CN103717465B

CN103717465B - 混合动力车辆的控制装置和控制方法

Info

Publication number: CN103717465B
Application number: CN201180072517.6A
Authority: CN
Inventors: 一本和宏
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-07-27
Filing date: 2011-07-27
Publication date: 2016-05-25
Anticipated expiration: 2031-07-27
Also published as: US9008883B2; WO2013014772A1; JP5913314B2; US20140156132A1; JPWO2013014772A1; CN103717465A

Abstract

混合动力车辆（10）具有停止了发动机（100）的第一行驶模式和伴随发动机（100）的工作的第二行驶模式。ECU（400）在车辆行驶期间对发动机（100）的启动和停止进行响应，从而对与发动机的间歇启动的频率相关的信息进行管理。进一步，在处于间歇启动的频率高这样的运转模式的情况下，ECU（400）执行行驶控制以使得在第一行驶模式期间发动机的启动受到抑制。由此，能够防止由于在短周期内频繁地使发动机反复停止、启动而给驾驶员带来的不适感和燃料效率的恶化。

Description

混合动力车辆的控制装置和控制方法

技术领域

本发明涉及混合动力车辆的控制装置和控制方法，更具体地说，涉及伴随发动机的间歇运转而进行行驶的混合动力车辆的行驶控制。

背景技术

在搭载有发动机和电动机作为车辆驱动力源的混合动力车辆中，存在构成为能够选择停止了发动机的行驶模式和使发动机工作的行驶模式的车辆。在这样的混合动力车辆中，当在停止了发动机的车辆行驶期间成为需要发动机的行驶状态时，自动启动发动机。并且，当再次成为不需要发动机的行驶状态时，使工作期间的发动机自动停止。即，在车辆行驶期间，使发动机自动地间歇运转。

在日本特开2009-18743号公报(专利文献1)中记载有以下控制：用于在能够利用发动机的输出来产生电池的充电电力的混合动力车辆中，在长时间停车时，减少为了电池充电而进行的发动机的启动、停止的频率。

另外，在日本特开2007-218107号公报(专利文献2)中记载有以下控制：基于用于蓄积发动机启动所使用的电力的电池的SOC(StateofCharge：充电状态)和SOH(StateofHealth：健康状态)，对是否允许执行怠速停止进行判定。尤其记载有：基于开始使用电池后的一定期间内的怠速停止的执行次数，改变用于判定是否允许怠速的SOC和SOH的阈值(专利文献2的权利要求2)。由此，抑制怠速停止的执行。

另外，在日本特开2004-186087号公报(专利文献3)中记载有：在具备了SOC在预定范围内被控制的蓄电装置的电源系统中，当SOC成为SOC控制范围的下限或下限附近的次数变多时，使蓄电装置的SOC上升。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2009-18743号公报

专利文献2：日本特开2007-218107号公报

专利文献3：日本特开2004-186087号公报

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1所记载的混合动力车辆中，不仅在怠速停止，在车辆行驶期间也通过使发动机间歇运转来实现燃料效率的改善。另一方面，当发动机的间歇启动高频率地发生时，有可能会给驾驶员带来不适感或者反而使燃料效率恶化。即，在混合动力车辆的产品性能上优选，在进行抑制以使得间歇启动的频率不会过高之后，进行用于提高燃料效率的发动机的间歇运转的控制。

针对这一点，在专利文献1中提到了对长时间停车时的发动机的间歇启动进行抑制，但没有特别考虑关于车辆行驶期间的发动机的间歇启动的频率。专利文献2中，抑制怠速停止的执行，没有考虑关于车辆行驶期间的发动机的间歇启动的频率。专利文献3中，对蓄电池的刷新(refresh)充电进行控制，没有考虑关于发动机的间歇启动的频率。

本发明是为了解决这样的问题而提出的，本发明的目的在于，在伴随发动机的间歇运转而进行行驶的混合动力车辆中，进行抑制发动机的启动、停止频率过度升高这样的行驶控制。

用于解决问题的手段

本发明的一种方式是混合动力车辆的控制装置，混合动力车辆搭载有发动机和行驶用电动机。控制装置包括行驶控制部和发动机控制部。行驶控制部构成为基于车辆的状态来选择停止了发动机的第一行驶模式和伴随发动机的工作的第二行驶模式。发动机控制部构成为：伴随从第一行驶模式向第二行驶模式的变更而启动发动机，另一方面，伴随从第二行驶模式向第一行驶模式的变更而停止发动机。进一步，行驶控制部基于与车辆行驶期间的发动机的间歇启动的频率相关的信息，对混合动力车辆的行驶进行控制，以使得：在间歇启动的频率高时，与间歇启动的频率低时相比，从第一行驶模式向第二行驶模式的变更受到抑制。

