CN115071665A - 车辆的控制装置、车辆的控制方法及存储介质 - Google Patents
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Abstract
能抑制由驾驶特性带来的影响的车辆的控制装置、车辆的控制方法及存储介质。车辆的控制装置具备动力源、蓄电装置及电动机,该电动机连接于驱动轮,且通过来自蓄电装置的电力供给而能够驱动,并能够将在进行再生动作时产生的再生电力向蓄电装置供给,车辆的控制装置具备:道路信息取得部,其取得与车辆的预定行驶路径相关的道路信息;控制对象区间提取部,其提取预定行驶路径上的预测蓄电装置的剩余容量变化规定值以上的控制对象区间;以及充放电计划部,其基于从车辆到控制对象区间的道路上的车辆行驶负荷来计划蓄电装置的充放电,充放电计划部根据控制对象区间的属性,来决定位于控制对象区间的跟前的区间的车辆行驶负荷。
Description
本申请基于2021年3月12日申请的日本国专利申请第2021-040374号主张优先权,并将其内容援用于此。
技术领域
本发明涉及车辆的控制装置、车辆的控制方法及存储介质。
背景技术
具有内燃机等动力源、蓄电装置及电动机的混合动力车辆正在被利用。电动机连接于驱动轮,并通过来自蓄电装置的电力供给而能够驱动。电动机能够将在进行再生动作时产生的再生电力向蓄电装置供给。
与混合动力车辆的蓄电装置的充放电日程相关的技术被提出。例如,提出如下技术:在检测到满足规定的条件的下坡的情况下,将蓄电池的目标SOC设定为比标准SOC低的第一SOC,并从距下坡规定距离的点起开始放电(参照日本国专利第6344429号)。另外,提出如下技术:根据驾驶员的驾驶履历来推定路径上的区间上的车速模式,并设定充放电日程(参照日本国特开2005-168295号)。
发明内容
在日本国专利第6344429号记载的技术中,若是车辆的速度比平均低的倾向的驾驶员,则车辆的行驶负荷变小,因此有可能在到达下坡之前不能用尽电力。另外,在日本国特开2005-168295号所记载的技术中,当不是驾驶员良好地通过的道路时数据少,因此有可能车速的推定的精度变低。
本发明的方案提供能够抑制由驾驶特性带来的影响的车辆的控制装置、车辆的控制方法及存储介质。
本发明的车辆的控制装置、车辆的控制方法及存储介质采用了以下的结构。
(1):本发明的一方案的车辆的控制装置具备:动力源;蓄电装置;电动机,其连接于驱动轮,且通过来自所述蓄电装置的电力供给而能够驱动,并能够将在进行再生动作时产生的再生电力向所述蓄电装置供给;道路信息取得部,其取得与所述车辆的预定行驶路径相关的道路信息;控制对象区间提取部,其提取所述预定行驶路径上的预测所述蓄电装置的剩余容量会变化规定值以上的控制对象区间;以及充放电计划部,其基于从所述车辆到所述控制对象区间为止的道路上的车辆行驶负荷来计划所述蓄电装置的充放电,所述充放电计划部根据所述控制对象区间的属性,来决定位于所述控制对象区间的跟前的区间的所述车辆行驶负荷。
(2):在上述(1)的方案中,所述充放电计划部在所述控制对象区间中的再生电力量的推定值为阈值以上的情况下,将位于所述控制对象区间的跟前的区间的所述车辆行驶负荷决定为比基准值低的值。
(3):在上述(1)或(2)的方案中,所述充放电计划部在所述控制对象区间中的放电电力量的推定值为阈值以上的情况下,将位于所述控制对象区间的跟前的区间的所述车辆行驶负荷决定为比基准值高的值。
(4):在上述(1)至(3)中任一项的方案中,所述充放电计划部基于所述道路信息取得部取得的所述道路信息所包含的车速信息,能够算出所述车辆行驶负荷,所述充放电计划部通过修正所述车速,来决定所述车辆行驶负荷。
(5):在上述(4)的方案中,所述道路信息取得部能够取得所述道路信息所包含的车速分布信息,所述充放电计划部基于所述车速分布信息,来决定所述车速的修正量。
(6):在上述(4)或(5)的方案中,所述道路信息取得部能够取得道路属性信息,所述充放电计划部基于所述道路属性信息,来决定所述车速的修正量。
(7):在上述(4)至(6)中任一项的方案中,所述车辆的控制装置具备算出目标剩余容量的目标剩余容量算出部,所述目标剩余容量是所述控制对象区间的起点处的所述蓄电装置的剩余容量,所述充放电计划部根据所述蓄电装置的剩余容量与所述目标剩余容量之差,来决定所述车速的修正量。
(8):在上述(4)至(7)中任一项的方案中,所述充放电计划部基于所述车辆到达所述控制对象区间的起点为止的距离或时间,来决定所述车速的修正量。
(9):本发明的另一方案的车辆的控制方法使搭载于车辆的计算机进行如下处理:取得与所述车辆的预定行驶路径相关的道路信息;提取所述预定行驶路径上的预测蓄电装置的剩余容量会变化规定值以上的控制对象区间;基于从所述车辆到所述控制对象区间为止的道路上的车辆行驶负荷来计划所述蓄电装置的充放电;在计划所述蓄电装置的充放电时,根据所述控制对象区间的属性,来决定位于所述控制对象区间的跟前的区间的所述车辆行驶负荷。
(10):本发明的又一方案的存储介质是存储有程序的能够由计算机读入的存储介质,其中,所述程序使搭载于车辆的计算机进行如下处理:取得与所述车辆的预定行驶路径相关的道路信息;提取所述预定行驶路径上的预测蓄电装置的剩余容量会变化规定值以上的控制对象区间;基于从所述车辆到所述控制对象区间为止的道路上的车辆行驶负荷来计划所述蓄电装置的充放电;在计划所述蓄电装置的充放电时,根据所述控制对象区间的属性,来决定位于所述控制对象区间的跟前的区间的所述车辆行驶负荷。
