車輛控制裝置制造方法
【專利摘要】一種車輛控制裝置使用行駛模式選擇單元(23)用以取決于在發(fā)動機發(fā)電成本、EV效應(yīng)與過剩電能之間的比較來在EV行駛模式、發(fā)動機行駛模式與發(fā)動機發(fā)電模式之間進行選擇。以此方式，根據(jù)車輛(90)的行駛狀況，選擇適當?shù)男旭偰Ｊ揭员愀倪M燃料消耗效率。車輛控制裝置還基于發(fā)動機效率(ηeng)和電動發(fā)電機效率(ηele)多個行駛模式中的每一個行駛模式計算燃料消耗減少(ΔFCd)或燃料消耗增加(ΔFCi)。以此方式，可以計算每一個行駛模式的燃料消耗增加/減少。
【專利說明】車輛控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開內(nèi)容總體上涉及控制混合動力車輛的車輛控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，由于諸如低燃料消耗和低廢氣排放的環(huán)境要求，由發(fā)動機和電機提供動 力的混合動力車輛已經(jīng)變得普及?；旌蟿恿囕v可以具有在其間轉(zhuǎn)換的幾個驅(qū)動模式，包 括（i)發(fā)動機行駛模式，其中，車輛依靠僅來自于發(fā)動機的驅(qū)動功率行駛，（ii)EV行駛模 式，其中，車輛依靠僅來自于電動發(fā)電機的驅(qū)動功率行駛，（iii)MG輔助模式，其中，車輛依 靠來自發(fā)動機和電動發(fā)電機的驅(qū)動功率行駛，及（iv)發(fā)動機發(fā)電模式，其中，將發(fā)動機驅(qū) 動到大于必需的程度，即用以驅(qū)動車輛和用于發(fā)電的電動發(fā)電機。
[0003] 例如，在專利文獻1 (即日本專利文獻No. 3901235)中，按照油門踏板或制動踏板 的下壓量來轉(zhuǎn)換發(fā)動機的啟動和停止。
[0004] 但例如專利文獻1中的系統(tǒng)沒有考慮發(fā)動機的效率。結(jié)果驅(qū)動模式的這個轉(zhuǎn)換方 案在燃料效率及其他因素方面不一定會產(chǎn)生最佳結(jié)果。
[0005] 此外，例如在專利文獻2中（即日本專利公開No. JP-2007-176270A)中，相互比較 了用于發(fā)電的電動發(fā)電機的操作與用于驅(qū)動車輛的電動發(fā)電機的操作，以便確定這兩個操 作中哪一個操作比另一個產(chǎn)生更大的經(jīng)濟效益。隨后基于比較結(jié)果，將用于在更經(jīng)濟的模 式中操作電動發(fā)電機的指示命令發(fā)送到電動發(fā)電機。
[0006] 但專利文獻2沒有記載關(guān)于EV行駛模式的經(jīng)濟效益，在EV行駛模式中，車輛僅依 靠來自電動發(fā)電機的驅(qū)動功率而非來自發(fā)電機的驅(qū)動功率行駛。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本公開內(nèi)容的目的是提供一種能夠選擇最佳行駛模式并計算多個行駛模式的每 單位電功率燃料消耗減少或增加的車輛控制裝置。
[0008] 在本公開內(nèi)容的方面中，一種用于控制混合動力車輛的車輛控制裝置包括請求驅(qū) 動功率計算器，所述請求驅(qū)動功率計算器基于駕駛者操作信息和車輛速度信息計算請求驅(qū) 動功率。車輛控制裝置還具有行駛模式選擇器，所述行駛模式選擇器選擇多個行駛模式之 一作為混合動力車輛的行駛模式，行駛模式包括EV行駛模式，其中，從電動發(fā)電機輸出請 求驅(qū)動功率，發(fā)動機行駛模式，其中，從發(fā)動機輸出請求驅(qū)動功率，和發(fā)動機發(fā)電模式，其 中，從發(fā)動機輸出請求驅(qū)動功率，同時發(fā)動機驅(qū)動電動發(fā)電機?；冢╥)燃料消耗減少量和 (ii)當電動發(fā)電機輸出請求驅(qū)動功率時所消耗的電功率來計算燃料消耗減少效應(yīng)，所述燃 料消耗減少效應(yīng)是EV效應(yīng)。基于（i)燃料消耗增加量和（ii)當發(fā)動機驅(qū)動電動發(fā)電機發(fā) 電時的充電電功率來計算燃料消耗增加成本，它是發(fā)動機發(fā)電成本。于是，行駛模式選擇器 在燃料消耗減少效應(yīng)大于燃料消耗增加成本時，選擇EV行駛模式作為混合動力車輛的行 駛模式，在發(fā)動機發(fā)電成本等于或大于EV效應(yīng)，并且可以獲得過剩電能時，選擇EV行駛模 式作為混合動力車輛的行駛模式，或者在發(fā)動機發(fā)電成本等于或大于EV效應(yīng)，并且不能獲 得過剩電能時，選擇發(fā)動機行駛模式和發(fā)動機發(fā)電模式之一。
[0009] 此外，發(fā)動機發(fā)電成本基于請求驅(qū)動功率。
[0010] 另外，發(fā)動機發(fā)電成本是請求驅(qū)動功率在預設(shè)范圍內(nèi)時的最大值。
[0011] 更進一步地，發(fā)動機發(fā)電成本是基于恒定的發(fā)動機發(fā)電功率的恒定值，將所述恒 定值定義為保持發(fā)動機發(fā)電成本相對于發(fā)動機發(fā)電功率的變化率低于預定值的值。
[0012] 此外，過剩電能包括基于車輛速度信息的從未來的減速再生電功率獲得的預計能 量。
[0013] 再進一步地，當（i)發(fā)動機發(fā)電成本等于或大于EV效應(yīng)并且（ii)沒有過剩電能 或者沒有電能不足時，行駛模式選擇單元選擇發(fā)動機行駛模式作為混合動力車輛的行駛模 式，當（i)發(fā)動機發(fā)電成本等于或大于EV效應(yīng)并且（ii)存在電能不足的情況時，行駛模式 選擇單元選擇發(fā)動機發(fā)電模式作為混合動力車輛的行駛模式。
