CN114475571B - 车辆的控制装置 - Google Patents

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Abstract

车辆的控制装置在预定行驶路径的高负荷区间中，抑制由行驶模式的切换引起的内燃机的转速的急剧变动，提高车辆的商品性。车辆(10)能采取在由第一电动发电机(MG1)至少根据来自第二电动发电机(MG2)的电力供给而输出的动力的作用下行驶的混合动力行驶模式、及至少在由发动机(ENG)输出的动力的作用下行驶的发动机行驶模式。车辆(10)的控制装置(20)在车辆(10)正以发动机行驶模式行驶的路径(R1)上检测到需要第一电动发电机(MG1)的辅助的高负荷区间(Rs1)的情况下，预测高负荷区间(Rs1)中的电池(BAT)的剩余容量，基于该剩余容量，在到达高负荷区间(Rs1)之前向混合动力行驶模式切换。

Description

车辆的控制装置
技术领域
本发明涉及一种具有多个行驶模式的车辆的控制装置。
背景技术
在专利文献1中公开了如下的混合动力车辆的控制方法，即，在从以电动机为驱动源的串联行驶向至少以内燃机为驱动源的发动机直接连结行驶转移时，能够不产生冲击而对动力传递断接部进行接合。在该车辆的控制方法中，在发电机的转速与内燃机的转速一致、各转速的角速度的符号一致、且经由发电机进行的内燃机的输出与电动机的输出一致时，通过使离合器接合而不产生冲击。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5624995号公报
发明内容
发明要解决的课题
在现有技术中，当车辆在例如上坡等高负荷区间行驶时会切换行驶模式，因该行驶模式的切换而有时会引起内燃机的转速的急剧变动，从车辆的NV(Noise、Vibration：噪音和振动)特性的观点出发，在这一点上存在改善的余地。
本发明提供一种车辆的控制装置，其能够在高负荷区间抑制因行驶模式的切换而引起的内燃机的转速的急剧变动，提高车辆的商品性。
用于解决课题的方案
本发明提供一种车辆的控制装置，该车辆能够以多个行驶模式行驶，且具备：
内燃机；
发电机，其由所述内燃机驱动，进行发电；
蓄电装置，其能够蓄积由所述发电机发出的电力；
电动机，其与所述发电机及所述蓄电装置连接，且能够通过从所述发电机及所述蓄电装置中的至少一方供给的电力来驱动驱动轮；
所述驱动轮，其由所述内燃机及所述电动机中的至少一方驱动；以及
断接部，其能够将所述内燃机与所述驱动轮之间的动力传递路径断开或连接，
所述多个行驶模式包括：
第一行驶模式，其使用所述断接部将所述动力传递路径断开，在由所述电动机至少根据所述发电机供给的电力而输出的动力的作用下，驱动所述驱动轮而行驶；以及
第二行驶模式，其使用所述断接部将所述动力传递路径连接，至少在由所述内燃机输出的动力的作用下，驱动所述驱动轮而行驶，
其中，
所述车辆的控制装置进行如下处理：
在正在以所述第二行驶模式行驶的所述车辆的预定行驶路径上检测到由所述电动机辅助驱动所述驱动轮的高负荷区间的情况下，预测所述高负荷区间中的所述蓄电装置的剩余容量，
能够基于预测出的所述剩余容量，在到达所述高负荷区间之前进行向所述第一行驶模式的切换。
发明效果
根据本发明，能够提供一种车辆的控制装置，该车辆的控制装置能够抑制在高负荷区间因行驶模式的切换而引起的内燃机的转速的急剧变动，提高车辆的商品性。
附图说明
图1是表示本实施方式的车辆的概略结构的图。
图2是表示由本实施方式的控制装置进行的行驶模式的控制处理的一例的流程图(其1)。
图3是表示由本实施方式的控制装置进行的行驶模式的控制处理的一例的流程图(其2)。
图4是表示本实施方式的控制装置的具体控制的第一例的图。
图5是表示本实施方式的控制装置的具体控制的第二例的图。
附图标记说明
10 车辆
20 控制装置
BAT 电池(蓄电装置)
DW 驱动轮
ENG 发动机(内燃机)
MG1 第一电动发电机(电动机)
MG2 第二电动发电机(发电机)
CL 离合器(断接部)
R1、R2 路径(预定行驶路径)
Rs1 高负荷区间
Pth 辅助下限阈值(阈值)。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的车辆的控制装置的一个实施方式进行详细说明。
【车辆】
首先，对本实施方式的车辆进行说明。如图1所示，车辆10是混合动力电动汽车(Hybrid Electric Vehicle)，并且构成为包括发动机ENG、第一电动发电机MG1、第二电动发电机MG2、电池BAT、离合器CL、电力转换装置11、各种传感器12、导航装置13以及作为本发明的控制装置的一例的控制装置20。此外，在图1中，粗实线表示机械连接，双重虚线表示电气配线，细实线箭头表示控制信号或检测信号的收发。
发动机ENG例如是汽油发动机、柴油发动机，并且输出通过使供给的燃料燃烧而产生的动力。发动机ENG与第二电动发电机MG2连结，并且经由离合器CL与车辆10的驱动轮DW连结。发动机ENG输出的动力(以下也称为“发动机ENG的输出”)在离合器CL为断开状态的情况下，被传递至第二电动发电机MG2，在离合器CL为连接状态(接合状态)的情况下，被传递至第二电动发电机MG2和驱动轮DW。此外，关于第二电动发电机MG2和离合器CL，在后面叙述。
第一电动发电机MG1是主要用作车辆10的驱动源的电动发电机(所谓的驱动用马达)，例如由交流马达构成。第一电动发电机MG1经由电力转换装置11与电池BAT及第二电动发电机MG2电连接。能够向第一电动发电机MG1供给电池BAT和第二电动发电机MG2中的至少一方的电力。第一电动发电机MG1通过被供给电力而作为电动机进行动作，输出用于使车辆10行驶的动力。另外，第一电动发电机MG1与驱动轮DW连结，第一电动发电机MG1输出的动力(以下也称为“第一电动发电机MG1的输出”)向驱动轮DW传递。车辆10通过将上述的发动机ENG的输出和第一电动发电机MG1的输出中的至少一方传递(即供给)到驱动轮DW而行驶。
