CN105263772A - 车辆的控制装置 - Google Patents

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Abstract

车辆的控制装置通过内燃机使发电机工作，并且能够执行电动机的断续运转，具有蓄电单元和控制单元。蓄电单元能够向电动机供给电力且能够利用发电机的再生电力进行充电。并且，控制单元在车速为预定速度以下且与蓄电单元的蓄电状态对应的状态量为预定值以下的情况下，中止断续运转行驶模式。

Description

车辆的控制装置
技术领域
本发明涉及对车辆的行驶进行控制的车辆的控制装置。
背景技术
以往以来，已知有通过利用惯性行驶来谋求提高燃料经济性的技术。例如，在专利文献1中公开了如下技术：以脉冲状的方式对马达进行制动驱动，从而交替地反复实现第1期间和第2期间，第1期间是以最高效率马达转矩对马达进行制动驱动而使车辆行驶的期间，第2期间是不对马达进行制动驱动而使车辆惯性行驶的期间。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-110089号公报
发明内容
发明要解决的问题
在如上述专利文献1所记载那样使马达断续运转的行驶模式下，在驾驶员进行了急刹车的情况下，由于利用液压制动器进行减速，所以不会进行再生。因此，在断续运转时电池的充电残量低的情况下，即使在驾驶员进行急刹车时也不进行再生，其结果，要在停车后使发动机启动来实施用于恢复电池的充电残量的运转，燃料经济性有时会恶化。
上述情况是本发明要解决的问题的一例。本发明的主要目的在于，提供一种车辆的控制装置，能够通过限制断续运转行驶模式的实施来适当抑制燃料经济性恶化。
用于解决问题的手段
本发明的1个观点是一种车辆的控制装置，所述车辆能够通过内燃机使发电机工作，且至少具有使电动机断续运转而进行行驶的断续运转行驶模式，所述控制装置具有：蓄电单元，其能够向所述电动机供给电力，且能够通过所述发电机的再生电力进行充电；和控制单元，其在所述电动机正在进行断续运转时，在由车辆停止预测单元预测到车辆的停车且与所述蓄电单元的蓄电状态对应的状态量为预定值以下的情况下，中止所述断续运转行驶模式。
上述车辆的控制装置，适于应用于通过内燃机使发电机工作、且能够执行电动机的断续运转的车辆。在此，“断续运转”是指以呈脉冲状的方式对电动机进行制动驱动以使得交替地反复实现第1期间和第2期间的运转，第1期间是对电动机进行制动驱动而使车辆行驶的期间，第2期间是不对电动机进行制动驱动而使车辆惯性行驶的期间。此外，在第1期间内，也可以除了电动机之外还对内燃机进行制动驱动而使车辆行驶。车辆的控制装置具有蓄电单元和控制单元。蓄电单元能够向电动机供给电力且能够利用发电机的再生电力进行充电。并且，控制单元在电动机正在进行断续运转时，在由车辆停止预测单元预测到车辆的停车且与蓄电单元的蓄电状态对应的状态量为预定值以下的情况下，中止所述断续运转行驶模式。
通常，在使电动机断续运转的断续运转行驶模式下，在驾驶员进行了急刹车的情况下，由于通过液压制动器进行减速，所以无法产生用于充电的再生电力。因此，车辆的控制装置识别停车的可能性，并且基于与蓄电单元的蓄电状态对应的状态量来识别充电的必要性，在停车的可能性高且存在充电的必要性的情况下，中止断续运转行驶模式。由此，车辆的控制装置能够防止在停车后为了发电而使内燃机工作，能够提高燃料经济性。即，通过中止断续运转而切换为通常的行驶模式，在预测到车辆停止的情况下，能够通过进行再生制动来防止在停车时内燃机启动，能够达成提高燃料经济性的效果。换言之，车辆的控制装置能够在没预测到车辆的停止的情况下防止不必要地中止断续运转行驶模式，能够扩大断续运转行驶模式的执行期间而提高燃料经济性。
