内燃机输出轴与第2变速机构31之间接合起来,所述混合动力车辆的控制装置的特征在于具有:存储单元,其存储综合燃料消耗映射(图12),所述综合燃料消耗映射按照每个变速档规定混合动力车辆的综合燃料消耗;第1修正单元,其根据第1及第2变速机构中的至少一方的多个变速档之间的动力传递效率之差,来修正综合燃料消耗映射;和第2修正单元,其根据使用内燃机3的动力的一部分进行了借助于电动机4的再生时的电动机4的发电效率、和进行了电动机4对内燃机3的辅助时的电动机4的驱动效率中的至少一方,来修正综合燃料消耗映射,基于修正后的综合燃料消耗映射(图11、图13),从多个变速档中选择综合燃料消耗最小的变速档。
[0039] 根据该结构,当内燃机的内燃机输出轴与第1变速机构的第1输入轴通过第1离合器互相接合、且内燃机输出轴与第2变速机构的第2输入轴的接合通过第2离合器被释放时,内燃机的动力在通过第1变速机构的多个变速档中的任意一个变速档进行变速后的状态下传递至驱动轮。另外,当内燃机输出轴与第1输入轴的接合通过第1离合器被释放、且内燃机输出轴与第2输入轴通过第2离合器互相接合时,内燃机的动力在通过第2变速机构的多个变速档中的任意一个变速档进行变速后的状态下传递至驱动轮。另外,电动机的动力在通过第1变速机构的多个变速档中的任意一个变速档进行变速后的状态下传递至驱动轮。
[0040] 进而,按照每个变速档规定了混合动力车辆的综合燃料消耗的综合燃料消耗映射被存储单元存储,且被第1及第2修正单元修正。
[0041] 在此,混合动力车辆的综合燃料消耗表示:假设混合动力车辆中的作为能源的燃料最终转换成混合动力车辆的行驶能量时的、燃料量相对于最终的行驶能量的比等。因此,降低该综合燃料消耗有助于改善混合动力车辆的油耗。另外,第1及第2变速机构中的动力传递效率对综合燃料消耗产生影响。同样,在使用内燃机的动力的一部分进行借助于电动机的再生的过程中,电动机的发电效率对综合燃料消耗产生影响,在电动机对内燃机的辅助过程中,电动机的驱动效率对综合燃料消耗产生影响。
[0042] 与此相对,根据上述的结构,由于根据第1及第2变速机构中的至少一方的多个变速档之间的动力传递效率之差进行第1修正单元对综合燃料消耗映射的修正,因此,能够根据在每个变速档都不同的动力传递效率恰当地规定综合燃料消耗。另外,根据使用内燃机的动力的一部分进行了借助于电动机的再生时的电动机的发电效率、和进行了电动机对内燃机的辅助时的电动机的驱动效率中的至少一方,进行第2修正单元对综合燃料消耗映射的修正,因此,能够根据该至少一方恰当地规定综合燃料消耗。
[0043] 进而,基于修正后的综合燃料消耗映射,从多个变速档中选择综合燃料消耗最小的变速档,因此,能够根据各个变速档下的动力传递效率、电动机的发电效率、驱动效率,恰当地选择综合燃料消耗最小的变速档,由此,能够改善混合动力车辆的油耗。
[0044] 另外,存在第1及第2变速机构的动力传递效率互不相同的情况,在这种情况下,由于能够使用根据第1及第2变速机构各自的变速档的动力传递效率恰当地规定的综合燃料消耗来选择变速档,因此能够有效地得到上述的效果。
[0045] 权利要求10的发明的特征在于,在权利要求9所述的混合动力车辆的控制装置中,电动机4通过来自蓄电器(蓄电池52)的电力供给而被驱动,根据能够从蓄电器向电动机4供给的电量和电动机4能够输出的动力中的至少一方,对限制电动机4对内燃机3的辅助的量进行修正。
[0046] 根据该结构,根据能够从蓄电器向电动机供给的电量(以下称作“可供给电量”)和电动机能够输出的动力中的至少一方,对限制电动机的辅助的量进行修正。由此,在蓄电器的可供给电量较小时,或者在电动机的能够输出的动力较小时,能够恰当地限制电动机对内燃机的辅助。
[0047] 权利要求11的发明的特征在于,在权利要求9所述的混合动力车辆的控制装置中,修正后的综合燃料消耗映射被划分成对应于各个变速档的区域,对于该区域,在加档用与减档用之间设置有迟滞区域。
[0048] 根据该结构,修正后的综合燃料消耗映射被划分成对应于各个变速档的区域,对于这些区域,在加档用与减档用之间设置有迟滞区域。由此,能够防止产生加档和减档的振荡。
[0049] 权利要求12的发明的特征在于,在权利要求9所述的混合动力车辆的控制装置中,在通过第2变速机构31对内燃机3的动力进行变速的状态下使混合动力车辆V行驶的情况下,当选择第1变速机构11的变速档时,根据是否应该通过电动机4进行辅助或再生,来从多个变速档中选择综合燃料消耗最小的变速档。
[0050] 根据该结构,在由于利用第2变速机构将内燃机的动力以进行了变速的状态传递至驱动轮而使混合动力车辆行驶的情况下,当选择第1变速机构的变速档时,根据是否应该通过电动机进行辅助或再生,来从多个变速档中选择综合燃料消耗最小的变速档。由此,能够选择第1变速机构的适合通过电动机进行辅助和再生的变速档。因此,例如,在第2变速机构的变速档为4速档、且设定3速档和5速档作为第1变速机构的多个变速档的情况下,如果进行电动机的辅助,则能够选择5速档,如果进行借助于电动机的再生,则能够选择3速档。
[0051] 权利要求13的发明的特征在于,在权利要求9所述的混合动力车辆的控制装置中,混合动力车辆的行驶模式包括拨片换档模式和运动模式中的至少一方,当选择拨片换档模式和运动模式中的所述至少一方作为行驶模式时,进行电动机4对内燃机3的辅助。
[0052] 根据该结构,在选择拨片换档模式和/或运动模式作为混合动力车辆的行驶模式时,即当推断出驾驶员以驾驶感或加速感为优先来驾驶混合动力车辆时,进行电动机对内燃机的辅助。由此,能够将与选择出的行驶模式相称的更大的扭矩传递至驱动轮。
[0053] 为了实现所述第2目的,权利要求14的发明是混合动力车辆的控制装置,所述混合动力车辆具有:内燃机3;能够发电的电动机4;第1变速机构11,其能够通过第1输入轴13接收来自内燃机3的内燃机输出轴(实施方式中的(以下,在本项上相同)曲轴3a)和电动机4的动力,并将该动力在通过多个变速档中的任意一个变速档进行了变速的状态下传递至驱动轮DW;第2变速机构31,其能够通过第2输入轴32接收来自所述内燃机输出轴的动力,并将该动力在通过多个变速档中的任意一个变速档进行了变速的状态下传递至驱动轮DW;第1离合器C1,其能够将内燃机输出轴与第1变速机构11之间接合起来;和第2离合器C2,其能够将内燃机输出轴与第2变速机构31之间接合起来,所述混合动力车辆的控制装置的特征在于,通过根据混合动力车辆的行驶状态检索下述这样的规定的映射(图13),来选择第1和/或第2变速机构11、31的变速档,所述规定的映射根据内燃机3中的损失、电动机4中的损失、第1及第2变速机构11、31各自的每个变速档的损失,针对混合动力车辆的行驶状态(车速VP、要求扭矩TRQ),按照每个变速档规定了混合动力车辆V中的从燃料转换为行驶能量的综合转换效率。
[0054] 根据该结构,当内燃机的内燃机输出轴与第1变速机构的第1输入轴通过第1离合器互相接合、且内燃机输出轴与第2变速机构的第2输入轴的接合通过第2离合器被释放时,内燃机的动力在通过第1变速机构的多个变速档中的任意一个变速档进行变速后的状态下传递至驱动轮。另外,当内燃机输出轴与第1输入轴的接合通过第1离合器被释放、且内燃机输出轴与第2输入轴通过第2离合器互相接合时,内燃机的动力在通过第2变速机构的多个变速档中的任意一个变速档进行变速后的状态下传递至驱动轮。另外,电动机的动力在通过第1变速机构的多个变速档中的任意一个变速档进行变速后的状态下传递至驱动轮。
[0055] 进而,在规定的映射中,针对混合动力车辆的行驶状态按照每个变速档规定了混合动力车辆中的从燃料向行驶能量转换的综合转换效率。在此,综合转换效率是假设混合动力车辆中的作为能源的燃料最终转换成混合动力车辆的行驶能量时的、最终的行驶能量和与供给的燃料相当的能量之比,即相当于前述的综合燃料消耗(燃料量与最终的行驶能量之比)的倒数。因此,提高该综合转换效率有助于改善混合动力车辆的油耗。另外,内燃机中的损失、电动机中的损失、第1及第2变速机构各自的每个变速档的损失对综合转换效率产生影响。
[0056] 与此相对,根据上述的结构,在规定的映射中,使用内燃机中的损失、电动机中的损失、第1及第2变速机构各自的每个变速档的损失来作为用于规定综合转换效率的参数,因此能够恰当地规定综合转换效率。另外,根据混合动力车辆的行驶状态检索该规定的映射,由此选择第1和/或第2变速机构的变速档,因此,能够从多个变速档中恰当地选择综合转换效率最高的变速档,由此,能够改善混合动力车辆的油耗。
[0057] 为了实现所述第3目的,权利要求15的发明是混合动力车辆的控制装置,所述混合动力车辆具有:内燃机3;能够发电的电动机4;蓄电器(实施方式中的(以下,在本项上相同)蓄电池52),其能够在与电动机4之间进行电力的交换;第1变速机构11,其能够通过第1输入轴13接收来自内燃机3的内燃机输出轴(曲轴3a)的动力,并将该动力在通过多个变速档中的任意一个变速档进行了变速的状态下传递至驱动轮DW;第2变速机构31,其能够通过第2输入轴32接收来自所述内燃机输出轴的动力,并将该动力在通过多个变速档中的任意一个变速档进行了变速的状态下传递至驱动轮DW;第1离合器C1,其能够将内燃机输出轴与第1变速机构11之间接合起来;和第2离合器C2,其能够将内燃机输出轴与第2变速机构31之间接合起来,所述混合动力车辆的控制装置的特征在于具有:目标驱动力设定单元(ECU2,图14的步骤103),其根据混合动力车辆V的速度(车速VP)和变速档,将内燃机3的目标驱动力(目标扭矩TRECMD)设定为内燃机3的燃料消耗最小的最佳点(BSFC底部扭矩);目标驱动力移动单元(ECU2,步骤106~107),其根据电动机4的效率使内燃机3的目标驱动力从最佳点移动;内燃机控制单元(ECU2,步骤109),其控制内燃机3的动作,以获得内燃机3的移动后的目标驱动力;和电动机控制单元,其控制电动机4的动作,以通过借助于电动机4的牵引或再生来补充或吸收驱动轮DW所要求的要求驱动力(要求扭矩TRQ)与内燃机3的移动后的目标驱动力之差。
[0058] 根据该结构,当内燃机的内燃机输出轴与第1变速机构的第1输入轴通过第1离合器互相接合、且内燃机输出轴与第2变速机构的第2输入轴的接合通过第2离合器被释放时,内燃机的动力在通过第1变速机构的多个变速档中的任意一个变速档进行变速后的状态下传递至驱动轮。另外,当内燃机输出轴与第1输入轴的接合通过第1离合器被释放、且内燃机输出轴与第2输入轴通过第2离合器互相接合时,内燃机的动力在通过第2变速机构的多个变速档中的任意一个变速档进行变速后的状态下传递至驱动轮。电动机的动力在通过第1变速机构的多个变速档中的任意一个变速档进行变速后的状态下传递至驱动轮。
[0059] 另外,根据混合动力车辆的速度和变速档,将内燃机的目标驱动力设定在内燃机的燃料消耗最小的最佳点。进而,使该内燃机的目标驱动力根据电动机的效率从最佳点移动。然后,控制内燃机的动作,以获得内燃机的移动后的目标驱动力,并且,控制电动机的动作,以通过借助于电动机的牵引或再生来补充或吸收要求驱动力与内燃机的移动后的目标驱动力之差。因此,通过将应该输出的驱动力恰当地分配给内燃机和电动机,能够在抑制内燃机的燃料消耗的同时改善混合动力车辆的油耗。
[0060] 权利要求16的发明的特征在于,在权利要求15所述的混合动力车辆的控制装置中,当通过第2变速机构31对内燃机3的动力进行变速时,选择第1变速机构11的变速档中的、能够获得最高的电动机侧效率的变速档作为电动机4的动力的变速档。
[0061] 在权利要求15的发明的混合动力车辆中,在通过第2变速机构对内燃机的动力进行变速的情况下,能够选择与内燃机的动力的变速档不同的变速档作为电动机的动力在第1变速机构中的变速档。在通过电动机进行牵引的情况下,电动机侧效率包括蓄电器的放电效率、电动机的驱动效率和第1变速机构的动力传递效率,在通过电动机进行再生的情况下,电动机侧效率包括第1变速机构的动力传递效率、电动机的发电效率和蓄电器的充电效率。另外,当电动机的动力在第1变速机构中的变速档不同时,与此相应,电动机的转速发生变化,因此电动机的效率也发生变化。根据本发明,当通过第2变速机构对内燃机的动力进行变速时,选择第1变速机构的变速档中的、能够获得最高的电动机侧效率的变速档作为电动机的动力的变速档。因此,在电动机侧效率最高的状态下,能够更加高效地进行借助于电动机的牵引或再生。
[0062] 另外,为了实现所述第3目的,权利要求17的发明是混合动力车辆的控制方法,所述混合动力车辆具有:内燃机3;能够发电的电动机4;蓄电器(实施方式中的(以下,在本项上相同)蓄电池52),其能够在与电动机4之间进行电力的交换;第1变速机构11,其能够通过第1输入轴13接收来自内燃机3的内燃机输出轴(曲轴3a)和电动机4的动力,并将该动力在通过多个变速档中的任意一个变速档进行了变速的状态下传递至驱动轮DW;第2变速机构31,其能够通过第2输入轴32接收来自所述内燃机输出轴的动力,并将该动力在通过多个变速档中的任意一个变速档进行了变速的状态下传递至驱动轮DW;第1离合器C1,其能够将内燃机输出轴与第1变速机构11之间接合起来;和第2离合器C2,其能够将内燃机输出轴与第2变速机构31之间接合起来,所述混合动力车辆的控制方法的特征在于,根据混合动力车辆V的速度(车速VP)和内燃机3的变速档,将内燃机3的目标驱动力(目标扭矩TRECMD)设定为内燃机3的燃料消耗率最小的最佳点(BSFC底部扭矩)(图18的步骤113),根据混合动力车辆V的速度和电动机4的变速档,将电动机4的目标驱动力(目标扭矩TRMCMD)设定为电动机4的效率最高的最佳点(最大效率马达扭矩TRMMAX)(步骤114~
115),基于驱动轮DW所要求的要求驱动力(要求扭矩TRQ)和电动机4的设定的目标驱动力,使内燃机3的目标驱动力从最佳点移动(步骤116),控制内燃机3的动作,以获得内燃机3的移动后的目标驱动力(步骤117),控制电动机4的动作,以通过牵引或再生来补充或吸收电动机4的目标驱动力(步骤118)。
[0063] 根据本发明,不仅能够反映内燃机的燃料消耗,还能够反映电动机的效率,同时能够恰当地分配内燃机和电动机的目标驱动力,由此,能够在抑制内燃机的燃料消耗和电动机的损失的同时改善混合动力车辆的油耗。
[0064] 为了实现所述第4目的,权利要求18的发明是混合动力车辆的控制装置,所述混合动力车辆具有:内燃机3;能够发电的电动机4;蓄电器(蓄电池52),其能够在与电动机4之间进行电力的交换;第1变速机构11,其能够通过第1输入轴13接收来自内燃机3的内燃机输出轴(实施方式中的(以下,在本项上相同)曲轴3a)和电动机4的动力,并将该动力在通过多个变速档中的任意一个变速档进行了变速的状态下传递至驱动轮DW;第2变速机构31,其能够通过第2输入轴32接收来自所述内燃机输出轴的动力,并将该动力在通过多个变速档中的任意一个变速档进行了变速的状态下传递至驱动轮DW;第1离合器C1,其能够将内燃机输出轴与第1变速机构11之间接合起来;和第2离合器C2,其能够将内燃机输出轴与第2变速机构31之间接合起来,所述混合动力车辆的控制装置的特征在于具有:存储单元(ECU2,图20、图21),其存储综合燃料消耗映射,所述综合燃料消耗映射针对混合动力车辆V的速度(车速VP)和驱动轮DW所要求的要求驱动力(要求扭矩TRQ),按照内燃机3的动力的变速档与电动机4的动力的变速档的每个组合即变速形式规定了混合动力车辆V的综合燃料消耗(综合燃料消耗率TSFC);和变速形式选择单元(ECU2,图22的步骤203),其根据混合动力车辆V的速度和要求驱动力,并基于综合燃料消耗映射,从多个变速形式中选择综合燃料消耗最小的变速形式。
