CN105035077B - 混合动力车辆的控制系统 - Google Patents

Abstract

一种设置在车辆(1A)中的控制系统，该车辆包括内燃机(11)、第二MG(13)、和第一MG(12)。控制系统在需求车辆输出(Pv)变得等于或大于预定起动阈值(Psta)时起动内燃机(11)，并在需求车辆输出(Pv)变得等于或小于预定停止阈值(Pstp)时停止内燃机(11)。控制系统控制内燃机(11)，使得在从需求车辆输出(Pv)变得等于或大于预定起动阈值(Psta)的时刻到需求车辆输出(Pv)变得等于或小于所述预定停止阈值(Pstp)的时刻期间产生等于或大于预定输出下限值(PL)的输出动力。预定输出下限值(PL)被设定为在需求车辆输出(Pv)变得等于或大于预定起动阈值(Psta)时使用的所述预定起动阈值(Psta)。

Description

混合动力车辆的控制系统

技术领域

本发明涉及一种用在混合动力车辆中的控制系统，所述混合动力车辆包括作为动力源以运行车辆的内燃机和至少一个电动发电机。更具体地，本发明涉及一种控制系统，所述控制系统在需求车辆输出(或需求车辆输出动力)变得等于或大于给定的起动阈值时起动发动机，并在需求车辆输出变得等于或小于给定的停止阈值时停止发动机。

背景技术

已知一种包括作为动力源以运行车辆的内燃机和至少一个电动发电机的混合动力车辆。在已知的这种类型的混合动力车辆的一个示例中，内燃机在需求车辆输出变得等于或大于给定的起动阈值时起动，使得车辆主要用发动机的动力行驶，并且发动机在需求车辆输出变得等于或小于给定的停止阈值时停止，使得车辆用电动发电机的动力行驶。此外，在车辆用内燃机的动力行驶期间，如果电池的充电状态小于给定值，并且需要由发动机产生的动力小于给定动力，则控制发动机，使得通过将基于电池端子之间的电压计算出的附加或额外动力与在发动机需求动力相加而获得的动力由发动机产生(参见日本专利申请公报No.2011-240757(JP 2011-240757A))。日本专利申请公报No.11-299004(JP 11-299004A)和日本专利申请公报No.2011-255824(JP 2011-255824A)中描述了上述类型的混合动力车辆的其它示例。

在JP2011-240757A描述的控制中，即使在发动机需求动力和给定动力之间的差大于附加动力时，发动机的输出动力也只增大附加动力的量。因此，在这种情况下，发动机可能工作在具有低工作效率的工作区域内。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种混合动力车辆的控制系统，该控制系统能够提高内燃机的热效率以提高燃料经济性。

根据本发明的一个方面，提供了一种用在混合动力车辆中的控制系统，所述混合动力车辆包括用作动力源以驱动车辆行驶的内燃机和电动发电机，并且电动发电机或发电机连接至内燃机的输出轴，使得电动发电机或发电机的动力能够被传输至输出轴。所述控制系统包括控制器。所述控制器配置成在作为车辆的需求输出动力的需求车辆输出变得等于或大于预定起动阈值时起动内燃机。所述控制器配置成在需求车辆输出变得等于或小于预定停止阈值时停止内燃机，所述预定停止阈值小于所述预定起动阈值。所述控制器配置成，在从所述需求车辆输出变得等于或大于所述预定起动阈值的时刻到所述需求车辆输出变得等于或小于所述预定停止阈值的时刻期间，致使内燃机从内燃机产生等于或大于预定输出下限值的输出动力。所述预定输出下限值为大于所述预定停止阈值的输出动力。

根据本发明的车辆控制系统，在从所述需求车辆输出变得等于或大于所述预定起动阈值的时刻到所述需求车辆输出变得等于或小于所述预定停止阈值的时刻期间，控制所述内燃机以产生等于或大于所述预定输出下限值的输出动力。因此，在所述预定输出下限值被设定为适当的值的情况下，可防止内燃机工作在输出动力低且热效率恶化的工作区域内。因此，能够提高内燃机的热效率，并且能够提高燃料经济性。

在如上所述的控制系统中，所述控制器可被配置成基于在需求车辆输出变得等于或大于预定起动阈值时使用的预定起动阈值来设定所述预定输出下限值。而且，在如上所述的控制系统中，所述控制器可被配置成将预定输出下限值设定为在需求车辆输出变得等于或大于预定起动阈值时使用的所述预定起动阈值。通常来说，预定起动阈值被设定为这样的输出动力，该输出动力被确定成使得在内燃机工作以产生等于或大于预定起动阈值的输出动力的情况下，内燃机能够工作在具有高热效率的工作区域内。因此，如果以这种方式设定预定输出下限值，则可防止内燃机工作在具有低热效率的工作区域内。