[0014] 另外,在從發(fā)動機輸出請求驅(qū)動功率時,基于發(fā)動機效率,根據(jù)燃料消耗量來計算 用于計算EV效應(yīng)的燃料消耗減少量，并基于請求驅(qū)動功率和電動發(fā)電機效率來計算用于 EV效應(yīng)的計算的消耗電功率。
[0015] 再進一步地，基于發(fā)動機效率，根據(jù)在（i)從發(fā)動機輸出請求驅(qū)動功率和用于電 動發(fā)電機的驅(qū)動的發(fā)動機發(fā)電功率時的燃料消耗量與（ii)從發(fā)動機輸出請求驅(qū)動功率時 的燃料消耗量之間的差來計算用于計算發(fā)動機發(fā)電成本的燃料消耗增加量，并基于發(fā)動機 發(fā)電功率和電動發(fā)電機效率來計算用于計算發(fā)動機發(fā)電成本的充電電功率。
[0016] 而且，基于發(fā)動機的輸出和發(fā)動機的理想燃料消耗信息來計算發(fā)動機效率和發(fā)動 機轉(zhuǎn)數(shù)，基于電動發(fā)電機轉(zhuǎn)數(shù)和電動發(fā)電機的輸出來確定電動發(fā)電機效率。
[0017] 另外，混合動力車輛具有變速箱，所述變速箱將來自發(fā)動機和電動發(fā)電機的驅(qū)動 功率傳輸?shù)津?qū)動輪，將發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)和電動發(fā)電機轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)定為以預設(shè)比旋轉(zhuǎn)。
[0018] 此外,變速箱是連續(xù)可變變速箱。
[0019] 當（i)發(fā)動機發(fā)電成本等于或大于EV效應(yīng)并且（ii)能夠獲得過剩電能時，行駛 模式選擇器選擇EV行駛模式作為車輛的行駛模式。此外，當（i)發(fā)動機發(fā)電成本等于或大 于EV效應(yīng)并且（ii)無法獲得過剩電能時，行駛模式選擇器選擇發(fā)動機行駛模式或發(fā)動機 發(fā)電模式作為車輛的行駛模式。
[0020] 在關(guān)于行駛模式選擇的本公開內(nèi)容中，當基于在其間的比較確定EV效應(yīng)大于發(fā) 動機發(fā)電成本時，不管是否可以獲得過剩電能，都選擇EV行駛模式，因為借助來自電動發(fā) 電機的驅(qū)動功率的混合動力車輛的行駛產(chǎn)生了更好的（即更小的）燃料消耗率，即使在發(fā) 動機功率稍后用于驅(qū)動電動發(fā)電機來補充電功率的不足的情況下。
[0021] 此外，當確定發(fā)動機發(fā)電成本等于或大于EV效應(yīng)時，在可以從電功率的再生等獲 得過剩電能時，可以選擇EV行駛模式，或者在無法獲得過剩電能時，可以選擇發(fā)動機行駛 模式或發(fā)動機發(fā)電模式之一。
[0022] 以此方式，根據(jù)混合動力車輛的行駛狀況，將行駛模式轉(zhuǎn)換到適當?shù)囊粋€行駛模 式，從而實現(xiàn)了燃料消耗率的改進。
[0023] 在本公開內(nèi)容的另一個方面中，一種控制混合動力車輛的車輛控制裝置包括發(fā)動 機、電動發(fā)電機、儲電部分、逆變器和變速箱。當電動發(fā)電機連接到發(fā)動機時，將電動發(fā)電機 的轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)定為與發(fā)動機的轉(zhuǎn)數(shù)成特定比率。儲電部分往/來于電動發(fā)電機接收并發(fā)送電功 率。逆變器布置在儲電部分與電動發(fā)電機之間的通路上。變速箱轉(zhuǎn)換來自發(fā)動機和/或來 自電動發(fā)電機的驅(qū)動功率，并傳輸轉(zhuǎn)換的力以多個速度驅(qū)動車輪（即輪胎）。
[0024] 車輛控制裝置進一步包括發(fā)動機效率計算器、MG-INV效率計算器和電功率效率計 算器。
[0025] 發(fā)動機效率計算器基于理想燃料消耗信息和發(fā)動機功率來計算發(fā)動機效率，發(fā)動 機功率是從發(fā)動機輸出的驅(qū)動功率。
[0026] MG-INV效率計算器計算MG-INV效率，它是基于MG功率的電動發(fā)電機與逆變器的 組合效率，MG功率是從電動發(fā)電機輸出的驅(qū)動功率。
[0027] 電功率效率計算器基于發(fā)動機效率和MG-INV效率，計算行駛模式的每單位電功 率燃料消耗減少或每單位電功率燃料消耗增加。
[0028] 此外，電功率效率計算器基于發(fā)動機效率、MG-INV效率、儲電部分的效率、變速箱 的效率、由儲電部分或輔助電源供電的附屬設(shè)備上負載的效率、或者將從儲電部分提供的 電功率轉(zhuǎn)換到附屬設(shè)備上的負載的轉(zhuǎn)換器的效率的至少之一計算燃料消耗減少或燃料消 耗增加。
[0029] 另外，電功率效率計算器計算EV效應(yīng)、MG輔助效應(yīng)或發(fā)動機發(fā)電成本中的至少之 一，EV效應(yīng)是當行駛模式是EV行駛模式時的燃料消耗減少，在EV行駛模式中，輸出MG功 率作為基于駕駛者操作信息和車輛速度信息計算的請求驅(qū)動功率，MG輔助效應(yīng)是當行駛模 式是MG輔助模式時的燃料消耗減少，在MG輔助模式中，輸出MG功率和發(fā)動機功率作為請 求驅(qū)動功率，發(fā)動機發(fā)電成本是行駛模式是發(fā)動機發(fā)電模式時的燃料消耗增加，在發(fā)動機 發(fā)電模式中，輸出請求驅(qū)動功率作為發(fā)動機功率，發(fā)動機功率用于驅(qū)動電動發(fā)電機發(fā)電。
