CN1105656C - 用于混合型车辆的控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种控制混合型车辆的控制系统，混合型车辆包括转动驱动轴的引擎、辅助引擎转动驱动轴的电机和向电机提供电能的电能存储装置，控制系统的特征在于包括：电机控制单元，用来根据混合型车辆的运行状态计算电机输出功率并根据计算的电机输出功率辅助引擎；电机控制单元还在检测到的引擎转速或者混合型车辆速度超过预先确定值时降低电机输出功率。

Description

用于混合型车辆的控制系统
本发明涉及控制具有内燃机和电机作为分立推进动力源的混合型车辆的控制系统。
混合型车辆拥有内燃机和电机作为分立的推进动力源。已知的一种控制这种混合型车辆推进动力源的控制系统是如日本专利公开No.3-121928揭示的安装在大型公交车上的控制系统。
所揭示的控制拥有柴油机和电机的混合型车辆的控制系统根据柴油机的转速NE和燃料输送泵控制导轨的位置确定电机产生的辅助功率。当柴油机的负载范围大于预先确定的水平时控制系统控制电机以产生用于柴油机的辅助功率。为了改善包含氮氧化物和黑烟等发动机废气，内燃机的工作范围限于比全负载范围更小的负载范围。控制系统主要控制电机以在大型公交车因启动而使柴油机负载较大时产生辅助功率。但是对于电机比较好的是即使在混合型车辆正常加速时也根据所需推进力产生辅助功率。由于普通控制系统并不太注重混合型车辆进一步加速而柴油机高速运转时或者混合型车辆高速运转时电机辅助功率的产生，所以普通控制系统具有如下的缺点。
当混合型车辆高速运行下加速时，司机虽然不打算使混合型车辆加速过快，但是却习惯于重踩加速器踏板。因此即使电机产生的辅助功率实际上并不需要，但是控制系统仍然控制电机产生辅助功率。当发生这种情况时，电机浪费了一定数量的存储电能，并且大到难以对电机赋能以产生下一次从低速加速混合型车辆所需的辅助功率。当混合型车辆高速运行或者柴油机高速运转时，由于混合型车辆运行的阻力(运行阻力)和电机的反电动势较大，所以需要存储大量的电能来赋能电机以产生辅助功率。
因此本发明的一个目标是提供一种控制混合型车辆电机的控制系统，它根据混合型车辆驱动功率控制装置的操作变量产生辅助功率从而在混合型车辆高速运行时减少电机产生的辅助功率，由此节省了存储用来赋能电机用的电能，并且当混合型车辆低速运行时电机产生足够的辅助功率。
本发明另一目标是提供一种控制系统，当混合型车辆引擎的转速或者混合型车辆速度超过预先确定水平时减少混合型车辆电机的输出功率。
本发明另一目标是提供一种控制系统，当控制混合型车辆驱动功率的驱动功率控制装置的检测操作变量低于根据混合型车辆引擎转速或者混合型车辆速度设定的基准时减少混合型车辆电机的输出功率。
本发明另一目标是提供一种控制系统，当引擎高速运转或者混合型车辆高速运行时在减少混合型车辆电机输出功率的同时增加混合型车辆引擎的输出功率。
按照本发明，提供了一种控制混合型车辆的控制系统，混合型车辆包括转动驱动轴的引擎、辅助引擎转动驱动轴的电机和向电机提供电能的电能存储装置，控制系统的特征在于包括：驱动辅助控制装置，用来根据混合型车辆的运行状态计算电机输出功率并根据计算的电机输出功率辅助引擎；以及检测装置，用来检测引擎的转速或者混合型车辆的速度，驱动辅助控制装置包括在检测到的引擎转速或者混合型车辆速度超过预先确定值时降低电机输出功率的装置。
在这种结构下，当检测到的引擎转速或者混合型车辆速度超过预先确定值时降低电机输出功率，因此降低了电机产生的辅助功率。因此当混合型车辆速度或引擎转速较高时如果引擎输出较高的功率，则节省了存储用来对电机赋能的电能。当混合型车辆低速运行时控制电机产生足够的辅助功率以使引擎得到有效辅助。
按照本发明，还提供了一种控制混合型车辆的控制系统，混合型车辆包括转动驱动轴的引擎、辅助引擎转动驱动轴的电机、向电机提供电能的电能存储装置以及控制混合型车辆所需驱动功率的驱动功率控制装置，控制系统的特征在于包括：驱动辅助控制装置，用来根据混合型车辆所需的驱动功率计算电机输出功率并根据计算的电机输出功率辅助引擎；以及操作变量检测装置，用来检测驱动功率控制装置的操作变量，驱动辅助控制装置包括在检测到的驱动功率控制装置的操作变量小于预先确定的基准值时降低电机输出功率的装置。
