CN103649599A - 车辆的控制装置以及控制方法 - Google Patents

Abstract

ECU，根据驾驶者的操作，来选择手动变速模式和自动变速模式中任意一方，在所述手动变速模式下，能够通过驾驶者的操作来手动变更变速范围，并且根据所选择的变速范围来控制所述发动机的转速，在所述自动变速模式下，控制所述发动机的转速，以使得与手动变速模式相比燃料的消耗量减小。在选择了手动变速模式的情况下，向驾驶者推荐从手动变速模式向自动变速模式变更。

Description

车辆的控制装置以及控制方法

技术领域

本发明涉及车辆的控制装置以及控制方法，特别是涉及向驾驶者推荐控制模式的变更的技术。

背景技术

已知有除了发动机之外还搭载了电动马达的混合动力车或者具备续航距离延长功能（续航距离延长装置（range extender））的电动汽车。在这样的车辆中，发动机和电动马达经由例如行星齿轮单元连接。由行星齿轮单元和电动马达构成电无级变速器。因此，能够不受车速影响地增减发动机的转速。一般来说，控制发动机的转速，以使得发动机的热效率成为最合适。

但是，若与车速无关地确定发动机的转速，则驾驶者不能手动选择发动机的转速与车轴的转速的比、即变速比。但是，即使在混合动力车那样的车辆中，也与仅搭载了发动机作为驱动源的一般的车辆一样，存在要给予驾驶者选择变速比这一操作体验的需求。为了迎合这样的需求，也存在通过根据驾驶者的手动操作来增减发动机的转速从而能够模拟地变更变速比的混合动力车。

另一方面，若设为驾驶者能够选择变速比，则可能存在维持不适当的变速比的情况。作为针对这样的问题的一种解决策略，日本特开2008-138827号公报（专利文献1）公开了如下技术：在判断为由手动操作引起的变速档的切换是不适当的情况下，向驾驶者告知关于变速模式或者变速档的切换操作的指引。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2008-138827号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，在混合动力车那样的车辆中，即使由驾驶者选择的变速比不是不适当的，燃料经济性也会恶化。例如若在减速时为了模拟地实现降档而增大发动机转速，则因发动机的摩擦而损失的动能增大。因此，能够通过再生回收的动能减小。其结果，整体的能量效率恶化。因此，需要催促驾驶者选择燃料经济性更好的控制模式。

用于解决问题的手段

在某实施例中，一种车辆的控制装置，车辆搭载有发动机，车辆的控制装置具备：控制单元，根据驾驶者的操作来选择第1模式和第2模式中任意一方，在第1模式下，能够通过驾驶者的操作来手动变更变速范围，并且根据所选择的变速范围来控制发动机的转速，在第2模式下，控制发动机的转速，以使得与第1模式相比燃料的消耗量减小；和推荐单元，在选择了第1模式的情况下，向驾驶者推荐从第1模式向第2模式变更。

根据该结构，搭载了发动机的车辆的控制装置在驾驶者选择了能够通过驾驶者的操作来手动变更变速范围的第1模式时，催促驾驶者向与第1模式相比燃料的消耗量减小的第2模式变更。

在其他的实施例中，在车辆中还搭载了与发动机连接的电动马达。控制单元在选择了第1模式的情况下，与选择了第2模式的情况相比，使在减速时的发动机的转速增大。

根据该结构，在第1模式中，例如为了模拟地实现降档，与所选择的变速范围相对应地增大发动机的转速。在选择了这样的第1模式的情况下，推荐驾驶者进行从第1模式向第2模式的变更。

