CN116113556A

CN116113556A - 串联混合动力车辆的控制方法以及串联混合动力车辆

Info

Publication number: CN116113556A
Application number: CN202080104351.0A
Authority: CN
Inventors: 星圣; 片山宽子; 小林梓; 藤田博康; 森下大梦
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2020-08-07
Filing date: 2020-08-07
Publication date: 2023-05-12
Also published as: JPWO2022030007A1; EP4194295A1; US20230339452A1; BR112023002252A2; WO2022030007A1; EP4194295A4; JP7435792B2; MX2023001487A

Abstract

在车辆1的控制方法中，在通过电机驱动而消耗的电力即消耗电力CP_M中包含：根据内燃机2的摩擦而规定的电机驱动的消耗电力CP即摩擦量消耗电力CP_A；以及因用于使内燃机2的旋转速度NE变化的惯性转矩而消耗的电力即惯性电力CP_I。

Description

串联混合动力车辆的控制方法以及串联混合动力车辆

技术领域

本发明涉及一种串联混合动力车辆。

背景技术

在JP2017-47821A中公开了如下技术，即，在请求制动力较大时增大用于电机驱动的电机的消耗电力，由此减小电池的充电电力。在JP2016-43908A中公开了如下混合动力车辆，即，具有挡位D以及与挡位D相比而再生制动力更强的挡位B。

发明内容

例如，在再生时产生超过电池能够容纳的电力的再生电力的情况下，进行内燃机的电机驱动。电机驱动能够消耗超过电池能容纳的电力的量的电力。

然而，电机驱动的消耗电力随着电机驱动的旋转速度趋向目标旋转速度升高而增大。因此，在此期间基于与升高中的电机驱动的旋转速度相应的消耗电力而限制行驶用电机的再生。

其结果，即使在目标减速度例如因挡位切换而变化的情况下，车辆的减速度也随着电机驱动的旋转速度的变化而逐渐变化。因此，驾驶员有可能对在目标减速度变化的情况下获得的减速感感到不满。

本发明就是鉴于这种问题而提出的，其目的在于在伴随着电机驱动的再生时迅速地获得减速感。

本发明的某个方式的串联混合动力车辆的控制方法中，该串联混合动力车辆具有第1前进挡位以及第2前进挡位，由行驶用电机利用由内燃机的动力驱动发电所得的发电用电机的电力对驱动轮进行驱动，在利用行驶用电机而产生超过电池能够容纳的电力的再生电力的情况下，利用发电用电机进行内燃机的电机驱动，将通过电机驱动而消耗的电力和电池能够容纳的电力的合计电力设为上限而进行基于所述行驶用电机的再生，在通过电机驱动而消耗的电力中包含：根据内燃机的摩擦而规定的电机驱动的消耗电力；以及因用于使内燃机的旋转速度变化的惯性转矩而消耗的电力即惯性电力。

根据本发明的其他方式，提供一种与上述串联混合动力车辆的控制方法对应的串联混合动力车辆的控制装置。

附图说明

图1是表示车辆的要部的概略结构图。

图2是挡位以及驾驶模式的说明图。

图3是表示综合控制器的处理的框图。

图4是第2目标电机转矩的说明图。

图5是表示消耗电力运算部的处理的框图。

图6是以流程图表示惯性电力反映部的处理的图。

图7是表示消耗电力变化率限制部的处理的框图。

图8是表示惯性电力变化率限制部的处理的框图。

图9是表示时序图的第1例的图。

图10是表示时序图的第2例的图。

图11是表示时序图的第3例的图。

图12是表示时序图的第4例的图。

图13是表示时序图的第5例的图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是表示车辆1的要部的概略结构图。车辆1具有内燃机2、发电用电机3、行驶用电机4、电池5以及驱动轮6。

内燃机2可以是汽油发动机或者柴油发动机中的任一者。发电用电机3由内燃机2的动力驱动而发电。行驶用电机4由电池5的电力驱动而对驱动轮6进行驱动。行驶用电机4还具有如下所谓再生功能，即，在减速时等随着驱动轮6的旋转被带动旋转而使得减速能量再生为电力。利用发电用电机3发电所得的电力、以及行驶用电机4再生所得的电力对电池5进行充电。

车辆1具有第1动力传递路径21以及第2动力传递路径22。借助第1动力传递路径21在行驶用电机4与驱动轮6之间传递动力。借助第2动力传递路径22在内燃机2与发电用电机3之间传递动力。第1动力传递路径21以及第2动力传递路径22是彼此独立的动力传递路径、即不从第1动力传递路径21以及第2动力传递路径22中的一者向另一者传递动力的动力传递路径。

第1动力传递路径21构成为具有：第1减速齿轮11，其设置于行驶用电机4的旋转轴4a；第2减速齿轮12，其与第1减速齿轮11啮合；第3减速齿轮13，其相对于第2减速齿轮12设置于同轴上且与差速齿轮14啮合；以及差速齿轮14，其设置于差速箱15。

第2动力传递路径22构成为具有：第4减速齿轮16，其设置于内燃机2的输出轴2a；第5减速齿轮17，其与第4减速齿轮16啮合；以及第6减速齿轮18，其设置于发电用电机3的旋转轴3a、且与第5减速齿轮17啮合。

第1动力传递路径21以及第2动力传递路径22均不具有将动力传递切断的要素。即，第1动力传递路径21以及第2动力传递路径22分别始终处于传递动力的状态。

第2动力传递路径22构成动力传递系统23的动力传递路径。动力传递系统23形成为如下结构，即，包含内燃机2以及发电用电机3，在内燃机2的电机驱动时从发电用电机3向内燃机2传递动力。

车辆1还具有控制器30。控制器30构成为具有：进行内燃机2的控制的发动机控制器31；进行发电用电机3的控制的发电用电机控制器32；进行行驶用电机4的控制的行驶用电机控制器33；以及综合进行车辆1的控制的综合控制器34。

发动机控制器31由具有中央运算装置(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)以及输入输出接口(I/O接口)的微机构成。对于发电用电机控制器32、行驶用电机控制器33以及综合控制器34也一样。发动机控制器31、发电用电机控制器32以及行驶用电机控制器33经由综合控制器34并通过CAN标准的总线以能够彼此通信的方式而连接。

