專利名稱：用于混合動力車輛的控制單元的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于混合動力車輛的控制單元。
背景技術：
包括引擎和發(fā)動機的混合動力車輛是一種公知的混合動力車輛，其可以在通過發(fā)動機驅動車輛的發(fā)動機驅動和通過引擎驅動車輛的引擎驅動之間進行切換。這種類型的混合動力車輛在行駛中，當車輛以較低車速行駛時，車輛被切換到通過發(fā)動機驅動車輛的發(fā)動機驅動，該發(fā)動機能夠在較低的發(fā)動機轉速下產生較高的驅動力，而當車輛以中等或較高車速行駛時，車輛被切換到通過引擎驅動車輛的引擎驅動，該引擎能夠在中等和較高的引擎轉速下產生較高的驅動力。在這種情況下，在發(fā)動機驅動期間當加速踏板開度達到或超過預定值時，執(zhí)行從·發(fā)動機驅動到弓I擎驅動的切換。偶然地，當試圖在使車輛優(yōu)先靜止或低油耗的同時驅動車輛時，期望通過抑制從發(fā)動機驅動切換到弓I擎驅動來降低弓I擎的操作率。然后，提出以下一種技術，在該技術中，確定與加速踏板開度有關的驅動力(所需的輸出力矩)的特征通過能夠在允許切換到引擎驅動的驅動模式和抑制切換到引擎驅動的驅動模式之間進行選擇而發(fā)生改變(參見JP-A-2008-174159)。在這項技術中，改變上述特征使得與加速踏板開度有關的驅動力(所需的輸出力矩)在后一種驅動模式中比在前一種驅動模式中被減少得更多。

發(fā)明內容
如上所述的相關技術中，然而，因為其特征是加速踏板開度增大時所需的輸出扭矩的增長率減小，所以在后一種驅動模式中，在車輛速度減小時，強烈地抑制與加速踏板開度相關的所需的輸出扭矩。由此，當車輛從靜止啟動或在較低車速下行駛時加速響應被很大程度地減小，產生加速性能被降低的擔憂。為此，本發(fā)明的優(yōu)勢在于提供了一種用于混合動力車輛的控制單元，其優(yōu)勢在于能夠實現(xiàn)在精確地抑制發(fā)動機驅動切換到引擎驅動的同時確保加速響應。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于混合動力車輛的控制單元，該混合動力車輛包括引擎和發(fā)動機，且被構造成在電動機驅動模式、引擎驅動模式和混合動力驅動模式之間進行切換，在該電動機驅動模式中通過電動機驅動車輛，在該引擎驅動模式中通過引擎驅動車輛，并且在該混合動力驅動模式中通過發(fā)動機和引擎兩者共同驅動混合動力車輛，其特征在于，包括所需輸出的確定裝置，該所需輸出的確定裝置被構造成根據(jù)輸出特征確定所需輸出，在該輸出特征中加速踏板的操作量和與該操作量對應的驅動輸出彼此有關。其中，發(fā)動機驅動模式中的輸出特征是隨著操作量增大時驅動輸出的增長率減小。用于混合動力車輛的控制單元可以進一步包括剩余電量檢測裝置，其被構造成檢測向發(fā)動機提供電能的電池的剩余電量，其中，隨著剩余電量減小，與加速踏板的操作量對應的驅動輸出減小。用于混合動力車輛的控制單元可以進一步包括選擇裝置，其被構造成當接收到駕駛者的輸入時，選擇抑制模式，在該抑制模式中與操作量對應的所需輸出被抑制，其中，在通過選擇裝置選擇抑制模式的狀態(tài)下，所需輸出確定裝置根據(jù)輸出特征來確定所需輸出。


圖I是顯示車輛10的總體結構的方框圖，該車輛10中安裝了根據(jù)第一實施例的用于混合動力車輛的控制單元30。圖2是顯示根據(jù)第一實施例的輸出特征的輸出特征映射圖。 圖3是說明根據(jù)第一實施例的用于混合動力車輛的控制單元30的操作流程圖。圖4是顯示車輛10的總體結構的方框圖，該車輛10中安裝了根據(jù)第二實施例的用于混合動力車輛的控制單元30。圖5是詳細說明根據(jù)第二實施例的SOC和驅動輸出抑制率P之間的示意圖。圖6是顯示根據(jù)第二實施例的輸出特征的輸出特征映射圖。圖7是說明根據(jù)第二實施例的用于混合動力車輛的控制單元30的操作流程圖。
具體實施例方式(第一實施例)在下文中，將參考

本發(fā)明的實施例。如圖I所示，車輛10是混合動力車輛。車輛10包括驅動電池12、發(fā)動機14、引擎16、發(fā)電機18、變速驅動橋20、驅動輪22、加速踏板24、eco開關26和HEV-E⑶(以下稱為E⑶)28。E⑶28構成本發(fā)明的控制單元30。驅動電池12向發(fā)動機14提供電能。通過驅動電池12提供的電池電能和發(fā)電機18提供的產生的電能來驅動發(fā)動機14使其旋轉，然后經過變速驅動橋20向驅動輪22提供動力(驅動扭矩)，以此來驅動驅動輪22。引擎16向發(fā)電機18提供能量(產生扭矩)，從而驅動發(fā)電機18使其發(fā)電。發(fā)電機18通過引擎16提供的能量產生電能，并且將所產生的電能夠提供給發(fā)動機14。變速驅動橋20分配發(fā)動機14提供的能量，將能量傳輸?shù)絻蓚€驅動輪22。通過從變速驅動橋20傳輸過來的能量驅動驅動輪22使其旋轉。駕駛員操作加速踏板24，將表示加速踏板24的操作量的加速器開度APS提供給ECU28。eco開關(選擇部件)26是用于選擇正常模式和抑制模式的開關，該正常模式允許將驅動模式從發(fā)動機驅動模式切換到引擎驅動模式的切換操作，該抑制模式抑制該切換操作。通過eco開關26選擇的驅動模式的結果被提供給E⑶28。
本實施例中，發(fā)動機驅動(發(fā)動機驅動模式)表示只使用發(fā)動機14驅動車輛10的驅動。引擎驅動包括使用發(fā)動機14和引擎16兩者的混合動力驅動模式和只使用引擎16而不使用發(fā)動機14的引擎驅動模式。在混合動力驅動模式中，車輛10由發(fā)動機14驅動，在引擎16的驅動力所驅動的發(fā)電機18中產生的電能被提供給發(fā)動機14。在引擎驅動模式中，引擎16的驅動力被直接傳輸給驅動輪22。另外，變速驅動橋20可以被構造成分配引擎16提供的用來傳輸給兩個驅動輪22的能量。在這種情況下，引擎驅動包括引擎16的能量同時提供給發(fā)電機18和變速驅動橋的驅動，引擎16的能量只提供給發(fā)電機18的驅動，和引擎16的能量只提供給變速驅動橋的驅動。引擎16的能量至少提供給變速驅動橋的驅動稱為并行驅動。E⑶28包括CPU、儲存控制程序的ROM、用作控制程序的操作區(qū)域的RAM和與外圍電路連接的接口模塊。E⑶28執(zhí)行控制程序，從而控制發(fā)動機14、引擎16和發(fā)電機18?！?br> 也就是說，E⑶28通過向發(fā)動機14發(fā)送輸出請求來控制發(fā)動機14的輸出。此外，E⑶28通過向引擎16發(fā)送引擎驅動請求來控制引擎16的輸出。此外，E⑶28通過向發(fā)電機18發(fā)送發(fā)電和輸出請求來控制產生的電能。進一步，E⑶28執(zhí)行控制程序以控制切換裝置28A和所需輸出的確定裝置28B。當以發(fā)動機驅動模式驅動車輛時表示車輛所需要的驅動力的驅動輸出P達到或超過預定的閥值Pl時，切換裝置28A執(zhí)行將驅動模式切換到使用引擎16的引擎驅動的切換操作。所需輸出的確定裝置28B根據(jù)與加速器開度APS相關的輸出特征來確定根據(jù)加速器開度APS的驅動輸出(所需輸出)P，該輸出特征將駕駛員通過加速踏板的操作產生的加速器開度APS和對應于加速器開度APS的驅動輸出(所需輸出)P相關聯(lián)。此處，驅動輸出和所需輸出意義相同。本實施例中，例如，如圖2所不的表不輸出特征的輸出特征映射圖被設置在ECU28的ROM中。圖2中，橫座標表示加速器開度(％ )，縱坐標軸表示驅動輸出P(W)，參照特征值Pl表示預定閥值。也就是說，驅動輸出P小于閥值Pl的范圍是只使用發(fā)動機14驅動車輛的發(fā)動機驅動區(qū)域，而驅動輸出P等于或大于閥值Pl的范圍是使用引擎16驅動車輛的引擎驅動區(qū)域。圖中，虛線表示與允許驅動模式從發(fā)動機驅動切換到引擎驅動的切換操作的正常模式對應的正常輸出特征Fl，其對應于eco開關26斷開狀態(tài)。正常輸出特征Fl由例如具有預定傾角的直線或曲線表示。圖中，實線表示與抑制該切換操作的抑制模式對應的抑制輸出特征F2，其對應于eco開關26接通狀態(tài)。形成抑制輸出特征F2，從而在加速器開度APS的增大時驅動輸出P的增長率減小。因此，抑制模式是抑制與加速器開度APS (操作量)對應的所需輸出的模式。此處，當驅動輸出P與閥值Pl相同時輸出特征中的加速器開度APS稱為切換操作量，抑制輸出特征F2的切換操作量APS2成為大于正常輸出特征Fl的切換操作量APSl的值。所需輸出的確定裝置28B切換正常輸出特征Fl和抑制輸出特征F2作為輸出特征。也就是說，當eco開關26斷開時，使用正常輸出特征F1，而當eco開關26接通時，使用抑制輸出特征F2。當用這種方法操作eco開關26選擇抑制模式時，在加速器開度APS增大時驅動輸出P的增長率減小，因此駕駛員能夠容易地識別出使用的是抑制模式。附圖中，長短交替的虛線表示與表示抑制切換成引擎驅動的相關技術的比較實例中的模式對應的特征，這一特征對應于本發(fā)明的eco開關26接通時的特征。與本發(fā)明相反，形成這種特征從而當加速器開度APS增加時驅動輸出P的增長率增加。接下來，控制單元30的操作將參考圖3中的流程圖進行描述。 首先，所需輸出的確定裝置28B確定eco開關26的狀態(tài)(步驟S10)。如果確定eco開關26是斷開的，則所需輸出的確定裝置28B將正常輸出特征Fl作為輸出特征(步驟S12)，然后根據(jù)加速器開度APS從正常輸出特征Fl上計算出驅動輸出P (步驟S16)。因此，如圖2所示，當驅動輸出P小于閥值Pl時，切換裝置28A執(zhí)行發(fā)動機驅動，而當驅動輸出P達到或超過閥值Pl時，切換裝置28A將驅動模式從發(fā)動機驅動切換到引擎驅動。也就是說，當加速器開度APS在小于切換操作量APSl的范圍內時，切換裝置28A執(zhí)行發(fā)動機驅動，而當加速器開度APS達到或超過切換操作量APSl時，切換裝置28A將驅動模式從發(fā)動機驅動切換到弓I擎驅動。如果步驟SlO中確定eco開關26是接通的，則所需輸出的確定裝置28B將抑制輸出特征F2作為輸出特征(步驟S14)，然后根據(jù)加速器開度APS從抑制輸出特征F2上計算出驅動輸出P (步驟S16)。因此，如圖2所示，當驅動輸出P小于閥值Pl時，切換裝置28A執(zhí)行發(fā)動機驅動，而當驅動輸出P達到或超過閥值Pl時，切換裝置28A將驅動模式從發(fā)動機驅動切換到引擎驅動。也就是說，當加速器開度APS在小于切換操作量APS2的范圍內時，切換裝置28A執(zhí)行發(fā)動機驅動，而當加速器開度APS達到或超過切換操作量APS2時，切換裝置28A將驅動模式從發(fā)動機驅動切換到弓I擎驅動。如圖2所示，形成抑制輸出特征F2從而使得當加速器開度APS增大時驅動輸出P的增長率減小。因此，當使用抑制輸出特征F2時，抑制輸出特征F2的值與正常輸出特征Fl的值幾乎相同，并且加速器開度APS保持在O到預定值的范圍內。因此，當車輛從靜止啟動或以低車速行駛時，可能獲得與正常輸出特征Fl的加速響應幾乎相同的加速響應，以此抑制加速響應的減小。另外，當驅動輸出P保持在等于或大于閥值Pl的范圍內時，驅動輸出P在正常輸出特征Fl被更大程度地抑制，因此燃料消耗也得到了抑制，改善了燃料經濟性。
相比于這種情況，當加速器開度APS保持在O到預定值范圍內時，在比較實例的輸出特征中，相比于根據(jù)本發(fā)明的抑制輸出特征F2中的驅動力，驅動力P更大地減小。因此，當車輛從靜止啟動或以低車速行駛時，加速響應減少。因此，根據(jù)上述實施例，形成抑制輸出特征F2從而當加速器開度APS增大時驅動輸出P的增長率減小。因此，本實施例的優(yōu)勢在于在精確地抑制驅動模式從發(fā)動機驅動切換到弓I擎驅動的同時獲得確保加速響應的驅動模式。
(第二實施例)下面將描述第二實施例。在第一實施例中，盡管當車輛從靜止啟動或是以低車速行駛時可以抑制加速響應的減少，但是發(fā)動機14消耗的驅動電池12的電池電能的消耗量增大。由此，根據(jù)驅動條件，驅動電池12的剩余電量被過早地消耗。然后，在第二實施例中，當驅動電池12的剩余電量減小時抑制輸出特征F2中的驅動輸出P減小。應當注意的是，在下面的實施例中相同的參考數(shù)字可能指代與第一實施例中相同的部分或構件，從而省略其描述或進行簡要描述。如圖4所示，E⑶28執(zhí)行控制程序，從而控制除切換裝置28A和所需輸出的確定 裝置28B之外的剩余電量檢測裝置28C和抑制輸出特征調整裝置28D。剩余電量檢測裝置28C通過從電池控制單元(未顯示)上讀取驅動電池12的剩余電量的數(shù)據(jù)來檢測驅動電池12的剩余電量。剩余電量上的數(shù)據(jù)利用表示驅動電池12的充電狀態(tài)的所謂SOC(充電狀態(tài))的值。SOC是被定義為剩余充電量與電池的充電容量的比值的數(shù)值?，F(xiàn)有的各種已知參數(shù)可以用作表示剩余電量的數(shù)據(jù)。當剩余電量檢測裝置28C檢測到的剩余電量減少時，抑制輸出特征調整裝置28D減小抑制輸出特征的驅動輸出P。換句話說，當剩余電量減少時與預定加速器開度APS (操作量)對應的驅動輸出P減少。下面將具體描述抑制輸出特征調整裝置28D。在第二實施例中，表示輸出特征的輸出特征映射圖被儲存在例如ECU 28的ROM中。輸出特征映射圖儲存如圖6所示的正常輸出特征Fl和作為參照的參照抑制輸出特征(未顯示)。抑制輸出特征調整裝置28D通過將參照抑制輸出特征乘以由SOC確定的驅動輸出抑制率P來計算出與SOC對應的抑制輸出特征。應當注意的是，當驅動輸出抑制率P增大時驅動輸出P減小。如圖5所示，驅動輸出抑制速度P被調整為在SOC減少時增加。另外，映射圖被儲存在ECU 28中，在該映射圖中SOC和如圖5所示的驅動輸出抑制率P相關。對于S0C，預先確定第一參考值SOCl和第二參考值S0C2 ( > SOCI)。對于驅動輸出抑制率P，預先確定下限值P I和上限值P 2。在SOC < SOCl的范圍內，驅動輸出抑制率P被固定在上限值P 2。在SOCl < SOC < S0C2的范圍內，驅動輸出抑制率P被設置在上限值P 2和下限值P I之間，以便SOC增大時驅動輸出抑制率P減小。在S0C2 < SOC的范圍內，驅動輸出抑制率P被固定在下限值P I。接下來，控制單元30的操作將參考圖7中的流程圖進行描述。首先，所需輸出的確定裝置28B確定eco開關26的狀態(tài)(步驟S30)。如果確定eco開關26是斷開的，則所需輸出的確定裝置28B將正常輸出特征Fl作為輸出特征，然后根據(jù)加速器開度APS從正常輸出特征Fl上計算出驅動輸出P (步驟S32、S34)。因此，如圖6所示，當驅動輸出P小于閥值Pl時，切換裝置28A執(zhí)行發(fā)動機驅動，而當驅動輸出P達到或超過閥值Pl時，切換裝置28A將驅動模式從發(fā)動機驅動切換到引擎驅動。也就是說，當加速器開度APS在小于切換操作量APSl的范圍內時，切換裝置28A執(zhí)行發(fā)動機驅動，而當加速器開度APS達到或超過切換操作量APSl時，切換裝置28A將驅動模式從發(fā)動機驅動切換到弓I擎驅動。如果步驟S30確定eco開關26是接通的，則抑制輸出特征調整裝置28D確定由剩余電量檢測裝置28C檢測到的驅動電池12的SOC是否等于或大于第二參考值S0C2(步驟S36)。如果步驟S36中確定驅動電池12的SOC等于或大于第二參照值S0C2，則抑制輸出特征調整裝置28D根據(jù)圖5中的映射圖確定驅動輸出抑制率P =下限值P 1，并且通過將參照抑制輸出特征乘以已確定的抑制率來計算出抑制輸出特征F2(步驟S38、S40)。應當注意的是，圖6中通過下限值P I計算出的抑制輸出特征由抑制輸出特征F20表示。另一方面，如果步驟S36中確定驅動電池12的SOC小于第二參考值S0C2，則抑 制輸出特征調整裝置28D確定由剩余電量檢測裝置28C檢測到的驅動電池12的SOC是否等于或大于第一參考值S0C1，即SOC是否等于或大于第一參考值SOCl且小于第二參考值S0C2 (步驟 S42)。如果步驟S42中確定驅動電池12的SOC等于或大于第一參考值SOCl，則抑制輸出特征調整裝置28D根據(jù)圖5中的映射圖確定驅動輸出抑制率P，并且通過將參照抑制輸出特征乘以已確定的抑制率來計算出抑制輸出特征F2(步驟S44、S40)。另外，如果步驟S42中確定驅動電池12的SOC小于第一參考值SOCl，則抑制輸出特征調整裝置28D根據(jù)圖5中的映射圖確定驅動輸出抑制率P =上限值P 2，并且通過將參照抑制輸出特征乘以已確定的抑制率來計算出抑制輸出特征F2(步驟S46、S40)。應當注意的是，圖6中通過上限值P 2計算出的抑制輸出特征由抑制輸出特征F21表示。抑制輸出特征F21采用的驅動輸出P的值小于抑制輸出特征F20采用的值。另外，所需輸出的確定裝置28B使用步驟S40中計算出的抑制輸出特征F2作為輸出特征，并且根據(jù)加速器開度APS從抑制輸出特征F2上計算出驅動輸出P (步驟34)。因此，如圖6所示，驅動輸出P小于閥值Pl時，切換裝置28A執(zhí)行發(fā)動機驅動，而驅動輸出P等于或大于閥值Pl時，切換裝置28A將驅動模式從發(fā)動機驅動切換到引擎驅動。根據(jù)第二實施例，可以提供與第一實施例相同的優(yōu)勢。另外，抑制輸出特征中的驅動輸出P被形成為在驅動電池12的剩余電量(SOC)減小時減小，因此，當驅動電池12的剩余電量減小時，發(fā)動機14消耗的電池電能能夠被抑制。