在另一实施例中，在车辆中还搭载了使车辆减速的制动装置。若制动装置是异常的，则推荐单元对推荐从第1模式向第2模式的变更进行限制。

根据该结构，在需要通过发动机的摩擦来减少动能的情况下，即，在需要发动机制动的情况下，不催促向难以获得由发动机制动产生的制动力的第2模式的变更。

在另一的实施例中，第1模式是手动变速模式。第2模式是自动变速模式。

根据该结构，催促从手动变速模式向自动变速模式的变更。

发明效果

根据某实施例，催促驾驶者向与第1模式相比燃料的消耗量减小的第2模式变更。

附图说明

图1是示出混合动力车的概略结构图。

图2是动力分配机构的共线图。

图3是示出制动系统的图。

图4是示出换档杆和档位的图。

图5是示出发动机驱动的期间和停止的期间的图。

图6是示出发动机的工作线的图。

图7是示出手动变速模式下的减速时的发动机转速NE和自动变速模式下的减速时的发动机转速NE的图。

图8是示出指示灯的图。

图9是示出ECU所执行的处理的流程图。

具体实施方式

以下，一边参照附图，一边对本发明的实施方式进行说明。在以下的说明中，对相同的零件标注相同的附图标记。其名称和功能也相同。因此，关于其详细的说明不重复。

参照图1，在混合动力车中，搭载有发动机100、第1电动发电机110、第2电动发电机120、动力分配机构130、减速器140以及电池150。此外，在以下的说明中，作为一例，对不具有从外部的电源进行充电的功能的混合动力车进行说明，但是也可以使用具有从外部的电源进行充电的功能的插电式混合动力车。

发动机100、第1电动发电机110、第2电动发电机120以及电池150通过ECU（Electronic Control Unit）170进行控制。ECU170也可以分割为多个ECU。

该车辆通过来自发动机100和第2电动发电机120中至少任意一方的驱动力进行行驶。即，发动机100和第2电动发电机120中任意一方或者双方根据运行状态而被自动地选择作为驱动源。

例如，根据驾驶者操作了油门踏板的结果，来控制发动机100和第2电动发电机120。在油门踏板的操作量（油门开度）小时和在车速低时等，混合动力车仅以第2电动发电机120作为驱动源而行驶。这种情况下，使发动机100停止。但是，存在为了发电等而发动机100驱动的情形。

另外，在油门开度大时、在车速高时以及在电池150的剩余容量（SOC：State Of Charge）小时等，使发动机100驱动。这种情况下，混合动力车仅以发动机100或者以发动机100和第2电动发电机120双方作为驱动源而行驶。

发动机100是内燃机。通过燃料和空气的混合气在燃烧室内燃烧，作为输出轴的曲轴旋转。从发动机100排出的废气通过催化剂102净化后，排出到车外。催化剂102通过被预热到特定的温度而发挥净化作用。催化剂102的预热是利用废气的热来进行的。催化剂102例如是三元型催化剂。

发动机100、第1电动发电机110以及第2电动发电机120经由动力分配机构130连接。发动机100所产生的动力通过动力分配机构130被分配到两个路径。一方是经由减速器140驱动前轮160的路径。另一方是使第1电动发电机110驱动而进行发电的路径。

第1电动发电机110是具备U相线圈、V相线圈以及W相线圈的三相交流旋转电机。第1电动发电机110利用通过动力分配机构130分配的发动机100的动力进行发电。由第1电动发电机110发电产生的电力根据车辆的行驶状态和/或电池150的剩余容量的状态区分使用。例如，在通常行驶时，由第1电动发电机110发电产生的电力原样成为驱动第2电动发电机120的电力。另一方面，在电池150的SOC低于预定的值的情况下，由第1电动发电机110发电产生的电力被存储在电池150中。

在第1电动发电机110作为发电机进行作用的情况下，第1电动发电机110产生负的转矩。此处，所谓负的转矩，是指成为发动机100的负载那样的转矩。在第1电动发电机110接受电力的供给而作为马达进行作用的情况下，第1电动发电机110产生正的转矩。此处，所谓正的转矩，是指不成为发动机100的负载那样的转矩，即，是指辅助发动机100的旋转那样的转矩。此外，关于第2电动发电机120也是同样的。

第2电动发电机120是具备U相线圈、V相线圈以及W相线圈的三相交流旋转电机。第2电动发电机120通过存储于电池150中的电力和由第1电动发电机110发电产生的电力中至少任意一方的电力进行驱动。

第2电动发电机120的驱动力经由减速器140传递到前轮160。由此，第2电动发电机120对发动机100进行辅助或者通过来自第2电动发电机120的驱动力使车辆行驶。此外，也可以代替前轮160而驱动后轮或者除了前轮160之外还驱动后轮。

在混合动力车的再生制动时，经由减速器140通过前轮160来驱动第2电动发电机120，第2电动发电机120作为发电机进行动作。由此，第2电动发电机120作为将制动能量变换为电力的再生制动器进行动作。由第2电动发电机120发电产生的电力存储于电池150中。