[0065] 根据该混合动力车辆的控制装置,当内燃机的内燃机输出轴与第1变速机构的第1输入轴通过第1离合器互相接合、且内燃机输出轴与第2变速机构的第2输入轴的接合通过第2离合器被释放时,内燃机的动力在通过第1变速机构的多个变速档中的任意一个变速档进行变速后的状态下传递至驱动轮。另外,当内燃机输出轴与第1输入轴的接合通过第1离合器被释放、且内燃机输出轴与第2输入轴通过第2离合器互相接合时,内燃机的动力在通过第2变速机构的多个变速档中的任意一个变速档进行变速后的状态下传递至驱动轮。另外,电动机的动力在通过第2变速机构的多个变速档中的任意一个变速档进行变速后的状态下传递至驱动轮。
[0066] 另外,在存储单元中存储有综合燃料消耗映射。该综合燃料消耗映射针对混合动力车辆的速度和驱动轮所要求的要求驱动力,按照内燃机的动力的每个变速档规定了混合动力车辆的综合燃料消耗。另外,综合燃料消耗表示:假设混合动力车辆中的作为能源的燃料最终转换成混合动力车辆的行驶能量时的、燃料量与最终的行驶能量之比。因此,综合燃料消耗不仅反映了内燃机的燃料消耗,还反映了进行充电行驶时的电动机和蓄电器等的效率,该值越小,表示混合动力车辆的油耗越低。
[0067] 在本发明中,根据混合动力车辆的速度和要求驱动力,并基于综合燃料消耗映射,从多个变速形式中选择综合燃料消耗最小的变速形式。因此,通过使用选择出的变速形式使混合动力车辆运转,由此,能够在反映出动力传递路径的差异、或进行充电行驶或辅助行驶时的电动机及蓄电器的效率等的同时得到最小的综合燃料消耗,从而能够改善混合动力车辆的油耗。
[0068] 权利要求19的发明的特征在于,在权利要求18所述的混合动力车辆的控制装置中,综合燃料消耗是使用通过借助于电动机4的再生来对蓄电器进行充电时的效率、和将充入蓄电器中的电力转换为电动机4的动力时的预测效率而计算出来的,其中所述再生使用了内燃机3的动力的一部分。
[0069] 根据该结构,综合燃料消耗是使用通过借助于电动机的再生来对蓄电器进行充电时的效率、和充入蓄电器中的电力在将来转换为电动机的动力时的预测效率而计算出来的。因此,能够在反映这些效率的同时高精度地计算出混合动力车辆的综合燃料消耗。
[0070] 权利要求20的发明的特征在于,在权利要求18所述的混合动力车辆的控制装置中,所述混合动力车辆构成为,在第1离合器C1被释放且第2离合器C2被连接的状态下,第2输入轴32的动力经由第2变速机构31和第1变速机构11传递至第1输入轴13,在通过借助于电动机4的再生来对蓄电器进行充电的状态下,当要求驱动力在规定的值TRQL以下时,变速形式选择单元从多个变速形式中选择内燃机3的动力的变速档为第1变速机构11的变速档的变速形式,其中所述再生使用了内燃机3的动力的一部分。
[0071] 根据该结构,在通过第2变速机构对内燃机的动力进行变速时,第2输入轴的动力经由第2变速机构和第1变速机构传递至第1输入轴。即,内燃机输出轴的动力经由第1变速机构和第2变速机构双方传递至电动机。另一方面,第1变速机构从内燃机输出轴接受的动力不经第2变速机构就传递至电动机。因此,关于在进行借助于电动机的再生时发生的动力的损失,在内燃机的动力通过第1变速机构的变速档进行变速的情况下更小,减小量相当于不经由第2变速机构的量。
[0072] 另外,利用内燃机的驱动力与要求驱动力之差进行借助于电动机的再生。因此,要求驱动力越小,用于再生的驱动力就越大,从内燃机至电动机的动力传递路径中的动力损失也越大。
[0073] 在本发明中,在通过借助于电动机的再生来对蓄电器进行充电的状态下,当要求驱动力在规定的值以下、且用于再生的驱动力较大时,选择内燃机的动力的变速档为第1变速机构的变速档的变速形式,因此,能够降低动力损失从而减小其影响,能够提高蓄电器的充电效率。
[0074] 为了实现所述第4目的,权利要求21的发明是混合动力车辆V的控制方法,所述混合动力车辆具有:内燃机3;能够发电的电动机4;蓄电器(蓄电池52),其能够在与电动机4之间进行电力的交换;第1变速机构11,其能够通过第1输入轴13接收来自内燃机3的内燃机输出轴(实施方式中的(以下,在本项上相同)曲轴3a)和电动机4的动力,并将该动力在通过多个变速档中的任意一个变速档进行了变速的状态下传递至驱动轮DW;第2变速机构31,其能够通过第2输入轴32接收来自所述内燃机输出轴的动力,并将该动力在通过多个变速档中的任意一个变速档进行了变速的状态下传递至驱动轮DW;第1离合器C1,其能够将内燃机输出轴与第1变速机构11之间接合起来;和第2离合器C2,其能够将内燃机输出轴与第2变速机构31之间接合起来,所述混合动力车辆V的控制方法的特征在于,存储综合燃料消耗映射,所述综合燃料消耗映射针对混合动力车辆V的速度(车速VP)和驱动轮DW所要求的要求驱动力(要求扭矩TRQ),按照内燃机3的动力的变速档与电动机4的动力的变速档的每个组合即变速形式规定了混合动力车辆V的综合燃料消耗(综合燃料消耗率TSFC),根据混合动力车辆V的速度和要求驱动力,并基于综合燃料消耗映射,从多个变速形式中选择综合燃料消耗最小的变速形式,在综合燃料消耗映射中存储的综合燃料消耗是使用通过借助于电动机4的再生来对蓄电器(蓄电池52)进行充电时的效率、和将充入蓄电器中的电力转换为电动机4的动力时的效率而计算出来的,其中所述再生使用了内燃机3的动力的一部分,混合动力车辆V构成为,在第1离合器C1被释放且第2离合器C2被连接的状态下,第2输入轴32的动力经由第2变速机构31和第1变速机构11传递至第1输入轴13,在通过借助于电动机4的再生来对蓄电器进行充电的状态下,当内燃机3的输出在规定的值以下时,从多个变速形式中选择内燃机3的动力的变速档为第1变速机构11的变速档的变速形式。
[0075] 根据该结构,能够得到与前述的权利要求18至20相同的作用。即,能够得到这样的作用:能够根据电动机和蓄电器等的效率和要求驱动力恰当地选择变速形式,使综合燃料消耗最小,从而能够改善混合动力车辆的油耗等。
[0076] 权利要求22的发明的特征在于,在权利要求1至7、9、15、18和19中的任意一方所述的混合动力车辆V的控制装置1中,所述混合动力车辆V的控制装置1还具有:蓄电器温度检测单元(蓄电池温度传感器63),其检测作为蓄电器(蓄电池52)的温度的蓄电器温度;电动机温度检测单元(马达温度传感器),其检测作为电动机4的温度的电动机温度;和限制单元(ECU2),当蓄电器温度(蓄电池温度TB)在第1规定温度以上这一条件、和电动机温度在第2规定温度以上这一条件中的至少一方成立时,其限制电动机4在驱动时的输出。
[0077] 根据该混合动力车辆的控制装置,当蓄电器温度在第1规定温度以上这一条件、和电动机温度在第2规定温度以上这一条件中的至少一方成立时,电动机在驱动时的输出被限制,因此能够避免蓄电器和/或电动机成为过度升温状态,由此,能够延长蓄电器和/或电动机的寿命。
[0078] 权利要求23的发明的特征在于,在权利要求1、2、5、6、9、15、18和19中的任意一方所述的混合动力车辆的控制装置中,在混合动力车辆V、V’上设置有车辆导航系统66,所述车辆导航系统66对表示混合动力车辆V、V’所行驶在的周边的道路信息的数据进行存储,所述混合动力车辆的控制装置1还具有预测单元(ECU2),该预测单元(ECU2)基于在车辆导航系统66中存储的数据来预测混合动力车辆的行驶状况,进一步根据预测出的混合动力车辆的行驶状况进行变速档或行驶模式的选择。
[0079] 根据该结构,基于表示混合动力车辆所行驶在的周边的道路信息的数据,通过预测单元预测混合动力车辆的行驶状况,并根据预测出的混合动力车辆的行驶状况来进行变速档或行驶模式的选择。由此,能够选择出与混合动力车辆的行驶状况相适合的变速档或行驶模式。例如,当预测到混合动力车辆要在下坡路上行驶时,能够选择可获得电动机的高发电效率这样的变速档,当预测为混合动力车辆要在上坡路上行驶时,能够选择可输出更大的扭矩这样的低速侧的变速档,当预测到混合动力车辆要转移至巡航行驶时,能够选择适合仅将电动机用作动力源的变速档。
[0080] 权利要求24的发明的特征在于,在权利要求10、16和20中的任意一方所述的混合动力车辆的控制装置中,当蓄电器的充电状态(充电状态SOC)在规定的值以下时,选择强制再生模式,在该强制再生模式中,强制地进行借助于电动机4的再生。
[0081] 根据该结构,当蓄电器的充电状态在规定的值以下时,选择强制地进行借助于电动机的再生的运转模式。因此,当蓄电器的充电状态在规定的值以下时,即蓄电器的充电状态比较小时,能够强制地进行借助于电动机的再生,因此能够避免蓄电器的过度放电。
[0082] 权利要求25的发明的特征在于,在权利要求9、18和21中的任意一方所述的混合动力车辆的控制装置中,进一步根据为了消除扭矩波动而由电动机4消耗的电力对综合燃料消耗映射进行了修正。
[0083] 根据前述的综合燃料消耗的定义可知,为了消除扭矩波动而在电动机中消耗的电力会对综合燃料消耗产生影响。根据上述的结构,由于进一步根据为了消除扭矩波动而由电动机消耗的电力对综合燃料消耗映射进行了修正,因此,能够进一步根据该电力的损失量来恰当地规定综合燃料消耗。
[0084] 权利要求26的发明的特征在于,在权利要求9、18和21中的任意一方所述的混合动力车辆的控制装置中,电动机4具有三相线圈,且通过来自蓄电器(蓄电池52)的电力供给而被驱动,所述蓄电器(蓄电池52)经电路(PDU51)与所述电动机4连接,进一步根据电动机4中的损及损、电路中的损失、以及三相线圈中的损失对综合燃料消耗映射进行了修正。
[0085] 根据前述的综合燃料消耗的定义可知,电动机中的铁损及铜损、电路中的损失、以及电动机的三相线圈中的损失会对综合燃料消耗产生影响。根据上述的结构,由于进一步根据电动机中的铁损及铜损、电路中的损失、以及电动机的三相线圈中的损失对综合燃料消耗映射进行了修正,因此,能够进一步根据这些损失来恰当地规定综合燃料消耗率。附图说明
[0086] 图1是示意性地示出应用了本发明的第1实施方式的控制装置的混合动力车辆的结构的图。
[0087] 图2是示出控制装置的电气结构的框图
[0088] 图3是示出行驶控制处理的内容的流程图
[0089] 图4是示出在对3速档下的发动机行驶综合效率TE_eng的计算中使用的映射的一个例子的图。
[0090] 图5是示出在对3速档下的充电行驶综合效率TE_ch和辅助行驶综合效率TE_asst的计算中使用的映射的一个例子的图。
[0091] 图6是示出在对3速档下的发动机行驶综合效率TE_eng、充电行驶综合效率TE_ch和辅助行驶综合效率TE_asst的计算中使用的映射的一个例子的图。
[0092] 图7是示出在对EV行驶综合效率TE_ev的计算中使用的映射的一个例子的图。
[0093] 图8是示出对过去平均充电量ENE_chave的计算处理的流程图。
[0094] 图9是示出辅助行驶综合效率TE_asst的映射值的更新处理的流程图。
[0095] 图10是示意性地示出混合动力车辆的变形例的结构的图。
[0096] 图11是在第2实施方式中使用的第1综合燃料消耗映射的一个例子。
[0097] 图12是在第2实施方式中使用的基本综合燃料消耗映射的一个例子。
[0098] 图13是在第2实施方式中使用的第2综合燃料消耗映射的一个例子。
[0099] 图14是示出第3实施方式的对内燃机和电动机的控制处理的流程图。
[0100] 图15是在第3实施方式中使用的燃料消耗率映射的一个例子。
[0101] 图16是用于说明第3实施方式的对最大效率发动机扭矩的计算方法的图。
[0102] 图17是在第3实施方式中使用的马达侧效率映射的一个例子。
[0103] 图18是示出第4实施方式的对内燃机和电动机的控制处理的流程图。
[0104] 图19是在第4实施方式中使用的马达效率映射的一个例子。
[0105] 图20是在第5实施方式中使用的综合燃料消耗率映射的一个例子。
[0106] 图21是在第5实施方式中使用的与图20不同的变速形式用的综合燃料消耗率映射的一个例子。
[0107] 图22是示出第5实施方式的对变速形式的选择处理的流程图。

具体实施方式

[0108] 以下,参照附图对本发明的第1实施方式的混合动力车辆的控制装置进行说明。图1所示的混合动力车辆V是由一对驱动轮DW(仅图示了一个)和一对从动轮(未图示)等构成的四轮车辆,其具备作为动力源的内燃机(以下称作“发动机”)3和电动机4。发动机
3是具有多个气缸汽油发动机,其具有作为内燃机输出轴的曲轴3a。发动机3的燃料喷射量、燃料喷射时期和点火时期等由图2所示的控制装置1的ECU2控制。并且,作为发动机3,也可以使用以将轻油、天然气乙醇、汽油混入其他燃料而成的混合燃料等为燃料的发动机。
[0109] 电动机(以下称作“马达”)4是所谓的马达发电机、即通常的单转子型的无刷DC马达,其具有固定的定子4a和旋转自如的转子4b。该定子4a是用于产生旋转磁场的部件,由铁芯和三相线圈构成。另外,定子4a安装于壳体CA,所述壳体CA固定于车辆,并且,定子4a经电力驱动单元(以下称作“PDU”)51与能够充电和放电的蓄电池52电连接。该PDU51由逆变器等电路构成,并且与ECU2电连接(参照图2)。上述的转子4b由磁铁等构成,并且配置成与定子4a对置。并且,作为马达4,也可以使用能够发电的AC马达。
[0110] 在以上结构的马达4中,当通过ECU2对PDU51的控制而从蓄电池52经PDU51对定子4a供给电力时,产生旋转磁场,与此相伴,该电力被转换成动力,从而使转子4b旋转。另外,通过恰当地控制定子4a,由此控制传递至转子4b的动力。
[0111] 另外,在停止对定子4a供给电力的状态下通过输入动力使转子4b旋转时,通过ECU2对PDU51的控制而产生旋转磁场,与此相伴,输入转子4b的动力被转换成电力而进行发电。在这种情况下,通过控制由定子4a发出的电力,来控制传递至转子4b的动力。
[0112] 进而,混合动力车辆V具备用于将发动机3和马达4的动力传递至车辆的驱动轮DW的驱动力传递装置,该驱动力传递装置具有由第1变速机构11和第2变速机构31等构成的双离合变速器
[0113] 第1变速机构11是通过1速档、3速档、5速档和7速档中的一个变速档将输入的动力进行变速后传递至驱动轮DW的变速机构。关于这些1速档~7速档的变速比,其档数越大,越将其设定在高速侧。具体来说,第1变速机构11具有与发动机3的曲轴3a同轴状地配置的第1离合器C1、行星齿轮装置12、第1输入轴13、3速齿轮14、5速齿轮15和7速齿轮16。
[0114] 第1离合器C1是干式多片离合器,其由一体地安装于曲轴3a的外部件C1a、和一体地安装于第1输入轴13的一端部的内部件C1b等构成。第1离合器C1由ECU2控制,在紧状态下,使第1输入轴13与曲轴3a接合,另一方面,在释放状态下,使该接合解除,从而将两者13、3a之间截断。并且,作为第1离合器C1,也可以采用湿式离合器类型的离合器。
[0115] 行星齿轮装置12是单排行星齿轮式的行星齿轮装置,其具有:太阳齿轮12a;齿圈12b,其旋转自如地设在该太阳齿轮12a的外周,且其齿数比太阳齿轮12a的齿数多;多个(例如3个)行星齿轮12c(仅图示了2个),它们与两个齿轮12a、12b啮合;和旋转自如的行星架12d,其将行星齿轮12c支承成旋转自如。
[0116] 太阳齿轮12a一体地安装于第1输入轴13的另一端部。在第1输入轴13的另一端部还一体地安装有前述的马达4的转子4b,第1输入轴13被轴承(未图示)支承成能够旋转自如。根据以上的结构,第1输入轴13、太阳齿轮12a和转子4b彼此一体地旋转。
