CN105593096B - 用于混合动力车辆的模式驾驶区间优化的预测性且自适应性运动支持设备、运动支持方法以及驾驶支持系统 - Google Patents

Abstract

一种运动支持设备，其支持具有作为驱动源的内燃机和电机的车辆从当前位置移动至目的地，该运动支持设备包括：设定单元，当设置了用于在每个区间中行驶的行驶负载时该设定单元针对每个区间来设定EV模式和HV模式中的任何驾驶模式，所述每个区间由从当前位置至目的地的驾驶路径划分而成；以及改变单元，该改变单元基于包括车辆的行驶状态和道路环境的行驶环境以及作为在EV模式下行驶所必需的电池消耗的行驶负载中的至少一者来将驾驶路径内的每个区间的一部分中的驾驶模式改变成除由设定单元设定的驾驶模式之外的驾驶模式。

Description

用于混合动力车辆的模式驾驶区间优化的预测性且自适应性 运动支持设备、运动支持方法以及驾驶支持系统

技术领域

本发明涉及运动支持设备、运动支持方法以及包括运动支持功能的驾驶支持系统。

背景技术

作为具有多个驾驶模式的车辆，将内燃机和电机并行地用作驱动源的混合动力车辆是已知的。混合动力车辆具有其中仅使用内燃机或者同时使用内燃机和电机的第一模式(HV模式)以及其中停止内燃机并且仅电机被用作多个驾驶模式的第二模式(EV模式)。包括安装在混合动力车辆中的导航系统的运动支持设备基于地图信息或道路交通信息等来计算从当前位置至目的地的驾驶路径并且支持选择驾驶模式以应用于驾驶路径所划分成的区间。例如，日本专利申请公开No.2009-12605(JP 2009-12605 A)描述了具有运动支持功能的车辆的控制器的示例。

然而，在JP 2009-12605 A中描述的车辆的控制器中，考虑在整个驾驶路径期间平衡能量消耗来设置驾驶路径中的每个区间的驾驶模式，使得作为二次电池的电池的充电状态在目的地处接近下限。另一方面，通常，由于以区间(驾驶路径针对地图数据等的每个路线而划分成的区间)为单位来设定驾驶模式，所以HV模式可能适用于设定了EV模式的区间的一部分，或者EV模式可能适用于设定了HV模式的区间的一部分。例如，当车辆在HV模式适用的区间中以EV模式行驶时，电池的能量消耗超过所要求的能量。当车辆在EV模式适用的区间中以HV模式行驶时，不能增大最初要包含的EV模式下的行驶距离。

该问题在向车辆中的驾驶模式分配具有不同能量平衡的多个驾驶模式的设备或方法中是普遍的。

发明内容

本发明提供了一种运动支持设备、一种运动支持方法以及一种具有运动支持功能的驾驶支持系统，其能够促使针对驾驶路径中的区间的驾驶模式进行适当切换。

根据本发明的第一方面，提供了一种运动支持设备，该运动支持设备支持具有作为驱动源的内燃机和电机的车辆从当前位置移动至目的地，该运动支持设备包括：设定单元，当设置了在每个区间中行驶的行驶负载时，该设定单元在针对每个区间来设定EV模式和HV模式中的任何驾驶模式，在EV模式下使用电池的电机被用作驱动源，在HV模式下至少内燃机被用作驱动源，每个区间由从当前位置至目的地的驾驶路径划分而成；以及改变单元，该改变单元基于包括车辆的行驶状态和道路环境的行驶环境以及作为在EV模式下行驶所必需的电池消耗的行驶负载中的至少一者来将驾驶路径中的每个区间的一部分中的驾驶模式改变成除由设定单元设定的驾驶模式之外的驾驶模式。

根据本发明的第二方面，提供了一种运动支持方法，该运动支持方法支持具有作为驱动源的内燃机和电机的车辆从当前位置移动至目的地，该运动支持方法包括：当设置了在每个区间中行驶的行驶负载时，针对每个区间来设定EV模式和HV模式中的任何驾驶模式，在EV模式下使用电池的电机被用作驱动源，在HV模式下至少内燃机被用作驱动源，每个区间由从当前位置至目的地的驾驶路径划分而成；以及基于包括车辆的行驶状态和道路环境的行驶环境以及作为用于在EV模式下行驶所必需的电池消耗的行驶负载中的至少一者来将驾驶路径内的每个区间的一部分中的驾驶模式改变成除所设定的驾驶模式之外的驾驶模式。

在运动支持设备中，在车辆在设定了EV模式的区间中被减速并且然后被加速的条件下，改变单元可以将设定了EV模式的区间的驾驶模式改变成HV模式。

运动支持方法还可以包括：在车辆在设定了EV模式的区间中被减速并且然后被加速的条件下，将设定了EV模式的区间的驾驶模式改变成HV模式。

在运动支持设备中，在设定了EV模式的区间中的直至下一区间之前的剩余距离小于预定距离的条件下，改变单元可以将设定了EV模式的区间的驾驶模式改变成HV模式。

在运动支持设备中，在设定了EV模式的区间的下一区间被设定为HV模式的条件下，改变单元可以将设定了EV模式的区间的驾驶模式改变成HV模式。

在运动支持设备中，在从由设定单元设定了EV模式的区间进入设定了HV模式的区间时获得可再生能量的情形下，改变单元可以将获得可再生能量的区间的驾驶模式从HV模式改变成EV模式。

在运动支持设备中，当满足下述条件中的至少一个时，改变单元可以将设定了HV模式的区间的驾驶模式重新改变成HV模式，所述条件即：在设定了所述HV模式的区间的驾驶模式被改变成所述EV模式之后经过预定时间的条件以及在设定了所述HV模式的区间的驾驶模式被改变成所述EV模式之后所述车辆行驶预定距离的条件。

在运动支持设备中，在由设定单元设定车辆的驾驶模式之后，以比设定单元的设定周期短的周期来执行是否由改变单元改变驾驶模式的确定。

根据本发明的第三方面，提供了一种驾驶支持系统，该驾驶支持系统支持具有作为驱动源的内燃机和电机的车辆基于从彼此不同的多个驾驶模式中选择的一个驾驶模式进行驾驶，一个驾驶模式是针对区间来设定的，该区间是车辆的从当前位置至目的地的驾驶路径被划分而成，该驾驶支持系统包括：根据上述方面中任一项的运动支持设备，该运动支持设备针对驾驶路径中的每个区间来设定从多个驾驶模式中选择的一个驾驶模式并且在必要时改变驾驶模式。

根据上述方面，可以促使对针对驾驶路径中的区间的驾驶模式进行适当切换。

附图说明

下面将参照附图来描述本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业重要性，在附图中相似的附图标记表示相似的元件，并且其中：

图1是示意性地示出根据本发明的第一实施方式的运动支持设备的配置的框图；

图2是示出由根据第一实施方式的运动支持设备设定的驾驶路径的一部分的示意图；

图3是示出由根据第一实施方式的运动支持设备执行的驾驶模式设定处理的处理流程的流程图；

图4是示出由根据第一实施方式的运动支持设备执行的驾驶模式改变处理的处理流程的流程图；

图5是示出由根据修改示例的运动支持设备执行的驾驶模式改变处理的处理流程的流程图；

图6是示出由根据另一修改示例的运动支持设备执行的驾驶模式改变处理的处理流程的流程图；

图7是示出由根据本发明的第二实施方式的运动支持设备设定的驾驶路径的一部分的示意图；

图8是示出由根据第二实施方式的运动支持设备执行的驾驶模式改变处理的处理流程的流程图；以及

图9是示意性地示出根据修改示例的运动支持设备的配置的框图。

具体实施方式

第一实施方式

在下文中，将参照图1至图4来描述根据本发明的第一实施方式的运动支持设备、运动支持方法和驾驶支持系统。根据该实施方式的运动支持设备、运动支持方法和驾驶支持系统被应用于混合动力车辆，该混合动力车辆具有作为驱动源的电机和内燃机，电机使用例如二次电池等电池作为驱动源以及内燃机使用汽油或其他燃料作为驱动源。

如图1中所示，车辆100被提供有例如全球定位系统(GPS)101、车载相机102、毫米波雷达103、加速度传感器104以及车辆速度传感器105来作为用于检测车辆100的行驶状态的装置。GPS 101、车载相机102、毫米波雷达103、加速度传感器104以及车辆速度传感器105连接在车载控制器120上，该车载控制器120经由车载网络例如控制器局域网(CAN)来控制车辆的各种功能。车载控制器120是所谓的电子控制单元(ECU)并且包括具有计算装置和存储装置的微型计算机。车载控制器120能够通过使计算装置计算在存储装置中存储的程序或参数来执行各种控制。

GPS 101从GPS卫星接收信号并且基于从GPS卫星所接收的信号来检测车辆100的位置，例如纬度和经度。GPS 101将指示车辆100的所检测的位置(纬度和经度)的位置信息输出至车载控制器120。车载相机102捕获车辆100的周围环境的图像并且将所捕获的图像数据输出至车载控制器120。毫米波雷达103使用毫米波段的无线电波来检测车辆100周围存在的对象并且将与检测结果对应的信号输出至车载控制器120。

加速度传感器104检测车辆100的加速度并且将与所检测的加速度对应的信号输出至车载控制器120。车辆速度传感器105检测车辆100的车辆车轮的旋转速度并且将与所检测的旋转速度对应的信号输出至车载控制器120。

加速器传感器106检测驾驶员对加速器踏板的操作程度并且将与所检测的加速器踏板的操作程度对应的信号输出至车载控制器120。制动器传感器107检测驾驶员对制动器踏板的操作程度并且将所检测的与制动器踏板的操作程度对应的信号输出至车载控制器120。

车辆100被提供有用于控制内燃机的操作状态的加速器执行器115以及用于控制制动器的制动器执行器116。加速器执行器115和制动器执行器116电连接至车载控制器120。加速器执行器115基于由车载控制器120基于加速器检测器106的检测值而计算的内燃机的控制量来控制内燃机。制动器执行器116基于由车载控制器120基于制动器传感器107的检测值而计算的制动器的控制量来控制制动器。

车辆100被提供有作为电机的驱动源的电池110和用于控制电池110的充电和放电的电池执行器109。电池执行器109电连接至车载控制器120。电池执行器109管理电池110的充电和放电。电池执行器109通过控制电池110的放电对电机进行驱动或者通过电机的再生来对电池110进行充电。

车辆100被提供有混合型控制器108，混合型控制器108控制内燃机和电机的操作状态。混合型控制器108电连接至车载控制器120。也就是说，混合型控制器108经由车载控制器120电连接至电池执行器109、加速器执行器115和制动器执行器116。混合型控制器108也是所谓的ECU并且包括具有计算装置和存储装置的微型计算机。混合型控制器108能够通过使计算装置计算存储在存储装置中的程序或参数来执行各种控制。

混合型控制器108例如基于从车载控制器120输入的加速度传感器104、车辆速度传感器105和加速器传感器106的检测结果来确定内燃机和电机的驱动功率分配率(输出率)。特别地，混合型控制器108能够通过改变内燃机和电机的驱动功率分配率(输出率)来调整作为电池110的残余能量的、电池110的充电状态。

混合型控制器108基于驱动功率分配率来生成与电池110的放电有关的电池执行器109的控制命令或者与由车载控制器120计算的内燃机的控制量有关的信息。混合型控制器108例如基于从车载控制器120输入的加速度传感器104、车辆速度传感器105和制动器传感器107的检测结果来确定制动器和电机的制动力分配率。混合型控制器108基于制动力分配率来生成与电池110的充电有关的电池执行器109的控制命令或者与由车载控制器120计算的制动器的控制量有关的信息。也就是说，混合型控制器108通过将所生成的控制命令输出至电池执行器109来控制电池110的充电和放电。因此，通过电池110的放电对使用电池110作为驱动源(电源)的电机进行驱动或者通过电机的再生对电池110进行充电。车载控制器120能够监视混合型控制器的性能情况或者电池110的充电状态。

车辆100包括EV模式和HV模式，在EV模式下车辆100使用将电池110用作驱动源的电机作为驱动源来行驶，在HV模式下车辆100仅使用内燃机或并行地使用电机和内燃机作为驱动源来行驶。混合型控制器108根据车辆100中的驾驶员的选择结果来执行将驾驶模式切换至EV模式和HV模式的控制。混合型控制器108具有将驾驶模式自动地切换至EV模式和HV模式的功能并且基于从车载控制器120输入的与在车辆100的驾驶路径的区间中行驶所需的行驶负载有关的信息来执行将驾驶模式切换至EV模式和HV模式的控制。行驶负载是在区间中的每单位距离的负载并且是用于在区间中行驶所需的平均负载。另一方面，用于在区间中全部行驶所需的行驶负载的累积值被定义为能量消耗。

然而，车辆100包括注册有地图数据的地图信息数据库111。地图数据是关于地形例如道路的数据。在地图数据中，关于位置例如纬度和经度的信息与能够显示地形的数据一起被注册。在地图数据中，交叉路口名称、道路名称、方向名称、方向向导和设施信息中的至少一者可以被注册。

地图信息数据库111包括作为与指示道路上的位置的节点有关的信息的节点数据以及作为与作为两个节点之间的区间的路线(link)有关的信息的路线数据。节点被设置为特定交通要素(例如交叉路口、交通信号以及车道数目改变的曲线、点等)的位置。节点数据包括道路上的节点的位置信息、位置的道路信息等。路线被设置为两个节点之间的由两个节点定义的区间。路线数据包括两个节点的信息、路线的区间的道路信息等。行驶负载能够根据在路线数据中包括的行驶负载信息来获取或计算。路线的区间的道路信息包括例如起始点位置、终止点位置、距离、路径和波动等信息。路线数据可以包括多种数据，例如包括作为路线的区间的行驶负载的成本数据、包括道路类型的道路数据、指示特定位置的标记数据、指示交叉路口的信息的交叉路口数据以及指示设施信息的设施数据。

具体地，节点数据可以包括例如作为节点的识别码的节点ID、节点的坐标、连接至节点的所有路线的路线ID以及指示交叉路口或并流点的类型的节点类型。节点数据可以包括指示节点的特性的数据例如作为指示节点的图像的识别码的图像ID。

路线数据可以包括例如作为路线的识别码的路线ID、路线长度、以及连接至起始点和终止点的节点的节点ID。路线数据可以包括指示道路类型(例如高速公路、收费道路、一般道路、市区道路/郊区道路和山区道路)、道路宽度、车道的数目、路线行驶时间、法定速度限制以及道路的坡度的数据中的必要信息。路线数据可以包括指示运动时间、运动速度、燃料消耗和功率消耗的平均值、最大值、最小值等的数据，作为在每个路线中车辆100的必要输出的行驶负载信息。功率消耗是当车辆100在EV模式下行驶时由电机消耗的功率的量。基于行驶负载信息来获取或计算路线(区间)的行驶负载。行驶负载是路线(区间)中的平均值并且具有[kW]的单位。能够根据行驶负载和路线长度(区间长度)来计算作为在每个路线(区间)中全部行驶所需的行驶负载的累积值的能量消耗。

车辆100被提供有执行路径向导等的导航系统112。导航系统112从GPS 101的检测结果所输入至的车载控制器120来获取车辆100的当前点(纬度和经度)。当由驾驶员设置目标点时，导航系统112指定目标点(纬度和经度)。然后，导航系统112例如使用Dijkstra法参考地图信息数据库111来搜索从车辆100的当前点至目的地的驾驶路径。导航系统112计算所搜索的驾驶路径中的例如行驶负载、运动时间、运动速度、燃料消耗和功率消耗。导航系统112将指示所搜索的驾驶路径、所计算的行驶负载、运动时间、运动速度、燃料消耗和功率消耗的信息输出至车载控制器120并且经由车载控制器120将信息输出至由布置在车辆内部的液晶显示器组成的显示装置113。

车辆100被提供有仪表控制器114，仪表控制器114控制在仪表面板上显示的仪表的显示情况，所述仪表面板布置在仪表板中。仪表控制器114从车载控制器120获取例如指示电池110的充电状态和放电状态的数据并且基于所获取的数据在视觉上显示例如车辆100中的能量流动。能量流动是由电池110的充电和放电、电机的驱动功率/再生等所引起的车辆100中的能量的流动。能量流动可以包括由内燃机的驱动功率所引起的车辆100中的能量的流动。

当驾驶路径被输入时，车载控制器120将驾驶模式分配至驾驶路径的区间。车载控制器120包括驾驶支持单元124，驾驶支持单元124支持基于驾驶路径来分配驾驶模式。驾驶支持单元124从导航系统112获取至由驾驶员设置的目标点的驾驶路径的信息。驾驶支持单元124包括模式设定单元124a，模式设定单元124a设定要分配至所获取的驾驶路径的区间的驾驶模式。模式设定单元124a构成运动支持设备并且通过使车载控制器120执行程序等来实现该模式设定单元124a的功能。模式设定单元124a具有根据驾驶路径的区间的行驶负载来设定每个区间的驾驶模式的功能。

通常，使用电机的行驶被应用于具有小行驶负载的区间是趋于高效的，并且使用内燃机的行驶被应用于具有大行驶负载的区间是趋于高效的。因此，车载控制器120将EV模式分配至具有小行驶负载的区间，并且将HV模式分配至具有大行驶负载的区间。

