CN103097221A - 混合动力车辆的控制装置以及控制方法 - Google Patents

Abstract

混合动力车辆的控制装置具备：发动机(1)，其利用来自燃料罐(14)的燃料量供给来进行驱动；驱动马达(3)，其利用来自电池(4)的电力供给来对驱动轮(6、6)进行驱动；以及车辆整合控制器(24)，参见图3。燃料消耗估计单元以当前为起点，对到加注燃料或者燃料为零为止所需的天数t1进行估计，即步骤S21。燃料劣化估计单元以当前为起点，对到燃料劣化为止所需的天数t2进行估计，即步骤S22。燃料劣化抑制控制单元在加注燃料定时t1为燃料劣化定时t2之后的情况下，即步骤S23为“是”，切换到与两个定时t1、t2之间的间隔量相应的燃料消耗促进模式，即步骤S23～S30。基于燃料消耗进程和燃料劣化进程的预测估计，来恰当地执行向燃料消耗促进模式的切换，由此能够不导致燃料消耗率的下降地抑制燃料的劣化。

Description

混合动力车辆的控制装置以及控制方法

技术领域

本发明涉及装载有发动机和马达的混合动力车辆的控制装置，该发动机通过来自燃料罐的燃料量供给来进行驱动，该马达至少通过来自电池的电力供给对驱动轮进行驱动。

背景技术

近年来，考虑到环境而关于汽车研究了一种除了具备作为内燃机的发动机以外还具备驱动马达和能够从外部充电的蓄电装置(电池)的插电式混合动力车辆。在该插电式混合动力车辆中，为了确保仅利用驱动马达就能够进行电动行驶的模式(EV行驶模式)，与不能进行外部充电的混合动力车辆相比装载电池容量大的电池。因此，对于普通的车辆行驶距离短的用户来说，以仅利用驱动马达的EV行驶为主，启动发动机的频率变少。由此存在以下问题：由于长时间不消耗燃料罐内的汽油使汽油因发生氧化而劣化。

因此，已知一种以减少燃料的劣化为目的的混合动力车辆的控制装置，进行根据估计出的燃料劣化度来变更发动机启动判定值或者车辆请求功率的发动机启动定时变更处理(例如，参照专利文献1)。

然而，在以往的混合动力车辆的控制装置中，仅估计燃料劣化度，不考虑与燃料罐内的燃料消耗的进程、燃料劣化的进程有关的信息就进行发动机启动定时变更处理。

因此，当估计为燃料劣化度为规定的劣化程度时，例如在燃料罐内的燃料剩余少、在短时间内进行燃料消耗的情况下，即使继续进行基于基本控制的发动机运转，有时也会在燃料罐内的剩余燃料劣化之前耗尽燃料。也就是说，在短时间内进行燃料消耗的情况下存在由于发动机启动定时变更处理执行过度而导致燃料消耗率恶化这样的问题。

另一方面，当估计为燃料劣化度是与上述相同的规定的劣化程度时，例如在燃料罐内的剩余燃料多、燃料消耗需要较长时间的情况下，即使继续进行发动机启动定时变更处理，燃料罐内的剩余燃料有时也会提前劣化。也就是说，在燃料消耗需要较长时间的情况下存在由于发动机启动定时变更处理执行不充分而导致不能抑制燃料的劣化这样的问题。

专利文献1：日本特开2010-18128号公报

发明内容

本发明是着眼于上述问题而完成的，其目的在于提供如下一种混合动力车辆的控制装置：基于燃料消耗进程和燃料劣化进程的预测估计来恰当地执行向燃料消耗促进模式的切换，由此能够不导致燃料消耗率的恶化地抑制燃料的劣化。

为了达成上述目的，将本发明的混合动力车辆的控制装置设为具备发动机、马达、燃料消耗估计单元、燃料劣化估计单元以及燃料劣化抑制控制单元的单元。

上述发动机利用来自燃料罐的燃料供给来进行驱动。

上述马达至少利用来自电池的电力供给来对驱动轮进行驱动。

上述燃料消耗估计单元以当前为起点，估计到下一次加注燃料为止所需的期间或者到燃料剩余量实质上为零所需的期间。

上述燃料劣化估计单元以当前为起点，估计到燃料劣化为止所需的期间。

在上述加注燃料或者上述燃料为零的定时为上述燃料劣化的定时之后的情况下，上述燃料劣化抑制控制单元切换到与两个定时之间的间隔量(即两个定时的差)相应的燃料消耗促进模式。

由此，在加注燃料或者燃料为零的定时为燃料劣化的定时之前的情况下，不切换到燃料消耗促进模式。因而，不会由于超出需要地切换到燃料消耗促进模式而导致燃料消耗率下降、EV行驶机会减少。另一方面，在加注燃料或者燃料为零的定时为燃料劣化的定时之后的情况下，切换到燃料消耗促进模式，但是与间隔量相应地促进燃料消耗以使两个定时接近。因而，通过一边将燃料消耗促进抑制为最低限度一边与燃料劣化的定时配合地使燃料罐内的燃料耗尽，由此能够抑制燃料的劣化。

这样，通过基于燃料消耗进程和燃料劣化进程的预测估计来恰当地执行向燃料消耗促进模式的切换，能够不导致燃料消耗率的下降地抑制燃料的劣化。

附图说明

图1是表示应用了实施例的控制装置的串联方式的插电式混合动力车辆的整体系统结构图。

图2是表示利用实施例的车辆整合控制器在每次行驶经验中执行的EV行驶时的电力消耗率、HEV行驶时的燃料消耗率等的计算处理的结构和流程的流程图。

图3是表示利用实施例的车辆整合控制器执行的基于加注燃料定时与燃料劣化定时之间的间隔量的燃料劣化抑制控制处理的结构和流程的流程图。

图4是表示在实施例的燃料劣化抑制控制中，不切换到燃料消耗促进模式而维持基本控制时(a)和切换到燃料消耗促进模式时(b)的、加注燃料定时(t1)与燃料劣化定时(t2)之间的关系的时间图。