优选，当在第一行驶模式中混合动力车辆的要求功率变为比阈值高时，行驶控制部指示向第二行驶模式变更。在间歇启动的频率高时，阈值被设定为比间歇启动的频率低时高的值。

或者优选，混合动力车辆还搭载有蓄电装置和发电机构，所述蓄电装置用于蓄积在行驶用电动机输入输出的电力，所述发电机构用于利用发动机的输出来产生蓄电装置的充电电力。行驶控制部在第一行驶模式中，当蓄电装置的SOC降低至比预定值低时，启动发动机以对蓄电装置充电，并且，在第二行驶模式中，对蓄电装置的充放电进行控制，以使SOC接近控制目标。在间歇启动的频率高时，控制目标设定为比间歇启动的频率低时高。

进一步优选，信息基于车辆行驶期间的一定期间内的发动机的停止的次数而生成，以使得：次数越多，则表示间歇启动的频率越高。

或者优选，信息基于在车辆行驶期间发动机停止时的停止持续时间而生成，以使得：停止持续时间越短，则表示间歇启动的频率越高。

本发明的其他方式是一种混合动力车辆的控制方法，混合动力车辆搭载有发动机和行驶用电动机，并且构成为基于车辆的状态来选择停止了发动机的第一行驶模式和伴随发动机的工作的第二行驶模式。控制方法包括：管理步骤，在车辆行驶期间根据发动机的停止和工作，对与发动机的间歇启动的频率相关的信息进行管理；和控制步骤，基于信息对混合动力车辆的行驶进行控制，以使得：在间歇启动的频率高时，与间歇启动的频率低时相比，从第一行驶模式向第二行驶模式的变更受到抑制。

优选，控制步骤包括：指示步骤，当在第一行驶模式中混合动力车辆的要求功率变为比阈值高时，指示向第二行驶模式变更；和设定步骤，在间歇启动的频率高时，将阈值设定为比间歇启动的频率低时高的值。

或者优选，混合动力车辆还搭载有蓄电装置和发电机构，所述蓄电装置用于蓄积在行驶用电动机输入输出的电力，所述发电机构用于利用发动机的输出来产生蓄电装置的充电电力。控制步骤包括：在第一行驶模式中，当蓄电装置的SOC降低至比预定值低时，启动发动机以对蓄电装置充电；充放电控制步骤，在第二行驶模式中，对蓄电装置的充放电进行控制，以使SOC接近控制目标；以及设定步骤，在间歇启动的频率高时，将控制目标设定为比间歇启动的频率低时高。

进一步优选，管理步骤中，基于车辆行驶期间的一定期间内的发动机的停止的次数来生成信息，以使得：次数越多，则表示间歇启动的频率越高。

或者优选，管理步骤中，基于在车辆行驶期间发动机停止时的停止持续时间来生成信息，以使得：停止持续时间越短，则表示间歇启动的频率越高。

发明的效果

根据本发明，在伴随发动机的间歇运转而进行行驶的混合动力车辆中，能够抑制发动机的启动、停止频率过高。

附图说明

图1是对搭载有本发明的实施方式涉及的控制装置的混合动力车辆的结构例进行说明的框图。

图2是对图1所示的混合动力车辆的行驶控制进行说明的框图。

图3是用于对由实施方式1的混合动力车辆的行驶控制实现的第一行驶模式的控制处理进行说明的流程图。

图4是对用于判定是否需要实施方式1的发动机工作的功率阈值的设定例进行说明的概念图。

图5是用于对与由实施方式1的混合动力车辆的行驶控制实现的运转模式相应的功率阈值的设定进行说明的流程图。

图6是概念性表示发动机停止状况与间歇启动数据的关系的图。

图7是用于对由实施方式2的混合动力车辆的行驶控制实现的第二行驶模式的控制处理进行说明的流程图。

图8是对主电池的充电要求功率的算出进行概念性说明的图。

图9是用于对与由实施方式2的混合动力车辆的行驶控制实现的运转模式相应的SOC控制目标的设定进行说明的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。此外，对以下图中的相同或相当部分标注相同标号，原则上不重复其说明。

[实施方式1]

图1是对搭载有本发明的实施方式涉及的控制装置的混合动力车辆10的结构例进行说明的框图。

参照图1，混合动力车辆10包括驱动轮12、减速器14、驱动轴16、发动机100、动力分配机构200、电动发电机300A(MG(1))和电动发电机300B(MG(2))、以及蓄积电动发电机300A、300B的驱动电力的主电池310。

电动发电机300A、300B分别代表性地由永磁体型的三相交流同步机构成，且构成为能够通过转矩控制而既作为电动机又作为发电机来工作。

动力分配机构200与发动机100的输出轴、电动发电机300A的输出轴以及输出轴212连结。输出轴212与电动发电机300B的输出轴连结。进一步，在对驱动轮12进行驱动的驱动轴16与输出轴212之间设置有减速器14。由此，能够经由预定的减速比将发动机100、电动发电机300A、300B的输出轴212的旋转力向驱动轮12传递，或者相反地将驱动轮12的旋转力经由输出轴212向电动发电机300B传递。