另外，第一电动发电机MG1在车辆10制动时(通过发动机ENG或驱动轮DW旋转时)作为发电机进行再生动作，进行发电(所谓的再生发电)。通过第一电动发电机MG1进行再生动作而产生的电力(以下也称为“再生电力”)例如经由电力转换装置11向电池BAT供给。由此，能够通过再生电力对电池BAT进行充电。
另外，再生电力也有时不向电池BAT供给，而经由电力转换装置11向第二电动发电机MG2供给。通过将再生电力向第二电动发电机MG2供给，能够不进行电池BAT的充电而进行消耗再生电力的“废电”。此外，在废电时，供给至第二电动发电机MG2的再生电力被用于第二电动发电机MG2的驱动，由此产生的动力被输入至发动机ENG，从而被发动机ENG的机械摩擦损失等消耗。
第二电动发电机MG2是主要用作发电机的电动发电机(所谓的发电用马达)，例如由交流马达构成。第二电动发电机MG2由发动机ENG的动力驱动，进行发电。第二电动发电机MG2发出的电力经由电力转换装置11被供给至电池BAT和第一电动发电机MG1中的至少一方。通过将第二电动发电机MG2发出的电力供给至电池BAT，从而能够通过该电力对电池BAT进行充电。另外，通过将第二电动发电机MG2发出的电力供给至第一电动发电机MG1，从而能够通过该电力驱动第一电动发电机MG1。
电力转换装置11是对输入的电力进行转换并输出转换后的电力的装置(所谓的功率控制单元，也称为“PCU”)，并且与第一电动发电机MG1、第二电动发电机MG2以及电池BAT连接。例如，电力转换装置11构成为包括第一逆变器111、第二逆变器112以及电压控制装置110。第一逆变器111、第二逆变器112以及电压控制装置110分别电连接。
电压控制装置110对所输入的电压进行转换，并输出转换后的电压。作为电压控制装置110，能够使用DC/DC转换器等。电压控制装置110例如在向第一电动发电机MG1供给电池BAT的电力的情况下，将电池BAT的输出电压升压并向第一逆变器111输出。另外，电压控制装置110例如在由第一电动发电机MG1进行了再生发电的情况下，将经由第一逆变器111接受到的第一电动发电机MG1的输出电压降压并向电池BAT输出。另外，电压控制装置110在由第二电动发电机MG2进行了发电的情况下，将经由第二逆变器112接受到的第二电动发电机MG2的输出电压降压并向电池BAT输出。
第一逆变器111在将电池BAT的电力供给至第一电动发电机MG1的情况下，将经由电压控制装置110接受到的电池BAT的电力(直流)转换为交流并向第一电动发电机MG1输出。另外，第一逆变器111在由第一电动发电机MG1进行再生发电的情况下，将从第一电动发电机MG1接受到的电力(交流)转换为直流并向电压控制装置110输出。另外，第一逆变器111在对第一电动发电机MG1的再生电力进行废电的情况下，将从第一电动发电机MG1接受到的电力(交流)转换为直流并向第二逆变器112输出。
第二逆变器112在由第二电动发电机MG2进行了发电的情况下，将从第二电动发电机MG2接受到的电力(交流)转换为直流并向电压控制装置110输出。另外，第二逆变器112在对第一电动发电机MG1的再生电力进行废电的情况下，将经由第一逆变器111接受到的第一电动发电机MG1的再生电力(直流)转换为交流并向第二电动发电机MG2输出。
电池BAT是可充放电的二次电池，具有串联或串并联连接的多个蓄电单元。电池BAT构成为能够输出例如100[V]至400[V]这样的高电压。作为电池BAT的蓄电单元，可以使用锂离子电池、镍氢电池等。
离合器CL能够采用将从发动机ENG到驱动轮DW的动力传递路径连接(接合)的连接状态、以及将从发动机ENG到驱动轮DW的动力传递路径断开(切断)的断开状态。发动机ENG的输出在离合器CL为连接状态的情况下传递至驱动轮DW，而在离合器CL为断开状态的情况下不传递至驱动轮DW。
各种传感器12例如包括：用于检测车辆10的速度(以下也称为“车速”)的车速传感器、用于检测对车辆10的加速踏板进行的操作量的加速器位置(以下也称为“AP”)传感器、用于检测与电池BAT有关的各种信息(例如电池BAT的输出电压、充放电电流、温度)的电池传感器等。各种传感器12的检测结果作为检测信号发送至控制装置20。
导航装置13具备存储地图数据等的存储装置(例如闪存)、能够基于从定位卫星接收到的信号确定车辆10的位置(以下也称为“本车位置”)的GNSS(Global NavigationSatellite System：全球导航卫星系统)接收机、显示各种信息的显示器、接受来自用户(例如车辆10的驾驶员)的操作的操作按钮(包括触摸面板)等。
导航装置13所存储的地图数据包含与道路相关的道路数据。在道路数据中，各道路按照规定的区间被分割。道路数据包含与各区间对应的路段的信息和将路段彼此连接的节点的信息。另外，在道路数据中，与各路段对应地设置有表示与该路段对应的区间的距离、限制速度(例如法定速度)、道路坡度(例如倾斜角度)等的属性信息。
导航装置13例如参照地图数据等来决定从车辆10的当前地即本车位置到由车辆10的用户设定的目的地之间的路径(以下也称为“引导路径”)，并将决定的引导路径显示于显示器，由此来引导用户。
另外，导航装置13参照本车位置、车辆10的行进方向、设定的目的地、地图数据等，预测车辆10的预定行驶路径。作为一例，导航装置13将从本车位置到车辆10的行进方向上(即前方)的规定范围内的某区间(例如从本车位置到行进方向上最远10[km]为止的区间)预测为预定行驶路径。
导航装置13在预测到预定行驶路径时，将关于该预定行驶路径的路径信息向控制装置20发送。该路径信息包含表示预定行驶路径所包含的各区间的信息和各区间的属性信息。由此，导航装置13能够将预定行驶路径所包含的各区间以及该区间的限制速度、道路坡度等通知给控制装置20。另外，导航装置13还适当地将本车位置通知给控制装置20。
而且，导航装置13也可以是，构成为能够接收包含拥堵信息的道路交通信息，并将接收到的道路交通信息发送至控制装置20。这样，导航装置13能够将预定行驶路径的拥堵状况等通知给控制装置20。
控制装置20设置为能够与发动机ENG、离合器CL、电力转换装置11、各种传感器12以及导航装置13进行通信。控制装置20控制发动机ENG的输出，或者通过控制电力转换装置11来控制第一电动发电机MG1、第二电动发电机MG2的输出，或者控制离合器CL的状态。由此，如后所述，控制装置20能够根据路径状况等来控制在预定行驶路径上行驶时的车辆10的行驶模式。
控制装置20例如能够通过具备进行各种运算的处理器、存储各种信息的存储装置、控制控制装置20的内部与外部之间的数据的输入输出的输入输出装置等的ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)来实现。此外，控制装置20可以由1个ECU实现，也可以由多个ECU实现。
【车辆的行驶模式】
接着，对车辆10的行驶模式进行说明。车辆10能够采用EV行驶模式、混合动力行驶模式以及发动机行驶模式作为行驶模式。而且，车辆10以这些行驶模式中的任一种行驶模式行驶。控制装置20控制车辆10在哪个行驶模式下行驶。
【EV行驶模式】
EV行驶模式是仅将电池BAT的电力向第一电动发电机MG1供给，并在由第一电动发电机MG1根据该电力而输出的动力的作用下，使车辆10行驶的行驶模式。
具体而言，在EV行驶模式的情况下，控制装置20将离合器CL设为断开状态。另外，在EV行驶模式的情况下，控制装置20停止向发动机ENG供给燃料(进行所谓的燃料切断)，从而使发动机ENG停止输出动力。因此，在EV行驶模式下，第二电动发电机MG2不发电。而且，在EV行驶模式的情况下，控制装置20仅将电池BAT的电力向第一电动发电机MG1供给，使第一电动发电机MG1输出与该电力对应的动力，并通过该动力使车辆10行驶。
控制装置20以仅向第一电动发电机MG1供给来自电池BAT的电力、通过由第一电动发电机MG1根据该电力而输出的动力来得到车辆10的行驶所要求的驱动力(以下，也称作要求驱动力)为条件，使车辆10在EV行驶模式下行驶。
此外，在EV行驶模式下，由于停止向发动机ENG供给燃料，因此与向发动机ENG供给燃料的其他行驶模式相比，发动机ENG消耗的燃料减少，车辆10的燃料效率得以提高。因此，通过增加将车辆10设为EV行驶模式的频率(机会)，能够实现车辆10的燃料效率的提高。另一方面，在EV行驶模式下，第二电动发电机MG2不发电，仅通过电池BAT的电力来驱动第一电动发电机MG1，因此电池BAT的剩余容量(也称为SOC：State of charge)容易降低。
【混合动力行驶模式】
混合动力行驶模式是至少将第二电动发电机MG2发出的电力向第一电动发电机MG1供给，并使车辆10主要通过由第一电动发电机MG1根据该电力而输出的动力来行驶的行驶模式。
具体而言，在混合动力行驶模式的情况下，控制装置20将离合器CL设为断开状态。另外，在混合动力行驶模式的情况下，控制装置20向发动机ENG供给燃料，使动力从发动机ENG输出，通过发动机ENG的动力来驱动第二电动发电机MG2。由此，在混合动力行驶模式下，第二电动发电机MG2发电。在混合动力行驶模式的情况下，控制装置20通过离合器CL将动力传递路径设为断开状态，将第二电动发电机MG2发出的电力向第一电动发电机MG1供给，使第一电动发电机MG1输出与该电力对应的动力，通过该动力使车辆10行驶。
从第二电动发电机MG2向第一电动发电机MG1供给的电力大于从电池BAT向第一电动发电机MG1供给的电力。因此，在混合动力行驶模式下，与EV行驶模式相比，能够增大第一电动发电机MG1的输出，能够获得较大的驱动力作为使车辆10行驶的驱动力(以下也称为“车辆10的输出”)。
此外，在混合动力行驶模式的情况下，控制装置20也可以根据需要也将电池BAT的电力向第一电动发电机MG1供给。即，控制装置20也可以在混合动力行驶模式下，将第二电动发电机MG2和电池BAT这两者的电力向第一电动发电机MG1供给。由此，与仅将第二电动发电机MG2的电力向第一电动发电机MG1供给的情况相比，能够增大向第一电动发电机MGI供给的电力，能够获得更大的驱动力作为车辆10的输出。此外，混合动力行驶模式为本发明中的第一行驶模式的一例。
【发动机行驶模式】
发动机行驶模式是使车辆10主要通过由发动机ENG输出的动力来行驶的行驶模式。
具体而言，在发动机行驶模式的情况下，控制装置20将离合器CL设为连接状态。另外，在发动机行驶模式的情况下，控制装置20向发动机ENG供给燃料，并使发动机ENG输出动力。在发动机行驶模式的情况下，通过离合器CL将动力传递路径设为连接状态，因此，发动机ENG的动力被传递至驱动轮DW以驱动驱动轮DW。这样，在发动机行驶模式的情况下，控制装置20使发动机ENG输出动力，通过该动力使车辆10行驶。
另外，在发动机行驶模式的情况下，控制装置20也可以根据需要将电池BAT的电力供给至第一电动发电机MG1。由此，在发动机行驶模式下，供给电池BAT的电力，从而也能够通过由第一电动发电机MG1输出的动力使车辆10行驶，且与仅通过发动机ENG的动力使车辆10行驶的情况相比，能够获得更大的驱动力作为车辆10的输出。另外，由此，与仅通过发动机ENG的动力使车辆10行驶的情况相比，能够抑制发动机ENG的输出，能够实现车辆10的燃料效率的提高。
