CN102224047A - 混合动力汽车和控制混合动力汽车的方法 - Google Patents

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Abstract

一种混合动力汽车，其包括：道路状况获取部(40，41)，其获取关于实际道路状况的信息；存储部(42)，道路数据存储于其中；路径设定部(40)，其基于存储在存储部(42)中的所述道路数据来设定到达目的地的路径；行驶区段分布设定部(30)，其基于存储在存储部(42)中的所述道路数据来设定在由路径设定部(40)所设定的所述路径上的行驶区段分布；操作进度设定部(30)，其基于由行驶区段分布设定部(30)所设定的行驶区段分布来设定操作进度，所述操作进度是发动机和电机的操作的进度；以及控制部(30)，其基于由道路状况获取部(40，41)所获取的关于实际道路状况的信息和由操作进度设定部(30)所设定的操作进度来控制发动机和电机的操作。

Description

混合动力汽车和控制混合动力汽车的方法
技术领域
本发明涉及混合动力汽车和控制混合动力汽车的方法，所述混合动力汽车包括产生用于驱动混合动力汽车的驱动力的发动机和电机。
背景技术
在混合动力汽车中，燃料效率是很重要的。因此，为了有效地消耗电池中的可用电力，需要改变由发动机产生的驱动力和由电机产生的驱动力之间的比率，或需要在混合动力汽车行驶模式和电动汽车行驶模式之间切换行驶模式。特别是在电池充有从外部电源(例如，家用电源)供给的电力的插电式混合动力汽车中，优选地是电池中的可用电力应该在混合动力汽车到达目的地(即，电池可以充电的点)时用尽。在公开号为2008-87719的日本专利申请(JP-A-2008-87719)中说明的混合动力汽车中，使用导航系统执行协调控制。基于涉及到达目的地的路径的地图数据(例如，坡度)来确定所需电量，并且估算待消耗的电量。因此，在混合动力汽车行驶模式和电动汽车行驶模式之间切换行驶模式，以使电池中的可用电力在截止混合动力汽车到达目的地时消耗得尽可能多。
在上述混合动力汽车中，基于地图数据中的坡度信息来使行驶模式在混合动力汽车行驶模式和电动汽车行驶模式之间切换。因此，可以在不同于实际坡度改变的实际坡度改变点的点使行驶模式在混合动力汽车行驶模式和电动汽车行驶模式之间切换，这取决于地图数据中坡度改变点的精确度，以及检测车辆的当前位置的精确度。在这种情况中，当混合动力汽车不是位于实际坡度改变点时，由于行驶模式在混合动力汽车行驶模式和电动汽车行驶模式之间切换会使驱动力改变。因此，乘员感觉不舒服。例如，在平坦的道路通向急剧向上的坡度的情况下，如果在混合动力汽车到达实际坡度改变点之前行驶模式从电动汽车行驶模式切换到混合动力汽车行驶模式，由于驱动力的增加会使乘员感觉到不舒服，并且如果在混合动力汽车通过实际坡度改变点之后行驶模式从电动汽车行驶模式切换到混合动力汽车行驶模式，由于驱动力的不足乘员感觉到不舒服。
发明内容
本发明提供一种混合动力汽车和控制混合动力汽车的方法，该混合动力汽车和所述方法减小了由于发动机和电机操作状态的改变引起乘员感觉不舒服的可能性。
本发明的第一方案涉及一种混合动力汽车，其包括产生用于驱动所述混合动力汽车的驱动力的发动机和电机。所述混合动力汽车包括：道路状况获取部，其安装在所述混合动力汽车中，并且获取关于实际道路状况的信息；存储部，道路数据存储于其中；路径设定部，其基于存储在所述存储部的所述道路数据来设定到达目的地的路径；行驶区段分布设定部，其基于存储在所述存储部中的所述道路数据来设定在由所述路径设定部所设定的所述路径上的行驶区段分布；操作进度设定部，其基于由所述行驶区段分布设定部所设定的所述行驶区段分布来设定操作进度，所述操作进度是所述发动机和所述电机的操作的进度；以及控制部，其基于由所述道路状况获取部所获取的所述关于实际道路状况的信息和由所述操作进度设定部所设定的所述操作进度来控制所述发动机和所述电机的所述操作。
在混合动力汽车中，当设定了目的地时，路径设定部基于地图数据来设定到达目的地的路径。在混合动力汽车中，当设定了路径时，行驶区段分布设定部基于地图数据来设定在到达目的地的路径上的行驶区段分布。设定行驶区段分布以使发动机和电机的操作状态根据道路状况改变。例如，可以基于道路坡度数据来设定行驶区段分布。此外，在混合动力汽车中，操作进度设定部基于行驶区段分布来设定操作进度，所述操作进度是在到达目的地的路径上所述发动机和所述电机的操作状态的进度。当混合动力汽车行驶时，道路状况获取部获取关于实际道路状况的信息，并且控制部基于设定的操作进度和关于实际道路状况的信息来控制发动机和电机的操作。因此，在混合动力汽车中，在对基于地图数据设定的操作进度与实际道路状况进行比较的同时改变发动机和电机的操作状态。因此，能够根据实际道路状况来改变发动机和电机的操作状态。因此，能够减小由于发动机和电机的操作状态的改变引起的驱动力的改变而使乘员感觉不舒服的可能性。
在根据本发明的上述方案的混合动力汽车中，行驶区段分布设定部可以基于道路坡度数据来设定行驶区段分布。关于实际道路状况的信息可以是实际道路坡度。
