專利名稱：車輛的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛的控制裝置，尤其涉及對(duì)搭載于車輛的蓄電裝置的充放電進(jìn)行控制的車輛的控制裝置。
背景技術(shù)：
近年來，涉及地球變暖的問題，抑制二氧化碳?xì)怏w排出受到重視。作為抑制二氧化碳?xì)怏w排出的有效方法，可舉出改善車輛的燃料經(jīng)濟(jì)性這一方法。因此，并用發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)作為動(dòng)力源來并用燃料和電作為能量的混合動(dòng)力汽車的生產(chǎn)臺(tái)數(shù)也增加。日本特開2004-260908號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)I)公開了一種車輛用電氣系統(tǒng)的管理方法，其能夠通過算出車載電池的能量成本，并利用該電池能量成本來管理車輛電氣系統(tǒng)的電力成本，從而提高燃料經(jīng)濟(jì)性的改善。 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開2004-260908號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開2002-118905號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題在上述的日本特開2004-260908號(hào)公報(bào)中，根據(jù)多個(gè)電能量供給源的電力生產(chǎn)成本與存儲(chǔ)于電池的電量的成本之差以及當(dāng)前的電池的剩余容量來確定電池充電電力的供
給源及其供給量?；旌蟿?dòng)力汽車以汽油等燃料能量和來自電池的電能量這兩方作為能量源，但需要進(jìn)一步改善以使用戶各自的實(shí)用燃料經(jīng)濟(jì)性值提高。混合動(dòng)力汽車?yán)贸潆姷诫姵刂械碾娔芰縼眚?qū)動(dòng)馬達(dá)。該充電到電池中的電能量，有通過發(fā)動(dòng)機(jī)使發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)而充電的能量和在下坡或減速時(shí)等通過馬達(dá)所回收的再生能量。這樣根據(jù)車輛的實(shí)際使用狀況，充電到電池中的電能量的價(jià)值經(jīng)常發(fā)生變動(dòng)。因此，不僅是單純將燃料能量變換為電能量，而且基于車輛的實(shí)際使用狀況進(jìn)行能量的變換，對(duì)混合動(dòng)力汽車的進(jìn)一步普及也是重要的。也就是說，重要的是，通過與根據(jù)駕駛員不同而有可能不同的車輛的行駛模式相適應(yīng)的燃料/電力變換效率管理，使充放電方法可變，使實(shí)用燃料經(jīng)濟(jì)性提高。本發(fā)明的目的是提供一種能夠提高實(shí)用燃料經(jīng)濟(jì)性的混合動(dòng)力汽車。用于解決問題的技術(shù)方案本發(fā)明概括而言是一種控制蓄電裝置充放電的車輛的控制裝置，具有燃料量算出部，算出為了對(duì)蓄電裝置充電所使用的燃料消耗量；充電量算出部，算出對(duì)蓄電裝置充電的電能量；和評(píng)價(jià)部，根據(jù)燃料量算出部的算出結(jié)果和充電量算出部的算出結(jié)果，算出與蓄電裝置的剩余充電量對(duì)應(yīng)的燃料消耗量相關(guān)的評(píng)價(jià)值。優(yōu)選，車輛的控制裝置還具有控制發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制部。在評(píng)價(jià)值比閾值大的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)控制部使啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的各車速下的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)閾值降低。優(yōu)選，充電量算出部包括第I算出部，算出通過減速時(shí)的再生能量而充電到蓄電裝置的再生能量的量；和第2算出部，算出通過從發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械動(dòng)力使發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電而充電到蓄電裝置的發(fā)電能量的量。燃料量算出部包括第3算出部，該第3算出部算出所使用的燃料量中的與對(duì)蓄電裝置充電的充電量對(duì)應(yīng)的燃料消耗量。評(píng)價(jià)部包括第4算出部，該第4算出部基于第I 第3算出部的算出結(jié)果，算出當(dāng)前積蓄于蓄電裝置的每單位能量的燃料消耗量。更優(yōu)選，車輛的控制裝置還具有充放電決定部，該充放電決定部基于蓄電裝置的充電狀態(tài)決定與蓄電裝置相關(guān)的充放電量的目標(biāo)值。在通過第4算出部算出的每單位能量的燃料消耗量比閾值增加的情況下，充放電決定部變更目標(biāo)值，以使發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的充電量增加并使放電量減少。 更優(yōu)選，在通過第4算出部算出的每單位能量的燃料消耗量增加到閾值以上的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)控制部使允許范圍向發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩增加的方向擴(kuò)大，所述允許范圍是允許動(dòng)作點(diǎn)在以預(yù)定的車速行駛時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)作線上移動(dòng)的范圍。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，即使在根據(jù)駕駛員不同而不同的行駛模式中，也能夠改善混合動(dòng)力汽車的實(shí)用燃料經(jīng)濟(jì)性。