发动机100的输出由动力分配机构200分配至输出轴212和电动发电机300A。电动发电机300A能够通过被控制成输出负转矩而作为使用了来自发动机100的动力的发电机工作。电动发电机300A的发电电力能够用于主电池310的充电和/或电动发电机300B的驱动。即，电动发电机300A与“发电机构”对应。

另外，电动发电机300A能够通过在发动机100启动时作为电动机工作而也作为发动机100的启动器发挥功能。

进一步，电动发电机300B能够在再生制动时作为发电机工作来产生主电池310的充电电力。此时，车辆的动能被变换为电能而产生再生制动力，从而使混合动力车辆10减速。

另外，由于发动机100、电动发电机300A和电动发电机300B的输出轴之间经由动力分配机构200连结，所以在行驶期间也能够通过电动发电机300A的转速控制来对发动机100的转速与输出轴212的转速之比(变速比)进行无级控制。

混合动力车辆10利用发动机100和电动发电机300B的至少任一方的动力进行行驶。因此，混合动力车辆10能够使发动机100停止并仅通过作为电动机工作的电动发电机300B的输出进行行驶。即，电动发电机300B与“行驶用电动机”对应。通常，在低速或轻负荷的行驶中，选择停止了发动机100的行驶模式(以下，也称为“第一行驶模式”)。

另一方面，当混合动力车辆10的行驶所需要的功率变高时，选择使发动机100工作的行驶模式(以下，也称为“第二行驶模式”)。在第二行驶模式中，发动机100的输出按照用于车辆行驶的功率与用于产生主电池310的充电电力的功率之和来设定。即，在第二行驶模式中，可以仅利用发动机100的输出进行行驶，也可以利用发动机100与电动发电机300A的输出之和进行行驶。

另外，当主电池310的SOC降低时，即使处于能够仅通过电动发电机300B的输出进行行驶的状态，也会为了强制性地对主电池310充电而启动发动机100。在该情况下也选择第二行驶模式。

这样，在混合动力车辆10中，根据车辆状态，选择性地适用停止了发动机100的第一行驶模式和伴随发动机100的工作的第二行驶模式。当指示从第一行驶模式向第二行驶模式变更时，发动机100伴随电动发电机300A的电动回转(motoring)而启动。另一方面，当指示从第二行驶模式向第一行驶模式变更时，发动机100停止。此时，电动发电机300A也可以输出用于使发动机100迅速停止的减速转矩。

混合动力车辆10还包括主电池310的监视单元340、升压转换器320、变换器330、MG(MotorGenerator：电动发电机)_ECU(ElectronicControlUnit：电子控制单元)402、HV(HybridVehicle：混合动力车辆)_ECU404、以及发动机ECU406。

主电池310作为“蓄电装置”的代表例而示出，代表性地由镍氢或锂离子等二次电池构成。此外，或者也可以取代二次电池而使用双电层电容器作为“蓄电装置”。监视单元340对主电池310的状态(端子间电压(电池电压)Vb、电池电流Ib、电池温度Tb等)进行监视。

变换器330进行在电动发电机300A、300B输入输出的交流电力与在主电池310输入输出的直流电力之间的双向电力变换。此外，变换器330概括性地通过一个框来记载与电动发电机300A、300B分别对应而分开设置的变换器。

升压转换器320在变换器330的直流链路电压(相当于电动发电机300A、300B的交流电压振幅)与主电池310的输出电压之间执行双向的直流电压变换。其结果，能够使电动发电机300A、300B的额定电压比主电池310的额定电压高，因此能够使马达驱动控制高效率化。

MG_ECU402根据混合动力车辆10的状态来对电动发电机300、变换器330和主电池310的充放电状态等进行控制。发动机ECU406对发动机100的工作状态进行控制。HV_ECU404对发动机ECU406和MG_ECU402等进行相互地管理控制，从而对混合动力系统整体进行控制，以使得混合动力车辆10能够以最佳效率运行。

各ECU由内置有未图示的CPU(CentralProcessingUnit)和存储器的电子控制单元构成，且构成为基于该存储器所存储的映射和程序来进行使用了各传感器的检测值的运算处理。或者，ECU的至少一部分也可以构成为通过电子电路等硬件来执行预定的数值、逻辑运算处理。

在图1中，使各ECU为独立结构，但也可以构成为统合两个以上的ECU而得到的ECU。例如，如图1的虚线所示，统合了MG_ECU402、HV_ECU404和发动机ECU406而得到的ECU400就是其中一例。在以下的说明中，不对MG_ECU402、HV_ECU404和发动机ECU406进行区别而概括性地记为ECU400。