图5是表示在实施例的燃料劣化抑制控制中估算每天的行驶距离的情况例的行驶距离历史图。

图6是表示在实施例的燃料劣化抑制控制中估算相对于每天的行驶距离的、到加注燃料为止的天数的情况例的关系特性图。

图7是表示在实施例的燃料劣化抑制控制中增大发动机驱动率的情况例的电池SOC特性图。

图8是表示在实施例的燃料劣化抑制控制中使发动机动作点移动的控制下的情况例的发动机性能特性图。

图9是表示在实施例的燃料劣化抑制控制中抑制插电式充电以及发动机充电行驶的动作例的时间图。

具体实施方式

下面，基于附图所示的实施例对实现本发明的混合动力车辆的控制装置的最佳方式进行说明。

首先，说明结构。

图1表示应用了实施例的控制装置的串联方式的插电式混合动力车辆的整体系统结构。下面，基于图1说明整体系统结构。

如图1所示，实施例的串联方式的插电式混合动力车辆的驱动系统具备发动机1、发电马达2、驱动马达3(马达)、电池4、减速差动机构5、驱动轮6、发电马达用逆变器7、驱动马达用逆变器8、充电转换器9、切换器10、充电端口11以及燃料罐14。

在该插电式混合动力车辆中，作为行驶模式具有电动汽车行驶模式(以下称为“EV行驶模式”)和混合动力车行驶模式(以下称为“HEV行驶模式”)。“EV行驶模式”是利用蓄积在电池4中的电力对驱动马达3进行驱动，仅将驱动马达3作为驱动源来行驶且发动机1为运转停止的模式。另一方面，“HEV行驶模式”是虽然将驱动马达3作为驱动源来行驶，但为了充电等利用发动机1对发电马达2进行驱动的模式。

在请求发电时，通过发电马达2来启动上述发动机1，完全燃烧后驱动发电马达2来进行发电。而且，当从有发电请求转变为无发电请求时，发动机1和发电马达2停止。

上述发电马达2是连接于发动机1来发挥马达功能和发电功能的马达发电机。在当发动机1为停止状态且有发电请求时消耗电池4的电力、在推转发动机1之后点火由此启动发动机1的情况下发挥马达功能。在当发动机1为驱动运转状态时从发动机1接受旋转驱动功率，将其转换为三相交流的电力，并将发电电力充电到电池4中的情况下发挥发电功能。

上述驱动马达3是经由减速差动机构5与车辆的驱动轮6相连接、发挥马达功能和发电功能的马达发电机。在起步加速时、定速行驶时、中间加速时，消耗电池4的电力来驱动车辆的情况下发挥马达功能。在减速时、制动时等从驱动轮6接受旋转驱动功率而将其转换为三相交流的电力并将发电电力充到电池4中进行再生发电的情况下，发挥发电功能。

关于上述电池4，使用锂离子二次电池、高容量电容器等，蓄积利用发电马达2发电得到的电力和利用驱动马达3进行再生发电得到的电力，并且向上述电池4供给蓄积在驱动马达3和发电马达2中的电力。

上述发电马达用逆变器7配置在发电马达2与电池4之间，使三相交流与直流相互转换。三相交流用于发电马达2的驱动和发电，直流用于电池4的充放电。

上述驱动马达用逆变器8配置在驱动马达3与电池4之间，使三相交流与直流相互转换。三相交流用于驱动马达3的驱动和发电，直流用于电池4的充放电。

上述充电转换器9配置在电池4与充电端口11之间，在插电式充电期间将从充电端口11供给的交流的外部电力转换为能够对电池4充电的直流的电力。

上述切换器10配置在发电马达2、发电马达用逆变器7以及充电端口11之间，来切换发电路径和供电路径。将发电路径设为切断充电端口11而将发电马达2与发电马达用逆变器7相连接的的模式。供电路径切换选择下述三种模式中的某一模式。

·切断充电端口11将发电马达2与发电马达用逆变器7相连接，来使用电池4的电力的模式。

·将发电马达2、发电马达用逆变器7以及充电端口11相连接，来使用充电端口11和电池4两者的电力的模式。

·切断发电马达用逆变器7将发电马达2与充电端口11相连接，来使用充电端口11的电力的模式。

上述充电端口11设定在车身外周的某个位置处，当将车辆停到外部充电设备12的设定位置处的状态下，打开盖等而将外部充电设备12的供电插头13插入来与上述充电端口11相连接时，经由充电转换器9对电池4充电(插电式充电)。在此，外部充电设备12是指在自己家中利用深夜电力进行低速充电时使用的家用充电设备、在离开家外出时能够快速充电的快速充电站等。

上述燃料罐14是用于蓄积要对发动机1供给的汽油、轻油等燃料的容器。蓄积在燃料罐14中的燃料经由附图外的燃料供给通路、燃料喷射装置被供给到发动机1的燃烧室。

如图1所示，实施例的插电式混合动力车辆的控制系统具备发动机控制器(ECM)20、发电机控制器(GC)21、马达控制器(MC)22、电池控制器(LBC)23、车辆整合控制器(VCM)24、导航控制器(NAVI/C)25、点火开关(IGN-SW)26、燃料罐传感器27、其它传感器类28以及扬声器29。

此外，各控制器20、21、22、23、24通过能够进行信息交换的CAN通信线30相连接以能够共享各种数据。另外，各控制器20、21、22、23、24具备执行程序的处理器、存储由处理器执行的程序的存储器以及与处理器相连接的接口。

上述发动机控制器20按照来自车辆整合控制器24的控制指令来操作发动机1的吸入空气量、点火时期、燃料喷射量，由此控制输出扭矩。

上述发电机控制器21按照来自车辆整合控制器24的控制指令向发电马达用逆变器7输出操作指令，以控制发电马达2的输入输出扭矩。

上述马达控制器22按照来自车辆整合控制器24的控制指令向驱动马达用逆变器8输出操作指令，以控制驱动马达3的输入输出扭矩。

上述电池控制器23估计电池4的充电容量(剩余容量)、可输入输出的功率等内部状态量，并且对电池4进行保护控制。下面，将电池4的充电容量(剩余容量)称为电池SOC(SOC是“State OfCharge：荷电状态”的缩写)。

上述车辆整合控制器24基于共享的各种数据一边协调多个控制器20、21、22、23，一边按照驾驶员的要求对马达驱动输出进行控制。另外，一边考虑驾驶性和燃料消耗率(经济性)两者，一边对发电输出进行控制。该车辆整合控制器24输入来自导航控制器25、点火开关26、燃料罐传感器27以及其它传感器类28的信息。然后，将要通知给包括驾驶员在内的乘员的信息输出到导航控制器25和扬声器29。