[0030] 此外，行駛模式選擇器基于（i)由電功率效率計算器的EV效應(yīng)和MG輔助效應(yīng)的 計算，和（ii)在EV效應(yīng)與MG輔助效應(yīng)之間的比較來選擇一個行駛模式作為行駛模式。
[0031] 更進一步地，MG轉(zhuǎn)數(shù)是電動發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)數(shù)量，MG-INV效率計算器（i)基于從發(fā) 動機功率得到的發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)和理想燃料消耗信息來計算MG轉(zhuǎn)數(shù)并且（ii)基于MG轉(zhuǎn)數(shù)和 MG功率來計算MG-INV效率。
[0032] 再進一步地，變速箱是連續(xù)可變變速箱。
[0033] 在本公開內(nèi)容中，基于發(fā)動機效率和MG-INV效率計算每一個行駛模式的每單位 電功率燃料消耗減少或每單位電功率燃料消耗增加。此外，基于發(fā)動機功率計算發(fā)動機效 率，基于MG功率計算MG-INV效率。即如果基于發(fā)動機功率預先獲知用于由發(fā)動機功率計 算發(fā)動機效率的運算方程式與用于由MG功率計算MG-INV效率的運算方程式，例如作為關(guān) 系圖（map)，就可以適當?shù)赜嬎忝繂挝浑姽β嗜剂舷臏p少或每單位電功率燃料消耗增加。 以此方式，與將實際車輛用于實際測量的情況下相比，可以借助更簡單的結(jié)構(gòu)計算用于每 一個行駛模式的燃料消耗增加/減少。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034] 依據(jù)參考附圖的以下詳細說明，本公開內(nèi)容的目的、特征和優(yōu)點會變得更為顯而 易見，在附圖中：
[0035] 圖1是本公開內(nèi)容的第一實施例中的車輛控制系統(tǒng)的方框圖；
[0036] 圖2是本公開內(nèi)容的第一實施例中的車輛控制裝置的方框圖；
[0037] 圖3是本公開內(nèi)容的第一實施例中的發(fā)動機的理想燃料消耗線的說明圖；
[0038] 圖4是本公開內(nèi)容的第一實施例中的在發(fā)動機的理想燃料消耗線上的發(fā)動機功 率與發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)之間的關(guān)系的說明圖；
[0039] 圖5是本公開內(nèi)容的第一實施例中的在發(fā)動機的理想燃料消耗線上的發(fā)動機效 率的說明圖；
[0040] 圖6是本公開內(nèi)容的第一實施例中的MG-INV效率的說明圖；
[0041] 圖7是本公開內(nèi)容的第一實施例中的EV效應(yīng)的說明圖；
[0042] 圖8是本公開內(nèi)容的第一實施例中的發(fā)動機發(fā)電成本的說明圖；
[0043] 圖9是本公開內(nèi)容的第一實施例中的在發(fā)動機發(fā)電成本與發(fā)動機發(fā)電功率之間 的關(guān)系的說明圖；
[0044] 圖10是本公開內(nèi)容的第一實施例中的在EV效應(yīng)與發(fā)動機發(fā)電成本之間的關(guān)系的 說明圖；
[0045] 圖11是本公開內(nèi)容的第一實施例中的行駛模式選擇過程的流程圖；
[0046] 圖12是本公開內(nèi)容的第一實施例中的減速再生電能積分子程序的流程圖；
[0047] 圖13是本公開內(nèi)容的第一實施例中的發(fā)動機發(fā)電能量積分子程序的流程圖；
[0048] 圖14是本公開內(nèi)容的第一實施例中的消耗能量積分子程序的流程圖；
[0049] 圖15A是本公開內(nèi)容的第一實施例中的用于電能過剩情況下的行駛模式選擇過 程的車輛速度的說明圖；
[0050] 圖15B是本公開內(nèi)容的第一實施例中的用于電能過剩情況下的行駛模式選擇過 程的請求驅(qū)動功率的說明圖；
[0051] 圖15C是本公開內(nèi)容的第一實施例中的用于電能過剩情況下的行駛模式選擇過 程的MG功率的說明圖；
[0052] 圖1?是本公開內(nèi)容的第一實施例中的用于電能過剩情況下的行駛模式選擇過 程的電能的說明圖；
[0053] 圖16A是本公開內(nèi)容的第一實施例中的用于電能不足情況下的行駛模式選擇過 程的車輛速度的說明圖；
[0054] 圖16B是本公開內(nèi)容的第一實施例中的用于電能不足情況下的行駛模式選擇過 程的車輛速度的說明圖；
[0055] 圖16C是本公開內(nèi)容的第一實施例中的用于電能不足情況下的行駛模式選擇過 程的車輛速度的說明圖；
[0056] 圖16D是本公開內(nèi)容的第一實施例中的用于電能不足情況下的行駛模式選擇過 程的車輛速度的說明圖；
[0057] 圖17是本公開內(nèi)容的第二實施例中的在EV效應(yīng)與發(fā)動機發(fā)電成本之間的關(guān)系的 說明圖；
[0058] 圖18是本公開內(nèi)容的第三實施例中的車輛控制系統(tǒng)的方框圖；
[0059] 圖19是本公開內(nèi)容的第三實施例中的車輛控制裝置的方框圖；
[0060] 圖20是本公開內(nèi)容的第三實施例中的行駛模式選擇過程的流程圖；
[0061] 圖21是本公開內(nèi)容的第三實施例中的發(fā)動機的理想燃料消耗線的說明圖；
