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，尤其涉及對搭載于車輛的蓄電裝置的充放電進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)濟性這一方法。因此，并用發(fā)動機和馬達(dá)作為動力源來并用燃料和電作為能量的混合動力汽車的生產(chǎn)臺數(shù)也增加。日本特開2004-260908號公報(專利文獻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)濟性的改善。 現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻I :日本特開2004-260908號公報專利文獻2:日本特開2002-118905號公報

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號公報中，根據(jù)多個電能量供給源的電力生產(chǎn)成本與存儲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?；旌蟿恿ζ囈云偷热剂夏芰亢蛠碜噪姵氐碾娔芰窟@兩方作為能量源，但需要進一步改善以使用戶各自的實用燃料經(jīng)濟性值提高?；旌蟿恿ζ?yán)贸潆姷诫姵刂械碾娔芰縼眚?qū)動馬達(dá)。該充電到電池中的電能量，有通過發(fā)動機使發(fā)電機旋轉(zhuǎn)而充電的能量和在下坡或減速時等通過馬達(dá)所回收的再生能量。這樣根據(jù)車輛的實際使用狀況，充電到電池中的電能量的價值經(jīng)常發(fā)生變動。因此，不僅是單純將燃料能量變換為電能量，而且基于車輛的實際使用狀況進行能量的變換，對混合動力汽車的進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，使實用燃料經(jīng)濟性提高。本發(fā)明的目的是提供一種能夠提高實用燃料經(jīng)濟性的混合動力汽車。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，算出為了對蓄電裝置充電所使用的燃料消耗量；充電量算出部，算出對蓄電裝置充電的電能量；和評價部，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應(yīng)的燃料消耗量相關(guān)的評價值。優(yōu)選，車輛的控制裝置還具有控制發(fā)動機的發(fā)動機控制部。在評價值比閾值大的情況下，發(fā)動機控制部使啟動發(fā)動機的各車速下的發(fā)動機起動閾值降低。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)動機輸出的機械動力使發(fā)電機旋轉(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蓄電裝置充電的充電量對應(yīng)的燃料消耗量。評價部包括第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)動機負(fù)載運轉(zhuǎn)時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)動機控制部使允許范圍向發(fā)動機轉(zhuǎn)矩增加的方向擴大，所述允許范圍是允許動作點在以預(yù)定的車速行駛時的發(fā)動機動作線上移動的范圍。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，也能夠改善混合動力汽車的實用燃料經(jīng)濟性。


圖I是表示本實施方式的混合動力車輛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而使用了計算機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的燃料消耗量的評價值的算出相關(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是用于對圖5、圖6中的F/E值及其更新進行說明的圖。圖8是用于對圖6所示的F/E值的更新進行說明的其他的圖。圖9是表示使混合動力汽車的發(fā)動機起動的閾值的圖。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應(yīng)的發(fā)動機負(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)動機轉(zhuǎn)矩的上限值Tu這一情況的圖。
具體實施例方式下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式。此外，對于圖中相同或相當(dāng)部分標(biāo)注同一附圖標(biāo)記且不重復(fù)其說明。[實施方式I]圖I是表不本實施方式的混合動力車輛I的主要結(jié)構(gòu)的圖?；旌蟿恿囕vI為在行駛中并用發(fā)動機和馬達(dá)的車輛。參照圖1，混合動力車輛I包括前輪20R、20L、后輪22R、22L、發(fā)動機2、行星齒輪16、差速齒輪18和齒輪4、6?；旌蟿恿囕vI還包括配置于車輛后方的高壓電池BAT、對高壓電池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)動機2結(jié)合來主要進行發(fā)電的電動發(fā)電機MGl、以及旋轉(zhuǎn)軸連接于行星齒輪16的電動發(fā)電機MG2。變換器36與電動發(fā)電機MG1、MG2連接，進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)動機2連接，第2旋轉(zhuǎn)軸與電動發(fā)電機MGl連接，第3旋轉(zhuǎn)軸與電動發(fā)電機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)動齒輪6將動力傳遞至差速齒輪18。差速齒輪18將從齒輪6接受的動力傳遞至前輪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)動機2、電動發(fā)電機MG1、MG2之間分配動力。