装有内燃机与电动机的混合动力车的制作方法

专利名称：装有内燃机与电动机的混合动力车的制作方法
技术领域：
本发明涉及混合动力车，特别涉及这样的混合动力车其装有作为行 驶动力源的内燃机与电动机。
背景技术：
作为对环境友好的自动车，混合动力车引起了人们的关注。在混合动 力车中，除了传统的发动机以外，作为动力源，进一步安装通过使用存储 在蓄电装置中的电力由变换器进行驱动的电动机。
当车辆要求功率小时，发动机停止，且此混合动力车仅仅通过电动机 来行驶(电动机行驶)。当车辆要求功率增大时，发动机运行，且混合动 力车能通过电动机与发动机来行驶(混合行驶)。
日本特开No. 2007-125921公开了加速器踏板位置指示条(indication bar)，其用于指示当前加速器踏板位置和此混合动力车中发动机运行的加 速器踏板位置范围。通过此加速器踏板位置指示条，驾驶者能对加速器踏 板位置进行调节，以便不运行发动机(从而继续电动机行驶)。
然而，加速器踏板位置不是指示车辆举动自身的参数，而是用于反映 驾驶者意图的输入装置。因此，将加速器踏板位置用作用于向驾驶者告知 运行/停止发动机的时刻的参数不总是适合驾驶者的感觉。

发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种这样的混合动力车其能更为准确地向驾驶者告知运行/停止内燃机的时刻。
根据此发明，混合动力车是装有作为行驶动力源的内燃机与电动机的 混合动力车，其包含控制装置与显示装置。当车辆速度超过第一阈值时， 控制装置使得内燃机运行。显示装置将第一阔值与车辆速度一起显示。
优选为，混合动力车还包含蓄电装置。蓄电装置存储将被供给所述电
动机的电力。表示蓄电装置的充电状态(soc)的状态量越低，控制装置
将第一阈值设置得越低。
优选为，混合动力车还包含蓄电装置。蓄电装置存储将被供给所述电 动机的电力。当蓄电装置的温度在规定范围外时，控制装置将第一阈值设 置为与温度在规定范围内时相比较低的值。
优选为，电动机的温度越高，控制装置将第一阈值设置得越低。
优选为，混合动力车还包含驱动装置。驱动装置驱动电动机。驱动装 置的温度越高，控制装置将第一阈值设置得越低。
优选为，当车辆速度超出第一阈值或当车辆输出超出预定的第二阈值 时，控制装置使得内燃才;l^行。显示装置进一步将第二阈值与车辆输出一 起进行显示。
进一步优选的是，混合动力车还包含蓄电装置。蓄电装置存储将被供 给电动机的电力。表示蓄电装置的充电状态(soc)的状态量越低，控制 装置将第二阈值设置得越低。
优选为，混合动力车还包含蓄电装置。蓄电装置存储将被供给电动机 的电力。当蓄电装置的温度在规定范围外时，控制装置将第二阈值设置为 与温度在规定范围内时相比较低的值。
优选为，电动机的温度越高，控制装置将第二阈值设置得越低。
优选为，混合动力车还包含驱动装置。驱动装置驱动电动机。驱动装 置的温度越高，控制装置将第二阈值设置得越低。
优选为，显示装置在二维区域内显示车辆速度与车辆输出，并基于第 一与第二阈值在二维区域内显示内燃机停止的区域。
进一步优选的是，显示装置还在内燃机停止的区域内显示表示每单位行驶距离电动机的电力消耗基^f目同的等高线。
通过这样的方式，在本发明中，当车辆速度或车辆输出(车辆功率
(vehicle power))超过预定阈值时，内燃才;Ut行。于是，显示装置将内 燃M行的阈值与车辆速度和/或车辆输出一起显示。因此，驾驶者能调节 加速器踏板和制动器踏板的运行量，使得车辆速度或车辆输出不超过阈值， 也就是说，基于显示装置的显示，使得内燃机不运行。
因此，根据本发明，可以基于车辆举动来正确地向驾驶者告知运行/ 停止内燃机的时刻。于是，向驾驶者给与在停止内燃机的同时使车辆行驶 的鼓励(incentive)。结果，可以有助于提高车辆燃料消耗以及降低C02 的排放。
结合附图，通过下面对本发明的详细介绍，可以明了本发明的前述以 及其他目的、特征、实施形态和优点。


图l为一功能框图，其示出了根据本发明第一实施例的混合动力车的 整体构造；
图2示出了图1所示显示单元的显示状态； 图3为图l所示ECU的功能框图4为一流程图，其示出了图3所示4亍驶控制单元的控制结构；
图5示出了4艮据第二实施例的显示单元的显示状态；
图6为一流程图，其示出了根据第二实施例的行驶控制单元的控制结
构；
图7示出了才艮据第三实施例的显示单元的显示状态；
图8示出了在等高线被显示在显示单元上的情况下的显示状态；
图9为一功能框图，其示出了根据笫四实施例的混合动力车的整体构
造；
图IO示出了图9所示的变换器与电动发电机的零相等效电路； 图11示出了图9所示混合动力车行驶时蓄电装置的SOC的变化。
具体实施例方式