来自包含用于对内燃机2的旋转速度NE进行检测的旋转速度传感器81、用于对以加速器踏板的踩踏量指标的加速器开度APO进行检测的加速器开度传感器82、用于对内燃机2的水温THW进行检测的水温传感器83、用于对车速VSP进行检测的车速传感器84在内的各种传感器/开关类的信号输入至控制器30。这些信号直接或者经由发动机控制器31等其他控制器而输入至综合控制器34。

车辆1构成由行驶用电机4利用由内燃机2的动力驱动而进行发电的发电用电机3的电力对驱动轮6进行驱动的串联混合动力车辆。

图2是挡位以及驾驶模式的说明图。车辆1具有换挡器91。换挡器91是用于通过驾驶员的操作而进行挡位切换的装置，通过对与各挡位对应的门的换挡杆操作、开关操作而进行驾驶员操作。

换挡器91设为瞬时式的换挡器。关于瞬时式的换挡器91，相对于驾驶员操作而释放的换挡杆自主地向作为中立位置的初始位置恢复。通过驾驶员操作而选择的挡位与后述的驾驶模式一起在设置于车室内的挡位显示器显示。在挡位显示器能够目视确认所选择的挡位。

能够通过换挡器91选择的挡位除了P挡位(驻车挡位)、R挡位(倒车挡位)、N挡位(中立挡位)以外，还包含作为第1前进挡位的D挡位以及作为第2前进挡位的B挡位。

D挡位及B挡位通过与上述操作共通的针对D/B门(gate)的换挡杆操作而选择。通过针对D/B门的换挡杆操作，在选择D挡位的情况下选择B挡位，在选择B挡位的情况下选择D挡位。在选择除了D挡位及B挡位以外的挡位的情况下，通过针对D/B门的换挡杆操作而选择D挡位。后文中对D挡位及B挡位进行叙述。

车辆1具有驾驶模式开关92。驾驶模式开关92是用于通过驾驶员操作而变更驾驶模式的开关。

驾驶模式包含N模式、S模式以及ECO模式。N模式设为通过加速器踏板操作而进行加速的模式(正常模式)。因此，在N模式下通过加速器踏板操作而不进行再生减速。S模式及ECO模式设为通过加速器踏板操作而进行加速及再生减速的模式(1踏板模式)，ECO模式设为比S模式更适合于燃油运转的模式。每当按动驾驶模式开关92时，驾驶模式按照N模式、S模式、ECO模式的顺序进行变更。在ECO模式之后恢复为N模式。

关于车辆1，通过与选择的驾驶模式的组合，构成D挡位与N模式组合的ND模式、D挡位与S模式组合的SD模式、D挡位与ECO模式组合的ECO-D模式。同样地，B挡位通过与选择的驾驶模式组合而构成NB模式、SB模式、ECO-B模式。

B挡位设为与D挡位相比在加速器踏板处于断开状态时，通过行驶用电机4的再生而产生的车辆1的减速度更大的挡位。换言之，针对B挡位而设定大于D挡位的目标减速度。减速度较大是指减速程度较大(减速度的绝对值较大)。对于目标减速度也一样。B挡位与D挡位相比而基于行驶用电机4的再生电力的绝对值更大，其结果，减速度增大。

B挡位与D挡位相比而设定更高的由发电用电机3驱动的内燃机2的目标旋转速度NE_T、即内燃机2的电机驱动的目标旋转速度NE_T。因此，B挡位与D挡位相比，电机驱动的消耗电力CP也更大。

例如，在再生时产生超过电池5的可容纳电力P_IN的再生电力的情况下进行内燃机2的电机驱动。电机驱动能够消耗超过可容纳电力P_IN的量的电力。

然而，电机驱动的消耗电力CP随着电机驱动的旋转速度NE趋向目标旋转速度NE_T升高而增大。因此，在此期间，基于与升高中的电机驱动的旋转速度NE相应的消耗电力CP而限制行驶用电机4的再生。

其结果，即使在目标减速度例如因挡位切换而变化的情况下，车辆1的减速度也根据电机驱动的旋转速度NE的变化而逐渐变化。因此，驾驶员有可能会对例如通过向减速度较大的挡位的挡位切换而使得目标减速度变化的情况下获得的减速感感到不满。

鉴于这种情形，在本实施方式中，以下面说明的方式构成综合控制器34。

图3是表示综合控制器34的处理的框图。在图3中，示出了行驶用电机4的目标电机转矩TQ_T的运算处理。综合控制器34具有目标驱动力运算部341、驱动力转矩变换运算部342、目标电力运算部343、目标ENG动作点运算部344、消耗电力运算部345、再生上限电机转矩运算部346以及目标电机转矩确定部347。

目标驱动力运算部341基于车速VSP及加速器开度APO而对行驶用电机4的目标驱动力DP_T进行运算。目标驱动力DP_T可以根据车速VSP及加速器开度APO并利用对应图数据而预先设定。在目标驱动力运算部341中，对再生时的负的目标驱动力DP_T即目标再生动力进行运算。运算出的目标驱动力DP_T输入至驱动力转矩变换运算部342以及目标电力运算部343。

驱动力转矩变换运算部342将目标驱动力DP_T变换为行驶用电机4的第1目标电机转矩TQ_T1。第1目标电机转矩TQ_T1是与目标驱动力DP_T相应的目标电机转矩TQ_T。第1目标电机转矩TQ_T1输入至目标电机转矩确定部347。

目标电力运算部343基于目标驱动力DP_T而对用于基于发电用电机3的发电或放电的目标电力EP_T进行运算。在发电中进行基于内燃机2的发电用电机3的驱动，在放电中进行基于发电用电机3的内燃机2的驱动、即电机驱动。

在输入有正的目标驱动力DP_T的情况下，在目标电力运算部343中对发电用的目标电力EP_T进行运算。针对发电用的目标电力EP_T进行追加与各种发电请求标志相应的电力等的校正。发电用的目标电力EP_T是将上限充电电力作为上限而进行运算的。

在输入有负的目标驱动力DP_T的情况下，在目标电力运算部343中对放电用的目标电力EP_T进行运算。放电用的目标电力EP_T是以绝对值将上限放电电力作为上限而进行运算的。运算出的目标电力EP_T输入至目标ENG动作点运算部344。

