CN106458006A - 混合动力车辆及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种车辆，该车辆具有发动机、电池、通过使用电池的电力产生驱动力的第二电动发电机以及控制发动机和第二电动发电机的电子控制单元(ECU)。电子控制单元被构造成能够执行转速增大控制，转速增大控制用于控制内燃机的转速，使得响应于车辆的车速增大来增大内燃机的声压。与将SOC维持在预定范围中的电量维持(CS)模式(S20为否)相比，在消耗电池的荷电状态(SOC)的电量消耗(CD)模式(S20为是)中，电子控制单元限制转速增大控制(S40)的执行。

Description

混合动力车辆及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种混合动力车辆和一种用于混合动力车辆的控制方法，更特定地，本发明涉及一种被构造成能够执行转速增大控制的混合动力车辆以及用于该混合动力车辆的控制方法，所述转速增大控制用于控制内燃机的转速，使得内燃机的声压响应于车速的增大而增大。
背景技术
发动机声压已知为在车辆加速期间向驾驶员给出车辆加速感的因素。如果不产生对应于车速增量的发动机声压，则驾驶员可能不感觉到车辆被充分地加速。因此，已提出通过控制发动机速度使得发动机声压响应于车速增量而增大来赋予驾驶员对应于车速增量的加速感的技术。
例如，在日本专利申请公开No.2009-210045(JP 2009-210045 A)中公开的车辆行驶控制装置中，内燃机和无级变速器被控制以实现目标转速，所述目标转速是其上安装了无级变速器的车辆中的内燃机的转速的目标值。在车辆处于加速状态的情况中，目标转速被设定为使得内燃机的声压增量与车速增量成比例。
如上所述的用于响应于车速增大来增大发动机声压的发动机转速控制在此说明书中将称为转速增大控制。将转速增大控制应用于混合动力车辆已被检验以实现混合动力车辆的加速感。
转速增大控制将被在下文中详细描述。希望将发动机的目标运行点设定为定位在最优燃料效率线上而与是否执行转速增大控制无关。在执行转速增大控制的情况中，与不执行转速增大控制的情况相比，带有低发动机转速的目标运行点被设定在最优燃料效率线上。当发动机被驱动以实现目标运行点时从发动机输出的功率(发动机输出功率)小于不执行转速增大控制的情况的发动机输出功率。因此，发动机输出功率可能不足于车辆的功率需求(车辆功率需求)。在混合动力车辆中，功率不足通过从马达输出的功率(马达输出功率)补充。
一些混合动力车辆具有电量消耗(CD)模式和电量维持(CS)模式作为行驶模式，在CD模式中，消耗蓄电装置的荷电状态(SOC)，在CS模式中，SOC被维持在预定范围内。在CD模式中，主要执行EV行驶(在发动机停止的状态中行驶)，且在车辆功率需求不能被马达输出功率满足的情况中起动发动机。换言之，在CD模式中在发动机起动期间来自蓄电装置(电池)的放电电力在许多情况中具有接近放电电力上限值的值。因此，如果带有低发动机转速的目标运行点被设定以便执行转速增大控制，则在发动机输出功率小于车辆功率需求的情况中用于补充短缺的电力不可能从电池供给到马达。作为结果，可能发生的情况是不能满足车辆功率需求。
发明内容
根据以上所述的问题完成本发明，且本发明的目的是提供一种混合动力车辆以及一种用于混合动力车辆的控制方法，利用所述混合动力车辆，在具有电量消耗模式和电量维持模式且被构造成可执行转速增大控制的混合动力车辆中，可增大可保证满足车辆功率需求所要求的输出功率的可能性。
根据本发明的第一方面，提供了一种混合动力车辆，所述混合动力车辆包括内燃机、蓄电装置、旋转电机和电子控制单元。旋转电机被构造成通过使用蓄电装置的电力产生驱动力。电子控制单元被构造成控制内燃机和旋转电机。电子控制单元被构造成执行转速增大控制，转速增大控制用于控制内燃机的转速，以响应于混合动力车辆的车速增大来增大内燃机的声压。另外，电子控制单元被构造成，与电量维持模式相比，在电量消耗模式中限制转速增大控制的执行。在电量消耗模式中，蓄电装置的荷电状态被消耗，且在电量维持模式中蓄电装置的荷电状态被维持在预定范围内。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于混合动力车辆的控制方法。混合动力车辆包括内燃机、蓄电装置和通过使用蓄电装置的电力产生驱动力的旋转电机。在控制方法中，控制内燃机的转速以便响应于混合动力车辆的车速的增大来增大内燃机的声压，即执行转速增大控制。在控制方法中，与电量维持模式相比，转速增大控制的执行在电量消耗模式中被限制。在电量消耗模式中，蓄电装置的荷电状态被消耗。在电量维持模式中，蓄电装置的荷电状态被维持在预定范围内。