上述导航控制器25承担导航系统的控制功能，该导航系统的控制功能是利用来自卫星的GPS信号检测本车辆位置，并且基于存储在DVD等中的地图数据对到达目的地的路径进行搜索和引导。将通过导航控制器25获得的地图上的本车辆位置信息与自家位置信息、充电站位置信息一起提供给车辆整合控制器24。该导航控制器25具备用于由乘员输入各种信息的输入装置(输入单元)。乘员能够使用输入装置输入目的地、预定行驶距离。

上述点火开关26是发动机1的点火装置的开关。该点火开关26还兼作启动马达(cell motor：单位马达)的开关。上述燃料罐传感器27是对蓄积在燃料罐14中的燃料的剩余容量进行检测的传感器，例如使用燃料液位计等。其它传感器类28是获取加速踏板开度传感器、车轮速度传感器等的必要信息的各种传感器。上述扬声器29是输出声音的装置。

图2表示利用实施例的车辆整合控制器24在每次行驶中执行的EV行驶时的电力消耗率、HEV行驶时的燃料消耗率等的计算处理的结构和流程。下面，说明图2的各步骤。

在步骤S1中，判断点火开关26是否接通。在“是”(IGN ON：接通)的情况下进入步骤S2，在“否”(IGN OFF：断开)的情况下进入结束，从而结束处理。

在步骤S2中，在步骤S1或者步骤S5中判断为IGN ON之后，判断当前时刻的电池剩余容量SOC是否比设定为转移到HEV行驶模式的SOC下限值的阈值SOCh大。在“是”(SOC>SOCh)的情况下进入步骤S3，在“否”(SOC≤SOCh)的情况下进入步骤S4。

在步骤S3中，在步骤S2中判断为SOC>SOCh、即在当前时刻确保了维持EV行驶模式的水平的电池剩余容量SOC之后，选择EV行驶模式作为行驶模式并进入步骤S5。

在步骤S4中，在步骤S2中判断为SOC≤SOCh、即在当前时刻电池剩余容量SOC降至需要转移到HEV行驶模式的水平之后，选择HEV行驶模式作为行驶模式并进入步骤S5。

在步骤S3中选择了EV行驶模式或者在步骤S4中选择了HEV行驶模式之后，在步骤S5中判断点火开关26是否断开。在“是”(IGN OFF：断开)的情况下进入步骤S6，在“否”(IGN ON：接通)的情况下返回至步骤S2。

在步骤S6中，在步骤S5中判断为IGN OFF之后，对从上次加油时起的经过天数Td(单位“天”)、每次的行驶距离D(单位“km”)、用于EV行驶的电力消耗量FCev(单位“kWh”)以及用于HEV行驶的燃料消耗量FChev(单位“L”)进行运算并存储到存储器中。并且，基于在EV行驶模式下行驶时从电池4消耗的电力消耗量FCev(KWh)和EV行驶模式下的行驶距离Dev(km)来计算EV行驶时的电力消耗率Dev/FCev(km/kWh)。另一方面，基于燃料消耗量FChev(L)和HEV行驶模式下的行驶距离Dhev(km)来计算HEV行驶时的燃料消耗率Dhev/FChev(km/L)，该燃料消耗量FChev(L)是通过对在HEV行驶模式下行驶时从喷射器喷射的燃料喷射量进行累计而计算出的。而且，除了记录计算出的每次EV行驶时的电力消耗率FCev/Dev(km/kWh)、HEV行驶时的燃料消耗率FChev/Dhev(km/L)以外，还记录从上次加油起的经过天数，进入结束。

此外，在本例中，用单位电力消耗量以及每单位燃料消耗量的行驶距离来表示电力消耗率和燃料消耗率，但相反也可以将每单位行驶距离的电力消耗量以及燃料消耗量用作电力消耗率以及燃料消耗率。

图3表示利用实施例的车辆整合控制器24执行的基于加注燃料定时与燃料劣化定时之间的间隔量的燃料劣化抑制控制处理的结构和流程。下面，说明图3的各步骤。此外，步骤S23～步骤S30相当于燃料劣化抑制控制单元。

在步骤S21中，以当前为起点，对到加注燃料为止所需的天数或者到燃料为零为止所需的天数t1进行估计运算，进入步骤S22(相当于燃料消耗估计单元)。

在步骤S22中，在步骤S21中对到加油为止所需的天数或者到燃料为零为止所需的天数进行估计运算之后，以当前为起点，对到燃料劣化为止所需的天数t2进行估计运算，进入步骤S23(相当于燃料劣化估计单元)。

在此，作为到燃料劣化为止所需的天数t2的估计运算方法，例如日本特开2009-255680号公报所记载的那样，基于加油时期和加油量历史来估计燃料劣化程度。或者，如日本特开2007-168512号公报所记载的那样，利用基于传感器输出、内燃机的效率降低的判断方法来估计燃料劣化程度。而且，计算估计为所估计出的燃料劣化程度超过燃料劣化判断阈值的定时，来作为到燃料劣化为止所需的天数t2。

在步骤S23中，在步骤22中对到燃料劣化为止所需的天数t2进行估计运算之后，判断到加注燃料或者燃料为零为止所需的天数t1是否为到燃料劣化为止所需的天数t2之后。在“是”(t1>t2)的情况下进入步骤S25。

另一方面，在“否”(t1≤t2)的情况下进入步骤S24。

在步骤S24中，在步骤S23中判断为t1≤t2之后，以高燃料消耗率性能为目标，仍以抑制燃料消耗的基本控制进入返回。

在步骤S25中，在步骤S23中判断为t1>t2之后，切换到与基本控制相比促进燃料消耗的燃料消耗促进模式，进入步骤S26。

在步骤S26中，在步骤S25中切换到燃料消耗促进模式之后，为了使到加注燃料或者燃料为零为止所需的天数t1尽可能接近到燃料劣化为止所需的天数t2，计算出增大后的发动机驱动率以促进燃料消耗，进入步骤S27。

