CN106379315A - 混合动力车辆的控制装置 - Google Patents
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Abstract
混合动力车辆的控制装置适用于混合动力车辆,该混合动力车辆构成为:搭载有作为车辆的驱动源的内燃机和电动机、以及蓄电池,能够将通过电动机的再生制动产生的电力向蓄电池充电且能够将使用内燃机的输出而发电得到的电力向蓄电池充电,当在行驶预定路径存在下坡区间时执行使目标剩余容量降低的下坡控制,在上述混合动力车辆的控制装置中,需要适当地提取行驶预定路径所包含的成为下坡控制的对象的下坡区间(对象下坡)。作为用于判定为是对象下坡区间的条件,不仅考虑与下坡区间的开始地点和结束地点之间的距离以及海拔高度差有关的条件,还考虑确定下坡区间的中途所包含的平坦区间的距离的上限值的条件。
Description
技术领域
本发明涉及作为车辆的驱动源具备内燃机以及电动机双方的混合动力车辆的控制装置。
背景技术
公知有作为车辆的驱动源具备内燃机(以下也简称为“发动机”)以及电动机双方的混合动力车辆(以下也简称为“车辆”)。车辆具备蓄电池,蓄电池向电动机供给电力,另一方面借助发动机的输出而被充电。
此外,在车轴的旋转传递至电动机时,电动机发电(即,发电机产生电力),蓄电池也借助该电力而被充电。即,车辆的动能被转换为电能,该电能被回收至蓄电池。该能量的转换也被称为“再生”,在进行再生的情况下,电动机所产生的车辆的制动力(即,使车速减速的扭矩)也被称为“再生制动力”。
通过将车辆的加速中以及定速行驶中发动机或者电动机消耗的能量的一部分借助减速时的再生回收并储存于蓄电池,能够提高车辆的燃料利用率(耗油率)。在车辆的行驶中,蓄电池的剩余容量SOC(State of Charge,以下也简称为“SOC”)变动。
在剩余容量SOC处于高状态以及低状态的任一状态时,若反复出现剩余容量SOC的上升以及减少,则蓄电池的恶化加剧。因此,在车辆的行驶中,车辆的控制装置将剩余容量SOC维持在规定的剩余容量上限值与剩余容量下限值之间。
然而,当车辆在下坡区间行驶时,即便发动机以及电动机不发生扭矩车辆也持续加速,因此车辆的驾驶员将脚从加速踏板离开,而且根据情况踩下制动踏板而对车辆要求制动力。此时,车辆通过再生制动力来抑制车速的上升,并且使剩余容量SOC增加。
若剩余容量SOC增加、即向蓄电池充电的电力量增加,则保持发动机停止运转的状态不变而仅凭电动机的输出能够行驶的距离变长。因而,当车辆在下坡区间行驶时,若能够在小于剩余容量上限值的范围尽可能增大剩余容量SOC,则能够进一步提高车辆的燃料利用率。
然而,若下坡区间很长,则剩余容量SOC会达到剩余容量上限值,因此无法使剩余容量SOC进一步增加。因而,下坡区间的开始地点处的剩余容量SOC与剩余容量上限值之差越大,则通过在下坡区间行驶而能够得到的燃料利用率提高的效果越大。
因此,现有的驱动控制装置之一(以下也称为“现有装置”)构成为:当在行驶路径上存在具有规定的海拔高度差的下坡区间时,使上述剩余容量上限值上升且使上述剩余容量下限值降低。此外,现有装置在进入下坡区间之前使借助电动机进行的行驶优先于借助发动机进行的行驶,以使得剩余容量SOC尽可能接近“降低后的剩余容量下限值”(例如参照专利文献1)。
专利文献1:日本特开2005-160269号公报
然而,为了执行在下坡区间的行驶过程中使剩余容量SOC上升的控制(下坡控制)从而可靠地提高车辆的燃料利用率,需要适当地提取行驶预定路径所包含的成为下坡控制的对象的下坡区间(对象下坡区间)。对于该点,以往装置仅着眼于上述规定的海拔高度差来提取对象下坡区间。换言之,以往装置在提取对象下坡区间时,并未考虑下坡区间的长度(从下坡的开始地点至结束地点为止的距离)以及下坡区间的一部分是否包含平坦路。
因此,以往装置中存在未能将若执行下坡控制则能够使剩余容量SOC上升规定量的下坡区间作为对象下坡区间提取的担忧。或者,以往装置存在尽管是无法使剩余容量SOC上升规定量的下坡但却针对该下坡执行下坡控制的担忧。
发明内容
因此,本发明的目的之一在于提供一种能够适当地提取车辆的行驶预定路径所包含的对象下坡区间的混合动力车辆的控制装置。
用于达成上述目的的本发明所涉及的混合动力车辆的控制装置(以下也称为“本发明装置”)适用于混合动力车辆,该混合动力车辆构成为:搭载有作为车辆的驱动源的内燃机和作为该驱动源的电动机、以及向上述电动机供给电力的蓄电池,能够使用上述电动机进行再生制动并将通过该再生制动产生的电力向上述蓄电池充电、且能够将使用上述内燃机的输出而发电得到的电力向上述蓄电池充电。
此外,本发明装置具备控制部,该控制部控制上述内燃机以及电动机,以便满足上述车辆所要求的要求驱动力、且上述蓄电池的剩余容量接近规定的目标剩余容量。上述控制部具备下坡判定单元以及下坡控制单元。
上述下坡判定单元取得与表示上述车辆的行驶预定路径的多个路段有关的信息,并且基于上述取得的信息,判定在该行驶预定路径是否包含满足规定条件的下坡区间即对象下坡区间。
上述当上述下坡判定单元判定为在上述行驶预定路径包含上述对象下坡区间的情况下执行下坡控制,上述下坡控制是使得当上述车辆在第1区间行驶时将上述目标剩余容量变更为比上述车辆在上述第1区间以外行驶的情况下小的剩余容量的控制,其中,上述第1区间包含:“从位于相比上述对象下坡区间的开始地点靠近前侧规定的第1距离的位置的下坡控制开始地点到该对象下坡区间的结束地点为止的区间”中的、至少“从该下坡控制开始地点到该对象下坡区间的开始地点为止的区间”。
进而,上述下坡判定单元构成为:
在上述取得的多个路段所包含的连续的路段即路段组满足如下条件时,判定为由上述路段组表示的区间是满足上述规定条件的对象下坡区间,其中,上述条件是:
与上述路段组中的距上述车辆最近的一侧的路段即开始路段对应的区间是坡度比由规定的坡度阈值表示的坡度陡的下坡;
上述结束地点的海拔高度比上述开始地点的海拔高度低;
上述开始地点与上述结束地点之间的海拔高度差的绝对值比规定的海拔高度差阈值大;并且
在上述开始地点与上述结束地点之间,不包含与单个路段或者连续的多个路段对应的、坡度并不比由上述坡度阈值表示的坡度陡、且比规定的第2距离长的区间。
即便下坡区间的开始地点与结束地点之间的海拔高度差大,若在中途包含较长的平坦的区间,则在平坦区间的行驶时由重力产生的加速度小,因此,非但无法通过再生制动使剩余容量SOC上升,而且反而产生驱动电动机的需要,因此无法使剩余容量SOC上升的可能性高。因此,本发明装置将上述(d)作为条件,若在下坡区间的中途存在超过第2距离的平坦的区间,则该下坡区间不会被判定为对象下坡区间。
因而,根据本发明装置,能够通过下坡控制使剩余容量SOC增加,因此能够适当地提取能够提高车辆的燃料利用率的对象下坡区间。
附图说明
图1是应用本发明的实施方式所涉及的混合动力车辆的控制装置(本控制装置)的车辆(本车辆)的简图。
图2是表示第1电动机、第2电动机、发动机以及齿圈之间的旋转速度的关系的共线图。
图3是表示本车辆在对象下坡区间行驶时的剩余容量的变化的图。
图4是表示满足对象下坡区间的条件的下坡区间以及不满足对象下坡区间的条件的下坡区间的例子的图。
图5是表示本控制装置执行的驱动力控制处理的流程图。