[0117] 另外,在齿圈12b上设置有锁定机构BR。该锁定机构BR是电磁式的锁定机构,其根据ECU2而工作(ON)/停止(OFF),当处于工作状态时,其将齿圈12b保持成不能旋转,并且,当处于停止状态时,其允许齿圈12b旋转。并且,作为锁定机构BR,也可以采用同步离合器等。
[0118] 行星架12d一体地安装于中空的旋转轴17。旋转轴17以相对旋转自如的方式配置于第1输入轴13的外侧,并且被轴承(未图示)支承成能够旋转自如。
[0119] 3速齿轮14一体地安装于旋转轴17,且与旋转轴17和行星架12d一体地旋转自如。另外,5速齿轮15和7速齿轮16旋转自如地设置于第1输入轴13。进而,这些3速齿轮14、7速齿轮16和5速齿轮15在行星齿轮装置12和第1离合器C1之间以该顺序排列。
[0120] 另外,在第1输入轴13上设置有第1同步离合器SC1和第2同步离合器SC2。第1同步离合器SC1具有套筒S1a、换档拨叉和促动器(均未图示)。第1同步离合器SC1根据ECU2的控制使套筒S1a沿第1输入轴13的轴线方向移动,由此选择性地使3速齿轮14或
7速齿轮16与第1输入轴13接合。
[0121] 第2同步离合器SC2与第1同步离合器SC1相同地构成,其根据ECU2的控制使套筒S2a沿第1输入轴13的轴线方向移动,由此使5速齿轮15与第1输入轴13接合。
[0122] 另外,在3速齿轮14、5速齿轮15和7速齿轮16上分别啮合有第1齿轮18、第2齿轮19和第3齿轮20,这些第1~第3齿轮18~20一体地安装于输出轴21。输出轴21被轴承(未图示)支承成能够旋转自如,且配置成与第1输入轴13平行。另外,在输出轴21上一体地安装有齿轮21a,该齿轮21a与终端减速装置FG的齿轮啮合,该终端减速装置FG具有差动装置。输出轴21经这些齿轮21a及终端减速装置FG与驱动轮DW连结。
[0123] 在以上结构的第1变速机构11中,利用行星齿轮装置12、3速齿轮14和第1齿轮18构成了1速档和3速档的档位,利用5速齿轮15和第2齿轮19构成了5速档的档位,利用7速齿轮16和第3齿轮20构成了7速档的档位。另外,输入到第1输入轴13的动力被这些1速档、3速档、5速档和7速档中的一个变速档变速,并经输出轴21、齿轮21a和终端减速装置FG传递至驱动轮DW。
[0124] 前述的第2变速机构31是通过2速档、4速档和6速档中的一个变速档将输入的动力进行变速后传递至驱动轮DW的变速机构。关于这些2速档~6速档的变速比,其档数越大,越将其设定在高速侧。具体来说,第2变速机构31具有第2离合器C2、第2输入轴32、中间轴33、2速齿轮34、4速齿轮35和6速齿轮36,第2离合器C2及第2输入轴32与曲轴3a同轴状地配置。
[0125] 第2离合器C2与第1离合器C1相同,是干式多片离合器,其由一体地安装于曲轴3a的外部件C2a、和一体地安装于第2输入轴32的一端部的内部件C2b构成。第2离合器C2由ECU2控制,在锁紧状态下,使第2输入轴32与曲轴3a接合,另一方面,在释放状态下,使该接合解除,从而将两者32、3a之间截断。
[0126] 第2输入轴32形成为中空状,以相对旋转自如的方式配置于第1输入轴13的外侧,并且被轴承(未图示)支承成能够旋转自如。另外,在第2输入轴32的另一端部一体地安装有齿轮32a。
[0127] 中间轴33被轴承(未图示)支承成能够旋转自如,且配置成与第2输入轴32和前述的输出轴21平行。在中间轴33上一体地安装有齿轮33a,在齿轮33a上啮合有惰轮37。惰轮37与第2输入轴32的齿轮32a啮合。并且,在图1中,为了便于图示,惰轮37被描画在离开齿轮32a的位置。中间轴33经这些齿轮33a、惰轮37和齿轮32a与第2输入轴32连结。
[0128] 2速齿轮34、6速齿轮36和4速齿轮35旋转自如地设置于中间轴33并以该顺序排列,且分别与前述的第1齿轮18、第3齿轮20和第2齿轮19啮合。进而,在中间轴33上设置有第3同步离合器SC3和第4同步离合器SC4。两个同步离合器SC3和SC4与第1同步离合器SC1同样地构成。
[0129] 第3同步离合器SC3根据ECU2的控制使其套筒S3a沿中间轴33的轴线方向移动,由此选择性地使2速齿轮34或6速齿轮36与中间轴33接合。第4同步离合器SC4根据ECU2的控制使其套筒S4a沿中间轴33的轴线方向移动,由此使4速齿轮35与中间轴33接合。
[0130] 在以上结构的第2变速机构31中,利用2速齿轮34和第1齿轮18构成了2速档的档位,利用4速齿轮35和第2齿轮19构成了4速档的档位,利用6速齿轮36和第3齿轮20构成了6速档的档位。另外,输入到第2输入轴32的动力经齿轮32a、惰轮37和齿轮33a传递至中间轴33,传递至中间轴33的动力被这些2速档、4速档和6速档中的一个变速档变速,并经输出轴21、齿轮21a和终端减速装置FG传递至驱动轮DW。
[0131] 如以上那样,在第1及第2变速机构11、31中,用于将变速后的动力传递至驱动轮DW的输出轴21被共用。
[0132] 另外,在驱动力传递装置中设置有倒档机构41,倒档机构41具备倒档轴42、倒档齿轮43、和具有套筒5a的第5同步离合器SC5。在使混合动力车辆V更新的情况下,根据ECU2的控制使套筒5a沿倒档轴42的轴线方向移动,由此使倒档齿轮43与倒档轴42接合。
[0133] 进而,如图2所示,表示马达4的转速(以下称作“马达转速”)NMOT的检测信号从马达转速传感器60输入到ECU2。另外,CRK信号从曲轴转传感器61输入到ECU2。该CRK信号是随着发动机3的曲轴3a的旋转而每隔规定的曲轴转角被输出的脉冲信号。ECU2基于该CRK信号计算出发动机转速NE。另外,表示输入到蓄电池52或从蓄电池52输出的电流/电压值的检测信号从电流电压传感器62输入到ECU2。ECU2基于该检测信号来计算出蓄电池52的充电状态SOC(充电量)。
[0134] 进而,表示蓄电池52的温度(以下称作“蓄电池温度”)TB的检测信号从蓄电池温度传感器63输入到ECU2。另外,表示车辆的未图示的油门踏板的踩入量即油门开度AP的检测信号从油门开度传感器64输入到ECU2,表示车速VP(行驶状态参数)的检测信号从车速传感器65输入到ECU2。另外,表示混合动力车辆V所行驶在的周边的道路信息的数据从车辆导航系统66输入到ECU2。
[0135] ECU2由微型计算机构成,该微型计算机由I/O接口、CPU、RAM、EEPROM和ROM等构成,根据来自上述的各种传感器60~65的检测信号、RAM内的数据、EEPROM内的数据和ROM内的数据等来控制混合动力车辆V的动作。另外,将存储于车辆导航系统66中的、表示行驶中的混合动力车辆V的周边的道路信息的数据适当地输入到ECU2。
[0136] 并且,在第1实施方式中,ECU2相当于内燃机驱动能量计算单元、电动机驱动能量计算单元、充电能量计算单元、动力源能量计算单元、综合效率参数计算单元、行驶模式选择单元、行驶模式执行单元、充电行驶模式执行单元、过去充电量存储单元和充电量检测单元。
[0137] 在以上结构的混合动力车辆V的运转模式(行驶模式)中,包括发动机行驶模式、EV行驶模式、辅助行驶模式、充电行驶模式、减速再生模式和ENG起动模式。混合动力车辆V在各运转模式中的动作由ECU2控制。以下,对这些运转模式依次进行说明。
[0138] [发动机行驶模式]
[0139] 发动机行驶模式是仅将发动机3用作动力源的运转模式。在发动机行驶模式下,通过控制发动机3的燃料喷射量、燃料喷射时期和点火时期来控制发动机3的动力(以下称作“发动机动力”)。另外,发动机动力通过第1或第2变速机构11、31进行变速后传递至驱动轮DW。
[0140] 首先,对于利用第1变速机构11以1速档、3速档、5速档和7速档中的一个变速档将发动机动力进行变速后传递至驱动轮DW的情况下的动作依次进行说明。在这种情况下,无论在上述的哪一个变速档中,都通过将第1离合器C1控制成锁紧状态,来使第1输入轴13与曲轴3a接合,并且,通过将第2离合器C2控制成释放状态,来使中间轴33相对于曲轴3a的接合解除。另外,通过控制第5同步离合器SC5来解除倒档齿轮43相对于倒档轴42的接合。
[0141] 在1速档的情况下,通过将锁定机构BR控制成工作状态,来将齿圈12b保持成不能旋转,并且,通过第1及第2同步离合器SC1、SC2来解除3速齿轮14、5速齿轮15和7速齿轮16相对于第1输入轴13的接合。
[0142] 通过以上操作,发动机动力经第1离合器C1、第1输入轴13、太阳齿轮12a、行星齿轮12c、行星架12d、旋转轴17、3速齿轮14和第1齿轮18传递至输出轴21,进而经齿轮21a和终端减速装置FG传递至驱动轮DW。此时,由于如上述那样齿圈12b被保持成不能旋转,因此,传递至第1输入轴13的发动机动力在以与太阳齿轮12a和齿圈12b的齿数比相对应的变速比减速后被传递至行星架12d,进而在以与3速齿轮14和第1齿轮18的齿数比相对应的变速比减速后被传递至输出轴21。其结果是,发动机动力在以1速档的变速比进行变速后传递至驱动轮DW,所述1速档的变速比由上述的2个变速比确定。
[0143] 在3速档的情况下,通过将锁定机构BR控制成停止状态,来允许齿圈12b旋转,并且,通过控制第1及第2同步离合器SC1、SC2来仅使3速齿轮14与第1输入轴13接合。
[0144] 通过以上操作,发动机动力从第1输入轴13经3速齿轮14和第1齿轮18传递至输出轴21。在这种情况下,由于如上述那样3速齿轮14与第1输入轴13接合,因此太阳齿轮12a、行星架12d和齿圈12b一体地空转。因此,在3速档的情况下,与1速档的情况不同,发动机动力没有被行星齿轮装置12减速,而是在以3速档的变速比进行变速后传递至驱动轮DW,所述3速档的变速比由3速齿轮14和第1齿轮18的齿数比确定。
[0145] 在5速档的情况下,与3速档的情况相同,通过控制锁定机构BR来允许齿圈12b旋转,并且,通过控制第1及第2同步离合器SC1、SC2来仅使5速齿轮15与第1输入轴13接合。
[0146] 通过以上操作,发动机动力从第1输入轴13经5速齿轮15和第2齿轮19传递至输出轴21。在这种情况下,也与3速档的情况相同,没有发挥行星齿轮装置12的减速功能,发动机动力在以5速档的变速比进行变速后被传递至驱动轮DW,所述5速档的变速比由5速齿轮15和第2齿轮19的齿数比确定。
[0147] 在7速档的情况下,与5速档的情况相同,通过控制锁定机构BR来允许齿圈12b旋转,并且,通过控制第1及第2同步离合器SC1、SC2来仅使7速齿轮16与第1输入轴13接合。
[0148] 通过以上操作,发动机动力从第1输入轴13经7速齿轮16和第3齿轮20传递至输出轴21。在这种情况下,也没有发挥行星齿轮装置12的减速功能,发动机动力在以7速档的变速比进行变速后被传递至驱动轮DW,所述7速档的变速比由7速齿轮16和第3齿轮20的齿数比确定。
[0149] 接下来,对于利用第2变速机构31以2速档、4速档和6速档中的一个变速档将发动机动力进行变速后传递至驱动轮DW的情况下的动作依次进行说明。在这种情况下,无论在这些变速档的哪一个变速档中,都通过将第1离合器C1控制成释放状态,来使第1输入轴13相对于曲轴3a的接合解除,并且,通过将第2离合器C2控制成锁紧状态,来使第2输入轴32与曲轴3a接合。另外,通过控制第5同步离合器SC5来解除倒档齿轮43相对于倒档轴42的接合。
[0150] 在2速档的情况下,通过控制第3和第4同步离合器SC3、SC4来仅使2速齿轮34与中间轴33接合。由此,发动机动力经第2离合器C2、第2输入轴32、齿轮32a、惰轮37、齿轮33a、中间轴33、2速齿轮34和第1齿轮18传递至输出轴21,进而经齿轮21a和终端减速装置FG传递至驱动轮DW。此时,发动机动力以2速档的变速比进行变速后传递至驱动轮DW,所述2速档的变速比由2速齿轮34和第1齿轮18的齿数比确定。
[0151] 在4速档的情况下,通过控制第3和第4同步离合器SC3、SC4来仅使4速齿轮35与中间轴33接合。由此,发动机动力从中间轴33经4速齿轮35和第2齿轮19传递至输出轴21。此时,发动机动力以4速档的变速比进行变速后传递至驱动轮DW,所述4速档的变速比由4速齿轮35和第2齿轮19的齿数比确定。
[0152] 在6速档的情况下,通过控制第3和第4同步离合器SC3、SC4来仅使6速齿轮36与中间轴33接合。由此,发动机动力从中间轴33经6速齿轮36和第3齿轮20传递至输出轴21。此时,发动机动力以6速档的变速比进行变速后传递至驱动轮DW,所述6速档的变速比根据6速齿轮36和第3齿轮20的齿数比来确定。
[0153] 并且,在发动机行驶模式中,第1及第2变速机构11、31的变速档如后述那样设定成混合动力车辆V整体能够获得较高的效率(即能够在发动机3中获得良好的油耗)。
[0154] [EV行驶模式]
[0155] EV行驶模式是仅使用马达4作为动力源的运转模式。在EV行驶模式下,通过控制从蓄电池51供给至马达4的电力来控制马达4的动力(以下称作“马达动力”)。另外,马达动力通过第1变速机构11以1速档、3速档、5速档和7速档中的一个变速档变速并被传递至驱动轮DW。在这种情况下,无论在这些变速档的哪一个变速档中,都通过将第1及第2离合器C1、C2控制成释放状态,来使第1及第2输入轴13、32相对于曲轴3a的接合解除。由此,马达4及驱动轮DW与发动机3之间被截断,因此马达动力不会白白地传递至发动机
3。另外,通过控制第5同步离合器SC5来解除倒档齿轮43相对于倒档轴42的接合。
[0156] 在1速档的情况下,与发动机行驶模式的情况相同,通过将锁定机构BR控制成工作状态,来将齿圈12b保持成不能旋转,并且,通过控制第1及第2同步离合器SC1、SC2来解除3速齿轮14、5速齿轮15和7速齿轮16相对于第1输入轴13的接合。
[0157] 通过以上操作,马达动力经第1输入轴、太阳齿轮12a、行星齿轮12c、行星架12d、旋转轴17、3速齿轮14和第1齿轮18传递至输出轴21。其结果是,马达动力与发动机行驶模式的情况相同地以1速档的变速比变速并传递至驱动轮DW。
[0158] 在3速档的情况下,与发动机行驶模式的情况相同,通过将锁定机构BR控制成停止状态,来允许齿圈12b旋转,并且,通过控制第1及第2同步离合器SC1、SC2来仅使3速齿轮14与第1输入轴13接合。由此,马达动力从第1输入轴13经3速齿轮14和第1齿轮18传递至输出轴21。其结果是,马达动力与发动机行驶模式的情况相同地以3速档的变速比变速并传递至驱动轮DW。
[0159] 在5速档或7速档的情况下,与发动机行驶模式的情况相同地控制锁定机构BR、第1及第2同步离合器SC1、SC2。由此,马达动力以5速档或7速档的变速比变速并传递至驱动轮DW。
[0160] 并且,如后所述,在EV行驶模式中,第1变速机构11的变速档被设定成使混合动力车辆V整体上能够获得较高的效率(即马达4的高驱动效率)。
[0161] [辅助行驶模式]
[0162] 辅助行驶模式是以马达4来辅助发动机3的运转模式。在辅助行驶模式下,如后所述,控制发动机3的扭矩(以下称作“发动机扭矩”),以使发动机3的有效燃料消耗率BSFC达到最小(即能够获得发动机3的良好的油耗)。另外,发动机扭矩相对于驾驶员对驱动轮DW所要求的扭矩(以下称作“要求扭矩”)TRQ的不足量由马达4的扭矩(以下称作“马达扭矩”)补充。该要求扭矩TRQ(行驶状态参数)如后所述那样根据油门开度AP来算出。