在上述结构下，当检测到的驱动功率控制操作变量小于预先确定的基准值时降低电机输出功率。电机产生的辅助功率得到了降低，从而当无需辅助引擎时节省了存储用来对电机赋能的电能。如果设定基准值从而随引擎转速或混合型车辆速度增加而增加，则当引擎输出较高功率时更容易降低电机的输出功率，所以节省了引擎输出较高功率时赋能电机的电能。当混合型车辆低速运行时控制电机产生足够的辅助功率以使引擎得到有效辅助。
控制系统进一步包括引擎输出校正装置，用来在降低电机输出功率的同时增加引擎的输出功率。
由于引擎输出校正装置在降低电机输出功率的同时增加了引擎的输出功率，所以混合型车辆的驱动功率不会变化，从而使得混合型车辆的驾驶特性维持在所需水平上。
通过以下结合附图对本发明的描述可以进一步理解本发明的各种目标、特征和优点。
图1为按照本发明的混合型车辆驱动装置和控制系统的框图；
图2为控制系统引擎控制结构的框图；
图3为控制系统电机控制结构的框图；
图4为控制系统传动控制结构的框图；
图5和6为根据所需驱动功率确定电机和引擎驱动功率分配的处理序列流程图；
图7为设定输出功率分配比率的表示意图；
图8为设定加速度器对节流阀特性的表示意图；
图9为根据节流阀开启程度设定电机输出功率分配的表示意图；
图10为设定所需驱动功率的表示意图；
图11为设定运行状态量的表示意图；
图12为电机输出功率POWERmot与转换电机输出命令MOTORcom之间关系的示意图；
图13为按照本发明第一实施例的图6所示处理序列中辅助功率抑制处理的流程图；
图14为设定图13所示辅助功率抑制处理中采用的驱动功率控制装置操作变量基准值的示意图；
图15为整体引擎控制处理序列的流程图；
图16为按照本发明第二实施例的图6所示处理序列中的辅助功率抑制过程的流程图；以及
图17(a)-17(d)为表示图16所示辅助抑制过程的时序图。
图1示出了按照本发明的混合型车辆驱动装置和控制系统。混合型车辆的其它部件(包括传感器、启动器等)在图1中被省略。
如图1所示，混合型车辆包括通过传动机构4转动驱动轴2来转动驱动轮5(只画出一个)的内燃机1。电机被连接以直接转动驱动轴2。除了转动驱动轴2以外，电机3还具有将驱动轴2转动产生的动能转换为电能的再生能力。电机3通过功率驱动单元13(包括控制电机3的电路)与作为电能存储单元的超级电容器(具有较大静电容量的电学双层电容器)相连。电机3由功率驱动单元13控制以转动驱动轴2并以再生模式产生电能。
控制系统还包括控制引擎1的引擎控制单元1、控制电机3的电机控制单元12、根据超级电容器14确定的状态进行能量管理的能量分配控制单元15以及控制传动机构4的传动控制单元16。引擎控制单元11、电机控制单元12、能量分配控制单元15以及传动控制单元16包括互相通过交换检测数据、标志和其它信息的数据总线21连接在一起的各ECU(电子控制单元)。
图2示出了引擎1、引擎控制单元11和辅助设备。节流阀103安装在与引擎1相连的进气管102内，并且节流阀开启传感器104与节流阀103耦合以产生代表节流阀103开启程度的电学信号并将产生的电学信号提供给引擎控制单元11。电学控制节流阀103开启的节流阀启动器105与节流阀103耦合。节流阀启动器105由引擎控制单元11控制运行。
燃料喷射阀106安装在节流阀103各下游位置和引擎1气缸各进气阀(未画出)上游的进气管102内。燃料喷射阀106通过压力调节器(未画出)与燃料箱相连。燃料喷射阀106与引擎控制单元11电学连接，控制单元将信号施加在喷射阀106上以控制开启和关闭喷射阀106的时间。
进气管绝对压力(Pba)传感器108通过紧靠节流阀103的管107与进气管102相连。进气管绝对压力(Pba)传感器108产生表示进气管102内绝对压力的电学信号并将产生的信号提供给引擎控制单元11。
进气温度传感器109安装在进气管绝对压力(Pba)传感器108下游的进气管102内。进气温度传感器109产生表示流入进气管102内进入空气温度的电学信号并将产生的信号提供给引擎控制单元11。
可以包含热电偶的引擎冷却剂温度传感器110安装在引擎1的气缸体上。引擎冷却剂温度传感器110产生代表引擎冷却剂温度的电学信号并向引擎控制单元11提供产生的信号。
引擎转速(NE)传感器111安装在引擎1的偏心曲轴或曲轴(未画出)附近。引擎转速传感器111在每次引擎1曲轴转动180度时在预定曲轴角下产生信号脉冲(以下称为“TDC信号脉冲”)并将TDC信号脉冲提供给引擎控制单元11。
传感器112安装在内燃机1上以每次曲轴转动预定角度之后产生脉冲。传感器112产生的脉冲信号被提供给引擎控制单元11，它根据提供的脉冲信号确定燃料被喷射入气缸或者点火喷射入的气缸。
引擎1包括位于各气缸内并与引擎控制单元11电学相连的火花塞113，控制单元控制火花塞113的点火时序。
用于过滤毒性成份(包括引擎1散发的HC、CO、NOx等废气)的三路催化剂转换器115安装在与引擎1相连的废气管114内。空气燃料比例传感器安装在三路催化剂转换器115上游废气管114上。空气燃料比例传感器117产生基本正比于废气内氧气浓度的电学信号并将产生的信号提供给引擎控制单元11。空气燃料比例传感器117可以检测提供给引擎1的空气燃料混合物比例，其范围从理论的空气燃料比例到较低和较高的比例。
催化剂温度传感器118安装在三路催化剂转换器115上以检测温度。催化剂温度传感器118向引擎控制单元11提供代表检测温度的电学信号。检测混合型车辆速度Vcar的车辆速度传感器119和检测加速器踏板压迫程度(以下称为“加速度开启”)的加速器开启传感器120与引擎控制单元11电学相连。车辆速度传感器119和加速器开启传感器120产生的电学信号被送至引擎控制单元11。
引擎控制单元11包含：输入电路，它改变来自上述各种传感器的输入信号的波形，将电压电平校正为预定的电平并将模拟信号转换为数字信号；中央处理单元(以下称为CPU)；存储各种被CPU运行的处理程序和各种处理结果的存储器；以及输出电路，用来向燃料喷射阀106和火花塞113提供驱动信号的输出电路。其它控制单元的ECU(包括电机控制单元12)、能量分配控制单元15和传动控制单元16在结构上与引擎控制单元11相似。
图3示出了电机3、功率驱动单元13、超级电容器14、电机控制单元12和能量分配控制单元15的连接布局。
如图3所示，电机3与检测电机3转速的电机转速传感器202相连。电机转速传感器202产生的代表电机3转速的电学信号被送至电机控制单元12。功率驱动单元13和电机3由连接电流电压传感器201(它检测送至或从电机3输出的电压和电流)的线路互连。检测驱动单元13温度的温度传感器203(例如电机3驱动电路的保护电阻温度或者开关电路IGBT模块的温度)安装在功率驱动单元13上。传感器201、203的检测信号被送至电机控制单元12。
超级电容器14与功率驱动单元13由连接电流电压传感器204(用于检测超级电容器14的电压和输入超级电容器或输出的电流)的线路互连。电流电压传感器204的检测信号被送至能量分配控制单元15。
图4示出了传动机构4和传动控制单元16的连接布局。传动机构4与检测传动机构齿轮位置的齿轮位置传感器301相连。齿轮位置传感器301的检测信号被送至传动控制单元16。在实施例中，传动机构4包括自动传动机构并且与传动启动器302(它受传动控制单元16控制以改变传动机构4的齿轮位置)相连。
图5和6示出了相对所需驱动功率确定电机3与引擎1输出功率分配的处理序列，即当司机操作驱动功率控制装置时混合型车辆所需的驱动功率在电机3与引擎1之间如何分配。图5和6中所示的处理序列由电机控制单元12在每个周期循环中(例如1毫秒)进行。但是图5和6所示的处理序列也可以在能量分配控制单元15内进行。
在图5中，电机控制单元12在步骤1中检测超级电容器14余下的容量。具体而言，电机控制单元12对超级电容器14的输出电流和输入超级电容器14的电流(充电电流)进行积分(它们由电流-电压传感器204在周期间隔内检测)，并计算积分放电值CAPAdis(正值)和积分充电值CAPAchg(负值)。电机控制单元12随后根据下述方程(1)计算超级电容器14剩余的容量CAPArem：