根据具有以上所述构造的混合动力车辆和用于混合动力车辆的控制方法，与电量维持模式相比，转速增大控制的执行在电量消耗模式中被限制。因此，在电量消耗模式中限制内燃机的转速的降低，且因此不可能发生如下情况，即通过使用来自蓄电装置的放电电力补充来自内燃机的输出功率的不足。因此，在电量消耗模式中可增大可保证满足车辆功率需求所要求的输出功率(来自内燃机的输出功率和来自旋转电机的输出功率的和)的可能性。
在混合动力车辆中，电子控制单元可被构造成(i)在电量维持模式中允许转速增大控制的执行并且(ii)在电量消耗模式中禁止转速增大控制的执行。
根据具有以上所述构造的混合动力车辆，在电量消耗模式中禁止执行转速增大控制，且因此防止内燃机的转速降低。以此方式，更不可能发生来自内燃机的输出功率不足的情况。因此，可以最大可靠性实现保证满足车辆功率需求所要求的输出功率。在电量维持模式中，允许转速增大控制的执行。因此，可给予驾驶员予车速增量对应的加速感，且因此可改进驾驶性。
在混合动力车辆中，电子控制单元可被构造成在电量消耗模式中将对于转速增大控制执行的禁止限制到内燃机和声压具有特定的关系的范围。
根据具有以上所述构造的混合动力车辆，在电量消耗模式中，转速增大控制的执行仅在内燃机和声压具有特定关系的范围内被禁止，且因此可防止内燃机转速的不必要的降低。因此，更不可能发生来自内燃机的输出功率不足的情况。
在混合动力车辆中，电子控制单元可被构造成在蓄电装置的放电电力上限值小于预定值的情况中禁止转速增大控制，而与电量维持模式或电量消耗模式无关。
根据具有以上所述构造的混合动力车辆，在蓄电装置的放电电力的上限值超过预定值的情况中，即在蓄电装置的放电电力降低而不达到正常上限值的情况中，禁止转速增大控制，而与电量维持模式或电量消耗模式无关。因此，可防止内燃机的转速的不必要的降低。因此，更不可能发生来自内燃机的输出功率不足的情况。
在混合动力车辆中，电子控制单元可被构造成：通过与不执行转速增大控制的情况相比，在执行转速增大控制的情况下降低转速，来降低从内燃机输出的功率对混合动力车辆的功率需求的比，并且增大从旋转电机输出的功率对功率需求的比。电子控制单元进一步可被构造成：通过与电量维持模式相比，在电量消耗模式中将转速的减量设定为小减量，来抑制从内燃机输出的功率的比的降低，作为对于转速增大控制的执行的限制。
根据具有以上所述构造的混合动力车辆，与电量维持模式相比，在电量消耗模式中将内燃机的转速的减量设定为小减量，且因此可抑制从内燃机的输出的功率的比的降低。以此方式，与在电量维持模式中相比，在电量消耗模式中从内燃机输出的功率的不足变得更小，且因此通过使用从蓄电装置供给的电力可补充所述不足。因此，可增大保证满足车辆功率需求所要求的输出功率的可能性。另外，可改进驾驶性，因为即使在电量消耗模式中也执行转速增大控制，但是内燃机的转速减量被限制。
在混合动力车辆中，电子控制单元可被构造成当内燃机响应于内燃机的起动要求而被起动时，即使在电量消耗模式中也放松对于转速增大控制的执行的限制，所述起动要求不与混合动力车辆的功率需求相关。另外，在混合动力车辆中，混合动力车辆可进一步包括执行混合动力车辆的乘员舱中的空气调节的空调器。起动要求可包括内燃机的预热要求和空调器的加热要求中的至少一个。
根据具有以上所述构造的混合动力车辆，不与混合动力车辆的功率需求相关的内燃机的起动要求的示例包括内燃机的预热要求和空调器的加热要求。如果起动要求被满足，则即使车辆的功率需求不达到内燃机的起动阈值也起动内燃机。当内燃机以此方式起动时，来自蓄电装置的放电电力不具有接近放电电力上限值的值，且在一定程度上存在增大放电电力的裕量。因此，在通过执行转速增大控制而降低内燃机的转速的情况中，可通过使用来自蓄电装置的放电电力补充内燃机的输出功率的不足。
因此，即使在电量消耗模式中，当内燃机响应于不与混合动力车辆的功率相关的内燃机的起动要求而被起动时，也放松对于转速增大控制的执行的限制。更特定地，释放对于转速增大控制的执行的禁止(即，允许执行或将转速增大控制中的减量设定为大于放松之前的减量)。因此，即使在电量消耗模式中，也可通过使用转速增大控制改进驾驶性。
根据具有以上所述的构造的混合动力车辆和用于混合动力车辆的控制方法，在具有电量消耗模式和电量维持模式且被构造成可执行转速增大控制的混合动力车辆中，可增大能够保证满足车辆功率需求所要求的输出功率的可能性。
附图说明
将在下文中参考附图描述本发明的典型实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中相同的附图标记指示相同的元件，且其中：
图1是图示了根据第一实施例的车辆的总体构造的示意性方框图；
图2是图示了在图1中图示的发动机的声压特征的示例的曲线图；
图3是用于示出在图2中图示的区域R1中在转速增大控制执行期间发动机的状态的曲线图；
图4是用于示出在图2中图示的区域R2中在转速增大控制执行期间发动机的状态的曲线图；
图5是用于示出图1中图示的ECU的功能构造的功能方框图；
图6是用于示出根据第一实施例的转速增大控制的流程图；
图7是用于示出根据第二实施例的转速增大控制的流程图；