图6是表示车速以及加速器操作量与齿圈要求扭矩之间的关系的图。
图7是表示剩余容量差与充电要求输出之间的关系的图。
图8是表示本控制装置执行的控制区间设定处理的流程图。
图9是表示本控制装置执行的对象下坡探索处理的流程图。
图10是表示本控制装置执行的下坡控制执行处理的流程图。
附图标记说明:
10:车辆;21:第1电动机;22:第2电动机;23:内燃机;24:动力分配机构;31:蓄电池;32:升压转换器;33:第1逆变器;34:第2逆变器;40:ECU;60:运行辅助装置;18:驱动电路;ECU:20。
具体实施方式
(结构)
以下,参照附图来说明本发明的实施方式所涉及的混合动力车辆的控制装置(以下也称为“本控制装置”)。图1是示出应用本控制装置的车辆10的简要结构的简图。车辆10搭载有第一电动机21、第二电动机22以及发动机23。即,车辆10是混合动力车辆。
车辆10还包含动力分配机构24、蓄电池31、升压转换器32、第一逆变器33、第二逆变器34、ECU 40以及运行辅助装置60。ECU 40以及运行辅助装置60构成本控制装置。
第一电动机21以及第二电动机22分别包含定子和转子,上述定子具备产生旋转磁场的三相绕组(线圈),上述转子具备借助与上述旋转磁场之间的磁力来产生扭矩的永磁铁。第一电动机21以及第二电动机22分别能够作为电动机动作且能够作为发电机动作。
第一电动机21主要作为发电机使用。第一电动机21还在发动机23的启动时进行发动机23的曲柄启动。第二电动机22主要作为电动机使用,能够产生车辆10的车辆驱动力(用于使车辆行驶的扭矩)。发动机23也能够产生车辆10的车辆驱动力。发动机23为4缸4冲程汽油机。
动力分配机构24是行星齿轮机构。动力分配机构24包含齿圈、多个动力分配行星齿轮、多个减速行星齿轮、第一太阳齿轮、第二太阳齿轮、第一小齿轮行星架以及第二小齿轮行星架(皆未图示)。
动力分配行星齿轮以及减速行星齿轮分别与齿圈啮合。第一太阳齿轮与动力分配行星齿轮啮合。第二太阳齿轮与减速行星齿轮啮合。第一行星架将多个动力分配行星齿轮保持为能够自转且能够绕太阳齿轮公转的状态。第二行星架将多个减速行星齿轮保持为能够自转的状态。
齿圈经由配设在齿圈的外周上的反转齿轮而以能够传递扭矩的方式与车轴25连接。发动机23的输出轴与第一行星架以能够传递扭矩的方式连结。第一电动机21的输出轴与第一太阳齿轮以能够传递扭矩的方式连结。第二电动机22的输出轴与第二太阳齿轮以能够传递扭矩的方式连结。
第一电动机21的旋转速度(MG1旋转速度)Nm1、发动机23的发动机旋转速度NE以及动力分配机构24的齿圈旋转速度Nr,和第二电动机22的旋转速度(MG2旋转速度)Nm2以及齿圈旋转速度Nr的关系用图2所示的公知的共线图表示。共线图表示的两条直线也被称为动作共线L1以及动作共线L2。
根据动作共线L1,MG1旋转速度Nm1与发动机旋转速度NE以及齿圈旋转速度Nr之间的关系可由下式(1)表示。这里,传动比ρ1是第一太阳齿轮的齿数相对于齿圈的齿数之比(即,ρ1=第一太阳齿轮的齿数/齿圈的齿数)。
Nm1=Nr-(Nr-NE)×(1+ρ1)/ρ1 (1)
另一方面,根据动作共线L2,MG2旋转速度Nm2与齿圈旋转速度Nr之间的关系可用下式(2)表示。这里,传动比ρ2是第二太阳齿轮的齿数相对于齿圈的齿数之比(即,ρ2=第二太阳齿轮的齿数/齿圈的齿数)。
Nm2=Nr×(1+ρ2)/ρ2-Nr (2)
再次参照图1,车轴25经由差动齿轮26,以能够传递扭矩的方式与驱动轮27连结。
蓄电池31是能够充放电的二次电池(本例中为锂电池)。蓄电池31所输出的直流电由升压转换器32进行电压转换(升压)而成为高压电力。第一逆变器33将高压电力转换为交流电,并朝第一电动机21供给。同样,第二逆变器34将高压电力转换为交流电,并朝第二电动机22供给。
另一方面,当第一电动机21作为发电机动作时,第一逆变器33将发电得到的交流电转换为直流电,并朝升压转换器32以及/或者第二逆变器34供给。同样,当第二电动机22作为发电机动作时,第二逆变器34将发电得到的交流电转换为直流电,并朝升压转换器32以及/或者第一逆变器33供给。升压转换器32将从第一逆变器33以及/或者第二逆变器34供给的直流电进行降压,并朝蓄电池31供给。结果,蓄电池31被充电。
ECU 40是包含CPU 41、存储CPU 41所执行的程序以及检查表(设定表)等的ROM 42以及暂时存储数据的RAM 43等的微机。ECU 40控制发动机23、升压转换器32、第一逆变器33以及第二逆变器34。
ECU 40与曲轴转角传感器51、电流计52、车速传感器53、加速器开度传感器54以及制动器开度传感器55连接。
曲轴转角传感器51测定发动机23的曲轴的旋转位置,输出表示该曲轴转角CA的信号。ECU 40根据曲轴转角CA计算发动机23的发动机旋转速度NE。电流计52输出表示在蓄电池31流动的电流IB的信号。ECU 40基于电流IB计算在蓄电池中充电的电力量即剩余容量SOC。
车速传感器53检测车轴25的旋转速度,输出表示车辆10的行驶速度(车速)Vs的信号。加速器开度传感器54输出表示加速踏板56的操作量(加速器操作量)Ap的信号。制动器开度传感器55输出表示制动踏板57的操作量(制动器操作量)Bp的信号。
运行辅助装置60包含运算部61、GPS接收部62、数据库63以及显示装置64。
GPS接收部62基于来自GPS(Global Positioning System,全球定位系统)卫星(未图示)的信号(电波)取得车辆10的当前位置Pn,并对运算部61输出表示当前位置Pn的信号。
数据库63由硬盘驱动器(HDD)构成,存储有地图数据库。地图数据库包含与交叉路口以及终点等“节点”、连接节点彼此的“路段”以及位于路段沿线的建筑物以及停车场等“设施”有关的信息(地图信息)。而且,地图数据库包含各路段所表示的区间(道路)的距离、路段的一端(开始位置)与另一端(结束位置)所表示的节点的位置坐标、以及平均坡度(路段的两端的海拔高度差相对于路段的两端之间的距离的比率)。
显示装置64配设在设置于车辆10的车室内的中控台(未图示)上。显示装置64具备显示器,通过车辆10的驾驶员的操作,能够将存储于地图数据库的地图信息与当前位置Pn一起显示。
显示装置64的显示器也作为触摸面板动作。因而,驾驶员能够通过触摸显示装置64的显示器来操作运行辅助装置60。而且,显示装置64包含发音装置(未图示)。显示装置64能够遵照运算部61的指示进行警告音的再生以及播音等。
运算部61是包含CPU 66、存储CPU 66所执行的程序以及检查表(设定表)等的ROM67以及暂时存储数据的RAM 68等的微机。运算部61能够经由CAN(Controller AreaNetwork,控制器局域网)与ECU 40相互交换信息。运算部61也被称为“运行辅助ECU”,ECU40也被称为“车辆控制ECU”。
若车辆10的驾驶员使用显示装置64输入目的地,则运算部61基于地图数据库探索从当前位置Pn到目的地为止的路径(行驶预定路径)。行驶预定路径由节点的集合构成。运算部61通过显示装置64上的显示以及从发音装置发出的声音来对驾驶员引导行驶预定路径。
(借助ECU进行的发生扭矩的控制)