圖I是表示本實(shí)施方式的混合動(dòng)力車輛I的主要結(jié)構(gòu)的圖。圖2是表示圖I的控制裝置14的功能框和與其關(guān)聯(lián)的周邊裝置的圖。圖3是表示作為控制裝置14而使用了計(jì)算機(jī)100的情況下的一般結(jié)構(gòu)的圖。圖4是與圖I的控制裝置14的燃料消耗量的評(píng)價(jià)值的算出相關(guān)的功能框圖。圖5是用于說明控制裝置14執(zhí)行的處理的流程圖。圖6是用于說明F/E值的更新處理的流程圖。圖7是用于對(duì)圖5、圖6中的F/E值及其更新進(jìn)行說明的圖。圖8是用于對(duì)圖6所示的F/E值的更新進(jìn)行說明的其他的圖。圖9是表示使混合動(dòng)力汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的閾值的圖。圖10是表示高壓電池BAT的充電狀態(tài)(％)與充電量(kW)的關(guān)系的圖。圖11是用于說明與車速對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的上限值的圖。圖12是用于說明根據(jù)F/E值來變更發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的上限值Tu這一情況的圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。此外，對(duì)于圖中相同或相當(dāng)部分標(biāo)注同一附圖標(biāo)記且不重復(fù)其說明。[實(shí)施方式I]圖I是表不本實(shí)施方式的混合動(dòng)力車輛I的主要結(jié)構(gòu)的圖?；旌蟿?dòng)力車輛I為在行駛中并用發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)的車輛。參照?qǐng)D1，混合動(dòng)力車輛I包括前輪20R、20L、后輪22R、22L、發(fā)動(dòng)機(jī)2、行星齒輪16、差速齒輪18和齒輪4、6?；旌蟿?dòng)力車輛I還包括配置于車輛后方的高壓電池BAT、對(duì)高壓電池BAT輸出的直流電力升壓的升壓單元32、與升壓單元32之間授受直流電力的變換器36、經(jīng)由行星齒輪16與發(fā)動(dòng)機(jī)2結(jié)合來主要進(jìn)行發(fā)電的電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl、以及旋轉(zhuǎn)軸連接于行星齒輪16的電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2。變換器36與電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1、MG2連接，進(jìn)行交流電力與來自升壓單元32的直流電力的變換。行星齒輪16具有第I 第3旋轉(zhuǎn)軸。第I旋轉(zhuǎn)軸與發(fā)動(dòng)機(jī)2連接，第2旋轉(zhuǎn)軸與電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl連接，第3旋轉(zhuǎn)軸與電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2連接。在所述第3旋轉(zhuǎn)軸安裝有齒輪4，該齒輪4通過驅(qū)動(dòng)齒輪6將動(dòng)力傳遞至差速齒輪18。差速齒輪18將從齒輪6接受的動(dòng)力傳遞至前輪20R、20L，并經(jīng)由齒輪6、4將前輪20R、20L的旋轉(zhuǎn)力傳遞至行星齒輪的第3旋轉(zhuǎn)軸。

行星齒輪16在發(fā)動(dòng)機(jī)2、電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1、MG2之間分配動(dòng)力。即若確定了行星齒輪16的3個(gè)旋轉(zhuǎn)軸中的2個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，則剩余的I個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)被強(qiáng)制性地確定。因此，通過在使發(fā)動(dòng)機(jī)2在效率最高的區(qū)域進(jìn)行工作的同時(shí)，控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl的發(fā)電量并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2，從而進(jìn)行車速的控制，作為整體可實(shí)現(xiàn)能量效率高的汽車。此外，可以設(shè)置使電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的旋轉(zhuǎn)減速并將其傳遞至行星齒輪16的減速齒輪，也可以設(shè)置能夠變更該減速齒輪的減速比的變速齒輪。作為直流電源的高壓電池BAT包括例如鎳氫或鋰離子等的二次電池，將直流電力供給到升壓單元32，并可通過來自升壓單元32的直流電力進(jìn)行充電。升壓單元32將從高壓電池BAT接受的直流電壓升壓并將該升壓后的直流電壓供給到變換器36。變換器36將被供給的直流電壓變換為交流電壓從而在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)對(duì)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。另外,在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl發(fā)電產(chǎn)生的交流電力通過變換器36變換為直流，并通過升壓單元32變換為適合于對(duì)高壓電池BAT充電的電壓而充電到高壓電池BAT。另外，變換器36驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2。電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2輔助發(fā)動(dòng)機(jī)2來驅(qū)動(dòng)前輪20R、20L。在制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行再生運(yùn)轉(zhuǎn)，將車輪的旋轉(zhuǎn)能量變換為電能量。所得到的電能量經(jīng)由變換器36和升壓單元32返回至高壓電池BAT。高壓電池BAT為電池組，包括串聯(lián)連接的多個(gè)電池單元BO Bn。在升壓單元32和高壓電池BAT之間設(shè)置有系統(tǒng)主繼電器28、30，在車輛非運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)切斷高電壓?；旌蟿?dòng)力車輛I還包括控制裝置14?？刂蒲b置14根據(jù)駕駛員的指示和來自安裝于車輛的各種傳感器的輸出，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)2、變換器36、升壓單元32和系統(tǒng)主繼電器28、30的控制。圖2是表示圖I的控制裝置14的功能框和與其關(guān)聯(lián)的周邊裝置的圖。此外，該控制裝置14既能夠通過軟件也能夠通過硬件來實(shí)現(xiàn)。參照?qǐng)D2，控制裝置14包括混合動(dòng)力控制部62、電池控制部66和發(fā)動(dòng)機(jī)控制部68。電池控制部66基于通過電流傳感器48、電壓傳感器50檢測到的電流和電壓，進(jìn)行高壓電池BAT的充放電電流的累計(jì)等，將所求出的高壓電池BAT的充電狀態(tài)SOC發(fā)送至混合動(dòng)力控制部62。