在上述车辆的控制装置的一形态中，所述车辆停止预测单元，在车速为预定速度以下的情况下，预测为所述车辆要停车。根据该形态，车辆的控制装置能够适当预测车辆的停车。
在上述车辆的控制装置的另一形态中，还具备道路状况取得单元，该道路状况取得单元取得表示所述车辆正在行驶或者预定行驶的道路的状况的信息，所述控制单元，基于表示所述道路的状况的信息变更所述预定值。根据该形态，车辆的控制装置根据车辆正在行驶或者预定行驶的道路的状况，缓和对断续运转行驶模式进行限制的条件，实质上增加断续运转行驶模式的执行机会，由此，能够提高燃料经济性。
在上述车辆的控制装置的另一形态中，所述控制单元，基于表示所述道路的状况的信息来识别预测到的所述车辆要停止或减速的地点，根据预测到的在通过该地点时生成的再生电力来降低所述预定值。根据该形态，车辆的控制装置能够在停车后的启动时防止用于充电的内燃机的负荷运转，并且能够适当扩大断续运转行驶模式的执行期间。
在上述车辆的控制装置的另一形态中，所述控制单元，在基于表示所述车辆正在行驶或者预定行驶的道路的状况的信息而预测到所述车辆要停止或减速的情况下，中止所述断续运转行驶模式。根据该形态，车辆的控制装置能够适当执行减速时的充电，能够适当缓和对断续运转行驶模式进行限制的条件。
附图说明
图1示出应用了车辆的控制装置的第1实施方式的混合动力车辆的概略结构图。
图2是在第1实施方式中ECU所执行的流程图的一例。
图3示出第2实施方式的混合动力车辆的概略结构图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。
<第1实施方式>
首先，对第1实施方式进行说明。
[整体结构]
图1示出应用了第1实施方式的车辆的控制装置的混合动力车辆100的概略结构图。此外，图1中的虚线箭头示出信号的输入输出。
混合动力车辆100主要具备：发动机(内燃机)1、车轴20、驱动轮30、第1电动发电机MG1、第2电动发电机MG2、动力分配机构40、变换器50、电池60以及ECU(ElectronicControlUnit：电子控制单元)70。
车轴20是将发动机1和第2电动发电机MG2的动力向车轮30传递的动力传递系统的一部分。车轮30是混合动力车辆100的车轮，为了简化说明，在图1中特别地仅示出了左右前轮。发动机1例如由汽油发动机构成，作为混合动力车辆100的输出主推进力的动力源而发挥功能。发动机1由ECU70进行各种控制。
第1电动发电机MG1构成为主要作为用于对电池60进行充电的发电机或者用于向第2电动发电机MG2供给电力的发电机而发挥功能，利用发动机1的输出来进行发电。
第2电动发电机MG2构成为主要作为对发动机1的输出进行辅助的电动机而发挥功能。另外，第2电动发电机MG2在发动机制动时或者利用脚踏制动器进行制动时作为再生制动器发挥功能，通过进行再生运转而发电。
这些电动发电机MG1、MG2例如构成为同步电动发电机，具备在外周面具有多个永磁体的转子和卷绕有形成旋转磁场的三相线圈的定子。
动力分配机构40相当于构成为具有太阳轮、齿圈等的行星齿轮机构，构成为能够将发动机1的输出向第1电动发电机MG1和车轴20分配。
变换器50是对电池60与第1电动发电机MG1之间的电力的输入输出进行控制，并且对电池60与第2电动发电机MG2之间的电力的输入输出进行控制的直流交流变换器。例如，变换器50将由第1电动发电机MG1发电得到的交流电力变换为直流电力而向电池60供给，将从电池60取出的直流电力变换为交流电力而向第2电动发电机MG2供给。
电池60是构成为能够作为用于驱动第1电动发电机MG1和/或第2电动发电机MG2的电源而发挥功能，并且构成为能够使用第1电动发电机MG1和/或第2电动发电机MG2发电得到的电力来进行充电的蓄电池。电池60是本发明中的“蓄电单元”的一例。
此外，以下，有时将第1电动发电机MG1和第2电动发电机MG2仅记载为“电动发电机MG”。
ECU70具备未图示的CPU(CentralProcessingUnit：中央处理器)、ROM(ReadOnlyMemory：只读存储器)以及RAM(RandomAccessMemory：随机存取存储器)等，对混合动力车辆100内的各构成要素进行各种控制。在1个例子中，ECU70构成为具备混合动力ECU、发动机ECU以及马达ECU。ECU70基于加速器开度传感器201所检测到的加速器开度、车速传感器202所检测到的车速以及电池60的充电量(SOC:StateofCharge充电状态)等，进行各种控制。
ECU70通过对发动机1和电动发电机MG(详细而言是第2电动发电机MG2，以下同样)进行控制而切换执行后述的断续运转行驶模式和输出跟随加速器开度的驱动力的通常的行驶模式。
在此，对断续运转行驶模式进行说明。在断续运转行驶模式下，ECU70通过使发动机1和电动发电机MG断续地运转，即通过周期性地切换发动机1和电动发电机MG的运转和停止，而在预定的上限车速与下限车速之间反复进行车辆的加减速。例如，在断续运转行驶模式下，ECU70反复进行以下控制：在通过使发动机1和电动发电机MG停止而使车速降低至下限车速后，使发动机1和电动发电机MG运转，之后，在车速上升至上限车速时，使发动机1和电动发电机MG停止。通过这样控制来谋求燃料经济性的提高等。
并且，ECU70根据与驾驶员的要求动力相当的加速器开度来执行断续运转行驶模式。例如，ECU70在加速器开度传感器201所检测到的加速器开度在预定时间内保持一定的情况下执行断续运转行驶模式。在另一例中，在预定时间内的加速器开度的变动处于预定范围内的情况下(例如正在缓慢加速时、正在缓慢减速时)，开始断续运转实施判定。并且，ECU70作为本发明中的“控制单元”而发挥功能。
[断续运转行驶模式的执行限制]
在第1实施方式中，ECU70在基于车速判断为停车的可能性高的情况下，根据SOC而限制断续运转行驶模式的执行。具体而言，ECU70在SOC为预定值(也称作“预定值Sth”)以下、且车速为预定速度(也称作“预定速度Vth”)以下的情况下，禁止断续运转行驶模式。上述预定值Sth考虑是否有必要进行电池60的充电而例如基于实验等来确定。另外，上述预定速度Vth例如基于实验等而设定为判断为停车的可能性高的车速。
对第1实施方式的处理的效果进行补充说明。通常，在车辆减速时正在执行断续运转行驶模式的情况下，不利用电动发电机MG执行再生，而是通过液压制动器来进行与对制动器踏板的操作量相应的减速。因此，在需要进行电池60的充电时进行了断续运转行驶模式的情况下，会在即将停车前的减速时等能够产生较多再生电力的行驶时错失电池60的充电机会。在该情况下，需要为了对电池60进行充电而在停车后强制性地启动发动机1，其结果，燃料经济性有可能恶化。
考虑到以上情况，在SOC为预定值Sth以下的情况下，ECU70禁止断续运转行驶模式，执行输出跟随加速器开度的驱动力的通常的行驶模式。由此，能够防止由于在为了停车而减速时无法生成再生电力而引起的SOC降低所导致的燃料经济性恶化。进而，即使在SOC为预定值Sth以下的情况下，若车速比预定速度Vth高，则ECU70也不禁止断续运转行驶模式。由此，ECU70能够适当限定禁止断续运转行驶模式的期间，扩大执行断续运转行驶模式的期间而提高燃料经济性。
图2是在第1实施方式中ECU70所执行的流程图的一例。此外，在图2中，作为一例，假设ECU70将预定值Sth设定为45％，并将预定速度Vth设定为30km/h。另外，在图2的流程图开始时，假设ECU70正在基于加速器开度等执行断续运转行驶模式或者输出跟随加速器开度的驱动力的通常的行驶模式中的某一方。
首先，ECU70判定是否正在执行断续运转行驶模式(步骤S11)。并且，在正在执行断续运转行驶模式的情况下(步骤S11：是)，ECU70执行步骤S12的处理。另一方面，在没有执行断续运转行驶模式的情况下(步骤S11：否)，ECU70结束流程图的处理。
接着，ECU70基于车速传感器202的输出来判定车速是否为30km/h以下(步骤S12)。并且，在车速比30km/h大的情况下(步骤S12：否)，ECU70继续执行断续运转行驶模式(步骤S14)。这样，ECU70通过在车速比较高而车辆停车的可能性低的情况下继续执行断续运转行驶模式，能够提高燃料经济性。
另一方面，在车速为30km/h以下的情况下(步骤S12：是)，ECU70进一步判定SOC是否比45％大(步骤S13)。并且，在SOC比45％大的情况下(步骤S13：是)，ECU70继续执行断续运转行驶模式(步骤S14)。
并且，在车速为30km/h以上且SOC为45％以下的情况下(步骤S13：否)，ECU70禁止断续运转行驶模式(步骤S15)。即，在该情况下，ECU70中止断续运转行驶模式，进行输出跟随加速器开度的驱动力的通常的行驶。这样，ECU70在车速下降至车辆有可能停车的速度、且电池60的充电的必要性变高了的情况下，禁止断续运转行驶模式，使得能够在为了停车而减速时通过电动发电机MG来产生再生电力。由此，ECU70能够抑制由SOC的减少引起的燃料经济性恶化。
此外，即使在步骤S15中禁止了断续运转行驶模式的情况下，ECU70也可以在SOC再次变得比45％大或者车速变得比30km/h大时解除断续运转行驶模式的禁止。
<第2实施方式>
在第2实施方式中，ECU70除了第1或第2实施方式中的控制之外，还基于车辆正在行驶或者预定行驶的道路的状况来变更作为SOC的阈值的预定值Sth。由此，ECU70扩大执行断续运转行驶模式的期间，提高燃料经济性。
图3示出第2实施方式中的混合动力车辆100A的概略结构图。如图3所示，混合动力车辆100A在具有导航装置203这一点上与第1实施方式的混合动力车辆100不同。除此之外，对与第1实施方式同样的部分适当标注相同的标号并省略其说明。
导航装置203是利用全球定位系统(GPS：GlobalPositioningSystem)、车速脉冲、陀螺仪等自主导航装置，在车辆运行时在显示器画面上对驾驶员进行当前位置和/或向目的地的行驶路径引导的装置。并且，导航装置203识别车辆正在行驶或预定行驶的路径上的预想要停车的地点(也称作“停止预想地点”)，向ECU70供给表示距该地点的距离等信息的信号。上述停止预想地点例如是指应该暂时停止的地点、拥堵的最末尾的地点以及其他的预想需要停车的地点。
并且，ECU70在基于从导航装置203供给的信息而判断为距停止预想地点为预定距离以内的情况下，禁止断续运转行驶模式，执行输出跟随加速器开度的驱动力的通常的行驶模式。上述预定距离是进行在停止预想地点停止所需的减速的距离，例如可以是根据车速等而设定的变动值，也可以是预先设定的固定值。由此，ECU70能够在驾驶员进行急刹车以外的用于停止的减速时，可靠地利用电动发电机MG执行再生。
进而，ECU70推定接下来要通过的停止预想地点处的利用再生控制而增加的SOC的比例，使作为SOC的阈值的预定值Sth降低该比例量。例如，在图2的流程图的例子中，ECU70在推定为在接下来要通过的停止预先地点增加的SOC的比例是5％的情况下，将在步骤S12中所使用的预定值Sth从“45％”设定为比“45％”低5％的“40％”。并且，ECU70在SOC成为了40％以下的情况下或者接近停止预想地点到预定距离以内的情况下，禁止断续运转行驶模式，在为了在停止预想地点停车而减速时利用电动发电机MG进行再生。通过这样控制，ECU70能够尽量减少禁止断续运转行驶模式的期间，提高燃料经济性。