[0163] 在这种情况下,在通过第1变速机构11将发动机动力传递至驱动轮DW时(即奇数档时),马达4和驱动轮DW的变速比与在第1变速机构11设定的变速档的变速比相同。另一方面,在通过第2变速机构12将发动机动力传递至驱动轮DW时(即偶数档时),马达4和驱动轮DW的变速比能够选择第1变速机构11的1速档、3速档、5速档或7速档中的任意一个变速档的变速比。
[0164] 另外,在辅助行驶模式中,例如在以2速档对发动机动力进行变速时,通过预换档来选择第1变速机构11的变速档,并将马达动力经第1变速机构11传递至输出轴21。在这种情况下,输出轴21的第1~第3被动齿轮18~20处于与奇数档的变速档的齿轮和偶数档的变速档的齿轮双方啮合的状态,从而能够对通过偶数档进行变速后的发动机动力和通过奇数档进行变速后的马达动力进行合成。并且,第1离合器C1被控制成释放状态,由此,发动机动力没有经第1变速机构11传递至驱动轮DW。另外,要进行预换档的第1变速机构11的变速档能够根据混合动力车辆V的行驶状态来自由选择。
[0165] [充电行驶模式]
[0166] 充电行驶模式是这样的运转模式:通过马达4将发动机动力的一部分转换成电力以进行发电,并且,将发出的电力充入蓄电池52。在充电行驶模式中,如后所述,控制发动机扭矩,以在混合动力车辆V中能够得到较高的效率(即能够获得良好的油耗)。另外,利用发动机扭矩相对于要求扭矩TRQ的剩余量,通过马达4进行发电,并将发出的电力充入蓄电池52。
[0167] 在这种情况下,与辅助行驶模式的情况相同,在通过第1变速机构11将发动机动力传递至驱动轮DW时(即奇数档时),马达4和驱动轮DW的变速比与第1变速机构11的变速档的变速比相同。另外,在通过第2变速机构12将发动机动力传递至驱动轮DW时(即偶数档时),马达4和驱动轮DW的变速比能够选择第1变速机构11的1速档、3速档、5速档或7速档中的任意一个变速档的变速比。
[0168] 并且,在充电行驶模式中,在利用第2变速机构31将发动机动力传递至驱动轮DW的情况下,当将马达4和驱动轮DW的变速比控制成与发动机3和驱动轮DW的变速比相同的值时,通过第1离合器C1使第1输入轴13与曲轴3a接合。由此,发动机动力的一部分经第1离合器C1和第1输入轴13传递至马达4的转子4b。
[0169] [减速再生模式]
[0170] 减速再生模式是这样的运转模式:在混合动力车辆V的减速行驶过程中,利用驱动轮DW的动力通过马达4进行发电,并将发出的电力充入蓄电池52。在减速再生模式下,与EV行驶模式的情况相同地控制第1及第2离合器C1、C2。另外,驱动轮DW的动力经末端传动齿轮FG、齿轮21a、输出轴21、第1变速机构11在被变速后的状态下传递至马达4。驱动轮DW的传递至马达4的动力被转换成电力,并充入蓄电池52。与此相伴,从马达4对驱动轮DW作用有与发出的电力相应的制动力。
[0171] 在减速再生模式中,第1变速机构11的变速档被设定成能够获得马达4的较高的发电效率。另外,与EV行驶模式的情况相同,通过第1及第2离合器C1、C2解除第1及第2输入轴13、32相对于曲轴3a的接合,由此将马达4及驱动轮DW与发动机3之间截断,因此,驱动轮DW的动力不会白白地传递至发动机3。
[0172] 并且,在减速再生模式中,在无法充分获得马达4的制动力时,也可以将第1离合器C1锁紧,以获得发动机制动器的制动力。
[0173] [ENG起动模式]
[0174] ENG起动模式是用于使发动机3起动的运转模式。在ENG起动模式中,在混合动力车辆V停止时使发动机3起动的情况下,通过将第1离合器C1控制成锁紧状态,来使第1输入轴13与曲轴3a接合,并且,通过将第2离合器C2控制成释放状态,来使第2输入轴
32相对于曲轴3a的接合解除。另外,使第1变速机构11的变速档全部解除(空档),并且,从蓄电池52对马达4供给电力,产生马达动力。
[0175] 通过以上操作,马达动力经第1输入轴13和第1离合器C1传递至曲轴3a,曲轴3a旋转。在该状态下,根据前述的CRK信号控制发动机3的燃料喷射量、燃料喷射时期和点火时期,由此使发动机3起动。在这种情况下,虽然经第1输入轴13传递至太阳齿轮12a的马达动力经行星齿轮12c向齿圈12b传递,但是,由于如上述那样允许齿圈12b旋转而使得齿圈12b空转,因此所述马达动力不会经行星架12d等传递至驱动轮DW。
[0176] 另外,在前述的EV行驶模式中使发动机3起动的情况下,将处于释放状态的第1离合器C1锁紧,使第1输入轴13与曲轴3a接合。由此,马达动力被传递至曲轴3a,使得曲轴3a旋转。在该状态下,根据CRK信号控制发动机3的燃料喷射量、燃料喷射时期和点火时期,由此使发动机3起动。在这种情况下,通过使第1离合器C1的锁紧力逐渐增加,由此不会发生从马达4传递至驱动轮DW的扭矩急剧减小的现象,因此能够确保良好的驾驶性能。
[0177] 并且,在EV行驶中,在混合动力车辆V处于非常低速的状态、或者第1离合器C1的温度较高等情况下,当起动发动机3时,不锁紧第1离合器C1,而是锁紧第2离合器C2,并且,为了起动发动机3而选择偶数档的变速档,由此也能够使发动机3起动。
[0178] 接下来,参照图3,对由ECU2执行的行驶控制处理进行说明。并且,对于在以下的说明中计算出的各种值,其一部分存储于ECU2的EEPROM内,剩余的存储于RAM内。该行驶控制处理是决定(选择)混合动力车辆V的行驶模式和变速档、并基于此来控制发动机3、马达4和2个变速机构11、31的动作的处理,在混合动力车辆V的运转过程中,在油门踏板被驾驶员踩下的状态时,以规定的控制周期(例如10msec)来执行该行驶控制处理。
[0179] 如该图所示,首先,在步骤1(在图中省略为“S1”。以下相同)中,根据油门开度AP检索未图示的映射,由此计算出要求扭矩TRQ。在这种情况下,要求扭矩TRQ以下述方式计算出来:油门开度AP越大,要求扭矩TRQ就成为越大的值。
[0180] 接下来,进入步骤2,执行综合效率的计算处理。该综合效率相当于将假设为了产生动力而供给至整个动力源(即发动机3和/或马达4)的动力源能量转换为行驶能量(即驱动驱动轮DW的能量)、或行驶能量及充入蓄电池52中的电能的效率,具体来说,通过检索以下叙述的各种综合效率的计算用映射来计算出该综合效率。
[0181] 在这种情况下,作为综合效率的计算用映射,准备有发动机行驶模式下的综合效率(以下称作“发动机行驶综合效率”)TE_eng的计算用映射、辅助行驶模式下的综合效率(以下称作“辅助行驶综合效率”)TE_asst及充电行驶模式下的综合效率(以下称作“充电行驶综合效率”)TE_ch的计算用映射、EV行驶模式下的综合效率(以下称作“EV行驶综合效率”)TE_ev的计算用映射。并且,在第1实施方式中,这4个综合效率TE_eng、TE_asst、TE_ch、TE_ev相当于综合效率参数。
[0182] 首先,对发动机行驶综合效率TE_eng的计算用映射进行说明。在这种情况下,作为发动机行驶综合效率TE_eng的计算用映射,准备有将发动机动力经1~7速档传递至驱动轮DW时的1~7速档用的映射,这些映射存储于ECU2的ROM内。并且,在以下的说明中,在发动机行驶综合效率TE_eng的计算用映射中,将1~7速档用的映射分别称作“E1~E7计算用映射”。以上的发动机行驶综合效率TE_eng的E1~E7计算用映射中的映射值被设定为基于实际的测量结果进行映射所得到的值,更具体来说,被设定为发动机3产生满足要求扭矩TRQ的扭矩时的最高的效率。
[0183] 在这种情况下,例如,发动机行驶综合效率TE_eng的E3计算用映射成为图4所示的映射。在该图中,发动机行驶综合效率TE_eng被设定成阴影线较疏的区域的综合效率比阴影线较密的区域的综合效率高,这一点在下面叙述的各种映射中相同。发动机行驶综合效率TE_eng的E3计算用映射如以上这样构成,这之外的发动机行驶综合效率TE_eng的计算用映射虽然未图示,但都通过与E3计算用映射相同的方法来制成。
[0184] 在前述的步骤2中,根据要求扭矩TRQ和车速VP检索以上的发动机行驶综合效率TE_eng的E1~E7计算用映射,由此计算出1~7速档中的任意一个变速档下的发动机行驶综合效率TE_eng。在这种情况下,根据要求扭矩TRQ和车速VP的区域的不同,具有不存在发动机行驶综合效率TE_eng的映射值的映射,在这种情况下,不计算发动机行驶综合效率TE_eng。
[0185] 并且,也可以将E1~E7计算用映射中的映射值预先设定为通过以下叙述的计算方法计算出的值,也可以在混合动力车辆V的运转过程中以规定的周期执行以下的计算方法,并利用该计算结果更新映射值。
[0186] 首先,发动机行驶综合效率TE_eng相当于混合动力车辆V的行驶能量与前述的动力源能量之比,在发动机行驶模式时,如下述算式(1)这样定义。
[0187] [算式1]
[0188]
[0189] 在该算式(1)中,ENE_eng1是内燃机燃料能量,相当于因燃料在发动机3中燃烧而产生的能量、即对燃料消耗量进行能量换算所得到的值。另外,ENE_eng2是内燃机驱动能量,其相当于内燃机燃料能量传递至驱动轮DW的值。
[0190] 在这种情况下,内燃机驱动能量ENE_eng2根据下述算式(2)计算出来。
[0191] [算式2]
[0192] ENE_eng2=ENE_eng1·Eeng·Etm_d·····(2)
[0193] 在该算式(2)中,Eeng是内燃机效率,其根据发动机转速NE等发动机运转状态计算出来。另外,Etm_d是变速机构的驱动效率,其根据变速档计算出来。
[0194] 将该算式(2)代入上述算式(1),则得到下述算式(3)。即,发动机行驶综合效率TE_eng作为内燃机效率Eeng和变速机构的驱动效率Etm_d的积而计算出来。
[0195] [算式3]
[0196]
[0197] 因此,利用该算式(3),根据车速VP、变速档和要求扭矩TRQ计算出发动机行驶综合效率TE_eng,由此能够计算出E1~E7发动机行驶时的计算用映射的映射值。
[0198] 接下来,对前述的辅助行驶综合效率TE_asst和充电行驶综合效率TE_ch的计算用映射进行说明。在以下的说明中,在辅助行驶综合效率TE_asst和充电行驶综合效率TE_ch的计算用映射中,例如将发动机动力经1速档传递至驱动轮DW且经1速档执行马达4与驱动轮DW之间的动力传递时的映射称作“E1M1计算用映射”,将发动机动力经2速档传递至驱动轮DW且经1速档执行马达4与驱动轮DW之间的动力传递时的映射称作“E2M1计算用映射”。
[0199] 在此,在辅助行驶模式中或充电行驶模式中,如前所述,由于变速机构11、31的结构上的原因,在将发动机动力经奇数变速档传递至驱动轮DW时,马达4与驱动轮DW之间的动力传递能够经相同的奇数变速档来执行。另一方面,在将发动机动力经偶数变速档传递至驱动轮DW时,马达4与驱动轮DW之间的动力传递能够经4个奇数变速档中的任意一个变速档来执行。因此,作为辅助燃料消耗量FC_asst和充电燃料消耗量FC_ch的计算用映射,准备有总共16种映射,具体来说为E1M1计算用映射、E2Mi计算用映射(i=1、3、5、7)、E3M3计算用映射、E4Mi计算用映射、E5M5计算用映射、E6Mi计算用映射和E7M7计算用映射,这些映射存储在ECU2内的EEPROM内。
[0200] 在这种情况下,例如,E3M3计算用映射具体来说成为图5所示的映射。如该图所示,在该映射中,以将下述运转点连接起来而形成的线(换而言之,最优效率线)为中间,上侧的区域成为辅助行驶综合效率TE_asst的计算用映射,下侧的区域成为充电行驶综合效率TE_ch的计算用映射,所述运转点是能够获得当发动机3产生的扭矩满足要求扭矩TRQ时的最小的有效燃料消耗率BSFC的点。
[0201] 该映射以下述方法制成:在预先制成仅用于计算辅助行驶综合效率TE_asst的E3M3计算用映射、和仅用于计算充电行驶综合效率TE_ch的E3M3计算用映射后,将两者中的效率较高的部分留下。辅助行驶综合效率TE_asst和充电行驶综合效率TE_ch的E3M3计算用映射如以上这样构成,这之外的辅助行驶综合效率TE_asst和充电行驶综合效率TE_ch的计算用映射虽然未图示,但都通过与E3M3计算用映射相同的方法来制成。
[0202] 在前述的图3的步骤2中,根据要求扭矩TRQ和车速VP检索以上的16种映射,由此计算出以前述的EjMi(j=1~7,i=1、3、5、7)作为变速档的辅助行驶综合效率TE_asst或充电行驶综合效率TE_ch。在这种情况下,根据要求扭矩TRQ和车速VP的区域的不同,具有不存在2个综合效率TE_asst、TE_ch的映射值的映射,在这种情况下,不计算2个综合效率TE_asst、TE_ch。
[0203] 并且,以上的辅助行驶综合效率TE_asst和充电行驶综合效率TE_ch的计算用映射的映射值被设定为通过以下叙述的计算方法计算出的值。首先,对充电行驶综合效率TE_ch的映射值的计算方法进行说明。该充电行驶综合效率TE_ch相当于充电行驶模式时的、混合动力车辆V的行驶能量和充入蓄电池52中的电能的和与前述的动力源能量之比,如下述算式(4)这样定义。
[0204] [算式4]
[0205]
[0206] 在该算式(4)中,ENE_mot1表示马达充放电能量,ENE_mot2表示驱动充电能量。该马达充放电能量ENE_mot1在充电行驶模式时相当于在对蓄电池52的充电中使用的燃料的能量换算值,其如后述那样计算出来。
[0207] 另外,驱动充电能量ENE_mot2在充电行驶模式时是经驱动轮DW和马达4充入蓄电池52中的电能(充电能量),其能够如下述算式(5)所示这样定义。
[0208] [算式5]
[0209] ENE_mot2=ENE_mot1·Eeng·Etm_c·Emot_c[Ebat_cd·Emot_d·Etm_d][0210] ·····(5)[0211] 在该算式(5)中,Etm_c是变速机构的充电效率,其根据变速档计算出来。另外,Emot_c、Emot_d分别是马达充电效率和马达驱动效率,它们根据变速档、车速VP和要求扭矩TRQ计算出来。进而,Ebat_cd是蓄电池52的充放电效率,其根据充电状态SOC计算出来。并且,在第1实施方式中,马达充电效率Emot_c相当于电动机的充电效率,马达驱动效率Emot_d相当于电动机的驱动效率,蓄电池52的充放电效率Ebat_cd相当于蓄电器的充放电效率。
[0212] 上述算式(5)的右边的被[]包围的值相当于充入蓄电池52中的电力将来被用于马达4中的动力转换时的效率,因此,如果将其作为预测效率Ehat,则得到下述算式(6)。
[0213] [算式6]
[0214] Ehat=Ebat_cd·Emot_d·Etm_d·····(6)
[0215] 并且,如果将上述算式(6)和前述的算式(2)代入上述算式(4),则得到下述算式(7)。
[0216] [算式7]
[0217]
[0218] 因此,能够利用该算式(7)计算出前述的16种映射(E1M1计算用映射~E7M7计算用映射)中的充电行驶综合效率TE_ch的映射值。在这种情况下,算式(7)的各参数具体如下述这样计算。
[0219] 即,内燃机燃料能量ENE_eng1以下述方法计算出来:根据车速VP和变速档,计算出产生可获得最小的有效燃料消耗率BSFC这样的发动机扭矩(以下称作“最优油耗扭矩”)的燃料量,并对该燃料量进行能量换算。另外,马达充放电能量ENE_mot1通过对从最优油耗扭矩减去要求扭矩TRQ所得到的值进行能量换算而计算出来。进而,预测效率Ehat根据车速VP、变速档和要求扭矩TRQ通过映射检索而计算出来,并且,各种效率Eeng、Etm_d、Emot_c、Etm_c通过前述的方法计算出来。