目标ENG动作点运算部344基于目标电力EP_T而对内燃机2的目标动作点进行运算。目标动作点可以根据目标电力EP_T并利用对应图数据而预先设定。在进行放电即电机驱动的情况下，在目标ENG动作点运算部344中，作为目标动作点而对目标旋转速度NE_T进行运算。运算出的目标旋转速度NE_T输入至发电用电机控制器32以及消耗电力运算部345。

发电用电机控制器32基于输入的目标旋转速度NE_T而对发电用电机3进行控制。由此，进行内燃机2的电机驱动而消耗电力。从发电用电机控制器32将实际旋转速度NE_A输入至消耗电力运算部345。实际旋转速度NE_A是内燃机2的旋转速度NE的实际值(传感器值)，基于来自旋转速度传感器81的信号而检测。基于来自水温传感器83的信号的内燃机2的水温THW也输入至消耗电力运算部345。

消耗电力运算部345对电机驱动的消耗电力CP_M进行运算。消耗电力CP_M是因电机驱动而消耗的电力，设为推定值。例如，对摩擦量消耗电力CP_A加上惯性电力CP_I而获得消耗电力CP_M。

摩擦量消耗电力CP_A是与内燃机2的摩擦相应的稳定的电机驱动的消耗电力CP。摩擦量消耗电力CP_A构成根据内燃机2的摩擦而规定的电机驱动的消耗电力CP，内燃机2的摩擦根据内燃机2的旋转速度NE而变化。

惯性电力CP_I是用于使内燃机2的旋转速度NE变化的惯性转矩所消耗的电力，表示过渡的电机驱动的消耗电力CP。惯性电力CP_I设为用于产生或消除动力传递系统23的惯性转矩的变化的电力。后文中进一步对消耗电力运算部345进行叙述。

运算出的消耗电力CP_M输入至再生上限电机转矩运算部346。电池5的可容纳电力P_IN的信息也输入至再生上限电机转矩运算部346。

再生上限电机转矩运算部346对作为行驶用电机4的再生上限电机转矩的第2目标电机转矩TQ_T2进行运算。第2目标电机转矩TQ_T2是用于将超过可容纳电力P_IN的量的再生电力的大小限制为通过电机驱动能够消耗的大小的转矩，以下面的方式进行运算。

图4是第2目标电机转矩TQ_T2的说明图。在图4中，将再生转矩的变化与旋转速度NE的变化一起示出。在图4中，以绝对值表示再生转矩。

再生转矩TQ_A表示与摩擦量消耗电力CP_A相应的再生转矩。因此，再生转矩TQ_A根据旋转速度NE的变化而缓慢地变化。再生转矩TQ_M表示与消耗电力CP_M相应的再生转矩。对于再生转矩TQ_M考虑了惯性。其结果，如果开始电机驱动，则再生转矩TQ_M迅速升高。

再生转矩TQ_M超过目的地再生转矩TQ_TA而升高。目的地再生转矩TQ_TA是与目的地旋转速度NE_TA相应的再生转矩。目的地旋转速度NE_TA是与用于电机驱动的发电用电机3的目标电力EP_T相应的目标旋转速度NE_T。在再生时根据目标再生动力而对放电用的目标电力EP_T进行运算的情况下，目的地旋转速度NE_TA变为与目标再生动力相应的旋转速度NE。

以使得旋转速度NE达到目的地旋转速度NE_TA的方式进行电机驱动。因此，通过电机驱动能够消耗的再生电力的大小限制为与目的地旋转速度NE_TA相应的大小。因此，需要将再生转矩TQ_M也限制为与目的地旋转速度NE_TA相应的目的地再生转矩TQ_TA。

因此，通过基于目标旋转速度NE_T限制再生转矩TQ_M而对第2目标电机转矩TQ_T2进行运算。另外，目标旋转速度NE_T还包含指令旋转速度NE_TB。指令旋转速度NE_TB作为直至旋转速度NE达到目的地旋转速度NE_TA为止的期间的过渡的目标旋转速度NE_T而预先设定。

其结果，第2目标电机转矩TQ_T2以在开始电机驱动之后根据指令旋转速度NE_TB而变化之后达到目的地再生转矩TQ_TA的方式进行运算。

返回至图3，再生上限电机转矩运算部346中运算出的第2目标电机转矩TQ_T2输入至目标电机转矩确定部347。

目标电机转矩确定部347对目标电机转矩TQ_T进行确定。在目标电机转矩确定部347中，从第1目标电机转矩TQ_T1、第2目标电机转矩TQ_T2以及各种限制电机转矩中将最大的电机转矩确定为目标电机转矩TQ_T。

行驶用电机4的电机转矩TQ在再生时变为负值。因此，最大的电机转矩是指在再生时绝对值最小的电机转矩。由此，限制最严格的电机转矩被确定为目标电机转矩TQ_T，其结果，还满足另一个对电机转矩的限制。

在再生时对第2目标电机转矩TQ_T2的限制最严格的情况下，第2目标电机转矩TQ_T2被确定为目标电机转矩TQ_T。确定出的目标电机转矩TQ_T输入至行驶用电机控制器33。在行驶用电机控制器33中，在再生时进行基于目标电机转矩TQ_T的行驶用电机4的再生控制。

其结果，在第2目标电机转矩TQ_T2被确定为目标电机转矩TQ_T的情况下，即使产生超过可容纳电力P_IN的再生电力，也通过电机驱动而消耗超过可容纳电力P_IN的量的电力。即，进行将消耗电力CP_M和可容纳电力P_IN的合计电力设为上限的再生减速等基于行驶用电机4的再生。

接下来，进一步对消耗电力运算部345进行说明。

图5是表示消耗电力运算部345的处理的框图。消耗电力运算部345具有目的地消耗电力运算部41、消耗电力变化率限制部42、摩擦量消耗电力运算部43、上限选择部44、上次值运算部45、差值运算部46、惯性电力运算部47、有效无效选择部48、惯性电力变化率限制部49、惯性电力反映部50以及消耗电力限制部51。

