DE102021125957A1

DE102021125957A1 - Antriebssteuervorrichtung, verfahren und nicht-transitorisches speichermedium

Info

Publication number: DE102021125957A1
Application number: DE102021125957.6A
Authority: DE
Inventors: Takaaki Tokura; Katsumi Kono; Takeshi Yasuda
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-10-23
Filing date: 2021-10-06
Publication date: 2022-04-28
Also published as: US11820354B2; CN114506310B; US20220126810A1; US20240042987A1; CN114506310A; JP7409287B2; JP2022069235A

Abstract

Eine an einem Fahrzeug montierte Antriebssteuervorrichtung weist einen Prozessor (10) auf. Der Prozessor (10) ist so konfiguriert, dass er ein Geschwindigkeitsprofil erstellt. Der Prozessor (10) ist konfiguriert, das Geschwindigkeitsprofil durch ein vorbestimmtes Annäherungsmodell zu approximieren und einen vorhergesagten regenerativen Energiebetrag basierend auf einem Annäherungsergebnis zu schätzen. Der Prozessor (10) ist konfiguriert, basierend auf dem vorhergesagten regenerativen Energiebetrag einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich aus dem Annäherungsergebnis als einen Bereich einzustellen, in dem das Fahrzeug unter Verwendung eines Elektromotors fährt, wobei der erste Bereich ein Bereich von einem Zeitpunkt des Startens des Fahrzeugs bis zum Ablauf einer ersten Zeit ab dem Zeitpunkt des Startens des Fahrzeugs ist und der zweite Bereich ein Bereich von einem Zeitpunkt der Verzögerung des Fahrzeugs bis zum Ablauf einer zweiten Zeit ab dem Zeitpunkt der Verzögerung des Fahrzeugs ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Antriebssteuervorrichtungen, die an Fahrzeugen montiert werden, Verfahren und nicht-transitorische Speichermedien.
2. Beschreibung des Standes der Technik
In einem Hybridfahrzeug, das einen Elektromotor und einen Verbrennungsmotor aufweist, kann die Kraftstoffeffizienz durch eine Antriebssteuerung verbessert werden, bei der der Elektromotor und der Verbrennungsmotor effizient und situationsgerecht eingesetzt werden.
JP 4 702 086 B2 offenbart eine Fahrzeugfahrer-Assistenzvorrichtung, die basierend auf der Position eines Fahrzeugs und Karteninformationen von Punkten, an denen das Fahrzeug angehalten werden muss, oder Punkten, an denen das Fahrzeug abgebremst werden muss, wie z.B. Bahnübergänge und Kurven, einem Benutzer einen Bremsstartpunkt zur Verfügung stellt, an dem eine regenerative Bremsbetätigung gestartet werden muss. In dieser Fahrzeugfahrer-Assistenzvorrichtung kann die Menge / der Betrag der regenerativen Energierückgewinnung erhöht werden, indem der Benutzer ermutigt wird, das regenerative Bremsen mit einer solchen Verzögerung zu aktivieren, die eine effiziente Rückgewinnung der regenerativen Energie ermöglicht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Bei der Technik nach JP 4 702 086 B2 ist es möglich, einen Punkt vorherzusagen, an dem eine Rückgewinnung der regenerativen Energie erwartet werden kann, aber es ist nicht möglich, den Betrag der regenerativen Energierückgewinnung quantitativ vorherzusagen. Wenn der Betrag der regenerativen Energierückgewinnung frühzeitig quantitativ vorhergesagt werden kann, kann die zurückgewonnene regenerative Energie für eine geeignete Antriebssteuerung genutzt werden.
Die vorliegende Offenbarung stellt eine Antriebssteuervorrichtung bereit, die den Betrag der regenerativen Energierückgewinnung quantitativ vorhersagt, um die zurückgewonnene regenerative Energie für die Antriebssteuerung zu verwenden.
Eine Antriebssteuervorrichtung gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist an einem Fahrzeug montiert, das einen Elektromotor und einen Verbrennungsmotor als Energiequellen aufweist. Die Antriebssteuervorrichtung weist einen Prozessor auf. Der Prozessor ist so konfiguriert, dass er ein Geschwindigkeitsprofil erstellt / erzeugt, das eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu jedem Zeitpunkt vorhersagt. Der Prozessor ist konfiguriert, das Geschwindigkeitsprofil durch ein vorbestimmtes Annäherungsmodell zu approximieren / anzunähern und einen prognostizierten / vorhergesagten regenerativen Energiebetrag basierend auf einem Annäherungsergebnis abzuschätzen, wobei die regenerative Energie eine Energie ist, die durch regeneratives Bremsen des Elektromotors rückgewinnbar ist. Der Prozessor ist konfiguriert, basierend auf dem vorhergesagten regenerativen Energiebetrag einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich aus dem Annäherungsergebnis als einen Bereich einzustellen / festzulegen, in dem das Fahrzeug unter Verwendung des Elektromotors fährt, wobei der erste Bereich ein Bereich von einem Zeitpunkt des Startens des Fahrzeugs bis zum Verstreichen einer ersten Zeit ab dem Zeitpunkt des Startens des Fahrzeugs ist, und der zweite Bereich ein Bereich von einem Zeitpunkt einer Verzögerung des Fahrzeugs bis zum Verstreichen einer zweiten Zeit ab dem Zeitpunkt der Verzögerung des Fahrzeugs ist.
Gemäß der Antriebssteuervorrichtung nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann, da das Geschwindigkeitsprofil, das die Geschwindigkeit des Fahrzeugs vorhersagt, erstellt wird, der Betrag an regenerativer Energierückgewinnung basierend auf dem Geschwindigkeitsprofil quantitativ vorhergesagt werden und der vorhergesagte Betrag an regenerativer Energierückgewinnung kann für die Antriebssteuerung verwendet werden.
Bei der Antriebssteuervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Prozessor so konfiguriert sein, dass er die erste Zeit und die zweite Zeit bestimmt, um eine Kraftstoffmenge, die voraussichtlich verbraucht wird, zu minimieren, wenn das Fahrzeug unter Verwendung des Verbrennungsmotors in einem Bereich, der sich von dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich unterscheidet, gefahren wird. Bei der Antriebssteuervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Prozessor so konfiguriert sein, dass er nur den ersten Bereich als den Bereich einstellt / festlegt, in dem das Fahrzeug unter Verwendung des Elektromotors fährt, wenn eine Kraftstoffmenge, die voraussichtlich verbraucht wird, wenn das Fahrzeug unter Verwendung des Verbrennungsmotors in einem Bereich, der sich von dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich unterscheidet, gefahren wird, größer als eine Kraftstoffmenge ist, die voraussichtlich verbraucht wird, wenn das Fahrzeug unter Verwendung des Verbrennungsmotors in einem Bereich, der sich von dem ersten Bereich unterscheidet, gefahren wird, und kann so konfiguriert sein, dass der erste Bereich und der zweite Bereich als der Bereich festgelegt sind, in dem das Fahrzeug unter Verwendung des Elektromotors fährt, wenn die Kraftstoffmenge, die voraussichtlich verbraucht wird, wenn das Fahrzeug unter Verwendung des Verbrennungsmotors in dem Bereich, der sich von dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich unterscheidet, gefahren wird, kleiner ist als die Kraftstoffmenge, die voraussichtlich verbraucht wird, wenn das Fahrzeug unter Verwendung des Verbrennungsmotors in dem Bereich, der sich von dem ersten Bereich unterscheidet, gefahren wird. Bei der Antriebssteuervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Prozessor so konfiguriert sein, dass er die erste Zeit und die zweite Zeit auf der Grundlage des vorhergesagten regenerativen Energiebetrags abzüglich des Energieverlusts im Elektromotor bestimmt.
Bei der Antriebssteuervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Prozessor ausgebildet sein, die erste Zeit und die zweite Zeit derart zu bestimmen, dass ein Maximalwert der Leistung, die von dem Elektromotor in dem ersten Bereich erzeugt wird, und ein Maximalwert der Leistung, die von dem Elektromotor in dem zweiten Bereich erzeugt wird, gleich werden. Bei der Antriebssteuervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Prozessor dazu ausgebildet sein, die erste Zeit und die zweite Zeit derart zu bestimmen, dass derjenige aus dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich bevorzugt wird, der einen geringeren Energieverlust im Elektromotor aufweist. In der Antriebssteuervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Prozessor so konfiguriert sein, dass er das Geschwindigkeitsprofil auf der Grundlage einer Fahrhistorie / Fahrdaten eines Benutzers und/oder einer Fahrhistorie / Fahrdaten einer anderen Person als dem Benutzer erstellt.