模式设定单元124a比较多个目标区间的行驶负载并且按顺序将EV模式分配至具有较低行驶负载的区间。模式设定单元124a对被分配有EV模式的区间的能量消耗进行积分并且从电池110的充电状态减去所积分的能量消耗。然后，模式设定单元124a继续将EV模式分配至驾驶路径的区间，使得所积分的能量消耗不大于电池110的充电状态。因此，模式设定单元124a将EV模式分配至驾驶路径的区间中具有相对低的行驶负载的区间。模式设定单元124a将HV模式分配至未被分配有EV模式的区间。

模式设定单元124a将针对驾驶路径的区间所设定的驾驶模式输出至如上所述的显示装置113并且在显示装置113上显示针对车辆正在行驶的区间所设定的驾驶模式。

混合型控制器108通过从车载控制器120适当地获取车辆当前正在行驶的位置信息来指定车辆当前正在行驶的区间，并且使车辆100在针对所指定的区间所设定的驾驶模式下行驶。也就是说，每当车辆100的驾驶路径被改变时，混合型控制器108将车辆100的驾驶模式切换至被分配至相应区间的EV模式或HV模式。因此，车辆100以针对车辆当前正在行驶的区间所设定的驾驶模式来行驶。混合型控制器108包括模式改变单元108a，模式改变单元108a改变被分配至所获取的驾驶路径的区间的驾驶模式的设定。模式改变单元108a构成运动支持设备，并且通过使混合型控制器108执行程序等来实现功能。模式改变单元108a具有根据电池110的充电状态来改变区间的驾驶模式的功能。

然而，由于以针对地图数据等的每个路线而均匀划分的区间为单位来设置驾驶模式，所以HV模式可以适用于设定了EV模式的区间的一部分。

因此，模式改变单元108a根据行驶负载将驾驶路径中的区间的一部分中的驾驶模式改变成除由模式设定单元124a设定的驾驶模式之外的驾驶模式。模式改变单元108a根据预定条件来改变驾驶模式。预定条件的示例是下述条件的组合：车辆当前正在行驶的区间的驾驶模式被设定为EV模式的条件；车辆100被停止的条件；车辆当前正在行驶的区间的剩余距离小于预定距离的条件；针对下一区间设定HV模式的条件；以及车辆速度大于车辆速度阈值的条件。当车辆100暂时被停止并且然后车辆速度变得大于车辆速度阈值时，确定车辆100被减速并且然后被加速。

将参照图2来描述要经受驾驶模式的设定或改变的驾驶路径的示例。如图2中所示，假定由导航系统112搜索的驾驶路径的一部分包括第一区间k1和第二区间k2。在第一区间k1中，交通信号紧接在第二区间k2之前出现。交通信号位于第一区间k1中剩余距离小于预定距离的位置处。车辆100根据交通信号的信号灯的颜色被停止或减速。图2示出了当车辆100在红信号处停止然后被启动时的车辆速度。假定从地图信息数据库111中获取关于第一区间k1和第二区间k2中的每一个的行驶负载和能量消耗的信息。模式设定单元124a基于电池110的充电状态、第一区间k1和第二区间k2的行驶负载和能量消耗来设定驾驶模式。第一区间k1的驾驶模式被设定成EV模式。第二区间k2的驾驶模式被设定成HV模式。

下面将参照图3来描述驾驶支持单元124中的驾驶模式设定处理的示例。每当从导航系统112发送驾驶路径时，驾驶支持单元124将驾驶模式分配至驾驶路径的每个区间。

如图3中所示，当由导航系统112设置目标点时，驾驶支持单元124获取驾驶路径的所有区间的路径信息(步骤S11)。然后，驾驶支持单元124基于所获取的关于所有区间的信息来计算总能量消耗(步骤S12)并且确定所有区间的总能量消耗是否大于电池110的充电状态(步骤S13)。也就是说，模式设定单元124a确定车辆是否能够在所有区间中以EV模式行驶。当确定所有区间的总能量消耗不大于电池110的充电状态(在步骤S13中为否)时，驾驶支持单元124将EV模式分配至所有区间(步骤S17)并且结束驾驶模式设定处理。

另一方面，当确定所有区间的总能量消耗大于电池110的充电状态(在步骤S13中为是)时，驾驶支持单元124将作为所有区间中被分配有EV模式的候选者的区间指定为候选区间(步骤S14)。驾驶支持单元124将EV模式分配至所指定的候选区间并且将HV模式分配至其他区间(步骤S15)。

然后，驾驶支持单元124确定电池的充电状态是否小于设置了EV模式的区间的总能量消耗(步骤S16)。当确定电池110的充电状态等于或大于设置了EV模式的区间的总能量消耗(在步骤S16中为否)时，驾驶支持单元124执行步骤S14的处理。也就是说，当电池110的充电状态不足时，模式设定单元124再次指定EV模式的候选区间。

另一方面，当确定电池的充电状态小于设置了EV的区间的总能量消耗(在步骤S16中为是)时，驾驶支持单元124结束驾驶模式设定处理。通过该设定过程，针对图2中所示的驾驶路径的每个区间来设定驾驶模式。

下面将参照图4来描述混合型控制器108中的驾驶模式改变处理的示例。混合型控制器108的模式改变单元108a在由驾驶支持单元124的模式设定单元124a进行设定之后改变已经由模式设定单元124a设定的驾驶模式。作为确定是否在模式改变单元108a中改变驾驶模式的周期的改变周期被设置成比作为在模式设定单元124a中执行设定的周期的设定周期短。

如图4中所示，当由模式设定单元124a设定驾驶模式时，模式改变单元108a确定车辆当前正在行驶的区间的驾驶模式是否为EV模式(步骤S21)。也就是说，模式改变单元108a确定驾驶模式是否为EV模式以扩展行驶距离。当车辆当前正在行驶的区间的驾驶模式不是EV模式(步骤S21中为否)时，模式改变单元108a结束驾驶模式改变处理。也就是说，根据由模式设定单元124a设定的驾驶模式来切换驾驶模式。

另一方面，当确定车辆当前正在行驶的区间的驾驶模式是EV模式(在步骤S21中为是)时，模式改变单元108a确定车辆100是否被停止(步骤S22)。当确定车辆100并未被停止(在步骤S22中为否)时，模式改变单元108a结束驾驶模式的改变。

当确定车辆100被停止(在步骤S22中为是)时，模式改变单元108a确定车辆当前正在行驶的区间的剩余距离是否小于预定距离(步骤S23)。当确定车辆当前正在行驶的区间的剩余距离不小于预定距离(在步骤S23中为否)时，模式改变单元108a结束驾驶模式的改变。

另一方面，当确定车辆当前正在行驶的区间的剩余距离小于预定距离(在步骤S23中为是)时，模式改变单元108a确定针对下一区间所设定的驾驶模式是否为HV模式(步骤S24)。当确定针对下一区间所设定的驾驶模式不是HV模式(在步骤S24中为否)时，模式改变单元108a结束驾驶模式的改变。

当确定针对下一区间所设定的驾驶模式是HV模式(在步骤S24中为是)时，模式改变单元108a确定车辆100的速度是否大于车辆速度阈值(步骤S25)。当确定车辆100的速度不大于车辆速度阈值(在步骤S25中为否)时，模式改变单元108a结束驾驶模式的改变。

另一方面，当确定车辆100的速度大于车辆速度阈值(在步骤S25中为是)时，模式改变单元108a将针对车辆当前正在行驶的直到下一区间的区间设置为HV模式(步骤S26)并且结束驾驶模式的改变。

下面将描述在图2中所示的第一区间k1中当车辆100紧接在第二区间k2之前的交通信号的信号灯的红色处停止时的操作。

假定在停止车辆100时以改变周期来执行驾驶模式改变处理。然后，模式改变单元108a由于车辆100在第一区间k1中以EV模式行驶而执行图4中所示的步骤S22，并且由于车辆100被停止而执行步骤S23。随后，由于交通信号出现在作为当前区间的第一区间k1中的剩余距离小于预定距离的位置处，从而模式改变单元108a执行步骤S24，并且由于作为下一区间的第二区间k2的驾驶模式被设定为HV模式，从而模式改变单元108a执行步骤S25。当交通信号的信号灯被改变为蓝色，车辆100被启动，并且车辆100的速度变得比车辆速度阈值大时，模式改变单元108a在直到作为第一区间k1的下一区间的第二区间k2之前将驾驶模式设置成HV模式(步骤S26)。因此，如图2中所示，当车辆100在第一区间k1中以EV模式行驶的情况下被停止然后以比车辆速度阈值高的速度行驶时，车辆在HV模式下行驶至驾驶模式被设定为HV模式的第二区间k2。模式改变单元108a在显示装置113上显示EV模式，该EV模式是针对驾驶模式被设定为EV模式但车辆以HV模式行驶的一部分区间所设定的驾驶模式。

在该实施方式中，在车辆100以EV模式行驶的情况下被停止并且车辆100的速度大于车辆速度阈值的条件下，在EV模式下的行驶被改变成在HV模式下的行驶。因此，由于能够避免在电池110能量被更多地消耗的加速时出现在EV模式下行驶，所以抑制了电池110的充电状态的快速减少并且因此能够扩展在EV模式下的行驶距离。因此，可以提供能够促使针对驾驶路径中的区间的驾驶模式进行适当切换的运动支持设备、运动支持方法以及驾驶支持系统。

如上所述，该实施方式能够实现以下优点。(1)根据行驶负载，针对驾驶路径中的区间的一部分，将驾驶模式改变成除所设定的驾驶模式之外的驾驶模式。因此，在驾驶路径中的区间的一部分中的驾驶模式将被改变成适当的驾驶模式的可能性增大，也就是说，促使针对所设置的区间的驾驶模式进行适当切换。

(2)在车辆100在EV模式下行驶的期间暂时地被减速并且然后被加速的条件下驾驶模式被改变成HV模式。通常，在车辆以EV模式行驶的情况下被加速时能量消耗增大，并且特别地当车辆被减速并且然后被加速时能量消耗进一步增大。因此，抑制了电池的充电状态的快速减少并且因此可以扩展在EV模式下的行驶距离。

(3)在设置了EV模式的区间(第一区间k1)中的直至下一区间(第二区间k2)之前的剩余距离小于预定距离的条件下，驾驶模式被改变成HV模式。因此，仅当直至设置了HV模式的下一区间之前的剩余距离小时，车辆在HV模式下(其是除针对该区间所设定的EV模式之外的驾驶模式)行驶，并且因此可以抑制由于在进入新的区间时的驾驶模式的改变而导致的不舒适。

(4)在将设置了EV模式的区间(第一区间k1)的下一区间(第二区间k2)设定为HV模式的条件下，驾驶模式被改变成HV模式。因此，即使当车辆在设置了EV模式的区间(第一区间k1)中以HV模式行驶时，车辆随后在设置了HV模式的区间(第二区间k2)中以HV模式行驶，因此可以抑制由于在另一驾驶模式下行驶而导致的不舒适。

(5)以比由模式设定单元124a的设定周期短的周期，通过使用模式改变单元108a来确定是否改变驾驶模式。因此，即使当电池110的充电状态由于交通流量等而改变时，能够通过确定是否以相对短的周期而改变驾驶模式来重新分配合适的驾驶模式。

第一实施方式可以以下述修改来实施。在第一实施方式中，将EV模式作为针对下述一部分区间所设定的驾驶模式来显示在显示装置113上：所述一部分区间的驾驶模式被设置成EV模式而车辆在该一部分区间上以HV模式行驶。然而，针对驾驶模式被设置成EV模式而车辆以HV模式行驶的该一部分区间，可以在显示装置113上显示HV模式以与实际行驶对应。

在第一实施方式中，在车辆100被停止的条件下实现驾驶模式的改变。然而，可以在车辆100的速度变得小于车辆速度阈值的条件下而非在车辆100被停止的条件下，来实现驾驶模式的改变。也就是说，在车辆100没有停止的情形下，当车辆100被减速至作为确定值的车辆速度阈值并且然后被加速时，驾驶模式从EV模式被改变成HV模式。例如，如图5中所示，在如图4中所示确定出车辆当前正在行驶的区间的驾驶模式是EV模式(在步骤S21中为是)之后，模式改变单元108a确定车辆100的速度是否变得小于车辆速度阈值(步骤S31)。当确定出车辆100的速度变得小于车辆速度阈值(在步骤S31中为是)时，模式改变单元108a执行与图4的步骤S23之后的处理相同的处理。

在第一实施方式中，在车辆100被停止的条件下实现驾驶模式的改变。然而，可以在根据车辆100的行驶环境的检测结果而给出行驶负载的条件下而非车辆100被停止的条件下来实现驾驶模式的改变。例如，如图6中所示，在如图4中所示确定出车辆当前正在行驶的区间的驾驶模式是EV模式(在步骤S21中为是)之后，模式改变单元108a根据地图信息数据库111、车载相机102等来检测包括车辆100的行驶状态和道路环境的行驶环境(步骤S41)。当确定出假定被应用于车辆100的行驶负载大于预定行驶负载(在步骤S42中为是)时，模式改变单元108a执行与图4的步骤S23之后的处理相同的处理。

在第一实施方式中，可以改变图4中所示的步骤S21至步骤S24的顺序。可以改变图5中所示的步骤S21、S31、S23和S24的顺序。可以改变图6中所示的步骤S21、S41、S42、S23和S24的顺序。

第二实施方式

将参照图7和图8来描述根据本发明的第二实施方式的运动支持设备、运动支持方法和驾驶支持系统。根据该实施方式的运动支持设备和运动支持方法与根据第一实施方式的那些的不同之处在于：当在驾驶模式被设定成HV模式的区间的一部分中获得可再生能量时驾驶模式从HV模式被改变成EV模式。下面将着重描述与第一实施方式的不同之处。

通常，由于以针对地图数据等的每个路线所均匀定义的区间为单位来设置驾驶模式，所以EV模式可以适用于设定了HV模式的区间的一部分。

因此，模式改变单元108a根据行驶负载将驾驶路径中的区间的一部分中的驾驶模式改变成除由模式设定单元124a设定的驾驶模式之外的驾驶模式。模式改变单元108a根据预定条件来执行驾驶模式的改变。预定条件的示例是下述条件的组合：车辆当前正在行驶的区间的驾驶模式被设定成EV模式的条件；车辆从设定了EV模式的区间进入设定了HV模式的区间的条件；以及当前获得可再生能量的条件。

下面将参照图7来描述要经受驾驶模式的设定或改变的驾驶路径的示例。如图7中所示，假定由导航系统112搜索的驾驶路径的一部分包括第一区间k1和第二区间k2。下坡路存在于第一区间k1和第二区间k2上。也就是说，第一区间k1与第二区间k2之间的边界位于下坡路的路上。车辆100在下坡路中以EV模式行驶时获得可再生能量。假定从地图信息数据库111中获得关于第一路径k1与第二路径k2中的每一个的行驶负载和能量消耗的信息。模式设定单元124a基于电池110的充电状态、第一区间k1和第二区间k2的行驶负载和能量消耗来设定驾驶模式。第一区间k1的驾驶模式被设定成EV模式。第二区间k2的驾驶模式被设定成HV模式。

下面将参照图8来描述混合型控制器108中的驾驶模式改变处理的示例。混合型控制器108的模式改变单元108a在由驾驶支持单元124的模式设定单元124a进行设定之后改变已经由模式设定单元124a设定的驾驶模式。作为确定是否在模式改变单元108a中改变驾驶模式的周期的改变周期被设置成比作为在模式设定单元124a中进行设定的周期的设定周期短。

如图8中所示，当由模式设定单元124a设定驾驶模式时，模式改变单元108a确定车辆当前正在行驶的区间的驾驶模式是否为EV模式(步骤S51)。也就是说，模式改变单元108a确定驾驶模式是否为EV模式以延长行驶距离。当车辆当前正在行驶的区间的驾驶模式不是EV模式(在步骤S51中为否)时，模式改变单元108a结束驾驶模式改变处理。也就是说，根据由模式设定单元124a设定的驾驶模式来切换驾驶模式。

另一方面，当确定车辆当前正在行驶的区间的驾驶模式是EV模式(在步骤S51中为是)时，模式改变单元108a确定车辆100是否从设置了EV模式的区间进入设置了HV模式的区间(步骤S52)。当确定车辆100并未从设定了EV模式的区间进入设定了HV模式的区间(在步骤S52中为否)时，模式改变单元108a结束驾驶模式的改变。

当确定出车辆100从设定了EV模式的区间进入设定了HV模式的区间(在步骤S52中为是)时，模式改变单元108a确定当前是否正在进行获得可再生能量的再生(步骤S53)。当确定出当前未获得可再生能量，也就是说，没有进行再生(在步骤S53中为否)时，模式改变单元108a结束驾驶模式的改变。

当确定出当前正在进行获得可再生能量的再生(在步骤S53中为是)时，模式改变单元108a甚至在设定了HV模式的区间中保持EV模式(步骤S54)。模式改变单元108a确定当前是否获得可再生能量(步骤S55)。当确定出当前获得可再生能量(在步骤S55中为是)时，模式改变单元108a在步骤S54中保持EV模式。

当确定出当前未获得可再生能量(在步骤S55中为否)时，模式改变单元108a将驾驶模式设置为HV模式(步骤S56)并且结束驾驶模式的改变。也就是说，仅当获得可再生能量时，模式改变单元108a将设置了HV模式的区间中的驾驶模式改变成EV模式。

下面将描述在图7中所示的第一区间k1中当车辆100在连接至第二区间k2的下坡路上行驶时的操作。假定当车辆100行驶时以改变周期来执行驾驶模式改变处理。然后，模式改变单元108a由于车辆100在第一区间k1中以EV模式行驶而执行图8中所示的步骤S52，并且模式改变单元108a由于车辆100从设定了EV模式的区间进入设定了HV模式的区间而执行步骤S53。随后，模式改变单元108a由于当前获得可再生能量的再生正在进行而执行步骤S54，并且通过将作为下一区间的第二区间k2的驾驶模式改变成EV模式来保持从第一区间k1开始的EV模式。然后，当未获得可再生能量时，模式改变单元108a将驾驶模式设置成HV模式(步骤S26)。因此，如图7中所示，当车辆100在第一区间k1中以EV模式行驶期间获得可再生能量的情况下而进入第二区间k2时，驾驶模式被设置成EV模式，直到不获得可再生能量为止。模式改变单元108a在显示装置113上显示HV模式，该HV模式是针对驾驶模式被设定成HV模式而车辆在EV模式下行驶的区间的一部分所设定的驾驶模式。

在该实施方式中，在车辆100在EV模式下行驶并且车辆进入设定了HV模式的区间时获得可再生能量的条件下，在HV模式下行驶被改变成在EV模式下行驶。因此，由于获得可再生能量并且因此电池110的充电状态增大，所以可以延长在EV模式下的行驶距离。因此，可以提供能够促使针对在驾驶路径中的区间的驾驶模式进行适当切换的运动支持设备、运动支持方法和驾驶支持系统。

如上所述，根据该实施方式，能够实现除在第一实施方式中的(1)和(5)的优点之外的以下优点。(6)当车辆从设定了EV模式的区间(第一区间k1)进入设定了HV模式的区间(第二区间k2)时，在获得可再生能量的条件下设定了HV模式的区间(第二区间k2)中的驾驶模式被改变成EV模式。也就是说，当车辆100进入设定了HV模式的区间(第二区间k2)并且通过获取可再生能量来预测电池110的恢复时，根据获得可再生能量的区间，甚至在设定了HV模式的区间(第二区间k2)中保持EV模式。也就是说，获得可再生能量的一些区间被添加至EV模式下的行驶距离，因此延长了EV模式下的行驶距离。

可以在以下修改中实施上述实施方式。在第二实施方式中，在显示装置113上显示HV模式，作为针对驾驶模式被设置为HV模式而车辆以EV模式行驶的一部分区间所设定的驾驶模式。然而，针对驾驶模式被设置成HV模式而车辆以EV模式行驶的一部分区间，可以在显示装置113上显示EV模式以与实际行驶对应。

在第二实施方式中，当未获得可再生能量时，设定了HV模式的区间的驾驶模式从EV模式被改变成HV模式。然而，在以下条件中的至少一个条件下，驾驶模式可以被重新改变成HV模式，作为所设定的驾驶模式：在设定了HV模式的区间的驾驶模式被改变成EV模式之后经过预定时间以及在设定了HV模式的区间的驾驶模式被改变成EV模式之后车辆行驶预定时间。因此，由于能够仅针对设定了HV模式的区间的一部分将驾驶模式改变成最优EV模式并且能够将驾驶模式返回至适用于整个区间的驾驶模式，所以可以使驾驶模式最优化。

下面将描述对上述实施方式通用且能够被修改的元件。在上述实施方式中，CAN被用作车载网络。本发明不限于该配置，而是其他网络例如以太网(注册商标)、FlexRay(注册商标)和IEEE1394(火线(注册商标))也可以被用作车载网络，只要它们能够与连接至其的ECU等连接以便进行通信即可。可以合并包括CAN的网络。因此，可以实现在采用运动支持设备的车辆的配置的自由度方面的改进。

在上述实施方式中，导航系统112和驾驶支持单元124被提供为不同配置。本发明不限于该配置，而是导航系统和驾驶支持单元可以被提供为相同单元。因此，可以实现运动支持设备的配置的自由度方面的改进。

在上述实施方式中，混合型控制器108和驾驶支持单元124被提供为不同配置。本发明不限于该配置，而是混合型控制器和驾驶支持单元可以被提供为相同单元。因此，可以实现运动支持设备的配置的自由度方面的改进。

在上述实施方式中，例如导航系统112、显示装置113和车载控制器120的单元被并入车辆100中。本发明不限于该配置，而是例如导航系统、显示装置和车载控制器等单元可以采用便携式信息处理器例如移动电话或智能电话来作为其功能的全部或一部分，只要它们能够彼此进行通信即可。因此，可以实现在运动支持设备的设计的自由度方面的改进。

在上述实施方式中，驾驶支持单元124、导航系统112、地图信息数据库111等被并入车辆100中。本发明不限于该配置，而是驾驶支持单元、导航系统、地图信息数据库等的一些功能可以被布置在车辆外部的信息处理器中或者可以被布置在便携式信息处理器中。车辆外部的信息处理器的示例是信息处理中心，并且便携式信息处理器的示例包括移动电话和智能电话。车辆外部的信息处理器仅需要经由无线电通信线路来发送和接收信息。便携式信息处理器可以连接至车载网络，可以通过短程通信连接至车载网络，或者可以经由无线电通信线路来发送和接收信息。因此，可以实现在运动支持设备的设计的自由度方面的改进。

在上述实施方式中，根据包括在地图信息数据库中的信息来获取或计算驾驶路径中的区间的行驶负载。本发明不限于该配置，而是可以根据学习数据库来获取或计算驾驶路径中的区间的行驶负载。例如，关于存储有行驶的路径，能够使用在学习数据库中存储的先前用于在路径中行驶所需的行驶负载。因此，可以实现在运动支持设备的设计的自由度方面的改进。

在上述实施方式中，以区间的行驶负载的升序来分配EV模式。本发明不限于该配置，而是可以基于包括在地图数据中的一个或更多个信息块例如道路的坡度、法定速度限制和道路类型来将EV模式分配至区间，只要能够适当地分配EV模式即可。可以基于内燃机的效率或电池的效率将EV模式分配至区间。因此，可以实现在运动支持设备的设计的自由度方面的改进。

