CN107226084A - 混合动力车辆的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种混合动力车辆的控制装置。所述混合动力车辆的控制装置包括电子控制单元。所述电子控制单元被构成为:根据所述混合动力车辆的要求驱动力,对发电用电机所要求的要求电力进行计算以作为向驱动用电机供给的电力;对电容器的电力可供给时间进行计算;将内燃机的转速增加待机时间确定为,所述转速增加待机时间短于余裕时间。所述余裕时间为从所述电力可供给时间减去发电延迟时间而得到的时间。所述发电延迟时间为从所述转速增加开始时间点起至所述发电用电机的发电开始时间点为止的时间。

Description

混合动力车辆的控制装置
技术领域
本发明涉及一种具备驱动用电机、电容器、发电用电机和内燃机的混合动力车辆的控制装置。
背景技术
熟知一种混合动力车辆,其具备:产生行驶用的动力的驱动用电机;能够向所述驱动用电机供给所储存的电力的电容器;能够向所述驱动用电机供给所产生的电力的发电用电机;输出使所述发电用电机进行发电的动力的内燃机。例如,日本特开2014-218202所记载的混合动力车辆即为这样的车辆。在该日本特开2014-218202中公开了如下内容,即,具备能够向行驶用电机供给电力的作为主蓄电部的蓄电池以及作为辅助蓄电部的电容器,并且在考虑到耗油率的条件下从电容器向行驶用电机供给电力。
发明内容
可是,在内燃机所产生的动力(在不进行特别区分的情况下,转矩或力也为同义)未直接有助于车辆行驶的状态且通过内燃机所产生的动力而使发电用电机所产生的电力未被供给至驱动用电机的状态,即内燃机的驱动力非产生状态下,当利用驱动用电机的输出而进行加速时,考虑到如下情况,即,首先,通过电容器所供给的电力而对驱动用电机进行驱动,之后,通过由内燃机的动力产生的发电用电机的发电电力而对驱动用电机进行驱动。在这样的情况下,当不再从电容器供给电力之后,为了使发电用电机进行发电而开始进行使内燃机的转速增加的转速增加控制,并向驱动用电机供给发电用电机的发电电力时,利用发电用电机的发电而实施的电力的补偿相对于电容器的电力降低会发生延迟。因此,驱动用电机的输出暂时降低而无法满足车辆的要求驱动力,从而存在驾驶性能下降的可能。
本发明提供一种能够在利用驱动用电机的输出而进行加速时抑制驾驶性能的下降的混合动力车辆的控制装置。
提供一种本发明的一个方式所涉及的混合动力车辆的控制装置。所述混合动力车辆包括驱动用电机、电容器、发电用电机和内燃机。所述驱动用电机被构成为产生行驶用的动力。所述电容器被构成为向所述驱动用电机供给所储存的电力。所述发电用电机被构成为向所述驱动用电机供给所产生的电力。所述内燃机被构成为输出用于使所述发电用电机进行发电的动力。所述控制装置包括电子控制单元。所述电子控制单元被构成为:根据所述混合动力车辆的要求驱动力,对所述发电用电机所要求的要求电力进行计算以作为向所述驱动用电机供给的电力;对所述电容器的电力可供给时间进行计算;将所述内燃机的转速增加待机时间确定为,所述转速增加待机时间短于余裕时间。所述电力可供给时间为,从所述要求电力的要求开始时间点起至所述电容器的充电容量下降至目标剩余容量的时间点为止的时间。所述转速增加待机时间为,从所述要求电力的所述要求开始时间点起至转速增加开始时间点为止的时间。所述转速增加开始时间点为,在所述要求电力的所述要求开始时间点处于驱动力非产生状态的所述内燃机为了所述发电用电机的发电而开始进行使转速增加的转速增加控制的时间点。所述余裕时间为,从所述电力可供给时间减去发电延迟时间而得到的时间。所述发电延迟时间为,从所述转速增加开始时间点起至所述发电用电机的发电开始时间点为止的时间。
根据该方式所涉及的控制装置,由于将转速增加待机时间确定为,与从电容器能够供给电力的电力可供给时间减去从开始进行内燃机的转速增加控制的转速增加开始时间点起至发电用电机的发电开始时间点为止的预定的发电延迟时间而得到的余裕时间相比,从要求电力的要求开始时间点起至所述转速增加开始时间点为止的该转速增加待机时间较短,因此,通过电容器所供给的电力而开始进行驱动用电机的驱动,之后,在经过了电力可供给时间并且电容器不再供给电力的时间点之前,通过发电用电机的发电电力而对驱动用电机进行驱动。因此,能够在利用驱动用电机的输出而进行加速时,抑制驾驶性能的下降。另外,通过使内燃机的转速增加控制相对于要求开始时间点而延迟,从而能够改善耗油率。
在上述方式所涉及的控制装置中,所述电子控制单元可以被构成为,对到达所需时间进行计算。所述到达所需时间可以为,从所述发电开始时间点起至所述发电用电机的发电电力到达所述要求电力的要求到达时间点为止的时间。所述电子控制单元可以被构成为,将所述转速增加待机时间确定为,所述转速增加待机时间成为从所述电力可供给时间减去所述发电延迟时间和所述到达所需时间而得到的余裕时间以下。
根据该方式所涉及的控制装置,由于能够将转速增加待机时间确定为,所述转速增加待机时间成为从所述电力可供给时间减去所述发电延迟时间和发电用电机的发电电力到达要求电力为止的到达所需时间而得到的余裕时间以下,因此,通过电容器所供给的电力而开始进行驱动用电机的驱动,之后,在经过了电力可供给时间并且电容器不再供给电力的时间点,通过发电用电机的发电电力而满足要求电力。因此,能够在利用驱动用电机的输出而进行加速时,进一步抑制驾驶性能的下降。另外,通过使内燃机的转速增加控制相对于要求开始时间点而延迟,从而能够改善耗油率。
在上述方式所涉及的控制装置中,所述电力可供给时间可以包括所述电容器能够供给所述要求电力的时间。
根据该方式所涉及的控制装置,由于电力可供给时间包括电容器能够供给要求电力的时间,因此,可利用驱动用电机的输出而适当地加速。
在上述方式所涉及的控制装置中,所述电子控制单元可以被构成为,与从所述发电开始时间点起的所述发电用电机的发电电力的增大对应地,使所述电容器所供给的电力从所述要求电力向零逐渐减少。
根据该方式所涉及的控制装置,由于与从发电开始时间点起的发电用电机的发电电力的增大对应地,使电容器所供给的电力从要求电力向零逐渐减少,因此,在电容器所供给的电力降低后,立即通过发电用电机的发电电力来补偿电力。因此,能够在利用驱动用电机的输出而进行加速时,进一步抑制驾驶性能的下降。另外,向驱动用电机供给的电力顺畅地从电容器所供给的电力被切换为发电用电机的发电电力,从而能够获得顺畅的加速。
在上述方式所涉及的控制装置中,所述电力可供给时间可以包括所述电容器能够供给所述要求电力的时间和所述电容器所供给的电力从所述要求电力向零逐渐减少的时间。
根据该方式所涉及的控制装置,由于电力可供给时间包括电容器能够供给要求电力的时间和电容器所供给的电力从要求电力向零逐渐减少的时间,因此,可利用驱动用电机的输出而适当地加速,并且向驱动用电机供给的电力顺畅地从电容器所供给的电力被切换为发电用电机的发电电力。另外,由于电力可供给时间被进一步延长,因此转速增加待机时间被延长从而能够进一步改善耗油率。
在上述方式所涉及的控制装置中,所述电子控制单元可以被构成为,在所述电容器的能够输出的电力小于所述要求电力的情况下,将所述转速增加待机时间设为零。所述电子控制单元可以被构成为,对从所述发电开始时间点起至所述发电用电机的发电电力到达所述要求电力的要求到达时间点为止的到达所需时间进行计算。所述电子控制单元可以被构成为,以使所述电力可供给时间成为所述发电延迟时间与所述到达所需时间的合计时间以上的方式,从所述要求开始时间点起使所述电容器所供给的电力向零逐渐减少。
