CN110861630B - 混合动力车辆的控制装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种混合动力车辆的控制装置,能运算如下MG的指令转矩:能通过增加MG的功率运行转矩来高效地降低发动机的燃料消耗。混合动力车辆的控制装置从多个MG转矩候补值Tmg_c中选择0MG转矩基准的合计供给功率变化量DPsum0_s在功率运行侧变化量上限值UPDP_sm以下的MG转矩候补值Tmg_c,并在所选择的MG转矩候补值内选择相对供给功率变化量比率RDP0_s的绝对值为最大的MG转矩候补值,以作为功率运行侧的最终MG转矩候补值Tmg_cfm。
Description
技术领域
本申请涉及混合动力车辆的控制装置。
背景技术
以往,已知有具备内燃机(以下称为发动机)和电动发电机(以下称为MG)来作为车轮的驱动力源的混合动力车辆。
专利文献1的技术中,将多个能量源中的能量消耗量转换为共通的评价指标,并运算对它们进行合计而得到的评价指标。然后,专利文献1的技术中,在从多个驱动力发生装置输出车辆请求输出的情况下,求出使评价指标最优化的多个驱动力发生装置的动作条件,并将所求出的动作条件设定为多个驱动力发生装置的目标值。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2016-193686号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
专利文献1的技术中,在使用发动机和MG作为多个驱动力发生装置的混合动力车辆中,MG的从电力向功率运行侧输出的转换效率比发动机的从燃料向输出的转换效率(热效率)要高,因此,MG的功率运行侧输出相对于发动机的输出的比率越大,则发动机与MG共通的评价指标的合计值越接近最佳值、即最小值。因此,通过使MG的功率运行侧输出的比率增大,从而能在短期内使发动机MG整体中的能量消耗量减少。然而,若使MG的功率运行侧输出的比率增大,则蓄电装置的充电量很快减少,因此,需要使发动机的输出增加、使MG发电来对蓄电装置进行充电,能量消耗量将增加。因此,专利文献1的技术中存在如下问题:使MG的功率运行侧输出增加将导致发动机的燃料消耗量长期增加,燃料消耗率变差。
因此,希望提供一种混合动力车辆的控制装置,能运算如下MG的指令转矩:能通过增加MG的功率运行转矩来高效地降低发动机的燃料消耗,或者,能运算如下MG的指令转矩:能通过增加发动机的燃料消耗来高效地增加MG的发电量。
解决技术问题所采用的技术方案
本申请所涉及的第1混合动力车辆的控制装置对具有发动机和电动发电机来作为车轮的驱动力源的混合动力车辆进行控制,所述混合动力车辆的控制装置包括:
传动轴转矩运算部,该传动轴转矩运算部对从所述发动机和所述电动发电机传输至与所述车轮相连结的传动轴的指令转矩、即传动轴转矩进行运算;
转矩候补值设定部,该转矩候补值设定部设定包含0的多个针对功率运行侧的所述电动发电机的指令转矩的候补值、即MG转矩候补值,并且对于多个所述MG转矩候补值的每一个,设定实现所述传动轴转矩的针对所述发动机的指令转矩的候补值、即发动机转矩候补值;
发动机供给功率运算部,该发动机供给功率运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,基于当前的所述发动机的转速及所述发动机的燃料消耗率,对为了实现与所述MG转矩候补值对应的所述发动机转矩候补值而提供给所述发动机的燃料的功率、即发动机供给燃料功率进行运算;
MG供给功率运算部,该MG供给功率运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,基于当前的所述电动发电机的转速及所述电动发电机的转换效率,对为了实现所述MG转矩候补值而由所述电动发电机进行转换的电能、即MG供给电功率进行运算;
合计供给功率运算部,该合计供给功率运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,将对应于所述MG转矩候补值的所述MG供给电功率、与对应于所述MG转矩候补值的所述发动机供给燃料功率进行合计后得到的值作为合计供给功率来进行运算;
发动机供给变化量运算部,该发动机供给变化量运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,将从对应于所述MG转矩候补值的所述发动机供给燃料功率中减去对应于0的所述MG转矩候补值的所述发动机供给燃料功率后得到的值作为0MG转矩基准的发动机供给燃料功率变化量来进行运算;
MG供给变化量运算部,该MG供给变化量运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,将从对应于所述MG转矩候补值的所述MG供给电功率中减去对应于0的所述MG转矩候补值的所述MG供给电功率后得到的值作为0MG转矩基准的MG供给电功率变化量来进行运算;
合计供给变化量运算部,该合计供给变化量运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,将从对应于所述MG转矩候补值的所述合计供给功率中减去对应于0的所述MG转矩候补值的所述合计供给功率后得到的值作为0MG转矩基准的合计供给功率变化量来进行运算;
供给变化量比率运算部,该供给变化量比率运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,对对应于所述MG转矩候补值的所述0MG转矩基准的发动机供给燃料功率变化量相对于对应于所述MG转矩候补值的所述0MG转矩基准的MG供给电功率变化量的比率、即相对供给功率变化量比率进行运算;以及
指令转矩选择部,该指令转矩选择部从功率运行侧的多个所述MG转矩候补值中选择所述0MG转矩基准的合计供给功率变化量在功率运行侧变化量上限值以下的所述MG转矩候补值,并在所选择的所述MG转矩候补值内选择所述相对供给功率变化量比率的绝对值为最大的所述MG转矩候补值,以作为功率运行侧的最终MG转矩候补值,将所述功率运行侧的最终MG转矩候补值设定为最终的针对所述电动发电机的指令转矩,并将从所述传动轴转矩中减去最终的针对所述电动发电机的指令转矩后得到的值设定为最终的针对所述发动机的指令转矩。
本申请所涉及的第2混合动力车辆的控制装置对具有发动机和电动发电机来作为车轮的驱动力源的混合动力车辆进行控制,所述混合动力车辆的控制装置包括:
传动轴转矩运算部,该传动轴转矩运算部对从所述发动机和所述电动发电机传输至所述车轮侧的传导轴的指令转矩、即传动轴转矩进行运算;
转矩候补值设定部,该转矩候补值设定部设定包含0的多个针对发电侧的所述电动发电机的指令转矩的候补值、即MG转矩候补值,并且对于多个所述MG转矩候补值的每一个,设定实现所述传动轴转矩的针对所述发动机的指令转矩的候补值、即发动机转矩候补值;
发动机供给功率运算部,该发动机供给功率运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,基于当前的所述发动机的转速及所述发动机的燃料消耗率,对为了实现与所述MG转矩候补值对应的所述发动机转矩候补值而提供给所述发动机的燃料的功率、即发动机供给燃料功率进行运算;
MG供给功率运算部,该MG供给功率运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,基于当前的所述电动发电机的转速及所述电动发电机的转换效率,对为了实现所述MG转矩候补值而由所述电动发电机进行转换的电能、即MG供给电功率进行运算;
合计供给功率运算部,该合计供给功率运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,将对应于所述MG转矩候补值的所述MG供给电功率、与对应于所述MG转矩候补值的所述发动机供给燃料功率进行合计后得到的值作为合计供给功率来进行运算;
发动机供给变化量运算部,该发动机供给变化量运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,将从对应于所述MG转矩候补值的所述发动机供给燃料功率中减去对应于0的所述MG转矩候补值的所述发动机供给燃料功率后得到的值作为0MG转矩基准的发动机供给燃料功率变化量来进行运算;
MG供给变化量运算部,该MG供给变化量运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,将从对应于所述MG转矩候补值的所述MG供给电功率中减去对应于0的所述MG转矩候补值的所述MG供给电功率后得到的值作为0MG转矩基准的MG供给电功率变化量来进行运算;
合计供给变化量运算部,该合计供给变化量运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,将从对应于所述MG转矩候补值的所述合计供给功率中减去对应于0的所述MG转矩候补值的所述合计供给功率后得到的值作为0MG转矩基准的合计供给功率变化量来进行运算;
供给变化量比率运算部,该供给变化量比率运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,对对应于所述MG转矩候补值的所述0MG转矩基准的发动机供给燃料功率变化量相对于对应于所述MG转矩候补值的所述0MG转矩基准的MG供给电功率变化量的比率、即相对供给功率变化量比率进行运算;以及
指令转矩选择部,该指令转矩选择部从发电侧的多个所述MG转矩候补值中选择所述0MG转矩基准的合计供给功率变化量在发电侧变化量上限值以下的所述MG转矩候补值,并在所选择的所述MG转矩候补值内选择所述相对供给功率变化量比率的绝对值为最小的所述MG转矩候补值,以作为发电侧的最终MG转矩候补值,将所述发电侧的最终MG转矩候补值设定为最终的针对所述电动发电机的指令转矩,并将从所述传动轴转矩中减去最终的针对所述电动发电机的指令转矩后得到的值设定为最终的针对所述发动机的指令转矩。
本申请所涉及的第3混合动力车辆的控制装置对具有发动机和电动发电机来作为车轮的驱动力源的混合动力车辆进行控制,所述混合动力车辆的控制装置包括:
传动轴转矩运算部,该传动轴转矩运算部对从所述发动机和所述电动发电机传输至所述车轮侧的传导轴的指令转矩、即传动轴转矩进行运算;
转矩候补值设定部,该转矩候补值设定部设定包含0的多个针对功率运行侧及发电侧的所述电动发电机的指令转矩的候补值、即MG转矩候补值,并且对于多个所述MG转矩候补值的每一个,设定实现所述传动轴转矩的针对所述发动机的指令转矩的候补值、即发动机转矩候补值;
发动机供给功率运算部,该发动机供给功率运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,基于当前的所述发动机的转速及所述发动机的燃料消耗率,对为了实现与所述MG转矩候补值对应的所述发动机转矩候补值而提供给所述发动机的燃料的功率、即发动机供给燃料功率进行运算;
MG供给功率运算部,该MG供给功率运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,基于当前的所述电动发电机的转速及所述电动发电机的转换效率,对为了实现所述MG转矩候补值而由所述电动发电机进行转换的电能、即MG供给电功率进行运算;
合计供给功率运算部,该合计供给功率运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,将对应于所述MG转矩候补值的所述MG供给电功率、与对应于所述MG转矩候补值的所述发动机供给燃料功率进行合计后得到的值作为合计供给功率来进行运算;
发动机供给变化量运算部,该发动机供给变化量运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,将从对应于所述MG转矩候补值的所述发动机供给燃料功率中减去对应于0的所述MG转矩候补值的所述发动机供给燃料功率后得到的值作为0MG转矩基准的发动机供给燃料功率变化量来进行运算;
MG供给变化量运算部,该MG供给变化量运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,将从对应于所述MG转矩候补值的所述MG供给电功率中减去对应于0的所述MG转矩候补值的所述MG供给电功率后得到的值作为0MG转矩基准的MG供给电功率变化量来进行运算;
合计供给变化量运算部,该合计供给变化量运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,将从对应于所述MG转矩候补值的所述合计供给功率中减去对应于0的所述MG转矩候补值的所述合计供给功率后得到的值作为0MG转矩基准的合计供给功率变化量来进行运算;
供给变化量比率运算部,该供给变化量比率运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,对对应于所述MG转矩候补值的所述0MG转矩基准的发动机供给燃料功率变化量相对于对应于所述MG转矩候补值的所述0MG转矩基准的MG供给电功率变化量的比率、即相对供给功率变化量比率进行运算;以及
指令转矩选择部,该指令转矩选择部从功率运行侧的多个所述MG转矩候补值中选择所述0MG转矩基准的合计供给功率变化量在功率运行侧变化量上限值以下的所述MG转矩候补值,并在所选择的所述MG转矩候补值内选择所述相对供给功率变化量比率的绝对值为最大的所述MG转矩候补值,以作为功率运行侧的最终MG转矩候补值,
所述指令转矩选择部从发电侧的多个所述MG转矩候补值中选择所述0MG转矩基准的合计供给功率变化量在发电侧变化量上限值以下的所述MG转矩候补值,并在所选择的所述MG转矩候补值内选择所述相对供给功率变化量比率的绝对值为最小的所述MG转矩候补值,以作为发电侧的最终MG转矩候补值,
所述指令转矩选择部将所述功率运行侧的最终MG转矩候补值与所述发电侧的最终MG转矩候补值内、所述0MG转矩基准的合计供给功率变化量较小的一方设定为最终的针对所述电动发电机的指令转矩,并将从所述传动轴转矩中减去最终的针对所述电动发电机的指令转矩后得到的值设定为最终的针对所述发动机的指令转矩。
发明效果
根据本申请所涉及的第1混合动力车辆的控制装置,通过使MG进行功率运行,与MG转矩为0的情况相比,能选择发动机MG整体的能量消耗量比功率运行侧变化量上限值要低的MG转矩候补值,能设定至少使发动机MG整体的能量消耗量从功率运行转矩减少到何种程度,并能设定至少使功率运行转矩增加到何种程度。然后,在所选择的MG转矩候补值内,选择相对供给功率变化量比率的绝对值为最大的MG转矩候补值,由此,能在所选择的MG转矩候补值中选择如下MG转矩候补值来作为功率运行侧的最终MG转矩候补值,并设定为针对MG的指令转矩,上述MG转矩候补值能通过增加MG的功率运行转矩来最高效地降低发动机的燃料消耗。
根据本申请所涉及的第2混合动力车辆的控制装置,通过使MG发电,与MG转矩为0的情况相比,能选择发动机MG整体的能量消耗量增加到发电侧变化量上限值以下的MG转矩候补值,能设定至少使发动机MG整体的能量消耗量从发电转矩增加到何种程度,并能设定至少使发电转矩减少到何种程度。然后,选择相对供给功率变化量比率的绝对值为最小的MG转矩候补值,由此,能在所选择的MG转矩候补值中选择如下MG转矩候补值来作为发电侧的最终MG转矩候补值,并设定为针对MG的指令转矩,上述MG转矩候补值能通过增加发动机的燃料消耗来最高效地增加MG的发电量。
根据本申请所涉及的第3混合动力车辆的控制装置,在第1混合动力车辆的控制装置所选择的功率运行侧的最终MG转矩候补值、与第2混合动力车辆的控制装置所选择的发电侧的最终MG转矩候补值内、最终选择0MG转矩基准的合计供给功率变化量较小的一方,并设定为针对MG的指令转矩,因此,能进一步降低发动机MG整体中的能量消耗量。
附图说明
图1是实施方式1所涉及的混合动力车辆的简要结构图。
图2是实施方式1所涉及的混合动力车辆的控制装置的框图。
图3是用于说明与实施方式1所涉及的候补编号i相对应且存储于存储装置的运算值的图。
图4是说明实施方式1所涉及的发动机的燃料消耗率的映射数据的示例的图。
图5是说明实施方式1所涉及的MG的转换效率的映射数据的示例的图。
图6是说明实施方式1所涉及的功率运行侧变化量上限值及发电侧变化量上限值的设定数据的图。
图7是说明实施方式1所涉及的功率运行侧MG转矩上限值及发电侧MG转矩上限值的设定数据的图。
图8是说明实施方式1所涉及的功率运行侧的指令转矩选择处理的表现的图。
图9是说明实施方式1所涉及的发电侧的指令转矩选择处理的表现的图。
具体实施方式
实施方式1.
参照附图对实施方式1所涉及的混合动力车辆的控制装置106(以下简称为控制装置106)进行说明。图1是本实施方式所涉及的混合动力车辆的整体简要结构图。混合动力车辆具有发动机101和电动发电机102(以下称为MG102),以作为车轮109的驱动力源。
1.混合动力车辆的结构
发动机101是内燃机,将因提供到气缸内的燃料的燃烧而产生的转矩输出至曲柄轴111。发动机101包括提供燃料的喷射器、对提供至气缸的吸入空气量进行调整的电动节气门、对气缸内的混合气体进行点火的点火线圈等各种致动器、以及曲柄轴角度传感器、气流传感器等各种传感器,这些设备与控制装置106相连接。
MG102采用交流同步MG,定子具备三相绕组,转子具备励磁绕组。转子可以具备永磁体,以代替励磁绕组。MG102具备在三相绕组与蓄电装置105之间进行功率转换的逆变器。MG102能输出功率运行转矩和发电转矩。
MG102具备对MG102进行控制的MG控制装置114。MG102包括检测转子的旋转角度的旋转角度传感器、检测流过三相绕组的电流的电流传感器、检测直流电源的电压的电压传感器等,这些设备与MG控制装置114相连接。MG控制装置114具备MG控制部213(参照图2),MG控制部213对逆变器所具备的多个开关元件、以及使针对励磁绕组的电力供给导通断开的开关元件进行开关控制,以使得MG102输出从控制装置106传输来的指令转矩。与后述的控制装置106同样地,MG控制装置114包括CPU等运算处理装置、RAM和ROM等存储装置、输入装置、输出装置、通信装置等。
混合动力车辆具备与MG102进行电能转换的蓄电装置105。蓄电装置105对MG102所发出的电力进行蓄电,并将电力提供给混合动力车辆所具备的各种电负载。蓄电装置105例如使用铅蓄电池、锂离子电池、镍氢电池、双电层电容器等。另外,蓄电装置105可以设有对直流电压进行升压或降压的直流功率转换器。蓄电装置105设有检测充放电电流的电流传感器,电流传感器与控制装置106相连接。
本实施方式中,MG的输出轴112经由传动皮带机构113,以固定的滑轮比(PulleyRatio)Rply连结至发动机101的曲柄轴111。传动皮带机构113由连结至曲柄轴111的滑轮113a、连结至MG的输出轴112的滑轮113b、以及架设在2个滑轮间的皮带113c构成。发动机101和MG102的合计驱动力被传输至曲柄轴111。
混合动力车辆具有变速器104。变速器104对传输至输入轴的旋转驱动力进行变速,并将其传输至传动轴107。输入轴与曲柄轴111相连结。变速器104采用有级或无级的自动变速器。变速器104包括油压控制电磁阀等致动器、以及换挡位置传感器等传感器,这些设备与控制装置106相连接。传动轴107经由差动装置108和2个驱动轴110连结至左右2个车轮109。
2.控制装置的结构
如图2所示,控制装置106包括传动轴转矩运算部201、转矩候补值设定部202、发动机供给功率运算部203、MG供给功率运算部204、合计供给功率运算部205、发动机供给变化量运算部206、MG供给变化量运算部207、合计供给变化量运算部208、供给变化量比率运算部209、指令转矩选择部210、发动机控制部211、变速器控制部212等控制部。控制装置106的各控制部201至212等利用控制装置106所具备的处理电路来实现。具体而言,控制装置106包括CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)等运算处理装置(计算机)、与运算处理装置进行数据交换的存储装置、将外部的信号输入至运算处理装置的输入电路、将信号从运算处理装置输出至外部的输出电路、与MG控制装置114等外部的控制装置进行通信的通信电路等,以作为处理电路。作为存储装置,可以具备RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)和ROM(Read Only Memory:只读存储器)等。输入电路连接有各种传感器等,具备将这些传感器的输出信号输入至运算处理装置的A/D转换器等。此外,输出电路连接有电负载,并具备将控制信号从运算处理装置输出至这些电负载的驱动电路等。
控制装置106所具备的各控制部201至212等的各功能通过由运算处理装置执行存储于ROM等存储装置的软件(程序),并与存储装置、输入电路、输出电路及通信装置等控制装置106的其它硬件进行协作来实现。另外,各控制部201至212等使用的设定值、映射数据等设定数据作为软件(程序)的一部分存储在ROM等存储装置中。此外,各控制部201至212等所计算出的转矩候补值、功率、功率变化量及功率变化量比率等各运算值及各检测值的数据存储于RAM等可改写的存储装置。
输入电路连接有曲柄角度传感器、气流传感器等发动机101的传感器、换挡位置传感器等变速器104的传感器、油门位置传感器、车速传感器及充放电电流传感器等。控制装置106基于各传感器的输出信号,检测发动机(曲柄轴111)的旋转角度及转速Neng、发动机的吸入空气量、换挡位置、油门位置、车辆速度、向蓄电装置105的充放电电流等驾驶状态。控制装置106基于蓄电装置105的充放电电流,来推测蓄电装置105的充电量SOC。
输出电路连接有喷射器、点火线圈、电动节气门等发动机101的致动器、油压控制电磁阀等变速器104的致动器,控制装置106基于指令值来驱动各致动器。
发动机控制部211对用于实现从指令转矩选择部210传输得到的发动机的指令转矩的吸入空气量、燃料喷射量、点火时期等进行计算,并基于所检测出的发动机的驾驶状态来控制电动节气门、喷射器、点火线圈等,以实现上述这些项目。
变速器控制部212基于换挡位置及车辆速度等来运算目标变速级或目标变速比,并对油压控制电磁阀等进行控制,以实现目标变速级或目标变速比。
2-1.发动机MG指令转矩运算控制
2-1-1.传动轴转矩运算部201
传动轴转矩运算部201对传动轴转矩Tsum进行运算,所述传动轴转矩Tsum是从发动机101和MG102传输至与车轮109相连结的传动轴的指令转矩。本实施方式中,传动轴设为曲柄轴111。传动轴转矩运算部201基于油门位置及车辆速度等来运算传动轴转矩Tsum。
2-1-2.转矩候补值设定部202
转矩候补值设定值202设定包含0的多个针对MG102的指令转矩的候补值即MG转矩候补值Tmg_c。本实施方式中,转矩候补值设定部202设定多个功率运行侧的0以上的MG转矩候补值Tmg_c,并设定多个发电侧的0以下的MG转矩候补值Tmg_c。
另外,MG转矩候补值Tmg_c和各MG转矩被换算为传输至传动轴即曲柄轴111的MG转矩,成为对传输至MG的输出轴的转矩乘以传动皮带机构113的滑轮比Rply而得到的值。滑轮比Rply成为用发动机侧的滑轮113a的直径除以MG侧的滑轮113b的直径而得到的值。
转矩候补值设定部202在从负值的发电侧下限转矩Tmg_min到正值的功率运行侧上限转矩Tmg_max之间设定包含0的多个MG转矩候补值Tmg_c。发电侧下限转矩Tmg_min和功率运行侧上限转矩Tmg_max是MG102所能输出的最大限度的发电转矩及功率运行转矩,并根据MG的转速Nmg来设定。转矩候补值设定部202将对发动机的转速Neng乘以滑轮比Rply而得到的值作为MG的转速Nmg来进行运算。
如下式所示,以发电侧候补数Ng划分Tmg_min~0的发电侧的转矩范围,设定Ng个发电侧的MG转矩候补值Tmg_c,并以功率运行侧候补数Nm划分0~Tmg_max的功率运行侧的转矩范围,设定Nm个功率运行侧的MG转矩候补值Tmg_c。由此,MG转矩候补值Tmg_c的个数成为对功率运行侧的Nm个、发电侧的Ng个以及0转矩的1个进行合计而得到的Nm+Ng+1。各MG转矩候补值Tmg_c利用候补编号i进行管理,候补编号i从-Ng逐个增加到Nm,i=-Ng时Tmg_c=Tmg_min,i=0时Tmg_c=0,i=Nm时Tmg_c=Tmg_max。各MG转矩候补值Tmg_c如图3所示,与各候补编号i相对应,并存储在控制装置106的RAM等可改写的存储装置中。
i=-Ng,-Ng+1,...,0,...,Nm-1,Nm
1)在i<0的发电侧的情况下
Tmg_c[i]=Tmg_min/Ng×(-i)
2)在i=0的转矩0的情况下
Tmg_c[i]=0
3)在i>0的功率运行侧的情况下
Tmg_c[i]=Tmg_max/Nm×i ···(1)
对于多个MG转矩候补值Tmg_c的每一个,转矩候补值设定值202设定发动机转矩候补值Teng_c,该发动机转矩候补值Teng_c是针对实现传动轴转矩Tsum的发动机的指令转矩的候补值。具体而言,如下式所示,对于各候补编号i,转矩候补值设定部202将从传动轴转矩Tsum中减去MG转矩候补值Tmg_c而得的值设定为发动机转矩候补值Teng_c。在发动机转矩候补值Teng_c不在发动机所能输出的转矩的范围内的情况下,将该发动机转矩候补值Teng_c和MG转矩候补值Tmg_c从候补值中排除。各发动机转矩候补值Teng_c如图3所示,与各候补编号i相对应,并存储在控制装置106的RAM等可改写的存储装置中。以下所说明的各运算值也如图3所示那样,同样地与各候补编号i相对应地存储于RAM等。
Teng_c[i]=Tsum-Tmg_c[i]···(2)
2-1-3.发动机供给功率运算部203
对于多个MG转矩候补值Tmg_c的每一个,发动机供给功率运算部203基于当前的发动机的转速Neng和发动机的燃料消耗率Feng来对发动机供给燃料功率Peng_s进行运算,所述发动机供给燃料功率Peng_s是为了实现与MG转矩候补值Tmg_c对应的发动机转矩候补值Teng_c而提供给发动机101的燃料的功率。
本实施方式中,如下式所示,对于各候补编号i,发动机供给功率运算部203基于当前的发动机的转速Neng[r/min]来对发动机输出功率Peng_o[kW]进行运算,所述发动机输出功率Peng_o[kW]是根据发动机转矩候补值Teng_c[Nm]而输出至曲柄轴111的机械能。
Peng_o[i]=Teng_c[i]×(Neng×2π/60)/1000···(3)
然后,如下式所示,对于各候补编号i,发动机供给功率运算部203参照预先设定了发动机转矩、发动机的转速Neng及发动机的燃料消耗率Feng之间的关系的映射数据MAPfeng,来对与发动机转矩候补值Teng_c和当前的发动机的转速Neng相对应的发动机的燃料消耗率Feng[g/kW·h]进行运算。
Feng[i]=MAPfeng(Teng_c[i],Neng)···(4)
图4中,示出映射数据MAPfeng的设定值的示例。发动机的燃料消耗率Feng的设定值用等高线来表示。
如下式所示,对于各候补编号i,发动机供给功率运算部203基于发动机的燃料消耗率Feng[g/kW·h]和燃料的单位发热量Cfuel[kJ/g],将发动机输出功率Peng_o[kW]转换为发动机供给燃料功率Peng_s[kW]。
Peng_s[i]=Peng_o[i]×Feng[i]×Cfuel/3600···(5)
2-1-4.MG供给功率运算部204
对于多个MG转矩候补值Tmg_c的每一个,MG供给功率运算部204基于当前的MG的转速Nmg和MG的转换效率Fmg来对MG供给电功率Pmg_s进行运算,所述MG供给电功率Pmg_s是为了实现MG转矩候补值Tmg_c而由MG102进行转换的电能。
本实施方式中,如下式所示,对于各候补编号i,MG供给功率运算部204基于当前的MG的转速Nmg[r/min]来对MG输出功率Pmg_o[kW]进行运算,所述MG输出功率Pmg_o[kW]是根据MG转矩候补值Tmg_c[Nm]而输出至曲柄轴111的机械能。
Pmg_o[i]=Tmg_c[i]×(Nmg/Rply×2π/60)/1000
Nmg=Neng×Rply···(6)
MG的转速Nmg成为对发动机的转速Neng乘以滑轮比Rply而得到的值,因此,使用发动机的转速Neng来代替MG的转速Nmg。另外,MG转矩候补值Tmg_c已经被换算为传输至曲柄轴111的转矩,因此,可以不乘以滑轮比Rply。
然后,如下式所示,对于各候补编号i,MG供给功率运算部204参照预先设定了MG转矩、MG的转速Nmg及MG的转换效率Fmg之间的关系的映射数据MAPfmg,来运算与MG转矩候补值Tmg_c和当前的MG的转速Nmg相对应的MG的转换效率Fmg。这里,映射数据MAPfmg根据传输至MG的输出轴112的MG转矩来设定,因此,将MG转矩候补值Tmg_c除以滑轮比Rply,来换算为传输至MG的输出轴112的转矩。
Fmg[i]=MAPfmg(Tmg_c[i]/Rply,Nmg)···(7)
图5中,示出映射数据MAPfmg的设定值的示例。MG的转换效率Fmg的设定值用等高线来表示。
如下式所示,对于各候补编号i,MG供给功率运算部204基于MG的转换效率Fmg,将MG输出功率Pmg_o[kW]转换为MG供给电功率Pmg_s[kW]。这里,功率运行侧的MG的转换效率Fmg成为将输出功率除以电功率而得到的值,发电侧的MG的转换效率Fmg成为将电功率除以输出功率而得到的值。因此,在功率运行侧,将MG输出功率Pmg_o除以MG的转换效率Fmg,在发电侧,对MG输出功率Pmg_o乘以MG的转换效率Fmg。
1)在Tmg_c[i]≥0的功率运行侧的情况下
Pmg_s[i]=Pmg_o[i]/Fmg[i]
2)在Tmg_c[i]<0的发电侧的情况下
Pmg_s[i]=Pmg_o[i]×Fmg[i] ···(8)
2-1-5.合计供给功率运算部205
如下式所示,对于多个MG转矩候补值Tmg_c的每一个(对于各候补编号i),合计供给功率运算部205将对应于MG转矩候补值Tmg_c的MG供给电功率Pmg_s、与对应于MG转矩候补值Tmg_c的发动机供给燃料功率Peng_s的合计值作为合计供给功率Psum_s来进行运算。
Psum_s[i]=Pmg_s[i]+Peng_s[i]···(9)
2-1-6.发动机供给变化量运算部206
如下式所示,对于多个MG转矩候补值Tmg_c的每一个(对于各候补编号i),发动机供给变化量运算部206将从对应于MG转矩候补值Tmg_c的发动机供给燃料功率Peng_s中减去对应于0的MG转矩候补值Tmg_c[0]的发动机供给燃料功率Peng_s[0]后得到的值作为0MG转矩基准的发动机供给燃料功率变化量DPeng0_s来进行运算。
DPeng0_s[i]=Peng_s[i]-Peng_s[0]···(10)
在功率运行侧,随着MG转矩候补值Tmg_c从0起增加,0MG转矩基准的发动机供给燃料功率变化量DPeng0_s从0起减少,与MG转矩为0的情况相比,消耗燃料能量减少(参照图8)。在发电侧,随着MG转矩候补值Tmg_c从0起减少,0MG转矩基准的发动机供给燃料功率变化量DPeng0_s从0起增加,与MG转矩为0的情况相比,消耗燃料能量增加(参照图9)。
2-1-7.MG供给变化量运算部207
如下式所示,对于多个MG转矩候补值Tmg_c的每一个(对于各候补编号i),MG供给变化量运算部207将从对应于MG转矩候补值Tmg_c的MG供给电功率Pmg_s中减去对应于0的MG转矩候补值Tmg_c[0]的MG供给电功率Pmg_s[0]后得到的值作为0MG转矩基准的MG供给电功率变化量DPmg0_s来进行运算。
DPmg0_s[i]=Pmg_s[i]-Pmg_s[0]···(11)
在功率运行侧,随着MG转矩候补值Tmg_c从0起增加,0MG转矩基准的MG供给电功率变化量DPmg0_s从0起增加,与MG转矩为0的情况相比,耗电量增加(参照图8)。在发电侧,随着MG转矩候补值Tmg_c从0起减少,0MG转矩基准的MG供给电功率变化量DPmg0_s从0起减少,与MG转矩为0的情况相比,耗电量增加(参照图9)。
2-1-8.合计供给变化量运算部208
如下式所示,对于多个MG转矩候补值Tmg_c的每一个(对于各候补编号i),合计供给变化量运算部208将从对应于MG转矩候补值Tmg_c的合计供给功率Psum_s中减去对应于0的MG转矩候补值Tmg_c[0]的合计供给功率Psum_s[0]后得到的值作为0MG转矩基准的合计供给功率变化量DPsum0_s来进行运算。
DPsum0_s[i]=Psum_s[i]-Psum_s[0]···(12)
在功率运行侧,随着0MG转矩基准的合计供给功率变化量DPsum0_s从0起减少,与MG转矩为0的情况相比,发动机MG整体中的能量消耗量减少(参照图8)。一般,MG的功率运行侧的能量转换效率比发动机的能量转换效率要高,因此,随着使MG的功率运行转矩增加,转换效率较差的发动机转矩减少,发动机MG整体中的能量消耗量减少。在发电侧,随着0MG转矩基准的合计供给功率变化量DPsum0_s从0起增加,与MG转矩为0的情况相比,发动机MG整体中的能量消耗量增加(参照图9)。一般,MG的发电侧的能量转换效率比发动机的能量转换效率要高,因此,随着使MG的发电转矩减少,转换效率较差的发动机转矩增加,发动机MG整体中的能量消耗量增加。
2-1-9.供给变化量比率运算部209
对于多个MG转矩候补值Tmg_c的每一个(对于各候补编号i),供给变化量比率运算部209对相对供给功率变化量比率RDP0_s进行运算,所述相对供给功率变化量比率RDP0_s是与MG转矩候补值Tmg_c对应的0MG转矩基准的发动机供给燃料功率变化量DPeng0_s相对于与MG转矩候补值Tmg_c对应的0MG转矩基准的MG供给电功率变化量DPmg0_s的比率。
RDP0_s[i]=DPeng0_s[i]/(DPmg0_s[i]×-1)···(13)
通过乘以-1,相对供给功率变化量比率RDP0_s在功率运行侧和发电侧均成为正值,相当于绝对值。在功率运行侧,相对供给功率变化量比率RDP0_s越大,则发动机的消耗燃料能量的减少量相对于MG的耗电量的增加量的比率越大,表示能通过增加MG的功率运行转矩来高效地降低发动机的燃料消耗。由此,在功率运行侧,相对供给功率变化量比率RDP0_s越大越好(参照图8)。在发电侧,相对供给功率变化量比率RDP0_s越小,则发动机的消耗燃料能量的增加量相对于MG的电力发电量的增加量的比率越小,表示能通过增加发动机的燃料消耗来高效地使MG的发电量增加。由此,在发电侧,相对供给功率变化量比率RDP0_s越小越好(参照图9)。
2-1-10.指令转矩选择部210
2-1-10-1.功率运行侧的选择
指令转矩选择部210从功率运行侧的0以上的多个MG转矩候补值Tmg_c中选择0MG转矩基准的合计供给功率变化量DPsum0_s在设定为0以下的功率运行侧变化量上限值UPDP_sm以下的MG转矩候补值Tmg_c,并在所选择的MG转矩候补值Tmg_c内选择相对供给功率变化量比率RDP0_s的绝对值为最大的MG转矩候补值Tmg_c,以作为功率运行侧的最终MG转矩候补值Tmg_cfm。
根据该结构,通过使MG进行功率运行,从而与MG转矩为0的情况相比,能选择发动机MG整体的能量消耗量比功率运行侧变化量上限值UPDP_sm要低的MG转矩候补值Tmg_c(参照图8)。如上所述,一般情况下,随着使MG的功率运行转矩增加,转换效率较差的发动机转矩减少,发动机MG整体中的能量消耗量减少。由此,通过使功率运行侧变化量上限值UPDP_sm减小,从而能使所选择的MG转矩候补值Tmg_c的最小值增大,能将较小的功率运行转矩从选择中排除。通过使功率运行侧变化量上限值UPDP_sm增大,从而能使所选择的MG转矩候补值Tmg_c的最小值减小,能将较小的功率运行转矩包含在选择中。由此,根据使用了功率运行侧变化量上限值UPDP_sm的选择,设定至少使发动机MG整体的能量消耗量从功率运行转矩减少到何种程度,由此,能设定至少使功率运行转矩增加到何种程度。
然后,在所选择的MG转矩候补值Tmg_c内,选择相对供给功率变化量比率RDP0_s的绝对值为最大的MG转矩候补值Tmg_c,由此,能在所选择的MG转矩候补值Tmg_c中选择如下MG转矩候补值Tmg_c来作为功率运行侧的最终MG转矩候补值Tmg_cfm,上述MG转矩候补值Tmg_c能通过增加MG的功率运行转矩来最高效地降低发动机的燃料消耗。
本实施方式中,指令转矩选择部210从功率运行侧的0以上的多个MG转矩候补值Tmg_c中选择0MG转矩基准的合计供给功率变化量DPsum0_s在功率运行侧变化量上限值UPDP_sm以下、且MG转矩候补值Tmg_c在设定为0以上的功率运行侧MG转矩上限值UPTmg_m以下的MG转矩候补值Tmg_c,并在所选择的MG转矩候补值Tmg_c内选择相对供给功率变化量比率RDP0_s的绝对值为最大的MG转矩候补值,以作为功率运行侧的最终MG转矩候补值Tmg_cfm。
根据该结构,能进一步将所选择的MG转矩候补值Tmg_c限制在功率运行侧MG转矩上限值UPTmg_m以下,能设定功率运行转矩的上限(参照图8)。此外,能限制蓄电装置105的放电电流。
另外,在不存在满足条件的功率运行侧的MG转矩候补值Tmg_c的情况下,功率运行侧的最终MG转矩候补值Tmg_cfm不被选择,且不存在。
<与SOC相对应的阈值的变化>
此外,本实施方式中,随着蓄电装置105的充电量SOC的减少,指令转矩选择部210使功率运行侧变化量上限值UPDP_sm减少。指令转矩选择部210参照预先设定了图6的示例所示那样的充电量SOC与功率运行侧变化量上限值UPDP_sm之间的关系的映射数据,来运算与当前的充电量SOC对应的功率运行侧变化量上限值UPDP_sm。
如上所述,充电量SOC基于蓄电装置105的充放电电流来进行推测,并设为充电量相对于蓄电装置105的充电容量的比率。如上所述,在充电量SOC较小的情况下,通过使功率运行侧变化量上限值UPDP_sm变小,从而难以满足0MG转矩基准的合计供给功率变化量DPsum0_s在功率运行侧变化量上限值UPDP_sm以下的条件,满足条件的期间减少,即功率运行期间减少,因此,能使能量消耗量减少。另一方面,在充电量SOC较大的情况下,通过使功率运行侧变化量上限值UPDP_sm变大,从而容易满足0MG转矩基准的合计供给功率变化量DPsum0_s在功率运行侧变化量上限值UPDP_sm以下的条件,满足条件的期间增加,即功率运行期间增加,因此,能灵活运用蓄电装置105的能量并高效地降低发动机的燃料消耗。
随着蓄电装置105的充电量SOC的减少,指令转矩选择部210使功率运行侧MG转矩上限值UPTmg_m减少。指令转矩选择部210参照预先设定了图7的示例所示那样的充电量SOC与功率运行侧MG转矩上限值UPTmg_m之间的关系的映射数据,来运算与当前的充电量SOC对应的功率运行侧MG转矩上限值UPTmg_m。
若使功率运行侧MG转矩上限值UPTmg_m减少,则所选择的功率运行侧的MG转矩候补值Tmg_c的最大值变小。由此,在充电量SOC较小的情况下,能将较大的功率运行转矩从选项中排除来抑制蓄电装置105的过放电。在充电量SOC较大的情况下,能将较大的功率运行转矩包含在选项中来使蓄电装置105的放电电流增加,并使发动机MG整体中的能量消耗量减少。由此,能在充电量SOC较小的情况下防止蓄电装置105的过放电,并能在充电量SOC较大的情况下使能量消耗量减少。
指令转矩选择部210在充电量SOC在预先设定的功率运行禁止充电量(图7的示例中,40%)以下的情况下,使功率运行侧MG转矩上限值UPTmg_m减少至0。若功率运行侧MG转矩上限值UPTmg_m成为0,则没有所选择的功率运行侧的MG转矩候补值Tmg_c,功率运行侧的最终MG转矩候补值Tmg_cfm变得不存在。由此,若充电量SOC降低,则能禁止MG的功率运行动作来进行发电动作,并能抑制蓄电装置105过放电的情况。
<功率运行侧的选择处理的表现>
使用图8来说明功率运行侧的指令转矩选择处理的表现的示例。MG转矩候补值Tmg_c从0逐一增加到10。随着MG转矩候补值Tmg_c从0起增加,发动机供给燃料功率Peng_s减少,MG供给电功率Pmg_s增加。由于能量转换效率较差的发动机转矩减少,能量转换效率较好的MG转矩增加,因此,发动机MG整体中的能量转换效率提高,合计供给功率Psum_s减小。
因此,随着MG转矩候补值Tmg_c从0起增加,0MG转矩基准的合计供给功率变化量DPsum0_s从0起减少。随着MG转矩候补值Tmg_c从0起增加,相对供给功率变化量比率RDP0_s在增加后减少。其原因在于,如图4所示,即使以相同的转速使发动机转矩变化,发动机的燃料消耗率Feng也变化,且如图5所示,即使以相同的转速使MG转矩变化,MG的转换效率Fmg也变化,因此,相对供给功率变化量比率RDP0_s根据发动机的燃料消耗率Feng与MG的转换效率Fmg的平衡而增减。相对供给功率变化量比率RDP0_s越大,则发动机的消耗燃料能量的减少量相对于MG的耗电量的增加量的比率越大,能通过增加MG的功率运行转矩来高效地降低发动机的燃料消耗。
从功率运行侧的多个MG转矩候补值Tmg_c中选择0MG转矩基准的合计供给功率变化量DPsum0_s在功率运行侧变化量上限值UPDP_sm以下的4[Nm]以上的MG转矩候补值Tmg_c。根据使用了功率运行侧变化量上限值UPDP_sm的选择,能设定使发动机MG整体的能量消耗量至少降低到何种程度。若随着充电量SOC的减少使功率运行侧MG转矩上限值UPTmg_m减少,则在充电量SOC较小的情况下,能将较大的功率运行转矩从选项中排除来抑制蓄电装置105的过放电,而在充电量SOC较大的情况下,能将较大的功率运行转矩包含在选项中来使蓄电装置105的放电电流增加,并使发动机MG整体中的能量消耗量减少。
此外,进一步选择MG转矩候补值Tmg_c在功率运行侧MG转矩上限值UPTmg_m以下的8[Nm]以下的MG转矩候补值Tmg_c,能设定功率运行转矩的上限。若随着蓄电装置105的充电量SOC的减少使功率运行侧MG转矩上限值UPTmg_m减少,则在充电量SOC较小的情况下,能将较大的功率运行转矩从选项中排除来抑制蓄电装置105的过放电,而在充电量SOC较大的情况下,能将较大的功率运行转矩包含在选项中来使蓄电装置105的放电电流增加,并使发动机MG整体中的能量消耗量减少。
然后,在所选择的MG转矩候补值Tmg_c内,选择相对供给功率变化量比率RDP0_s为最大的6[Nm]的MG转矩候补值Tmg_c,以作为功率运行侧的最终MG转矩候补值Tmg_cfm。由此,能在所选择的MG转矩候补值Tmg_c中选择如下MG转矩候补值Tmg_c来作为功率运行侧的最终MG转矩候补值Tmg_cfm,上述MG转矩候补值Tmg_c能通过增加MG的功率运行转矩来最高效地降低发动机的燃料消耗。
2-1-10-2.发电侧的选择
指令转矩选择部210从发电侧的0以下的多个MG转矩候补值Tmg_c中选择0MG转矩基准的合计供给功率变化量DPsum0_s在设定为0以上的发电侧变化量上限值UPDP_sg以下的MG转矩候补值Tmg_c,并在所选择的MG转矩候补值Tmg_c内选择相对供给功率变化量比率RDP0_s的绝对值为最小的MG转矩候补值,以作为发电侧的最终MG转矩候补值Tmg_cfg。
根据该结构,通过使MG进行发电,从而与MG转矩为0的情况相比,能选择发动机MG整体的能量消耗量在发电侧变化量上限值UPDP_sg以下中增加的MG转矩候补值Tmg_c(参照图9)。如上所述,一般情况下,随着使MG的发电转矩减少,转换效率较差的发动机转矩增加,发动机MG整体中的能量消耗量增加。通过使发电侧变化量上限值UPDP_sg增大,从而能使所选择的MG转矩候补值Tmg_c的最小值减小,能将较小的发电转矩包含在选择中。通过使发电侧变化量上限值UPDP_sg减小,从而能使所选择的MG转矩候补值Tmg_c的最小值增大,能将较小的发电转矩从选择中排除。由此,根据使用了发电侧变化量上限值UPDP_sg的选择,设定至少使发动机MG整体的能量消耗量从发电转矩增加到何种程度,由此,能设定至少使发电转矩减少到何种程度。此外,能限制蓄电装置105的充电电流。
然后,选择相对供给功率变化量比率RDP0_s的绝对值为最小的MG转矩候补值,由此,能在所选择的MG转矩候补值Tmg_c中选择如下MG转矩候补值Tmg_c来作为发电侧的最终MG转矩候补值Tmg_cfg,上述MG转矩候补值Tmg_c能通过增加发动机的燃料消耗来最高效地增加MG的发电量。
本实施方式中,指令转矩选择部210从发电侧的0以下的多个MG转矩候补值Tmg_c中选择0MG转矩基准的合计供给功率变化量DPsum0_s在发电侧变化量上限值UPDP_sg以下、且MG转矩候补值Tmg_c在设定为0以下的发电侧MG转矩上限值UPTmg_g以下的MG转矩候补值Tmg_c,并在所选择的MG转矩候补值Tmg_c内选择相对供给功率变化量比率RDP0_s的绝对值为最小的MG转矩候补值Tmg_c,以作为发电侧的最终MG转矩候补值Tmg_cfg。
根据该结构,能进一步将所选择的MG转矩候补值Tmg_c限制在发电侧MG转矩上限值UPTmg_g以下,能设定发电转矩的上限(参照图9)。
另外,在不存在满足条件的发电侧的MG转矩候补值Tmg_c的情况下,发电侧的最终MG转矩候补值Tmg_cfg不被选择,且不存在。
<与SOC相对应的阈值的变化>
此外,本实施方式中,随着蓄电装置105的充电量SOC的减少,指令转矩选择部210使发电侧变化量上限值UPDP_sg增加。指令转矩选择部210参照预先设定了图6的示例所示那样的充电量SOC与发电侧变化量上限值UPDP_sg之间的关系的映射数据,来运算与当前的充电量SOC对应的发电侧变化量上限值UPDP_sg。
如上所述,通过使发电侧变化量上限值UPDP_sg增大,从而能使所选择的MG转矩候补值Tmg_c的最小值减小,能将较小的发电转矩包含在选择中。由此,在充电量SOC较小的情况下,能将较小的发电转矩包含在选项中来使蓄电装置105的充电电流增加。另一方面,在充电量SOC较大的情况下,能将较小的发电转矩从选项中排除来使蓄电装置105的充电电流减少,并能抑制发动机MG整体中的能量消耗量的增加。由此,能在充电量SOC较小的情况下使蓄电装置105的充电电流增加,并能在充电量SOC较大的情况下,抑制发电所引起的能量消耗量的增加。
随着蓄电装置105的充电量SOC的减少,指令转矩选择部210使发电侧MG转矩上限值UPTmg_g增加。指令转矩选择部210参照预先设定了图7的示例所示那样的充电量SOC与发电侧MG转矩上限值UPTmg_g之间的关系的映射数据,来运算与当前的充电量SOC对应的发电侧MG转矩上限值UPTmg_g。
若使发电侧MG转矩上限值UPTmg_g增加,则所选择的发电侧的MG转矩候补值Tmg_c的范围变大。由此,在充电量SOC较小的情况下,通过将接近于0的具有较大值的发电转矩包含在选项中以使得容易地满足充电条件,从而能使蓄电装置105的充电期间增加。在充电量SOC较大的情况下,通过将接近于0的具有较大值的发电转矩从选项中排除以使得不容易满足充电条件,从而能使蓄电装置105的充电期间减少,并能抑制发动机MG整体中的能量消耗量的增加。由此,能在充电量SOC较小的情况下使蓄电装置105的充电期间增加,并能在充电量SOC较大的情况下,抑制发电所引起的能量消耗量的增加。
指令转矩选择部210在充电量SOC在预先设定的发电禁止充电量(图7的示例中,80%)以上的情况下,使发电侧MG转矩上限值UPTmg_g减少至小于发电侧下限转矩Tmg_min。若发电侧MG转矩上限值UPTmg_g成为发电侧下限转矩Tmg_min,则没有所选择的发电侧的MG转矩候补值Tmg_c,发电侧的最终MG转矩候补值Tmg_cfm变得不存在。由此,若充电量SOC增加,则能禁止MG的发电动作来进行功率运行,并能抑制蓄电装置105过充电的情况。
<发电侧的选择处理的表现>
使用图9来说明发电侧的指令转矩选择处理的表现的示例。MG转矩候补值Tmg_c从0逐一减少到-10。随着MG转矩候补值Tmg_c从0起减少,MG供给电功率Pmg_s与0相比减少,发动机供给燃料功率Peng_s增加。能量转换效率较好的MG的供给功率减少,但能量转换效率较差的发动机的供给功率增加,因此,发动机MG整体中的能量转换效率变差,合计供给功率Psum_s增加。
因此,随着MG转矩候补值Tmg_c从0起减少,0MG转矩基准的合计供给功率变化量DPsum0_s从0起增加。随着MG转矩候补值Tmg_c从0起减少,相对供给功率变化量比率RDP0_s减少。相对供给功率变化量比率RDP0_s越小,则发动机的消耗燃料能量的增加量相对于MG的电力发电量的增加量的比率越小,能通过增加发动机的燃料消耗来高效地使MG的发电量增加。
从发电侧的多个MG转矩候补值Tmg_c中选择0MG转矩基准的合计供给功率变化量DPsum0_s在发电侧变化量上限值UPDP_sg以下的-4[Nm]以上的MG转矩候补值Tmg_c。根据使用了发电侧变化量上限值UPDP_sg的选择,能设定使发动机MG整体的能量消耗量至少增加到何种程度。若随着充电量SOC的减少使发电侧变化量上限值UPDP_sg增加,则在充电量SOC较小的情况下,能将较小的发电转矩包含在选项中来使蓄电装置105的充电电流增加,而在充电量SOC较大的情况下,能将较小的发电转矩从选项中排除来使蓄电装置105的充电电流减少,并抑制发动机MG整体中的能量消耗量的增加。
此外,进一步选择MG转矩候补值Tmg_c在发电侧MG转矩上限值UPTmg_g以下的-2[Nm]以下的MG转矩候补值Tmg_c,能设定发电转矩的上限。若随着蓄电装置105的充电量SOC的减少使发电侧MG转矩上限值UPTmg_g增加,则在充电量SOC较小的情况下,能将接近于0的具有较大值的发电转矩包含在选项中来使蓄电装置105的充电期间增加,而在充电量SOC较大的情况下,能将接近于0的具有较大值的发电转矩从选项中排除来使蓄电装置105的充电期间减少,并抑制发动机MG整体中的能量消耗量的增加
然后,在所选择的-4[Nm]至-2[Nm]的MG转矩候补值Tmg_c内,选择相对供给功率变化量比率RDP0_s为最小的-4[Nm]的MG转矩候补值Tmg_c,以作为发电侧的最终MG转矩候补值Tmg_cfg。由此,能在所选择的MG转矩候补值Tmg_c中选择如下MG转矩候补值Tmg_c来作为发电侧的最终MG转矩候补值Tmg_cfg,上述MG转矩候补值Tmg_c能通过增加发动机的燃料消耗来最高效地增加MG的发电量。
2-1-10-3.最终指令转矩的选择
在功率运行侧的最终MG转矩候补值Tmg_cfm存在、发电侧的最终MG转矩候补值Tmg_cfg不存在的情况下,指令转矩选择部210将功率运行侧的最终MG转矩候补值Tmg_cfm设定为最终的针对MG的指令转矩Tmg_f。
在功率运行侧的最终MG转矩候补值Tmg_cfm不存在、发电侧的最终MG转矩候补值Tmg_cfg存在的情况下,指令转矩选择部210将发电侧的最终MG转矩候补值Tmg_cfg设定为最终的针对MG的指令转矩Tmg_f。
在功率运行侧的最终MG转矩候补值Tmg_cfm与发电侧的最终MG转矩候补值Tmg_cfg存在的情况下,指令转矩选择部210将功率运行侧的最终MG转矩候补值Tmg_cfm与发电侧的最终MG转矩候补值Tmg_cfg内、0MG转矩基准的合计供给功率变化量DPsum0_s较小的一方设定为最终的针对MG的指令转矩Tmg_f。
根据该结构,在功率运行侧及发电侧的最终候补值存在的情况下,最终选择0MG转矩基准的合计供给功率变化量DPsum0_s较小的一方,因此,能进一步降低发动机MG整体中的能量消耗量。
如下式所示,指令转矩选择部210设定从传动轴转矩Tsum中减去最终的针对MG的指令转矩Tmg_f后得到的值,以作为最终的针对发动机的指令转矩Teng_f。
Teng_f=Tsum-Tmg_f···(14)
指令转矩选择部210将最终的针对MG的指令转矩Tmg_f传输至MG控制装置114的MG控制部213。然后,如上所述,MG控制装置114的MG控制部213对逆变器所具备的多个开关元件、以及对向励磁线圈的供电进行开关的开关元件进行开关控制,以使得MG102输出所传输的指令转矩Tmg_f。
指令转矩选择部210将最终的针对发动机的指令转矩Teng_f传输至发动机控制部211。然后,如上所述,发动机控制部211计算用于实现所传输的指令转矩Teng_f的吸入空气量、燃料喷射量、点火时期等,并对电动节气门、喷射器、点火线圈等进行控制,以实现上述这些项目。
[其它实施方式]
最后,对本发明的其它实施方式进行说明。另外,以下说明的各实施方式的结构并不限于分别单独地进行应用,只要不产生矛盾,也能与其它实施方式的结构相组合来进行应用。
(1)在上述实施方式1中,以如下情况为例进行了说明:控制装置106包括运算发动机的指令转矩和MG的指令转矩的传动轴转矩运算部201至指令转矩选择部210、基于发动机的指令转矩来控制发动机的发动机控制部211、以及控制变速器104的变速器控制部212,MG控制装置114具备基于MG的指令转矩来控制MG的MG控制部213。然而,本发明的实施方式并不限于此。即,传动轴转矩运算部201至指令转矩选择部210、发动机控制部211、变速器控制部212及MG控制部213可以以任意组合包括在单个或多个控制装置中。在具备多个控制装置的情况下,可以彼此将指令转矩等控制信息进行通信。例如,传动轴转矩运算部201至指令转矩选择部210可以包括在1个控制装置中,发动机控制部211、变速器控制部212及MG控制部213可以分别包括在独立的控制装置中。或者,传动轴转矩运算部201至指令转矩选择部210可以包括在1个控制装置中,发动机控制部211与变速器控制部212可以包括在1个控制装置中,MG控制部213可以包括在1个控制装置中。
(2)在上述实施方式1中,以如下情况为例进行了说明:MG的输出轴112经由传动皮带机构113连结至发动机101的曲柄轴111,曲柄轴111设为运算传动轴转矩Tsum的传动轴。然而,本发明的实施方式并不限于此。即,混合动力车辆可以具有从发动机101和MG102传输驱动力的转轴体,发动机101、MG102和转轴体之间的连结机构可以是任意机构。此外,从发动机101和MG102传输驱动力的转轴体中的任一个可以设为运算传动轴转矩Tsum的传动轴。例如,MG的转轴可以以一体旋转的方式连结至发动机的曲柄轴111与变速器104的输入轴之间的连结部,该连结部可以设为传动轴。
(3)作为蓄电装置105,可以设置14V的铅蓄电池等低电压的蓄电装置、48V的锂离子电池等高电压的蓄电装置、以及进行高电压与低电压之间的电压转换的直流功率转换器,MG102可以连接至低电压的蓄电装置,也可以连接至高电压的蓄电装置。
本申请记载了例示性的实施方式,但实施方式所记载的各种特征、形态及功能并不限于特定的实施方式的适用,能单独或以各种组合适用于实施方式。因而,可在本申请说明书所公开的技术范围内假设未举例示出的无数变形例。例如,包含对至少一个构成要素进行变形、追加或省略的情况。
Claims (9)
1.一种混合动力车辆的控制装置,对具有发动机和电动发电机来作为车轮的驱动力源的混合动力车辆进行控制,其特征在于,包括:
传动轴转矩运算部,该传动轴转矩运算部对从所述发动机和所述电动发电机传输至与所述车轮相连结的传动轴的指令转矩、即传动轴转矩进行运算;
转矩候补值设定部,该转矩候补值设定部设定包含0的多个针对功率运行侧的所述电动发电机的指令转矩的候补值、即MG转矩候补值,并且对于多个所述MG转矩候补值的每一个,设定实现所述传动轴转矩的针对所述发动机的指令转矩的候补值、即发动机转矩候补值;
发动机供给功率运算部,该发动机供给功率运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,基于当前的所述发动机的转速及所述发动机的燃料消耗率,对为了实现与所述MG转矩候补值对应的所述发动机转矩候补值而提供给所述发动机的燃料的功率、即发动机供给燃料功率进行运算;
MG供给功率运算部,该MG供给功率运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,基于当前的所述电动发电机的转速及所述电动发电机的转换效率,对为了实现所述MG转矩候补值而由所述电动发电机进行转换的电能、即MG供给电功率进行运算;
合计供给功率运算部,该合计供给功率运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,将对应于所述MG转矩候补值的所述MG供给电功率、与对应于所述MG转矩候补值的所述发动机供给燃料功率进行合计后得到的值作为合计供给功率来进行运算;
发动机供给变化量运算部,该发动机供给变化量运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,将从对应于所述MG转矩候补值的所述发动机供给燃料功率中减去对应于0的所述MG转矩候补值的所述发动机供给燃料功率后得到的值作为0MG转矩基准的发动机供给燃料功率变化量来进行运算;
MG供给变化量运算部,该MG供给变化量运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,将从对应于所述MG转矩候补值的所述MG供给电功率中减去对应于0的所述MG转矩候补值的所述MG供给电功率后得到的值作为0MG转矩基准的MG供给电功率变化量来进行运算;
合计供给变化量运算部,该合计供给变化量运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,将从对应于所述MG转矩候补值的所述合计供给功率中减去对应于0的所述MG转矩候补值的所述合计供给功率后得到的值作为0MG转矩基准的合计供给功率变化量来进行运算;
供给变化量比率运算部,该供给变化量比率运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,对对应于所述MG转矩候补值的所述0MG转矩基准的发动机供给燃料功率变化量相对于对应于所述MG转矩候补值的所述0MG转矩基准的MG供给电功率变化量的比率、即相对供给功率变化量比率进行运算;以及
指令转矩选择部,该指令转矩选择部从功率运行侧的多个所述MG转矩候补值中选择所述0MG转矩基准的合计供给功率变化量在功率运行侧变化量上限值以下的所述MG转矩候补值,并在所选择的所述MG转矩候补值内选择所述相对供给功率变化量比率的绝对值为最大的所述MG转矩候补值,以作为功率运行侧的最终MG转矩候补值,将所述功率运行侧的最终MG转矩候补值设定为最终的针对所述电动发电机的指令转矩,并将从所述传动轴转矩中减去最终的针对所述电动发电机的指令转矩后得到的值设定为最终的针对所述发动机的指令转矩。
2.一种混合动力车辆的控制装置,对具有发动机和电动发电机来作为车轮的驱动力源的混合动力车辆进行控制,其特征在于,包括:
传动轴转矩运算部,该传动轴转矩运算部对从所述发动机和所述电动发电机传输至所述车轮侧的传导轴的指令转矩、即传动轴转矩进行运算;
转矩候补值设定部,该转矩候补值设定部设定包含0的多个针对发电侧的所述电动发电机的指令转矩的候补值、即MG转矩候补值,并且对于多个所述MG转矩候补值的每一个,设定实现所述传动轴转矩的针对所述发动机的指令转矩的候补值、即发动机转矩候补值;
发动机供给功率运算部,该发动机供给功率运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,基于当前的所述发动机的转速及所述发动机的燃料消耗率,对为了实现与所述MG转矩候补值对应的所述发动机转矩候补值而提供给所述发动机的燃料的功率、即发动机供给燃料功率进行运算;
MG供给功率运算部,该MG供给功率运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,基于当前的所述电动发电机的转速及所述电动发电机的转换效率,对为了实现所述MG转矩候补值而由所述电动发电机进行转换的电能、即MG供给电功率进行运算;
合计供给功率运算部,该合计供给功率运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,将对应于所述MG转矩候补值的所述MG供给电功率、与对应于所述MG转矩候补值的所述发动机供给燃料功率进行合计后得到的值作为合计供给功率来进行运算;
发动机供给变化量运算部,该发动机供给变化量运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,将从对应于所述MG转矩候补值的所述发动机供给燃料功率中减去对应于0的所述MG转矩候补值的所述发动机供给燃料功率后得到的值作为0MG转矩基准的发动机供给燃料功率变化量来进行运算;
MG供给变化量运算部,该MG供给变化量运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,将从对应于所述MG转矩候补值的所述MG供给电功率中减去对应于0的所述MG转矩候补值的所述MG供给电功率后得到的值作为0MG转矩基准的MG供给电功率变化量来进行运算;
合计供给变化量运算部,该合计供给变化量运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,将从对应于所述MG转矩候补值的所述合计供给功率中减去对应于0的所述MG转矩候补值的所述合计供给功率后得到的值作为0MG转矩基准的合计供给功率变化量来进行运算;
供给变化量比率运算部,该供给变化量比率运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,对对应于所述MG转矩候补值的所述0MG转矩基准的发动机供给燃料功率变化量相对于对应于所述MG转矩候补值的所述0MG转矩基准的MG供给电功率变化量的比率、即相对供给功率变化量比率进行运算;以及
指令转矩选择部,该指令转矩选择部从发电侧的多个所述MG转矩候补值中选择所述0MG转矩基准的合计供给功率变化量在发电侧变化量上限值以下的所述MG转矩候补值,并在所选择的所述MG转矩候补值内选择所述相对供给功率变化量比率的绝对值为最小的所述MG转矩候补值,以作为发电侧的最终MG转矩候补值,将所述发电侧的最终MG转矩候补值设定为最终的针对所述电动发电机的指令转矩,并将从所述传动轴转矩中减去最终的针对所述电动发电机的指令转矩后得到的值设定为最终的针对所述发动机的指令转矩。
3.一种混合动力车辆的控制装置,对具有发动机和电动发电机来作为车轮的驱动力源的混合动力车辆进行控制,其特征在于,包括:
传动轴转矩运算部,该传动轴转矩运算部对从所述发动机和所述电动发电机传输至所述车轮侧的传导轴的指令转矩、即传动轴转矩进行运算;
转矩候补值设定部,该转矩候补值设定部设定包含0的多个针对功率运行侧及发电侧的所述电动发电机的指令转矩的候补值、即MG转矩候补值,并且对于多个所述MG转矩候补值的每一个,设定实现所述传动轴转矩的针对所述发动机的指令转矩的候补值、即发动机转矩候补值;
发动机供给功率运算部,该发动机供给功率运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,基于当前的所述发动机的转速及所述发动机的燃料消耗率,对为了实现与所述MG转矩候补值对应的所述发动机转矩候补值而提供给所述发动机的燃料的功率、即发动机供给燃料功率进行运算;
MG供给功率运算部,该MG供给功率运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,基于当前的所述电动发电机的转速及所述电动发电机的转换效率,对为了实现所述MG转矩候补值而由所述电动发电机进行转换的电能、即MG供给电功率进行运算;
合计供给功率运算部,该合计供给功率运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,将对应于所述MG转矩候补值的所述MG供给电功率、与对应于所述MG转矩候补值的所述发动机供给燃料功率进行合计后得到的值作为合计供给功率来进行运算;
发动机供给变化量运算部,该发动机供给变化量运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,将从对应于所述MG转矩候补值的所述发动机供给燃料功率中减去对应于0的所述MG转矩候补值的所述发动机供给燃料功率后得到的值作为0MG转矩基准的发动机供给燃料功率变化量来进行运算;
MG供给变化量运算部,该MG供给变化量运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,将从对应于所述MG转矩候补值的所述MG供给电功率中减去对应于0的所述MG转矩候补值的所述MG供给电功率后得到的值作为0MG转矩基准的MG供给电功率变化量来进行运算;
合计供给变化量运算部,该合计供给变化量运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,将从对应于所述MG转矩候补值的所述合计供给功率中减去对应于0的所述MG转矩候补值的所述合计供给功率后得到的值作为0MG转矩基准的合计供给功率变化量来进行运算;
供给变化量比率运算部,该供给变化量比率运算部对于多个所述MG转矩候补值的每一个,对对应于所述MG转矩候补值的所述0MG转矩基准的发动机供给燃料功率变化量相对于对应于所述MG转矩候补值的所述0MG转矩基准的MG供给电功率变化量的比率、即相对供给功率变化量比率进行运算;以及
指令转矩选择部,该指令转矩选择部从功率运行侧的多个所述MG转矩候补值中选择所述0MG转矩基准的合计供给功率变化量在功率运行侧变化量上限值以下的所述MG转矩候补值,并在所选择的所述MG转矩候补值内选择所述相对供给功率变化量比率的绝对值为最大的所述MG转矩候补值,以作为功率运行侧的最终MG转矩候补值,
所述指令转矩选择部从发电侧的多个所述MG转矩候补值中选择所述0MG转矩基准的合计供给功率变化量在发电侧变化量上限值以下的所述MG转矩候补值,并在所选择的所述MG转矩候补值内选择所述相对供给功率变化量比率的绝对值为最小的所述MG转矩候补值,以作为发电侧的最终MG转矩候补值,
所述指令转矩选择部将所述功率运行侧的最终MG转矩候补值和所述发电侧的最终MG转矩候补值内、所述0MG转矩基准的合计供给功率变化量较小的一方设定为最终的针对所述电动发电机的指令转矩,并将从所述传动轴转矩中减去最终的针对所述电动发电机的指令转矩后得到的值设定为最终的针对所述发动机的指令转矩。
4.如权利要求1或3所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
所述指令转矩选择部从功率运行侧的多个所述MG转矩候补值中选择所述0MG转矩基准的合计供给功率变化量在所述功率运行侧变化量上限值以下、且所述MG转矩候补值在功率运行侧MG转矩上限值以下的所述MG转矩候补值,并在所选择的所述MG转矩候补值内选择所述相对供给功率变化量比率的绝对值为最大的所述MG转矩候补值,以作为所述功率运行侧的最终MG转矩候补值。
5.如权利要求2或3所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
所述指令转矩选择部从发电侧的多个所述MG转矩候补值中选择所述0MG转矩基准的合计供给功率变化量在所述发电侧变化量上限值以下、且所述MG转矩候补值在发电侧MG转矩上限值以下的所述MG转矩候补值,并在所选择的所述MG转矩候补值内选择所述相对供给功率变化量比率的绝对值为最小的所述MG转矩候补值,以作为所述发电侧的最终MG转矩候补值。
6.如权利要求1、3、4中任一项所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
随着与所述电动发电机进行电能转换的蓄电装置的充电量的减少,所述指令转矩选择部使所述功率运行侧变化量上限值减少。
7.如权利要求4所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
随着与所述电动发电机进行电能转换的蓄电装置的充电量的减少,所述指令转矩选择部使所述功率运行侧MG转矩上限值减少。
8.如权利要求2、3、5中任一项所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
随着与所述电动发电机进行电能转换的蓄电装置的充电量的减少,所述指令转矩选择部使所述发电侧变化量上限值增加。
9.如权利要求5所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
随着与所述电动发电机进行电能转换的蓄电装置的充电量的减少,所述指令转矩选择部使所述发电侧MG转矩上限值增加。
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