發(fā)動(dòng)機(jī)控制部68進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)2的節(jié)氣門控制，并且檢測發(fā)動(dòng)機(jī)2的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne并將其發(fā)送至混合動(dòng)力控制部62?；旌蟿?dòng)力控制部62基于加速器位置傳感器42的輸出信號(hào)Acc和利用車速傳感器所檢測到的車速V來算出駕駛員要求的輸出(要求功率)?；旌蟿?dòng)力控制部62，除了該駕駛員的要求功率以外，還考慮高壓電池BAT的充電狀態(tài)SOC來算出所需的驅(qū)動(dòng)力(總功率)，進(jìn)而算出發(fā)動(dòng)機(jī)所要求的轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)所要求的功率?；旌蟿?dòng)力控制部62將要求轉(zhuǎn)速和要求功率發(fā)送至發(fā)動(dòng)機(jī)控制部68，使發(fā)動(dòng)機(jī)控制部68進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)2的節(jié)氣門控制?；旌蟿?dòng)力控制部62算出與行駛狀態(tài)相應(yīng)的駕駛員要求轉(zhuǎn)矩，使變換器36驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2，并根據(jù)需要使電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl進(jìn)行發(fā)電。將發(fā)動(dòng)機(jī)2的驅(qū)動(dòng)力分配為直接驅(qū)動(dòng)車輪的部分和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl的部分。電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的驅(qū)動(dòng)力和發(fā)動(dòng)機(jī)的直接驅(qū)動(dòng)部分的合計(jì)成為車輛的驅(qū)動(dòng)力。進(jìn)而，該車輛還設(shè)置有EV優(yōu)先開關(guān)46。當(dāng)駕駛員按下該EV優(yōu)先開關(guān)46時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作受到限制。由此，車輛原則上使發(fā)動(dòng)機(jī)停止而僅利用電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的驅(qū)動(dòng)力行駛。為了降低深夜、早晨時(shí)住宅密集地的噪音和減少室內(nèi)停車場、車庫內(nèi)的排氣氣體，駕駛員能夠根據(jù)需要按下EV優(yōu)先開關(guān)46。但是，若使發(fā)動(dòng)機(jī)一直停止則有時(shí)會(huì)使電池變得充電不足、或不能得到所需的功率，因此在以下任一條件成立時(shí)解除EV優(yōu)先開關(guān)46的接通狀態(tài)1)使EV優(yōu)先開關(guān)46斷開，2)電池的充電狀態(tài)SOC比預(yù)定值低，3)車速成為預(yù)定值(發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)閾值)以上，4)加速器開度成為規(guī)定值以上。以上圖2所說明的控制裝置14也能夠利用計(jì)算機(jī)以軟件方式來實(shí)現(xiàn)。圖3是表示作為控制裝置14使用了計(jì)算機(jī)100的情況下的一般結(jié)構(gòu)的圖。參照?qǐng)D3，計(jì)算機(jī) 100 包括 CPU180、A/D 變換器 181、R0M182、RAM183 和接口部 184。A/D變換器181將各種傳感器的輸出等模擬信號(hào)AIN變換為數(shù)字信號(hào)并輸出至CPU180。另外，CPU180還利用數(shù)據(jù)總線、地址總線等總線186與R0M182、RAM183和接口部184連接來進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。R0M182例如存儲(chǔ)由CPU180執(zhí)行的程序和所參照的映射等的數(shù)據(jù)。RAM183例如為CPU180進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)的作業(yè)區(qū)域，暫時(shí)存儲(chǔ)各種變量等數(shù)據(jù)。接口部184例如與其他的EQJ (Electric Control Unit :電子控制單元)進(jìn)行通信，在作為R0M182使用了電可擦寫的閃存等時(shí)進(jìn)行擦寫數(shù)據(jù)的輸入等，或者從存儲(chǔ)卡或⑶-ROM等計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)SIG的讀入。此外，CPU180從輸入輸出端口授受數(shù)據(jù)輸入信號(hào)DIN和/或數(shù)據(jù)輸出信號(hào)D0UT。控制裝置14并不限于這樣的結(jié)構(gòu)，也可以為包括多個(gè)CPU來實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)。另外，圖2的混合動(dòng)力控制部62、電池控制部66和發(fā)動(dòng)機(jī)控制部68各自可以具有圖3這樣的結(jié)構(gòu)。圖4是與圖1的控制裝置14的燃料消耗量的評(píng)價(jià)值的算出相關(guān)的功能框圖。參照?qǐng)D4，控制裝置14作為對(duì)高壓電池BAT的充放電進(jìn)行控制的車輛的控制裝置發(fā)揮功能?？刂蒲b置14包括燃料量算出部302，算出為了對(duì)高壓電池BAT充電而使用的燃料消耗量；和充電量算出部304，算出對(duì)高壓電池BAT充電的電能量。控制裝置14還包括評(píng)價(jià)部306，該評(píng)價(jià)部根據(jù)燃料量算出部302的算出結(jié)果和充電量算出部304的算出結(jié)果，算出與高壓電池BAT的剩余充電量對(duì)應(yīng)的燃料消耗量相關(guān)的評(píng)價(jià)值F/E。充電量算出部304包括第I算出部312，算出通過減速時(shí)的再生能量而充電到高壓電池BAT的再生能量的量；和第2算出部313，算出通過從發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械動(dòng)力使發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電而充電到高壓電池BAT的發(fā)電能量的量。例如，第I算出部312在表示再生時(shí)的再生標(biāo)記FREG被激活的情況下，基于進(jìn)出高壓電池BAT的電流IB和高壓電池BAT的電壓VB來算出再生能量的量。第2算出部313例如在再生標(biāo)記FREG為無效(0FF，非激活)狀態(tài)時(shí)，基于進(jìn)出高壓電池BAT的電流IB和高壓電池BAT的電壓VB來算出充電到高壓電池BAT的發(fā)電能量的量。燃料量算出部302包括第3算出部310，該第3算出部310算出所使用的燃料量f中的與對(duì)高壓電池BAT充電的充電量對(duì)應(yīng)的燃料消耗量。第3算出部310例如基于從發(fā)動(dòng)機(jī)直接傳遞至驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩Td與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的整體轉(zhuǎn)矩之比等，算出所使用的燃料量f中與對(duì)高壓電池BAT充電的充電量對(duì)應(yīng)的燃料消耗量。此外該算出方法也可以為其他的方 法。評(píng)價(jià)部306包括第4算出部314，該第4算出部314基于第I算出部312、第2算出部313和第3算出部310的算出結(jié)果來算出當(dāng)前積蓄于高壓電池BAT的每單位能量的燃料消耗量(評(píng)價(jià)值F/E)。評(píng)價(jià)部306還包括存儲(chǔ)部316，該存儲(chǔ)部316用于預(yù)先存儲(chǔ)當(dāng)前的F/E值。如后面說明的那樣，每當(dāng)發(fā)生充放電時(shí)，對(duì)當(dāng)前的F/E值執(zhí)行預(yù)定的運(yùn)算，更新并再次保存F/E值。另外，將所更新的評(píng)價(jià)值F/E發(fā)送至發(fā)動(dòng)機(jī)控制部68和充放電決定部309而用于控制。圖5是用于說明控制裝置14執(zhí)行的處理的流程圖。將該流程圖的處理在執(zhí)行對(duì)高壓電池BAT充電的情況下從預(yù)定的主程序調(diào)出并執(zhí)行。參照?qǐng)D5，首先，當(dāng)處理開始時(shí)，在步驟SI中判斷車輛是否處于減速時(shí)再生中。在步驟SI中判斷為減速時(shí)再生中的情況下，處理前進(jìn)至步驟S2進(jìn)行充電能量(電量)的算出。然后，將該充電的量在步驟S3中反映于F/E值的更新。在步驟SI中不為減速時(shí)再生中的情況下，處理前進(jìn)至步驟S4。在步驟S4中判斷是否處于在有發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的狀態(tài)(發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí))下充電中。有發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的狀態(tài)意味著發(fā)動(dòng)機(jī)除了為充電而使發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)以外還進(jìn)行做功的狀態(tài)。發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力被分配為傳遞至圖I的行星齒輪使驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力和使電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl作為發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力。所分配的動(dòng)力中使驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力包含于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載中。在步驟S4中判斷為在有發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的狀態(tài)下充電中的情況下，順序執(zhí)行步驟S5、S6、S7的處理。在步驟S5中進(jìn)行充電能量(電量)的算出。在步驟S6中進(jìn)行燃料消耗量的算出。在步驟S7中進(jìn)行F/E值的更新。在步驟S4中不為在有發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的狀態(tài)下充電中的情況下，處理前進(jìn)至步驟S8。在步驟S8中判斷是否為怠速時(shí)強(qiáng)制充電中。怠速時(shí)強(qiáng)制充電中表示在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)不進(jìn)行做功的狀態(tài)下進(jìn)行充電的情況。例如，在車輛因等待信號(hào)等停止的情況下，也存在由于電池的充電狀態(tài)SOC比目標(biāo)值低所以不使發(fā)動(dòng)機(jī)停止而使電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl作為發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)、從而對(duì)高壓電池BAT進(jìn)行充電的情況。這樣的情況被判斷為怠速時(shí)強(qiáng)制充電中。另外，即使車輛沒有停止，在慣性行駛等情況下也有時(shí)進(jìn)行怠速時(shí)強(qiáng)制充電。在步驟S8中判斷為怠速時(shí)強(qiáng)制充電中的情況下，順次執(zhí)行步驟S9、S10、Sll的處理。在步驟S9中進(jìn)行充電能量(電量)的算出。在步驟SlO中進(jìn)行燃料消耗量的算出。在步驟Sll中進(jìn)行F/E值的更新。在步驟S3、S7、S11任一個(gè)中，當(dāng)F/E值的更新完成時(shí)，處理就前進(jìn)至步驟S12使控制返回主程序。圖6是用于說明F/E值的更新處理的流程圖。該流程圖的處理為在圖5的步驟S3、S7、S11中所執(zhí)行的處理。參照?qǐng)D6，首先，當(dāng)開始處理時(shí)，在步驟S31中，算出為產(chǎn)生當(dāng)前積蓄于高壓電池BAT的電能量而使用的燃料量fO。將當(dāng)前的高壓電池BAT的電能量即蓄電量設(shè)為C，將更新前的F/E值表示為F/E，則能夠通過下式(I)算出fO。 fO=C * F/E…(I)接著，步驟S32中，通過以下公式(2)算出更新后的F/E值。F/E (更新后)=(fO+Af)/ (C+AC) ... (2) 之后，處理前進(jìn)至步驟S33，控制移向主程序。圖7是用于對(duì)圖5、圖6中的F/E值及其更新進(jìn)行說明的圖。參照?qǐng)D7，在上面示出了時(shí)刻tl的高壓電池BAT的狀態(tài)，在下面示出了時(shí)刻tl+At的高壓電池BAT的狀態(tài)。在時(shí)刻tl，在積蓄于高壓電池BAT的電能量(也稱為蓄電量、剩余容量)中，通過減速時(shí)再生充電而被充電的電能量為X(kWh)，通過發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的充電而被充電的電能量為Y (kWh)，通過怠速時(shí)強(qiáng)制充電而被充電的電能量為Z (kWh)。此時(shí)，高壓電池BAT的總計(jì)蓄電量為X+Y+Z (kWh)。另外，在時(shí)刻tl，生成X (kWh)、Y (kWh)和Z (kWh)時(shí)的每焦耳的燃料消耗量(gram:克)分別為 O (g/J)、A (g/J)和 B (g/J)。以上，表示平均的使用燃料與電能量相對(duì)高壓電池BAT的全部蓄電量的比率的評(píng)價(jià)值F/E如下式(3)所示。F/E= (O * X+A * Y+B * Z) / (X+Y+Z) (g/Kwh) ... (3)I焦耳=1W*S=2. 78X10_7kWh。因此，結(jié)果，F(xiàn)/E值為所使用的燃料(O * X+A * Y+B* Z)除以高壓電池BAT的總計(jì)蓄電量(X+Y+Z)得到的值的定額倍。接著，說明下面的時(shí)刻tl+At的高壓電池BAT的狀態(tài)。在從上面所示的狀態(tài)經(jīng)過At的期間，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的充電，從而使高壓電池BAT的蓄電量增加了 Yi。并且，生成該增加量Yi (kWh)時(shí)的每焦耳的燃料消耗量(克)為Ai (g/J)。此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的充電的充電量為Y+Yi，由于與此相當(dāng)?shù)娜剂舷牧繛锳 * Y+Ai * Yi，所以發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的充電的每焦耳的燃料消耗量(克)更新為下式(4)的A’。A，= (A * Y+Ai * Yi)/ (Y+Yi) (g/J)…(4)然后，F(xiàn)/E值更新為下式(5)。F/E，= (O * X+A’ * (Y+Yi) +B * Z) / (X+Y+Yi+Z) (g/Kwh) ... (5)將式(4)代入式(5)，能夠表示為式(6)。F/E，= (O * X+A * Y+Ai * Yi+B * Z) / (X+Y+Yi+Z) (g/Kwh)…(6)
結(jié)果，F(xiàn)/E值與式(3)同樣為所使用的燃料除以高壓電池BAT的總計(jì)蓄電量X+Y+Z得到的值的定額數(shù)。圖8是用于對(duì)圖6所示的F/E值的更新進(jìn)行說明的其他的圖。圖8的最上面的圖與圖7的t=tl的狀態(tài)對(duì)應(yīng)。蓄電量X部分的平均燃料使用量，由于是再生時(shí)所以為零。蓄電量Y部分的平均燃料使用量用A表示。蓄電量Z部分的平均燃料使用量用B表示。若將它們針對(duì)全部的蓄電量C進(jìn)行平均則如虛線所示成為F/E值。為生成該情況下的總計(jì)蓄電量C而使用的燃料量fO能夠表示為A * Y+B * Z0觀察從上數(shù)第二區(qū)段的圖可知，燃料量fO也能夠表示為C * F/E。因此，在圖6的步驟S31中用總計(jì)蓄電量C乘以即將更新前的F/E值來算出燃料量fO。圖8的從上數(shù)第3區(qū)段的圖，表示通過充電使總計(jì)蓄電量從C增加至C+Λ C、對(duì)于AC的增加量使用了燃料量Af的情況。在該情況下，若通過式(2)來使斜線的陰影面積平 均化則可求出更新后的F/E值。F/E (更新后)=(fO+Af)/ (C+AC) ... (2)再表示因此，在圖6的步驟S32中通過式(2)來更新F/E值。圖8的最下面的圖是用于對(duì)放電時(shí)的F/E值的更新進(jìn)行說明的圖。放電時(shí)無需特別更新F/E值。如圖所示，設(shè)為產(chǎn)生了-AC的放電。于是，總計(jì)蓄電量從C減少至C-AC。這樣由于更新了總計(jì)蓄電量，所以接下來在步驟S31中所算出的燃料量fO成為F/E *(C-AC)。該值與上次相比為減少了 - Af的值，可知F/E值本身在放電時(shí)無需更新。如以上說明的那樣，在本實(shí)施方式中，計(jì)算表示積蓄于高壓電池BAT的電能量(蓄電量)使用多少燃料來生成的評(píng)價(jià)值(F/E值)。能夠期待該F/E值的各種活用。例如，為了提高實(shí)用燃料經(jīng)濟(jì)性，能夠參照F/E值判斷起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)使用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩行駛更好還是使發(fā)動(dòng)機(jī)停止僅通過馬達(dá)行駛更好。另外能夠抑制不利條件下的充電，以使F/E值不怎么增加。[實(shí)施方式2]在實(shí)施方式2中，對(duì)使用作為實(shí)施方式I中算出的評(píng)價(jià)值的F/E值進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)控制的一例進(jìn)行說明。