来自车速传感器、加速开度传感器、节气门开度传感器、电动发电机300A、300B的转速传感器和电流传感器、发动机转速传感器(均未图示)以及监视单元340的、主电池310的状态值(端子间电压Vb、电池电流Ib、电池温度Tb等)或者通知异常发生的信号被输入到ECU400。

此外，主电池310也可以构成为能够通过车辆外部的电源进行充电。在该情况下，需要设置用于对主电池310的充电进行控制的充电器(未图示)，所述充电通过来自外部电源的电力进行。来自外部电源的供电也能够适用使用了充电电缆等的接触充电和经由线圈等的非接触充电的任一个。

图2是对混合动力车辆10的行驶控制进行说明的框图。此外，以图2为首的各框图中的各框的功能通过ECU400的软件处理和/或硬件处理来实现。

参照图2，ECU400包括SOC推定部410、充放电限制设定部420、间歇运转管理部430、行驶控制部450以及输出控制部460。

SOC推定部410基于主电池310的电池温度Tb、电池电流Ib和电池电压Vb的至少一部分，生成表示主电池310的剩余容量的SOC。通常，SOC以当前的剩余容量相对于满充电状态的百分率来表示。

充放电限制设定部420主要根据当前的SOC和电池温度Tb来设定充放电电力上限值Win、Wout。如后所述，混合动力车辆10的行驶被控制成：主电池310的充放电处于Win～Wout的范围。

间歇运转管理部430对发动机100的停止和启动进行响应，生成用于对车辆行驶期间的发动机100的间歇启动的程度进行管理的间歇启动数据Dint。间歇启动数据Dint是发动机100的间歇启动的频率越高则被设定为越大的定量值。即，间歇启动数据Dint越大，则表示处于越可能导致驾驶员的不适感和燃料效率的恶化的运转模式。

例如，间歇启动数据Dint通过一定期间的车辆行驶期间的发动机100的停止次数来表示。间歇启动数据Dint至少反映行驶期间(车速>0)的发动机100的停止或启动的任一方。或者，也可以除此之外进一步反映停车时的发动机100的停止(即，怠速停止)而生成间歇启动数据Dint。

或者，也可以基于发动机100停止时的停止持续时间(即，停止～再启动的时间)来生成间歇启动数据Dint。频繁地反复进行短时间的发动机停止会导致驾驶员的不适感和燃料效率的恶化升高，因此，优选进行运算以使得停止持续时间越短则间歇启动数据Dint越大。另外，还能够基于一定期间的停止次数和停止持续时间双方来生成间歇启动数据Dint。

行驶控制部450基于混合动力车辆10的状态，具体而言，基于驾驶员的加速操作和制动操作等踏板操作和车速等车辆状况，算出混合动力车辆10整体所需要的车辆驱动力(总要求功率Pttl)。

进一步，行驶控制部450基于混合动力车辆10的状态，选择第一行驶模式(发动机停止)和第二行驶模式(发动机工作)的任一方。并且，行驶控制部450将表示行驶模式的选择结果的标志MD向输出控制部460输出。如之后详细说明那样，来自间歇运转管理部430的间歇启动数据Dint反映于本实施方式的混合动力车辆的行驶控制。概括而言，行驶控制部450对混合动力车辆10的行驶进行控制，以使得：在间歇启动数据Dint大时，从第一行驶模式向第二行驶模式的变更受到抑制。

在第一行驶模式中，输出控制部460生成向电动发电机300A、300B的MG要求值和向发动机100的输出要求值，以使得：发动机100停止，并且通过电动发电机300B的输出来确保总要求功率Pttl。在第二行驶模式中，输出控制部460生成向电动发电机300A、300B的MG要求值和向发动机100的输出要求值，以使得：在进行限制以使得在主电池310的可充放电范围(Win～Wout)的范围内执行主电池310的充放电之后，确保总要求功率Pttl。

如上所述，当通过标志MD指示从第一行驶模式向第二行驶模式变更时，输出控制部460生成向电动发电机300A、300B和发动机100的输出要求值，以启动发动机100。另一方面，在通过标志MD指示从第二行驶模式向第一行驶模式变更时，输出控制部460生成向电动发电机300A、300B和发动机100的输出要求值，以停止发动机100。即，输出控制部460具有用于根据行驶模式的变更而使发动机100启动和停止的“发动机控制部”的功能。

如上所述，发动机100被ECU400(发动机ECU406)控制成按照上述输出要求值工作。另外，ECU400(MG_ECU402)对升压转换器320和变换器330进行控制，以使得电动发电机300A、300B按照MG要求值(代表性的为转矩指令值)工作。

接着，使用图3～图6，对实施方式1的混合动力车辆的行驶控制进行说明。

图3是用于对由实施方式1的混合动力车辆的行驶控制实现的第一行驶模式的控制处理进行说明的流程图。以图3为首的各流程图的各步骤的处理通过ECU400的软件处理和/或硬件处理来实现。