In der Antriebssteuervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das vorbestimmte Annäherungsmodell ein Modell sein, das eine Änderung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs mit der Zeit annähert, wie sie durch das Geschwindigkeitsprofil dargestellt ist, indem es eine Summe von Gaußfunktionen mit unterschiedlichen Peakpositionen / Spitzenpositionen verwendet. In der Antriebssteuervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Prozessor so konfiguriert sein, dass er die Parameter der Gaußfunktionen unter Verwendung von mindestens zwei der folgenden Werte berechnet: die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, eine zurückgelegte Strecke und die erforderliche Fahrzeit. In der Antriebssteuervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Prozessor konfiguriert sein, Leistung basierend auf dem Annäherungsergebnis herzuleiten, eine oder mehrere Zeitspannen, während derer die Leistung negativ ist, als eine Zeitspanne einzustellen / festzulegen, während der die regenerative Energie rückgewinnbar ist, und einen Zeitintegralwert der Leistung in der Zeitspanne als Schätzwert des vorhergesagten regenerativen Energiebetrags in der Zeitspanne berechnen, wobei die Leistung durch eine Summe aus einer Leistung, die zu einer Änderung der kinetischen Energie des Fahrzeugs beiträgt, und einer Leistung, die durch den Fahrwiderstand abgeführt wird / verloren geht, dargestellt wird.
In der Antriebssteuervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Prozessor konfiguriert sein, den vorhergesagten regenerativen Energiebetrag basierend auf einem oder mehreren variablen Faktoren zu schätzen. In der Antriebssteuervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der variable Faktor mindestens einer der folgenden Faktoren sein: Art der Fahrbahnoberfläche / Straßenoberfläche, Neigung der Fahrbahnoberfläche, Ladegewicht des Fahrzeugs und Wetter. In der Antriebssteuervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Prozessor so konfiguriert sein, dass er die Leistung basierend auf dem variablen Faktor korrigiert. In der Antriebssteuervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Prozessor so konfiguriert sein, dass er den Zeitintegralwert auf der Grundlage des variablen Faktors korrigiert. In der Antriebssteuervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Prozessor konfiguriert sein, an bestimmen, dass das Fahrzeug unter Verwendung des Elektromotors fährt, wenn eine Bedingung erfüllt ist, wobei die Bedingung eine Bedingung einschließt, dass eine Summe der aktuell im Fahrzeug gespeicherten Energie für den Elektromotor und der vorhergesagte regenerative Energiebetrag in der nachfolgenden Zeitspanne gleich oder größer als ein Schwellenwert ist.
Ein Antriebssteuerverfahren gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird von einer Antriebssteuervorrichtung durchgeführt, die an einem Fahrzeug montiert ist, das einen Elektromotor und einen Verbrennungsmotor als Energiequellen aufweist. Das Antriebssteuerverfahren weist folgende Schritte auf: Erzeugen eines Geschwindigkeitsprofils, das eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu jedem Zeitpunkt vorhersagt; Annähern des Geschwindigkeitsprofils durch ein vorbestimmtes Annäherungsmodell und Schätzen eines vorhergesagten regenerativen Energiebetrags basierend auf einem Annäherungsergebnis, wobei die regenerative Energie eine Energie ist, die durch regeneratives Bremsen des Elektromotors rückgewinnbar ist; und Einstellen / Festlegen, basierend auf dem vorhergesagten regenerativen Energiebetrag, eines ersten Bereichs und eines zweiten Bereichs aus dem Annäherungsergebnis als einen Bereich, in dem das Fahrzeug unter Verwendung des Elektromotors fährt, wobei der erste Bereich ein Bereich von einem Zeitpunkt des Startens des Fahrzeugs bis zum Ablauf einer ersten Zeit ab dem Zeitpunkt des Startens des Fahrzeugs ist und der zweite Bereich ein Bereich von einem Zeitpunkt einer Verzögerung des Fahrzeugs bis zum Ablauf einer zweiten Zeit ab dem Zeitpunkt der Verzögerung des Fahrzeugs ist.
Ein nicht-transitorisches Speichermedium gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Offenbarung speichert Befehle, die von einem Prozessor einer Antriebssteuervorrichtung, die an einem Fahrzeug montiert ist, das einen Elektromotor und einen Verbrennungsmotor als Energiequellen aufweist, ausführbar sind und die den Prozessor veranlassen, Funktionen auszuführen, einschließlich: Erzeugen eines Geschwindigkeitsprofils, das eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu jeder Zeit vorhersagt; Annähern des Geschwindigkeitsprofils durch ein vorbestimmtes Annäherungsmodell und Schätzen eines vorhergesagten regenerativen Energiebetrags basierend auf einem Annäherungsergebnis, wobei die regenerative Energie eine Energie ist, die durch regeneratives Bremsen des Elektromotors rückgewinnbar ist; und Einstellen / Festlegen, basierend auf dem vorhergesagten regenerativen Energiebetrag, eines ersten Bereichs und eines zweiten Bereichs aus dem Annäherungsergebnis als einen Bereich, in dem das Fahrzeug unter Verwendung des Elektromotors fährt, wobei der erste Bereich ein Bereich von einem Zeitpunkt des Startens des Fahrzeugs bis zum Ablauf einer ersten Zeit ab dem Zeitpunkt des Startens des Fahrzeugs ist und der zweite Bereich ein Bereich von einem Zeitpunkt einer Verzögerung des Fahrzeugs bis zum Ablauf einer zweiten Zeit ab dem Zeitpunkt der Verzögerung des Fahrzeugs ist.
Figurenliste
Merkmale, Vorteile und technische und industrielle Bedeutung von beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und wobei:

1 Funktionsblöcke einer Antriebssteuervorrichtung und ihrer Umgebungskomponenten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
2 ein Flussdiagramm eines ersten Antriebssteuerprozesses gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
3 ein Beispiel eines Geschwindigkeitsprofils gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
4 ein Diagramm einer Gaußfunktion ist;
5 ein Diagramm eines Teils des Beispiels des Geschwindigkeitsprofils gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und des Teils des Beispiels des Geschwindigkeitsprofils ist, das durch eine Gaußfunktion angenähert ist;
6 ein Diagramm des Beispiels des Geschwindigkeitsprofils gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und des Beispiels des Geschwindigkeitsprofils ist, das durch Gauß-Funktionen approximiert wird;
7 ein Diagramm eines Beispiels des Betrags der erforderlichen Leistung, die sich mit einer Änderung der kinetischen Energie ändert, und eines Beispiels des Betrags der erforderlichen Leistung ist, die durch den Fahrwiderstand gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung abgeführt wird;
8 ein Diagramm eines Beispiels der erforderlichen Leistung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
9 ein Diagramm eines Beispiels eines Integralwerts der erforderlichen Leistung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
10 einen Startbereich und einen quasistationären Fahrbereich in dem Diagramm des Beispiels der erforderlichen Leistung zeigt;
11 ein Diagramm des Beispiels für die erforderliche Leistung ist, das den Verlust in einem Elektromotor veranschaulicht;
12 ein Flussdiagramm eines zweiten Antriebssteuerprozesses gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist; und
13 ein Beispiel für ein zweidimensionales Kennfeld zeigt, das verwendet wird, um zu bestimmen, ob eine Bedingung für die Aufteilung eines Bereichs erfüllt ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Eine Antriebssteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform führt eine geeignete Antriebssteuerung für eine verbesserte Kraftstoffeffizienz durch, indem sie den Betrag der regenerativen Energierückgewinnung frühzeitig quantitativ vorhersagt, indem sie ein Geschwindigkeitsprofil verwendet, das die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs vorhersagt.
Konfiguration
1 zeigt Funktionsblöcke einer Antriebssteuervorrichtung 10 und ihrer Umgebungskomponenten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die Antriebssteuervorrichtung 10 ist an einem Fahrzeug montiert. Das Fahrzeug weist neben der Antriebssteuervorrichtung 10 eine elektronische Steuereinheit für einen Verbrennungsmotor (Verbrennungsmotor-ECU) 20, einen Verbrennungsmotor 21, ein Getriebe 22, eine Elektromotor-ECU 30, einen Elektromotor 31, eine Batterie-ECU 40, eine Batterie 41, eine Manager-ECU 50, eine Fahrerassistenz-ECU 60, eine Autonomes-Fahren-ECU 65, eine Speichereinheit 70, eine Kommunikationseinheit 80, eine Antriebssteuerungs-ECU 90, eine elektrische Servolenkungs-(EPS)-ECU 100, ein EPS-System 101, eine Brems-ECU 110 und eine Bremsvorrichtung 111 auf.
Zusätzlich zu den oben genannten Konfigurationen kann das Fahrzeug weiterhin verschiedene Vorrichtungen, wie bspw. verschiedene Sensoren, wie z.B. Gaspedalsensor, Bremspedalsensor, Kamera und Hindernissensor, Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, Gierratensensor, Global Positioning System-(GPS)-Sensor und ein Navigationssystem aufweisen, obwohl diese Vorrichtungen in den Figuren nicht dargestellt sind.
Der Verbrennungsmotor 21 und der Elektromotor 31 sind Aktoren, die als eine Energiequelle für den Antrieb des Fahrzeugs dienen. Der Elektromotor 31 ist auch ein Generator, der durch regeneratives Bremsen elektrische Energie erzeugt, und ist eine Bremsvorrichtung, die durch regeneratives Bremsen eine Bremskraft erzeugt.