动力分配机构130由包括太阳轮、小齿轮、行星轮架以及齿圈的行星齿轮构成。小齿轮与太阳轮以及齿圈啮合。行星轮架以小齿轮能够自转的方式支承小齿轮。太阳轮连接于第1电动发电机110的旋转轴。行星轮架连接于发动机100的曲轴。齿圈连接于第2电动发电机120的旋转轴和减速器140。

通过发动机100、第1电动发电机110以及第2电动发电机120经由由行星齿轮构成的动力分配机构130连接，发动机100、第1电动发电机110以及第2电动发电机120的转速成为如图2中所示在共线图中由直线连接的关系。

返回到图1，电池150是对将多个电池单元一体化而得到的电池模块进一步串联连接多个而构成的电池组。电池150的电压例如是200V左右。也可以代替电池150而使用电容器或者除了电池150之外还使用电容器。

参照图3，对赋予混合动力车制动力的制动系统300进行说明。制动踏板302连接于主缸304。若操作制动踏板302，则在主缸304中产生与制动操作量相对应的油压。

在主缸304中产生的油压经由由ECU170控制的制动促动器306供给到设置于各车轮的制动钳311～314。即，在操作了制动踏板302的情况下，控制制动促动器306，以使得在主缸304中产生的油压供给到制动钳311～314。通过将油压供给到各制动钳311～314，制动片被向制动盘按压。通过制动片和制动盘之间的摩擦力，将制动力赋予车辆。

除了与制动踏板302的操作量相对应的油压之外，还将在制动促动器306中产生的油压供给到各制动钳311～314。制动促动器306包括电磁阀和泵307、308。

通过控制电磁阀的开闭，将由泵307、308产生的油压供给到各制动钳311～314或者从各制动钳311～314排出油压，来控制制动油压、即由制动系统300产生的制动力。各制动钳311～314的动作量成为与油压相对应的动作量。此外，也可以代替使用油压进行动作的制动钳，而设置使用电力进行动作的制动钳。也可以代替盘式制动器而使用鼓式制动器。

通过ECU170控制由制动系统300产生的制动，以使得所述制动与由第2电动发电机120实现的再生制动相协调。作为一例，对于根据制动踏板302的踏入量而确定的制动力，协调第2电动发电机120的制动力和制动系统300的制动力，以使得用由制动系统300产生的制动力来补偿由再生制动产生的制动力的不足的量。在仅使用由再生制动产生的制动力就能够满足驾驶者所要求的制动力的情况下，将由制动系统300产生的制动力设为零。

参照图4，对发动机100、第1电动发电机110以及第2电动发电机120的控制模式进行说明。在本实施方式中，与驾驶者对换档杆172的操作相对应地选择发动机100、第1电动发电机110以及第2电动发电机120的控制模式。如图4所示，换档杆172沿换档定位板移动。根据换档杆172的位置PSH来选择控制模式。

换档杆172的位置PSH是通过位置传感器174进行检测的。位置传感器174通过对在与档位相对应的位置设置的接点是接通还是断开进行判别，来检测换档杆172的位置PSH。

在换档杆172的位置PSH是“驻车（P）”位置或者“N（空档）”位置的情况下，控制发动机100、第1电动发电机110以及第2电动发电机120，以使得车辆不具有驱动力。这种情况下，也有时使发动机100、第1电动发电机110以及第2电动发电机120的控制本身停止。

在换档杆172的位置PSH是“倒档（R）”位置的情况下，控制发动机100、第1电动发电机110以及第2电动发电机120，以使得油门踏板的操作量越大则车辆越以大的驱动力后退。更加具体而言，以使发动机100停止、车辆仅以第2电动发电机120作为驱动源而后退的方式进行控制。

在换档杆172的位置PSH是“前进（D）”位置的情况下，选择自动变速模式。在自动变速模式中，控制发动机100、第1电动发电机110以及第2电动发电机120，以使得油门踏板的操作量越大车辆越以大的驱动力前进。

更加具体而言，在车辆的起步时、低车速时以及轻负载时等即使仅使用第2电动发电机120作为驱动源也能够满足驾驶者的要求的情况下，以使发动机100停止、车辆仅以第2电动发电机120作为驱动源而前进的方式进行控制。

在发动机100的效率高的行驶状态下，起动发动机100。这种情况下，以车辆以发动机100为主要的驱动源而前进的方式进行控制。

在加速时，使用发动机100作为驱动源来确保车辆的驱动力，并且第1电动发电机110使用发动机100的动力的一部分进行发电。进而，使用由第1电动发电机110发电产生的电力来使第2电动发电机120作为驱动源而进行驱动，在发动机100的驱动力上加上第2电动发电机120的驱动力。

在电池150的SOC降低了的情况下，使用发动机100作为驱动源来确保车辆的驱动力，并且第1电动发电机110使用发动机100的动力的一部分来进行发电。

这样，在变速范围中选择了D档位范围时，通过根据车辆的行驶状态来使发动机100驱动或者停止，从而使发动机100间歇运行。

参照图5，进一步对自动变速模式下的发动机100的控制的实施方式进行说明。如图5所示，若混合动力车的输出功率比发动机起动阈值小，则混合动力车仅使用第2电动发电机120的驱动力进行行驶。

输出功率被设定为混合动力车的行驶所使用的功率。输出功率例如按照具有油门开度和车速等为参数的映射通过ECU170计算出。此外，计算输出功率的方法不限于此。此外，也可以代替输出功率，而使用转矩、加速度、驱动力以及油门开度等。

若混合动力车的输出功率是发动机起动阈值以上，则使发动机100驱动。由此，混合动力车除了第2电动发电机120的驱动力之外还使用发动机100的驱动力进行行驶，或者代替第2电动发电机120的驱动力而使用发动机100的驱动力来进行行驶。另外，第1电动发电机110使用发动机100的驱动力而发电产生的电力直接供给到第2电动发电机120。

如图6所示，发动机100的工作点，即发动机转速NE和输出转矩TE由输出功率和工作线的交点来确定。

输出功率由等功率线示出。工作线由开发者基于实验和模拟的结果预先确定。工作线被设定为发动机100能够以燃料经济性成为最合适（最高）的方式进行驱动。即，通过使发动机100沿工作线驱动，能够实现最合适的燃料经济性。

返回到图4，在换档杆172的位置PSH是“顺序换档（S）”位置的情况下，选择手动变速模式。在手动变速模式中，通过使换档杆172向前后移动的换档操作，变速范围能够在例如1～6的范围内通过手动进行变更。在手动变速模式中，根据所选择的变速范围，来控制发动机的转速。

总而言之，在手动变速模式中，执行顺序换档控制，该顺序换档控制中进行控制使得通过使换档杆172向前后移动，混合动力车的驱动力或者制动力阶段性地变化。

例如，在换档杆172的位置PSH是“S”位置的情况下，若驾驶者将换档杆172朝向车辆前方操作，则如自动变速器升档了的情况那样，控制发动机100、第1电动发电机110以及第2电动发电机120，以使得发动机转速NE减小。作为一例，所选择的变速范围越高，即，升档的次数越多，发动机转速NE越低。

相反，在换档杆172的位置PSH是“S”位置的情况下，若在车辆的减速中驾驶者将换档杆172朝向车辆后方操作，则如在自动变速器降档了的情况下那样，控制发动机100、第1电动发电机110以及第2电动发电机120，以使得发动机转速NE减小。作为一例，所选择的变速范围越低，即降档的次数越多，发动机转速NE越高。

更加具体而言，如在图7中实线所示，若假定车速不变化，则通过增大第1电动发电机110的转速，发动机转速NE被拉高。另一方面，如在图7中虚线所示，在选择了自动变速模式的情况下，一般来说，发动机转速NE是零。即，发动机100停止。因此，与在选择了自动变速模式的情况下相比，在选择了手动变速模式的情况下在减速时的发动机转速NE增大。

然而，若增大发动机转速NE，则因发动机100的摩擦而损失的动能增大。因此，在减速时能够通过再生来进行回收的动能减少。因此，电池150的剩余容量更加快速地下降。因此，为了发电而驱动发动机100的时间可能变长。其结果，手动变速模式下的发动机100的燃料的消耗量比自动变速模式下的发动机100的燃料的消耗量多。换言之，在自动变速模式中，以与手动变速模式相比燃料的消耗量减小的方式对发动机转速NE进行控制。

因此，若考虑燃料经济性，则与手动变速模式相比优选自动变速模式。因此，在本实施方式中，若选择手动变速模式，则如图8所示，在驾驶席的前方的仪表板400上设置的仪表402中，指示灯404点亮或者闪烁。在本实施方式中，指示灯404由箭头和“S”以及“D”的文字构成。在箭头的起点附近标记有“S”，在终点附近标记有“D”。通过指示灯404点亮或者闪烁，向驾驶者推荐将换档杆172从“S”位置移到“D”位置。因此，若选择了手动变速模式，则推荐驾驶者进行从手动变速模式向自动变速模式的变更。

此外，指示灯404不限定于图8所示的情形。指示灯404只要是向驾驶者推荐从手动变速模式向自动变速模式变更的装置即可，可以是任何装置。也可以通过文章、声音以及警告音等向驾驶者推荐进行从手动变速模式向自动变速模式的变更。

参照图9，对在本实施方式中ECU170所执行的处理进行说明。以下所说明的处理可以通过软件来实现，也可以通过硬件来实现，还可以通过软件和硬件的协作来实现。

在步骤（以下，将步骤省略为S）100中，根据换档杆172的位置PSH，来选择控制模式。如上所述，若换档杆172的位置PSH是“D”位置，则选择自动变速模式。若换档杆172的位置PSH是“S”位置，则选择手动变速模式。

在S102中，对是否选择了手动变速模式进行判断。如上所述，在选择了手动变速模式的情况下，与选择了自动变速模式的情况相比，在减速时的发动机转速NE增大。

若选择了手动变速模式（在S102中是），则在S104中，对制动系统300是否异常进行判断。因为对于制动系统300是否异常只要利用公知的一般的技术即可，所以在此处不重复其详细的说明。

若在制动系统300中不存在异常（在S104中否），则在S106中，通过使指示灯404点亮或者闪烁，向驾驶者推荐从手动变速模式向自动变速模式的变更。

另一方面，若在制动系统300中存在异常（在S104中是），则优选通过在减速时使发动机转速NE增大，来增大由发动机制动产生的制动力。因此，在S108中，指示灯404熄灭。因此，对推荐从手动变速模式向自动变速模式的变更进行限制。

应该认为，本次公开的实施方式在所有的方面都是例示而不是限制性的内容。本发明的范围不是由上述说明而是由权利要求书的范围来示出的，包括与权利要求书的范围等同的意思以及范围内的所有变更。

附图标记说明

100发动机，110第1电动发电机，120第2电动发电机，130动力分配机构，170ECU，172换档杆，174位置传感器，300制动系统，302制动踏板，304主缸，306制动促动器，307、308泵，311、312、313、314制动钳，400仪表板，402仪表，404指示灯。

Claims (6)

1.一种车辆的控制装置，所述车辆搭载有发动机，所述车辆的控制装置具备：

控制单元，根据驾驶者的操作来选择第1模式和第2模式中任意一方，在所述第1模式下，能够通过驾驶者的操作来手动变更变速范围，并且根据所选择的变速范围来控制所述发动机的转速，在所述第2模式下，控制所述发动机的转速，以使得与所述第1模式相比燃料的消耗量减小；和

推荐单元，在选择了所述第1模式的情况下，向驾驶者推荐从所述第1模式向所述第2模式变更。

2.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，

在所述车辆还搭载有与所述发动机连接的电动马达，

所述控制单元，在选择了所述第1模式的情况下，与选择了所述第2模式的情况相比，增大减速时的所述发动机的转速。

3.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，

在所述车辆还搭载有使所述车辆减速的制动装置，

若所述制动装置异常，则所述推荐单元限制推荐从所述第1模式向所述第2模式变更。

4.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，

所述第1模式是手动变速模式，

所述第2模式是自动变速模式。

5.一种车辆的控制方法，所述车辆搭载有发动机，所述车辆的控制方法具备：

根据驾驶者的操作来选择第1模式和第2模式中的任意一方的步骤，在所述第1模式下，能够通过驾驶者的操作来手动变更变速范围，并且根据所选择的变速范围来控制所述发动机的转速，在所述第2模式下，控制所述发动机的转速，以使得与所述第1模式相比燃料的消耗量减小；和

在选择了所述第1模式的情况下，向驾驶者推荐从所述第1模式向所述第2模式变更的步骤。

6.一种车辆的控制装置，所述车辆搭载有发动机，所述车辆的控制装置具备：

选择装置，用于根据驾驶者的操作来选择第1模式和第2模式中任意一方，在所述第1模式下，能够通过驾驶者的操作来手动变更变速范围，并且根据所选择的变速范围来控制所述发动机的转速，在所述第2模式下，控制所述发动机的转速，以使得与所述第1模式相比燃料的消耗量减小；和

推荐装置，用于在选择了所述第1模式的情况下，向驾驶者推荐从所述第1模式向所述第2模式变更。

Images