CAPArem＝CAPAful-(CAPAdis+CAPAchg)  (1)这里CAPAful表示超级电容器14全充电时的可放电量。
电机控制单元12根据超级电容器14的内阻(随温度变化)校正计算的剩余容量CAPArem，从而确定超级电容器14最终剩余的电容。校正剩余电容相对超级电容器14全充电时可放电量CAPAful的比例(％)称为剩余容量比例CAPAremc。
代之以利用积分放电值CAPAdis和积分充电值CAPAchg计算超级电容器14剩余的容量，可以通过检测超级电容器14的开路电压估计超级电容器14余下的容量。
在步骤2中，电机控制单元12利用设定输出功率分配比例的表确定电机3的输出功率分配量，即所需驱动功率POWERcom中电机3产生的驱动功率。驱动功率相对所需驱动功率称为“分配比例PRATIO”。
图7示出了设定输出功率分配比例表的实例。输出功率分配比例表为曲线形式，水平坐标为超级电容器14余下的容量CAPAremC而垂直轴表示分配比例PRATIO。输出功率分配比例表包含一定剩余容量下的预定分配比例PRATIO，这里超级电容器14的充电和放电效率是最大的。
在步骤3中，电机控制单元12根据加速器开启传感器120检测到的加速器开启θap搜索设定图8所示加速器对节流阀特性的表以用于节流阀启动器105的命令(以下称为“节流阀开启命令”)θthcom，它用来指示所需的驱动功率。
在图8中，加速器开启θap的数值等于相应的节流阀开启命令θthcom的数值。但是加速器开启θap的数值可以不同于节流阀开启命令θthcom的数值。
在步骤4中，电机控制单元12根据图9所示的节流阀开启搜索设定电机输出功率分配的表，以根据确定节流阀开启命令θthcom设定电机3的分配比例PRATIOth的数值。
图9所示的表设定为使得分配功率PRATIOth表示并由电机3产生的输出功率在节流阀开启命令θthcom达到或超过例如50度时增加。
虽然分配比例PRATIOth根据实施例中的节流阀开启命令θthcom确定，但是分配比例PRATIOth也可以根据正比于节流阀开启的一个或多个参数确定。
在步骤5中，电机控制单元12根据节流阀开启命令θthcom和引擎转速NE搜索图10所示的需求驱动功率图以确定所需的驱动功率POWERcom。
图10中的所需驱动功率图是确定混合型车辆司机所需驱动功率POWERcom的图。图10所示需求驱动功率图包括根据节流阀开启命令θthcom的数值(可以代替加速器开启θap)和引擎转速NE的需求驱动功率POWERcom。
在步骤6中，电机控制单元12计算节流阀开启的校正项θthadd以产生需求驱动功率POWERcom(θthcom＝θthi+θthadd(θthi表示前一节流阀开启))。在步骤7中，电机控制单元12根据车辆速度传感器119检测的车辆速度Vcar和引擎1的额外输出功率POWERex搜索设定图11所示运行状态量的表，得到运行状态量VSTATUS。
引擎1的额外输出功率POWERex按照下述方程(2)计算：
POWERex＝POWERcom-RUNRST    (2)这里RUNRST表示车辆的运行阻力。运行阻力RUNRST根据车辆速度Vcar从RUNRST表(未画出)中确定。每个需求驱动功率POWERcom和运行阻力RUNRST的单位为kW(千瓦)。
车辆速度Vcar和额外输出功率POWERRex确定的运行状态量VSTATUS对应于一定额外输出功率POWERRex下电机的辅助分配比例，并且可以设定在从0-200的整数(％)范围内。如果运行状态量VSTATUS为“0”，则混合型车辆运行在没有电机3辅助的状态，即混合型车辆处于减速或巡航状态。如果运行状态量VSTATUS大于“0”，则混合型车辆运行在有电机3辅助的状态。
在步骤8中，电机控制单元1 2确定运行状态量VSTATUS是否大于“0”。如果VSTATUS＞0，即如果混合型车辆运行在有电机3辅助的状态，则混合型车辆进入辅助模式，并且控制从步骤8进入图6的步骤31。如果VSTATUS＝0，即如果混合型车辆运行在减速或巡航状态，则混合型车辆进入再生模式(即减速再生模式或巡航充电模式)，并且控制从步骤8进入图6的步骤12。