根据该方式所涉及的控制装置,由于在电容器的能够输出的电力小于要求电力的情况下,转速增加待机时间被设为零,并且以使电力可供给时间成为发电延迟时间与到达所需时间的合计时间以上的方式,从要求开始时间点起使电容器所供给的电力向零逐渐减少,因此,即使在电容器的能够输出的电力小于要求电力的情况下,也能够利用电容器的电力来补偿从要求开始时间点起至要求到达时间点为止的期间的发电用电机的发电电力的不足,由此能够抑制驾驶性能的下降。即,在电容器的能够输出的电力小于要求电力的情况下,由于并没有采用不从电容器供给电力的方式,而是采用了通过电容器的电力而对发电用电机的发电电力的供给的延迟进行补偿的方式,因此,能够抑制驾驶性能的下降。
在上述方式所涉及的控制装置中,所述混合动力车辆可以包括能够向所述驱动用电机供给所储存的电力的蓄电池。所述电容器可以被构成为,在所述蓄电池所供给的电力之外,另行向所述驱动用电机供给电力。所述电子控制单元可以被构成为,将所述蓄电池所供给的电力相对于实现所述混合动力车辆的要求驱动力的所述驱动用电机的输出所需的电力而言所不足的电力作为所述要求电力而进行计算。
另外,根据所述第七发明,通过蓄电池所供给的电力而不足的电力由发电用电机的发电电力供给。在开始进行发电用电机的发电电力的供给时,在供给了电容器的电力之后,通过发电用电机的发电电力而对驱动用电机进行驱动。因此,能够在利用驱动用电机的输出而进行加速时,抑制驾驶性能的下降。
附图说明
在以下,参照附图而对本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义进行了描述,其中,相同的符号代表相同的元件。
图1为对应用了本发明的混合动力车辆的概要结构进行说明的图,并且为对车辆中的用于各种控制的控制系统以及控制功能的主要部分进行说明的图。
图2为能够相对地表示行星齿轮机构中的各个旋转要素的转速的共线图,实线表示HV行驶模式时的行驶状态的一个示例,虚线表示EV行驶模式时的行驶状态的一个示例。
图3为用于对电容器输出电力与电容器剩余容量之间的关系进行说明的图。
图4为对用于在利用电子控制装置的控制动作的主要部分即第二电动机的输出而进行加速时抑制驾驶性能的下降的控制动作进行说明的流程图。
图5为在发动机处于运转停止状态的情况下执行了图4的流程图所示的控制动作的情况下的时序图,且为能够利用电容器输出电力量的MG2功率来负担不足量MG2功率的情况的一个示例。
图6为在发动机处于怠速状态的情况下执行了图4的流程图所示的控制动作的情况下的时序图,且为能够利用电容器输出电力量的MG2功率来负担不足量MG2功率的情况的一个示例。
图7为在发动机处于用电动机带动的状态的情况下执行了图4的流程图所示的控制动作的情况下的时序图,且为能够利用电容器输出电力量的MG2功率来负担不足量MG2功率的情况的一个示例。
图8为在发动机处于运转停止状态的情况下执行了图4的流程图所示的控制动作的情况下的时序图,且为无法利用电容器输出电力量的MG2功率来负担不足量MG2功率的情况的一个示例。
图9为作为图4的流程图所示的本实施例的比较例而例示的流程图。
图10为在发动机处于运转停止状态的情况下执行了图9的流程图所示的控制动作的情况下的时序图,且为能够利用电容器输出电力量的MG2功率来负担不足量MG2功率的情况的一个示例。
图11为在发动机处于运转停止状态的情况下执行了图9的流程图所示的控制动作的情况下的时序图,且为无法利用电容器输出电力量的MG2功率来负担不足量MG2功率的情况的一个示例。
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明的实施例进行详细说明。
图1为对应用了本发明的混合动力车辆10(以下,称为车辆10)的概要结构进行说明的图,并且为对车辆10中的用于各种控制的控制系统的主要部分进行说明的图。在图1中,车辆10为具备作为产生行驶用的动力的行驶用驱动力源的、作为内燃机的发动机12以及作为驱动用电机的第二电动机MG2的混合动力车辆。另外,车辆10具备驱动轮14、被设置于发动机12与驱动轮14之间的动力传递路径上的动力传递装置16和第一电动机MG1。
动力传递装置16被收纳于外壳18内,外壳18为被安装于车身上的非旋转部件,且无法旋转。动力传递装置16具备:与发动机12连结的减震器19;与减震器19连结的输入轴20;与输入轴20连结的变速部22;从动齿轮26,其与作为变速部22的输出旋转部件的驱动齿轮24相啮合;末端齿轮30,其以无法相对旋转的方式被设置于从动轴28上,并且与从动齿轮26相比直径较小,所述从动轴28以使从动齿轮26无法相对旋转的方式对该从动齿轮26进行固定设置;差速齿轮32,其经由差速器齿圈32a而与末端齿轮30啮合;车轴34,其与差速齿轮32连结;减速齿轮36,其与从动齿轮26啮合并且与第二电动机MG2连结,且与从动齿轮26相比直径较小;机械式油泵38(以下,称为MOP38),其通过利用发动机12而使输入轴20旋转驱动,从而经由输入轴20而被驱动。在以此方式被构成的动力传递装置16中,从发动机12输出的动力(在未进行特别区分的情况下,转矩或力也为同义)或从第二电动机MG2输出的动力向从动齿轮26传递,并且从该从动齿轮26依次经由末端齿轮30、差速齿轮32、车轴34等而向驱动轮14传递。
变速部22具有作为将从发动机12经由输入轴20而传递来的动力向第一电动机MG1以及驱动齿轮24进行分配的动力分配机构的行星齿轮机构40。行星齿轮机构40为,具备太阳齿轮S、小齿轮P、以使小齿轮P可自转以及公转的方式而对该小齿轮P进行支承的行星齿轮架CA和经由小齿轮P而与太阳齿轮S啮合的内啮合齿轮R的公知的单小齿轮型的行星齿轮装置,且作为产生差动作用的差动机构而发挥功能。在行星齿轮机构40中,太阳齿轮S与第一电动机MG1连结,行星齿轮架CA经由输入轴20而与发动机12连结,内啮合齿轮R被形成于驱动齿轮24的内周面上。在以此方式被构成的行星齿轮机构40中,利用被分配给第一电动机MG1的发动机12的动力而使第一电动机MG1进行发电,并且第一电动机MG1所产生的电力被储存,或者利用该电力而对第二电动机MG2进行驱动。由此,变速部22作为通过对第一电动机MG1的运转状态进行控制从而对变速比进行控制的电气式差动部(电气式无级变速器)而发挥功能。如上文所述,第一电动机MG1为,能够向第二电动机MG2供给所产生的电力的发电用电机,发动机12为输出使第一电动机MG1进行发电的动力的内燃机。
MOP38通过被发动机12旋转驱动,从而供给(喷出)用于差速齿轮32、减速齿轮36、行星齿轮机构40、球轴承等动力传递装置16的各部的润滑或冷却的润滑油。
车辆10还具备逆变器50、蓄电池52和电容器54,所述逆变器50对与各电动机MG1、MG2的动作相关的电力的供给、接受进行控制,以获得对第一电动机MG1以及第二电动机MG2各自所要求的输出转矩(动力运行转矩或再生转矩),所述蓄电池52作为相对于第一电动机MG1以及第二电动机MG2而分别供给、接受电力的蓄电装置,所述电容器54作为相对于第一电动机MG1以及第二电动机MG2而分别供给、接受电力的蓄电器。蓄电池52以及电容器54为,分别能够对第一电动机MG1以及第二电动机MG2各自所产生的电力进行储存,并且将所储存的该电力向第一电动机MG1以及第二电动机MG2分别进行供给的蓄电装置。例如,蓄电池52的充电容量(即蓄电池剩余容量)SOCbat的最大值被设为大于电容器54的充电容量(即电容器剩余容量)SOCcap的最大值,而电容器54所输出(供给)的电力(即电容器输出电力)Pcap的最大值被设为大于蓄电池52所输出(供给)的电力(即蓄电池输出电力)Pbat的最大值。因此,蓄电池52为持续输出电力Pbat的主蓄电装置。另外,电容器54为,暂时输出通过蓄电池输出电力Pbat而不足的电力的一部分或全部的副蓄电装置,且为在蓄电池所输出的电力Pbat之外,另行向第二电动机MG2供给电力Pcap的辅助性的蓄电装置。