Die Verbrennungsmotor-ECU 20 ist eine elektronische Steuereinheit (ECU), die den Verbrennungsmotor 21 und das Getriebe 22 zur Erzeugung von Antriebsmoment und zur Erzeugung von Bremsmoment durch Motorbremsung steuert. Das Getriebe 22 ändert die Drehzahl zwischen Eingang und Ausgang.
Die Elektromotor-ECU 30 ist eine ECU, die den Elektromotor 31 steuert, um ein Antriebsmoment und um ein Bremsmoment durch regeneratives Bremsen zu erzeugen.
Die Batterie 41 versorgt den Elektromotor 31 und andere Vorrichtungen durch elektrische Entladung mit elektrischer Energie und wird mit elektrischer Energie (zurückgewonnene Energie) geladen, die durch regeneratives Bremsen des Elektromotors 31 erhalten wird. Die Batterie-ECU 40 ist eine ECU, die das Laden und Entladen der Batterie 41 steuert.
Die Antriebssteuerungs-ECU 90 ist eine ECU, die die Verbrennungsmotor-ECU 20 und die Elektromotor-ECU 30 je nach dem später beschriebenen Fahrmodus steuert.
Das EPS-System 101 ist ein Aktuator, der die Lenkung durchführt, um den Lenkwinkel / Einschlagwinkel der Räder und damit die Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu ändern. Die EPS-ECU 100 ist eine ECU, die das EPS-System 101 steuert.
Die Bremsvorrichtung 111 (Fußbremsvorrichtung) ist ein Aktuator, der eine Bremskraft durch eine gegen Elemente, die sich mit den Rädern drehen, aufgebrachte Reibungskraft erzeugt. Die Brems-ECU 110 ist eine ECU, die die Bremsvorrichtung 111 steuert.
Die Fahrerassistenz-ECU 60 ist eine ECU, die Fahrerassistenzfunktionen wie Kollisionsvermeidung, Verfolgung eines vorausfahrenden Fahrzeugs und Spurhaltung ausführt. Die Fahrerassistenz-ECU 60 gibt Anweisungen / Befehle aus, um die Bewegung des Fahrzeugs, wie z. B. Beschleunigung, Verzögerung und Lenkwinkel, basierend auf den von den verschiedenen Sensoren usw. erfassten Informationen zu steuern. Die Funktionen der Fahrerassistenz-ECU 60 und die Anzahl der Fahrerassistenz-ECUs 60 sind nicht begrenzt.
Die Autonomes-Fahren-ECU 65 ist eine ECU, die autonome Fahrfunktionen durchführt. Die Autonomes-Fahren-ECU 65 gibt Anweisungen zur Steuerung der Bewegung des Fahrzeugs aus, wie z. B. Beschleunigung, Verzögerung und Lenkwinkel, um die autonomen Fahrfunktionen auf der Grundlage der von den verschiedenen Sensoren usw. erfassten Informationen durchzuführen.
Die Manager-ECU 50 sendet Anweisungen an die Antriebssteuerungs-ECU 90, die EPS-ECU 100, die Brems-ECU 110, etc. (im Folgenden kollektiv als die Aktuator-ECUs bezeichnet), basierend auf den Anweisungen der Fahrerassistenz-ECU 60, der Autonomes-Fahren-ECU 65, etc. Zum Beispiel sendet die Manager-ECU 50 eine Beschleunigungsanweisung an die Antriebssteuerungs-ECU 90, eine Lenkanweisung an die EPS-ECU 100 und eine Verzögerungsanweisung an die Antriebssteuerungs-ECU 90 und an die Brems-ECU 110.
Wenn die Manager-ECU 50 Anweisungen von mehreren Fahrerassistenz-ECUs 60 usw. empfängt, führt die Manager-ECU 50 einen Arbitrierungsprozess basierend auf einer vorbestimmten Regel durch und sendet Anweisungen an die Aktuator-ECUs basierend auf dem Arbitrierungsergebnis. Der Arbitrierungsprozess ist ein Prozess der Bestimmung, nach welcher Anweisung das Fahrzeug gesteuert werden soll. Die Manager-ECU 50 kann Details von Betätigungen eines Lenkrads, eines Bremspedals, eines Gaspedals usw. erfassen, die vom Benutzer ausgeführt werden, und kann den Arbitrierungsprozess für die erfassten Details der Betätigungen durchführen. Alternativ können die Aktuator-ECUs die Einzelheiten der vom Benutzer durchgeführten Betätigungen des Lenkrads, des Bremspedals, des Gaspedals, usw. erfassen und individuell zwischen der vom Benutzer durchgeführten manuellen Fahrbetätigung und der Anweisung der Manager-ECU 50 entscheiden.
Die Speichereinheit 70 speichert eine oder mehrere Fahrhistorien des Benutzers. Die Fahrhistorie ist eine Information, die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu jedem Zeitpunkt während einer Fahrzeitspanne aufweist, wenn der Benutzer das Fahrzeug in der Vergangenheit gefahren ist. Beispielsweise erzeugt die Speichereinheit 70 eine Fahrhistorie, indem sie die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die von dem am Fahrzeug angebrachten Fahrzeuggeschwindigkeitssensor usw. erfasst wird, während sich das Fahrzeug im Leistung-An-Zustand befindet, periodisch / regelmäßig speichert. Die Speichereinheit 70 kann z.B. als Teil eines Kfz-Navigationssystems vorgesehen sein.
Die Kommunikationseinheit 80 kann drahtlos mit einem Server außerhalb des Fahrzeugs, mit anderen Fahrzeugen usw. kommunizieren und kann andere Fahrhistorien als die des Benutzers empfangen, die auf der Grundlage der Fahrergebnisse anderer Fahrzeuge gewonnen wurden.
Die Antriebssteuervorrichtung 10 ist eine ECU mit einer Erzeugungseinheit 11, einer Schätzeinheit 12 und einer Bestimmungseinheit 13. Die Erzeugungseinheit 11 erstellt ein Geschwindigkeitsprofil auf der Grundlage der Fahrhistorie. Die Schätzeinheit 12 schätzt einen vorhergesagten regenerativen Energiebetrag auf der Grundlage des von der Erzeugungseinheit 11 erstellten Geschwindigkeitsprofils. Die regenerative Energie ist eine Energie, die durch regeneratives Bremsen zurückgewonnen werden kann. Die Bestimmungseinheit 13 bestimmt auf der Grundlage des von der Schätzeinheit 12 geschätzten vorhergesagten regenerativen Energiebetrags, welcher der beiden Motoren aus dem Elektromotor 31 und dem Verbrennungsmotor 21 für die Fahrt verwendet werden soll. Wenn der Elektromotor 31 zum Fahren eingesetzt werden soll, bestimmt die Bestimmungseinheit 13 einen Bereich, in dem der Elektromotor 31 eingesetzt werden soll.
Jede der oben genannten ECUs ist typischerweise ein Computer mit einem Speicher und einem Prozessor. Der Prozessor jeder ECU führt beispielsweise Funktionen aus, indem er ein in einem nicht-transitorischen Speicher gespeichertes Programm liest und ausführt. Diese ECUs sind durch eine Kommunikationsleitung miteinander verbunden und können kooperativ arbeiten, indem sie bei Bedarf miteinander kommunizieren.
Die Konfiguration der am Fahrzeug montierten Vorrichtungen und die Konfiguration der Antriebssteuervorrichtung 10, die oben beschrieben sind, sind illustrativ und Ergänzungen, Austausch, Änderungen oder Auslassungen können nach Bedarf vorgenommen werden. Die Funktionen der einzelnen Vorrichtungen können durch Integration der Funktionen in eine Vorrichtung oder durch Verteilung der Funktionen zwischen oder unter der Vielzahl an Vorrichtungen realisiert werden.
Beispielsweise kann die Antriebssteuervorrichtung 10 als unabhängige ECU vorgesehen sein. Die Antriebssteuervorrichtung 10 kann jedoch auch als Teil der Manager-ECU 50, als Teil der Antriebssteuerungs-ECU 90 usw. vorgesehen sein, oder die Funktionen der Antriebssteuervorrichtung 10 können zwischen oder unter der Manager-ECU 50, der Antriebssteuerungs-ECU 90 usw. aufgeteilt werden.
Beispielsweise können die Antriebssteuervorrichtung 10, die Fahrerassistenz-ECU 60, die Autonomes-Fahren-ECU 65, die Manager-ECU 50, die Antriebssteuerungs-ECU 90 usw. als eine einzige ECU vorgesehen sein. Die Autonomes-Fahren-ECU 65 kann zum Beispiel auch nicht vorgesehen sein.
Prozess
Einige Beispiele für den Prozess, der von der Antriebssteuervorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt wird, werden im Detail beschrieben.