根据上述(1)、(9)及(10)的方案,能够根据在控制对象区间发生的事件的种类,来决定位于控制对象区间的跟前的区间的车辆行驶负荷,调整蓄电装置的充放电量,能够抑制由驾驶特性带来的影响。
根据上述(2)的方案,在判定为控制对象区间是再生区间的情况下,将车辆行驶负荷预估得低,由此实际车速快的车辆和慢的车辆均能够在进入再生区间前降低蓄电装置的剩余容量,能够取尽再生电力。
根据上述(3)的方案,在判定为控制对象区间是放电区间的情况下,将车辆行驶负荷预估得高,由此实际车速快的车辆和慢的车辆均能够在进入放电区间前提高蓄电装置的剩余容量,能够确保放电区间中的辅助电力。
根据上述(4)的方案,车辆行驶负荷也受车辆规格(日文:车格)等影响,因此仅能够使用同样的车辆规格的信息,但通过使用车速信息来计算车辆行驶负荷,由此能够使用更多的车辆的统计信息,能够得到精度高的车辆行驶负荷。
根据上述(5)的方案,使用对象道路的车速分布信息来决定车速的修正量,因此能够设定与各个行驶区间相适的修正量。
根据上述(6)的方案,根据道路属性的不同,车速的偏离量也不同,因此通过根据道路属性来决定车速的修正量,能够决定与各个行驶区间更相适的修正量。
根据上述(7)的方案,根据与目标剩余容量之差来调整修正量,由此能够促进或抑制充放电,能够更可靠地执行充放电控制。
根据上述(8)的方案,基于车辆到达控制对象区间的起点为止的距离或时间来调整修正量,由此能够根据紧急度来调整充放电量,因此能够更适宜地进行充放电。
附图说明
图1是表示实施方式的车辆的结构的一例的图。
图2是表示控制装置的功能结构的一例的图。
图3是表示放电计划的情况下的车速与能量管理效果之间的关系的线图。
图4是表示放电计划及蓄电池的剩余容量变化的一例的图。
图5是表示充电计划的情况下的车速与能量管理效果之间的关系的线图。
图6是表示充电计划及蓄电池的剩余容量变化的一例的图。
图7是表示由控制装置执行的处理的流程的一例的流程图。
图8是表示车辆的行驶形态的一例的图。
具体实施方式
以下,参照附图来说明本发明的车辆的控制装置、车辆的控制方法及存储介质的实施方式。
[整体结构]
图1是表示实施方式的车辆M的结构的一例的图。图示的结构的车辆M是能够切换串联方式和并联方式的混合动力车辆。串联方式是指发动机与驱动轮不机械连结,发动机的动力专门用于由发电机进行的发电,发电电力向行驶用的电动机供给的方式。并联方式是指能够将发动机与驱动轮机械(或者经由变矩器等流体)连结、且能够将发动机的动力传给驱动轮或者用于发电的方式。图1所示的结构的车辆M通过将锁止离合器14连接或断开,能够切换串联方式和并联方式。
如图1所示,在车辆M例如搭载发动机(动力源)10、第一马达(发电机)12、锁止离合器14、齿轮箱16、第二马达(电动机)18、驱动轮25、PCU(Power Control Unit)30及蓄电池(蓄电装置)60。该车辆M作为动力源至少具备发动机10。车辆M也可以作为动力源而具备燃料电池堆。
发动机10是通过使汽油等燃料燃烧来输出动力的内燃机。发动机10例如是具备燃烧室、气缸和活塞、进气门、排气门、燃料喷射装置、火花塞、连杆、曲轴等的往复式发动机。另外,发动机10也可以是转子式发动机。
第一马达12例如是三相交流发电机。第一马达12的转子连结于发动机10的输出轴(例如曲轴),并使用由发动机10输出的动力来发电。发动机10的输出轴及第一马达12的转子经由锁止离合器14连接于驱动轮25的侧。
锁止离合器14根据来自PCU30的指示,在将发动机10的输出轴及第一马达12的转子连接于驱动轮25侧的状态、和将发动机10的输出轴及第一马达12的转子相对于驱动轮25侧断开的状态之间切换。
齿轮箱16是变速器。齿轮箱16将由发动机10输出的动力变速并传向驱动轮25侧。齿轮箱16的变速比由PCU30指定。
第二马达18例如是三相交流电动机。第二马达18的转子连结于驱动轮25。第二马达18通过电力供给而能够驱动,并将动力向驱动轮25输出。例如,第二马达18根据来自蓄电池60的电力供给而能够驱动。另外,第二马达18能够将在进行再生动作时产生的再生电力向蓄电池60供给。第二马达18在车辆M减速时使用车辆M的动能发电,并将发出的电力经由后述的第二变换器34及VCU40保存于蓄电池60。
PCU30例如具备第一变换器32、第二变换器34、VCU(Voltage Control Unit)40及控制装置50。需要说明的是,将这些构成要素作为PCU30而汇总为一个的结构只不过是一例,这些构成要素也可以分散配置。
第一变换器32及第二变换器34例如是AC-DC变换器。第一变换器32及第二变换器34的直流侧端子连接于直流线路DL。直流线路DL经由VCU40连接蓄电池60。第一变换器32将由第一马达12发出的交流变换为直流并向直流线路DL输出,或者将经由直流线路DL供给的直流变换为交流并向第一马达12供给。同样地,第二变换器34将由第二马达18发出的交流变换为直流并向直流线路DL输出,或者将经由直流线路DL供给的直流变换为交流并向第二马达18供给。
VCU40例如是DC-DC转换器。VCU40将从蓄电池60供给的电力升压并向直流线路DL输出。
