混合动力车辆及混合动力车辆的控制方法

文档序号:626574 发布日期:2021-05-11 浏览:22次 >En<

阅读说明:本技术 混合动力车辆及混合动力车辆的控制方法 (Hybrid vehicle and control method of hybrid vehicle ) 是由 古谷启裕 于 2020-10-23 设计创作,主要内容包括:一种混合动力车辆及混合动力车辆的控制方法。ECU构成为控制电池的SOC控制中心,并且执行发动机转矩抑制控制。发动机转矩抑制控制是在系统起动后的预定期间,抑制发动机的输出,并且使电动发电机输出对进行了抑制的发动机的输出进行补充的转矩的控制。ECU在向过滤器的PM堆积量超过了第1规定量的情况下,通过在系统停止之前控制电动发电机,从而与PM堆积量低于规定量的情况相比提高SOC控制中心,并在系统停止后的下次起动时执行发动机转矩抑制控制。(A hybrid vehicle and a control method of the hybrid vehicle. The ECU is configured as an SOC control center that controls the battery, and executes engine torque suppression control. The engine torque suppression control is control for suppressing the output of the engine and causing the motor generator to output a torque that complements the suppressed output of the engine, for a predetermined period after the system is started. When the amount of PM deposited on the filter exceeds the 1 st predetermined amount, the ECU controls the motor generator before the system is stopped, thereby raising the SOC control center as compared with the case where the amount of PM deposited is less than the predetermined amount, and executes the engine torque suppression control at the next start after the system is stopped.)

混合动力车辆及混合动力车辆的控制方法

技术领域

本公开涉及混合动力车辆及混合动力车辆的控制方法,更具体而言,涉及设有捕集发动机排气中的粒子状物质的过滤器的混合动力车辆的控制技术。

背景技术

例如在日本特开2017-177877中所公开的那样,在混合动力车辆中设有捕集排气中的粒子状物质(PM:Particulate Matter)的过滤器的构成是公知的。

发明内容

在混合动力车辆的系统刚起动后发动机的温度低的情况下(所谓的发动机的冷起动时),与发动机预热后相比,来自发动机的PM排出量变多。因此,考虑在系统刚起动后抑制发动机的输出,并且以输出对进行了抑制的发动机输出进行补充的转矩的方式控制电动发电机(例如参照日本特开2017-177877)。以下将该控制也称为“发动机转矩抑制控制”(有时也简称为“抑制控制”)。

在发动机转矩抑制控制中,为了驱动电动发电机而消耗电池中所蓄积的电力。因此,能够执行发动机转矩抑制控制的期间的长度取决于电池的剩余容量(SOC:State OfCharge)。如果电池的剩余容量少,则有可能无法长时间持续进行发动机转矩抑制控制。或者,能够抑制发动机输出的程度(后述的输出降低量)有可能变小。

如果尽管电池的剩余容量少却仍要确保混合动力车辆的驱动力,则可能在发动机预热前也会使发动机输出增加。但是,这样的话,PM排出量有可能增加。相反,如果优先抑制PM排出量,则必须对混合动力车辆施加行驶限制,相对于与用户操作对应的要求驱动力而言,实际驱动力可能不足。这样的话,混合动力车辆的驾驶性能有可能降低。

本公开是为了解决相关课题而做出的,并且本公开的目的是在混合动力车辆中兼顾PM的排出抑制和驾驶性能的降低抑制。

(1)基于本公开的一方面的混合动力车辆具备发动机、过滤器、蓄电装置、电驱动装置、以及控制装置,所述控制装置构成为,将蓄电装置的SOC控制在SOC控制范围内,并且执行抑制控制。过滤器捕集发动机的排气中的粒子状物质。电驱动装置构成为,能够使用蓄电装置中所蓄积的电力来输出转矩,并且能够对蓄电装置进行充电。抑制控制是在车辆系统起动后的预定期间,抑制发动机的输出,并且使电驱动装置输出对进行了抑制的发动机的输出进行补充的转矩的控制。控制装置,在向过滤器的粒子状物质的堆积量超过了规定量的情况下,通过在车辆系统停止之前控制电驱动装置,从而与堆积量低于规定量的情况相比提高SOC控制范围,并在车辆系统停止后的下次起动时执行抑制控制。

(12)电驱动装置包括:第1旋转电机,构成为能够对蓄电装置进行充电;和第2旋转电机,构成为能够使用蓄电装置中所蓄积的电力来输出转矩。控制装置,通过控制第1旋转电机和第2旋转电机中的至少一方来提高SOC控制范围。