第一电动机MG1以及第二电动机MG2均为,具有作为从电力产生机械性的动力的发动机(电机)的功能以及作为从机械性的动力产生电力的发电机(generator)的功能,并且选择性地作为发动机或发电机而进行工作的电动发电机。电动机MG1、MG2分别经由逆变器50而与蓄电池52(以及电容器54)连接,通过由后文叙述的电子控制单元60对逆变器50进行控制,从而对作为第一电动机MG1的输出转矩的MG1转矩Tmg1以及作为第二电动机MG2的输出转矩的MG2转矩Tmg2进行控制。
车辆10还具备包括与发动机12的控制和电动机MG1、MG2的控制等相关的车辆10的控制装置的电子控制单元60。因此,图1为表示电子控制单元60的输入输出系统的图,另外,为对由电子控制单元60实现的控制功能的主要部分进行说明的功能框图。电子控制单元60被构成为,包括具备例如CPU、RAM、ROM、输入输出接口等的所谓的微型计算机,CPU通过利用RAM的临时存储功能并且根据被预先存储于ROM中的程序而进行信号处理,从而执行车辆10的各种控制。例如,电子控制单元60执行与发动机12、第一电动机MG1、第二电动机MG2等相关的混合动力驱动控制等车辆控制,并且根据需要而被构成为包括发动机控制用、电动机控制用等的各种电子计算机。
电子控制单元60被供给根据由车辆10所具备的各种传感器(例如发动机转速传感器70、输出转速传感器72、分解器等MG1转速传感器74、分解器等MG2转速传感器76、加速器开度传感器78、蓄电池传感器80、电容器传感器82等)检测出的检测信号而得到的各种实际值(例如发动机转速Ne、作为与车速V对应的驱动齿轮24的转速的输出转速No、作为第一电动机MG1的转速的MG1转速Nmg1、作为第二电动机MG2的转速的MG2转速Nmg2、加速器开度θacc、蓄电池52的蓄电池温度THbat、蓄电池充放电电流Ibat、蓄电池电压Vbat、电容器54的电容器充放电电流Icap、电容器电压Vcap等)。另外,从电子控制单元60向车辆10所具备的各个装置(例如节气门致动器或燃料喷射装置等发动机控制装置、逆变器50等)分别输出各种指令信号(例如用于对发动机12进行控制的发动机控制指令信号Se、用于使对电动机MG1、MG2分别进行控制的逆变器50进行工作的电动机控制指令信号Sm等)。并且,电子控制单元60根据例如蓄电池充放电电流Ibat以及蓄电池电压Vbat等而对蓄电池剩余容量SOCbat进行计算,并根据电容器充放电电流Icap以及电容器电压Vcap等而对电容器剩余容量SOCcap进行计算。
电子控制单元60为了实现车辆10中的用于各种控制的控制功能,而具备混合动力控制单元即混合动力控制部62。
混合动力控制部62输出对电子节气门进行开闭控制,对燃料喷射量和喷射正时进行控制,并对点火正时进行控制的发动机控制指令信号Se,而执行发动机12的输出控制,以获得发动机转矩Te的目标值。另外,混合动力控制部62向逆变器50输出对第一电动机MG1或第二电动机MG2的动作进行控制的电动机控制指令信号Sm,而执行第一电动机MG1或第二电动机MG2的输出控制,以获得MG1转矩Tmg1或MG2转矩Tmg2的目标值。
具体而言,混合动力控制部62通过将加速器开度θacc或车速V应用于以实验或设计的方式而被预先求出并存储的(即被预先规定的)关系(要求驱动力映射图)中,从而对作为驾驶员对车辆10的驱动要求量的驱动轮14中的要求驱动力Fddem进行计算。而且,混合动力控制部62考虑到传递损失、辅机负载、充电要求值(充电要求功率)等,以成为低耗油率且排气量较少的运转的方式,而通过来自发动机12以及第二电动机MG2的至少一方的输出(发动机功率Pe[W]及/或MG2功率Pmg2[W])来实现要求驱动力Fddem。作为所述驱动要求量,除了上述要求驱动力Fddem[N]之外,还能够使用驱动轮14中的要求驱动功率[W]、驱动轮14中的要求驱动转矩[Nm]等。另外,作为驱动要求量,也能够仅使用加速器开度θacc[%]、节气门开度[%]、进气量[g/sec]等。
混合动力控制部62根据行驶状态而选择性地使后文叙述的EV行驶模式或者HV行驶模式成立,以作为行驶模式。例如,在处于要求驱动力Fddem小于被预先规定的阈值的电机行驶区域的情况下,混合动力控制部62使EV行驶模式成立,而在处于要求驱动力Fddem成为被预先规定的阈值以上的发动机行驶区域的情况下,混合动力控制部62使HV行驶模式成立。另外,即使在要求驱动力Fddem处于电机行驶区域时,在蓄电池剩余容量SOCbat小于被预先规定的阈值的情况下,混合动力控制部62也使HV行驶模式成立。
在混合动力控制部62使EV行驶模式成立时,能够实现使发动机12的运转停止并且仅将第二电动机MG2作为行驶用的驱动力源的电机行驶(EV行驶)。
在混合动力控制部62使HV行驶模式成立时,能够实现如下的发动机行驶,即,通过利用第一电动机MG1的发电来承接相对于发动机12的动力的反作用力从而将发动机直接传递转矩传递给驱动齿轮24,且通过利用第一电动机MG1的发电电力而对第二电动机MG2进行驱动从而将转矩传递给驱动轮14,并且至少将发动机12作为行驶用的驱动力源。即,在混合动力控制部62使HV行驶模式成立的情况下,能够实现如下的发动机行驶,即,通过对第一电动机MG1的运转状态进行控制从而向驱动轮14传递发动机12的动力而进行行驶。在该HV行驶模式中,还能够进一步附加使用了来自蓄电池52的电力的第二电动机MG2的驱动转矩而进行行驶。
图2为能够相对地表示行星齿轮机构40中的三个旋转要素RE1、RE2、RE3的转速的共线图。在该共线图中,纵线Y1至Y3朝向纸面而从左起依次为,纵线Y1表示与第一电动机MG1连结的作为第二旋转要素RE2的太阳齿轮S的转速,纵线Y2表示与发动机(ENG)12连结的作为第一旋转要素RE1的行星齿轮架CA的转速,纵线Y3表示经由从动齿轮26以及减速齿轮36等而与第二电动机MG2连结的作为第三旋转要素RE3的内啮合齿轮R的转速。图2的实线表示HV行驶模式时的行驶状态下的各个旋转要素的相对速度的一个示例,图2的虚线表示EV行驶模式时的行驶状态下的各个旋转要素的相对速度的一个示例。
利用图2的实线,对HV行驶模式下的车辆10的动作进行说明。相对于被输入至行星齿轮架CA的发动机转矩Te,MG1转矩Tmg1被输入至太阳齿轮S。此时,能够通过第一电动机MG1的动力运行控制或反作用力控制而执行将由例如发动机转速Ne以及发动机转矩Te表示的发动机12的动作点设定为耗油率最佳的动作点的控制。这种混合动力形式被称为机械分配式或者分离式。
