混合动力车辆、以及混合动力车辆的控制方法转让专利

申请号 : CN201510187680.7

文献号 : CN105000014B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 久野泰司

申请人 : 丰田自动车株式会社

摘要 :

本发明涉及混合动力车辆、以及混合动力车辆的控制方法。在混合动力车辆中,蓄电装置的充电电力可通过电动发电机使用引擎的输出发电来产生。响应于SOC恢复开关的操作,ECU执行SOC恢复控制,以便将蓄电装置的SOC增加到SOC目标值。SOC恢复控制中的SOC目标值被设定为高于在SOC恢复控制不被执行时的SOC控制目标。ECU基于混合动力车辆的过去驾驶历史可变地设定SOC恢复控制中的SOC目标值。

权利要求 :

1.一种混合动力车辆,其包括用于通过使用来自蓄电装置的电力产生车辆驱动力的机构,所述混合动力车辆包括:内燃机;

发电机构,其用于通过使用所述内燃机的输出产生所述蓄电装置的充电电力;

输入装置,其用于用户选择充电量恢复控制,以便将存储在所述蓄电装置中的电荷量增加到目标值;以及控制装置,其用于通过所述电荷量的控制来控制车辆行驶,其中

所述控制装置被配置为,当所述充电量恢复控制响应于所述输入装置的操作而开始时,基于所述混合动力车辆的过去驾驶历史在所述充电量恢复控制中设定所述目标值,其中所述驾驶历史包括在所述充电量恢复控制的非执行期间的所述内燃机的燃料消耗量和所述蓄电装置中被充入的电荷量的总计值。

2.根据权利要求1所述的混合动力车辆,其中

所述控制装置被配置为,当所述充电量恢复控制开始时,基于所述驾驶历史计算第一充电效率参数,并且推定第二充电效率参数,所述第一充电效率参数由在所述充电量恢复控制的非执行期间的所述蓄电装置中被充入的电荷量与所述内燃机的燃料消耗量的比率来表示,所述第二充电充电效率参数由当前所述充电量恢复控制中的所述蓄电装置中被充入的电荷量与所述内燃机的燃料消耗量的比率来表示,并且所述控制装置被进一步配置为,在所述第二充电效率参数高于所述第一充电效率参数时,与在所述第一充电效率参数高于所述第二充电效率参数时相比,将所述目标值增加得更多。

3.根据权利要求2所述的混合动力车辆,其中

所述控制装置被配置为,当所述充电量恢复控制开始时,基于所述充电量恢复控制的先前执行期间的所述驾驶历史推定所述第二充电效率参数。

4.根据权利要求2所述的混合动力车辆,其中

所述控制装置被配置为,在所述充电量恢复控制的开始时,基于所述内燃机的操作点推定所述第二充电效率参数。

5.根据权利要求2所述的混合动力车辆,其中

所述控制装置被配置为,当在所述充电量恢复控制的开始时所述内燃机处于负荷运行中并且所述混合动力车辆正以恒定速度行驶时,基于所述内燃机的操作点推定所述第二充电效率参数。

6.根据权利要求5所述的混合动力车辆,其中

所述控制装置被配置为,当在所述充电量恢复控制的开始时所述内燃机处于怠速运行中或所述混合动力车辆正以加减速行驶时,基于所述充电量恢复控制的先前执行期间的所述驾驶历史推定所述第二充电效率参数。

7.一种用于混合动力车辆的控制方法,该混合动力车辆包括内燃机和用于通过使用来自蓄电装置的电力产生车辆驱动力的机构,所述控制方法包括以下步骤:在车辆行驶期间,根据用户的指令,开始充电量恢复控制,以便通过发电机构将存储在所述蓄电装置中的电荷量增加到目标值,该发电机构用于通过使用所述内燃机的输出产生所述蓄电装置的充电电力;

在所述充电量恢复控制开始时读取所述混合动力车辆的过去驾驶历史;以及基于所读取的驾驶历史,在所述充电量恢复控制中设定所述目标值,其中所述驾驶历史包括在所述充电量恢复控制的非执行期间的所述内燃机的燃料消耗量和所述蓄电装置中被充入的电荷量的总计值。

说明书 :

混合动力车辆、以及混合动力车辆的控制方法

[0001] 本非临时申请基于2014年4月21日提交给日本专利局的编号为2014-087376的日本专利申请,该申请的全部内容通过引用的方式在此纳入。

技术领域

[0002] 本发明涉及一种混合动力车辆,更具体地,涉及具有将存储在蓄电装置中的电荷量增加到目标值的模式的混合动力车辆。

背景技术

[0003] 编号为2003-235108的日本专利公开(下文称为“PTD 1”)描述了一种车辆控制装置,其被配置为响应于驾驶员对充电开关的操作,增加在电池中存储的电荷量(下文也称为“SOC(充电状态)”),以便允许根据驾驶员的意图实现电动机式行驶。
[0004] PTD 1描述了当车辆响应于充电开关的操作而进入充电模式时,电池的目标充电量(目标SOC)增加。响应于此,引擎输出被适当地调整,并且由发电机执行发电,因此,SOC与正常时间的SOC相比可增加。例如,PTD 1描述了目标SOC通常为60(%),而在充电模式中,目标SOC增加到70(%)。