在上述(1)、(12)的构成中,在混合动力车辆的车辆系统停止(具体而言是驻车)之前,蓄电装置的SOC控制范围被提高。由此,在车辆系统的下次起动时,与不进行这样的SOC控制范围的提高的情况相比,能够在蓄电装置上确保较大的电力,能够执行抑制控制的时间变长。因此,根据上述(1)、(12)的构成,能够兼顾PM的排出抑制和驾驶性能的降低抑制。

(2)控制装置,在粒子状物质的堆积量超过规定量,且存在在预定期间中由于蓄电装置的SOC降低而中止了抑制控制的历史记录的情况下,提高SOC控制范围。(3)控制装置,在存在上述历史记录的情况下,因中止抑制控制而抑制控制的执行时间相对于上述预定期间不足的时间越长,则使SOC控制范围的提高量越大。

如果尽管没有进行抑制控制的必要性(或者抑制控制的必要性低)但仍执行抑制控制并提高SOC控制范围,则会使蓄电装置的输入输出范围变窄(向充电侧移动),因此发动机的工作频度可能变高,混合动力车辆整体的燃料经济性可能会恶化。根据上述(2)的构成,通过将SOC控制范围的提高限定为存在中止了抑制控制的历史记录的情况,能够防止过度的抑制控制的执行。另外,根据上述(3)的构成,通过根据实际的抑制控制的不足时间(实际情况)来确定SOC控制范围的提高量,能够将SOC控制范围的提高量设定为合适的值。

(4)控制装置,粒子状物质的堆积量越多则使SOC控制范围的提高量越大。

已经堆积于过滤器的粒子状物质的量越多,则执行抑制控制来防止新的堆积的必要性越高。根据上述(4)的构成,抑制控制的必要性越高,则使SOC控制范围的提高量越大,所以在车辆系统的下次起动时能够更长时间地持续进行抑制控制。

(5)控制装置,在粒子状物质的堆积量超过规定量,且外气温度低于规定温度的情况下,提高SOC控制范围。(6)控制装置,外气温度越低则使SOC控制范围的提高量越大。

外气温度越低,则越容易引起发动机的冷起动,越容易产生粒子状物质。相反,如果外气温度高,则与粒子状物质的排出抑制的优点相比,燃料经济性恶化的缺点可能更大。根据上述(5)的构成,通过将SOC控制范围的提高限定为外气温度低于规定温度的情况,能够防止过度的抑制控制的执行。另外,根据上述(6)的构成,通过根据外气温度低的程度来确定SOC控制范围的提高量,能够将SOC控制范围的提高量设定为合适的值。

(7)控制装置将SOC控制范围的提高量限制为小于上限量。

根据上述(7)的构成,通过使SOC控制中心的提高量ΔS不过度变大,能够抑制混合动力车辆的燃料经济性的不必要的恶化。

(8)控制装置,在混合动力车辆的目的地是预计在车辆系统的下次起动时会进行发动机的冷起动的场所的情况下,提高SOC控制范围。(9)控制装置,在混合动力车辆到达目的地的预测到达时刻是预计在车辆系统的下次起动时会进行发动机的冷起动的时刻的情况下,提高SOC控制范围。

根据混合动力车辆的目的地或预测到达时刻,混合动力车辆有可能仅短时间驻车而重新出发,可能不会进行发动机的冷起动。根据上述(8)、(9)的构成,通过在进行发动机的冷起动的可能性高的状况下执行抑制控制,能够抑制混合动力车辆的燃料经济性的不必要的恶化。

(10)控制装置,在混合动力车辆从当前位置到目的地的行驶预定距离低于预定距离的情况下,开始SOC控制范围的提高。(11)控制装置,在混合动力车辆从当前位置到目的地的行驶预定时间低于预定时间的情况下,开始SOC控制范围的提高。

在混合动力车辆的行驶预定距离超过预定距离的情况下或行驶预定时间超过预定时间的情况下,即,在距离上或时间上没有接近混合动力车辆的目的地的情况下,如果提高SOC控制范围,则有可能会由于可利用的SOC范围减少而使混合动力车辆的燃料经济性恶化。根据上述(10)、(11)的构成,通过在距离上或时间上充分接近混合动力车辆的目的地之后开始提高SOC控制范围,能够抑制混合动力车辆的燃料经济性的不必要的恶化。

(13)在基于本公开的另一方面的混合动力车辆的控制方法中,混合动力车辆具备发动机、过滤器、蓄电装置以及电驱动装置。过滤器捕集发动机的排气中的粒子状物质。电驱动装置构成为,能够使用蓄电装置中所蓄积的电力来输出转矩,并且能够对蓄电装置进行充电。控制方法包括第1步骤和第2步骤。第1步骤是如下步骤:在向过滤器的粒子状物质的堆积量超过规定量的情况下,通过在车辆系统停止之前控制电驱动装置,从而与堆积量低于规定量的情况相比提高蓄电装置的SOC控制范围。第2步骤是如下步骤:在车辆系统停止后的下次起动时执行抑制控制。抑制控制是在车辆系统起动后的预定期间,抑制发动机的输出,并且使旋转电机输出对进行了抑制的发动机的输出进行补充的转矩的控制。