[0220] 通过以上的方法,将充电行驶综合效率TE_ch的映射值作为通过马达4的再生控制来吸收产生扭矩与要求扭矩TRQ之差、即产生扭矩相对于要求扭矩TRQ的剩余量的情况下的混合动力车辆V整体的最高的效率计算出来,所述产生扭矩是以有效燃料消耗率BSFC最小的燃料量运转发动机3时产生的扭矩。
[0221] 接下来,对前述的辅助行驶综合效率TE_asst的映射值的计算方法进行说明。该辅助行驶综合效率TE_asst相当于辅助行驶模式时的、混合动力车辆V的行驶能量与前述的动力源能量之比,如下述算式(8)这样定义。
[0222] [算式8]
[0223]
[0224] 在该算式(8)中,马达充放电能量ENE_mot1相当于在马达4中为了进行动力转换而消耗的电量。另外,驱动充电能量ENE_mot2在辅助行驶模式时可以如下述算式(9)这样定义。
[0225] [算式9]
[0226] ENE_mot2=[ENE_mot1·Eeng·Etm_c·Emot_c]·Ebat_cd·Emot_d·Etm_d[0227] ·····(9)[0228] 该算式(9)的右边的被[]包围的值相当于充入蓄电池52中的电量,因此,如果将其作为充电量ENE_ch,则得到下述算式(10)。并且,如后所述,在充电行驶模式中以规定的控制周期来计算该充电量ENE_ch。
[0229] [算式10]
[0230] ENE_ch=ENE_mot1·Eeng·Etm_c·Emot_c·····(10)
[0231] 在这种情况下,由于充电量ENE_ch是一次的计算值,因此,为了反映过去的充电状态,如后所述,通过移动平均运算来计算出至当前时刻为止的规定的次数的充电量ENE_ch的平均值作为过去平均充电量ENE_chave。如果将该过去平均充电量ENE_chave替换为上述算式(9)的右边的被[]包围的值,则得到下述算式(11)。
[0232] [算式11]
[0233] ENE_mot2=ENE_chave·Ebat_cd·Emot_d·Etm_d·····(11)
[0234] 并且,如果将上述算式(11)和前述的算式(2)代入上述算式(8),则得到下述算式(12)。
[0235] [算式12]
[0236]
[0237] 因此,能够利用该算式(12)计算出前述的16种映射(E1M1计算用映射~E7M7计算用映射)中的辅助行驶综合效率TE_asst的映射值。在这种情况下,算式(12)的各参数具体如下述这样计算出来。
[0238] 即,内燃机燃料能量ENE_eng1以下述方法计算出来:根据车速VP和变速档,计算出产生前述的最优油耗扭矩的燃料量,并对该燃料量进行能量换算。另外,马达充放电能量ENE_mot1通过对从要求扭矩TRQ减去最优油耗扭矩所得到的值进行能量换算而计算出来。进而,各种效率Eeng、Etm_d、Emot_c、Etm_c通过前述的方法计算出来。在此基础上,过去平均充电量ENE_chave在混合动力车辆V的行驶过程中如后述那样以规定的控制周期计算出来。与此相伴,辅助行驶综合效率TE_asst的映射值以规定的控制周期进行更新,因此图
5的映射中的辅助行驶综合效率TE_asst的高低区域也发生变化。
[0239] 通过以上的方法,将辅助行驶综合效率TE_asst的映射值作为通过马达4的牵引控制来补充产生扭矩与要求扭矩TRQ之差、即产生扭矩相对于要求扭矩TRQ的不足量的情况下的混合动力车辆V整体的最高的效率计算出来,所述产生扭矩是以有效燃料消耗率BSFC最小的燃料量运转发动机3时产生的扭矩。
[0240] 并且,也可以使用图6所示的映射来代替图4和图5的映射。该映射是将图4和图5组合起来并使3速档下的3个综合效率TE_eng、TE_ch、TE_asst中的效率较高的部分残留下来而成的映射。因此,通过根据要求扭矩TRQ和车速VP检索该映射,能够计算出3速档下的3个综合效率TE_eng、TE_ch、TE_asst中的最高值。即使在使用该映射的情况下,如前述那样,由于辅助行驶综合效率TE_asst的映射值以规定的控制周期进行更新,因此图6的映射中的辅助行驶综合效率TE_asst的高低区域也会发生变化。
[0241] 接下来,参照图7,对前述的EV行驶综合效率TE_ev的计算用映射进行说明。该图所示的映射是在基于实际的测量结果制成1速档、3速档、5速档和7速档的EV行驶综合效率TE_ev的映射后,以使4个映射中的效率较高的部分残留下来的方式将4个映射组合起来而制成的。
[0242] 在前述的图3的步骤2中,根据要求扭矩TRQ和车速VP来检索图7的映射,由此计算出1、3、5、7速档中的任意一个变速档的EV行驶综合效率TE_ev。在这种情况下,根据要求扭矩TRQ和车速VP的区域的不同,具有不存在EV行驶综合效率TE_ev的映射值的区域,在这种情况下,不计算EV行驶综合效率TE_ev。
[0243] 并且,也可以为:利用下述算式(13)并以规定的控制周期计算出EV行驶综合效率TE_ev,使用其计算结果更新EV行驶综合效率TE_ev的映射值。
[0244] [算式13]
[0245]
[0246] 在这种情况下,上述算式(13)的马达充放电能量ENE_mot1通过对要求扭矩TRQ进行能量换算而计算出来。
[0247] 返回图3,在步骤2中,如上所述,根据车速VP和要求扭矩TRQ计算出4个综合效率TE_eng、TE_asst、TE_ch、TE_ev的值后,进入步骤3,选择4个综合效率TE_eng、TE_asst、TE_ch、TE_ev中的最高值,并将与该选择出的综合效率相对应的变速档和行驶模式决定(选择)为本次的变速档和行驶模式。
[0248] 接下来,进入步骤4,控制发动机3、马达4和变速机构11、31的动作,以执行在步骤3中决定的变速档和行驶模式。然后,结束本处理。
[0249] 接下来,参照图8,对前述的过去平均充电量ENE_chave的计算处理进行说明。该计算处理在执行充电行驶模式的过程中以规定的控制周期(例如10msec)被执行。
[0250] 如该图所示,首先,在步骤10中,如前述那样根据车速VP和变速档计算出产生最优油耗扭矩的燃料量,并对其进行能量换算,由此计算出充电行驶模式中的内燃机燃料能量ENE_eng1。然后,进入步骤11,如前述那样对从最优油耗扭矩减去要求扭矩TRQ所得到的值进行能量换算,由此计算出马达充放电能量ENE_mot1。
[0251] 接下来,在步骤12中,如前述那样,根据发动机转速NE等发动机运转状态计算出内燃机效率Eeng。然后,在步骤13中,如前述那样根据变速档计算出变速机构的充电效率Etm_c。
[0252] 接下来,进入步骤14,如前述那样根据变速档、车速VP和要求扭矩TRQ计算出马达充电效率Emot_c。在继步骤14之后的步骤15中,根据前述的算式(10)计算出充电量ENE_ch。
[0253] 接下来,在步骤16中,如前述那样,通过包括充电量ENE_ch的本次计算值在内的规定的个数的充电量ENE_ch的计算值的移动平均运算,计算出过去平均充电量ENE_chave。该过去平均充电量ENE_chave存储于EEPROM内。然后,结束本处理。
[0254] 如上所述,过去平均充电量ENE_chave是通过规定的个数的充电量ENE_ch的移动平均运算而计算出来的,因此,过去平均充电量ENE_chave作为对蓄电池52的反映出至当前时刻为止的充电效率的充电量计算出来。并且,在上述步骤15中,也可以将过去平均充电量ENE_chave作为规定的个数的充电量ENE_ch的相加平均运算值或加权平均运算值计算出来。
[0255] 接下来,参照图9,对用于更新前述的辅助行驶综合效率TE_asst的映射值的处理进行说明。该更新处理在辅助行驶模式中以规定的控制周期(例如10msec)被执行。
[0256] 如该图所示,首先,在步骤20中,如前述那样根据车速VP和变速档计算出产生最优油耗扭矩的燃料量,并对其进行能量换算,由此计算出辅助行驶模式中的内燃机燃料能量ENE_eng1。然后,进入步骤21,如前述那样对从要求扭矩TRQ减去最优油耗扭矩所得到的值进行能量换算,由此计算出马达充放电能量ENE_mot1。
[0257] 接下来,在步骤22中,如前述那样,根据发动机转速NE等发动机运转状态计算出内燃机效率Eeng。然后,在步骤23中,如前述那样根据变速档计算出变速机构的驱动效率Etm_d。
[0258] 接下来,进入步骤24,读取存储于EEPROM中的过去平均充电量ENE_chave。在继步骤24之后的步骤25中,如前述那样根据充电状态SOC计算出蓄电池52的充放电效率Ebat_cd。
[0259] 接下来,在步骤26中,如前述那样,根据变速档、车速VP和要求扭矩TRQ计算出马达驱动效率Emot_d。在继步骤26之后的步骤27中,根据前述的算式(12)计算出辅助行驶综合效率TE_asst。
[0260] 接下来,进入步骤28,将与当前的变速档、要求扭矩TRQ和车速VP相对应的EEPROM内的辅助行驶综合效率TE_asst的映射值改写为在步骤27中计算出的值。即,更新映射值。然后,结束本处理。
[0261] 如上所述,根据第1实施方式的混合动力车辆V的控制装置1,通过检索前述的各种映射,由此按照每个变速档计算出4个综合效率TE_eng、TE_asst、TE_ch、TE_ev,并控制发动机3、马达4和变速机构11、31的动作,以使混合动力车辆V在与该计算结果中的最高值的综合效率相对应的变速档和行驶模式下行驶,因此,能够以效率最好的变速档和行驶模式的组合使混合动力车辆V行驶,由此,能够抑制发动机3的燃料消耗,从而能够改善油耗。
[0262] 另外,由于4个综合效率TE_eng、TE_asst、TE_ch、TE_ev是考虑了内燃机燃料能量ENE_eng1、内燃机驱动能量ENE_eng2、马达充放电能量ENE_mot1和驱动充电能量ENE_mot2而计算出的,因此能够作为高精度地表示混合动力车辆V整体的综合效率的参数计算出来。由此,与以往的仅考虑内燃机侧的燃料消耗率的情况相比,能够使混合动力车辆V高效地行驶,由此,能够进一步改善油耗。
[0263] 进而,充电行驶综合效率TE_ch是利用预测效率Ehat计算出来的,所述预测效率Ehat是对充入蓄电池52中的电力将来被用作动力时的效率进行预测所得到的值,因此能够进一步提高充电行驶综合效率TE_ch的计算精度。另外,辅助行驶综合效率TE_asst是利用至当前时刻为止的充电量的平均值即过去平均充电量ENE_chave计算出来的,因此,能够进一步提高辅助行驶综合效率TE_asst的计算精度。
[0264] 并且,也可以为,在混合动力车辆V上设置用于检测马达4的温度的马达温度传感器,在前述的步骤3中,在选择了某个奇数变速档下的EV行驶模式的情况下,当蓄电池温度TB为第1规定温度这一条件、和马达4的温度在第2规定温度以上这一条件中的至少一个条件成立时,进行控制以限制马达4在驱动时的输出。在这样构成的情况下,能够避免蓄电池52和/或马达4成为过度升温状态,由此,能够延长蓄电池52和/或马达4的寿命。并且,在这种情况下,马达温度传感器相当于电动机温度检测单元,蓄电池温度传感器63相当于电动机温度检测单元,ECU2相当于限制单元。
[0265] 另外,也可以构成为,在前述的步骤2、3中,在计算4个综合效率TE_eng、TE_asst、TE_ch、TE_ev并决定变速档和行驶模式的情况下,当蓄电池52的充电状态SOC在规定的量以下时,修正4个综合效率TE_eng、TE_asst、TE_ch、TE_ev的计算结果,以使马达4对蓄电池52的充电动作的执行时间变长,由此来控制发动机3、马达4和变速机构11、31的动作。在这样构成的情况下,能够迅速地避免蓄电池52中的充电量不足。并且,在这种情况下,ECU2相当于充电量检测单元和修正单元,电流电压传感器62相当于充电量检测单元。
[0266] 进而,也可以构成为,在步骤3中,在决定变速档和行驶模式的情况下,基于在车辆导航系统66中存储的数据来预测混合动力车辆V的行驶状况,进一步根据该预测出的混合动力车辆V的行驶状况来决定变速档和行驶模式。在这样构成的情况下,能够选择出适合混合动力车辆V的行驶状况的变速档和行驶模式。由此,能够进一步提高混合动力车辆整体的综合效率,从而能够进一步改善油耗。并且,在这种情况下,ECU2相当于预测单元。
[0267] 并且,第1实施方式是使用4个综合效率TE_eng、TE_ch、TE_asst、TE_ev作为综合效率参数的例子,但本发明的综合效率参数并不限于此,只要是用于表示混合动力车辆整体的综合效率的参数即可。例如,作为综合效率参数,可以使用燃料消耗率或燃料消耗量。在这种情况下,只要在第1实施方式的前述的各种映射中,使用将4个综合效率TE_eng、TE_ch、TE_asst、TE_ev换算成燃料消耗率或燃料消耗量所得到的值作为映射值,并且,在步骤
2中,计算出燃料消耗率或燃料消耗量,在步骤3中,选择与这些计算结果中的燃料消耗率的最小值或燃料消耗量的最小值相对应的变速档的行驶模式即可。
[0268] 另外,第1实施方式是使用车速VP和要求扭矩TRQ作为行驶状态参数的例子,但本发明的行驶状态参数并不限于此,只要是表示混合动力车辆的行驶状态的参数即可。例如,作为行驶状态参数,可以使用油门开度AP或发动机转速NE等。
[0269] 另外,第1实施方式是将本发明的控制装置应用于图1所示的混合动力车辆V的例子,但本发明的控制装置并不限于此,也能够应用于图10所示的混合动力车辆V’。在该图中,对于与图1所示的混合动力车辆V相同的构成要素,使用相同的标号,并省略其说明。图10所示的混合动力车辆V’与混合动力车辆V相比较,主要在这一点上不同:具备变速机构71,以代替由前述的第1及第2变速机构11、31构成的双离合变速器。
[0270] 该变速机构71是有级式的自动变速器,其具有输入轴72和输出轴73。输入轴72经离合器C与曲轴3a连结,马达4的转子4b一体地安装于输入轴72。离合器C是与第1及第2离合器C1、C2相同的干式多片离合器。
[0271] 另外,在输出轴73上一体地安装有齿轮73a,该齿轮73a与前述的终端减速装置FG的齿轮啮合。输出轴73经这些齿轮73a和终端减速装置FG与驱动轮DW连结。在以上结构的变速机构71中,发动机动力和马达动力被输入到输入轴72,并且,输入的动力通过多个变速档(例如1速档~7速档)中的一个变速档变速并被传递至驱动轮DW。另外,变速机构71的动作由ECU2控制。
[0272] 在利用本发明的控制装置控制该混合动力车辆V’的情况下,虽然对其详细的说明进行了省略,但是是通过与前述的第1实施方式相同的控制方法,使用4个综合效率来执行前述的行驶模式的选择和变速档的选择。由此,能够获得与上述的第1实施方式相同的作用效果。
[0273] 并且,变速机构71构成为将发动机动力和马达动力双方在变速后的状态下传递至驱动轮DW,但是也可以构成为至少仅将发动机动力在变速后的状态下传递至驱动轮DW。或者,也可以分别单独地设置用于将发动机动力在变速后的状态下传递至驱动轮DW的变速机构、和用于将马达动力在变速后的状态传递至驱动轮DW的变速机构。
[0274] 接下来,参照图11~图13,对本发明的第2实施方式的混合动力车辆的控制装置进行说明。第2实施方式的控制装置是应用于在第1实施方式中说明的混合动力车辆V的控制装置,在第1实施方式中叙述的ECU2和各种传感器60~66等的结构与第1实施方式相同。以下,以与第1实施方式不同的点为中心进行说明。
[0275] 首先,对第2实施方式中的发动机行驶模式、辅助行驶模式和充电行驶模式的选择、以及各运转模式下的第1及第2变速机构11、31的变速档的选择进行说明。以下,将辅助行驶模式和充电行驶模式统称为HEV行驶模式。首先,根据车速VP和要求扭矩TRQ,判断是否应该选择发动机行驶模式或是否应该选择辅助行驶模式和充电行驶模式中的一方。