关于控制装置50的功能,见后述。蓄电池60例如是锂离子电池等二次电池。
导航装置70例如具备GNSS(Global Navigation Satellite System)接收机、导航HMI(Human Machine Interface)及路径决定部。导航装置70在HDD(Hard Disk Drive)、闪存器等存储装置保持有地图信息及道路信息。GNSS接收机基于从GNSS卫星接收的信号,来确定本车辆M的位置。导航HMI包括显示装置、扬声器、触摸面板、按键等。路径决定部例如参照地图信息来决定从由GNSS接收机确定的本车辆M的位置(或者输入的任意的位置)到由乘员使用导航HMI输入的目的地为止的路径(以下称作预定行驶路径)。地图信息例如是由表示道路的路段和由路段连接的节点来表现道路形状的信息。导航装置70也可以基于预定行驶路径来进行使用了导航HMI的路径引导。导航装置70例如也可以通过乘员持有的智能手机、平板终端等终端装置的功能来实现。导航装置70也可以经由通信装置20向导航服务器发送当前位置和目的地,并从导航服务器取得与预定行驶路径同等的路径。导航装置70也可以从导航服务器取得道路信息。
图2是表示控制装置的功能结构的一例的图。控制装置50例如具备混合动力控制部51、道路信息取得部52、控制对象区间提取部53、目标剩余容量算出部54及充放电计划部55。这些构成要素例如通过搭载于车辆M的计算机的CPU(Central Processing Unit)等硬件处理器执行程序(软件)来实现。另外,这些构成要素中的一部分或全部也可以通过LSI(Large Scale Integration)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、GPU(Graphics Processing Unit)等硬件(包括电路部:circuitry)来实现,也可以通过软件与硬件的协同配合来实现。程序可以预先保存于HDD(Hard Disk Drive)、闪存器等存储装置(具备非暂时性的存储介质的存储装置),也可以保存于DVD、CD-ROM等能够装卸的存储介质(非暂时性的存储介质),并通过存储介质装配于驱动装置而被安装。
混合动力控制部51基于车辆M的油门开度、车速、制动踩踏量等,来决定行驶模式。控制装置50根据行驶模式,来控制发动机10、第一马达12、锁止离合器14、第二马达18等的动作。
[各种行驶模式]
以下,说明由混合动力控制部51决定的行驶模式。行驶模式中存在以下的模式。
(1)串联混合动力行驶模式(ECVT)
在串联混合动力行驶模式中,混合动力控制部51使锁止离合器14为分离状态,向发动机10供给燃料而使发动机10动作,并将由第一马达12发出的电力向蓄电池60及第二马达18提供。而且,使用从第一马达12或蓄电池60供给的电力来驱动第二马达18,通过来自第二马达18的动力使车辆M行驶。串联混合动力行驶模式是在“内燃机与驱动轮不机械连结的状态下内燃机进行着动作”的模式的一例。
(2)EV行驶模式(EV)
在EV行驶模式中,混合动力控制部51使锁止离合器14为分离状态,并使用从蓄电池60供给的电力来驱动第二马达18,通过来自第二马达18的动力使车辆M行驶。
(3)发动机驱动行驶模式(LU)
在发动机驱动行驶模式中,混合动力控制部51使锁止离合器14为连接状态,使发动机10消耗燃料而进行动作,并将发动机10输出的动力的至少一部分向驱动轮25传递而使车辆M行驶。此时,第一马达12也可以进行发电,也可以不进行发电。
(4)再生
在再生时,混合动力控制部51使锁止离合器14为分离状态,使第二马达18使用车辆M的动能发电。再生时的发电电力积蓄于蓄电池60,或者通过废电控制而废弃。在废电控制中,不将第二马达18的再生电力充入蓄电池60,而将第二马达18的再生电力向第一马达12供给。通过在将锁止离合器14断开的状态下第一马达12使发动机10空转,从而进行再生电力的废弃(即废电)。
道路信息取得部52经由导航装置70取得车辆M的预定行驶路径的道路信息。预定行驶路径被分割为多个区间。道路信息取得部52取得预定行驶路径的各区间的道路信息。道路信息包括车辆速度信息、道路属性信息、道路交通信息等。车辆速度信息是预定行驶路径的各区间中的限制速度(例如法定速度)、平均速度、车速分布等信息。平均速度是在各区间行驶了的多个车辆的速度的平均值。道路属性信息是道路类别(高速道路或一般道路)道路坡度、车道数等信息。道路交通信息是拥堵、信号机或暂时停止等信息。
控制对象区间提取部53在车辆M的预定行驶路径上提取控制对象区间。控制对象区间是在车辆M到达该区间之前,实施充放电控制的区间。控制对象区间是预定行驶路径所包含的区间中的预测蓄电池60的剩余容量变化规定值以上的区间。控制对象区间提取部53经由道路信息取得部52取得预定行驶路径所包含的区间的事件信息。事件是充电事件及放电事件。充电事件是通过车辆M以再生模式行驶而蓄电池60被充电的事件。例如充电事件是下降坡道或停止前的减速等。放电事件是通过车辆M以EV行驶模式行驶或由蓄电池60辅助行驶从而蓄电池60放电的事件。例如放电事件是上坡、拥堵、起步后的加速或抵达目的地(住宅地等清闲的场所中的行驶)等。在例如上坡时等情况下,在串联混合动力行驶模式中加上来自蓄电池60的辅助输出而行驶。控制对象区间提取部53作为事件信息而取得道路坡度、拥堵、交通限制、目的地等信息。控制对象区间提取部53取得由于车辆M在发生事件的区间行驶而发生的蓄电池60的再生电力量或放电电力量。在蓄电池60的再生电力量或放电电力量的推定值成为阈值以上的区间中,预测蓄电池60的剩余容量变化规定值以上。控制对象区间提取部53提取该区间作为控制对象区间。
