發(fā)電控制裝置及發(fā)電控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及混合動力車輛的發(fā)電控制裝置以及發(fā)電控制方法。
【背景技術】
[0002]串聯(lián)方式的HEV(Hybrid Electrical Vehicle:混合動力電動汽車)具有電動機、發(fā)電機和內燃機，憑借電動機的動力來行駛。內燃機用于發(fā)電，由發(fā)電機利用內燃機的動力發(fā)出的電力被充入到蓄電器或被提供給電動機。另外，將內燃機和發(fā)電機統(tǒng)稱為“輔助動力部(APU:Auxiliary Power Unit)”。
[0003]串聯(lián)方式的HEV進行“EV行駛”或“串聯(lián)行駛”。在EV行駛模式中，HEV憑借通過來自蓄電器的電源供應進行驅動的電動機的驅動力來行駛。此時內燃機沒有被驅動。而在串聯(lián)行駛模式中，HEV憑借通過來自蓄電器和APU雙方的電力的供應或僅來自APU的電力的供應等進行驅動的電動機的驅動力來行駛。此時，內燃機為了使發(fā)電機發(fā)電而被驅動。
[0004]另外，可外接充電式HEV(PHEV)進行⑶(Charge Depleting:電量消耗)模式下的行駛或者CS(Charge Sustaining:電量保持)模式下的行駛。在⑶模式中，電動機主要僅憑借來自通過車輛外部的商用電源等而被充電的蓄電器的供應電力進行驅動，蓄電器的剩余容量(S0C:State of Charge:充電狀態(tài))隨著電動機的驅動等而下降。而在CS模式中，主要將通過內燃機的驅動而從發(fā)電機得到的發(fā)電電力用于電動機的驅動以及/或者蓄電器的充電，將蓄電器的S0C維持為大致固定。另外，即使是在CD模式中，內燃機也能夠按照根據(jù)車速和油門踏板開度等導出的需求輸出及蓄電器的S0C等來被驅動。另外，即使是在CS模式中，也能夠按照需求輸出及蓄電器的S0C等停止內燃機的驅動。
[0005]圖19是示出隨著PHEV的行駛等而消耗的能量、蓄電器的S0C、發(fā)電機的發(fā)電電力及車速各自的歷時變化的一例的曲線圖。另外，圖19的消耗能量的曲線所示出的不帶影線的長方柱表示基于來自蓄電器的供應電力的能量，帶影線的長方柱表示基于來自APU的供應電力的能量。消耗能量的負值的部分表示將來自APU的供應電力充入到蓄電器中的量。
[0006]在圖19所示的例子中，在開始行駛時選擇CD模式，電動機僅憑借來自被充電至足夠程度的蓄電器的供應電力進行驅動，由此PHEV行駛。然后，隨著PHEV的行駛等而消耗能量，蓄電器的S0C下降。在蓄電器的S0C下降至閾值th時被切換為CS模式，內燃機起動。然后，因PHEV的行駛等而由電動機消耗能量，即使是蓄電器的SOCK閾值th還低時，蓄電器也能夠利用通過內燃機的驅動而從發(fā)電機得到的發(fā)電電力來充電。其結果是，蓄電器的S0C被維持為大致固定。這樣，在蓄電器的S0C高于閾值th時主要選擇CD模式，在蓄電器的S0C低于閾值時主要選擇CS模式。
[0007]現(xiàn)有技術文獻
[0008]專利文獻
[0009]專利文獻1:日本特開2005 — 295617號公報
[0010]專利文獻2:日本特開2001 — 238304號公報[0011 ] 專利文獻3:國際公開第2012/090688號
[0012]專利文獻4:國際公開第2012/090689號

【發(fā)明內容】

[0013]發(fā)明要解決的問題