在步骤S27中，在步骤S26中计算出发动机驱动率之后，除了增大发动机驱动率以外，作为使燃料消耗的方法，实施向燃料消耗动作点切换的判断，进入步骤S28，该燃料消耗动作点是使发动机动作点从消耗率最佳线偏离而得到的。

在步骤S28中，在步骤S27中“增大发动机驱动率以及实施将发动机动作点切换到燃料消耗动作点的判断”之后，判断到加注燃料或者燃料为零为止所需的天数t1是否为到燃料劣化为止所需的天数t2以下。在“是”(t1≤t2)的情况下进入返回，在“否”(t1>t2)的情况下进入步骤S29。

在步骤S29中，在步骤S28中判断为t1>t2之后，除了通过步骤S25～步骤S27增大发动机驱动率和变更发动机动作点以外，还将从外部充电设备12向装载于车辆的电池4进行插电式充电时的充电上限值降低，进入步骤S30。

在步骤S30中，在步骤S29中降低进行外部充电时的充电上限值之后，不管向基本控制下的HEV行驶模式切换的条件是否成立，都通过将请求驱动力的量加上充电驱动力的量而得到的输出来驱动发动机1，切换到一边将由驱动发动机产生的发电量充到电池4一边行驶的HEV行驶模式，进入返回。

接着，说明作用。

首先，对“比较例的问题”进行说明。接着，将实施例的插电式混合动力车辆的控制装置的作用分为“由燃料耗尽产生的燃料劣化抑制作用”、“加注燃料定时的估计作用”、“发动机驱动率的增大作用”、“由偏离最佳燃料消耗线产生的发动机驱动作用”以及“插电式充电量的限制作用”并进行说明。

[比较例的问题]

在混合动力车辆中，使用蓄积在电池中的充电电力进行EV行驶，由此有时因长时间燃料罐内的燃料不消耗而存在罐内燃料劣化的风险。特别是在高容量的电池中蓄积了充足的充电电力的插电式混合动力车辆中该燃料劣化的风险高，需要抑制燃料劣化的燃料劣化对策。

对此，例如在日本特开2010-18128号公报中提出了一种进行发动机启动定时变更处理的技术，该发动机启动定时变更处理是基于估计出的燃料劣化度来变更发动机启动判定值或者车辆请求功率。另外，例如在日本特开2007-168512号公报中提出了以下技术：在预测到燃料的性能不恰当的情况下，即使在车辆状态满足普通的EV行驶条件的情况下也不进行EV行驶，而通过使发动机运转来消耗燃料。将作为燃料劣化对策而提出的这些现有技术作为比较例。

然而，这些比较例技术是停留在以下技术的内容：当其中任一个比较例判定为燃料劣化时启动发动机或者容易启动发动机，具有在下面列举出的问题点1～问题点3。

·问题点1

仅限于提高发动机运转频率，没有规定基于燃料劣化定时的具体的发动机驱动负载率，即使提高发动机运转频率结果也不会耗尽燃料，从而产生燃料劣化的风险。

·问题点2

即使在原本不扩大发动机运转区域也能够消耗燃料且没有劣化风险那样的场景中也扩大发动机运转区域，导致使能够进行低成本运行的EV行驶的机会减少。

·问题点3

原来每个用户的车辆的使用方式(例如一天的行驶距离等)不同，但针对按每个用户的车辆的使用方式的差异的发动机运转动作不作限定。因此，即使对于某个用户有效果，也有可能对某个用户没有效果或者成为相反的效果，针对每个用户具有鲁棒性的效果低。

[由燃料耗尽产生的燃料劣化抑制作用]

如上所述，作为燃料劣化对策，需要不减少EV行驶的机会，就能够确保对燃料劣化的抑制效果。下面，对反映该情况的由燃料耗尽产生的燃料劣化抑制作用进行说明。

此外，在下面的说明中，将到加注燃料或者燃料为零为止所需的天数t1的定时称为“加注燃料定时(t1)”，将燃料劣化所需的天数t2的定时称为“燃料劣化定时(t2)”。

在加注燃料定时(t1)为燃料劣化定时(t2)之前的情况下，在图3的流程图中反复进行步骤S21→步骤S22→步骤S23→步骤S24→返回这样的流程。在该步骤S24中，仍然设为以良好的燃料消耗率性能为目标来抑制燃料消耗的基本控制。

即，如图4的(a)所示，假设在当前时刻(t0)燃料劣化定时(t2)晚于加注燃料定时(t1)或者两个定时(t1)、(t2)一致，由此不设为燃料消耗推进模式就能够维持基本控制。在该基本控制中，如图2所示，只要电池剩余容量SOC为SOC>SOCh就维持EV行驶。而且，即使选择HEV行驶，也尽量沿着燃料消耗最佳线来驱动发动机1。

因而，在假设加注燃料定时(t1)与燃料劣化定时(t2)一致或者燃料劣化定时(t2)晚于加注燃料定时(t1)的情况下，即使不增大发动机驱动率等也能够在燃料发生劣化之前耗尽燃料。也就是说，由于是不存在燃料劣化风险那样的场景，因此不会如比较例技术那样由于超出需要地执行向燃料消耗促进模式的切换而导致燃料消耗率恶化、EV行驶机会减少。

在加注燃料定时(t1)为燃料劣化定时(t2)之后的情况下，在图3的流程图中进入步骤S21→步骤S22→步骤S23→步骤S25。在该步骤S25中切换到与基本控制相比促进燃料消耗的燃料消耗促进模式。

即，如图4的(b)所示，假设在当前时刻(t0)燃料劣化定时(t2)早于加注燃料定时(t1)，由此切换到与两个定时(t1)、(t2)之间的间隔量相应的燃料消耗促进模式。通过与间隔量相应地执行的发动机驱动率增大、发动机运转点变更等来进行该燃料消耗促进模式，以使两定时(t1)、(t2)尽可能接近。

因而，在假设燃料劣化定时(t2)早于加注燃料定时(t1)的情况下，一边与加注燃料定时(t1)和燃料劣化定时(t2)之间的间隔量相应地将燃料消耗促进抑制为最低限度，一边与燃料劣化定时(t2)一致地耗尽燃料罐14内的燃料，由此抑制燃料的劣化。

如上所述，在实施例中采用了以下结构：在以当前为起点分别对到加注燃料或者燃料为零为止所需的天数t1和到燃料劣化为止所需的天数t2进行估计且在加注燃料定时(t1)为燃料劣化定时(t2)之后的情况下，与该间隔量相应地切换到燃料消耗促进模式。