目标剩余容量算出部54算出目标剩余容量,该目标剩余容量是控制对象区间的起点处的蓄电池60的剩余容量。目标剩余容量算出部54在控制对象区间中产生充电事件的情况下,基于控制对象区间的再生电力量的推定值,来算出目标剩余容量。目标剩余容量算出部54从开始废电控制的废电开始剩余容量中减去再生电力量的推定值而算出目标剩余容量。
目标剩余容量算出部54在控制对象区间中产生放电事件的情况下,基于控制对象区间的放电电力量的推定值,来算出目标剩余容量。目标剩余容量算出部54将辅助下限剩余容量加上放电电力量的推定值而算出目标剩余容量。辅助下限剩余容量是将蓄电池60的电力向第二马达18供给而能够辅助车辆M的行驶的蓄电池60的剩余容量的下限值。
充放电计划部55计划蓄电池60的充放电。充放电计划部55在控制对象区间的再生电力量为规定值以上的情况下,计划控制对象区间的跟前的区间中的蓄电池60的放电。充放电计划部55将蓄电池60的当前的剩余容量与目标剩余容量之间的差量决定为目标放电电力量。充放电计划部55以在车辆M到达控制对象区间的起点之前从蓄电池60放出目标放电电力量的方式计划放电。由此,控制对象区间中的再生电力量充入蓄电池60,不实施废电控制,因此能够取尽控制对象区间的再生电力量。
充放电计划部55在控制对象区间的放电电力量为规定值以上的情况下,计划控制对象区间的跟前的区间中的蓄电池60的充电。充放电计划部55将蓄电池60的目标剩余容量与当前的剩余容量之间的差量决定为目标充电电力量。充放电计划部55以在车辆M到达控制对象区间的起点之前向蓄电池60充入目标充电电力量的方式计划充电。由此,在车辆M于控制对象区间行驶的期间,能够将蓄电池60的电力向第二马达18供给而辅助车辆M的行驶。确保控制对象区间中的车辆行驶负荷,维持车辆M的车速。
充放电计划部55基于从车辆M到控制对象区间的道路上的车辆行驶负荷,来计划蓄电池60的充放电。如前述那样,道路信息取得部52取得预定行驶路径的各区间的道路信息。道路信息包括平均车速信息及道路坡度信息。充放电计划部55基于平均车速信息及道路坡度信息,来算出到控制对象区间为止的车辆行驶负荷。首先,充放电计划部55基于数学式1,来算出第二马达18的轴端驱动力MF。
MF={(a+b·V+c·V2)+M·g·sinθ}/TME···(1)
在此,MF是第二马达轴端驱动力,V是车速,a、b及c是行驶阻力算出系数,M是车辆M的设想重量(设想两名乘员乘车),g是重力加速度,θ是道路坡度,TME是齿轮箱16的效率。充放电计划部55向车速V代入平均车速V0,算出第二马达轴端驱动力MF。接着,充放电计划部55基于数学式2,算出第二变换器34端的消耗电力P。
P=MF·V+ML···(2)
在此,P是第二变换器端消耗电力,MF是第二马达轴端驱动力,V是车速,ML是第二马达18的损失。充放电计划部55向车速V代入平均车速V0,算出第二变换器端消耗电力P。第二变换器端消耗电力P是行驶要求电力。空调·辅机消耗电力是空调·辅机要求电力。充放电计划部55将行驶要求电力及空调·辅机要求电力相加,算出车辆要求电力(即车辆行驶负荷)。
各区间的行驶所需要的车辆行驶负荷通过来自发动机10的输出及来自蓄电池60的输出来抵充。如前述那样,充放电计划部55在控制对象区间的再生电力量为规定值以上的情况下,在控制对象区间的跟前的区间计划蓄电池60的放电。充放电计划部55以在车辆M到达控制对象区间的开始地点前从蓄电池60放出目标放电电力量的方式计划放电。充放电计划部55在车辆行驶负荷比发动机的热效率良好的输出区域(以下称作发动机效率输出。)大的情况下,向蓄电池输出分配车辆行驶负荷与发动机效率输出之差,使蓄电池60放电。充放电计划部55也可以通过限制向蓄电池60的充电,来计划到目标放电电力量为止的放电。
如前述那样,充放电计划部55在控制对象区间的放电电力量为规定值以上的情况下,在控制对象区间的跟前的区间计划蓄电池60的充电。
充放电计划部55以在车辆M到达控制对象区间的开始地点前向蓄电池60充入目标充电电力量的方式计划充电。充放电计划部55在车辆行驶负荷比发动机效率输出小的情况下,也将发动机输出提高到发动机效率输出。充放电计划部55通过超出车辆行驶负荷的发动机输出,来对蓄电池60充电。由此,在确保车辆行驶负荷的同时,计划到目标充电电力量为止的充电。充放电计划部55也可以通过限制蓄电池60的输出,来计划到目标充电电力量为止的充电。
混合动力控制部51在控制对象区间的跟前的区间,基于充放电计划部55制作出的充放电计划,实施蓄电池60的充放电。
如前述那样,充放电计划部55在算出车辆行驶负荷时,向数学式1及2的车速V代入平均车速V0。平均车速V0是在车辆M的预定行驶路径的各区间行驶过的多个车辆的平均车速。车辆M的实际的车速有可能与平均车速V0不同。该情况下的车辆M的车辆行驶负荷与由充放电计划部55利用数学式1及2算出的车辆行驶负荷不同。在该情况下,不实施按充放电计划部55计划出的那样的充放电。