在改变混合动力汽车中的发动机和电机的操作状态的因素中，道路坡度是最有影响的。在具有向上坡度的道路上，需要由发动机产生的驱动力。在具有向下坡度的道路上，可以由电机产生再生电力。因此，在混合动力汽车中，行驶区段分布设定部基于地图数据(特别是道路坡度)来设定在到达目的地的路径上的行驶区段分布。操作进度设定部基于行驶区段分布来设定操作进度。当混合动力汽车行驶时，道路状况获取部获取实际道路坡度，并且控制部基于操作进度来控制发动机和电机的操作，操作进度是基于道路坡度数据和实际道路坡度设定的。因此，在混合动力汽车中，在对基于道路坡度数据设定的操作进度与实际道路坡度进行比较的同时改变发动机和电机的操作状态。因此，能够根据实际道路坡度的改变来改变发动机和电机的操作状态。因此，能够减小由于发动机和电机的操作状态在道路坡度改变点的改变引起的驱动力的改变而使乘员感觉不舒服的可能性。
在根据上述方案的混合动力汽车中，控制部可以判定所述混合动力汽车是否位于所述操作进度中所述发动机和所述电机的操作状态将被改变的操作状态改变点附近；如果所述控制部判定出所述混合动力汽车位于所述操作状态改变点附近，则所述控制部可以判定所述实际道路坡度的变化是否等于或大于阈值；并且如果所述控制部判定出所述实际道路坡度的所述变化等于或大于所述阈值，则所述控制部可以根据所述操作进度改变所述发动机和所述电机的所述操作状态。
在根据上述方案的混合动力汽车中，所述操作进度可以是用于改变由所述发动机产生的驱动力和由所述电机产生的驱动力之间的比率的进度。
混合动力汽车行驶的同时由发动机产生的驱动力和由电机产生的驱动力之间的比率根据状况改变。在混合动力汽车中，操作进度设定部基于行驶区段分布来设定作为由所述发动机产生的驱动力和由所述电机产生的驱动力之间的比率的变化的进度的操作进度。因此，在混合动力汽车中，在对基于地图数据设定的操作进度与实际道路状况进行比较的同时改变由发动机产生的驱动力和由电机产生的驱动力之间的比率。因此，能够根据实际道路状况来改变由发动机产生的驱动力和由电机产生的驱动力之间的比率。因此，能够减小由于由发动机产生的驱动力和由电机产生的驱动力之间的比率的改变引起的驱动力的改变而使乘员感觉不舒服的可能性。
在根据上述方案的混合动力汽车中，操作进度可以是用于在混合动力汽车行驶模式和电动汽车行驶模式之间切换行驶模式的进度。
混合动力汽车行驶的同时行驶模式在混合动力汽车行驶模式(即，其中混合动力汽车利用发动机和电机行驶的模式)和电动汽车行驶模式(即，其中混合动力汽车仅利用电机行驶的模式)之间切换。在混合动力汽车中，操作进度设定部基于所述行驶区段分布来设定操作进度，所述操作进度是在混合动力汽车行驶模式和电动汽车行驶模式之间进行切换的进度。因此，在混合动力汽车中，在对基于地图数据设定的操作进度与实际道路状况进行比较的同时将行驶模式在混合动力汽车行驶模式和电动汽车行驶模式之间进行切换。因此，能够根据实际道路状况使行驶模式在混合动力汽车行驶模式和电动汽车行驶模式之间进行切换。因此，能够减小由行驶模式在混合动力汽车行驶模式和电动汽车行驶模式之间进行切换引起的驱动力的变化导致乘员感觉不舒服的可能性。
根据本发明的上述方案的混合动力汽车可以进一步包括电力存储部，电力存储于其中；以及电力消耗进度设定部，其设定电力消耗进度，所述电力消耗进度是关于所述电力存储部中的所述电力的消耗和存储的进度。所述控制部可以判定当所述混合动力汽车行驶在所述路径上时在所述电力存储部中剩余的实际电量(电力量)与所述电力消耗进度中的剩余电量的差值是否等于或大于差别阈值；并且如果所述控制部判定出所述电力存储部中剩余的所述实际电量与所述电力消耗进度中的所述剩余电量的差值等于或大于所述差别阈值，则所述控制部可以修正所述操作进度和所述电力消耗进度以使所述电力存储部中的可用电力在所述目的地用完。
本发明的第二方案涉及一种控制混合动力汽车的方法，所述混合动力汽车包括：产生用于驱动所述混合动力汽车的驱动力的发动机和电机；以及存储部，道路数据存储在所述存储部中。所述方法包括：获取关于实际道路状况的信息；基于存储在所述存储部中的所述道路数据来设定到达目的地的路径；基于存储在所述存储部中的所述道路数据来设定在设定的所述路径上的行驶区段分布；基于设定的所述行驶区段分布来设定作为所述发动机和所述电机的操作的进度的操作进度；以及基于获取的所述关于实际道路状况的信息和设定的所述操作进度来控制所述发动机和所述电机的所述操作。
根据本发明的上述方案，在对基于地图数据设定的操作进度与实际道路状况进行比较的同时改变发动机和电机的操作状态。因此，能够根据实际道路状况来改变发动机和电机的操作状态。因此，能够减小由于发动机和电机的操作状态改变引起的驱动力的改变而使乘员感觉不舒服的可能性。
附图说明
现在将参照附图在本发明的示例性实施例的以下详细描述中对本发明的特征、优点以及科技和工业重要性进行说明，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1为示出根据本发明的实施例的混合动力汽车的控制装置的结构图；
图2A至2D示出根据本发明的实施例的行驶进度和电池能量消耗进度的实例，图2A示出在从出发地到目的地的路径上的控制区段，图2B示出在出发时设定的行驶进度和电池能量消耗进度，图2C示出混合动力汽车在路径上行驶时当电池中的实际电力消耗小于电池能量消耗进度中的电力消耗时设定的行驶进度和电池能量消耗进度，以及图2D示出混合动力汽车在路径上行驶时当电池中的实际电力消耗大于电池能量消耗进度中的电力消耗时设定的行驶进度和电池能量消耗进度。