目的地消耗电力运算部41对电机驱动的目的地消耗电力CP_TA进行运算。目的地消耗电力CP_TA是与目的地旋转速度NE_TA相应的消耗电力CP。根据与旋转速度NE及水温THW相应地预先设定的消耗电力CP的对应图数据，基于目标旋转速度NE_T(目的地旋转速度NE_TA)及水温THW而对目的地消耗电力CP_TA进行运算。消耗电力CP设为正值。运算出的目的地消耗电力CP_TA输入至消耗电力变化率限制部42。

消耗电力变化率限制部42对目的地消耗电力CP_TA的变化率进行限制。在消耗电力变化率限制部42中，对变化程度受到限制的目的地消耗电力CP_TA进行运算，由此对目的地消耗电力CP_TA进行速率限制。

目的地消耗电力CP_TA的速率限制在规定的情况下进行。规定的情况设为在实际旋转速度NE_A达到目的地旋转速度NE_TA之前目的地旋转速度NE_TA减小时。后文中进一步对消耗电力变化率限制部42进行叙述。速率限制后的目的地消耗电力CP_TA输入至上限选择部44。

摩擦量消耗电力运算部43对摩擦量消耗电力CP_A进行运算。根据消耗电力CP的对应图数据，并基于实际旋转速度NE_A及水温THW而对摩擦量消耗电力CP_A进行运算。运算出的摩擦量消耗电力CP_A输入至上限选择部44及惯性电力反映部50。

上限选择部44选择目的地消耗电力CP_TA及摩擦量消耗电力CP_A中的较大的消耗电力CP作为上限CP_MAX。上限CP_MAX是消耗电力CP_M的上限，输入至消耗电力限制部51。

上次值运算部45是倒数运算器，对目标旋转速度NE_T的上次值进行储存。上次值设为综合控制器34的1个JOB周期(运算周期)之前的值。

差值运算部46从被输入的目标旋转速度NE_T即当前的JOB周期的目标旋转速度NE_T减去目标旋转速度NE_T的上次值，由此对差值ΔNE_T进行运算。运算出的差值ΔNE_T输入至惯性电力运算部47。

惯性电力运算部47对惯性电力CP_I进行运算。在惯性电力运算部47中对惯性转矩进行运算，运算出的惯性转矩进一步换算为惯性电力CP_I。基于下面的数学式1而对惯性转矩进行运算。

[数学式1]

惯性转矩＝角加速度×惯性力矩

角加速度能够通过由JOB周期除差值ΔNE_T而求出。对于惯性力矩而使用动力传递系统23的惯性力矩。

有效无效选择部48基于各种无效条件而选择惯性电力CP_I的有效无效。各种无效条件包含并非B挡位、差值ΔNE_T的大小大于规定值ΔNE_T1、以及差值ΔNE_T小于零。

在有效无效选择部48中，在各种无效条件全部都不成立的情况下，选择惯性电力CP_I，由此使得惯性电力CP_I有效。另外，在各种无效条件均不成立的情况下选择零，由此使得惯性电力CP_I无效。后文中进一步对各种无效条件进行叙述。

所选择的惯性电力CP_I输入至惯性电力变化率限制部49。选择零的情况下也一样。例如可以在实施基于低通滤波器的滤波处理的基础上将惯性电力CP_I输入至惯性电力变化率限制部49。

惯性电力变化率限制部49对惯性电力CP_I的变化率进行限制。在惯性电力变化率限制部49中，对限制了变化程度的惯性电力CP_I进行运算，由此对惯性电力CP_I进行速率限制。

惯性电力CP_I的速率限制在规定的情况下进行。规定的情况与消耗电力变化率限制部42的情况相同，设为在实际旋转速度NE_A达到目的地旋转速度NE_TA之前目的地旋转速度NE_TA减小时。后文中进一步对惯性电力变化率限制部49进行叙述。速率限制后的惯性电力CP_I输入至惯性电力反映部50。在利用有效无效选择部48选择零的情况下也一样。

在惯性电力CP_I有效的情况下，惯性电力反映部50对摩擦量消耗电力CP_A加上惯性电力CP_I而对暂定消耗电力CP_m进行运算。在惯性电力CP_I无效的情况下，惯性电力CP_I未反映至暂定消耗电力CP_m。以下面的方式进行惯性电力反映部50的处理。

图6是以流程图表示惯性电力反映部50的处理的图。在图6中，将惯性电力反映部50的处理与有效无效选择部48的处理一起示出。

综合控制器34在步骤S1中判定挡位是否为B挡位，在步骤S2中判定差值ΔNE_T的大小是否小于或等于规定值ΔNE_T1，在步骤S3中判定差值ΔNE_T是否大于或等于零。

如果在步骤S1至步骤S3中全部都判定为肯定，则处理进入步骤S4，综合控制器34对摩擦量消耗电力CP_A加上惯性电力CP_I。即，在该情况下，惯性电力CP_I设为有效。

如果在步骤S1至步骤S3的某一步骤中判定为否定，则处理进入步骤S4，综合控制器34不对摩擦量消耗电力CP_A加上惯性电力CP_I。即，在该情况下，惯性电力CP_I设为无效。

在步骤S1至步骤S3的某一步骤中判定为否定的情况下，与各种无效条件的某一条件成立的情况对应。进一步对步骤S1至步骤S3进行说明，如下所述。

在步骤S1中判定为否定的情况下、即在挡位并非B挡位的情况下，将惯性电力CP_I设为无效，由此防止在B挡位以外产生与惯性电力CP_I相应的再生转矩而使得减速度增大。

在步骤S2中，判定指令旋转速度NE_TB是否急剧变动。差值ΔNE_T表示每1个JOB周期的目标旋转速度NE_T的变化，目标旋转速度NE_T包含指令旋转速度NE_TB。因此，差值ΔNE_T表示指令旋转加速度、即指令旋转速度NE_TB的斜率(变化程度)。规定值ΔNE_T1是用于规定指令旋转速度NE_TB急剧变动的情况的值，是预先设定的。

在步骤S2中判定为否定的情况下，判断为指令旋转速度NE_TB已急剧变化。因此，在步骤S2中判定为否定的情况下、即在差值ΔNE_T的大小大于规定值ΔNE_T1的情况下，与指令旋转加速度的大小大于规定值的情况对应。