这样，以下也将在发动机行驶模式下也通过由第一电动发电机MG1输出的动力使车辆10行驶、即通过第一电动发电机MG1辅助驱动驱动轮DW称为“第一电动发电机MG1的辅助”。此外，发动机行驶模式是本发明中的第二行驶模式的一例。
【行驶模式的控制处理的一例】
接着，对控制装置20进行的行驶模式的控制处理的一例进行说明。控制装置20例如在车辆10处于能够行驶的状态时(例如车辆10的点火电源接通时)，执行以下那样的行驶模式的控制处理。此外，该控制处理例如能够通过控制装置20的处理器执行预先存储于存储装置的程序来实现。
如图2所示，控制装置20判断车辆10的当前的行驶模式是否是发动机行驶模式(步骤S01)。在步骤S01中判断为不是发动机行驶模式的情况下(步骤S01：否)，控制装置20结束本例中的行驶模式的控制处理。
另一方面，在步骤S01中判断为是发动机行驶模式的情况下(步骤S01：是)，控制装置20基于从导航装置13接收到的路径信息，预测车辆10的预定行驶路径所包含的各区间的要求驱动力(步骤S02)。各区间的要求驱动力例如能够基于在各区间行驶时的车辆10的速度(例如法定速度)、各区间的道路坡度等来预测。
接着，控制装置20基于在步骤S02中预测出的各区间的要求驱动力，判断在车辆10的预定行驶路径上是否存在高负荷区间(步骤S03)。在此，高负荷区间是要求驱动力比阈值大的区间。具体而言，高负荷区间例如是在车辆10以发动机行驶模式行驶时需要第一电动发电机MG1的辅助的区间。在此，需要第一电动发电机MG1的辅助是指，例如满足基于车辆10的燃料效率、NV特性等观点而设定的第一电动发电机MG1的辅助的执行条件。
在步骤S03中判断为在车辆10的预定行驶路径上不存在高负荷区间的情况下(步骤S03：否)，控制装置20结束本例中的行驶模式的控制处理。另一方面，在步骤S03中判断为在车辆10的预定行驶路径上存在高负荷区间的情况下(步骤S03：是)，控制装置20预测位于车辆10的预定行驶路径上的高负荷区间(以下也简称为“高负荷区间”)中的电池BAT的剩余容量(步骤S04)。
具体而言，在步骤S04中，控制装置20预测伴随着第一电动发电机MG1的辅助而车辆10以发动机行驶模式在高负荷区间行驶时的电池BAT的剩余容量。例如，“在高负荷区间中需要第一电动发电机MG1辅助所相应的驱动力”能够通过从“高负荷区间的要求驱动力”减去“在发动机行驶模式下，在从车辆10的燃料效率、NV特性等观点出发所允许的条件下，仅由发动机ENG得到的车辆10的输出的上限值”来算出。然后，从当前的电池BAT的剩余容量中，减去为了得到这样的“在高负荷区间中需要第一电动发电机MG1辅助所相应的驱动力”而需要从电池BAT向第一电动发电机MG1供给的电力，由此控制装置20能够预测伴随着第一电动发电机MG1的辅助而车辆10以发动机行驶模式在高负荷区间行驶时的电池BAT的剩余容量。此外，控制装置20不限于在此说明的例子，也可以使用任意的方法来预测高负荷区间中的电池BAT的剩余容量。
接着，控制装置20判断在步骤S04中预测出的高负荷区间中的电池BAT的剩余容量是否小于辅助下限阈值(步骤S05)。在此，辅助下限阈值是作为能够执行第一电动发电机MG1的辅助的条件而确定的电池BAT的剩余容量的下限值。即，控制装置20以电池BAT的剩余容量是辅助下限阈值以上为条件，进行第一电动发电机MG1的辅助。此外，辅助下限阈值预先设定在控制装置20中。
在步骤S05中判断为高负荷区间中的电池BAT的剩余容量不小于辅助下限阈值的情况下(步骤S05：否)，控制装置20进入图3所示的流程图的步骤S11。稍后将描述图3的流程图。
另一方面，在步骤S05中判断为高负荷区间中的电池BAT的剩余容量小于辅助下限阈值的情况下(步骤S05：是)，控制装置20进入步骤S06。在步骤S06中，控制装置20预测在高负荷区间中通过在发动机行驶模式下仅由发动机ENG得到的车辆10的输出而行驶时的发动机ENG的转速。然后，控制装置20判断预测出的高负荷区间中的发动机ENG的转速是否是规定转速(以下也称为“上限转速”)以上(步骤S06)。上限转速例如是被定义为所谓的转速极限(Rev Limit)的转速。另外，上限转速不限于转速极限，也可以是考虑车辆10的NV特性等而确定的转速(例如比转速极限低的转速)。此外，上限转速预先设定在控制装置20中。
例如，假设在伴随着第一电动发电机MG1的辅助而车辆10以发动机行驶模式在高负荷区间行驶时，电池BAT的剩余容量小于辅助下限阈值。在该情况下，在电池BAT的剩余容量小于辅助下限阈值的时间点，停止第一电动发电机MG1的辅助。可以设想，当这样停止第一电动发电机MG1的辅助时，为了确保用于在高负荷区间行驶的要求驱动力，发动机ENG的转速会上升(增加)。在步骤S06中，控制装置20判断预料到会如此上升的发动机ENG的转速是否是上限转速以上。
在步骤S06中判断为发动机ENG的转速不是上限转速以上的情况下(步骤S06：否)，控制装置20结束本例中的行驶模式的控制处理。在该情况下，不进行后述的步骤S07的处理，例如将行驶模式维持为发动机行驶模式。
另一方面，在步骤S06中判断为发动机ENG的转速是上限转速以上的情况下(步骤S06：是)，控制装置20在车辆10到达高负荷区间之前，将车辆10的行驶模式从发动机行驶模式向混合动力行驶模式切换(步骤S07)。在该情况下，控制装置20在车辆10到达高负荷区间之前的规定的时机，将行驶模式切换为混合动力行驶模式，以混合动力行驶模式在高负荷区间行驶。向混合动力行驶模式切换的时机例如也可以基于从本车位置到高负荷区间的距离、车速、拥堵状况等各参数来决定。由此，能够在适当的时机开始向混合动力行驶模式的切换。