根据上述(13)的方法,能够与上述(1)的构成同样地兼顾PM的排出抑制和驾驶性能的降低抑制。

根据本公开,在混合动力车辆中能够兼顾PM的排出抑制和驾驶性能的降低抑制。

附图说明

以下将参照附图说明本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和产业意义,在附图中相似的附图标记表示相似的要素,并且其中:

图1是大致地示出本公开的实施方式所涉及的车辆的整体构成的框图。

图2是用于说明发动机控制与电池控制的协调关系的概念图。

图3是示出发动机转矩抑制控制的一例的图。

图4是示出本实施方式中的发动机与电池的协调控制的处理步骤的流程图。

图5是示出用于判定目的地条件是否成立的处理步骤的流程图。

图6是示出用于算出SOC控制中心的提高量的处理步骤的流程图。

图7是用于说明在SOC控制中心的提高量的算出中使用的映射的一例的概念图(第1图)。

图8是用于说明在SOC控制中心的提高量的算出中使用的映射的一例的概念图(第2图)。

图9是用于说明在SOC控制中心的提高量的算出中使用的映射的一例的概念图(第3图)。

具体实施方式

以下,关于本实施方式,参照附图进行详细说明。另外,对图中相同或相当的部分标注同一附图标记,不重复对其进行说明。

[实施方式]

<混合动力车辆的构成>

图1是大致地示出本公开的实施方式所涉及的车辆的整体构成的框图。参照图1,车辆1是混合动力车辆。车辆1具备发动机10、电动发电机(Motor Generator)21、22、动力分配机构30、驱动轴41、减速器42、驱动轮43、电力控制单元(PCU:Power Control Unit)50、电池60、催化剂装置70、过滤器80、导航系统91、通信模块92、外气温度传感器93、以及电子控制单元(ECU:Electronic Control Unit)100。

发动机10根据来自ECU100的控制指令,输出用于车辆1行驶的驱动力。在本实施方式中,发动机10采用汽油发动机。但是,发动机10的燃料不限于汽油,例如也可以是柴油燃料、生物燃料(乙醇等)或气体燃料(丙烷气体等)。

在与发动机10的曲轴(未图示)相对的位置设有曲轴位置传感器11。曲轴位置传感器11检测发动机10的转速(发动机转速)Ne,并将其检测结果输出到ECU100。

在发动机10的冷却水的循环路径(未图示)设有水温传感器12。水温传感器12检测发动机10的冷却水的温度(发动机温度)Tw,并将其检测结果输出到ECU100。

电动发电机21、22分别例如是在转子(未图示)埋设有永磁体的三相交流旋转电机。电动发电机21、22均由PCU50驱动。

电动发电机21经由动力分配机构30与发动机10的曲轴连结。电动发电机21使用电池60的电力使发动机10的曲轴旋转。另外,电动发电机21也可以使用发动机10的动力进行发电。由电动发电机21发出的交流电力通过PCU50转换为直流电力并对电池60进行充电。另外,由电动发电机21发出的交流电力也有时被供给到电动发电机22。

电动发电机22使用来自电池60的电力和由电动发电机21发出的电力中的至少一方使驱动轴41旋转。另外,电动发电机22也可以通过再生制动来发电。由电动发电机22发出的交流电力通过PCU50转换为直流电力并对电池60进行充电。

动力分配机构30将发动机10的曲轴、电动发电机21的旋转轴(未图示)以及驱动轴41这三要素机械地连结。动力分配机构30例如是包括太阳轮31、小齿轮32、行星架33以及齿圈34的行星齿轮机构。

驱动轴41经由减速器42与驱动轮43连结。减速器42将来自动力分配机构30或电动发电机22的动力向驱动轮43传递。另外,驱动轮43受到的来自路面的反作用力经由减速器42及动力分配机构30向电动发电机22传递。由此,电动发电机22在再生制动时发电。

PCU50将电池60所蓄积的直流电力转换为交流电力,并将该交流电力供给到电动发电机21、22。另外,PCU50将由电动发电机21、22发出的交流电力转换为直流电力,并将该直流电力供给到电池60。PCU50例如包括变换器、与电动发电机21相对应地设置的转换器、与电动发电机22相对应地设置的转换器(均未图示)。

另外,电动发电机21、22、动力分配机构30以及PCU50相当于本公开所涉及的“电驱动装置”。另外,电动发电机21、22分别相当于本公开所涉及的“第1旋转电机”和“第2旋转电机”。