[0276] 在HEV行驶模式中,将发动机扭矩控制成BSFC底部扭矩。该BSFC底部扭矩是相对于由如后述那样选择的变速档与车速VP之间的关系确定的发动机转速NE能够获得发动机3的最小燃料消耗率的扭矩。因此,在上述的判断中,根据车速VP和要求扭矩TRQ,判断要求扭矩TRQ是否与BSFC底部扭矩大致相同,在要求扭矩TRQ与BSFC底部扭矩大致相同时,选择发动机行驶模式作为运转模式,在这之外的情况时,选择辅助行驶模式、充电行驶模式或EV行驶模式作为运转模式。
[0277] 在选择了发动机行驶模式的情况下,基于图11所示的规定的第1综合燃料消耗映射来选择第1及第2变速机构11、31的变速档。该第1综合燃料消耗映射针对车速VP和要求扭矩TRQ按照每个变速档规定了发动机行驶模式下的混合动力车辆V的综合燃料消耗率,其被划分成对应于各个变速档的区域。在此,混合动力车辆V的综合燃料消耗率是假设混合动力车辆V中的作为能源的燃料最终转换成混合动力车辆V的行驶能量时的、燃料量与最终的行驶能量之比。在图11中,通过阴影线来表示综合燃料消耗率的大小。第1综合燃料消耗映射如下述这样制成。
[0278] 首先,制成图12所示的基本综合燃料消耗映射。该基本综合燃料消耗映射是这样的映射:假设不存在第1及第2变速机构11、31中的损失,针对发动机转速NE和要求ENG扭矩TRQE按照每个变速档规定了发动机行驶模式下的综合燃料消耗率。该要求ENG扭矩TRQE是发动机3所要求的扭矩。另外,基本综合燃料消耗映射基于发动机3的效率通过实验被预先设定。在图12中,与图11相同,通过阴影线来表示综合燃料消耗率的大小。另外,综合燃料消耗映射实际上由分别与1速档~7速档对应的多个映射构成,图12是3速档的例子。
[0279] 接下来,根据第1及第2变速机构11、31各自的多个变速档之间的动力传递效率之差(输入输出之比)来分别修正所述多个基本综合燃料消耗映射。在这种情况下,动力传递效率根据齿轮的啮合数量、啮合效率、热损失、摩擦损失来确定。另外,根据为了消除扭矩波动而在马达4中消耗的规定的电力(以下称作“扭矩波动电力”)来对修正后的基本综合燃料消耗映射进一步进行修正。在这种情况下,扭矩波动电力根据要求ENG扭矩TRQE来确定。
[0280] 然后,使如上述那样修正后的各个变速档的基本综合燃料消耗映射重合,由此设定第1综合燃料消耗映射。在进行该重合时,以在变速档之间能够获得最小的综合燃料消耗率的方式在第1综合燃料消耗映射中设定各个变速档的区域。
[0281] 在发动机行驶模式中,基于上述的第1综合燃料消耗映射,从第1及第2变速机构11、31的1速档~7速档中选择对于检测出的车速VP和要求扭矩TRQ而言综合燃料消耗率最小的变速档。
[0282] 另外,虽然未进行图示,但是对于第1综合燃料消耗映射中的对应于每个变速档的区域,在加档用与减档用之间设置有迟滞区域(hysteresis)。
[0283] 进而,在发动机行驶模式中,通过发动机3的燃料喷射量、燃料喷射时期和点火时期将发动机扭矩控制成为前述的BSFC底部扭矩。
[0284] 另一方面,在根据前述的判断而判断为应该选择辅助行驶模式和充电行驶模式中的一方时,基于图13所示的第2综合燃料消耗映射进行运转模式和变速档的选择。该第2综合燃料消耗映射分别在辅助行驶模式和充电行驶模式的情况下针对车速VP和要求扭矩TRQ按照第1及第2变速机构11、31各自的每个变速档规定了混合动力车辆V的综合燃料消耗率(图13的上侧为辅助行驶模式的区域,下侧为充电行驶模式的区域)。在图13中,与图11相同,通过阴影线来表示综合燃料消耗率的大小。
[0285] 另外,第2综合燃料消耗映射实际上由分别与1速档~7速档对应的多个映射构成,图13是3速档的例子。如前述那样,在通过第2变速机构31以偶数档的变速档将发动机动力进行变速后传递至驱动轮DW的情况下,马达4与驱动轮DW的变速比能够选择第1变速机构11的1速档、3速档、5速档或7速档中的任意一个变速档的变速比。因此,虽然未进行图示,但作为第2综合燃料消耗映射,在以2速档、4速档或6速档对发动机动力进行变速的情况下,马达4与驱动轮DW的变速比为1速档、3速档、5速档或7速档的变速比时的映射以3×4=12种组合来设定。
[0286] 另外,第2综合燃料消耗映射的设定方法如下。即,对前述的图12所示的基本综合燃料消耗映射进行修正,并且,按照每个变速档将由此得到的辅助行驶模式用和充电行驶模式用的基本综合燃料消耗映射互相重合,由此按照每个变速档设定第2综合燃料消耗映射。在进行该重合时,以能够获得更小的综合燃料消耗率的方式在第2综合燃料消耗映射中设定辅助行驶模式和充电行驶模式的区域。在这种情况下,基本综合燃料消耗映射的修正如下这样进行。
[0287] 即,与上述的第1综合燃料消耗映射的情况相同,首先,根据第1及第2变速机构11、31各自的多个变速档之间的规定的动力传递效率之差、和扭矩波动电力,来修正基本综合燃料消耗映射。接下来,关于辅助行驶模式用的第2综合燃料消耗映射,根据马达4的驱动效率、马达4中的铁损及铜损、PDU51中的损失、定子4a的三相线圈的损失、蓄电池52的放电效率、以及过去充电效率,对如上述那样修正后的基本综合燃料消耗映射进一步进行修正。
[0288] 在这种情况下,马达4的驱动效率与马达4的转速相关,并且,马达4中的铁损及铜损、PDU51中的损失、以及定子4a的三相线圈的损失与供给至马达4的电力、即马达4的扭矩相关。因此,这些马达4的驱动效率、马达4中的铁损及铜损、PDU51中的损失、以及定子4a的三相线圈的损失根据车速VP和要求扭矩TRQ来确定。在进行上述的修正时,将蓄电池52的放电效率看作是规定的值。另外,假设在辅助行驶模式中使用的电力是在过去的充电行驶模式中利用发动机动力的一部分进行充电所得到的电力,则上述的过去充电效率是将该充电时的发动机3的效率、第1及第2变速机构11、31中的动力传递效率、以及马达4的发电效率相乘所得到的过去值,在进行上述的修正时,上述的过去充电效率被看成是规定的值。
[0289] 另一方面,关于充电行驶模式用的第2综合燃料消耗映射,根据马达4的发电效率、马达4中的铁损及铜损、PDU51中的损失、定子4a的三相线圈的损失、蓄电池52的充电效率、以及EV预测效率,对根据上述的动力传递效率之差等进行修正后的基本综合燃料消耗映射进一步进行修正。在这种情况下,马达4的发电效率与马达4的转速相关,因此马达4的发电效率根据车速VP和要求扭矩TRQ来确定。另外,如上所述,马达4中的铁损及铜损、PDU51中的损失、以及定子4a的三相线圈的损失根据车速VP和要求扭矩TRQ来确定。
进而,在进行上述的修正时,将蓄电池52的充电效率看作是规定的值。另外,上述的EV预测效率是将在本次的充电行驶模式中进行充电所得到的电力在此后的辅助行驶模式等中使用时的马达4的驱动效率、蓄电池52的放电效率、以及第1及第2变速机构11、31中的动力传递效率相乘所得到的预测值,在进行上述的修正时,上述的EV预测效率被看成规定的值(例如80%)。
[0290] 当判断为应该选择辅助行驶模式或充电行驶模式时,根据检测出的车速VP和要求扭矩TRQ分别检索上述的多个第2综合燃料消耗映射,由此计算出适合车速VP和要求扭矩TRQ的运转模式的各个变速档下的综合燃料消耗率。然后,在计算出的多个综合燃料消耗率中选择综合燃料消耗率最小的变速档。另外,在辅助行驶模式和充电行驶模式中的第2综合燃料消耗映射内,选择适合车速VP和要求扭矩TRQ的运转模式。
[0291] 另外,虽然未进行图示,但是对于第2综合燃料消耗映射中的对应于每个变速档的区域,在加档用与减档用之间设置有迟滞区域。并且,在第2实施方式中,在ECU2的ROM中没有存储基本综合燃料消耗映射(图12),而是仅存储有第1及第2综合燃料消耗映射(图11、图13),通过使这2个映射重合来进行判断。
[0292] 进而,在辅助行驶模式中,基本上通过燃料喷射量等将发动机扭矩控制成为BSFC底部扭矩,并且,发动机扭矩相对于要求扭矩TRQ的不足量通过马达扭矩来补充,从而进行马达4对发动机3的辅助。另一方面,在充电行驶模式中,基本上通过燃料喷射量等将发动机扭矩控制成为BSFC底部扭矩,并且,利用发动机扭矩相对于要求扭矩TRQ的剩余量以马达4进行发电,将发出的电力充入蓄电池52(再生)。
[0293] 另外,在辅助行驶模式中和充电行驶模式中,在由于利用第2变速机构31将发动机动力以进行了变速的状态传递至驱动轮DW而使混合动力车辆V行驶的情况下,当选择第1变速机构11的变速档时,根据是否应该利用马达4进行辅助或再生,来从多个变速档中选择综合燃料消耗率最小的变速档。
[0294] 进而,当充电状态SOC在规定的值以下且比稍低于该规定的值的下限值大时,由于能够从蓄电池52向马达4供给的电量比较小,因此,ECU2限制马达4对发动机3的辅助。充电状态SOC越接近下限值,该辅助限制量越大。在这种情况下,使发动机扭矩增大,以补充辅助的限制量。
[0295] 另外,在辅助行驶模式中,当检测出的蓄电池温度TB在规定的温度以上时,限制马达4的输出,从而限制马达4对发动机3的辅助。在这种情况下,使发动机扭矩增大,以补充辅助的限制量。另外,在EV行驶模式中,当蓄电池温度TB在规定的温度以上时,禁止EV行驶模式,并将运转模式切换为发动机行驶模式、充电行驶模式或辅助行驶模式。在进行该切换时,通过前述的ENG起动模式使发动机3起动。另外,在切换为辅助行驶模式时,如上述那样限制马达4的输出。
[0296] 进而,当充电状态SOC在下限值以下时,通过选择强制再生模式作为运转模式,由此,利用发动机动力的一部分强制地进行借助于马达4的再生。在该强制再生模式中,代替前述的第2综合燃料消耗映射,使用第3综合燃料消耗映射(未图示)来进行变速档的选择。该第3综合燃料消耗映射在强制再生过程中针对车速VP和要求扭矩TRQ按照每个变速档规定了综合燃料消耗率。另外,第3综合燃料消耗映射通过以下方法预先设定:根据多个变速档之间的动力传递效率之差、扭矩波动电力、和强制再生时的马达4的发电效率等来修正图12所示的基本综合燃料消耗映射。
[0297] 另外,ECU2基于存储于前述的车辆导航系统66中的、混合动力车辆V所行驶在的周边的道路信息来预测混合动力车辆V的行驶状况。然后,在第1及第2综合燃料消耗映射的基础上,进一步根据预测出的混合动力车辆V的行驶状况来进行变速档的选择。由此,当预测为混合动力车辆V要在下坡路上行驶时,选择前述的减速再生模式,并选择能够获得马达4的高发电效率这样的变速档,当预测为混合动力车辆V要在上坡路上行驶时,选择辅助行驶模式,并选择能够输出更大的扭矩的低速侧的变速档。另外,在EV行驶模式中,并且当预测到混合动力车辆V要转移至巡航行驶时,选择适合仅将马达4用作动力源的变速档。
[0298] 进而,在混合动力车辆V的行驶模式中包括拨片换档模式和运动模式。该拨片换档模式是驾驶员一边利用在混合动力车辆V的方向盘上设置的换档开关(均未图示)自由地选择变速档一边行驶的行驶模式。运动模式是一边通过将变速档设定在低速侧来获得更大的加速感一边进行行驶的行驶模式。这些拨片换档模式和运动模式的选择随着驾驶员对换档杆(未图示)的操作来进行。另外,在选择拨片换档模式和运动模式中的一方作为行驶模式时,进行马达4对发动机3的辅助。
[0299] 另外,第2实施方式中的各种要素和本发明中的各种要素的对应关系如下。即,第2实施方式中的曲轴3a、PDU51和蓄电池52分别相当于本发明中的内燃机输出轴、电路和蓄电器。另外,第2实施方式中的ECU2相当于本发明中的预测单元。
[0300] 进而,第2实施方式中的充电状态SOC和蓄电池温度TB分别相当于本发明中的蓄电器的充电状态和蓄电器的温度,并且,第2实施方式中的车速VP和要求扭矩TRQ相当于本发明中的混合动力车辆的行驶状态。
[0301] 如以上那样,根据第2实施方式,当发动机3的曲轴3a与第1变速机构11的第1输入轴13通过第1离合器C1互相接合、且曲轴3a与第2变速机构31的第2输入轴32的接合通过第2离合器C2被释放时,发动机动力在通过第1变速机构11的多个变速档中的任意一个变速档进行变速后的状态下传递至驱动轮DW。另外,当曲轴3a与第1输入轴13的接合通过第1离合器C1被释放、且曲轴3a与第2输入轴32通过第2离合器C2互相接合时,发动机动力在通过第2变速机构31的多个变速档中的任意一个变速档进行变速后的状态下传递至驱动轮DW。另外,马达动力在通过第1变速机构11的多个变速档中的任意一个变速档进行变速后的状态下传递至驱动轮DW。
[0302] 进而,根据第1及第2变速机构11、31各自的多个变速档之间的动力传递效率之差来修正基本综合燃料消耗映射,由此设定用于规定发动机行驶模式下的综合燃料消耗率的第1综合燃料消耗映射,所述基本综合燃料消耗映射针对发动机转速NE和要求ENG扭矩TRQE按照每个变速档规定了综合燃料消耗率。因此,能够根据在每个变速档都不同的动力传递效率来适当地规定发动机行驶模式下的综合燃料消耗率。
[0303] 另外,根据多个变速档之间的动力传递效率之差、和进行电动机对内燃机的辅助时的电动机的驱动效率来修正上述的基本综合燃料消耗映射,由此设定辅助行驶模式用的第2综合燃料消耗映射。另外,根据多个变速档之间的动力传递效率之差、和利用内燃机的动力的一部分进行借助于电动机的再生时的电动机的发电效率,来修正基本综合燃料消耗映射,由此设定充电行驶模式用的第2综合燃料消耗映射。因此,能够根据在每个变速档都不同的动力传递效率、和电动机的驱动效率来恰当地规定辅助行驶模式下的综合燃料消耗率。同样,能够根据在每个变速档都不同的动力传递效率、和电动机的充电效率来恰当地规定充电行驶模式下的综合燃料消耗率。
[0304] 并且,在发动机行驶模式中,基于第1综合燃料消耗映射从多个变速档中选择综合燃料消耗率最小的变速档,在辅助行驶模式和充电行驶模式中,基于第2综合燃料消耗映射从多个变速档中选择综合燃料消耗率最小的变速档。因此,能够根据各个变速档的动力传递效率、马达4的发电效率、驱动效率,从多个变速档中恰当地选择综合燃料消耗率最小的变速档,由此,能够改善混合动力车辆V的油耗。
[0305] 另外,在第1变速机构11(奇数档)和第2变速机构31(偶数档)中,后者的齿轮的啮合数量更多,另外,在偶数档的情况下,由于倒档轴42经惰轮37联动地旋转,因此会产生更大的损失。该损失是摩擦损失或由于各齿轮搅拌润滑油等而产生的损失,通常为3%的程度。摩擦损失被转换为热损失。另外,在实施了前述的预换档的情况下,除了将发动机动力传递至驱动轮DW的第2变速机构31外,第1变速机构11也经输出轴21以接合的状态联动地旋转,从而更多地需要使马达4旋转的动力等。与此相对,根据第2实施方式,由于能够利用根据第1及第2变速机构11、31各自的变速档的动力传递效率恰当地规定的综合燃料消耗率来选择变速档,因此能够有效地获得可改善上述的混合动力车辆V的油耗这样的效果。
[0306] 进而,当能够从蓄电池52供给至马达4的电量较小时,对限制马达4对发动机3的辅助的量进行修正,因此能够适当地限制该辅助。另外,当检测出的蓄电池温度TB在规定的温度以上时,限制马达4的输出,因此能够抑制蓄电池温度TB的上升。
[0307] 进而,当充电状态SOC在下限值以下时,通过选择强制再生模式,由此强制地进行借助于马达4的再生。因此,能够避免蓄电池52的过度放电。另外,在该强制再生模式中,代替前述的第2综合燃料消耗映射,使用第3综合燃料消耗映射(未图示)来进行变速档的选择。第3综合燃料消耗映射是通过下述方法设定的映射:根据多个变速档之间的动力传递效率之差和强制再生模式中的马达4的发电效率等,来修正图12所示的基本综合燃料消耗映射。因此,能够利用与强制再生模式相称的恰当的第3综合燃料消耗映射来选择变速档。