然后，控制装置20在将行驶模式切换为混合动力行驶模式时，开始通过由第二电动发电机MG2发出的电力对电池BAT充电(步骤S08)。控制装置20例如为了使第二电动发电机MG2发出比第一电动发电机MG1消耗的电力大的电力而使发动机ENG的输出增加，由此开始对电池BAT充电。由此，能够确保第一电动发电机MG1消耗的电力而维持车辆10的输出，并且通过由第二电动发电机MG2发出的电力对电池BAT进行充电。
这样，控制装置20通过在车辆10到达高负荷区间之前开始对电池BAT充电，能够预先确保车辆10在高负荷区间行驶时的电池BAT的剩余容量(即能够从电池BAT向第一电动发电机MG1供给的电力)较多。
此外，控制装置20可以在向混合动力行驶模式切换的同时开始对电池BAT充电，也可以在向混合动力行驶模式切换后的规定的时机开始对电池BAT充电。在该情况下，开始对电池BAT充电的时机例如可以基于从本车位置到高负荷区间的距离、车速、拥堵状况、电池BAT的剩余容量等各参数来决定。由此，能够在适当的时机开始对电池BAT充电。
此外，在对电池BAT进行充电时，优选控制装置20在发动机ENG的转速不超过规定值的范围内使发动机ENG的输出增加。在此，规定值是考虑车辆10的NV特性等而确定的转速。由此，控制装置20能够抑制在电池BAT的充电时车辆10的NV特性恶化。
如以上说明的那样，控制装置20在高负荷区间中的电池BAT的剩余容量小于辅助下限阈值的情况下，能够在车辆10到达高负荷区间之前将行驶模式切换为混合动力行驶模式，使车辆10以混合动力行驶模式在高负荷区间行驶。由此，在高负荷区间中，能够抑制因电池BAT的剩余容量小于辅助下限阈值、第一电动发电机MG1的辅助停止而发生发动机ENG的转速的急剧变动。因此，能够抑制由于发动机ENG的转速的急剧变动而导致车辆10的NV特性恶化，能够实现车辆10的商品性的提高。
另外，可以设想到，即使在高负荷区间停止第一电动发电机MG1的辅助，在高负荷区间的要求驱动力比较小时，发动机ENG的转速也不会达到上限转速。在这样的情况下，可以设想到，即使在高负荷区间停止第一电动发电机MG1的辅助，发动机ENG的转速变动也相对较小，或者发动机ENG的转速也被抑制得相对较低。即，在这样的情况下，可以设想到，即使在高负荷区间停止第一电动发电机MG1的辅助，车辆10的NV特性也不会恶化太多。
因此，即使在高负荷区间中的电池BAT的剩余容量小于辅助下限阈值的情况下，在高负荷区间中的发动机ENG的转速小于上限转速时，控制装置20也能够将行驶模式维持为发动机行驶模式，使车辆10以发动机行驶模式在高负荷区间行驶。由此，能够抑制因从发动机行驶模式切换为混合动力行驶模式而发生发动机ENG的转速的变动。另外，例如，通过以发动机行驶模式在高负荷区间行驶，与以混合动力行驶模式在高负荷区间行驶的情况相比，还能够抑制电力转换装置11等的发热。
这样，在高负荷区间中，控制装置20根据电池BAT的剩余容量小于辅助下限阈值而无法进行第一电动发电机MG1的辅助的情况下的发动机ENG的转速是否达到上限转速，进行向混合动力行驶模式的切换或维持发动机行驶模式，由此能够使车辆10以适当的行驶模式在高负荷区间行驶。
接着，对在步骤S05中判断为高负荷区间中的电池BAT的剩余容量不小于辅助下限阈值的情况进行说明。在判断为高负荷区间中的电池BAT的剩余容量不小于辅助下限阈值的情况下(步骤S05：否)，如图3所示，控制装置20判断在发动机行驶模式下得到的车辆10的输出的最大值(以下也称为“发动机行驶模式的上限输出”)是否是高负荷区间的要求驱动力以上(步骤S11)。
在步骤S11中判断为发动机行驶模式的上限输出是高负荷区间的要求驱动力以上的情况下(步骤S11：是)，控制装置20将在高负荷区间行驶时的车辆10的行驶模式设定为发动机行驶模式(步骤S12)。在该情况下，控制装置20在车辆10通过高负荷区间之前对当前的发动机行驶模式进行维持等，使车辆10以发动机行驶模式在高负荷区间行驶。此外，在该情况下，控制装置20只要将车辆10通过高负荷区间时的行驶模式设为发动机行驶模式即可，例如，可以在处于从本车位置到高负荷区间之间的任意的区间使车辆10以发动机行驶模式以外的行驶模式行驶。
另一方面，在步骤S11中判断为发动机行驶模式的上限输出不是高负荷区间的要求驱动力以上的情况下(步骤S11：否)，控制装置20计算可使用的电池BAT的剩余容量(步骤S13)。这里，可使用的电池BAT的剩余容量例如能够通过从当前的电池BAT的剩余容量减去前述的辅助下限阈值来计算。
接着，基于在步骤S13中计算出的可使用的电池的剩余容量，控制装置20设定以混合动力行驶模式在高负荷区间行驶时的发动机ENG的目标转速(步骤S14)。
在步骤S14中，控制装置20例如首先基于高负荷区间的要求驱动力，预测以混合动力行驶模式在高负荷区间行驶时的车辆10(例如第一电动发电机MG1)的消耗电力。接着，控制装置20基于预测出的以混合动力行驶模式在高负荷区间行驶时的消耗电力和在步骤S13中计算出的可使用的电池的剩余容量，计算在高负荷区间中需要第二电动发电机MG2发出的电力。此时，控制装置20将在步骤S13中计算出的所有可使用的电池的剩余容量设为会在高负荷区间用完，计算在高负荷区间中需要发出的电力。由此，能够尽可能地减小在高负荷区间中需要发出的电力。然后，控制装置20将最小的发动机ENG的转速设定为目标转速，其中该最小的发动机ENG的转速能够使第二电动发电机MG2发出在高负荷区间需要发出的电力。通过尽可能地减小在高负荷区间中需要发出的电力，能够降低作为目标转速而设定的发动机ENG的转速。由此，从燃料效率、NV特性等观点出发，能够提高车辆10的商品性。