[0014]對于以上說明的串聯(lián)方式的PHEV，與其它方式的混合動力車輛一樣，要求提高對于駕駛員而言的車輛的舒適性的評價基準即NV(Noise Vibrat1n:噪聲振動)性能。如果不驅動內燃機，則容易實現(xiàn)NV性能的提高。但是，在該PHEV中，在蓄電器的S0C下降、來自蓄電器的供應電力不足以使電動機輸出與需求輸出相應的驅動力的情況下，為了由APU向電動機提供輔助電力而驅動內燃機。從NV性能的觀點考慮，為了提供輔助電力而被驅動的內燃機優(yōu)選以低速旋轉來被驅動，但是在所需要的輔助電力較大時，以高速旋轉來被驅動。其結果是，NV性能下降。
[0015]例如，在如圖19所示選擇了CS模式時那樣，當PHEV在蓄電器的S0C下降的狀態(tài)下進行連續(xù)爬坡行駛的情況下，對電動機長時間要求較高的驅動力。此時，對APU要求為了電動機輸出該較高的驅動力而需要的輔助電力，因而內燃機長時間地以高速旋轉來被驅動。其結果是，NV性能下降。并且，在此時要求較高的輔助電力時，內燃機不得不在效率不好的運轉點進行運轉，有可能使得APU的效率下降。
[0016]為了確保以上說明的內燃機的長時間的高速旋轉驅動所需要的能量，如圖20所示，也可以將從CD模式切換為CS模式的蓄電器的S0C的閾值th設定得較高。在這種情況下，蓄電器的S0C始終被維持在較高的狀態(tài)，因而對電動機提供充足的電力。但是，在對電動機不要求較高的驅動力的狀態(tài)下車輛到達目的地，其結果是，為了將蓄電器的S0C維持在較高的狀態(tài)而進行的內燃機的驅動所造成的C02排放量增加。
[0017]這樣，為了將來有可能產(chǎn)生的內燃機的長時間的高速旋轉驅動而需要的蓄電器的能量保存量(蓄電器所需要的緩存量)和NV性能的提高是相反關系。但是，在對電動機長時間地要求較高的驅動力時，無論行駛路徑是何種狀態(tài)，都期望是NV性能不下降的PEHV。
[0018]本發(fā)明的目的在于，提供即可確?；旌蟿恿囕v行駛所需要的能量、又能實現(xiàn)NV性能或者發(fā)電效率的發(fā)電控制裝置及發(fā)電控制方法。
[0019]用于解決問題的手段
[0020]為了解決上述問題而達到該目的，權利要求1中記載的發(fā)明的發(fā)電控制裝置是混合動力車輛的發(fā)電控制裝置，該混合動力車輛具有:能夠充電的蓄電器(例如實施方式中的蓄電器101)，其對作為上述混合動力車輛的驅動源的電動機提供電力;發(fā)電部(例如實施方式中的APU 121 )，其具有內燃機(例如實施方式中的內燃機109)和通過該內燃機的運轉來發(fā)電的發(fā)電機(例如實施方式中的發(fā)電機111)，將發(fā)出的電力提供給上述電動機或上述蓄電器；以及上述電動機(例如實施方式中的電動機107)，其憑借來自上述蓄電器及上述發(fā)電部中的至少一方的電力供應來進行驅動，該發(fā)電控制裝置的特征在于具有:行駛狀態(tài)評價部(例如實施方式中的行駛狀態(tài)評價部151)，其從上述電動機的能量消耗、上述混合動力車輛的NV性能以及上述發(fā)電部的發(fā)電效率的各個觀點，來評價上述混合動力車輛的行駛狀態(tài)；以及發(fā)電動作判定部(例如實施方式中的APU動作判定部153)，其根據(jù)從上述行駛狀態(tài)評價部得到的任意一個以上的觀點的評價參數(shù)，判定是否需要上述發(fā)電部的動作。
[0021]另外，權利要求2中記載的發(fā)明的發(fā)電控制裝置的特征在于，在從上述電動機的能量消耗的觀點來評價的能量消耗評價參數(shù)、從上述混合動力車輛的NV性能的觀點來評價的NV評價參數(shù)、以及從上述發(fā)電部的發(fā)電效率的觀點來評價的發(fā)電效率評價參數(shù)中的至少一個參數(shù)超過對各個評價參數(shù)設定的第1閾值時，上述發(fā)電動作判定部允許上述發(fā)電部的動作。