Erster Antriebssteuerprozess
2 ist ein Flussdiagramm eines ersten Antriebssteuerprozesses. Der erste Antriebssteuerprozess ist ein Beispiel für den Antriebssteuerprozess, der von der Antriebssteuervorrichtung 10 durchgeführt wird. Der erste Antriebssteuerprozess wird beispielsweise gestartet, wenn der Benutzer das Fahrzeug in den Leistung-An-Zustand schaltet und eine Fahrt beginnt, und wird durchgeführt, bis der Benutzer das Fahrzeug in den Leistung-Aus-Zustand schaltet und die Fahrt beendet.
Schritt S101
Die Erzeugungseinheit 11 erstellt ein Geschwindigkeitsprofil. Das Geschwindigkeitsprofil ist eine Information, die eine vorhergesagte Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu jedem Zeitpunkt während der aktuellen Fahrt darstellt.
3 zeigt ein Beispiel für das Geschwindigkeitsprofil. Als Beispiel zeigt 3 ein Geschwindigkeitsprofil, das auf einem Geschwindigkeitsänderungsmuster basiert, das in dem in Japan definierten Kraftstoffverbrauchstest (JC08-Modus) verwendet wird, wobei die Abszisse die seit Beginn der Fahrt verstrichene Zeit und die Ordinate die Geschwindigkeit des Fahrzeugs darstellt. Die Kurve des Geschwindigkeitsprofils weist im Allgemeinen eine Vielzahl von Spitzen auf, die anzeigen, dass Beschleunigung und Verzögerung während einer Fahrt wiederholt werden.
Die Erzeugungseinheit 11 kann ein Geschwindigkeitsprofil z. B. auf der Grundlage der in der Speichereinheit 70 gespeicherten Fahrhistorien erstellen. In einem einfachen Beispiel, in dem Fall, in dem das Fahrmuster des Benutzers nur ein Muster des Fahrens entlang der gleichen Strecke zur gleichen Tageszeit an Wochentagen für das Pendeln ist, wird davon ausgegangen, dass das Muster der Änderung der Geschwindigkeit mit der Zeit, das in jeder Fahrhistorie enthalten ist, im Wesentlichen das gleiche ist. In einem solchen Fall kann die Erzeugungseinheit 11 ein Geschwindigkeitsprofil auf der Grundlage jeder beliebigen vergangenen Fahrhistorien erstellen.
Die Speichereinheit 70 kann die Fahrhistorien klassifizieren und speichern, indem sie Attribute, wie bspw. den Wochentag und die Tageszeit, den Fahrhistorien zuordnet / mit diesen verknüpft, und die Erzeugungseinheit 11 kann ein Geschwindigkeitsprofil auf der Grundlage der Fahrhistorie erstellen, die mit der größten Anzahl von Attributen der aktuellen Fahrt übereinstimmt, wie bspw. dem Wochentag und der Tageszeit. Dementsprechend kann auch bei mehr als einem Fahrmuster des Benutzers das Fahrmuster mit einer bestimmten Genauigkeit identifiziert und das Geschwindigkeitsprofil genau erstellt werden, solange die Fahrmuster für jedes Attribut gemeinsame Eigenschaften aufweisen.
Die Speichereinheit 70 kann eine Fahrstrecke von dem am Fahrzeug angebrachten Navigationssystem usw. erfassen und eine Fahrhistorie mit der erfassten Fahrstrecke speichern und die Erzeugungseinheit 11 kann ein Geschwindigkeitsprofil auf der Grundlage der Fahrhistorie erstellen, die einen hohen Grad an Ähnlichkeit mit der Fahrstrecke der aktuellen Fahrt aufweist. Dieses Verfahren kann z.B. durchgeführt werden, wenn der Benutzer eine Fahrroute für die aktuelle Fahrt im Navigationssystem einstellt und die Erzeugungseinheit 11 die eingestellte Fahrroute erfassen kann. Dieses Verfahren verbessert die Genauigkeit des Geschwindigkeitsprofils.
Wurde für die aktuelle Fahrt eine Fahrroute festgelegt, kann die Erzeugungseinheit 11 über die Kommunikationseinheit 80 bei einem Server Verkehrsinformationen entlang der Fahrroute, wie z.B. Geschwindigkeitsbegrenzungen und Stauprognosen, abfragen und auf Basis der Verkehrsinformationen ein Geschwindigkeitsprofil erstellen. Alternativ kann die Erzeugungseinheit 11 über die Kommunikationseinheit 80 einen Server, der in der Lage ist, ein Geschwindigkeitsprofil auf der Grundlage der Straßenverkehrsinformationen entlang der Fahrroute zu erstellen, auffordern, ein Geschwindigkeitsprofil zu erstellen und das erstellte Geschwindigkeitsprofil zu erfassen.
Die Erzeugungseinheit 11 kann über die Kommunikationseinheit 80 andere Fahrhistorien als die des Benutzers erfassen und ein Geschwindigkeitsprofil auf der Grundlage der erfassten Fahrhistorien erstellen. Beispielsweise sammelt der Server von einer großen Anzahl von Fahrzeugen Fahrhistorien, die mit dem Wochentag, der Tageszeit, der Fahrroute usw. assoziiert sind, und klassifiziert und speichert die gesammelten Fahrhistorien, und die Erzeugungseinheit 11 fragt den Server an, die Fahrhistorie zu erfassen, die basierend auf der Klassifizierung in höchstem Maße mit der aktuellen Fahrt übereinstimmt, und erstellt ein Geschwindigkeitsprofil auf der Grundlage der erfassten Fahrroute.
Der Server kann Personen in Gruppen einteilen und die Fahrhistorien jeder Person für jede Gruppe speichern und die Erzeugungseinheit 11 kann ein Geschwindigkeitsprofil auf der Grundlage der Fahrhistorie erstellen, die aus derselben Gruppe wie der Benutzer ausgewählt wurde. Wenn zum Beispiel Personen, die in der gleichen Gegend wohnen oder arbeiten, in der gleichen Gruppe sind, kann die Genauigkeit des Geschwindigkeitsprofils für Pendelfahrten verbessert werden.
Alternativ kann die Erzeugungseinheit 11 anstelle des Servers die in dem einen oder den mehreren Fahrzeugen gespeicherten Fahrdaten über die Kommunikationseinheit 80 von einem oder mehreren anderen Fahrzeugen abrufen und kann ein Geschwindigkeitsprofil auf der Grundlage der abgerufenen Fahrhistorien in ähnlicher Weise wie oben beschrieben erstellen.
In jedem der oben genannten Verfahren kann die Erzeugungseinheit 11 beispielsweise, wenn es eine Vielzahl von Fahrhistorien gibt, die für das Geschwindigkeitsprofil in Frage kommen, ein Geschwindigkeitsprofil auf der Grundlage einer beliebigen dieser Fahrhistorien erstellen oder kann ein Geschwindigkeitsprofil auf der Grundlage des Durchschnitts dieser Fahrhistorien erstellen. Das Verfahren zur Erstellung des Geschwindigkeitsprofils ist nicht beschränkt und die oben genannten Verfahren können gegebenenfalls kombiniert werden. Ein Geschwindigkeitsprofil kann entweder mit der Fahrhistorie des Nutzers oder mit der Fahrhistorie einer anderen Person als dem Nutzer oder auch mit beiden erstellt werden.
Schritt S102
Die Schätzeinheit 12 approximiert das Geschwindigkeitsprofil unter Verwendung eines vorbestimmten Annäherungsmodells (Approximationsprozess). In der vorliegenden Ausführungsform wird für die Annäherung die Summe von Gaußfunktionen verwendet. 4 ist ein Diagramm einer Gaußfunktion mit der Zeit t als Variable (t ≥ 0), wie durch Formel 1 gegeben. In Formel 1 ist µ ein Parameter, der eine Spitzenposition (Zeit) definiert, v_max ist ein Parameter, der einen Spitzenwert definiert, und σ ist ein Parameter, der die Streuung der Verteilung definiert. $v (t) = v_{m a x} \cdot exp (\frac{- {(t - μ)}^{2}}{2 σ^{2}})$
5 ist ein Approximationsdiagramm einer Geschwindigkeitsänderung im Bereich von 0 ≤ t ≤ 100 (Sekunden) des in 3 dargestellten Geschwindigkeitsprofils, wobei die Parameter µ, vmax und σ in Formel 1 in geeigneter Weise bestimmt werden. In 5 ist das Geschwindigkeitsprofil durch eine gestrichelte Linie und die Approximationskurve durch eine durchgezogene Linie dargestellt.