另外,利用图2的虚线,对EV行驶模式下的车辆10的动作进行说明。不实施发动机12的驱动(即发动机12被设为运转停止状态),另外,第一电动机MG1被设为无负载状态(自由),并且发动机转速Ne被设为零。在该状态下,第二电动机MG2的动力运行转矩作为车辆前进方向的驱动力而向驱动轮14传递。并且,在此,虽然例示了在EV行驶模式下将发动机12设为运转停止状态的情况,但在该EV行驶模式中,发动机12只需处于驱动力非产生状态即可。发动机12的驱动力非产生状态为,发动机12所产生的动力未直接地有助于车辆10的行驶(驱动力)的状态,且通过发动机12所产生的动力而使第一电动机MG1产生的电力未被供给至第二电动机MG2的状态。另外,作为发动机12的驱动力非产生状态,例如,可列举出发动机12处于运转停止状态的情况、发动机12处于怠速状态的情况、发动机12通过第一电动机MG1而被旋转驱动的用电动机带动的状态的情况。发动机12的怠速状态为,例如发动机12为了输出用于对车辆辅机进行驱动的动力,并输出发动机12的自动运转所需的动力,而以如怠速转速那样的较低的发动机转速Ne进行驱动的状态,且为发动机12所产生的动力未直接地有助于车辆行驶的状态,并且通过发动机12所产生的动力而使第一电动机MG1产生的电力未被供给至第二电动机MG2的状态。发动机12的用电动机带动的状态为,例如发动机12的输出轴通过第一电动机MG1而以较低的发动机转速Ne被旋转驱动的状态,且为发动机12未产生有助于车辆行驶的动力,并且由于第一电动机MG1正在进行动力运行(正在输出正转矩)因而第一电动机MG1的发电也未被实施的状态。
在此,在EV行驶模式中,考虑到如下的情况,即,由于因例如蓄电池温度THbat较低等理由而使蓄电池输出电力Pbat的输出的上限变得较小,因此,蓄电池输出电力Pbat相对于实现车辆10的要求驱动力Fddem的作为第二电动机MG2的输出的MG2功率Pmg2所需的电力而言不足的情况。在这种情况下,考虑到通过电容器输出电力Pcap而对第二电动机MG2进行驱动,之后,通过由发动机12的动力而产生的第一电动机MG1的发电电力Pmg1来驱动第二电动机MG2的情况。另外,此时,考虑到如下的情况,即,在无法通过电容器输出电力Pcap来负担通过蓄电池输出电力Pbat而不足的全部电力量的情况下,不使用电容器输出电力Pcap,而从最开始便通过由发动机12的动力而产生的第一电动机MG1的发电电力Pmg1来驱动第二电动机MG2。可是,在EV行驶模式中,由于发动机12处于驱动力非产生状态,因此,为了利用第一电动机MG1进行发电,而需要使发动机转速Ne增加。例如,在发动机12停止运转的情况下,为了利用第一电动机MG1进行发电,而需要启动发动机12。在发动机转速Ne开始增加后(例如在发动机12的运转停止时,为在发动机12开始启动后),发动机转速Ne上升,并且第一电动机MG1的发电电力Pmg1不被供给,直至发动机转速Ne成为能够利用第一电动机MG1进行发电的发动机转速Ne,而且,到发电电力Pmg1成为蓄电池输出电力Pbat所不足的电力量为止是需要时间的。因此,根据在通过电容器输出电力Pcap而对第二电动机MG2进行了驱动之后为了使第一电动机MG1发电而执行使发动机转速Ne增加的转速增加控制(例如在发动机12的运转停止时,使发动机12启动)的定时,存在如下的可能,即,发电电力Pmg1的补偿相对于电容器输出电力Pcap的降低而延迟,从而MG2功率Pmg2暂时降低而无法满足车辆10的要求驱动力Fddem,由此驾驶性能下降。另外,在未使用电容器输出电力Pcap而从最开始便执行发动机12的转速增加控制(例如,在发动机12的运转停止时,使发动机12启动)的情况下,存在如下的可能,即,MG2功率Pmg2的上升停滞在蓄电池输出电力Pbat量的MG2功率Pmg2,直至产生发电电力Pmg1为止。由于用于第一电动机MG1的发电的发动机12的转速增加控制为,为了利用第一电动机MG1的发电电力Pmg1来补偿第二电动机MG2为了实现车辆10的要求驱动力Fddem所需的电力,而使发动机转速Ne增加的控制。
因此,电子控制单元60通过根据电容器剩余容量SOCcap而对电容器输出电力Pcap与由发动机12的动力而产生的第一电动机MG1的发电电力Pmg1之间的切换进行控制,从而实现顺畅的加速和实用耗油率的改善。
为了实现上述的顺畅的加速和实用耗油率的改善,电子控制单元60还具备要求电力计算单元即要求电力计算部64、电力可供给时间计算单元即电力可供给时间计算部65、到达所需时间计算单元即到达所需时间计算部66、转速增加待机时间确定单元即转速增加待机时间确定部67以及电力供给控制单元即电力供给控制部68。
要求电力计算部64根据车辆10的要求驱动力Fddem而对作为第一电动机MG1所要求的发电电力Pmg1的要求值的要求电力Pdem进行计算,以作为向第二电动机MG2供给的电力。
具体而言,要求电力计算部64对为了实现要求驱动力Fddem所需的MG2功率Pmg2(以下,称为所需MG2功率Pmg2req)进行计算,并对第二电动机MG2输出所需的MG2功率Pmg2req所需的电力(以下,称为所需电力Preq)进行计算。混合动力控制部62对能否利用第二电动机MG2依靠蓄电池输出电力Pbat量所能够输出的MG2功率Pmg2(以下,称为蓄电池输出电力Pbat量的MG2功率Pmg2)来负担所需MG2功率Pmg2req进行判断。即,混合动力控制部62对蓄电池输出电力Pbat的最大值是否在所需电力Preq以上进行判断。混合动力控制部62在判断为能够利用蓄电池输出电力Pbat量的MG2功率Pmg2来负担所需MG2功率Pmg2req的情况下,向逆变器50输出利用蓄电池输出电力Pbat而对第二电动机MG2进行驱动的电动机控制指令信号Sm,以获得所需MG2功率Pmg2req。另一方面,混合动力控制部62在判断为无法利用蓄电池输出电力Pbat量的MG2功率Pmg2来负担所需MG2功率Pmg2req的情况下,向逆变器50输出如下的电动机控制指令信号Sm,以获得所需MG2功率Pmg2req,所述电动机控制指令信号Sm为,在蓄电池输出电力Pbat之外,另行通过被后文叙述的电力供给控制部68控制供给的电容器输出电力Pcap及/或第一电动机MG1的发电电力Pmg1而对第二电动机MG2进行驱动的信号。在通过混合动力控制部62而判断为无法利用蓄电池输出电力Pbat量的MG2功率Pmg2来负担所需MG2功率Pmg2req的情况下,要求电力计算部64对蓄电池输出电力Pbat量的MG2功率Pmg2相对于所需MG2功率Pmg2req而言所不足的MG2功率Pmg2(以下,称为不足量MG2功率Pmg2sht)进行计算。即,要求电力计算部64将蓄电池输出电力Pbat相对于所需电力Preq而言所不足的电力作为要求电力Pdem(=Preq-Pbat)而进行计算。
电力可供给时间计算部65对从要求电力Pdem的要求开始时间点起至电容器剩余容量SOCcap下降至目标剩余容量Qtgt的容量下降时间点为止的、电容器54能够供给电力Pcap的电力可供给时间TMcap进行计算。电力可供给时间TMcap为,到通过电容器输出电力Pcap的供给而使电容器剩余容量SOCcap成为目标剩余容量Qtgt为止的时间。
