混合动力车辆的控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用在混合动力车辆中的控制系统，所述混合动力车辆包括作为动力源以运行车辆的内燃机和至少一个电动发电机。更具体地，本发明涉及一种控制系统，所述控制系统在需求车辆输出(或需求车辆输出动力)变得等于或大于给定的起动阈值时起动发动机，并在需求车辆输出变得等于或小于给定的停止阈值时停止发动机。
【背景技术】
[0002]已知一种包括作为动力源以运行车辆的内燃机和至少一个电动发电机的混合动力车辆。在已知的这种类型的混合动力车辆的一个示例中，内燃机在需求车辆输出变得等于或大于给定的起动阈值时起动，使得车辆主要用发动机的动力行驶，并且发动机在需求车辆输出变得等于或小于给定的停止阈值时停止，使得车辆用电动发电机的动力行驶。此外，在车辆用内燃机的动力行驶期间，如果电池的充电状态小于给定值，并且需要由发动机产生的动力小于给定动力，则控制发动机，使得通过将基于电池端子之间的电压计算出的附加或额外动力与在发动机需求动力相加而获得的动力由发动机产生(参见日本专利申请公报 N0.2011-240757 (JP 2011-240757A))。日本专利申请公报 N0.11-299004 (JP11-299004A)和日本专利申请公报N0.2011-255824 (JP 2011-255824A)中描述了上述类型的混合动力车辆的其它示例。
[0003]在JP2011-240757A描述的控制中，即使在发动机需求动力和给定动力之间的差大于附加动力时，发动机的输出动力也只增大附加动力的量。因此，在这种情况下，发动机可能工作在具有低工作效率的工作区域内。
【发明内容】
[0004]鉴于上述问题，本发明提供了一种混合动力车辆的控制系统，该控制系统能够提高内燃机的热效率以提高燃料经济性。
[0005]根据本发明的一个方面，提供了一种用在混合动力车辆中的控制系统，所述混合动力车辆包括用作动力源以驱动车辆行驶的内燃机和电动发电机，并且电动发电机或发电机连接至内燃机的输出轴，使得电动发电机或发电机的动力能够被传输至输出轴。所述控制系统包括控制器。所述控制器配置成在作为车辆的需求输出动力的需求车辆输出变得等于或大于预定起动阈值时起动内燃机。所述控制器配置成在需求车辆输出变得等于或小于预定停止阈值时停止内燃机，所述预定停止阈值小于所述预定起动阈值。所述控制器配置成，在从所述需求车辆输出变得等于或大于所述预定起动阈值的时刻到所述需求车辆输出变得等于或小于所述预定停止阈值的时刻期间，致使内燃机从内燃机产生等于或大于预定输出下限值的输出动力。所述预定输出下限值为大于所述预定停止阈值的输出动力。
[0006]根据本发明的车辆控制系统，在从所述需求车辆输出变得等于或大于所述预定起动阈值的时刻到所述需求车辆输出变得等于或小于所述预定停止阈值的时刻期间，控制所述内燃机以产生等于或大于所述预定输出下限值的输出动力。因此，在所述预定输出下限值被设定为适当的值的情况下，可防止内燃机工作在输出动力低且热效率恶化的工作区域内。因此，能够提高内燃机的热效率，并且能够提高燃料经济性。
[0007]在如上所述的控制系统中，所述控制器可被配置成基于在需求车辆输出变得等于或大于预定起动阈值时使用的预定起动阈值来设定所述预定输出下限值。而且，在如上所述的控制系统中，所述控制器可被配置成将预定输出下限值设定为在需求车辆输出变得等于或大于预定起动阈值时使用的所述预定起动阈值。通常来说，预定起动阈值被设定为这样的输出动力，该输出动力被确定成使得在内燃机工作以产生等于或大于预定起动阈值的输出动力的情况下，内燃机能够工作在具有高热效率的工作区域内。因此，如果以这种方式设定预定输出下限值，则可防止内燃机工作在具有低热效率的工作区域内。
[0008]而且，在如上所述的车辆控制系统中，所述控制器可被配置成，在从所述需求车辆输出变得等于或大于所述预定起动阈值的时刻到所述需求车辆输出变得等于或小于所述预定停止阈值的时刻期间，当需求车辆输出小于预定起动阈值时，致使内燃机产生基本等于预定输出下限值的动力。通过以这样的方式控制内燃机，可以使内燃机的输出动力接近需求车辆输出，同时使内燃机工作在具有高热效率的工作区域内。
[0009]而且，在如上所述的车辆控制系统中，所述控制器可被配置成，在从所述需求车辆输出变得等于或大于所述预定起动阈值的时刻到所述需求车辆输出变得等于或小于所述预定停止阈值的时刻期间，当所述控制器致使内燃机产生变得基本等于预定输出下限值的输出动力并且需求车辆输出小于预定起动阈值时，控制电动发电机或发电机以通过所述电动发电机或发电机消耗输出动力来发电、从而对电池进行充电，所消耗的输出动力对应于需求车辆输出和预定输出下限值之间的差。利用以上述方式控制的电动发电机或发电机，可以将与需求车辆输出和预定输出下限值之间的差相对应的所消耗的输出动力作为电能储存在电池中。