[0022]另外，權利要求3中記載的發(fā)明的發(fā)電控制裝置的特征在于，上述蓄電器的實際可用容量越小，上述第1閾值就越小。
[0023]另外，權利要求4中記載的發(fā)明的發(fā)電控制裝置的特征在于，上述發(fā)電控制裝置具有:充電目標導出部(例如實施方式中的目標S0C設定部155)，其導出為了讓上述電動機輸出各個評價參數(shù)所表示的能量或者輸出而需要的上述蓄電器的充電狀態(tài)中最高的充電狀態(tài)；以及動作控制部(例如實施方式中的動作控制部159)，其控制上述內燃機的運轉，使得上述蓄電器接近由上述充電目標導出部導出的充電狀態(tài)。
[0024]另外，權利要求5中記載的發(fā)明的發(fā)電控制裝置的特征在于，上述充電目標導出部朝向上述最高的充電狀態(tài)分階段地設定上述蓄電器的目標充電狀態(tài)，直到上述蓄電器的充電狀態(tài)達到上述最高的充電狀態(tài)，上述動作控制部控制上述內燃機的運轉，使得上述蓄電器成為上述目標充電狀態(tài)。
[0025]另外，權利要求6中記載的發(fā)明的發(fā)電控制裝置的特征在于，上述充電目標導出部設定上述目標充電狀態(tài)的時間間隔根據(jù)上述動作控制部進行的控制的經(jīng)過時間而不同。
[0026]另外，權利要求7中記載的發(fā)明的發(fā)電控制裝置的特征在于，上述充電目標導出部設定上述目標充電狀態(tài)的時間間隔根據(jù)上述動作控制部進行控制時的上述混合動力車輛的行駛距離而不同。
[0027]另外，權利要求8中記載的發(fā)明的發(fā)電控制裝置的特征在于，上述充電目標導出部設定上述目標充電狀態(tài)的時間間隔根據(jù)上述動作控制部進行控制時的上述蓄電器的實際的充電狀態(tài)與上述最高的充電狀態(tài)之差而不同。
[0028]另外，權利要求9中記載的發(fā)明的發(fā)電控制裝置的特征在于，上述發(fā)電控制裝置具有效率下降區(qū)域使用判定部(例如實施方式中的效率下降區(qū)域使用判定部261)，在從上述電動機的能量消耗的觀點來評價的能量消耗評價參數(shù)、從上述混合動力車輛的NV性能的觀點來評價的NV評價參數(shù)、以及從上述發(fā)電部的發(fā)電效率的觀點來評價的發(fā)電效率評價參數(shù)中的至少一個參數(shù)超過對各個評價參數(shù)設定的第2閾值時，或者在上述蓄電器的實際可用容量小于規(guī)定的值時，上述效率下降區(qū)域使用判定部允許上述發(fā)電部在效率隨著上述發(fā)電部的輸出提高而下降的效率下降區(qū)域中的動作。
[0029]另外，權利要求10中記載的發(fā)明的發(fā)電控制裝置的特征在于，上述蓄電器的實際可用容量越小，上述第2閾值就越小。
[0030]另外，權利要求11中記載的發(fā)明的發(fā)電控制裝置的特征在于，上述效率下降區(qū)域使用判定部在規(guī)定的期間允許上述發(fā)電部在上述效率下降區(qū)域中的動作。
[0031]另外，權利要求12中記載的發(fā)明的發(fā)電控制裝置的特征在于，上述規(guī)定的期間被設定成:各個評價參數(shù)與上述第2閾值之差越大，上述規(guī)定的期間就越長，上述蓄電器的上述實際可用容量越小，上述規(guī)定的期間就越長，上述效率下降區(qū)域使用判定部將和各個評價參數(shù)與上述第2閾值之差對應的3個期間、以及與上述實際可用容量對應的期間中最長的期間，設定為上述規(guī)定的期間。