电池60放出用于驱动电动发电机21、22的电力。另外,电池60通过由电动发电机21、22发出的电力来进行充电。作为电池60,可以采用锂离子电池或镍氢电池等二次电池。此外,电池60相当于本公开所涉及的”“蓄电装置”。也可以将双电层电容器等电容器用作“蓄电装置”。

在电池60设有监视单元61。监视单元61包括电压传感器、电流传感器以及温度传感器(均未图示)。电压传感器检测电池60的电压VB。电流传感器检测向电池60输入、从电池60输出的电流IB。温度传感器检测电池60的温度TB。各传感器向ECU100输出表示其检测结果的信号。ECU100能够基于电池60的电压VB、电流IB以及电池温度TB来推定电池60的SOC。

催化剂装置70设置于发动机10的排气流路中。催化剂装置70将从发动机10排出的排气气体中包含的未燃成分(例如烃(HC)或一氧化碳(CO))氧化,或者将氧化成分(例如氮氧化物(NOx))还原。

在排气流路中的比催化剂装置70靠上游侧的位置设有空燃比传感器71。空燃比传感器71检测排气气体中的燃料和空气的混合气的空燃比。另外,在排气流路中的比催化剂装置70靠下游侧的位置设有氧传感器72。氧传感器72检测排气气体中的氧浓度。各传感器将其检测结果输出到ECU100。ECU100基于来自各传感器的检测结果来算出空燃比。

过滤器80在发动机10的排气流路中设置于比氧传感器72靠下游侧的位置。过滤器80捕集从发动机10排出的PM。在本实施方式中,由于发动机10是汽油发动机,所以采用GPF(Gasoline Particulate Filter:汽油颗粒过滤器)作为过滤器80。另外,例如在发动机10是柴油发动机的情况下,过滤器80是DPF(Diesel Particulate Filter:柴油颗粒过滤器)。

在发动机10的排气流路中,在比过滤器80靠上游侧且比氧传感器72靠下游侧的位置设有压力传感器81。压力传感器81检测比过滤器80靠上游侧的位置的压力(以下也称为“上游侧压力”)P1。另外,在排气流路中的比过滤器80靠下游侧的位置设有压力传感器82。压力传感器82检测比过滤器80靠下游侧的位置的压力(以下也称为“下游侧压力”)P2。各传感器将其检测结果输出到ECU100。

导航系统91包括基于来自人造卫星的电波来确定车辆1的位置的GPS(GlobalPositioning System:全球定位系统)接收机(未图示)。导航系统91使用通过GPS接收机确定的车辆1的位置信息(GPS信息)来执行车辆1的各种导航处理。更具体而言,导航系统91基于车辆1的GPS信息和存储器所存储的道路地图数据,将车辆1的从当前位置到目的地的推荐路线等信息(例如,预测到达时间、剩余行驶距离、剩余行驶时间)输出到ECU100。

通信模块92是车载DCM(DCM:Data Communication Module:数据通信模块)。通信模块92构成为能够在设置于车辆1的外部的服务器(未图示)与ECU100之间进行双向的数据通信。

外气温度传感器93检测车辆1的外气的温度(外气温度)Ta,并将其检测结果输出到ECU100。

ECU100包括CPU(Central Processing Unit:中央处理器)等处理器,ROM(ReadOnly Memory:只读存储器)和RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)等存储器,输入输出端口以及计数器(均未图示)。CPU执行控制程序。存储器存储各种控制程序和映射等。输入输出端口控制各种信号的发送接收。计数器计测时间。另外,ECU100也可以构成为按照每个功能分割为多个ECU(例如,控制发动机10的发动机ECU、控制电池60的充放电的电池ECU等)。

ECU100基于来自各传感器的信号以及存储器中所存储的映射和程序来控制设备类的装置,以使得车辆1成为所期望的状态。更详细而言,首先,ECU100根据加速器开度和车速等决定车辆1的要求驱动力,并根据该要求驱动力计算发动机10的要求功率。ECU100,为使得相对于发动机10的要求功率的系统效率最佳,根据发动机10的要求功率,例如决定发动机10的燃料消耗量最小的发动机动作点(发动机转速Ne和发动机转矩Te的组合)。然后,ECU100,为使得发动机10在该发动机动作点下动作,生成用于驱动电动发电机21、22的转矩指令并控制PCU50,并且控制发动机10的各部(喷射器、火花塞、节气门等)。

<发动机控制与电池控制的协调>

在发动机10的排气流路流动的PM被过滤器80捕集而堆积。如果向过滤器80的PM的堆积量(以下也记载为“GPF堆积量”)变得过大,则会引起过滤器80堵塞而可能导致过滤器80的熔损或龟裂等的发生。因此,要求在防止PM的堆积,并且在GPF堆积量达到一定量的情况下除去PM。为此目的,在本实施方式中,协调地控制发动机10与电池60。

图2是用于说明发动机控制与电池控制的协调关系的概念图。参照图2,来自发动机10的PM的排出在发动机10的温度低的冷起动时变得显著。因此,在GPF堆积量超过了第1基准量D1的情况下,为了降低PM排出量,在车辆1的系统刚起动后(点火开关刚接通后)执行“发动机转矩抑制控制”(例如参照日本特开2017-177877)。另外,系统刚起动后是指从通过用户操作设置于车辆1的动力开关(未图示)而发动机10起动,到发动机10充分预热为止的期间,例如是数十秒~数十分钟的程度。

图3是示出发动机转矩抑制控制的一例的图。在图3中,横轴表示发动机转速Ne,纵轴表示发动机输出。在图3示出的例子中,在发动机转速Ne为转速N0以上的情况下,ECU100以使得发动机输出不超过输出P0的方式抑制发动机输出。发动机输出的抑制,具体而言通过削减来自喷射器的燃料喷射量来实现。

由发动机10的输出抑制引起的输出降低量,根据不抑制发动机输出的情况下的与发动机转速Ne对应的发动机输出和输出P0(在该例中为固定值)的差量来算出。ECU100生成对电动发电机22的转矩指令,以使得发动机10的输出降低量(经由动力分配机构30作用于驱动轴41的转矩的降低量)通过电动发电机22的输出来补充。由此,从电动发电机22输出对发动机10的输出降低量进行补充的转矩(所谓的辅助转矩)。通过抑制发动机10的输出,能够削减燃料喷射量,因此,能够削减来自发动机10的PM产生量。另外,通过利用辅助转矩填补伴随发动机10的输出抑制的车辆1的驱动力的下降,能够输出与用户操作对应的要求驱动力,因此,能够防止车辆1的驾驶性能的降低。在执行发动机转矩抑制控制时,从电池60放出用于使电动发电机22输出辅助转矩的电力。

再次参照图2,即使执行了发动机转矩抑制控制,随着一定程度的时间的经过,GPF堆积量也可能增加。在GPF堆积量超过了第2基准量D2(D2>D1)的情况下,ECU100执行用于使过滤器80再生的控制。具体而言,ECU100使过滤器80的温度上升到可再生温度(例如500℃~600℃)以上。由此,在过滤器80堆积的PM通过与二氧化氮(NO2)等的燃烧反应而被氧化除去。作为用于使过滤器80再生的控制,例如可以对升高控制和拖动控制进行组合。

升高控制是指在需要过滤器80的再生的情况下使发动机10的输出增加的控制。以不需要过滤器80的再生的情况下的输出(通常值)为基准,将需要过滤器80的再生的情况下的发动机10的输出设定为增大规定量。具体而言,通过调整节气门开度、燃料喷射量以及点火正时中的至少一个来实现升高控制。当使发动机10的输出增加时,从发动机10排出的排气气体的温度升高。由此,能够使过滤器80的温度上升到可再生温度,因此能够促进在过滤器80堆积的PM的除去。当执行升高控制时,电动发电机21基于发动机10的输出增加量而发出的电力被充入电池60。

拖动控制是指使用电动发电机21的转矩来使处于停止了燃烧的状态的发动机10的曲轴(未图示)旋转的控制。伴随曲轴的旋转而向发动机10吸入空气。所吸入的空气中的氧不在发动机10中燃烧而被供给到过滤器80。因此,过滤器80的PM的燃烧状态提高,所以能够促进在过滤器80堆积的PM的除去。在执行拖动控制时,用于使发动机10的曲轴旋转的电力从电池60向电动发电机21放出。

<发动机转矩抑制控制>

在发动机转矩抑制控制中,如上述那样,为了驱动电动发电机22而消耗电池60中所蓄积的电力。因此,发动机转矩抑制控制中的发动机10的输出降低量、或者能够执行发动机转矩抑制控制的期间的长度取决于电池60的SOC。另外,如果电池60的SOC降低,则与电池60的SOC足够高的情况相比,能够从电池60放出的电力的控制上限值(上限放电电力)Wout被限制得较小。因此,在电池的SOC低的情况下,有可能无法向电动发电机22供给所需的电力,而无法有效地执行发动机转矩抑制控制。

具体而言,如果尽管电池60的SOC低但仍要确保车辆1的驱动力,则即使在发动机10实现预热之前也可能使发动机输出增加。但是,这样的话,来自发动机10的PM排出量有可能增加。

相反,在使PM排放量的抑制优先的情况下,无法迅速利用来自电动发电机22的辅助转矩来补充发动机10的输出降低量,从而不得不对车辆1施加行驶限制。这样的话,相对于与用户操作(加速器开度)对应的要求驱动力而言,实际驱动力可能不足。结果,有可能导致车辆1的驾驶性能的降低。

因此,在本实施方式中,在GPF堆积量超过了第1规定量D1(本公开所涉及的“规定量”)的情况下,在车辆1的系统停止(点火开关断开)之前对电池60进行充电,并以提高电池60的SOC控制范围的方式调整SOC。更具体而言,在车辆1中,在包括预先设定的中心值的一定的SOC范围内控制电池60的SOC。以下,将该中心值称为“SOC控制中心”。在本实施方式中,与GPF堆积量为第1规定量D1以下的情况相比,提高SOC控制中心。

通过像这样提高SOC控制中心,与维持SOC控制中心的情况(通常时)相比,下次的系统起动时的电池60的蓄电电力变大。换言之,为了对下次的系统起动时进行准备,而预先准备用于通过辅助转矩来填补发动机10的输出降低量的电力。由此,能够延长能够执行发动机转矩抑制控制的期间。结果,能够兼顾来自发动机10的PM的排出抑制和车辆1的驾驶性能的降低抑制。

<控制流程>

图4是示出本实施方式中的发动机10与电池60的协调控制的处理步骤的流程图。参照图4,该流程图在车辆1的系统起动时从主例程(未图示)调出并执行。图4以及后述的图5和图6所示的流程图的各步骤基本上通过ECU100的软件处理来实现,也可以通过在ECU100内制作的电子电路的硬件处理来实现。另外,以下将步骤省略为“S”。

在S101中,ECU100判定向过滤器80的PM的堆积量(GPF堆积量)是否超过第1规定量D1。随着GPF堆积量增加而过滤器80的上游侧压力P1与下游侧压力P2之间的差压(P1-P2)增加,所以当前的GPF堆积量能够基于差压(P1-P2)来算出。另外,也可以利用空燃比传感器71、氧传感器72、空气流量计(未图示)、节气门开度传感器(未图示)、水温传感器12等各种传感器来推定GPF堆积量。在GPF堆积量超过第1规定量D1的情况下(在S101中为是),ECU100使处理进入S102。

在S102中,判定在发动机10冷却了的状态下的最近的系统起动时所取得的外气温度Ta是否低于规定温度(例如冰点以下的温度)(S102)。在外气温度Ta低的情况下,到进行了冷起动的发动机10实现预热为止所需的时间变长。因此,为了降低PM排出量,要求长时间执行发动机转矩抑制控制,所以相应地需要预先使电池60的蓄电电力增加。另外,由于在外气温度Ta上可能产生偏差,所以优选使用过去多次取得的外气温度Ta的平均值来代替最近1次取得的外气温度Ta的使用。在外气温度Ta(优选为平均外气温度)低于规定温度的情况下(在S102中为是),ECU100使处理进入S103。

在S103中,ECU100判定在最近的规定次数(例如数次左右)的行程(从系统起动到系统停止为止的期间)中是否存在由于电池60的SOC降低(剩余容量不足)而在途中中止了发动机转矩抑制控制的历史记录(S103)。该判定可以通过使用标志(flag)等来记录在途中中止了发动机转矩抑制控制的次数(也可以是有无中止)来实现。在存在途中中止了发动机转矩抑制控制的历史记录的情况下(在S103中为是),则ECU100使处理进入S200。

另外,ECU100在S101~S103的处理中的任一处理中判定为否的情况下,判定为不需要为了发动机转矩抑制控制而提高SOC控制中心,结束一系列的处理。另外,S101~S103的全部的处理不是必须的,也可以省略S102、S103的处理中的一方或双方。

之所以提高电池60的SOC控制中心(后述的S400的处理),是为了针对下次的系统起动时的发动机10的冷起动做准备。根据车辆1的目的地,有可能特别地不需要这样的准备。因此,在S200中,ECU100判定关于车辆1的目的地的预定的条件(目的地条件)是否成立。

图5是示出用于判定目的地条件是否成立的处理步骤的流程图。ECU100具有用于管理目的地条件是否成立的标志。以下将该标志称为“条件管理标志”。条件管理标志在该流程图中示出的处理的开始时为非激活(OFF)。

参照图5,在S201中,ECU100判定向导航系统91输入的车辆1的下一目的地是否为预计会长时间(例如6小时以上)驻车的场所。例如,在车辆1的目的地是已登记为车辆1的用户的住宅的地点的情况下,ECU100能够判定为预计会长时间驻车。或者,虽然未图示,但ECU100也可以通过经由通信模块92进行的与在车辆1的外部的数据中心设置的服务器(也可以是云服务器)的通信,来取得车辆1的过去的驻车历史记录。在关于车辆1的目的地,过去的驻车历史记录中记录有超过上述的时间(在本例中为6小时)的驻车时间的情况下,ECU100能够判定为预计会长时间驻车。另外也可以是,例如即使不存在车辆1的过去的驻车历史记录,例如在根据服务器的大数据解析的结果而预计在车辆1的目的地,车辆1会长时间驻车的情况下,从服务器接收到该解析结果的ECU100判定为预计车辆1会长时间驻车。如果车辆1在目的地长时间驻车,则在下次的系统起动时发动机10有可能会进行冷起动,与此相对,在驻车在短时间内完成的情况下,车辆1在发动机10冷却前再次出发的可能性高。

并且,在根据服务器的分析的结果而预计车辆1的目的地的气温会冷下来的情况下,即使驻车时间较短,在下次的系统起动时发动机10也有可能会进行冷起动。因此,也可以代替将驻车时间的“长时间”设定为固定值(例如6小时)的情况,从服务器向车辆1提供与外气温度的预测变化对应的合适的值。

在车辆1的目的地是预计会长时间驻车的场所的情况下(在S201中为是),ECU100将条件管理标志切换为激活(ON)(S202),之后使处理进入S203。另一方面,在车辆1的目的地不是预计会长时间驻车的场所的情况下(在S201中为否),ECU100在条件管理标志为非激活的状态下使处理进入S203。

在S203中,判定从导航系统91取得的,车辆1到达下个目的地的预测到达时刻是否为预计会长时间驻车的时刻。作为一例,在预测到达时刻为深夜的时刻(例如21点以后的时刻)的情况下,设为在该日之内用户驾驶车辆1再次出门的可能性低,ECU100能够判定为预计会长时间驻车。

在车辆1到达目的地的预测到达时刻是预计会长时间驻车的时刻的情况下(在S203中为是),ECU100将条件管理标志设为激活(S204),之后使处理进入S205。另一方面,在车辆1到达目的地的预测到达时刻不是预计会长时间驻车的时刻的情况下(在S203中为否),ECU100跳过S204的处理而使处理进入S205。

在S205中,ECU100判定车辆1的下个目的地的地形是否是在车辆1的下次的系统起动时对电动发电机22施加的负荷大的地形。作为具体例,在车辆1的目的地是被上坡包围的地点(例如,位于研钵状的地形的底部的地点)的情况下,车辆1在下次的系统起动时在执行发动机转矩抑制控制的同时进行爬坡行驶的可能性高。在像这样的爬坡行驶过程中,与车辆1在平坦的道路上行驶的情况相比,要求使辅助转矩增大,所以电池60的蓄电电力可能提前达到枯竭的情况。因此,可以说在车辆1的目的地的地形对于电动发电机22而言是高负荷的地形的情况下,优选预先提高电池60的SOC控制中心。

在车辆1的目的地的地形是高负荷的地形的情况下(在S205中为是),ECU100将条件管理标志设为激活(S206),之后使处理进入S207。与此相对,在车辆1的目的地的地形不是高负荷的地形的情况下(在S205中为否),ECU100跳过S206的处理而使处理进入S207。

在S207中,ECU100判定条件管理标志是否为激活。在条件管理标志为激活的情况下,即执行了S202、S204、S206的处理中的至少一个的情况下(在S207中为是),ECU100使处理进入S208。另一方面,在条件管理标志为非激活的情况下,即,在S202、S204、S206中的任一处理均未执行的情况下(在S207中为否),ECU100结束一系列的处理。也就是说,不进行SOC控制中心的提高。

在尽管在距离上或时间上没有接近车辆1的目的地但提高了SOC控制中心的情况下,由于可利用的SOC控制范围减少,有可能使车辆1的燃料经济性恶化。为了将燃料经济性恶化抑制到最小限度,在距离上或时间上接近车辆1的目的地之后提高SOC控制中心即可。

在S208中,ECU100判定车辆1从当前位置到目的地的剩余行驶距离(行驶预定距离)是否小于预定距离(例如几km~十几km)。在剩余行驶距离为预定距离以上的情况下(在S208中为否),ECU100进一步判定车辆1从当前位置到目的地的剩余行驶时间(行驶预定时间)是否小于预定时间(例如十几分钟~几十分钟)(S209)。

在车辆1的剩余行驶距离为预定距离以上、且车辆1的剩余行驶时间为预定时间以上的情况下(在S208中为否且在S209中为否),ECU100使处理返回到S208。如果剩余行驶距离小于预定距离(在S208中为是)、或者剩余行驶时间小于预定时间(在S209中为是),则ECU100使处理进入S300(参照图4),并算出SOC控制中心的提高量ΔS。

图6是示出用于算出SOC控制中心的提高量的处理步骤的流程图。参照图6,在S301中,ECU100在前次(或者过去的数次)的行程中存在因电池60的蓄电电力枯竭而在途中中止了发动机转矩抑制控制的历史记录的情况下,基于发动机转矩抑制控制不足的时间(如果电池60的蓄电电力足够则应该是在执行发动机转矩抑制控制的时间、与到途中中止为止执行了发动机转矩抑制控制的时间的时间差),来算出SOC控制中心的提高量ΔS的基础值(基础提高量)ΔSbase[单位:SOC的百分点]。

在S302、S303中,ECU100算出用于修正基础提高量ΔSbase的修正系数k1、k2。然后,ECU100通过如下述式(1)所示那样将基础提高量ΔSbase乘以修正系数k1、k2来算出SOC控制中心的提高量ΔS(S304)。

ΔS=ΔSbase×k1×k2···(1)

在基础提高量ΔSbase的算出(S301的处理)及之后的修正系数k1、k2的算出(S302、S303的处理)中,例如可以使用映射。另外,也可以使用使用表或关系式来代替映射。

图7~图9是用于说明在SOC控制中心的提高量ΔS的算出中使用的映射的一例的概念图。参照图7~图9,在该映射中,发动机转矩抑制控制的不足时间与基础提高量ΔSbase的对应关系基于事先的试验或模拟来确定。发动机转矩抑制控制的不足时间越长,则将基础提高量ΔSbase设定得越大。

修正系数k1是基于“GPF闭塞等级”的参数,“GPF闭塞等级”表示过滤器80的闭塞的进展程度。GPF闭塞等级在该例中分为6个阶段。过滤器80完全没有闭塞的状态相当于等级0,过滤器80完全闭塞了的状态相当于等级5。由过滤器80的PM引起的闭塞越加剧(闭塞等级越高),则将修正系数k1设定得越大。

修正系数k2是用于使外气温度Ta(优选为过去数次的平均值)的影响反映到SOC控制中心的提高量ΔS的参数。外气温度Ta越低,则将修正系数k2设定得越大。

返回到图6,在S305中,ECU100将在S304中算出的SOC控制中心的提高量ΔS限制为预先设定的上限量UL(例如相当于SOC15%的量)以下。也就是说,如果SOC控制中心的提高量ΔS为上限量UL以下,则ECU100直接使用在S304中算出的值,但是如果SOC控制中心的提高量ΔS超过上限量UL,则ECU100使ΔS=UL。

SOC控制中心的提高量ΔS越大,则越尽量不使电池60放电,因此,来自电动发电机22的输出变小。结果,在SOC控制中心的提高量ΔS过大的情况下,有可能本次行程中的车辆1的燃料经济性会恶化。因此,为了使得SOC控制中心的提高量ΔS不会变得过大,而施加基于上限量UL的限制。在执行S305的处理后,处理进入S400。

再次参照图4,在S400中,ECU100开始SOC控制中心的提高。由于在图3中对该控制进行了详细说明,所以这里不再重复说明。

在S500中,ECU100判定SOC控制中心的提高的结束条件是否成立。具体而言,在从开始SOC控制中心的提高起经过了规定时间(例如10分钟~15分钟)的情况下、或者即使经过当初所设定的目的地,车辆1也继续行驶的情况下,ECU100能够判定为SOC提高控制的结束条件成立。由于在S201~S209中说明的利用导航系统91进行的处理中的预测不一定正确,所以防备预测错误的情况,判定上述结束条件是否成立。

ECU100在SOC控制中心的提高的结束条件成立之前(在S500中为否)使处理返回到S400并继续进行SOC控制中心的提高。当结束条件成立时(在S500中为是),ECU100结束SOC控制中心的提高,并使SOC控制中心恢复到通常值(例如SOC=56%)(S500)。

如上所述,在本实施方式中,在车辆1的系统停止(驻车)之前,电池60的SOC控制中心提高。由此,在车辆1的下次系统起动时,在电池60中能够确保更大的蓄电电力,所以能够执行发动机转矩抑制控制的期间变长。因此,根据本实施方式,能够兼顾PM的排出抑制和驾驶性能的降低抑制。

另外,在本实施方式中,作为提高电池60的SOC控制范围的控制的一例,所说明的是提高SOC控制中心,但也可以提高所使用的SOC控制范围的上限值及下限值(特别是下限值)。

应该认为,本次所公开的实施方式在所有的方面都是例示,而并非构成限定。本公开的范围并非由上述的实施方式的说明示出,而是由权利要求书示出,并且旨在包括与权利要求书均等的含义和范围内的所有变更。

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