充放电计划部55根据在控制对象区间发生的事件的种类,来决定(修正)车辆行驶负荷。在控制对象区间发生充电事件,并在控制对象区间的跟前的区间计划放电的情况下,充放电计划部55将车辆行驶负荷变更为比基准值低的值。在控制对象区间发生放电事件,并在控制对象区间的跟前的区间计划充电的情况下,充放电计划部55将车辆行驶负荷变更为比基准值高的值。充放电计划部55通过修正平均车速信息,来修正车辆行驶负荷。有关于此,以下详细叙述。
图3是表示放电计划的情况下的车速与能量管理效果之间的关系的线图。能量管理效果(以下称作能管效果。)是通过能量的消耗量小、能量的获得量大、确保车辆行驶负荷等而被评价的指标。能量是发动机10的燃料及蓄电池60的电力。图3的虚线的线图是通过基于平均车速V0制作出的(平均车速V0的修正前的)放电计划而得到的能管效果。在车辆M以平均车速V0行驶的情况下,实施按放电计划那样的放电,因此能管效果最大。在车辆M以比平均车速V0低的车速行驶的情况下,利用数学式1算出的车辆行驶负荷变小。在该情况下,蓄电池输出变小,因此有可能不能实现到目标放电电力量为止的放电。其结果是,在控制对象区间中不能取尽再生电力量,能管效果降低。车辆M越是以比平均车速V0低的车速行驶,则能管效果的降低越变大。
在车辆M以比平均车速V0高的车速行驶的情况下,利用数学式1算出的车辆行驶负荷变大。在该情况下,蓄电池输出变大,因此早期实现到目标放电电力量为止的放电。其结果是,在控制对象区间中能够取尽再生电力量,因此能管效果的降低小。
充放电计划部55将位于控制对象区间的跟前的区间的车辆行驶负荷决定为比基准值低的值。基准值是基于平均车速V0算出的车辆行驶负荷。充放电计划部55将平均车速V0修正为比平均车速V0低的车速V1,算出车辆行驶负荷。由此,车辆行驶负荷被决定为比基准值低的值。充放电计划部55基于被决定为比基准值低的值的车辆行驶计划,来计划放电。
图3的实线的线图是通过基于车速V1而制作出的(平均车速V0的修正后的)放电计划带来的能管效果。图3的实线的线图相当于将虚线的线图向低速侧移动而得到线图。在车辆M以比平均车速V0低的车速V1行驶的情况下,实施按放电计划那样的放电,因此能管效果成为最大。在车辆M以比车速V1高的速度行驶的情况下,早期实现到目标放电电力量为止的放电,因此能管效果的降低小。即使在车辆M以与平均车速V0不同的速度行驶的情况下,车辆M以接近平均车速V0的速度行驶的可能性也高。平均车速V0比车速V1高,因此能管效果的降低变小。
图4是表示放电计划及蓄电池的剩余容量变化的一例的图。图4的横轴是车辆M的位置。图4的上半部是平均车速V0的修正前,上方是放电计划的输出的线图,下方是蓄电池剩余容量变化的线图。充放电计划部55在即将到达控制对象区间(再生区间)之前的多个区间,计划放电控制。在放电控制区间的跟前的区间中,计划通常控制。通常控制是将蓄电池剩余容量(SOC)维持在恒定范围内的控制。即,在蓄电池剩余容量比基准值低的情况下积极地进行充电,在蓄电池剩余容量比基准值高的情况下积极地进行放电。车辆行驶负荷是发动机输出与蓄电池输出之和。在图4的通常控制的区间,车辆行驶负荷的整体仅通过发动机输出来抵充,将蓄电池剩余容量保持恒定。在图4中,发动机的热效率良好的输出区域(发动机效率输出)由S示出。在放电控制的区间,车辆行驶负荷中的到发动机效率输出S为止的部分通过发动机输出来抵充,超出发动机效率输出S的部分通过蓄电池输出来抵充。通过蓄电池输出,蓄电池剩余容量降低。在平均车速V0的修正前,基于平均车速V0而制作有放电计划。在车辆M以平均车速V0行驶的情况下,在控制对象区间的起点,蓄电池剩余容量降低到目标剩余容量。与此相对,在车辆M以低于平均车速V0的车速行驶的情况下,与修正前的放电计划相比,蓄电池输出变小。因此,在控制对象区间的起点,蓄电池剩余容量不会降低到目标剩余容量。
图4的下半部是平均车速V0向车速V1修正后的线图,上方是放电计划的输出的线图,下方是蓄电池剩余容量变化的线图。车速V1比平均车速V0小,因此修正后的放电计划的车辆行驶负荷比修正前的放电计划小。与此相伴,修正后的放电计划的蓄电池输出比修正前的放电计划小。充放电计划部55以从比修正前靠跟前的区间起开始放电控制的方式进行计划。在平均车速V0向车速V1修正后,基于车速V1而制作有放电计划。在车辆M以车速V1行驶的情况下,在控制对象区间的起点,蓄电池剩余容量降低到目标剩余容量。在车辆M以接近平均车速V0(>V1)的车速行驶的情况下,与基于车速V1而制作出的放电计划相比,蓄电池输出变大。因此,在控制对象区间的跟前,蓄电池剩余容量降低到目标剩余容量。因此,能够在控制对象区间(再生区间)取尽再生电力。
这样,在判定为控制对象区间是再生区间的情况下,将车辆行驶负荷预估得低,由此在将放电量预估得低的状态下从更靠跟前的区间起制定放电计划,因此成为具有富余的放电计划。实际车速比平均车速V0快的车辆和比平均车速V0慢的车辆均能够在进入再生区间前降低蓄电装置的剩余容量,能够取尽再生电力。尤其是,即使在存在车速比平均车速V0低的倾向的驾驶员的情况下,也能够抑制由驾驶特性给能管效果带来的不良影响。