Das Verfahren zur Berechnung der Parameter µ, vmax und σ aus dem Geschwindigkeitsprofil ist nicht beschränkt, aber Verfahren wie das Verfahren der kleinsten Quadrate erfordern einen hohen Rechenaufwand. Ein Beispiel für ein geeignetes Berechnungsverfahren, das einen geringeren Berechnungsaufwand erfordert, wird beschrieben. Wie in 5 gezeigt, wird das Geschwindigkeitsprofil in einem Intervall vom Zeitpunkt T0 bis zum Zeitpunkt T1 durch eine Gaußfunktion mit einem Bereich von µ ± 3o in diesem Intervall angenähert, wobei T0 den Startzeitpunkt darstellt, an dem die durch das Geschwindigkeitsprofil dargestellte Geschwindigkeit größer als 0 wird, und T1 den Stoppzeitpunkt darstellt, an dem die Geschwindigkeit nach dem Startzeitpunkt wieder auf 0 zurückgeht. Das heißt, in diesem Verfahren kann der Parameter σ durch Formel 2 berechnet werden, wobei T' die Länge des Intervalls darstellt. $σ = \frac{T 1 - T 0}{6} = \frac{T'}{6}$
Ausgehend von dieser Approximation ergibt sich die Durchschnittsgeschwindigkeit V_av in diesem Intervall aus Formel 3. $v_{a v} = \frac{1}{T'} \int_{T 0}^{T 1} v (t) d t \approx \frac{6}{\sqrt{2 π} \cdot 0.9973} \cdot v_{m a x}$
Dementsprechend kann der Parameter v_max mit Formel 4 berechnet werden. In Formel 4 steht D für die in diesem Intervall zurückgelegte Strecke. $v_{m a x} = \frac{\sqrt{2 π} \cdot 0.9973}{6} \cdot v_{a v} = \frac{\sqrt{2 π} \cdot 0.9973}{6} \cdot \frac{D}{T'}$
Der Parameter µ kann mit Formel 5 berechnet werden. $μ = T 0 + \frac{T'}{2} = T 0 + \frac{D}{2 \cdot v_{a v}}$
Wie oben beschrieben, können die Parameter µ, vmax und σ berechnet werden, wenn die Geschwindigkeit in einem einzelnen Intervall, in dem die Geschwindigkeit des Geschwindigkeitsprofils positiv ist, durch eine Gauß-Funktion angenähert wird, und zwar unter Verwendung (i) des Zeitpunktes, an dem das Fahrzeug die Fahrt beginnt, und (ii) der Durchschnittsgeschwindigkeit V_av des Fahrzeugs, der zurückgelegten Strecke D oder der erforderlichen Fahrzeit T'. Die Parameter können anhand der Durchschnittsgeschwindigkeit V_av und der erforderlichen Fahrzeit T', die auf tatsächlichen Werten beruhen, anhand der zurückgelegten Strecke D und der erforderlichen Fahrzeit T', die auf tatsächlichen Werten beruhen, oder anhand der zurückgelegten Strecke D und der Durchschnittsgeschwindigkeit v_av, die auf tatsächlichen Werten beruhen, berechnet werden. Nach diesem Berechnungsverfahren lassen sich die Parameter der Gaußfunktion mit geringem Rechenaufwand durch einfache Berechnungen ermitteln und der Rechenaufwand kann reduziert werden.
In der vorliegenden Ausführungsform wird das gesamte Geschwindigkeitsprofil durch die Summe von Gaußfunktionen angenähert, die unterschiedliche Spitzenpositionen haben und solchen Intervallen entsprechen, wie sie oben beschrieben wurden. Die Gaußfunktionen können unterschiedliche Spitzenwerte v_maxi und unterschiedliche Streuungen σ_i der Verteilung haben. Ein Approximationsausdruck kann durch Formel 6 mit µ_i, v_maxi und σ_i (i = 1, 2, ..., N) als Parametern gegeben werden, wobei N die Anzahl der Gaußfunktionen darstellt. $v (t) = \sum_{i = 1}^{N} v_{m a x i} \cdot exp (\frac{- {(t - μ)}^{2}}{2 σ_{i}^{2}})$
Die Parameter µ_i v_maxi und σ_i (i = 1, 2, ..., N) können mit dem obigen Berechnungsverfahren berechnet werden. Alternativ können diese Parameter auch mit anderen bekannten Anpassungsverfahren hergeleitet werden. Beispielsweise können die Parameter auch so bestimmt werden, dass ein Zeitintegralwert S des Absolutwertes der Differenz zwischen dem Geschwindigkeitswert V(t) des Geschwindigkeitsprofils und dem Approximationswert v(t) für die gesamte Zeitspanne (0 ≤ t ≤ T) des Geschwindigkeitsprofils minimiert wird. Der Zeitintegralwert S ist durch Formel 7 gegeben. $S = \int_{0}^{T} | V (t) - v (t) | d t$
6 ist ein Approximationsdiagramm einer Geschwindigkeitsänderung über die gesamte Zeitspanne des in 3 dargestellten Geschwindigkeitsprofils, wobei die Parameter µ_i, v_maxi und σ_i (i = 1, 2, ..., N) von Formel 6 durch dieses Verfahren hergeleitet werden. In 6 ist das Geschwindigkeitsprofil durch eine gestrichelte Linie und die Approximationskurve durch eine durchgezogene Linie dargestellt. In diesem Beispiel ist N = 10.
Aus 6 ist ersichtlich, dass eine zufriedenstellende Annäherung erreicht werden kann, die eine Geschwindigkeitsänderung auf einer Fahrt charakterisiert. Der Wert von N ist nicht begrenzt und kann in Abhängigkeit von der Länge der Fahrtdauer des Geschwindigkeitsprofils und der Anzahl der Spitzen der Geschwindigkeitsänderung bestimmt werden. Bei einer Fahrtdauer von z. B. etwa 1200 Sekunden kann jedoch mit N = etwa 10 eine ausreichend gute Annäherung erreicht werden und eine noch bessere Annäherung kann mit N = 20 erreicht werden. N kann 1 sein, wenn die Reisezeitspanne relativ kurz ist oder die Anzahl der Spitzen relativ klein ist.
Schritt S103
Die Schätzeinheit 12 schätzt einen vorhergesagten regenerativen Energiebetrag unter Verwendung eines Annäherungsmodells. Die regenerative Energie ist eine Energie, die durch regeneratives Abbremsen des Elektromotors 31 gewonnen werden kann. Das Schätzverfahren wird im Folgenden beschrieben.
Zunächst leitet die Schätzeinheit 12 die erforderliche Leistung P(t) her. Die erforderliche Leistung P(t) ist die Leistung, die auf das Fahrzeug aufgebracht werden sollte, um die Geschwindigkeit v(t) zu halten. P(t) ist durch Formel 8 gegeben. $P (t) = m \cdot \frac{d v (t)}{d t} \cdot v (t) + {a \cdot {(v (t))}^{2} + b \cdot v (t) + c} \cdot v (t)$
In Formel 8 steht m für das Gewicht des Fahrzeugs, m·dv(t)/dt für die Änderungsrate des Impulses des Fahrzeugs und a·(v(t))² + b·v(t) + c für den Fahrwiderstand. Die erforderliche Leistung P(t) ist die Summe der Produkte aus diesen Werten und der Fahrzeuggeschwindigkeit v(t). Das heißt, die erforderliche Leistung P(t) ist die Summe der Leistung, die zu einer Änderung der kinetischen Energie des Fahrzeugs beiträgt, und der Leistung, die durch den Fahrwiderstand abgeführt wird, und ist die Leistung, die erforderlich ist, um die Geschwindigkeit v(t) zum Zeitpunkt t zu erreichen. Wie aus Formel 8 hervorgeht, kann der Fahrwiderstand in geeigneter Weise angenähert werden, indem der Fahrwiderstand durch die Summe einer Komponente proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit, einer Komponente proportional zur ersten Leistung der Geschwindigkeit und einer konstanten Komponente ausgedrückt wird.
In 7 ist für die erforderliche Leistung P (t) im Bereich von 0 ≤ t ≤ 100 (Sekunden) des in 3 dargestellten Geschwindigkeitsprofils ein Beispiel für den Betrag der Leistung, die zu einer Änderung der kinetischen Energie beiträgt (der erste Term auf der rechten Seite von Formel 8), durch eine durchgezogene Linie dargestellt und ein Beispiel für den Betrag der Leistung, die durch den Fahrwiderstand abgeführt wird (der zweite Term auf der rechten Seite von Formel 8), ist durch eine gestrichelte Linie dargestellt, wobei die Abszisse die Zeit und die Ordinate die Leistung darstellt.
8 ist ein Diagramm des Gesamtbetrags der erforderlichen Leistung P(t), wobei die Abszisse die Zeit und die Ordinate die Leistung darstellt.
Als Nächstes schätzt die Schätzeinheit 12 eine Zeitspanne, während der eine Rückgewinnung der regenerativen Energie vorhergesagt möglich ist, und schätzt einen vorhergesagten Betrag an regenerativer Energierückgewinnung auf der Grundlage der erforderlichen Leistung P(t). In dem in 8 dargestellten Diagramm ist die Zeitspanne (t1 < t < t2), während der der Wert der erforderlichen Leistung P(t) negativ ist, die Zeitspanne, während der die Rückgewinnung der regenerativen Energie als möglich vorhergesagt ist. Ein Zeitintegralwert der Größe der erforderlichen Leistung in dieser Zeitspanne, wie durch Formel 9 gegeben, d.h. die Fläche des schraffierten Bereichs in 8, ist ein Schätzwert E des vorhergesagten Betrags an regenerativer Energierückgewinnung. $E = \int_{t 1}^{t 2} | P (t) | d t$
9 ist ein Diagramm eines Integralwertes I(t) der in 8 gezeigten erforderlichen Leistung vom Zeitpunkt 0 (Null) bis zum Zeitpunkt t, wobei die Abszisse die Zeit und die Ordinate die Energie darstellt. I(t) ist durch Formel 10 gegeben. $I (t) = \int_{0}^{t} P (T) d T$
In 9 ist die Differenz zwischen dem Energiewert an der Spitze und dem Energiewert, wenn die Kurve nach der Spitze flach wird, gleich dem Schätzwert E des vorhergesagten Betrags der regenerativen Energierückgewinnung.