[0308] 另外,第1及第2综合燃料消耗映射被划分成对应于各个变速档的区域,对于这些区域,在加档用与减档用之间设置有迟滞区域。由此,能够防止产生加档和减档的振荡(hunting)。
[0309] 进而,基于存储于车辆导航系统66中的、表示混合动力车辆V所行驶在的周边的道路信息的数据,来预测混合动力车辆V的行驶状况,并且根据预测出的混合动力车辆V的行驶状况来选择变速档。由此,当预测为混合动力车辆V要在下坡路上行驶时,能够选择可获得马达4的高发电效率这样的变速档,当预测为混合动力车辆V要在上坡路上行驶时,能够选择可输出更大的扭矩的低速侧的变速档,并且,在EV行驶模式中中,且在预测到混合动力车辆V要转移至巡航行驶时,能够选择适合EV行驶模式的变速档。
[0310] 另外,在辅助行驶模式中和充电行驶模式中,在由于利用第2变速机构31将发动机动力以进行了变速的状态传递至驱动轮DW而使混合动力车辆V行驶的情况下,当选择第1变速机构11的变速档时,根据是否应该利用马达4进行辅助或再生,来从多个变速档中选择综合燃料消耗率最小的变速档。由此,能够选择第1变速机构11的适合通过马达4进行辅助和再生的变速档。例如,第2变速机构31的变速档为4速档,并且,作为第1变速机构
11的多个变速档,如果进行马达4的辅助,则能够选择5速档,如果进行再生,则能够选择3速档。
[0311] 进而,在选择了拨片换档模式和运动模式中的一方作为混合动力车辆V的行驶模式时,即在推断出驾驶员以驾驶感或加速感为优先来驾驶混合动力车辆V时,进行马达4对发动机3的辅助。由此,能够将与选择的行驶模式相称的更大的扭矩传递至驱动轮DW。
[0312] 另外,进一步根据扭矩波动电力、即为了消除扭矩波动而在马达4中消耗的电力来修正基本综合燃料消耗映射,由此设定第1及第2综合燃料消耗映射,因此,能够进一步根据该电力的损失量来恰当地规定综合燃料消耗率。
[0313] 进而,进一步根据马达4中的铁损及铜损、PDU51中的损失、以及马达4的三相线圈中的损失来修正基本综合燃料消耗映射,由此设定第2综合燃料消耗映射,因此,能够进一步根据这些损失来恰当地规定综合燃料消耗率。
[0314] 另外,在辅助行驶模式中和充电行驶模式中,通过根据检测出的车速VP和要求扭矩TRQ检索第2综合燃料消耗映射(图13),由此选择第1及第2变速机构11、31各自的变速档。第2综合燃料消耗映射以下述方法来设定:根据马达4中的铁损及铜损、定子4a的三相线圈的损失、以及多个变速档之间的动力传递效率之差来修正基本综合燃料消耗映射。另外,基本综合燃料消耗映射基于发动机3的效率、即发动机3中的损失来设定。
[0315] 根据以上内容可知,第2综合燃料消耗映射根据发动机3中的损失、马达4中的损失、第1及第2变速机构11、31各自的每个变速档的损失,针对车速VP和要求扭矩TRQ按照每个变速档规定了综合燃料消耗率。另外,如前述那样,综合燃料消耗率是假设混合动力车辆V中的作为能源的燃料最终转换成混合动力车辆V的行驶能量时的、燃料量相对于最终的行驶能量的比,综合燃料消耗率相当于混合动力车辆V中的从燃料向行驶能量转换的综合转换效率的倒数。因此,能够根据发动机3中的损失、马达4中的损失、第1及第2变速机构11、31各自的每个变速档的损失恰当地规定混合动力车辆V的综合转换效率。
[0316] 另外,通过根据车速VP和要求扭矩TRQ检索该第2综合燃料消耗映射,由此选择第1及第2变速机构11、31各自的变速档,因此,能够从多个变速档中恰当地选择综合转换效率最高的变速档,由此,能够改善混合动力车辆V的油耗。
[0317] 另外,本发明也能够应用于前述的图10所示的混合动力车辆V’。在将本发明应用于该混合动力车辆V’的情况下,与上述的第2实施方式的控制装置的情况相同地进行运转模式的选择、变速档的选择和行驶模式的选择,因此省略其详细的说明。由此,能够同样得到上述的第2实施方式的效果。
[0318] 并且,变速机构71构成为将发动机动力和马达动力双方在变速后的状态下传递至驱动轮DW,但是也可以构成为仅将发动机动力在变速后的状态下传递至驱动轮DW。或者,也可以分别单独地设置用于将发动机动力在变速后的状态下传递至驱动轮DW的变速机构、和用于将马达动力在变速后的状态下传递至驱动轮DW的变速机构。进而,作为变速机构71,使用了有级式的自动变速器,但是也可以使用能够阶段性地改变变速比的无级式的自动变速器(CVT)。
[0319] 并且,本发明并不限定于进行了说明的第2实施方式,能够以各种方式来实施。例如,在第2实施方式中,根据能够从蓄电池52向马达4供给的电量,对限制马达4对发动机3的辅助的量进行修正,但是,也可以代替此,或者与此同时,根据马达4能够输出的动力来进行所述修正。在这种情况下,马达4能够输出的动力根据充电状态SOC或由传感器等检测出的马达4的温度等来求取。另外,在第2实施方式中,当蓄电池温度TB在规定的温度以上时进行对马达动力的限制,但也可以代替此,或者与此同时,当由传感器等检测出的马达4的温度在对应的规定的温度以上时进行对马达动力的限制。由此,能够抑制马达4的温度的上升。
[0320] 进而,在第2实施方式中,根据被看作规定的值的各种参数来修正基本综合燃料消耗映射,由此预先设定第1及第2综合燃料消耗映射,但也可以如下述这样进行设定。即,也可以为,将基本综合燃料消耗映射存储于ROM等存储单元,实时地计算出所述各种参数,并且根据计算出的各种参数实时地修正基本综合燃料消耗映射,由此设定(更新)第1及第2综合燃料消耗映射。在这种情况下,例如根据蓄电池温度TB检索规定的映射(未图示),由此计算出作为各种参数的蓄电池52的充电效率和放电效率。并且,在进行各种参数的计算时,也可以不使用映射,而是使用规定的算式。
[0321] 另外,在第2实施方式中,第2综合燃料消耗映射由与第1及第2变速机构11、31各自的多个变速档的组合相对应的多个映射构成,但是,例如也可以如下这样构成。即,也可以为,与第1综合燃料消耗映射相同地使所述多个映射重合,由此构成单一的第2综合燃料消耗映射,并且,在进行该重合时,在第2综合燃料消耗映射中以能够在多个变速档之间获得最小的综合燃料消耗率的方式设定各个变速档的区域。
[0322] 进而,在第2实施方式中,使用了综合燃料消耗率作为表示混合动力车辆V、V’的综合燃料消耗的参数,但也可以使用综合燃料消耗量。另外,在第2实施方式中,使用了发动机转速NE和要求ENG扭矩TRQE作为用于规定基本综合燃料消耗映射(图12)的参数,但也可以使用车速或驱动轮的转速来代替发动机转速NE,并使用混合动力车辆的驱动力(N·m/s)或负载(马力)来代替要求ENG扭矩TRQE。
[0323] 进而,在第2实施方式中,为了得到充电行驶模式用和辅助行驶模式用的第2燃料消耗映射,分别进行了与马达4的发电效率相对应的修正和与驱动效率相对应的修正,但也可以仅进行这些修正中的一个。另外,在第2实施方式中,为了得到第1综合燃料消耗映射,进行了与第1及第2变速机构11、31各自的多个变速档之间的动力传递效率之差相对应的修正,但是,也可以进行与第1及第2变速机构11、31中的一方的多个变速档之间的动力传递效率之差相对应的修正。进而,第2实施方式是将本发明应用于行驶模式包括拨片换档模式和运动模式的混合动力车辆V、V’的例子,但是,本发明也能够应用于包括拨片换档模式和运动模式中的一方的混合动力车辆。
[0324] 接下来,参照图14~图17,对本发明的第3实施方式的混合动力车辆的控制装置进行说明。第3实施方式的控制装置是应用于在第1实施方式中说明的混合动力车辆V的控制装置,在第1实施方式中叙述的ECU2和各种传感器60~66等的结构与第1实施方式相同。以下,以与第1实施方式不同的点为中心进行说明。
[0325] 在第3实施方式中,前述的发动机行驶模式、辅助行驶模式或充电行驶模式的选择如下这样进行。在发动机行驶模式中,发动机扭矩被控制成为BSFC底部扭矩。图15是针对发动机转速NE和发动机要求扭矩TRE规定了发动机3的燃料消耗率的燃料消耗率映射。如该图所示,BSFC底部扭矩是相对于由发动机3的变速档和车速VP确定的发动机转速NE能够获得发动机3的最小燃料消耗率的扭矩。
[0326] 因此,行驶模式的选择基本上是根据BSFC底部扭矩与要求扭矩TRQ的大小关系来进行的,当两者大致一致时,选择发动机行驶模式。另外,当BSFC底部扭矩比要求扭矩TRQ小时,为了补充发动机扭矩的不足量而选择辅助行驶模式,当BSFC底部扭矩比要求扭矩TRQ大时,为了使发动机扭矩的剩余量再生而选择充电行驶模式。
[0327] 接下来,参照图14对本发明的第3实施方式的发动机3和马达4的控制处理进行说明。当选择了辅助行驶模式或充电行驶模式作为行驶模式时,通过ECU2每隔规定的时间执行本处理。
[0328] 在本处理中,首先,在步骤101中,根据油门开度AP计算出要求扭矩TRQ。接下来,根据发动机转速NE检索图15的燃料消耗率映射,由此计算出BSFC底部扭矩(步骤102)。接下来,将发动机3的目标扭矩TRECMD设定为计算出的BSFC底部扭矩(最佳点)(步骤103)。
[0329] 接下来,根据选择的行驶模式、车速VP、发动机3的变速档、和计算出的BSFC底部扭矩等,分别计算出发动机3的效率、马达4的效率、第1及第2变速器11、31的效率、和蓄电池52的效率(步骤104)。接下来,使用计算出的这些效率,根据规定的算式计算出混合动力车辆V的综合效率TE(步骤105)。
[0330] 该综合效率TE相当于至混合动力车辆V中的作为能源的燃料最终转换成混合动力车辆V的行驶能量为止的综合的效率。并且,在充电行驶模式时,添加EV预测效率作为计算综合效率TE时的要素。该EV预测效率是将在充电行驶模式中进行充电所得到的电力在将来的辅助行驶模式等中使用时的马达4的驱动效率、蓄电池52的放电效率、以及第1及第2变速机构11、31的动力传递效率相乘所得到的预测值。
[0331] 接下来,计算出综合效率TE最大的最大效率发动机扭矩TREMAX(步骤106)。该计算例如如下述这样进行。首先,如图16所示,一边使发动机扭矩从BSFC底部扭矩在上下方向上偏移,一边如上述那样分别计算出其他条件相同时的多个综合效率TE。然后,例如利用梯度法从计算出的多个综合效率TE的变化状态求出综合效率TE的峰值位置,进而求取与该峰值位置相当的发动机扭矩作为最大效率发动机扭矩TREMAX。
[0332] 接下来,将发动机3的目标扭矩TRECMD设定为计算出的最大效率发动机扭矩TREMAX(步骤107),使发动机3的目标扭矩TRECMD从BSFC底部扭矩移动。接下来,将在步骤101中计算出的要求扭矩TRQ与发动机3的目标扭矩TRECMD之差设定为马达4的目标扭矩TRMCMD(步骤108)。
[0333] 接下来,控制发动机3的动作,以获得在步骤107中设定的发动机3的目标扭矩TRECMD(步骤109)。另外,基于马达4的目标扭矩TRMCMD控制马达4的动作(步骤110),结束本处理。在这种情况下,在辅助行驶模式时,执行马达4的牵引,以吸收发动机扭矩相对于要求扭矩TRQ的不足量,在充电行驶模式时,执行借助于马达4的再生,以吸收发动机扭矩相对于要求扭矩TRQ的剩余量。
[0334] 并且,在控制上述的马达4的动作的情况下,当发动机动力通过第2变速机构31进行变速时,根据车速VP和要求扭矩TRQ检索图17所示的马达侧效率映射,由此选择马达动力的变速档。在辅助行驶模式中通过马达4进行牵引的情况下,该马达侧效率包括蓄电池52的放电效率、马达4的驱动效率和第1变速机构11的动力传递效率,在充电行驶模式中通过马达4进行再生的情况下,该马达侧效率包括第1变速机构11的动力传递效率、马达4的发电效率和蓄电池52的充电效率。图17的上侧是辅助行驶模式(牵引)的区域,图17的下侧是充电行驶模式(再生)的区域。
[0335] 该马达侧效率映射如下述这样设定。首先,按照第1变速机构11的每个变速档分别制成基本映射(未图示),所述基本映射是针对车速VP和要求扭矩TRQ规定了马达侧效率的映射。接下来,将这些基本映射全部重合,将其中的表示最大的马达侧效率的部分残留下来,并且,以边界线将变速档之间区分开,由此设定马达侧效率映射。
[0336] 因此,通过检索该马达侧效率映射来求取与车速VP和要求扭矩TRQ的组合相当的变速档,由此,能够在第1变速机构11的变速档中选择可获得最高的马达侧效率的变速档来作为马达动力的变速档。
[0337] 另外,当检测出的蓄电池52的充电状态SOC在规定的值以下时,为了使充电状态SOC恢复,在充电行驶模式中,ECU2控制马达4的动作以使借助于马达4的再生量增大。在这种情况下,增大发动机扭矩以补充再生量的增大量。
[0338] 进而,在辅助行驶模式中,当检测出的蓄电池温度TB在规定的温度以上时,限制马达4的输出,从而限制马达4对发动机3的辅助。在这种情况下,使发动机扭矩增大,以对辅助的限制量进行补充。
[0339] 另外,ECU2基于从前述的车辆导航系统66输入的、混合动力车辆V所行驶在的周边的道路信息来预测混合动力车辆V的行驶状况。然后,根据预测出的混合动力车辆V的行驶状况进行变速档的选择。
[0340] 如上所述,根据第3实施方式,根据车速VP和发动机动力的变速档计算出BSFC底部扭矩(图14的步骤102),并将发动机3的目标扭矩TRECMD设定为BSFC底部扭矩(步骤103)。另外,计算出混合动力车辆的综合效率TE最大的最大效率发动机扭矩TREMAX,并使发动机3的目标扭矩TRECMD从BSFC底部扭矩移动至最大效率发动机扭矩TREMAX(步骤
107)。
[0341] 然后,控制发动机3的动作,以获得移动后的目标扭矩TRECMD,并且,控制马达4的动作,以通过借助于马达4的牵引或再生来补充或吸收要求扭矩TRQ与发动机3的移动后的目标扭矩TRECMD之差(=马达4的目标扭矩TRMCMD)。这样,通过恰当地分配发动机3的目标扭矩TRECMD和马达4的目标扭矩TRMCMD,能够一边抑制发动机3的燃料消耗率,一边将混合动力车辆V整体的效率控制为最大,从而能够最大限度地改善混合动力车辆V的油耗。
[0342] 另外,即使在第1及第2变速机构11、31的动力传递效率互不相同的情况下,由于这样的动力传递效率的差异在混合动力车辆V的综合效率TE中得到反映,因此能够有效地获得上述的效果。
[0343] 进而,作为计算混合动力车辆V的综合效率TE时的效率,包括发动机3、第1及第2变速机构11、31、马达4和蓄电池52的各个效率,因此,能够在反映这些构成要素中的损失的同时高精度地计算综合效率TE,与此相应,能够恰当地进行内燃机的目标驱动力的移动,由此能够进一步改善混合动力车辆的油耗。
[0344] 另外,在辅助行驶模式或充电行驶模式中控制马达4的动作的情况下,当发动机动力通过第2变速机构31进行变速时,通过检索图17的马达侧效率映射,由此在第1变速机构11的变速档中选择可获得最高的马达侧效率的变速档作为马达动力的变速档。因此,在马达侧效率最高的状态下,能够更加高效地进行借助于马达4的牵引或再生。
[0345] 进而,当蓄电池52的充电状态SOC在规定的值以下时,在充电行驶模式中,控制马达4的动作以使借助于马达4的再生量增大,因此能够使蓄电池52的降低了的充电状态SOC可靠地恢复。另外,当蓄电池温度TB在规定的温度以上时,限制马达4的输出,因此能够抑制蓄电池温度TB的上升。
[0346] 进而,基于来自车辆导航系统66的数据,预测混合动力车辆V的行驶状况,并根据该结果选择变速档,因此,能够提前选择适合于预测出的混合动力车辆的行驶状况的变速档。例如,当预测为混合动力车辆V要在下坡路上行驶时,能够选择可获得马达4的高发电效率这样的变速档,当预测为混合动力车辆V要在上坡路上行驶时,能够选择可输出更大的扭矩的低速侧的变速档。
