CN108382390B - 混合动力车辆及控制混合动力车辆的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及混合动力车辆及控制混合动力车辆的方法。混合动力车辆被构造成使得CD模式和CS模式中的一个可以被选择性地设定为行驶模式。混合动力车辆包括：动力发生设备；蓄电装置；以及电子控制单元，该电子控制单元被构造成控制动力发生设备，使得在蓄电装置的SOC高于CS模式中的控制中心值的上限值时驾驶员将行驶模式从CD模式切换到CS模式时，与在SOC等于或低于上限值时驾驶员将行驶模式从CD模式切换到CS模式时相比，发动机的起动在更大程度上受到限制。

Description

混合动力车辆及控制混合动力车辆的方法
技术领域
本公开涉及一种混合动力车辆，该混合动力车辆包括：动力发生设备，该动力发生设备包括电动机和设置有排气催化剂的发动机；以及蓄电装置，该蓄电装置被构造成向电动机供电或从电动机被供电，并且本公开还涉及一种控制混合动力车辆的方法。
背景技术
这种混合动力车辆的示例包括这样一种混合动力车辆，其中可以将电量消耗(CD)模式或电量保持(CS)模式设定为混合动力车辆的行驶模式(见例如日本未审专利申请公开第2013-252853号(JP2013-252853A))。当混合动力车辆的行驶模式是CD模式时，给予电动车辆(EV)行驶更高的优先级，在电动车辆行驶中仅使用电动机作为动力源以促进存储在蓄电装置中的电力的消耗，同时还允许伴随发动机的运行的混合动力车辆(HV)行驶。另一方面，当混合动力车辆的行驶模式为CS模式时，根据需要进行HV行驶与EV行驶之间的切换，以将蓄电装置的荷电状态(SOC)保持在预定范围内。
这种混合动力车辆的示例还包括这样一种混合动力车辆，其设置有开关，以用于执行从EV(CD)模式(其中，混合动力车辆仅使用电动机作为动力源而不使用发动机作为动力源来行驶)到HV(CS)模式(其中，混合动力车辆使用发动机和电动机两者作为动力源来行驶)的切换(见例如日本未审专利申请公开2013-154715(JP2013-154715A))。当在驾驶员手动地将行驶模式从EV模式切换到HV模式之后混合动力车辆以HV模式行驶时，将SOC控制中心值(其为蓄电装置的SOC的控制目标值)设定为比在行驶模式切换到HV模式之前混合动力车辆以EV模式行驶时的蓄电装置的SOC更高的值。由此，当在行驶模式切换到HV模式之后混合动力车辆以HV模式行驶时，可以保持在驾驶员手动地将行驶模式从EV模式切换到HV模式时的蓄电装置的SOC。JP 2013-154715A还描述了，在驾驶员手动地将行驶模式从EV模式切换到HV模式之后混合动力车辆以HV模式行驶时，将在行驶模式从EV模式切换到HV模式时的蓄电装置的SOC设定为SOC控制中心值。
发明内容
从保护蓄电装置以及减轻再生制动的禁止的观点出发，期望提前设定作为SOC的控制目标值的SOC控制中心值的上限值(和下限值)。然而，在构造成允许驾驶员将行驶模式从CD模式切换到CS模式的混合动力车辆中，当SOC高于SOC控制中心值的上限值时，可以由试图将SOC保持在高水平的驾驶员将行驶模式从CD模式切换到CS模式。在这种情况下，如果将在将行驶模式从CD模式切换到CS模式时的SOC或比这个SOC更高的值设定为SOC控制中心值，则由于禁止再生制动而可能降低效率。当由驾驶员将行驶模式从CD模式切换到CS模式时，以比在行驶模式为CD模式时的频率更高的频率起动发动机。因此，还需要抑制排放的增加。
本公开使得在驾驶员将行驶模式从电量消耗切换到电量保持时的混合动力车辆的控制尽可能有效。
本公开的第一方面涉及一种混合动力车辆，该混合动力车辆被构造成使得电量消耗(CD)模式和电量保持(CS)模式中的一个被选择性地设定为行驶模式。混合动力车辆包括：动力发生设备，动力发生设备包括设置有排气催化剂的发动机和构造成使用来自发动机的动力的至少一部分发电的电动机；蓄电装置，蓄电装置被构造成向电动机供电或被从电动机供电；模式切换单元，模式切换单元被构造成允许驾驶员在CD模式与CS模式之间进行切换；以及电子控制单元。电子控制单元被构造成：在行驶模式为CS模式时，控制动力发生设备使得蓄电装置的荷电状态(SOC)接近等于或低于预先设定的上限值的控制中心值；并且控制动力发生设备使得，在SOC高于控制中心值的上限值时驾驶员将行驶模式从CD模式切换到CS模式时，与在SOC等于或低于控制中心值的上限值时驾驶员将行驶模式从CD模式切换到CS模式时相比，发动机的起动在更大程度上被限制。
在混合动力车辆中，在蓄电装置的SOC高于控制中心值的上限值时驾驶员将行驶模式从CD模式切换到CS模式时，与在SOC等于或低于上限时驾驶员将行驶模式从CD模式切换到CS模式时相比，发动机的起动在更大程度上被限制。由此，即使在蓄电装置的SOC高于控制中心值的上限值时驾驶员将行驶模式从CD模式切换到CS模式时，也能够促进蓄电装置中的电力的消耗以降低SOC，从而保护蓄电装置并放松再生制动的禁止。此外，发动机的起动的限制延长了发动机的起动的间隔。由此，当排气净化性能由于排气催化剂的温度下降而降低时，能够抑制发动机起动。因此，可以使在驾驶员将行驶模式从CD模式切换到CS模式时的混合动力车辆的控制尽可能有效。
在上述方面中，电子控制单元可以被构造成从在驾驶员将行驶模式切换到CS模式时直到SOC变为等于或低于控制中心值的上限值时止限制发动机的起动。由此，即使在SOC变为等于或低于控制中心值的上限值之后，也能够通过将行驶模式切换到CS模式来响应驾驶员的需要以将蓄电装置的SOC保持在高水平。
在上述方面中，电子控制单元可以被构造成在SOC高于控制中心值的上限值时驾驶员将行驶模式从CD模式切换到CS模式时，基于处于CD模式中的发动机的起动条件来判定是否起动发动机。由此，当SOC高于控制中心值的上限值时驾驶员将行驶模式从CD模式切换到CS模式时，能够更适当地限制发动机的起动。此外，能够抑制由于设定用于行驶模式的这种切换的起动判定条件所导致的设计成本的增加。
混合动力车辆还可以包括行驶模式显示单元，行驶模式显示单元被构造成显示作为CD模式和CS模式中的一个的行驶模式。电子控制单元可以被构造成，响应于在SOC高于控制中心值的上限值时由驾驶员进行的将行驶模式从CD模式切换到CS模式，而在行驶模式显示单元上显示CD模式。由此，即使不管驾驶员已经选择CS模式的事实而基于处于CD模式的发动机的起动条件进行对发动机的起动判定，驾驶员也不太可能感到不舒适。
在上述方面中，电子控制单元可以被构造成：根据行驶模式是CD模式还是CS模式来改变动力发生设备的动力输出特性；并且在SOC高于控制中心值的上限值时驾驶员将行驶模式从CD模式切换到CS模式时，将动力发生设备的动力输出特性改变成处于CS模式的动力输出特性。由此，即使不管驾驶员已选择CS模式的事实而基于处于CD模式的发动机的起动条件进行对发动机的起动判定，驾驶员也不太可能感到不舒适。
在上述方面中，电子控制单元可以被构造成响应于在SOC高于控制中心值的上限值时由驾驶员进行的将行驶模式从CD模式切换到CS模式，至少基于动力发生设备所需的要求行驶功率来禁止发动机的起动。因此，当排气净化性能由于排气催化剂的温度下降而降低时，能够显着适当地抑制发动机起动。
在上述方面中，蓄电装置可以被构造成用来自外部电源的电力进行充电。毋庸置疑的是，蓄电装置可以是不用来自外部电源的电力进行充电的蓄电装置。
本公开的第二方面涉及一种控制混合动力车辆的方法，该混合动力车辆被构造成使得CD模式和CS模式中的一个被选择性地设定为行驶模式。混合动力车辆包括：动力发生设备，动力发生设备包括设置有排气催化剂的发动机以及构造成使用来自发动机的动力的至少一部分发电的电动机；以及蓄电装置，蓄电装置被构造成向电动机供电或被从电动机供电。混合动力车辆被构造成使得允许驾驶员在CD模式与CS模式之间进行切换。该方法包括：与在SOC等于或低于控制中心值的上限值时驾驶员将所述行驶模式从CD模式切换到CS模式时相比，在蓄电装置的SOC高于处于CS模式中的SOC的控制中心值的上限值时驾驶员将行驶模式从CD模式切换到CS模式时，在更大程度上限制发动机的起动。
利用该方法，可以使在驾驶员将行驶模式从CD模式切换到CS模式时的混合动力车辆的控制尽可能有效。
附图说明
下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中：
图1是示意性地示出了根据本公开的混合动力车辆的构造的图；
图2是示出了用于设定图1的混合动力车辆中的蓄电装置的目标充放电电力的上限值和下限值的图的示例的说明图；
图3是示出了在图1的混合动力车辆中使用的起动判定功率设定图和停止判定功率设定图中的每个的示例的说明图；
图4是示出了在图1的混合动力车辆中使用的控制加速器下压量设定图的示例的说明图；
图5是示出了在图1的混合动力车辆中执行的行驶模式设定例程的示例的流程图；
图6是示出了在图1的混合动力车辆中行驶模式由驾驶员从CD模式切换到CS模式时在蓄电装置的SOC、模式切换标志值、模式标志值、输出特性标志值和行驶模式显示中的每一个中的时间变化的示例的时序图；并且
图7是示意性地示出了根据本公开的另一混合动力车辆的构造的图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图描述本公开的示例性实施例。
图1是示意性地示出了根据本公开的混合动力车辆1的构造的图。图1中所示的混合动力车辆1包括：发动机10；单小齿轮型的行星齿轮机构30；电动发电机MG1、MG2，电动发电机MG1、MG2中每个均为同步电动发电机；蓄电装置40；电力控制器(在下文中被称为“PCU”)50，电力控制器连接到蓄电装置40并且被构造成驱动电动发电机MG1、MG2；以及混合动力电子控制单元(在下文中被称为“HVECU”)70，混合动力电子控制单元被构造成控制整个混合动力车辆1。在混合动力车辆1中，发动机10、行星齿轮机构30和电动发电机MG1、MG2构成混合动力型的动力发生设备20。
发动机10是内燃机，其中，燃烧空气和烃燃料(诸如，汽油、柴油或液化石油气(LPG))的空燃混合物，由此产生动力。发动机10由发动机电子控制单元(在下文中被称为“发动机ECU”)15控制，该发动机电子控制单元包括微型计算机，微型计算机包括中央处理单元(CPU)等(未示出)。如图1所示，发动机10设置有连接到排气管的排气控制设备11。排气控制设备11包括NOx存储型的排气催化剂(三元催化剂)11c，其被构造成去除经由排气管从发动机10的燃烧室流入排气控制设备11的排气中所含的污染物，诸如，一氧化碳(CO)、HC和NOx。
行星齿轮机构30包括：太阳齿轮31，太阳齿轮31连接到电动发电机MG1的转子；齿圈32，齿圈32连接到驱动轴35并经由减速器36耦接到电动发电机MG2的转子；以及行星架34，多个小齿轮33由行星架可旋转地支撑。行星架34经由阻尼器28耦接到发动机10的曲轴(输出轴)。驱动轴35经由齿轮机构(未示出)和差速齿轮39耦接到左右车轮(驱动轮)DW。应注意，减速器36可以由构造成从多个变速比选择电动发电机MG2的转子的转速与驱动轴35的转速之间的变速比的有级变速器代替。
电动发电机MG1主要用作发电机，该发电机通过使用来自在负荷条件下运行的发动机10的动力的至少一部分来产生电力。电动发电机MG2主要作为电动机，其通过利用来自蓄电装置40的电力和来自电动发电机MG1的电力中的至少一个进行驱动来产生动力。电动发电机MG2在混合动力车辆1制动时输出再生制动转矩。电动发电机MG1、MG2经由PCU 50向蓄电装置40供电或者经由PCU 50从蓄电装置40供电。
蓄电装置40是锂离子二次电池和镍氢二次电池中的一种，其各自的额定输出电压例如为200V至300V。蓄电装置40由电源管理电子控制单元(在下文中被称为“电源管理ECU”)45管理，该电源管理电子控制单元包括微型计算机，微型计算机包括CPU等(未示出)。电源管理ECU45基于来自蓄电装置40的电压传感器的端子间电压VB、来自蓄电装置40的电流传感器的充放电电流IB、来自蓄电装置40的温度传感器的电池温度Tb等计算例如蓄电装置40的荷电状态(SOC)、许用充电电力Win和许用放电电力Wout。蓄电装置40可以是电容器，或者可以包括二次电池和电容器两者。
根据本实施例的混合动力车辆1是插电式混合动力车辆，该插电式混合动力车辆被构造成使得能够用来自外部电源100(诸如，家用电源)的电力为蓄电装置40充电。混合动力车辆1包括充电单元47，该充电单元连接到使蓄电装置40和PCU 50彼此连接的电线。充电单元47例如包括：AC-DC转换器，该AC-DC转换器将来自外部电源100的经由电源插头供应的交流(AC)电转换成直流(DC)电；以及DC-DC转换器，该DC-DC转换器调节来自AC-DC转换器的DC电的电压，并将具有调节电压的DC电供应到蓄电装置40(两者未示出)。在本实施例中，充电单元47由HVECU 70控制。
PCU 50例如包括：第一逆变器51，第一逆变器51驱动电动发电机MG1；第二逆变器52，第二逆变器52驱动电动发电机MG2；以及升压转换器(电压转换模块)53，升压转换器被构造成升高来自蓄电装置40的电力的电压并且降低来自电动发电机MG1、MG2侧的电力的电压。PCU 50由电动机电子控制单元(在下文中被称为“MGECU”)55控制，该电动机电子控制单元包括微型计算机，微型计算机包括CPU等(未示出)。MGECU 55接收来自HVECU 70的指令信号，和指示由升压转换器53升压前的电压、由升压转换器53升压后的电压、由检测电动发电机MG1、MG2的转子的旋转位置的解析器(未示出)获得的检测值、施加到电动发电机MG1、MG2的相电流等的信号。基于这些输入信号，MGECU 55对第一逆变器51和第二逆变器52以及升压转换器53执行切换控制。MGECU 55还基于由解析器获得的检测值计算电动发电机MG1、MG2的转子的转速Nm1、Nm2。
HVECU 70包括微型计算机，微型计算机例如包括CPU、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和输入输出装置(未示出)。HVECU 7通过网络(CAN)与例如发动机ECU 15、电源管理ECU 45和MGECU 55交换各种信号。HVECU 70还接收来自构造成发出致动混合动力车辆1的***的指令的起动开关(点火开关)80的信号，和表示由挡位传感器81检测的挡杆82的挡位SP、由加速器踏板位置传感器83检测的表示加速器踏板84的下压量的加速器下压量Acc、由车速传感器85检测的车速V、来自MGECU 55的电动发电机MG1、MG2的转速Nm1、Nm2等的信号。
当混合动力车辆1行驶时，HVECU 70基于加速器下压量Acc和车速V设定应从动力发生设备20输出到驱动轴35的要求转矩(要求制动转矩)Tr*，并且还基于要求转矩Tr*和驱动轴35的转速Nr设定混合动力车辆1的行驶所需的要求行驶功率Pd*。此外，HVECU 70基于要求转矩Tr*、要求行驶功率Pd*、蓄电装置40的目标充放电电力Pb*、蓄电装置40的许用放电电力Wout等判定是否在负荷条件下运行发动机10。当HVECU 70判定出发动机10在负荷条件下运行时，HVECU 70基于要求功率P*、目标充放电电力Pb*等将发动机10的目标功率Pe*设定成使得发动机10有效地运行，并且还将发动机10的目标发动机转速Ne*设定成对应于目标功率Pe*。此外，HVECU 70将用于电动发电机MG1、MG2的转矩指令Tm1，Tm2设定成使得转矩指令Tm1*、Tm2*对应于要求转矩Tr*、目标发动机转速Ne*等。另一方面，当HVECU 70判定出发动机10的运行将停止时，HVECU 70将目标功率Pe*、目标发动机转速Ne*和转矩指令Tm1*中的每一个设定为零值，并且还将转矩指令Tm2*设定成使得将与要求转矩Tr*对应的转矩从电动发电机MG2输出到驱动轴35。
然后，HVECU 70将目标功率Pe*和目标发动机转速Ne*传输到发动机ECU 15，并且将转矩指令Tm1*、Tm2*传输到MGECU 55。发动机ECU15基于目标功率Pe*和目标发动机转速Ne*执行进气量控制、燃料喷射控制、点火正时控制等。MGECU 55基于转矩指令Tm1*、Tm2*对第一逆变器51和第二逆变器52以及升压转换器53执行切换控制。当发动机10在负荷条件下运行时，电动发电机MG1、MG2被控制为与行星齿轮机构30协作地对从发动机10输出的动力的一部分(在充电时)或全部(在放电时)实施转矩转换，并且将已经受转矩转换的动力输出到驱动轴35。由此，混合动力车辆1使用来自发动机10的动力(直接传输的转矩)和来自电动发电机MG2的动力行驶(HV行驶)。另一方面，当发动机10的运行停止时，混合动力车辆1使用来自电动发电机MG2的动力行驶(EV行驶)。
此外，HVECU 70基于蓄电装置40的SOC将CD模式和CS模式中的一种设定为混合动力车辆1的行驶模式。在CD模式中，通过与发动机10运行的HV行驶相比，对发动机10的运行停止的EV行驶赋予更高优先级，来促进累积在蓄电装置40中的电力的消耗。在CS模式下，对HV行驶赋予比EV行驶更高的优先级。如上所述，在包括可以用来自外部电源100的电力充电的蓄电装置40的插电式混合动力车辆1中，行驶模式可以被设定为CD模式和CS模式中的一种。由此，能够增加实施EV行驶的机会，从而进一步提高燃料效率。
具体地，当蓄电装置40的SOC已经超过在***致动时(例如，紧随在用来自外部电源100的电力为蓄电装置40充电之后)预先设定的第一阈值Sref1(例如，约45％至55％的值)时，HVECU 70将行驶模式标志Fm的值设定为1，从而将行驶模式设定为CD模式。此外，当行驶模式为CD模式时，HVECU 70将起动判定功率Pdref(其为与在对发动机10的起动判定中的要求行驶功率Pd*相比较的阈值)设定为非常大的值(例如，无限)。当要求行驶功率Pd*小于起动判定功率Pdref时，HVECU 70将发动机10保持在停止状态。由此，当将行驶模式被设定为CD模式时，能够基本上禁止发动机10的运行，并且为EV行驶赋予比HV行驶更高的优先级。即使行驶模式为CD模式，当应从电动发电机MG2输出的电力超过蓄电装置40的许用放电电力Wout时，或者当应从电动发电机MG2输出的转矩超过电动发电机MG2的额定转矩时，发动机10起动，使得来自发动机10的转矩被输出到驱动轴35。
当混合动力车辆1以CD模式行驶时蓄电装置40的SOC变为等于或低于小于第一阈值Sref1的第二阈值Sref2(例如，约25％至35％的值)时，HVECU 70将行驶模式标志Fm的值设定为零，从而将行驶模式从CD模式切换到CS模式。此外，基于在行驶模式从CD模式切换到CS模式时的SOC，HVECU 70将作为SOC的目标值的控制中心值Scc设定在从提前设定的下限值S0(例如，20％)到上限值S1(例如，80％)的范围内(Scc＝max(S0,min(S1,切换时的SOC)))。然后，当CS模式被设定为行驶模式时，发动机10和电动发电机MG1、MG2被控制(即，动力发生设备20被控制)成使得蓄电装置40的SOC落在以控制中心值Scc为中心的预定范围内(使得SOC接近控制中心值Scc)。
当行驶模式是CS模式时，HVECU 70基于参考图2中以示例示出的图的SOC来设定蓄电装置40的充放电电力的上限充放电电力Pbu和下限充放电电力Pbl，并且还将能够使发动机10有效运行的目标充放电电力Pb*设定在上限充放电电力Pbu与下限充放电电力Pbl之间的范围内。图2所示的图是预先生成的以便定义蓄电装置40的SOC与控制中心值Scc之间的差值ΔSOC(＝SOC-Scc)与上限值Pbu和下限值Pbl之间的关系，并且被存储在HVECU 70的ROM(未示出)中。
如图2中的实线所示，上限充放电电力Pbu例如以下述方式设定：当差值ΔSOC等于或小于第一值(具有相对大的绝对值的负值)时，上限充放电电力Pbu被设定为相对小的负恒定值；当差值ΔSOC在第一值与大于第一值的第二值(相对小的正值)之间的范围内时，上限充放电电力Pbu被设定为随着ΔSOC增加而增加；并且当差值ΔSOC等于或大于第二值时，上限充放电电力Pbu被设定为相对大的正恒定值。此外，如图2中的虚线所示，下限充放电电力Pbl例如以下述方式设定：当差值ΔSOC等于或小于第三值(大于第一值的正值)时，下限充放电电力Pbl被设定为相对小的负恒定值(例如，与上述负恒定值相同的值)；当差值ΔSOC在第三值与第四值(大于第二值和第三值的正值)之间的范围内时，下限充放电电力Pbl被设定为随着ΔSOC增加而增加；并且当差值ΔSOC等于或大于第四值时，下限充放电电力Pbl被设定为相对大的正恒定值(例如，与上述正恒定值相同的值)。由此，当行驶模式是CS模式时，随着差值ΔSOC增加(随着SOC变为高于控制中心值Scc一较大量)，目标充放电电力Pb*朝向放电侧增加，而随着差值ΔSOC降低(随着SOC变为低于控制中心值Scc一较大量)时，目标充放电电力Pb*朝向充电侧增加。
此外，在行驶模式被设定为CS模式时，HVECU 70从由图3中的实线表示的起动判定功率设定图来设定用于对发动机10的起动判定的起动判定功率Pdref，并且从由图3中的虚线表示的停止判定功率设定图来设定用于对发动机10的停止判定的停止判定功率Psref。起动判定功率设定图和停止判定功率设定图是预先生成的以便定义车速V与差值ΔSOC和起动判定功率Pdref或停止判定功率Psref之间的关系，并且被存储在HVECU 70的ROM(未示出)中。
图3所示的起动判定功率设定图被生成为使得当差值ΔSOC为恒定时，起动判定功率Pdref保持为恒定值，直到车速V达到相对高的预定车速，并且在车速V达到预定车速之后，起动判定功率Pdref随着车速V增加而减小。此外，起动判定功率设定图被生成为使得随着差值ΔSOC增加(即，随着SOC变为高于控制中心值Scc一较大量)，起动判定功率Pdref增加，并且随着差值ΔSOC减小(即，随着SOC变为低于控制中心值Scc一较大量)，起动判定功率Pdref减小。此外，图3所示的停止判定功率设定图被生成为使得停止判定功率Psref小于与相同车速对应的起动判定功率Pdref，并且停止判定功率Psref以与起动判定电力Pdref的改变相同的方式改变。注意到，不需要基于差值ΔSOC来定义起动判定功率Pdref和停止判定功率Psref。
此外，在根据本实施例的混合动力车辆1中，能够根据行驶模式是CD模式(EV行驶)还是CS模式(HV模式)来改变动力发生设备20的动力输出特性。也就是说，在混合动力车辆1中，基于由加速器踏板位置传感器83检测出的加速器下压量Acc来设定例如用于设定要求转矩Tr*的控制加速器下压量Acc*，并且根据行驶模式来改变用于设定控制加速器下压量Acc*的控制加速器下压量图。如图4所示，控制加速器下压量图是预先生成的以便定义加速器下压量Acc与控制加速器下压量Acc*之间的关系，并且被存储在HVECU 70的ROM(未示出)中。
如图4中的实线所示，用于CD模式的控制加速器下压量设定图被生成为使得当加速器下压量Acc较小时，控制加速器下压量Acc*大于加速器下压量Acc一较大量，并且随着加速器下压量Acc增加，控制加速器下压量Acc*接近加速器下压量Acc。也就是说，当行驶模式是CD模式时，控制加速器下压量Acc*相对于由加速器踏板位置传感器83检测的加速器下压量Acc非线性地变化。与此相反，如图4的虚线所示，用于CS模式的控制加速器下压量设定图被生成为使得由加速器踏板位置传感器83检测的加速器下压量Acc被原样设定为控制加速器下压量Acc*。
由此，在行驶模式是CD模式时，控制加速器下压量Acc*大于由加速器踏板位置传感器83检测的加速器下压量Acc(由驾驶员下压加速器踏板84的量)，由此与相同车速对应的要求转矩Tr*变为略高于当行驶模式为CD模式时的转矩。因此，当行驶模式为CD模式时，即，当混合动力车辆1实施EV行驶时，能够提高灵活性(敏捷感觉)。当应使用用于CD模式的控制加速器下压量设定图时，HVECU 70将输出特性标志Fd的值设定为1，而当应使用用于CS模式的控制加速器下压量设定图时，HVECU 70将输出特性标志Fd的值设定为0。
此外，在本实施例中，模式开关88(“模式切换单元”的示例)电连接到HVECU 70。模式开关88允许驾驶员执行在CD模式与CS模式之间的切换(选择)。由此，混合动力车辆1的驾驶员可以通过操作模式开关88来选择CD模式和CS模式中的期望的一个作为行驶模式。基本上，HVECU 70在行驶模式被设定为CD模式时将模式切换标志Fsw的值设定为1，并且当HVECU70基于来自模式开关88的信号判定出驾驶员已经选择CS模式时将模式切换标志Fsw的值设定为0。此外，基本上，HVECU 70在行驶模式被设定为CS模式时将模式切换标志Fsw的值设定为零，并且当HVECU 70判定出驾驶员已选择CD模式时将模式切换标志Fsw的值设定为1。此外，如图1所示，HVECU 70连接到包括行驶模式显示单元的显示装置90的控制器，该行驶模式显示单元被构造成显示设定的行驶模式(CD模式或CS模式)，并且HVECU 70向控制器提供各种显示指令信号。
接下来，将参考图5和图6描述设定混合动力车辆1的行驶模式的程序。图5是示出了行驶模式设定例程的示例的流程图，在由驾驶员打开起动开关80之后致动混合动力车辆1的***时，由HVECU 70以预定的时间间隔(例如，每几毫秒)重复执行该行驶模式设定例程。
在图5中的例程开始时，HVECU 70(CPU)首先从电源管理ECU45接收用于设定行驶模式所必须的数据，诸如，模式切换标志Fsw的值和蓄电装置40的SOC(步骤S100)。然后，HVECU 70判定预定标志F的值(初始值：零)是否为零(步骤S110)。当HVECU 70判定出标志F的值为零(步骤S110：是)时，HVECU 70判定模式切换标志Fsw的值是否已经从1变为0，即，驾驶员是否已经操作模式开关88以将行驶模式从CD模式切换到CS模式(步骤S120)。
当HVECU 70在步骤S120中判定出模式切换标志Fsw的值还未改变(步骤S120：否)时，HVECU 70从CD模式和CS模式中将与蓄电装置40的SOC对应的模式设定为行驶模式，并且将行驶模式标志Fm的值设定为1或0(步骤S125)。当HVECU 70在步骤S125中判定出模式切换标志Fsw的值已从0改变为1并且驾驶员已将行驶模式从CS模式切换到CD模式时，HVECU 70在已满足用于转换到CD模式的预定转换条件的情况下将行驶模式标志Fm的值设定为1，而在未满足转换条件的情况下将行驶模式标志Fm的值保持为零。当在步骤S125中将行驶模式设定为CD模式时，HVECU 70将输出特性标志的值设置为一，并将指令信号传输到显示装置90的控制器，以在模式显示单元上显示CD模式。另一方面，当在步骤S125中将行驶模式设定为CS模式时，HVECU 70将输出特性标志的值设定为零，并且将指令信号传输到显示装置90的控制器以在模式显示单元上显示CS模式。在执行步骤S125中的处理之后，HVECU 70结束该例程。然后，当下一个执行正时到来时，HVECU 70再次执行步骤S100中的处理以及后续处理。
另一方面，当HVECU 70在步骤S120中判定出模式切换标志Fsw的值已从一变为零并且驾驶员已将行驶模式从CD模式切换到CS模式(步骤S120：是)时，HVECU 70将标志F的值设定为一(步骤S130)。然后，HVECU 70判定在步骤S100中接收的SOC是否低于预定阈值S1x(步骤S140)。在步骤S140中使用的阈值S1x是比SOC的控制中心值Scc的上限值S1略高(例如82％)的值。注意到，HVECU 70可以在步骤S140中判定在步骤S100中接收的SOC是否已经超过控制中心值Scc的上限值S1。
当HVECU 70在步骤S140中判定出SOC等于或高于阈值S1x并且高于控制中心值Scc的上限值S1(步骤S140：否)时，HVECU 70将模式标志Fm的值设定为一(步骤S145)。也就是说，当行驶模式是CD模式并且蓄电装置40的SOC高于控制中心值Scc的上限值S1时，即使驾驶员将行驶模式切换到CS模式，CD模式仍被设置(保持)为行驶模式，尽管驾驶员已选择(期望)CS模式。
在步骤S145中的处理之后，HVECU 70将模式切换标志Fsw的值设定为零(步骤S170)，并将输出特性标志Fd的值设定为零(步骤S180)。由此，在混合动力车辆1(内部)的控制中，即使在步骤S145中将模式标志Fm的值设定为1以便将行驶模式设定为CD模式，模式切换标志Fsw和输出特性标志Fd的值也被设定为零，其对应于由驾驶员选择的模式，即CS模式。由此，控制加速器下压量Acc*与由加速器踏板位置传感器83检测的加速器下压量Acc一致，并且动力发生设备20的动力输出特性与当设定CS模式时的动力输出特性一致。然后，HVECU 70将指令信号传输到显示装置90的控制器，以在模式显示单元上显示CS模式(步骤S190)。由此，即使在步骤S145中将模式标志Fm的值设定为一以便将行驶模式设定为CD模式，也在显示装置90的模式显示单元上显示与由驾驶员选择的模式一致的CS模式。
在执行步骤S190中的处理之后，HVECU 70结束该例程。当下一个执行正时到来时，HVECU 70再次执行步骤S100中的处理以及后续处理。一旦如上所述在步骤S130中将标志F的值设定为一，则在步骤S110中作出否定的判定。在这种情况下，HVECU 70跳过步骤S120和步骤S130中的处理，并且判定模式切换标志Fsw的值是否为零，即，驾驶员是否保持CS模式的选择(步骤S115)。当HVECU 70在步骤S115中判定出模式切换标志Fsw的值为一并且驾驶员已操作模式开关88以将行驶模式从CS模式切换到CD模式(步骤S115：否)时，HVECU70执行步骤S125中的处理，并且结束该例程。
另一方面，当HVECU 70在步骤S115中判定出模式切换标志Fsw的值为零并且驾驶员未将行驶模式切换到CD模式(步骤S115：是)时，HVECU 70判定在步骤S100中接收的SOC是否低于阈值S1x(步骤S140)。当HVECU 70判定出SOC等于或高于阈值S1x(步骤S140：否)时，HVECU 70执行步骤S145和S170至S190中的处理，并结束该例程。另一方面，当HVECU 70在步骤S140中判定出SOC低于阈值S1x(步骤S140：是)时，HVECU 70判定步骤S100中接收的SOC是否等于或低于控制中心值Scc的上限值S1(步骤S150)。当HVECU70判定出SOC已超过上限值S1(步骤S150：否)时，HVECU 70将行驶模式标志Fm的值设定(保持)为一，以便将行驶模式保持在CD模式(步骤S145)，然后执行步骤S170至S190的处理并结束该例程。
另一方面，当HVECU 70在步骤S150中判定出SOC等于或低于上限值S1(步骤S150：是)时，HVECU 70将标志F的值设定(复位)为零，并将模式标志Fm的值设定为零，以便将行驶模式设定为CS模式(步骤S160)。由此，当虽然驾驶员已将行驶模式从CD模式切换到CS模式而CD模式被设定为行驶模式时，由驾驶员选择(期望)的CS模式当SOC变为等于或低于上限值S1时被设定为行驶模式。在步骤S160的处理之后，HVECU 70执行步骤S170至S190的处理，并且结束该例程。
由于如上所述的执行图5中的行驶模式设定例程，响应于在蓄电装置40的SOC高于控制中心值Scc的上限值S1(图6中的时间t0)时由驾驶员执行的将行驶模式从CD模式切换到CS模式，在混合动力车辆1(内部)的控制中，尽管驾驶员已选择(期望)CS模式，也将CD模式设定为行驶模式(步骤S145)。然后，CD模式被连续地设定为行驶模式，直到蓄电装置40的SOC变为等于或低于控制中心值Scc的上限值S1(步骤S145)。当SOC变为等于或低于上限值S1(图6中的时间t1)时，由驾驶员选择(期望)的CS模式被设定为行驶模式(步骤S160)。
由此，当行驶模式是CD模式并且蓄电装置40的SOC高于控制中心值Scc的上限值S1时驾驶员将行驶模式切换到CS模式时，判定是否基于CD模式中的发动机10的起动条件来起动发动机10，直到当混合动力车辆1正在行驶时蓄电装置40的SOC变为等于或低于控制中心值Scc的上限值S1。在这种情况下，由于如上所述将起动判定功率Pdref设定为非常大的值(例如，无限大)，所以基于动力发生设备20所需的要求行驶功率Pd*对发动机10的起动基本上被禁止。由此，当蓄电装置40的SOC等于或高于阈值S1x时驾驶员将行驶模式从CD模式切换到CS模式(步骤S140：否)时，动力发生设备20(发动机10、电动发电机MG1、MG2)由HVECU70(以及发动机ECU 15和MGECU55)控制成使得与当SOC等于或低于上限值S1时驾驶员将行驶模式从CD模式切换到CS模式时相比，发动机10的起动以更大程度被限制(步骤S140：是，并且步骤S150：是)。
如上所述，通过响应于在蓄电装置40的SOC高于控制中心值Scc的上限值S1时由驾驶员执行的将行驶模式从CD模式切换到CS模式来限制发动机10的起动，能够通过延长发动机10的起动间隔来在由于排气催化剂11c的温度下降而使排气净化性能降低时显着适当地抑制发动机10的起动。此外，通过限制发动机10的起动，能够促进蓄电装置40中的电力消耗以减小SOC，从而保护蓄电装置40并释放再生制动的禁止。因此，可以使当驾驶员将行驶模式从CD模式切换到CS模式时的混合动力车辆1的控制尽可能有效。
此外，通过从驾驶员将行驶模式从CD模式切换到CS模式时直到SOC变为等于或低于控制中心值Scc的上限值S1时限制发动机10的起动，即使在SOC变为等于或低于控制中心值Scc的上限值S1之后，也能够通过将行驶模式切换到CS模式来响应驾驶员的需要以将蓄电装置40的SOC保持在高水平。
此外，通过在图5中的步骤S145中将行驶模式设定为CD模式，当SOC高于控制中心值Scc的上限值S1时驾驶员将行驶模式从CD模式切换到CS模式时，能够基于在CD模式中发动机10的起动条件更适当地限制发动机10的起动。此外，能够抑制由于为行驶模式的这种切换设定起动判定条件而引起的设计成本的增加。此外，通过基于在CD模式中发动机10的起动条件对发动机10进行起动判定，SOC与控制中心值Scc之间的差值ΔSOC随着SOC的减小而减小。因此，即使当基于图2中的图设定的目标充放电电力Pb*朝向充电侧增加，也能够抑制发动机10被起动。注意到，可以基于用于切换行驶模式的起动判定条件来进行发动机10的起动判定，而不是从在图5的步骤S140中作出否定判定时直到在图5的步骤S150中作出肯定判定时将行驶模式设定为CD模式。在这种情况下，用于切换行驶模式的起动判定功率设定图可以是具有对应于与图3所示的起动判定功率设定图中相同的车速V和相同的差值ΔSOC的组合的较大起动判定功率的起动判定功率设定图。
此外，在混合动力车辆1中，即使响应于在SOC高于控制中心值Scc的上限值S1时由驾驶员进行的将行驶模式从CD模式切换到CS模式而将CD模式设定为行驶模式(步骤S145)，也在行驶模式显示单元上显示CS模式(步骤S190)。由此，即使尽管驾驶员已选择CS模式而基于处于CD模式的发动机10的起动条件来进行对发动机10的起动判定，驾驶员也不太可能感到不舒适。
此外，在混合动力车辆1中，当在SOC高于控制中心值Scc的上限值S1时驾驶员将行驶模式从CD模式切换到CS模式时，将输出特性标志Fd的值设定为零(步骤S180)，并且使用用于CS模式的控制加速器下压量设定图来设定要求转矩Tr*。也就是说，即使当在步骤S145中将CD模式设定为行驶模式时，动力发生设备20的动力输出特性也变成CS模式中的动力输出特性。由此，即使尽管驾驶员已选择CS模式而基于处于CD模式的发动机10的起动条件进行发动机10的起动判定，驾驶员也不太可能感到不舒适。
注意，在图5中的步骤S140中使用的阈值不限于高于SOC的控制中心值Scc的上限值S1的阈值S1x。在图5的步骤S150中使用的阈值不限于上限值S1。也就是说，图5中的步骤S140可以是用于判定蓄电装置40的SOC是否在预定的高SOC范围内的步骤。图5中的步骤S150可以是用于判定SOC是否在高SOC范围的较低侧上的较低SOC范围内的步骤。此外，混合动力车辆1可以包括设置在驱动轴35与差速齿轮39之间的传动机构(有级变速器)。此外，混合动力车辆1可以是非插电式混合动力车辆，只要行驶模式可以设定为CD模式或CS模式即可。此外，代替模式开关88，可以在显示装置90的屏幕上设置有允许驾驶员在CD模式与CS模式之间进行切换(选择)的模式切换单元。
图7是示意性地示出了根据本公开的另一混合动力车辆1B的构造的图。图7所示的混合动力车辆1B是一种并联式混合动力车辆，其包括具有发动机10B和电动发电机MG的动力发生设备20B、动力传动装置21、以及作为控制整体混合动力车辆1B的控制器的HVECU70B。
发动机10B是由发动机ECU 15B控制的内燃机，并且设置有排气催化剂(未示出)、起动器12、由发动机10B驱动以发电的交流发电机13等。电动发电机MG是同步电动发电机，其被构造成经由由MGECU 55B控制的PCU 50B向蓄电装置40B供电以及经由PCU 50B从蓄电装置40B供电。电动发电机MG被构造成使用来自发动机10B的动力的至少一部分来发电。除了发动机10B和电动发电机MG之外，动力发生设备20B还包括：常开离合器C0(第一离合器)，被构造成经由飞轮阻尼器将发动机10B的曲轴和传动轴17彼此连接以及将发动机10B的曲轴和传动轴17彼此断开；以及常合离合器C2(第二离合器)，被构造成将电动发电机MG的转子和传动轴17彼此连接以及将电动发电机MG的转子和传动轴17彼此断开。
动力传动装置21包括起动装置22(其包括锁止离合器、变矩器(液压动力变速器)、阻尼装置(未示出)等)、机械油泵、传动机构(自动变速器)23、液压控制装置24等。传动机构23是具有四到十速并包括多个行星齿轮机构和多个离合器(摩擦接合元件)及多个制动器(摩擦接合元件)的变速器。传动机构23被构造成基于从多个变速比中选择的变速比改变从传动轴17经由起动装置22传输的转速，并且将改变速度的旋转输出到用作输出轴的驱动轴35。液压控制装置24由变速器电子控制单元(在下文中被称为“TMECU”)25控制，变速器电子控制单元包括微型计算机，微型计算机包括CPU等(未示出)。液压控制装置24调节来自机械油泵或电动油泵的液压，并将调节后的液压供应到锁止离合器以及传动机构23的离合器和制动器。来自液压控制装置24的液压也被供应到动力发生设备20B的离合器C0、C2。离合器C0、C2由TMECU25基于来自HVECU 70B的指令信号而控制。
在***被致动之后，如上所述构造的混合动力车辆1B在离合器C0断开且离合器C2接合的状态下，使用来自电动发电机MG的动力开始行驶。也在混合动力车辆1B中，当蓄电装置40B的SOC在***致动时超过预定的第一阈值Sref1时，HVECU 70B将行驶模式设定为CD模式。此外，当混合动力车辆1B以CD模式行驶时蓄电装置40B的SOC变为等于或低于比第一阈值Sref1小的第二阈值Sref2时，HVECU 70B将行驶模式从CD模式切换到CS模式。此外，也在混合动力车辆1B中，也可以将允许驾驶员在CD模式与CS模式之间进行切换(选择)的模式开关(模式切换单元的示例)88电连接至HVECU70B。HVECU 70B以与图5中的行驶模式设定例程相同的方式执行例程来设定行驶模式。由此，也在混合动力车辆1B中，能够产生与混合动力车辆1相同的优点。
注意，混合动力车辆1B可以是构造成使得能从外部电源对蓄电装置40B进行充电的插电式混合动力车辆。混合动力车辆1B可以是四轮驱动车辆，其被构造成使得通过转移器(未示出)将输出到驱动轴35的动力分配到前轮和后轮。
如上所述，根据本公开的混合动力车辆1(1B)包括：动力发生设备20(20B)，其包括设置有排气催化剂11c(排气催化剂)的发动机10(10B)和构造成使用来自发动机10(10B)的动力的至少一部分发电的电动发电机MG1、MG2(电动发电机MG)；以及蓄电装置40(40B)，其被构造成向电动发电机MG1、MG2(电动发电机MG)供电以及被从电动发电机MG1、MG2(电动发电机MG)供电。在混合动力车辆1(1B)中，可以选择性地将CD模式和CS模式中的一种设定为行驶模式。混合动力车辆1(1B)包括：模式开关88，其为允许驾驶员在CD模式与CS模式之间进行切换的模式切换单元的示例；以及HVECU 70(70B)，用作控制装置。HVECU 70(70B)控制动力发生设备20(20B)使得当蓄电装置40(40B)的SOC高于处于CS模式的控制中心值Scc的上限值S1时驾驶员将行驶模式从CD模式切换到CS模式时，与在SOC等于或低于上限值S1时驾驶员将行驶模式从CD模式切换到CS模式时相比，发动机10(10B)的起动以更大程度被限制。因此，可以使在驾驶员将行驶模式从CD模式切换到CS模式时的混合动力车辆1(1B)的控制尽可能有效。注意到，根据本公开的混合动力车辆可以是串联式混合动力车辆。
此外，本公开不限于前述实施例。毋庸置疑，可以在本公开的范围内进行各种变型。此外，前述实施例中的每一个仅是本公开的示例，并且不限制本公开的要素。
本公开适用于例如混合动力车辆制造业。

Claims (9)

1.一种混合动力车辆，所述混合动力车辆被构造成使得电量消耗模式和电量保持模式中的一个模式被选择性地设定为行驶模式，所述混合动力车辆的特征在于包括：
动力发生设备，所述动力发生设备包括：
发动机，所述发动机设置有排气催化剂，以及
电动机，所述电动机被构造成使用来自所述发动机的动力的至少一部分发电；
蓄电装置，所述蓄电装置被构造成向所述电动机供电或被从所述电动机供电；
模式切换单元，所述模式切换单元被构造成允许驾驶员在所述电量消耗模式与所述电量保持模式之间执行切换；以及
电子控制单元，所述电子控制单元被构造成：
在所述行驶模式是所述电量保持模式的同时，控制所述动力发生设备使得所述蓄电装置的荷电状态落在以控制中心值为中心的预定范围内，所述控制中心值等于或低于预先设定的上限值，并且
控制所述动力发生设备，使得在所述荷电状态高于所述控制中心值的上限值的同时所述驾驶员将所述行驶模式从所述电量消耗模式切换到所述电量保持模式时，与在所述荷电状态等于或低于所述控制中心值的上限值的同时所述驾驶员将所述行驶模式从所述电量消耗模式切换到所述电量保持模式时相比，所述发动机的起动在更大程度上受到限制。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其特征在于，所述电子控制单元被构造成：从所述驾驶员将所述行驶模式切换到所述电量保持模式时直到所述荷电状态变为等于或低于所述控制中心值的上限值时，限制所述发动机的起动。
3.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆，其特征在于，所述电子控制单元被构造成：在所述荷电状态高于所述控制中心值的上限值的同时所述驾驶员将所述行驶模式从所述电量消耗模式切换到所述电量保持模式时，基于所述电量消耗模式中的所述发动机的起动条件来确定是否起动所述发动机。
4.根据权利要求3所述的混合动力车辆，其特征在于还包括行驶模式显示单元，所述行驶模式显示单元被构造成显示作为所述电量消耗模式和所述电量保持模式中的一个模式的所述行驶模式，其中
所述电子控制单元被构造成：响应于在所述荷电状态高于所述控制中心值的上限值的同时由所述驾驶员执行的所述行驶模式从所述电量消耗模式切换到所述电量保持模式，将所述电量消耗模式显示在所述行驶模式显示单元上。
5.根据权利要求3所述的混合动力车辆，其特征在于：
所述电子控制单元被构造成：
根据所述行驶模式是所述电量消耗模式还是所述电量保持模式，来改变所述动力发生设备的动力输出特性；并且
在所述荷电状态高于所述控制中心值的上限值的同时所述驾驶员将所述行驶模式从所述电量消耗模式切换到所述电量保持模式时，将所述动力发生设备的动力输出特性改变到所述电量保持模式中的动力输出特性。
6.根据权利要求4所述的混合动力车辆，其特征在于：
所述电子控制单元被构造成：
根据所述行驶模式是所述电量消耗模式还是所述电量保持模式，来改变所述动力发生设备的动力输出特性；并且
在所述荷电状态高于所述控制中心值的上限值的同时所述驾驶员将所述行驶模式从所述电量消耗模式切换到所述电量保持模式时，将所述动力发生设备的动力输出特性改变到所述电量保持模式中的动力输出特性。
7.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆，其特征在于，所述电子控制单元被构造成：响应于在所述荷电状态高于所述控制中心值的上限值的同时由所述驾驶员执行的所述行驶模式从所述电量消耗模式切换到所述电量保持模式，至少基于所述动力发生设备要求的要求行驶功率来禁止所述发动机的起动。
8.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆，其特征在于，所述蓄电装置被构造成用来自外部电源的电力充电。
9.一种控制混合动力车辆的方法，所述混合动力车辆被构造成使得电量消耗模式和电量保持模式中的一个模式被选择性地设定为行驶模式，
所述混合动力车辆包括：
动力发生设备，所述动力发生设备包括：
发动机，所述发动机设置有排气催化剂，以及
电动机，所述电动机被构造成使用来自所述发动机的动力的至少一部分发电；以及
蓄电装置，所述蓄电装置被构造成向所述电动机供电或被从所述电动机供电，
所述混合动力车辆被构造成使得驾驶员被允许在所述电量消耗模式与所述电量保持模式之间执行切换，
所述方法包括：在所述蓄电装置的荷电状态高于所述电量保持模式中的所述荷电状态的控制中心值的上限值的同时所述驾驶员将所述行驶模式从所述电量消耗模式切换到所述电量保持模式时，与在所述荷电状态等于或低于所述控制中心值的上限值的同时所述驾驶员将所述行驶模式从所述电量消耗模式切换到所述电量保持模式时相比，在更大程度上限制所述发动机的起动。
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