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CN101115638A - 车辆和车辆的控制方法 - Google Patents

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CN101115638A
CN101115638A CNA2006800042510A CN200680004251A CN101115638A CN 101115638 A CN101115638 A CN 101115638A CN A2006800042510 A CNA2006800042510 A CN A2006800042510A CN 200680004251 A CN200680004251 A CN 200680004251A CN 101115638 A CN101115638 A CN 101115638A
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vehicle
speed
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奥田弘一
田畑满弘
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Abstract

在本发明车辆中，当驾驶员放松下压的加速器踏板时，驱动控制将此时的车速V设为目标车速V*(步骤S440)。用于输出驱动力的发动机和电机被控制以在目标车速V*驱动车辆。当驾驶员踏在放松的制动器踏板上时，驱动控制将驾驶员下压制动器踏板前设定的目标车速V*储存为前次目标车速Vpre并解除目标车速V*的设定(步骤S470和S480)。响应驾驶员随后放松制动器踏板，驱动控制将此时的车速V设为目标车速V*(步骤S510)并重新开始恒速(巡航)驱动。当驾驶员将方向盘转到或超过用于左或右转的预定程度时，驱动控制将前次目标车速Vpre设为目标车速V*(步骤S520)并重新开始恒速驱动。这种布置确保恒速(巡航)驱动的容易且快速的开始并能根据驱动状态的变化恒速(巡航)驱动。

Description

车辆和车辆的控制方法
技术领域
本发明涉及车辆和车辆的控制方法。
背景技术
一种已提出的技术将目标车速设定得等于恒定车速，该恒定车速从驾驶员对用于恒速驱动控制的主开关的ON(接通)操作开始保持预定时间周期，并在设定的目标车速下实现车辆的恒速驱动(例如见日本专利公开公报No.2006-6682)。这种提出的车辆响应于驾驶员的踏下加速器(accelerator on)操作或制动接通(brake on，踏下制动器)操作而解除恒速驱动。
发明内容
现有技术的技术要求驾驶员对用于恒速驱动控制的主开关的ON操作以开始恒速驱动。现有技术的技术仅在车辆保持在恒速下预定时间周期之后方可设定用于恒速驱动的目标车速。也就是说设定目标车速需要时间。
在用于恒速驱动的主开关的OFF(断开)位置，响应于车速达到或超过预定参考水平时的驾驶员的加速器松开(不踩踏加速器，acceleratoroff)操作，车辆通常被控制得例如通过发动机制动施加一定的制动力。因此要求驾驶员将脚保持在加速器踏板上以便恒速驱动(巡航驱动)。
因此本发明的车辆和车辆控制方法旨在确保恒速驱动(巡航驱动)的容易和快速启动。本发明的车辆和车辆控制方法还旨在能够根据驱动状态的改变进行恒速驱动(巡航驱动)。
为了实现上述和其他相关目的的至少部分，本发明的车辆和车辆控制方法具有以下所述的方案。
本发明涉及一种车辆，包括：动力输出装置，其输出用于驱动所述车辆的驱动力；加速器操作检测机构，其检测驾驶员的加速器操作；车速测量单元，其测量车速；目标车速设定组件，在所述加速器操作检测机构检测出驾驶员的加速器操作从踏下加速器状态变为加速器松开状态时，将目标车速设定为等于由所述车速测量单元测量的车速；以及控制组件，在未设定所述目标车速的情况下，所述控制组件基于所述加速器操作检测机构检测出的驾驶员的加速器操作来控制所述动力输出装置，在设定了所述目标车速的情况下，所述控制组件控制所述动力输出装置以在所设定的目标车速下驱动所述车辆。
本发明的车辆将目标车速设定得等于驾驶员的加速器操作从踏下加速器状态变为加速器松开状态时所测量的车速，并控制用于输出驱动力的动力输出装置以在目标车速下驱动车辆。这种布置仅通过驾驶员的简单加速器松开操作实现恒速驱动(巡航驱动)的简单快速的启动。在未设定目标车速的情况下，动力输出装置根据驾驶员的加速器操作被控制。这使得驾驶员能够感觉到与加速器操作相对应的适当加速。
在本发明的一个优选实施例中，所述车辆还包括制动器操作检测机构，其检测驾驶员的制动器操作。根据由所述制动器操作检测机构检测出的从制动断开状态到制动接通状态的驾驶员的制动器操作，所述目标车速设定组件解除所述目标车速的设定。这种布置能够使得目标车速的设定通过驾驶员的简单的制动接通操作被简单地解除。在本实施例的一个优选应用中，在根据驾驶员的制动器操作为制动接通状态的检测而解除所述目标车速的设定之后，在所述制动器操作检测机构检测出驾驶员随后的制动器操作为制动断开状态时，所述目标车速设定组件重新将所述目标车速设定为等于由所述车速测量单元测量的车速。该应用中的车辆响应于驾驶员的制动接通操作解除目标车速的设定并将驾驶员的随后制动断开操作时测得的车速设定为新的目标车速以重新开始恒速驱动(巡航驱动)。在本实施例的另一个优选应用中，所述车辆还包括：转向角测量单元，其测量所述车辆的转向角。在根据驾驶员的制动器操作为制动接通状态的检测而解除所述目标车速的设定之后，当所述转向角测量单元测得的转向角从所述车辆直线前进行驶的参考转向位置不小于预定阈值转向角时，在所述转向角测量单元测得的转向角降低得从所述车辆直线前进行驶的参考转向位置小于所述预定阈值转向角以及所述制动器操作检测机构检测出驾驶员随后的制动器操作为制动断开状态的情况下，所述目标车速设定组件重新将所解除的目标车速设定为目标车速。在车辆左转或右转之前设定的目标车速下的恒速驱动(巡航驱动)在车辆左转或右转之后可被恢复。
在本发明的车辆中，优选的是，根据由所述加速器操作检测机构检测出的从加速器松开状态到踏下加速器状态的驾驶员的加速器操作，所述目标车速设定组件解除所述目标车速的设定。这种布置的车辆根据驾驶员的踏下加速器操作解除目标车速的设定，并将驾驶员的随后加速器松开操作时测得的车速设定为新的目标车速以重新开始恒速驱动(巡航驱动)。
在本发明车辆的一个优选应用中，当所述车速测量单元测量的车速低于预定低参考车速时，所述目标车速设定组件设定所述目标车速以随着时间的经过逐渐增加所述车速。这有助于车辆在低于预定低参考车速的车速范围内的驱动。这种应用优选地与响应于驾驶员的制动接通操作解除目标车速的设定并将驾驶员的随后制动断开操作时测得的车速设定为新的目标车速的结构相组合。这种组合能够使得车辆仅通过在低于预定低参考车速的车速范围内的驾驶员的制动器操作被驱动。这种布置不需要加速器操作和制动器操作之间的频繁改变并且有利地车辆的驱动。
在本发明车辆的另一个优选应用中，当所述车速测量单元测量的所述车速不低于预定高参考车速时，所述目标车速设定组件设定所述目标车速以随着时间的经过逐渐降低所述车速。这种布置有效地防止驾驶员感觉到不低于预定高参考车速的车速下的空转。
在本发明车辆的另一个优选应用中，当作为所述车速测量单元测量的车速与所述目标车速之间差异的车速偏差达到或超过预定参考值时，所述目标车速设定组件设定所述目标车速以减小所述车速偏差。这种布置消除了在上坡路或下坡路上实际车速明显偏离目标车速的可能性并且有利地防止驾驶员在上坡路尽头感觉到出乎意料的加速或者在下坡路尽头感觉到出乎意料的制动。
在本发明车辆的一个优选结构中，所述动力输出装置包括具有发电能力并输出用于驱动所述车辆的驱动力的电机以及向所述电机传输电力并从所述电机传输电力的蓄电器单元。所述控制组件控制所述电机以在设定了所述目标车速时利用所述电机的输出动力在该目标车速下驱动所述车辆。这种布置能够通过电机进行恒速驱动的精密控制并确保再生电力的有效使用。
在本发明车辆的一个优选结构中，所述动力输出装置包括输出用于驱动所述车辆的驱动力的内燃机、具有发电能力并输出用于驱动所述车辆的驱动力的电机以及向所述电机传输电力并从所述电机传输电力的蓄电器单元。所述控制组件控制所述内燃机和所述电机以在设定了所述目标车速时利用所述内燃机的输出动力和所述电机的输出动力在该目标车速下驱动所述车辆。这种布置能够通过较低动力的电机进行恒速驱动的精密控制并减少用于间歇运行的内燃机的停止和重新启动的频率。
在装有内燃机和电机作为动力输出装置的车辆的一个优选实施例中，所述动力输出装置还具有连接断开机构，所述连接断开机构用于连接所述内燃机与所述车辆的车轴以用于将所述内燃机的输出动力传输到所述车轴、以及将所述内燃机从所述车轴断开。所述控制组件控制所述内燃机、所述电机以及所述连接断开机构，以将所述内燃机从所述车轴断开，并且在设定了所述目标车速时仅利用所述电机的输出动力在该目标车速下驱动所述车辆。这种布置使得内燃机能够在恒速驱动期间停止运行。
在装有内燃机和电机作为动力输出装置的车辆的另一个优选实施例中，所述动力输出装置还包括连接断开机构，所述连接断开机构用于连接所述内燃机与所述车辆的车轴以将所述内燃机的输出动力传输到所述车轴以及将所述内燃机从所述车轴断开连接。在不满足预定断开条件的情况下，所述控制组件控制所述内燃机、所述电机以及所述连接断开机构，以将所述内燃机与所述车轴相连接以将所述内燃机的输出动力传输到所述车轴，以及通过内燃机的输出动力和电机的输出动力在设定了目标车速时的目标车速下驱动所述车辆。在满足预定断开条件的情况下，所述控制组件控制所述内燃机、所述电机以及所述连接断开机构，以将所述内燃机从所述车轴断开连接，并且仅通过电机的输出动力在设定时的目标车速下驱动所述车辆。也就是说，在不满足预定断开条件的情况下车辆通过内燃机的输出动力和电机的输出动力在恒速下被驱动，而在满足预定断开条件的情况下车辆仅通过电机的输出动力在恒速下被驱动。这种布置能够使用较低动力的电机并根据需要通过内燃机的输出动力实现恒速驱动。
在不满足或满足预定断开条件的情况下将内燃机与车轴选择性地连接或断开以用于恒速驱动的本发明的车辆中，预定断开条件可为所述车速测量单元测量的车速低于预定参考断开车速。预定断开条件可为蓄电器单元中积聚的充电状态(充电量)不低于预定充电值。
在不满足或满足预定断开条件的情况下将内燃机与车轴选择性地连接或断开以用于恒速驱动的本发明的车辆中，当在内燃机通过连接断开机构与车轴相连接以传输内燃机的输出动力的情况下车辆通过内燃机的输出动力和电机的输出动力在目标车速下被驱动时，控制组件可控制内燃机、电机以及连接断开机构，以在有效运行范围内运行内燃机。这种布置有利地增强了整个车辆的能量效率。
在装有连接断开机构的车辆的一个优选应用中，所述控制组件控制所述内燃机，从而在设定所述目标车速的状态下由所述连接断开机构将所述内燃机从所述车轴断开连接时，使所述内燃机停止运行。这种布置有效地改进了燃料消耗。
在装有连接断开机构的车辆的一个优选应用中，所述控制组件控制所述动力输出装置，从而在设定所述目标车速的状态下由所述连接断开机构将所述内燃机从所述车轴断开连接时，根据积聚在所述蓄电器单元中的充电状态在所述目标车速下驱动所述车辆。这种布置能够根据蓄电器单元中的充电状态进行恒速驱动。在该应用中，控制组件可控制所述动力输出装置，以在设定目标车速的条件下在所述连接断开机构使得所述内燃机从所述车轴断开连接时，在不会引起蓄电器单元的过度充电或过度放电的特定范围内的目标车速下驱动车辆。
在装有连接断开机构的车辆的另一个优选应用中，所述连接断开机构包括连接于所述内燃机的离合器和连接于所述车轴的变速器。所述电机可布置得在所述变速器和所述离合器之间输出动力或将动力输出到所述变速器的车轴侧。
在装有用作动力输出装置的内燃机和电机的车辆的另一个优选实施例中，所述电机布置得用于将动力输出到与接收所述内燃机传输的输出动力的车轴不同的车轴。也就是说，通过四轮驱动的结构实现本发明的原理。
本发明涉及用于控制车辆的第一车辆控制方法，所述车辆包括：输出用于驱动所述车辆的驱动力的动力输出装置；检测驾驶员的加速器操作的加速器操作检测机构；以及测量车速的车速测量单元。所述车辆控制方法包括以下步骤：(a)在所述加速器操作检测机构检测出驾驶员的加速器操作从踏下加速器状态变为加速器松开状态时，将目标车速设定为等于由所述车速测量单元测量的车速，并且在满足预定解除条件的情况下解除所述目标车速的设定；以及(b)在未设定所述目标车速的情况下，基于所述加速器操作检测机构检测出的驾驶员的加速器操作来控制所述动力输出装置，并且，在设定了所述目标车速的情况下，控制所述动力输出装置以在所设定的目标车速下驱动所述车辆。
本发明的第一车辆控制方法将目标车速设定为等于在驾驶员的加速器操作从踏下加速器状态变为加速器松开状态时所测量的车速，并控制用于输出驱动力的动力输出装置以在目标车速下驱动车辆。这种布置仅通过驾驶员的简单加速器松开操作实现恒速驱动(巡航驱动)的简单快速的启动。在未设定目标车速的情况下，动力输出装置根据驾驶员的加速器操作被控制。这使得驾驶员能够感觉到与加速器操作相对应的适当加速。
本发明涉及用于控制车辆的第二车辆控制方法，所述车辆包括：输出用于驱动所述车辆的驱动力的内燃机；具有发电能力并输出用于驱动所述车辆的驱动力的电机；向所述电机传输电力以及从所述电机传输电力的蓄电器单元；连接断开机构，其用于连接所述内燃机与所述车辆的车轴以将所述内燃机的输出动力传输到所述车轴、以及将所述内燃机从所述车轴断开连接；检测驾驶员的加速器操作的加速器操作检测机构；以及测量车速的车速测量单元。所述第二车辆控制方法包括以下步骤：(a)在所述加速器操作检测机构检测出驾驶员的加速器操作从踏下加速器状态变为加速器松开状态时，将目标车速设定为等于由所述车速测量单元测量的此时的车速，并且在满足预定解除条件的情况下解除所述目标车速的设定；(b1)在未设定所述目标车速的情况下，基于所述加速器操作检测机构检测出的驾驶员的加速器操作来控制所述内燃机和所述电机；(b2)在设定了所述目标车速的情况下，在不满足预定断开条件的情况下，控制所述内燃机、所述电机以及所述连接断开机构，以将所述内燃机与所述车轴连接以用于将所述内燃机的输出动力传输到所述车轴、以及同时利用所述内燃机的输出动力和所述电机的输出动力在所述目标车速下驱动所述车辆；在满足所述预定断开条件的情况下，控制所述内燃机、所述电机以及所述连接断开机构，以将所述内燃机从所述车轴断开连接以及仅利用所述电机的输出动力在所述目标车速下驱动所述车辆。
在驾驶员的加速器操作从踏下加速器状态变为加速器松开状态时，本发明的第二车辆控制方法将目标车速设定为所测量的此时的车速。在不满足预定断开条件的情况下，第二车辆控制方法控制所述内燃机、所述电机以及所述连接断开机构，以将所述内燃机的输出动力传输到所述车轴，以及同时利用所述内燃机的输出动力和所述电机的输出动力驱动所述车辆。另一方面，在满足所述预定断开条件的情况下，第二车辆控制方法控制所述内燃机、所述电机以及所述连接断开机构，以将所述内燃机从所述车轴断开连接以及仅利用所述电机的输出动力驱动所述车辆。这种布置仅通过驾驶员的简单加速器松开操作实现恒速驱动(巡航驱动)的简单快速的启动。所述内燃机从所述车轴的断开连接允许内燃机运行的停止。在未设定目标车速的情况下，动力输出装置根据驾驶员的加速器操作被控制。因此第二车辆控制方法使得驾驶员能够感觉到与驾驶员的加速器操作相对应的车辆的适当加速。
附图说明
图1示意性地示出了本发明一个实施例中的混合动力车辆的结构；
图2是示出了由安装在本实施例混合动力车辆上的混合电子控制单元执行的驱动控制程序(例程)的流程图；
图3是示出了由本实施例混合动力车辆中的混合电子控制单元执行的目标车速设定程序的流程图；
图4示出了高压蓄电池的输入极限Win和输出极限Wout相对于蓄电池温度Tb的变化；
图5示出了输入极限校正系数和输出极限校正系数相对于高压蓄电池的充电状态SOC的变化；
图6示出了转矩设定图的一个实例；
图7示出了额定转矩限制设定图的一个实例；
图8示出了与电机转速Nm、假定发动机转矩Tetmp、控制转矩T*、以及假定(tentative)电机转矩Tmtmp有关的发动机的最佳燃料消耗曲线；
图9示出了在以响应于驾驶员放松加速器踏板(加速器松开状态)设定的目标车速V*恒速驱动(巡航驱动)过程中，加速器踏下-松开状态、制动器踏下-松开状态、车速V、目标车速V*、发动机的运行-停止状态、电机输出、以及混合动力车辆的加速度的时间变化；
图10示意性地示出了一个变形例中的另一混合动力车辆的结构；以及
图11示意性地示出了另一个变形例中的另一混合动力车辆的结构。
具体实施方式
下面将参考附图作为一个优选实施例描述执行本发明的模式。图1示意性地示出了本发明一个实施例中的混合动力车辆20的结构。如图1中所示的，本实施例的混合动力车辆20包括发动机22、通过减振器(未示出)连接于发动机22的曲轴23或输出轴的变矩器28、通过离合器29连接于变矩器28以及通过差速器70连接于驱动轮72a和72b的变速器36、以及从变速器36中输出动力和向变速器36中输入动力并具有发电能力的电机30。混合动力车辆20还包括通过皮带42连接于发动机22的曲轴23并利用发动机22的输出动力产生电力的交流发电机40、从交流发电机40和电机30传输电力以及向交流发电机40和电机30传输电力的高压蓄电池44、降低从交流发电机40中输出的电力的电压并将降低电压的电力供应到低压蓄电池48和辅机49的DC-DC变换器46、以及控制整个混合动力车辆20的运行的混合电子控制单元50。
发动机22例如是消耗碳氢燃料，诸如汽油或轻油，以输出动力的内燃机。发动机22处于发动机电子控制单元24(在下文中称之为发动机ECU24)的控制下。发动机ECU24接收来自于用于测量并检测发动机22的运行状态的各种传感器的信号并执行燃料喷射控制、点火控制、以及吸入空气流量调节。起动电动机26连接于发动机22的曲轴23以根据要求起转(crank)发动机22。发动机ECU24建立与混合电子控制单元50的通信以响应于从混合电子控制单元50接收的控制信号驱动和控制发动机22，以及根据要求将关于发动机22的运行状态的数据输送到混合电子控制单元50。
电机30被构成为可作为发电机以及可作为电动机致动的已知同步电动发电机。电机30通过逆变器32从包括交流发电机40和高压蓄电池44的高压系统中输入电力以及向所述高压系统输出电力。电机30由电机电子控制单元34(在下文中称之为电机ECU34)驱动控制。电机ECU34输入电机30的驱动控制所需的信号，例如，来自于转动位置检测传感器31的表示电机30中转子的转动位置的信号，以及从电流传感器(未示出)供应于电机30的表示相电流的信号。电机ECU34向逆变器32输出切换(开关)控制信号。电机ECU34还管理高压蓄电池44，以从连接于来自于高压蓄电池44的电力线的电流传感器、电压传感器和温度传感器中输入蓄电池电流Ib、蓄电池电压Vb、以及蓄电池温度Tb，并从输入的蓄电池电流Ib和蓄电池电压Vb计算高压蓄电池44中的充电状态SOC或电力的积聚量以及高压蓄电池44的输入极限Win和输出极限Wout。电机ECU34建立与混合电子控制单元50的通信以响应于从混合电子控制单元50中接收的控制信号驱动并控制电机30，并且根据要求向混合电子控制单元50输出与电机30的驱动状态和高压蓄电池44的状态相关的数据。
在本实施例中，变速器36被构成为皮带传动的无级变速器(CVT)。变速器36和变矩器28处于自动变速器电子控制单元38(在下文中称之为ATECU38)的控制下。ATECU38控制变矩器28的锁定、控制离合器29的接合和放松，以及根据加速器开度Acc和车速V改变变速器36的传动比γ(gear ratio)。ATECU38与混合电子控制单元50建立通信以执行变速控制，从而响应于从混合电子控制单元50中接收的控制信号改变变速器36的传动比γ，以及根据要求将与变矩器28和变速器36的状态有关的数据发送给混合电子控制单元50。
混合电子控制单元50被构成为包括CPU52、储存处理程序的ROM54、临时储存数据的RAM56、输入-输出端口(未示出)、以及通信端口(未示出)的微处理器。混合电子控制单元50通过其输入端口接收：来自于变速位置传感器62的变速杆61的变速位置SP或当前设定位置、来自于加速器踏板位置传感器64的加速器开度Acc或驾驶员的加速器踏板63的踩踏量、来自于制动器踏板位置传感器66的制动器踏板拉置BP或驾驶员的制动器踏板65的踩踏量、来自于车速传感器68的车速V以及来自于转向角传感器69的转向角θ。混合电子控制单元50通过其输出端口向交流发电机40输出驱动信号以及向DC-DC变换器46输出切换控制信号。混合电子控制单元50通过其通信端口与发动机ECU24、电机ECU34、以及ATECU38建立通信，以从发动机ECU24、电机ECU34以及ATECU38中接收各种控制信号和数据以及向发动机ECU24、电机ECU34以及ATECU38传输各种控制信号和数据，如前面所述的。
在离合器29的接合状态下，也就是说，在离合器29的ON位置，如上所述构成的本实施例的混合动力车辆20主要由发动机22的动力驱动，所述发动机22的动力在变速器36中经历变速并被输出到驱动轮72a和72b。另一方面，在离合器29的放松状态下，也就是说，在离合器的OFF位置，混合动力车辆20由电机30的动力驱动，所述电机30的动力在变速器36中经历变速并被输出到驱动轮72a和72b，而发动机22处于停止状态中。在主要利用发动机22的输出动力来驱动的前一种状态中，可通过与电机30的再生(regenerative)控制或动力控制相组合地使高压蓄电池44充电或放电而驱动混合动力车辆20。在向混合动力车辆20施加制动力的情况下，在离合器29放松状态下，也就是说，在离合器29的OFF位置，电机30处于再生控制下。在离合器29的OFF位置中电机30的再生控制回收混合动力车辆20的动能，因此改进燃料消耗。
下面针对具有上述结构的本实施例混合动力车辆20的动作进行描述，尤其是针对响应于驾驶员将加速器踏板63放松到加速器松开状态而进行的一系列控制动作。图2是示出了由包含在本实施例混合动力车辆20中的混合电子控制单元50执行的驱动控制程序的流程图。图3是示出了用于设定图2驱动控制程序中所要求的目标车速V*的目标车速设定程序的流程图。图3的目标车速设定程序也由混合电子控制单元50执行。从混合动力车辆20启动开始，在预定时间间隔下，例如每数毫秒，重复地执行驱动控制程序和目标车速设定程序。以下描述顺序地针对驱动控制处理和设定目标车速V*的处理。
在图2的驱动控制程序中，混合电子控制单元50的CPU52首先输入控制所需的各种数据，即，来自于加速器踏板位置传感器64的加速器开度Acc、来自于制动器踏板位置传感器66的制动器踏板位置Bp、来自于车速传感器68的车速V、电机30的转速Nm、交流发电机40的发电量Pg、高压蓄电池44的充电状态SOC、以及高压蓄电池44的输入极限Win和输出极限Wout(步骤S100)。电机30的转速Nm是由电机ECU34从转动位置检测传感器31所检测的电机30中的转子的转动位置计算出的，并通过通信从电机ECU34被接收。交流发电机40的发电量Pg是从交流发电机40的发电指令计算的。高压蓄电池44的充电状态SOC、输入极限Win和输出极限Wout是由电机ECU34从蓄电池电流Ib、蓄电池电压Vb、以及蓄电池温度Tb计算的，蓄电池电流Ib、蓄电池电压Vb、以及蓄电池温度Tb是由连接于来自于高压蓄电池44的电力线的电流传感器、电压传感器和温度传感器(未示出)测量的，并且是通过通信从电机ECU34中接收的。计算输入极限Win和输出极限Wout的具体程序与测得的蓄电池温度Tb相对应地设定输入极限Win和输出极限Wout的基本值，与高压蓄电池44的充电状态SOC相对应地设定输入极限校正系数和输出极限校正系数，并以所设定的输入极限校正系数和输出极限校正系数乘以输入极限Win和输出极限Wout的基本值以确定高压蓄电池44的输入极限Win和输出极限Wout。图4示出了输入极限Win和输出极限Wout相对于蓄电池温度Tb的变化。图5示出了输入极限校正系数和输出极限校正系数相对于高压蓄电池44的充电状态SOC的变化。
在数据输入之后，CPU52参考输入的加速器开度Acc以判定加速器松开状态(Acc＝0)或踏下加速器状态(Acc≠0)(步骤S110)，参考输入的制动器踏板位置Bp以判定制动断开状态(Bp＝0)或制动接通状态(Bp≠0)(步骤S120)，并判定目标车速V*的设定或非设定(步骤S130)。当输入的加速器开度Acc表示踏下加速器状态(Acc≠0)(步骤S110：否)时，CPU52执行标准驱动控制以根据输入的加速器开度Acc通过传输到驱动轮72a和72b的发动机22和电机30的动力驱动混合动力车辆20(步骤S140)并从图2的该驱动控制程序中退出。标准驱动控制例如将发动机22的节气门开度调节得与加速器开度Acc相对应并设定电机30的转矩指令Tm*。标准驱动控制不是本发明的特征，因而这里不详细地进行描述。当输入的加速器开度Acc表示加速器松开状态(Acc＝0)但是输入的制动器踏板位置Bp表示制动接通状态(Bp≠0)(步骤S110：是，步骤S120：否)时，CPU52将电机30的转矩指令Tm*设定得与制动器踏板位置Bp以及电机30的转速Nm相对应(步骤S150)，将发动机22的目标转矩Te*设定得等于0(步骤S155)，以及将等于0的目标发动机转矩Te*输送到发动机ECU24以及将所设定的电机转矩指令Tm*输送到电机ECU34(步骤S290)。之后结束图2的驱动控制程序。本实施例中设定转矩指令Tm*的具体程序预先将转矩指令Tm*相对于制动器踏板位置Bp和电机30的转速Nm的变化作为转矩设定图储存在ROM54中，并且从该转矩设定图中读出与给定的制动器踏板位置Bp和给定的电机30的转速Nm相对应的转矩指令Tm*。在图6中示出了转矩设定图的一个示例。如图6的图中所示的，将负转矩，即，用于发电的转矩指令设定为与输入的制动器踏板位置Bp相对应的转矩指令Tm*。发动机ECU24接收等于0的目标发动机转矩Te*并切断发动机22运行状态下的燃料供应，同时保持发动机22的停止状态。电机ECU34接收设定的电机转矩指令Tm*，并执行包含在逆变器31中的切换元件的切换控制以通过转矩指令Tm*驱动电机30。所述控制能使得电机30输出与驾驶员的制动器踏板65的下压量相对应的再生转矩，并用电机30再生的电力为高压蓄电池44充电。因此以电能的形式回收混合动力车辆20的动能。甚至当输入的加速器开度Acc和输入的制动器踏板位置Bp两者分别判定为加速器松开状态(Acc＝0)和制动断开状态(Bp＝0)时(步骤S110：是，步骤S120：是)，在未设定目标车速V*的情况下(步骤S130：否)，不需基于目标车速V*执行控制。之后CPU52执行标准驱动控制(步骤S140)并从该驱动控制程序中退出。
另一方面，当由输入的加速器开度Acc和输入的制动器踏板位置Bp两者判定加速器松开状态(Acc＝0)和制动断开状态(Bp＝0)时(步骤S110：是，步骤S120：是)，在设定目标车速V*的情况下(步骤S130：是)，CPU52执行步骤S160至S290的恒速驱动控制(巡航驱动控制)以如下所述地将车速V调节为目标车速V*。恒速驱动控制首先基于电机30的转速Nm将最大额定转矩限制值Tmax1和最小额定转矩限制值Tmin1设定为电机30的额定转矩的输出上限和输出下限(步骤S160)。之后恒速驱动控制根据下面给出的等式(1)和(2)从发电量Pg和高压蓄电池44的输入极限Win和输出极限Wout中计算最大输入输出转矩限制值Tmax2和最小输入输出转矩限制值Tmin2，它们相当于电机30的输出转矩上限和下限(步骤S170)：
Tmax2＝(Wout+Pg)/Nm    (1)
Tmin2＝(Win+Pg)/Nm    (2)
设定最大和最小额定转矩限制值Tmax1和Tmin1的具体程序，预先将电机30的额定转矩相对于电机30的转速Nm的变化作为额定转矩限制设定图储存在ROM54中，并从图中读出与给定的转速Nm对应的最大和最小额定转矩限制值Tmax1和Tmin1。在图7中示出了额定转矩限制设定图的一个实例。
在设定最大和最小额定转矩限制值Tmax1和Tmin1以及最大和最小输入输出转矩限制值Tmax2和Tmin2之后，CPU52顺序地比较车速V与预定参考速度Veg(步骤S180)以及比较高压蓄电池44的充电状态SOC与预定参考值Sref(步骤S190)。参考速度Veg表示作为判定要求还是不要求发动机22运行的标准的车速，并取决于车辆重量、电机30的性能以及变速器36的性能。在本实施例中，参考速度Veg被设定为接近于车速的上限，在该速度下甚至在路面存在一些高低起伏时仅通过电机30的输出动力也能确保实际的恒速驱动。参考值Sref用作判定是否可以进行电机驱动的的标准，并取决于高压蓄电池44的性能和电机30的性能。在本实施例中，参考值Sref被设定为等于具有较小的高压蓄电池44过放电可能性的例如10％或15％的电荷值(充电状态SOC)。
当车速V不高于预定参考速度Veg(步骤S180：否)但是高压蓄电池44的充电状态SOC高于预定参考值Sref(步骤S190：是)时，CPU52判定可在电机驱动模式下进行混合动力车辆20的恒速驱动(即，仅通过电机30的动力驱动)。因此CPU52将离合器29设定为放松状态，即，OFF位置中，并停止发动机22的运行(步骤S200)。CPU52随后根据下面给出的作为反馈控制的关系式的等式(3)计算假定电机转矩Tmtmp，该假定电机转矩Tmtmp待从电机30中输出以将车速V调节为目标车速V*(步骤S210)：
Tmtmp＝k1(V*-V)+k2∫(V*-V)dt    (3)
之后CPU52将所计算的假定电机转矩Tmtmp限制为最大和最小额定转矩限制值Tmax1和Tmin1以及最大和最小输入输出转矩限制值Tmax2和Tmin2，并最终设定电机30的转矩指令Tm*(步骤S220)。CPU52将设定的转矩指令Tm*输送到电机ECU34(步骤S290)并从图2的驱动控制程序中退出。停止发动机22的具体程序将停止控制信号输送到发动机ECU24，发动机ECU24随后停止发动机22的燃料喷射控制和点火控制。与发动机22的停止相组合的电机30的该驱动控制能够使得电机驱动模式下的恒速驱动(巡航驱动)处于电机30的额定转矩范围内和高压蓄电池44的输入极限Win和输出极限Wout的范围内。在以上给定的公式(3)中，右侧第一项中的“k1”和第二项中的“k2”分别表示比例增益和积分项的增益。图2的驱动控制程序在步骤S290输送电机30的转矩指令Tm*和发动机22的目标转矩Te*。恒速驱动的流程停止发动机22的运行并因此不需目标发动机转矩Te*的传输。然而，为了简化描述，假定恒速驱动的流程在步骤S290只输送电机30的转矩指令Tm*。
当车速V高于预定参考速度Veg(步骤S180：是)或者当高压蓄电池44的充电状态SOC不高于预定参考值Sref(步骤S190：否)时，CPU52判定不能在电机驱动模式下进行混合动力车辆20的恒速驱动。因此CPU52将离合器29设定在接合状态，即，ON位置中，并运行发动机22(步骤S230)。随后CPU52基于电机30的转速Nm并参考确保发动机22的有效运行的最佳燃料消耗曲线，以设定假定发动机转矩Tetmp(步骤S240)，该假定发动机转矩Tetmp将从发动机22中输出；并根据上面给出的等式(3)计算控制转矩T*(步骤S250)。步骤S250中控制转矩T*的计算与上述步骤S210中假定电机转矩Tmtmp的计算相同。CPU52从所计算的控制转矩T*中减去假定发动机转矩Tetmp以设定假定电机转矩Tmtmp(步骤S260)。图8示出了与电机30的转速Nm、假定发动机转矩Tetmp、控制转矩T*、以及假定电机转矩Tmtmp有关的发动机22的最佳燃料消耗曲线。在恒速驱动期间，不需要大的动力输出。因此变矩器28锁定并且发动机22在电机30的转速Nm下被驱动。因此电机30的转速Nm可用于根据发动机22的最佳燃料消耗曲线设定假定发动机转矩Tetmp。如图8中所示的，根据最佳燃料消耗曲线设定的假定发动机转矩Tetmp不等于控制转矩T*，该控制转矩T*将被输出以将车速V调节为目标车速V*。因此电机30将被驱动以输出转矩差异的补偿。所述驱动控制能够在最佳燃料消耗曲线的有效驱动点下进行发动机22的运行并且确保通过高压蓄电池44的充电或放电输出控制转矩T*。本实施例的驱动控制程序将假定电机转矩Tmtmp计算为待从电机30中输出的转矩要求。
之后CPU52将所计算的假定电机转矩Tmtmp限制为最大和最小额定转矩限制值Tmax1和Tmin1以及最大和最小输入输出转矩限制值Tmax2和Tmin2并最终设定电机30的转矩指令Tm*(步骤S270)。CPU52从控制转矩T*中减去设定的转矩指令Tm*以设定发动机22的目标转矩Te*(步骤S280)并将目标发动机转矩Te*输送到发动机ECU24以及将电机转矩指令Tm*输送到电机ECU34(步骤S290)。之后结束图2的驱动控制程序。当假定电机转矩Tmtmp处于电机30的额定转矩范围内和高压蓄电池44的输入极限Win和输出极限Wout的范围内时，将假定电机转矩Tmtmp设定为电机30的转矩指令Tm*。因此，将假定电机转矩Tmtmp设定为发动机22的目标转矩Te*。在这种情况下，驱动控制在发动机22的有效运行的同时确保将车速V调节为目标车速V*所需的转矩输出，因而在目标车速V*下获得恒速驱动(巡航驱动)。当通过假定电机转矩Tmtmp限制为最大和最小额定转矩限制值Tmax1和Tmin1以及最大和最小输入输出转矩限制值Tmax2和Tmin2而设定电机30的转矩指令Tm*时，设定为发动机22的目标转矩Te*的转矩值与假定发动机转矩Tetmp略有不同。在这种情况下，与将假定发动机转矩Tmtmp设定为发动机22的目标转矩Te*的情况下的驱动控制相比较，驱动控制仅通过发动机运行效率上的略微降低而确保将车速V调节为目标车速V*所需的转矩输出。本实施例的驱动控制有效地增强了混合动力车辆20的能量效率并确保将车速V调节为目标车速V*所需的转矩输出在电机30的额定转矩范围内和高压蓄电池44的输入极限Win和输出极限Wout的范围内，从而实现混合动力车辆20的恒速驱动(巡航驱动)。
因此根据图3的流程图中所示的目标车速设定程序设定目标车速V*。在图3的目标车速设定程序中，混合电子控制单元50的CPU52首先输入设定目标车速V*所需的数据，即，来自于加速器踏板位置传感器64的加速器开度Acc、来自于制动器踏板位置传感器66的制动器踏板位置Bp、来自于车速传感器68的车速V、以及转向角记录θr(步骤S400)。转向角记录θr表示驾驶员转向操作并在当前时刻的预定时间之前，例如，当前时刻的3秒或5秒之前压下制动器踏板65的条件下的转向角θ的最大量值(绝对值)。在本实施例中，输入的转向角记录θ已根据转向角记录设定程序(未示出)被设定并被储存在RAM56的特定区域中。
在数据输入之后，CPU52参考输入的加速器开度Acc以判定加速器松开状态(Acc＝0)或踏下加速器状态(Acc≠0)(步骤S410)。当驾驶员下压加速器踏板63以设定踏下加速器状态(Acc≠0)(步骤S410：否)时，CPU52解除目标车速V*的设定(步骤S420)并从该目标车速设定程序中退出。也就是说，响应于驾驶员下压加速器踏板63，即，处于踏下加速器状态(Acc≠0)而解除目标车速V*的设定。
另一方面，当驾驶员放松加速器踏板63以设定加速器松开状态(Acc＝0)(步骤S410：是)时，CPU52判定该程序的前次循环中输入的前次加速器开度Acc是否等于0(前次Acc＝0或前次Acc≠0)(步骤S430)。该判定的结果判定是从踏下加速器状态转换为加速器松开状态或是继续加速器松开状态。在从踏下加速器状态转换为加速器松开状态的情况下(前次Acc≠0)(步骤S430：否)，CPU52将输入的车速V设定为目标车速V*(步骤S440)并从该目标车速设定程序中退出。也就是说，在驾驶员放松加速器踏板63以设定加速器松开状态时，该程序将目标车速V*设定得等于输入的车速V。之后执行图2的驱动控制程序以实现混合动力车辆20的恒速驱动(巡航驱动)并将车速V保持在目标车速V*下。
另一方面，在继续加速器松开状态的情况(前次Acc＝0)(步骤S430：是)下，CPU52参考输入的制动器踏板位置Bp以判定是制动断开状态(Bp＝0)还是制动接通状态(Bp≠0)(步骤S450)。当驾驶员下压制动器踏板65以设定制动接通状态(Bp≠0)(步骤S450：否)时，CPU52判定该程序的前次循环中输入的前次制动器踏板拉置Bp是否不等于0(前次Bp≠0或前次Bp＝0)(步骤S460)。该判定的结果判定是继续制动接通状态或是从制动断开状态转换为制动接通状态。在从制动断开状态转换为制动接通状态的情况下(前次Bp＝0)(步骤S460：否)，CPU52将当前的目标车速V*设定为前次目标车速Vpre并储存前次目标车速Vpre(步骤S470)以及解除目标车速V*的设定(步骤S480)。之后，结束目标车速设定程序。在继续制动接通状态(前次Bp≠0)(步骤S460：是)的情况下，已执行了将当前目标车速V*设定为前次目标车速Vpre以及解除目标车速V*的设定。因此，CPU52在不会作进一步处理进的情况下从目标车速设定程序中退出。也就是说，在驾驶员下压制动器踏板65以设定制动接通状态时，该程序将当前目标车速V*的设定值储存为前次目标车速Vpre并解除目标车速V*的设定。
另一方面，当驾驶员放松制动器踏板65以设定制动断开状态(Bp＝0)(步骤S450：是)时，CPU52判定该程序的前次循环中输入的前次制动器踏板位置Bp是否等于0(前次Bp＝0或前次Bp≠0)(步骤S490)。该判定的结果判定是继续制动断开状态还是从制动接通状态转换为制动断开状态。在从制动接通状态转换为制动断开状态的情况下(前次Bp≠0)(步骤S490：否)，CPU52比较输入的转向角记录θr与预定参考值θref(步骤S500)。参考值θref用作判定在混合动力车辆20的右转、左转、右U形转弯或左U形转弯过程中驾驶员是否下压制动器踏板65的标准，并取决于转向装置的性能。当转向角记录θr的绝对值小于预定参考值θref(步骤S500：是)时，确定驾驶员的下压制动器踏板65目的不是在于进行混合动力车辆20的右转、左转、右U形转弯或左U形转弯中的任一项，而仅是为了降低车速V。因此CPU52将当前车速V设定为目标车速V*(步骤S510)从目标车速设定程序中退出。该程序设定目标车速V*。之后执行图2的驱动控制程序以实现混合动力车辆20的恒速驱动(巡航驱动)并将车速V保持在目标车速V*下。另一方面，当转向角记录θr的绝对值不小于预定参考值θref(步骤S500：否)时，确定驾驶员的下压制动器踏板65目的在于进行混合动力车辆20的右转、左转、右U形转弯或左U形转弯中的任一项。因此CPU52将已响应于驾驶员的下压制动器踏板65被储存的前次目标车速Vpre设定为目标车速V*以在制动断开操作之前将车速恢复为先前值(步骤S520)并从目标车速设定程序中退出。这在目标车速V*下实现混合动力车辆20的恒速驱动(巡航驱动)，该目标车速V*已在混合动力车辆20的右转、左转、右U形转弯或左U形转弯之前设定。
在继续制动断开状态(前次Bp＝0)(步骤S490：是)时，CPU52判定目标车速V*的设定或非设定(步骤S530)。在没有设定目标车速V*(步骤S530：否)的情况下，CPU52立刻从目标车速设定程序中退出。在这种状态中，在没有设定目标车速V*的情况下，加速器松开状态和制动断开状态继续。也就是说，在驾驶员没有下压加速器踏板63的情况下混合动力车辆20完全不行驶或者仅由爬行转矩(creep torque)驱动。因此在没有设定或解除目标车速V*的情况下结束目标车速设定程序。
另一方面，在设定了目标车速V*(步骤S530：是)的情况下，CPU52计算作为当前车速V与目标车速V*之间差异的车速偏差ΔV(步骤S540)并将所计算的车速偏差ΔV的绝对值与预定参考值Vref相比较(步骤S550)。当所计算的车速偏差ΔV的绝对值大于预定参考值Vref(步骤S550：否)时，将目标车速V*更新为沿目标车速V*的方向与当前车速V具有差异为预定参考值Vref的数值(步骤S560)。之后结束目标车速设定程序。参考值Vref用作判定根据当前车速V要求或不要求更新目标车速V*的标准并且参考值Vref被设定得等于例如3km/h、5km/h或7km/h。在具有较大加速度的电机驱动模式下安装在本实施例混合动力车辆20中的电机30具有较不充足的加速或减速混合动力车辆20的动力。在电机驱动模式下在恒速驱动期间当车辆爬上较陡的上坡或从较陡的下坡上下来时，图2的驱动控制程序将假定电机转矩Tmtmp计算成大于或小于电机30的动力运行极限转矩或再生运行极限转矩，作为在目标车速V*下驱动混合动力车辆20所需的转矩，(步骤S210)。之后图2的驱动控制程序将所计算的假定电机转矩Tmtmp限制为最大额定转矩限制值Tmax1和最小额定转矩限制值Tmin1并设定电机30的转矩指令Tm*(步骤S220)。在这种情况下，电机30不能输出用于将混合动力车辆20的车速V调节为目标车速V*所需的转矩。因此实际车速V逐渐偏离目标车速V*。如果目标车速V*未被更新而是保持不变的话，在上坡和下坡的尽头，较大的驱动转矩或较大的制动转矩被设定为电机30的转矩指令Tm*以将车速V调节为目标车速V*。之后通过设定为较大驱动转矩或较大制动转矩的转矩指令Tm*驱动电机30。这导致超出驾驶员预期的大驱动转矩或大制动转矩的施加并使得驾驶员感觉到不舒服并具有不良驾驶感觉。为了防止这种驾驶员的不良驾驶感觉，当实际车速V从目标车速V*的偏离达到或超过预定参考值Vref时，本实施例的目标车速设定程序将目标车速V*更新为从当前车速V沿目标车速V*的方向偏离预定参考值Vref的数值。这种布置有效地避免在上坡和下坡的尽头超出驾驶员预期的大驱动转矩或大制动转矩的施加并防止驾驶员感觉到不舒服或具有不良驾驶感觉。更新目标车速V*将发动机22保持在停止状态因而有利地防止发动机22的频繁停止和重新启动。
返回来参照图3的流程图，当所计算的车速偏差ΔV的绝对值不大于预定参考值Vref(步骤S550：是)时，CPU52判定当前车速V是否在预定第一车速V1至高于第一车速V1的预定第二车速V2的范围内(步骤S570)。当车速V在该范围内时，CPU52从目标车速设定程序中退出。当车速V低于预定第一车速V1时，CPU52将目标车速V*更新为当前目标车速V*与调节车速Vrt的合计(步骤S580)并从目标车速设定程序中退出。当车速V高于预定第二车速V2时，CPU52通过从当前目标车速V*中减去调节车速Vrt而更新目标车速V*(步骤S590)并从目标车速设定程序中退出。第一车速V1被设定为接近于特定车速范围的上限，该范围在逐渐增加车速的情况下仅通过驾驶员的制动器踏板65的踏下-松开操作而能够容易地进行混合动力车辆的驱动。第一车速V1被设定为例如15km/h、20km/h、或25km/h。第二车速V2被设定为接近于某个车速范围的下限，该范围可使得驾驶员感觉到空转，无需车速的逐渐减小。第二车速V2被设定为例如30km/h、40km/h、或50km/h。调节车速Vrt被设定得用于防止驾驶员在目标车速V*的逐渐改变过程中感觉到不舒服。调节车速Vrt取决于例如目标车速设定程序的重复的时间间隔。当车速V低于预定第一车速V1时，目标车速V*被更新以逐渐增加。所述更新仅通过驾驶员的制动器踏板65的踏下-松开操作而使得混合动力车辆的驱动容易。这种布置不需要驾驶员在加速器踏板63和制动器踏板65之间进行频繁的踏板换踩(pedal change)，并有利地促进混合动力车辆20的驱动。当车速V高于预定第二车速V2时，目标车速V*被更新以逐渐降低。所述更新有效地防止驾驶员感觉到空转。
图9示出了响应于驾驶员放松加速器踏板63(加速器松开状态)在设定的目标车速V*下恒速驱动(巡航驱动)过程中，加速器踏下-松开状态、制动器踏下-松开状态、车速V、目标车速V*、发动机22的运行-停止状态、电机30的输出、以及混合动力车辆20的加速度的时间变化。在驾驶员放松加速器踏板63以设定加速器松开状态的时间T1，此时的车速V被设定为目标车速V*。之后混合动力车辆20停止发动机22的运行并开始在电机驱动模式下恒速驱动(巡航驱动)。当车速V高于预定参考速度Veg或当高压蓄电池44的充电状态SOC不高于预定参考值Sref时，混合动力车辆20继续发动机22的运行并开始在发动机驱动模式下恒速驱动(巡航驱动)，其中发动机22在最佳燃料消耗曲线下驱动。当混合动力车辆20下坡时，电机30的输出减小至再生转矩输出。在电机30的输出达到再生转矩输出极限时的时间T2，车速V开始逐渐增加。之后实际车速V逐渐偏离目标车速V*。当作为实际车速V与目标车速V*之间差异的车速偏差ΔV的绝对值超过预定参考值Vref时，目标车速V*被更新以逐渐增加。在时间T3，响应于驾驶员下压制动器踏板65(制动接通状态)，解除目标车速V*的设定，并且车速V开始降低。在时间T4，当驾驶员放松制动器踏板65(制动断开状态)，随着将此时的车速V设定为目标车速V*，再次开始恒速驱动(巡航驱动)。当驾驶员较大程度转动混合动力车辆20的方向盘，例如为了左转或右转时，响应于驾驶员放松制动器踏板65(制动断开状态)，转向角记录θr的绝对值达到或超过预定参考值θref。在这种情况下，随着将在制动接通状态中储存的先前目标车速Vpre设定为目标车速V*，开始恒速驱动(巡航驱动)。在混合动力车辆20上坡时，电机30的输出开始增加。在电机30的输出达到动力转矩输出极限的时间T5，车速V开始逐渐降低。之后实际车速逐渐偏离目标车速V*。当作为实际车速V与目标车速V*之间差异的车速偏差ΔV的绝对值超过预定参考值Vref时，目标车速V*被更新以逐渐降低。在接近于上坡尽头的时间T7，混合动力车辆20被略徽加速以抵销实际车速V与目标车速V*之间的差异。在驾驶员踩踏加速器踏板63(踏下加速器状态)以进一步加速的时间T8，随着解除目标车速V*的设定启动发动机22。
如上所述的，响应于从踏下加速器状态到加速器松开状态的简单切换，本实施例的混合动力车辆20设定目标车速V*并在设定的目标车速V*下开始恒速驱动(巡航驱动)。这种驱动控制确保恒速驱动(巡航驱动)的容易且快速启动。当驾驶员踩踏制动器踏板65且随后放松制动器踏板65(在从制动接通状态切换到制动断开状态)时，随着此时的车速V设定为目标车速V*重新开始恒速驱动(巡航驱动)。这种驱动控制确保恒速驱动(巡航驱动)的容易且快速的重新启动。当驾驶员踩踏制动器踏板65并向右或向左转动方向盘以便右转或左转时，恰好在驾驶员下压制动器踏板65之前设定的先前目标车速V*再被设定为目标车速V*。因此在左转或右转之后车速V容易地增加到原始水平。也就是说，本实施例的驱动控制能够根据驱动状态的改变进行恒速驱动(巡航驱动)。
在本实施例的混合动力车辆20中，当实际车速V偏离目标车速V*预定参考值Vref或偏离得超过预定参考值Vref时，将目标车速V*更新为沿目标车速V*的方向与当前车速V具有差异为预定参考值Vref的数值。这种布置有效地避免在上坡或下坡的尽头施加超出驾驶员预期的大驱动转矩或大制动转矩并防止驾驶员感觉到不舒服或具有不良驾驶感觉。以这种方式更新目标车速V*将发动机22保持在停止状态并因而有利地防止发动机22的频繁停止和重新启动。当车速V低于预定第一车速V1时，目标车速V*被更新以逐渐增加。所述更新使得仅通过驾驶员的制动器踏板65的踏下-松开操作而容易地进行混合动力车辆20的驱动。这种布置不需要驾驶员在加速器踏板63和制动器踏板65之间进行频繁的踏板操作改变，并有利地促进混合动力车辆20的驱动容易化。当车速V高于预定第二车速V2时，目标车速V*被更新以逐渐降低。所述更新有效地防止驾驶员感觉到空转。也就是说，本实施例的驱动控制能够根据驱动状态的改变进行恒速驱动(巡航驱动)。
当车速V高于预定参考速度Veg或者当高压蓄电池44的充电状态SOC不高于预定参考值Sref时，本实施例的混合动力车辆20在最佳燃料消耗曲线上运行发动机22以使其在电机30的转速Nm下被有效地驱动。之后电机30被控制以补偿控制转矩T*与发动机22的输出转矩之间的差异。这种布置有利地增强恒速驱动(巡航驱动)中的能量效率。
在本实施例的混合动力车辆20中，在从制动断开状态转换为制动接通状态的情况中，驱动控制将目标车速V*的当前设定值储存为前次目标车速Vpre并解除目标车速V*的设定。在从制动接通状态转换为制动断开状态的情况中，当转向角记录θr的绝对值小于预定参考值θref时，此时的车速V被设定为目标车速V*。另一方面，在从制动接通状态转换为制动断开状态的情况中，当转向角记录θr的绝对值不小于预定参考值θref时，判定驾驶员下压制动器踏板65的目的是在于进行混合动力车辆20的右转、左转、右U形转弯和左U形转弯中的任一项。因此驱动控制将前次目标车速Vpre设定为目标车速V*，该前次目标车速Vpre已响应于驾驶员下压制动器踏板65而被储存。该驱动控制的一种可行变形例可响应于从制动接通状态转换为制动断开状态将此时的车速V设定为目标车速V*，而不管转向角记录θr的大小。该驱动控制的另一种可行变形例可响应于从制动断开状态转换为制动接通状态简单地解除目标车速V*的设定，并且在随后从制动接通状态到制动断开状态的转换情况中可不再次设定目标车速V*。
在本实施例的混合动力车辆20中，当实际车速V偏离目标车速V*预定参考值Vref或偏离得超过预定参考值Vref时，目标车速V*被更新为沿目标车速V*的方向与当前车速V具有差异为预定参考值Vref的数值。该驱动控制的一种可行变形例可在当车速V偏离目标车速V*预定参考值Vref或偏离得超过预定参考值Vref时将目标车速V*更新为此时的车速V。该驱动控制的另一种可行变形例，可在当车速V偏离目标车速V*预定参考值Vref或偏离得超过预定参考值Vref时，解除目标车速V*的设定。另一种可行变形例，可甚至当车速V偏离目标车速V*预定参考值Vref或偏离得超过预定参考值Vref时，保持目标车速V*的设定不变。
在本实施例的混合动力车辆20中，当车速V低于预定第一车速V1时，目标车速V*被更新以逐渐增加。一种可行变形例可甚至当车速V低于预定第一车速V1时，不更新目标车速V*。在本实施例的混合动力车辆20中，当车速V高于预定第二车速V2时，目标车速V*被更新以逐渐降低。一种可行变形例可甚至当车速V高于预定第二车速V2时，不更新目标车速V*。当车速V低于预定第一车速V1时，本实施例的驱动控制将目标车速V*更新为当前目标车速V*与调节车速Vrt的合计。当车速V高于预定第二车速V2时，驱动控制通过从当前目标车速V*中减去调节车速Vrt而更新目标车速V*。在车速V低于预定第一车速V1的条件下加到当前目标车速V*上以进行更新的调节车速Vrt，可与在车速V高于预定第二车速V2的情况下从当前目标车速V*中减去以进行更新的调节车速Vrt相同或不同。
在本实施例的混合动力车辆20中，当输入的加速器开度Acc表示加速器松开状态(Acc＝0)但是输入的制动器踏板位置Bp表示制动接通状态(Bp≠0)时，驱动控制将发动机22的目标转矩Te*设定得等于0并在运行的情况下切断对发动机22的燃料供应。驱动控制的一个可行变形例，取代将发动机22的目标转矩Te*设定得等于0，而是将离合器29设定在OFF位置并停止发动机22的运行。
在本实施例的混合动力车辆20中，当车速高于预定参考速度Veg或者当高压蓄电池44的充电状态SOC不高于预定参考值Sref时，驱动控制根据最佳燃料消耗曲线设定发动机22的目标转矩Te*，以在电机30的转速Nm下有效地驱动发动机22。电机30的转矩指令Tm*被设定得用于补偿控制转矩T*与发动机22的目标转矩Te*之间的差异。发动机22和电机30被控制以输出目标转矩Te*和转矩指令Tm*并因此而满足控制转矩T*。然而，该控制程序不是限制性的，而可使用任何其他适合的控制技术以确保从发动机22和电机30中输出控制转矩T*。一种变形例控制程序将发动机22的目标转矩Te*设定为在平路上没有任何乘客的情况下混合动力车辆20的恒速驱动所需的转矩，设定电机30的转矩指令Tm*以补偿发动机22的控制转矩T*与目标转矩Te*之间的差异，并控制发动机22和电机30以输出控制转矩T*。
在本实施例的混合动力车辆20中，离合器29的接合(ON)和解除(OFF)将发动机22与车轴相连接或从车轴上断开。本实施例的混合动力车辆20通过离合器29在ON位置与OFF位置之间的切换转换恒速驱动的模式。在用于将发动机22从车轴上断开连接的离合器29的松开状态中，混合动力车辆20被设定在仅通过电机20的动力实现恒速驱动的电机驱动模式下。另一方面，在用于将发动机22连接于车轴上的离合器29的接合状态中，混合动力车辆20被设定在通过发动机22的动力实现恒速驱动的发动机驱动模式下。混合动力车辆20的一种变形例结构不包括离合器29而是通过发动机22的动力实现恒速驱动。
安装在本实施例混合动力车辆20上的变速器36为皮带传动的无级变速器(CVT)。然而，该结构不是必需的，本发明的技术也可应用于其他类型的CVT、其他无级变速器、甚至是传统有级变速器。
在本实施例的混合动力车辆20中，电机30位于变速器36和发动机22之间。本发明的技术也适用于图10中所示的另一种结构的混合动力车辆20B。在图10中所示的另一种结构的混合动力车辆20B中，跨过变速器36布置电机30和发动机22。在该变形例结构中，用于在发动机驱动模式下恒速驱动的驱动控制根据最佳燃料消耗曲线设定发动机22的目标转矩Te*，以在通过用预定传动比γ乘以发动机转速Ne或电机转速Nm计算出的特定转速下驱动发动机22。
在本实施例的混合动力车辆20中，电机30被布置得通过差速器70向驱动轮72a和72b输出动力，驱动轮72a和72b也接收发动机22的输出动力。本发明的技术也适用于图11中所示的另一种结构的混合动力车辆20C。在该变形例结构的混合动力车辆20C中，电机30被布置得通过差速器73向其他驱动轮74a和74b输出动力，同时发动机22的输出动力被输出到驱动轮72a和72b。在该变形例结构中，用于在发动机驱动模式下恒速驱动的驱动控制根据最佳燃料消耗曲线设定发动机22的目标转矩Te*，以在发动机转速Ne下驱动发动机22。
实施例涉及将本发明应用于装有发动机22和电机30两者的混合动力车辆20。然而本发明的技术不局限于这样的混合动力车辆，而是也可应用于能够根据驾驶员的加速器松开操作设定目标车速V*并实现恒速驱动的任意结构的各种车辆。例如，本发明的技术可用在：装有电机和蓄电池的电动车辆；装有燃料电池、蓄电池和电机的燃料电池车辆；以及装有发动机的传统车辆中。
本发明的技术不局限于本实施例的混合动力车辆20，而是也可作为相应的车辆控制方法实现。
应认为以上所述的实施例及其变形例在所有方面都是示例性的而不是限制性的。在不背离本发明主要特征的范围和精神的前提下可存在许多其他变形、改变和替换。
工业实用性
本发明的技术优选应用于汽车的制造工业以及其他相关工业。

Claims (28)

1.一种车辆，包括：
动力输出装置，其输出用于驱动所述车辆的驱动力；
加速器操作检测机构，其检测驾驶员的加速器操作；
车速测量单元，其测量车速；
目标车速设定组件，在所述加速器操作检测机构检测出驾驶员的加速器操作从踏下加速器状态变为加速器松开状态时，将目标车速设定为等于由所述车速测量单元测量的车速；以及
控制组件，在未设定所述目标车速的情况下，所述控制组件基于所述加速器操作检测机构检测出的驾驶员的加速器操作来控制所述动力输出装置，在设定了所述目标车速的情况下，所述控制组件控制所述动力输出装置以在所设定的目标车速下驱动所述车辆。
2.根据权利要求1所述的车辆，所述车辆还包括：
制动器操作检测机构，其检测驾驶员的制动器操作；
其中，根据由所述制动器操作检测机构检测出的从制动断开状态到制动接通状态的驾驶员的制动器操作，所述目标车速设定组件解除所述目标车速的设定。
3.根据权利要求2所述的车辆，其中，在根据驾驶员的制动器操作为制动接通状态的检测而解除所述目标车速的设定之后，在所述制动器操作检测机构检测出驾驶员随后的制动器操作为制动断开状态时，所述目标车速设定组件重新将所述目标车速设定为等于由所述车速测量单元测量的车速。
4.根据权利要求2所述的车辆，所述车辆还包括：
转向角测量单元，其测量所述车辆的转向角；
其中，在根据驾驶员的制动器操作为制动接通状态的检测而解除所述目标车速的设定之后，当所述转向角测量单元测得的转向角从所述车辆直线前进行驶的参考转向位置不小于预定阈值转向角时，在所述转向角测量单元测得的转向角降低得从所述车辆直线前进行驶的参考转向位置小于所述预定阈值转向角以及所述制动器操作检测机构检测出驾驶员随后的制动器操作为制动断开状态的情况下，所述目标车速设定组件重新将所解除的目标车速设定为目标车速。
5.根据权利要求1所述的车辆，其中，根据由所述加速器操作检测机构检测出的从加速器松开状态到踏下加速器状态的驾驶员的加速器操作，所述目标车速设定组件解除所述目标车速的设定。
6.根据权利要求1所述的车辆，其中，当所述车速测量单元测量的车速低于预定低参考车速时，所述目标车速设定组件设定所述目标车速以随着时间的经过逐渐增加所述车速。
7.根据权利要求1所述的车辆，其中，当所述车速测量单元测量的所述车速不低于预定高参考车速时，所述目标车速设定组件设定所述目标车速以随着时间的经过逐渐降低所述车速。
8.根据权利要求1所述的车辆，其中，当作为所述车速测量单元测量的车速与所述目标车速之间差异的车速偏差达到或超过预定参考值时，所述目标车速设定组件设定所述目标车速以减小所述车速偏差。
9.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述动力输出装置包括具有发电能力并输出用于驱动所述车辆的驱动力的电机以及向所述电机传输电力并从所述电机传输电力的蓄电器单元，并且
所述控制组件控制所述电机以在设定了所述目标车速时利用所述电机的输出动力在该目标车速下驱动所述车辆。
10.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述动力输出装置包括输出用于驱动所述车辆的驱动力的内燃机、具有发电能力并输出用于驱动所述车辆的驱动力的电机以及向所述电机传输电力并从所述电机传输电力的蓄电器单元，并且
所述控制组件控制所述内燃机和所述电机以在设定了所述目标车速时利用所述内燃机的输出动力和所述电机的输出动力在该目标车速下驱动所述车辆。
11.根据权利要求10所述的车辆，其中，所述动力输出装置具有连接断开机构，所述连接断开机构用于连接所述内燃机与所述车辆的车轴以用于将所述内燃机的输出动力传输到所述车轴、以及将所述内燃机从所述车轴断开；并且
所述控制组件控制所述内燃机、所述电机以及所述连接断开机构，以将所述内燃机从所述车轴断开，并且在设定了所述目标车速时仅利用所述电机的输出动力在该目标车速下驱动所述车辆。
12.根据权利要求11所述的车辆，其中，所述控制组件控制所述内燃机，从而在设定所述目标车速的状态下由所述连接断开机构将所述内燃机从所述车轴断开连接时，使所述内燃机停止运行。
13.根据权利要求11所述的车辆，其中，所述控制组件控制所述动力输出装置，使得当在设定所述目标车速的状态下由所述连接断开机构将所述内燃机从所述车轴断开连接时，根据积聚在所述蓄电器单元中的充电状态在所述目标车速下驱动所述车辆。
14.根据权利要求13所述的车辆，其中，所述控制组件控制所述动力输出装置，使得当在设定所述目标车速的状态下由所述连接断开机构将所述内燃机从所述车轴断开连接时，在不会使得所述蓄电器单元过度充电或过度放电的规定范围内在所述目标车速下驱动所述车辆。
15.根据权利要求11所述的车辆，其中，所述连接断开机构包括连接于所述内燃机的离合器和连接于所述车轴的变速器。
16.根据权利要求15所述的车辆，其中，所述电机布置得在所述变速器和所述离合器之间输出动力或将动力输出到所述变速器的车轴侧。
17.根据权利要求10所述的车辆，其中，所述动力输出装置具有连接断开机构，所述连接断开机构用于连接所述内燃机与所述车辆的车轴以将所述内燃机的输出动力传输到所述车轴、以及将所述内燃机从所述车轴断开连接，并且
在不满足预定断开条件的情况下，所述控制组件控制所述内燃机、所述电机以及所述连接断开机构，以将所述内燃机与所述车轴连接以用于将所述内燃机的输出动力传输到所述车轴、以及在设定了所述目标车速时同时利用所述内燃机的输出动力和所述电机的输出动力在该目标车速下驱动所述车辆；
在满足所述预定断开条件的情况下，所述控制组件控制所述内燃机、所述电机以及所述连接断开机构，以将所述内燃机从所述车轴断开连接以及在设定了所述目标车速时仅利用所述电机的输出动力在该目标车速下驱动所述车辆。
18.根据权利要求17所述的车辆，其中，所述预定断开条件是由所述车速测量单元测得的车速低于预定参考断开车速。
19.根据权利要求17所述的车辆，其中，所述预定断开条件是积聚在所述蓄电器单元中的充电状态不低于预定充电值。
20.根据权利要求17所述的车辆，其中，所述控制组件控制所述内燃机、所述电机以及所述连接断开机构，以使得当由所述连接断开机构将所述内燃机与所述车轴相连接以用于传输所述内燃机的输出动力的状态下、利用所述内燃机的输出动力和所述电机的输出动力在所述目标车速下驱动所述车辆时，在有效运行范围内运行所述内燃机。
21.根据权利要求17所述的车辆，其中，所述控制组件控制所述内燃机，从而在设定所述目标车速的状态下由所述连接断开机构将所述内燃机从所述车轴断开连接时，使所述内燃机停止运行。
22.根据权利要求17所述的车辆，其中，所述控制组件控制所述动力输出装置，从而在设定所述目标车速的状态下由所述连接断开机构将所述内燃机从所述车轴断开连接时，根据积聚在所述蓄电器单元中的充电状态在所述目标车速下驱动所述车辆。
23.根据权利要求22所述的车辆，其中，所述控制组件控制所述动力输出装置，从而在设定所述目标车速的状态下由所述连接断开机构将所述内燃机从所述车轴断开连接时，在不会使得所述蓄电器单元过度充电或过度放电的规定范围内在所述目标车速下驱动所述车辆。
24.根据权利要求17所述的车辆，其中，所述连接断开机构包括连接于所述内燃机的离合器和连接于所述车轴的变速器。
25.根据权利要求24所述的车辆，其中，所述电机布置得在所述变速器和所述离合器之间输出动力或将动力输出到所述变速器的车轴侧。
26.根据权利要求10所述的车辆，其中，所述电机布置得用于将动力输出到与接收所述内燃机传输的输出动力的车轴不同的车轴。
27.用于控制车辆的车辆控制方法，所述车辆包括：输出用于驱动所述车辆的驱动力的动力输出装置；检测驾驶员的加速器操作的加速器操作检测机构；以及测量车速的车速测量单元；
所述车辆控制方法包括以下步骤：
(a)在所述加速器操作检测机构检测出驾驶员的加速器操作从踏下加速器状态变为加速器松开状态时，将目标车速设定为等于由所述车速测量单元测量的车速，并且在满足预定解除条件的情况下解除所述目标车速的设定；以及
(b)在未设定所述目标车速的情况下，基于所述加速器操作检测机构检测出的驾驶员的加速器操作来控制所述动力输出装置，并且，在设定了所述目标车速的情况下，控制所述动力输出装置以在所设定的目标车速下驱动所述车辆。
28.用于控制车辆的车辆控制方法，所述车辆包括：输出用于驱动所述车辆的驱动力的内燃机；具有发电能力并输出用于驱动所述车辆的驱动力的电机；向所述电机传输电力以及从所述电机传输电力的蓄电器单元；连接断开机构，其用于连接所述内燃机与所述车辆的车轴以将所述内燃机的输出动力传输到所述车轴、以及将所述内燃机从所述车轴断开连接；检测驾驶员的加速器操作的加速器操作检测机构；以及测量车速的车速测量单元；
所述车辆控制方法包括以下步骤：
(a)在所述加速器操作检测机构检测出驾驶员的加速器操作从踏下加速器状态变为加速器松开状态时，将目标车速设定为等于由所述车速测量单元测量的此时的车速，并且在满足预定解除条件的情况下解除所述目标车速的设定；
(b1)在未设定所述目标车速的情况下，基于所述加速器操作检测机构检测出的驾驶员的加速器操作来控制所述内燃机和所述电机；
(b2)在设定了所述目标车速的情况下，在不满足预定断开条件的情况下，控制所述内燃机、所述电机以及所述连接断开机构，以将所述内燃机与所述车轴连接以用于将所述内燃机的输出动力传输到所述车轴、以及同时利用所述内燃机的输出动力和所述电机的输出动力在所述目标车速下驱动所述车辆；
在满足所述预定断开条件的情况下，控制所述内燃机、所述电机以及所述连接断开机构，以将所述内燃机从所述车轴断开连接以及仅利用所述电机的输出动力在所述目标车速下驱动所述车辆。
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