[0062]圖22是本公開內(nèi)容的第一實施例中的在發(fā)動機的理想燃料消耗線上的發(fā)動機功 率與發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)之間的關(guān)系的說明圖；
[0063] 圖23是本公開內(nèi)容的第一實施例中的在發(fā)動機的理想燃料消耗線上的發(fā)動機效 率的說明圖；
[0064] 圖24是本公開內(nèi)容的第三實施例中的MG-INV效率的說明圖；
[0065] 圖25是本公開內(nèi)容的第三實施例中的EV效應(yīng)的說明圖；
[0066] 圖26是本公開內(nèi)容的第三實施例中的MG輔助效應(yīng)的說明圖；
[0067] 圖27是本公開內(nèi)容的第三實施例中的發(fā)電成本的說明圖；及
[0068] 圖28是本公開內(nèi)容的第三實施例中的在EV效應(yīng)與MG輔助效應(yīng)之間的關(guān)系的說 明圖。

【具體實施方式】
[0069] 在下文中將基于附圖來說明本公開內(nèi)容的車輛控制裝置。
[0070] (第一實施例）
[0071] 基于圖1 一 16來說明本公開內(nèi)容的第一實施例中的車輛控制裝置。
[0072] 如圖1中所示的，車輛控制系統(tǒng)1包括發(fā)動機（ENG) 11、電動發(fā)電機（MG) 12、變速 箱13、逆變器（INV) 14、儲電部分15、第一離合器16、第二離合器17、和作為車輛控制裝置的 控制部20,以及其他部件。
[0073] 發(fā)動機11和電動發(fā)電機12組成作為混合動力車輛的車輛90的驅(qū)動功率源。發(fā) 動機11是內(nèi)燃發(fā)動機，具有多個汽缸，發(fā)動機11的驅(qū)動功率經(jīng)由第一離合器16傳輸?shù)诫?動發(fā)電機12。
[0074] 電動發(fā)電機12充當電動機，用于通過從儲電部分15接收電功率并通過旋轉(zhuǎn)來產(chǎn) 生轉(zhuǎn)矩，還充當發(fā)電機，用于通過從發(fā)動機11接收發(fā)動機轉(zhuǎn)矩或通過從車輛90的制動接收 再生能量來發(fā)電/電功率。
[0075] 在連接第一離合器16時，將發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)Neng與MG轉(zhuǎn)數(shù)Nmg設(shè)定為具有預設(shè)比， 發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)Neng是發(fā)動機11的旋轉(zhuǎn)數(shù)量，MG轉(zhuǎn)數(shù)Nmg是電動發(fā)電機12的旋轉(zhuǎn)數(shù)量。在 本實施例中，MG轉(zhuǎn)數(shù)Nmg相對于發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)Neng的比是1。即在本實施例中，發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù) Neng與MG轉(zhuǎn)數(shù)Nmg彼此相等。
[0076] 發(fā)動機11和電動發(fā)電機12的驅(qū)動功率經(jīng)由第二離合器17和變速箱13傳輸?shù)絺?動軸91。傳輸?shù)絺鲃虞S91的驅(qū)動功率借助傳動裝置92和輪軸93旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輪95。本實施 例的變速箱13是連續(xù)可變變速箱（CVT)，其可以連續(xù)改變速度，即無需通過步進式變速。
[0077] 逆變器14布置在電動發(fā)電機12與儲電部分15之間的位置，將儲電部分15的電 功率轉(zhuǎn)換為AC電功率，并將其提供給電動發(fā)電機12。此外，逆變器14將由電動發(fā)電機12 產(chǎn)生的電功率轉(zhuǎn)換為DC電功率，并將其提供給儲電部分15。
[0078] 儲電部分15是可充電/蓄電池，例如鎳氫電池或鋰離子電池，并設(shè)定為可充電和 可放電。在其電荷狀態(tài)（SOC)保持在預定范圍內(nèi)的情況下對儲電部分15進行充電和放電。 將儲電部分15實施為諸如雙電荷層電容器之類的設(shè)備。
[0079] 第一離合器16布置在發(fā)動機11與電動發(fā)電機12之間的位置，設(shè)定為連接和斷開 在發(fā)動機11與電動發(fā)電機12之間的連接。當車輛的行駛模式是稍后提及的EV行駛模式 中時，第一離合器16由控制部20控制以使得發(fā)動機11與電動發(fā)電機12分離。
[0080] 第二離合器17布置在電動發(fā)電機12與變速箱13之間的位置，設(shè)定為連接和分離 電動發(fā)電機12與變速箱13。
[0081] 控制部20實施為微機等，為其提供了 CPU、ROM、RAM、I/O和用于連接未示出的那 些部件的總線。控制部20通過借助執(zhí)行預存在CPU中的程序的軟件過程和/或借助專用 電子電路的硬件過程控制整個車輛90,這基于發(fā)動機11、電動發(fā)電機12、變速箱13、逆變器 14、第一離合器16和第二離合器17等的控制。
[0082] 如圖2所示的，控制部20具有請求驅(qū)動功率計算部分21、充電請求計算部分22、 行駛模式選擇部分23、驅(qū)動功率分配部分24、發(fā)動機操作點計算部分25、和MG指示轉(zhuǎn)矩計 算部分26等。
[0083] 請求驅(qū)動功率計算部分21獲得包括油門開度等的駕駛者操作信息和與車輛90的 行駛速度有關(guān)的車輛速度信息，并計算請求驅(qū)動功率Pdrv。