根据该结构，基于加注燃料定时(t1)时的燃料消耗进程和燃料劣化定时(t2)时的燃料劣化进程的预测估计而不多不少地恰当地执行向燃料消耗促进模式的切换。

因而，不会由于不必要地切换到燃料消耗促进模式而导致燃料消耗率的恶化，通过耗尽燃料罐14内的燃料能够抑制燃料的劣化。

[加注燃料定时的估计作用]

在上述燃料劣化抑制作用中，为了提高向燃料消耗促进模式切换的必要性的判断精度，如何高精度地估计到加油或者燃料为零为止所需的天数t1的加注燃料定时(t1)是重要的。下面，对反映该情况的加注燃料定时(t1)的估计作用进行说明。

在图3的步骤S21中，以当前为起点，对到加注燃料为止所需的天数或者到燃料为零为止所需的天数t1进行估计运算。

此时，最少要预先计算出下述(1)～(4)的参数值，来作为估计运算天数t1所需的参数值。

(1)燃料消耗率和电力消耗率

根据预先确定的值或者基于图2的流程图的过去的用户燃料消耗率和电力消耗率的值来运算燃料消耗率和电力消耗率。

(2)到加油为止的剩余燃料量

考虑进行模式学习得到的值来计算到加油为止的剩余燃料量，该模式学习是指根据实际进入燃料罐14内的由燃料罐传感器27计算出的燃料量或者基于对来自发动机控制器20等的燃料喷射脉冲进行累计而得到的值计算出的燃料量来得出用户所消耗的燃料剩余几升是否要加油。

(3)每天的行驶距离

根据用户的实际的过去行驶距离历史来运算每天的行驶距离。此时，在平日和假日里使用方式各具特征的情况下，期望将各自的平均距离分开。并且，在导航信息中设定有用户的上班路线、今后的车辆行驶计划和路线的情况下，通过使用该值能够以更高的精度来进行估计行驶距离运算。

(4)用车频率

根据用户的实际的过去行驶历史来运算用车频率。此时在导航系统中预先设定了车辆使用方式的情况下，也同样根据该信息来计算出用车频率。然后，基于这些(1)～(4)的信息来估算到加注燃料为止所需的天数t1或者到燃料为零为止所需的天数t1，从而估计加注燃料定时(t1)。

在此，基于图5说明基于过去的行驶距离历史的“每天的行驶距离”的运算方法的一例。此外，在图5中示出了加油后的经过天数[day]与EV行驶模式和HEV行驶模式下的行驶距离[km/day]之间的关系。

例如，在图5的例子中，如加油后的经过天数为第21天那天HEV行驶模式下的行驶距离突然增加那样，在过去的行驶距离历史中有时存在无规律的行驶距离历史。假设考虑这种无规律的行驶距离历史来估计运算每天的行驶距离，则在基于估计运算出的每天的行驶距离而计算出的、到加注燃料为止所需的天数t1或者到燃料为零为止所需的天数t1中产生了误差。因此，当对每天的行驶距离进行估计运算的情况下，期望根据去除了这种无规律的行驶距离历史后的平均值来进行运算。由此，能够估计运算出准确的每天的行驶距离。

而且，例如在EV行驶距离=20km、燃料消耗率=20km/L、用车频率=0.5次/天、到加油为止的剩余燃料量为30L的情况下，如图6所示那样在每天的行驶距离与到加注燃料为止的天数之间描绘出反比例的特性。由此，如果明确了每天的行驶距离，则能够估算到加注燃料为止的天数t1。

如上所述，在实施例中对驾驶员的日平均行驶距离、用车频率、来自外部充电设备12的充电模式历史进行学习存储。采用了以下结构：除了这些存储信息以外，还根据自利用外部充电设备12进行插电式充电后起的估计EV可行驶距离和估计燃料消耗率值来估计从当前起到进行加油或者燃料为零为止所需的天数t1。

因而，通过将按每个用户不同的车辆的使用方式的特征作为参数来进行考虑，能够高精度地估计加注燃料或者燃料为零的加注燃料定时(t1)，能够提高燃料消耗促进模式切换的必要性判断的精度。由此，当估计为在燃料劣化前耗尽燃料或者进行加注燃料时，通过不切换到燃料消耗促进模式能够确保基本控制下的EV行驶性能。而且，仅限于在基本控制下不能在燃料劣化之前耗尽燃料时切换到燃料消耗促进模式，从而能够在燃料劣化之前耗尽燃料或者进行加注燃料。

在实施例中，采用了以下结构：如果估计用户的消耗燃料时的估计行驶距离使用了用户预先设定在导航系统中的用户设定信息，则使用该设定信息。

在此，用户设定信息例如是以下信息：

1.用户的平日的上班路线设定信息

2.用户的车辆的行驶计划的日期和时间以及那时的路线设定信息

因而，基于平日的上班路线设定能够以更高的精度掌握用户的行驶距离，另外，例如能够事先掌握假日的外出计划、平日的出差等外出日程及其路线信息，由此能够以更高的精度掌握加注燃料定时(t1)。由此，能够抑制因不必要地切换到燃料消耗促进模式而积极地使用燃料，由此不会使燃料劣化就能够尽量确保较长的EV行驶距离。

[发动机驱动率的增大作用]

当切换到上述燃料消耗促进模式时，需要与加注燃料定时(t1)和燃料劣化定时(t2)之间的间隔量相应地增大发动机驱动率。下面，说明反映该情况的发动机驱动率的增大作用。

此外，在此，发动机驱动率是指总行驶(距离或者时间)中HEV行驶所占的比例。

当向燃料消耗促进模式切换时，在图3的流程图中从步骤S25进入步骤S26。然后，在步骤S26中，为了使加注燃料定时(t1)尽量接近燃料劣化定时(t2)，计算出发动机驱动率以促进燃料消耗。

作为该发动机驱动率的计算方法，每当驾驶员乘一次车，如下那样计算所要消耗的燃料量(L)。

到燃料劣化为止的估计用车次数(N)=燃料劣化定时(t2)×用车频率(次/天)每次用车要消耗的燃料量(L)=到加注燃料为止的剩余燃料(L)÷N(次)，由此求出每次用车所要消耗的燃料量，基于该值以及估计EV距离、燃料消耗率值、驾驶员的平均行驶距离来决定发动机驱动率。