在步骤31中，电机控制单元12根据下述方程(3)计算电机输出功率POWERmot：
POWERmot＝POWERcom×PRATIO×PRATIOth×VSTATUS  (3)
在步骤32中，电机控制单元12将具有时间常数的电机输出功率POWERmot作为目标转换为电机输出命令MOTORcom。
图12示出了电机输出功率POWERmot与被转换电机输出命令MOTORcom之间的关系。在图12中，实线表示电机输出功率POWERmot随时间的变化，而虚线表示电机输出命令MOTORcom随时间的变化。
如图12所示，电机输出命令MOTORcom受到控制从而以一定的时间常数(即时间延迟)接近作为目标的电机输出功率POWERmot。如果电机输出命令MOTORcom的设定使得电机3立即产生电机输出功率POWERmot以响应电机输出命令MOTORcom，则由于引擎1输出功率增加的延迟，引擎1不容易马上接受电机输出功率POWERmot，从而导致混合型车辆驱动性能的损坏。因此必需控制电机输出功率POWERmot直到引擎1容易接受电机输出功率POWERmot为止。
按照本发明第一实施例，在步骤33中，电机控制单元12执行如图13所示的辅助功率抑制处理。以下描述按照本发明第一实施例的图13所示辅助功率抑制处理。
在图13所示的步骤41中，电机控制单元12根据车辆速度Vcar搜索图14所示的操作变量基准值DapTH表以计算驱动功率控制装置操作变量的基准值DapTH。驱动功率控制装置的操作变量对应需求加速度，并且图14所示的操作变量基准值DapTH表设定为使得随着车辆速度Vcar增加，操作变量的基准值DapTH也增加。随后在步骤42中，电机控制单元12决定加速器开启θap(＝θap(当前值)-θapi(前一值))的操作变量Dap是否大于基准值DapTH。如果Dap＞DapTH，则电机控制单元12无需校正电机输出命令MOTORcom即完成辅助功率抑制过程。如果Dap＜＝DapTH，则电机控制单元12在步骤43中利用减法校正项DMOTORcom减少电机输出命令MOTORcom，随后离开辅助功率抑制过程。减法校正项DMOTORcom可以是常数，或者根据加速器开启θap或车辆速度Vcar的操作变量Dap变化。
因此，随着车辆速度Vcar的升高，即使加速器开启θap的操作变量Dap保持不变，操作变量的基准值DapTH也增加，并且执行步骤43以抑制电机3产生的辅助功率。因此，激励电机3的电能不会浪费而混合型车辆受到较大的运行阻力，并且可以使电机3在混合型车辆低速运行时产生足够的辅助功率。
操作变量基准值DapTH表可以根据引擎转速NE按照与图14所示相同的曲线设定。在这种情况下，电机控制单元12在图13所示的步骤41中根据引擎转速NE计算操作变量基准值DapTH。按照这种修正过程，在电机3反电动势较大时电机3产生的辅助功率得到抑制，由此节省了不需要消耗的电能。
在步骤34中，电机控制单元12根据电机输出命令MOTORcom计算校正项(减少值)θthASSIST以控制阀门关闭方向上节流阀开启的目标值θthO。此后控制从步骤34转入步骤18。
校正项θthASSIST用来将引擎1的输出功率减去电机3输出功率的增加量以响应电机输出命令MOTORcom。校正量θthASSIST基于以下理由计算：
当利用节流阀开启命令θthcom(指示需求驱动功率，在步骤43内确定)和步骤6根据节流阀开启命令计算的校正项θthcom确定节流阀开启的目标值θthO并且节流阀启动器105受目标值θthO控制时，需求驱动功率POWERcom从引擎1的输出功率产生。因此，如果目标值θthO没有校正并且电机3由步骤10中转换的电机输出命令MOTORcom控制，则引擎1的输出功率与电机3的输出功率之和将超过需求驱动功率POWERcom，从而导致驱动功率大于司机所需的需求驱动功率。为避免这个问题，引擎1的输出功率被减去电机3的输出功率，并且计算校正量θthASSIST使得引擎1的输出功率与电机3的输出功率之和等于需求驱动功率POWERcom。