图5是表示充电计划的情况下的车速与能量管理效果之间的关系的线图。图5的虚线的线图是通过基于平均车速V0而制作出的(平均车速V0的修正前的)充电计划带来的能管效果。在车辆M以平均车速V0行驶的情况下,实施按充电计划那样的充电,因此能管效果成为最大。在车辆M以比平均车速V0高的车速行驶的情况下,利用数学式1算出的车辆行驶负荷变大。在该情况下,通过发动机输出来进行蓄电池充电的机会减少,另外蓄电池输出变大,因此有可能不能实现到目标充电电力量为止的充电。由此,在车辆M于控制对象区间行驶的期间,变得不能将蓄电池60的电力向第二马达18供给。其结果是,控制对象区间中的车辆行驶负荷的确保变得困难,能管效果降低。车辆M越是以比平均车速V0高的车速行驶,则能管效果的降低越变大。
在车辆M以比平均车速V0低的车速行驶的情况下,利用数学式1算出的车辆行驶负荷变小。在该情况下,通过发动机输出进行的蓄电池充电的机会增加,另外蓄电池输出变小,因此早期实现到目标充电电力量为止的充电。由此,在车辆M于控制对象区间行驶的期间,能够将蓄电池60的电力向第二马达18供给。其结果是,在控制对象区间通过来自蓄电池60的充电电力的辅助来确保车辆行驶负荷,因此能管效果的降低小。
充放电计划部55将位于控制对象区间的跟前的区间的车辆行驶负荷决定为比基准值高的值。基准值是基于平均车速V0而算出的车辆行驶负荷。充放电计划部55将平均车速V0修正为比平均车速V0高的车速V2,算出车辆行驶负荷。由此,车辆行驶负荷被决定为比基准值高的值。充放电计划部55基于被决定为比基准值高的值的车辆行驶计划,来计划充电。
图5的实线的线图是通过基于车速V2而制作出的(平均车速V0的修正后的)充电计划带来的能管效果。图5的实线的线图相当于将虚线的线图向高速侧移动而得到的线图。在车辆M以车速V2行驶的情况下,实施按充电计划那样的充电,因此能管效果成为最大。在车辆M以比车速V2低的速度行驶的情况下,早期实现到目标充电电力量为止的充电,因此能管效果的降低小。即使在车辆M以与平均车速V0不同的速度行驶的情况下,车辆M以接近平均车速V0的速度行驶的可能性也高。平均车速V0比车速V2低,因此能管效果的降低变小。
图6是表示充电计划及蓄电池的剩余容量变化的一例的图。图6的横轴是车辆M的位置。图6的上半部是平均车速V0的修正前的线图,上方是充电计划的输出的线图,下方是蓄电池剩余容量变化的线图。充放电计划部55在即将到达控制对象区间(放电区间)之前的多个区间,计划充电控制。在充电控制区间的跟前的区间,计划通常控制。车辆行驶负荷是发动机输出与蓄电池输出之和。向蓄电池充入的充电量能够考虑为负的蓄电池输出。在通常控制的区间中,车辆行驶负荷通过发动机输出或蓄电池输出来抵充。与蓄电池输出同等地计划蓄电池充电,从而将蓄电池剩余容量保持大致恒定。在充电控制的区间,即使在车辆行驶负荷低于发动机效率输出S的情况下,也计划使发动机输出达到发动机效率输出S。通过高于车辆行驶负荷的发动机输出,计划蓄电池充电。蓄电池充电的机会增多,蓄电池剩余容量增加。在平均车速V0的修正前,基于平均车速V0而制作有充电计划。在车辆M以平均车速V0行驶的情况下,在控制对象区间的起点,蓄电池剩余容量增加到目标剩余容量。与此相对,在车辆M以高于平均车速V0的车速行驶的情况下,车辆行驶负荷变得比放电计划大,因此蓄电池充电量变小。因此,在控制对象区间的起点,蓄电池剩余容量不会增加到目标剩余容量。
图6的下半部是平均车速V0向车速V2修正后的线图,上方是充电计划的输出的线图,下方是蓄电池剩余容量变化的线图。车速V2比平均车速V0大,因此与修正前的充电计划相比,修正后的充电计划的车辆行驶负荷大。与此相伴,与修正前的充电计划相比,修正后的充电计划的蓄电池充电量小。充放电计划部55计划从比修正前靠跟前的区间起开始充电控制。在平均车速V0向车速V2修正后,基于车速V2而制作有充电计划。在车辆M以车速V2行驶的情况下,在控制对象区间的起点,蓄电池剩余容量增加到目标剩余容量。在车辆M以接近平均车速V0(<V2)的车速行驶的情况下,与基于车速V2制作出的放电计划相比,蓄电池充电量变大。因此,在控制对象区间的跟前,蓄电池剩余容量增加到目标剩余容量。因此,能够在控制对象区间(放电区间)通过蓄电池输出来辅助行驶。
这样,在判定为控制对象区间是放电区间的情况下,将车辆行驶负荷预估得高,由此以将充电量预估得低的状态从更靠跟前的区间制定充电计划,因此成为具有的富余的充电计划。实际车速比平均车速V0快的车辆和比平均车速V0慢的车辆均能够在进入放电区间前提高蓄电池60的剩余容量,能够确保放电区间中的辅助电力。尤其是,即使在存在车速比平均车速高的倾向的驾驶员的情况下,也能够抑制由于驾驶特性给能管效果带来的不良影响。
如前述那样,道路信息取得部52取得控制对象区间的跟前的区间的平均车速V0。充放电计划部55修正平均车速V0来算出车辆行驶负荷。道路信息取得部52也可以代替取得平均车速V0而取得车辆行驶负荷。但是,车辆行驶负荷也受车辆规格等影响,因此仅能够利用与车辆M同样的车辆规格的车辆行驶负荷。与此相对,通过取得平均车速V0来算出车辆行驶负荷,能够利用多的车辆的统计信息。由此,即使是驾驶员初次在预定行驶路径上行驶的情况下,也能够得到精度高的车辆行驶负荷。充放电计划部55也可以代替根据修正后的平均车速V0来算出车辆行驶负荷而根据修正前的平均车速V0来算出车辆行驶负荷,并修正所算出的车辆行驶负荷。道路信息取得部52也可以取得控制对象区间的跟前的区间的限制速度(例如法定速度)。充放电计划部55也可以修正限制速度来算出车辆行驶负荷。