图7示出该发动机驱动率的增大。例如，在每天行驶50km的情况下，在基本控制(Base)下将燃料消耗量设为1.5(L)。在这种情况下，当分三个阶段增大发动机驱动率时，在第一阶段的规格(a)中燃料消耗量为1.8(L)，在第二阶段的规格(b)中燃料消耗量为2.0(L)，在第三阶段的规格(c)中燃料消耗量为2.4(L)。此外，作为发动机驱动率的增大方法，例如使图2的流程图中的电池剩余容量SOC的阈值SOCh从基本控制下的值起阶段性地增大，使得容易转移到驱动发动机1的HEV行驶模式。

如上所述，在实施例中，在燃料发生劣化的定时之前估计用户的车辆用车机会有多少，根据到加注燃料为止所要消耗的燃料量或者燃料罐内的燃料量来计算在燃料劣化前每次用车要消耗多少燃料。采用了根据每次所需的燃料消耗量和驾驶员的平均行驶距离信息来决定发动机1的驱动增大率的结构。

因而，通过增大最低限度的发动机驱动率，能够在成为燃料劣化定时(t2)之前耗尽燃料罐14内的燃料。

[由偏离最佳燃料消耗线产生的发动机驱动作用]

当切换到上述燃料消耗促进模式时仅通过增大发动机驱动率不能应对间隔量的情况下，需要进一步追加燃料消耗方法。下面，对反映该情况的由偏离最佳燃料消耗线产生的发动机驱动作用进行说明。

当向燃料消耗促进模式切换时，在图3的流程图中从步骤S25进入步骤S26→步骤S27。然后，在步骤S27中，除了增大发动机驱动率以外，作为使燃料消耗的方法，还实施使发动机动作点从燃料消耗最少的燃料消耗最佳线向燃料消耗更多的燃料消耗动作点偏移的切换。

即，在通过增大发动机驱动率使每次要消耗的燃料量不足的情况下，除了决定发动机驱动率的增大方法的动作以外，例如还使发动机动作点向发动机转速低的一侧移动。在这种情况下，如图8所示，通过从燃料消耗最佳线与等功率线交叉时的发动机转速减少到声振加速感觉优先线与等功率线交叉时的发动机转速，能够实现声振性能的提高。因此，能够将原来即便能够进行EV行驶也会由于使发动机1运转而产生的驾驶员的感觉恶化抑制为最低限度。

如上所述，在实施例中，作为用于消耗燃料的单元，采用了使发动机的动作点偏离于燃料消耗最少的燃料消耗最佳动作线、即在进一步消耗燃料的动作点处使发动机运转的结构。

因而，通过将发动机动作点从最佳燃料消耗线上的动作点例如切换到能够提高声振性能的发动机转速低的动作点，能够在EV行驶中一边抑制发动机进行动作的感觉一边消耗更多的燃料，从而能够在成为燃料劣化定时(t2)之前耗尽燃料罐14内的燃料。

[插电式充电量的限制作用]

在切换到上述燃料消耗促进模式时仅通过发动机驱动率的增大和发动机动作点变更不能应对间隔量的情况下，需要进一步追加燃料消耗方法。下面，对反映该情况的插电式充电量的限制作用进行说明。

当向燃料消耗促进模式切换时，在图3的流程图中从步骤S25进入到步骤S26→步骤S27→步骤S28。然后，当在步骤S28中判断为要成为t1≤t2时，在图3的流程图中反复进行进入步骤S21→步骤S22→步骤S23→步骤S25→步骤S26→步骤S27→步骤S28的流程。

另一方面，当在步骤S28中判断为要成为t1>t2时，反复进行从步骤S28进入步骤S29→步骤S30→返回的流程。而且，在步骤S29中，即使切换到燃料促进模式，也能够基于加注燃料定时(t1)为燃料劣化定时(t2)之后时的预测判断使从外部充电设备12向电池4进行插电式充电时的充电上限值降低。在下一步骤S30中，与电池剩余容量SOC无关地驱动发动机1，切换到一边将由驱动发动机产生的发电量充到电池4中一边行驶的HEV行驶模式。

即，当设为进行外部充电时的充电上限值总为相当于100%的满充电时，电池充电量过多没有充电余量，因此发动机1的驱动机会减少，其结果是存在因燃料劣化而废弃燃料的风险。因此，在这种情况下，如图9所示，将进行插电式充电时的充电上限值降低至A%(<100%)。也就是说，通过将从B%起的插电式充电的充电量限制为A%而在行驶中确保发动机充电行驶，来提高发动机驱动率。

例如，在将充电上限值设为电池充电容量最大值的30%的情况下，切换到以下控制：发动机1除正常行驶所需的功率输出运转以外，还多输出向装载于车辆的电池4充电的量，并一直充电到相当于电池充电容量的100%。由此，如图9所示，通过对发动机1进行输出运转能够获得比行驶所需的功率多的输出功率，能够消耗存在劣化风险的燃料。另外，不仅在燃料劣化之前耗尽燃料，而且将该燃料转换为电能并将能量蓄积到装载于车辆的电池4，因此下一次在加注燃料之后蓄积了充足的电池能量，因此能够从加油结束后起进行EV行驶。

如上所述，在实施例中，采用了以下结构：除了提高发动机驱动率以外，还对从外部充电设备12向电池4进行插电式充电时的充电量设置上限值。

因而，抑制来自外部的电能的充电量，由此通过提高发动机驱动率能够进一步消耗燃料。

在实施例中，采用了以下结构：当在以来自外部充电设备12的上限充电量实施了充电之后进行车辆行驶时，使发动机1的输出成为在请求驱动力的量的发动机输出之外还包括对电池4充电，以此驱动发动机1。

因而，能够在以车辆行驶所需的功率来驱动发动机1之外还对车载的电池4充电，来以车辆行驶所需的功率以上的输出使发动机运转。由此，能够消耗更多的燃料。除此以外，追加消耗的该燃料转变为电能被蓄积到电池4，因此在供给燃料之后成为蓄积有电池能量的状态，因此能够基于EV行驶模式行驶。