发明内容

[0005] 在混合动力车辆中,即使在不选择PTD 1中描述的充电模式时,引擎输出一般也会被适当地控制,以便将电池的SOC控制为SOC目标值。此时SOC增加相对于燃料消耗的能量效率(下文也称为“充电效率”)可根据混合动力车辆的驾驶倾向(例如,驾驶员的驾驶方式和日常行驶路线)而改变。
[0006] 例如,当车辆行驶所需的功率被输出时的操作点比引擎效率最大化时的操作点更接近低输出侧时,增加用于给电池充电的功率,从而提高在通过SOC控制进行充电期间的引擎效率。在非常频繁地发生这种状况的驾驶倾向的情况下,正常SOC控制中的充电效率趋于较高。相反地,在非常频繁地出现相对高负荷行驶的情况下,相对于引擎中的燃料消耗量,SOC的增加量较小,这样,用于增加SOC的能量效率趋于较低。
[0007] 此外,目标SOC在正常时(在充电模式不被选择时)与在充电模式中不同。因此,用于增加SOC的能量效率在这两种模式之间也有所不同。
[0008] 因此担心,如果在不考虑上述车辆的驾驶倾向的情况下同样地应用用于增加SOC的模式(PTD 1中的充电模式),则能量效率会降低,从而使得燃料效率劣化。
[0009] 本发明的提出就是为了解决上述问题,并且本发明的目的是提高具有将存储在蓄电装置中的电荷量(即,SOC)增加到目标值的模式的混合动力车辆的燃料效率。
[0010] 根据本发明的一方面,一种混合动力车辆包括:用于通过使用来自蓄电装置的电力产生车辆驱动力的机构;内燃机;用于通过使用所述内燃机的输出产生所述蓄电装置的充电电力的发电机构;输入装置;和控制装置。设置所述输入装置是用于用户选择充电量恢复控制,以便将存储在所述蓄电装置中的电荷量增加到目标值。所述控制装置被配置为通过所述电荷量的控制来控制车辆行驶。当所述充电量恢复控制响应于所述输入装置的操作而开始时,所述控制装置基于所述混合动力车辆的过去驾驶历史在所述充电量恢复控制中设定所述目标值。
[0011] 根据本发明的另一方面,提供一种用于混合动力车辆的控制方法,该混合动力车辆包括内燃机和用于通过使用来自蓄电装置的电力产生车辆驱动力的机构。所述控制方法包括以下步骤:在车辆行驶期间,根据用户的指令,开始充电量恢复控制,以便通过发电机构将存储在所述蓄电装置中的电荷量增加到目标值,该发电机构用于通过使用所述内燃机的输出产生所述蓄电装置的充电电力;在所述充电量恢复控制开始时读取所述混合动力车辆的过去驾驶历史;以及基于所读取的驾驶历史,在所述充电量恢复控制中设定所述目标值。
[0012] 根据上述混合动力车辆及其控制方法,充电量恢复控制(SOC恢复控制)中的充电量可基于驾驶历史来更改。因此,当所述充电效率在所述充电量恢复控制执行时趋于高于在正常时(在所述充电量恢复控制不被执行时),所述充电量恢复控制中的所述目标值可增加,并且所述充电量可增加。相反地,当所述充电效率在所述充电量恢复控制执行时趋于低于在正常时(在所述充电量恢复控制不被执行时),所述充电量恢复控制中的所述充电量可被抑制。结果,给所述蓄电装置充电的能量效率可提高,并且所述混合动力车辆的所述燃料效率可提高。
[0013] 因此,本发明的主要优点是:可以提高具有将存储在所述蓄电装置中的电荷量(SOC)增加到目标值的模式的混合动力车辆的燃料效率。
[0014] 当结合附图阅读下面对本发明的详细描述时,本发明的上述及其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显。

附图说明

[0015] 图1是描述根据本发明的第一实施例的混合动力车辆的整体配置的框图。
[0016] 图2是描述SOC控制与引擎输出控制之间的关系的概念图。
[0017] 图3是有关图1所示的SOC恢复开关的操作的状态转换图。
[0018] 图4是描述图1所示的混合动力车辆中的SOC恢复控制的处理过程的流程图。
[0019] 图5是描述用于存储混合动力车辆的驾驶历史数据的控制处理的流程图。
[0020] 图6是描述根据第一实施例的用于设定SOC恢复控制中的SOC目标值的处理的流程图。
[0021] 图7是描述根据第二实施例的用于设定SOC恢复控制中的SOC目标值的处理的流程图。
[0022] 图8是描述根据第二实施例的变形例的用于设定SOC恢复控制中的SOC目标值的处理的流程图。
[0023] 图9是描述混合动力车辆的整体配置的一个变形例的框图。