接着，控制装置20将在高负荷区间行驶时的车辆10的行驶模式设定为混合动力行驶模式(步骤S15)。在该情况下，控制装置20在车辆10到达了高负荷区间的时机、或者车辆10到达高负荷区间之前的任意时机，将行驶模式切换为混合动力行驶模式，使车辆10以混合动力行驶模式在高负荷区间行驶。然后，控制装置20在使车辆10以混合动力行驶模式在高负荷区间行驶时，按照在步骤S14中设定的目标转速使发动机ENG运转，通过发动机ENG的动力将第二电动发电机MG2发出的电力、电池BAT的电力向第一电动发电机MG1供给。
【控制装置的具体控制的第一例】
接着，参照图4对控制装置20的具体控制的第一例进行说明。在图4所示的例子中，假设车辆10在路径R1上以恒定的速度V1(例如40[km/h])行驶。在此，路径R1是被预测为车辆10的预定行驶路径的路径。
在车辆10以发动机行驶模式(图示为行驶模式“EN”)在路径R1上行驶的时刻t10，控制装置20基于路径R1所包含的各区间的要求驱动力，检测出在路径R1上存在高负荷区间Rs1。然后，控制装置20判断为高负荷区间Rs1中的电池BAT的剩余容量小于辅助下限阈值Pth。
在该情况下，控制装置20在车辆10到达高负荷区间Rs1的时刻t12之前的时刻t11(例如时刻t10之后的时刻)，将车辆10的行驶模式从发动机行驶模式向混合动力行驶模式(图示为行驶模式“HY”)切换(参照图4的(E))。通过进行向混合动力行驶模式的切换，第二电动发电机MG2发出的电力被供给到第一电动发电机MG1，通过第一电动发电机MG1输出的动力使车辆10行驶。此外，在时刻t11，车辆10行驶的区间不是高负荷区间，因此仅将第二电动发电机MG2发出的电力向第一电动发电机MG1供给。
另外，控制装置20在将车辆10的行驶模式切换为混合动力行驶模式时，开始通过第二电动发电机MG2发出的电力对电池BAT充电(参照图4的(D))。
之后，在时刻t12，当车辆10到达高负荷区间Rs1时，车辆10的驾驶员为了将车辆10的速度维持为V1，更强力地对车辆10的加速踏板进行踩踏等而使对加速踏板的操作量(即AP开度)增加(参照图4的(A))。由此，对车辆10的要求驱动力增加。因此，控制装置20从时刻t12起，除了第二电动发电机MG2发出的电力之外，还将电池BAT的电力向第一电动发电机MG1供给。
然而，当由于将电池BAT的电力供给至第一电动发电机MG1而使电池BAT的剩余容量减少时，伴随于此，电池BAT的输出(例如输出电压)也相应地降低。其结果是，从电池BAT向第一电动发电机MG1供给的每单位时间的电力变小，第一电动发电机MG1的输出有可能降低。
因此，如图4的(B)所示，控制装置20例如使车辆10以混合动力行驶模式在高负荷区间Rs1行驶时的发动机ENG的转速随着高负荷区间Rs1中的电池BAT的剩余容量的减少而增加。由此，控制装置20能够在高负荷区间Rs1维持第一电动发电机MG1的输出，例如，能够抑制在高负荷区间Rs1中第一电动发电机MG1的输出不足而使车辆10的速度降低。
另一方面，在假设控制装置20不进行前述的行驶模式的控制处理的情况下，如图4中的粗虚线所示，在时刻t11，不进行向混合动力行驶模式的切换，车辆10仍然以发动机行驶模式进入高负荷区间Rs1。
在该情况下，例如，在车辆10正在通过高负荷区间Rs1的时刻t13，电池BAT的剩余容量达到辅助下限阈值Pth，第一电动发电机MG1的辅助停止。若伴随着第一电动发电机MG1的辅助的停止，在发动机行驶模式下无法将车辆10的速度维持为V1，则为了将速度维持为V1，需要向混合动力行驶模式切换。
通常，在从发动机行驶模式向混合动力行驶模式切换时，发动机ENG的转速会变动(例如上升)。特别是，若在对车辆10的负荷(即要求驱动力)较大时进行该切换，则与在对车辆10的负荷较小时进行该切换的情况相比，发动机ENG的转速会更明显地变动。因此，在车辆10正在通过高负荷区间Rs1的时刻t13，进行从发动机行驶模式向混合动力行驶模式的切换时，发动机ENG的转速例如会急剧上升(参照图4的(B))。由这样的从发动机行驶模式向混合动力行驶模式的切换而引起的发动机ENG的转速的急剧的变动不是车辆10的驾驶员所期望的，驾驶员很容易注意到NV特性的恶化，这有可能损害车辆10的商品性。
与此相对，根据控制装置20，如上所述，在高负荷区间Rs1中的电池BAT的剩余容量小于辅助下限阈值Pth的情况下，能够在车辆10到达高负荷区间Rs1之前预先将车辆10的行驶模式切换为混合动力行驶模式。因此，能够抑制由于在高负荷区间Rs1中进行从发动机行驶模式向混合动力行驶模式的切换而引起的发动机ENG的转速的急剧变动。由此，能够抑制车辆10的NV特性恶化，提高车辆10的商品性。
【控制装置的具体控制的第二例】
接着，参照图5对与前述的第一例不同的、控制装置20的具体控制的第二例进行说明。在图5所示的例子中，假设车辆10在路径R2上以恒定的速度V2(例如40[km/h])行驶。在此，路径R2是被预测为车辆10的预定行驶路径的路径。
在车辆10以发动机行驶模式(图示为行驶模式“EN”)在路径R2上行驶的时刻t20，控制装置20基于路径R2所包含的各区间的要求驱动力，检测出在路径R2上存在高负荷区间Rs2、Rs3、Rs4。然后，控制装置20判断为高负荷区间Rs2和高负荷区间Rs3中的电池BAT的剩余容量不小于辅助下限阈值Pth。另外，控制装置20判断为高负荷区间Rs2和高负荷区间Rs3的要求驱动力是发动机行驶模式的上限输出以下。
在该情况下，控制装置20在时刻t20后也维持发动机行驶模式，使车辆10仍然以发动机行驶模式在高负荷区间Rs2和高负荷区间Rs3行驶。由此，能够抑制如下情况：在车辆10通过高负荷区间Rs2和高负荷区间Rs3时，发生从发动机行驶模式向混合动力行驶模式的切换，由此引起发动机ENG的转速的变动(例如参照图5的(A)、(D)中的与高负荷区间Rs2、Rs3对应的部分的粗虚线)。