图3A和3B示出依照基于地图数据设定的坡度改变点使行驶模式在EV行驶模式和HV行驶模式之间切换的定时的实例，以及由于行驶模式的切换引起的输出功率的改变的实例，并且示出依照基于传感器值设定的坡度改变点使行驶模式在EV行驶模式和HV行驶模式之间切换的定时的实例，以及由于行驶模式的切换引起的输出功率的改变的实例。
图4A和4B示出表示由图1中的HV ECU执行的处理的流程的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图对根据本发明的实施例的混合动力汽车进行说明。
在所述实施例中，根据本发明的混合动力汽车应用于使用导航系统执行协调控制的插电式混合动力汽车中。在根据所述实施例的混合动力汽车中，行驶模式在电动汽车行驶模式(在下文中被称为“EV行驶模式”)以及混合动力汽车行驶模式(在下文中被称为“HV行驶模式”)之间切换。根据所述实施例的混合动力汽车包括两个电池，也就是说，用于EV行驶模式的电池(即，插入式充电电池)，以及用于HV行驶模式的电池。在根据所述实施例的混合动力汽车中，当在导航系统中设定了到达目的地的路径时，基于行驶进度(可以被视为根据本发明的操作进度)使行驶模式在EV行驶模式和HV行驶模式之间切换，该行驶进度是在路径上在EV行驶模式和HV行驶模式之间切换的进度。特别地，在本实施例中，将详细说明当在导航系统中设定了到达目的地的路径时使混合动力汽车中行驶模式在EV行驶模式和HV行驶模式之间切换的控制。
将参照图1至图3A和图3B说明根据本实施例的混合动力汽车。图1是示出根据本实施例的混合动力汽车的控制装置的结构图。图2A至2D示出行驶进度和电池能量消耗进度的实例。更具体地，图2A示出在从出发地到目的地的路径上的控制区段。图2B示出在出发时设定的行驶进度和电池能量消耗进度。图2C示出混合动力汽车在路径上行驶时当电池中的实际电力消耗小于电池能量消耗进度中的电力消耗时设定的行驶进度和电池能量消耗进度。图2D示出混合动力汽车在路径上行驶时当电池中的实际电力消耗大于电池能量消耗进度中的电力消耗时设定的行驶进度和电池能量消耗进度。图3A和3B示出依照基于地图数据设定的坡度改变点使行驶模式在EV行驶模式和HV行驶模式之间切换的定时的实例，以及由于行驶模式的切换引起的输出功率的改变的实例，并且示出依照基于传感器值设定的坡度改变点使行驶模式在EV行驶模式和HV行驶模式之间切换的定时的实例，以及由于行驶模式的切换引起的输出功率的改变的实例。
混合动力汽车包括发动机(未示出)以及电机(未示出)。当混合动力汽车处于EV行驶模式时，发动机与电机分离，并且混合动力汽车仅利用用电机行驶。当混合动力汽车处于HV行驶模式时，混合动力汽车利用发动机和电机行驶。在这种情况中，发动机是主驱动力源，并且电机辅助发动机。
当混合动力汽车停止时，在导航系统中设定出目的地和到达目的地的路径的情况下，混合动力汽车的控制装置1制定作为在路径上在EV行驶模式和HV行驶模式之间切换的进度的行驶进度，并且控制装置1制定涉及电池中的电力的消耗和存储的进度的电池能量消耗进度，以使电池中的全部可用电力在目的地用完。电池能量消耗进度可以被视为根据本发明的电力消耗进度。如果当混合动力汽车行驶时电池中的电力的实际消耗不同于电池能量消耗进度中的电力消耗，则控制装置1修正行驶进度和电池能量消耗进度以使电池中的全部可用电力在目的地用完。同样，当混合动力汽车行驶时，控制装置1感测道路的实际坡度。当混合动力汽车位于行驶进度中行驶模式将被切换的行驶模式切换点附近时，控制装置1依照实际道路坡度改变的实际坡度改变点来切换行驶模式。行驶模式切换点可被视为根据本发明的操作状态改变点。
将对控制装置1的结构(特别地，涉及使行驶模式在EV行驶模式和HV行驶模式之间切换的控制的结构)进行说明。控制装置1包括用于HV行驶模式的电池10(在下文中被称为“HV行驶模式电池10”)；用于EV行驶模式的电池11(在下文中被称为“EV行驶模式电池11”)；用于HV行驶模式的电池传感器20(在下文中被称为“HV行驶模式电池传感器20”)；用于EV行驶模式的电池传感器21(在下文中被称为“EV行驶模式电池传感器21”)；HV电子控制单元(ECU)30；用于导航系统的导航ECU 40；加速度传感器41；以及地图数据库42。HV ECU 30经由控制器局域网络(CAN)50与导航ECU 40通信。HV行驶模式电池10和EV行驶模式电池11可被视为根据本发明的电力存储部。
在本实施例中，由HV ECU 30执行的处理可以被视为根据本发明的行驶区段分布设定部、操作进度设定部、控制部和电力消耗进度设定部。由导航ECU 40执行的处理可以被视为根据本发明的路径设定部。加速度传感器41和由导航ECU 40执行的处理可以被视为根据本发明的道路状况获取部。地图数据库42可以被视为根据本发明的存储部。
当混合动力汽车处于HV行驶模式时使用HV行驶模式电池10。HV行驶模式电池10充有由电机产生的再生电力。设定HV行驶模式电池10中的可用电力的下限。因此，HV行驶模式电池10中剩余的电量恒定地等于或大于HV行驶模式电池10的容量的百分之几十。因此，当混合动力汽车处于HV行驶模式时，只可以使用HV行驶模式电池10中的一部分电力。