在上述实施方式中，由混合型控制器108(模式改变单元108a)来执行所设定的驾驶模式的改变。本发明不限于该配置，而是可以由如图9中所示的驾驶支持单元124(模式改变单元124b)等来执行所设定的驾驶模式的改变。因此，可以实现在运动支持设备的设计的自由度方面的改进。

在上述实施方式中，由驾驶支持单元124来执行驾驶模式的分配。本发明不限于该配置，而是可以由混合型控制器等来执行驾驶模式的分配。因此，可以实现在运动支持设备的设计的自由度方面的改进。

在上述实施方式中，主要在车辆100的位置是当前点时执行驾驶模式的分配，然而，可以在车辆移动至目的地的驾驶路径的任何点处执行驾驶模式的分配。能够在任何点处执行将驾驶模式适当地分配至驾驶路径的所有区间。因此，可以实现在运动支持设备的设计的自由度方面的改进。

在上述实施方式中，虚拟行驶负载被设置成在驾驶路径中从接近当前点的区间按顺序减小。然而，可以设置相同的虚拟行驶负载。在上述实施方式中，在驾驶路径中从接近当前点的区间来按顺序增加能量消耗，虚拟行驶负载被设置在所增加的能量消耗大于能量阈值的区间中，并且具有包括虚拟行驶负载的相对小的行驶负载的区间的驾驶模式被设定成EV模式。然而，可以针对获得可再生能量的区间之前的区间来设置HV模式。

在上述实施方式中，至目的地的距离等于或大于预定距离的条件被用作针对接近当前点的区间来优选地设定HV模式的条件。然而，不论至目的地的距离如何，当针对接近当前点的区间来优选地设定HV模式时，可以忽略该条件。

在上述实施方式中，作为用于确定是否改变所设定的驾驶模式的周期的改变周期被设置成比作为用于设定驾驶模式的周期的设定周期短。然而，当设定周期足够短时，改变周期和设定周期可以被设定为相同值。

Claims (8)

1.一种运动支持设备，所述运动支持设备支持具有作为驱动源的内燃机和电机的车辆从当前位置移动至目的地，所述运动支持设备的特征在于，包括：

设定单元，当设置了用于在每个区间中行驶的行驶负载时，所述设定单元针对所述每个区间来设定EV模式和HV模式中的任何驾驶模式，在所述EV模式下使用电池的电机被用作所述驱动源，在所述HV模式下至少所述内燃机被用作所述驱动源，所述每个区间由从所述当前位置至所述目的地的驾驶路径划分而成；以及

改变单元，所述改变单元基于包括所述车辆的行驶状态和道路环境的行驶环境以及作为在所述EV模式下行驶所必需的电池消耗的行驶负载中的至少一者来将所述驾驶路径内的每个区间的一部分中的驾驶模式改变成除由所述设定单元设定的驾驶模式之外的驾驶模式，

其中，在所述车辆在设定了所述EV模式的区间中被减速并且然后被加速的条件下，所述改变单元将设定了所述EV模式的区间的驾驶模式改变成所述HV模式。

2.根据权利要求1所述的运动支持设备，其中，在设定了所述EV模式的区间中的直至下一区间之前的剩余距离小于预定距离的条件下，所述改变单元将设定了所述EV模式的区间的驾驶模式改变成所述HV模式。

3.根据权利要求1或2所述的运动支持设备，其中，在设定了所述EV模式的区间的下一区间被设定为所述HV模式的条件下，所述改变单元将设定了所述EV模式的区间的驾驶模式改变成所述HV模式。

4.根据权利要求1所述的运动支持设备，其中，在从由所述设定单元设定了所述EV模式的区间进入设定了所述HV模式的区间时获得可再生能量的情形下，所述改变单元将获得所述可再生能量的区间的驾驶模式从所述HV模式改变成所述EV模式。

5.根据权利要求1或4所述的运动支持设备，其中，当在设定了所述HV模式的区间的驾驶模式被改变成所述EV模式之后经过预定时间的条件以及在设定了所述HV模式的区间的驾驶模式被改变成所述EV模式之后所述车辆行驶预定距离的条件中的至少一个条件被满足时，所述改变单元将设定了所述HV模式的区间的驾驶模式重新改变成所述HV模式。

6.根据权利要求1或2所述的运动支持设备，其中，在由所述设定单元设定所述车辆的驾驶模式之后，以比所述设定单元的设定周期短的周期来执行是否由所述改变单元改变所述驾驶模式的确定。

7.一种运动支持方法，所述运动支持方法支持具有作为驱动源的内燃机和电机的车辆从当前位置移动至目的地，所述运动支持方法的特征在于，包括：

当设置了用于在每个区间中行驶的行驶负载时，针对所述每个区间来设定EV模式和HV模式中的任何驾驶模式，在所述EV模式下使用电池的电机被用作所述驱动源，在所述HV模式下至少所述内燃机被用作所述驱动源，所述每个区间由从所述当前位置至所述目的地的驾驶路径划分而成；

基于包括所述车辆的行驶状态和道路环境的行驶环境以及作为在所述EV模式下行驶所必需的电池消耗的行驶负载中的至少一者来将所述驾驶路径内的每个区间的一部分中的驾驶模式改变成除所设定的驾驶模式之外的驾驶模式；以及

在所述车辆在设定了所述EV模式的区间中被减速并且然后被加速的条件下，将设定了所述EV模式的区间的所述驾驶模式改变成所述HV模式。

8.一种驾驶支持系统，所述驾驶支持系统支持具有作为驱动源的内燃机和电机的车辆基于从彼此不同的多个驾驶模式中选择的一个驾驶模式来驾驶，所述一个驾驶模式针对由从当前位置至目的地的车辆驾驶路径划分而成的区间来设定，所述驾驶支持系统的特征在于，包括：

根据权利要求1至6中任一项所述的运动支持设备，所述运动支持设备针对所述驾驶路径中的每个区间来设定从所述多个驾驶模式中选择的一个驾驶模式并且在必要时改变所述驾驶模式。