当图13所示步骤43中的电机输出命令MOTORcom得到抑制时，校正量θthASSIST增加电机3输出功率减少的量，并且电机3输出功率的减少补充了引擎1的输出功率。因此混合型车辆的驾驶性能维持在所需的水平上。
在步骤12中，电机控制单元12决定当前再生模式是减速模式还是巡航充电模式。具体而言，电机控制单元12根据额外输出功率POWERex作出模式判断，即判断POWERex是否小于0(或小于给定的接近零的负数)。另一方面，电机控制单元12可以判断加速器开启θap的操作变量Dap是否小于预先确定的负数量DapD。按照该实例，如果Dap＜DapD，则电机控制单元12确定当前再生模式为减速模式，并且如果Dap＞＝DapD，则电机控制单元12确定当前再生模式为巡航充电模式。
在步骤12中，如果额外输出功率POWERex小于0(或小于给定的接近零的负数)，则电机控制单元12判断当前再生模式为减速再生模式，并且在步骤13中将电机输出功率POWERmot设定为减速再生输出功率POWERreg。减速再生输出功率POWERreg按照减速再生处理子程序(未画出)计算。
在步骤14中，电机控制单元12读取减速再生模式下节流阀开启的优化目标值θthO，即减速再生处理子程序中计算的节流阀开启的优化目标值θthO。随后控制转入步骤19。
在步骤12中，如果额外输出功率POWERex接近0(由于步骤8的“否”，运行状态量VSTATUS为0)，则电机控制单元12判断当前再生模式为巡航充电模式，并且在步骤15中将电机输出功率POWERmot设定为巡航充电输出功率POWERcruis。巡航充电输出功率POWERcruis按照巡航充电处理子程序(未画出)计算。
在步骤16中，电机控制单元12将具有时间常数的电机输出功率POWERmot作为目标转换为电机输出命令MOTORcom。在步骤17中，电机控制单元12根据电机输出命令MOTORcom计算校正项(增加值)θthSUB以控制节流阀开启方向上节流阀开启的目标值θthO。此后控制从步骤17转入步骤18。
计算校正量θthSUB的理由与计算校正项θthASSIST的相反。
巡航充电模式下的电机输出功率POWERmot的符号与辅助模式下电机输出功率POWERmot的相反。具体而言，在巡航充电模式下，由于巡航充电模式的电机输出命令MOTORcom，所以电机3在一个方向上受到控制以降低需求驱动功率POWERcom。为了维持巡航充电模式下的需求驱动功率POWERcom，在引擎1的输出功率下必需补充被电机输出命令MOTORcom减少的电机输出功率。
在步骤18中，电机控制单元12按照下述方程(4)计算节流阀103的目标值θthO：
θthO＝θthi+θthadd-θthSUB    (4)
在步骤19中，电机控制单元12判断计算的目标值θthO是否等于或大于预定的基准值θthREF。如果θthO＜θthREF，则在步骤20中电机控制单元12判断进气管绝对压力Pba等于或小于预定的基准值PbaREF。
如果Pba＞PbaREF，则完成图5和6所示的处理序列。如果在步骤19中θthO＞＝θthREF或者在步骤20中Pba＜＝PbaREF，则在步骤21中电机控制单元12将传动机构4的转速抑制比例改变至低速抑制比例。此后完成图5和6所示的处理序列。
当控制转入步骤21时，减少超级电容器14的剩余容量以降低电机输出功率POWERmot，并且需要由引擎1补充电机输出功率POWERmot的减少，但是引擎1的输出功率不再增加。此时，传动机构4的速度抑制比例改变至较低的速度抑制比以保持驱动轴2产生的扭矩不变，即步骤21之前的扭矩，从而维持所需的混合型车辆驾驶性能。传动机构4的速度抑制比例在电机控制单元12的控制下由传动控制单元16改变。
以下描述引擎控制单元11进行的引擎控制过程。
图15示出了整个引擎控制处理序列，它在每个周期循环内由引擎控制单元执行。
在图15中，在步骤131引擎控制单元11检测包括引擎转速NE、进气管绝对压力Pba在内的各种引擎运行参数。随后，引擎控制单元11在步骤132中确定引擎运行状态，在步骤133中控制送至引擎1的燃料，在步骤134中控制引擎1的点火时序并在步骤135中控制节流阀103。