在步骤S2中判定为否定的情况下，将惯性电力CP_I设为无效，由此防止再生转矩与指令旋转速度NE_TB急剧变动时的惯性电力CP_I相应地骤变。

在步骤S3中，判定是否处于目标旋转速度NE_T减小时。差值ΔNE_T表示目标旋转速度NE_T的斜率。因此，在步骤S3中判定为否定的情况下、即在差值ΔNE_T小于零的情况下，与目标旋转速度NE_T减小时对应。

在步骤S3中判定为否定的情况下，将惯性电力CP_I设为无效，由此防止因惯性电力CP_I的负值成分使得再生转矩减小、减速度减小的情况。

返回至图5，暂定消耗电力CP_m从惯性电力反映部50输入至消耗电力限制部51。消耗电力限制部51选择上限CP_MAX以及暂定消耗电力CP_m中的较小的消耗电力CP作为消耗电力CP_M。

在暂定消耗电力CP_m小于上限CP_MAX的情况下，选择暂定消耗电力CP_m，由此将暂定消耗电力CP_m设为消耗电力CP_M。在暂定消耗电力CP_m大于或等于上限CP_MAX的情况下，选择上限CP_MAX，由此将上限CP_MAX设为消耗电力CP_M。

接下来，进一步对消耗电力变化率限制部42以及惯性电力变化率限制部49进行说明。

图7是表示消耗电力变化率限制部42的处理的框图。消耗电力变化率限制部42具有上次值运算部61、速率限制值运算部62以及目的地消耗电力选择部63。

上次值运算部61是倒数运算器，对目的地消耗电力CP_TA的上次值进行储存。如前所述，目的地消耗电力CP_TA的速率限制在实际旋转速度NE_A达到目的地消耗电力CP_TA之前目的地消耗电力CP_TA减小时进行。因此，目的地消耗电力CP_TA的上次值变为即将减小之前的目的地消耗电力CP_TA。

目的地消耗电力CP_TA的上次值输入至速率限制值运算部62。消耗电力限制变化率α也输入至速率限制值运算部62。消耗电力限制变化率α是基于速率限制得到的目的地消耗电力CP_TA的变化程度，是预先规定的。消耗电力限制变化率α设为每个JOB周期的变化程度。

速率限制值运算部62从目的地消耗电力CP_TA的上次值减去消耗电力限制变化率α，由此对目的地消耗电力CP_TA的速率限制值、即速率限制后的目的地消耗电力CP_TA进行运算。

目的地消耗电力选择部63选择目的地消耗电力CP_TA的速率限制值以及从目的地消耗电力运算部41输入的目的地消耗电力CP_TA中的较大的值，作为目的地消耗电力CP_TA。

从目的地消耗电力运算部41输入减小时的目的地消耗电力CP_TA。因此，在目的地消耗电力选择部63中选择目的地消耗电力CP_TA的速率限制值，作为目的地消耗电力CP_TA。

所选择的目的地消耗电力CP_TA从消耗电力变化率限制部42输出，并且作为目的地消耗电力CP_TA的上次值而储存于上次值运算部61。所储存的目的地消耗电力CP_TA的上次值在下一次运算时输入至速率限制值运算部62。其结果，在速率限制值运算部62中从目的地消耗电力CP_TA的上次值再次减去消耗电力限制变化率α。

即，在速率限制值运算部62中，在每个JOB周期进行消耗电力限制变化率α的减法运算，由此使得目的地消耗电力CP_TA的速率限制值逐渐减小。另外，在目的地消耗电力选择部63中，在目的地消耗电力CP_TA的速率限制值不小于从目的地消耗电力运算部41输入的目的地消耗电力CP_TA时，选择目的地消耗电力CP_TA的速率限制值作为目的地消耗电力CP_TA。由此，限制目的地消耗电力CP_TA的变化率。

在目的地消耗电力选择部63中，如果目的地消耗电力CP_TA的速率限制值小于从目的地消耗电力运算部41输入的目的地消耗电力CP_TA，则选择从目的地消耗电力运算部41输入的目的地消耗电力CP_TA作为目的地消耗电力CP_TA。

图8是表示惯性电力变化率限制部49的处理的框图。惯性电力变化率限制部49具有上次值运算部71、速率限制值运算部72以及惯性电力选择部73。

惯性电力变化率限制部49取代目的地消耗电力CP_TA而将惯性电力CP_I设为对象，与图7所示的消耗电力变化率限制部42同样地构成。

因此，在上次值运算部71中对惯性电力CP_I的上次值进行储存，另外，在速率限制值运算部72中，在每个JOB周期进行惯性电力限制变化率β的减法运算，由此使得惯性电力CP_I的速率限制值逐渐减小。惯性电力限制变化率β是基于速率限制得到的惯性电力CP_I的变化程度，是预先规定的。

在惯性电力选择部73中，在惯性电力CP_I的速率限制值不小于从有效无效选择部48输入的惯性电力CP_I时，选择惯性电力CP_I的速率限制值作为惯性电力CP_I。另外，如果惯性电力CP_I的速率限制值小于从有效无效选择部48输入的惯性电力CP_I，则选择从有效无效选择部48输入的惯性电力CP_I作为惯性电力CP_I。所选择的惯性电力CP_I从惯性电力变化率限制部49输出，并且储存于上次值运算部71。

接下来，利用图9至图13对与综合控制器34进行的控制对应的时序图进行说明。

图9表示时序图的第1例。在第1例中，未处于B挡位设为惯性电力CP_I的无效条件。

在定时T1，在再生减速中进行从D挡位向B挡位的挡位切换。在B挡位，与D挡位相比，因行驶用电机4的再生而产生的减速度更大。其结果，在第1例中，与向B挡位的挡位切换相应地产生超过可容纳电力P_IN的再生电力。

因此，在定时T1开始电机驱动，目的地旋转速度NE_TA升高，并且指令旋转速度NE_TB开始增大。其结果，实际旋转速度NE_A、摩擦量消耗电力CP_A也开始增大。在直至指令旋转速度NE_TB达到目的地旋转速度NE_TA为止的期间，目标旋转速度NE_T由指令旋转速度NE_TB构成。

在定时T1，与向B挡位的挡位切换相应地解除惯性电力CP_I的无效条件。因此，消耗电力CP_M设为对摩擦量消耗电力CP_A(图示的下侧的阴影部分)加上惯性电力CP_I(图示的上侧的阴影部分)所得的值。其结果，在B挡位，车辆1的减速感得到提高。