而且，在如上所述的车辆控制系统中，所述控制器可被配置成，在从所述需求车辆输出变得等于或大于所述预定起动阈值的时刻到所述需求车辆输出变得等于或小于所述预定停止阈值的时刻期间，当需求车辆输出小于预定起动阈值时，致使内燃机产生基本等于预定输出下限值的动力。通过以这样的方式控制内燃机，可以使内燃机的输出动力接近需求车辆输出，同时使内燃机工作在具有高热效率的工作区域内。

而且，在如上所述的车辆控制系统中，所述控制器可被配置成，在从所述需求车辆输出变得等于或大于所述预定起动阈值的时刻到所述需求车辆输出变得等于或小于所述预定停止阈值的时刻期间，当所述控制器致使内燃机产生变得基本等于预定输出下限值的输出动力并且需求车辆输出小于预定起动阈值时，控制电动发电机或发电机以通过所述电动发电机或发电机消耗输出动力来发电、从而对电池进行充电，所消耗的输出动力对应于需求车辆输出和预定输出下限值之间的差。利用以上述方式控制的电动发电机或发电机，可以将与需求车辆输出和预定输出下限值之间的差相对应的所消耗的输出动力作为电能储存在电池中。

而且，在如上所述的车辆控制系统中，所述控制系统可被配置成，当需求车辆输出小于预定起动阈值并且内燃机连续工作以产生等于或大于预定输出下限值的输出动力的时间变得等于或长于预定判断时间时，i)在从所述需求车辆输出变得等于或大于所述预定起动阈值的时刻到所述需求车辆输出变得等于或小于所述预定停止阈值的时刻期间，禁止所述控制器致使内燃机从内燃机产生等于或大于预定输出下限值的输出动力，和ii)控制内燃机以使内燃机基于需求车辆输出工作。如在本领域中所已知的那样，如果电池被长时间连续地充电，则电池加速恶化。因此，如果禁止控制器以上述方式控制内燃机，则能够抑制电池的恶化。因此，能够延长电池的寿命。

而且，在如上所述的车辆控制系统中，所述控制器可被配置成，当需求车辆输出小于预定起动阈值并且用于对电池进行充电的电量的累积值变得等于或大于预定判断充电量、同时内燃机运转以产生等于或大于预定输出下限值的输出动力时，i)在从所述需求车辆输出变得等于或大于所述预定起动阈值的时刻到所述需求车辆输出变得等于或小于所述预定停止阈值的时刻期间，禁止控制器致使内燃机从内燃机产生等于或大于预定输出下限值的输出动力，和ii)控制内燃机以使内燃机基于需求车辆输出运转。如在本领域中所已知的那样，如果电池被过度充电，则电池加速恶化。因此，如果禁止控制器以上述方式控制内燃机，则能够抑制电池恶化。因此，能够延长电池的寿命。

使用根据本发明配置的车辆控制系统，在从所述需求车辆输出变得等于或大于所述预定起动阈值的时刻到所述需求车辆输出变得等于或小于所述预定停止阈值的时刻期间，控制内燃机以产生等于或大于预定输出下限值的输出动力。因此，如果适当地设定预定输出下限值，则能够提高内燃机的热效率，并且能够提高燃料经济性。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点、以及技术重要性和工业重要性，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：

图1为示意性地显示了包含根据本发明的第一实施例的控制系统的混合动力车辆的视图；

图2为显示了第一实施例中的需求车辆输出、驾驶员要求动力、和发动机输出动力随时间变化的一个示例的视图；

图3为示出了由根据第一实施例的控制系统的车辆控制器执行的模式切换控制程序的流程图；

图4为示出了由车辆控制器执行的发动机控制程序的流程图；

图5为显示了当根据图4的发动机控制程序控制发动机时，需求车辆输出和发动机输出动力随时间变化的一个示例的视图；

图6为显示了在发动机被控制成使得在需求发动机输出等于或小于输出下限值时将预定的附加动力增加至需求发动机输出时的作为一个对比示例的需求车辆输出和发动机输出动力随时间变化的一个示例；

图7为示出了由根据本发明的第二实施例的控制系统中的车辆控制器执行的发动机控制程序的流程图；

图8为示出了由根据第二实施例的控制系统中的车辆控制器执行的禁止标志设定程序的流程图；

图9为显示了当根据图7的发动机控制程序控制发动机时电池的SOC、电池的输入/输出、发动机的输出动力、和发动机的热效率随时间变化的一个示例的视图；和

图10为示意性地显示了可使用本发明的第一实施例或第二实施例的控制系统的混合动力车辆的另一示例的视图。

具体实施方式

图1示意性地示出了包含有根据本发明的第一实施例的控制系统的混合动力车辆。车辆1A包括内燃机(可称为“发动机”)11、第一电动发电机(可简称为“第一MG”)12、和第二电动发电机(可简称为“第二MG”)13。发动机11为已知的具有多个气缸的火花点燃式内燃机。第一MG 12和第二MG 13为已知的安装在混合动力车辆上并用作电动机和发电机的电动发电机。因此，将不提供对发动机11、第一MG 12和第二MG 13的详细描述。第一MG 12通过换流器14电连接至电池15。第二MG 13通过换流器16电连接至电池15。