即若確定了行星齒輪16的3個旋轉(zhuǎn)軸中的2個旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，則剩余的I個旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)被強制性地確定。因此，通過在使發(fā)動機2在效率最高的區(qū)域進行工作的同時，控制電動發(fā)電機MGl的發(fā)電量并驅(qū)動電動發(fā)電機MG2，從而進行車速的控制，作為整體可實現(xiàn)能量效率高的汽車。此外，可以設(shè)置使電動發(fā)電機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)動機起動時對電動發(fā)電機MGl進行驅(qū)動控制。另外,在發(fā)動機起動后，電動發(fā)電機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)動電動發(fā)電機MG2。電動發(fā)電機MG2輔助發(fā)動機2來驅(qū)動前輪20R、20L。在制動時，電動發(fā)電機進行再生運轉(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，在車輛非運轉(zhuǎn)時切斷高電壓。混合動力車輛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，進行發(fā)動機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現(xiàn)。參照圖2，控制裝置14包括混合動力控制部62、電池控制部66和發(fā)動機控制部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，進行高壓電池BAT的充放電電流的累計等，將所求出的高壓電池BAT的充電狀態(tài)SOC發(fā)送至混合動力控制部62。
發(fā)動機控制部68進行發(fā)動機2的節(jié)氣門控制，并且檢測發(fā)動機2的發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne并將其發(fā)送至混合動力控制部62?；旌蟿恿刂撇?2基于加速器位置傳感器42的輸出信號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)。混合動力控制部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)動力(總功率)，進而算出發(fā)動機所要求的轉(zhuǎn)速和發(fā)動機所要求的功率?；旌蟿恿刂撇?2將要求轉(zhuǎn)速和要求功率發(fā)送至發(fā)動機控制部68，使發(fā)動機控制部68進行發(fā)動機2的節(jié)氣門控制。混合動力控制部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)動電動發(fā)電機MG2，并根據(jù)需要使電動發(fā)電機MGl進行發(fā)電。將發(fā)動機2的驅(qū)動力分配為直接驅(qū)動車輪的部分和驅(qū)動電動發(fā)電機MGl的部分。電動發(fā)電機MG2的驅(qū)動力和發(fā)動機的直接驅(qū)動部分的合計成為車輛的驅(qū)動力。進而，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時發(fā)動機的工作受到限制。由此，車輛原則上使發(fā)動機停止而僅利用電動發(fā)電機MG2的驅(qū)動力行駛。為了降低深夜、早晨時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)動機一直停止則有時會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)動機起動閾值)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也能夠利用計算機以軟件方式來實現(xiàn)。圖3是表示作為控制裝置14使用了計算機100的情況下的一般結(jié)構(gòu)的圖。參照圖3，計算機 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AIN變換為數(shù)字信號并輸出至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連接來進行數(shù)據(jù)交換。R0M182例如存儲由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進行數(shù)據(jù)處理時的作業(yè)區(qū)域，暫時存儲各種變量等數(shù)據(jù)。接口部184例如與其他的EQJ (Electric Control Unit :電子控制單元)進行通信，在作為R0M182使用了電可擦寫的閃存等時進行擦寫數(shù)據(jù)的輸入等，或者從存儲卡或⑶-ROM等計算機可讀記錄介質(zhì)進行數(shù)據(jù)信號SIG的讀入。此外，CPU180從輸入輸出端口授受數(shù)據(jù)輸入信號DIN和/或數(shù)據(jù)輸出信號D0UT?？刂蒲b置14并不限于這樣的結(jié)構(gòu)，也可以為包括多個CPU來實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)。另外，圖2的混合動力控制部62、電池控制部66和發(fā)動機控制部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的燃料消耗量的評價值的算出相關(guān)的功能框圖。參照圖4，控制裝置14作為對高壓電池BAT的充放電進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，算出對高壓電池BAT充電的電能量?？