此外，ECU70也可以代替导航装置203而从智能交通系统(ITS：IntelligentTransportSystems)取得正在行驶或者预定行驶的道路的状况，来识别停止预想地点等。
<第3实施方式>
在第3实施方式中，ECU70取代车速或者除了车速之外还通过其他条件来预测车辆的停止，在预测到车辆停止的情况下，根据SOC来限制断续运转行驶模式的执行。
作为上述其他条件，例如，ECU70基于由制动器踏板位置传感器检测的制动器的踩踏量、车速的减速梯度、涡轮叶片的涡轮旋转速度的减速梯度或/和对驱动轮30的制动进行控制的制动器控制压力(或者制动器控制压力的变化率)来预测车辆停止。此时，在制动器的踩踏量为预定量以上的情况、车速的减速梯度为预定值以上的情况、涡轮叶片的涡轮旋转速度的减速梯度为预定值以上的情况或/和对驱动轮30的制动进行控制的制动器控制压力等为预定值以上的情况下，ECU70推测为车辆会停止，进而，在SOC为预定值Sth以下的情况下，禁止断续运转行驶模式。此外，关于车辆的停止预测方法，例如在日本特开2009-108728号公报、日本特开2009-264481号公报等中有所记载。并且，在第3实施方式中，ECU70作为“车辆停止预测单元”而发挥功能。
[变形例]
ECU70也可以在SOC为预定值Sth以下的情况下，与车速无关地禁止断续运转行驶模式，执行输出跟随加速器开度的驱动力的通常的行驶模式。通过这样控制，ECU70也能够防止由于在为了停车而减速时无法生成再生电力而引起的SOC降低所导致的燃料经济性恶化。
标号说明
1：发动机
40：动力分配机构
50：变换器
60：电池
70：ECU
100：混合动力车辆
201：加速器开度传感器
202：车速传感器
203：导航装置
MG1：第1电动发电机
MG2：第2电动发电机

Claims (5)

1.一种车辆的控制装置，所述车辆能够通过内燃机使发电机工作，且至少具有使电动机断续运转而进行行驶的断续运转行驶模式，
所述控制装置的特征在于，具有：
蓄电单元，其能够向所述电动机供给电力，且能够通过所述发电机的再生电力进行充电；和
控制单元，其在所述电动机正在进行断续运转时，在由车辆停止预测单元预测到车辆的停车且与所述蓄电单元的蓄电状态对应的状态量为预定值以下的情况下，中止所述断续运转行驶模式。
2.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，
所述车辆停止预测单元，在车速为预定速度以下的情况下，预测为所述车辆要停车。
3.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，
还具备道路状况取得单元，该道路状况取得单元取得表示所述车辆正在行驶或者预定行驶的道路的状况的信息，
所述控制单元，基于表示所述道路的状况的信息变更所述预定值。
4.根据权利要求3所述的车辆的控制装置，
所述控制单元，在基于表示所述道路的状况的信息而预测到所述车辆的减速的情况下，中止所述断续运转行驶模式。
5.根据权利要求3所述的车辆的控制装置，
所述控制单元，基于表示所述道路的状况的信息来识别预测到的所述车辆要停止的地点，根据预测到的在为了在该地点停车而减速时生成的再生电力来降低所述预定值。
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