作为发动机11的输出轴的曲轴11a和第一MG 12的输出轴12a连接至动力分配装置17。用于将动力传输至车辆1A的驱动轮2的输出单元18也连接至动力分配装置17。输出单元18包括第一驱动齿轮19、与第一驱动齿轮19啮合并固定在副轴(counter shaft)20上的副轴齿轮21、和固定在副轴20上的输出齿轮22。输出齿轮22与设置在差速机构23的壳体中的齿圈23a啮合。差速机构23为已知的机构，其将传输至齿圈23a的动力分配至右驱动轮和左驱动轮2。在图1中，仅显示了右驱动轮和左驱动轮2中的一个。

动力分配装置17包括作为差速机构的行星齿轮系24。行星齿轮系24为单个小齿轮型的行星齿轮系，并包括太阳轮S、齿圈R、小齿轮P、和支架C。太阳轮S为外齿齿轮。齿圈R是与太阳轮S同轴放置的内齿齿轮。小齿轮P与太阳轮S和齿圈R啮合。支架C支撑小齿轮P，使得小齿轮P能够围绕其自身旋转并且能够围绕太阳轮S旋转。太阳轮S联接至第一MG 12的输出轴12a。支架C联接至作为发动机11的输出轴的曲轴11a。齿圈R联接至第一驱动齿轮19。

第二驱动齿轮25设置在第二MG 13的输出轴13a上。第二驱动齿轮25与副轴齿轮(counter gear)21啮合。

发动机11、第一MG 12、和第二MG 13的运行由车辆控制器30控制。车辆控制器30配置成包括微型处理器和外围设备(例如微型处理器运行所需的RAM和ROM)的计算机单元。车辆控制器30储存用于适当地运行车辆1A的各种控制程序。车辆控制器30通过执行这些程序来对控制对象(例如发动机11、第一MG 12和第二MG 13)进行控制。车辆控制器30控制换流器14、16，由此分别控制第一MG12和第二MG 13。用于获得涉及车辆1A的信息的各种传感器连接至车辆控制器30。例如，车速传感器31、曲柄转角传感器32、加速器踏板位置传感器33、和SOC传感器34均连接至车辆控制器30。车速传感器31输出对应于车辆1A的速度(车速)的信号。曲柄转角传感器32输出对应于作为发动机11的输出轴的曲轴11a的转数的信号。加速器踏板位置传感器33输出对应于表示加速器踏板下压量的加速器踏板行程的信号。SOC传感器34输出对应于电池15的充电状态的信号。在下文的描述中，充电状态可称为“SOC”。各种其它的传感器连接至车辆控制器30，但没有在图1中示出。

接下来，将描述车辆控制器30所实施的控制。当车辆1A减速时，车辆控制器30致使第二MG 13起发电机的功能并通过再生制动发电，以回收能量。车辆1A具有两种或更多种运行模式，并且车辆控制器30根据需要由车辆1A产生的输出动力Pv从这些运行模式中选择一种运行模式。车辆1A的需求的输出动力Pv可称为“需求车辆输出动力”或“需求车辆输出”。需求车辆输出Pv通过将用于对电池15进行充电而所需的动力与驾驶员要求的、由车辆1A产生的输出动力(驾驶员要求动力)相加而得到。上文指出的两种或更多种运行模式包括(例如)EV(电动车辆)模式和HV(混合动力车辆)模式。EV模式是驱动轮2仅由第二MG 13驱动的运行模式。因此，需求车辆输出Pv由第二MG 13产生。HV模式是驱动轮2主要由发动机11驱动的运行模式。然而，在HV模式中，当发动机11的输出动力相对于需求车辆输出Pv来说不够充足时，第二MG 13辅助驱动所述驱动轮2。即，当发动机11的输出动力不是不充足时(即：当发动机11的输出动力是充足的时)，需求车辆输出Pv由发动机11产生。而且，在HV模式中，第一MG 12在需要时起发电机的功能。即，第一MG由发动机11的一部分输出动力驱动以进行发电。

当需求车辆输出Pv变得等于或大于预定起动阈值Psta时，车辆控制器30起动发动机11，并将运行模式切换至HV模式。另一方面，当需求车辆输出Pv变得等于或小于预定停止阈值Pstp时，车辆控制器30停止发动机11，并将运行模式切换至EV模式。起动阈值Psta的值被设定成使得在发动机11工作以产生等于或大于起动阈值Psta的动力时，发动机11能够在具有高热效率的工作区域内工作。停止阈值Pstp被设定成小于起动阈值Psta的值。这样，起动阈值Psta和停止阈值Pstp被设定成不同的值，以便降低发动机11起动和停止的频率。