Durch Extraktion einer oder mehrerer Zeitspannen, während derer die erforderliche Leistung negativ ist, aus der gesamten Zeitspanne des Geschwindigkeitsprofils und durch Ermittlung eines Integralwerts der Größe der erforderlichen Leistung für jede Zeitspanne können eine oder mehrere Zeitspannen, während derer die regenerative Energie zurückgewonnen werden kann, und ein vorhergesagter Betrag der regenerativen Energierückgewinnung für jede Zeitspanne zu Beginn der Fahrt geschätzt werden.
Das Gewicht m des Fahrzeugs und die Faktoren a, b und c sind allesamt Konstanten, die im Wesentlichen durch die Eigenschaften des Fahrzeugs bestimmt werden, und eine zufriedenstellende Schätzgenauigkeit wird durch die Einstellung des Gewichts m und der Faktoren a, b und c auf geeignete Werte erreicht. Wenn es jedoch möglich ist, einen oder mehrere variable Faktoren zu erfassen, die sich auf die erforderliche Leistung auswirken können, kann die Schätzgenauigkeit weiter verbessert werden, indem mindestens eines der Gewichte m und die Faktoren a, b und c wie folgt korrigiert werden.
Wenn es beispielsweise möglich ist, dass die Schätzeinheit 12 das Ladegewicht eines oder mehrerer Insassen, von Gepäckstücken usw. durch Eingabe von einem am Fahrzeug angebrachten Gewichtssensor usw. oder vom Benutzer erfasst, kann die Schätzeinheit 12 das Gewicht m des Fahrzeugs korrigieren, indem sie das Ladegewicht zum Gewicht des Fahrzeugs selbst addiert.
Wenn es der Schätzeinheit 12 möglich ist, variable Faktoren für den Fahrwiderstand zu erfassen, wie z. B. die Art der Fahrbahnoberfläche, die Neigung der Fahrbahnoberfläche und das Wetter, kann die Schätzeinheit 12 die Faktoren a, b und c anhand dieser variablen Faktoren korrigieren.
Wenn beispielsweise eine Fahrstrecke für die aktuelle Fahrt festgelegt wurde, können die Art der Fahrbahnoberfläche und die Neigung der Fahrbahnoberfläche ermittelt werden und die Faktoren können anhand dieser ermittelten Informationen korrigiert werden. Die Informationen über die Art der Fahrbahnoberfläche und die Neigung der Fahrbahnoberfläche können im Voraus in der Speichereinheit 70 in Verbindung mit Karteninformationen gespeichert werden oder sie können von der Kommunikationseinheit 80 von einem externen Server usw. bezogen werden. Die Faktoren können anhand des Wetters korrigiert werden. Das Wetter kann von den verschiedenen am Fahrzeug angebrachten Sensoren erfasst werden oder es kann von der Kommunikationseinheit 80 von einem externen Server usw. erfasst werden.
Wenn beispielsweise die Fahrbahnoberfläche relativ rutschig ist, wie bei einer Schotterstraße, wird der Fahrwiderstand auf einen größeren Wert korrigiert, als wenn es sich um eine asphaltierte Straße handelt, die relativ gesehen weniger rutschig ist.
Wenn die Neigung der Fahrbahnoberfläche anzeigt, dass es sich um eine Straße mit Steigung handelt, wird der Fahrwiderstand auf einen größeren Wert korrigiert, als wenn es sich um eine ebene Straße handelt. Wenn die Neigung der Fahrbahnoberfläche anzeigt, dass es sich um eine abschüssige Straße handelt, wird der Fahrwiderstand auf einen kleineren Wert korrigiert als bei einer flachen Straße. In Formel 8 wird der Einfluss der Zunahme oder Abnahme der potenziellen Energie des Fahrzeugs auf die erforderliche Leistung P(t) durch die oben genannte Korrektur des Fahrwiderstands, die auf der Grundlage der Neigung der Fahrbahnoberfläche vorgenommen wird, wiedergegeben.
Bei regnerischem oder verschneitem Wetter wird der Fahrwiderstand auf einen größeren Wert korrigiert als bei sonnigem Wetter. Wenn die Fahrstrecke für die aktuelle Fahrt festgelegt wurde, kann die Fahrtrichtung des Fahrzeugs geschätzt werden. Dementsprechend kann der Fahrwiderstand auf der Grundlage des Luftstroms und der Windrichtung als Teil des Wetters korrigiert werden. Wenn beispielsweise der Luftstrom nicht 0 (Null) ist, wird der Fahrwiderstand auf einen größeren Wert korrigiert, wenn der Wind ein Gegenwind ist, und auf einen kleineren Wert korrigiert, wenn der Wind ein Rückenwind ist, als wenn der Luftstrom 0 (Null) ist.
Konkret werden bei einer solchen Korrektur des Fahrwiderstands die Werte der Faktoren a, b und c verändert. In diesem Fall ändern sich die Faktoren a, b und c in Abhängigkeit von der Position des Fahrzeugs, aber jeder der Faktoren a, b und c kann durch den Approximationsausdruck von Formel 6 auf eine Funktion der Zeit t reduziert werden. In Anbetracht der geschwindigkeitsabhängigen Charakteristik des Einflusses der variablen Faktoren auf den Fahrwiderstand ist es möglich, in geeigneter Weise zu bestimmen, welcher der Faktoren a, b und c in welchem Umfang korrigiert werden sollte.
Anstelle oder zusätzlich zu der obigen Korrektur kann die Schätzeinheit 12 den Schätzwert E entsprechend den obigen variablen Faktoren korrigieren. Das heißt, die Schätzeinheit 12 kann für jede Zeitspanne einen Korrekturfaktor α (z.B. 0 ≤ α ≤ 1) ermitteln und den Schätzwert E gemäß Formel 11 so korrigieren, dass der korrigierte Schätzwert E umso kleiner wird, je größer das Beladungsgewicht ist oder je höher der Fahrwiderstand aufgrund der variablen Faktoren ist. $E = a \cdot \int_{t 1}^{t 2} | P (T) | d t$
Der Wirkungsgrad / die Effizienz des regenerativen Bremsens kann sich in dem Korrekturfaktor α widerspiegeln, so dass der korrigierte Schätzwert E umso größer wird, je höher der Wirkungsgrad des regenerativen Bremsens ist. Der Wirkungsgrad des regenerativen Bremsens kann beispielsweise auf der Grundlage der Drehzahl des Elektromotors 31, die gemäß der Geschwindigkeit v(t) erwartet wird, und eines der Drehzahl entsprechenden Wirkungsgradkennfeldes hergeleitet werden.
Ein spezifisches numerisches Berechnungsverfahren für die obige Verarbeitung ist nicht beschränkt und ein bekannter Berechnungsalgorithmus kann bei Bedarf verwendet werden. In der vorliegenden Ausführungsform können die Charakteristika des Geschwindigkeitsprofils mit einer relativ geringen Anzahl von Parametern durch die Approximation mit den Gaußfunktionen ausgedrückt werden. Dementsprechend kann der Berechnungsaufwand reduziert werden. Der Berechnungsaufwand kann weiter reduziert werden, indem im Voraus eine numerische Tabelle der Funktionswerte der Gauß-Funktionen und der Ableitungen der Gauß-Funktionen für eine Vielzahl von numerischen Werten und der bestimmten Integralwerte der Gauß-Funktionen in einer Vielzahl von Bereichen numerischer Werte vorbereitet wird und auf die numerische Tabelle je nach Bedarf zur Verwendung in Berechnungen Bezug genommen wird.
Schritt S104
Die Bestimmungseinheit 13 bestimmt, ob die Elektromotor-Fahrbedingungen erfüllt sind. Die Elektromotor-Fahrbedingungen sind Bedingungen für das Fahren mit dem Elektromotor 31. In der vorliegenden Ausführungsform übernimmt die Bestimmungseinheit 13 beispielsweise die Steuerung zum Wechseln des Fahrmodus zwischen einem Elektromotormodus und einem Verbrennungsmotormodus. Der Elektromotormodus ist ein Modus, in dem das Fahrzeug nur mit dem Elektromotor 31 aus dem Elektromotor 31 und dem Verbrennungsmotor 21 fährt, und der Verbrennungsmotormodus ist ein Modus, in dem das Fahrzeug nur mit dem Verbrennungsmotor 21 aus dem Elektromotor 31 und dem Verbrennungsmotor 21 fährt.