下面，将参照附图详细介绍本发明的实施例。应当注意，附图中相同 的部分或对应的部分具有同样的参考标号，且不再重复对该部分的介绍。 [第一实施例
图1为一功能框图，其示出了根据本发明第一实施例的混合动力车的
整体构造。参照图1，混合动力车100具有发动机2、电动发电机MG1与 MG2、动力分割装置3和车轮4。混合动力车100进一步具有蓄电装置B、 升压转换器10、变换器20与30、电容器Cl与C2、 ECU (电子控制单元) 40、显示单元50。另外，混合动力车100还具有电压传感器60、电流传感 器62、温度传感器64、 66与68。
发动机2与电动发电机MG1及MG2被连结到动力分割装置3。于是，
发动机2产生的动力被动力分割装置3分割到两个路径中。也就是说，一 个是传送到车轮4的路径，另一个是传送到电动发电机MG1的路径。
电动发电机MG1与MG2为例如由三相AC同步电机形成的三相AC 电机。电动发电机MG1通过使用由动力分割装置3分割的发动机2的动 力来产生电力。例如，当蓄电装置B的SOC (指示蓄电装置B的充电状 态的状态量，例如通过从0%到100。/。的值来指示，将满充电状态作为 100%)低于预定值时，发动机2运行，电动发电机MG1产生电力。所产 生的电力经由变换器20和升压转换器10供给蓄电装置B。
电动发电机MG2通过使用蓄电装置B中存储的电力与由电动发电机 MG1产生的电力中的至少一个来产生驱动力。于是，电动发电机MG2的 驱动力被传送到车轮4。在对车辆进行制动或类似的时刻，电动发电机MG2 受到车轮4的驱动，电动发电机MG2作为发电机运行。由此，电动发电 机MG2作为用于将制动能转换为电力的再生制动器运行。于是，电动发 电机MG2产生的电力经由变换器30和升压转换器10被提供给蓄电装置 B。动力分割装置3由包含恒星齿轮、游星齿轮、齿轮架和环形齿轮的行 星齿轮构成。游星齿轮与恒星齿轮以及环形齿轮接合。游星齿轮受到齿轮 架的支撑，以便自由地旋转。齿轮架被连结到发动机2的曲轴。恒星齿轮 被连结到电动发电机MG1的旋转轴。环形齿轮被连结到电动发电机MG2 的旋转轴。
蓄电装置B为能够被充电的DC电源，例如，其由镍氢化物二次电池、 锂离子二次电池等构成。蓄电装置B向升压转换器10输出DC电力。蓄 电装置B通过接收输出自升压转换器10的电力被充电。应当注意，具有 大容量的电容器可被用作蓄电装置B。
电容器Cl对正线PL1与负线NL1之间电压的变化进行平滑。基于来 自ECU 40的信号PWC，升压转换器10将正线PL2与负线NL2之间的 电压调节为等于或大于正线PL1与负线NL1之间的电压，也就是说，等 于或大于蓄电装置B的电压。升压转换器10例如由已知的DC斩波器电 路构成。
电容器C2对正线PL2与负线NL2之间电压的变化进行平滑。变换器 20与30将供自正线PL2与负线NL2的DC电力转换为AC电力并将该电 力分别输出到电动发电机MG1与MG2。变换器20与30分别将电动发电 机MG1与MG2产生的AC电力转换为DC电力并将该电力作为再生电力 输出到正线PL2与负线NL2。
应当注意，变换器20与30分别由例如包含用于三相的开关元件的桥 式电路构成。于是，变换器20与30分别根据来自ECU 40的信号PWI1 与PWI2进行开关操作，以便驱动对应的电动发电机。
电压传感器60检测蓄电装置B的电压VB，并将检测得到的值输出到 ECU 40 。电流传感器62检测向蓄电装置B充入以及从蓄电装置B放出的 电流IB，并将检测得到的值输出到ECU40。温度传感器64检测蓄电装置 B的温度TB，并将检测得到的值输出到ECU 40。温度传感器66检测变 换器30的温度TI，并将检测得到的值输出到ECU 40。温度传感器68检 测电动发电机MG2的温度TM，并将检测得到的值输出到ECU 40。ECU 40产生用于驱动升压转换器10的信号PWC以及分别用于驱动 电动发电机MG1与MG2的信号PWI1与PWI2，并将所产生的信号PWC、 PWI、 PWI2分别输出到升压转换器10与变换器20及30。
基于指示车辆速度的车辆速度信号SV， ECU 40控制在发动机2停止
的情况下并仅使用电动发电机MG2行驶(下面也称为EV行驶)与在发
动机2运行的情况下行驶(下面也称为HV行驶)之间的切换。具体而言，
基于来自传感器的检测值，ECU 40设置指示在其上切换发动机2的运行
和停止的车辆速度的发动机非运行车辆速度阈值，并将车辆速度信号SV 指示的车辆速度与所设置的发动机非运行车辆速度阈值进行比较，从而控
制发动机2的运行与停止之间的切换。
ECU 40将所设置的发动机非运行车辆速度阈值以及从前一数学运算 时起(或从预定时间前的时刻起)的阈值变化量与车辆速度信号SV —起 作为显示数据DISP输出到显示单元50。应当注意，ECU 40的构造将在 下面详细介绍。