另一方面，控制装置20判断为高负荷区间Rs4的要求驱动力比发动机行驶模式的上限输出大。在该情况下，控制装置20例如在车辆10到达了高负荷区间Rs4的时刻t21，将车辆10的行驶模式从发动机行驶模式向混合动力行驶模式(图示为行驶模式“HY”)切换。
而且，控制装置20将所有可使用的电池的剩余容量设为会在高负荷区间Rs4用完，相应地，尽可能地减小在高负荷区间Rs4中需要第二电动发电机MG2发出的电力。由此，控制装置20能够降低高负荷区间Rs4中的发动机ENG的转速(例如参照图5的(A)中的与高负荷区间Rs4对应的部分的粗虚线)。由此，从燃料效率、NV特性等观点出发，能够提高车辆10的商品性。
以上，对本发明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，能够适当地进行变形、改良等。
另外，本说明书中至少记载了以下事项。此外，尽管在括号内示出了上述实施方式中的相应组成元件等，但本发明并不限于此。
(1)一种车辆(车辆10)的控制装置(控制装置20)，该车辆能够以多个行驶模式行驶，且具备：
内燃机(发动机ENG)；
发电机(第二电动发电机MG2)，其由所述内燃机驱动，进行发电；
蓄电装置(电池BAT)，其能够蓄积由所述发电机发出的电力；
电动机(第一电动发电机MG1)，其与所述发电机及所述蓄电装置连接，且能够通过从所述发电机及所述蓄电装置中的至少一方供给的电力来驱动驱动轮(驱动轮DW)；
所述驱动轮，其由所述内燃机及所述电动机中的至少一方驱动；以及
断接部(离合器CL)，其能够将所述内燃机与所述驱动轮之间的动力传递路径断开或连接，
所述多个行驶模式包括：
第一行驶模式(例如混合动力行驶模式)，其使用所述断接部将所述动力传递路径断开，在由所述电动机至少根据从所述发电机供给的电力而输出的动力的作用下，驱动所述驱动轮而行驶；以及
第二行驶模式(例如发动机行驶模式)，其使用所述断接部将所述动力传递路径连接，至少在由所述内燃机输出的动力的作用下，驱动所述驱动轮而行驶，
其中，
所述车辆的控制装置进行如下处理：
在正在以所述第二行驶模式行驶的所述车辆的预定行驶路径(路径R1)上检测到由所述电动机辅助驱动所述驱动轮的高负荷区间(高负荷区间Rs1)的情况下，预测所述高负荷区间中的所述蓄电装置的剩余容量，
能够基于预测出的所述剩余容量，在到达所述高负荷区间之前进行向所述第一行驶模式的切换。
通常，在从将内燃机用于驱动轮的驱动(即，将内燃机直接用于车辆的行驶)的第二行驶模式向将内燃机用于发电机的驱动(即，将内燃机间接用于车辆的行驶)的第一行驶模式切换时，内燃机的转速会发生变动。特别是，在对车辆的负荷较大时进行该切换的情况下，与对车辆的负荷较小时进行该切换的情况相比，内燃机的转速急剧地变动。当发生这样的内燃机的转速的急剧变动时，会给驾驶员带来不适感，或者导致NV特性的恶化，车辆的商品性可能会降低。
根据(1)，在正在以第二行驶模式行驶的车辆的预定行驶路径上检测到高负荷区间的情况下，预测该高负荷区间中的蓄电装置的剩余容量，基于预测出的剩余容量，在车辆到达该高负荷区间之前切换为第一行驶模式，使车辆能够以第一行驶模式在高负荷区间行驶。由此，在高负荷区间中，能够抑制因发生从第二行驶模式向第一行驶模式的切换而发生的内燃机的转速的急剧变动，能够抑制NV特性恶化，提高车辆的商品性。
(2)根据(1)所述的车辆的控制装置，其中，
在预测出的所述剩余容量小于成为能够执行所述电动机对所述驱动轮的驱动辅助的条件的阈值(辅助下限阈值)的情况下，进行向所述第一行驶模式的切换。
可以设想，在高负荷区间中的蓄电装置的剩余容量小于成为能够执行电动机对驱动轮的驱动辅助的条件的阈值的情况下，在高负荷区间行驶时无法执行电动机对驱动轮的驱动辅助。假设在以第二行驶模式在高负荷区间行驶时，无法执行电动机对驱动轮的驱动辅助，则为了得到车辆的行驶所需的驱动力，有可能必须使内燃机的转速急剧增加。
根据(2)，在高负荷区间中的蓄电装置的剩余容量小于成为能够执行电动机对驱动轮的驱动辅助的条件的阈值的情况下，能够在到达高负荷区间之前切换为第一行驶模式，并以第一行驶模式在高负荷区间行驶。由此，在高负荷区间中，能够抑制因无法执行电动机对驱动轮的驱动辅助而发生的内燃机的转速的急剧变动，能够抑制NV特性的恶化。
(3)根据(1)或(2)所述的车辆的控制装置，其中，
在预测出的所述剩余容量小于成为能够执行所述电动机对所述驱动轮的驱动辅助的条件的阈值的情况下，预测在没有所述驱动辅助的状态下所述车辆在所述高负荷区间行驶时的所述内燃机的转速，
基于预测出的所述转速，进行向所述第一行驶模式的切换。
即使在以第二行驶模式在高负荷区间行驶时，无法执行电动机对驱动轮的驱动辅助，在该高负荷区间对车辆的负荷比较小时，为了得到车辆的行驶所需的驱动力，有时也可以不使内燃机的转速急剧增加。
根据(3)，在高负荷区间中的蓄电装置的剩余容量小于成为能够执行电动机对驱动轮的驱动辅助的条件的阈值的情况下，能够预测在没有电动机的驱动辅助的状态下在高负荷区间行驶时的内燃机的转速，基于预测出的转速，进行向第一行驶模式的切换。由此，能够根据在高负荷区间中不存在电动机的驱动辅助时的内燃机的转速，进行向第一行驶模式的切换，或者维持在第二行驶模式下的行驶。因此，能够根据预测出的内燃机的转速以适当的行驶模式在高负荷区间行驶。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的车辆的控制装置，其中，