如图9所示，有时在刚开始电机驱动之后，指令旋转速度NE_TB急剧地变动。在该情况下，惯性电力CP_I与急剧变动的指令旋转速度NE_TB相应地变动。

其结果，如虚线包围的部分所示，消耗电力CP_M在定时T1、定时T2之间急剧变动。而且，此时再生电力急剧减小，其结果，产生减速度急剧减小的减速度失速。如下面说明的那样防止定时T1、定时T2之间的减速度失速。

图10是表示时序图的第2例的图。对比例的消耗电力CP_M如图9所示。与图9的情况对比，在图10所示的第2例中，差值ΔNE_T的大小大于规定值ΔNE_T1进一步设为惯性电力CP_I的无效条件。

内燃机2的运转模式在定时T1的电机驱动开始之后，经由指令旋转速度NE_TB急剧变动的定时T1、定时T2之间的过渡期而转变为电机驱动模式。过渡期是从停止模式向电机驱动模式的运转模式的过渡期，在电机驱动模式的情况下，实际旋转速度NE_A追随目标旋转速度NE_T而变化。

在过渡期，差值ΔNE_T的大小、即构成目标旋转速度NE_T的指令旋转速度NE_TB的斜率大于规定值ΔNE_T1。

因此，在第2例中，在过渡期惯性电力CP_I的无效条件成立，惯性电力CP_I未反映至消耗电力CP_M。其结果，在定时T1、定时T2之间消耗电力CP_M并未急剧减小，能防止减速度失速。定时T2以后的变化与第1例相同。

返回至图9，实际旋转速度NE_A在定时T4达到目的地旋转速度NE_TA而变得恒定。即，电机驱动变为稳定状态。指令旋转速度NE_TB是直至实际旋转速度NE_A达到目的地旋转速度NE_TA为止的过渡的目标旋转速度NE_T，因此在定时T4变为目的地旋转速度NE_TA。如果指令旋转速度NE_TB达到目的地旋转速度NE_TA，则目标旋转速度NE_T由目的地旋转速度NE_TA构成。

从定时T4起，实际旋转速度NE_A变得恒定，其结果，惯性电力CP_I变为零。因此，消耗电力CP_M变为摩擦量消耗电力CP_A。关于消耗电力CP_M，后文中对定时T4所示的由虚线包围的部分进行叙述。

在定时T5，再生电力开始减小。其结果，在电机驱动中需要消耗的电力开始减小。因此，目标旋转速度NE_T开始降低，实际旋转速度NE_A也追随地开始降低。再生电力例如在单踏板模式下，在加速器踏板的踩踏减缓时减小。

在定时T6，再生电力开始增大。其结果，在电机驱动中需要消耗的电力开始增大。因此，从定时T6起，目标旋转速度NE_T开始增大，实际旋转速度NE_A也追随其而开始增大。

在定时T7，再生电力再次开始减小，目标旋转速度NE_T以及实际旋转速度NE_A也与此相应地开始减小。在第1例中，示出了定时T5以后的目标旋转速度NE_T(目的地旋转速度NE_TA)的变化与后述的图12所示的第4例的指令旋转速度NE_TB的变化相同的情况。

在图9所示的第1例中，前述的差值ΔNE_T小于零的条件、即目标旋转速度NE_T减小时未设为惯性电力CP_I的无效条件。

因此，消耗电力CP_M在定时T5、定时T6之间设为对摩擦量消耗电力CP_A加上负值成分的惯性电力CP_I所得的值。其结果，消耗电力CP_M如虚线包围的部分所示那样在定时T5急剧减小，产生减速度失速。如下面说明的那样防止这种减速度失速。

图11是表示时序图的第3例的图。对比例的消耗电力CP_M如图10所示。与图10的情况对比，在图11所示的第3例中，差值ΔNE_T小于零进一步设为惯性电力CP_I的无效条件。

在定时T5、定时T6之间再生电力减小，其结果，目标旋转速度NE_T降低。因此，差值ΔNE_T小于零。此时，实际旋转速度NE_A也追随目标旋转速度NE_T而降低，因此如虚线包围的部分所示，惯性电力CP_I变为负值。

在对比例的情况下，差值ΔNE_T小于零未设为惯性电力CP_I的无效条件，因此，在定时T5，消耗电力CP_M急剧减小，产生减速度失速。

在第3例中，在差值ΔNE_T小于零的情况下，惯性电力CP_I设为无效。因此，消耗电力CP_M在定时T5、定时T6之间未因负值成分的惯性电力CP_I而减小。其结果，在定时T5未产生消耗电力CP_M的急剧减小，能防止减速度失速。

在定时T7，惯性电力CP_I也设为无效，由此抑制消耗电力CP_M急剧减小，改善了减速度失速。后文中进一步对定时T7进行叙述。

如前所述，惯性电力CP_I从定时T4起变为零，其结果，消耗电力CP_M设为摩擦量消耗电力CP_A。其结果，如图9中虚线包围的部分所示，消耗电力CP_M在定时T4急剧减小而产生减速度失速。以下面说明的方式防止这种减速度失速。

图12是表示时序图的第4例的图。对比例的消耗电力CP_M如图11所示。在图12所示的第4例中，惯性电力CP_I的无效条件设为与图11的情况相同。

在第4例中，对通过挡位切换而在定时T5、定时T6之间以及定时T7以后将挡位设为D挡位的情况进行说明。在D挡位，与B挡位的情况相比而减速度减小，再生电力并未超过能够由电池5容纳的电力。因此，在定时T5、定时T6之间以及定时T7以后，为了使电机驱动停止，将由目的地旋转速度NE_TA构成的电机驱动的目标旋转速度NE_T设为零，在B挡位的情况下设定得更低。其结果，目的地消耗电力CP_TA变为零。在定时T5以后，指令旋转速度NE_TB以预先规定的程度达到目的地消耗电力CP_TA的方式变化，实际旋转速度NE_A也追随其发生变化。

在对比例中，如虚线包围的部分所示，消耗电力CP_M在定时T3、定时T4之间大于或等于目的地消耗电力CP_TA。其结果，在定时T4产生减速度失速。

在第4例中，摩擦量消耗电力CP_A以及目的地消耗电力CP_TA中的较大的消耗电力CP设为消耗电力CP_M的上限CP_MAX。因此，在B挡位的情况下，目的地消耗电力CP_TA设为上限CP_MAX，在D挡位的情况下，摩擦量消耗电力CP_A设为上限CP_MAX。