具体实施方式

[0024] 下面将参考附图详细地描述本发明的实施例。在下面的描述中,附图中的相同或相应的部分由相同的附图标记表示,并且不再重复其描述。
[0025] 第一实施例
[0026] 图1是描述根据本发明的第一实施例的混合动力车辆100的整体配置的框图。
[0027] 参考图1,混合动力车辆100包括引擎2、动力分割装置4、电动发电机6和10、传动齿轮8、驱动轴12和车轮14。混合动力车辆100进一步包括蓄电装置16、电力变换器18和20、ECU(电子控制单元)25、SOC恢复开关28、EV(电动车辆)行驶请求开关29和功率模式开关30。
[0028] 引擎2是内燃机,其通过将燃料燃烧所产生的热能转换为用于使诸如活塞和转子之类的元件运动的动能来输出动力。作为引擎2的燃料,适合使用诸如汽油、轻油、乙醇、液态氢或天然气之类基于碳氢化合物的燃料,或者液态或气态氢燃料。
[0029] 电动发电机6和10中的每一者是交流(AC)旋转电机,并且例如由三相AC同步电动机形成。电动发电机6被用作发电机,其经由动力分割装置4被引擎2驱动,并且也作为用于启动引擎2的电动机。
[0030] 电动发电机10主要作为电动机执行操作,并且被用于驱动混合动力车辆100的驱动轴12。另一方面,在混合动力车辆100减速时,电动发电机10作为发电机执行操作以执行再生发电。
[0031] 动力分割装置4例如包括行星齿轮机构,其具有太阳齿轮、齿轮架和齿圈的三个旋转轴。动力分割装置4将引擎2的驱动力分为被传输到电动发电机6的旋转轴的动力和被传输到传动齿轮8的动力。传动齿轮8被耦合到驱动轴12以驱动车轮14。传动齿轮8还被耦合到电动发电机10的旋转轴。
[0032] 蓄电装置16是可再充电的直流(DC)电源,并且例如由诸如镍金属氢化物二次电池或锂离子二次电池之类的二次电池形成。蓄电装置16向电力变换器18和20提供电力。此外,在电动发电机6和/或电动发电机10发电时,蓄电装置16接收所产生的电力并使用该电力而被充电。也可使用大电容电容器作为蓄电装置16。换言之,任何元件都可被用作蓄电装置16,只要该蓄电装置16可以临时存储电动发电机6和10所产生的电力,并且将所存储的电力提供给电动发电机6和10即可。
[0033] 蓄电装置16的充电状态可由SOC值表示,该值以百分比指示相对于蓄电装置16的完全充电状态的当前蓄电量。SOC值例如可基于未示出的电压传感器和未示出的电流传感器检测到的蓄电装置16的输出电压和/或输入/输出电流而被计算。SOC值由ECU 25基于蓄电装置16的输出电压和输入/输出电流的检测值进行计算。
[0034] 电力变换器18基于从ECU 25接收到的控制信号,执行电动发电机6与蓄电装置16之间的双向AC/DC电力变换。类似地,电力变换器20基于从ECU 25接收到的控制信号,执行电动发电机10与蓄电装置16之间的双向AC/DC电力变换。结果,电动发电机6和10可以从蓄电装置16接收电力以及向蓄电装置16发送电力,并且可以作为电动机输出用于操作的正转矩,以及作为发电机输出用于操作的负转矩。用于DC电压转换的升压转换器也可被设置在蓄电装置16与电力变换器18和20之间。
[0035] 结果,电动发电机6具有作为发电机的操作模式,该模式使用通过动力分割装置4传输的引擎2的输出产生蓄电装置16的充电电力,这样,电动发电机6可形成“发电机构”。此外,电动发电机10使用来自蓄电装置16的电力,作为电动机执行操作,这样,可实现用于使用来自蓄电装置16的电力产生车辆驱动力的机构。
[0036] ECU 25包括CPU(中央处理单元)、存储装置、输入/输出缓冲器等(全部未示出),并且控制混合动力车辆100中的装置。该控制不限于通过软件实现的处理,也可由专用硬件(电子电路)执行。
[0037] 当像车辆停止和低速行驶期间那样,行驶负荷较小并且引擎2的效率较低时,ECU 25控制电力变换器20,以使引擎2被停止,并且混合动力车辆100仅使用电动发电机10行驶(EV行驶)。当行驶负荷增加并且引擎2可以高效地执行操作时,ECU 25控制引擎2以及电力变换器18和20,以使引擎2被启动,并且混合动力车辆100使用引擎2和电动发电机10行驶(HV行驶)。
[0038] 当蓄电装置16的SOC值变得小于目标值时,ECU 25控制引擎2和电力变换器18,以使蓄电装置16通过电动发电机6使用引擎2的输出发电而被充电。结果,在混合动力车辆100中,即使在行驶期间,也可通过调整HV行驶中引擎2的输出,执行用于将蓄电装置16的SOC值维持在目标SOC的SOC控制。
[0039] 现在,将参考图2描述SOC控制与引擎2的输出控制之间的关系。
[0040] 参考图2,图2中的水平轴指示引擎转速,图2中的垂直轴指示引擎转矩。如图2所示,引擎2的操作点由引擎转速和引擎转矩的组合来定义。