实施例的插电式混合动力车辆的控制装置能够获得下面列举的效果。

(1)实施例具备：发动机1，其利用来自燃料罐14的燃料量供给来进行驱动；驱动马达3(马达)，其利用来自电池4的电力供给至少对驱动轮6、6进行驱动；燃料消耗估计单元(步骤S21)，其以当前为起点，对到加注燃料或者燃料为零为止所需的期间(天数t1)进行估计；燃料劣化估计单元(步骤S22)，其以当前为起点，对到燃料劣化为止所需的期间(天数t2)进行估计；以及燃料劣化抑制控制单元(步骤S23～步骤S30)，其在上述加注燃料或者上述燃料为零的定时(加注燃料定时(t1))为上述燃料劣化的定时(燃料劣化定时(t2))之后的情况下(步骤S23为“是”)，切换到与两个定时(1)、(2)之间的间隔量相应的燃料消耗促进模式。因此，通过基于燃料消耗进程和燃料劣化进程的预测估计来恰当地执行向燃料消耗促进模式的切换，能够不导致燃料消耗率下降地抑制燃料的劣化。

(2)上述燃料消耗估计单元(步骤S21)以当前为起点，对到加注燃料或者燃料为零为止所需的天数t1进行估计，上述燃料劣化估计单元(步骤S22)以当前为起点，对到燃料劣化为止所需的天数t2进行估计。因此，除了(1)的效果以外，还能够在确保良好的估计精度的同时，基于抑制预测定时延迟而得到的以天为单位的对燃料消耗进程和燃料劣化进程的预测估计，来恰当地执行向燃料消耗促进模式的转换。

(3)上述燃料消耗估计单元(步骤S21)对驾驶员的日平均行驶距离、用车频率、来自外部充电设备12的充电模式历史进行学习存储，除了这些存储信息以外，还从利用外部充电设备12对上述电池4充电后起估计的马达可行驶距离和估计燃料消耗率值，据此对从当前起到加注燃料或者燃料为零为止所需的期间(天数t1)进行估计。

因此，除了上述(1)或者(2)的效果以外，加注燃料或者上述燃料为零的定时(加注燃料定时(t1))的估计精度提高，从而使对向燃料消耗促进模式切换的必要性的判断精度提高。

(4)当切换到燃料消耗促进模式时，上述燃料劣化抑制控制单元(步骤S26)根据从当前时刻到成为燃料劣化定时(t2)的期间内每次用车所要消耗的燃料量和驾驶员的平均行驶距离信息来计算发动机驱动率，基于计算出的发动机驱动率来实施发动机运转。

因此，除了上述(1)～(3)的效果以外，还能够一边将导致燃料消耗率性能降低的发动机驱动率增大抑制为最低限度，一边促进燃料消耗，与燃料劣化定时(t2)一致地使燃料罐14内变空。

(5)当切换到燃料消耗促进模式时，上述燃料劣化抑制控制单元(步骤S27)基于使发动机动作点偏离最佳燃料消耗线而得到的燃料消耗动作点来进行运转。

因此，除了上述(1)～(4)的效果以外，还能够一边抑制EV行驶中的发动机运转感，一边促进燃料消耗，与燃料劣化定时(t2)一致地使燃料罐14内变空。

(6)上述燃料劣化抑制控制单元(步骤S29)至少提高发动机驱动率，除此以外还对从外部充电设备12向上述电池4充电时的充电量设置上限值。

因此，除了上述(4)或者(5)的效果以外，还能够在确保电池4的充电余量的情况下提高发动机驱动率来促进燃料消耗。

(7)当利用来自上述外部充电设备12的上限充电量实施了充电之后进行车辆行驶时，上述燃料劣化抑制控制单元(步骤S30)通过将请求驱动力的量加上对上述电池4充电的驱动力的量而得到的发动机输出来驱动上述发动机1。

因此，除了上述(6)的效果以外，还能够通过利用行驶所需功率以上的输出来驱动发动机而促进燃料消耗，并且通过将追加的消耗燃料转换为电池能量并蓄积，能够提高加注燃料后的行驶时的EV行驶频率。

(8)在估计用户的燃料消耗时，如果存在用户预先设置在导航系统中的用户设定信息，则上述燃料消耗估计单元(步骤S21)使用用户设定信息来估计行驶距离。

因此，除了上述(1)～(7)的效果以外，还能够通过高精度地掌握加注燃料定时(t1)来抑制向燃料消耗促进模式进行不必要的切换，从而能够在抑制燃料劣化的同时最大限度地确保较长的EV行驶距离。

以上，基于实施例说明了本发明的混合动力车辆的控制装置，但是具体的结构并不限于该实施例，只要不脱离权利要求书的各项权利要求所涉及的发明的宗旨，就允许进行设计的变更、追加等。

在实施例中，作为燃料消耗估计单元，示出了以当前为起点对到加注燃料或者燃料为零为止所需的天数t1进行估计的单元，作为燃料劣化估计单元，示出了以当前为起点对到燃料劣化为止所需的天数t2进行估计的单元。但是，作为燃料消耗估计单元的期间，可以设为以下例子：以当前为起点，对到加注燃料或者燃料为零为止所需的时间或者月等进行估计。另外，作为燃料劣化估计单元的期间，可以设为以下例子：以当前为起点，对到燃料劣化为止所需的时间或者月等进行估计。并且，还可以设为以下例子：越接近加注燃料或者燃料为零或者越接近燃料劣化，期间的单位越以月→日→小时这样的方式进行变更。

在实施例中，在图3的步骤S21中，对驾驶员的日平均行驶距离、用车频率、来自外部充电设备12的充电模式历史进行学习存储。示出了以下例子：除了这些存储信息以外，还根据从利用外部充电设备12进行插电式充电后起的估计EV可行驶距离和估计燃料消耗率值，对从当前到进行加油或者燃料为零为止的天数t1进行估计。但是，作为驾驶员的日平均行驶距离，优选求出平日和假日各自的平均行驶距离。另外，到加油为止的燃料量既可以是燃料罐内的燃料量，也可以考虑过去驾驶员进行加油时的平均剩余燃料量。并且，估计EV可行驶距离和估计燃料消耗率值既可以是预先确定的值，也可以是可考虑驾驶方法不同、季节不同的过去的电力消耗率值、燃料消耗率值的实际值学习。