参照图3，ECU400通过步骤S100对是否处于发动机停止期间进行判定。在发动机工作期间(S100判定为否时)，不执行以下说明的步骤S110～S160的处理。针对第二行驶模式的控制处理在实施方式2中进行详细说明。

在处于发动机停止期间即第一行驶模式时(S100判定为是时)，执行以下的步骤S110～S160的处理。步骤S110～S160的处理与图2的行驶控制部450的功能对应。

ECU400通过步骤S110，根据车辆状态算出要求驱动转矩(Tr*)，进而基于要求驱动转矩算出混合动力车辆的总要求功率Pttl。

例如，预先确定了加速开度及车速与要求驱动转矩Tr*的关系的映射(未图示)预先存储在ECU400的内部。并且，ECU400能够基于当前的加速开度和车速，通过参照该映射来算出要求驱动转矩Tr*。

进一步，ECU400算出用于使输出轴212产生要求驱动转矩Tr*的总要求功率Pttl。例如，总要求功率Pttl按照要求驱动转矩Tr*与输出轴212的转速之积来算出。

ECU400通过步骤S120，读入由SOC推定部410推定出的主电池310的SOC。

然后，ECU400通过步骤S130，对在步骤S110算出的总要求功率Pttl与功率阈值Pth进行比较。功率阈值Pth是表示是否为了确保当前的车辆状态下的总要求功率Pttl而需要发动机100工作的阈值。

图4中示出了功率阈值Pth的设定例。

参照图4，功率阈值Pth如以实线表示的特性线470所示根据车速来设定。概括而言，在高车速时，功率阈值Pth设定为比低车速时低。另外，功率阈值Pth需要考虑主电池310的放电电力上限值Wout来设定。即，在由于主电池310的SOC降低等而使Wout降低时，使功率阈值Pth下降。功率阈值Pth越下降，则发动机100越容易启动。

再次参照图3，在Pttl＞Pth时(S130判定为是时)，ECU400使处理进入步骤S150。另一方面，在Pttl≤Pth时(S130判定为否时)，ECU400通过步骤S140，将主电池310的SOC与判定值Stl进行比较。

判定值Stl是用于对是否为了将SOC控制在预定范围内而需要强制性地对主电池310充电进行判定的阈值。在SOC＜Stl时(S140判定为是时)，ECU400使处理进入步骤S150。另一方面，在SOC≥Stl时(S140判定为否时)，使处理进入步骤S160。

在步骤S150中，ECU400为了确保总要求功率Pttl或者为了产生主电池310的充电电力而要求发动机100启动。即，指示从第一行驶模式向第二行驶模式变更。输出控制部460(图2)对此进行响应，生成电动发电机300B和发动机100的输出要求值以启动发动机100。

另一方面，在步骤S160中，由于不需要对主电池310充电且在停止了发动机100的状态下能够确保总要求功率Pttl，所以ECU400维持发动机100的停止。即，维持第一行驶模式。并且，由输出控制部460生成向电动发电机300A、300B的MG要求值，以使得在停止了发动机100的状态下确保总要求功率Pttl。

在实施方式1的混合动力车辆的行驶控制中，根据车辆行驶期间的发动机100的间歇运转涉及的运转模式(即，间歇启动数据Dint)使功率阈值Pth变化。

图5是用于对与由实施方式1的混合动力车辆的行驶控制实现的运转模式相应的功率阈值的设定进行说明的流程图。在图5中，步骤S200、S210的处理与图2的间歇运转管理部430的功能对应，步骤S220～S240的处理与图2的行驶控制部450的功能对应。

参照图5，在发动机100启动或停止时(S200判定为是时)，ECU400通过步骤S210，更新间歇启动数据Dint。如上所述，间歇启动数据Dint基于一定期间的车辆行驶期间的发动机100的停止次数和/或停止持续时间而算出。另一方面，在未检测到发动机100的启动或停止的控制周期中(S200判定为否时)，维持当前的间歇启动数据Dint。

例如，如图6所示，一定期间的间歇启动(或发动机停止)的次数越多，则间歇启动数据Dint被设定为越大的值。进一步，对于发动机停止时的停止持续期间，停止持续时间越短，则间歇启动数据Dint被设定为越大的值。如上所述，间歇启动数据Dint越大，则发动机100的停止、启动(间歇启动)以越高频率发生，表示处于越有可能导致驾驶员的不适感和燃料效率的恶化的运转模式。

再次参照图5，ECU400通过步骤S220，将间歇启动数据Dint与阈值Dth进行比较。

在Dint≤Dth时(S220判定为否时)，ECU400使处理进入步骤S230，将功率阈值Pth设定为通常值。即，按照图4的实线470，根据车速来设定功率阈值Pth。另一方面，在Dint＞Dth时(S220判定为是时)，ECU400使处理进入步骤S240，使功率阈值Pth上升至比通常大。例如，按照图4中以虚线表示的特性线475，根据车速来设定功率阈值Pth。