[0041] 图2示出引擎2的最大转矩线210和等燃料效率线220。最大转矩线210被预定义为操作点的集合,在这些操作点上,引擎2输出针对每个引擎转速可由引擎2输出的最大转矩。等燃料效率线220是在燃料效率方面相等的操作点的集合,并且具有椭圆形。多个等燃料效率线指示椭圆的中心越近,燃料效率提高得越多。
[0042] 等功率线250是在引擎2的输出功率方面相等的操作点的集合。因此,当针对引擎2请求的输出功率(下文也称为“引擎请求功率Pe”)被确定时,引擎2的操作点在对应于引擎请求功率Pe的等功率线上设定。
[0043] 最佳燃料效率操作线215通过这样的操作点的集合示出:在这些操作点上,引擎2中的燃料消耗相对于相同的引擎输出功率而言最小。最佳燃料效率操作线215可被基于试验结果等提前唯一地确定。
[0044] 因此,为了应对引擎输出功率的变化,引擎操作点被设定在最佳燃料效率操作线215上,从而可以提高引擎2的燃料效率。换言之,从燃料效率的角度来看,优选地根据最佳燃料效率操作线215和对应于引擎请求功率Pe的等功率线的交叉点来设定引擎2的操作点。
[0045] 而且,在最佳燃料效率操作线215上,存在最佳燃料效率操作点P0,在该点上,引擎2的热效率具有最高值,也就是说,引擎效率为最大值。因此,如果引擎2根据最佳燃料效率操作点P0执行操作,则燃料效率得到最大程度的提高。
[0046] 引擎请求功率Pe由混合动力车辆100的行驶所要求的功率(行驶功率Pr*)和蓄电装置16的充电/放电请求功率Pchg的总和表示。当引擎请求功率Pe低于规定的阈值时,引擎2被停止,并且选择使用电动发电机10的输出的EV行驶。另一方面,当引擎请求功率Pe高于规定的阈值时,选择借助引擎2的操作的HV行驶。
[0047] 行驶功率Pr*可基于混合动力车辆100的行驶所要求的行驶驱动力(转矩)和驱动轴12的旋转次数的乘积而被计算。例如,行驶驱动力(转矩)可基于驾驶员对加速踏板的操作量和车速而被计算。
[0048] 充电/放电请求功率Pchg表示针对蓄电装置16的SOC控制的蓄电装置16的充电/放电电力。在下面的描述中,当促使蓄电装置16的放电时,充电/放电请求功率Pchg被设定为Pchg>0,当促使蓄电装置16的充电时,充电/放电请求功率Pchg被设定为Pchg<0。因此,确立关系Pe=Pr*-Pchg。
[0049] 在SOC控制中,充电/放电请求功率Pchg被设定为使得蓄电装置16的SOC更接近SOC目标值。换言之,当SOC值低于SOC目标值时,充电/放电请求功率Pchg被设定为Pchg<0,因此,引擎请求功率Pe变得大于行驶功率Pr。相反地,当SOC值高于SOC目标值时,充电/放电请求功率Pchg被设定为Pchg>0,因此,引擎请求功率Pe变得小于行驶功率Pr。
[0050] 例如,在给蓄电装置16充电的情况下,相对于图2中的与行驶功率Pr*对应的等功率线250上的操作点P1,充电/放电请求功率Pchg被设定为Pchg<0,因此,确立关系Pe*>Pr。结果,引擎操作点沿着最佳燃料效率操作线215朝着高功率侧(在图中的右上方向)移动。因此,蓄电装置16可使用超过行驶功率Pr*的额外引擎功率(|Pchg|分(minute))输出而被充电。
[0051] 此时,移动之后的操作点比对应于行驶功率Pr*的操作点P1更接近最佳燃料效率操作点P0。因此,蓄电装置16的充电/放电请求功率Pchg被进一步输出,这样,在能量效率变高的同时,引擎2的燃料消耗率也增加。在这种情况下,被用于给蓄电装置16充电的燃料消耗量与总燃料消耗率的比率变高。换言之,用于给蓄电装置16充电的能量效率(下文也称为“充电效率”)提高。
[0052] 一般而言,优选地将充电/放电请求功率Pchg设定为,使得充电/放电请求功率Pchg的增加不会导致引擎2的效率降低。例如,当对应于行驶功率Pr*的引擎操作点为P2时,如果引擎请求功率Pe的增加程度大于行驶功率Pr,则引擎效率降低。在这种情况下,优选地将充电/放电请求功率Pchg设定为Pchg=0,以避免燃料效率的劣化。
[0053] 因此,在行驶功率Pr*高的驾驶区域中,被用于给蓄电装置16充电的燃料消耗量与总燃料消耗量的比率降低。换言之,蓄电装置16的充电效率降低。
[0054] 如上所述,当蓄电装置16在HV行驶期间被充电时,上述蓄电装置16的充电效率根据对应于行驶功率Pr*的操作点而变化。对应于行驶功率Pr*的引擎操作点所位于的区域根据混合动力车辆的驾驶倾向而变化,例如,根据驾驶员的驾驶模式和日常行驶路径。因此将理解,即使SOC目标值相同,蓄电装置16的充电效率可根据混合动力车辆的驾驶倾向而变化。