在实施例中，在图3的步骤S22中，示出了利用日本特开2009-255680号公报、日本特开2007-168512号公报所记载的燃料劣化估计运算方法对到燃料劣化为止的天数t2进行估计运算的例子。但是，作为对燃料劣化天数进行估计运算的方法，例如也可以设为如下的例子：直接或者间接地检测燃料的氧化，预测燃料的氧化值超过劣化判定阈值的定时，从而对到燃料劣化为止的天数进行估计运算。

在实施例中，在图3的步骤S26中，示出了通过使转移到HEV行驶模式的电池剩余容量SOC的阈值SOCh从基本控制时的下限值起阶段性地提高来增大发动机驱动率的例子。但是，作为发动机驱动率的增大方法，例如也可以设为如下的例子：在加速踏板开度为规定值以上时驱动发动机、来对驱动马达供给来自发电马达的电力的情况下，阶段性地或者非阶段性地降低该加速踏板开度的规定值。另外，还可以设为如下的例子：在发动机声音不明显的高车速区域中驱动发动机、通过发电马达进行发电的情况下，阶段性地或者非阶段性地降低该车速的阈值。

在实施例中，在图3的步骤S27中，作为促进燃料消耗的单元，示出了除了增大发动机驱动率以外，还使发动机动作点切换变更为偏离于燃料消耗率最佳线而得到的燃料消耗动作点的例子。但是，也可以在增大发动机驱动率的基础上追加该发动机动作点的变更，例如在燃料消耗不需要到达增大发动机驱动率为止的情况下，可以不改变发动机驱动率而仅进行该发动机动作点变更即可。

在实施例中，作为促进燃料消耗的单元，示出了发动机驱动率的增大单元、从燃料消耗率最佳线起的发动机动作点变更单元、插电式充电量的限制单元的例子。但是，促进燃料消耗的单元并不限于这些单元，例如在怠速停止车辆中，也可以使用禁止发动机的怠速停止运转的单元等促进燃料消耗的其它单元。并且，也可以设为使促进燃料消耗的两个以上的单元适当组合那样的例子。

在实施例中，示出了当切换到燃料消耗促进模式时不特意通知驾驶员、乘员就执行燃料消耗促进模式的例子。但是，也可以设为以下例子：当切换到燃料消耗促进模式时，通过导航画面、扬声器来向驾驶员、乘员通知是燃料消耗促进模式。在这种情况下，具有催促驾驶员进行加注燃料的效果。

在实施例中，示出了将本发明的控制装置应用于具备发电马达和驱动马达(两个马达)的串联方式的插电式混合动力车辆的例子。但是，本发明的控制装置也可以应用于具备两个马达的并联方式的插电式混合动力车辆、具备发电/驱动兼用的马达发电机(一个马达)的并联方式的插电式混合动力车辆等。并且，即使在不能进行插电式充电的混合动力车辆中，在行驶频率低、每次的行驶距离短的情况下等也存在由于发动机动作频率下降而导致燃料劣化的风险。因此，本发明的控制装置例如还能够应用于如不能进行插电式充电的并联方式的混合动力车辆等那样频繁使用EV行驶那样的混合动力车辆。

Claims (10)

1.一种混合动力车辆的控制装置，具备：

发动机，其利用来自燃料罐的燃料供给来进行驱动；

马达，其至少利用来自电池的电力供给来对驱动轮进行驱动；

燃料消耗估计单元，其以当前为起点，对到加注燃料或者燃料为零为止所需的期间进行估计；

燃料劣化估计单元，其以当前为起点，对到燃料劣化为止所需的期间进行估计；以及

燃料劣化抑制控制单元，其在上述加注燃料或者上述燃料为零的定时为上述燃料劣化的定时之后的情况下切换到燃料消耗促进模式。

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，

上述燃料消耗估计单元以当前为起点，对到加注燃料或者燃料为零为止所需的天数进行估计，

上述燃料劣化估计单元以当前为起点，对到燃料劣化为止所需的天数进行估计。

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，

上述燃料消耗估计单元对驾驶员的日平均行驶距离、用车频率、来自外部充电设备的充电模式历史进行学习存储，除了这些存储信息以外，还根据从利用外部充电设备对上述电池充电后起估计出的马达可行驶距离和估计燃料消耗率值来估计从当前起到加注燃料或者到燃料为零为止所需的期间。

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，

当切换到燃料消耗促进模式时，上述燃料劣化抑制控制单元根据从当前时刻起到燃料劣化定时为止的期间内的每次用车所要消耗的燃料量和驾驶员的平均行驶距离信息来计算发动机驱动率，基于计算出的发动机驱动率来实施发动机运转。

5.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，

在燃料消耗促进模式中，上述燃料劣化抑制控制单元基于使发动机动作点从最佳燃料消耗线偏离而得到的燃料消耗动作点进行运转。

6.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，

上述燃料劣化抑制控制单元降低从外部充电设备对上述电池充电的充电量的上限值。

7.根据权利要求6所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，

在利用来自上述外部充电设备的上限充电量实施充电之后进行车辆行驶时，上述燃料劣化抑制控制单元根据将请求驱动力的量加上对上述电池充电的驱动力的量而得到的发动机输出，来驱动上述发动机。

8.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，

在估计用户的燃料消耗时，如果在导航系统中预先存在用户设定信息，则上述燃料消耗估计单元利用用户设定信息来估计行驶距离。

9.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，

上述燃料消耗促进模式包括多种燃料消耗促进单元，上述燃料劣化抑制控制单元根据上述加注燃料或者上述燃料为零的定时与上述燃料劣化的定时之间的间隔量，来选择一个或者多个燃料消耗促进单元。

10.一种混合动力车辆的控制方法，该混合动力车辆具备：发动机，其利用来自燃料罐的燃料供给进行驱动；以及马达，其至少利用来自电池的电力供给来对驱动轮进行驱动，该混合动力车辆的控制方法的特征在于，在混合动力车辆中，

以当前为起点，对到加注燃料或者燃料为零为止所需的期间进行估计；

以当前为起点，对到燃料劣化为止所需的期间进行估计；以及

在上述加注燃料或者上述燃料为零的定时为上述燃料劣化的定时之后的情况下，执行燃料消耗促进处理。

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