在所述预定行驶路径上检测到所述高负荷区间的情况下，在到达所述高负荷区间之前，开始通过由所述发电机发出的电力对所述蓄电装置进行充电。
根据(4)，在预定行驶路径上检测到高负荷区间的情况下，在到达高负荷区间之前开始通过由发电机发出的电力对蓄电装置进行充电，因此能够预先确保车辆在高负荷区间行驶时的蓄电装置的剩余容量较多。
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的车辆的控制装置，其中，
使所述车辆以所述第一行驶模式在所述高负荷区间行驶时的所述内燃机的转速伴随着所述高负荷区间中的所述蓄电装置的剩余容量的减少而增加。
根据(5)，能够与高负荷区间中的蓄电装置的剩余容量的减少相应地使内燃机的转速逐渐增加，因此能够维持高负荷区间中的电动机的输出。
(6)根据(1)所述的车辆的控制装置，其中，
在预测出的所述剩余容量是成为能够执行所述电动机对所述驱动轮的驱动辅助的条件的阈值以上的情况下，使所述车辆以所述第二行驶模式在所述高负荷区间行驶。
根据(6)，在高负荷区间中的蓄电装置的剩余容量为成为能够执行电动机对驱动轮的驱动辅助的条件的阈值以上的情况下，能够使所述车辆以第二行驶模式在高负荷区间行驶。由此，在高负荷区间能够继续电动机的驱动辅助的情况下，能够维持第二行驶模式而在高负荷区间行驶，能够抑制伴随着行驶模式切换产生的NV特性的恶化，提高车辆的商品性。
(7)根据(1)所述的车辆的控制装置，其中，
在预测出的所述剩余容量是成为能够执行所述电动机对所述驱动轮的驱动辅助的条件的阈值以上的情况下，判断在所述第二行驶模式下所述车辆能够输出的上限输出是否是在所述高负荷区间行驶时所要求的要求驱动力以上，
在所述上限输出小于所述要求驱动力的情况下，使所述车辆以所述第一行驶模式在所述高负荷区间行驶，并且基于所述剩余容量来设定使所述车辆以所述第一行驶模式在所述高负荷区间行驶时的所述内燃机的转速。
根据(7)，即使高负荷区间中的蓄电装置的剩余容量为成为能够执行电动机对驱动轮的驱动辅助的条件的阈值以上，在第二行驶模式下车辆能够输出的上限输出小于在高负荷区间行驶时要求的要求驱动力的情况下，也能够使所述车辆以第一行驶模式在高负荷区间行驶。由此，能够抑制在高负荷区间中车辆的行驶所需的驱动力不足。另外，能够基于高负荷区间中的蓄电装置的剩余容量来设定以第一行驶模式在高负荷区间行驶时的内燃机的转速。由此，能够根据高负荷区间中的蓄电装置的剩余容量来降低在高负荷区间行驶时的内燃机的转速。

Claims (7)

1.一种车辆的控制装置，该车辆能够以多个行驶模式行驶，且具备：
内燃机；
发电机，其由所述内燃机驱动，进行发电；
蓄电装置，其能够蓄积由所述发电机发出的电力；
电动机，其与所述发电机及所述蓄电装置连接，且能够通过从所述发电机及所述蓄电装置中的至少一方供给的电力来驱动驱动轮；
所述驱动轮，其由所述内燃机及所述电动机中的至少一方驱动；以及
断接部，其能够将所述内燃机与所述驱动轮之间的动力传递路径断开或连接，
所述多个行驶模式包括：
第一行驶模式，其使用所述断接部将所述动力传递路径断开，在由所述电动机至少根据从所述发电机供给的电力而输出的动力的作用下，驱动所述驱动轮而行驶；以及
第二行驶模式，其使用所述断接部将所述动力传递路径连接，至少在由所述内燃机输出的动力的作用下，驱动所述驱动轮而行驶，
其中，
所述车辆的控制装置进行如下处理：
在正在以所述第二行驶模式行驶的所述车辆的预定行驶路径上检测到由所述电动机辅助驱动所述驱动轮的高负荷区间的情况下，预测所述高负荷区间中的所述蓄电装置的剩余容量，
能够基于预测出的所述剩余容量，在到达所述高负荷区间之前进行向所述第一行驶模式的切换。
2.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其中，
在预测出的所述剩余容量小于成为能够执行所述电动机对所述驱动轮的驱动辅助的条件的阈值的情况下，进行向所述第一行驶模式的切换。
3.根据权利要求1或2所述的车辆的控制装置，其中，
在预测出的所述剩余容量小于成为能够执行所述电动机对所述驱动轮的驱动辅助的条件的阈值的情况下，预测在没有所述驱动辅助的状态下所述车辆在所述高负荷区间行驶时的所述内燃机的转速，
基于预测出的所述转速，进行向所述第一行驶模式的切换。
4.根据权利要求1或2所述的车辆的控制装置，其中，
在所述预定行驶路径上检测到所述高负荷区间的情况下，在到达所述高负荷区间之前，开始通过由所述发电机发出的电力对所述蓄电装置进行充电。
5.根据权利要求1或2所述的车辆的控制装置，其中，
使所述车辆以所述第一行驶模式在所述高负荷区间行驶时的所述内燃机的转速伴随着所述高负荷区间中的所述蓄电装置的剩余容量的减少而增加。
6.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其中，
在预测出的所述剩余容量是成为能够执行所述电动机对所述驱动轮的驱动辅助的条件的阈值以上的情况下，使所述车辆以所述第二行驶模式在所述高负荷区间行驶。
7.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其中，
在预测出的所述剩余容量是成为能够执行所述电动机对所述驱动轮的驱动辅助的条件的阈值以上的情况下，判断在所述第二行驶模式下所述车辆能够输出的上限输出是否是在所述高负荷区间行驶时所要求的要求驱动力以上，
在所述上限输出小于所述要求驱动力的情况下，使所述车辆以所述第一行驶模式在所述高负荷区间行驶，并且基于所述剩余容量来设定使所述车辆以所述第一行驶模式在所述高负荷区间行驶时的所述内燃机的转速。
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