从图4可知，在间歇启动数据Dint大时，即，在处于发动机100的停止、启动(间歇启动)以高频率发生的运转模式时，功率阈值Pth被设定为比通常高。由此，第一行驶模式下的发动机100的启动受到抑制。其结果，车辆行驶被控制成：发动机100的间歇启动的次数受到抑制。

这样，根据本发明的实施方式1的混合动力车辆的行驶控制，在处于发动机100的间歇启动的频率高这样的运转模式的情况下，进行行驶控制以在第一行驶模式期间抑制发动机的启动，因此，能够防止由于在短周期内频繁地反复使发动机停止、启动而给驾驶员带来的不适感和燃料效率的恶化。

[实施方式2]

如也已在实施方式1中说明的那样，在第一行驶模式(发动机停止)中，当主电池310的SOC降低时也会为了强制充电而启动发动机100。在实施方式2中，对通过减少这样的强制充电的机会来抑制发动机间歇启动的频率这样的车辆控制进行说明。

图7是用于对由本发明实施方式2的混合动力车辆的行驶控制实现的第二行驶模式的控制处理进行说明的流程图。图7的步骤S300～S370的处理与图2的行驶控制部450的功能对应。另外，步骤S380的处理与图2的输出控制部460的功能对应。

参照图7，ECU400通过步骤S300，对是否处于发动机工作期间进行判定。在发动机停止期间(S300判定为否时)，不执行以下说明的步骤S310～S380的处理。如已经说明的那样，在处于第一行驶模式时，按照图3所示的流程图来选择行驶模式。另外，在实施方式1中，在选择第二行驶模式时也执行图7的流程图所示的控制处理。

ECU400通过步骤S310，根据车辆状态算出要求驱动转矩Tr*。例如，与步骤S110(图3)同样地，作为车速和加速开度的函数，根据车辆状态算出要求驱动转矩Tr*。

ECU400通过步骤S320，求出主电池310的充电要求功率Pchg。

如图8所示，充电要求功率Pchg基本上根据主电池310的SOC而设定。在通常时，按照特性线480来设定充电要求功率Pchg，以使得SOC维持在以控制目标S0为中心的一定的范围内。

具体而言，在SOC比控制目标S0低的区域中(SOC＜S0)，为了对主电池310充电而将充电要求功率Pchg设定为正值(Pchg＞0)。与此相对，在SOC比控制目标高的区域中(SOC＞S0)，充电要求功率Pchg被设定为负值(Pchg＜0)，以使得要求主电池310放电。

另外，在SOC与控制目标一致时，设定为Pchg＝0，因此，作为充放电控制既不要求充电也不要求放电。此外，在图8中，将控制目标S0设为单一的SOC值，但也可以将一定的SOC范围作为控制目标。

再次参照图7，ECU400通过步骤S330，算出混合动力车辆的总要求功率Pttl。例如，按照下述(1)式来算出总要求功率Pttl。在第二行驶模式中，总要求功率Pttl被设为发动机100的输出要求功率(Pe)。此外，在式(1)中，Nr表示输出轴212的转速，Loss表示损耗项。

Pttl(Pe)＝Tr*·Nr+Pchg+Loss…(1)

ECU400通过步骤S340，与步骤S130同样地对在步骤S330中算出的总要求功率Pttl和功率阈值Pth进行比较。此外，步骤S340中的功率阈值Pth也可以设定为相对于步骤S130的功率阈值Pth而具有滞后。

在Pttl＜Pth时(S340判定为是时)，ECU400通过步骤S350，与步骤S140同样地将主电池310的SOC与判定值Stl进行比较。判定值Stl也能够设为在步骤S140与S350之间不同的值。

在Pttl≥Pth时(S340判定为否时)，或者在SOC＜Sth(S350判定为否时)时，ECU400使处理进入步骤S370，维持发动机100的工作来进行行驶。即，维持第二行驶模式。

在第二行驶模式中，ECU400通过步骤S380，决定发动机100、电动发电机300A(MG(1))和300B(MG(2))之间的功率分配。

此时，ECU400基于按总要求功率Pttl的发动机要求功率Pe，决定发动机100的工作点(转速×负荷)。例如，将预先确定为高效率的工作点的集合的工作线和与发动机要求功率Pe对应的等功率线的交点决定为发动机工作点(目标转速Ne*和目标转矩Te*)。

进一步，决定电动发电机300A的输出转矩，以使得通过电动发电机300A的输出转矩将发动机转速控制为目标转速Ne*，所述电动发电机300A通过动力分配机构200与发动机100机械连结。

然后，ECU400算出在按照如上所述决定的发动机工作点使发动机100工作时机械性传递到输出轴212的驱动转矩(直接转矩)Tep。例如，考虑动力分配机构200的齿轮比来设定直接转矩Tep。