[0084] 充電請求計算部分22基于儲電部分15的SOC計算是否存在充電請求。
[0085] 行駛模式選擇部分23選擇行駛模式。行駛模式可以包括：（i)"發(fā)動機行駛模式"， 其中，車輛借助發(fā)動機功率Peng行駛，發(fā)動機功率Peng是由發(fā)動機11的驅(qū)動輸出的驅(qū)動 功率，（ii) "EV行駛模式"，其中，車輛借助MG功率Pmg行駛，MG功率Pmg是由電動發(fā)電機 12的驅(qū)動輸出的驅(qū)動功率，（iii) "MG輔助模式"，其中，車輛借助發(fā)動機功率Peng和MG功 率Pmg行駛，及（iv) "發(fā)動機發(fā)電模式"，其中，車輛借助發(fā)動機功率Peng行駛，并由電動發(fā) 電機12執(zhí)行發(fā)電。
[0086] 例如當請求驅(qū)動功率Pdrv超出用于以有效方式驅(qū)動發(fā)動機11的高效率范圍時， 選擇MG輔助模式。在此情況下，將行駛模式設(shè)定為MG輔助模式，通過從電動發(fā)電機12輸 出一部分請求驅(qū)動功率，在高效率范圍中驅(qū)動發(fā)動機11。
[0087] 在本實施例中，基于車輛速度信息、請求驅(qū)動功率Pdrv/充電請求以及指示每單 位電功率燃料消耗減少量的EV效應(yīng)、和指示每單位電功率燃料消耗增加量的發(fā)動機發(fā)電 成本來控制發(fā)動機11和電動發(fā)電機12的驅(qū)動和第一離合器16的連接/分離。稍后說明 EV效應(yīng)、發(fā)動機發(fā)電成本和行駛模式選擇方法的細節(jié)。
[0088] 在驅(qū)動功率分配部分24中，基于按照行駛模式的充電請求的存在和請求驅(qū)動功 率Pdrv來計算發(fā)動機指示功率和MG指示功率。在EV行駛模式中，將請求驅(qū)動功率Pdrv 完全"分配"給MG指示功率。在發(fā)動機行駛模式中，將請求驅(qū)動功率Pdrv完全"分配"給 發(fā)動機指示功率。
[0089] 在發(fā)動機操作點計算部分25中，基于發(fā)動機指示功率來計算發(fā)動機11的操作點 (即轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)矩）。由于本實施例的變速箱13是連續(xù)可變變速箱，并且可以在預設(shè)范圍中自 由且連續(xù)地設(shè)定這種變速箱的傳動比，發(fā)動機11的操作點的設(shè)定就具有高自由度。因此， 在本實施例中，借助發(fā)動機功率的調(diào)整（參見圖3)，將發(fā)動機11的操作點控制/帶到理想 燃料消耗線Li。即，基于發(fā)動機指示功率計算發(fā)動機指示轉(zhuǎn)矩和發(fā)動機指示轉(zhuǎn)數(shù)，以使得發(fā) 動機11的操作點在理想燃料消耗線Li上。根據(jù)本實施例，理想燃料消耗線Li對應(yīng)于"理 想燃料消耗信息"。
[0090] 在MG指示轉(zhuǎn)矩計算部分26中，基于MG指示功率計算MG指示轉(zhuǎn)矩。由于在MG輔 助模式中發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)Neng等于MG轉(zhuǎn)數(shù)Nmg，就基于發(fā)動機指示轉(zhuǎn)數(shù)來計算MG指示轉(zhuǎn)數(shù)，并 基于MG指示轉(zhuǎn)數(shù)和MG指示功率來計算MG指示轉(zhuǎn)矩。
[0091] 由于在EV行駛模式中第一離合器16使得發(fā)動機11與電動發(fā)電機12分離，失去 了在發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)Neng與MG轉(zhuǎn)數(shù)Nmg之間的關(guān)系。因此，例如在輸出MG功率Pmg中，基于 使得MG-INV效率nele最大的操作點來計算MG指示轉(zhuǎn)矩，稍后敘述它。此外，可以如此計 算MG指示轉(zhuǎn)矩，以使得發(fā)動機11和電動發(fā)電機12可以適當?shù)剞D(zhuǎn)變到離合器相連狀態(tài)，在 其中，第一離合器16連接發(fā)動機11和電動發(fā)電機12。
[0092] 接下來，說明如何計算每單位電功率燃料消耗減少量和每單位電功率燃料消耗增 加量的計算方法。在本實施例中，EV行駛模式中的每單位電功率燃料消耗減少量是"EV效 應(yīng)"，發(fā)動機發(fā)電模式中的每單位電功率燃料消耗增加量是"發(fā)動機發(fā)電成本"。
[0093] 首先，說明發(fā)動機效率η eng和MG-INV效率η ele，它們分別用于EV效應(yīng)和發(fā)動 機發(fā)電成本的計算。發(fā)動機效率Heng是發(fā)動機11作為單獨設(shè)備的（即獨立地或僅有發(fā) 動機的）效率，MG-INV效率η ele是電動發(fā)電機12與逆變器14的組合的效率。在本實施 例中，將包括逆變器14的效率的組合效率指定為"電動發(fā)電機效率"。
[0094] 圖3在水平軸是發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)NengQrmp]且垂直軸是發(fā)動機轉(zhuǎn)矩Teng[Nm]的圖中 顯示了燃料消耗率Ceng[g/h]的輪廓線。實線Lel、Le2和Le3是等功率線，它們是連接等 功率點，即相同發(fā)動機功率Peng的點，的連接線。此外，實線Li是理想燃料消耗線，其連接 最小燃料消耗點，即燃料消耗率Ceng下降到最小值的等功率線上的點。