Die Bestimmungseinheit 13 erhält nach Bedarf verschiedene Arten von Informationen, die von den verschiedenen am Fahrzeug angebrachten Sensoren, der Fahrerassistenz-ECU 60, der Manager-ECU 50 usw. stammen, und trifft die folgenden Entscheidungen.
(1) Wenn eine Absicht, das Fahrzeug abzubremsen, erfüllt ist, wird bestimmt, ob die folgenden Bedingungen (1-1) bis (1-3) erfüllt sind. Zum Beispiel bedeutet die Formel „Absicht, das Fahrzeug abzubremsen, ist erfüllt“, dass mindestens eine von zwei Bedingungen, nämlich (i) der Benutzer hat das Bremspedal betätigt, und/oder (ii) der Benutzer hat das Gaspedal losgelassen, während der Fahrt des Fahrzeugs erfüllt ist/sind, oder bedeutet, dass eine Anweisung zum Anzeigen der Verzögerung oder des Anhaltens des Fahrzeugs von der Fahrerassistenz-ECU 60 oder der Autonomes-Fahren-ECU 65 gesendet wurde, während die Fahrerassistenzfunktionen der Fahrerassistenz-ECU 60 oder die autonomen Fahrfunktionen der Autonomes-Fahren-ECU 65 durchgeführt werden.
(1-1) Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist gleich oder höher als ein erster Geschwindigkeitsschwellenwert. Wenn die aktuelle Ist-Geschwindigkeit des Fahrzeugs relativ niedrig ist, kann beim regenerativen Bremsen keine ausreichende Drehzahl des Elektromotors 31 erreicht werden und eine effiziente Rückgewinnung der regenerativen Energie ist nicht zu erwarten. Dementsprechend wird ermittelt, ob die Geschwindigkeit des Fahrzeugs gleich oder höher als der erste Geschwindigkeitsschwellenwert ist. Der erste Geschwindigkeitsschwellenwert wird auf eine Geschwindigkeit festgelegt, bei der eine bestimmte Rückgewinnungseffizienz zu erwarten ist.
(1-2) Die erforderliche Leistung ist gleich oder kleiner als ein erster Leistungsschwellenwert. Wenn die aktuell erforderliche Leistung relativ groß ist, ist der Elektromotor 31 möglicherweise nicht in der Lage, die erforderliche Leistung zu erbringen, selbst wenn der Verbrennungsmotor 21 die erforderliche Leistung erbringen kann. Dies liegt daran, dass die maximale Leistung des Elektromotors 31 typischerweise kleiner ist als die maximale Leistung des Verbrennungsmotors 21. Entsprechend wird ermittelt, ob die erforderliche Leistung gleich oder kleiner als der erste Leistungsschwellenwert ist. Der erste Leistungsschwellenwert wird auf die Leistung eingestellt, die vom Elektromotor 31 ausgegeben werden kann.
(1-3) Der Ladezustand (SOC) der Batterie 41 ist gleich oder kleiner als ein erster SOC-Schwellenwert. Wenn der aktuelle SOC der Batterie 41 hoch ist, kann die Batterie 41 nur mit einer geringen Menge an Energie geladen werden, und es besteht die Möglichkeit, dass die Batterie 41 nicht die gesamte regenerative Energie speichern kann. Dementsprechend wird ermittelt, ob der SOC der Batterie 41 gleich oder niedriger als der erste SOC-Schwellenwert ist. Der erste SOC-Schwellenwert ist auf einen SOC festgelegt, bei dem die Batterie 41 mit einer ausreichenden Menge an Energie geladen werden kann. Anstelle des SOC kann auch die in der Batterie 41 gespeicherte Energiemenge zur Bestimmung herangezogen werden.
Wenn alle Bestimmungsergebnisse von (1-1) bis (1-3) JA sind und die Elektromotor-Fahrbedingungen somit erfüllt sind, fährt der Ablauf mit Schritt S105 fort. Andernfalls fährt der Ablauf mit Schritt S106 fort.
(2) In anderen Fällen als (1), was oben beschrieben ist, d.h. in anderen Fällen als wenn die Absicht, das Fahrzeug abzubremsen, erfüllt ist, wird bestimmt, ob die folgenden Bedingungen (2-1) bis (2-4) erfüllt sind.
(2-1) Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist niedriger als ein zweiter Geschwindigkeitsschwellenwert. Wenn die aktuelle Ist-Geschwindigkeit des Fahrzeugs relativ hoch ist, ist das Fahren mit dem Verbrennungsmotor 21 typischerweise effizienter als das Fahren mit dem Elektromotor 31. Dementsprechend wird ermittelt, ob die Geschwindigkeit des Fahrzeugs niedriger ist als der zweite Geschwindigkeitsschwellenwert. Der zweite Geschwindigkeitsschwellenwert wird auf eine Geschwindigkeit festgelegt, bei der erwartet werden kann, dass das Fahren mit dem Elektromotor 31 effizienter ist. Der zweite Geschwindigkeitsschwellenwert weist eine höhere Geschwindigkeit als der erste Geschwindigkeitsschwellenwert auf.
(2-2) Die erforderliche Leistung ist gleich oder kleiner als der erste Leistungsschwellenwert. Aus einem ähnlichen Grund wie oben in (1-2) beschrieben, wird festgestellt, ob die erforderliche Leistung gleich oder kleiner als der erste Leistungsschwellenwert ist. Der erste Leistungsschwellenwert wird auf die Leistung eingestellt, die vom Elektromotor 31 abgegeben werden kann.
(2-3) Die Summe der Energie, die aktuell im Fahrzeug für den Elektromotor gespeichert ist, und der erwartete Betrag an regenerativer Energie in der nächsten Zeitspanne, in der die regenerative Energie zurückgewonnen werden kann, ist gleich oder größer als ein erster Energieschwellenwert. Wenn die Summe aus der aktuell in der Fahrzeugbatterie 41 gespeicherten Energie, die dem Elektromotor 31 zugeführt werden kann, und dem vorhergesagten Energiebetrag, der in der nächsten Zeitspanne, in der regenerative Energie zurückgewonnen werden kann, zurückgewonnen werden kann, relativ klein ist, reduziert die Fahrt unter Verwendung des Elektromotor 31 den in der Batterie 41 gespeicherten Energiebetrag, was die Funktionen des Fahrzeugs beeinträchtigen kann. Dementsprechend wird ermittelt, ob diese Summe gleich oder größer als der erste Energieschwellenwert ist. Der erste Energieschwellenwert wird auf einen ausreichenden Wert gesetzt.
(2-4) Das Fahrzeug fährt aktuell mit dem Verbrennungsmotor 21 und seit dem Start des Verbrennungsmotors 21 ist ein erster Zeitschwellenwert oder mehr verstrichen. Wenn der Verbrennungsmotor 21 unmittelbar nach dem Start gestoppt wird, kann dies dem Benutzer das Gefühl geben, dass der Verbrennungsmotor 21 nicht richtig funktioniert oder dass das Fahrzeugverhalten instabil ist, was zu Unbehagen oder Angst führt. Daher wird ermittelt, ob der erste Zeitschwellenwert oder mehr seit dem Start des Verbrennungsmotors 21 verstrichen ist. Der erste Zeitschwellenwert wird auf eine verstrichene Zeit festgelegt, die lang genug ist, um kein Unbehagen usw. zu verursachen, selbst wenn der Verbrennungsmotor 21 gestoppt wird.
Wenn alle Bestimmungsergebnisse von (2-1) bis (2-4) JA sind und die Bedingungen für die Fahrt des Elektromotors somit erfüllt sind, fährt der Ablauf mit Schritt S 105 fort. Andernfalls fährt der Ablauf mit Schritt S106 fort.