然后，ECU400算出电动发电机300B的输出转矩，以补偿直接转矩Tep相对于要求驱动转矩Tr*的不足量(Tr*-Tep)。即，在将电动发电机300B的输出转矩设为Tm2时，下述(2)式成立。此外，Tm2*是通过电动发电机300B的输出而作用于输出轴212的转矩。

Tr*＝Tep+Tm2*…(2)

在步骤S380中，基于如上所述决定的发动机100的工作点和电动发电机300A、300B的输出转矩，设定向发动机100和电动发电机300A、300B的输出要求值(工作指令值)。并且，按照这些工作指令值来控制发动机100和电动发电机300A、300B。

在第二行驶模式中，通过这样的行驶控制，能够决定发动机100、电动发电机300A、300B之间的相对于总要求功率的功率分配，以使得：发动机100在高效率的工作线上工作，并且要求驱动转矩Tr*作用于驱动轴。进一步，也能够将主电池310的SOC控制在以控制目标为中心的一定范围内。

另一方面，在Pttl＜Pth(S340判定为是时)且SOC≥Stl(S350判定为是时)时，ECU400使处理进入步骤S360，选择停止了发动机100的行驶。即，指示从第二行驶模式向第一行驶模式变更。由此，输出控制部460生成向电动发电机300A、300B的MG要求值和向发动机100的输出要求值，以使得：停止发动机100，并且通过电动发电机300B的输出来确保总要求功率Pttl。

在实施方式2的混合动力车辆的行驶控制中，根据车辆行驶期间的发动机100的间歇运转涉及的运转模式(即，间歇启动数据Dint)，使第二行驶模式的SOC控制目标变化。

图9是用于对与由实施方式2的混合动力车辆的行驶控制实现的运转模式相应的SOC控制目标的设定进行说明的流程图。在图9中，步骤S200、S210的处理与图2的间歇运转管理部430的功能对应，步骤S220、S235、S245的处理与图2的行驶控制部450的功能对应。

参照图9，ECU400通过与图5同样的步骤S200、S210，与实施方式1同样地生成间歇启动数据Dint。进一步，ECU400通过步骤S220，将间歇启动数据Dint与阈值Dth进行比较。

在Dint≤Dth时(S220判定为否时)，ECU400使处理进入步骤S235，设定通常的SOC控制目标。由此，在第二行驶模式中，按照图8中以实线表示的特性线480来设定充电要求功率Pchg，以将SOC控制在以S0为中心的一定范围内。

与此相对，在Dint＞Dth时(S220判定为是时)，ECU400使处理进入步骤S245，将SOC控制目标设定为比通常高。由此，按照在图8中使特性线480向右方(SOC大的一侧)移动而得到的以虚线表示的特性线485来设定充电要求功率Pchg。其结果，在第二行驶模式中，设定充电要求功率Pchg，以将SOC控制在以S0#为中心的一定范围内。

从图9可知，在间歇启动数据Dint大时，即，在处于发动机100的停止、启动(间歇启动)以高频率发生的运转模式时，第二行驶模式的主电池SOC被控制成比通常高。由此，在从第二行驶模式迁移至第一行驶模式之后，用于主电池310的强制充电的发动机100的启动受到抑制。另外，能够抑制由于主电池310的放电电力上限值Wout的降低而导致功率阈值Pth下降，因此，从该方面来看，在第一行驶模式中发动机100也难以启动。其结果，车辆行驶被控制成：发动机100的间歇启动的次数受到抑制。

这样，根据本发明实施方式2的混合动力车辆的行驶控制，在处于发动机100的间歇启动的频率高的运转模式的情况下，进行行驶控制，以使得在第一行驶模式期间用于强制充电的发动机的启动受到抑制，因此，能够防止由于在短周期内频繁地使发动机反复停止、启动而给驾驶员带来的不适感、燃料效率的恶化。

此外，也能够组合实施方式1和实施方式2来对混合动力车辆10的行驶进行控制，以使得功率阈值Pth和SOC控制目标双方根据车辆行驶期间的发动机100的间歇运转涉及的运转模式(间歇启动数据Dint)而变化。

另外，确认性地记载：本发明所适用的混合动力车辆的动力传动系统(powertrain)结构并不限定于图1的例示。即，只要是具有停止了发动机的行驶模式和伴随发动机工作的行驶模式、即在车辆行驶期间发动机间歇运转的混合动力车辆，则以电动发电机的搭载个数、发电机构的结构等为首并不限定动力传动系统的结构而能够适用本发明的行驶控制。例如，也能够适用于于所谓的串联型混合动力车辆、并联型混合动力车辆。

应该认为，本次公开的实施方式在所有方面都是举例说明而不是限制性的内容。本发明的范围不是通过上述说明来限定，而是通过权利要求的范围来限定，意在包含与权利要求的范围等同的含义以及范围内所有变更。