[0055] 例如,当驾驶员对加速器的操作趋于急剧化,或者当混合动力车辆100经常沿着具有许多上下坡的路径行驶时,引擎操作点位于图2中具有高频率的高功率区域中,这样,蓄电装置16的充电效率会趋于降低。另一方面,当驾驶员对加速器的操作趋于缓慢,或者当在平坦路上的巡航行驶频率高时,蓄电装置16的充电效率会趋于增加。
[0056] 再次参考图1,混合动力车辆100被配置为使得用户能够响应于EV行驶请求开关29的操作而强制性选择EV行驶。例如,当在住宅区内行驶时,EV行驶请求开关29被接通,因此,混合动力车辆100可在考虑周围环境的情况下行驶。当EV行驶请求开关29被接通时,请求信号Rev被输入到ECU 25。
[0057] 备选地,混合动力车辆100可被配置为使得响应于功率模式开关30的操作而选择功率模式行驶(这样的一种行驶模式:其中,针对加速踏板的操作,车辆加速性被提高)。当功率模式开关30被接通时,请求信号Rpw被输入到ECU 25。当功率模式开关30被接通时,电动发电机10使用来自蓄电装置16的电力所产生的转矩被设定为高于平常,因此,车辆加速性可被提高。
[0058] 另一方面,为了响应于接通EV行驶请求开关29而执行EV行驶,以及响应于接通功率模式开关30而执行功率模式行驶时,有必要确保蓄电装置16的SOC。因此,根据第一实施例的混合动力车辆100被配备SOC恢复开关28,以便用户请求充电量恢复控制(下文也称为“SOC恢复控制”)来将蓄电装置16的SOC增加到目标值。
[0059] 当SOC恢复开关28被用户接通时,请求信号Rsoc被输入到ECU 25。可以使用语音输入构件等替代SOC恢复开关28,以便用户可以请求增加存储电量的模式。即,SOC恢复开关28对应于“输入装置”的一个实例。
[0060] 例如,为准备响应于接通EV行驶请求开关29而执行的EV行驶、以及响应于接通功率模式开关30而执行的功率模式行驶,用户可以通过SOC恢复模式预先增加SOC值。结果,这些EV行驶和功率模式行驶可被持续一定的时间段。
[0061] 备选地,当混合动力车辆100具有通过逆变器(inverter)将存储在蓄电装置16中的电力变换为等同于商业系统电源的电力的电力(例如,100VAC),并且向车辆外部提供电力的功能时,可以在行驶期间增加SOC值,为在到达目的地(营地)之后执行电力馈送作准备。如上所述,提供SOC恢复模式,这样,可以对用户增加SOC的请求做出响应。
[0062] 图3示出有关SOC恢复开关28的操作的状态转换图。
[0063] 参考图3,在从SOC恢复开关28接收到请求信号Rsoc时,ECU 25执行SOC恢复控制以将蓄电装置16的SOC增加到目标值。
[0064] 在SOC恢复控制中,SOC控制中的SOC目标值被设定为高于正常模式(当SOC恢复控制不被执行时)中的SOC目标值。基本而言,与正常时的SOC控制类似,同样在SOC恢复控制中,充电/放电请求功率Pchg被设定为Pchg<0,直到SOC值达到SOC目标值。而且,为了将蓄电装置16的充电率(每单位时间的充电量)设定为高于正常时的充电率,充电/放电请求功率Pchg(Pchg<0)可被设定为,使得针对相同SOC偏差(SOC值相对于SOC目标值的不足量)的充电/放电请求功率的绝对值(|Pchg|)变大。在蓄电装置16的充电/放电电力被限制的情况下(例如当蓄电装置16的温度低时,以及当蓄电装置16的温度高时),可能存在这样的情况:仅允许通过小于SOC控制中的充电/放电请求功率Pchg的电力进行充电/放电。
[0065] 再次参考图2,例如,当在执行SOC恢复控制时,对应于行驶功率Pr*的引擎操作点比最佳燃料效率操作点P0更接近低功率侧时,上述(|Pchg|)扩大,因此,充电/放电请求功率Pchg(Pchg<0)可被设定为,使得引擎操作点不断地移向最佳燃料效率操作点P0。结果,SOC恢复控制中的充电效率比正常模式中的充电效率提高得更多。换言之,在SOC恢复控制被执行时以及SOC恢复控制不被执行时,蓄电装置16的充电效率根据对应于行驶功率Pr*的引擎操作点而变化。因此,蓄电装置16的充电效率在SOC恢复控制中高还是在正常模式(在SOC恢复控制不被执行时)中高,可根据上述车辆的驾驶倾向而改变。
[0066] 如果蓄电装置16的充电效率在SOC恢复控制中高于在正常模式中,则SOC恢复控制中的充电量增加,因此,车辆的燃料效率可以提高。因此,在该实施例中,应用SOC恢复控制,以使SOC恢复控制中的充电量可基于反映混合动力车辆100的驾驶倾向的过去驾驶历史数据而变化。
[0067] 图4是示出与图1所示的混合动力车辆中的SOC恢复模式相关的控制处理的流程图。图4的流程图中所示的控制处理由ECU 25重复地执行。
[0068] 参考图4,在步骤S100,ECU 25判定SOC恢复控制是否已经开始。在步骤S100,当SOC恢复开关28被用户在正常模式中接通时,响应于请求信号Rsoc的产生而做出“是”判定。
[0069] 如果SOC恢复控制已开始(S100的结果为“是”),则ECU 25在步骤S200基于混合动力车辆100的驾驶历史设定SOC恢复控制中的SOC目标值SOCt。即,SOC目标值SOCt对应于用于确定SOC恢复控制结束的SOC阈值。
[0070] 然后,在步骤S300,ECU 25将蓄电装置16的SOC值与步骤S200中设定的SOC目标值SOCt进行比较。如果SOC值达到SOCt(S300的结果为“是”),则ECU 25在步骤S500结束SOC恢复控制。
[0071] 另一方面,在SOC值低于SOCt的期间(S300的结果为“否”),ECU 25在步骤S400执行SOC恢复控制。如参考图3所述,同样在其中SOC恢复开关28在SOC恢复控制执行期间进行操作的情况下,在步骤S300中做出“是”判定,则SOC恢复控制结束(S500)。
[0072] 现在,将参考图5中的流程图描述用于存储在步骤S200使用的混合动力车辆100的驾驶历史数据的控制处理。图5中的流程图所示的控制处理至少在SOC恢复控制不被执行(处于正常模式)时由ECU 25以规定的周期重复地执行。
[0073] 参考图5,在步骤S310,ECU 25计算先前周期中引擎2的燃料消耗量ΔF和蓄电装置16的充电能量ΔW。例如,燃料消耗量ΔF可基于周期中引擎2的燃料喷射量的总和而被计算。此外,充电能量ΔW可基于周期中蓄电装置16的输入/输出电流的总和而被计算。
[0074] 而且,在步骤S320,ECU 25将燃料消耗量ΔF与判定值Fε进行比较。判定值Fε基本上被设定为实现ΔF>0,即,被设定为检测到引擎2的操作。类似地,在步骤S330,ECU 25将充电能量ΔW与判定值Wε进行比较。判定值Wε基本上被设定为实现ΔW>0,即,被设定为检测到蓄电装置16正在被充电。
[0075] 在其中蓄电装置16在引擎2执行操作的HV行驶期间被充电(S320和S330的结果为“是”)的时间段期间,ECU 25在步骤S340将燃料消耗量ΔF和充电能量ΔW分别与先前周期中的燃料消耗量总计值Fsum和充电能量总计值Wsum的值进行相加。
[0076] 另一方面,如果在步骤S320或S330做出“否”判定,则ECU 25保持先前周期中的燃料消耗量总计值Fsum和充电能量总计值Wsum的值,而不加上燃料消耗量ΔF和充电能量ΔW(步骤S350)。
[0077] 结果,可以存储这样的时间段期间的燃料消耗量总计值Fsum和充电能量总计值Wsum作为混合动力车辆100的驾驶历史数据:在该时间段内,蓄电装置16在HV行驶期间以及在SOC恢复控制不被执行(处于正常模式)时被充电。
[0078] 而且,同样在SOC恢复控制的执行时间段(接通时间段)期间,ECU25根据图5中的流程图执行控制处理,因此,可以独立于SOC恢复控制的非执行时间段(正常模式)存储驾驶历史数据。换言之,燃料消耗量总计值Fsum和充电能量总计值Wsum包括SOC恢复控制关断时间段(处于正常模式)期间的燃料消耗量总计值Fsum(1)和充电能量总计值Wsum(1)、以及SOC恢复控制执行期间的燃料消耗量总计值Fsum(2)和充电能量总计值Wsum(2)。Fsum(1)和Fsum(2)分别进行求和,Wsum(1)和Wsum(2)也分别进行求和。
[0079] 图6示出描述用于在图4中的步骤S200设定SOC恢复控制中的SOC目标值SOCt的控制处理的流程图。
[0080] 参考图6,在步骤S210,ECU 25读取SOC恢复控制的过去非执行时间段(关断时间段)期间的驾驶历史数据。在步骤S210,例如读取在图5所示的处理中求和的燃料消耗量总计值Fsum(1)[g]和充电能量总计值Wsum(1)[J]。
[0081] 在步骤S220,ECU 25基于在步骤S210读取的驾驶历史数据来计算正常模式(在SOC恢复控制关断时间段期间)中的充电效率参数PR1[J/g]。充电效率参数PR1例如可根据PR1=Wsum(1)/Fsum(1)来计算。
[0082] 而且,在步骤S230,ECU 25读取在过去的SOC恢复控制接通时间段期间的驾驶历史数据。在步骤S230,例如读取燃料消耗量总计值Fsum(2)[g]和充电能量总计值Wsum(2)[J]。
[0083] 在步骤S240,ECU 25基于在步骤S230读取的驾驶历史数据,计算在过去的SOC恢复控制期间的充电效率参数PR2[J/g]。充电效率参数PR2例如可根据PR2=Wsum(2)/Fsum(2)来计算。
[0084] 然后,在步骤S250,ECU 25将在步骤S220和S240中计算的充电效率参数PR1与PR2进行比较。换言之,ECU 25推定此时的SOC恢复控制中的充电效率等于过去的SOC恢复控制中的充电效率。