当混合动力汽车处于EV行驶模式时使用EV行驶模式电池11。EV行驶模式电池11充有由电机产生的再生电力。此外，EV行驶模式电池11充有从外部电源供给的电力。EV行驶模式电池11中的可用电力没有下限。因此，可以使用EV行驶模式电池11中的电力直至EV行驶模式电池11中的剩余电量等于EV行驶模式电池11的容量的0％。因此，当混合动力汽车处于EV行驶模式时，可以消耗EV行驶模式电池11中的全部电力。
HV行驶模式电池传感器20检测HV行驶模式电池10中存储的电量(即，HV行驶模式电池10中剩余的电量)。HV行驶模式电池传感器20检测在HV行驶模式电池10中存储的电量并且以规则时间间隔将检测值发送给HV ECU 30。
EV行驶模式电池传感器21检测EV行驶模式电池11中存储的电量。EV行驶模式电池传感器21检测存储在EV行驶模式电池11中的电量并且以规则时间间隔将检测值发送给HV ECU 30。
导航ECU 40是控制导航系统的电子控制单元。导航ECU 40基于从GPS卫星接收到的GPS信号、由多个传感器检测到的值和存储在地图数据库42中的多种地图数据，以规则时间间隔来检测本车的当前位置以及本车行驶的方向。同样，导航ECU 40基于由加速度传感器41检测到的本车的纵向加速度以规则时间间隔来计算道路的实际坡度。使用常规的方法作为计算坡度的方法。导航ECU 40以规则时间间隔将关于当前位置的信息和关于道路坡度的信息发送给HV ECU 30。以百分比的形式(％)表示道路坡度。向上的坡度由正值表示。向下的坡度由负值表示。
当设定了目的地时，导航ECU 40基于存储在地图数据库42中的多种地图数据来计算到达目的地的路径，并且提供路径辅助以使本车沿该路径行驶。导航ECU 40将关于路径的信息发送给HV ECU 30。关于路径的信息包括关于在路径上的每条道路的坡度的信息(即，存储在地图数据库42中的信息)。
HV ECU 30是包括中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM)的电子控制单元。在HV ECU 30中，ROM中保留的应用程序装载进入RAM中，并且该应用程序由CPU执行。因此，HV ECU 30执行进度制定处理、进度修正处理、行驶模式切换处理等等。HV ECU 30接收由传感器20和21检测到的信息，并且接收来自导航ECU 40的多种信息。HV ECU 30基于获取的信息通过执行处理来控制发动机和电机。
将对上述进度制作处理进行说明。当汽车停止时在导航系统中设定了到达目的地的路径的时候，HV ECU 30基于从导航ECU 40获得的关于路径的信息来判定在该路径上的每条道路的坡度是否等于或大于向上坡度判定阈值，并且判定每条道路的坡度是否等于或小于向下坡度判定阈值。向上坡度判定阈值用于判定该坡度是否是相对陡峭的向上坡度。向上坡度判定阈值被设定为大约正的百分之几。向下坡度判定阈值用于判定该坡度是否是相对陡峭的向下坡度。向下坡度判定阈值被设定为大约负的百分之几。例如，向上坡度判定阈值和向下坡度判定阈值预先凭经验设定。例如，可以判定道路的平均坡度是否等于或大于向上坡度判定阈值，以及道路的平均坡度是否等于或小于向下坡度判定阈值。同样，可以判定在道路中的每个点的坡度是否等于或大于向上坡度判定阈值，以及在道路中的每个点的坡度是否等于或小于向下坡度判定阈值。
HV ECU 30指定具有的坡度等于或大于向上坡度判定阈值的区段作为规定向上坡度区段(参见图2A)。规定向上坡度区段具有相对陡峭的向上坡度。因此，在规定向上坡度区段中，需要由发动机产生的驱动力。同样，HV ECU 30指定具有的坡度等于或小于向下坡度判定阈值的区段作为规定向下坡度区段(参见图2A)。规定向下坡度区段具有相对陡峭的向下坡度。因此，在规定向下坡度区段中，电机可以产生可再生的电力。因此，在规定向下坡度区段中，没有消耗电池中的电力，并且电池被充电。
HV ECU 30基于规定向上坡度区段和规定向下坡度区段来设定路径上的控制区段。控制区段是例如图2所示的区段C1至C8。控制区段之间的每个边界由图2中的虚线表示。控制区段包括规定向上坡度区段和规定向下坡度区段，以及其它的控制区段。行驶进度和电池能量消耗进度是基于控制区段制定的。不同于规定向上坡度区段和规定向下坡度区段的控制区段是平坦道路或具有缓坡的道路。被指定为规定向上坡度区段的控制区段、被指定为规定向下坡度区段的控制区段，以及其它的控制区段可以构成行驶区段分布。也就是说，基于道路坡度数据设定行驶区段分布。
HV ECU 30基于控制区段设定路径的行驶进度。行驶进度限定在路径上混合动力汽车将处于HV行驶模式的区段，以及混合动力汽车将处于EV行驶模式的区段。也就是说，行驶进度是在EV行驶模式和HV行驶模式之间进行切换的进度。在行驶进度中，在指定为规定向上坡度区段的控制区段中将行驶模式设定为HV行驶模式，而在指定为规定向下坡度区段的控制区段中将行驶模式设定为EV行驶模式。在其它控制区段中，考虑到电池中的可用电力应在目的地用完，将行驶模式设定为EV行驶模式和HV行驶模式中的一种。然而，例外地，如果预测到电池中的可用电力不会在目的地用完，则即使在指定为规定向上坡度区段的控制区段中也将行驶模式设定为EV行驶模式。如果预测到在混合动力汽车到达目的地之前电池中的全部可用电力将被消耗完，则即使在指定为规定向下坡度区段的控制区段中也将行驶模式设定为HV行驶模式。