接下来,说明ECU 40的动作。
车辆10的驾驶员在对车辆10要求作用于驱动轮27的扭矩时,使加速器操作量Ap增加。ECU 40基于加速器操作量Ap以及车速Vs来决定作用于齿圈的扭矩(齿圈发生扭矩)Tr的目标值即齿圈要求扭矩Tr*。齿圈发生扭矩Tr与作用于驱动轮27的扭矩成正比例关系,因此,齿圈发生扭矩Tr越大,作用于驱动轮27的扭矩越大。
ECU 40控制发动机23、升压转换器32、第一逆变器33以及第二逆变器34,以使得齿圈发生扭矩Tr与齿圈要求扭矩Tr*相等、且剩余容量SOC与目标剩余容量SOC*一致(接近)。
例如,在剩余容量SOC与目标剩余容量SOC*大致一致时,在发动机23的运转效率高的运转区域,ECU 40使发动机23以及第二电动机22双方产生输出,借助发动机23产生的内燃机输出Pe的一部分,第一电动机21发电。在该情况下,第一电动机21发电得到的电力被供给至第二电动机22。因而,剩余容量SOC被维持目标剩余容量SOC*。
若剩余容量SOC比目标剩余容量SOC*低,则ECU 40使内燃机输出Pe上升,由此使第一电动机21的发电量上升。由此,剩余容量SOC上升。
另一方面,在车辆10的起步时以及低负荷行驶时等发动机23的运转效率低的运转区域,ECU 40使发动机23的运转停止,仅使第二电动机22产生输出。在该情况下,剩余容量SOC降低。但是,若剩余容量SOC低于剩余容量下限值Smin,则ECU 40使发动机23动作,执行使第一电动机21发电的“强制充电”。由此,剩余容量SOC变得比剩余容量下限值Smin大。
若剩余容量SOC比剩余容量上限值Smax高,则ECU 40即便是在发动机23的运转效率高的运转区域、除了要求高输出以及高扭矩的情况之外都使发动机23的运转停止,仅使第二电动机22产生输出。由此,剩余容量SOC变得比剩余容量上限值Smax小。
(借助ECU进行的制动力的控制)
驾驶员在对车辆10要求制动力时,进行使加速器操作量Ap以及制动器操作量Bp均为“0”的操作、或者使制动器操作量Bp增加的操作。ECU 40在制动力被要求时,使得产生再生制动力以及摩擦制动力。此时,仅凭再生制动力不足的制动力由摩擦制动力补充。
ECU 40在使得产生再生制动力时,使第一电动机21以及/或者第二电动机22发电。换言之,ECU 40使用第一电动机21以及/或者第二电动机22将车辆10的动能转换为电能。发电得到的电力被向蓄电池31充电,由此,剩余容量SOC上升。
ECU 40在使得产生摩擦制动力时,利用制动器装置(未图示)对在包含驱动轮27在内的车辆10的各车轮配设的制动盘(未图示)施加摩擦力。换言之,ECU 40使用制动器装置将车辆10的动能转换为热能。
ECU 40控制第一电动机21、第二电动机22以及制动器装置,以使得再生制动力与摩擦制动力之和即合计制动力等于驾驶员所要求的制动力。
(下坡控制)
当车辆10在下坡区间行驶时,若车辆10不产生制动力,则即便在驱动轮27不产生扭矩车速Vs也上升。若车速Vs比驾驶员所期待的速度高,则驾驶员要求制动力。所要求的制动力的一部分或者全部由再生制动力提供。因此,在下坡区间的行驶中,第一电动机21以及/或者第二电动机22发电的频率上升,由此,剩余容量SOC上升。换言之,ECU 40将车辆10的势能经由动能转换为电能。
若剩余容量SOC上升,则为了对蓄电池31充电而使发动机23运转的机会以及发动机23的输出中被用于蓄电池31的充电的输出减少,因此车辆10的燃料利用率提高。然而,若在下坡区间的中途剩余容量SOC达到剩余容量上限值Smax,则无法使剩余容量SOC进一步上升,因此无法进一步得到燃料利用率提高的效果。
参照图3来说明车辆10在下坡区间行驶时的剩余容量SOC的变化。在图3中,对于构成车辆10的行驶预定路径的路段,为方便起见用路段1~路段8表示。当前位置Pn位于路段1上。路段4~路段6相当于对象下坡区间。另一方面,路段1~路段3、路段7以及路段8相当于平坦路。在不执行后述的下坡控制时,目标剩余容量SOC*被设定为标准剩余容量Sn。
曲线Lc1(虚线)表示车辆10从路段1行驶到路段8而不执行下坡控制时的剩余容量SOC的变化。当车辆10在路段1~路段3行驶时,对发动机23、第一电动机21以及第二电动机22进行运转控制而使剩余容量SOC接近目标剩余容量SOC*即标准剩余容量Sn,因此,剩余容量SOC在剩余容量Sn的附近变动。若车辆10进入与路段4对应的区间,则由于再生制动而剩余容量SOC开始上升,在车辆10到达路段6的中途的地点D5a时,剩余容量SOC达到剩余容量上限值Smax。
因此,当车辆10在从地点D5a到地点D6的区间行驶的过程中,虽然正在下坡区间行驶,但也无法执行再生制动,因此无法使剩余容量SOC增加(即产生溢出),因此,不能充分得到燃料利用率提高的效果。此外,若剩余容量SOC维持在剩余容量上限值Smax附近的时间变长,则蓄电池31的恶化加剧。
因此,车辆10的ECU 40在下坡区间的近前执行使目标剩余容量SOC*降低规定量(电力量S10)的“下坡控制”。在执行下坡控制时,目标剩余容量SOC*被设定为剩余容量(低侧剩余容量)Sd。在本例中,标准剩余容量Sn与低侧剩余容量Sd之间的差的大小等于蓄电池31的最大充电量(即,剩余容量SOC为100%时的蓄电量)的10%的电力量S10(即,Sd=Sn-S10)。
下坡控制在车辆10到达相比下坡区间的开始地点D3靠近前侧规定的预使用距离Dp的地点D1a时开始。另一方面,下坡控制在车辆10到达下坡区间的结束地点D6时结束,目标剩余容量SOC*从低侧剩余容量Sd变更为标准剩余容量Sn。执行下坡控制时的目标剩余容量SOC*的变化由折线Lp1表示。
将从相比下坡区间的开始地点靠近前侧预使用距离Dp的地点到下坡区间的开始地点为止的“预使用区间”、和下坡区间合在一起的区间也被称为“下坡控制区间”。预使用距离Dp是预先设定的距离,是在车辆10行驶了该距离时足以使剩余容量SOC逐渐减少电力量S10的距离。
执行下坡控制时的剩余容量SOC的变化由曲线Lc2(实线)表示。由曲线Lc2可以理解,若在地点D1a目标剩余容量SOC*被设定为低侧剩余容量Sd,则剩余容量SOC减少,到达低侧剩余容量Sd附近,然后,若车辆10在下坡区间行驶则剩余容量SOC上升。然而,车辆10以剩余容量SOC没有达到剩余容量上限值Smax的状态结束下坡区间的行驶。即,能够通过下坡控制避免上述溢出的产生。
在车辆10到达下坡控制区间的开始地点(地点D1a)时,ECU 40从运行辅助装置60(具体而言为运算部61)接收应开始下坡控制的通知。此时运算部61所执行的处理后述。同样,在车辆10到达下坡控制区间的结束地点(地点D6)时,ECU 40从运算部61接收应结束下坡控制的通知。ECU 40遵照从运算部61接收到的上述通知开始下坡控制,然后结束下坡控制。
作为下坡控制的对象的下坡区间(对象下坡区间)是预想通过上述的从势能向电能的转换而第一电动机21以及/或者第二电动机22通过再生制动发电得到的电力量比“相当于蓄电池31的最大充电量的20%的电力量S20”大的下坡区间。在本例中,对象下坡区间是下坡区间的开始地点(地点D3)与结束地点(地点D6)之间的距离比距离阈值Dth1长、结束地点的海拔高度比开始地点的海拔高度低、且海拔高度的差的绝对值比高度阈值Hth大的下坡区间。