具体而言，引擎控制单元11计算送至引擎1的燃料数量并根据步骤133、134中的引擎转速NE和进气管绝对压力Pba控制点火时序，并在步骤135中控制节流阀启动器105使实际的节流阀开启θth等于图6所示步骤18中计算的节流阀开启的目标值θthO。
在上述实施例中，图6所示的步骤31-33对应驱动辅助控制装置的功能，加速器开启θap或者节流阀开启θthcom对应驱动功率控制装置的操作变量，而完成图6所示步骤34、18和图15所示步骤135的装置对应引擎输出校正装置。
以下描述按照本发明第二实施例的图16所示辅助功率抑制过程。
在图16所示步骤51中，电机控制单元12判断引擎转速NE是否大于预定的转速NEH(例如2500rpm)。随后，电机控制单元12在步骤52中判断车辆速度Vcar是否大于预定的车辆速度VcarH(例如80km/h)。如果NE＞NEH或者Vcar＞VcarH，则与图13所示步骤43一样，在步骤53中电机控制单元12使电机输出命令通过减少校正项DMOTORcom减小MOTORcom，并且离开辅助功率抑制过程。如果NE＜＝NEH并且Vcar＜＝VcarH，则电机控制单元12完成辅助功率抑制过程而不校正电机输出命令MOTORcom。
图17(a)、17(b)、17(c)和17(d)分别示出了图16所示辅助功率抑制过程中车辆速度Vcar、电机输出命令MOTORcom、引擎输出功率和引擎转速NE随时间的变化。
在如图17(a)所示车辆速度Vcar超过预定车辆速度VcarH的时刻t1，如图17(b)所示电机输出命令MOTORcom被减去校正项DMOTORcom。因此混合型车辆高速运行时电机3产生的辅助驱动功率得到了抑制，从而避免电能浪费。在图6所示的步骤34中，引擎1的输出功率增加一个附加校正值而电机3产生辅助驱动功率减少相应值，从而使混合型车辆的驾驶性能维持在所需水平上。电机3产生的辅助驱动功率在引擎转速NE达到预定转速NEH时的时刻t1受到抑制。
虽然在实施例中采用超级电容器作为电能存储单元，但是也可以用包含电池的电能存储单元代替。
在图13所示的步骤43或者图16所示的步骤53中，电机输出命令MOTORcom受到抑制。但是电机输出命令MOTORcom可以设定为“0”从而不辅助引擎1。
开启受到电控节流阀启动器105控制的节流阀103可以用与加速器踏板机械连接的普通节流阀代替。在这种修改下，根据电机输出功率的进入空气量可以由旁路节流阀的通道和通道内的控制阀控制。在包括电磁阀(电磁操纵而不是凸轮操纵)的引擎上，可以通过改变电磁阀开启周期控制根据电机输出功率的进入空气数量。
传动机构4可以包含连续变化的传动机构，其速度抑制比例可以连续变化。在这种连续变化的传动机构中，可以根据连续变化传动机构驱动轴转速与被驱动轴转速之比确定转速抑制比例，而不是通过检测齿轮位置。
按照本发明，如上所述，当混合型车辆正常运行时，电机受到控制根据驱动功率控制装置的操纵变量产生辅助功率。当混合型车辆上的引擎处于高速转速范围内或者混合型车辆运行在高速范围内而电机无需有效辅助引擎时，电机的输出功率受到抑制从而节省了存储用来赋能电机的电能。相反，当混合型车辆低速运行时，电机产生有效辅助引擎所需的足够辅助功率。
虽然借助实施例描述了本发明，但是本发明的精神和范围由后面所附权利要求限定。

Claims (11)

1.一种控制混合型车辆的控制系统，所述混合型车辆具有：转动驱动轴(2)的引擎(1)、辅助引擎(1)转动所述驱动轴(2)的电机(3)、向所述电机(3)提供电能的电能存储装置(14)，以及控制所述引擎(1)和所述电机(3)的驱动功率的驱动功率控制装置(11，12，15)，所述驱动功率控制装置包括：用来检测所述引擎的参数和所述混合型车辆的操作参数的检测装置(104，111，119，120)、检测所述电能存储装置的剩余容量的装置、根据加速器开启(θap)控制所述引擎的驱动功率的装置(11)、根据节流阀开启(θthcom)和引擎转速(NE)而建立所述混合型车辆的所需驱动功率(POWERcom)的装置(11，15)，