[0085] 如果充电效率参数PR1等于或高于充电效率PR2(S250的结果为“是”),则ECU 25在步骤S260将SOC恢复控制中的SOC目标值SOCt设定为默认值S1(SOCt=S1)。例如,正常模式下SOC控制中的目标SOC约为50到60(%),而S1被设定为大约70(%)。
[0086] 与此相反,如果充电效率参数PR2高于充电效率参数PR1(S250的结果为“否”),则ECU 25在步骤S270将SOC恢复控制中的SOC目标值SOCt设定为高于默认值S1的S2(SOCt=S2)。例如,S2被设定为大约75到80(%)。
[0087] 如上所述,在根据第一实施例的混合动力车辆中,SOC恢复控制中的SOC目标值可基于混合动力车辆100的过去驾驶历史数据而可变地设定。特别地,当基于SOC恢复控制中的驾驶历史数据和正常模式(当SOC恢复控制不被执行时)中的驾驶历史数据,充电效率在SOC恢复控制中高于在正常模式(当SOC恢复控制不被执行时)中时,SOC目标值可增加,并且SOC恢复控制中的充电量可增加。相反地,当充电效率趋于在SOC恢复控制中较低时,SOC恢复控制中的充电量可受到抑制。
[0088] 结果,用于给蓄电装置16充电的能量效率可提高,并且混合动力车辆100的燃料效率可提高。即,对应于用于结束SOC恢复控制的阈值的目标SOC(SOCt)基于混合动力车辆100的过去驾驶历史而被应用,因此,混合动力车辆的燃料效率可提高。
[0089] 第二实施例
[0090] 在第一实施例中,充电效率参数PR2已经基于过去的SOC恢复控制中的行驶历史而被推定。但实际上,SOC恢复控制中的充电效率依赖于SOC恢复控制期间的驾驶状况。因此,在第二实施例中,充电效率参数PR2基于SOC恢复控制开始时的引擎操作点而被预测性地计算,从而推定充电效率。需要指出,第二实施例与第一实施例相同,除了设定SOC恢复控制中的SOC目标值。
[0091] 图7是描述根据第二实施例用于设定SOC恢复控制中的SOC目标值的处理的流程图。根据图7中的流程图的控制处理代替执行图6所示的控制处理,在第一实施例中描述的SOC恢复控制(图4)的步骤S200中执行。
[0092] 参考图7,在与图6中的步骤S210和S220相同的步骤S210和S220中,ECU25基于SOC恢复控制关断时间段(正常模式)期间的过去驾驶历史数据,计算正常模式(在SOC恢复控制关断时间段期间)中的充电效率参数PR1(PR1=Wsum(1)/Fsum(1))。
[0093] 而且,代替图6中的步骤S230和S240,ECU 25在步骤S245计算SOC恢复控制中的充电效率参数PR2。在步骤S245,ECU 25基于SOC恢复控制开始时的引擎操作点来预测性地计算充电效率参数PR2。
[0094] 再次参考图2,假设SOC恢复控制开始时的引擎操作点为P1,则蓄电装置16的充电功率Pc[W]可基于最佳燃料效率操作点P0与操作点P1之间的功率差(即,SOC恢复控制开始时的引擎功率与最佳燃料效率操作点P0处的引擎功率Pr之间的差)来推定。引擎功率Pr[W]以及燃料消耗率Fr[g/sec](在最佳燃料效率操作点P0处每一秒的燃料消耗量)可基于试验结果等来预先获取。而且,通过充电功率相对于引擎2的输出功率所定义的效率参数η(其中考虑了在充电期间由能量转换导致的损耗)基于试验结果等来预先获取,因此,SOC恢复控制中的充电效率参数PR2[J/g]可根据以下方程式(1)而被计算:
[0095] PR2=(Pc·η)/Fr...(1)。
[0096] 而且,在与图6中的步骤S250相同的步骤S250中,ECU 25将基于过去驾驶历史数据的正常模式(SOC恢复控制关断时间段)期间的充电效率参数PR1与在步骤S245中计算的SOC恢复控制中的充电效率参数PR2进行比较。
[0097] 基于充电效率参数PR1与PR2之间的比较设定SOC恢复控制中的SOC目标值(SOCt),与第一实施例中的对应操作相同,因此,不再重复详细的描述(S260、S270)。
[0098] 如上所述,在根据第二实施例的混合动力车辆中,SOC恢复控制中的充电效率可基于SOC恢复控制开始时的引擎操作点来推定。因此,与第一实施例相比,可增强推定SOC恢复控制中的充电效率的精度。结果,根据充电效率参数PR2更适当地判定是否增加SOC恢复模式中的充电量,因此,可以增强混合动力车辆的燃料效率。
[0099] 第二实施例的变形例
[0100] 当在根据第二实施例的步骤S245中,基于引擎2的怠速运行时的引擎操作点或加速行驶期间的引擎操作点来计算充电效率参数PR2时,预测精度可能会降低。因此,优选地,仅当在SOC恢复控制的开始时引擎2不处于怠速运行状态并且混合动力车辆100以恒定速度行驶时,根据第二实施例执行SOC恢复控制中的SOC目标值的设定。