产业上的利用可能性

本发明能够适用于伴随发动机的间歇运转进行行驶的混合动力车辆的行驶控制。

标号的说明

10混合动力车辆，12驱动轮，14减速器，16驱动轴，100发动机，200动力分配机构，212输出轴，300A、300B电动发电机，310主电池，320升压转换器，330变换器，340监视单元，400ECU，402MG_ECU，404HV_ECU，406发动机ECU，410SOC推定部，420充放电限制设定部，430间歇运转管理部，450行驶控制部，460输出控制部，470、475特性线(充电要求功率)，480、485特性线(功率阈值)，Dint间歇启动数据，Dth阈值(间歇启动数据)，Ib电池电流，MD标志(行驶模式)，Pchg充电要求功率，Pe发动机要求功率，Pth功率阈值，Pttl总要求功率，S0、S0#SOC控制目标，Stl判定值，Tb电池温度，Tr*要求驱动转矩，Vb电池电压，Win充电电力上限值，Wout放电电力上限值。

Claims

1.一种混合动力车辆的控制装置，所述混合动力车辆搭载有发动机和行驶用电动机，所述混合动力车辆的控制装置具备：

行驶控制部，其用于基于车辆的状态来选择停止了所述发动机的第一行驶模式和伴随所述发动机的工作的第二行驶模式；和

发动机控制部，其用于：伴随从所述第一行驶模式向所述第二行驶模式的变更而启动所述发动机，另一方面，伴随从所述第二行驶模式向所述第一行驶模式的变更而停止所述发动机，

所述行驶控制部基于车辆行驶期间的一定期间内的所述发动机的停止次数来控制所述混合动力车辆的行驶，以使得：在所述发动机的间歇启动的频率高时，与所述间歇启动的频率低时相比，从所述第一行驶模式向所述第二行驶模式的变更受到抑制。

2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的控制装置，其中，

当在所述第一行驶模式中所述混合动力车辆的要求功率变为比阈值高时，所述行驶控制部指示向所述第二行驶模式变更，

在所述间歇启动的频率高时，所述阈值被设定为比所述间歇启动的频率低时高的值。

3.根据权利要求1所述的混合动力车辆的控制装置，其中，

所述混合动力车辆还搭载有蓄电装置和发电机构，所述蓄电装置用于蓄积在所述行驶用电动机输入输出的电力，所述发电机构用于利用所述发动机的输出来产生所述蓄电装置的充电电力，

所述行驶控制部在所述第一行驶模式中，当所述蓄电装置的SOC降低至比预定值低时，启动所述发动机以对所述蓄电装置充电，并且，在所述第二行驶模式中，对所述蓄电装置的充放电进行控制，以使所述SOC接近控制目标，

在所述间歇启动的频率高时，所述控制目标被设定为比所述间歇启动的频率低时高。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的混合动力车辆的控制装置，其中，

所述行驶控制部基于所述一定期间内的所述发动机的停止次数和在所述车辆行驶期间所述发动机停止时的停止持续时间，判断为：所述停止次数越多且所述停止持续时间越短，则所述间歇启动的频率越高。

5.一种混合动力车辆的控制方法，所述混合动力车辆搭载有发动机和行驶用电动机，

所述混合动力车辆构成为基于车辆的状态来选择停止了所述发动机的第一行驶模式和伴随所述发动机的工作的第二行驶模式，

所述控制方法包括：

管理步骤，在车辆行驶期间根据所述发动机的停止和工作来管理车辆行驶期间的一定期间内的所述发动机的停止次数；和

控制步骤，基于所述一定期间内的发动机的停止次数对所述混合动力车辆的行驶进行控制，以使得：在所述间歇启动的频率高时，与所述间歇启动的频率低时相比，从所述第一行驶模式向所述第二行驶模式的变更受到抑制。

6.根据权利要求5所述的混合动力车辆的控制方法，其中，

所述控制步骤包括：

指示步骤，在所述第一行驶模式中，当所述混合动力车辆的要求功率变为比阈值高时，指示向所述第二行驶模式变更；和

设定步骤，在所述间歇启动的频率高时，将所述阈值设定为比所述间歇启动的频率低时高的值。

7.根据权利要求5所述的混合动力车辆的控制方法，其中，

所述控制步骤包括：

启动步骤，在所述第一行驶模式中，当所述蓄电装置的SOC降低至比预定值低时，启动所述发动机以对所述蓄电装置充电；

充放电控制步骤，在所述第二行驶模式中，对所述蓄电装置的充放电进行控制，以使所述SOC接近控制目标；以及

设定步骤，在所述间歇启动的频率高时，将所述控制目标设定为比所述间歇启动的频率低时高。

8.根据权利要求5～7中任一项所述的混合动力车辆的控制方法，其中，

所述管理步骤中，对所述一定期间内的所述发动机的停止次数和所述发动机停止时的停止持续时间进行管理，

在所述控制步骤中，判断为：所述停止次数越多且所述停止持续时间越短，则所述间歇启动的频率越高。