具体而言,混合动力控制部62对能否利用第二电动机MG2依靠电容器输出电力Pcap量而能够输出的MG2功率Pmg2(以下,称为电容器输出电力Pcap量的MG2功率Pmg2)来负担不足量MG2功率Pmg2sht进行判断。即,混合动力控制部62对电容器54的能够输出的电力Pcap(即电容器输出电力Pcap的最大值)是否在要求电力Pdem以上进行判断。在通过混合动力控制部62而判断为能够利用电容器输出电力Pcap量的MG2功率Pmg2来负担不足量MG2功率Pmg2sht(即电容器54的能够输出的电力Pcap在要求电力Pdem以上)的情况下,电力可供给时间计算部65对电力可供给时间TMcap进行计算。因此,电力可供给时间TMcap包括电容器54能够供给要求电力Pdem的时间。优选为,无需在电力可供给时间TMcap的整个时间带内将电容器输出电力Pcap设为要求电力Pdem,只需在从第一电动机MG1开始进行发电的第一电动机MG1的发电开始时间点起至第一电动机MG1的发电电力Pmg1到达要求电力Pdem的要求到达时间点为止的到达所需时间TMgen的时间带内,与从发电开始时间点起的发电电力Pmg1的增大对应地,使电容器输出电力Pcap从要求电力Pdem向零逐渐减少即可。因此,电力可供给时间TMcap包括电容器54能够供给要求电力Pdem的时间和电容器输出电力Pcap从要求电力Pdem向零逐渐减少的时间(即通过后文叙述的到达所需时间计算部66所计算出的到达所需时间TMgen)。通过以此方式构成,与在整个时间带内将电容器输出电力Pcap设为要求电力Pdem的情况相比,能够延长电力可供给时间TMcap。
图3为用于对电容器输出电力Pcap与电容器剩余容量SOCcap之间的关系进行说明的图。在图3中,电容器输出电力Pcap的时间积分值成为在电容器54中所使用的使用容量Quse。从成为要求电力Pdem的要求开始时间点的t1时间点起至成为第一电动机MG1的发电开始时间点的t2时间点为止,要求电力Pdem以电容器输出电力Pcap的形式而被输出,从t2时间点起至成为发电电力Pmg1到达要求电力Pdem的要求到达时间点的t3时间点为止,从要求电力Pdem向零逐渐减少的电容器输出电力Pcap被输出。由此,电容器剩余容量SOCcap从t1时间点起至t3时间点为止,伴随着时间的经过而减少使用容量Quse的量,并在t3时间点成为目标剩余容量Qtgt。因此,电力可供给时间计算部65以在要求电力Pdem的要求开始时间点使从该时间点的电容器剩余容量SOCcap减去目标剩余容量Qtgt而得到的值与电容器输出电力Pcap的时间积分值一致的方式,对电力可供给时间TMcap进行计算(逆运算)。
到达所需时间计算部66对到达所需时间TMgen进行计算。具体而言,利用被预先规定的关系(要求电力映射图),而对能够利用第一电动机MG1的发电而产生要求电力Pdem的发动机转速Ne(以下,称为要求电力产生发动机转速Nedem)进行计算,并且利用被预先规定的关系(发动机上升时间映射图),而对从在要求开始时间点处于驱动力非产生状态的发动机12为了第一电动机MG1的发电而开始进行使转速增加的转速增加控制的转速增加开始时间点(例如,在发动机12的运转停止时,为处于停止的发动机12的启动开始时间点)起至发动机转速Ne上升至要求电力产生发动机转速Nedem为止的发动机上升时间(即从转速增加开始时间点起至能够通过第一电动机MG1而产生要求电力Pdem为止的要求电力产生时间TMdem)进行计算。在该发动机上升时间(要求电力产生时间TMdem)内,包括从发动机12的转速增加开始时间点到第一电动机MG1的发电开始时间点为止的预定的发电延迟时间TMlag。因此,到达所需时间计算部66从要求电力产生时间TMdem减去该发电延迟时间TMlag而计算出到达所需时间TMgen。混合动力控制部62通过利用第一电动机MG1的动力运行而对发动机12进行旋转驱动,从而执行转速增加控制(例如,在发动机12的运转停止时,通过利用第一电动机MG1的动力运行使动发动机12启动,从而启动发动机12)。而且,混合动力控制部62不使第一电动机MG1的发电开始,直至成为即使被施加由第一电动机MG1的发电而产生的负载,发动机12也能够自动运转的被预先规定的发动机转速Ne(以下,称为可发电发动机转速Negen)为止。虽然从转速增加开始时间点起至发动机转速Ne上升至可发电发动机转速Negen为止的时间根据发动机12的暖机的状态等而发生变化,但由于认为并不是较大的差,因此使用统一的时间。因此,发电延迟时间TMlag为,从转速增加开始时间点起至发动机转速Ne上升至可发电发动机转速Negen为止的时间,并且使用被预先规定的预定的时间。并且,发电延迟时间TMlag也可以使用根据发动机12的驱动力非产生状态的不同或暖机的状态的不同而被预先映射化的值。另外,由于通过第一电动机MG1而对发动机12进行旋转驱动,因此,也能够视为发电开始被延迟。
转速增加待机时间确定部67将转速增加待机时间TMeng(≤TMmrg)确定为,从要求电力Pdem的要求开始时间点起至发动机12的转速增加开始时间点为止的转速增加待机时间TMeng(例如,在发动机12的运转停止时,为从要求电力Pdem的要求开始时间点起至发动机12的启动开始时间点为止的启动待机时间TMeng)成为从电力可供给时间TMcap减去发电延迟时间TMlag和到达所需时间TMgen而得到的余裕时间TMmrg(=TMcap-TMlag-TMgen)以下。转速增加待机时间确定部67例如将转速增加待机时间TMeng设为余裕时间TMmrg。
混合动力控制部62对是否从要求电力Pdem的要求开始时间点起经过了转速增加待机时间TMeng进行判断。混合动力控制部62在判断为从要求电力Pdem的要求开始时间点起经过了转速增加待机时间TMeng的情况下,向逆变器50输出对第一电动机MG1进行驱动以便对发动机12进行旋转驱动的电动机控制指令信号Sm,从而开始进行发动机12的转速增加控制。混合动力控制部62在发动机12的转速增加控制开始后,且在发动机转速Ne上升至可发电发动机转速Negen的情况下,向逆变器50输出对第一电动机MG1进行驱动以使其进行发电的电动机控制指令信号Sm,从而开始进行第一电动机MG1的发电。
电力供给控制部68根据是否通过混合动力控制部62而使第一电动机MG1的发电开始,而对是否成为发电开始时间点进行判断。电力供给控制部68在通过混合动力控制部62而判断为能够利用电容器输出电力Pcap量的MG2功率Pmg2来负担不足量MG2功率Pmg2sht的情况下,将电容器输出电力Pcap作为要求电力Pdem而向第二电动机MG2供给,直至判断为从要求电力Pdem的要求开始时间点成为了发电开始时间点为止。与从判断为成为发电开始时间点起的第一电动机MG1的发电电力Pmg1向要求电力Pdem的增大对应地,电力供给控制部68使电容器输出电力Pcap从要求电力Pdem向零逐渐减少。混合动力控制部62在蓄电池输出电力Pbat之外,另行通过被电力供给控制部68控制供给的电容器输出电力Pcap及/或第一电动机MG1的发电电力Pmg1而对第二电动机MG2进行驱动,从而输出不间断的(不下降的)MG2功率Pmg2(在此,由于通过车速V而使MG2转速Nmg2被唯一地固定,因此,MG2转矩Tmg2也为同义)。
另一方面,在通过混合动力控制部62而判断为无法利用电容器输出电力Pcap量的MG2功率Pmg2来负担不足量MG2功率Pmg2sht(即电容器54的能够输出的电力Pcap小于要求电力Pdem)的情况下,转速增加待机时间确定部67将转速增加待机时间TMeng设为零。因此,混合动力控制部62在判断为无法利用电容器输出电力Pcap量的MG2功率Pmg2来负担不足量MG2功率Pmg2sht的情况下,从要求电力Pdem的要求开始时间点起,迅速地开始发动机12的转速增加控制。在这种情况下,电力可供给时间计算部65以使电力可供给时间TMcap成为发电延迟时间TMlag与到达所需时间TMgen的合计时间(即,由到达所需时间计算部66计算出的、从发动机12的转速增加开始时间点起至能够利用第一电动机MG1而产生要求电力Pdem的要求电力产生时间TMdem)以上的方式,对电力可供给时间TMcap进行计算。例如,电力可供给时间计算部65将电力可供给时间TMcap设为要求电力产生时间TMdem。而且,电力供给控制部68以使电力可供给时间TMcap成为要求电力产生时间TMdem以上的方式,从要求电力Pdem的要求开始时间点起使电容器输出电力Pcap向零逐渐减少。例如,电力供给控制部68以在被设为要求电力产生时间TMdem的电力可供给时间TMcap内使电容器剩余容量SOCcap降低至目标剩余容量Qtgt的方式,使电容器输出电力Pcap向零逐渐减少。混合动力控制部62在蓄电池输出电力Pbat之外,另行通过被电力供给控制部68控制供给的电容器输出电力Pcap及/或第一电动机MG1的发电电力Pmg1而对第二电动机MG2进行驱动,从而输出没有停滞的MG2功率Pmg2(在此,MG2转矩Tmg2也为同义)。
图4为对用于在利用电子控制单元60的控制动作的主要部分即第二电动机MG2的输出而进行加速时抑制驾驶性能的下降的控制动作进行说明的流程图,并且例如在伴随着基于加速器开启而起动的电机行驶时,或电机行驶中的加速器开度θacc的增大时被反复实施。图5为在发动机12处于运转停止状态的情况下执行了图4的流程图所示的控制动作的情况下的时序图,且为能够利用电容器输出电力Pcap量的MG2功率Pmg2来负担不足量MG2功率Pmg2sht的情况的一个示例。图6为在发动机12处于怠速状态下执行了图4的流程图所示的控制动作的情况下的时序图,且为能够利用电容器输出电力Pcap量的MG2功率Pmg2来负担不足量MG2功率Pmg2sht的情况的一个示例。图7为在发动机12处于用电动机带动的状态的情况下执行了图4的流程图所示的控制动作的情况下的时序图,且为能够利用电容器输出电力Pcap量的MG2功率Pmg2来负担不足量MG2功率Pmg2sht的情况的一个示例。图8为在发动机12处于运转停止状态的情况下执行了图4的流程图所示的控制动作的情况下的时序图,且为无法通过电容器输出电力Pcap量的MG2功率Pmg2来负担不足量MG2功率Pmg2sht的情况的一个示例。图9为作为图4的流程图所示的本实施例的比较例而例示的流程图。图10以及图11分别为在发动机12处于运转停止状态的情况下执行了图9的流程图所示的控制动作的情况下的时序图,且图10为能够利用电容器输出电力Pcap量的MG2功率Pmg2来负担不足量MG2功率Pmg2sht的情况的一个示例,图11为无法利用电容器输出电力Pcap量的MG2功率Pmg2来负担不足量MG2功率Pmg2sht的情况的一个示例。
在图4中,首先,在与要求电力计算部64的功能对应的步骤(以下,省略步骤)S10中,计算出实现要求驱动力Fddem的所需MG2功率Pmg2req,并计算出第二电动机MG2输出所需MG2功率Pmg2req的所需电力Preq。接下来,在与混合动力控制部62的功能对应的S20中,对能否利用蓄电池输出电力Pbat量的MG2功率Pmg2来负担所需MG2功率Pmg2req进行判断(即对蓄电池输出电力Pbat的最大值是否在所需电力Preq以上进行判断)。在该S20的判断被肯定的情况下,结束本例程。在该S20的判断被否定的情况下,在与要求电力计算部64的功能对应的S30中,计算出蓄电池输出电力Pbat量的MG2功率Pmg2相对于所需MG2功率Pmg2req而言所不足的不足量MG2功率Pmg2sht(即,将蓄电池输出电力Pbat相对于所需电力Preq而言所不足的电力作为要求电力Pdem(=Preq-Pbat)而计算出)。接下来,在与混合动力控制部62的功能对应的S40中,对能否利用电容器输出电力Pcap量的MG2功率Pmg2来负担不足量MG2功率Pmg2sht进行判断(即,对电容器输出电力Pcap的最大值是否在要求电力Pdem以上进行判断)。在该S40的判断被肯定的情况下,在与电力供给控制部68的功能以及电力可供给时间计算部65的功能对应的S50中,开始进行被设为要求电力Pdem的电容器输出电力Pcap的供给,并且计算出到通过电容器输出电力Pcap的供给而使电容器剩余容量SOCcap成为目标剩余容量Qtgt为止的电力可供给时间TMcap。接下来,在与转速增加待机时间确定部67的功能对应的S60中,利用电力可供给时间TMcap而计算出发动机12的转速增加待机时间TMeng(例如,在发动机12的运转停止时,为发动机12的启动待机时间TMeng)。例如,转速增加待机时间TMeng被设为从电力可供给时间TMcap减去发电延迟时间TMlag和到达所需时间TMgen而得到的余裕时间TMmrg。接下来,在与混合动力控制部62的功能对应的S70中,对是否从要求电力Pdem的要求开始时间点起经过了转速增加待机时间TMeng进行判断。在该S70的判断被否定的情况下,反复执行该S70。在该S70的判断被肯定的情况下,在与混合动力控制部62的功能对应的S80中,第一电动机MG1被驱动以对发动机12进行旋转驱动,从而开始发动机12的转速增加控制(例如,在发动机12的运转停止时,为发动机12的启动)。接下来,在与电力供给控制部68的功能对应的S90中,对是否开始进行了第一电动机MG1的发电进行判断。在该S90的判断被否定的情况下,反复执行该S90。在该S90的判断被肯定的情况下,在与电力供给控制部68的功能对应的S100中,与第一电动机MG1的发电电力Pmg1向要求电力Pdem的增大对应地,电容器输出电力Pcap从要求电力Pdem向零逐渐减少。另一方面,在所述S40的判断被否定的情况下,在与混合动力控制部62的功能对应的S110中,第一电动机MG1被驱动以对发动机12进行旋转驱动,从而开始发动机12的转速增加控制。接下来,在与到达所需时间计算部66的功能对应的S120中,计算出从发动机12的转速增加开始时间点起到能够通过第一电动机MG1而产生要求电力Pdem为止的要求电力产生时间TMdem(=发电延迟时间TMlag+到达所需时间TMgen)。接下来,在与电力可供给时间计算部65的功能以及电力供给控制部68的功能对应的S130中,电力可供给时间TMcap被设为要求电力产生时间TMdem,并且以在电力可供给时间TMcap内使电容器剩余容量SOCcap降低至目标剩余容量Qtgt的方式,使电容器输出电力Pcap向零逐渐减少。
在图9的流程图中,代替图4的S50-S70的执行,而执行S55以及S75,另外,不执行S90-S100,并且,不执行S120-S130。即,在图9的流程图中,在所述S40的判断被肯定的情况下,在与电力供给控制部68的功能对应的S55中,开始进行被设为要求电力Pdem的电容器输出电力Pcap的供给,接下来,在与电力供给控制部68的功能对应的S75中,对是否已将电容器输出电力Pcap量用尽(即,电容器输出电力Pcap是否为零)进行判断。而且,在该S75的判断被否定的情况下,反复执行该S75,但在该S75的判断被肯定的情况下,在与混合动力控制部62的功能对应的S80中,开始发动机12的转速增加控制。即,在图9的流程图所示的比较例中,在能够利用电容器输出电力Pcap量的MG2功率Pmg2来负担不足量MG2功率Pmg2sht的情况下,不使发动机12的转速增加控制开始,直至用尽电容器输出电力Pcap为止。因此,如图10的时序图所示,由于在用尽了电容器输出电力Pcap之后,开始进行发动机12的转速增加控制(在此为启动),因此,MG2转矩Tmg2暂时降低,直至通过转速增加控制而使第一电动机MG1开始发电为止。
与此相对,在本实施例中,在能够利用电容器输出电力Pcap量的MG2功率Pmg2来负担不足量MG2功率Pmg2sht的情况下,如图5、图6、图7所示,针对电容器54可供给电力Pcap的电力可供给时间TMcap(t1时间点至t4时间点),考虑到从转速增加开始时间点(尤其在图5中,为启动开始时间点)(t2时间点)起至发电开始时间点(t3时间点)为止的发电延迟时间TMlag和从发电开始时间点(t3时间点)起至要求到达时间点(t4时间点)为止的到达所需时间TMgen,而确定从要求开始时间点(t1时间点)起至转速增加开始时间点(t2时间点)为止的转速增加待机时间(尤其在图5中,为启动待机时间)TMeng,由于在用尽电容器输出电力Pcap时,第一电动机MG1的发电电力Pmg1已经被供给,并且以与第一电动机MG1的发电电力Pmg1的增大对应地使电容器输出电力Pcap降低的方式来切换电容器输出电力Pcap和发电电力Pmg1,因此,实现了不间断的(不下降的)顺畅的MG2转矩Tmg2的输出。
另一方面,在图9的流程图中,在所述S40的判断被否定的情况下,在与混合动力控制部62的功能对应的S110中,开始进行发动机12的转速增加控制。即,在图9的流程图所示的比较例中,在无法利用电容器输出电力Pcap量的MG2功率Pmg2来负担不足量MG2功率Pmg2sht的情况下,执行发动机12的转速增加控制而仅供给第一电动机MG1的发电电力Pmg1,不供给电容器输出电力Pcap。因此,如图11的时序图所示,虽然从要求开始时间点起开始进行发动机12的转速增加控制(在此为启动),但在MG2转矩Tmg2通过蓄电池输出电力Pbat的供给而上升后,直至发动机12的启动完毕并开始进行第一电动机MG1的发电为止,MG2转矩Tmg2暂时停滞。
与此相对,在本实施例中,在无法利用电容器输出电力Pcap量的MG2功率Pmg2来负担不足量MG2功率Pmg2sht的情况下,如图8所示,从要求开始时间点(t1时间点)起,开始进行发动机12的转速增加控制(在此为启动),并且供给电容器输出电力Pcap。该电容器输出电力Pcap考虑到从转速增加开始时间点(在此为启动开始时间点)(t1时间点)起至发电开始时间点(t2时间点)为止的发电延迟时间TMlag和从发电开始时间点(t2时间点)起至要求到达时间点(t3时间点)为止的到达所需时间TMgen,而以使电容器剩余容量SOCcap降低至目标剩余容量Qtgt的方式逐渐减少。由此,实现了没有停滞的MG2转矩Tmg2的输出。
如上文所述,根据本实施例,由于将该转速增加待机时间TMeng确定为,使从要求电力Pdem的要求开始时间点起至发动机12的转速增加开始时间点为止的转速增加待机时间TMeng成为,从电容器54可供给电力Pcap的电力可供给时间TMcap减去从转速增加开始时间点起至第一电动机MG1的发电开始时间点为止的发电延迟时间TMlag和从发电开始时间点起至第一电动机MG1的发电电力Pmg1到达要求电力Pdem为止的到达所需时间TMgen而得到的余裕时间TMmrg(=TMcap-TMlag-TMgen)以下,因此,通过电容器输出电力Pcap而开始进行第二电动机MG2的驱动,之后,在经过了电力可供给时间TMcap并且电容器54不再供给电力的时间点,通过第一电动机MG1的发电电力Pmg1来满足要求电力Pdem。因此,能够在利用第二电动机MG2的输出而进行加速时,进一步抑制驾驶性能的下降。另外,通过使发动机12的转速增加控制相对于要求开始时间点而延迟,从而能够改善耗油率。
另外,根据本实施例,由于电力可供给时间TMcap包括电容器54能够供给要求电力Pdem的时间,因此,可利用第二电动机MG2的输出而适当地加速。
另外,根据本实施例,由于与从发电开始时间点起的第一电动机MG1的发电电力Pmg1的增大对应地,电容器输出电力Pcap从要求电力Pdem向零逐渐减少,因此,在电容器输出电力Pcap降低后,立即通过第一电动机MG1的发电电力Pmg1而对电力进行补偿。因此,能够在利用第二电动机MG2的输出而进行加速时,进一步抑制驾驶性能的下降。另外,向第二电动机MG2供给的电力顺畅地从电容器输出电力Pcap切换为第一电动机MG1的发电电力Pmg1,从而可获得顺畅的加速。
另外,根据本实施例,由于电力可供给时间TMcap包括电容器54能够供给要求电力Pdem的时间和电容器输出电力Pcap从要求电力Pdem向零逐渐减少的时间,因此,可通过第二电动机MG2的输出而适当地加速,并且向第二电动机MG2供给的电力顺畅地从电容器输出电力Pcap切换为第一电动机MG1的发电电力Pmg1。另外,由于电力可供给时间TMcap被进一步延长,因此,转速增加待机时间TMeng被延长,从而能够进一步改善耗油率。
另外,根据本实施例,由于在电容器54的能够输出的电力小于要求电力Pdem的情况下,转速增加待机时间TMeng被设为零,并且以使电力可供给时间TMcap成为发电延迟时间TMlag与到达所需时间TMgen的合计时间以上的方式,从要求开始时间点起使电容器输出电力Pcap向零逐渐减少,因此,即使在电容器54的能够输出的电力小于要求电力Pdem的情况下,也能够利用电容器输出电力Pcap来补偿从要求开始时间点起至要求到达时间点为止的期间内的第一电动机MG1的发电电力Pmg1的不足,从而能够抑制驾驶性能的下降。也就是说,由于在电容器54的能够输出的电力小于要求电力Pdem的情况下,并没有采用不从电容器54供给电力的方式,而采用了通过电容器54的电力来补偿第一电动机MG1的发电电力Pmg1的供给的延迟,因此,能够抑制驾驶性能的下降。
另外,根据本实施例,通过蓄电池输出电力Pbat而不足的电力由第一电动机MG1的发电电力Pmg1供给。当开始进行第一电动机MG1的发电电力Pmg1的供给时,在供给了电容器输出电力Pcap之后,通过第一电动机MG1的发电电力Pmg1而对第二电动机MG2进行驱动。因此,能够在利用第二电动机MG2的输出而进行加速时,抑制驾驶性能的下降。
以上,虽然根据附图对本发明的实施例进行了详细说明,但本发明也能够被应用于其他方式。
例如,虽然在前文所述的实施例中,转速增加待机时间确定部67(与转速增加待机时间确定部67的功能对应的图4的流程图的S60)将转速增加待机时间TMeng(≤TMmrg)确定为,使转速增加待机时间TMeng成为从电力可供给时间TMcap减去发电延迟时间TMlag和到达所需时间TMgen而得到的余裕时间TMmrg(=TMcap-TMlag-TMgen)以上(在S60中,成为余裕时间TMmrg),但并不限定于该方式。该方式的目的在于,在能够通过第一电动机MG1的发电电力Pmg1而完全负担要求电力Pdem的时间点,结束来自电容器54的电力供给。即,目的在于,将转速增加待机时间TMeng确定为,使从要求电力Pdem的要求开始时间点(即加速开始时间点)起至能够通过第一电动机MG1的发电电力Pmg1来完全负担要求电力Pdem为止的时间(=TMeng+TMlag+TMgen)成为,到电容器54的电力供给的结束为止的时间(=TMcap)以下。在这样的目的之外,还存在如下的目的,即,第一电动机MG1的发电电力Pmg1只需能够对要求电力Pdem中的一部分电力进行补偿即可。也就是说,也可以为如下的目的,即,将转速增加待机时间TMeng确定为,使从加速开始时间点起至第一电动机MG1的发电开始为止的时间(=TMeng+TMlag)短于到电容器54的电力供给的结束为止的时间(=TMcap)。因此,转速增加待机时间确定部67也可以将转速增加待机时间TMeng(<TMmrg)确定为,使转速增加待机时间TMeng短于从电力可供给时间TMcap减去发电延迟时间TMlag而得到的余裕时间TMmrg(=TMcap-TMlag)。如果采用这样的方式,则通过电容器输出电力Pcap而开始第二电动机MG2的驱动,之后,在经过了电力可供给时间TMcap并且电容器54不再供给电力的时间点之前,通过第一电动机MG1的发电电力Pmg1来驱动第二电动机MG2。因此,能够在利用第二电动机MG2的输出而进行加速时,抑制驾驶性能的下降。另外,通过使发动机12的转速增加控制相对于要求开始时间点而延迟,从而能够改善耗油率。