[0095] 圖4是基于根據(jù)圖3的理想燃料消耗線Li的發(fā)動機功率Peng與發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)Neng 之間的關(guān)系的圖示。圖5是基于根據(jù)圖3的理想燃料消耗線Li的發(fā)動機功率Peng與發(fā)動 機效率rI eng之間的關(guān)系的圖不。
[0096] 由于在本實施例中控制發(fā)動機11以使得發(fā)動機11的操作點落在理想燃料消耗線 Li上，一旦確定了發(fā)動機功率Peng，就如圖4所示地作為單一點確定了操作點，從而導致發(fā) 動機轉(zhuǎn)數(shù)Neng的確定。此外，如圖5中所示的，當確定了發(fā)動機功率Peng時，就確定了發(fā) 動機效率Π eng。
[0097] 圖6在水平軸是MG轉(zhuǎn)矩Tmg[Nm]且垂直軸是MG轉(zhuǎn)數(shù)Nmg[rpm]的圖中顯示了 MG-INV效率nele [ - ]的輪廓線（即虛線）。實線Lml、Lm2和Lm3是等功率線，它們是連 接等功率點，即相同MG功率Pmg的點，的連接線。
[0098] 此外，由于當確定了 MG轉(zhuǎn)數(shù)Nmg和MG功率Pmg時作為單一點確定了操作點，參考 圖6的圖，可以計算MG-INV效率η ele。
[0099] 更實際地，例如，當如圖4所示地將發(fā)動機功率Peng確定為PE時，將發(fā)動機轉(zhuǎn) 數(shù)Neng確定為NE。此外如圖5所示的，在將發(fā)動機功率Peng確定為PE時，將發(fā)動機效率 rI eng確定為η E。
[0100] 此外，在將發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)Neng確定為NE時，將MG轉(zhuǎn)數(shù)Nmg確定為單一 /唯一值，即 匪。于是，在如圖6所示地確定了 MG功率Pmg和MG轉(zhuǎn)數(shù)Nmg時，將MG-INV效率η ele確 定為JIM。
[0101] 即換言之，當確定了發(fā)動機功率Peng和MG功率Pmg時，可以計算發(fā)動機效率 η eng 和 MG-INV 效率 η ele。
[0102] 由于在EV行駛的時間由第一離合器16將發(fā)動機11與電動發(fā)電機12分離，在發(fā) 動機轉(zhuǎn)數(shù)Neng與MG轉(zhuǎn)數(shù)Nmg之間不存在關(guān)系。
[0103] 因此，在EV行駛模式中，可以基于在最佳效率點驅(qū)動電動發(fā)電機12的假設(shè)來執(zhí)行 MG-INV效率nele的計算，在最佳效率點，MG-INV效率nele上升到等功率線上的最佳點。 此外，為了發(fā)動機11和電動發(fā)電機12借助第一離合器16的連接適當?shù)剞D(zhuǎn)變到離合器相連 狀態(tài)，基于在考慮到發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)Neng的操作點驅(qū)動電動發(fā)電機12的假設(shè)，可以基于這個操 作點來計算MG-INV效率η ele。
[0104] 隨后基于圖7和8來說明EV效應(yīng)和發(fā)動機發(fā)電成本的計算方法。在下文中，將每 單位時間燃料消耗減少量指定為AFCd,將每單位時間燃料消耗增加量指定為AFCi。
[0105] 圖7是用于解釋EV效應(yīng)的圖示。
[0106] 在EV行駛模式中，作為來自由儲電部分15的電功率驅(qū)動的電動發(fā)電機12的MG功 率Pmg來提供請求驅(qū)動功率Pdrv。因此，請求驅(qū)動功率Pdrv由基于消耗電功率Pbattc[kW] 的方程式（1)來表不。
[0107] 方程式（1)
[0108] Pdrv = PbattcX nele (Pdrv)
[0109] 以上方程式中的項" nele (Pdrv) "是在作為來自電動發(fā)電機12的MG功率Pmg 輸出請求驅(qū)動功率Pdrv時的MG-INV效率，并由圖6中所示的圖來計算。在下文中，將項 " η ele (Px) "認為是在作為來自電動發(fā)電機12的MG功率Pmg輸出功率Px時的MG-INV效 率，并認為是由圖6中所示的關(guān)系圖計算的值。
[0110] 此外，在EV行駛模式中，將在作為由發(fā)動機11的驅(qū)動產(chǎn)生的發(fā)動機功率Peng提 供請求驅(qū)動功率Pdrv的情況下的燃料消耗FCd認為是燃料消耗減少量AFCcL在作為由發(fā) 動機11的驅(qū)動產(chǎn)生的發(fā)動機功率Peng提供請求驅(qū)動功率Pdrv時，由以下方程式（2)來表 示請求驅(qū)動功率Pdrv。
[0111] 方程式（2)
[0112] Pdrv= Δ FCd X P X η eng (Pdrv)
[0113] 以上方程式中的項neng(Pdrv)是在作為來自發(fā)動機11的發(fā)動機功率Peng 輸出請求驅(qū)動功率Pdrv時的發(fā)動機效率，并由圖5中所示的圖來計算。在下文中，將 " neng (Py) "認為是在作為來自發(fā)動機11的發(fā)動機功率Peng輸出功率Py時的發(fā)動機效 率，并認為是由圖5中所示的圖計算的值。
[0114] 此外，以上方程式中的項P [kj/g]是燃料能量密度，是根據(jù)燃料的種類的恒定。
[0115] 在由以下的方程式（3)定義EV效應(yīng)時，由基于方程式（1)和（2)的方程式（4)表 示EV效應(yīng)。依據(jù)方程式（4)，基于發(fā)動機效率η eng和MG-INV效率nele來計算EV效應(yīng)。