图8是图示了蓄电装置的放电电力上限值的温度相关性的示例的曲线图；
图9是图示了蓄电装置的放电电力上限值的SOC相关性的示例的曲线图；
图10是用于示出根据第三实施例的转速增大控制的流程图；并且
图11是用于示出根据第四实施例的转速增大控制的流程图。
具体实施方式
在下文中将参考附图详细描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记将用于指示相同或对应的元件，且将不重复对其描述。
在实施例的如下描述中，被构造成可将电力从车辆外部供给到安装在车辆上的蓄电装置(在后文中称为电池)的插电式混合动力车辆将作为混合动力车辆的示例性形式被描述。然而，本发明可应用到的混合动力车辆不限制于此。本发明也可应用于一般不消耗来自车辆外部的电力供给的混合动力车辆。
首先将描述本发明的第一实施例。图1是图示了根据第一实施例的车辆的总体构造的示意性方框图。参考图1，车辆1设有发动机100、第一电动发电机10(MG1)、第二电动发电机20(MG2)、动力分配机构30、电力控制单元(PCU)250、电池150、电子控制单元(ECU)300和驱动轮350。
发动机100例如是内燃机，诸如汽油发动机和柴油发动机。曲柄位置传感器102和液体温度传感器104布置在发动机100中。
曲柄位置传感器102检测发动机100的(未图示的)曲轴的转速(发动机转速)Ne。液体温度传感器104检测在发动机100的冷却系统(未图示)中流动的冷却剂的温度(液体温度)Tw。每个传感器将示出检测结果的信号输出到ECU 300。
第一电动发电机10和第二电动发电机20例如都是三相AC旋转电机，其中永磁体嵌入到转子(均未图示)中。第一电动发电机10和第二电动发电机20由PCU 250驱动。
第一电动发电机10经由动力分配机构30连接到发动机100的曲轴。当发动机100起动时，电动发电机10通过使用电池150的电力使发动机100的曲轴旋转。另外，电动发电机10可通过使用发动机100的动力来产生电力。由电动发电机10产生的AC电力被PCU 250变换为DC电力且用以对电池150充电。另外，由电动发电机10产生的AC电力在一些情况中被供给到第二电动发电机20。
第二电动发电机20通过使用来自电池150的电力和由第一电动发电机10产生的电力中的至少一种电力来使驱动轴旋转。另外，第二电动发电机20可通过再生制动产生电力。由第二电动发电机20产生的电力被PCU 250变换为DC电力且用以对电池150充电。
动力分配机构30例如是行星齿轮机构，所述行星齿轮机构包括太阳齿轮、小齿轮、齿轮架和齿圈(均未图示)。动力分配机构30将由发动机100产生的动力分为传递到驱动轮350的动力和传递到第一电动发电机10的动力。
PCU 250将存储在电池150中的DC电力变换为AC电力且将AC电力供给到第一电动发电机10和第二电动发电机20。另外，PCU 250将由第一电动发电机10和第二电动发电机20产生的AC电力变换为DC电力且将DC电力供给到电池150。根据来自ECU 300的控制信号控制PCU 250。
电池150是被构造成可充电且可放电的DC电源。诸如锂离子电池、镍氢电池和铅蓄电池的二次池或诸如双层电容器的电容器可用作电池150。电池150向PCU 250供给用于产生车辆1的驱动力的电力。另外，电池150存储由第一电动发电机10产生的电力。
电池150包括电池传感器152。电池传感器152广泛地代表了电压传感器、电流传感器和温度传感器(均未图示)。电压传感器检测电池150的电压VB。电流传感器检测电池150的I/O电流IB。温度传感器检测电池150的温度(电池温度)TB。每个传感器将示出检测结果的信号输出到ECU 300。ECU 300基于电压VB、I/O电流IB和电池温度TB计算电池150的SOC。
旋转传感器352布置在驱动轮350的轮毂或转向节(均未图示)中。旋转传感器352检测驱动轮350的转速(驱动轮转速)Nw且将示出检测结果的信号输出到ECU 300。ECU 300基于驱动轮转速Nw计算车速V。
踏板行程传感器162布置在加速器踏板160中。踏板行程传感器162检测加速器踏板160的行程量AP且将示出检测结果的信号输出到ECU 300。ECU 300基于行程量AP和车速V计算车辆1的功率需求(车辆功率需求)。
空调器130基于来自ECU 300的控制信号执行乘员舱中的空气调节，在例如由驾驶员对于操作面板(未图示)的操作给出了空调器130的空气调节要求(加热要求或制冷要求)的情况中输出该控制信号。在给出加热要求的情况中，空调器130驱动发动机100且通过使用发动机100的热执行乘员舱中的加热。
车辆1也设有电力变换装置200和入口220，使得电力经由电力电缆400从外部电源500供给到车辆。外部电源500例如是系统电源，例如商用电源。电力电缆400包括连接器410、插头420和电线部分430。插头420连接到外部电源500的出口510。电线部分430将连接器410和插头420彼此电连接。