存在如下情况:在控制对象区间的跟前的区间行驶过的多个车辆的速度广范围分布。在车速分布大的情况下,有可能车辆M的车速从平均车速V0大幅偏离。如前述那样,道路信息取得部52取得预定行驶路径的道路信息。道路信息包括车速分布信息。充放电计划部55基于车速分布信息,来决定平均车速V0的修正量。控制对象区间的跟前的区间的车速分布越大,则充放电计划部55越增大平均车速V0的修正量。由此,即使在车辆M的车速大幅偏离平均车速V0的情况下,能管效果的降低也变小。因此,能够设定与各个行驶区间相适的修正量。
在控制对象区间的跟前的区间是高速道路的情况、车道数多的情况等下,车速分布成为广范围的可能性高。在车速分布大的情况下,有可能车辆M的车速大幅偏离平均车速V0。如前述那样,道路信息取得部52取得预定行驶路径的道路信息。道路信息包括道路属性信息。道路属性信息包括道路类别(高速道路或一般道路)的信息及车道数的信息。充放电计划部55基于道路属性信息,来决定平均车速V0的修正量。充放电计划部55在控制对象区间的跟前的区间是高速道路的情况下,与是一般道路的情况相比,增大平均车速V0的修正量。控制对象区间的跟前的区间的车道数越多,则充放电计划部55越增大平均车速V0的修正量。通过这样,即使在车辆M的车速大幅偏离平均车速V0的情况下,能管效果的降低也变小。因此,能够设定与各个行驶区间相适的修正量。
如前述那样,目标剩余容量算出部54算出目标剩余容量,该目标剩余容量是控制对象区间的起点处的蓄电池60的剩余容量。在蓄电池60的当前的剩余容量与目标剩余容量之差大的情况下,控制对象区间的跟前的区间中的目标放电电力量或目标充电电力量变大。在该情况下,当车辆M以大幅偏离平均车速V0的速度行驶时,有可能不能达到目标放电电力量或目标充电电力量。充放电计划部55根据蓄电池60的当前的剩余容量与目标剩余容量之差,来决定平均车速V0的修正量。蓄电池60的当前的剩余容量与目标剩余容量之差越大,则充放电计划部55越增大平均车速V0的修正量。由此,能够促进或抑制充放电,能够更可靠地执行充放电控制。因此,即使在车辆M的车速大幅偏离平均车速V0的情况下,能管效果的降低也变小。
在车辆M从当前的位置到达控制对象区间的起点为止的距离或时间短的情况下,当车辆M以大幅偏离平均车速V0的速度行驶时,有可能不能达到目标放电电力量或目标充电电力量。充放电计划部55基于车辆M到达控制对象区间的起点为止的距离或时间,来决定平均车速V0的修正量。车辆M到达控制对象区间的起点为止的距离或时间越短,则充放电计划部55越增大平均车速V0的修正量。由此,能够根据紧急度来调整充放电量,因此能够更适宜地进行充放电。因此,即使在车辆M的车速大幅偏离平均车速V0的情况下,能管效果的降低也变小。
(车辆的控制方法)
说明实施方式的车辆M的控制方法。图7是表示由控制装置50执行的处理的流程的一例的流程图。首先,道路信息取得部52在预定行驶路径上搜索控制对象区间(步骤S10)。接着,道路信息取得部52取得车辆M的预定行驶路径的各区间的事件信息。接着,控制对象区间提取部53取得通过发生事件区间的行驶而发生的再生电力量或放电电力量。接着,控制对象区间提取部53提取预定行驶路径上的预测蓄电池60的剩余容量变化规定值以上的控制对象区间(步骤S12)。接着,充放电计划部55判断控制对象区间中的放电电力量的推定值是否比0大(步骤S14)。在控制对象区间中的放电电力量的推定值比0大的情况下,充放电计划部55将位于控制对象区间的跟前的区间的平均车速V0修正为比V0大的车速V2(步骤S16)。在控制对象区间中的放电电力量的推定值为0以下的情况下,充放电计划部55将位于控制对象区间的跟前的区间的平均车速V0修正为比V0小的车速V1(步骤S18)。接着,充放电计划部55基于车速V1或V2来算出从车辆M到控制对象区间为止的道路上的车辆行驶负荷(步骤S20)。接着,充放电计划部55基于车辆行驶负荷,来制作到控制对象区间为止的充放电计划(步骤S22)。
图8是表示车辆的行驶形态的一例的图。道路信息取得部52取得下降坡道(下坡)的信息来作为预定行驶路径的区间A的道路信息。控制对象区间提取部53在区间A的再生电力量的推定值为阈值以上的情况下,提取区间A来作为控制对象区间。充放电计划部55将位于控制对象区间A的跟前的区间的平均车速V0修正为比V0小的车速V1。充放电计划部55基于车速V1算出车辆行驶负荷,并制作到控制对象区间A为止的放电计划。这样,控制装置50预读区间A的下降坡道而制作放电计划。
道路信息取得部52取得由于暂时停止等而产生减速的信息来自作为预定行驶路径的区间B的道路信息。控制对象区间提取部53在区间B的再生电力量的推定值为阈值以上的情况下,提取区间B来作为控制对象区间。充放电计划部55将位于控制对象区间B的跟前的区间的平均车速V0修正为比V0小的车速V1。充放电计划部55基于车速V1算出车辆行驶负荷,并制作到控制对象区间B为止的放电计划。这样,控制装置50预读区间B的减速而制作放电计划。
道路信息取得部52取得目的地(住宅地等清闲的场所)的信息来作为预定行驶路径的区间C的道路信息。控制对象区间提取部53在区间C的放电电力量的推定值为阈值以上的情况下,提取区间C来作为控制对象区间。充放电计划部55将位于控制对象区间C的跟前的区间的平均车速V0修正为比V0大的车速V2。充放电计划部55基于车速V2算出车辆行驶负荷,并制作到控制对象区间C为止的充电计划。这样,控制装置50制作用于以EV行驶模式在区间C的目的地的附近行驶的充电计划。