显示单元50基于接收自ECU 40的车辆速度信号SV显示车辆速度， 并且，基于包含在显示数据DISP之中的发动机非运行车辆速度阔值和阈 值变化量，显示用于在发动机2的运行与停止之间切换的车辆速度阈值， 同时，如下面所介绍地指示其移动方向。
图2示出了图l所示显示单元50的显示状态。参照图2，显示单元50 包含速度显示单元110。速度显示单元110包含区域112、阈值线114和指 示器116。
区域112基于接收自ECU 40的车辆速度信号SV来显示车辆速度 (km/h )。阈值线114基于接收自ECU 40的发动机非运行车辆速度阈值 来显示发动机2的运行和停止净皮切换的车辆速度阔值。也就是说，当区域 112所示的车辆速度低于阈值线114时，发动机2停止。当区域112所示 的车辆速度超过阈值线114时，发动机2运行。
基于接收自ECU 40的发动机非运行车辆速度阈值的变化量，指示器 116指示阈值线114的移动方向。此指示器116向驾驶者给出发动机非运行车辆速度阈值的变化趋势。即使在恒定的车辆速度的情况下，在车辆速 度通过发动机非运行车辆速度阔值减小而变得更加接近阈值的情况下，指
示器116号召(call upon )驾驶者减速并保持EV行驶。
图3为图1所示ECU40的功能框图。参照图3， ECU40包含转换器 控制单元102、第一变换器控制单元104、第二变换器控制单元106和行驶 控制单元108。
基于蓄电装置B的电压VB、正线PL2与负线NL2之间的电压VDC、 接收自行驶控制单元108的电动发电机MG1与MG2的转矩指令值TR1 与TR2以及电动发电机MG1与MG2的旋转速度MRN1与MRN2，转换 器控制单元102产生用于驱动升压转换器10的信号PWC，并将所产生的 信号PWC输出到升压转换器10。应当注意，电压VDC和旋转速度MRN1 与MRN2通过传感器(未示出)检测。
基于电压VDC、电动发电机MG1的电机电流MCRT1与转子旋转角 度<91以及转矩指令值TR1，第一变换器控制单元104产生用于驱动电动 发电机MG1的信号PWIl。基于电压VDC、电动发电机MG2的电机电 流MCRT2与转子旋转角度02以及转矩指令值TR2，第二变换器控制单 元106产生用于驱动电动发电机MG2的信号PWI2。应当注意，电机电流 MCRT1与MCRT2以及转子旋转角度"与M由传感器(未示出)进行 检测。
行驶控制单元108接收车辆速度信号SV、检测到的蓄电装置B的电 压VB、电流IB和温度TB的值、变换器30的温度TI、电动发电机MG2 的温度TM。于是，行驶控制单元108通过下面介绍的方法判断是否在发 动机2运行的情况下行驶，基于判断结果产生转矩指令值TR1与TR2，并 将转矩指令值TR1与TR2输出到转换器控制单元102以及第一与第二变 换器控制单元104与106。
行驶控制单元108将车辆速度信号SV、基于传感器的检测值设置的发 动机非运行车辆速度阈值以及从前一数学运算时起(或从预定时间之前的 时刻起)的阈值变化量作为显示数据DISP输出到显示单元50。图4为一流程图，其示出了图3所示的行驶控制单元108的控制结构。 应当注意，在车辆系统行驶过程中，此流程图的处理由主程序调用并以固 定的时间间隔或每当满足预定条件时执行。
参照图4，行驶控制单元108基于蓄电装置B的电压VB和电流IB计 算蓄电装置B的SOC (步骤SIO)。应当注意，多种已知的方法可^皮用作 SOC的计算方法。
接下来，行驶控制单元108由温度传感器64获得蓄电装置B的温度 TB的检测值，由温度传感器66获得变换器30的温度TI的检测值，并由 温度传感器68获得电动发电机MG2的温度TM的检测值(步骤S20 )。
接着，行驶控制单元108基于蓄电装置B的SOC以及检测得到的蓄 电装置B、变换器30以及电动发电机MG2的温度来设置用于确定发动机 2被运行还是停止的发动机非运行车辆速度阈值(步骤S30)。具体而言， 蓄电装置B的充电与放电特性在低温区域和高温区域中降低。因此，当蓄 电装置B的温度TB在规定范围之外时，行驶控制单元108将发动机非运 行车辆速度阈值设置为与温度在规定范围内时相比较低的值。在变换器30 与电动发电机MG2中的至少一个处于高温时，存在抑制受到由发动机2 产生的驱动力协助的电动发电机MG2的负载的需要。因此，电动发电才几 MG2或变换器30的温度越高，行驶控制单元108将发动机非运行车辆速 度阈值设置得越低。