入口220例如布置在车辆1的外表面上。电力电缆400的连接器410电连接到入口220。电力变换装置200电连接到入口220和电池150。电力变换装置200将从入口220供给的AC电力变换为DC电力。电池150被以来自电力变换装置200的DC电力充电。
电子控制单元(ECU)300包括中央处理单元(CPU)、存储器和缓冲器(均未图示)。ECU 300基于来自每个传感器的信号的输入和映射以及存储在存储器中的程序输出控制信号，且控制每个器件使得车辆1处于希望的状态。作为示例，ECU 300控制每个器件使得通过分担车辆功率需求的发动机100、第一电动发电机10和第二电动发电机20实现车辆功率需求。
然后，将描述行驶模式。车辆1具有电量消耗模式(在后文中“电量消耗模式”也称为“CD模式”)和电量维持模式(在后文中“电量维持模式”也称为“CS模式”)作为行驶模式。基本上，CD模式是消耗存储在电池150中的电力的模式。在CD模式中行驶期间，不执行用于维持SOC的发动机起动。然而，即使在CD模式中，如果发动机功率需求超过预定起动阈值则发动机100也起动。相比之下，CS模式是SOC被维持在预定范围内的模式。在CS模式中，发动机100起动使得SOC被维持。
<转速增大控制>
发动机声压已知为在车辆加速期间向驾驶员给出加速感的因素。发动机声压是通过在乘员舱中测量由于车辆行驶导致的声音而获得的声压(单位：dB)。发动机声压对应于驾驶员在驾驶中实际感觉到的声音的响度。希望产生对应于车速增量的发动机声压，以改进涉及加速感的驾驶性。
对于每个发动机，在发动机声压和发动机转速之间存在预定关系(在后文中在一些情况中称为发动机的声压特征)。图2是图示了在图1中图示的发动机100的声压特征的示例的曲线图。图2中的水平轴线代表发动机转速Ne且图2中的竖直轴线代表发动机声压。
基本上，发动机100被控制使得在车辆1加速期间发动机转速Ne与车速V成比例，参考图2。然而，如在图2中所图示存在区域R1，在所述区域R1中尽管发动机转速Ne增大但发动机声压几乎不增大，且也存在区域R2，在所述区域R2中尽管发动机转速Ne增大很小但发动机声压迅速增大。因此，即使发动机转速Ne相对于车速V全面地成比例地增大，驾驶员也可能感觉到未产生对应于车速V的增量的发动机声压。
因此，在根据此实施例的车辆1中执行转速增大控制。当执行转速增大控制时，与不执行转速增大控制的情况相比，发动机转速Ne相对于车速V的增大的增量被设定为在区域R1中大且发动机转速Ne相对于车速V的增大的增量被设定为在区域R2中小。在后文中，将详细描述转速增大控制。
图3是示出在图2中所图示的区域R1中执行转速增大控制期间发动机100的状态的曲线图。图4是示出在图2中所图示的区域R2中执行转速增大控制期间发动机100的状态的曲线图。图3和图4中的水平轴线代表发动机转速Ne且图3和图4中的竖直轴线代表从发动机100输出的转矩(发动机输出转矩)Te。
参考图3和图4，最优燃料效率线C示出了一组运行点(发动机转速Ne和发动机输出转矩Te的组合)，所述运行点被确定为使发动机100的燃料效率最优。为改进燃料效率，优选地将发动机100的目标运行点定位成靠近最优燃料效率线C而与是否执行转速增大控制无关。在图3和图4中，对于不执行转速增大控制的情况的目标运行点P1和对于执行转速增大控制的情况的目标运行点P2示出为处在最优燃料效率线C上。
在后文中，将涉及在车辆1的加速期间的控制描述运行点P0和两个目标运行点P1、P2定位在区域R1(参考图3)中的情况以及运行点P0和两个目标运行点P1、P2定位在区域R2(参考图4)中的情况，以从运行点P0实现目标运行点P1或P2。
首先参考图3，在不执行转速增大控制的情况中，发动机100被控制使得实现目标运行点P1，如通过箭头AR1所图示。如上所述，在区域R1中，即使发动机转速Ne增大发动机声压也几乎不增大。因此，即使发动机转速Ne增大到目标运行点P1，也不能产生对应于车速V增量的发动机声压。因此，在执行转速增大控制的情况中，其处发动机转速Ne高于目标运行点P1处的发动机转速的目标运行点P2被设定，如通过箭头AR2所图示。以此方式，发动机转速Ne的增量增大，且因此可产生对应于车速V的增量的发动机声压。
然后，参考图4，等功率线L1、L2中的每个等功率线代表一组运行点以用于从发动机100输出具有一定的恒定值的功率。
在不执行转速增大控制的情况中，发动机100被控制使得实现目标运行点P1，如通过箭头AR1所图示。在区域R2中，当发动机转速Ne增大时发动机声压迅速增大。因此，如果发动机转速Ne增大到目标运行点P1，则发动机声压的增量相对于车速V的增量过度地增大。因此，在执行转速增大控制的情况中，其处发动机转速Ne高于目标运行点P1处的发动机转速的目标运行点P2被设定，如通过箭头AR2所图示。换言之，与不执行转速增大控制的情况相比，在执行转速增大控制的情况中，目标运行点的发动机转速Ne降低。以此方式，可抑制发动机声压的增大。