在图3所示的例子中,由路段4~路段6构成的下坡区间的距离为Dd,距离Dd比距离阈值Dth1长(即,Dd>Dth1)。此外,该下坡区间的开始地点(即,路段4的开始地点D3)的海拔高度为H1,结束地点(即,路段6的结束地点D6)的海拔高度为H2,H1与H2之间的海拔高度差ΔH比高度阈值Hth大(即,ΔH=H1-H2>Hth)。因而,由路段4~路段6构成的下坡区间相当于对象下坡区间。
但是,如上所述,在地图数据库存储有路段的长度和坡度,因此,运算部61通过计算长度与坡度之积来取得路段的一端与另一端之间的海拔高度差。而且,运算部61通过计算构成某一区间的多个路段各自的海拔高度差之和来取得该区间的一端与另一端之间的海拔高度差。此外,在地图数据库包含各路段的两端的海拔高度的情况下,海拔高度差通过从该路段的结束地点的海拔高度减去该路段的开始地点的海拔高度而求出。
(对象下坡区间的提取处理)
参照图4说明对象下坡区间的提取方法。图4的(A)~(C)分别表示由10个路段(路段a1~路段a10、路段b1~路段b10以及路段c1~路段c10)构成的行驶预定路径。
构成行驶预定路径的路段是下倾坡度路段以及平坦路段的集合。下倾坡度路段是路段的平均坡度比由坡度阈值degth(其中,deght<0)表示的坡度陡的下坡区间(即,坡度比坡度阈值degth陡的下坡区间)。平坦路段是路段的平均坡度并不比由坡度阈值degth表示的坡度陡的下坡区间、平坦区间或者上坡区间(即,坡度并不比坡度阈值degth陡的路段)。
坡度阈值degth是预先决定的值,并且被设定为:若车辆10的行驶路径是比坡度阈值degth陡的下坡,则上述的从势能向电能转换的能量的量增大某种程度的可能性高。
将构成行驶预定路径的路段组的一部分或者全部作为对象下坡区间提取所需要的条件为以下的条件(a)~(e)。
(a)由路段组中的距车辆10最近的一侧的路段即“开始路段”表示的区间是下倾坡度路段,
(b)从与开始路段对应的区间的“开始地点”至由路段组中的距车辆10最远的一侧的路段即“结束路段”表示的区间的“结束地点”为止的距离比规定的距离阈值Dth1长,
(c)结束地点的海拔高度比开始地点的海拔高度低,
(d)开始地点与结束地点之间的海拔高度差的绝对值比海拔高度差阈值Hth大,
(e)从开始地点至结束地点之间的、与单个路段或者连续的多个路段对应的区间,并非由平坦路段构成且长于比距离阈值Dth1短的距离阈值Dth2(即,Dth2<Dth1)的区间。
在图4的(A)所示的例子中,路段a1~路段a4分别是平坦路段。另一方面,路段a5~路段a10分别是下倾坡度路段。路段a5~路段a10的区间的合计距离Da比距离阈值Dth1长,且路段a5的开始地点Pa5与路段a10的结束地点Pa11之间的海拔高度差Ha比海拔高度差阈值Hth大,且结束地点Pa11的海拔高度比开始地点P5的海拔高度低。因而,路段a5~路段a10的区间满足上述条件(a)~条件(e)的全部,因此构成对象下坡。即,从地点Pa5至地点Pa11为止的区间是对象下坡区间。
例如,若将路段a4~路段a10作为下坡区间对待,则由于路段a4是平坦路段,因此不满足上述条件(a),因而,路段a4~路段a10的区间不是对象下坡区间。
在图4的(B)所示的例子中,路段b3~路段b5以及路段b7~路段b8是下倾坡度路段。另一方面,路段b1~路段b2、路段b6以及路段9~路段b10是平坦路段。路段b3~路段b8的区间的合计距离Db比距离阈值Dth1长,且路段b3的开始地点Pb3与路段b8的结束地点Pb9之间的海拔高度差Hb比海拔高度差阈值Hth大,且结束地点Pb9的海拔高度比开始地点Pb3的海拔高度低。因此,上述条件(a)~条件(d)满足。
此外,虽然在路段b3~路段b9的区间的中途包含平坦路段b6,但路段b6的开始地点与结束地点之间的距离Db6比距离阈值Dth2短,因此上述条件(e)满足。因而,路段b3~路段b8的区间构成对象下坡区间。
在图4的(C)所示的例子中,路段c1~路段c3以及路段c6~路段c8是下倾坡度路段。另一方面,路段c4~路段c5以及路段c9~路段c10是平坦路段。例如,若将路段c1~路段c8作为下坡区间对待,则路段c1~路段c8的区间的合计距离Dc比距离阈值Dth1长,且路段c1的开始地点Pc1与路段c8的结束地点Pc9之间的海拔高度差Hc比海拔高度差阈值Hth大,且结束地点Pc9的海拔高度比开始地点Pc1的海拔高度低。因此,上述条件(a)~条件(d)满足。
但是,路段c1~路段c8的区间在中途包含平坦路段c4以及平坦路段c5。由于平坦路段c4的开始地点与结束地点之间的距离Dc4、和平坦路段c5的开始地点与结束地点之间的距离Dc5的合计值比距离阈值Dth2长,因此不满足上述条件(e)。因而,路段c1~路段c8的区间不构成对象下坡区间。
(从运行辅助装置对ECU的信息提供)
运算部61探索从当前位置Pn至目的地为止的路径(即,行驶预定路径)所包含的对象下坡区间。在发现对象下坡区间的情况下,在车辆10到达下坡控制区间的开始地点(预使用区间的开始地点)时,运算部61指示ECU 40开始下坡控制,在车辆10到达下坡控制区间的结束地点(对象下坡区间的结束地点)时,运算部61指示ECU 40结束下坡控制。
(具体的工作-借助ECU进行的驱动力控制)
接下来,对ECU 40的具体工作进行说明。ECU 40的CPU 41(以下也简称为“CPU”)每经过规定的时间便执行图5中用流程图表示的“驱动力控制程序”。因而,若为适当的时刻,则CPU从图5的步骤500开始处理,按顺序进行以下所述的步骤505~步骤515的处理,进入步骤520。
步骤505:CPU基于加速器操作量Ap与车速Vs决定齿圈要求扭矩Tr*,并且决定车辆要求输出Pr*。
齿圈要求扭矩Tr*与驾驶员对车辆10要求的作用于驱动轮27的扭矩成正比例关系。CPU对图6所示的“加速器操作量Ap以及车速Vs与齿圈要求扭矩Tr*之间的关系”应用加速器操作量Ap以及车速Vs,由此来决定齿圈要求扭矩Tr*。图6所示的关系以检查表的形式存储于ROM 42。
另一方面,车辆要求输出Pr*等于齿圈要求扭矩Tr*和齿圈旋转速度Nr之积(即,Pr*=Tr*×Nr)。齿圈旋转速度Nr与车速Vs成正比例关系。
步骤510:CPU基于另行计算的实际的剩余容量SOC与目标剩余容量SOC*之差即剩余容量差ΔSOC(即,ΔSOC=SOC-SOC*),决定充电要求输出Pb*。更具体而言,CPU通过对图7所示的“剩余容量差ΔSOC与充电要求输出Pb*之间的关系”应用剩余容量差ΔSOC,决定充电要求输出Pb*。图7所示的关系以检查表的形式存储于ROM 42。
根据图7能够理解,剩余容量差ΔSOC越大,充电要求输出Pb*被设定为越小的值。所设定的充电要求输出Pb*的上限值为Pbmax(Pbmax>0),所设定的充电要求输出Pb*的下限值为Pbmin(Pbmin<0)。此外,不管是否执行下坡控制以及剩余容量差ΔSOC的值如何,当剩余容量SOC为剩余容量上限值Smax以上时,充电要求输出Pb*被设定为下限值Pbmin,当剩余容量SOC为剩余容量下限值Smin以下时,充电要求输出Pb*被设定为上限值Pbmax。