根据以上说明的车辆M的控制装置50,车辆M具备:发动机10;蓄电池60;以及第二马达18,其连接于驱动轮25,且通过来自蓄电池60的电力供给而能够驱动,并能够将在进行再生动作时产生的再生电力向蓄电池60供给,所述车辆M的控制装置50具备:道路信息取得部52,其取得与车辆M的预定行驶路径相关的道路信息;控制对象区间提取部53,其提取预定行驶路径上的预测蓄电池60的剩余容量会变化规定值以上的控制对象区间;以及充放电计划部55,其基于从车辆M到控制对象区间为止的道路上的车辆行驶负荷来计划蓄电池60的充放电,充放电计划部55根据控制对象区间的属性,来决定位于控制对象区间的跟前的区间的车辆行驶负荷,因此能够根据在控制对象区间产生的事件,来决定位于控制对象区间的跟前的区间的车辆行驶负荷,并调整蓄电装置的充放电量,能够抑制由驾驶特性带来的影响。
上述说明的实施方式能够如以下这样表现。
一种车辆的控制装置,其构成为具备:
存储有程序的存储装置;以及
硬件处理器,
通过所述硬件处理器执行存储于所述存储装置的程序来进行如下处理:
取得与所述车辆的预定行驶路径相关的道路信息;
提取所述预定行驶路径上的预测蓄电装置的剩余容量会变化规定值以上的控制对象区间;
基于从所述车辆到所述控制对象区间为止的道路上的车辆行驶负荷来计划所述蓄电装置的充放电;
在计划所述蓄电装置的充放电时,根据所述控制对象区间的属性,来决定位于所述控制对象区间的跟前的区间的所述车辆行驶负荷。
以上使用实施方式说明了本发明的具体实施方式,但本发明丝毫不被这样的实施方式限定,在不脱离本发明的主旨的范围内能够施加各种变形及替换。
Claims (10)
1.一种车辆的控制装置,其中,
所述车辆的控制装置具备:
动力源;
蓄电装置;
电动机,其连接于驱动轮,且通过来自所述蓄电装置的电力供给而能够驱动,并能够将在进行再生动作时产生的再生电力向所述蓄电装置供给;
道路信息取得部,其取得与所述车辆的预定行驶路径相关的道路信息;
控制对象区间提取部,其提取所述预定行驶路径上的预测所述蓄电装置的剩余容量会变化规定值以上的控制对象区间;以及
充放电计划部,其基于从所述车辆到所述控制对象区间为止的道路上的车辆行驶负荷来计划所述蓄电装置的充放电,
所述充放电计划部根据所述控制对象区间的属性,来决定位于所述控制对象区间的跟前的区间的所述车辆行驶负荷。
2.根据权利要求1所述的车辆的控制装置,其中,
所述充放电计划部在所述控制对象区间中的再生电力量的推定值为阈值以上的情况下,将位于所述控制对象区间的跟前的区间的所述车辆行驶负荷决定为比基准值低的值。
3.根据权利要求1或2所述的车辆的控制装置,其中,
所述充放电计划部在所述控制对象区间中的放电电力量的推定值为阈值以上的情况下,将位于所述控制对象区间的跟前的区间的所述车辆行驶负荷决定为比基准值高的值。
4.根据权利要求1或2所述的车辆的控制装置,其中,
所述充放电计划部基于所述道路信息取得部取得的所述道路信息所包含的车速信息,能够算出所述车辆行驶负荷,
所述充放电计划部通过修正所述车速,来决定所述车辆行驶负荷。
5.根据权利要求4所述的车辆的控制装置,其中,
所述道路信息取得部能够取得所述道路信息所包含的车速分布信息,
所述充放电计划部基于所述车速分布信息,来决定所述车速的修正量。
6.根据权利要求4所述的车辆的控制装置,其中,
所述道路信息取得部能够取得道路属性信息,
所述充放电计划部基于所述道路属性信息,来决定所述车速的修正量。
7.根据权利要求4所述的车辆的控制装置,其中,
所述车辆的控制装置具备算出目标剩余容量的目标剩余容量算出部,所述目标剩余容量是所述控制对象区间的起点处的所述蓄电装置的剩余容量,
所述充放电计划部根据所述蓄电装置的剩余容量与所述目标剩余容量之差,来决定所述车速的修正量。
8.根据权利要求4所述的车辆的控制装置,其中,
所述充放电计划部基于所述车辆到达所述控制对象区间的起点为止的距离或时间,来决定所述车速的修正量。
9.一种车辆的控制方法,其中,
所述车辆的控制方法使搭载于车辆的计算机进行如下处理:
取得与所述车辆的预定行驶路径相关的道路信息;
提取所述预定行驶路径上的预测蓄电装置的剩余容量会变化规定值以上的控制对象区间;
基于从所述车辆到所述控制对象区间为止的道路上的车辆行驶负荷来计划所述蓄电装置的充放电;
在计划所述蓄电装置的充放电时,根据所述控制对象区间的属性,来决定位于所述控制对象区间的跟前的区间的所述车辆行驶负荷。
10.一种存储介质,其是存储有程序的能够由计算机读入的存储介质,其中,
所述程序使搭载于车辆的计算机进行如下处理:
取得与所述车辆的预定行驶路径相关的道路信息;
提取所述预定行驶路径上的预测蓄电装置的剩余容量会变化规定值以上的控制对象区间;
基于从所述车辆到所述控制对象区间为止的道路上的车辆行驶负荷来计划所述蓄电装置的充放电;
在计划所述蓄电装置的充放电时,根据所述控制对象区间的属性,来决定位于所述控制对象区间的跟前的区间的所述车辆行驶负荷。
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