在区域R2中，从发动机100输出的功率(发动机输出功率)Pe可能对于车辆1的功率需求(车辆功率需求)是不足的，因为发动机转速Ne的增量被设定为小。在图4中图示的示例中，与由等功率线L1代表的功率和由等功率线L2代表的功率之间的差对应的发动机输出功率Pe可能不足。此不足由通过使用来自电池150的放电电力的马达输出功率Pm补充。
如上所述，与不执行转速增大控制的情况相比，在执行转速增大控制的情况中，发动机输出功率Pe对车辆功率需求的比降低。因此，需要升高马达输出功率Pm对车辆功率需求的比。
在CD模式中主要执行EV行驶，且在车辆功率需求不能被仅由马达输出功率Pm满足的情况中起动发动机100。换言之，在CD模式中发动机100起动期间来自电池150的放电电力的值经常接近放电电力上限值Wout。因此，在发动机转速Ne低于目标运行点P1的发动机转速的目标运行点P2被设定且发动机输出功率Pe小于车辆功率需求的情况中，用于补充不足的电力可能不能从电池150供给到第二电动发电机20。作为结果，可能发生车辆功率需求不能被满足的情况。
根据此实施例，与CS模式相比，在CD模式中转速增大控制的执行被限制。更具体地，在CS模式中允许转速增大控制的执行，而在CD模式中禁止转速增大控制的执行。以此方式，在CD模式中不可能发生其中发动机输出功率Pe的不足通过使用来自电池150的输出功率被补充的情况。因此，在CD模式中可增大能够保证满足车辆功率需求所要求的输出功率(发动机输出功率Pe和马达输出功率Pm的和)的可能性。
图5是用于示出图1中所图示的ECU 300的功能构造的功能方框图。参考图5，ECU300包括存储单元302、目标运行点计算单元304、SOC计算单元306、行驶模式选择单元308、判定单元310和驱动控制单元312。
用于执行转速增大控制的最优燃料效率线C(参考图2和图3)事先存储在存储单元302中。涉及最优燃料效率线C的信息被目标运行点计算单元304读取。
目标运行点计算单元304计算在不执行转速增大控制的情况中使用的目标运行点P1和在执行转速增大控制的情况中使用的目标运行点P2(参考图3和图4)。更特定地，目标运行点计算单元304基于来自踏板行程传感器162的行程量AP计算加速器开度且基于来自旋转传感器352的驱动轮转速Nw计算车速V。然后，目标运行点计算单元304根据映射从加速器开度和车速V计算车辆1的目标驱动力，其中所述映射示出了加速器开度、车速V和目标驱动力之间的关系。另外，目标运行点计算单元304基于目标驱动力和车速V计算目标运行点P1、P2。目标运行点P1、P2的值输出到判定单元310。用于计算目标运行点P1、P2的方法也不限制于此。
SOC计算单元306基于从电池传感器152检测到的电压VB、I/O电流IB和电池温度TB的值计算电池150的SOC。计算出的SOC值被输出到行驶模式选择单元308。
行驶模式选择单元308基于来自SOC计算单元306的SOC选择CS模式和CD模式中的一个模式且将所选择的模式输出到判定单元310。用于选择行驶模式的技术不限制于基于SOC的技术。例如，以布置在车辆1中的接受驾驶员的对于行驶模式选择的操作的开关(未示出)，行驶模式选择单元308可输出被开关接受的模式。
基于从行驶模式选择单元308输出的行驶模式，判定单元310判定是否限制转速增大控制的执行且根据判定的结果将目标运行点(P1或P2)输出到驱动控制单元312。换言之，在不执行转速增大控制的情况(其中禁止目标速度增大控制的情况)中判定单元310输出目标运行点P1，且在执行转速增大控制的情况中判定单元310输出目标运行点P2(参考图4)。此判定技术将在下文中详细描述。
驱动控制单元312基于来自判定单元310的目标运行点P1、P2控制发动机100和PCU250。换言之，驱动控制单元312控制发动机100和PCU 250以在不执行转速增大控制的情况中实现目标运行点P1，且控制发动机100和PCU 250以在执行转速增大控制的情况中实现目标运行点P2。
图6是用于示出根据第一实施例的转速增大控制的流程图。参考图6，此流程图从主例程调取且在满足预定条件时或当经历了预定时间段时执行此流程图。基本上，在此流程图中的每个步骤通过由ECU 300处理的软件来实现。此流程图中的每个步骤也可通过在ECU 300中制造的硬件(电子电路)实现。
在步骤(下文中简称S)10中，ECU 300判定是否存在发动机起动要求(或发动机100是否已处于驱动状态中)。更具体地，ECU 300基于车辆功率需求是否超过预定起动阈值判定是否存在发动机起动要求。在存在发动机起动要求的情况中或在发动机100处于驱动状态中的情况中(S10中为是)，处理前进到S20。