另外,虽然在前文所述的实施例中,在电力可供给时间TMcap中,在到达所需时间TMgen的时间带内,与从发电开始时间点起的发电电力Pmg1的增大对应地,使电容器输出电力Pcap从要求电力Pdem向零逐渐减少,但并不限定于该方式。例如,也可以在电力可供给时间TMcap的整个时间带内,将电容器输出电力Pcap设为要求电力Pdem。如果采用这样的方式,则与在一部分的时间带内逐渐减少电容器输出电力Pcap的情况相比,电力可供给时间TMcap被缩短,但可获得能够抑制驾驶性能的下降或改善耗油率的固定的效果。
另外,虽然在前文所述的实施例中,在无法利用电容器输出电力Pcap量的MG2功率Pmg2来负担不足量MG2功率Pmg2sht的情况下,电力可供给时间TMcap被设为发电延迟时间TMlag与到达所需时间TMgen的合计时间(即从发动机12的转速增加开始时间点起至能够由第一电动机MG1产生要求电力Pdem为止的要求电力产生时间TMdem)以上,但并不限定于该方式。例如,只需在电容器54的电力供给结束之前开始第一电动机MG1的发电即可。即,也可以为电力可供给时间TMcap被设为长于发电延迟时间TMlag的方式。
另外,虽然在前文所述的实施例中,通过利用第一电动机MG1的动力运行而对发动机12进行旋转驱动从而执行了转速增加控制(例如,在发动机12的运转停止时,通过利用第一电动机MG1的动力运行而使发动机12启动,从而启动发动机12),但在发动机12的驱动力非产生状态为发动机12的怠速状态的情况下,也可以不利用第一电动机MG1的动力运行来对发动机12进行旋转驱动,而通过发动机12自身的控制来执行转速增加控制。另外,在发动机12处于怠速状态的情况下,也可以在发动机12自身的控制之外,另行通过第一电动机MG1而对发动机12进行旋转驱动。在该情况下,在转速增加控制中,能够更早地使发动机转速Ne上升。
另外,虽然在前文所述的实施例中,行星齿轮机构40为单行星式,也可以为双行星式。另外,行星齿轮机构40也可以为,由发动机12旋转驱动的小齿轮和啮合于该小齿轮的一对锥齿轮工作性地与第一电动机MG1以及驱动齿轮24连结的差动齿轮装置。另外,行星齿轮机构40也可以为,在两个以上的行星齿轮装置通过构成其一部分的旋转要素而被相互连结的结构中,发动机、电动机、驱动轮分别以能够传递动力的方式而与该行星齿轮装置的旋转要素连结的机构。
另外,虽然在前文所述的实施例中,车辆10具备作为电气式无级变速器而发挥功能的变速部22,但并不限定于该方式。例如,应用本发明的混合动力车辆也可以为,除了通过内燃机的动力而使发电用电机发电,并通过发电用电机的发电电力而对驱动用电机进行驱动之外,还能够以将内燃机设为驱动力非产生状态的状态(例如运转停止的状态)而进行电机行驶的串联式混合动力车辆。总而言之,只要是具备产生行驶用的动力的驱动用电机、能够向该驱动用电机供给所储存的电力的电容器、能够向该驱动用电机供给所产生的电力的发电用电机和输出使该发电用电机发电的动力的内燃机的混合动力车辆,便能够应用本发明。在这个意义上,并不一定要具备蓄电池52。在不具备蓄电池52的情况下,可以不具备图4的流程图中的S20。
并且,上述的方式只不过是一个实施方式,本发明能够根据本领域技术人员的知识而以加以各种变更、改良的方式来实施。

Claims (7)

1.一种混合动力车辆的控制装置,所述混合动力车辆包括驱动用电机、电容器、发电用电机和内燃机,所述驱动用电机被构成为产生行驶用的动力,所述电容器被构成为向所述驱动用电机供给所储存的电力,所述发电用电机被构成为向所述驱动用电机供给所产生的电力,所述内燃机被构成为输出用于使所述发电用电机进行发电的动力,其中,所述控制装置包括电子控制单元,
所述电子控制单元被构成为:
根据所述混合动力车辆的要求驱动力,对所述发电用电机所要求的要求电力进行计算以作为向所述驱动用电机供给的电力;
对所述电容器的电力可供给时间进行计算,所述电力可供给时间为,从所述要求电力的要求开始时间点起至所述电容器的充电容量下降至目标剩余容量的时间点为止的时间;
将所述内燃机的转速增加待机时间确定为,所述转速增加待机时间短于余裕时间,所述转速增加待机时间为,从所述要求电力的所述要求开始时间点起至转速增加开始时间点为止的时间,所述转速增加开始时间点为,在所述要求电力的所述要求开始时间点处于驱动力非产生状态的所述内燃机为了所述发电用电机的发电而开始进行使转速增加的转速增加控制的时间点,所述余裕时间为,从所述电力可供给时间减去发电延迟时间而得到的时间,所述发电延迟时间为,从所述转速增加开始时间点起至所述发电用电机的发电开始时间点为止的时间。
2.如权利要求1所述的控制装置,其中,
所述电子控制单元被构成为对到达所需时间进行计算,所述到达所需时间为,从所述发电开始时间点起至所述发电用电机的发电电力到达所述要求电力的要求到达时间点为止的时间,
所述电子控制单元被构成为,将所述转速增加待机时间确定为,所述转速增加待机时间成为从所述电力可供给时间减去所述发电延迟时间和所述到达所需时间而得到的余裕时间以下。
3.如权利要求1或2所述的控制装置,其中,
所述电力可供给时间包括所述电容器能够供给所述要求电力的时间。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的控制装置,其中,
所述电子控制单元被构成为,与从所述发电开始时间点起的所述发电用电机的发电电力的增大对应地,使所述电容器所供给的电力从所述要求电力向零逐渐减少。
5.如权利要求4所述的控制装置,其中,
所述电力可供给时间包括所述电容器能够供给所述要求电力的时间和所述电容器所供给的电力从所述要求电力向零逐渐减少的时间。
6.如权利要求1所述的控制装置,其中,
所述电子控制单元被构成为,在所述电容器的能够输出的电力小于所述要求电力的情况下,将所述转速增加待机时间设为零,
所述电子控制单元被构成为,对从所述发电开始时间点起至所述发电用电机的发电电力到达所述要求电力的要求到达时间点为止的到达所需时间进行计算,
所述电子控制单元被构成为,以使所述电力可供给时间成为所述发电延迟时间与所述到达所需时间的合计时间以上的方式,从所述要求开始时间点起使所述电容器所供给的电力向零逐渐减少。
7.如权利要求1至6中任意一项所述的控制装置,其中,
所述混合动力车辆包括能够向所述驱动用电机供给所储存的电力的蓄电池,所述电容器被构成为,在所述蓄电池所供给的电力之外,另行向所述驱动用电机供给电力,
所述电子控制单元被构成为,将所述蓄电池所供给的电力相对于实现所述混合动力车辆的要求驱动力的所述驱动用电机的输出所需的电力而言所不足的电力作为所述要求电力而进行计算。
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