[0347] 接下来,参照图18对本发明的第4实施方式的发动机3和马达4的控制处理进行说明。本处理与图14的控制处理相同,当选择了辅助行驶模式或充电行驶模式作为行驶模式时,通过ECU2每隔规定的时间执行本处理。
[0348] 在本处理中,首先,与图14的步骤101~103相同地执行步骤111~113,计算出要求扭矩TRQ和BSFC底部扭矩,并将发动机3的目标扭矩TRECMD设定为BSFC底部扭矩(最佳点)。
[0349] 接下来,根据检测出的马达转速NMOT检索图19所示的马达效率映射,由此计算出最大效率马达扭矩TRMMAX(步骤114)。该马达效率映射是针对马达转速NMOT和马达要求扭矩TRE规定了马达4的效率的映射。另外,最大效率马达扭矩TRMMAX是可相对于马达转速NMOT获得马达4的最大效率的扭矩(最佳点),其与发动机3的BSFC底部扭矩对应。马达效率映射的上侧是辅助行驶模式(牵引)的区域,马达效率映射的下侧是充电行驶模式(再生)的区域。
[0350] 接下来,将马达4的目标扭矩TRMCMD设定为计算出的最大效率马达扭矩TRMMAX(步骤115)。另外,将发动机3的目标扭矩TRECMD设定为在步骤111中计算出的要求扭矩TRQ与最大效率马达扭矩TRMMAX之差(=TRQ-TRMMAX)(步骤116),使发动机3的目标扭矩TRECMD从BSFC底部扭矩移动。
[0351] 接下来,控制发动机3的动作,以获得在步骤116中设定的发动机3的目标扭矩TRECMD(步骤117),并且,基于马达4的目标扭矩TRMCMD控制马达4的动作(步骤118),结束本处理。
[0352] 如上所述,根据第4实施方式,根据马达转速NMOT计算出最大效率马达扭矩TRMMAX(步骤114),并且,将马达4的目标扭矩TRMCMD设定为最大效率马达扭矩TRMMAX(步骤115)。另外,将发动机3的目标扭矩TRECMD设定为要求扭矩TRQ与马达4的目标扭矩TRMCM之差(步骤116),使发动机3的目标扭矩TRECMD从BSFC底部扭矩移动。
[0353] 因此,不仅能够反映发动机3的燃料消耗率,还能够反映马达4的效率,同时能够恰当地分配发动机3的目标扭矩TQECMD和马达4的目标扭矩TRMCMD。其结果是,能够在抑制发动机3的燃料消耗率和马达4中的损失的同时改善混合动力车辆V的油耗。
[0354] 并且,在上述的例子中,优先将马达4的目标扭矩TRMCMD设定为最大效率马达扭矩TRMMAX(最佳点),并根据该结果使发动机3的目标扭矩TRECMD从BSFC底部扭矩(最佳点)移动,但并不限于此,也可以对发动机3和马达4预先进行扭矩的加权,并根据其权重使两个目标扭矩TRECMD和TRMCMD从各自的最佳点移动。
[0355] 另外,本发明也能够应用于前述的图10所示的混合动力车辆V’。即使在将本发明的控制装置应用于该混合动力车辆V’的情况下,也与上述的第3或第4实施方式的控制装置的情况相同地进行行驶模式或变速档的选择,因此省略其详细的说明。由此,能够同样得到上述的第3或第4实施方式的效果。
[0356] 并且,变速机构71构成为将发动机动力和马达动力双方在变速后的状态下传递至驱动轮DW,但是也可以构成为仅将发动机动力在变速后的状态下传递至驱动轮DW。或者,也可以分别单独地设置用于将发动机动力在变速后的状态下传递至驱动轮DW的变速机构、和用于将马达动力在变速后的状态传递至驱动轮DW的变速机构。
[0357] 并且,本发明并不限定于进行了说明的第3和第4实施方式,能够以各种方式来实施。例如,第3和第4实施方式中,将移动前的发动机3的目标扭矩TRECMD设定为BSFC底部扭矩、即能够获得发动机3的最小燃料消耗率的扭矩,但并不限于此,也可以设定为能够获得发动机3的最小燃料消耗量的扭矩。另外,当蓄电池温度TB在规定的温度以上时进行对马达4的输出的限制,但也可以代替此,或者与此同时,当传感器等检测出的马达4的温度在与此相对的规定的温度以上时进行对马达4的输出的限制。由此,能够抑制马达4的温度的上升。
[0358] 接下来,参照图20~图22,对本发明的第5实施方式的混合动力车辆的控制装置进行说明。第5实施方式的控制装置是应用于在第1实施方式中说明的混合动力车辆V的控制装置,在第1实施方式中叙述的ECU2和各种传感器60~66等的结构与第1实施方式相同。以下,以与第1实施方式不同的点为中心进行说明。
[0359] 对第5实施方式中的发动机动力及马达动力的变速档的选择、和运转模式的选择进行说明。首先,对在这些选择中使用的综合燃料消耗率TSFC进行说明。该综合燃料消耗率TSFC是假设混合动力车辆V中的作为能源的燃料最终转换成混合动力车辆V的行驶能量时的、燃料量与最终的行驶能量之比,因此,该值越小,表示混合动力车辆V的油耗越好。
[0360] 在发动机行驶模式时,利用向发动机3供给的用于混合动力车辆V的行驶的供给燃料量、发动机3的效率和第1及第2变速机构11、31的效率计算出综合燃料消耗率TSFC。
[0361] 另外,在辅助行驶模式时,除了上述的3个参数外,还利用为了向蓄电池52充入辅助行驶用的电力而在过去供给至发动机3的过去供给燃料量、蓄电池52的放电效率、马达4的驱动效率和第1及第2变速机构11、31的效率,来计算出综合燃料消耗率TSFC。
[0362] 进而,在充电行驶模式时,除了上述的3个参数外,还利用向发动机3供给的用于通过马达4进行充电的供给燃料量、发动机3的效率、第1及第2变速机构11、31的效率、马达4的发电效率、蓄电池52的充电效率、和使蓄电池52的电力将来转换为马达4的动力时的效率即预测效率,来计算出综合燃料消耗率TSFC。
[0363] 如以上这样计算出的综合燃料消耗率TSFC不仅反映了发动机3的燃料消耗率,还反映了第1及第2变速机构11、31的效率,在辅助行驶模式或充电行驶模式中,还进一步反映了马达4的驱动效率及发电效率或蓄电池52的放电效率及充电效率等。
[0364] 图20和图21示出了在变速形式和运转模式的选择中使用的综合燃料消耗率映射。这样的综合燃料消耗率映射实际上按照发动机动力的变速档与马达动力的变速档的每个组合即变速形式来设定,并存储于ECU2。图20是其中的发动机动力和马达动力的变速档都为3速档的例子,图21是发动机动力为4速档、马达动力的变速档为3速档的例子。
[0365] 如这些图所示,各综合燃料消耗率映射针对车速VP和要求扭矩TRQ规定了综合燃料消耗率TSFC,是使综合燃料消耗率TSFC映射化而得到的,所述综合燃料消耗率TSFC是预先通过实验求取发动机3、马达4、第1及第2变速机构11、31和蓄电池52的效率等并使用这些参数通过前述的方法计算出来的。在综合燃料消耗率映射中示出了连结BSFC底部扭矩的BSFC底线,BSFC底线的上侧是辅助行驶模式的区域,BSFC底线的下侧是充电行驶模式的区域。
[0366] 图22示出了利用上述的综合燃料消耗率映射来选择变速形式和运转模式的处理。本处理通过ECU2每隔规定的时间来执行。
[0367] 在本处理中,首先,在步骤201中,根据车速VP和要求扭矩TRQ检索所有的综合燃料消耗率映射,由此计算出综合燃料消耗率TSFC1~TSFCn。接下来,在步骤202中,从计算出的综合燃料消耗率TSFC1~TSFCn中选出它们的最小值TSFCmin。
[0368] 接下来,在步骤203中,基于最小值TSFCmin选择变速形式。具体来说,指定用于规定最小值TSFCmin的综合燃料消耗率映射,并选择与该综合燃料消耗率映射对应的变速形式作为变速形式。
[0369] 接下来,在步骤204中,基于最小值TSFCmin选择运转模式,结束本处理。具体来说,在指定的综合燃料消耗率映射中,当最小值TSFCmin大致位于BSFC底线上时,选择发动机行驶模式作为运转模式。另外,当最小值TSFCmin位于BSFC底线的上侧时,选择辅助行驶模式,当最小值TSFCmin位于BSFC底线的下侧时,选择充电行驶模式。
[0370] 另外,在充电行驶模式中,当要求扭矩TRQ在规定的值以下时,将发动机动力和马达动力的变速档都设定为第1变速机构11的奇数档。
[0371] 另外,在辅助行驶模式中,当检测出的蓄电池温度TB在规定的温度以上时,限制马达4的输出,从而限制马达4对发动机3的辅助。在这种情况下,使发动机扭矩增大,以补充辅助的限制量。另外,在EV行驶模式中,当蓄电池温度TB在规定的温度以上时,禁止EV行驶模式,并将行驶模式切换为发动机行驶模式、充电行驶模式或辅助行驶模式。另外,在切换为辅助行驶模式时,如上述那样限制马达4的输出。
[0372] 另外,当检测出的蓄电池52的充电状态SOC为下限值SOCL以下时,为了使充电状态SOC恢复,在充电行驶模式中,ECU2控制马达4的动作以使借助于马达4的再生量增大。在这种情况下,增大发动机扭矩以补充再生量的增大量。
[0373] 进而,ECU2基于存储于前述的车辆导航系统66中的、混合动力车辆V所行驶在的周边的道路信息来预测混合动力车辆V的行驶状况。然后,根据预测出的混合动力车辆V的行驶状况进行变速形式的选择。具体来说,当预测到混合动力车辆V要在下坡路上行驶时,选择发动机扭矩最大的变速形式,当预测到混合动力车辆V要在上坡路上行驶时,选择充电量最大的变速形式。
[0374] 如上所述,根据第5实施方式,根据车速VP和要求扭矩TRQ,并基于综合燃料消耗率映射,从所有的变速形式中选择综合燃料消耗率TSFC最小的变速形式。因此,通过使用选择出的变速形式使混合动力车辆V运转,能够得到最小的综合燃料消耗率,从而能够改善混合动力车辆V的油耗。
[0375] 另外,在充电行驶模式时,利用向发动机3供给的用于通过马达4进行充电的供给燃料量、发动机3的效率、第1及第2变速机构11、31的效率、马达4的发电效率、蓄电池52的充电效率、和使蓄电池52的电力将来转换为马达4的动力时的预测效率,来计算出综合燃料消耗率TSFC。因此,能够在反映这些效率的同时高精度地计算出混合动力车辆V的综合燃料消耗率TSFC。
[0376] 另外,在充电行驶模式中,当要求扭矩TRQ在规定的值TRQL以下时,将发动机动力和马达动力的变速档都设定为第1变速机构11的奇数档,因此,能够降低从发动机3至马达4的动力传递路径中的动力损失以减小其影响,从而能够改善蓄电池52的充电效率。
[0377] 另外,当检测出的蓄电池温度TB在规定的温度以上时,限制马达4的输出,因此能够抑制蓄电池温度TB的上升。另外,当检测出的蓄电池52的充电状态SOC在下限值SOCL以下时,控制马达4的动作以使借助于马达4的再生量增大,因此,能够使蓄电器的小于下限值的充电状态可靠地恢复。
[0378] 进而,根据通过车辆导航系统66预测出的混合动力车辆V的行驶状况来进行变速形式的选择,因此,当预测到混合动力车辆V要在下坡路上行驶时,能够选择发动机扭矩最大的变速形式,当预测到混合动力车辆V要在上坡路上行驶时,能够选择充电量最大的变速形式。
[0379] 并且,本发明并不限定于进行了说明的第5实施方式,能够以各种方式来实施。例如,在第5实施方式中,综合燃料消耗率映射设定为与所有的变速形式相同的数量,但是,也可以使它们重合,统一成更少数量的映射。另外,也可以与第2实施方式相同地根据扭矩波动电力(为了消除扭矩波动而在马达4中消耗的规定的电力)、马达4中的铁损及铜损、PDU51中的损失、定子4a的三相线圈的损失等来修正综合燃料消耗率映射。
[0380] 另外,在前述的实施方式中,将第1及第2变速机构11、31各自的多个变速档分别设定为奇数档和偶数档,但是,也可以与此相反地将它们分别设定为偶数档和奇数档。进而,在实施方式中,作为第1及第2变速机构11、31,采用了用于将变速后的动力传递至驱动轮DW的输出轴21被共用这样的类型的变速机构,但是,也可以采用分别设置有输出轴这样的类型的变速机构。在这种情况下,也可以将第1~第4同步离合器SC1~SC4设置于输出轴,而不是设置于第1输入轴13和第2输入中间轴33。另外,在各实施方式中,离合器C、第1及第2离合器C1、C2是干式多片离合器,但也可以是湿式多片离合器或电磁离合器。
[0381] 进而,在实施方式中,作为本发明中的电动机,采用了作为无刷DC马达的马达4,但也可以采用能够发电的其他适当的电动机、例如AC马达。另外,在实施方式中,本发明中的蓄电器为蓄电池52,但也可以是能够充电和放电的其他适当的蓄电器、例如电容器。进而,在实施方式中,作为本发明中的内燃机,使用了为汽油发动机的发动机3,但也可以使用柴油发动机或LPG发动机。另外,能够在本发明的主旨范围内适当变更细微部分的结构。
[0382] 产业上的可利用性
[0383] 本发明在使混合动力车辆高效地行驶并由此改善油耗的方面非常有用。
[0384] 标号说明
[0385] V:混合动力车辆;
[0386] V’:混合动力车辆;
[0387] DW:驱动轮;
[0388] 1:控制装置;
[0389] 2:ECU;
[0390] 3:内燃机;
[0391] 3a:曲轴;
[0392] 4:电动机;
[0393] 11:第1变速机构;
[0394] C1:第1离合器;
[0395] 13:第1输入轴;
[0396] 31:第2变速机构;
[0397] 32:第2输入轴;
[0398] C2:第2离合器;
[0399] 51:PDU;
[0400] 52:蓄电池;
[0401] 62:电流电压传感器;
[0402] 63:蓄电池温度传感器;
[0403] 66:车辆导航系统;
[0404] 71:变速机构;
[0405] ENE_eng1:内燃机燃料能量;
[0406] ENE_eng2:内燃机驱动能量;
[0407] Eeng:内燃机效率;
[0408] Etm_d:变速机构的驱动效率;
[0409] Etm_c:变速机构的充电效率;
[0410] Emot_d:马达驱动效率;
[0411] Emot_c:马达充电效率;
[0412] Ebat_cd:蓄电池的充放电效率;
[0413] Ehat:预测效率;
[0414] ENE_mot1:马达充放电能量;
[0415] ENE_mot2:驱动充电能量;
[0416] ENE_chave:过去平均充电量;
[0417] TE_eng:发动机行驶综合效率;
[0418] TE_ch:充电行驶综合效率;
[0419] TE_asst:辅助行驶综合效率;
[0420] TE_ev:EV行驶综合效率;
[0421] TRQ:要求扭矩;
[0422] VP:车速;
[0423] SOC:充电状态;
[0424] TB:蓄电池温度;
[0425] TRECMD:发动机的目标扭矩;
[0426] TE:混合动力车辆的综合效率;
[0427] TREMAX:最大效率发动机扭矩;
[0428] TRMCMD:马达的目标扭矩;
[0429] TRMMAX:最大效率马达扭矩;
[0430] TSFC:综合燃料消耗率。
相关专利内容
标题 发布/更新时间 阅读量
可编程迟滞比较器 2020-05-14 267
一种迟滞型比较器 2020-05-14 323
迟滞比较器电路 2020-05-11 620
轨对轨输入迟滞比较器 2020-05-13 304
迟滞电路 2020-05-11 535
单边迟滞比较器 2020-05-12 292
一种电子油门迟滞机构 2020-05-13 776
迟滞比较器电路 2020-05-12 95
高速内部迟滞型比较器 2020-05-14 447
微能量迟滞装置 2020-05-14 700
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