HV ECU 30基于设定的行驶进度来计算电池能量消耗进度以便电池中的可用电力在目的地用完。HV ECU 30估算在行驶进度中行驶模式被设定为HV行驶模式的每个控制区段中将要消耗的电量，并且估算在行驶进度中行驶模式被设定为EV行驶模式的每个控制区段中将要消耗的电量。HV ECU 30通过从电池的可用电力的量中减去在每个控制区段中将要消耗的电量来制定电池能量消耗进度。如果预测出在规定向下坡度区段中电机将产生再生电力，HV ECU 30估算再生电力的量，并加上可再生电力的量。因此，电池能量消耗进度表明：当混合动力汽车根据行驶进度在路径上以EV行驶模式和HV行驶模式行驶时，存储在电池中的电力将被消耗的方式。
HV ECU 30基于设定的行驶进度计算电池能量消耗进度。然而，如果预测出电池中的可用电力将不会在目的地用完，则HV ECU 30通过在行驶模式已设定为HV行驶模式的控制区段(一个或多个)的一部分中将行驶模式改变到EV行驶模式来重设行驶进度，以便在目的地用完电池中的可用电力。然后，HV ECU 30基于行驶进度来重新计算电池能量消耗进度。HV ECU 30基于设定的行驶进度来计算电池能量消耗进度。然而，如果预测出在混合动力汽车到达目的地之前电池中的全部可用电力将被消耗完，则HV ECU 30通过在行驶模式已设定为EV行驶模式的控制区段(一个或多个)的一部分中将行驶模式改变到HV行驶模式来重设行驶进度，以便在目的地用完电池中的可用电力。然后，HV ECU 30基于行驶进度重新计算电池能量消耗进度。因此，HV ECU 30制定电池能量消耗进度和行驶进度以便电池中的可用电力在目的地用完。
通过确定在出发时由HV行驶模式电池传感器20检测到的存储在HV行驶模式电池10中的电量和HV行驶模式电池10中的可用电力的下限之间的差值，并且将该差值与由EV行驶模式电池传感器21检测到的存储在EV行驶模式电池11中的全部电量相加，来确定电池中的可用电量。因此，在计算电池能量消耗进度之前，HV ECU 30从HV行驶模式电池传感器20获取HV行驶模式电池10中存储的电量，并且从EV行驶模式电池传感器21获取EV行驶模式电池11中的电量，并计算两个电池10和11中的可用电力的总量。
在图2B所示的实施例中，在行驶进度中，在控制区段C1、C2、C3、C5、C7和C8的每一个中行驶模式被设定为EV行驶模式。在行驶进度中，在控制区段C4和C6的每一个中行驶模式被设定为HV行驶模式。在行驶进度中，在被指定为规定向上坡度区段的控制区段C2中，行驶模式没有被设定为HV行驶模式而是被设定为EV行驶模式，以便在目的地用完电池中的可用电力。在电池能量消耗进度中，在被指定为规定向下坡度区段的控制区段C5和C7的每一个中，由于电机的再生操作，电池中的剩余电量增加。在其它控制区段C1、C2、C3、C4、C6和C8的每一个中，电池中剩余的电量减少。电池中剩余的电量等于在目的地处电池中的可用电量的0％。
当设定了行驶进度和电池能量消耗进度时，HV ECU 30使用音频输出和/或屏幕显示器通知驾驶员根据行驶进度执行了混合动力控制。
将对进度修正处理进行说明。当混合动力汽车开始行驶时，HV ECU 30以规则时间间隔从HV行驶模式电池传感器20获取存储在HV行驶模式电池10中的电量，并且从EV行驶模式电池传感器21获取存储在EV行驶模式电池11中的电量。HV ECU 30计算在每个时间点在两个电池10和11中剩余的总电量。同样，HV ECU 30以规则时间间隔从导航ECU 40获取关于混合动力汽车的当前位置的信息。
HV ECU 30将在当前位置电池能量消耗进度中的剩余电量与电池10和11中剩余的实际电量比较，并且以规则时间间隔判定它们之间的差值是否等于或大于差别阈值。差别阈值用于判定电池能量消耗进度中的剩余电量是否不同于电池中剩余的实际电量。例如，预先凭经验设定差别阈值。
当电池中剩余的实际电量比电池能量消耗进度中的剩余电量大的值等于或大于差别阈值时，预测出电池中的可用电力将不会在目的地用完。因此，燃料效率恶化。因此，HV ECU 30通过在行驶模式已设定为HV行驶模式的控制区段(一个或多个)的一部分中将行驶模式改变到EV行驶模式来修正行驶进度。然后，HV ECU 30基于行驶进度重新计算电池能量消耗进度。在图2C所示的实例中，在控制区段C5中的一点，实际剩余电量R1大于初始制定的电池能量消耗进度中的剩余电量P(由于产生并存储的再生电力的量大于估算)。因此，如点划线所示，预测出可用电力将不会在目的地用完。因此，HV ECU 30通过在指定为规定向上坡度区段的控制区段C6的大约一半将行驶模式从HV行驶模式改变到EV行驶模式来修正行驶进度。这增加了消耗的电量。
当电池能量消耗进度中剩余的电量比电池中剩余的实际电量大的值等于或大于差别阈值时，预测出电池中的全部可用电力将会在混合动力汽车到达目的地之前用完。因此，HV ECU 30通过在行驶模式已设定为EV行驶模式的控制区段(一个或多个)的一部分中将行驶模式改变到HV行驶模式来修正行驶进度，以便在目的地用完电池中的可用电力。然后，HV ECU 30基于行驶进度重新计算电池能量消耗进度。在图2D所示的实例中，在控制区段C5中的一点，电池能量消耗进度中的剩余电量P小于实际剩余电量R2(由于即使在具有向下坡度的区段中也消耗电力)。因此，电力在控制区段C5用完。因此，HV ECU 30通过在从指定为规定向下坡度区段的控制区段C5中的一点起开始的区段中将行驶模式从EV行驶模式改变到HV行驶模式来修正行驶进度。这减小了消耗的电量。