[0032]另外，權利要求13中記載的發(fā)明的發(fā)電控制裝置是混合動力車輛的發(fā)電控制裝置，該混合動力車輛具有:能夠充電的蓄電器(例如實施方式中的蓄電器301)，其對作為上述混合動力車輛的驅動源的電動機提供電力;發(fā)電部(例如實施方式中的APU 321)，其具有內燃機(例如實施方式中的內燃機309)和通過該內燃機的運轉來發(fā)電的發(fā)電機(例如實施方式中的發(fā)電機311)，將發(fā)出的電力提供給上述電動機或上述蓄電器；以及上述電動機(例如實施方式中的電動機307)，其憑借來自上述蓄電器及上述發(fā)電部中的至少一方的電力供應來進行驅動，該發(fā)電控制裝置的特征在于具有:行駛狀態(tài)評價部(例如實施方式中的行駛狀態(tài)評價部351)，其從上述電動機的能量消耗、上述混合動力車輛的NV性能以及上述發(fā)電部的發(fā)電效率的各個觀點來評價上述混合動力車輛的行駛狀態(tài);發(fā)電動作判定部(例如實施方式中的APU動作判定部353)，其根據(jù)從上述行駛狀態(tài)評價部得到的任意一個以上的觀點的評價參數(shù)，判定是否需要上述發(fā)電部的動作；以及發(fā)電量決定部(例如實施方式中的發(fā)電量決定部357、發(fā)電量設定部457)，其決定對應于各個評價參數(shù)而計算出的單位發(fā)電量中最大的單位發(fā)電量，作為上述發(fā)電部的每單位時間的發(fā)電量。
[0033]另外，權利要求14中記載的發(fā)明的發(fā)電控制裝置的特征在于，上述蓄電器的實際可用容量越小，上述發(fā)電量決定部就越增加上述決定的單位發(fā)電量。
[0034]另外，權利要求15中記載的發(fā)明的發(fā)電控制裝置的特征在于，上述發(fā)電控制裝置具有充電目標導出部，該充電目標導出部導出為了讓上述電動機輸出各個評價參數(shù)所表示的能量或者輸出而需要的上述蓄電器的充電狀態(tài)中最高的充電狀態(tài)，上述蓄電器的實際的充電狀態(tài)相對于上述蓄電器的最高的充電狀態(tài)越低，上述發(fā)電量決定部越增加上述決定的單位發(fā)電量。
[0035]另外，權利要求16中記載的發(fā)明的發(fā)電控制裝置的特征在于，上述發(fā)電控制裝置具有效率下降區(qū)域使用判定部(例如實施方式中的效率下降區(qū)域使用判定部461)，在從上述電動機的能量消耗的觀點來評價的能量消耗評價參數(shù)、從上述混合動力車輛的NV性能的觀點來評價的NV評價參數(shù)、以及從上述發(fā)電部的發(fā)電效率的觀點來評價的發(fā)電效率評價參數(shù)中的至少一個參數(shù)超過對各個評價參數(shù)設定的第2閾值時，或者在上述蓄電器的實際可用容量小于規(guī)定的值時，上述效率下降區(qū)域使用判定部允許上述發(fā)電部在效率隨著上述發(fā)電部的輸出提高而下降的效率下降區(qū)域中的動作，在上述效率下降區(qū)域使用判定部允許上述發(fā)電部在上述效率下降區(qū)域中的動作的情況下，上述發(fā)電量決定部以使上述發(fā)電部的每單位時間的發(fā)電量朝向上述決定的單位發(fā)電量分階段地變化的方式，設定目標單位發(fā)電量作為每單位時間的目標發(fā)電量。
[0036]另外，權利要求17中記載的發(fā)明的發(fā)電控制裝置的特征在于，從上述電動機的能量消耗的觀點來評價的能量消耗評價參數(shù)越大，上述發(fā)電量決定部就將上述目標單位發(fā)電量的變化率設定得越大，從上述混合動力車輛的NV性能的觀點來