接下来，行驶控制单元108判断车辆速度信号SV所指示的当前车辆 速度是否大于步骤S30中设置的发动机非运行车辆速度阈值(步骤S40 )。 当判断为当前车辆速度等于或小于发动机非运行车辆速度阈值时(步骤 S40中的否)，处理移动到下面介绍的步骤S70。同时，当在步骤S40中 判断为当前车辆速度大于发动机非运行车辆速度阈值时(步骤S40中的 是)，行驶控制单元108计算发动机2的目标旋转速度，并实际执行发动 机2的控制(步骤S50)。于是，行驶控制单元108计算用于将发动机2 保持在目标旋转速度的电动发电机MG1的目标旋转速度，并计算用于将 电动发电机MG1控制在目标旋转速度的目标指令值TR1 (步骤S60 )。接下来，行驶控制单元108由电动发电机MG1的转矩指令值TR1计 算发动机2所产生的转矩(发动机直行(direct)转矩)(步骤S70 )。应 当注意，发动机直行转矩可由转矩指令值TR1基于动力分割装置3的几何 构造(齿轮比)来计算。应当注意，当车辆速度等于或小于发动机非运行 车辆速度阈值时，发动机2停止。因此，发动机直行转矩为零。于是，当 发动机直行转矩被计算得到时，行驶控制单元108从车辆的驱动要求转矩 中减去发动机直行转矩，以便计算电动发电机MG2的转矩指令值TR2(步 骤S80)。
接下来，行^:控制单元108计算从前一数学运算时起的发动机非运行 车辆速度阈值的变化量(步骤S90)。此变化量显示出发动机非运行车辆 速度阈值的变化趋势，并且，可以为从预定时间前的时刻起的变化量而不 是从前一数学运算时起的变化量。于是，行驶控制单元108向显示单元50 输出作为显示数据DISP的车辆速度信号SV、发动机非运行车辆速度阈值 以及发动机非运行车辆速度阈值变化量(步骤S100 )。
如上面提到的，在第一实施例中，当车辆速度超过发动机非运行车辆 速度阈值时，发动机2运行。显示单元50将发动机非运行车辆速度阈值与 车辆速度一起进行显示。因此，驾驶者可基于显示单元50的显示来调节加 速器踏板和制动器踏板的操作量，使得车辆速度不超过发动机非运行车辆 速度阈值，即发动机2不运行。因此，根据第一实施例，可以基于车辆的 举动正确地向驾驶者告知运行/停止发动机2的时刻。
在第一实施例中，发动机非运行车辆速度阈值基于蓄电装置B的SOC 和蓄电装置B的温度TB、变换器30的温度TI、电动发电机MG2的温度 TM等被设置，且变化被显示在显示单元50上。因此，根据第一实施例， 可以根据车辆的状态改变正确地向驾驶者告知运行/停止发动机2的时刻。
另外，在第一实施例中，发动机非运行车辆速度阈值的变化趋势通过 指示器116被显示在显示单元50上。因此，根据第一实施例，在恒定的车 辆速度的情况下，当车辆速度通itJ良动机非运行车辆速度阈值的减小而变 得更为接近阈值时，可以号召驾驶者减速并保持EV行驶。[第二实施例
在第二实施例中，在停止发动机2的同时仅用电动发电机MG2行驶
车辆速度和车辆功率受到控制。于是，显示单元显示车辆速度和发动机非 运行车辆速度阈值，并进一步显示车辆功率以及对应于车辆功率的发动机 非运行功率阈值。
再度参照图1，根据第二实施例的混合动力车100A具有ECU 40A和 显示单元50A,而不是分别在根据图1所示第一实施例的混合动力车100 的构造中的ECU 40和显示单元50。
ECU40A计算车辆要求功率，并基于计算得到的车辆要求功率以及车 辆速度信号SV控制在停止发动机2的同时仅仅用电动发电机MG2行驶 (EV行驶)与在发动机2运行的情况下行驶(HV行驶)之间的切换。具 体而言，基于来自传感器的检测值，ECU40A设置指示发动机2的停止与 运行在其上被切换的发动机非运行车辆速度阈值以及发动机非运行功率阈 值。于是，ECU 40A将车辆速度与发动机非运行车辆速度阈值进行比较， 并将车辆要求功率与发动机非运行功率阈值进行比较，以便控制发动机2 的运行与停止之间的切换。
作为显示数据DISP， ECU 40A向显示单元50A输出车辆速度信号SV、 发动机非运行车辆速度阈值、从前一数学运算时起的(或从预定时间前的 时刻起的)车辆速度阈值变化量、车辆要求功率、发动机非运行功率阈值、 从前一数学运算时起的(或从预定时间之前的时刻起的)功率阈值变化量。 应当注意，ECU40A的构造将在下面详细介绍。
与显示单元50 —样，显示单元50A显示车辆速度并显示发动机非运 行车辆速度阈值，同时，指示其移动方向。另外，显示单元50A基于接收 自ECU 40A的车辆要求功率来显示车辆功率，并基于包含在显示数据 DISP中的发动机非运行功率阈值和阈值变化量，显示发动机的运行和停止 4皮切换的功率阈值，同时，指示其移动方向。
图5示出了第二实施例中的显示单元50A的显示状态。参照图5，显示单元50A包含速度显示单元110和功率显示单元120。速度显示单元110 和功率显示单元120被布置为彼此邻近，使得驾驶者能够可视地同时认识 到。