因此，可以避免驅動電池12的剩余電量過早地減少，其優(yōu)勢在于延長利用驅動電池12執(zhí)行發(fā)動機驅動的時間。因此，如上所述，根據(jù)本發(fā)明，作出執(zhí)行發(fā)動機驅動時的輸出特征，以便操作量增大時驅動輸出的增長率減小。因此，本發(fā)明的優(yōu)勢在于精確地抑制從發(fā)動機驅動切換到引擎驅動的同時獲得確保加速響應的驅動模式。另外，與預定加速踏板操作量對應的驅動輸出被形成從而隨電池的剩余電量的減小而減小。因此，當電池的剩余電量減小時，提供給發(fā)動機的電池電能的消耗量可以被大幅度地抑制。進一步，當選擇抑制模式時，加速踏板操作量增加時驅動輸出的增長率減小。因此，駕駛員可以容易地識別出使用的是抑制模式。本發(fā)明并不嚴格限于上述的實施例，應用時，在不脫離其主旨和范圍內本發(fā)明還可以進行各種修改。另外，將本實施例中公開的多個組件進行適當組合可以形成各種發(fā)明。例如，可以去掉本實施例中出現(xiàn)的一些組件。進一步，根據(jù)需要也可以將不同實施例中使用的組件結合在一起。本專利申請基于2011年7月20日提交的日本專利申請No. 2011-158936，其內容通過參考而結合在本文中?！?br> 權利要求
1.一種用于混合動力車輛的控制單元，所述混合動力車輛包括引擎和發(fā)動機并且被構造成在發(fā)動機驅動模式、引擎驅動模式和混合動力驅動模式之間進行切換，在所述發(fā)動機驅動模式中通過所述發(fā)動機驅動所述車輛，在所述引擎驅動模式中通過所述引擎驅動所述車輛，并且在所述混合動力驅動模式中通過所述發(fā)動機和所述引擎兩者共同驅動所述混合動力車輛；其特征在于，包括 所需輸出的確定裝置，所述所需輸出的確定裝置被構造成根據(jù)輸出特征確定所需輸出，在所述輸出特征中加速踏板的操作量和與所述操作量對應的驅動輸出彼此相關； 其中，所述發(fā)動機驅動模式中的所述輸出特征是隨著所述操作量增大時所述驅動輸出的增長率減小。
2.如權利要求I所述的用于混合動力車輛的控制單元，其特征在于，進一步包括 剩余電量檢測裝置，所述剩余電量檢測裝置被構造成檢測向所述發(fā)動機提供電能的電 池的剩余電量； 其中，隨著所述剩余電量減小，與所述加速踏板的預定操作量對應的所述驅動輸出減小。
3.如權利要求I或2所述的用于混合動力車輛的控制單元，其特征在于，進一步包括 選擇裝置，所述選擇裝置被構造成當駕駛者的輸入被接收到時選擇抑制模式，在所述抑制模式中與所述操作量對應的所需輸出被抑制； 其中，在通過所述選擇裝置選擇所述抑制模式的狀態(tài)下，所述所需輸出的確定裝置根據(jù)所述輸出特征來確定所述所需輸出。
全文摘要
提供了一種用于混合動力車輛的控制單元?；旌蟿恿囕v包括發(fā)動機和引擎，其被構造成在通過發(fā)動機驅動車輛的發(fā)動機驅動模式，通過引擎驅動車輛的引擎驅動模式，和通過發(fā)動機和引擎兩者共同驅動混合動力車輛的混合動力驅動模式之間進行切換?？刂茊卧ㄋ栎敵龅拇_定裝置，該所需輸出的確定裝置根據(jù)輸出特征確定所需輸出，在輸出特征中加速踏板的操作量和與操作量對應的驅動輸出相關。發(fā)動機驅動模式中的輸出特征是在操作量增大時驅動輸出的增長率減小。
文檔編號B60W20/00GK102887145SQ20121025152
公開日2013年1月23日 申請日期2012年7月19日 優(yōu)先權日2011年7月20日
發(fā)明者矢倉洋史, 齊藤潤 申請人:三菱自動車工業(yè)株式會社