刂蒲b置14還包括評價部306，該評價部根據(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的剩余充電量對應(yīng)的燃料消耗量相關(guān)的評價值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)動機輸出的機械動力使發(fā)電機旋轉(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在表示再生時的再生標(biāo)記FREG被激活的情況下，基于進出高壓電池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，基于進出高壓電池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中的與對高壓電池BAT充電的充電量對應(yīng)的燃料消耗量。第3算出部310例如基于從發(fā)動機直接傳遞至驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩Td與發(fā)動機輸出的整體轉(zhuǎn)矩之比等，算出所使用的燃料量f中與對高壓電池BAT充電的充電量對應(yīng)的燃料消耗量。此外該算出方法也可以為其他的方 法。評價部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(評價值F/E)。評價部306還包括存儲部316，該存儲部316用于預(yù)先存儲當(dāng)前的F/E值。如后面說明的那樣，每當(dāng)發(fā)生充放電時，對當(dāng)前的F/E值執(zhí)行預(yù)定的運算，更新并再次保存F/E值。另外，將所更新的評價值F/E發(fā)送至發(fā)動機控制部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。參照圖5，首先，當(dāng)處理開始時，在步驟SI中判斷車輛是否處于減速時再生中。在步驟SI中判斷為減速時再生中的情況下，處理前進至步驟S2進行充電能量(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中不為減速時再生中的情況下，處理前進至步驟S4。在步驟S4中判斷是否處于在有發(fā)動機負(fù)載的狀態(tài)(發(fā)動機負(fù)載運轉(zhuǎn)時)下充電中。有發(fā)動機負(fù)載的狀態(tài)意味著發(fā)動機除了為充電而使發(fā)電機旋轉(zhuǎn)以外還進行做功的狀態(tài)。發(fā)動機產(chǎn)生的動力被分配為傳遞至圖I的行星齒輪使驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)的動力和使電動發(fā)電機MGl作為發(fā)電機旋轉(zhuǎn)的動力。所分配的動力中使驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)的動力包含于發(fā)動機負(fù)載中。在步驟S4中判斷為在有發(fā)動機負(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中進行充電能量(電量)的算出。在步驟S6中進行燃料消耗量的算出。在步驟S7中進行F/E值的更新。在步驟S4中不為在有發(fā)動機負(fù)載的狀態(tài)下充電中的情況下，處理前進至步驟S8。在步驟S8中判斷是否為怠速時強制充電中。怠速時強制充電中表示在發(fā)動機怠速時不進行做功的狀態(tài)下進行充電的情況。例如，在車輛因等待信號等停止的情況下，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)動機停止而使電動發(fā)電機MGl作為發(fā)電機旋轉(zhuǎn)、從而對高壓電池BAT進行充電的情況。這樣的情況被判斷為怠速時強制充電中。另外，即使車輛沒有停止，在慣性行駛等情況下也有時進行怠速時強制充電。在步驟S8中判斷為怠速時強制充電中的情況下，順次執(zhí)行步驟S9、S10、Sll的處理。在步驟S9中進行充電能量(電量)的算出。在步驟SlO中進行燃料消耗量的算出。在步驟Sll中進行F/E值的更新。在步驟S3、S7、S11任一個中，當(dāng)F/E值的更新完成時，處理就前進至步驟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。參照圖6，首先，當(dāng)開始處理時，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，處理前進至步驟S33，控制移向主程序。圖7是用于對圖5、圖6中的F/E值及其更新進行說明的圖。參照圖7，在上面示出了時刻tl的高壓電池BAT的狀態(tài)，在下面示出了時刻tl+At的高壓電池BAT的狀態(tài)。在時刻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，通過減速時再生充電而被充電的電能量為X(kWh)，通過發(fā)動機負(fù)載運轉(zhuǎn)時的充電而被充電的電能量為Y (kWh)，通過怠速時強制充電而被充電的電能量為Z (kWh)。此時，高壓電池BAT的總計蓄電量為X+Y+Z (kWh)。另外，在時刻tl，生成X (kWh)、Y (kWh)和Z (kWh)時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高壓電池BAT的全部蓄電量的比率的評價值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的總計蓄電量(X+Y+Z)得到的值的定額倍。接著，說明下面的時刻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，進行發(fā)動機負(fù)載運轉(zhuǎn)時的充電，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)時的每焦耳的燃料消耗量(克)為Ai (g/J)。此時，發(fā)動機負(fù)載運轉(zhuǎn)時的充電的充電量為Y+Yi，由于與此相當(dāng)?shù)娜剂舷牧繛锳 * Y+Ai * Yi，所以發(fā)動機負(fù)載運轉(zhuǎn)時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的總計蓄電量X+Y+Z得到的值的定額數(shù)。圖8是用于對圖6所示的F/E值的更新進行說明的其他的圖。圖8的最上面的圖與圖7的t=tl的狀態(tài)對應(yīng)。蓄電量X部分的平均燃料使用量，由于是再生時所以為零。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。若將它們針對全部的蓄電量C進行平均則如虛線所示成為F/E值。為生成該情況下的總計蓄電量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蓄電量從C增加至C+Λ C、對于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放電時的F/E值的更新進行說明的圖。放電時無需特別更新F/E值。如圖所示，設(shè)為產(chǎn)生了-AC的放電。于是，總計蓄電量從C減少至C-AC。這樣由于更新了總計蓄電量，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值本身在放電時無需更新。如以上說明的那樣，在本實施方式中，計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價值(F/E值)。能夠期待該F/E值的各種活用。例如，為了提高實用燃料經(jīng)濟性，能夠參照F/E值判斷起動發(fā)動機使用發(fā)動機轉(zhuǎn)矩行駛更好還是使發(fā)動機停止僅通過馬達(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。[實施方式2]在實施方式2中，對使用作為實施方式I中算出的評價值的F/E值進行發(fā)動機控制的一例進行說明。圖9是表示使混合動力汽車的發(fā)動機起動的閾值的圖。參照圖9，橫軸表示車速(km/h)、縱軸表示發(fā)動機起動閾值(kW)。發(fā)動機起動閾值(kW)例如為與在控制裝置內(nèi)部算出的要求驅(qū)動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)對應(yīng)的發(fā)動機起動閾值表示為3條線。在圖9中可知F/E值越大就將發(fā)動機起動閾值設(shè)定得越小。例如，在車速為0、F/E值為K2并且將發(fā)動機起動閾值設(shè)定為值P的情況下，當(dāng)F/E值減小至Kl時，發(fā)動機起動閾值增加至Ρ+ΛΡ1。相反，例如，在車速為0、F/E值為K2并且將發(fā)動機起動閾值設(shè)定為值P的情況下，當(dāng)F/E值增加至K3時，發(fā)動機起動閾值減小至P- Λ P2。這樣的控制也可以參照映射來確定相對F/E值的發(fā)動機起動閾值，在評價值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，也可以分別使啟動發(fā)動機的各車速下的發(fā)動機起動閾值降低。這樣，根據(jù)F/E值來變更發(fā)動機的起動閾值。簡單說明其理由。例如若利用當(dāng)前存儲于電池中的電能量進行僅通過馬達(dá)的行駛(EV行駛)，則表面上提高了燃料經(jīng)濟性。但是，實際情況是燃料通過發(fā)動機效率與電效率(發(fā)電效率)之積被置換為電能量而進行了 EV行駛，因此實用燃料經(jīng)濟性未必會提高。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)，盡快啟動發(fā)動機以利用發(fā)動機的動力使車輛行駛。例如，在交通擁堵時，若反復(fù)進行車輛停止時怠速時強制充電一EV行駛(發(fā)動機停止)一車輛停止時怠速時強制充電一EV行駛的循環(huán)，則有時實用燃料經(jīng)濟性反而降低。在這樣的情況下，即使降低發(fā)動機起動閾值，使用發(fā)動機效率略差的區(qū)域，也要使車輛停止時的怠速時強制充電停止而通過發(fā)動機來行駛，從而在擁堵時執(zhí)行作為整體的最佳的控制。通過使用F/E值進行發(fā)動機的起動停止控制，能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的控制。[實施方式3]在實施方式3中，說明使用作為實施方式I中算出的評價值的F/E值來進行發(fā)動機控制的其他一例。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。 參照圖2、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)動機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)動機2、變換器36和升壓單兀32，以使充電量為負(fù)(進行放電)。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。對此，當(dāng)F/E值增加至值K2時，如實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)動機負(fù)載運轉(zhuǎn)時的充放電時。這樣，F(xiàn)/E值越大，就使發(fā)動機負(fù)載運轉(zhuǎn)時的充電側(cè)的負(fù)斜率越陡。由此，由于有發(fā)動機負(fù)載時的充電量增大，所以容易確保所需電力，從而降低了擁堵時的車輛停止時的怠速時強制充電的頻率。另外，F(xiàn)/E值越大，就將發(fā)動機負(fù)載運轉(zhuǎn)時的放電側(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的虛線和實線之間切換，或者確定多條線以根據(jù)F/E值選擇對應(yīng)的線。[實施方式4]在實施方式4中，根據(jù)F/E值來變更怠速時強制充電的相對于車速的發(fā)動機負(fù)載上限值。圖11是用于說明相對于車速的發(fā)動機負(fù)載的上限值的圖。參照圖11，在混合動力汽車中，為了提高發(fā)動機的效率而進行控制，以使發(fā)動機的動作點在最佳燃料經(jīng)濟性線L上移動，所述最佳燃料經(jīng)濟性線L是規(guī)定了發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne與發(fā)動機轉(zhuǎn)矩Te的對應(yīng)關(guān)系的線。在此，在怠速時強制充電時，相對于車速確定發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的上限值Tu。不僅在車速為零時、還在車速為O 10km/h左右進行慣性行駛等時實施怠速時強制充電。并且，由于這時車速低發(fā)動機噪音明顯，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)濟性線L的基點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)動機轉(zhuǎn)矩的上限值Tu這一情況的圖。
如圖12所示，相對F/E值為Kl時的車速為9km/h時的上限值Tu，當(dāng)F/E值增大至K2 (> Kl)時，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值增大時上限值也增大，由上限值實現(xiàn)的限制被緩和。由此，可期待提高強制充電時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值較大時而進行上限值Tu的緩和。最后，再次參照附圖，概括本實施方式I 4。參照圖I、圖4?？刂蒲b置14作為對蓄電裝置(高壓電池BAT)的充放電進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，算出對蓄電裝置充電的電能量的量；和評價部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應(yīng)的燃料消耗量相關(guān)的評價值 F/E。優(yōu)選，控制裝置14還具有控制發(fā)動機的發(fā)動機控制部68。如圖9所示，發(fā)動機控 制部68在評價值F/E比閾值大的情況下，使啟動發(fā)動機的各車速下的發(fā)動機起動閾值降低。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)動機輸出的機械動力使發(fā)電機(例如電動發(fā)電機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中的與對蓄電裝置充電的充電量對應(yīng)的燃料消耗量。評價部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(評價值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(評價值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)動機負(fù)載運轉(zhuǎn)時的充電量增加并使放電量減少。如圖11所示，更優(yōu)選，發(fā)動機控制部68控制發(fā)動機，以使其動作點在確定了相對于發(fā)動機轉(zhuǎn)速的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)值的發(fā)動機動作線上移動。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(評價值F/E)增加到閾值以上的情況下，發(fā)動機控制部68使允許范圍向發(fā)動機轉(zhuǎn)矩增加的方向擴大，所述允許范圍是允許動作點在以預(yù)定的車速行駛時的發(fā)動機動作線上移動的范圍。此外，以上的實施方式所公開的控制方法能夠利用計算機以軟件方式執(zhí)行。關(guān)于用于使計算機執(zhí)行該控制方法的程序，可以從從以計算機可讀取的方式記錄有該程序的記錄介質(zhì)(ROM、CD-ROM、存儲卡等)讀入到車輛的控制裝置中的計算機中，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混合動力車輛，2發(fā)動機，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混合動力控制部，66電池控制部，68發(fā)動機控制部，100計算機，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評價部，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存儲部，BO Bn電池單元，BAT高壓電池，MG1、MG2電動發(fā)電機。
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)，算出對所述蓄電裝置(BAT)充電的電能量；和評價部(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)的剩余充電量對應(yīng)的燃料消耗量相關(guān)的評價值(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)動機(2)的發(fā)動機控制部(68)， 在所述評價值比閾值大的情況下，所述發(fā)動機控制部(68)使啟動所述發(fā)動機(2)的各車速下的發(fā)動機起動閾值降低。
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)動機(2)輸出的機械動力使發(fā)電機旋轉(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所述蓄電裝置(BAT)充電的充電量對應(yīng)的燃料消耗量， 所述評價部(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)動機負(fù)載運轉(zhuǎn)時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)動機控制部(68)使允許范圍向發(fā)動機轉(zhuǎn)矩增加的方向擴大，所述允許范圍是允許動作點在以預(yù)定的車速行駛時的發(fā)動機動作線上移動的范圍。
全文摘要
控制裝置(14)作為對蓄電裝置(BAT)的充放電進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)，算出對蓄電裝置(BAT)充電的電能量；和評價部(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)的剩余充電量對應(yīng)的燃料消耗量相關(guān)的評價值(F/E)。
文檔編號B60W10/26GK102883932SQ20108006645
公開日2013年1月16日 申請日期2010年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月27日
發(fā)明者新美國明 申請人:豐田自動車株式會社