功率显示单元120包含区域122、阈值线124和指示器126。区域122 基于接收自ECU40A的车辆要求功率来显示车辆功率(％)。应当注意， 此车辆功率(％)由从0%到100%的值指示，以车辆的最大功率为100%。 然而，车辆功率(％)可以为车辆功率的绝对值。
基于接收自ECU 40A的发动机非运行功率阔值，阈值线124指示发动 机2的运行与停止被切换的车辆功率阈值(％)。也就是说，当区域122 指示的车辆功率小于阈值线124时，发动机2停止。当区域122所示的车 辆功率超过阈值线124时，发动机2运行。
基于接收自ECU 40A的发动机非运行功率阈值变化量，指示器126 指示阈值线124的移动方向。此指示器126向驾驶者给出发动机非运行功 率阈值的变化趋势。在恒定的车辆功率的情况下，当车辆功率通过发动机 非运行功率阈值减小而变得更加接近于阔值时，指示器126号召驾驶者减 速并保持EV行驶。
再度参照图3，第二实施例中的ECU 40A包含行驶控制单元108A而 不是图3所示第一实施例中ECU 40的构造之中的行驶控制单元108。
行驶控制单元108A接收车辆速度信号SV、指示加速器踏板操作量的 加速器踏板位置信号ACC、指示换档位置的换档位置信号SP、检测到的 蓄电装置B的电压VB、电流IB以及温度TB的值、变换器30的温度TI 以及电动发电机MG2的温度TB。于是，行驶控制单元108A通过下面介 绍的方法判断是否在发动机2运行的情况下行驶，基于判断结果产生转矩 指令值TR1与TR2，并向转换器控制单元102以及第一与第二变换器控制 单元104与106输出转矩指令值TR1与TR2。
行驶控制单元108A还向显示单元50A输出作为显示数据DISP的车 辆速度信号SV、车辆要求功率、基于检测得到的传感器的值设置的发动机 非运行车辆速度阈值以及发动机非运行功率阈值以及从上一数学运算时起的(或从预定时间之前的时刻起的)阈值变化量。
图6为一流程图，其示出了第二实施例中的行驶控制单元108A的控 制结构。应当注意，在车辆系统行驶过程中，此流程图的处理也由主程序 调用并以固定的时间间隔或每当满足预定条件时执行。
参照图6,此流程图还包含步骤S2、 S4、 S35和S45并包含步骤S95 和S105而不是图4所示流程图中的步骤S90和S100。
也就是iJL，早于步骤S10中的处理，基于分别由加速器踏板位置信号 ACC、车辆速度信号SV以及换档位置信号SP指示的加速器踏板位置、 车辆速度以及换档位置，行驶控制单元108A使用映射图、预先设置的数 学运算等等来计算车辆的驱动要求转矩(步骤S2)。于是，基于计算得到 的驱动要求转矩和轴的旋转速度，行驶控制单元108A计算车辆要求功率 (步骤S4)。具体而言，车辆要求功率通过将驱动要求转矩乘以旋转速度 来计算。于是，在行驶控制单元108A中，处理移动到步骤SIO。
当发动机非运行速度阈值在步骤S30中被设置时，行驶控制单元108A 基于蓄电装置B的SOC和检测到的蓄电装置B、变换器30以及电动发电 机MG2的温度设置用于确定停止还是运行发动机2的发动机非运行功率 阈值(步骤S35)。具体而言，与发动机非运行速度阈值一样，当蓄电装 置B的温度TB在规定范围以外时，行驶控制单元108A将发动机非运行 功率阈值设置为与当温度在规定范围内时相比较低的值。变换器30或电动 发电机MG2的温度越高，行驶控制单元108A将发动机非运行功率阈值设 置得越低。
当在步骤S40中判断为当前车辆速度等于或小于发动非运行车辆速度 阈值时(步骤S40中的否)，行驶控制单元108A判断步骤S4中计算得到 的车辆要求功率是否大于在步骤S35中设置的发动机非运行功率阈值(步 骤S45)。
当判断为当前车辆要求功率大于发动机非运行功率阈值时(步骤S45 中的是)，处理在行驶控制单元108A中移动到步骤S50。同时，当判断为 当前车辆要求功率等于或小于发动机非运行功率阈值时(步骤S45中的否)，在行驶控制单元108A中，处理移动到步骤S70。
当转矩指令值TR2在步骤S80中计算得到时，行驶控制单元108A计 算从前一数学计算时起的发动机非运行车辆速度阈值变化量，并计算从前 一数学计算时起的发动机非运行功率阁值变化量(步骤S95)。发动机非 运行功率阔值变化量显示发动机非运行功率阈值的变化趋势，并可为从预 定时间前的时刻起的变化量而不是从前一数学运算时起的变化量。
于是，作为显示数据DISP，行驶控制单元108A向显示单元50A输出 车辆速度信号SV、发动机非运行车辆速度阈值、车辆要求功率、发动机非 运行功率阈值以及在步骤S95中计算得到的发动机非运行车辆速度阈值与 发动机非运行功率阈值的变化量(步骤S105)。
如上面所提到的，在第二实施例中，当车辆速度或车辆功率超过发动 机非运行阈值时，发动机2运行。显示单元50A将发动机非运行车辆速度 阈值与车辆速度一起显示，并进一步将发动机非运行功率阈值与车辆功率 一起显示。因此，基于显示单元50A的显示，驾驶者可调节加速器踏板和 制动器踏板的操作量，使得车辆速度和车辆功率不超过发动机非运行阈值， 也就是说，发动才几2不运行。因此，根据第二实施例，可以基于车辆举动 正确地向驾驶者告知运行/停止发动机2的时刻。
在第二实施例中，发动机非运行功率阁值基于蓄电装置B的温度TB 和SOC、变换器30的温度TI、电动发电机MG2的温度TM等来设置， 且变化被显示在显示单元50A上。另外，指示器126在显示单元50A上显 示发动机非运行功率阈值的变化趋势。因此，根据第二实施例，可以获得 与第一实施例相同的效果。
[第三实施例
在第二实施例中，车辆速度和车辆功率在分立的仪表上显示。然而， 在第三实施例中，车辆速度和车辆功率被两维地显示在一个仪表上。
根据第三实施例的混合动力车100B具有显示单元50B而不是根据第 二实施例的混合动力车100A的构造中的显示单元50A。基于从ECU 40A 接收的发动机非运行车辆速度阈值、发动机非运行功率阈值以及阈值变化量，显示单元50B 二维地显示车辆速度和车辆功率并显示发动机非运行阈 值，同时，指示其移动方向。
图7示出了第三实施例中的显示单元50B的显示状态。参照图7，显 示单元50B包含速JL/功率显示单元130。速勿功率显示单元130在水平轴 上显示车辆速度(km/h),在竖直轴上显示车辆功率(％)。
速勿功率显示单元130包含区域132、阈值线134、指示器136和138。 基于接收自ECU 40A的车辆要求功率和车辆速度信号SV，区域132在水 平轴方向上指示当前车辆速度，在竖直轴方向上指示当前车辆功率(％ )。 接收自ECU40A的发动机非运行车辆速度阔值和发动机非运行功率阈值， 阈值线134基于指示发动机2的运行和停止在其上被切换的阈值。也就是 说，当区域132所示的车辆速度和车辆功率在阈值线134围绕的区域内时， 发动机2停止。当区域132所示的车辆速度和车辆功率超过阈值线134时， 发动机2运行。
阈值线134基于发动机非运行车辆速度阈值和发动机非运行功率阈值 来设置。应当注意，速度越高，能够由电动发电机MG2进一步输出的功 率越受限制。因此，速度越高，关于功率的发动机非运行阈值越受到抑制 (也就是说，速度越高，发动机2#^小的加速要求起动)。因此，当速 度为特定水平或更高时，发动机2总是运行。
基于接收自ECU 40A的发动机非运行功率阈值变化量，指示器136 在竖直轴方向指示阈值线134的移动方向。基于接收自ECU40A的发动机 非运行车辆速度阈值变化量，指示器138在水平轴方向指示阈值线134的 移动方向。这些指示器136和138向驾驶者给出发动机非运行阔值的变化 趋势。即使具有恒定的行驶状态，在当前行驶状态通过发动机非运行阈值 变化而变得更接近于阈值的情况下，指示器136和138号召驾驶者减速并 保持EV行驶。
应当注意，如图8所示，指示电动发电机MG2每单位行驶距离的电 力消耗基本上相等的等高线140可以显示在由阈值线134环绕的区域中(停 止发动机2的区域)。由此，即使在EV行驶过程中，可以向驾驶者给出用较低电力消耗4吏车辆行驶的鼓励。
如上面所提到的，在第三实施例中，显示单元50B二维地显示车辆速 度和车辆功率，并进一步显示发动机非运行阈值，同时，显示其行驶方向。
因此，根据此第三实施例，当前行驶状态(车辆速度和车辆功率)与发动 机的运行与停止在其上被切换的阈值之间的关系相当显而易见。可以有助 于驾驶者的即时判断以及正确行驶操作的执行。
通过在阈值线134所环绕的区域中显示等高线140，可以向驾驶者给 出以较低的电力消耗使车辆行驶的鼓励。
根据第三实施例，能同时认识到车辆速度和车辆功率的产生状态。因 此，可以在驾驶时产生愉悦感。
[第四实施例
第四实施例显示出本发明应用于所谓"插入式混合动力车"的情况， 该混合动力车能够由外部电源对安装在车辆中的蓄电装置进行充电。插入 式混合动力车为这样的混合动力车其能使用供自外部电源的电力进行长 距离的EV行驶，并需要正确地向驾驶者告知运行/停止发动机2的时刻。 也就是说，本发明优选为用于这样的插入式混合动力车。
图9为一功能框图，其示出了才艮据第四实施例的混合动力车的整体构 造。参照图9，混合动力车100C进一步具有电力接收单元70和电力输入 线ACL1与ACL2，并具有ECU40B而不是才艮据第一至第三实施例中任何 一个的混合动力车的构造中的ECU40 (或40A)。
电动发电机MG1包含作为定子线圏的Y形连接的三相线圏7。三相 线圏7的中性点N1连接到电力输入线ACL1。电动发电机MG2也包含作 为定子线圏的Y形连接的三相线圏8。三相线圏8的中性点N2连接到电 力输入线ACL2。于是，电力输入线ACL1与ACL2连接到电力接收单元 70。电力接收单元70为电力接口，其用于从外部电源80接收用于对蓄电 装置B进4亍充电的电力。
当蓄电装置B从电源80进行充电时，ECU40B产生用于对变换器20 和30进行控制的信号PWI1与PWI2 ，使得经由电力输入线ACL1与ACL2由电源80给与中性点Nl与N2的AC电力^皮转换为DC电力并净皮输出到 正线PL2。
应当注意，ECU40B的其它构造与ECU40 (或40A)相同。混合动 力车100C的其它构造与第一至第三实施例中所示的混合动力车100 (或 IOOA或100B)相同。
图10示出了图9所示变换器20与30以及电动发电机MG1与MG2 的零相等效电路。在三相桥式电路构成的变换器20与30中，对于六个晶 体管存在八种ON/OFF组合模式。八种开关模式中的两种具有为零的相间 电压。这样的电压状态浮皮称为零电压向量。对于零电压向量，上臂的三个 晶体管可被看作同样的开关状态(全部ON或OFF)，下臂的三个晶体管 可被看作彼此处于同样的开关状态。因此，在图10中，变换器20的上臂 的三个晶体管被统一示为上臂20A，变换器20的下臂的三个晶体管被统一 示为下臂20B。类似地，变换器30的上臂的三个晶体管被统一示为上臂 30A，变换器30的下臂的三个晶体管被统一示为下臂30B。
如图IO所示，零相等效电路可被看作单相PWM转换器，其将经由电 力输入线ACL1与ACL2给与中性点Nl与N2的单相AC电力作为输入。 于是，在变换器20与30中改变零电压向量，进行开关控制，以便将变换 器20与30作为单相PWM转换器的臂运行。由此，可以将输入自电力输 入线ACL1与AC2的AC电力输入转换为DC电力，并将该电力输出到正 线PL2。
图11示出了图9所示混合动力车100C 4亍驶时蓄电装置B的SOC的 变化。参照图11,假如蓄电装置B由外部电源80进行充电，混合动力车 100C的行驶从蓄电装置B的满充电(MAX)状态开始。直到蓄电装置B 的SOC变得低于预定阈值Sth之前，SOC不被维持。混合动力车100C在 "电力消耗4莫式"下行驶，以便积极地消耗由电源80存储在蓄电装置B 中的电力。
于是，当蓄电装置B的SOC变得低于阈值Sth时，混合动力车100C 运行发动机2，通过电动发电机MG1产生电力，并在"电力维持模式"下行驶，以^f更将蓄电装置B的SOC维持在阈值Sth附近。
在根据第四实施例的混合动力车100C中，通过提供显示单元50 (或 50A或50B)，可以在插入式混合动力车原本希望的电力消松漠式中抑制 发动机2的运行。也就是说，即使在电力消M式下，当车辆速度或车辆 功率超过发动机非运行阈值时，发动机2运行。然而，在混合动力车100C 中，显示单元50 (或50A或50B)将发动机非运行阈值与车辆速度和/或 车辆功率一起进行显示。因此，可以向驾驶者给出在停止发动机2的同时 使车辆行驶的EV行驶的鼓励。
通过这样的方式，可以由外部电源80对蓄电装置B进行充电。这样 的插入式混合动力车高度意识到环境和成本，并希望尽可能少地进行在发 动机2运行的情况下的EV行驶。因此，在第四实施例中，提供前面的显 示单元50 (或50A或50B)，以便正确地向驾驶者告知运行/停止发动机2 的时刻。因此，才艮据第四实施例，可以产生长距离EV行驶希望的插入式 混合动力车的最大效果。
应当注意，在第四实施例中，蓄电装置B通it^电源80向中性点Nl 与N2给与AC电力并操作作为单相PWM转换器的变换器20与30以及 电动发电机MG1与MG2来被充电。然而，可分立地提供专门用于从电源 80对蓄电装置B进行充电的电压转换器和整流器。
应当注意，在上面的实施例中，在车辆速度或车辆功率超过发动机非 运行阈值的情况下，发动机非运行阈值可被设置为相对于车辆速度或车辆 功率小于发动机非运行阈值时较小的值。由此，当车辆速度或车辆功率在 发动机非运行阈值附近时，可以防止频繁重复运行/停止发动机2。
在上面的实施例中，在车辆速度或车辆功率超过发动机非运行阈值且 发动机2运行的情况下，用于整个区域112、 122、 132或超过阈值的区域 112、 122和132的一部分的显示颜色可,皮改变。
在上面的实施例中，在由于蓄电装置B的SOC的减小来运行发动机2 而与车辆速度或车辆功率(包括第四实施例中的电力维持模式)无关的情
况下，发动机非运行阈值可被设置为较低的限制值，或可不显示阈值线114、 124、 134。由此，通过将一种情况与由于车辆速度或车辆功率超* 动机非运行阈值来运行发动机2的情况区分开，可以向驾驶者告知由于蓄 电装置B的SOC减小来运行发动机2的情况。
在上面的实施例中，即使车辆速度或车辆功率不改变，在车辆速度或 车辆功率由于发动机非运行阈值减小而超过发动机非运行阈值的情况下， 可对于预定的时间(至少对于使得驾驶者能够反应以便对车辆进行减速的 时间)禁止发动^L2的起动。由此，可以防止发动机2由于车辆状态变化 而无条件地起动，并通过使得驾驶者能够反应以便进行减速来保持EV行 驶。
在上面的实施例中，当驾驶者操作加速器踏板或制动器踏板时，可禁 止发动机非运行阈值的变化。换句话说，可在驾驶者不操作加速器踏板或 制动踏板时允许发动机非运行阈值的变化。由此，即使在发动机非运行阈 值附近，驾驶者容易地保持EV行驶。
在上面的实施例中，当车辆速度或车辆功率变化时，可禁止发动机非 运行阈值的变化。换句话说，可在车辆速度或车辆功率不改变时允许发动 机非运行阈值的变化。由此，驾驶者也容易地在发动机非运行阈值附近保 持EV行驶。
应当注意，在上面的实施例中，介绍了能够通过动力分割装置3分割 发动机2的机械动力以及将机械动力传送到车轮4和电动发电机MG1的 串联-并联混合动力车。然而，本发明也可应用于其它的混合动力车。也就 是说，例如，本发明也可应用于所谓的串联混合动力车，其仅将发动机 2用于驱动电动发电机MG1，并仅通过电动发电机MG2产生车辆的驱动 力；混合动力车，其仅将发动机2产生的动能中的再生能量收集为电能； 电动机辅助混合动力车，其根据需要在电动机协助下将发动机用作主要的 机械动力，等等。
本发明也可应用于不具有升压转换器10的混合动力车。 应当注意，在上文中，发动机2对应于本发明的"内燃机"，电动发 电机MG2对应于本发明的"电动机"。ECU 40、 40A、 40B对应于本发明的"控制装置"，显示单元50、 SOA、 SOB对应于本发明的"显示装置，， 尽管详细介绍和示出了本发明，将会明了，其仅仅出于说明和举例， 不应被当作限制。本发明的范围由所附权利要求书的条款解释。
权利要求
1. 一种混合动力车，其装有作为行驶动力源的内燃机与电动机，其包含控制装置，其在车辆速度超出预定的第一阈值时使所述内燃机运行；以及显示装置，其将所述第一阈值与所述车辆速度一起进行显示。
2. 根据权利要求l的混合动力车，其还包含 蓄电装置，其存储将被供给所述电动机的电力，其中， 表示所述蓄电装置的充电状态的状态量越低，所述控制装置将所述第一阈值设置得越低。
3. 根据权利要求l的混合动力车，其还包含 蓄电装置，其存储将被供给所述电动机的电力，其中，当所述蓄电装置的温度在规定范围外时，所述控制装置将所述第 一阈 值设置为与所述温度在所述规定范围内时相比较低的值。
4. 根据权利要求1的混合动力车，其中，所述电动机的温度越高，所述控制装置将所述第一阈值设置得越低。
5. 根据权利要求l的混合动力车，其还包含 驱动装置，其驱动所述电动机，其中，所述驱动装置的温度越高，所述控制装置将所述第一阈值设置得越低。
6. 根据权利要求l的混合动力车，其中，当所述车辆速度超出所述第一阈值或当车辆输出超出预定的第二阈值 时，所述控制装置使得所述内燃M行，且所述显示装置进一步将所述第二阈值与所述车辆输出一起进行显示。
7. 根据权利要求6的混合动力车，其还包含 蓄电装置，其存储将被供给所述电动机的电力，其中， 表示所述蓄电装置的充电状态的状态量越低，所述控制装置将所述第二阈值设置得越低。
8. 根据权利要求6的混合动力车，其还包含 蓄电装置，其存储将被供给所述电动机的电力，其中，当所述蓄电装置的温度在规定范围外时，所述控制装置将所述第二阈 值设置为与所述温度在所述规定范围内时相比较低的值。
9. 根据权利要求6的混合动力车，其中，所述电动机的温度越高，所述控制装置将所述第二阈值设置得越低。
10. 根据权利要求6的混合动力车，其还包含 驱动装置，其驱动所述电动机，其中，所述驱动装置的温度越高，所述控制装置将所述第二阈值设置得越低。
11. 根据权利要求6的混合动力车，其中，所述显示装置在二维区域内显示所述车辆速度与所述车辆输出，并基 于所述第一与第二阈值在所述二维区域内显示所述内燃机停止的区域。
12. 根据权利要求ll的混合动力车，其中，所述显示装置还在所述内燃机停止的区域内显示表示每单位行驶距离 所述电动机的电力消耗基本相同的等高线。
全文摘要
本发明涉及装有内燃机与电动机的混合动力车。显示单元包含速度显示单元。速度显示单元包含区域、阈值线和指示器。该区域指示车辆速度(km/h)。阈值线指示了发动机的运行和停止在其上被切换的阈值。阈值线通过蓄电装置的温度和SOC、变换器的温度、电动发电机的温度等被可变地设置。指示器指示了阈值线的移动方向。
文档编号B60W10/26GK101428613SQ20081017413
公开日2009年5月13日 申请日期2008年11月7日 优先权日2007年11月8日
发明者久保馨, 小松雅行 申请人:丰田自动车株式会社