[0101] 图8是描述根据第二实施例的变形例用于设定SOC恢复控制中的SOC目标值的处理的流程图。在第一实施例中描述的SOC恢复控制(图4)的步骤S200中执行根据图8的流程图的控制处理,代替图6和7所示的控制处理。
[0102] 参考图8,在与图6和7中的步骤S210和S220相同的步骤S210和S220中,ECU25基于SOC恢复控制关断时间段期间(正常模式)的过去驾驶历史数据,计算正常模式(在SOC恢复控制关断时间段期间)中的充电效率参数PR1(PR1=Wsum(1)/Fsum(1))。
[0103] 而且,在步骤S300,ECU 25判定混合动力车辆100是否处于负荷运行中,并且在步骤S310,ECU 25判定混合动力车辆100是否正以恒定速度行驶。
[0104] 步骤S300中的判定可基于当前的引擎操作点来执行。结果,当引擎2处于怠速运行中时,在步骤S300做出“否”判定。此外,通过单独执行用于监视车速转变的子例程处理,可以基于特定时间段内的车速变化量来执行步骤S310中的判定。
[0105] 当在SOC恢复控制的开始时,引擎2不处于怠速运行中(处于负荷运行中)并且混合动力车辆100正以恒定速度行驶时,在步骤S300和S310中均做出“是”判定,这样,ECU 25将处理移到步骤S245。与图7类似,在步骤S245,ECU 25基于SOC恢复控制开始时的引擎操作点来预测地计算充电效率参数PR2。
[0106] 另一方面,当在SOC恢复控制的开始时,引擎2处于怠速运行中或混合动力车辆100正以加减速行驶时,在步骤S300或S310中做出“否”判定,这样,ECU 25将处理移到步骤S230和S240。与图6类似,在步骤S230和S240,基于过去的SOC恢复控制执行时间段期间的驾驶历史数据来计算充电效率参数PR2。
[0107] 而且,在与图6中的步骤250相同的步骤S250中,ECU 25将基于过去驾驶历史数据的正常模式期间(SOC恢复控制关断时间段)的充电效率参数PR1与在步骤S240或S245中计算的SOC恢复控制中的充电效率参数PR2进行比较。
[0108] 基于充电效率参数PR1与PR2之间的比较设定SOC恢复控制中的SOC目标值(SOCt),与第一和第二实施例中的对应操作相同,因此,不再重复详细的描述(S260、S270)。
[0109] 根据第二实施例的变形例,在其中此时的SOC恢复控制中的充电效率可基于SOC恢复控制开始时的引擎操作点来推定的行驶状况下,可以应用第二实施例并且可以预测充电效率参数PR2。例如,在混合动力车辆正在高速公路上以相对低的负荷巡航行驶的情况下,可期望提高SOC恢复控制中的充电效率。根据第二实施例的变形例,在这样的行驶状况下,SOC恢复控制中的SOC目标值被增加,以对应于SOC恢复控制开始时的引擎操作点,因此,可期望提高燃料效率。
[0110] 另一方面,在其中很难基于SOC恢复控制开始时的引擎操作点预测此时的SOC恢复控制中的充电效率的情况下,可基于过去的SOC恢复控制执行时间段期间的驾驶历史来适当地设定SOC恢复控制中的SOC目标值。
[0111] 混合动力车辆配置的变形例
[0112] 在第一和第二实施例及其变形例中,已经描述了这样的混合动力车辆中的SOC恢复控制:该混合动力车辆被配置为使得引擎2以及两个电动发电机6和10通过动力分割装置4进行耦合,如图1所示。但是,应用本发明的混合动力车辆不限于该配置。
[0113] 即,本发明通用于具有这样的车辆配置的混合动力车辆:在该车辆配置中,可使用引擎的输出增加蓄电装置的充电量(SOC),并且混合动力车辆具有根据用户的选择将SOC增加到目标值的模式(本实施例中的SOC恢复模式)。
[0114] 例如,第一和第二实施例及其变形例中描述的SOC恢复模式也可应用于这样的混合动力车辆100#:该混合动力车辆被配置为使得引擎2和一个电动发电机10#通过离合器15#串联地耦合,如图9所示。
[0115] 同样在图9所示的混合动力车辆100#中,通过使离合器15#进入耦合状态,并且将引擎2的输出设定为高于行驶功率,蓄电装置16可通过电动发电机10#使用引擎2的输出发电,经由电力变换器20#执行的AC/DC电力变换而被充电。因此,与混合动力车辆100类似,蓄电装置16的SOC可通过调整引擎2的输出来控制。
[0116] 此外,第一和第二实施例及其变形例中已经描述了这样的实例:通过两个阶段(S1、S2)可变地设定SOC恢复控制中的SOC目标值。但是,SOC目标值也可通过三个或更多个阶段来可变地设定。
[0117] 虽然详细地描述和示出了本发明,但是很容易理解,本发明仅是采用说明和举例的方式,而不是要受到限制,本发明的范围由所附权利要求书的各项来解释。