在S20中，ECU 300判定车辆1的行驶模式是否为CD模式。在行驶模式为CS模式(S20中为否)的情况中，处理前进到S50，且ECU 300允许转速增大控制的执行。在行驶模式为CD模式的情况中(在S20中为是)，处理前进到S30。
在S30中，ECU 300判定发动机转速Ne是否位于区域R2中(参考图2)。在发动机转速Ne不位于区域R2中的情况中(S30中为否)，处理前进到S50且ECU 300允许转速增大控制的执行。在发动机转速Ne位于区域R2中的情况中，处理前进到S40。
在S40中，ECU 300限制转速增大控制的执行。在第一实施例中，作为限制转速增大控制的执行的形式，禁止转速增大控制的执行。
在发动机起动要求不存在的情况中(其中发动机100处于停止状态中的情况，S10中为否)或在S40或S50的处理终止时，处理返回到主例程。
根据以上所述的第一实施例，在CD模式中禁止转速增大控制的执行，且因此防止发动机转速Ne的降低。因此，不可能发生发动机输出功率Pe不足于车辆功率需求的情况。因此，可保证满足车辆功率需求所要求的输出功率。
在CS模式中，允许转速增大控制的执行。因此，驾驶员被给予根据车速V的增量的加速感，且因此可改进驾驶性。
然后，将描述第二实施例。在第一实施例中，已描述了在CD模式的情况中禁止转速增大控制的示例。在第二实施例中，将描述以下构造，在该构造中，虽然在CD模式中允许转速增大控制的执行但在CD模式中发动机转速Ne的减量小于在CS模式中发动机转速Ne的减量。根据第二实施例的车辆的构造与图1中图示的车辆1的构造相同，且将不重复对其详细描述。
图7是用于示出根据第二实施例的转速增大控制的流程图。参考图7，此流程图与在图6中图示的流程图的不同之处在于作为禁止转速增大控制(参考图6中的S40)的替代执行S42的处理。除S42之外的处理与在图6中图示的流程图中的对应处理相同，且因此将不重复对其详细描述。
在S42中，即使在CD模式中也执行转速增大控制。发动机转速Ne的减量也设定为小于CS情况中的减量。
如果如在第一实施例中在CD模式中禁止转速增大控制的执行，则在CD模式中不能改进涉及加速感的驾驶性。然而，如果即使在CD模式中放电电力也不达到放电电力上限值Wout，则可通过使用放电电力补充发动机输出功率Pe的不足。换言之，在第二实施例中，在如下范围内转速增大控制，所述如下范围是：发动机输出功率Pe相对于车辆功率需求的不足可通过使用来自电池150的放电电力的马达输出功率Pm补充。
以此方式，可保证用于满足车辆功率需求所要求的输出功率。另外，因为即使在CD模式中也执行转速增大控制，所以驾驶员可被给予对应于车速V的增量的加速感。换言之，根据第二实施例，可保证用于满足车辆功率需求所要求的输出功率且同时可改进驾驶性。
然后将描述第三实施例。如在第二实施例中所述，如果放电电力不达到放电电力上限值Wout则可执行转速增大控制。已知放电电力上限值Wout具有温度相关性和SOC相关性，且从电池的放电可取决于电池温度或SOC而被增大地限制。在第三实施例中，将描述根据放电电力上限值Wout的大小来判定是否禁止转速增大控制的执行的情况。根据第三实施例的车辆的构造与图1中图示的车辆1的构造相同，且因此将不重复对其详细描述。
图8是图示了放电电力上限值Wout的温度相关性的示例。图8中的水平轴线代表电池温度TB且图8中的竖直轴线代表放电电力上限值Wout。图9是图示了放电电力上限值的SOC相关性的示例。图9中的水平轴线代表电池150的SOC且图9中的竖直轴线代表放电电力上限值Wout。
参考图8和图9，在电池温度TB等于或小于图8中的T1或者等于或大于T4(TB≤T1，TB≥T4)的情况中放电电力上限值Wout为零，或在SOC≤图9中的Sc1(SOC≤Sc1)的情况中放电电力上限值Wout为零。换言之，禁止电池150的放电。因此，即使发动机输出功率Pe不足，也不能通过马达输出功率Pm补充所述不足。
在电池温度TB超过T1且不超过T2(T1<TB<T2)的情况中或在电池温度TB超过T3且不超过T4(T3<TB<T4)的情况中，放电电力上限值Wout比在电池温度TB等于或高于T2且等于或小于T3(T2≤TB≤T3)的情况更低。另外，在SOC超过Sc1且不超过Sc2(Sc1<SOC<Sc2)的情况中，放电电力上限值Wout比SOC至少为Sc2(SOC≥Sc2)的情况更低。当放电电力上限值Wout降低时，从电池150的放电被增大地限制，且变得更不可能可通过马达输出功率Pm补充发动机输出功率Pe的不足。
根据第三实施例，在从电池150的放电根据电池温度TB或SOC被增大地限制且放电电力上限值Wout不超过预定值的情况中，禁止转速增大控制，而与行驶模式无关。最大值WO用作预定值的示例。预定值也不限制于此。预定值可根据车辆1的构造(例如，电池150的放电电力上限值Wout的特征)被合适地确定。
图10是用于示出根据第三实施例的转速增大控制的流程图。参考图10，此流程图与图6中图示的流程图的不同之处在于进一步提供了S12的处理。将不重复与图6相同的步骤的描述。
在S12中，ECU 300判定电池150的放电电力上限值Wout是否小于最大值WO。在图8和图9中图示的示例中，在电池温度TB小于T2(TB<T2)的情况中或在电池温度TB超过图8中的T3(TB>T3)的情况中或在SOC小于图9中的Sc2(SOC<Sc2)的情况中，ECU 300判定放电电力上限值Wout小于最大值WO。
在放电电力上限值Wout小于最大值WO(S12中为是)的情况中，处理跳过S20和S30且前进到S40，且禁止转速增大控制的执行而与行驶模式无关。
在放电电力上限值Wout等于最大值WO(S12中为否)的情况中，处理前进到S20。S20的处理和随后的处理与图6中图示的对应的处理相同，且因此将不重复对其详细描述。在CD模式中禁止转速增大控制的执行(S40)且在CS模式中允许转速增大控制的执行(S50)。处理的过程不限制于图10中图示的示例。S12的处理可在S20的处理之后执行。
根据以上所述的第三实施例，考虑到电池150的放电电力上限值Wout的温度相关性和SOC相关性，在放电电力上限值Wout不超过预定值(在以上所述的示例中为最大值WO)且发生不可通过马达输出功率Pm补充发动机输出功率Pe的不足的情形的情况中禁止转速增大控制的执行。以此方式，可保证满足车辆功率需求所要求的输出功率的可能性可进一步增大。
然后将描述第四实施例。在例如存在发动机预热要求、空调器加热要求等的情况中，即使车辆功率需求不达到起动阈值也可起动发动机。在此情况中，来自电池的放电电力不具有接近放电电力上限值的值，且因此即使在CD模式中也可补充发动机输出功率的不足。在第四实施例中，将在下文中描述对于发动机根据与车辆功率需求无关的发动机起动要求被起动的情况的控制。根据第四实施例的车辆的构造与图1中图示的车辆1的构造相同，且因此将不重复对其详细描述。
图11是用于示出根据第四实施例的转速增大控制的流程图。参考图11，此流程图与图6中图示的流程图的不同之处在于进一步提供了S14的处理。
在S14中，ECU 300判定在S10中的发动机起动要求是否不与车辆功率需求相关。
在发动机100响应于不与车辆功率需求相关的发动机起动要求被起动(S14中为是)的情况中，即在发动机100由于发动机100的预热要求或由于空调器130的加热要求而被起动的情况中，禁止发动机100的停止(包括间歇停止)而与车辆功率需求无关，且将发动机100维持在驱动模式中。
此情况不意味着发动机100以车辆功率需求达到起动阈值而被起动，且因此来自电池的放电电力不具有接近放电电力上限值Wout的值，且可增大放电电力。因此，在执行转速增大控制的情况中，发动机输出功率Pe的不足可通过马达输出功率Pm补充。因此，处理前进到S50且允许转速增大控制的执行。换言之，在第四实施例中，与图6中图示的流程图相比，放松对于转速增大控制的限制。
在发动机100以车辆功率需求达到起动阈值而被起动(S14中为否)的情况中，处理前进到S20。S20的处理和随后的处理与图6中图示的对应处理相同，且因此将不重复对其详细描述。
已描述了发动机100由于发动机100的预热要求或空调器130的加热要求而被起动的示例。然而，除此之外，也存在不与车辆功率需求相关的其它发动机起动要求。
其一个示例是如下情况，即发动机100被起动以防止动力分配机构30中的小齿轮(未示出)超速。在一些情况中，小齿轮的转速可能取决于第一电动发电机10和第二电动发电机20的速度而过度地增大。对于小齿轮的转速限定了上限值，以防止在此情况中小齿轮的卡死。如果小齿轮的转速接近上限值，则发动机100被起动。
另一个示例是如下情况，即在电池150处于充满电的状态中电池150不能以由第二电动发电机20再生的电力充电。在此情况中，第一电动发电机10可通过使用由第二电动发电机再生的电力驱动，且发动机100可通过第一电动发电机10起动以防止电池150的过度充电。
在第一至第四实施例中已描述的控制可合适地组合。例如，可作为图10中图示的第三实施例的流程图中的用于禁止转速增大控制的执行(S40)的处理的替代执行限制转速增大控制的执行的处理(图7中的S42)。替代地，用于判定电池150的放电电力上限值Wout是否小于最大值WO的处理(图10中的S12)可添加到图11中图示的第四实施例的流程图中。
最后，将再次参考图1总结此实施例。车辆1设有发动机100、电池150、通过使用电池150的电力产生驱动力的第二电动发电机20以及控制发动机100和第二电动发电机20的ECU 300。ECU 300被构造成能够执行转速增大控制，转速增大控制用于控制发动机转速Ne，使得响应于车辆1的车速V的增大来增大发动机声压。在消耗电池150的SOC的CD模式中，与将SOC维持在预定范围内的CS模式相比，ECU 300限制转速增大控制的执行。
在CS模式中ECU 300可允许转速增大控制的执行且在CD模式中ECU 300可禁止转速增大控制的执行。
