CN105564424B - 车辆控制设备和车辆控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种车辆控制设备,其控制车辆(10),该车辆(10)包括:内燃机(ENG);发电单元(MG1、MG2),其将内燃机的发动机输出和车辆的动能中的至少一者转换成电力;以及蓄电单元(500),其存储电力。车辆控制设备包括:第一控制单元(101),其被构造成控制车辆已在加速行驶与惯性行驶之间反复交替,使得车速位置在预定的速度范围之内在加速行驶中,车辆利用发动机输出加速,在惯性行驶中,车辆惯性行驶而不适用发动机输出;和第二控制单元(102),其被构造成控制发电单元,以在车辆进行惯性行驶的惯性周期期间将发动机输出和动能中的至少一者转换成电力。
Description
技术领域
本发明涉及一种车辆控制设备和控制车辆的车辆控制方法。
背景技术
日本专利申请公开No.2010-280363(JP 2010-280363 A)描述了一种车辆控制设备,其控制具有内燃机的车辆,该内燃机能够在运转状态与非运转状态之间切换,以进行加速惰行行驶。这里,JP 2010-280363 A中描述的加速惰行行驶时在通过在加速行驶与惰行行驶之间反复交替而在设定的车速区域中进行的行驶。在加速行驶期间,内燃机设定为允准状态,使得车辆利用从发动机输出获得并且传送到驱动轮的驱动力而驱动加速。在惰行行驶期间,内燃机设定为非运转状态,使得车辆利用惯性力惰行。
日本专利申请公开No.2013-126806(JP 2013-126806 A)也引用为现有技术文献。
在JP 2010-280363 A中,对具有内燃机和电动机的混合动力车辆进行加速惰行行驶,该电动机能够将内燃机的发动机输出转换成充电到二级电池的充电电力(即,能够发电)。
这里每当车辆进行加速惰行行驶时,电动机在加速行驶期间将发动机输出转换成充电电力。然而,依据混合动力车辆的行驶状态等,当在加速行驶期间电动机仅将发动机输出转换成充电电力时,存储在二级电池(蓄电池)中的电量可能逐渐下降。例如,当在加速行驶期间最新存储在二级电池中的电量(充电量,或者换句话说,由电动机产生并且不由配件等消耗的电量)小于在惰行行驶期间由二级电池最新放电的电量(发电量,或者换句话说,由配件等消耗的电量)时,蓄电量可能逐渐减少。当蓄电量以这种方式继续减少时,蓄电量可能过度减少。结果,车辆的燃油效率可能根据蓄电量的过度减少而劣化。
例如,当在蓄电量已经过度减少的条件下,在车辆中终止加速惰行行驶时,减少的蓄电量意味着在内燃机设定为非运转状态下的同时,混合动力车辆不能够利用电动机的输出的行驶。换句话说,混合动力车辆不能够作为所谓的电动车辆(EV)行驶。结果,相应地,燃油效率可能劣化。
例如,当在蓄电量已经过度减少的条件下,在车辆中终止加速惰行行驶时,可能需要设定内燃机处于运转状态下,仅用以增加蓄电量。结果,相应地,燃油效率可能劣化。
当在混合动力车辆中未完成加速惰行行驶时,例如,为了将内燃机从非运转状态切换到运转状态,通过利用电动机起动内燃机而将混合动力车辆从惰行行驶切换到加速行驶。然而,在蓄电量已经过度减少的状态下,可能难以利用点动力起动内燃机。因此,可能难以使混合动力车辆继续加速惰行行驶。结果,相应地,燃油效率可能劣化。
注意,与蓄电量的过度减少相对应的燃油效率的劣化不限于具有内燃机和能够发电的电动机的混合动力车辆,并且相似地在具有内燃机和电动机的任何车辆中都可能发生。此外,与蓄电量的过度减少相对应的燃油效率的劣化不限于这样的车辆:致使其通过将内燃机在运转状态与非运转状态之间转换,而在加速行驶与惰行行驶之间反复交替,并且相似地可能不论内燃机是否在运转状态与非运转状态之间切换,在加速行驶与惰行行驶之间反复交替的任何车辆中都可能发生,在加速行驶时,车辆利用发动机输出加速,在惰行行驶时,车辆惰行而不适用发动机输出。
发明内容
本发明提供了一种车辆控制设备和车辆控制方法,当通过在加速行驶与惰行行驶之间反复交替而使车辆的车速维持在预定的速度区域之内时,其产生了由于蓄电量的减少而导致的燃油效率的劣化。
本发明的第一方面涉及一种车辆控制设备,其控制车辆,该车辆包括:内燃机;发电单元,其将内燃机的发动机输出和车辆的动能中的至少一者转换成电力;以及蓄电单元,其存储由发电单元转换的电力。车辆控制设备包括:第一控制单元,其被构造成控制车辆已在加速行驶与惰行行驶之间反复交替,使得车速位置在预定的速度范围之内在加速行驶中,车辆利用发动机输出加速,在惰行行驶中,车辆惰行而不适用发动机输出;和第二控制单元,其被构造成控制发电单元,以在车辆进行惰行行驶的惰行周期期间将发动机输出和动能中的至少一者转换成电力。
根据第一方面,能够使得发电单元主要在第二控制单元的控制之下在惰行周期期间发电。换句话说,蓄电单元在惰行周期期间充电。因此,随着车辆在加速行驶与惰行行驶之间反复交替,能够顺利地抑制了(换句话说,防止了)蓄电单元的蓄电量(换句话说,蓄电单元中存储的电量)的减少。因此,相似地,顺利抑制了蓄电单元的蓄电量的过度减少。结果,顺利地抑制了由于在蓄电单元的蓄电量中的过度减少而引起的车辆的燃油效率的劣化。
当在车辆于加速行驶与惰行行驶之间反复交替的同时蓄电单元的蓄电量下降时,第二控制单元可以被构造成控制发电单元以在惰行周期期间将发动机输出和动能中的至少一者转换成电力。
根据本构造,顺利地抑制了随着车辆在加速行驶与惰行行驶之间反复交替的蓄电单元的蓄电量的减少。因此,相似地,顺利抑制了蓄电单元的蓄电量的过度减少。结果,顺利地抑制了由于在蓄电单元的蓄电量中的过度减少而引起的车辆的燃油效率的劣化。
当(i)蓄电量减少和(ii)不能够在车辆进行加速行驶的加速周期期间增加利用发电单元通过将发动机输出转换成电力而获得的电量,从而停止蓄电量减少时,第二控制单元可以构造成控制发电单元,以在惰行周期期间将发动机输出和动能中的至少一者转换成电力。
根据该方面,随着车辆在加速行驶与惰行行驶之间反复交替,当不能够增加在加速周期期间产生的电量,从而抑制蓄电量减少时,第二控制单元控制发电单元,以选择性地在惰行周期期间将发动机输出和动能的至少一者转换成电力。换句话说,随着车辆在加速行驶与惰行行驶之间反复交替,当能够增加在加速周期期间产生的电量,从而抑制发电量减少时,第二控制单元不需要控制发电单元,以在惰行周期期间将发动机输出和动能中的至少这者转换成电力。结果,在同时顺利地抑制由于蓄电单元的蓄电量的过度减少而导致的车辆的燃油效率劣化的同时,抑制了惰行周期的长度的过度减少。
当(i)蓄电量减少和(ii)利用发电单元通过在车辆进行加速行驶的加速周期期间将发动机输出转换成电力而获得的电量增加从而停止蓄电量减少之后,车辆的包括内燃机的传动系统的效率劣化至少预定量时,第二控制单元可以构造成控制发电单元,以在惰行周期期间将发动机输出和动能中的至少一者转换成电力。
如上所述,即使在发电单元在加速周期期间将发动机输出转换成电力的情况下,当蓄电量随着车辆加速行驶与惰行行驶之间反复交替而减少时,发电单元也可以通过增加在加速周期期间由发电产生的电量来抑制蓄电量的减少。发电量通常具体地通过增加发动机输出而增加。然而,发动机输出的增加导致内燃机的操作点的变化,并且当内燃机的操作点修改时,车辆的包括内燃机的传动系统的效率变化(例如,劣化)。当传动系统的效率变化(例如,劣化)时,车辆的燃油效率变化(例如,劣化)。因此,为了抑制由于蓄电量的过度减少而导致的燃油效率的劣化,当在加速周期期间产生的电量增加时,传动系统的效率可能劣化,使得燃油效率甚至进一步劣化。
根据上述构造,随着车辆在加速行驶与惰行行驶之间反复交替,在加速周期期间产生的电量增加从而抑制蓄电量减少之后,当传动系统的效率劣化至少预定量时,第二控制单元控制发电单元,以选择性地在惰行周期期间将发动机输出和动能的至少一者转换成电力。结果,在同样顺利地抑制由于蓄电单元的蓄电量的过度减少而导致的车辆燃油效率的劣化,和由于传动系统的效率的劣化而导致的车辆的燃油效率的劣化的同时,抑制了惰行周期的长度的过度减小。
在加速行驶期间,内燃机可以设定为运转状态,并且在惰行行驶期间,内燃机可以设定为非运转状态。在这种情况下,第二控制单元可以构造成控制发电单元,以在惰行周期的至少一部分期间将动能转换成电力。
根据该构造,随着车辆在加速行驶与惰行行驶之间反复交替,顺利地抑制了的蓄电单元的蓄电量的减少,在加速行驶时,内燃机处于运转状态,在惰行行驶时,内燃机处于非运转状态。因此,相似地,顺利抑制了蓄电单元的蓄电量的过度减少。结果,顺利地抑制了由于在蓄电单元的蓄电量中的过度减少而引起的车辆的燃油效率的劣化。
本发明的第二方面涉及一种用于控制车辆的车辆控制方法,该车辆包括:内燃机;发电单元,其将内燃机的发动机输出和车辆的动能中的至少一者转换成电力;以及蓄电单元,其存储由发电单元转换的电力。车辆控制方法包括:控制所述车辆,以在加速行驶与惰行行驶之间反复交替,使得所述车辆的车速维持在预定速度区域之内,在加速行驶时,所述车辆利用所述发动机输出加速,在所述惰行行驶时,所述车辆惰行而不使用所述发动机输出;以及控制所述发电单元,以在所述车辆进行所述惰行行驶的惰行周期期间,将所述发动机输出和所述动能中的至少一者转换成电力。
与第一方面相似,根据第二方面,顺利地抑制了由蓄电单元的蓄电量的过度减少所引起的车辆的燃油效率的劣化。
附图说明
下面参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优势和技术以及工业重要性,其中,相同的标号表示相同的元件,并且其中:
图1是示出根据实施例的混合动力车辆的构造的实例的方块图;
图2是示出根据该实施例的混合动力车辆的第一实例操作流程的流程图(更具体地,在加速惯性行驶期间混合动力车辆的操作的第一实例)。
图3是示出在混合动力车辆进行加速惯性行驶的情况下,用户要求动力、车速、发动机输出、电动机输出、MG1发电量、MG2发电量和电池的充电状态(SOC)的时序图;
图4是示出在根据第一实例操作通过增加MG1发电量而抑制SOC过度减少的情况下,用户要求动力、车速、发动机输出、电动机输出、MG1发电量、MG2发电量和电池的SOC的时序图;
图5是时序图的第一实例,该时序图示出在根据第一实例操作通过在惯性阶段期间利用电动机/发电机MG2的再生动力而抑制SOC过度减少的情况下,用户要求动力、车速、发动机输出、电动机输出、MG1发电量、MG2发电量和电池的SOC;
图6是时序图的第二实例,该时序图示出在根据第一实例操作通过在惯性阶段期间利用电动机/发电机MG2的再生动力而抑制SOC过度减少的情况下,用户要求动力、车速、发动机输出、电动机输出、MG1发电量、MG2发电量和电池的SOC;
图7是示出根据该实施例的混合动力车辆的第二实例操作的流程的流程图(更具体地,在加速惯性行驶期间混合动力车辆的操作的第二实例)。
图8是示出在根据第二实例操作通过增加MG1发电量而抑制SOC过度减少的情况下,用户要求动力、车速、发动机输出、传动系统效率、电动机输出、MG1发电量、MG2发电量和电池的SOC的时序图;
图9是时序图的第一实例,该时序图示出在根据第二实例操作通过在惯性阶段期间利用电动机/发电机MG2的再生动力而抑制SOC过度减少的情况下,用户要求动力、车速、发动机输出、电动机输出、MG1发电量、MG2发电量和电池的SOC;
图10是时序图的第二实例,该时序图示出在根据第二实例操作通过在惯性阶段期间利用电动机/发电机MG2的再生动力而抑制SOC过度减少的情况下,用户要求动力、车速、发动机输出、电动机输出、MG1发电量、MG2发电量和电池的SOC;
图11是时序图,示出在发动机ENG于惯性期间维持在可运行状态下的情况下,在根据第一实例操作通过增加MG1发电量而抑制SOC过度减少的情况下,用户要求动力、车速、发动机输出、传动系统效率、电动机输出、MG1发电量、MG2发电量和电池的SOC。
具体实施方式
下面将参考附图描述根据本发明的车辆控制设备的实施例。注意,在以下说明中,根据本发明的本实施例的车辆控制设备应用到混合动力车辆10。
首先,参考图1,将描述根据本实施例的混合动力车辆10的构造。这里,图1是示出根据实施例的混合动力车辆10的构造的实例的方块图。
如图1所示,混合动力车辆10包括车轴11、车轮12、充当“车辆控制设备”的具体实例的电子控制单元(ECU)100、充当“内燃机”的具体实例的发动机ENG、充当“发电单元(发电装置)”的具体实例的电动机/发电机MG1、充当“发电单元(发电装置)”的具体实例的电动机/发电机MG2、功率分流机构300、逆变器400和充当“蓄电单元(蓄电装置)”的具体实例的电池500。
车轴11是用于将从发动机ENG和电动机/发电机MG2输出的动力传输到车轮的传动轴。车轮12是用于将经由车轴11传输到该车轮12的动力传输到路面的装置。
ECU100构造成控制混合动力车辆10的整体操作。特别地,在本实施例中,ECU100包括:在ECU100内部或者作为物理实现的电路元件或者作为逻辑实现的处理块的第一控制单元101,其充当“第一控制单元(第一控制装置)”的具体实例;充当“第二控制单元(第二控制装置)”的具体实例的第二控制单元102;和充当“第三控制单元(第三控制装置)”的具体实例的第三控制单元103。
第一控制单元101主要控制混合动力车辆10的整体操作。特别地,第一控制单元101控制混合动力车辆10使得混合动力车辆10进行加速惯性行驶(换句话说,间歇行驶)。第二控制单元102主要控制在惯性阶段期间利用电动机/发电机MG2的发电(换句话说,再生发电),其中,混合动力车辆10进行惯性行驶,根据需要与第一控制单元101协同。第三控制单元103主要控制在加速阶段期间利用电动机/发电机MG1的发电,其中,混合动力车辆10进行加速行驶,根据需要与第一控制单元101协同。注意,稍后将参考图2等具体描述加速惯性行驶,并且因此这里不作详细说明。
通过燃烧诸如汽油或者轻质油这样的燃料来驱动(即,运行)发动机ENG。发动机ENG充当混合动力车辆10的主电源。另外,发动机ENG充当用于旋转(即,驱动)下面将描述的电动机/发电机MG1的旋转轴的电源。
电动机/发电机MG1充当用于对电池500充电的电力发电机。当电动机/发电机MG1充当电力发电机时,电动机/发电机MG1的转轴利用来自发动机ENG的动力旋转。然而,注意通过使用存储在电池500中的电力来驱动电动机/发电机MG1,电动机/发电机MG1能够充当将电力供应到混合动力车辆10的电动机。
电动机/发电机MG2利用存储在电池500中的电力驱动,从而充当将电力供应到混合动力车辆10的电动机。另外,电动机/发电机MG2充当用于对电池500充电的电力发电机。当电动机/发电机MG2充当电力发电机时,电动机/发电机MG2的转轴利用从车轴11传输到电动机/发电机MG2的动力旋转。
功率分流机构300是具有中心齿轮、行星齿轮架、行星齿轮和环形齿轮的行星齿轮机构,这些在附图中都未示出。中心齿轮的转轴联接到例如电动机/发电机MG1的转轴。环形齿轮的转轴联接到例如电动机/发电机MG2的转轴。定位在中心齿轮与环形齿轮之间的行星齿轮架的转轴联接到例如发动机ENG的转轴(换句话说,曲轴)。发动机ENG的旋转利用行星齿轮架和行星齿轮传输到中心齿轮和环形齿轮。换句话说,发动机ENG的动力分散到两个系统之间。在混合动力车辆10中,环形齿轮的转轴联接到混合动力车辆10的车轴11,使得驱动力经由车轴11传输到车轮12。
逆变器400将从电池500提取的直流电力转换成交流电力,并且将交流电力供应到电动机/发电机MG1和电动机/发电机MG2。此外,逆变器400将由电动机/发电机MG1和电动机/发电机MG2产生的交流电力转换成直流电力,并且将直流电力供应到电池500。注意,逆变器400可以构造成所谓的电力控制单元(PCU)的一部分。
电池500是将用于驱动电动机/发电机MG1和电动机/发电机MG2的电力供应到电动机/发电机MG1和电动机/发电机MG2的电源。电池500是能够充电的蓄电池。
注意,电池500可以通过接收来自混合动力车辆10的外部的电源的供电来充电。换句话说,混合动力车辆10可以是所谓的插接式混合动力车辆。
接着,将参考图2至5,描述混合动力车辆10的操作(特别地,在加速惯性行驶期间混合动力车辆10的操作)。注意,下面描述两个实例操作(第一和第二实例操作)作为混合动力车辆10的实例操作。
首先,将参考图2描述混合动力车辆10的第一实例操作(更具体地,在加速惯性行驶期间混合动力车辆10的第一实例操作)。图2是示出混合动力车辆10的第一实例操作的流程的流程图(更具体地,在加速惯性行驶期间混合动力车辆10的第一实例操作)。
如图2所示,第一控制单元101确定混合动力车辆10是否进行加速惯性行驶(步骤S101)。
根据本实施例的“加速惯性行驶”是混合动力车辆10通过在加速行驶与惯性行驶之间反复交替、使得混合动力车辆10的车速维持在预定速度区域之内而进行的行驶。换句话说,“加速惯性行驶”是混合动力车辆10通过在加速行驶与惯性行驶之间反复交替、使得混合动力车辆10的车速维持在大致恒定的目标速度而执行的行驶。
在加速行驶期间,发动机ENG设定为运转状态,并且混合动力车辆10利用发动机ENG在运转状态下的发动机输出通过动力运行(典型地,加速)而行驶。当发动机ENG处于运转状态下时,发动机ENG通过消耗燃料而运转。结果,发动机ENG的发动机输出施加到曲轴。
另一方面,在惯性行驶期间,发动机ENG设定为非运转状态,并且混合动力车辆10惯性而不使用发动机ENG的发动机输出。当发动机ENG处于非运转状态下时,发动机ENG不消耗燃料。换句话说,当发动机ENG处于非运转状态下时,发动机ENG不运转。结果,发动机ENG的发动机输出不施加到曲轴。换句话说,发动机ENG不将与发动机制动相对应的制动转矩施加到曲轴。在这种情况下,曲轴可以闲置。
在加速行驶期间,燃料消耗相对增加,从而在惯性行驶期间,燃料消耗或者相对下降或者降至零。因此,只要在惯性行驶期间燃料消耗的减少超过在加速行驶期间燃料消耗的增加,则在加速惯性行驶期间混合动力车辆10的燃料效率优于当不进行加速惯性行驶时的混合动力车辆10的燃料效率。
第一控制单元101可以通过监视由混合动力车辆10的用户(例如,驾驶员或者乘客)发出的指令,确定混合动力车辆10是否对混合动力车辆10进行加速惯性行驶。例如,当用户通过操作设置在混合动力车辆10中的操作按钮而允许加速惯性行驶时,第一控制单元101可以确定在混合动力车辆10中将进行加速惯性行驶。然而,注意,第一控制单元101可以使用另一种方法来确定混合动力车辆10是否进行加速惯性行驶。
当作为步骤S101的判定的结果而确定不在混合动力车辆10中进行加速惯性行驶时(步骤S101:否),第一控制单元101终止图2所示的操作。在这种情况下,第一控制单元101可以在固定的周期之后再次进行图2中步骤S101的操作。
另一方面,当作为步骤S101的判定结果而确定了对混合动力车辆10进行加速惯性行驶时(步骤S101:是),第一控制单元101确定用户要求的关于混合动力车辆10的动力(下文中,成为“用户要求动力”)是否大致恒定(步骤S102)。这是因为如上所述的加速惯性行驶通过在加速行驶与惯性行驶之间反复交替使得车速维持在预定速度区域之内,而在混合动力车辆10中进行加速惯性行驶,并且因此,当用户要求动力不恒定时,车速更可能变化(换句话说,车速不太可能维持在预定速度区域之内),这使得混合动力车辆10难以进行加速惯性行驶。
基于用户操作油门踏板的量,第一控制单元101可以确定用户要求动力是否大致恒定。例如,当用户操作油门踏板的量大致恒定时,第一控制单元101可以确定用户要求动力大致恒定。可选择地,除了或者代替确定加速踏板的操作量是否恒定,可以通过确定其中使得混合动力车辆10以期望的巡航速度自动行驶的自动巡航控制是否进行中,第一控制单元101确定用户要求动力是否大致恒定。例如,当自动巡航控制处于进行中时,第一控制单元101可以确定用户要求动力是否大致恒定。然而,注意,第一控制单元101可以使用另一种方法来确定用户要求动力是否大致恒定。
当作为步骤S102的确定结果确定了用户要求动力不恒定时(步骤S102:否),第一控制单元101终止图2所示的操作。在这种情况下,第一控制单元101可以在固定周期之后再次进行图2中的步骤S101的操作。
另一方面,当作为步骤S102的确定结果确定了用户要求动力恒定时(步骤S102:是),第一控制单元101控制混合动力车辆10以进行加速惯性行驶(步骤S103)。
这里,将参考图3描述加速惯性行驶。图3是示出在混合动力车辆10进行加速惯性行驶的同时,用户要求动力、车速、发动机输出、充当电动机/发电机MG2的输出的电动机输出、充当由电动机/发电机MG1产生的电量的MG1发电量、充当由电动机/发电机MG2产生的电量(即,由电动机/发电机MG2再生的电量)的MG2发电量和电池500的SOC的时序图。
如图3所示,当用户要求动力大致恒定时,混合动力车辆10进行加速惯性行驶。换句话说,混合动力车辆10在加速行驶与惯性行驶之间反复交替使得车速维持在预定的速度区域之内。
更具体地,在混合动力车辆10进行加速行驶的加速周期期间,第一控制单元101控制发动机ENG(同时还有电动机/发电机MG1和MG2),使得发动机ENG设定为运转状态。因此,发动机ENG在加速周期期间输出期望的发动机输出。另外,第一控制单元101控制电动机/发电机MG2,使得电动机/发电机MG2在加速周期期间使用存储在电池500中的电力来驱动。因此,电动机/发电机MG2在加速周期期间输出期望的电动机输出。
然而,注意,第一控制单元101可以控制电动机/发电机MG2使得电动机/发电机MG2在加速周期期间不使用存储在电池500中的电力驱动。换句话说,第一控制单元101可以控制电动机/发电机MG2使得在加速周期期间,电动机/发电机MG2空转,而不使用存储在电池500中的电力。结果,在加速周期期间电动机输出可以下降至零。
电动机输出和发动机输出的一部分充当混合动力车辆10使用的动力以进行动力运行(代表性地,加速)。作为结果,在加速周期期间车速逐渐增加。同时,发动机输出的剩余部分充当用于使得电动机/发电机MG1充当电力发电机的动力。在这种情况下,在根据要求与第一控制单元101协同操作的第三控制单元103的控制下,电动机/发电机MG1将发动机输出的剩余部分转换成电力。结果,在加速周期期间MG1发电量取大于零的值。电动机/发电机MG1产生的电力充电到电池500。因此,在加速周期期间电池500的SOC逐渐增加。
另一方面,在混合动力车辆10进行惯性行驶的惯性周期期间,第一控制单元101控制发动机ENG(还有电动机/发电机MG1和MG2),使得发动机ENG设置为非运转状态下。结果,在惯性周期期间发动机输出下降至零。另外,第一控制单元101控制电动机/发电机MG2使得在惯性周期期间,电动机/发电机MG2空转,而不使用电池500中存储的电力。结果,在惯性周期期间电动机输出下降至零。因此,在惯性周期期间车速逐渐下降。
在惯性周期期间,除了当将进行以下具体描述的操作时(更具体地,图2中的步骤S107的操作)电动机/发电机MG1和MG2不充当电力发电机。然而,即使在惯性周期期间,也消耗电池500中存储的电力以驱动设置在混合动力车辆10中的配件,并且因此在惯性周期期间电池500的SOC逐渐减少。
混合动力车辆10在第一控制单元101的控制下在上述加速行驶与惯性行驶之间反复交替,使得车速维持在预定速度区域之内。结果,如图3所示,混合动力车辆10以在预定速度区域之内的车速行驶。
顺便提及,在图3所示的实例中,在加速周期期间的输入到电池500中电量(换句话说,SOC中的充电量或者增加量)与在惯性周期期间从电池500输出的电量(换句话说,SOC放电量或者减少量)之间实现平衡。在图3所示的实例中,因此,在混合动力车辆10进行加速惯性行驶的同时,SOC不逐渐减少。换句话说,在混合动力车辆10进行加速惯性行驶的同时,SOC维持在大致固定的SOC区域之内。从另一个角度说,在混合动力车辆10进行加速惯性行驶的同时,SOC的平均值(具体地,每单位时间的平均值)维持大致恒定。
然而,依据混合动力车辆10的行驶情况,在加速周期期间的SOC增加量可以下降到在惯性周期期间SOC的减少量之下。例如,当在加速周期期间MG1发电量相对小或者由配件消耗的电量相对大时,在加速周期期间SOC的增加量相对地更可能下降到在惯性周期期间SOC的减少量之下。在这种情况下,在混合动力车辆10进行加速惯性行驶时,SOC逐渐减少。换句话说,在混合动力车辆10进行加速惯性行驶的同时,SOC的平均值逐渐减少。因此,在混合动力车辆10进行加速惯性行驶的同时,SOC从大致固定的SOC区域偏离,并且结果,SOC可以过度地减少(即,变得过度小)。在混合动力车辆10进行加速惯性行驶的同时的SOC的过度减少量可以导致混合动力车辆10的燃油效率的劣化。因此,以在混合动力车辆10进行加速惯性行驶的同时抑制燃油效率的劣化为出发点,当混合动力车辆10进行加速惯性行驶时,优选地防止SOC多度减少。
因此,在本实施例中,第二控制单元102根据需求控制电动机/发电机MG2以利用在惯性周期期间混合动力车辆10的动能产生(或者换句话说,再生)电力,从而在混合动力车辆10进行加速惯性行驶的同时,防止SOC过度减少。下面将进一步描述用于控制电动机/发电机MG2以在惯性周期期间再生发电的操作。
返回参考图2,在混合动力车辆10进行加速惯性行驶的同时,第一控制单元101确定电池500的SOC是否满足预定的减少条件(步骤S104)。
在本实施例中,当“SOC每单位时间减少量等于或者超过第一阈值”时,假定满足预定的减少条件。更具体地,优选地,当“在分别进行至少一次加速行驶和惯性行驶之后的SOC每单位时间的减少量等于或者大于第一阈值”时,设定为满足预定的减少条件。换句话说,当“从在某个加速行驶周期开始处的SOC到跟随该加速行驶周期的惯性行驶周期的终点的SOC减少量等于或者超过第一阈值”时,优选地设定为满足预定的减少条件。相比于当SOC不满足预定下降条件时,当SOC满足预定下降条件时,SOC更可能过度下降。
注意,任何能够有利地确定SOC的过度减少量是否相对地可能发生、或者SOC的过度减少量是否相对地可能已经发生的条件都可以用作预定的减少条件。例如,当在加速周期期间SOC的增加量小于在惯性周期期间SOC的减少量时,可以设定为满足预定的减少条件。此外,例如,当经过分别进行至少一次加速行驶和惯性行驶所需的时间SOC(代表性地地,SOC的平均值)减少时,可以设定为满足预定的减少条件。此外,例如,当在惯性周期期间的SOC减少量相对于在加速周期期间的SOC增加量的比率等于或者超过大于一的预定比率时,可以设定为满足预定的减少条件。此外,例如,当SOC已经过度减少时(例如,当SOC下降到或者小于第二阈值时),可以设定为满足预定减少条件。
当作为步骤S104的确定结果确定了电池500的SOC不满足预定减少条件时(步骤S104:否),SOC过度减少的可能性近似或者完全不存在。因此,在惯性周期期间,第二控制单元102不需要控制电动机/发电机MG2再生发电。换句话说,第三控制单元103控制电动机/发电机MG1利用加速周期的发动机输出的一部分来发电(步骤S109)。
另一方面,当作为步骤S104的确定结果确定了电池500的SOC满足预定的减少条件时(步骤S104:是),SOC过度减少的可能性相对高。因此,优选地采取措施以抑制SOC的过度减少。
顺便提及,如上所述,通过在惯性周期期间利用电动机/发电机MG2的再生发电来抑制SOC的过度减少。然而,当在惯性周期期间利用电动机/发电机MG2再生电力时,惯性周期长度减少。当惯性周期长度减少时,通过进行加速惯性行驶而提升燃油效率的效果可能减弱或者抵消。因此,为了使通过进行加速惯性行驶而提升燃油效率的效果最大化,优选地尽可能地避免在惯性周期期间电动机/发电机MG2的再生发电。
另一方面,还能够通过增加加速周期的MG1发电量来抑制SOC的过度减少。注意,“增加加速周期的MG1发电量”意味着使得在进行抑制SOC过度减少的控制的情况下的加速周期的MG1发电量大于在不进行抑制SOC过度减少的控制的情况下的加速周期的MG1发电量(即,增加MG1发电量)。因此,在本实施例中,第一控制单元101首先通过增加加速周期的MG1发电量来确定是否能够抑制SOC的过度减少。更具体地,第一控制单元101确定是否能够增加加速周期的MG1发电量(步骤S105)。此时,第一控制单元101确定是够能够将加速周期的MG1发电量增加到SOC不再满足预定的减少条件的点(代表性地,在SOC维持在固定的SOC区域之内或者逐渐增加的点处)(步骤S105)。
例如,根据电动机/发电机MG1的操作点(MG1操作点)来确定MG1发电量。MG1操作点由电动机/发电机MG1的转速(MG1转速)和施加到电动机/发电机MG1的转轴的转矩(MG1转矩)指定。MG1转速和MG1转矩主要根据发动机ENG的操作点(ENG操作点)来确定。因此,第一控制单元101可以确定是否能够修改MG1操作点,使得加速周期的MG1发电量通过修改ENG操作点而增加。当确定了能够修改MG1操作点使得加速周期的MG1发电量通过修改ENG操作点而增加时,第一控制单元101可以确定能够增加在加速周期期间的MG1发电量。
MG1发电量通常代表性地通过增加发动机输出而增加。注意,这里“增加发动机输出”意味着使得在进行抑制SOC过度减少的控制的情况下的发动机输出(更具体地,加速周期的发动机输出)大于在不进行抑制SOC过度减少的控制的情况下的发动机输出(即,增加发动机输出)。因此第一控制单元101可以确定是否使得发动机输出能够增加为使得加速周期的MG1发电量增加。当使得发动机输出能够增加为使得加速周期的MG1发电量增加时,第一控制单元101可以确定使得在加速周期期间MG1发电量能够增加。
当作为步骤S105的确定结果确定了能够增加在加速周期期间的MG1发电量时(步骤S105:是),第一控制单元101进一步确定增加的MG1发电量是否超过能够输入到电池500中的电量的上限值(所谓的Win限制值)(步骤S106)。换句话说,第一控制单元101确定MG1发电量在增加到SOC不再满足预定的减少条件的点之后,是否超过Win限制值(步骤S106)。
当作为步骤S106的确定结果确定了增加的MG1发电量不超过(即,不大于)Win限制值时(步骤S106:否),则这意味着即使在MG1发电量增加到SOC不再满足预定的减少条件的点之后,在加速周期期间由电动机/发电机MG1产生的所有电力都能够输入到电池500中。换句话说,使用在加速周期期间由电动机/发电机MG1产生的电力来顺利地抑制SOC的过度减少。因此,在惯性周期期间,第二控制单元102不需要控制电动机/发电机MG2再生发电。在这种情况下,第三控制单元103通过控制发动机ENG而增加MG1发电量,从而增加加速周期的发动机输出(或者改变发动机ENG的操作点)(步骤S108)。结果,加速周期的MG1发电量增加。此外,第三控制单元103控制电动机/发电机MG1以利用在加速周期期间的发动机输出(即,增加的发动机输出)的一部分发电。
另一方面,当作为步骤S106的确定结果确定了增加的MG1发电量超过(即,大于)Win限制值时(步骤S106:是),这意味着,在MG1发电量增加到SOC不再满足预定的减少条件的点之后,在加速周期期间利用电动机/发电机MG1发的电的一部分不输入到电池500中。换句话说,仅利用在加速周期期间发动机/发电机MG1的发电未顺利地抑制SOC的过度减少。因此,在这种情况下,第三控制单元103控制电动机/发电机MG1在加速周期期间发电,并且此外,第二控制单元102控制电动机/发电机MG2在惯性周期期间再生发电(步骤S107)。
注意,为了使在惯性周期期间控制电动机/发电机MG2再生发电时惯性周期的长度的减少最小化,第二控制单元102可以控制电动机/发电机MG2,从而使在惯性周期期间MG2发电量最小化。例如,第三控制单元103可以在确保增加的MG1发电量不超过Win限制值的同时,使MG1发电量最大化。换句话说,第三控制单元103可以控制发动机ENG,从而将加速周期的发动机输出增加(或者改变发动机ENG的操作点)到加速周期的MG1发电量最大化的点。结果,加速周期的MG1发电量最大化。此外,第二控制单元102可以控制电动机/发电机MG2,使得加速周期的MG1发电量的由于Win限制值的不足由惯性周期的MG2发电量补偿。换句话说,第二控制单元102可以控制电动机/发电机MG2,使得匹配加速周期的MG1发电量由于Win限制值的不足的电量由惯性周期期间电动机/发电机MG2再生。
另一方面,当作为步骤S105的确定结果确定了不能够增加在加速周期期间的MG1发电量时(步骤S105:否),这意味着不能够仅利用加速周期的MG1发电量来容易地抑制SOC过度减少。因此,第三控制单元103控制电动机/发电机MG1以在加速周期期间发电,并且另外,第二控制单元102控制电动机/发电机MG2以在惯性周期期间再生发电(步骤S107)。然而,注意,由于在这种情况下确定了不能够增加在加速周期期间的MG1发电量(具体地,不能够增加发动机输出),所以第三控制单元103不需要将加速周期的发动机输出增加到加速周期的MG1发电量最大化的点。
第二控制单元102可以控制电动机/发电机MG2在惯性周期期间继续再生发电,只要SOC维持在相对减少的条件下。例如,第二控制单元102可以控制电动机/发电机MG2在惯性周期期间再生发电直到SOC等于或者超过第三阈值。在SOC等于或者超过第三阈值的点处,第二控制单元102可以控制电动机/发电机MG2在惯性周期期间的停止再生发电。其后,当SOC再一次被确定为满足预定减少条件时,第二控制单元102控制电动机/发电机MG2在惯性周期期间再生发电。
这里,参考图4至6将进一步具体描述利用第一实例操作来抑制SOC过度减少的方式。图4是示出在通过根据第一实例操作增加MG1发电量来抑制SOC过度减少的情况下,用户要求动力、车速、发动机输出、充当电动机/发电机MG2的输出的电动机输出、充当由电动机/发电机MG1产生的电量的MG1发电量、充当由电动机/发电机MG2产生的电量(即,由电动机/发电机MG2再生的电量)的MG2发电量和电池500的SOC的时序图。图5是示出在通过根据第一实例操作在惯性周期期间利用电动机/发电机MG2的再生发电来抑制SOC过度减少的情况下,用户要求动力、车速、发动机输出、充当电动机/发电机MG2的输出的电动机输出、充当由电动机/发电机MG1产生的电量的MG1发电量、充当由电动机/发电机MG2产生的电量(即,由电动机/发电机MG2再生的电量)的MG2发电量和电池500的SOC的时序图。图6是示出在通过根据第一实例操作在惯性周期期间利用电动机/发电机MG2的再生发电来抑制SOC过度减少的情况下,用户要求动力、车速、发动机输出、充当电动机/发电机MG2的输出的电动机输出、充当由电动机/发电机MG1产生的电量的MG1发电量、充当由电动机/发电机MG2产生的电量(即,由电动机/发电机MG2再生的电量)的MG2发电量和电池500的SOC的时序图的第二实例。
如图4所示,在时刻t41处确定SOC满足预定的减少条件。换句话说,在延伸至时刻t41的A1阶段中,确定SOC不满足预定的减少条件。因此,在延伸至时刻t41的A1阶段中,第三控制单元103控制电动机/发电机MG1在加速周期期间发电,然而第二控制单元102不控制电动机/发电机MG2在惯性周期期间再生发电。因此,如图4所示,在惯性周期的MG2发电量维持在零处的同时,加速周期的MG1发电量从零增加。结果,SOC逐渐减少。
在确定了在时刻t41处SOC满足预定减少条件之后,确定能够增加MG1发电量并且增加的MG1发电量不超过Win限制值。在这种情况下,在从时刻t41开始的A2阶段之中,第三控制单元103增加加速周期的发动机输出,并且控制电动机/发电机MG1在加速周期期间发电。因此,加速周期的MG1发电量响应于加速周期的发动机输出的增加而增加。注意,图4示出了这样的实例:加速周期的MG1发电量最大化到匹配Win限制值的值。另一方面,第二控制单元102不控制电动机/发电机MG2在惯性周期期间再生发电。因此,虽然SOC在惯性周期期间以几乎不变化的速度减少,但是SOC在加速周期期间以增加的速度增加。结果,抑制了SOC的降低。图4示出了这样的实例:由于MG1发电量的增加,所以实现了在加速周期期间SOC增加的速度与在惯性周期期间SOC减少的速度之间的平衡。
同时,在时刻t42处,配件的电耗增加。因此,在从时刻t42开始的A3阶段之中,相比于A2阶段,在加速周期期间SOC增加的速度减小,并且在惯性周期期间SOC减少的速度增加。结果,SOC逐渐减少。
图5图示出跟随图4的时序图的时序图的第一实例,在图5中的时刻t51处,SOC确定满足预定减少条件。然而,在时刻t51处,MG1发电量已经匹配Win限制值,并且因此,当MG1发电量增加到SOC不再满足预定的减少条件的点时,增加的MG1发电量超过Win限制值。因此,在从时刻t51开始的A4阶段之中,第三控制单元103控制电动机/发电机MG1在加速周期期间发电,并且第二控制单元102控制电动机/发电机MG2在惯性周期期间再生发电。因此,加速周期的MG1发电量从零增加,并且另外,惯性周期的MG2发电量相似地从零增加。因此,在惯性周期期间SOC减少的速度减小,或者换句话说,即使在惯性周期期间SOC也继续增加。结果,SOC逐渐增加。
注意,当电动机/发电机MG2在惯性周期期间再生发电时,如图5所示,相比于电动机/发电机MG2在惯性周期期间不再生发电的情况,惯性周期的长度减小。
接着,在时刻t52处,确定SOC等于或者超过由点划线表示的第三阈值。因此,在时刻t52处,第二控制单元102控制电动机/发电机MG2在惯性周期期间停止再生发电。因此,在从时刻t52开始的阶段A5之中,第三控制单元103控制电动机/发电机MG1在加速周期期间发电,然而第二控制单元102不控制电动机/发电机MG2在惯性周期期间再生发电。此外,在时刻t52处,第三控制单元103可以减少在加速周期期间增加的发动机输出和MG1发电量(或者换句话说,将发动机输出和MG1发电量返回到他们原始的值)。
图6图示出跟随图4的时序图的时序图的第二实例,可选择地,如图6所示,Win限制值可以在A4阶段中增加,在该A4阶段中,电动机/发电机MG2在惯性周期期间再生发电。例如,当电池500的温度下降时,Win限制值可以上升。图6示出了在确定SOC等于或者超过由点划线表示的第三阈值之前的时刻t61处,Win限制值增加的实例。结果,可以重新确定能够在不超过Win限制值的范围之内增加加速周期的MG1发电量。当重新确定了能够在不超过Win限制值的范围之内增加MG1发电量时,第三控制单元103能够通过进一步增加加速周期的发动机输出来进一步增加加速周期的MG1发电量。因此,在加速周期期间SOC增加速度进一步增加,并且因此,抑制了SOC的减少。此外,一旦已经通过进一步增加MG1发电量来抑制SOC减少,第二控制单元102就控制电动机/发电机MG2在惯性周期期间停止再生发电。因此,在从时刻t61开始的A6阶段期间,第三控制单元103控制电动机/发电机MG1在加速周期期间发电,然而第二控制单元102不控制电动机/发电机MG2在惯性周期期间再生发电。
接着,在时刻t62处,确定SOC等于或者超过由点划线表示的第三阈值。在这种情况下,在从时刻t62开始的A7阶段之中,第三控制单元103可以减少在加速周期期间增加的发动机输出和MG1发电量(或者换句话说,将发动机输出和MG1发电量返回到他们的原始值)。
如上所示,通过实现对根据本实施例的混合动力车辆10的第一实例操作,电池500能够在加速周期和惯性周期两个期间在ECU100(更具体地,第一至第三控制单元101至103)的控制下充电。因此,,所以顺利地抑制(或者防止)电池500由于混合动力车辆10在加速行驶与惯性行驶之间反复交替而导致的SOC的减少。因此,还顺利地抑制了SOC的多度减少。结果,顺利地抑制了由于SOC的过度减少而导致的混合动力车辆10的燃油效率的劣化。
由于抑制了SOC的过度减少,所以例如在SOC已经过度减少的条件下降终止混合动力车辆10中的加速惯性行驶的可能性几乎或者完全不存在。换句话说,在混合动力车辆10中终止加速惯性行驶的点处,SOC的值相对大。因此,在终止加速惯性行驶之后,在发动机ENG设定为非运转条件的情况下,混合动力车辆10能够使用电动机/发电机MG2的电动机输出而行驶。换句话说,混合动力车辆10能够作为所谓的EV行驶。结果,顺利地抑制了由于不能够进行EV行驶而导致的燃油效率的劣化。
此外,由于抑制了SOC的过度减少,所以例如在SOC已经过度减少的条件下,将在混合动力车辆10中终止加速惯性行驶的可能性几乎或者完全不存在。换句话说,在混合动力车辆10中终止加速惯性行驶的点处,SOC的值相对大。因此,在混合动力车辆10中终止加速惯性行驶之后,发动机ENG不必须仅为了增加SOC而设定为运转状态。结果,顺利地抑制了仅为了增加SOC而将发动机ENG设定为运转状态所导致的燃油效率的劣化。
此外,为了进行跟随惯性行驶的加速行驶,通过例如利用电动机/发电机MG1而起动发动机ENG,混合动力车辆10将发动机ENG从非运转状态切换到运转状态。在SOC已经过度减少的条件下,利用电动机/发电机MG1可能难以起动内燃机。然而,由于以上述方式抑制SOC过度减少,所以利用电动机/发电机MG1难以起动发动机ENG的可能性几乎或者完全不存在。因此混合动力车辆10能够连续地进行加速惯性行驶。换句话说,混合动力车辆10能够在相对长的时间内继续加速惯性行驶。结果,顺利地抑制了由于继续加速惯性行驶的困难而导致的燃油效率的劣化。
另外,当SOC满足预定减少条件时(例如,当可能使得燃油效率劣化的SOC下降发生时),混合动力车辆10在第二控制单元102的控制之下,选择性地在惯性周期期间利用电动机/发电机MG2进行再生发电。换句话说,当SOC不满足预定减少条件时,混合动力车辆10不需要利用电动机/发电机MG2在惯性周期期间进行再生发电。因此,利用混合动力车辆10,能够尽可能地避免利用电动机/发电机MG2在惯性周期期间的再生发电。结果,在顺利地抑制由于SOC的过度减少而导致的混合动力车辆10的燃油效率的劣化的同时,还抑制了由于电动机/发电机MG2在惯性周期期间的再生发电而可能发生的惯性周期的长度的过度减少。
此外,当能够增加在加速周期期间MG1的发电量时,混合动力车辆10在第二控制单元102的控制下选择性地利用电动机/发电机MG2在惯性周期期间进行再生发电。换句话说,当能够增加在加速周期期间的MG1发电量时,混合动力车辆10不需要利用电动机/发电机MG2在惯性周期期间进行再生发电。因此,利用混合动力车辆10,能够尽可能地避免电动机/发电机MG2在惯性周期期间的再生发电。结果,在顺利地抑制由于SOC的过度减少而导致的混合动力车辆10的燃油效率的劣化的同时,还抑制了由于电动机/发电机MG2在惯性周期期间的再生发电而可能发生的惯性周期的长度的过度减少。
此外,当增加之后的MG1发电量超过Win限制值时,混合动力车辆10在第二控制单元102的控制下选择性地利用电动机/发电机MG2在惯性期间进行再生发电。换句话说,只要MG1发电量在增加之后不超过Win限制值,混合动力车辆10就不需要利用电动机/发电机MG2在惯性周期期间进行再生发电。因此,利用混合动力车辆10,能够尽可能地避免电动机/发电机MG2在惯性周期期间的再生发电。结果,在顺利地抑制由于SOC的过度减少而导致的混合动力车辆10的燃油效率的劣化的同时,还抑制了由于电动机/发电机MG2在惯性周期期间的再生发电而可能发生的惯性周期的长度的过度减少。
接着,将参考图7描述混合动力车辆10的第二实例操作(更具体地,在加速惯性行驶期间混合动力车辆10的第二实例操作)。图7是示出混合动力车辆10的第二实例操作的流程的流程图(更具体地,在加速惯性行驶期间混合动力车辆10的第二操作实例)。注意,在以下说明中,已经将相同的步骤号码分配到与第一实例操作相同的操作,并且已经省略了其具体的说明。
如图7所示,第二实例操作与第一实例操作的不同之处在于:在第一实例操作中,当确定了能够在加速周期期间增加MG1发电量时(步骤S105:是),做出增加的MG1发电量是否超过Win限制值的确定,然而在第二操作实例中,当确定了能够增加加速周期期间的MG1发电量时(步骤S105:是),做出传动系统效率是否劣化(减少)至少预定量的确定(步骤S206)。第二实例操作的所有其它操作可以与第一实例操作的其它操作相同。
更具体地,当在第二实例操作中作为步骤S105的确定结果确定了能够增加在加速周期期间的MG1发电量时(步骤S105:是),,第一控制单元101进一步确定:与在发动机输出增加之前的传动系统效率相比,在为了使加速周期期间的MG1发电量增加而增加发动机输出之后,混合动力车辆10的传动系统效率是否劣化了至少第四阈值(步骤S206)。注意,这里,“传动系统效率”表示用于将来自发动机ENG和电动机/发电机MG1和MG2的动力传输到车轮12的传输系统的整体操作效率。
当作为步骤S206的确定结果确定了传动系统效率未劣化至少第四阈值时(步骤S206:否),进行与第一实例操作中在确定增加的MG1发电量不超过Win限制值之后进行的操作相似的操作。更具体地,在惯性周期期间,第二控制单元102不需要控制电动机/发电机MG2再生发电。在这种情况下,第三控制单元103控制发动机ENG,从而增加加速周期的发动机ENG输出(或者改变发动机ENG的操作点)(步骤S108)。结果,加速周期的MG1发电量增加。此外,第三控制单元103控制电动机/发电机MG1利用在加速周期期间的发动机输出(即,增加的发动机输出)的一部分发电(步骤S109)。
另一方面,当作为步骤S206的确定结果确定了传动系统效率劣化至少第四阈值时(步骤S206:否),进行与第一实例操作中在确定增加的MG1发电量超过Win限制值之后进行的操作相似的操作。更具体地,第三控制单元103控制电动机/发电机MG1在加速周期期间发电,并且另外,第二控制单元102控制电动机/发电机MG2在惯性周期期间再生发电(步骤S107)。
这里,将参考图8至10描述利用第二实例操作来抑制SOC过度减少的方式。图8是示出在根据第二实例操作通过增加MG1发电量来抑制SOC过度减少的情况下,用户要求动力、车速、发动机输出、充当电动机/发电机MG2的输出的电动机输出、充当由电动机/发电机MG1产生的电量的MG1发电量、充当由电动机/发电机MG2产生的电量(即,由电动机/发电机MG2再生的电量)的MG2发电量和电池500的SOC的时序图。图9是示出在通过根据第二实例操作在惯性周期期间利用电动机/发电机MG2的再生发电来抑制SOC过度减少的情况下,用户要求动力、车速、发动机输出、传动系统效率、充当电动机/发电机MG2的输出的电动机输出、充当由电动机/发电机MG1产生的电量的MG1发电量、充当由电动机/发电机MG2产生的电量(即,由电动机/发电机MG2再生的电量)的MG2发电量和电池500的SOC的时序图的第一实例。图10是示出在通过根据第二实例操作在惯性周期期间利用电动机/发电机MG2的再生发电来抑制SOC过度减少的情况下,用户要求动力、车速、发动机输出、充当电动机/发电机MG2的输出的电动机输出、充当由电动机/发电机MG1产生的电量的MG1发电量、充当由电动机/发电机MG2产生的电量(即,由电动机/发电机MG2再生的电量)的MG2发电量和电池500的SOC的时序图的第二实例。
如图8所示,在时刻t81处确定SOC满足预定的减少条件。换句话说,在延伸至时刻t81的B1阶段中,确定SOC不满足预定的减少条件。因此,在延伸至时刻t81的阶段中,第三控制单元103控制电动机/发电机MG1在加速周期期间发电,然而第二控制单元102不控制电动机/发电机MG2在惯性周期期间再生发电。因此,在惯性周期的MG2发电量维持在零处的同时,加速周期的MG1发电量从零增加。结果,SOC逐渐减少。
在确定了在时刻t81处SOC满足预定的减少条件之后,进一步确定能够增加MG1发电量并且传动系统效率不劣化至少第四阈值。在这种情况下,在从时刻t81开始的B2阶段之中,第三控制单元103增加加速周期的发动机输出,并且控制电动机/发电机MG1在加速周期期间发电。因此,加速周期的MG1发电量响应于加速周期的发动机输出的增加而增加。注意,图8示出了这样的实例:加速周期的MG1发电量最大化到匹配Win限制值的值。另一方面,第二控制单元102不控制电动机/发电机MG2在惯性周期期间再生发电。因此,虽然SOC在惯性周期期间以几乎不变化的速度减少,但是SOC在加速周期期间以增加的速度增加。结果,抑制了SOC的降低。图8示出了这样的实例:由于MG1发电量的增加,所以实现了在加速周期期间SOC增加的速度与在惯性周期期间SOC减少的速度之间的平衡。
同时,在时刻t82处,配件的电力消耗增加。因此,在从时刻t82开始的B3阶段之中,相比于B2阶段,在加速周期期间SOC增加的速度减小,并且在惯性周期期间SOC减少的速度增加。结果,SOC逐渐减少。
图9图示处跟随图8的时序图的时序图的第一实例,在图9中的时刻t91处,确定SOC满足预定的减少条件。这里,确定在为了进一步增加MG1发电量而在时刻t91处进一步增加发动机输出之后,与发动机输出增加的时刻t81之前的传动系统效率相比,在跟随时刻t91的点处,传动系统效率劣化了至少第四阈值。注意,在图9中,用粗虚线表示增加的发动机输出和劣化的传动系统效率。因此,在从时刻t91开始的B4阶段之中,第三控制单元103控制电动机/发电机MG1在加速周期期间发电,而不进一步增加在加速周期期间的发动机输出,如图9的粗实线所示,并且第二控制单元102控制电动机/发电机MG2在惯性周期期间再生发电。因此,加速周期的MG1发电量从零增加,并且另外,惯性周期的MG2发电量相似地从零增加。因此,在惯性周期期间SOC减少的速度减小,或者换句话说,即使在惯性周期期间SOC也继续增加。结果,SOC逐渐增加。此外,由于在加速周期期间发动机输出不进一步增加,所以传动系统效率在加速周期期间不劣化(更具体地,不劣化至少第四阈值),如图9的粗实线所示。
接着,在时刻t92处,确定SOC等于或者超过由点划线表示的第三阈值。因此,在时刻t92处,第二控制单元102控制电动机/发电机MG2在惯性周期期间停止再生发电。因此,在从时刻t92开始的阶段B5之中,第三控制单元103控制电动机/发电机MG1在加速周期期间发电,然而第二控制单元102不控制电动机/发电机MG2在惯性周期期间再生发电。此外,在时刻t92处,第三控制单元103可以减少在加速周期期间增加的发动机输出和MG1发电量(或者换句话说,将发动机输出和MG1发电量返回到他们原始的值)。
可选择地,图10图示出跟随图8的时序图的时序图的第二实例,如图10所示,可以重新确定在B4阶段中传动系统效率由于某种原因而不劣化至少第四阈值,其中,即使在为了进一步增加MG1发电量而增加发动机输出之后,电动机/发电机MG2也在惯性周期期间再生发电。图10示出了如下实例:在确定了SOC等于或者超过由点划线表示的第三阈值之前的时刻t101处,重新确定了即使在为了进一步增加MG1发电量而进一步增加发电机输出之后,传动系统效率也不劣化至少第四阈值。当重新确定了传动系统效率不劣化至少第四阈值时,第三控制单元103能够通过进一步增加加速周期的发动机输出来进一步增加加速周期的MG1发电量。因此,在加速周期期间SOC增加的速度进一步增加,并且因此,抑制了SOC的降低。此外,一旦已经通过进一步增加MG1发电量来抑制SOC减少,第二控制单元102就控制电动机/发电机MG2在惯性周期期间停止再生发电。因此,在从时刻t101开始的阶段B6之中,第三控制单元103控制电动机/发电机MG1在加速周期期间发电,然而第二控制单元102不控制电动机/发电机MG2在惯性周期期间再生发电。
接着,在时刻t102处,确定SOC等于或者超过由点划线表示的第三阈值。在这种情况下,在从时刻t102开始的B7阶段之中,第三控制单元103可以减少在加速周期期间增加的发动机输出和MG1发电量(或者换句话说,将发动机输出和MG1发电量返回到他们的原始值)。
如上所示,通过实施对根据本实施例的混合动力车辆10的第二实例操作,能够同等地顺利地获得通过实施第一实例操作而获得的各种效果。另外,在第二实例操作中,顺利地抑制了传动系统效率的劣化(更具体地,过度劣化)。结果,在同样顺利地抑制由于SOC的过度减少而导致的混合动力车辆10的燃油效率的劣化的同时,顺利地抑制由于传动系统效率的劣化而导致的混合动力车辆10的燃油效率的劣化。
注意,作为确定传动系统效率是否劣化至少第四阈值的附加或者替代,第一控制单元101可以确定:与发动机输出增加之前相比,在发动机输出增加使得加速周期期间的MG1发电量增加之后,发动机ENG的操作效率是否劣化至少第五阈值。当确定了发动机ENG的效率不劣化至少第五阈值时,可以进行与第一实例操作中进行的在确定增加的MG1发电量不超过Win限制值之后的操作相似的操作。当确定了发动机ENG的效率劣化至少第五阈值时,可以进行与第一实例操作中进行的在确定增加的MG1发电量超过Win限制值之后的操作相似的操作。
注意,在以上的说明中,在惯性周期期间发动机ENG处于非运行状态。然而,即使在惯性周期期间发动机ENG也可以维持操作状态。相似地在这种情况下,只要混合动力车辆10不使用发动机ENG的发动机输出而惯性,混合动力车辆10就进行惯性行驶。
这里,将参考图11描述在惯性周期期间发动机ENG维持在运转状态的情况下抑制SOC过度减少的方式。图11是示出在发动机ENG在惯性周期期间维持运转状态的情况下,在通过根据第一实例操作增加MG1发电量来抑制SOC过度减少的情况下,用户要求动力、车速、发动机输出、充当电动机/发电机MG2的输出的电动机输出、充当由电动机/发电机MG1产生的电量的MG1发电量、充当由电动机/发电机MG2产生的电量(即,由电动机/发电机MG2再生的电量)的MG2发电量和电池500的SOC的时序图。
图11所示的时序图与图4所示的时序图的不同之处在于在惯性周期期间发动机输出不完全下降至零。注意,图11示出了惯性周期的发动机输出与在发动机ENG进行所谓的空转操作的情况下的发动机输出相对应。图11中的时序图的所有其他特征可以与图4所示的时序图的其他特征相同。相似地,图5至6和图8至10所示的附图相同。因此,即使当发动机输出在惯性周期期间维持在运转条件下时,也同等顺利地抑制了由于SOC的过度减少而导致的混合动力车辆10的燃油效率的劣化。
在以上说明中,第二控制单元102控制电动机/发电机MG2在惯性周期期间再生发电(参见图2中的步骤S107)。然而,当在惯性周期期间发动机ENG维持在运转条件下时,作为控制电动机/发电机MG2在惯性周期期间再生发电的附加或者替代,在惯性周期期间第二控制单元102可以利用发动机输出的至少一部分来控制电动机/发电机MG1发电。
在以上说明中,第二控制单元102控制电动机/发电机MG2遍及整个惯性周期地再生发电。然而,第二控制单元102可以控制电动机/发电机MG2使得在惯性周期的一部分期间再生发电,并且在惯性周期的剩余部分期间不再生发电。
在以上说明中,当SOC满足预定的减少条件时,第二控制单元102控制电动机/发电机MG2在惯性周期期间再生发电。然而,当除了SOC之外的期望参数满足预定的条件时,第二控制单元102可以控制电动机/发电机MG2在惯性周期期间再生发电。例如,当在惯性周期期间车速在预定的变化样式内变化时,第二控制单元102可以控制电动机/发电机MG2在惯性周期期间再生发电。更具体地,例如,当车速在惯性周期期间逐渐增加时,第二控制单元102可以控制电动机/发电机MG2在惯性周期期间再生发电。当车速在惯性周期期间逐渐增加时,消耗由混合动力车辆10产生的过剩的动能。因此,当在车速逐渐增加的同时,在惯性周期期间进行再生发电时,电动机/发电机MG2利用过剩的动能再生发电。结果,甚至更顺利地抑制了由于由在惯性周期期间的再生发电导致的惯性周期的长度减小而引起的燃油效率的劣化。
当混合动力车辆10在具有向下坡度的道路上行驶(换句话说,下坡行驶)时,产生在惯性周期期间车速的增加。然而,注意,在混合动力车辆10在具有向下坡度的道路上行驶的同时,第一控制单元101不必须控制混合动力车辆10进行加速惯性行驶。例如,第一控制单元101可以控制混合动力车辆10进行连续惯性行驶。此外,第二控制单元102可以控制电动机/发电机MG2在惯性周期的至少一部分中再生发电。在这种情况下,发动机ENG可以设定为非运转状态。
上述为其中混合动力车辆10采用所谓的分割(动力分割)混合动力系统(例如,THS:丰田混合动力系统)的实例。然而,当混合动力车辆10采用并联混合动力系统或者串联混合动力系统时,ECU 100可以以上述方式控制混合动力车辆10。
在以上说明中,混合动力车辆10包括多个电动机/发电机MG1和MG2。然而,混合动力车辆10可以包括单一的电动机/发电机。可选择地,作为一个或者多个电动机/发电机的附加或者替代,混合动力车辆10可以包括另一个期望的电力发电机(例如,交流发电机,发电机等),其能够利用发动机ENG的发动机输出和混合动力车辆10的动能的至少一者来发电。相似地在这些情况下,ECU100可以以上述方式控制混合动力车辆10。
注意,在不背离由权利要求和整个说明书所解释的本发明的本质或者概念的范围之内,可以适当地修改本发明的实施例,并且这些修改例所获得车辆控制设备也包括在本发明的技术范围之内。
能够如下总结本发明。
本发明的第一方面涉及一种车辆控制设备,其控制车辆,该车辆包括:内燃机;发电单元,其将内燃机的发动机输出和车辆的动能中的至少一者转换成电力;以及蓄电单元,其存储由发电单元转换的电力。车辆控制设备包括:第一控制单元,其被构造成控制车辆已在加速行驶与惯性行驶之间反复交替,使得车辆的车速维持在预定的速度范围之内,在加速行驶中,车辆利用发动机输出加速,在惯性行驶中,车辆惯性而不使用发动机输出;和第二控制单元,其被构造成控制发电单元,以在车辆进行惯性行驶的惯性周期期间将发动机输出和动能中的至少一者转换成电力。
利用车辆控制设备,能够控制包括内燃机、发电单元和蓄电单元的车辆。发电单元将内燃机的发动机输出转换成电力。作为内燃机的发动机输出的附加或者替代,发电单元将车辆的动能转换成电力。可以使用例如电动机/发电机、交流发电机等作为发电单元。由发电单元转换(即,产生)的电力存储在蓄电单元中。
为了以这种方式控制车辆,车辆控制设备包括第一控制单元和第二控制单元。
第一控制单元控制车辆在加速行驶与惯性行驶之间反复交替,使得车速维持在预定的速度区域之内。结果,车辆能够以大致恒定的车速连续行驶。
在加速行驶期间,车辆通过利用发动机输出的动力运行(代表性地,加速)而行驶。在加速行驶期间,车辆使用发动机输出,并且因此,内燃机设定在运转状态下。另一方面,在惯性行驶期间,车辆惯性而不使用发动机输出。在惯性行驶期间,车辆不使用发动机输出,并且因此,为了提高车辆的燃油效率,内燃机可以设定为非运转状态下。然而,注意在惯性行驶期间,类似地,车辆的内燃机可以设定在运转状态下。换句话说,只要车辆不利用处于运转状态下的内燃机的发动机输出而进行动力运行,即使当内燃机处于运转状态下时,在车辆中惯性行驶可以被认为是在进行中。
第二控制单元控制发电单元,以将内燃机的发动机输出和车辆的动能的至少一者转换成电力。更具体地,在车辆进行惯性行驶的惯性周期期间,第二控制单元控制发电单元,以将发动机输出和动能中的至少一者转换成电力。换句话说,第二控制单元控制发电单元,使得在惯性周期期间发电。此时,第二控制单元可以控制发电单元以遍及整个惯性周期地将发动机输出和动能中的至少一者转换成电力。可选择地,第二控制单元可以控制发电单元遍及惯性周期的一部分地将发动机输出和动能中的至少一者转换成电力。
当车辆进行惯性行驶并且内燃机处于非运转状态下时,例如,第二控制单元可以控制发电单元以在惯性周期期间将动能(更具体地,动能的至少一部分)转换成电力。当车辆进行惯性行驶并且内燃机处于运转状态下时,例如,第二控制单元可以控制发电单元以在惯性周期期间将发动机输出(更具体地,发动机输出的至少一部分)和动能(更具体地,动能的至少一部分)中的至少一者转换成电力。
因此,不仅在车辆进行加速行驶的加速周期期间还在惯性周期期间,发电单元都能够主要在第二控制单元的控制下发电。换句话说,在加速周期和惯性周期两者期间,蓄电单元充电。因此,在车辆在加速行驶与惯性行驶之间反复交替的同时,顺利地抑制了(换句话说,防止了)蓄电单元的蓄电量(换句话说,蓄电单元中存储的电量)的减少。因此,相似地,顺利抑制了蓄电单元的蓄电量的过度减少。结果,顺利地抑制了由于在蓄电单元的蓄电量中的过度减少而引起的车辆的燃油效率的劣化。
当在车辆于加速行驶与惯性行驶之间反复交替的同时蓄电单元的蓄电量下降时,第二控制单元可以被构造成控制发电单元以在惯性周期期间将发动机输出和动能中的至少一者转换成电力。
根据本构造,顺利地抑制了随着车辆在加速行驶与惯性行驶之间反复交替的蓄电单元的蓄电量的减少。因此,相似地,顺利抑制了蓄电单元的蓄电量的过度减少。结果,顺利地抑制了由于在蓄电单元的蓄电量中的过度减少而引起的车辆的燃油效率的劣化。
注意,当在惯性周期期间发电单元将发动机输出和动能中的至少一者转换成电力时,在惯性周期期间车速下降的速度大于当在惯性周期期间发电单元不将发动机输出和动能中的至少一者转换成电力时。因此,当在惯性周期期间发动机输出和动能中的至少一者转换成电力时,惯性周期长度减小。换句话说,当在惯性周期期间发电单元将发动机输出和动能中的至少一者转换成电力时,惯性周期短于当在惯性周期期间发电单元不将发动机输出和动能中的至少一者转换成电力时。另一方面,随着惯性周期长度增加,车辆的燃油效率稳定地提高,在该惯性周期中,内燃机优选地设定为非运转状态(或者在该惯性周期中,即使当内燃机处于运转条件下时,发动机输出也不用于车辆行驶,并且因此,发动机输出相对下降)。因此,为了提高燃油效率,可以防止在惯性周期期间发电单元将发动机输出和动能中的至少一者转换成电力。因此,根据该构造,为了避免惯性周期的长度过度减少,当可能导致燃油效率劣化的蓄电量的减少发生时,第二控制单元控制发电单元,以在惯性周期期间选择性地将发动机输出和动能中的至少一者转换成电力。换句话说,当不发生可能导致燃油效率劣化的蓄电量的减少时,第二控制单元不需要控制蓄电单元,以在惯性周期期间将发动机输出和动能中的至少一者转换成电力。结果,在同样顺利地抑制由于蓄电单元的蓄电量的过度减少而导致的燃油效率劣化的同时,减少了当在惯性周期期间发动机输出和动能中的至少一者转换成电力时可能发生的惯性周期的长度的过度减少。
这里,“蓄电量额减少”表示这样的现象:在“蓄电量减少”发生之后车辆继续行驶,使得蓄电量可能下降(具体地,过度下降或者下降到预定阈值下方)。可以以这样的方式发生“蓄电量减少”:例如当在进行加速行驶的加速周期期间蓄电量增加的量小于在惯性周期期间蓄电量减少的量时。因此,例如,“蓄电量减少”可以表示在进行加速行驶的加速周期的起点与跟随该加速周期的惯性周期的终点之间的蓄电量的减少。在这种情况下,可以认为当在进行加速行驶的加速周期的起点处的蓄电量大于跟随该加速周期的惯性周期的终点处的蓄电量时,蓄电量已经下降。另一方面,可以认为当在进行加速行驶的加速周期的起点处的蓄电量不大于跟随该加速周期的惯性周期的终点处的蓄电量时,蓄电量没有下降。换句话说,“蓄电量的减少”不需要表示蓄电量的瞬时值的临时或者瞬时减少。从另一个角度说,“蓄电量减少”是当蓄电量临时或者瞬时增加时可以发生的现象。因此,“蓄电量减少”意味着蓄电量的平均值的增加的减少。
可选择地,当如上所述随着车辆在加速行驶与惯性行驶之间反复交替蓄电量下降时,车辆控制设备控制发电单元以在惯性周期期间将发动机输出和动能中的至少一者转换成电力,该车辆控制设备被构造成还包括第三控制单元,其控制发电单元,以在车辆进行加速行驶的加速周期期间将发动机输出转换成电力,并且即使在发电单元在加速周期期间将发动机输出转换成电力的情况下,当随着车辆在加速行驶与惯性行驶之间反复交替而蓄电量下降时,第二控制单元控制发电单元,以在惯性周期期间将发动机输出和动能中的至少一者转换成电力。
根据该构造,通常地发电单元在加速周期期间将发动机输出转换成电力,在该加速周期中,在第三控制单元的控制下内燃机处于运转状态下。在这种情况下,发电单元可以遍及整个加速周期地将发动机输出转换成电力。可选择地,发电单元可以遍及加速周期的一部分地将发动机输出转换成电力。
然而,依据在加速周期期间发电单元产生的电量和存储在蓄电单元中的电消耗量,即使在加速周期期间发电单元将发动机输出转换成电力的情况下,随着车辆在加速行驶与惯性行驶之间反复交替,蓄电量也可以减少。例如,当加速周期期间由发电单元产生的电量相对小,或者存储在蓄电单元中的电的消耗量相对大时,即使在发电单元在加速周期期间将发动机输出转换成电力的情况下,随着车辆在加速行驶与惯性行驶之间反复交替,蓄电量也可以减少。
因此,当即使在发电单元在加速周期期间将发动机输出转换成电力的情况下,蓄电量也随着车辆在加速行驶与惯性行驶之间反复交替而减少时,作为在加速周期期间将发动机输出转换成电力的代替或者附加,第二控制单元控制发电单元,以在惯性周期期间将发动机输出和动能中的至少一者转换成电力。因此,顺利地抑制了随着车辆在加速行驶与惯性行驶之间反复交替的蓄电单元的蓄电量的减少。因此,相似地,顺利抑制了蓄电单元的蓄电量的过度减少。结果,顺利地抑制了由于在蓄电单元的蓄电量中的过度减少而引起的车辆的燃油效率的劣化。
当(i)蓄电量减少和(ii)不能够在车辆进行加速行驶的加速周期期间增加利用发电单元通过将发动机输出转换成电力而获得的电量,从而停止蓄电量减少时,第二控制单元可以构造成控制发电单元,以在惯性周期期间将发动机输出和动能中的至少一者转换成电力。在这种情况下,为了控制发电单元以在加速周期期间将发动机输出转换成电力,车辆控制设备还可以包括上述第三控制单元。
能够根据期望具体地修改由发电单元产生的电量。例如,能够通过增加发动机输出而增加由发电单元产生的电量。因此,即使在发电单元在加速周期期间将发动机输出转换成电力的情况下,当蓄电量随着车辆在加速行驶与惯性行驶之间反复交替而减少时,也可以通过增加在加速周期期间由发电单元产生的电量来抑制蓄电量的减少。然而,由于某些原因可能不能够增加在加速周期期间由发电单元产生的电量,从而停止蓄电量减少(即,从而抑制蓄电量下降)。
因此,根据该构造,随着车辆在加速行驶与惯性行驶之间反复交替,当不能够增加在加速周期期间产生的电量,从而抑制蓄电量减少时,第二控制单元控制发电单元,以选择性地在惯性周期期间将发动机输出和动能的至少一者转换成电力。换句话说,随着车辆在加速行驶与惯性行驶之间反复交替,当能够增加在加速周期期间产生的电量,从而抑制发电量减少时,第二控制单元不需要控制发电单元,以在惯性周期期间将发动机输出和动能中的至少一者转换成电力。结果,在同时顺利地抑制由于蓄电单元的蓄电量的过度减少而导致的车辆的燃油效率劣化的同时,抑制了惯性周期的长度的过度减小。
可选择地,当不能够增加通过在加速周期期间使得发电单元将发动机输出转换成电力而获得的电量,从而停止蓄电量减少时,车辆控制设备控制发电单元,以在惯性周期期间将发动机输出和动能中的至少一者转换成电力,如上所述,该车辆控制设备被构造成使得:当能够增加通过使得发电单元在加速周期期间将发动机输出转换成电力而获得的电量,从而停止蓄电量减少时,第二控制单元控制发电单元,以不在惯性周期期间将发动机输出和动能转换成电力。
根据该构造,随着车辆在加速行驶与惯性行驶之间反复交替,当能够增加加速周期期间产生的电量从而抑制蓄电量减少时,第二控制单元控制发电单元,以不在惯性周期期间将发动机输出和动能转换成电力。在这种情况下,优选地,随着车辆在加速行驶与惯性行驶之间反复交替,发电单元增加在加速周期期间产生的电量,从而抑制蓄电量的减少。例如,当车辆控制设备包括上述第三控制单元时,随着车辆在加速行驶与惯性行驶之间反复交替,第三控制单元优选地控制发电单元以增加在加速周期期间产生的电量,从而抑制蓄电量的减少。结果,在同样顺利地抑制由于蓄电单元的蓄电量的过度减少而导致的车辆的燃油效率劣化的同时,抑制了惯性周期的长度的过度减少。
可选择地,当如上所述随着车辆在加速行驶与惯性行驶之间反复交替蓄电量下降时,车辆控制设备控制发电单元以在惯性周期期间将发动机输出和动能中的至少一者转换成电力,该车辆控制设备构造成使得:当(i)蓄电量减少,和(ii)通过使得发电单元在加速周期期间将发动机室输出转换成电力从而停止蓄电量下降而获得的电量超过能够输入到蓄电单元中的电量的上限值时,第二控制单元控制发电单元,以在惯性周期期间将发动机输出和动能中的至少一者转换成电力。在这种情况下,为了控制发电单元以在加速周期期间将发动机输出转换成电力,车辆控制设备可以还包括上述第三控制单元。
即使在发电单元在加速周期期间将发动机输出转换成电力的情况下,当蓄电量随着车辆在加速行驶与惯性行驶之间反复交替而减少时,如上所述,也可以通过增加在加速周期期间由发电单元产生的电量来抑制蓄电量的减少。然而,当在加速周期期间产生的电量(更具体地,能够抑制蓄电量减少的发电量所需的最小值)超过能够输入到蓄电单元中的电量的上限值(所谓的Win限制值)时,发电单元不能够增加在加速周期期间产生的电量,从而停止蓄电量减少(即,从而抑制蓄电量下降)。
因此,根据该构造,随着车辆在加速行驶与惯性行驶之间反复交替,当不能够增加在加速周期期间产生的电量,从而抑制蓄电量减少时,第二控制单元控制发电单元,以选择性地在惯性周期期间将发动机输出和动能的至少一者转换成电力。结果,在同样顺利地抑制由于蓄电单元的蓄电量的过度减少而导致的车辆的燃油效率劣化的同时,抑制了惯性周期的长度的过度减少。
可选择地,当通过在加速周期期间使得发电单元将发动机输出转换成电力而获得的电量超过能够输入到蓄电单元中的电量的上限值时,车辆控制设备控制发电单元,以在惯性周期期间将发动机输出和动能中的至少一者转换成电力,如上所述,该车辆控制设备被构造成使得:当通过使得发电单元在加速周期期间将发动机输出转换成电力以停止蓄电单元减少而获得的电量没有超过上限值时,第二控制单元控制发电单元,以在惯性周期期间将发动机输出和动能的至少一者转换成电力。
根据该构造,随着车辆在加速行驶与惯性行驶之间反复交替,当能够增加加速周期期间产生的电量从而抑制蓄电量减少时,第二控制单元控制发电单元,以不在惯性周期期间将发动机输出和动能转换成电力。在这种情况下,优选地,随着车辆在加速行驶与惯性行驶之间反复交替,发电单元增加在加速周期期间产生的电量,从而抑制蓄电量的减少。例如,当车辆控制设备包括上述第三控制单元时,随着车辆在加速行驶与惯性行驶之间反复交替,第三控制单元优选地控制发电单元以增加在加速周期期间产生的电量,从而抑制蓄电量的减少。结果,在同时顺利地抑制由于蓄电单元的蓄电量的过度减少而导致的车辆的燃油效率劣化的同时,抑制了惯性周期的长度的过度减少。
当(i)蓄电量减少和(ii)利用发电单元通过在车辆进行加速行驶的加速周期期间将发动机输出转换成电力而获得的电量增加从而停止蓄电量减少之后,车辆的包括内燃机的传动系统的效率劣化至少预定量时,第二控制单元可以构造成控制发电单元,以在惯性周期期间将发动机输出和动能中的至少一者转换成电力。在这种情况下,为了控制发电单元以在加速周期期间将发动机输出转换成电力,车辆控制设备可以还包括上述第三控制单元。
即使在发电单元在加速周期期间将发动机输出转换成电力的情况下,当蓄电量随着车辆在加速行驶与惯性行驶之间反复交替而减少时,如上所述,也可以通过增加在加速周期期间由发电单元产生的电量来抑制蓄电量的减少。发电量通常具体地通过增加发动机输出而增加。然而,发动机输出的增加导致内燃机的操作点的变化,并且当内燃机的操作点修改时,车辆的包括内燃机的传动系统的效率变化(例如,劣化)。当传动系统的效率变化(例如,劣化)时,车辆的燃油效率变化(例如,劣化)。因此,为了抑制由于蓄电量的过度减少而导致的燃油效率的劣化,当在加速周期期间产生的电量增加时,传动系统的效率可能劣化,使得燃油效率甚至进一步劣化。
因此,根据该构造,随着车辆在加速行驶与惯性行驶之间反复交替,在加速周期期间产生的电量增加从而抑制蓄电量减少之后,当传动系统的效率劣化至少预定量时,第二控制单元控制发电单元,以选择性地在惯性周期期间将发动机输出和动能的至少一者转换成电力。在这种情况下,优选地,发电单元通过不增加加速周期期间产生的电量,而防止在加速周期期间传动系统的效率劣化。例如,当车辆控制设备包括上述第三控制单元时,优选地,第三控制单元通过不控制发电单元增加在加速周期期间产生的电量,而防止在加速周期期间传动系统的效率劣化。结果,在同样顺利地抑制由于蓄电单元的蓄电量的过度减少而导致的车辆燃油效率的劣化,和由于传动系统的效率的劣化而导致的车辆的燃油效率的劣化的同时,抑制了惯性周期的长度的过度减小。
可选择地,如上所述,当传动系统的效率劣化至少预定量时,车辆控制设备控制发电单元,以在惯性周期期间将发动机输出和动能中的至少一者转换成电力,该车辆控制设备被构造成使得:当效率不劣化至少预定量时,第二控制单元控制发电单元,不在惯性周期期间将发动机输出和动能转换成电力。
根据该构造,随着车辆在加速行驶与惯性行驶之间反复交替,即使在加速周期期间产生的电量增加从而抑制蓄电量减少之后,当传动系统的效率不劣化至少预定量时,第二控制单元控制发电单元,不再惯性周期期间将发动机输出和动能转换成电力。在这种情况下,优选地,随着车辆在加速行驶与惯性行驶之间反复交替,发电单元增加在加速周期期间产生的电量,从而抑制蓄电量的减少。例如,当车辆控制设备包括上述第三控制单元时,随着车辆在加速行驶与惯性行驶之间反复交替,第三控制单元优选地控制发电单元以增加在加速周期期间产生的电量,从而抑制蓄电量的减少。结果,在同样顺利地抑制由于蓄电单元的蓄电量的过度减少而导致的车辆燃油效率的劣化,和由于传动系统的效率的劣化而导致的车辆的燃油效率的劣化的同时,抑制了惯性周期的长度的过度减小。
在加速行驶期间,内燃机可以设定为运转状态,并且在惯性行驶期间,内燃机可以设定为非运转状态。在这种情况下,第二控制单元可以构造成控制发电单元,以在惯性周期的至少一部分期间将动能转换成电力。
根据该构造,随着车辆在加速行驶与惯性行驶之间反复交替,顺利地抑制了的蓄电单元的蓄电量的减少,在加速行驶时,内燃机处于运转状态,在惯性行驶时,内燃机处于非运转状态。因此,相似地,顺利抑制了蓄电单元的蓄电量的过度减少。结果,顺利地抑制了由于在蓄电单元的蓄电量中的过度减少而引起的车辆的燃油效率的劣化。
Claims (4)
1.一种车辆控制设备,其控制车辆(10),该车辆(10)包括:内燃机(ENG);发电单元(MG1、MG2),该发电单元(MG1、MG2)将所述内燃机(ENG)的发动机输出和所述车辆(10)的动能中的至少一者转换成电力;以及蓄电单元(500),该蓄电单元存储由所述发电单元(MG1、MG2)所转换的所述电力,所述车辆控制设备的特征在于包括:
第一控制单元(101),该第一控制单元(101)被构造成控制所述车辆(10)在加速行驶与惯性行驶之间反复交替,使得所述车辆(10)的车速维持在预定的速度区域之内,在所述加速行驶时,所述车辆(10)利用所述发动机输出来加速,在所述惯性行驶时,所述车辆(10)惯性行驶而不使用所述发动机输出;以及
第二控制单元(102),该第二控制单元(102)被构造成控制所述发电单元(MG1、MG2),以在(i)蓄电量减少;和(ii)在所述车辆(10)进行所述加速行驶的加速周期期间不能够使所述发电单元(MG1、MG2)将所述发动机输出转换成电力而获得的电量增加从而停止蓄电量减少时,在所述车辆(10)进行所述惯性行驶的惯性周期期间,将所述发动机输出和所述动能中的至少一者转换成电力。
2.一种车辆控制设备,其控制车辆(10),该车辆(10)包括:内燃机(ENG);发电单元(MG1、MG2),该发电单元(MG1、MG2)将所述内燃机(ENG)的发动机输出和所述车辆(10)的动能中的至少一者转换成电力;以及蓄电单元(500),该蓄电单元存储由所述发电单元(MG1、MG2)所转换的所述电力,所述车辆控制设备的特征在于包括:
第一控制单元(101),该第一控制单元(101)被构造成控制所述车辆(10)在加速行驶与惯性行驶之间反复交替,使得所述车辆(10)的车速维持在预定的速度区域之内,在所述加速行驶时,所述车辆(10)利用所述发动机输出来加速,在所述惯性行驶时,所述车辆(10)惯性行驶而不使用所述发动机输出;以及
第二控制单元(102),所述第二控制单元(102)被构造成控制所述发电单元(MG1、MG2),以在(i)蓄电量减少;和(ii)在所述车辆(10)进行所述加速行驶的加速周期期间使所述发电单元(MG1、MG2)将所述发动机输出转换成电力而获得的电量增加从而停止所述蓄电量减少之后,包括所述内燃机的所述车辆(10)的传动系统的效率劣化至少预定量时,在所述车辆(10)进行所述惯性行驶的惯性周期期间,将所述发动机输出和所述动能中的至少一者转换成电力。
3.根据权利要求1或2所述的车辆控制设备,其中,
在所述加速行驶期间,所述内燃机(ENG)设定为运转状态;
在所述惯性行驶期间,所述内燃机(ENG)设定为非运转状态;并且
所述第二控制单元(102)被构造成控制所述发电单元(MG1、MG2),以在所述惯性周期的至少一部分期间将所述动能转换成电力。
4.一种用于控制车辆(10)的车辆控制方法,所述车辆(10)包括:内燃机(ENG);发电单元(MG1、MG2),该发电单元将所述内燃机(ENG)的发动机输出和所述车辆(10)的动能中的至少一者转换成电力;以及蓄电单元(500),该蓄电单元存储由所述发电单元(MG1、MG2)所转换的所述电力,所述车辆控制方法的特征在于包括:
控制所述车辆(10),以在加速行驶与惯性行驶之间反复交替,使得所述车辆(10)的车速维持在预定速度区域之内,在加速行驶时,所述车辆(10)利用所述发动机输出来加速,在所述惯性行驶时,所述车辆(10)惯性行驶而不使用所述发动机输出;以及
控制所述发电单元(MG1、MG2),以在(i)蓄电量减少;和(ii)在所述车辆(10)进行所述加速行驶的加速周期期间不能够使所述发电单元(MG1、MG2)将所述发动机输出转换成电力而获得的电量增加从而停止蓄电量减少时,在所述车辆(10)进行所述惯性行驶的惯性周期期间,将所述发动机输出和所述动能中的至少一者转换成电力。
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