圖9是表示使混合動(dòng)力汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的閾值的圖。參照?qǐng)D9，橫軸表示車速(km/h)、縱軸表示發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)閾值(kW)。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)閾值(kW)例如為與在控制裝置內(nèi)部算出的要求驅(qū)動(dòng)力和基于加速踏板位置所確定的值相比較的閾值。圖9中將與3種F/E值K1、K2、K3 (設(shè)為Kl < K2 < K3)對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)閾值表示為3條線。在圖9中可知F/E值越大就將發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)閾值設(shè)定得越小。例如，在車速為0、F/E值為K2并且將發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)閾值設(shè)定為值P的情況下，當(dāng)F/E值減小至Kl時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)閾值增加至Ρ+ΛΡ1。相反，例如，在車速為0、F/E值為K2并且將發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)閾值設(shè)定為值P的情況下，當(dāng)F/E值增加至K3時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)閾值減小至P- Λ P2。這樣的控制也可以參照映射來確定相對(duì)F/E值的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)閾值，在評(píng)價(jià)值F/E比Kl和Κ2之間的預(yù)定的閾值或Κ2和Κ3之間的預(yù)定的閾值大的情況下，也可以分別使啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的各車速下的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)閾值降低。這樣，根據(jù)F/E值來變更發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)閾值。簡單說明其理由。例如若利用當(dāng)前存儲(chǔ)于電池中的電能量進(jìn)行僅通過馬達(dá)的行駛(EV行駛)，則表面上提高了燃料經(jīng)濟(jì)性。但是，實(shí)際情況是燃料通過發(fā)動(dòng)機(jī)效率與電效率(發(fā)電效率)之積被置換為電能量而進(jìn)行了 EV行駛，因此實(shí)用燃料經(jīng)濟(jì)性未必會(huì)提高。因此，在F/E值比基準(zhǔn)高的情況下(B卩，為產(chǎn)生電池的蓄電量而使用很多燃料的情況)，盡快啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)以利用發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力使車輛行駛。例如，在交通擁堵時(shí)，若反復(fù)進(jìn)行車輛停止時(shí)怠速時(shí)強(qiáng)制充電一EV行駛(發(fā)動(dòng)機(jī)停止)一車輛停止時(shí)怠速時(shí)強(qiáng)制充電一EV行駛的循環(huán)，則有時(shí)實(shí)用燃料經(jīng)濟(jì)性反而降低。在這樣的情況下，即使降低發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)閾值，使用發(fā)動(dòng)機(jī)效率略差的區(qū)域，也要使車輛停止時(shí)的怠速時(shí)強(qiáng)制充電停止而通過發(fā)動(dòng)機(jī)來行駛，從而在擁堵時(shí)執(zhí)行作為整體的最佳的控制。通過使用F/E值進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)停止控制，能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的控制。[實(shí)施方式3]在實(shí)施方式3中，說明使用作為實(shí)施方式I中算出的評(píng)價(jià)值的F/E值來進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)控制的其他一例。圖10是表示高壓電池BAT的充電狀態(tài)(％)與充電量(kW)的關(guān)系的圖。 參照?qǐng)D2、圖10，在充電狀態(tài)(SOC :State Of Charge)比目標(biāo)值(例如60% )低的情況下，控制發(fā)動(dòng)機(jī)2、變換器36以及升壓單元32，以使充電量為正。即若SOC比目標(biāo)值高則在充電側(cè)進(jìn)行控制。另外，在SOC比目標(biāo)值(例如60%)高的情況下，控制發(fā)動(dòng)機(jī)2、變換器36和升壓單兀32，以使充電量為負(fù)(進(jìn)行放電)。圖10的虛線示出了在F/E值為值Kl的情況下的充放電控制量的目標(biāo)值。對(duì)此，當(dāng)F/E值增加至值K2時(shí)，如實(shí)線那樣變更充放電控制用的目標(biāo)值。這樣的映射適用于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的充放電時(shí)。這樣，F(xiàn)/E值越大，就使發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的充電側(cè)的負(fù)斜率越陡。由此，由于有發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載時(shí)的充電量增大，所以容易確保所需電力，從而降低了擁堵時(shí)的車輛停止時(shí)的怠速時(shí)強(qiáng)制充電的頻率。另外，F(xiàn)/E值越大，就將發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的放電側(cè)的負(fù)斜率設(shè)定地越緩和。由此，由于即使相同的SOC放電量也減少，所以不容易發(fā)生EV行駛，從而降低了擁堵時(shí)的EV行駛頻率。例如，可以比較Kl與K2之間的閾值和F/E值，并根據(jù)該結(jié)果在圖10的虛線和實(shí)線之間切換，或者確定多條線以根據(jù)F/E值選擇對(duì)應(yīng)的線。[實(shí)施方式4]在實(shí)施方式4中，根據(jù)F/E值來變更怠速時(shí)強(qiáng)制充電的相對(duì)于車速的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載上限值。圖11是用于說明相對(duì)于車速的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的上限值的圖。參照?qǐng)D11，在混合動(dòng)力汽車中，為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率而進(jìn)行控制，以使發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)作點(diǎn)在最佳燃料經(jīng)濟(jì)性線L上移動(dòng)，所述最佳燃料經(jīng)濟(jì)性線L是規(guī)定了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Te的對(duì)應(yīng)關(guān)系的線。在此，在怠速時(shí)強(qiáng)制充電時(shí)，相對(duì)于車速確定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的上限值Tu。不僅在車速為零時(shí)、還在車速為O 10km/h左右進(jìn)行慣性行駛等時(shí)實(shí)施怠速時(shí)強(qiáng)制充電。并且，由于這時(shí)車速低發(fā)動(dòng)機(jī)噪音明顯，所以如圖11所示，設(shè)定上限值Tu，以使車速越低則從最佳燃料經(jīng)濟(jì)性線L的基點(diǎn)到上限值為止的范圍越窄。圖12是用于說明根據(jù)F/E值來變更發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的上限值Tu這一情況的圖。
如圖12所示，相對(duì)F/E值為Kl時(shí)的車速為9km/h時(shí)的上限值Tu，當(dāng)F/E值增大至K2 (> Kl)時(shí)，上限值也增大至Tul (>Tu)。此外，與其他車速下的上限值同樣地，當(dāng)F/E值增大時(shí)上限值也增大，由上限值實(shí)現(xiàn)的限制被緩和。由此，可期待提高強(qiáng)制充電時(shí)從燃料向電能量的變換效率。此外，由于相反地車輛噪音加劇，所以限定為在F/E值較大時(shí)而進(jìn)行上限值Tu的緩和。最后，再次參照附圖，概括本實(shí)施方式I 4。參照?qǐng)DI、圖4?？刂蒲b置14作為對(duì)蓄電裝置(高壓電池BAT)的充放電進(jìn)行控制的車輛的控制裝置發(fā)揮功能?？刂蒲b置14具有燃料量算出部302，算出為了對(duì)蓄電裝置充電而使用的燃料消耗量；充電量算出部304，算出對(duì)蓄電裝置充電的電能量的量；和評(píng)價(jià)部306，根據(jù)燃料量算出部302的算出結(jié)果和充電量算出部304的算出結(jié)果，算出與蓄電裝置的剩余充電量對(duì)應(yīng)的燃料消耗量相關(guān)的評(píng)價(jià)值 F/E。優(yōu)選，控制裝置14還具有控制發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制部68。如圖9所示，發(fā)動(dòng)機(jī)控 制部68在評(píng)價(jià)值F/E比閾值大的情況下，使啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的各車速下的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)閾值降低。優(yōu)選，圖4的充電量算出部304包括 第I算出部312，算出通過減速時(shí)的再生能量而充電到蓄電裝置的再生能量的量；和第2算出部313，算出通過從發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械動(dòng)力使發(fā)電機(jī)(例如電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl)旋轉(zhuǎn)發(fā)電而充電到蓄電裝置的發(fā)電能量的量。燃料量算出部302包括第3算出部310，該第3算出部310算出所使用的燃料量f中的與對(duì)蓄電裝置充電的充電量對(duì)應(yīng)的燃料消耗量。評(píng)價(jià)部306包括第4算出部314，該第4算出部310基于第I算出部312、第2算出部313和第3算出部310的算出結(jié)果，算出當(dāng)前積蓄于蓄電裝置的每單位能量的燃料消耗量(評(píng)價(jià)值F/E)。更優(yōu)選，控制裝置14還具有充放電決定部309，該充放電決定部309基于蓄電裝置的充電狀態(tài)決定與蓄電裝置相關(guān)的充放電量的目標(biāo)值。如圖10所示，在通過第4算出部314算出的每單位能量的燃料消耗量(評(píng)價(jià)值F/E)比閾值增加的情況下，充放電決定部309變更目標(biāo)值，以使發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的充電量增加并使放電量減少。如圖11所示，更優(yōu)選，發(fā)動(dòng)機(jī)控制部68控制發(fā)動(dòng)機(jī)，以使其動(dòng)作點(diǎn)在確定了相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)值的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)作線上移動(dòng)。如圖12所示，在通過第4算出部314算出的每單位能量的燃料消耗量(評(píng)價(jià)值F/E)增加到閾值以上的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)控制部68使允許范圍向發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩增加的方向擴(kuò)大，所述允許范圍是允許動(dòng)作點(diǎn)在以預(yù)定的車速行駛時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)作線上移動(dòng)的范圍。