[0116] 方程式（3)

【權(quán)利要求】
1. 一種用于控制混合動力車輛（90)的車輛控制裝置，所述混合動力車輛（90)具有發(fā) 動機（11)、電動發(fā)電機（12)和儲電部分（15)，所述儲電部分（15)將電功率充電到所述電 動發(fā)電機并對來自所述電動發(fā)電機的電功率進行放電，所述車輛控制裝置包括： 請求驅(qū)動功率計算器（21)，所述請求驅(qū)動功率計算器基于駕駛者操作信息和車輛速度 信息來計算請求驅(qū)動功率（Pdrv);以及 行駛模式選擇器（23)，所述行駛模式選擇器選擇多個行駛模式之一作為所述混合動力 車輛的行駛模式，所述行駛模式包括： EV行駛模式，其中，從所述電動發(fā)電機輸出所述請求驅(qū)動功率， 發(fā)動機行駛模式，其中，從所述發(fā)動機輸出所述請求驅(qū)動功率，以及 發(fā)動機發(fā)電模式，其中，從所述發(fā)動機輸出所述請求驅(qū)動功率，同時所述發(fā)動機驅(qū)動所 述電動發(fā)電機， 其中， 燃料消耗減少效應(yīng)是基于（i)燃料消耗減少量（AFCd)和（ii)當所述電動發(fā)電機輸 出所述請求驅(qū)動功率時所消耗的電功率（Pbattc)來計算的EV效應(yīng)， 燃料消耗增加成本是基于（i)燃料消耗增加量（AFCi)和（ii)當所述發(fā)動機驅(qū)動所 述電動發(fā)電機發(fā)電時的充電電功率（Pbattg)來計算的發(fā)動機發(fā)電成本，并且 所述行駛模式選擇器進行以下選擇： (A) 在所述EV效應(yīng)大于所述發(fā)動機發(fā)電成本時，選擇所述EV行駛模式作為所述混合動 力車輛的所述行駛模式， (B) 在所述發(fā)動機發(fā)電成本等于或大于所述EV效應(yīng)并能夠獲得過剩電能時，選擇所述 EV行駛模式作為所述混合動力車輛的所述行駛模式，或者 (C) 在所述發(fā)動機發(fā)電成本等于或大于所述EV效應(yīng)并無法獲得過剩電能時，選擇所述 發(fā)動機行駛模式和所述發(fā)動機發(fā)電模式之一。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛控制裝置，其中， 所述發(fā)動機發(fā)電成本基于所述請求驅(qū)動功率。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛控制裝置，其中， 所述發(fā)動機發(fā)電成本是所述請求驅(qū)動功率在預設(shè)范圍內(nèi)時的最大值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的車輛控制裝置，其中， 所述發(fā)動機發(fā)電成本是基于恒定的發(fā)動機發(fā)電功率（Pgen)的恒定值（Pc)，并且 所述恒定值被定義為將所述發(fā)動機發(fā)電成本相對于所述發(fā)動機發(fā)電功率的變化率保 持低于預定值的值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的車輛控制裝置，其中， 過剩電能包括基于所述車輛速度信息的將從未來的減速再生電功率（Ereg)獲得的預 計能量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的車輛控制裝置，其中， 當（i)所述發(fā)動機發(fā)電成本等于或大于所述EV效應(yīng)并且（ii)沒有過剩電能或沒有電 能不足的情況時，所述行駛模式選擇單元選擇所述發(fā)動機行駛模式作為所述混合動力車輛 的所述行駛模式，并且 當（i)所述發(fā)動機發(fā)電成本等于或大于所述EV效應(yīng)并且（ii)存在電能不足的情況 時，所述行駛模式選擇單元選擇所述發(fā)動機發(fā)電模式作為所述混合動力車輛的所述行駛模 式。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的車輛控制裝置，其中， 在從所述發(fā)動機輸出所述請求驅(qū)動功率時，基于發(fā)動機效率（n eng)，根據(jù)燃料消耗量 (FCd)來計算用于計算所述EV效應(yīng)的燃料消耗減少量（AFCd)，并且 基于所述請求驅(qū)動功率和電動發(fā)電機效率（nele)來計算用于計算EV效應(yīng)的消耗電 功率（Pbattc)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的車輛控制裝置，其中， 基于發(fā)動機效率（n eng)，根據(jù)在（i)從所述發(fā)動機輸出所述請求驅(qū)動功率（Pdrv)和 用于驅(qū)動所述電動發(fā)電機的所述發(fā)動機發(fā)電功率（Pgen)兩者時的燃料消耗量（FCe)與 (ii)從所述發(fā)動機輸出所述請求驅(qū)動功率（Pdrv)時的燃料消耗量（FCd)之間的差，來計算 用于計算所述發(fā)動機發(fā)電成本的燃料消耗增加量（△ FCi)，并且 基于所述發(fā)動機發(fā)電功率（Pgen)和電動發(fā)電機效率（nele)來計算用于計算所述發(fā) 動機發(fā)電成本的所述充電電功率（Pbattg)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的車輛控制裝置，其中， 基于所述發(fā)動機的所述輸出和所述發(fā)動機的理想燃料消耗信息來計算所述發(fā)動機效 