步骤515:CPU计算对车辆要求输出Pr*与充电要求输出Pb*之和加上损失Ploss而得的值来作为发动机要求输出Pe*(即,Pe*=Pr*+Pb*+Ploss)。
接下来,CPU进入步骤520,判定发动机要求输出Pe*是否大于输出阈值Peth。输出阈值Peth被设定为如下的值:若发动机23的输出在输出阈值Peth以下运转,则发动机23的运转效率比规定效率低。此外,输出阈值Peth被设定为:在充电要求输出Pb*被设定为上限值Pbmax时,发动机要求输出Pe*比输出阈值Peth大。
(情况1:Pe*>Peth)
发动机要求输出Pe*比输出阈值Peth大的情况。
在该情况下,CPU在步骤520中判定为“是”而进入步骤525,判定在当前时刻发动机23是否处于停止中。若发动机23处于停止中,则CPU在步骤525中判定为“是”并进入步骤530,执行开始发动机23的运转的处理。接着,CPU进入步骤535。与此相对,若发动机23处于运转中,则CPU在步骤525中判定为“否”而直接进入步骤535。
CPU按顺序进行下述的步骤535~步骤560的处理。然后,CPU进入步骤595暂时结束本程序。
步骤535:CPU以使得从发动机23输出与发动机要求输出Pe*相等的输出、且发动机23的运转效率最佳的方式决定目标发动机旋转速度Ne*以及目标发动机扭矩Te*。即,CPU基于与发动机要求输出Pe*对应的最佳发动机动作点来决定目标发动机旋转速度Ne*以及目标发动机扭矩Te*。
步骤540:CPU基于齿圈旋转速度Nr以及目标发动机旋转速度Ne*决定目标第一电动机旋转速度(目标MG1旋转速度)Nm1*。更具体地说,CPU将齿圈旋转速度Nr以及目标发动机旋转速度Ne*代入上述式(1),由此来计算目标MG1旋转速度Nm1*。而且,CPU决定实现目标MG1旋转速度Nm1*的目标第一电动机扭矩(目标MG1扭矩)Tm1*。
步骤545:CPU计算齿圈要求扭矩Tr*、与当发动机23产生与目标发动机扭矩Te*相等的扭矩时作用于齿圈的扭矩之差即不足扭矩。而且,CPU计算为了利用第二电动机22补充该不足扭矩而需要的扭矩即目标第二电动机扭矩(目标MG2扭矩)Tm2*。
步骤550:CPU控制发动机23,以使得发动机23输出的发动机扭矩Te与目标发动机扭矩Te*相等、且发动机旋转速度NE与目标发动机旋转速度Ne*相等。
步骤555:CPU控制第一逆变器33,以使得第一电动机21所产生的扭矩Tm1与目标MG1扭矩Tm1*相等。
步骤560:CPU控制第二逆变器34,以使得第二电动机22所产生的扭矩Tm2与目标MG2扭矩Tm2*相等。
(情况2:Pe*≤Peth)
发动机要求输出Pe*为输出阈值Peth以下的情况。
在该情况下,CPU在进入步骤520时,CPU在该步骤520判定为“否”而进入步骤565,判定当前时刻发动机23是否处于运转中。
若发动机23处于运转中,则CPU在步骤565中判定为“是”并进入步骤570,执行停止发动机23的运转的处理,然后进入步骤575。与此相对,若发动机23处于停止中,则CPU在步骤565中判定为“否”而直接进入步骤575。
在步骤575中,CPU将目标MG1扭矩Tm1*的值设定为“0”。而且,CPU进入步骤580,计算为了使作用于齿圈的扭矩成为齿圈要求扭矩Tr*而第二电动机22应产生的扭矩即目标MG2扭矩Tm2*。接着,CPU进入步骤555~步骤560。
(具体的动作-借助运行辅助装置进行的对象下坡区间的探索)
接下来,对运行辅助装置60的具体动作进行说明。
运算部61的CPU 66在驾驶员输入目的地时以及车辆10通过了已探索到的对象下坡区间的结束地点时,执行在图8中用流程图表示的“控制区间设定处理程序”。
因而,若为适当的时刻,则CPU 66从图8的步骤800开始处理,进入步骤805,从地图数据库提取从当前位置Pn至目的地为止的行驶预定路径(路段的组合)。此外,本程序在目的地输入后初次执行的情况下,CPU 66基于当前位置Pn和目的地决定行驶预定路径,并提取该行驶预定路径的路段的组合。
接下来,CPU 66进入步骤810,探索行驶预定路径上的、位于从当前位置Pn离开预使用距离Dp的地点以远的位置的最近的对象下坡区间。对象下坡区间的探索处理的具体内容后述。接下来,CPU 66进入步骤815,判定是否存在对象下坡区间。
若存在对象下坡区间,则CPU 66在步骤815中判定为“是”而进入步骤820,将行驶预定路径上的、相比相对于车辆10位于最近前侧的对象下坡区间的开始地点还靠近前侧预使用距离Dp的地点设定为下坡控制的开始地点Ps。此外,CPU 66将对象下坡区间的结束地点设定为下坡控制的结束地点Pe。所设定的开始地点Ps以及结束地点Pe被存储于RAM 68。接下来,CPU 66进入步骤895而结束本程序。
此外,若不存在对象下坡区间,则CPU 66在步骤815中判定为“否”而直接进入步骤895。
CPU 66在通过图8的步骤810的处理进行对象下坡区间的探索时,执行图9中用流程图表示的“对象下坡探索处理程序”。因而,若为适当的时刻,CPU 66从图9的步骤900开始处理,进入步骤902执行初始化处理。
更具体而言,CPU 66按照车辆10行驶的顺序提取行驶预定路径上的、位于从当前位置Pn离开预使用距离Dp的地点以远的位置的路段来取得探索路段。并且,CPU 66将变量i的值设定为“1”。
而且,CPU 66将对象下坡候补区间的合计距离Dsum、对象下坡候补区间的合计海拔高度差Hsum、平坦区间的合计距离dsum、平坦区间的开始路段Fsta、对象下坡区间开始路段Lsta、对象下坡区间结束路段Lend以及对象下坡区间提取标志Xslp的值分别设定为“0”。
CPU 66在本程序的执行中反复进行对变量i的值加“1”的处理,直至能够提取对象下坡区间为止、或者直至变量i的值与“构成探索路段的各个路段的数量”相等为止。在此期间,判定车辆10行驶的第变量i个路段(以下也简称为“第i路段”)是否为对象下坡区间的一部分。
在本程序的执行中,在该时刻存在是对象下坡区间的可能性的区间被作为“对象下坡候补区间”处理。若第i路段是下倾坡度路段,则该路段被作为对象下坡候补区间的一部分处理。另一方面,若第i路段是平坦路段,则该路段被作为平坦区间的一部分处理。
CPU 66将对象下坡候补区间的开始路段(距车辆10最近的路段)设定为对象下坡区间开始路段Lsta的值,将对象下坡候补区间的结束路段(距车辆10最远的路段)设定为对象下坡区间结束路段Lend的值。
若判明在探索路段中平坦路段连续出现,该时刻的对象下坡候补区间不满足上述条件(e),则CPU 66开始新的对象下坡候补区间的探索。此时,CPU 66将对象下坡区间开始路段Lsta的值设定为“0”。即,在下坡区间开始路段Lsta的值是“0”时,意味着在该时刻不存在(未发现)对象下坡候补区间。
当存在对象下坡候补区间时,CPU 66将“该时刻的对象下坡候补区间的长度”设定为对象下坡候补区间的合计距离Dsum的值,将“该时刻的对象下坡候补区间的开始地点与结束地点之间的海拔高度差”设定为对象下坡候补区间的合计海拔高度差Hsum的值。在平坦路段连续出现时,CPU 66将“连续出现的平坦路段彼此的距离的合计值”设定为平坦区间的合计距离dsum的值。