车辆控制器30将输出下限值PL设定为在需求车辆输出Pv变得等于或大于起动阈值Psta时使用的起动阈值Psta。然后，在从需求车辆输出Pv变得等于或大于起动阈值Psta的时刻到需求车辆输出Pv变得等于或小于停止阈值Pstp的时刻期间，即当发动机在HV模式下运行时，控制发动机11工作以产生等于或大于这样设定的输出下限值PL的动力。更具体地，车辆控制器30控制发动机11，使得当需求车辆输出Pv小于起动阈值Psta(＝输出下限值PL)时，发动机11的输出变得等于输出下限值PL。当发动机11被以这样的方式控制时，比需求车辆输出Pv大的动力由发动机11产生。在这种情况下，车辆控制器30致使第一MG 12起发电机的功能，并使用过量的动力进行发电。这样产生的电力用于对电池15进行充电。

参照图2，将具体地描述上述控制。图2中的上部图示出了需求车辆输出Pv和驾驶员请求动力随时间变化的一个示例。在该图中，实线L1表示需求车辆输出Pv随时间的变化，实线L2表示驾驶员要求动力随时间的变化。如上所述，需求车辆输出Pv是通过将用于对电池15进行充电所需的动力和驾驶员要求动力相加而获得的值。在图2所示的示例中，电池15需要充电，因此，需求车辆输出Pv大于驾驶员要求动力。在图2中，需求车辆输出Pv和驾驶员要求动力之间的差是对电池15进行充电所需的动力。图2中的下部图示出了发动机11的输出动力随时间变化的一个示例。在该图中，实线L3表示当以上述的方式控制发动机11时，发动机11的输出动力随时间的变化。在该图中，作为对比示例，虚线L4表示当发动机11被控制成使得需求车辆输出Pv的动力由发动机11产生时，发动机11的输出动力随时间的变化。

在图2所示的示例中，需求车辆输出Pv在t1时刻变得等于或大于起动阈值Psta。因此，发动机11被起动。而且，运行模式被切换至HV模式。然后，控制发动机11，使得需求车辆输出Pv由发动机11产生。在此之后，当需求车辆输出Pv在t2时刻变得小于起动阈值Psta时，控制发动机11，使得输出下限值PL的动力由发动机11产生。然后，当需求车辆输出Pv在t3时刻变得等于或小于停止阈值Pstp时，发动机11停止。然后，运行模式被切换至EV模式。在发动机被这样控制时，相对于由虚线L4表示的对比示例的动力，由阴影区域A1表示的动力被作为过量动力而产生。如上文所述，过量动力被用于产生对电池15进行充电的电力。

图3和图4示出了由车辆控制器30执行以实施如上所述的控制的控制程序。图3示出了由车辆控制器30执行以切换车辆1A的运行模式的模式切换控制程序。图4是由车辆控制器30执行以当车辆以HV模式运行时控制发动机11的发动机控制程序。这些控制程序在车辆1A的运行期间以给定的时间间隔重复地执行。

首先，将描述图3的控制程序。在所述控制程序中，车辆控制器30首先在步骤S11中获得车辆1A的状态。在步骤S11中获得的车辆1A的状态包括(例如)车速、发动机11的转数、加速器踏板行程(或加速器踏板的操作量)、电池15的充电状态等等。在这个步骤中，基于加速器踏板行程计算驾驶员要求动力。此外，基于电池15的充电状态判定电池15是否需要充电。如果电池15需要充电，则根据充电状态计算对电池15进行充电所需的需求动力。驾驶员要求动力和用于充电的需求动力两者均可通过已知的计算方法进行计算，因此，将不进行详细描述。然后，由这样计算出的驾驶员要求动力和用于充电的需求动力来计算需求车辆输出Pv。

在接下来的步骤S12中，车辆控制器30判定需求车辆输出Pv是否等于或大于起动阈值Psta。如果判定需求车辆输出Pv等于或大于起动阈值Psta，则控制进行至步骤S13，并且车辆控制器30判定表示输出下限值PL已经被设定的设定标志是否为ON。如果判定设定标志为ON，则控制程序的当前循环结束。另一方面，如果判断设定标志为OFF，则控制进行至步骤S14，在步骤S14中，车辆控制器30设定输出下限值PL。如上所述，输出下限值PL被设定为在需求车辆输出Pv变得等于或大于起动阈值Psta时使用的起动阈值Psta。而且，在这个步骤中，车辆控制器30将设定标志切换至ON。在随后的步骤S15中，车辆控制器30起动发动机11。在接下来的步骤S16中，车辆控制器30将车辆1A的运行模式切换至HV模式。如果运行模式已经为HV模式，则车辆保持以HV模式行驶。然后，图3的控制程序的当前循环结束。