其结果，在第4例中，如虚线包围的部分所示，消耗电力CP_M在定时T3、定时T4之间设为上限CP_MAX。因此，在定时T4未产生消耗电力CP_M的急剧减小，能够防止产生减速度失速。

在第4例中，为了对D挡位的情况下的上限CP_MAX进行说明，对在定时T1以后选择D挡位的情况进行了说明。关于第4例中防止的减速度失速的产生，与图9的情况相同，即使在定时T1以后保持B挡位而加速器踏板的踩踏减缓的情况下也能防止。

第4例中还反映出第2例、第3例中说明的对减速度失速的防止。即使是这种第4例，在定时T7消耗电力CP_M也依然急剧减小，其结果，产生减速度失速。如下面说明的那样防止这种减速度失速。

图13是表示时序图的第5例的图。对比例的消耗电力CP_M如图12所示。在图13所示的第5例中，惯性电力CP_I的无效条件以及挡位的变化设为与图12的情况相同。

在定时T7，进行从B挡位向减速度比B挡位更小的D挡位的挡位切换，与此相应地，在实际旋转速度NE_A达到目的地旋转速度NE_TA之前，目的地旋转速度NE_TA减小。在该情况下，因差值ΔNE_T小于零等而使得惯性电力CP_I的无效条件成立，在对比例的情况下，如虚线包围的部分所示，在定时T7，消耗电力CP_M急剧减小。

在第5例中，如利用图5、图7、图8在前面叙述的那样，在实际旋转速度NE_A达到目的地旋转速度NE_TA之前目的地旋转速度NE_TA减小时，一边对惯性电力CP_I以及目的地旋转速度NE_TA进行速率限制一边使其变化。

首先，利用图13所示的第1图说明对惯性电力CP_I进行速率限制的情况。在该情况下，惯性电力CP_I因速率限制而如圆形包围的部分所示那样从定时T7起逐渐降低。

在第1图中，示出了在定时T6、定时T7之间进行速率限制之前的目的地旋转速度NE_TA(由目的地消耗电力CP_TA构成的上限CP_MAX)。对目的地旋转速度NE_TA进行速率限制的理由如下。

即，在挡位变为D挡位的定时T7以后，如第1图所示，摩擦量消耗电力CP_A变为上限CP_MAX。因此，如果未对目的地旋转速度NE_TA进行速率限制，则速率限制后的惯性电力CP_I并未由上限CP_MAX反映至消耗电力CP_M。

在第2图中，示出了与速率限制后的目的地旋转速度NE_TA对应的上限CP_MAX(由速率限制后的目的地消耗电力CP_TA构成的上限CP_MAX)。速率限制后的目的地消耗电力CP_TA从定时T7起逐渐减小。目的地消耗电力CP_TA的变化程度(消耗电力限制变化率α)可以设为小于或等于反映出速率限制后的惯性电力CP_I的消耗电力CP_M的变化程度。

由此，目的地消耗电力CP_TA大于摩擦量消耗电力CP_A而构成上限CP_MAX，并且大于速率限制后的消耗电力CP_M。其结果，速率限制后的惯性电力CP_I反映至消耗电力CP_M，因此在定时T7，消耗电力CP_M未急剧减小，能够防止减速度失速的产生。

在定时T5、定时T6之间也如虚线所示那样对目的地消耗电力CP_TA进行速率限制。但是，在定时T5、定时T6之间，摩擦量消耗电力CP_A大于速率限制的目的地消耗电力CP_TA，因此上限CP_MAX未变化。

接下来，对本实施方式的主要作用效果进行说明。

车辆1具有D挡位以及B挡位，由行驶用电机4利用由内燃机2的动力驱动而发电的发电用电机3的电力对驱动轮6进行驱动。在由行驶用电机4产生超过可容纳电力P_IN的再生电力的情况下，车辆1进行基于发电用电机3的内燃机2的电机驱动。车辆1将消耗电力CP_M以及可容纳电力P_IN的合计电力设为上限，由此进行基于行驶用电机4的再生。本实施方式所涉及的车辆1的控制方法在这种车辆1中使用，在消耗电力CP_M中包含摩擦量消耗电力CP_A以及惯性电力CP_I。

根据这种方法，在挡位为B挡位的情况下，在消耗电力CP_M中包含惯性电力CP_I，从而能够增大B挡位的减速度。因此，在伴随着电机驱动的再生时能够迅速地获得基于挡位切换的减速感。

在本实施方式中，目标旋转速度NE_T具有目的地旋转速度NE_TA以及指令旋转速度NE_TB，在差值ΔNE_T的大小大于规定值ΔNE_T1时，在消耗电力CP_M中不包含惯性电力CP_I。

根据这种方法，在指令旋转速度NE_TB急剧变动的情况下，与此相应地变动的惯性电力CP_I并未反映至消耗电力CP_M。因此，因惯性电力CP_I而使得消耗电力CP_M骤变，能够防止驾驶员意料之外的定时的减速度的骤变。

在本实施方式中，在差值ΔNE_T小于零时、即目标旋转速度NE_T减小时，在消耗电力CP_M中不包含惯性电力CP_I。

根据这种方法，负值成分的惯性电力CP_I并未反映至消耗电力CP_M。因此，能够防止因负值成分的惯性电力CP_I使得消耗电力CP_M急剧减小、产生减速度失速的情况。

在本实施方式中，在实际旋转速度NE_A达到由目的地旋转速度NE_TA构成的目标旋转速度NE_T之前该目标旋转速度NE_T减小时，一边对惯性电力CP_I进行速率限制一边使其变化，并且一边对目的地消耗电力CP_TA进行速率限制一边使其变化，由此使得惯性电力CP_I逐渐反映至消耗电力CP_M。

根据这种方法，一边对惯性电力CP_I进行速率限制一边使其变化，因此在目标旋转速度NE_T以上述方式减小时，能够避免惯性电力CP_I并未突然反映至消耗电力CP_M的情况。另外，一边对目的地消耗电力CP_TA进行速率限制一边使其变化，因此还能够避免速率限制后的惯性电力CP_I因上限CP_MAX而未反映至消耗电力CP_M的情况。其结果，在目标旋转速度NE_T以上述方式减小时，能够防止消耗电力CP_M急剧减小、产生减速度失速的情况。