另外，在CD模式中通过ECU 300的转速增大控制的执行的禁止可限制于内燃机和声压具有特定的关系的范围。
另外，在蓄电装置的放电电力上限值不超过预定值的情况中，ECU 300可禁止转速增大控制的执行，而与CS模式或CD模式无关。
另外，在执行转速增大控制的情况中，与不执行转速增大控制的情况相比，ECU300可降低发动机转速Ne，使得发动机输出功率Pe对车辆功率需求的比降低，且马达输出功率Pm对车辆功率需求的比增大。在CD模式中，与CS模式中相比，ECU 300可将发动机转速Ne的减量设定为小减量，作为对于转速增大控制的执行的限制，以抑制发动机输出功率Pe的比的降低。
另外，当发动机100响应于不与车辆功率需求相关的发动机起动要求而被起动时，即使在CD模式中ECU 300也可放松对于转速增大控制的执行的限制。
另外，车辆1也可设有执行乘员舱中的空气调节的空调器130。发动机起动要求可包括发动机100的预热要求和空调器130的加热要求的至少一个。
在用于车辆1的控制方法中，车辆1包括发动机100、电池150和通过使用电池150的电力产生驱动力的第二电动发电机20。车辆1被构造成能够执行转速增大控制，转速增大控制用于控制发动机转速Ne，使得响应于车辆1的车速V的增大来增大发动机声压。控制方法设有用于执行转速增大控制的步骤(S50)和用于在CD模式中限制转速增大控制的执行的步骤(S40)，在所述CD模式中，与将电池150的SOC维持在预定范围内的CS模式相比，消耗电池150的SOC。
应注意的是在此所公开的实施例在每个方面中是示例性的且不限制本发明。本发明的范围通过权利要求而非通过以上的描述阐明，且本发明包括等同于权利要求的意义和范围内的任何改变。

Claims (8)

1.一种混合动力车辆，包括：
内燃机；
蓄电装置；
旋转电机，所述旋转电机被构造成通过使用所述蓄电装置的电力来产生驱动力；和
电子控制单元，所述电子控制单元被构造成：
(i)控制所述内燃机和所述旋转电机，
(ii)执行转速增大控制，所述转速增大控制用于控制所述内燃机的转速，以便响应于所述混合动力车辆的车速的增大而增大所述内燃机的声压，并且
(iii)与电量维持模式相比，在电量消耗模式中限制所述转速增大控制的执行，在所述电量消耗模式中，所述蓄电装置的荷电状态被消耗，并且在所述电量维持模式中，所述蓄电装置的荷电状态被维持在预定范围中。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆，
其中，所述电子控制单元被构造成：
(i)在所述电量维持模式中，允许所述转速增大控制的执行，并且
(ii)在所述电量消耗模式中，禁止所述转速增大控制的执行。
3.根据权利要求2所述的混合动力车辆，
其中，所述电子控制单元被构造成：将在所述电量消耗模式中对所述转速增大控制的执行的禁止限制到所述内燃机和所述声压具有特定的关系的范围。
4.根据权利要求1所述的混合动力车辆，
其中，所述电子控制单元被构造成：在所述蓄电装置的放电电力上限值小于预定值的情况下，禁止所述转速增大控制，而与所述电量维持模式或所述电量消耗模式无关。
5.根据权利要求1所述的混合动力车辆，
其中，所述电子控制单元被构造成：
(i)通过与不执行所述转速增大控制的情况相比在执行所述转速增大控制的情况下降低转速，来降低从所述内燃机输出的功率对用于所述混合动力车辆的功率需求的比并且增大从所述旋转电机输出的功率对所述功率需求的比，并且
(ii)作为对所述转速增大控制的执行的限制，通过与所述电量维持模式相比在所述电量消耗模式中将所述转速的减量设定为小减量，来抑制从所述内燃机输出的功率的所述比的降低。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的混合动力车辆，
其中，所述电子控制单元被构造成：当所述内燃机响应于用于所述内燃机的起动要求而起动时，即使在所述电量消耗模式中也放松对于所述转速增大控制的执行的限制，所述起动要求不与用于所述混合动力车辆的功率需求相关。
7.根据权利要求6所述的混合动力车辆，进一步包括：
空调器，所述空调器被构造成在所述混合动力车辆的乘员舱中执行空气调节，
其中，所述起动要求包括用于所述内燃机的预热要求或用于所述空调器的加热要求中的至少一个要求。
8.一种用于混合动力车辆的控制方法，所述混合动力车辆包括：内燃机、蓄电装置和通过使用所述蓄电装置的电力来产生驱动力的旋转电机，所述控制方法包括：
执行转速增大控制，所述转速增大控制用于控制所述内燃机的转速，以便响应于所述混合动力车辆的车速的增大而增大所述内燃机的声压；以及
与电量维持模式相比，在电量消耗模式中限制所述转速增大控制的执行，在所述电量消耗模式中，所述蓄电装置的荷电状态被消耗，并且在所述电量维持模式中，所述蓄电装置的荷电状态被维持在预定范围中。
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