CN104417539B - 车辆控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种车辆控制装置使用行驶模式选择单元(23)用以取决于在发动机发电成本、EV效应与过剩电能之间的比较来在EV行驶模式、发动机行驶模式与发动机发电模式之间进行选择。以此方式，根据车辆(90)的行驶状况，选择适当的行驶模式以便改进燃料消耗效率。车辆控制装置还基于发动机效率(ηeng)和电动发电机效率(ηele)多个行驶模式中的每一个行驶模式计算燃料消耗减少(ΔFCd)或燃料消耗增加(ΔFCi)。以此方式，可以计算每一个行驶模式的燃料消耗增加/减少。

Description

车辆控制装置
技术领域
本公开内容总体上涉及控制混合动力车辆的车辆控制装置。
背景技术
近年来，由于诸如低燃料消耗和低废气排放的环境要求，由发动机和电机提供动力的混合动力车辆已经变得普及。混合动力车辆可以具有在其间转换的几个驱动模式，包括(i)发动机行驶模式，其中，车辆依靠仅来自于发动机的驱动功率行驶，(ii)EV行驶模式，其中，车辆依靠仅来自于电动发电机的驱动功率行驶，(iii)MG辅助模式，其中，车辆依靠来自发动机和电动发电机的驱动功率行驶，及(iv)发动机发电模式，其中，将发动机驱动到大于必需的程度，即用以驱动车辆和用于发电的电动发电机。
例如，在专利文献1(即日本专利文献No.3901235)中，按照油门踏板或制动踏板的下压量来转换发动机的启动和停止。
但例如专利文献1中的***没有考虑发动机的效率。结果驱动模式的这个转换方案在燃料效率及其他因素方面不一定会产生最佳结果。
此外，例如在专利文献2中(即日本专利公开No.JP-2007-176270A)中，相互比较了用于发电的电动发电机的操作与用于驱动车辆的电动发电机的操作，以便确定这两个操作中哪一个操作比另一个产生更大的经济效益。随后基于比较结果，将用于在更经济的模式中操作电动发电机的指示命令发送到电动发电机。
但专利文献2没有记载关于EV行驶模式的经济效益，在EV行驶模式中，车辆仅依靠来自电动发电机的驱动功率而非来自发电机的驱动功率行驶。
发明内容
本公开内容的目的是提供一种能够选择最佳行驶模式并计算多个行驶模式的每单位电功率燃料消耗减少或增加的车辆控制装置。
在本公开内容的方面中，一种用于控制混合动力车辆的车辆控制装置包括请求驱动功率计算器，所述请求驱动功率计算器基于驾驶者操作信息和车辆速度信息计算请求驱动功率。车辆控制装置还具有行驶模式选择器，所述行驶模式选择器选择多个行驶模式之一作为混合动力车辆的行驶模式，行驶模式包括EV行驶模式，其中，从电动发电机输出请求驱动功率，发动机行驶模式，其中，从发动机输出请求驱动功率，和发动机发电模式，其中，从发动机输出请求驱动功率，同时发动机驱动电动发电机。基于(i)燃料消耗减少量和(ii)当电动发电机输出请求驱动功率时所消耗的电功率来计算燃料消耗减少效应，所述燃料消耗减少效应是EV效应。基于(i)燃料消耗增加量和(ii)当发动机驱动电动发电机发电时的充电电功率来计算燃料消耗增加成本，它是发动机发电成本。于是，行驶模式选择器在燃料消耗减少效应大于燃料消耗增加成本时，选择EV行驶模式作为混合动力车辆的行驶模式，在发动机发电成本等于或大于EV效应，并且可以获得过剩电能时，选择EV行驶模式作为混合动力车辆的行驶模式，或者在发动机发电成本等于或大于EV效应，并且不能获得过剩电能时，选择发动机行驶模式和发动机发电模式之一。
此外，发动机发电成本基于请求驱动功率。
另外，发动机发电成本是请求驱动功率在预设范围内时的最大值。
更进一步地，发动机发电成本是基于恒定的发动机发电功率的恒定值，将所述恒定值定义为保持发动机发电成本相对于发动机发电功率的变化率低于预定值的值。
此外，过剩电能包括基于车辆速度信息的从未来的减速再生电功率获得的预计能量。
再进一步地，当(i)发动机发电成本等于或大于EV效应并且(ii)没有过剩电能或者没有电能不足时，行驶模式选择单元选择发动机行驶模式作为混合动力车辆的行驶模式，当(i)发动机发电成本等于或大于EV效应并且(ii)存在电能不足的情况时，行驶模式选择单元选择发动机发电模式作为混合动力车辆的行驶模式。
另外，在从发动机输出请求驱动功率时，基于发动机效率，根据燃料消耗量来计算用于计算EV效应的燃料消耗减少量，并基于请求驱动功率和电动发电机效率来计算用于EV效应的计算的消耗电功率。
再进一步地，基于发动机效率，根据在(i)从发动机输出请求驱动功率和用于电动发电机的驱动的发动机发电功率时的燃料消耗量与(ii)从发动机输出请求驱动功率时的燃料消耗量之间的差来计算用于计算发动机发电成本的燃料消耗增加量，并基于发动机发电功率和电动发电机效率来计算用于计算发动机发电成本的充电电功率。
而且，基于发动机的输出和发动机的理想燃料消耗信息来计算发动机效率和发动机转数，基于电动发电机转数和电动发电机的输出来确定电动发电机效率。
另外，混合动力车辆具有变速箱，所述变速箱将来自发动机和电动发电机的驱动功率传输到驱动轮，将发动机转数和电动发电机转数设定为以预设比旋转。
此外，变速箱是连续可变变速箱。
当(i)发动机发电成本等于或大于EV效应并且(ii)能够获得过剩电能时，行驶模式选择器选择EV行驶模式作为车辆的行驶模式。此外，当(i)发动机发电成本等于或大于EV效应并且(ii)无法获得过剩电能时，行驶模式选择器选择发动机行驶模式或发动机发电模式作为车辆的行驶模式。
在关于行驶模式选择的本公开内容中，当基于在其间的比较确定EV效应大于发动机发电成本时，不管是否可以获得过剩电能，都选择EV行驶模式，因为借助来自电动发电机的驱动功率的混合动力车辆的行驶产生了更好的(即更小的)燃料消耗率，即使在发动机功率稍后用于驱动电动发电机来补充电功率的不足的情况下。
此外，当确定发动机发电成本等于或大于EV效应时，在可以从电功率的再生等获得过剩电能时，可以选择EV行驶模式，或者在无法获得过剩电能时，可以选择发动机行驶模式或发动机发电模式之一。
以此方式，根据混合动力车辆的行驶状况，将行驶模式转换到适当的一个行驶模式，从而实现了燃料消耗率的改进。
在本公开内容的另一个方面中，一种控制混合动力车辆的车辆控制装置包括发动机、电动发电机、储电部分、逆变器和变速箱。当电动发电机连接到发动机时，将电动发电机的转数设定为与发动机的转数成特定比率。储电部分往/来于电动发电机接收并发送电功率。逆变器布置在储电部分与电动发电机之间的通路上。变速箱转换来自发动机和/或来自电动发电机的驱动功率，并传输转换的力以多个速度驱动车轮(即轮胎)。
车辆控制装置进一步包括发动机效率计算器、MG-INV效率计算器和电功率效率计算器。
发动机效率计算器基于理想燃料消耗信息和发动机功率来计算发动机效率，发动机功率是从发动机输出的驱动功率。
MG-INV效率计算器计算MG-INV效率，它是基于MG功率的电动发电机与逆变器的组合效率，MG功率是从电动发电机输出的驱动功率。
电功率效率计算器基于发动机效率和MG-INV效率，计算行驶模式的每单位电功率燃料消耗减少或每单位电功率燃料消耗增加。
此外，电功率效率计算器基于发动机效率、MG-INV效率、储电部分的效率、变速箱的效率、由储电部分或辅助电源供电的附属设备上负载的效率、或者将从储电部分提供的电功率转换到附属设备上的负载的转换器的效率的至少之一计算燃料消耗减少或燃料消耗增加。
另外，电功率效率计算器计算EV效应、MG辅助效应或发动机发电成本中的至少之一，EV效应是当行驶模式是EV行驶模式时的燃料消耗减少，在EV行驶模式中，输出MG功率作为基于驾驶者操作信息和车辆速度信息计算的请求驱动功率，MG辅助效应是当行驶模式是MG辅助模式时的燃料消耗减少，在MG辅助模式中，输出MG功率和发动机功率作为请求驱动功率，发动机发电成本是行驶模式是发动机发电模式时的燃料消耗增加，在发动机发电模式中，输出请求驱动功率作为发动机功率，发动机功率用于驱动电动发电机发电。
此外，行驶模式选择器基于(i)由电功率效率计算器的EV效应和MG辅助效应的计算，和(ii)在EV效应与MG辅助效应之间的比较来选择一个行驶模式作为行驶模式。
更进一步地，MG转数是电动发电机的旋转数量，MG-INV效率计算器
(i)基于从发动机功率得到的发动机转数和理想燃料消耗信息来计算MG转数并且(ii)基于MG转数和MG功率来计算MG-INV效率。
再进一步地，变速箱是连续可变变速箱。
在本公开内容中，基于发动机效率和MG-INV效率计算每一个行驶模式的每单位电功率燃料消耗减少或每单位电功率燃料消耗增加。此外，基于发动机功率计算发动机效率，基于MG功率计算MG-INV效率。即如果基于发动机功率预先获知用于由发动机功率计算发动机效率的运算方程式与用于由MG功率计算MG-INV效率的运算方程式，例如作为关系图
(map)，就可以适当地计算每单位电功率燃料消耗减少或每单位电功率燃料消耗增加。以此方式，与将实际车辆用于实际测量的情况下相比，可以借助更简单的结构计算用于每一个行驶模式的燃料消耗增加/减少。
附图说明
依据参考附图的以下详细说明，本公开内容的目的、特征和优点会变得更为显而易见，在附图中：
图1是本公开内容的第一实施例中的车辆控制***的方框图；
图2是本公开内容的第一实施例中的车辆控制装置的方框图；
图3是本公开内容的第一实施例中的发动机的理想燃料消耗线的说明图；
图4是本公开内容的第一实施例中的在发动机的理想燃料消耗线上的发动机功率与发动机转数之间的关系的说明图；
图5是本公开内容的第一实施例中的在发动机的理想燃料消耗线上的发动机效率的说明图；
图6是本公开内容的第一实施例中的MG-INV效率的说明图；
图7是本公开内容的第一实施例中的EV效应的说明图；
图8是本公开内容的第一实施例中的发动机发电成本的说明图；
图9是本公开内容的第一实施例中的在发动机发电成本与发动机发电功率之间的关系的说明图；
图10是本公开内容的第一实施例中的在EV效应与发动机发电成本之间的关系的说明图；
图11是本公开内容的第一实施例中的行驶模式选择过程的流程图；
图12是本公开内容的第一实施例中的减速再生电能积分子程序的流程图；
图13是本公开内容的第一实施例中的发动机发电能量积分子程序的流程图；
图14是本公开内容的第一实施例中的消耗能量积分子程序的流程图；
图15A是本公开内容的第一实施例中的用于电能过剩情况下的行驶模式选择过程的车辆速度的说明图；
图15B是本公开内容的第一实施例中的用于电能过剩情况下的行驶模式选择过程的请求驱动功率的说明图；
图15C是本公开内容的第一实施例中的用于电能过剩情况下的行驶模式选择过程的MG功率的说明图；
图15D是本公开内容的第一实施例中的用于电能过剩情况下的行驶模式选择过程的电能的说明图；
图16A是本公开内容的第一实施例中的用于电能不足情况下的行驶模式选择过程的车辆速度的说明图；
图16B是本公开内容的第一实施例中的用于电能不足情况下的行驶模式选择过程的车辆速度的说明图；
图16C是本公开内容的第一实施例中的用于电能不足情况下的行驶模式选择过程的车辆速度的说明图；
图16D是本公开内容的第一实施例中的用于电能不足情况下的行驶模式选择过程的车辆速度的说明图；
图17是本公开内容的第二实施例中的在EV效应与发动机发电成本之间的关系的说明图；
图18是本公开内容的第三实施例中的车辆控制***的方框图；
图19是本公开内容的第三实施例中的车辆控制装置的方框图；
图20是本公开内容的第三实施例中的行驶模式选择过程的流程图；
图21是本公开内容的第三实施例中的发动机的理想燃料消耗线的说明图；
图22是本公开内容的第一实施例中的在发动机的理想燃料消耗线上的发动机功率与发动机转数之间的关系的说明图；
图23是本公开内容的第一实施例中的在发动机的理想燃料消耗线上的发动机效率的说明图；
图24是本公开内容的第三实施例中的MG-INV效率的说明图；
图25是本公开内容的第三实施例中的EV效应的说明图；
图26是本公开内容的第三实施例中的MG辅助效应的说明图；
图27是本公开内容的第三实施例中的发电成本的说明图；及
图28是本公开内容的第三实施例中的在EV效应与MG辅助效应之间的关系的说明图。
具体实施方式
在下文中将基于附图来说明本公开内容的车辆控制装置。
(第一实施例)
基于图1－16来说明本公开内容的第一实施例中的车辆控制装置。
如图1中所示的，车辆控制***1包括发动机(ENG)11、电动发电机(MG)12、变速箱13、逆变器(INV)14、储电部分15、第一离合器16、第二离合器17、和作为车辆控制装置的控制部20，以及其他部件。
发动机11和电动发电机12组成作为混合动力车辆的车辆90的驱动功率源。发动机11是内燃发动机，具有多个汽缸，发动机11的驱动功率经由第一离合器16传输到电动发电机12。
电动发电机12充当电动机，用于通过从储电部分15接收电功率并通过旋转来产生转矩，还充当发电机，用于通过从发动机11接收发动机转矩或通过从车辆90的制动接收再生能量来发电/电功率。
在连接第一离合器16时，将发动机转数Neng与MG转数Nmg设定为具有预设比，发动机转数Neng是发动机11的旋转数量，MG转数Nmg是电动发电机12的旋转数量。在本实施例中，MG转数Nmg相对于发动机转数Neng的比是1。即在本实施例中，发动机转数Neng与MG转数Nmg彼此相等。
发动机11和电动发电机12的驱动功率经由第二离合器17和变速箱13传输到传动轴91。传输到传动轴91的驱动功率借助传动装置92和轮轴93旋转驱动轮95。本实施例的变速箱13是连续可变变速箱(CVT)，其可以连续改变速度，即无需通过步进式变速。
逆变器14布置在电动发电机12与储电部分15之间的位置，将储电部分15的电功率转换为AC电功率，并将其提供给电动发电机12。此外，逆变器14将由电动发电机12产生的电功率转换为DC电功率，并将其提供给储电部分15。
储电部分15是可充电/蓄电池，例如镍氢电池或锂离子电池，并设定为可充电和可放电。在其电荷状态(SOC)保持在预定范围内的情况下对储电部分15进行充电和放电。将储电部分15实施为诸如双电荷层电容器之类的设备。
第一离合器16布置在发动机11与电动发电机12之间的位置，设定为连接和断开在发动机11与电动发电机12之间的连接。当车辆的行驶模式是稍后提及的EV行驶模式中时，第一离合器16由控制部20控制以使得发动机11与电动发电机12分离。
第二离合器17布置在电动发电机12与变速箱13之间的位置，设定为连接和分离电动发电机12与变速箱13。
控制部20实施为微机等，为其提供了CPU、ROM、RAM、I/O和用于连接未示出的那些部件的总线。控制部20通过借助执行预存在CPU中的程序的软件过程和/或借助专用电子电路的硬件过程控制整个车辆90，这基于发动机11、电动发电机12、变速箱13、逆变器14、第一离合器16和第二离合器17等的控制。
如图2所示的，控制部20具有请求驱动功率计算部分21、充电请求计算部分22、行驶模式选择部分23、驱动功率分配部分24、发动机操作点计算部分25、和MG指示转矩计算部分26等。
请求驱动功率计算部分21获得包括油门开度等的驾驶者操作信息和与车辆90的行驶速度有关的车辆速度信息，并计算请求驱动功率Pdrv。
充电请求计算部分22基于储电部分15的SOC计算是否存在充电请求。
行驶模式选择部分23选择行驶模式。行驶模式可以包括：(i)“发动机行驶模式”，其中，车辆借助发动机功率Peng行驶，发动机功率Peng是由发动机11的驱动输出的驱动功率，(ii)“EV行驶模式”，其中，车辆借助MG功率Pmg行驶，MG功率Pmg是由电动发电机12的驱动输出的驱动功率，(iii)“MG辅助模式”，其中，车辆借助发动机功率Peng和MG功率Pmg行驶，及(iv)“发动机发电模式”，其中，车辆借助发动机功率Peng行驶，并由电动发电机12执行发电。
例如当请求驱动功率Pdrv超出用于以有效方式驱动发动机11的高效率范围时，选择MG辅助模式。在此情况下，将行驶模式设定为MG辅助模式，通过从电动发电机12输出一部分请求驱动功率，在高效率范围中驱动发动机11。
在本实施例中，基于车辆速度信息、请求驱动功率Pdrv/充电请求以及指示每单位电功率燃料消耗减少量的EV效应、和指示每单位电功率燃料消耗增加量的发动机发电成本来控制发动机11和电动发电机12的驱动和第一离合器16的连接/分离。稍后说明EV效应、发动机发电成本和行驶模式选择方法的细节。
在驱动功率分配部分24中，基于按照行驶模式的充电请求的存在和请求驱动功率Pdrv来计算发动机指示功率和MG指示功率。在EV行驶模式中，将请求驱动功率Pdrv完全“分配”给MG指示功率。在发动机行驶模式中，将请求驱动功率Pdrv完全“分配”给发动机指示功率。
在发动机操作点计算部分25中，基于发动机指示功率来计算发动机11的操作点(即转数、转矩)。由于本实施例的变速箱13是连续可变变速箱，并且可以在预设范围中自由且连续地设定这种变速箱的传动比，发动机11的操作点的设定就具有高自由度。因此，在本实施例中，借助发动机功率的调整(参见图3)，将发动机11的操作点控制/带到理想燃料消耗线Li。即，基于发动机指示功率计算发动机指示转矩和发动机指示转数，以使得发动机11的操作点在理想燃料消耗线Li上。根据本实施例，理想燃料消耗线Li对应于“理想燃料消耗信息”。
在MG指示转矩计算部分26中，基于MG指示功率计算MG指示转矩。由于在MG辅助模式中发动机转数Neng等于MG转数Nmg，就基于发动机指示转数来计算MG指示转数，并基于MG指示转数和MG指示功率来计算MG指示转矩。
由于在EV行驶模式中第一离合器16使得发动机11与电动发电机12分离，失去了在发动机转数Neng与MG转数Nmg之间的关系。因此，例如在输出MG功率Pmg中，基于使得MG-INV效率ηele最大的操作点来计算MG指示转矩，稍后叙述它。此外，可以如此计算MG指示转矩，以使得发动机11和电动发电机12可以适当地转变到离合器相连状态，在其中，第一离合器16连接发动机11和电动发电机12。
接下来，说明如何计算每单位电功率燃料消耗减少量和每单位电功率燃料消耗增加量的计算方法。在本实施例中，EV行驶模式中的每单位电功率燃料消耗减少量是“EV效应”，发动机发电模式中的每单位电功率燃料消耗增加量是“发动机发电成本”。
首先，说明发动机效率ηeng和MG-INV效率ηele，它们分别用于EV效应和发动机发电成本的计算。发动机效率ηeng是发动机11作为单独设备的(即独立地或仅有发动机的)效率，MG-INV效率ηele是电动发电机12与逆变器14的组合的效率。在本实施例中，将包括逆变器14的效率的组合效率指定为“电动发电机效率”。
图3在水平轴是发动机转数Neng[rmp]且垂直轴是发动机转矩Teng[Nm]的图中显示了燃料消耗率Ceng[g/h]的轮廓线。实线Le1、Le2和Le3是等功率线，它们是连接等功率点，即相同发动机功率Peng的点，的连接线。此外，实线Li是理想燃料消耗线，其连接最小燃料消耗点，即燃料消耗率Ceng下降到最小值的等功率线上的点。
图4是基于根据图3的理想燃料消耗线Li的发动机功率Peng与发动机转数Neng之间的关系的图示。图5是基于根据图3的理想燃料消耗线Li的发动机功率Peng与发动机效率ηeng之间的关系的图示。
由于在本实施例中控制发动机11以使得发动机11的操作点落在理想燃料消耗线Li上，一旦确定了发动机功率Peng，就如图4所示地作为单一点确定了操作点，从而导致发动机转数Neng的确定。此外，如图5中所示的，当确定了发动机功率Peng时，就确定了发动机效率ηeng。
图6在水平轴是MG转矩Tmg[Nm]且垂直轴是MG转数Nmg[rpm]的图中显示了MG-INV效率ηele[－]的轮廓线(即虚线)。实线Lm1、Lm2和Lm3是等功率线，它们是连接等功率点，即相同MG功率Pmg的点，的连接线。
此外，由于当确定了MG转数Nmg和MG功率Pmg时作为单一点确定了操作点，参考图6的图，可以计算MG-INV效率ηele。
更实际地，例如，当如图4所示地将发动机功率Peng确定为PE时，将发动机转数Neng确定为NE。此外如图5所示的，在将发动机功率Peng确定为PE时，将发动机效率ηeng确定为ηE。
此外，在将发动机转数Neng确定为NE时，将MG转数Nmg确定为单一/唯一值，即NM。于是，在如图6所示地确定了MG功率Pmg和MG转数Nmg时，将MG-INV效率ηele确定为ηM。
即换言之，当确定了发动机功率Peng和MG功率Pmg时，可以计算发动机效率ηeng和MG-INV效率ηele。
由于在EV行驶的时间由第一离合器16将发动机11与电动发电机12分离，在发动机转数Neng与MG转数Nmg之间不存在关系。
因此，在EV行驶模式中，可以基于在最佳效率点驱动电动发电机12的假设来执行MG-INV效率ηele的计算，在最佳效率点，MG-INV效率ηele上升到等功率线上的最佳点。此外，为了发动机11和电动发电机12借助第一离合器16的连接适当地转变到离合器相连状态，基于在考虑到发动机转数Neng的操作点驱动电动发电机12的假设，可以基于这个操作点来计算MG-INV效率ηele。
随后基于图7和8来说明EV效应和发动机发电成本的计算方法。在下文中，将每单位时间燃料消耗减少量指定为ΔFCd，将每单位时间燃料消耗增加量指定为ΔFCi。
图7是用于解释EV效应的图示。
在EV行驶模式中，作为来自由储电部分15的电功率驱动的电动发电机12的MG功率Pmg来提供请求驱动功率Pdrv。因此，请求驱动功率Pdrv由基于消耗电功率Pbattc[kW]的方程式(1)来表示。
方程式(1)
Pdrv＝Pbattc×ηele(Pdrv)
以上方程式中的项“ηele(Pdrv)”是在作为来自电动发电机12的MG功率Pmg输出请求驱动功率Pdrv时的MG-INV效率，并由图6中所示的图来计算。在下文中，将项“ηele(Px)”认为是在作为来自电动发电机12的MG功率Pmg输出功率Px时的MG-INV效率，并认为是由图6中所示的关系图计算的值。
此外，在EV行驶模式中，将在作为由发动机11的驱动产生的发动机功率Peng提供请求驱动功率Pdrv的情况下的燃料消耗FCd认为是燃料消耗减少量ΔFCd。在作为由发动机11的驱动产生的发动机功率Peng提供请求驱动功率Pdrv时，由以下方程式(2)来表示请求驱动功率Pdrv。
方程式(2)
Pdrv＝ΔFCd×ρ×ηeng(Pdrv)
以上方程式中的项ηeng(Pdrv)是在作为来自发动机11的发动机功率Peng输出请求驱动功率Pdrv时的发动机效率，并由图5中所示的图来计算。在下文中，将“ηeng(Py)”认为是在作为来自发动机11的发动机功率Peng输出功率Py时的发动机效率，并认为是由图5中所示的图计算的值。
此外，以上方程式中的项ρ[kJ/g]是燃料能量密度，是根据燃料的种类的恒定。
在由以下的方程式(3)定义EV效应时，由基于方程式(1)和(2)的方程式(4)表示EV效应。依据方程式(4)，基于发动机效率ηeng和MG-INV效率ηele来计算EV效应。
方程式(3)
方程式(4)
图8是示出发动机发电成本的图示。
在发动机发电模式中，一部分发动机功率Peng用于电动发电机12的驱动，由电动发电机12的驱动产生的电功率经由逆变器14提供给储电部分15，将该电功率充电到储电部分15。充电到储电部分15的充电电功率Pbattg由以下方程式(5)表示。
方程式(5)
Pbattg＝Pmg×ηele(Pmg)
在发动机发电模式中，在(i)由发动机11输出请求驱动功率Pdrv的情况下的燃料消耗FCd与(ii)除了从发动机11输出请求驱动功率Pdrv以外还输出MG功率Pmg的情况下的燃料消耗FCe之间的差是燃料消耗增加量ΔFCi。
燃料消耗增加量ΔFCi由以下方程式(6)表示。
方程式(6)
当由以下方程式(7)定义发动机发电成本时，发动机发电成本由基于方程式(5)和(6)的以下方程式(8)来表示。基于发动机效率ηeng、MG-INV效率ηele、请求驱动功率Pdrv和MG功率Pmg，由以下方程式(8)来计算发动机发电成本。为了驱动电动发电机12以产生电功率而提供的MG功率Pmg对应于稍后说明的发动机发电功率Pgen。
方程式(7)
方程式(8)
方程式(4)和(8)由基于发动机功率计算的发动机效率ηeng和MG-INV效率ηele来表示。
即换言之，可以基于发动机效率ηeng和MG-INV效率ηele来计算EV效应和发动机发电成本。
此外，在EV行驶模式中，以下方程式(9)有效。
方程式(9)
Pdrv＝Pmg
即换言之，可以按照方程式(4)基于请求驱动功率Pdrv或MG功率Pmg计算EV效应。
此外，在发动机发电模式中以下方程式(10)有效。
方程式(10)
Pdrv＝Peng-Pmg
请求驱动功率Pdrv、发动机功率Peng和MG功率Pmg之一可以基于方程式(10)，从其他两个转换得到。
此外，参考方程式(8)，基于请求驱动功率Pdrv、发动机功率Peng和MG功率Pmg中的至少两个计算发动机发电成本。
在图9中显示了在将驱动功率假定为恒定时，在发动机发电功率Pgen与发动机发电成本之间的关系。如图9中所示的，在将驱动功率假定为恒定时，发动机发电功率Pgen越小，发动机发电成本就越高。此外，当发动机发电功率Pgen变高时，发动机发电成本的变化率基本上恒定。因此，根据本实施例，将发动机发电成本计算为当发动机发电功率Pgen是恒定值Pc时的值。将恒定值Pc选择为保持发动机发电成本相对于发动机发电功率Pgen的变化率低于预定较小值的值。发动机发电成本相对于发动机发电功率Pgen的变化率的预定较小值例如可以是在拐点Q的变化率。
图10中显示了当发动机发电功率Pgen是恒定Pc时，在驱动功率、EV效应与发动机发电成本之间的关系。根据本实施例，将按照上述预先计算的EV效应与发动机发电成本存储为图10中所示的图。
如图10所示，将一直到EV上限Pevu的区域指定为“EV使能区”，EV上限Pevu是来自电动发电机12的驱动功率的上限输出。
当发动机11输出低功率时，其效率较低。因此，当驱动功率小于Pevb时，EV效应大于发动机发电成本。根据本实施例，在驱动功率取特定值，在该特定值发动机发电成本等于EV效应时，将这个驱动功率指定为“EV基本阈值Pevb”，将驱动功率的小于阈值区域指定为“EV基本区”。在EV基本区中，将EV行驶模式选择为行驶模式，因为EV效应大于发动机发电成本。在EV基本区中，即使在没有过剩电能时，这会使得随后必须由发动机的驱动来发电，并且由这种发电和所消耗的电功率(借助EV驱动)会招致损耗，也可以通过车辆在EV行驶模式中的行驶来改进燃料消耗效率。
另一方面，当驱动功率超过EV基本阈值Pevb时，发动机发电成本大于EV效应。将从(即等于)EV基本阈值Pevb到EV上限Pevu的驱动功率的范围指定为“EV扩展区”。在EV扩展区中，发动机发电成本大于EV效应。因此，如果需要由发动机的驱动来发电，就不会执行车辆在EV行驶模式中的行驶。即取决于是否可以获得过剩电能来选择行驶模式。换言之，在EV扩展区中，当可以获得过剩电能时，选择EV行驶模式。另一方面，当无法获得过剩电能时，车辆的EV行驶使得随后必须由发动机发电补充在EV行驶中所消耗的电功率，其使得燃料消耗效率恶化。因此，在EV扩展区中，当无法获得过剩电能时，选择发动机行驶模式或者发动机发电模式。
“过剩电能”是在(i)主要来自借助制动的再生的发电功率与(ii)消耗电功率之间的差。但例如在将发动机11的操作控制/带到有效操作点时，“过剩电能”可以包括由发动机11产生的电功率的剩余。在下文中，将过剩电能说明为借助减速再生的生成电功率(即此后指定为“减速再生电能Ereg”)。
接下来，基于图11到14中的流程图来解释行驶模式选择过程。
如图11所示，在步骤S11中(即下文中将“步骤”简写为“S”)，执行减速再生电能积分。稍后基于图12说明用于减速再生电能积分的子程序。
在S12中，确定车辆速度是否小于EV行驶速度阈值Vth。当确定车辆速度小于EV行驶速度阈值Vth时(S12：是)，过程转移到S18，将行驶模式设定为EV行驶模式。当确定车辆速度等于或大于EV行驶速度阈值Vth时(S12：否)，过程转移到S13。
在S13中，确定是否存在强制充电请求。基于来自充电请求计算部分22的信息来执行这个确定。即当电荷状态(SOC)低于强制充电阈值Bth时，确定强制充电请求存在，当电荷状态(SOC)等于或大于强制充电阈值Bth时，确定不存在强制充电请求。当确定存在强制充电请求时(即当SOC低于强制充电阈值Bth)(S13：是)，过程转移到S21，将行驶模式设定为发动机发电模式。当确定不存在强制充电请求时(即当SOC等于或大于强制充电阈值Bth)(S13：否)，过程转移到S14。
在S14中，确定请求驱动功率Pdrv是否在EV使能区中。根据本实施例，当请求驱动功率Pdrv小于EV上限Pevu时，确定请求驱动功率Pdrv在EV使能区中。当确定请求驱动功率Pdrvu不在EV使能区中(S14：否)时，即当Pdrv≥Pevu时，过程转移到S17。当确定请求驱动功率Pdrvu在EV使能区中(S14：是)，即当Pdrv<Pevu时，过程转移到S15。
在S15中，确定请求驱动功率Pdrv是否在EV基本区中。在本实施例中，将低于EV基本阈值Pevb的驱动功率范围指定/定义为EV基本区，在此EV效应等于发动机发电成本(参见图10)。确定请求驱动功率Pdrv在EV基本区中(S15：是)时，即当Pdrv<Pevb时，过程转移到S18，将行驶模式设定为EV行驶模式。确定请求驱动功率Pdrv不在EV基本区中(S15：否)时，即当Pdrv≥Pevb时，过程转移到S16。
在S16中，确定在S11中计算的减速再生电能Ereg是否大于在本过程的最后循环中的S19计算的EV基本能耗Eevb与EV扩展能耗Eeve的总和。在一系列确定后到达步骤S16，即当Pdrv在EV使能区中(S15：是)时+当Pdrv在EV基本区中(S16：否)时，当Pdrv在EV扩展区中时到达步骤S16。在此，过程确定是否可以获得过剩电能，并在减速再生电能Ereg大于EV基本能耗Eevb与EV扩展能耗Eeve的总和时，确定可以获得过剩电能。当确定减速再生电能Ereg大于EV基本能耗Eevb与EV扩展能耗Eeve的总和时(即当存在过剩电能时)(S16：时)，过程转移到S18，将行驶模式设定为EV行驶模式。当确定减速再生电能Ereg等于或小于EV基本能耗Eevb与EV扩展能耗Eeve的总和时(即当不存在过剩电能时)(S16：否)，过程转移到S17。
在S17中，确定在S11中计算的减速再生电能Ereg与在本过程的最后循环中的S22中计算的发动机发电能量Egen的总和是否大于EV基本能耗Eevb。当确定减速再生电能Ereg与发动机发电能量Egen的总和大于EV基本能耗Eevb(S17：是)时，过程转移到S20。当确定减速再生电能Ereg与发动机发电能量Egen的总和等于或小于EV基本能耗Eevb(S17：否)时，过程转移到S21，将行驶模式设定为发动机发电模式，用于由发动机产生的电功率补充在EV基本区中消耗的EV基本能耗Eevb的不足。
当确定车辆速度V低于EV行驶阈值速度Vth(S12：是)时，当确定请求驱动功率Pdrv在EV基本区中(S15：是)时，或者当确定减速再生电能Ereg大于EV基本能耗Eevb与EV扩展能耗Eeve的总和(S16：是)时，过程转移到S18，将行驶模式设定为EV行驶模式。
在S19中，执行消耗能量积分。稍后基于图14说明用于消耗能量积分的子程序。
当确定减速再生电能Ereg与发动机发电能量Egen的总和大于EV基本能耗Eevb(S17：是)时达到S20，在S20中将行驶模式设定为发动机行驶模式。
当确定存在强制充电请求(S13：是)时，或者当确定减速再生电能Ereg与发动机发电能量Egen的总和等于或大于EV基本能耗Eevb(S17：否)时，过程转移到S21。在S21中，将行驶模式设定为发动机发电模式。
在S22中执行发动机发电能量积分。稍后基于图13说明用于发动机发电能量积分的子程序。
在图12中显示了的用于减速再生电能积分的子程序。
在S111中，基于车辆速度信息确定车辆是否减速。当确定车辆没有减速时(S111：否)完成该子程序。当确定车辆减速时(S111：是)过程转移到S112。
在S112中，确定MG转矩Tmg是否小于零。在确定MG转矩Tmg等于或大于零(S112：否)时，完成该子程序。在确定MG转矩Tmg小于零(S112：是)时，过程转移到S113。
在S113中，根据以下方程式11来计算减速再生电功率Preg。
方程式(11)
Preg＝Tmg×Nmg
在S114中，通过求在S113计算的减速再生电功率Preg的积分，计算减速再生电能Ereg，完成该子程序。将减速再生电能Ereg配置为对过去的预设次数的减速再生电功率Preg的积分值。
在图13中显示了用于发动机发电能量积分的子程序。
在S221中，确定发动机转矩Teng是否大于零。当确定发动机转矩Teng小于零(S221：否)时，完成该子程序。
当确定发动机转矩Teng是否大于零(S221：是)时，过程转移到S222。
在S222中，如同图12中的S112，确定MG转矩Tmg是否小于零。当确定MG转矩Tmg等于或大于零(S222：否)时，完成该子程序。当确定MG转矩Tmg小于零(S222：是)时，过程转移到S223。
根据以下方程式12在S223中计算发动机发电功率Pgen。
方程式(12)
Pgen＝Tmg×Nmg
在S224中，通过求在S223中计算的发动机发电功率Pgen的积分，计算发动机发电能量Egen，并完成该子程序。将发动机发电能量Egen配置为对过去的预设次数的发动机发电功率Pgen的积分值。
在图14中显示了用于消耗能量积分的子程序。
在S191中，根据以下方程式13来计算EV行驶中消耗的EV消耗功率Pev。
方程式(13)
Pev＝Tmg×Nmg
在S192中，确定请求驱动功率Pdrv是否在EV基本区中，如同图11的S15。当确定请求驱动功率Pdrv在EV基本区中(S192：是)时，即当Pdrv<Pevb时，过程转移到S193。当确定请求驱动功率Pdrv不在EV基本区中(S192：否)时，即当Pdrv≥Pevb时，过程转移到S194。
在S193中，由于请求驱动功率Pdrv在EV基本区中，计算在EV基本区中消耗的EV基本能耗Eevb，并完成该子程序。将EV基本能耗Eevb配置为对过去的预设次数的在EV基本区中选择EV行驶模式的时间的EV消耗功率Pev的积分值。在此情况下，将EV基本能耗Eevb假定为包括消耗的能量，它是在低于EV行驶阈值速度Vth的车辆速度V的车辆的行驶中所消耗的。在此情况下，允许EV基本能耗Eevb超过过剩电能是可接受的，因为即使在用于提供EV基本能耗Eevb的过剩电能的不足稍后由发动机发电功率来补充时，也仍改进了燃料消耗效率。
在S194中，请求驱动功率Pdrv在EV扩展区中，计算在EV扩展区中消耗的EV扩展能耗Eeve，并完成该子程序。将EV扩展能耗Eeve配置为对过去的预设次数的在EV扩展区中选择EV行驶模式的时间的EV消耗功率Pev的积分值。在此情况下，优选地将EV扩展能耗Eeve配置为在过剩电能的量内，因为如果过剩电能的不足稍后由发动机发电功率来补充，就恶化了燃料消耗效率。
在此，基于图15A/B/C/D和16A/B/C/D来说明行驶模式的选择的示例。
图15A/B/C/D显示了在具有过剩电能(图11中的S16：是)时的示例，图16A/B/C/D显示了电能不足(S16：否)的示例。
在图15A/B/C/D和16A/B/C/D中，15A/16A分别显示了车辆速度V，15B/16B分别显示了请求驱动功率Pdrv。在图15A/B和16A/B中，车辆速度V和请求驱动功率Pdrv类似地转变/改变。
图15C/16C分别显示了MG功率Pmg，当MG功率Pmg取正值时，电动发电机12起到输出转矩的电动机的作用，当MG功率Pmg取负值时，电动发电机12起到发电机的作用，MG功率Pmg此时(即“发电机时间”)是发动机发电功率Pgen。此外，图15D/16D分别显示了电能，其指示当图在正区域中时，可以获得过剩电能，当图在负区域中时，电能不足。
首先，基于图15A/B/C/D来说明电能过剩情况。
在车辆速度V增大时的从t11到t13的期间中，请求驱动功率Pdrv随着车辆速度V的增大而上升。更具体地，在从t11到t12的期间中，由于请求驱动功率Pdrv低于EV基本阈值Pevb并且在EV基本区中(图11中的S15：是)，将行驶模式设定为EV行驶模式(S18)。
在从t12到t13的期间中，由于请求驱动功率Pdrv在EV扩展区中(S14：是且S15：否)，电能在过剩一侧上(S16：是)，将行驶模式设定为EV行驶模式(S18)。
在从t13到t14的期间中，由于车辆速度V基本上恒定，且请求驱动功率Pdrv在EV基本区中(S15：是)，将行驶模式设定为EV行驶模式(S18)。在当车辆速度V开始增大时的从14到t15的期间中(S18)，由于请求驱动功率Pdrv在EV扩展区中(S14：是且S15：否)，且电能在过剩一侧上(S16：是)，将行驶模式设定为EV行驶模式(S18)。
在当车辆速度V进一步增大时的从t15到t16的期间中，由于请求驱动功率Pdrv超过EV上限Pevu(S14：否)，并且电能不在不足一侧上(S17：是)，将行驶模式设定为发动机行驶模式。
在当车辆速度V基本上恒定时的从t16到t18的期间中，由于请求驱动功率Pdrv在EV扩展区中(S14：是且S15：否)，且电能在过剩一侧上(S16：是)，将行驶模式设定为EV行驶模式(S18)。在此，在t18处，过剩电能变为零。即，由于在此时不存在电能的过剩或不足(S16：否，S17：是)，在从t18到t19的期间中将行驶模式设定为发动机行驶模式(S20)。
在当车辆速度V减小时的从t19到t20的期间中，借助减速再生累积电能。
接下来，基于图16A/B/C/D来说明电能不足情况。
在从t11到t12的期间中，由于请求驱动功率Pdrv在EV基本区中(图11中的S15：是)，将行驶模式设定为EV行驶模式，类似于参考图15A/B/C/D所述的情况。
随后，在从t12到t13的期间中，由于请求驱动功率Pdrv在EV扩展区中(S14：是且S15：否)，且电能在不足一侧上(S16：否)，将行驶模式设定为发动机发电模式(S21)。
在从t13到t14的期间中，由于请求驱动功率Pdrv在EV基本区中(S15：是)，将行驶模式设定为EV行驶模式(S18)，如同图15A/B/C/D的一样。
随后，在从t14到t15的期间中，由于请求驱动功率Pdrv在EV扩展区中(S14：是且S15：否)，且电能在不足一侧上(S16：否)，将行驶模式设定为发动机发电模式(S21)。
此外，在从15到t16的期间中，由于请求驱动功率Pdrv超过EV上限Pevu(S14：否)，并且电能在不足一侧上(S17：否)，将行驶模式继续设定为发动机发电模式。
在从t16到t17的期间中，由于请求驱动功率Pdrv在EV扩展区中(S14：是且S15：否)，且电能在不足一侧上(S16：否)，将行驶模式设定为发动机发电模式(S21)。在此，在t17处，电能变为零。即，由于在此时不存在电能的过剩或不足(S16：否，S17：是)，将行驶模式设定为发动机行驶模式(S20)。
在当车辆速度V减小的从t19到t20的期间中，借助减速再生累积电能，如同图15A/B/C/D的一样。
按照以上详细说明的，为本公开内容的控制部20提供请求驱动功率计算部分21和行驶模式选择部分23，控制部20控制具有车辆90，车辆90具有发动机11、电动发电机12和往来于电动发电机12提供并接收电功率的储电部分15。
请求驱动功率计算部分21基于驾驶者操作信息和车辆速度信息，并计算请求驱动功率Pdrv。
行驶模式选择部分23选择以下模式之一作为车辆90的行驶模式，即，(i)EV行驶模式，其从电动发电机12输出请求驱动功率Pdrv，(ii)发动机发电模式，其从发动机11输出请求驱动功率Pdrv，或者(iii)发动机发电模式，其从发动机11输出请求驱动功率Pdrv，并通过驱动电动发电机12来产生电功率。
当(A)从(i)在从电动发电机12输出请求驱动功率Pdrv时的燃料消耗减少量ΔFCd与(ii)消耗电功率Pbattc得到的EV效应(即燃料消耗减少效应)大于(B)从(i)借助电动发电机12的驱动使用发动机11来发电时的燃料消耗增加量ΔFCi与(ii)充电电功率Pbattg(图11中的S15：是)得到的发动机发电成本(即燃料增加消耗成本)时，行驶模式选择部分23选择EV行驶模式作为行驶模式(S18)。
当发动机发电成本等于或大于EV效应(S15：否)并且可以获得过剩电能(S16：是)时，行驶模式选择部分23选择EV行驶模式作为行驶模式(S18)。
此外，当无法获得过剩电能(S16：否)时，行驶模式选择部分23选择发动机行驶模式或者发动机发电模式作为行驶模式(S20或S21)。
在本实施例中，在EV效应与发动机发电成本之间的比较，(i)当EV效应大于发动机发电成本时，选择EV行驶模式，不管是否可以获得过剩电能，因为借助来自电动发电机12的驱动功率的混合动力车辆的行驶产生了更好的(即更小的)燃料消耗率/量，即使在发动机11(来自其的功率)稍后用于驱动电动发电机12用于补充电功率的不足的情况下。
此外，(ii)当发动机发电成本等于或大于EV效应时，(a)当可以从电功率在再生等获得过剩电能时，选择EV行驶模式，或者(b)当无法获得过剩电能时，选择发动机行驶模式或发动机发电模式之一。
由此，由于根据车辆90的行驶状态来选择适当的行驶模式，改进了燃料消耗效率。另外，与预先设置行驶模式的转换时序的情况相比，节省了用于适合/调整行驶模式转换时序的时间和精力。
将用于行驶模式的确定的发动机发电成本计算为基于请求驱动功率Pdrv的值。由此，根据请求驱动功率Pdrv，可以适当地选择行驶模式。
此外，将用于行驶模式的确定的发动机发电成本计算为当用于由电动发电机12发电的发动机发电功率Pgen取恒定值Pc时的值。将恒定值Pc设定为保持发动机发电成本相对于发动机发电功率Pgen的变化率低于预定较小值的值。由此，可以简化用于行驶模式的确定的发动机发电成本的计算的算术运算。此外，在由图10中的与计算发动机发电成本时，仅有一个图用于计算。因此，与多个图用于相同计算的情况相比，减小了用于这种计算的数据量。
当(i)根据请求驱动功率Pdrv，发动机发电成本等于或大于EV效应，且(ii)不存在电能的过剩或者不足时，行驶模式选择部分23选择发动机行驶模式作为行驶模式，当(i)根据请求驱动功率Pdrv，发动机发电成本等于或大于EV效应，且(ii)存在电能的不足时，行驶模式选择部分23选择发动机发电模式作为行驶模式。
由此，由于根据电能状态选择行驶模式，为储电部分15适当地充电。
基于发动机效率ηeng来计算用于EV效应的计算的燃料消耗减少量ΔFCd，假定为了从发动机11输出请求驱动功率Pdrv而消耗了燃料消耗FCd。此外，基于请求驱动功率Pdrv和MG-INV效率ηele来计算用于EV效应计算的消耗电功率Pbattc。
由此，如果已知了发动机效率ηeng和MG-INV效率ηele，与用于测量的实际车辆的情况相比，可以以更简单的结构适当地计算EV效应。
基于发动机效率ηeng，根据在(i)用于从发动机11输出请求驱动功率Pdrv的燃料消耗FCd与(ii)用于从发动机11输出(ii-a)用于电动发电机12中发电的发动机发电功率Pgen和(ii-b)请求驱动功率Pdrv两者的燃料消耗FCd之间的差来计算用于计算发动机发电成本的燃料消耗增加量ΔFCi。此外，基于发动机发电功率Pgen和MG-INV效率ηele计算用于发动机发电成本的计算的充电功率Pbattg。
由此，如果已知了发动机效率ηeng和MG-INV效率ηele，与用于测量的实际车辆的情况相比，可以以更简单的结构适当地计算发动机发电成本。
基于发动机11的输出和发动机11的理想燃料效率信息，计算发动机效率ηeng和发动机转数Neng。
此外，基于MG转数Nmg和电动发电机12的输出，计算MG-INV效率ηele。
由此，基于功率，可以适当地计算发动机效率ηeng和MG-INV效率ηele。
车辆90具有变速箱13，其改变发动机11和电动发电机12的速度并将它们的驱动力传输到驱动轮95。此外，将发动机11的转数Neng和电动发电机12的转数Nmg设定为具有预定比。由此，由发动机转数Neng适当地计算在发动机发电模式中和MG辅助模式中的MG转数Nmg。
更具体地，由于本实施例的变速箱13是连续可变变速箱，自由地控制发动机11的操作点以落在理想燃料消耗线上，从而实现了燃料消耗效率的改进。
根据本实施例，请求驱动功率计算部分21对应于“请求驱动功率单元”，行驶模式选择部分23对应于“行驶模式选择单元”。此外，在图11中的步骤S18、S20和S21对应于提供“行驶模式选择单元”的功能的过程。
(第二实施例)
由于在第二实施例中的EV基本区与EV扩展区与上述第一实施例中的不同，以下基于图17集中在这种区别上来说明车辆控制装置。
图17是在EV效应与发动机发电成本之间的关系的说明图，其对应于第一实施例中的图10。
根据第一实施例，将按照请求驱动功率Pdrv的EV效应与按照请求驱动功率Pdrv的发动机发电成本相比较，将EV效应大于发动机发电成本的区域定义为EV基本区。
在某种意义上，用于在EV基本区中的EV行驶所消耗的电功率可以稍后由“发动机发电行驶”来补充，在其中，发动机用于车辆的行驶和发电。鉴于这种补充方案，在发动机发电模式中的请求驱动功率Pdrv不必与EV行驶模式中的请求驱动功率Pdrv相匹配。
因此，根据本实施例，如图17所示的，将用于行驶模式的确定的发动机发电成本设定为值Cmax，它是驱动功率的预设范围的最大成本值。可以将驱动功率的预设范围设定为等于或小于预定上限值Pth(例如30kW)的范围。可以将预定上限值Pth例如设定为高效率发动机操作区的上限值，即对应于发动机发电模式中的发动机11的最大输出的值，这使得一旦发动机11的输出超过请求驱动功率Pdrv，发动机效率ηeng就下降。
根据本实施例，将控制EV效应以具有最大值Cmax的驱动功率指定为EV基本阈值Pevb2，将“EV基本区”定义为驱动功率小于EV基本阈值Pevb2的区域。即，本实施例的EV基本区是不管用于执行发动机发电的请求驱动功率Pdrv如何，EV效应都可靠地大于发动机发电成本的区域，从而即使在执行EV行驶时也实现了燃料效率改进，用于EV行驶的电功率通过使用发动机发电来补充。因此，在EV基本区中，不管是否可以获得过剩电能，都将行驶模式设定为EV行驶模式。
此外，将“EV扩展区”定义为驱动功率等于或大于EV基本阈值Pevb2的区域，且小于EV上限Pevu的区域。在EV扩展区中，取决于用于执行发动机发电的请求驱动功率Pdrv，发动机发电成本可以变得大于EV效应。因此，当可以获得过剩电能时，将行驶模式设定为EV行驶模式，当无法获得过剩电能时，将行驶模式设定为发动机行驶模式或发动机发电模式。
根据本实施例，将用于行驶模式的确定的发动机发电成本配置为用于请求驱动功率Pdrv的预设范围的最大值。于是(A)当EV效应大于发动机发电成本时，不管发动机发电模式中的(即在使用发动机执行发动机行驶和发电的时间)请求驱动功率Pdrv如何，都将行驶模式设定为EV行驶模式，及(B)当取决于发动机发电模式中的请求驱动功率Pdrv，发动机发电成本可以变得大于EV效应时，按照过剩电能来选择行驶模式。从而不管发动机发电模式中的请求驱动功率Pdrv如何，由于EV行驶的电能不足都由借助发动机的驱动的发电来补充，这防止了燃料效率效率的恶化。
此外，还实现了与上述实施例相同的效应。
(第三实施例)
基于图18-28来说明本公开内容的第三实施例中的车辆控制装置。
如图18所示的，为车辆控制***1提供发动机(ENG)11、电动发电机(MG)12、变速箱13、逆变器(INV)14、作为储电部分的主电池15、第一离合器16、第二离合器17、和作为车辆控制装置的控制部20，连同其他部件一起。
发动机11和电动发电机12组成是混合动力车辆的车辆90的驱动功率源。发动机11是内燃发动机，具有两个或多个汽缸，发动机11的驱动功率经由第一离合器16传输到电动发电机12。
电动发电机12充当电动机，用于通过从主电池15接收电功率并通过旋转来产生转矩，还充当发电机，用于通过从发动机11接收发动机转矩或通过从车辆90的制动接收再生能量来发电。
将发动机转数Neng与MG转数Nmg设定为具有预设比，发动机转数Neng是发动机11的旋转数量，MG转数Nmg是电动发电机12的旋转数量。在本实施例中，MG转数Nmg相对于发动机转数Neng的比是1。即在本实施例中，发动机转数Neng与MG转数Nmg相等。
发动机11和电动发电机12的驱动功率经由第二离合器17和变速箱13传输到传动轴91。传输到传动轴91的驱动功率借助传动装置92和轮轴93旋转驱动轮95。本实施例的变速箱13是连续可变变速箱(CVT)，其可以连续改变速度，即无需通过步进式变速。
逆变器14布置在电动发电机12与主电池15之间的位置，将主电池15的电功率转换为AC电功率，并将其提供给电动发电机12。此外，逆变器14将由电动发电机12产生的电功率转换为DC电功率，并将其提供给主电池15。主电池15是可充电蓄电池，例如镍氢电池或锂离子电池，并设定为可充电和可放电。在其电荷状态(SOC)保持在预定范围内的情况下对主电池15进行充电和放电。
第一离合器16布置在发动机11与电动发电机12之间的位置，设定为连接和断开在发动机11与电动发电机12之间的连接。当车辆的行驶模式是稍后提及的EV行驶模式中时，第一离合器16由控制部20控制以使得发动机11与电动发电机12分离。
第二离合器17布置在电动发电机12与变速箱13之间的位置，设定为连接和分离电动发电机12与变速箱13。
控制部20是微机等，为其提供了CPU、ROM、RAM、I/O和用于连接未示出的那些部件的总线。控制部20通过借助执行预存在CPU中的程序的软件过程和/或借助专用电子电路的硬件过程控制整个车辆90，这基于发动机11、电动发电机12、变速箱13、逆变器14、第一离合器16和第二离合器17等的控制。
如图19所示的，控制部20具有请求驱动功率计算部分21、充电请求计算部分22、行驶模式选择部分23、驱动功率分配部分24、发动机操作点计算部分25、和MG指示转矩计算部分26等。
请求驱动功率计算部分21获得包括油门开度等的驾驶者操作信息和与车辆90的行驶速度有关的车辆速度信息，并计算请求驱动功率Pdrv。请求驱动功率Pdrv是输出到传动轴91的功率。
充电请求计算部分22基于主电池15的SOC计算是否存在充电请求。
行驶模式选择部分23选择行驶模式。行驶模式可以包括：(i)“发动机行驶模式”，其中，车辆借助发动机功率Peng行驶，发动机功率Peng是由发动机11的驱动输出的驱动功率，(ii)“EV行驶模式”，其中，车辆借助MG功率Pmg行驶，MG功率Pmg是由电动发电机12的驱动输出的驱动功率，(iii)“MG辅助模式”，其中，车辆借助发动机功率Peng和MG功率Pmg行驶，及(iv)“发动机发电模式”，其中，车辆借助发动机功率Peng行驶，并由电动发电机12执行发电。在本实施例中，通过控制发动机11的驱动、电动发电机12的驱动和第一离合器16的连接/分离可任意转换车辆的行驶模式。
根据本实施例，基于车辆速度信息、请求驱动功率Pdrv、充电请求是否设置、和每单位电功率燃料消耗减少来选择行驶模式。
稍后叙述行驶模式的选择和每单位燃料消耗减少的计算方法的细节。
在驱动功率分配部分24中，基于按照行驶模式的充电请求的存在和请求驱动功率Pdrv来计算发动机指示功率和MG指示功率。在EV行驶模式中，将请求驱动功率Pdrv完全分配给并用作MG指示功率。在发动机行驶模式中，将请求驱动功率Pdrv完全分配给并用作发动机指示功率。
在发动机操作点计算部分25中，基于发动机指示功率来计算发动机11的操作点(即转数、转矩)。由于本实施例的变速箱13是连续可变变速箱，并且可以在预设范围中自由且连续地设定这种机构的传动比，发动机11的操作点的设定就具有高自由度。因此，在本实施例中，借助发动机功率的调整，控制发动机11的操作点落在理想燃料消耗线上。即，基于发动机指示功率计算发动机指示转矩和发动机指示转数，以使得发动机11的操作点在理想燃料消耗线上。根据本实施例，理想燃料消耗线对应于“理想燃料消耗信息”。
在MG指示转矩计算部分26中，基于MG指示功率计算MG指示转矩。由于在MG辅助模式中发动机转数Neng等于MG转数Nmg，就基于发动机指示转数来计算MG指示转数，并基于MG指示转数和MG指示功率来计算MG指示转矩。
由于在EV行驶模式中第一离合器16使得发动机11与电动发电机12分离，失去了在发动机转数Neng与MG转数Nmg之间的关系。因此，例如在输出MG功率Pmg中，基于使得MG-INV效率ηele最大的操作点来计算MG指示转矩，稍后叙述它。此外，可以如此计算MG指示转矩，以使得发动机11和电动发电机12可以适当地转变到离合器相连状态，在其中，第一离合器16连接发动机11和电动发电机12。
在此，基于图20中所示的流程图来说明借助行驶模式选择部分23的行驶模式选择过程。
在第一步骤S101中(下文中省略“步骤”并使用符号“S”)，确定车辆速度是否小于EV行驶速度阈值Vth。当确定车辆速度小于EV行驶速度阈值Vth时(S101：是)，过程转移到S109。当确定车辆速度等于或大于EV行驶速度阈值Vth时(S101：否)，过程转移到S102。
在S102中，确定是否存在充电请求。当确定不存在充电请求时(S102：否)，过程转移到S104。当确定存在充电请求时(S102：是)，过程转移到S103。
在S103中，将行驶模式设定为发动机发电模式。
在无充电请求确定(S102：是)之后的S104中，确定请求驱动功率Pdrv是否小于发动机行驶驱动功率阈值Pth。当确定请求驱动功率Pdrv小于发动机行驶驱动功率阈值Pth时(S104：是)，过程转移到S106。当确定请求驱动功率Pdrv等于或大于发动机行驶驱动功率阈值Pth时(S104：否)，过程转移到S105。
在S105中，将行驶模式设定为发动机行驶模式。
在请求驱动功率Pdrv小于发动机行驶驱动功率阈值Pth的确定(S104：是)之后的S106中，计算MG辅助效应和EV效应。稍后叙述MG辅助效应和EV效应的计算。
在S107中，确定MG辅助效应是否大于EV效应。当确定MG辅助效应等于或小于EV效应时(S107：否)，过程转移到S109。当确定MG辅助效应大于EV效应时(S107：是)，过程转移到S108。
在S108中，将行驶模式设定为MG辅助模式。
在车辆速度小于EV行驶速度阈值Vth的确定(S101：是)或者MG辅助效应等于或小于EV效应的确定(S107：否)之后的S109中，将行驶模式设定为EV行驶模式。
接下来，说明每单位电功率燃料消耗减少和每单位电功率燃料消耗增加的计算方法。在本实施例中，EV行驶模式中的每单位电功率燃料消耗减少是“EV效应”，MG辅助模式中的每单位电功率燃料消耗减少是“MG辅助效应”，发动机发电模式中的每单位电功率燃料消耗增加是“发动机发电成本”。
首先，说明发动机效率ηeng和MG-INV效率ηele，它们分别用于EV效应、MG辅助效应和发动机发电成本的计算。发动机效率ηeng是发动机11作为单独设备的(即独立地或仅有发动机的)效率，MG-INV效率ηele是电动发电机12与逆变器14的组合的效率。
图21在水平轴是发动机转数Neng[rmp]且垂直轴是发动机转矩Teng[Nm]的图中显示了燃料消耗率Ceng[g/h]的轮廓线。实线Le1、Le2和Le3是等功率线，它们是连接等功率点，即相同发动机功率Peng的点，的连接线。此外，实线Li是理想燃料消耗线，其连接最小燃料消耗点，即燃料消耗率Ceng下降到最小值的等功率线上的点。
图22是基于根据图21的理想燃料消耗线Li的发动机功率Peng与发动机转数Neng之间的关系的图示。图23是基于根据图21的理想燃料消耗线Li的发动机功率Peng与发动机效率ηeng之间的关系的图示。
由于在本实施例中控制发动机11以使得发动机11的操作点落在理想燃料消耗线Li上，一旦确定了发动机功率Peng，就作为单一点确定了操作点，从而导致发动机转数Neng的确定。此外，如图23中所示的，当确定了发动机功率Peng时，可计算发动机效率ηeng。
图24在水平轴是MG转矩Tmg[Nm]且垂直轴是MG转数Nmg[rpm]的图中显示了MG-INV效率ηele[－]的轮廓线(即虚线)。实线Lm1、Lm2和Lm3是等功率线，它们是连接等功率点，即相同MG功率Pmg的点，的连接线。
在本实施例中，发动机转数Neng等于MG转数Nmg，当确定了发动机转数Neng时，也确定了MG转数Nmg。此外，由于基于发动机功率Peng确定发动机转数Neng，也说明基于发动机功率Peng确定MG转数Nmg。
此外，由于当确定了MG转数Nmg和MG功率Pmg时作为单一点确定了操作点，参考图24的图，可以计算MG-INV效率ηele。
更实际地，例如，当如图22所示地将发动机功率Peng确定为PE时，将发动机转数Neng确定为NE。此外如图23所示的，在将发动机功率Peng确定为PE时，将发动机效率ηeng确定为ηE。
此外，在将发动机转数Neng确定为NE时，将MG转数Nmg确定为单一值，即NM。于是，在如图24所示地确定了MG功率Pmg和MG转数Nmg时，将MG-INV效率ηele确定为ηM。
即换言之，当确定了发动机功率Peng和MG功率Pmg时，可以计算发动机效率ηeng和MG-INV效率ηele。
由于在EV行驶的时间由第一离合器16将发动机11与电动发电机12分离，在发动机转数Neng与MG转数Nmg之间不存在关系。
因此，在EV行驶模式中，可以基于在最佳效率点驱动电动发电机12的假设来执行MG-INV效率ηele的计算，在最佳效率点，MG-INV效率ηele上升到等功率线上的最佳点。此外，为了发动机11和电动发电机12借助第一离合器16的连接适当地转变到离合器相连状态，可以假定为在考虑到发动机转数Neng的操作点驱动电动发电机12，可以基于这个操作点来计算MG-INV效率ηele。
随后基于图25－27来说明EV效应、MG辅助效应和发动机发电成本的计算方法。在图25－27中，从图示中省略了控制部20。在下文中，将每单位时间燃料消耗减少指定为ΔFCd，将每单位时间燃料消耗增加指定为ΔFCi。
图25是示出EV效应的图示。
在EV行驶模式中，作为来自由主电池15的电功率驱动的电动发电机12的MG功率Pmg来提供请求驱动功率Pdrv。因此，请求驱动功率Pdrv由基于消耗电功率Pbatt_d[kW]的方程式(14)来表示。
方程式(14)
Pdrv＝Pbatt_d×ηele(Pdrv)
方程式(14)中的项“ηele(Pdrv)”是在作为来自电动发电机12的MG功率Pmg输出请求驱动功率Pdrv时的MG-INV效率，并由图24中所示的图来计算。在下文中，将项“ηele(Px)”认为是在作为来自电动发电机12的MG功率Pmg输出功率Px时的MG-INV效率，并认为是由图24中所示的关系图计算的值。
此外，在EV行驶模式中，在作为由发动机11的驱动产生的发动机功率Peng提供请求驱动功率Pdrv的情况下的燃料消耗FC10是燃料消耗减少ΔFCd。在作为由发动机11的驱动产生的发动机功率Peng提供请求驱动功率Pdrv时，由以下方程式(15)来表示请求驱动功率Pdrv。
方程式(15)
Pdrv＝ΔFCd×ρ×ηeng(Pdrv)
方程式(15)中的项ηeng(Pdrv)是在作为来自发动机11的发动机功率Peng输出请求驱动功率Pdrv时的发动机效率，并由图23中所示的图来计算。在下文中，将“ηeng(Py)”认为是在作为来自发动机11的发动机功率Peng输出功率Py时的发动机效率，并认为是由图23中所示的图计算的值。
此外，方程式(15)中的项ρ[kJ/g]是燃料能量密度，是根据燃料的种类的恒定。
在由以下的方程式(16)定义EV效应时，由基于方程式(14)和(15)的方程式(17)表示EV效应。依据方程式(4)，基于发动机效率ηeng和MG-INV效率ηele来计算EV效应。
方程式(16)
方程式(17)
ΔFCd/Pbatt_d＝ηele(Pdrv)/ηeng(Pdrv)×1/ρ
图26是示出MG辅助效应的图示。
在MG辅助模式中，作为(i)由发动机11的驱动的发动机功率Peng和(ii)由电动发电机12的驱动的MG功率Pmg来提供请求驱动功率Pdrv。在本实施例中，在驱动功率分配部分24中按照行驶模式分配请求驱动功率Pdrv之前，由行驶模式选择部分23按照图运算等执行请求驱动功率Pdrv的暂时分配，其将Pdrv分配到发动机功率Peng和MG功率Pmg中，用于燃料消耗减少ΔFCd的计算。
MG功率Pmg由基于消耗电功率Pbatt_d的方程式(18)表示。
方程式(18)
Pmg＝Pbatt_d×ηele(Pmg)
在MG辅助模式中，在燃料消耗FC10与燃料消耗FC11，即(i)在完全由发动机11输出请求驱动功率Pdrv的情况下的燃料消耗FC10，与(ii)作为从请求驱动功率Pdrv减去由电动发电机12输出的MG功率Pmg的结果，从发动机11输出发动机功率Peng的情况下的燃料消耗FC11，之间的差是燃料消耗减少ΔFCd。
燃料消耗减少ΔFCd由以下方程式(19)表示。
方程式(19)
在就如同EV效应一样，由方程式(20)定义MG辅助效应时，MG辅助效应由基于方程式(18)和(19)的方程式(21)表示。依据方程式(21)，基于发动机效率ηeng、MG-INV效率ηele、请求驱动功率Pdrv和MG功率Pmg来计算MG辅助效应。
方程式(20)
方程式(21)
图27是示出发动机发电成本的图示。
在发动机发电模式中，一部分发动机功率Peng用于电动发电机12的驱动，由电动发电机12的驱动产生的电功率经由逆变器14提供给主电池15，为主电池15充电。充电到主电池15的充电电功率Pbatt_c由以下方程式(22)表示。
方程式(22)
Pbatt_c＝Pmg×ηele(Pmg)
在发动机发电模式中，在(i)由发动机11输出请求驱动功率Pdrv的情况下的燃料消耗FC10与(ii)除了来自发动机11的请求驱动功率Pdrv以外输出MG功率Pmg的情况下的燃料消耗FC12之间的差是燃料消耗增加ΔFCi。
燃料消耗增加ΔFCi由以下方程式(23)表示。
方程式(23)
当由以下方程式(24)定义发动机发电成本时，发动机发电成本由基于方程式(22)和(23)的方程式(25)来表示。基于发动机效率ηeng、MG-INV效率ηele、请求驱动功率Pdrv和MG功率Pmg，由以下方程式(25)以与MG辅助效应相同的方式来计算发动机发电成本。
方程式(24)
方程式(25)
方程式(17)、(20)和(25)由基于发动机功率计算的发动机效率ηeng和MG-INV效率ηele来表示。
即换言之，可以基于发动机效率ηeng和MG-INV效率ηele来计算EV效应、MG辅助效应和发动机发电成本。
此外，在EV行驶模式中，以下方程式(26)有效。
方程式(26)
Pdrv＝Pmg
即换言之，可以按照方程式(17)基于请求驱动功率Pdrv或MG功率Pmg计算EV效应。
此外，在MG辅助模式中以下方程式(27)有效。
方程式(27)
Pdrv＝Peng+Pmg
此外，在发动机发电模式中以下方程式(28)有效。
方程式(28)
Pdrv＝Peng-Pmg
请求驱动功率Pdrv、发动机功率Peng和MG功率Pmg之一可以基于方程式(27)和(28)，从其他两个转换得到。
此外，参考方程式(21)和(25)，基于请求驱动功率Pdrv、发动机功率Peng和MG功率Pmg中的至少两个计算MG辅助效应和发动机发电成本。
EV效应和MG辅助效应是燃料消耗减少指标，当它们的值较大时，它们分别指示较大的燃料消耗减少。因此，在本实施例中，在计算了EV效应和MG辅助效应后，(i)当MG辅助效应大于EV效应时(图20中的S105：是)，将行驶模式转变为MG辅助模式，及(ii)当EV效应等于或大于MG辅助效应时(S105：否)，行驶模式转变为EV行驶模式。以此方式，高效地使用主电池15的电能，并减少了燃料消耗。
在图28中显示了EV效应与MG辅助效应的具体示例。
在图28中，假定来自电动发电机12的MG功率Pmg恒定，实线E10表示EV效应，实线A10表示MG辅助效应。
如图28所示的，当请求驱动功率Pdrv低于Px时，EV效应大于MG辅助效应。在将“EV区”定义为EV效应大于MG辅助效应的区域时，基于消耗了相同量的电功率的假设，从EV行驶模式行驶比从MG辅助模式行驶预期更大的燃料消耗减少效应，这导致对于相同行驶距离更低的燃料消耗。因此，在EV区中，选择EV行驶模式。
当请求驱动功率Pdrv大于Px时，MG辅助效应大于EV效应。在将“MG辅助区”定义为MG辅助效应大于EV效应的区域时，基于消耗了相同量的电功率的假设，从MG辅助模式行驶比从EV行驶模式行驶预期更大的燃料消耗减少效应，这导致对于相同行驶距离更低的燃料消耗。因此，在MG辅助区中，选择MG辅助模式。
如上充分说明的，本实施例的控制部20控制车辆90，它是具有发动机11、电动发电机12、主电池15、逆变器14和变速箱13的混合动力车辆。电动发电机12在连接到发动机11时以相对于发动机转数Neng的预设比旋转。主电池15往来于电动发电机12传递并接收电功率。逆变器14布置在主电池15与电动发电机12之间的位置。变速箱13改变发动机11和电动发电机12的速度，并将它们的驱动功率传输到驱动轮95。
在行驶模式选择部分23中执行以下过程。
基于是从发动机11输出的驱动功率的发动机功率Peng和指示理想燃料消耗信息的理想燃料消耗线，计算发动机单独的发动机效率ηeng。此外，基于是从电动发电机12输出的驱动功率的MG功率Pmg，计算是电动发电机12和逆变器14的总效率的MG-INV效率ηele。随后，基于发动机效率ηeng和MG-INV效率ηele，为每一个行驶模式计算每单位电功率燃料消耗减少ΔFCd或每单位电功率燃料消耗增加ΔFCi。
根据本实施例，基于发动机效率ηeng和MG-INV效率ηele，为每一个行驶模式计算每单位电功率燃料消耗减少ΔFCd或每单位电功率燃料消耗增加ΔFCi。此外，基于发动机功率Peng计算发动机效率ηeng，基于MG功率Pmg计算MG-INV效率ηele。即，如果用于从发动机功率Peng计算发动机效率ηeng或者用于从MG功率Pmg计算MG-INV效率ηele的映射方程式已知，就可以基于发动机功率，适当地计算每单位电功率燃料消耗减少ΔFCd或每单位电功率燃料消耗增加ΔFCi。
此外，可以基于车辆的实际行驶的测量来为每一个行驶模式计算燃料消耗减少ΔFCd或燃料消耗增加ΔFCi，除了影响附属设备的负载的许多排放参数等的控制以外，这个实际测量需要时间和特定设备用于改进的准确度。
另一方面，在本实施例中，基于发动机功率为每一个行驶模式计算燃料消耗减少ΔFCd或燃料消耗增加ΔFCi，相比于实际测量情况，可以以更简单的结构计算用于每一个行驶模式的燃料消耗减少ΔFCd或燃料消耗增加ΔFCi，并且无需使用实际车辆。
在行驶模式选择部分23中，计算EV效应、MG辅助效应和发动机发电成本中的至少之一。
EV效应是行驶模式是EV行驶模式的情况下的燃料消耗减少ΔFCd，在EV行驶模式中，基于驾驶者操作信息和车辆速度信息计算请求驱动功率Pdrv，并输出为MG功率Pmg。
MG辅助效应是行驶模式是MG辅助模式的情况下的燃料消耗减少ΔFCd，在MG辅助模式中，作为发动机功率Peng和MG功率Pmg的组合输出请求驱动功率Pdrv。
发动机发电成本是行驶模式是发动机发电模式时的燃料消耗增加ΔFCi，在发动机发电模式中，作为发动机功率Peng输出请求驱动功率Pdrv，发动机功率Peng用于驱动电动发电机12以便发电。
此外，通过计算EV效应和MG辅助效应，基于在EV效应与MG辅助效应之间的比较结果来确定行驶模式。即选择行驶模式，以便使得燃料消耗减少效应最大，并提高电能使用的效率。行驶模式的这个选择改进了燃料消耗效率。
在行驶模式选择部分23中，由基于发动机功率Peng计算的发动机转数Neng和理想燃料消耗信息来计算是电动发电机12的转数的MG转数Nmg，并基于计算的MG转数Nmg和MG功率Pmg来计算MG-INV效率ηele。
在本实施例中，当车辆在除了EV行驶模式以外的模式中行驶时，基于发动机转数Neng唯一地确定MG转数Nmg，指示MG转数Nmg由发动机功率Peng确定。因此，当确定了发动机功率Peng和MG功率Pmg时，就可以适当地计算MG-INV效率。
在本实施例中，变速箱13是连续可变变速箱。从而可以控制发动机11的操作点落在理想燃料消耗线上，实现了燃料消耗效率的改进。
在本实施例中，行驶模式选择部分23对应于“发动机效率计算器”、“MG-INV效率计算器”、“功率效率计算器”和“行驶模式选择器”。
此外，图20中的S108对应于提供“发动机效率计算器”、“MG-INV效率计算器”和“功率效率计算器”的功能的过程，图20中的S110和S111对应于提供“行驶模式选择器”的功能的过程。
(其他实施例)
尽管参考附图，结合其优选实施例充分说明了本公开内容，但应注意，对于本领域技术人员来说，多个变化和修改会变得显而易见。示例如下。
(a)根据第一和第二实施例，过剩电能是在发电功率与使用的能量之间的差，发电功率是借助减速再生的电功率。具体地，借助减速再生的发电功率是对过去的预设次数的减速再生电功率Preg的积分值。
在其他实施例中，除了对过去的预设次数的减速再生电功率Preg的积分值以外，借助减速再生的发电功率可以包括基于车辆速度信息由未来减速再生获得/预见的预计能量。即，基于车辆速度信息的借助未来减速再生的预计能量也可以视为过剩电能。以此方式，EV扩展区具有增加的EV可行驶时间期间，从而实现了更大程度的燃料消耗效率的改进。
此外，在第一和第二实施例中，在能量积分计算中，即在减速再生电能积分、发动机发电能量积分、EV基本消耗能量积分和EV扩展能量积分中，积分值来自过去的预设次数。
在其他实施例中，可以对预设次数的移动平均值执行上述计算。此外，积分值可以来自预设持续时间，或者来自预设行驶距离。此外，在每一个计算时机，计算可以具有可变计算范围。
(b)根据第一和第二实施例，用于行驶模式的确定的发动机发电成本是在用于电动发电机中发电的发动机发电功率Pgen是恒定值Pc时的值。
在其他实施例中，用于行驶模式的确定的发动机发电成本可以是根据发动机发电功率Pgen的可变值。即，尽管将发动机发电成本定义为图10和17中的一条线(即图)，但例如可以根据发动机发电功率Pgen将成本定义为两条或多条线(即图)。
(c)根据第一到第三实施例，在发动机与电动发电机之间提供第一离合器。在其他实施例中，除了第一离合器以外，诸如皮带、齿轮、链条等的驱动力传动设备可以布置在发动机与电动发电机之间，可以经由这种驱动力传动设备连接发动机与电动发电机。此外，只要发动机转数和MG转数被配置为具有特定比，驱动力传动设备就可以具有减速单元和/或加速单元。此外，可以省略第一离合器。
(d)尽管第一到第三实施例中的变速箱是连续可变变速箱，但在其他实施例中可以作为多级变速箱来提供变速箱。在变速箱是多级变速箱时，根据速度级数设置理想燃料消耗信息。
(e)根据上述的第一实施例，将EV效应和发动机发电成本预先存储为图。在其他实施例中，可以通过使用方程式(4)、(8)来为每一个行驶场合计算EV效应和发动机发电成本。
根据上述的第三实施例，通过使用方程式(17)、(21)和(25)来计算EV效应、MG辅助效应和发动机发电成本。在其他实施例中，可以将来自方程式(17)、(21)和(25)的计算结果预先存储为图，图操作可以用于计算EV效应、MG辅助效应和发动机发电成本。在此情况下，通过使用其他设备可以产生图。这同样适用于第二实施例
此外，在第三实施例中，可以省略发动机发电成本的计算，因为发动机发电成本没有用于行驶模式的选择。
(f)在第一到第三实施例中，将车辆控制装置提供为具有一个控制部。在其他实施例中，可以将车辆控制装置提供为具有多个控制部，例如控制发动机的发动机控制部和控制电动发电机的MG控制部。
(g)在第三实施例中，储电部分由蓄电池组成。在其他实施例中，可以用其他设备代替储电部分，只要其可以充电和放电，例如双电荷层电容器等。
这种变化、修改和概括的方案应理解为在由所附权利要求书所限定的本公开内容的范围内。

Claims (16)

1.一种用于控制混合动力车辆(90)的车辆控制装置，所述混合动力车辆(90)具有发动机(11)、电动发电机(12)和储电部分(15)，所述储电部分(15)将电功率充电到所述电动发电机并对来自所述电动发电机的电功率进行放电，所述车辆控制装置包括：
请求驱动功率计算器(21)，所述请求驱动功率计算器基于驾驶者操作信息和车辆速度信息来计算请求驱动功率(Pdrv)；以及
行驶模式选择器(23)，所述行驶模式选择器选择多个行驶模式之一作为所述混合动力车辆的行驶模式，所述行驶模式包括：
EV行驶模式，其中，从所述电动发电机输出所述请求驱动功率，
发动机行驶模式，其中，从所述发动机输出所述请求驱动功率，以及
发动机发电模式，其中，从所述发动机输出所述请求驱动功率，同时所述发动机驱动所述电动发电机，
其特征在于，
燃料消耗减少效应是基于(i)燃料消耗减少量(ΔFCd)和(ii)当所述电动发电机输出所述请求驱动功率时所消耗的电功率(Pbattc)来计算的EV效应，
燃料消耗增加成本是基于(i)燃料消耗增加量(ΔFCi)和(ii)当所述发动机驱动所述电动发电机发电时的充电电功率(Pbattg)来计算的发动机发电成本，并且
所述行驶模式选择器进行以下选择：
(A)在所述EV效应大于所述发动机发电成本时，选择所述EV行驶模式作为所述混合动力车辆的所述行驶模式，
(B)在所述发动机发电成本等于或大于所述EV效应并能够获得过剩电能时，选择所述EV行驶模式作为所述混合动力车辆的所述行驶模式，或者
(C)在所述发动机发电成本等于或大于所述EV效应并无法获得过剩电能时，选择所述发动机行驶模式和所述发动机发电模式之一。
2.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其中，
所述发动机发电成本基于所述请求驱动功率。
3.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其中，
所述发动机发电成本是所述请求驱动功率在预设范围内时的最大值。
4.根据权利要求2或3所述的车辆控制装置，其中，
所述发动机发电成本是基于恒定的发动机发电功率(Pgen)的恒定值(Pc)，并且
所述恒定值被定义为将所述发动机发电成本相对于所述发动机发电功率的变化率保持低于预定值的值。
5.根据权利要求1至3中任意一项所述的车辆控制装置，其中，
过剩电能包括基于所述车辆速度信息的将从未来的减速再生电能(Ereg)获得的预计能量。
6.根据权利要求1至3中任意一项所述的车辆控制装置，其中，
当(i)所述发动机发电成本等于或大于所述EV效应并且(ii)没有过剩电能或没有电能不足的情况时，所述行驶模式选择单元选择所述发动机行驶模式作为所述混合动力车辆的所述行驶模式，并且
当(i)所述发动机发电成本等于或大于所述EV效应并且(ii)存在电能不足的情况时，所述行驶模式选择单元选择所述发动机发电模式作为所述混合动力车辆的所述行驶模式。
7.根据权利要求1至3中任意一项所述的车辆控制装置，其中，
在从所述发动机输出所述请求驱动功率时，基于发动机效率(ηeng)，根据燃料消耗量(FCd)来计算用于计算所述EV效应的燃料消耗减少量(ΔFCd)，并且
基于所述请求驱动功率和电动发电机效率(ηele)来计算用于计算EV效应的消耗电功率(Pbattc)。
8.根据权利要求1至3中任意一项所述的车辆控制装置，其中，
基于发动机效率(ηeng)，根据在(i)从所述发动机输出所述请求驱动功率(Pdrv)和用于驱动所述电动发电机的所述发动机发电功率(Pgen)两者时的燃料消耗量(FCe)与(ii)从所述发动机输出所述请求驱动功率(Pdrv)时的燃料消耗量(FCd)之间的差，来计算用于计算所述发动机发电成本的燃料消耗增加量(ΔFCi)，并且
基于所述发动机发电功率(Pgen)和电动发电机效率(ηele)来计算用于计算所述发动机发电成本的所述充电电功率(Pbattg)。
9.根据权利要求7所述的车辆控制装置，其中，
基于所述发动机的所述输出和所述发动机的理想燃料消耗信息来计算所述发动机效率(ηeng)和发动机转数(Neng)，并且
基于电动发电机转数(Nmg)和所述电动发电机的所述输出来确定所述电动发电机效率(ηele)。
10.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其中，
所述混合动力车辆具有变速箱(13)，所述变速箱将来自所述发动机和所述电动发电机的驱动功率传输到驱动轮(95)，并且
发动机转数(Neng)和所述电动发电机转数(Nmg)被设定为以预设比旋转。
11.根据权利要求10所述的车辆控制装置，其中，
所述变速箱是连续可变变速箱(CVT)。
12.一种控制混合动力车辆的车辆控制装置，所述混合动力车辆包括：发动机(11)；电动发电机(12)，所述电动发电机当被连接到所述发动机时以相对于所述发动机的旋转的预定旋转比率旋转；储电部分(15、31)，所述储电部分从所述电动发电机接收电功率并将电功率发送至所述电动发电机；逆变器(14)，所述逆变器位于所述储电部分与所述电动发电机之间；和变速箱(13)，所述变速箱将来自所述发动机和所述电动发电机的驱动功率传输到驱动轮(95)，所述车辆控制装置包括：
发动机效率计算器(23)，所述发动机效率计算器基于理想燃料消耗信息和发动机功率(Peng)来计算发动机效率(ηeng)，所述发动机功率是从所述发动机输出的驱动功率；
其特征在于，所述车辆控制装置还包括：
MG-INV效率计算器(23)，所述MG-INV效率计算器计算MG-INV效率(ηele)，所述MG-INV效率(ηele)是基于MG功率(Pmg)的所述电动发电机与所述逆变器的组合效率，所述MG功率是正从所述电动发电机输出的驱动功率；及
电功率效率计算器(23)，所述电功率效率计算器基于所述发动机效率(ηeng)和所述MG-INV效率(ηele)计算行驶模式的燃料消耗减少(ΔFCd)或燃料消耗增加(ΔFCi)。
13.根据权利要求12所述的车辆控制装置，其中，
所述电功率效率计算器(23)计算EV效应、MG辅助效应或发动机发电成本中的至少之一，
所述EV效应是当行驶模式是EV行驶模式时的所述燃料消耗减少(ΔFCd)，其中，输出所述MG功率(Pmg)作为请求驱动功率(Pdrv)，所述请求驱动功率(Pdrv)基于驾驶者操作信息和车辆速度信息来计算，
所述MG辅助效应是当所述行驶模式是MG辅助模式时的所述燃料消耗减少(ΔFCd)，其中，输出所述MG功率(Pmg)和所述发动机功率(Peng)作为所述请求驱动功率，
所述发动机发电成本是当所述行驶模式是发动机发电模式时的所述燃料消耗增加(ΔFCi)，其中，输出所述请求驱动功率作为所述发动机功率，并且所述发动机功率(Peng)用于驱动所述电动发电机发电。
14.根据权利要求13所述的车辆控制装置，进一步包括：
行驶模式选择器(23)，所述行驶模式选择器基于(i)通过所述电功率效率计算器对所述EV效应和所述MG辅助效应的计算以及(ii)在所述EV效应与所述MG辅助效应之间的比较来选择所述行驶模式中的一个行驶模式作为所述行驶模式。
15.根据权利要求12所述的车辆控制装置，其中，
MG转数(Nmg)是所述电动发电机的旋转数量，所述MG-INV效率计算器(i)基于从发动机功率(Peng)得到的发动机转数(Neng)和所述理想燃料消耗信息来计算MG转数(Nmg)，并且(ii)基于所述MG转数(Nmg)和所述MG功率(Pmg)来计算所述MG-INV效率(ηele)。
16.根据权利要求12所述的车辆控制装置，其中，
所述变速箱是连续可变变速箱。
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