另一方面，如果在步骤S12中判定需求车辆输出Pv小于起动阈值Psta，则控制进行至步骤S17，并且车辆控制器30判定需求车辆输出Pv是否等于或小于停止阈值Pstp。如果判定需求车辆输出Pv大于停止阈值Pstp，则控制程序的当前循环结束。另一方面，如果判定需求车辆输出Pv等于或小于停止阈值Pstp，则控制进行至步骤S18，在步骤S18中，车辆控制器30判定设定标志是否为OFF。如果判定设定标志为OFF，则该程序的当前循环结束。另一方面，如果判定设定标志为ON，则控制进行至步骤S19，在步骤S19中，车辆控制器30停止发动机11。如果发动机11已经停止，则保持这个状态。而且，在这个步骤中，车辆控制器30将设定标志切换至OFF。在接下来的步骤S20中，车辆控制器30将车辆1A的运行模式切换至EV模式。如果运行模式已经为EV模式，则车辆保持以EV模式运行。然后，图3的控制程序的当前周期结束。

接下来，将描述图4的控制程序。在图4中，相同的附图标记被分配给与图3相同的部分或程序块。在图4的控制程序中，车辆控制器30首先在步骤S21中判定车辆1A的运行模式是否为HV模式。如果判定运行模式为EV模式(即如果判定运行模式不是HV模式)，则控制程序的当前循环结束。另一方面，如果运行模式是HV模式，则控制进行至步骤S11，在步骤S11中，车辆控制器30获得车辆1A的状态。在接下来的步骤S22中，车辆控制器30设定需求发动机输出Pe。如果发动机11的输出动力相对于需求车辆输出Pv来说是不充足的，则需求发动机输出Pe被设定为能够由发动机11所产生的动力最大值。另一方面，如果发动机11能够产生需求车辆输出Pv，则需求发动机输出Pe被设定为需求车辆输出Pv。在接下来的步骤S23中，车辆控制器30判定需求发动机输出Pe是否大于输出下限值PL。如果判定需求发动机输出Pe大于输出下限值PL，则控制进行至步骤S24，在步骤S24中，车辆控制器30将待由发动机11产生的目标输出Pt设定为需求发动机输出Pe。另一方面，如果判定需求发动机输出Pe等于或小于输出下限值PL，则控制进行至步骤S25，在步骤S25中，车辆控制器30将目标输出Pt设定为输出下限值PL。

在目标输出Pt在步骤S24或步骤S25中被设定之后，控制进行至步骤S26，在步骤S26中，车辆控制器30实施发动机输出控制。在发动机输出控制中，控制发动机11，以便由发动机11产生以上述方式设定的目标输出Pt。在接下来的步骤S27中，车辆控制器30实施发电控制。在发电控制中，控制由第一MG 12产生的电力量，使得从目标输出Pt减去驾驶员要求动力而获得的动力通过发电消耗掉。如果从目标输出Pt减去驾驶员要求动力而获得的动力等于或小于0，则产生的电力量被设定成等于0。然后，图4的控制程序的当前循环结束。

如上所述，在第一实施例中，当在HV模式中需求发动机输出Pe等于或小于输出下限值PL时，目标输出Pt被设定为输出下限值PL。即，控制发动机11，以使发动机11产生等于或大于输出下限值PL的动力。因此，可以防止发动机11工作在输出(动力水平)低和热效率恶化的工作区域中。因而，能够提高发动机11的热效率，并且因此能够提高燃料经济性。而且，在第一实施例中，当需求发动机输出Pe等于或小于输出下限值PL时，目标输出Pt被设定为输出下限值PL，因此，驾驶员不太可能或不可能感觉到不舒服或奇怪。

参照图5和图6，将描述第一实施例的工作和效果。图5示出了当根据如上所述的图4的控制程序控制发动机11时，需求车辆输出Pv和发动机11的输出动力随时间变化的一个示例。图6示出了当根据一控制方案(可称为“对比示例的控制方案”)控制发动机11时，需求车辆输出Pv和发动机11的输出动力随时间变化的一个示例，其中在所述控制方案中，当需求发动机输出Pe等于或小于输出下限值PL时，给定的附加动力或额外动力Padd被增加至需求发动机输出Pe。应当注意的是，在图5和图6中，需求车辆输出Pv以相同的方式随时间变化。即，图5的上部图与图6的上部图是相同的。在图5和图6中，相同的附图标记被分配给共同的部分。在这些图示出的示例中，在t11时刻至t12时刻期间和在t13时刻至t14时刻期间，驾驶员要求车辆1A减速。因此，在这些期间内，需求发动机输出Pe降低至等于或小于输出下限值PL。

如图6所示，当根据对比示例的控制方案控制发动机11时，在需求发动机输出Pe变得等于或小于输出下限值PL时，增加给定的附加动力Padd。因此，当输出下限值PL和需求发动机输出Pe之间的差小于附加动力Padd时，例如如在t11时刻至t12时刻期间那样，发动机输出动力变得比减速之前的发动机输出动力大。因此，发动机11的转数增大，并且发动机声音增大，而不考虑驾驶员的减速请求。因此，驾驶员会感觉到不舒服或奇怪。此外，当输出下限值PL和需求发动机输出Pe之间的差大于附加动力Padd时，如在t13时刻至t14时刻期间那样，通过将附加动力Padd增加至需求发动机输出Pe而获得的发动机输出动力没有达到输出下限值PL。因此，发动机11工作在具有低热效率的工作区域。因此，发动机11的热效率降低。