将对行驶模式切换处理进行说明。HV ECU 30从导航ECU 40以规则时间间隔获取关于混合动力汽车的当前位置的信息和关于实际坡度的信息。然后，HV ECU 30基于关于当前位置的信息和行驶进度以规则时间间隔判定混合动力汽车的当前位置是否位于行驶模式将在EV行驶模式和HV行驶模式之间切换的行驶模式切换点附近。通过判定在行驶进度中的行驶模式切换点和由导航系统检测的混合动力汽车的当前位置之间的差是否处于预定范围内，来判定混合动力汽车的当前位置是否位于行驶模式切换点附近。基于例如检测导航系统中的当前位置的精度和地图数据的精度(特别是坡度改变点的精度)来预先设定该预定范围。如图2A至2D所示，行驶模式将在EV行驶模式和HV行驶模式之间切换的行驶模式切换点(例如，规定向上坡度区段和规定向下坡度区段之间的点，规定向上坡度区段和平坦的区段之间的点，以及规定向下坡度区段和平坦的区段之间的点)是坡度显著变化的点。
当混合动力汽车位于行驶模式将在EV行驶模式和HV行驶模式之间切换的行驶模式切换点附近时，HV ECU 30以规则时间间隔判定实际坡度改变的绝对值是否等于或大于坡度改变点判定阈值。坡度改变点判定阈值用于判定混合动力汽车是否位于实际道路的坡度改变的实际坡度改变点。坡度改变点判定阈值基于向上坡度判定阈值和向下坡度判定阈值被设定。
如果实际坡度的改变的绝对值等于或大于坡度改变点判定阈值，HV ECU 30根据行驶进度将行驶模式从EV行驶模式切换到HV行驶模式，或从HV行驶模式切换到EV行驶模式。然后，当行驶模式切换到EV行驶模式时，HV ECU 30仅控制电机。当行驶模式切换到HV行驶模式时，HV ECU 30控制发动机和电机。
在图3A和3B所示的实例中，坡度改变以使平坦的区段、规定向上坡度区段和平坦的区段以上述顺序在路径上排列。在行驶进度中，在平坦的区段中行驶模式被设定为EV行驶模式，在规定向上坡度区段中行驶模式被设定为HV行驶模式，并且在平坦的区段中行驶模式被设定为EV行驶模式。图3A示出高度的变化(即，坡度的变化)。实线H1表示实际高度。虚线H2表示地图数据中的高度。图3B示出当在每个行驶模式中执行控制时的功率输出。更具体地，图3B示出当在HV行驶模式中执行控制时来自发动机的功率输出和来自电机的功率输出的总和，并且示出当在EV行驶模式中执行控制时仅来自电机的功率输出。实线O1表示行驶模式在实际坡度改变的实际坡度改变点切换的情况。虚线O2表示行驶模式根据行驶进度(即，地图数据)切换的情况。
在行驶进度中，基于地图数据来设定行驶模式切换点。因此，在行驶进度中，行驶模式将从EV行驶模式切换到HV行驶模式的行驶模式切换点是点A，并且行驶模式将从HV行驶模式切换到EV行驶模式的行驶模式切换点是点D。因此，如果根据行驶进度切换行驶模式，则行驶模式在点A切换到HV行驶模式，并且在点A产生大于在EV行驶模式中产生的输出功率的输出功率，如虚线O2所示。然而，由于平坦道路从点A延伸到点B，较大的输出功率使乘员感觉不舒服。同样，混合动力汽车继续以HV行驶模式行驶直至点D。然而，由于平坦道路从点C起延伸，所以直至点D继续产生的较大的输出功率会使乘员感觉不舒服，如虚线O2所示。
当基于实际坡度中的改变切换行驶模式时，行驶模式在点B切换到HV行驶模式。因此，在点B产生大于在EV行驶模式中产生的输出功率的输出功率，如实线O1所示在点B坡度改变到陡峭的向上坡度。因此，乘员不会由于较大的输出功率而感到不舒服。同样，由于行驶模式在点C切换到EV行驶模式，如实线O1所示输出功率在道路变得平坦的点C减小。因此，乘员不会由于减小的输出功率而感到不舒服。
将参照图1至图3A和3B说明当在导航系统中设定了到达目的地的路径时所执行的使行驶模式在EV行驶模式和HV行驶模式之间切换的控制操作的流程。所述控制是由混合动力汽车的控制装置1执行的。特别地，将参照图4A和4B中的流程图说明由HV ECU 30执行的处理的流程。图4A和4B示出表示由图1中的HV ECU 30执行的处理的流程的流程图。
当混合动力汽车停止驾驶员设定了目的地时，导航ECU 40基于存储在地图数据库42中的多种数据计算到达目的地的路径，并且将关于路径的信息(包括地图数据中的坡度信息)发送到HV ECU 30。HV ECU 30接收关于路径的信息(S1)。
HV行驶模式电池传感器20以规则时间间隔检测存储在HV行驶模式电池10中的电量，并且将存储的电量发送到HV ECU 30。同样，EV行驶模式电池传感器21以规则时间间隔检测存储在EV行驶模式电池11中的电量，并且将存储的电量发送到HV ECU 30。HV ECU 30接收存储在电池10和11中的电量(即，车辆信息)(S1)。
HV ECU 30基于关于路径上的每条道路的坡度信息(即，地图数据)来设定路径上的规定向上坡度区段和规定向下坡度区段(S2)。此外，HV ECU 30基于规定向上坡度区段和规定向下坡度区段设定路径上的控制区段(S3)。然后，HV ECU 30基于控制区段设定行驶进度和电池能量消耗进度以使电池中的可用电力在目的地用完(S4)。然后，HV ECU 30通知驾驶员：根据设定的行驶进度来执行混合动力控制(S5)。