在执行本程序之后,若提取到对象下坡区间,则将对象下坡区间提取标志Xslp设定为“1”。在该情况下,行驶预定路径上的从对象下坡区间开始路段Lsta至对象下坡区间结束路段Lend位置的区间是对象下坡区间。
(情况1)在下坡区间包含平坦路段的情况下
在这种情况下,参照图4的(B)所示的例子进行说明。在该情况下,CPU 66在步骤902的处理后进入步骤905,判定第i个路段的平均坡度Gr(i)是否比坡度阈值degth小(即,该路段是否是下倾坡度路段)。
在首次执行步骤905时,变量i的值是“1”,因此CPU 66判定图4的(B)的路段b1是否是下倾坡度路段。如上所述,由于路段b1是平坦路段(具体而言为上坡区间),因此CPU 66在步骤905中判定为“否”而进入步骤955。
在步骤955中,CPU 66判定平坦区间的开始路段Fsta的值是否为“0”。在首次执行步骤955时,平坦区间的开始路段Fsta的值是“0”,因此CPU 66在步骤955中判定为“是”而进入步骤960,并将变量i(在该情况下为“1”)设定为平坦区间的开始路段Fsta的值。
接下来,CPU 66进入步骤965,对平坦区间的合计距离dsum加上第i个路段的长度(该路段的开始地点与结束地点之间的距离)L(i)。并且,CPU 66对对象下坡候补区间的合计距离Dsum以及对象下坡候补区间的合计海拔高度差Hsum分别加上第i个路段的长度L(i)以及第i个路段的海拔高度差ΔH(i)。
接下来,CPU 66进入步骤970,判定平坦区间的合计距离dsum是否比距离阈值Dth2长、或者对象下坡候补区间的合计海拔高度差Hsum是否比“0”大。若平坦区间的合计距离dsum比距离阈值Dth2长,则不满足上述对象下坡区间的要件(e),因此判定当前时刻的对象下坡候补区间不是对象下坡区间。
另一方面,在对象下坡候补区间的合计海拔高度差Hsum比“0”大时,在当前时刻对象下坡候补区间的结束地点的海拔高度比对象下坡候补区间的开始地点的海拔高度高,即,对象下坡候补区间是上坡。因而,若上述2个条件中的至少一方成立,则暂时消除当前时刻的对象下坡候补区间。
如上所述,由于路段b1是上坡区间,因此海拔高度差ΔH(1)比“0”大(即,ΔH(1)>0)。因而,在当前时刻,对象下坡候补区间的合计海拔高度差Hsum=海拔高度差ΔH(1)>0,因此CPU 66在步骤970中判定为“是”而进入步骤975,判定对象下坡区间提取标志Xslp是否为“1”。
由于目前对象下坡区间提取标志Xslp是“0”,因此CPU 66在步骤975中判定为“否”而进入步骤985,判定对象下坡候补区间开始路段Lsta的值是否比“0”大。由于目前对象下坡候补区间开始路段Lsta的值是“0”,因此CPU 66在步骤985中判定为“否”而进入步骤935,将变量i的值加“1”。
接下来,CPU 66进入步骤940,判定变量i是否比构成探索路段的各个路段的数量(在本例中为“10”)大。由于目前变量i是“2”,因此变量i比路段的总数小。因而,CPU 66在步骤940中判定为“否”而进入步骤905。
CPU 66在第二次执行步骤905(即,变量i=2时)时,第2个路段(即,路段b2)的平均坡度Gr(2)比坡度阈值degth大,因此CPU 66在步骤905中判定为“否”而进入步骤955。在步骤955中,平坦区间的开始路段Fsta的值被设定为“1”,因此CPU 66判定为“否”而直接进入步骤965。
在步骤965中,若平坦区间的合计距离dsum的值为路段b1的长度与路段b2的长度的合计值(即,从地点Pb1至地点Pb3为止的距离),则合计距离dsum比距离阈值Dth2大。因而,合计距离dsum比距离阈值Dth2大,因此CPU 66在步骤970中判定为“是”而进入步骤975,并且执行步骤985以及步骤935至步骤940的处理。
接下来,若CPU 66第3次(即,在变量i=3时)执行步骤905,则由于第3个路段(即,路段b3)的平均坡度Gr(3)比坡度阈值degth小,因此判定为“是”而进入步骤910。在步骤910中,CPU 66判定对象下坡候补区间开始路段Lsta的值是否是“0”。由于目前对象下坡候补区间开始路段Lsta的值是“0”,因此CPU 66在步骤910中判定为“是”而进入步骤915。
在步骤915中,CPU 66将变量i(在该情况下为“3”)设定为对象下坡候补区间开始路段Lsta的值,并且将对象下坡候补区间的合计距离Dsum以及对象下坡候补区间的合计海拔高度差Hsum分别设定为“0”。
接下来,CPU 66进入步骤920,对对象下坡候补区间的合计距离Dsum以及对象下坡候补区间的合计海拔高度差Hsum分别加上第i个(在该时刻,i=3)路段的长度L(i)以及第i个路段的海拔高度差ΔH(i)(即,路段b3的长度以及海拔高度差)。并且,CPU 66将平坦区间的合计距离dsum以及平坦区间的开始路段Fsta各自的值设定为“0”。
接下来,CPU 66进入步骤925,判定对象下坡候补区间的合计距离Dsum是否比距离阈值Dth1长,且对象下坡候补区间的合计海拔高度差Hsum是否为负值,且其绝对值是否比海拔高度差阈值Hth大。由于在当前时刻任一条件均不满足,因此CPU 66在步骤925中判定为“否”而进入步骤935。然后,CPU 66执行步骤935至步骤940的处理,进入步骤905。
在CPU 66第4次以及第5次执行步骤905时,由于路段b4以及路段b5均为下倾坡度路段,因此CPU 66在步骤905中判定为“是”而进入步骤910。由于目前对象下坡区间开始路段Lsta的值被设定为“3”,因此CPU 66在步骤910中判定为“否”而直接进入步骤920。
并且,CPU 66执行后续的处理。结果,对象下坡候补区间的合计距离Dsum成为路段b3至路段b5的长度的合计值,对象下坡候补区间的合计海拔高度差Hsum成为路段b3至路段b5的海拔高度差的合计值。但是,在该时刻,对象下坡候补区间的合计距离Dsum比距离阈值Dth1短,且对象下坡候补区间的合计海拔高度差Hsum的大小比海拔高度差阈值Hth小。
在CPU 66第6次执行步骤905时,由于路段b6是平坦路段,因此CPU 66在步骤905中判定为“否”,执行步骤955至步骤965的处理并进入步骤970。在该时刻,平坦区间的合计距离dsum是路段b6的长度Db6(Db6<Dth2),对象下坡候补区间的合计海拔高度差Hsum是地点Pb3与地点Pb7之间的海拔高度差因此比“0”小。因而,CPU 66在步骤970中判定为“否”而进入步骤935。
然后,在CPU 66第8次执行步骤905时,由于路段b8是下倾坡度路段,因此CPU 66在步骤905中判定为“是”,经步骤910以及步骤920的处理而进入步骤925。在该时刻,对象下坡候补区间的合计距离Dsum比距离阈值Dth1大,且对象下坡候补区间的合计海拔高度差Hsum的大小比海拔高度差阈值Hth大。
因而,CPU 66在步骤925中判定为“是”而进入步骤930,将对象下坡区间提取标志Xslp的值设定为“1”。接下来,CPU 66执行步骤935至步骤940的处理并进入步骤905。
然后,在CPU 66第9次执行步骤905时,由于路段b9是平坦路段,因此CPU 66在步骤905中判定为“否”而进入步骤955。CPU 66在步骤955中判定为“是”而进入步骤960,并且将平坦区间的开始路段Fsta的值设定为变量i(在该情况下为“9”)。