另一方面，当根据第一实施例的控制方案控制发动机11时，如图5所示所示的样，发动机11被控制成使得在t11时刻至t12时刻期间以及在t13时刻至t14时刻期间，发动机输出动力变得等于输出下限值PL。因此，发动机输出动力在t11时刻至t12时刻期间降低，使得驾驶员不太可能或不可能感觉到不舒服或奇怪。然后，在t13时刻至t14时刻期间，发动机11的输出动力被控制为输出下限值PL，使得发动机11能够工作在具有高热效率的工作区域。这样，能够提高发动机11的热效率，并且因此能够提高燃料效率。

在图1的车辆1A中，第一MG 12对应于本发明的发电机。车辆控制器30在执行图4的控制程序时起本发明的控制器的功能。

接下来，参照图7至图9，将描述根据本发明的第二实施例的控制系统。在这个实施例中，车辆1A同样具有图1所示的构造。而且，在这个实施例中，车辆控制器30同样执行图3的模式切换控制程序。图7示出了在第二实施例中由车辆控制器30执行的发动机控制程序。图7的程序与图4的程序的不同之处在于在图4的步骤S22和步骤S23之间设置了步骤S31，图7的程序的其它方面均与图4的程序相同。因此，在图7中，相同的附图标记或步骤序号被分配给与图4相同的步骤，并且这些步骤将不再进一步进行解释。

在图7的控制程序中，在需求发动机输出Pe在步骤S22中被设定之后，控制进行至步骤S31，在步骤S31中，车辆控制器30判定禁止标志是否为ON。禁止标志被设定为ON以禁止将目标输出Pt设定为输出下限值PL，即使需求发动机输出Pe等于或小于输出下限值PL时也是如此。在图8所示的禁止标志设定程序中设定禁止标志。如果判定禁止标志为OFF，则控制进行至步骤S23，并以与图4相同的方式执行步骤S23和随后的步骤。

另一方面，如果判定禁止标志为ON，则控制跳过步骤S23，进行至步骤S24，并以与图4相同的方式执行步骤S24和随后的步骤。

将描述图8的禁止标志设定程序。在车辆1A的运行期间，以给定的时间间隔重复地执行这个程序。在这个程序中，相同的附图标记或步骤序号被分配给与图3或图4相同的步骤，并且将不再进一步解释这些步骤。

在图8的程序中，车辆控制器30首先在步骤S21中判定车辆1A的运行模式是否为HV模式。如果判定运行模式为EV模式，则控制跳过步骤S11和步骤S41至步骤S44，并进行至步骤S45。另一方面，如果判定运行模式为HV模式，则控制进行至步骤S11，在步骤S11中，车辆控制器30获得车辆1A的状态。在接下来的步骤S41中，车辆控制器30判定发动机11连续工作以产生输出下限值PL的输出动力的时间段(可称为“持续时间”)是否等于或长于预定判断持续时间(criterial duration)。例如，持续时间可在图7的步骤S26中进行计数。然后，当需求发动机输出Pe变得大于最低极限值时或当发动机11停止时，计数可被重置为0。可采用已知的方法作为对持续时间进行计数的方法，因此，将不对计数方法进行详细描述。判断持续时间可例如根据电池15的技术规格进行适当设定。如在本领域中所已知的那样，如果电池15被长时间连续地充电，则电池15将加速恶化。因此，判断持续时间被设定成这样的一段时间，例如，在该段时间内，能够抑制电池15的恶化。

如果判定持续时间短于判断持续时间，则控制进行至步骤S42，在步骤S42中，车辆控制器30判定累积充电量是否等于或大于预定判断充电量。累积充电量是充电量的积分值，即从需求车辆输出Pv变得等于或大于起动阈值Psta开始，电池15已经被充电的电力量。累积充电量可例如基于电池15在图7的步骤S27中被充电的电力的量进行计算。然后，累积充电量可例如在发动机11停止时被重置为0。可采用已知的方法作为计算累积充电量的方法，因此，将不对计算方法进行详细描述。判断充电量可例如根据电池15的技术规格进行适当设定。如在本领域中已知的那样，如果电池15被过度充电，则电池15将加速恶化。因此，判断充电量例如被设定成使得能够抑制电池15恶化的累积充电量。

如果判定累积充电量小于判断充电量，则控制进行至步骤S43，在步骤S43中，车辆控制器30判定车速是否等于或高于预定判断车速。如上所述，在车辆1A中，当车辆1A减速时，第二MG 13通过再生制动进行发电。如在本领域中已知的那样，当车速增大时，减速期间通过再生发电所产生的电量增加。因此，电池15可能会被过度充电。因此，判断车速例如被设定成这样的车速，在所述车速或低于所述车速时，能够防止电池15在再生发电期间被过度充电。例如可根据电池15的电容量来适当地设定判断车速。

如果判定车速低于判断车速，则控制进行至步骤S44，在步骤S44中，车辆控制器30判定电池15的SOC是否等于或高于预定判断SOC。如果电池15的SOC太高，则电池15可能在减速期间通过再生发电被过度充电。因此，判断SOC例如被设定成这样的SOC水平，在所述SOC水平或低于所述SOC水平时，能够防止电池15在再生发电期间被过度充电。例如可根据电池15的容量适当地设定SOC水平。

如果判定电池15的SOC低于判断SOC，则控制进行至步骤S45，在步骤S45中，车辆控制器30将禁止标志设定为OFF。然后，控制程序的当前循环结束。

另一方面，如果在步骤S41中判定持续时间等于或长于判断持续时间，或在步骤S42中判定累积充电量等于或大于判断充电量，或在步骤S43中判定车速等于或高于判断车速，或在步骤S44中判定电池15的SOC等于或高于判断SOC，则控制进行至步骤S46，在步骤S46中，车辆控制器30将禁止标志设定为ON。然后，该程序的当前循环结束。

图9示出了当根据如图7和图8所示的程序控制发动机11时，电池15的SOC、电池15的输入/输出、发动机11的输出动力、和发动机11的热效率随时间变化的一个示例。关于电池15的输入/输出，正号(+)表示将电能充进(输入)到电池15中，负号(-)表示从电池15放出(输出)电能。另外，实线L11表示电池15的输入/输出随时间的变化，并且实线L12表示输入进电池15的电能的变化。在图9所示的示例中，在由虚线圈起的时间段P11、P12内，电池15的SOC变得等于或大于判断SOC，使得发动机11的输出动力基本等于0。另外，在由虚线圈起的时间段P13内，持续时间变得等于或长于判断持续时间，或累计充电量变得等于或大于判断充电量，使得发动机11的输出动力几次暂时地基本等于0。

如上所述，在第二实施例中，当持续时间变得等于或长于判断持续时间、或累计充电量变得等于或大于判断充电量时，禁止将目标输出Pt设定为输出下限值PL，即使需求发动机输出Pe等于或小于输出下限值PL时也是如此。因此，可以抑制电池15恶化。而且，当车速变得等于或高于判断车速、或电池15的SOC变得等于或高于判断SOC时，同样禁止将目标输出Pt设定为输出下限值PL，因此，可以进一步抑制电池15恶化。

在图8所示的示例中，持续时间、累积充电量、车速、和电池15的SOC全都用于判定是否禁止将目标输出Pt设定为输出下限值PL。然而，可以使用这些参数中的至少一个来进行这个判定。即，可以仅使用步骤S41来判定是否禁止上述设定，或可以仅使用步骤S42来判定是否禁止所述设定。此外，这些参数中的两个或更多个可适当的组合以判定是否禁止该设定。

车辆控制器30在执行图8的步骤S41和图7的步骤S31时起本发明的基于时间的禁止单元的功能。而且，车辆控制器30在执行图8的步骤S42和图7的步骤S31时起本发明的基于充电量的禁止单元的功能。

本发明并不局限于上述实施例中的每一个，而是可以以各种方式进行实施。例如，包含有本发明的控制系统的车辆并不局限于图1所述的车辆1A。例如，本发明可应用于图10所示的混合动力车辆1B。在图10中，相同的附图标记被分配给与图1相同的部分或元件。车辆1B包括作为用于运行车辆的动力源的发动机11和一个电动发电机40。如图10所示，作为发动机11的输出轴的曲轴11a连接至电动发电机40的输出轴40a。电动发电机40的输出轴40a连接至变速器41的输入轴41a。作为变速器41，例如提供了已知的自动换档变速器或已知的无级变速器。变速器41的输出轴41b连接至差速机构23。在车辆1B中，驱动轮2可由发动机11驱动。而且，发动机11可停止，并且驱动轮2可仅由电动发电机40驱动。

在上文所述的每个实施例的控制应用于具有上述构造的车辆1B的情况下，可以防止发动机11工作在具有低热效率的工作区域内。因此，能够提高发动机11的热效率。因此，能够提高燃料经济性。

虽然在上文所述的每个实施例中将输出下限值PL设定为起动阈值Psta，但被设定为输出下限值PL的输出动力并不局限于这个值(Psta)。例如，基于在需求车辆输出Pv变得等于或大于起动阈值Psta时使用的起动阈值Psta，可以将输出下限值PL设定为适当的值。例如，可以将输出下限值PL设定为略小于起动阈值Psta的输出动力。而且，可以事先将输出下限值PL设定为大于停止阈值Pstp的适当输出动力，使得发动机11能够工作在具有高热效率的工作区域中。

在上文所述的每个实施例中，当需求车辆输出Pv小于起动阈值Psta时，发动机11的输出动力被控制为输出下限值PL。然而，发动机11在这个时候的输出动力并不局限于输出下限值PL。例如，可控制发动机11，使得发动机11的输出动力变得等于略大于输出下限值PL的值。

此外，当起动阈值Psta根据车速等变化时，输出下限值PL可根据车速变化。例如，在从需求车辆输出Pv变得等于或大于起动阈值Psta的时刻到需求车辆输出Pv变得等于或小于停止阈值Pstp的时刻期间，当起动阈值Psta随着车速的增大而变大时，输出下限值PL可根据车速变化，使得输出下限值PL随着车速的增大而增大。然而，在这种情况下，在需求车辆输出Pv变得等于或大于起动阈值Psta的时候，即在运行模式切换至HV模式的时候，输出下限值PL同样不改变成小于起动阈值Psta的值。结果，在从需求车辆输出Pv变得等于或大于起动阈值Psta的时刻到需求车辆输出Pv变得等于或小于停止阈值Pstp的时刻期间，在运行模式切换至HV模式的时候，发动机11产生等于或大于起动阈值Psta的输出动力。因此，防止发动机11工作在具有低热效率的工作区域中。

应用本发明的车辆的内燃机并不局限于火花点燃式发动机，并且也可以是柴油机。尽管在上文所述的每个实施例中使用了单个小齿轮型的行星齿轮系作为动力分配装置，但是也可以使用双小齿轮型的行星齿轮系作为动力分配装置。

Claims (5)

1.一种车辆(1A)的控制系统，所述车辆(1A)包括内燃机(11)和电动发电机(13)，所述内燃机和电动发电机用作动力源以驱动车辆行驶，并且所述电动发电机(13)或发电机(12)连接至所述内燃机(11)的输出轴(11a)，使得所述电动发电机(13)或所述发电机(12)的动力能够被传输至所述输出轴(11a)，所述控制系统包括：

控制器(30)，所述控制器配置成：

i)当作为所述车辆(1A)的需求输出动力的需求车辆输出变得等于或大于预定起动阈值时，起动所述内燃机(11)，

ii)当所述需求车辆输出变得等于或小于预定停止阈值时，停止所述内燃机(11)，所述预定停止阈值小于所述预定起动阈值，和

iii)在从所述需求车辆输出变得等于或大于所述预定起动阈值的时刻到所述需求车辆输出变得等于或小于所述预定停止阈值的时刻期间，致使所述内燃机(11)从所述内燃机(11)产生等于或大于预定输出下限值的输出动力，所述预定输出下限值为大于所述预定停止阈值的输出动力；

其特征在于，

所述控制器(30)配置成，在从所述需求车辆输出变得等于或大于所述预定起动阈值的时刻到所述需求车辆输出变得等于或小于所述预定停止阈值的时刻期间，当所述控制器(30)致使所述内燃机(11)产生变得基本等于所述预定输出下限值的输出动力并且所述需求车辆输出小于所述预定起动阈值时，致使所述电动发电机(13)或所述发电机(12)消耗输出动力，以便通过所述电动发电机(13)或所述发电机(12)发电以对电池进行充电，其中所消耗的输出动力对应于所述需求车辆输出和所述预定输出下限值之间的差；并且

所述控制器(30)配置成，当所述需求车辆输出小于所述预定起动阈值并且所述内燃机(11)连续运转以产生等于或大于所述预定输出下限值的输出动力的时间变得等于或长于预定判断时间时，

i)在从所述需求车辆输出变得等于或大于所述预定起动阈值的时刻到所述需求车辆输出变得等于或小于所述预定停止阈值的时刻期间，禁止所述控制器致使所述内燃机(11)从所述内燃机(11)产生等于或大于所述预定输出下限值的输出动力，和

ii)控制所述内燃机(11)，以使所述内燃机(11)基于所述需求车辆输出运转。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于：

所述控制器(30)配置成基于在所述需求车辆输出变得等于或大于所述预定起动阈值时所使用的所述预定起动阈值来设定所述预定输出下限值。

3.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于：

所述控制器(30)配置成将所述预定输出下限值设定为在所述需求车辆输出变得等于或大于所述预定起动阈值时所使用的所述预定起动阈值。

4.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于：

所述控制器(30)配置成，在从所述需求车辆输出变得等于或大于所述预定起动阈值的时刻到所述需求车辆输出变得等于或小于所述预定停止阈值的时刻期间，当所述需求车辆输出小于所述预定起动阈值时，致使所述内燃机(11)产生变得基本等于所述预定输出下限值的动力。

5.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于：

所述控制器(30)配置成，当所述需求车辆输出小于所述预定起动阈值并且用于对电池进行充电的电量的累积值变得等于或大于预定判断充电量、而所述内燃机(11)运转以产生等于或大于所述预定输出下限值的输出动力时，

i)在从所述需求车辆输出变得等于或大于所述预定起动阈值的时刻到所述需求车辆输出变得等于或小于所述预定停止阈值的时刻期间，禁止所述控制器致使所述内燃机从所述内燃机产生等于或大于所述预定输出下限值的输出动力，和

ii)控制所述内燃机(11)，以使所述内燃机(11)基于所述需求车辆输出运转。