[0010]而且，在如上所述的车辆控制系统中，所述控制系统可被配置成，当需求车辆输出小于预定起动阈值并且内燃机连续工作以产生等于或大于预定输出下限值的输出动力的时间变得等于或长于预定判断时间时，i)在从所述需求车辆输出变得等于或大于所述预定起动阈值的时刻到所述需求车辆输出变得等于或小于所述预定停止阈值的时刻期间，禁止所述控制器致使内燃机从内燃机产生等于或大于预定输出下限值的输出动力，和ii)控制内燃机以使内燃机基于需求车辆输出工作。如在本领域中所已知的那样，如果电池被长时间连续地充电，则电池加速恶化。因此，如果禁止控制器以上述方式控制内燃机，则能够抑制电池的恶化。因此，能够延长电池的寿命。
[0011]而且，在如上所述的车辆控制系统中，所述控制器可被配置成，当需求车辆输出小于预定起动阈值并且用于对电池进行充电的电量的累积值变得等于或大于预定判断充电量、同时内燃机运转以产生等于或大于预定输出下限值的输出动力时，i)在从所述需求车辆输出变得等于或大于所述预定起动阈值的时刻到所述需求车辆输出变得等于或小于所述预定停止阈值的时刻期间，禁止控制器致使内燃机从内燃机产生等于或大于预定输出下限值的输出动力，和ii)控制内燃机以使内燃机基于需求车辆输出运转。如在本领域中所已知的那样，如果电池被过度充电，则电池加速恶化。因此，如果禁止控制器以上述方式控制内燃机，则能够抑制电池恶化。因此，能够延长电池的寿命。
[0012]使用根据本发明配置的车辆控制系统，在从所述需求车辆输出变得等于或大于所述预定起动阈值的时刻到所述需求车辆输出变得等于或小于所述预定停止阈值的时刻期间，控制内燃机以产生等于或大于预定输出下限值的输出动力。因此，如果适当地设定预定输出下限值，则能够提高内燃机的热效率，并且能够提高燃料经济性。
【附图说明】
[0013]下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点、以及技术重要性和工业重要性，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中:
[0014]图1为示意性地显示了包含根据本发明的第一实施例的控制系统的混合动力车辆的视图；
[0015]图2为显示了第一实施例中的需求车辆输出、驾驶员要求动力、和发动机输出动力随时间变化的一个示例的视图；
[0016]图3为示出了由根据第一实施例的控制系统的车辆控制器执行的模式切换控制程序的流程图；
[0017]图4为示出了由车辆控制器执行的发动机控制程序的流程图；
[0018]图5为显示了当根据图4的发动机控制程序控制发动机时，需求车辆输出和发动机输出动力随时间变化的一个示例的视图；
[0019]图6为显示了在发动机被控制成使得在需求发动机输出等于或小于输出下限值时将预定的附加动力增加至需求发动机输出时的作为一个对比示例的需求车辆输出和发动机输出动力随时间变化的一个示例；
[0020]图7为示出了由根据本发明的第二实施例的控制系统中的车辆控制器执行的发动机控制程序的流程图；
[0021]图8为示出了由根据第二实施例的控制系统中的车辆控制器执行的禁止标志设定程序的流程图；
[0022]图9为显示了当根据图7的发动机控制程序控制发动机时电池的S0C、电池的输入/输出、发动机的输出动力、和发动机的热效率随时间变化的一个示例的视图；和
[0023]图10为示意性地显示了可使用本发明的第一实施例或第二实施例的控制系统的混合动力车辆的另一不例的视图。
【具体实施方式】
[0024]图1示意性地示出了包含有根据本发明的第一实施例的控制系统的混合动力车辆。车辆IA包括内燃机(可称为“发动机”)11、第一电动发电机(可简称为“第一 MG”) 12、和第二电动发电机(可简称为“第二 MG”)13。发动机11为已知的具有多个气缸的火花点燃式内燃机。第一 MG 12和第二 MG 13为已知的安装在混合动力车辆上并用作电动机和发电机的电动发电机。因此，将不提供对发动机U、第一 MG 12和第二 MG 13的详细描述。第一 MG 12通过换流器14电连接至电池15。第二 MG 13通过换流器16电连接至电池15。
[0025]作为发动机11的输出轴的曲轴Ila和第一MG 12的输出轴12a连接至动力分配装置17。用于将动力传输至车辆IA的驱动轮2的输出单元18也连接至动力分配装置17。输出单元18包括第一驱动齿轮19、与第一驱动齿轮19啮合并固定在副轴(counter shaft) 20上的副轴齿轮21、和固定在副轴20上的输出齿轮22。输出齿轮22与设置在差速机构23的壳体中的齿圈23a啮合。差速机构23为已知的机构，其将传输至齿圈23a的动力分配至右驱动轮和左驱动轮2。在图1中，仅显示了右驱动轮和左驱动轮2中的一个。
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