接下来,CPU 66执行步骤965的处理,平坦区间的合计距离dsum成为路段b9的长度(距离Db9)。在该时刻,平坦区间的合计距离dsum比距离阈值Dth2小。因而,CPU 66在接下来的步骤970中判定为“否”而进入步骤935。
并且,在CPU 66第10次执行步骤905时,由于路段b10是平坦路段,因此CPU 66在步骤905中判定为“否”而进入步骤955。CPU 66从步骤955进入步骤965,平坦区间的合计距离dsum成为路段b9的长度与路段b10的长度(距离Db10)的合计值,比距离阈值Dth2大。
因而,CPU 66在步骤970中判定为“是”而进入步骤975,在该时刻,对象下坡区间提取标志Xslp是“1”,因此CPU 66在步骤975中判定为“是”而进入步骤980。在步骤980中,CPU66将对象下坡区间结束路段Lend的值设定为比平坦区间的开始路段Fsta的值(在该时刻为“9”)小“1”的值。即,对象下坡区间结束路段Lend的值为“8”。
接下来,CPU 66进入步骤995,结束本程序。在本程序结束时,对象下坡区间提取标志Xslp是“1”,对象下坡区间开始路段Lsta的值被设定为“3”,且对象下坡区间结束路段Lend的值被设定为“8”。因而,在本例中,作为构成对象下坡区间的路段,提取路段b3~路段b8。
(情况2)包含行驶预定路径的结束地点的路段与对象下坡区间结束路段相同的情况
接下来,参照图4的(A)所示的例子对这种情况进行说明。在该情况下,在CPU 66第9次执行步骤905时,CPU 66在步骤905中判定为“是”而进入步骤910,然后进入步骤920。
通过步骤920的处理,在该时刻,对象下坡候补区间的合计距离Dsum比距离阈值Dth1大,且对象下坡候补区间的合计海拔高度差Hsum的大小比海拔高度差阈值Hth大。因而,CPU 66进入步骤925,在步骤925中判定为“是”。接下来,CPU 66进入步骤930,将对象下坡区间提取标志Xslp的值设定为“1”。
然后,在CPU 66第10次执行步骤905时,CPU 66在步骤905中判定为“是”,并且执行步骤910以及步骤920至步骤935的处理,进入步骤940。
此时,由于变量i为“11”,因此CPU 66在步骤940中判定为“是”而进入步骤945,判定对象下坡区间提取标志Xslp是否为“1”且对象下坡区间结束路段Lend的值是否为“0”。
在当前时刻,由于对象下坡区间提取标志Xslp是“1”且对象下坡区间结束路段Lend的值是“0”,因此CPU 66在步骤945中判定为“是”而进入步骤950,将对象下坡区间结束路段Lend的值设定为比变量i小“1”的值(在该情况下为“10”)。接下来,CPU 66进入步骤995。
(情况3)在下坡区间的中途包含连续的平坦路段的情况
接下来,参照图4的(C)所示的例子对这种情况进行说明。在该情况下,由于路段c1是下倾坡度路段,因此在CPU 66第一次执行步骤905时,CPU 66在步骤905以及步骤910中分别判定为“是”,进入步骤915,将对象下坡区间开始路段Lsta的值设定为“1”。
然后,在CPU 66第4次执行步骤905时,由于路段c4是平坦路段,因此CPU 66在步骤905中判定为“否”而进入步骤955,在步骤955中判定为“是”而进入步骤960,将平坦区间的开始路段Fsta的值设定为“4”。
并且,在CPU 66第5次执行步骤905时,CPU 66在步骤905中判定为“否”而进入步骤955,然后,在进入步骤965时,平坦区间的合计距离dsum成为“路段c4的长度(距离Dc4)以及路段c5的长度(距离Dc5)的合计值”,比距离阈值Dth2大。因而,CPU 66在步骤970中判定为“是”而进入步骤975,在步骤975中判定为“否”而进入步骤985。
在步骤985中,CPU 66判定对象下坡区间开始路段Lsta的值是否比“0”大。在当前时刻,由于对象下坡区间开始路段Lsta的值是“1”,因此CPU 66在步骤985中判定为“是”而进入步骤990,将对象下坡区间开始路段Lsta的值设定为“0”。接下来,CPU 66进入步骤935。
然后,在CPU 66第10次执行步骤905时,在执行步骤905至步骤910、步骤920至步骤925、步骤935至940的处理后进入步骤945。
在当前时刻,由于对象下坡区间提取标志Xslp是“0”(对象下坡区间结束路段Lend是“0”),因此,在步骤945中,CPU 66判定为“否”而直接进入步骤995。
(具体的动作-借助运行辅助装置执行的下坡控制)
为了执行下坡控制,CPU 66每经过规定的时间便执行图10中用流程图表示的“下坡控制执行处理程序”。因而,若为适当的时刻,则CPU 66从图10的步骤1000开始处理而进入步骤1005,判定下坡控制区间的开始地点Ps以及结束地点Pe中的至少一方是否被设定。
若开始地点Ps以及结束地点Pe中的至少一方被设定,则CPU 66在步骤1005中判定为“是”而进入步骤1010。在步骤1010中,CPU 66取得GPS接收部62所取得的当前位置Pn。接下来,CPU 66进入步骤1015,判定当前位置Pn是否与开始地点Ps一致。
若当前位置Pn与开始地点Ps一致(实际上,±数10m),则CPU 66在步骤1015中判定为“是”而进入步骤1020,指示ECU 40开始下坡控制。接收到指示后的ECU 40执行未图示的程序,将目标剩余容量SOC*从标准剩余容量Sn变更为低侧剩余容量Sd。并且,CPU 66消除开始地点Ps的数据。接下来,CPU 66进入步骤1095,暂时结束本程序。
另一方面,若当前位置Pn与开始地点Ps不一致(包含开始地点Ps被消除的情况),则CPU 66在步骤1015中判定为“否”而进入步骤1025,判定当前位置Pn是否与结束地点Pe一致。
若当前位置Pn与结束地点Pe一致,则CPU 66在步骤1025中判定为“是”而进入步骤1030,指示ECU 40结束下坡控制。接收到指示后的ECU 40执行未图示的程序,将目标剩余容量SOC*从低侧剩余容量Sd变更为标准剩余容量Sn。并且,CPU 66消除结束地点Pe的数据。接下来,CPU 66直接进入步骤1095。
若开始地点Ps以及结束地点Pe均未被设定,则CPU 66在步骤1005中判定为“否”而直接进入步骤1095。此外,若当前位置Pn与结束地点Pe不一致,则CPU 66在步骤1025中判定为“否”而直接进入步骤1095。
如以上说明了的那样,本控制装置(ECU 40以及运行辅助装置)是混合动力车辆的控制装置,适用于混合动力车辆(10),该混合动力车辆构成为:搭载有作为车辆的驱动源的内燃机(23)以及作为该驱动源的电动机(第一电动机21以及第二电动机22)、以及向上述电动机供给电力的蓄电池(31),能够使用上述电动机进行再生制动并将通过该再生制动产生的电力向上述蓄电池充电、且能够将使用上述内燃机的输出而发电得到的电力向上述蓄电池充电,
上述混合动力车辆的控制装置具备控制部,该控制部控制上述内燃机以及电动机,以便满足上述车辆所要求的要求驱动力、且上述蓄电池的剩余容量(SOC)接近规定的目标剩余容量(SOC*、Sn),
上述控制部包括:
下坡判定单元,该下坡判定单元取得与表示上述车辆的行驶预定路径的多个路段有关的信息,并且基于上述取得的信息,判定在该行驶预定路径是否包含满足规定条件的下坡区间即对象下坡区间(图8的步骤815以及图9);以及
下坡控制单元,该下坡控制单元当上述下坡判定单元判定为在上述行驶预定路径包含上述对象下坡区间时执行下坡控制,该下坡控制是使得当上述车辆在第1区间行驶时将上述目标剩余容量变更为比上述车辆在上述第1区间以外行驶的情况下小的剩余容量(Sd)的控制,其中,上述第1区间包含:从位于相比上述对象下坡区间的开始地点靠近前侧规定的第1距离(预使用距离Dp)的位置的下坡控制开始地点(Ps)到该对象下坡区间的结束地点(Pe)为止的区间中的、至少从该下坡控制开始地点到该对象下坡区间的开始地点为止的区间,
上述下坡判定单元构成为:
在上述取得的多个路段所包含的连续的路段即路段组满足如下条件时,判定为由上述路段组表示的区间是满足上述规定条件的对象下坡区间,其中,上述条件是:
与上述路段组中的距上述车辆最近的一侧的路段即开始路段对应的区间是坡度比由规定的坡度阈值(degth)表示的坡度陡的下坡;
上述结束地点的海拔高度比上述开始地点的海拔高度低;
上述开始地点与上述结束地点之间的海拔高度差的绝对值比规定的海拔高度差阈值(Hth)大;并且
在上述开始地点与上述结束地点之间,不包含与单个路段或者连续的多个路段对应的、坡度并不比由上述坡度阈值表示的坡度陡、且比规定的第2距离(距离阈值Dth2)长的区间。
根据本控制装置,能够适当地提取能够通过下坡控制使剩余容量SOC增加由此能够提高车辆10的燃料利用率的对象下坡区间。
以上,对本发明所涉及的混合动力车辆的控制装置的实施方式进行了说明,但本发明并不限定于上述实施方式,在不脱离本发明的目的的范围内,能够进行各种变更。例如,本实施方式的运行辅助装置60接收来自GPS卫星的信号。然而,运行辅助装置60也可以代替GPS信号而接收其它卫星测位信号,或除了接收GPS信号之外还接收其它卫星测位信号。例如,其它卫星测位信号可以是GLONASS(Global Navigation Satellite System:全球导航卫星系统)以及QZSS(Quasi-Zenith Satellite System:准天顶卫星系统)。
而且,在本实施方式中执行下坡控制的情况下,在车辆10到达下坡区间的结束地点时,目标剩余容量SOC*从低侧剩余容量Sd变更为标准剩余容量Sn。然而,也可以形成为:在执行下坡控制时,在车辆10到达下坡区间的开始地点时,目标剩余容量SOC*从低侧剩余容量Sd变更为标准剩余容量Sn。
而且,在本实施方式中,运行辅助装置60在提取对象下坡区间时,以行驶预定路径上的从自当前位置Pn离开预使用距离Dp的地点到目的地为止的路径作为对象。但是,也可以形成为:运行辅助装置60在提取对象下坡区间时,将行驶预定路径上的从当前位置Pn到目的地为止的路径作为对象。
或者,也可以形成为:运行辅助装置60在提取对象下坡区间时,将行驶预定路径上的从“当前位置Pn”到“从当前位置Pn离开规定距离(例如5km)的地点”为止的路径作为对象。在该情况下,也可以形成为:运行辅助装置60无论是否执行下坡控制都定期地(例如每5分钟)或者车辆10每行驶规定距离便执行对象下坡区间提取处理。
而且,在本实施方式中,运行辅助装置60在车辆10到达下坡控制区间的开始地点Ps时以及到达结束地点Pe时,将该情况通知给ECU 40。然而,运行辅助装置60也可以在决定执行下坡控制时,向ECU 40通知从当前位置Pn到开始地点Ps为止的距离以及从当前位置Pn到结束地点Pe为止的距离。在该情况下,ECU 40可以基于将车速Vs相对于时间进行积分而得的车辆10的行驶距离,取得从该时刻的当前位置Pn到开始地点Ps以及结束地点Pe为止的距离,并在车辆10到达开始地点Ps或者结束地点Pe时变更目标剩余容量SOC*的值。
而且,本实施方式中的地图数据库包含各路段的长度以及坡度。但是,地图数据库也可以代替各路段的坡度而包含各路段的两端的海拔高度。
而且,在本实施方式中,运行辅助装置60将满足上述条件(a)~(e)的下坡区间判定为对象下坡区间。但是,也可以省略上述条件(b)。在该情况下,即便下坡区间的开始地点与结束地点之间的距离短,若开始地点与结束地点之间的海拔高度差比海拔高度差阈值Hth大,则判定为对象下坡区间。
例如,在行驶预定路径包含隧道的情况下,若不是基于隧道内的路上的海拔高度而是基于位于隧道的上方的地面的海拔高度生成路段的坡度信息,则存在隧道内的路面上的地点与穿过隧道后的路面上的地点之间的海拔高度差过大的情况。即,在该情况下,尽管下坡区间的开始地点与结束地点之间的距离短,但开始地点与结束地点之间的海拔高度差也能够成为大的值。换言之,因路段的坡度信息可能包含的误差,会产生尽管不满足对象下坡区间的条件但却判定为是对象下坡区间的误判定。因此,也可以以使得不会产生这样的误判定的方式决定距离阈值Dth1。或者,也可以如上述那样省略上述条件(b)。
此外,本实施方式中的地图数据库由硬盘驱动器构成。但是,地图数据库也可以由使用闪存等的存储介质的固态硬盘(SSD)构成。
Claims (1)
1.一种混合动力车辆的控制装置,适用于混合动力车辆,该混合动力车辆构成为:搭载有作为车辆的驱动源的内燃机和作为该驱动源的电动机、以及向所述电动机供给电力的蓄电池,能够使用所述电动机进行再生制动并将通过该再生制动产生的电力向所述蓄电池充电、且能够将使用所述内燃机的输出而发电得到的电力向所述蓄电池充电,
所述混合动力车辆的控制装置具备控制部,该控制部控制所述内燃机以及电动机,以便满足所述车辆所要求的要求驱动力、且所述蓄电池的剩余容量接近规定的目标剩余容量,
所述控制部包括:
下坡判定单元,该下坡判定单元取得与表示所述车辆的行驶预定路径的多个路段有关的信息,并且基于所述取得的信息,判定在该行驶预定路径是否包含满足规定条件的下坡区间即对象下坡区间;以及
下坡控制单元,该下坡控制单元当所述下坡判定单元判定为在所述行驶预定路径包含所述对象下坡区间的情况下执行下坡控制,所述下坡控制是使得当所述车辆在第1区间行驶时将所述目标剩余容量变更为比所述车辆在所述第1区间以外行驶的情况下小的剩余容量的控制,其中,所述第1区间包含:从位于相比所述对象下坡区间的开始地点靠近前侧规定的第1距离的位置的下坡控制开始地点到该对象下坡区间的结束地点为止的区间中的、至少从该下坡控制开始地点到该对象下坡区间的开始地点为止的区间,
所述下坡判定单元构成为:
在所述取得的多个路段所包含的连续的路段即路段组满足如下条件时,判定为由所述路段组表示的区间是满足所述规定条件的对象下坡区间,其中,所述条件是:
与所述路段组中的距所述车辆最近的一侧的路段即开始路段对应的区间是坡度比由规定的坡度阈值表示的坡度陡的下坡;
所述结束地点的海拔高度比所述开始地点的海拔高度低;
所述开始地点与所述结束地点之间的海拔高度差的绝对值比规定的海拔高度差阈值大;并且
在所述开始地点与所述结束地点之间,不包含与单个路段或者连续的多个路段对应的、坡度并不比由所述坡度阈值表示的坡度陡、且比规定的第2距离长的区间。
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |