车辆的控制装置

文档序号:1538993 发布日期:2020-02-14 浏览:47次 >En<

阅读说明:本技术 车辆的控制装置 (Vehicle control device ) 是由 三木春彦 斋藤裕 江藤正 佐佐木祐介 于 2017-06-30 设计创作,主要内容包括:一种车辆的控制装置,其具备:原动机;第1旋转部件,其通过原动机的动力而旋转;以及第2旋转部件,其与第1旋转部件连接,用于使驱动轮旋转,该车辆的控制装置具备:导出部,其根据向驱动轮的要求输出,导出对原动机要求的输出即原动机要求输出;以及控制部,其根据驱动轮的转速的变化,使原动机的转速在下限转速与上限转速之间增减。控制部不改变与原动机要求输出对应的原动机所输出的动力或第1旋转部件的输出而使原动机的转速增减。(A control device for a vehicle, comprising: a prime mover; a 1 st rotating member that is rotated by power of a prime mover; and a 2 nd rotating member connected to the 1 st rotating member for rotating the drive wheel, the vehicle control device including: a derivation unit that derives a motor request output, which is an output requested by the motor, based on the requested output to the drive wheels; and a control unit that increases or decreases the rotation speed of the motor between a lower limit rotation speed and an upper limit rotation speed in accordance with a change in the rotation speed of the drive wheels. The control unit increases or decreases the rotation speed of the motor without changing the power output by the motor or the output of the 1 st rotating member corresponding to the requested output of the motor.)

车辆的控制装置

技术领域

本发明涉及一种车辆的控制装置。

背景技术

串联方式的混合动力车辆通过电动发电机的动力行驶。发动机主要用于发电,通过发动机的动力而由其他电动发电机发电产生的电力被供给到电动发电机。因此,在需要发电时,通过在效率最高的动作点使发动机稳定运转,则可以改善油耗。但是,即使驾驶员进行的加速器踏板操作或者车辆的行驶速度变化,稳定运转的发动机的运转音也不变。在这一点上,习惯了具有发动机和变速器的车辆的驾驶员会有不适感,也无法期望车辆具有较高的商品性。因此,期望一种即使是串联方式的混合动力车辆,也能够使驾驶员得到自然的感觉的高商品性的车辆。

专利文献1所记载的串联型混合动力车辆基于表示驾驶员的加减速意图的操作量(加速器操作量以及车速中的至少一个)来决定模拟了变速器的目标发动机转速。因此,该串联式混合动力车辆的驾驶员能够切身感受到与具有发动机和变速器的车辆同样的发动机转速变动。

另外,专利文献2所记载的混合动力车将目标发动机输出决定为相对于车速阶段性增大的值。另外,目标发动机输出根据蓄电池的剩余容量而被修正。根据该混合动力车,能够驱动发动机而不给乘员带来不适感。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2010-173389号公报

专利文献2:日本特开2015-166221号公报

发明内容

发明要解决的课题

在上述专利文献1所记载的串联型混合动力车辆中,基于表示驾驶员的加减速意图的操作量来决定目标发动机转速。另外,在该混合动力车辆中,基于通过将目标发电输出除以目标发动机转速而求出的目标发动机转矩来控制发动机转矩,基于目标发动机转速来控制发电机转速。但是,由于上述目标发动机转速基于操作量而被唯一地决定,因此无法期望在发动机和发电机的控制中有较高的自由度。若控制的自由度受到限制,则难以同时实现能量效率的提高和商品性的提高。

另外,在上述专利文献2所记载的混合动力车中,基于加速器开度和车速等计算行驶用马达的转速的目标值。另外,在根据车速决定基本目标发动机输出之后,基于蓄电池的剩余容量修正基本目标发动机输出而将其决定为最终目标发动机输出。发动机的各部分被控制为发动机的输出成为最终目标发动机输出,发电机由发动机驱动。若车速较高,则发电机的发电量变多,但若此时的加速器开度较低,则行驶用马达无法完全消耗发电机的发电电力,剩余电力充电至蓄电池。相反,若车速较低,则发电机的发电量变少,但若此时的加速器开度较高,则行驶用马达所需的电力仅靠发电机的发电电力是不足的,需要由蓄电池将不足部分的电力提供给行驶用马达。这样,若行驶用马达所需的电力与发电机的发电量不一致,将剩余部分或不足部分的电力充放电至蓄电池,则由于伴随发电机与蓄电池间的电力转换或蓄电池与行驶用马达间的电力转换产生的能量损失,从而无法期望能量效率的提高。

本发明的目的在于提供一种能够兼顾商品性的提高和能量效率的提高的车辆的控制装置。

用于解决课题的方案

为了实现上述目的,第1方面涉及如下结构:

一种车辆的控制装置(例如,后述的实施方式中的ECU107),其具备:

原动机(例如,后述的实施方式中的发动机ENG);

第1旋转部件(例如,后述的实施方式中的第1电动发电机MG1、无级变速器CVT的输入盘21或从动带轮),其通过所述原动机的动力而旋转;以及

第2旋转部件(例如,后述的实施方式中的第2电动发电机MG2、无级变速器CVT的输出盘22或者驱动带轮),其与所述第1旋转部件连接,用于使驱动轮旋转,其中,

所述车辆的控制装置具备:

导出部(例如,后述的实施方式中的发动机要求输出计算部154),其根据向所述驱动轮的要求输出,导出对所述原动机要求的输出即原动机要求输出;以及

控制部(例如,后述的实施方式中的发动机转速设定部155、第1逆变器控制部156、发动机转矩设定部157、发动机控制部158),其根据所述驱动轮的转速的变化,使所述原动机的转速在下限转速与上限转速之间增减,

所述控制部不改变与所述原动机要求输出对应的所述原动机所输出的动力或所述第1旋转部件的输出而使所述原动机的转速增减。

第2方面以第1方面为基础,

所述控制部伴随所述驱动轮的转速的增加而使所述原动机的转速增加。

第3方面以第2方面为基础,

所述控制部基于所述下限转速和所述驱动轮的转速来决定所述原动机的转速相对于所述驱动轮的转速的增加率。

第4方面以第3方面为基础,

所述增加率与如下线段的斜率相等,该线段在由所述原动机的转速和所述驱动轮的转速表示的坐标上,将所述驱动轮的转速与所述下限转速的交点和所述原动机的转速的轴上的截距连结。

第5方面以第4方面为基础,

所述截距根据所述上限转速与所述下限转速之差而设定。

第6方面以第5方面为基础,

若所述差为第1规定值以上,则所述截距被设定为零。

第7方面以第5方面或第6方面为基础,

所述差越小,则所述截距被设定为越大的值。

第8方面以第5方面至第7方面中的任一项为基础,

若所述差为第2规定值以下,则所述截距被设定为所述上限转速。

第9方面以第1方面至第8方面中的任一项为基础,

在所述原动机的转速达到所述上限转速时,所述控制部使所述原动机的目标转速降低至所述下限转速与所述上限转速之间的规定值。

第10方面以第9方面为基础,

所述规定值是所述下限转速。

第11方面以第1方面至第10方面中的任一项为基础,

若所述下限转速与所述上限转速之差为规定值以下,则所述控制部禁止所述原动机的转速降低。

第12方面以第1方面至第11方面中的任一项为基础,

若在所述原动机的转速达到所述上限转速之前,所述原动机的转速与所述下限转速之差达到规定值以上,则所述控制部使所述原动机的目标转速降低至所述下限转速。

第13方面以第2方面至第12方面中的任一项为基础,

在所述驱动轮的转速增加时,在所述原动机的转速相对于所述驱动轮的转速的增加率低于所述下限转速的增加率的情况下,在所述原动机的转速变成与所述下限转速相等以后,所述控制部使所述原动机的转速与所述下限转速一致地增加。

第14方面以第1方面至第13方面中的任一项为基础,

所述控制部进行如下处理:

根据所述要求输出设定所述下限转速;

在根据所述要求输出的减少而使所述下限转速降低时,将所述下限转速的减少率设定为规定值以下。

第15方面以第1方面至第14方面中的任一项为基础,

所述控制部根据所述驱动轮的转速来设定所述上限转速。

第16方面以第15方面为基础,

所述控制部在根据所述驱动轮的转速的减少而使所述上限转速降低时,将所述上限转速的减少率设定为规定值以下。

第17方面以第9方面至第16方面中的任一项为基础,

所述控制部在因所述原动机的转速达到所述上限转速而使所述原动机的目标转速降低的情况下,在从上次降低所述目标转速起经过规定时间后使所述目标转速降低。

第18方面以第1方面至第17方面中的任一项为基础,

在所述要求输出为规定值以上或所述驱动轮的转速为规定值以上时,所述控制部使所述原动机的转速在所述下限转速与所述上限转速之间增减。

第19方面以第1方面至第18方面中的任一项为基础,

所述第1旋转部件是发电机(例如,后述的实施方式中的第1电动发电机MG1),且所述第2旋转部件是电动机(例如,后述的实施方式中的第2电动发电机MG2)。

第20方面以第19方面为基础,

所述车辆具备蓄电器,该蓄电器能够向所述第2旋转部件供给电力,且能够充入所述第1旋转部件所发出的电力(例如,后述的实施方式中的蓄电池BAT),

所述蓄电器的剩余容量越高,则所述控制部将所述下限转速设定得越低。

第21方面以第1方面至第18方面中的任一项为基础,

所述第1旋转部件是无级变速器的输入侧部件(例如,后述的实施方式中的无级变速器CVT的输入盘21或从动带轮),且所述第2旋转部件是所述无级变速器的输出侧部件(例如,后述的实施方式中的无级变速器CVT的输出盘22或驱动带轮)。

发明效果

根据第1方面,通过根据所述驱动轮的转速使原动机的转速在下限转速与上限转速之间增减,从而原动机的运转音根据驱动轮的转速而变化。因此,驾驶员能够得到原动机的运转音与车速(驱动轮的转速)连动的自然的感觉,车辆的商品性得到提高。另外,即使使原动机的转速增减,实现适合于要求输出的效率的原动机的动力或第1旋转部件的输出也不变,因此能够对第2旋转部件无过量或不足地供给能量。其结果是,由于不发生不必要的能量转换等,因此能量效率得到提高。这样,能够兼顾车辆的商品性的提高和能量效率的提高。

根据第2方面,由于原动机的转速伴随驱动轮的转速的增加而增加,因此驾驶员能够得到原动机的运转音与车速(驱动轮的转速)连动的自然的感觉。

根据第3方面以及第4方面,在车速增加时,能够产生与具有发动机和变速器的车辆同样的运转音,因此能够提高车辆的商品性。

根据第5方面至第8方面,能够抑制原动机转速的频繁增减。

根据第9方面,通过降低原动机的目标转速,能够使原动机的转速增减。

根据第10方面,通过使原动机的目标转速降低至下限转速,能够再次增加原动机的转速。

若下限转速NEl与上限转速NEh之差较小,则即使使目标转速增减也不会被识别为伴随模拟变速产生的转速变化,而被感觉为只是转速的轻微变动,即原动机的故障,但根据第11方面,若下限转速与上限转速之差为规定值以下,则禁止原动机的转速降低,因此能够防止被误认为原动机的故障。

根据第12方面,能够将使原动机的转速降低时的落差抑制为比下限转速与上限转速之差小的规定值。因此,能够抑制原动机的运转音较大的变化。

根据第13方面,即使在原动机的转速相对于驱动轮的转速的增加率低于下限转速的增加率的情况下,原动机的转速也与下限转速一致地增加。因此,能够防止原动机的动力或第1旋转部件的输出降低而不使原动机的转速低于下限转速。

根据第14方面,通过与要求输出的降低程度无关地将下限转速的减少率设定为规定值以下的值,能够防止原动机转速的急速增减。其结果是,能够提高车辆的商品性。

根据第15方面,若驱动轮的转速上升,则噪声等级上升,也能够允许较高的上限转速,因此能够抑制因原动机运转音增大而导致的商品性的降低。

根据第16方面,通过与驱动轮转速的降低程度无关地将上限转速的减少率设定为规定值以下的值,能够防止原动机转速的急速增减。其结果是,能够提高车辆的商品性。

根据第17方面,能够抑制原动机转速的频繁增减,且在要求输出暂时降低时能够抑制原动机转速的降低。其结果是,能够抑制再加速时原动机响应性的降低。

根据第18方面,若要求输出为规定值以上或驱动轮的转速为规定值以上,则通过不改变与要求输出对应的原动机所输出的动力或第1旋转部件的输出而使原动机的转速增减,能够充分地获得能量效率和车辆的商品性的效果。

根据第19方面,在能够进行串联方式的能量传递的混合动力车辆中,能够兼顾车辆的商品性的提高和能量效率的提高。

根据第20方面,若蓄电器的剩余容量越高则将下限转速设定得越低,则作为第1旋转部件的发电机发电的可能性下降,能够提高利用剩余容量较高的蓄电器的电力的可能性。

根据第21方面,在具有原动机和无级变速器的车辆中,能够兼顾车辆的商品性的提高和能量效率的提高。

附图说明

图1是示出能够在串联方式与并联方式之间切换的HEV(车辆)的内部结构的框图。

图2是示出蓄电池、VCU、第1逆变器、第2逆变器、第1电动发电机以及第2电动发电机的关系的电路图。

图3是示出设定为EV行驶模式时的动力及电力的传递的图。

图4是示出设定为串联行驶模式时的动力及电力的传递的图。

图5是示出设定为发动机行驶模式时的动力及电力的传递的图。

图6是示出在车辆以串联行驶模式行驶中控制发动机及第1电动发电机的ECU的内部结构的框图。

图7是示出包括从EV行驶切换为串联行驶前后在内的、主要在串联行驶时的各参数的时间变化的一例的曲线图。

图8是示出包括从EV行驶切换为串联行驶前后在内的、主要在串联行驶时各参数的时间变化的另一例的曲线图。

图9(a)~(c)是说明由发动机转速设定部决定目标转速相对于车速的增加率的方法的图。

图10是示出决定变化率的线段的截距和上限转速与下限转速之差之间的关系的图。

图11是示出在串联行驶中AP开度增加了时各参数的时间变化的一例的曲线图。

图12是示出在串联行驶中AP开度减少了时各参数的时间变化的多个例子的曲线图。

图13是示出在串联行驶中AP开度暂时减少了时各参数的时间变化的多个例子的曲线图。

图14是示出具有发动机和无级变速器的车辆的内部结构的框图。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。

混合动力电动汽车(HEV:Hybrid Electrical Vehicle)具备电动发电机及发动机,根据车辆的行驶状态而通过电动发电机和/或发动机的动力来行驶。HEV大致分为串联方式和并联方式两种。串联方式的HEV通过电动发电机的动力来行驶。发动机主要用于发电,其他电动发电机通过发动机的动力而发电产生的电力充电至蓄电池,或供给到电动发电机。另一方面,并联方式的HEV通过电动发电机及发动机的任一方或双方的动力来行驶。另外,还已知有能够切换这两种方式的HEV。在这种HEV中,通过根据行驶状态而断开或接合(断接)离合器,将动力的传递系统切换为串联方式及并联方式中的任一结构。

图1是示出能够在串联方式与并联方式之间切换的HEV的内部结构的框图。图1所示的HEV(以下,简称为“车辆”)具备:作为输出旋转动力的原动机的一例的发动机ENG、第1电动发电机MG1、第2电动发电机MG2、锁止离合器(以下,简称为“离合器”)CL、齿轮箱(以下,简称为“齿轮”)GB、车速传感器101、蓄电池传感器103、转速传感器104、蓄电池BAT、电压控制部(VCU:Voltage Control Unit)105、第1逆变器INV1、第2逆变器INV2、以及电子控制部(ECU:Electronic Control Unit)107。另外,图1中的粗实线表示机械连结,双重虚线表示电力配线,细实线的箭头表示控制信号或检测信号。

发动机ENG在离合器CL被切断了的状态下,将第1电动发电机MG1作为发电机进行驱动。但是,当离合器CL接合时,发动机ENG输出的动力作为用于使车辆行驶的机械能经由第1电动发电机MG1、离合器CL、齿轮GB、第2电动发电机MG2、差动齿轮8以及驱动轴9而传递到驱动轮DW、DW。

第1电动发电机MG1由发动机ENG的动力驱动,产生电力。另外,第1电动发电机MG1在车辆制动时能够作为电动机进行动作。

第2电动发电机MG2的转子通过来自蓄电池BAT及第1电动发电机MG1的至少一方的电力供给而作为电动机进行动作,产生用于使车辆行驶的动力。第2电动发电机MG2产生的转矩经由差动齿轮8以及驱动轴9传递到驱动轮DW、DW。另外,第2电动发电机MG2在车辆制动时能够作为发电机进行动作。

离合器CL根据来自ECU107的指示,切断或接合(断接)从发动机ENG至驱动轮DW、DW的动力的传递路径。若离合器CL处于切断状态,则发动机ENG输出的动力不传递至驱动轮DW、DW,若离合器CL处于连接状态,则发动机ENG输出的动力传递至驱动轮DW、DW。齿轮GB包括变速档或固定档,以规定的变速比对来自发动机ENG的动力进行变速并传递至驱动轮DW。齿轮GB中的变速比根据来自ECU107的指示而变更。

蓄电池BAT具有串联连接的多个蓄电单元,供给例如100~200V的高电压。蓄电单元例如是锂离子电池或镍氢电池。

车速传感器101检测车辆的行驶速度(车速VP)。另外,车速VP与驱动轮DW、DW的转速线性对应。表示由车速传感器101检测出的车速VP的信号被发送至ECU107。

蓄电池传感器103检测蓄电池BAT的输出(端子电压、充放电电流)。表示蓄电池传感器103检测到的端子电压、充放电电流等的信号作为蓄电池信息被发送至ECU107。

转速传感器104检测发动机ENG的转速NE。表示由转速传感器104检测出的转速NE的信号被发送至ECU107。

VCU105对第2电动发电机MG2作为电动机进行动作时的蓄电池BAT的输出电压进行升压。另外,VCU105在车辆制动时由第2电动发电机MG2发电并转换为直流的再生电力向蓄电池BAT充电的情况下,对第2电动发电机MG2的输出电压进行降压。另外,VCU105对第1电动发电机MG1通过发动机ENG的驱动而发电并变换为直流的电力进行降压。由VCU105降压后的电力充电至蓄电池BAT。

图2是示出蓄电池BAT、VCU105、第1逆变器INV1、第2逆变器INV2、第1电动发电机MG1以及第2电动发电机MG2的关系的电路图。如图2所示,VCU105将蓄电池BAT输出的V1电压作为输入电压而对2个开关元件进行通断切换动作,由此将输出侧的V2电压升压为比V1电压高的电压。此外,VCU105的两个开关元件不进行通断切换动作时的V2电压与V1电压相等。

第1逆变器INV1将第1电动发电机MG1通过发动机ENG的驱动而发电产生的交流电压转换为直流电压。另外,第1逆变器INV1将在车辆制动时由第2电动发电机MG2发电并由第2逆变器INV2转换后的直流电压转换为交流电压,从而将三相电流供给至第1电动发电机MG1。第2逆变器INV2将直流电压转换为交流电压而将三相电流供给至第2电动发电机MG2。另外,第2逆变器INV2将在车辆制动时由第2电动发电机MG2发电产生的交流电压转换为直流电压。

ECU107进行发动机ENG的驱动控制、第1逆变器INV1的控制下的第1电动发电机MG1的输出控制、离合器CL的断接控制、以及第2逆变器INV2的控制下的第2电动发电机MG2的输出控制。另外,表示与由车辆的驾驶员进行的加速器踏板操作相应的加速器踏板开度(AP开度)的信号、以及表示来自车速传感器101的车速VP的信号等输入至ECU107。ECU107基于AP开度以及车速VP等,选择后述的车辆的行驶模式,控制离合器CL的状态以及发动机ENG、第1电动发电机MG1以及第2电动发电机MG2的各项输出。

(车辆的行驶模式)

本实施方式的车辆以“EV行驶模式”、“串联行驶模式”以及“发动机行驶模式”中的任一个行驶,这些模式中包括发动机ENG、第1电动发电机MG1以及第2电动发电机MG2在内的驱动源的使用方式各自不同。

车辆在以EV行驶模式行驶时,如图3所示,利用来自第1电动发电机MG1和/或第2电动发电机MG2的动力行驶。在车辆以串联行驶模式行驶时,如图4所示,离合器CL被分离,通过来自第1电动发电机MG1的动力行驶。在串联行驶模式时,为了使第2电动发电机MG2输出与车速VP和AP开度相应的车辆要求输出所对应的动力,第1电动发电机MG1通过发动机ENG的运转而发电产生的电力供给至第2电动发电机MG2。此外,在车辆要求输出为规定值以上或者车速VP为规定值以上时选择串联行驶模式。车辆在以发动机行驶模式行驶时,如图5所示,离合器CL接合,通过来自发动机ENG的动力行驶。

(串联行驶模式时的控制)

以下说明在车辆以串联行驶模式行驶中ECU107对发动机ENG以及第1电动发电机MG1的控制。图6是示出在车辆以串联行驶模式行驶中控制发动机ENG及第1电动发电机MG1的ECU107的内部结构的框图。

如图6所示,ECU107具有SOC计算部150、车辆要求输出计算部151、下限转速设定部152、上限转速设定部153、发动机要求输出计算部154、发动机转速设定部155、第1逆变器控制部156、发动机转矩设定部157、以及发动机控制部158。以下,对ECU107所具有的各构成要素进行说明。

SOC计算部150基于从蓄电池传感器103得到的蓄电池信息,计算将蓄电池BAT的充电状态以百分率表示的变量即SOC(State Of Charge:也称为剩余容量)。此外,SOC为100%时的蓄电池BAT为充满电状态。

车辆要求输出计算部151计算根据车速VP和AP开度决定的车辆要求输出。

下限转速设定部152基于车辆要求输出计算部151计算出的车辆要求输出和SOC计算部150计算出的蓄电池BAT的SOC来设定发动机ENG的转速NE的下限值(以下称为“下限转速”)NEl。另外,蓄电池BAT的SOC越高,则下限转速设定部152将下限转速NEl设定为越低的值。通过该设定,第1电动发电机MG1发电的可能性下降,能够提高利用SOC较高的蓄电池BAT的电力的可能性。

上限转速设定部153基于车速VP来设定发动机ENG的转速NE的上限值(以下称为“上限转速”)NEh。若车速Vp上升,则噪声水平上升,也能够允许较高的上限转速NEh,因此车速VP越高,则将上限转速NEh设定得越高,由此能够抑制因发动机ENG的运转音的增大而导致的商品性的降低。

发动机要求输出计算部154在车辆以串联行驶模式行驶中(以下,简称为“串联行驶中”)为了使第1电动发电机MG1发出如下电力而计算所需的发动机ENG的输出(以下称为“发动机要求输出”),所述电力是指为了使第2电动发电机MG2输出与车辆要求输出计算部151计算出的车辆要求输出对应的动力而需要的电力。

发动机转速设定部155根据串联行驶中的车速VP的变化,为了使发动机ENG的转速NE在下限转速NEl与上限转速NEh之间增减,将发动机ENG的转速NE的目标值(以下称为“目标转速”)NEtar可变地设定为下限转速NEl与上限转速NEh之间的值。关于使目标转速NEtar变化的方法在后面叙述。

第1逆变器控制部156为了在串联行驶模式时使与第1电动发电机MG1的转速NM1线性对应的发动机ENG的转速NE接近目标转速NEtar,通过控制第1逆变器INV1以使第1电动发电机MG1的负载变化,来控制第1电动发电机MG1的转速NM1。

发动机转矩设定部157在发动机ENG以发动机转速设定部155设定的目标转速NEtar运转时,设定发动机转矩的目标值(以下称为“目标转矩”)Ttar以使该发动机ENG的输出为上述发动机要求输出。通过发动机转矩设定部157根据目标转速NEtar的变化来设定目标转矩Ttar,从而即使转速NE变化,发动机ENG也输出发动机要求输出。此外,通过发动机ENG持续输出发动机要求输出,从而串联行驶模式时的第1电动发电机MG1能够以无过量或不足的方式持续发出如下电力,所述电力是指与为了根据车辆要求输出使车辆行驶而由第2电动发电机MG2消耗的电力相应的电力。

发动机控制部158进行发动机ENG的驱动控制,以使发动机转矩接近目标转矩Ttar。

接下来,参照图7~图11详细说明由ECU107的发动机转速设定部155进行的、与串联行驶中的车速VP的变化相应的使发动机ENG的目标转速NEtar变化的方法。

图7是示出包括从EV行驶切换为串联行驶前后在内的、主要在串联行驶时的各参数的时间变化的一例的曲线图。如图7所示,当车辆的行驶模式从EV行驶模式切换为串联行驶模式时,下限转速设定部152设定下限转速NEI,上限转速设定部153设定上限转速NEh,发动机要求输出计算部154计算与车辆要求输出计算部151计算出的车辆要求输出对应的发动机要求输出。发动机转速设定部155首先将发动机ENG的目标转速NEtar设定为下限转速NEI,然后使目标转速NEtar伴随车速VP的增加而以规定的时间变化率从下限转速NEl增加。此时,伴随目标转速NEtar的增加,发动机转矩设定部157设定发动机ENG的目标转矩Ttar,以使发动机ENG的输出维持为由发动机要求输出计算部154计算出的发动机要求输出。因此,如图7所示,伴随发动机ENG的转速NE增加,发动机转矩Te降低。

发动机转速设定部155使目标转速NEtar从下限转速NEl增加,并且如图7的时刻t1所示,当转速NE达到上限转速NEh时,使目标转速NEtar下降到下限转速NEl。然后,发动机转速设定部155再次使目标转速NEtar伴随车速VP的增加而以规定的时间变化率从下限转速NEl增加。这样,能够根据由目标转速NEtar增减所引起的发动机ENG的运转音的变化来实现模拟变速。

此外,发动机转速设定部155也可以使目标转速NEtar从下限转速NEl增加,并且如图7的时刻t2所示,若在转速NE达到上限转速NEh之前,转速NE与下限转速NEl之差达到规定值以上,则使目标转速NEtar下降到下限转速NEl。在该情况下,能够将使发动机ENG的转速NE降低时的落差抑制为比下限转速NEl与上限转速NEh之差小的规定值,因此能够抑制发动机ENG的运转音的较大的变化。另外,若下限转速NEl与上限转速NEh之差为后述的第2规定值th2以下,则发动机转速设定部155也可以禁止目标转速NEtar伴随串联行驶中的车速VP的变化而降低。若上述差较小,则即使使目标转速NEtar增减也不会被识别为伴随模拟变速产生的转速NE的变化,而被感觉为只是转速NE的轻微变动,即发动机ENG的故障。因此,通过在上述差较小的情况下禁止目标转速NEtar降低并使其绑定于上限转速NEh,能够防止被误认为发动机ENG的故障。

图8是示出包括从EV行驶切换为串联行驶前后在内的、主要在串联行驶时各参数的时间变化的另一例的曲线图。如上所述,在图8所示的例子中,发动机转速设定部155也使发动机ENG的目标转速NEtar伴随车速VP的增加而从下限转速NEl增加。发动机转速设定部155基于下限转速NEl和车速VP来决定使目标转速NEtar从下限转速NEI增加时目标转速NEtar相对于车速VP的增加率。

图9(a)~(c)是说明由发动机转速设定部155决定目标转速NEtar相对于车速VP的增加率的方法的图。如图9(a)或图9(b)所示,发动机转速设定部155将如下线段的斜率决定为目标转速NEtar相对于车速VP的增加率,该线段是指,在由发动机ENG的转速NE和车速VP表示的坐标上,将此时的车速VP和下限转速NEl的交点(例如,图9(a)所示的圆圈)与转速NE的轴上的截距b连结的线段。上述截距b根据上限转速NEh和下限转速NEl之差ΔNE来设定。如图10所示,截距b设定为零与上限转速NEh之间的值,若上述差ΔNE为第1规定值th1以上,则设定为零,差ΔNE越小则设定为越大的值,若上述差ΔNE为第2规定值th2以下,则设定为上限转速NEh。此外,也可以使用车辆要求输出计算部151计算出的要求输出来代替下限转速NEl而求出上述线段。

图9(a)所示的例子示出差ΔNE为第1规定值th1以上的情况,图9(b)所示的例子示出差ΔNE比第2规定值th2大且比第1规定值th1小的情况。如果在差ΔNE小于第1规定值th1时也将截距b保持为零,则如图9(c)所示,会在短时间内频繁进行如下设定变更,即由于发动机ENG的目标转速NEtar已达到上限转速NEh而使目标转速NEtar下降到下限转速NEl的设定变更。但是,在本实施方式中,由于在上限转速NEh与下限转速NEl之差ΔNE小于第1规定值th1的情况下,将截距b设定为使上限转速NEh为最大值的比零高的值,因此能够抑制上述设定变更的频繁发生。在以下的说明中,将由发动机转速设定部155决定的目标转速NEtar相对于车速VP的增加率称为“规定的变化率”。

上述说明的第1规定值th1是根据车辆的模拟变速商品性要求的上限转速NEh和下限转速NEl的适当的转速差量,是伴随车速VP的变化产生的发动机ENG的转速NE的变化量的目标值。另外,当发动机ENG的转速NE的变化量低于第2规定值th2时,车辆的驾驶员不会将其识别为伴随模拟变速产生的转速NE的变化,而感觉为只是转速NE的轻微变动,即发动机ENG的故障。因此,上述说明的第2规定值th2是伴随车速VP的变化产生的发动机ENG的转速NE的变化量的下限允许值。

图11是示出在串联行驶中AP开度增加了时各参数的时间变化的一例的曲线图。图11所示的例子示出由于串联行驶中的AP开度增加,下限转速NEl增加,并且由于车速VP在增加中而以规定的变化率增加中的发动机ENG的转速NE变得与下限转速NEl相等的情况。在该例子中,目标转速NEtar的规定的变化率低于下限转速NEl的增加率,因此,在保持该状态下转速NE低于下限转速NEl。因此,发动机转速设定部155在转速NE或目标转速NEtar变得与下限转速NEl相等之后,使目标转速NEtar与下限转速NEl一致地增加。之后,若目标转速NEtar的规定的变化率与下限转速NEl的增加率的关系反转,则发动机转速设定部155伴随车速VP的增加而使目标转速NEtar以规定的变化率从下限转速NEl增加。这样,在发动机ENG的转速NE的规定的变化率低于下限转速NEl的增加率的情况下,通过使目标转速NEtar与下限转速NEl一致地增加,目标转速NEtar不会低于下限转速NEl,因此能够防止发动机ENG的输出降低。

接下来,参照图12详细说明与串联行驶中的AP开度的减少相应的、使下限转速NEl以及上限转速NEh变化的方法、以及使发动机ENG的目标转速NEtar变化的方法。

图12是示出在串联行驶中AP开度减少了时各参数的时间变化的多个例子的曲线图。如图12的(a)所示,当下限转速NEl以切合AP开度的降低程度的方式降低、并且上限转速NEh以切合伴随AP开度的降低产生的车速VP的降低的方式降低时,由于下限转速NEl和上限转速NEh的急速下降而发动机转速设定部155会在短时间内频繁地进行如下设定变更,即由于发动机ENG的目标转速NEtar已达到上限转速NEh而使目标转速NEtar降低至下限转速NEl的设定变更(以下,简称为“设定变更”)。因此,在本实施方式中,如图12的(b)所示,在串联行驶中AP开度减少了时,下限转速设定部152不以切合AP开度的降低程度的方式而是以每单位时间的变化率为规定值以下的方式使下限转速NEl降低,上限转速设定部153不以切合车速VP的降低的方式而是以每单位时间的变化率为规定值以下的方式使上限转速NEh降低。

如图12的(b)所示,在串联行驶中AP开度减小了时,下限转速NEl和上限转速NEh一样地缓慢降低,由此发动机ENG的目标转速NEtar与图12的(a)所示的例子相比花费更多时间来进行上述设定变更。因此,能够防止发动机ENG的转速NE的急速增减,能够提高车辆的商品性。

但是,图12的(b)所示的进行上述设定变更的次数与图12的(a)所示的例子相同。因此,如图12的(c)所示,为了花费时间而以较少的次数进行发动机ENG的转速NE增减,发动机转速设定部155也可以若非是从上次的设定变更起经过规定时间之后则不进行上述设定变更。在该情况下,能够抑制发动机ENG的转速NE的频繁增减。因此,能够抑制再加速时的发动机ENG的响应性降低。

另外,按照参照图12的(b)或图12的(c)说明的上述设定,可以当进行了在串联行驶中保持着稳定值的AP开度短时间例如1秒钟内发生了减少而之后又恢复到原来值这样的加速器踏板操作时,不与AP开度的暂时的下降连动地设定发动机ENG的目标转速NEtar。图13是示出在串联行驶中AP开度暂时减少了时各参数的时间变化的多个例子的曲线图。图13的(a)所示的例子与图12的(a)所示的例子对应,发动机ENG的目标转速NEtar与AP开度连动地降低,因此再加速时的发动机ENG的响应性由于惯性损失而恶化。但是,如图13的(b)所示,如果根据参照图12的(b)说明的上述设定,则即使AP开度暂时减少,也能够抑制目标转速NEtar的降低,并且如图13的(c)所示,如果按照参照图12的(c)说明的上述设定,则即使AP开度暂时减少,也能够进一步抑制目标转速NEtar的降低。

如以上说明,根据本实施方式,通过根据车速VP使发动机ENG的转速NE在下限转速NEl与上限转速NEh之间增减,从而发动机ENG的运转音根据车速VP而变化。特别是,由于发动机ENG的转速NE伴随车速VP的增加而增加,因此驾驶员能够得到发动机ENG的运转音与车速VP连动的自然的感觉,车辆的商品性得到提高。另外,即使使发动机ENG的转速增减,能够提供第2电动发电机MG2所需量的电力的发动机ENG的动力或第1电动发电机MG1的输出也因目标转矩Ttar的设定变更而不会变化。因此,能够向第2电动发电机MG2无过量或不足地供给电力而不产生与蓄电池BAT之间的电力授受。这样,由于不发生不必要的能量转换等,能量效率得到提高。这样,能够兼顾车辆的商品性的提高和能量效率的提高。

另外,本发明并不限定于上述的实施方式,能够适当地进行变形、改良等。例如,在图14所示的具有发动机ENG和无级变速器CVT的车辆中,根据车速VP的变化使发动机ENG的转速NE在下限转速NEl与上限转速NEh之间增减,从而无级变速器CVT中的变速比根据转速NE的变化而变更。其结果是,即使转速NE变化,发动机ENG也输出与AP开度相应的发动机要求输出,与AP开度相应的输出传递至驱动轮DW、DW。此外,在图14中示出了具有输入盘21、输出盘22以及动力辊23的环式的无级变速器CVT,但也可以是具有从动带轮、驱动带轮以及带的卷绕式无级变速器。

附图标记说明:

101 车速传感器

103 蓄电池传感器

104 转速传感器

105 VCU

107 ECU

150 SOC计算部

151 车辆要求输出计算部

152 下限转速设定部

153 上限转速设定部

154 发动机要求输出计算部

155 发动机转速设定部

156 第1逆变器控制部

157 发动机转矩设定部

158 发动机控制部

BAT 蓄电池

CL 锁止离合器

ENG 发动机

GB 齿轮箱

INV1 第1逆变器

INV2 第2逆变器

MG1 第1电动发电机

MG2 第2电动发电机。

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