此外，以上的實(shí)施方式所公開的控制方法能夠利用計(jì)算機(jī)以軟件方式執(zhí)行。關(guān)于用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行該控制方法的程序，可以從從以計(jì)算機(jī)可讀取的方式記錄有該程序的記錄介質(zhì)(ROM、CD-ROM、存儲(chǔ)卡等)讀入到車輛的控制裝置中的計(jì)算機(jī)中，另外也可以通過通信線路來提供。應(yīng)該認(rèn)為本次公開的實(shí)施方式在所有方面都是例示而并不是限制性內(nèi)容。本發(fā)明的范圍并不是通過上述的說明來表示，而是通過權(quán)力要求來表示，與權(quán)利要求等同的意思以及權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有變更都包含在本發(fā)明中。附圖標(biāo)記的說明I混合動(dòng)力車輛，2發(fā)動(dòng)機(jī)，4、6齒輪，14控制裝置，16行星齒輪，18差速齒輪，20R、20L前輪，22R、22L后輪，28,30系統(tǒng)主繼電器，32升壓單元，36變換器，42加速器位置傳感器，46EV優(yōu)先開關(guān)，48電流傳感器，50電壓傳感器，62混合動(dòng)力控制部，66電池控制部，68發(fā)動(dòng)機(jī)控制部，100計(jì)算機(jī)，181 A/D變換器，182 ROM, 183 RAM，18 4接口部，186總線，302燃料量算出部，304充電量算出部，306評(píng)價(jià)部，309充放電決定部，310第3算出部，312第I算出部，313第2算出部，314第4算出部，316存儲(chǔ)部，BO Bn電池單元，BAT高壓電池，MG1、MG2電動(dòng)發(fā)電機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種車輛的控制裝置，控制蓄電裝置(BAT)的充放電，具有 燃料量算出部(302)，算出為了對(duì)所述蓄電裝置(BAT)充電所使用的燃料消耗量；充電量算出部(304)，算出對(duì)所述蓄電裝置(BAT)充電的電能量；和評(píng)價(jià)部(306)，根據(jù)所述燃料量算出部(302)的算出結(jié)果和所述充電量算出部(304)的算出結(jié)果，算出與所述蓄電裝置(BAT)的剩余充電量對(duì)應(yīng)的燃料消耗量相關(guān)的評(píng)價(jià)值(F/E)。
2.如權(quán)利要求I所述的車輛的控制裝置，其中， 還具有控制發(fā)動(dòng)機(jī)(2)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制部(68)， 在所述評(píng)價(jià)值比閾值大的情況下，所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制部(68)使啟動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)(2)的各車速下的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)閾值降低。
3.如權(quán)利要求2所述的車輛的控制裝置，其中， 所述充電量算出部(304)包括 第I算出部(312)，算出通過減速時(shí)的再生能量而充電到所述蓄電裝置(BAT)的再生能量的量;和 第2算出部(313)，算出通過從所述發(fā)動(dòng)機(jī)(2)輸出的機(jī)械動(dòng)力使發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電而充電到所述蓄電裝置(BAT)的發(fā)電能量的量， 所述燃料量算出部(302)包括第3算出部(310)，該第3算出部(310)算出所使用的燃料量中的與對(duì)所述蓄電裝置(BAT)充電的充電量對(duì)應(yīng)的燃料消耗量， 所述評(píng)價(jià)部(306)包括第4算出部(314)，該第4算出部(314)基于所述第I 第3算出部(312、313、310)的算出結(jié)果，算出當(dāng)前積蓄于所述蓄電裝置(BAT)的每單位能量的燃料消耗量。
4.如權(quán)利要求3所述的車輛的控制裝置，其中， 還具有充放電決定部(309 )，該充放電決定部(309 )基于所述蓄電裝置(BAT )的充電狀態(tài)決定與所述蓄電裝置(BAT)相關(guān)的充放電量的目標(biāo)值， 在通過所述第4算出部(314)算出的每單位能量的燃料消耗量比閾值增加的情況下，所述充放電決定部(309)變更所述目標(biāo)值，以使發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的充電量增加并使放電量減少。
5.如權(quán)利要求3所述的車輛的控制裝置，其中， 在通過所述第4算出部(314)算出的每單位能量的燃料消耗量增加到閾值以上的情況下，所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制部(68)使允許范圍向發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩增加的方向擴(kuò)大，所述允許范圍是允許動(dòng)作點(diǎn)在以預(yù)定的車速行駛時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)作線上移動(dòng)的范圍。
全文摘要
控制裝置(14)作為對(duì)蓄電裝置(BAT)的充放電進(jìn)行控制的車輛的控制裝置發(fā)揮功能。控制裝置(14)具有燃料量算出部(302)，算出為了對(duì)蓄電裝置(BAT)充電而使用的燃料消耗量；充電量算出部(304)，算出對(duì)蓄電裝置(BAT)充電的電能量；和評(píng)價(jià)部(306)，根據(jù)燃料量算出部(302)的算出結(jié)果和充電量算出部(304)的算出結(jié)果，算出與蓄電裝置(BAT)的剩余充電量對(duì)應(yīng)的燃料消耗量相關(guān)的評(píng)價(jià)值(F/E)。
文檔編號(hào)B60W10/26GK102883932SQ20108006645
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2010年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月27日
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