在本实施方式中，将目的地消耗电力CP_TA设为摩擦量消耗电力CP_A与惯性电力CP_I的和、即消耗电力CP_M的上限CP_MAX。

根据这种方法，能够防止因超过目的地消耗电力CP_TA的量的惯性电力CP_I使得消耗电力CP_M急剧减小、产生减速度失速的情况。

在本实施方式中，惯性电力CP_I设为用于产生或消除动力传递系统23的惯性转矩的变化的电力。

根据这种方法，考虑了包含内燃机2以及发电用电机3在内的动力传递系统23的惯性力矩，因此能够适当地对惯性电力CP_I进行运算。

以上对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式不过示出了本发明的应用例的一部分，其主旨并非将本发明的技术范围限定为上述实施方式的具体结构。

在上述实施方式中，说明了对摩擦量消耗电力CP_A加上惯性电力CP_I而获得消耗电力CP_M的情况。然而，对于消耗电力CP_M例如可以进一步加上在发电用电机3产生的损失量的消耗电力CP。

在上述实施方式中，对在差值ΔNE_T的大小大于规定值ΔNE_T1时消耗电力CP_M中不包含惯性电力CP_I的情况进行了说明。

然而，也可以在差值ΔNE_T的大小大于规定值ΔNE_T1时一边对惯性电力CP_I进行速率限制一边使其变化，由此使得惯性电力CP_I逐渐反映至消耗电力CP_M。

在该情况下，在内燃机2的运转模式的过渡期通过速率限制而使得惯性电力CP_I以规定的程度逐渐增大，由此能够防止因惯性电力CP_I的急剧变动引起的消耗电力CP_M的急剧减小，能够防止减速度失速。在规定的程度转变为电机驱动模式时，可以预先将未进行速率限制的惯性电力CP_I设定为未超过电机驱动模式下产生的惯性电力CP_I。由此，还能防止在变换为电机驱动模式时产生减速度失速。

在上述实施方式中，对目标旋转速度NE_T具有目的地旋转速度NE_TA以及指令旋转速度NE_TB的情况进行了说明。然而，目标旋转速度NE_T也可以设为目的地旋转速度NE_TA。目标旋转速度NE_T的变化大于规定值时包含这种情况。该规定值可以预先设定为用于规定目标旋转速度NE_T急剧变动的情况的值。

在上述实施方式中，对串联混合动力车辆的控制方法以及运算部由单一的综合控制器34实现的情况进行了说明。然而，串联混合动力车辆的控制方法以及运算部例如也可以通过多个控制器的组合而实现。

Claims

1.一种串联混合动力车辆的控制方法，

该串联混合动力车辆具有第1前进挡位以及第2前进挡位，

利用由内燃机的动力驱动发电所得的发电用电机的电力而由行驶用电机对驱动轮进行驱动，

在利用所述行驶用电机而产生超过电池能够容纳的电力的再生电力的情况下，利用所述发电用电机进行所述内燃机的电机驱动，

将通过所述电机驱动而消耗的电力和所述电池能够容纳的电力的合计电力设为上限而进行基于所述行驶用电机的再生，其中，

在通过所述电机驱动而消耗的电力中包含：根据所述内燃机的摩擦而规定的所述电机驱动的消耗电力；以及因用于使所述内燃机的旋转速度变化的惯性转矩而消耗的电力即惯性电力。

2.根据权利要求1所述的串联混合动力车辆的控制方法，其中，

在所述电机驱动的目标旋转速度的变化大于规定值时，在通过所述电机驱动而消耗的电力中不包含所述惯性电力。

3.根据权利要求2所述的串联混合动力车辆的控制方法，其中，

所述目标旋转速度具有：与用于所述电机驱动的所述发电用电机的目标电力相应的目的地旋转速度；以及直至所述电机驱动的旋转速度达到所述目的地旋转速度为止的期间的过渡的目标旋转速度即指令旋转速度，

在所述指令旋转速度的变化即指令旋转加速度的大小大于规定值时，在通过所述电机驱动而消耗的电力中不包含所述惯性电力。

4.根据权利要求1所述的串联混合动力车辆的控制方法，其中，

在所述目标旋转速度减小时，在通过所述电机驱动而消耗的电力中不包含所述惯性电力。

5.根据权利要求1所述的串联混合动力车辆的控制方法，其中，

在所述指令旋转速度的变化即指令旋转加速度的大小大于规定值时，一边对所述惯性电力进行速率限制一边使其变化，由此将所述惯性电力逐渐反映至通过所述电机驱动而消耗的电力。

6.根据权利要求1所述的串联混合动力车辆的控制方法，其中，

在所述电机驱动的旋转速度达到所述目标旋转速度之前所述目标旋转速度减小时，一边对所述惯性电力进行速率限制一边使其变化，并且一边对基于所述目标旋转速度而推定出的目的地消耗电力进行速率限制一边使其变化，由此将所述惯性电力逐渐反映至通过所述电机驱动而消耗的电力。

7.根据权利要求1所述的串联混合动力车辆的控制方法，其中，

将基于所述目标旋转速度而推定出的目的地消耗电力，设为根据所述内燃机的旋转速度而规定的所述电机驱动的所述消耗电力与所述惯性电力之和的上限。

8.根据权利要求1所述的串联混合动力车辆的控制方法，其中，

所述惯性电力是用于产生或消除动力传递系统的惯性转矩的变化的电力，该动力传递系统包含所述内燃机以及所述发电用电机，在所述电机驱动时从所述发电用电机向所述内燃机传递动力。

9.一种串联混合动力车辆，

其具有第1前进挡位以及第2前进挡位，

由行驶用电机利用由内燃机的动力驱动发电所得的发电用电机的电力对驱动轮进行驱动，

所述串联混合动力车辆具有运算部，在通过所述电机驱动而消耗的电力中包含：根据所述内燃机的摩擦而规定的所述电机驱动的消耗电力；以及因用于使所述内燃机的旋转速度变化的惯性转矩而消耗的电力即惯性电力。