率（n eng)和發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)（Neng)，并且 基于電動發(fā)電機轉(zhuǎn)數(shù)（Nmg)和所述電動發(fā)電機的所述輸出來確定所述電動發(fā)電機效 率（nele)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛控制裝置，其中， 所述混合動力車輛具有變速箱（13)，所述變速箱將來自所述發(fā)動機和所述電動發(fā)電機 的驅(qū)動功率傳輸?shù)津?qū)動輪（95)，并且 發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)（Neng)和所述電動發(fā)電機轉(zhuǎn)數(shù)（Nmg)被設(shè)定為以預設(shè)比旋轉(zhuǎn)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的車輛控制裝置，其中， 所述變速箱是連續(xù)可變變速箱（CVT)。
12. -種控制混合動力車輛的車輛控制裝置，所述混合動力車輛包括：發(fā)動機（11);電 動發(fā)電機（12)，所述電動發(fā)電機當被連接到所述發(fā)動機時以相對于所述發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)的預 定旋轉(zhuǎn)比率旋轉(zhuǎn)；儲電部分（15、31)，所述儲電部分從所述電動發(fā)電機接收電功率并將電 功率發(fā)送至所述電動發(fā)電機；逆變器（14)，所述逆變器位于所述儲電部分與所述電動發(fā)電 機之間；和變速箱（13)，所述變速箱將來自所述發(fā)動機和所述電動發(fā)電機的驅(qū)動功率傳輸 到驅(qū)動輪（95)，所述車輛控制裝置包括： 發(fā)動機效率計算器（23)，所述發(fā)動機效率計算器基于理想燃料消耗信息和發(fā)動機功率 (Peng)來計算發(fā)動機效率（neng)，所述發(fā)動機功率是從所述發(fā)動機輸出的驅(qū)動功率； MG-INV效率計算器（23)，所述MG-INV效率計算器計算MG-INV效率（n ele)，所述 MG-INV效率（nele)是基于MG功率（Pmg)的所述電動發(fā)電機與所述逆變器的組合效率，所 述MG功率是正從所述電動發(fā)電機輸出的驅(qū)動功率；及 電功率效率計算器（23)，所述電功率效率計算器基于所述發(fā)動機效率（neng)和所述 MG-INV效率（nele)計算行駛模式的燃料消耗減少（A FCd)或燃料消耗增加（A FCi)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的車輛控制裝置，其中， 所述電功率效率計算器（23)計算EV效應(yīng)、MG輔助效應(yīng)或發(fā)動機發(fā)電成本中的至少之 所述EV效應(yīng)是當行駛模式是EV行駛模式時的所述燃料消耗減少（△ FCd)，其中，輸出 所述MG功率（Pmg)作為請求驅(qū)動功率（Pdrv)，所述請求驅(qū)動功率（Pdrv)基于駕駛者操作 信息和車輛速度信息來計算， 所述MG輔助效應(yīng)是當所述行駛模式是MG輔助模式時的所述燃料消耗減少（△ FCd)，其 中，輸出所述MG功率（Pmg)和所述發(fā)動機功率（Peng)作為所述請求驅(qū)動功率， 所述發(fā)動機發(fā)電成本是當所述行駛模式是發(fā)動機發(fā)電模式時的所述燃料消耗增加 (A FCi)，其中，輸出所述請求驅(qū)動功率作為所述發(fā)動機功率，并且所述發(fā)動機功率（Peng) 用于驅(qū)動所述電動發(fā)電機發(fā)電。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的車輛控制裝置，進一步包括： 行駛模式選擇器（23)，所述行駛模式選擇器基于（i)通過所述電功率效率計算器對所 述EV效應(yīng)和所述MG輔助效應(yīng)的計算以及（ii)在所述EV效應(yīng)與所述MG輔助效應(yīng)之間的 比較來選擇所述行駛模式中的一個行駛模式作為所述行駛模式。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的車輛控制裝置，其中， MG轉(zhuǎn)數(shù)（Nmg)是所述電動發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)數(shù)量，所述MG-INV效率計算器（i)基于從發(fā)動 機功率（Peng)得到的發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)（Neng)和所述理想燃料消耗信息來計算MG轉(zhuǎn)數(shù)（Nmg), 并且（ii)基于所述MG轉(zhuǎn)數(shù)（Nmg)和所述MG功率（Pmg)來計算所述MG-INV效率（nele)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的車輛控制裝置，其中， 所述變速箱是連續(xù)可變變速箱。
【文檔編號】B60W20/00GK104417539SQ201410408725
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月19日
【發(fā)明者】后藤睦明, 佐藤卓, 杉浦正典, 東谷光晴, 馬渕衛(wèi), 八田素嘉 申請人:株式會社電裝