当混合动力汽车开始行驶时(S6)，导航ECU 40以规则时间间隔检测本车的当前位置和本车行驶的方向，基于由加速度传感器41检测的本车的纵向加速度计算道路的坡度，并且将关于当前位置的信息和关于坡度的信息发送给HV ECU 30。HV ECU 30接收关于当前位置的信息和关于坡度的信息(S7)。同样，如上所述，HV ECU 30分别从HV行驶模式电池传感器20和EV行驶模式电池传感器21接收存储在电池10和11中的电量(即，车辆信息)(S7)。
HV ECU 30以规则时间间隔判定：在当前位置，电池能量消耗进度中的剩余电量是否不同于电池中剩余的实际电量(S8)。如果在步骤S8中HV ECU 30判定出电池能量消耗进度中的剩余电量不同于电池中剩余的实际电量，则HV ECU 30修正行驶进度和电池能量消耗进度以使电池中的可用电力在目的地用完(S9)。
如果在步骤S8中HV ECU 30判定出电池能量消耗进度中的剩余电量没有不同于电池中剩余的实际电量，或如果在步骤S9中修正了进度，则HV ECU 30判定行驶模式切换标记是否打开(S10)。如果在步骤S10中HV ECU 30判定行驶模式切换标记关闭，则HV ECU 30判定混合动力汽车的当前位置是否位于在行驶进度中行驶模式将要切换的行驶模式切换点附近(S11)。如果在步骤S11中HV ECU 30判定出混合动力汽车的当前位置不是位于行驶模式切换点附近，则HV ECU 30前进到步骤S16中的判定处理。
如果HV ECU 30判定出混合动力汽车的当前位置位于行驶模式切换点附近，则HV ECU 30打开行驶模式切换标记(S12)。如果在步骤S12中HV ECU 30打开行驶模式切换标记，或如果在步骤S10中HV ECU 30判定出行驶模式切换标记打开，则HV ECU 30判定实际坡度的变化是否等于或大于阈值(S13)。如果在步骤S13中HV ECU 30判定出实际坡度的变化小于阈值，则混合动力汽车不是位于实际坡度改变点。因此，HV ECU 30返回到步骤S7的处理。
如果在步骤S13中HV ECU 30判定出实际坡度的变化等于或大于阈值，则混合动力汽车位于实际坡度改变点。因此，HV ECU 30根据行驶进度将行驶模式切换到EV行驶模式或HV行驶模式，并且根据行驶模式已切换到的EV行驶模式或HV行驶模式执行混合动力控制(S14)。然后，HV ECU 30关闭行驶模式切换标记(S15)。
HV ECU 30判定混合动力汽车是否已到达目的地(S16)。如果在步骤S16中HV ECU 30判定出混合动力汽车没有到达目的地，则HV ECU 30返回到步骤S7的处理。如果在步骤S16中HV ECU 30判定出混合动力汽车已到达目的地，则HV ECU 30结束路程。
在混合动力汽车(特别是控制装置1)中，基于路径上的每条道路的坡度信息制定电池能量消耗进度和涉及在EV行驶模式和HV行驶模式之间切换行驶模式的行驶进度，以便在目的地用完电池中的电力。因此，在目的地用完电池中的电力，改进了能量效率，并且改进了燃料效率。特别是在混合动力汽车中，根据实际坡度的改变来切换行驶模式。因此，能够减小由在坡度改变点切换行驶模式引起的驱动力的变化而使乘员感觉不舒服的可能性。
同样，在混合动力汽车中，如果实际消耗电池中的电力的方式不同于电池能量消耗进度，对电池能量消耗进度和行驶进度进行修正以使电池中的电力在目的地用完。因此，电池中的电力可靠地在目的地用完。
同样，在混合动力汽车中，通知驾驶员：根据行驶进度执行了混合动力控制。因此，能够减小由于不同于正常控制的控制引起乘员感觉不舒服的可能性。
尽管已经对本发明的实施例进行了说明，本发明不限于上述实施例，并且本发明可以以多种实施例实现。
例如，尽管在上述实施例中本发明应用于插电式混合动力汽车，但本发明也可应用于不是插电式混合动力汽车的混合动力汽车。
同样，尽管本发明应用于当行驶模式在EV行驶模式和HV行驶模式之间切换时行驶的混合动力汽车中，本发明也可应用于其它混合动力汽车。例如，本发明可应用于由发动机产生的驱动力和由电机产生的驱动力之间的比率变化的混合动力汽车中，例如并联混合动力汽车，或在发动机和电机之间进行切换的混合动力汽车，诸如串联混合动力汽车。在由发动机产生的驱动力和由电机产生的驱动力之间的比率变化的混合动力汽车中，制定作为比率变化的进度的行驶进度。在发动机和电机之间进行切换的混合动力汽车中，制定作为在发动机和电机之间切换的进度的行驶进度。
尽管在上述实施例中本发明应用到包括用于EV行驶模式和HV行驶模式的多个电池的混合动力汽车中，但本发明也可以应用于仅包括一个电池的混合动力汽车。
在上述实施例中，制定电池能量消耗进度以消耗EV行驶模式电池中100％的电力，并且将HV行驶模式电池中的电力消耗到下限。然而，可以制定电池能量消耗进度仅消耗EV行驶模式电池中100％的电力。
在上述实施例中，根据每条道路的坡度制定行驶进度和电池能量消耗进度，并且根据每条道路的实际坡度使行驶模式在EV行驶模式和HV行驶模式之间切换。然而，可以基于与道路状况相关的另一个参数执行控制，该参数影响在EV行驶模式和HV行驶模式之间进行切换。同样，可以基于输出功率制定进度。在这种情况中，根据实际输出功率使行驶模式在EV行驶模式和HV行驶模式之间切换。
尽管在上述实施例中从导航ECU 40获取道路的实际坡度，但HV ECU 30可以基于纵向加速度计算坡度，或可以使用坡度传感器等。

Claims (14)

1.一种混合动力汽车，其包括产生用于驱动所述混合动力汽车的驱动力的发动机和电机，所述混合动力汽车包括：
道路状况获取部，其安装在所述混合动力汽车中，并且获取关于实际道路状况的信息；
存储部，道路数据存储于其中；
路径设定部，其基于存储在所述存储部的所述道路数据来设定到达目的地的路径；
行驶区段分布设定部，其基于存储在所述存储部中的所述道路数据来设定在由所述路径设定部所设定的所述路径上的行驶区段分布；
操作进度设定部，其基于由所述行驶区段分布设定部所设定的所述行驶区段分布来设定操作进度，所述操作进度是所述发动机和所述电机的操作的进度；以及
控制部，其基于由所述道路状况获取部所获取的所述关于实际道路状况的信息和由所述操作进度设定部所设定的所述操作进度来控制所述发动机和所述电机的所述操作。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车，其中
所述行驶区段分布设定部基于道路坡度数据来设定所述行驶区段分布。
3.根据权利要求1或2所述的混合动力汽车，其中
所述关于实际道路状况的信息是实际道路坡度。
4.根据权利要求3所述的混合动力汽车，其中
所述控制部判定所述混合动力汽车是否位于所述操作进度中所述发动机和所述电机的操作状态将被改变的操作状态改变点附近；
如果所述控制部判定出所述混合动力汽车位于所述操作状态改变点附近，则所述控制部判定所述实际道路坡度的变化是否等于或大于阈值；并且
如果所述控制部判定出所述实际道路坡度的所述变化等于或大于所述阈值，则所述控制部根据所述操作进度改变所述发动机和所述电机的所述操作状态。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的混合动力汽车，其中
所述操作进度是用于改变由所述发动机产生的驱动力和由所述电机产生的驱动力之间的比率的进度。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的混合动力汽车，其中
所述操作进度是用于在混合动力汽车行驶模式和电动汽车行驶模式之间切换行驶模式的进度。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的混合动力汽车，进一步包括：
电力存储部，电力存储于其中；以及
电力消耗进度设定部，其设定电力消耗进度，所述电力消耗进度是关于所述电力存储部中的所述电力的消耗和存储的进度，其中
所述控制部判定当所述混合动力汽车行驶在所述路径上时在所述电力存储部中剩余的实际电量与所述电力消耗进度中的剩余电量的差值是否等于或大于差别阈值；并且
如果所述控制部判定出所述电力存储部中剩余的所述实际电量与所述电力消耗进度中的所述剩余电量的差值等于或大于所述差别阈值，则所述控制部修正所述操作进度和所述电力消耗进度以使所述电力存储部中的可用电力在所述目的地用完。
8.一种控制混合动力汽车的方法，所述混合动力汽车包括：产生用于驱动所述混合动力汽车的驱动力的发动机和电机；以及存储部，道路数据存储在所述存储部中，所述方法包括：
获取关于实际道路状况的信息；
基于存储在所述存储部中的所述道路数据来设定到达目的地的路径；
基于存储在所述存储部中的所述道路数据来设定在设定的所述路径上的行驶区段分布；
基于设定的所述行驶区段分布来设定作为所述发动机和所述电机的操作的进度的操作进度；以及
基于获取的所述关于实际道路状况的信息和设定的所述操作进度来控制所述发动机和所述电机的所述操作。
9.根据权利要求8所述的方法，其中
基于道路坡度数据来设定所述行驶区段分布。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中
所述关于实际道路状况的信息是实际道路坡度。
11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：
判定所述混合动力汽车是否位于所述操作进度中所述发动机和所述电机的操作状态将被改变的操作状态改变点附近；
如果判定出所述混合动力汽车位于所述操作状态改变点附近，则判定所述实际道路坡度的变化是否等于或大于阈值；并且
如果判定出所述实际道路坡度的所述变化等于或大于所述阈值，则根据所述操作进度改变所述发动机和所述电机的所述操作状态。
12.根据权利要求8至11中的任一项所述的方法，其中
所述操作进度是用于改变由所述发动机产生的驱动力和由所述电机产生的驱动力之间的比率的进度。
13.根据权利要求8至11中的任一项所述的方法，其中
所述操作进度是用于在混合动力汽车行驶模式和电动汽车行驶模式之间切换行驶模式的进度。
14.根据权利要求8至13中的任一项所述的方法，其中
所述混合动力汽车进一步包括电力存储部，电力存储于所述电力存储部中；并且
所述方法进一步包括：
设定电力消耗进度，所述电力消耗进度是关于所述电力存储部中的所述电力的消耗和存储的进度；
判定当所述混合动力汽车行驶在所述路径上时在所述电力存储部中剩余的实际电量与所述电力消耗进度中的剩余电量的差值是否等于或大于差别阈值；以及
如果判定出所述电力存储部中剩余的所述实际电量与所述电力消耗进度中的所述剩余电量的差值等于或大于所述差别阈值，则修正所述操作进度和所述电力消耗进度以使所述电力存储部中的可用电力在所述目的地用完。
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