其特征在于，它还包含：
驱动辅助控制装置，用来根据所述电能存储装置的剩余容量(CAPArem)和所需驱动功率(POWERcom)，计算所述电机的辅助输出(POWERmot)；
所述驱动辅助控制装置(12，15)包括根据计算的辅助输出对所述电机(3)进行控制的控制装置(13)，以及根据计算的电机输出(POWERmot)和所需的驱动功率(POWERcom)校正所述引擎的输出的校正装置(11，15)；
所述驱动辅助控制装置(12，15)包含当所述检测的引擎转速(NE)或检测的所述混合型车辆速度(Vcar)超过预定的基准值(NEH，VcarH)时，从计算的电机辅助输出功率(POWERmot)中减去预定值(DMOTORcom)的装置。
2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，在所述电机的辅助输出中减去预定值(DMOTORcom)是随车辆速度(Vcar)或加速器的操作变量(Dap)而变化的。
3.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述校正装置(11，15)随减小所述电机辅助输出，同步地增大所述引擎的输出。
4.如权利要求3所述的控制系统，其特征在于，控制所述电机的所述控制装置(13)控制所述电机(3)，使得以预定的时延逐步接近所述计算的辅助输出功率(POWERmot)。
5.如前述任一权利要求所述的控制系统，其特征在于，所述电能控制装置包含一个双层电容器(14)。
6.一种控制混合型车辆的控制系统，所述混合型车辆具有：转动驱动轴(2)的引擎(1)、辅助引擎(1)转动所述驱动轴(2)的电机(3)、向所述电机(3)提供电能的电能存储装置(14)，以及控制所述引擎(1)和所述电机(3)的驱动功率的驱动功率控制装置(11，12，15)，所述驱动功率控制装置包括；用来检测所述引擎的参数和所述混合型车辆的操作参数的检测装置(104，111，119，120)、检测所述电能存储装置的剩余容量的装置、根据加速器开启(θap)控制所述引擎的驱动功率的装置(11)、根据节流阀开启(θthcom)和引擎转速(NE)而建立所述混合型车辆的所需驱动功率(POWERcom)的装置(11，15)，
其特征在于，它还包含：
驱动辅助控制装置，用来根据所述电能存储装置的剩余容量(CAPArem)和所需驱动功率(POWERcom)，计算所述电机的辅助输出(POWERmot)；
所述驱动辅助控制装置(12，15)包括根据计算的辅助输出对所述电机(3)进行控制的控制装置(13)，以及根据计算的电机输出(POWERmot)和所需的驱动功率(POWERcom)校正所述引擎的输出的校正装置(11，15)；
所述驱动辅助控制装置(12，15)包含当所述检测的加速器操作变量(Dap)小于预定的基准值(DapTH)时，从所述电机的辅助输出功率(POWERmot)中减去预定值(DMOTORcom)的装置。
7.如权利要求6所述的控制系统，其特征在于，建立加速器开启的所述预定基准值(DapTH)，作为所述引擎的转速，或所述混合型车辆的速度(Vcar)。
8.如权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述校正装置(11，15)随减小所述电机辅助输出，同步地增大所述引擎的输出。
9.如权利要求6所述的控制系统，其特征在于，控制所述电机的所述控制装置(13)控制所述电机(3)，使得以预定的时延逐步接近所述计算的辅助输出功率(POWERmot)。
10.如权利要求6至9中任一权利要求所述的控制系统，其特征在于，所述电能存储装置包含一个双层电容器(14)。
11.如权利要求6至9中任一权利要求所述的控制系统，其特征在于，根据剩余容量(CAPArem)、所需驱动功率(POWERcom)、运行阻力(RUNRST)和节流阀开启命令(θthcom)，所述驱动辅助控制装置(12，15)计算所述电机的辅助输出(POWERmot)。
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