Schritt S105
Die Bestimmungseinheit 13 bestimmt, ob ein Bereich, in dem das Fahrzeug fahren wird, ein Startbereich oder ein quasistationärer Fahrbereich ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird das Fahrzeug mit Hilfe des Elektromotors 31 in zwei Bereichen, dem Startbereich und dem quasistationären Fahrbereich, zum Fahren gebracht. Der Startbereich (erster Bereich) ist ein vorbestimmter Zeitbereich von dem Zeitpunkt an, an dem das Fahrzeug aus dem Stillstand zu fahren beginnt, bis zu einer gewissen Zeit, die seit dem Beginn der Fahrt vergangen ist. Wie in einem Diagramm des Gesamtbetrags der erforderlichen Leistung P(t) in 10 gezeigt, ist der Startbereich (erster Bereich) eine Zeitspanne vom Zeitpunkt (Zeitpunkt Ta) des Startens des Fahrzeugs, an dem der Wert der erforderlichen Leistung P(t) positiv wird, bis zum Zeitpunkt (Zeitpunkt Tb), an dem die erste Zeit vom Zeitpunkt (Zeitpunkt Ta) des Startens des Fahrzeugs verstrichen ist (Ta ≤ t ≤ Tb). Der quasistationäre Fahrbereich (zweiter Bereich) ist ein vorbestimmter Zeitbereich, in dem die für das Fahrzeug erforderliche Leistung gering ist, da das Fahrzeug z. B. mit eher geringen Geschwindigkeiten gleichmäßig fährt. Wie im Diagramm des Gesamtbetrags der erforderlichen Leistung P(t) in 10 dargestellt, ist der quasistationäre Fahrbereich (zweiter Bereich) eine Zeitspanne von dem Zeitpunkt (Zeitpunkt Td), an dem der Wert der erforderlichen Leistung P(t) 0 (Null) wird, bis zu dem Zeitpunkt (Zeitpunkt Tc), der der zweite Zeitpunkt vor dem Zeitpunkt Td ist (Tc ≤ t ≤ Td). Der Zeitpunkt (Zeit Tc) wird auf einen beliebigen Abbremszeitpunkt eingestellt, nachdem der Wert der erforderlichen Leistung P(t) zu sinken beginnt (nach dem Spitzenwert). Der Startbereich und der quasistationäre Fahrbereich sind die Bereiche, in denen das Fahren mit dem Elektromotor 31 effizienter ist als das Fahren mit dem Verbrennungsmotor 21 und in denen der Kraftstoffverbrauch verringert ist. Die Zuordnung des vorhergesagten regenerativen Energiebetrages zum Startbereich und zum quasistationären Fahrbereich wird z.B. nach folgendem Verfahren zweckmäßig eingestellt.
Typischerweise tritt im Elektromotor 31 ein gewisser Verlust auf. Daher ist, wie in 11 gezeigt, die erforderliche Leistung P(t), die für die Fahrt des Fahrzeugs verwendet wird, wie durch eine durchgehende Linie dargestellt, tatsächlich kleiner als die erforderliche Leistung P(t), die durch den Elektromotor 31 erzeugt wird, wie durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Dementsprechend erfolgt die Zuteilung des vorhergesagten regenerativen Energiebetrages auf Basis des vorhergesagten regenerativen Energiebetrages und der benötigten Leistung P(t) unter Berücksichtigung des Energieverlustes (Umwandlungswirkungsgrad) im Elektromotor 31. Das heißt, die Zuteilung der regenerativen Energie (Festlegung der ersten Zeit und der zweiten Zeit) erfolgt auf der Grundlage des von der Schätzeinheit 12 geschätzten vorhergesagten regenerativen Energiebetrags abzüglich der Höhe des Energieverlusts im Elektromotor 31.
Ein erstes Verfahren ist ein Verfahren, bei dem der vorhergesagte regenerative Energiebetrag dem Startbereich und dem quasistationären Fahrbereich so zugeordnet wird, dass der Kraftstoffverbrauch minimiert wird. In diesem ersten Verfahren wird zunächst der Kraftstoffverbrauch des folgenden Musters berechnet: ein Muster, bei dem der gesamte vorhergesagte regenerative Energiebetrag dem Startbereich zugewiesen wird. Das heißt, es wird der Kraftstoffverbrauch berechnet, wenn das Fahrzeug während der Zeitspanne von Ta bis Tb in 10 mit dem Elektromotor 31 fährt und während der restlichen Zeitspanne von Tb bis Td mit dem Verbrennungsmotor 21 fährt. Als Nächstes wird der Kraftstoffverbrauch des folgenden Musters berechnet: ein Muster, bei dem die Menge an regenerativer Energie für einen Schritt auf einer auf der zeitlichen Auflösung basierenden Zeitskala dem quasistationären Fahrbereich zugewiesen wird und die Menge an regenerativer Energie, die dem Startbereich zugewiesen werden soll, um die dem quasistationären Fahrbereich zugewiesene Menge reduziert wird. Das heißt, dass der Kraftstoffverbrauch berechnet wird, wenn das Fahrzeug mit dem Elektromotor 31 vom Zeitpunkt Ta bis Tb und vom Zeitpunkt Tc bis Td in 10 fährt und mit dem Verbrennungsmotor 21 vom Zeitpunkt Tb bis Tc fährt. Danach wird der Kraftstoffverbrauch in jedem Zuweisungsmuster berechnet, während die Menge an regenerativer Energie, die dem quasistationären Fahrbereich zugewiesen wird, in Schritten der Menge an regenerativer Energie für einen Schritt erhöht und die Menge an regenerativer Energie, die dem Startbereich zugewiesen wird, in Schritten der regenerativen Energie für einen Schritt verringert wird. Schließlich wird der Kraftstoffverbrauch des folgenden Musters berechnet: ein Muster, bei dem der gesamte vorhergesagte regenerative Energiebetrag dem quasistationären Fahrbereich zugewiesen wird. Das heißt, es wird der Kraftstoffverbrauch berechnet, wenn das Fahrzeug während der Zeitspanne von Ta bis Tc in 10 mit dem Verbrennungsmotor 21 fährt und während der restlichen Zeitspanne von Tc bis Td mit dem Elektromotor 31 fährt. Als Ergebnis der Berechnung des Kraftstoffverbrauchs für alle Zeitspannen wird das Aufteilungsverhältnis (erste Zeit und zweite Zeit) des Musters mit dem geringsten Kraftstoffverbrauch als optimale Lösung festgelegt.
Ein zweites Verfahren ist ein Verfahren, bei dem der vorhergesagte regenerative Energiebetrag dem Startbereich und dem quasistationären Fahrbereich so zugeordnet wird, dass ein Spitzenwert der Leistung, die im Startbereich erzeugt wird, und ein Spitzenwert der Leistung, die im quasistationären Fahrbereich erzeugt wird, gleich werden. Im zweiten Verfahren wird zunächst als Spitzenwert die Leistung ermittelt, die ½ (die Hälfte) des Maximalwertes der erforderlichen Leistung P(t) unter Berücksichtigung der Verluste im Elektromotor 31 beträgt. Anschließend werden die Zeitpunkte Tb und Tc ermittelt, an denen die erzeugte Leistung im Startbereich und im quasistationären Fahrbereich einen Spitzenwert erreicht, und es wird ein kumulierter Wert der regenerativen Energie berechnet, die zur Erzeugung von Leistung während der Zeitspanne von Zeitpunkt Ta bis Tb im Startbereich und der Zeitspanne von Zeitpunkt Tc bis Td im quasistationären Fahrbereich erforderlich ist (kumulierte erforderliche regenerative Energie). Anschließend wird eine Steuerung mit einem binären Suchverfahren durchgeführt. Die berechnete kumulierte regenerative Energie wird nämlich mit dem vorhergesagten regenerativen Energiebetrag (mit der vorhergesagten regenerativen Energie) verglichen. Wenn die kumulierte regenerative Energie größer ist als die vorhergesagte regenerative Energie, wird eine Steuerung in eine Richtung durchgeführt, in der der Spitzenwert verringert ist. Wenn die vorhergesagte regenerative Energie größer ist als die kumulierte erforderliche regenerative Energie, erfolgt die Steuerung in eine Richtung, in der der Spitzenwert erhöht wird. Ein solcher Spitzenwert, bei dem die kumulierte benötigte Regenerationsenergie gleich der vorhergesagten Regenerationsenergie ist, wird schließlich durch diese Steuerung berechnet. Dann wird das Zuordnungsverhältnis (erste Zeit und zweite Zeit) bei diesem berechneten Spitzenwert als optimale Lösung festgelegt.
Ein drittes Verfahren ist ein Verfahren, bei dem der vorhergesagte regenerative Energiebetrag dem Startbereich und dem quasistationären Fahrbereich so zugeordnet wird, dass die regenerative Energie bevorzugt dem Bereich zugeordnet wird, in dem der Verlust im Elektromotor 31 kleiner ist. Im dritten Verfahren wird der Differenzwert zwischen der für die Fahrt des Fahrzeugs zu verwendenden Leistung (durchgezogene Linie in 11) und der vom Elektromotor 31 zu erzeugenden Leistung (gestrichelte Linie in 11) jeweils im Startbereich und im quasistationären Fahrbereich berechnet. Der Zeitpunkt im Startbereich und der Zeitpunkt im quasistationären Fahrbereich, an dem der Differenzwert berechnet wird, werden im Voraus festgelegt. Beispielsweise werden der Zeitpunkt Tb' (Ta < Tb' < Tb) im Startbereich und der Zeitpunkt Tc' (Tc < Tc' < Td) im quasistationären Fahrbereich als die Zeitpunkte festgelegt, an denen der Differenzwert berechnet wird. Wenn der Differenzwert zum Zeitpunkt Tb' im Startbereich kleiner ist als der Differenzwert zum Zeitpunkt Tc' im quasistationären Fahrbereich, wird der Startbereich als ein Bereich bestimmt, der einem Suchprozess unterzogen werden soll. Wenn der Differenzwert zum Zeitpunkt Tb' im Startbereich größer ist als der Differenzwert zum Zeitpunkt Tc' im quasistationären Fahrbereich, wird der quasistationäre Fahrbereich als ein Bereich bestimmt, der dem Suchprozess zu unterziehen ist. Als Nächstes wird ein kumulativer Wert der regenerativen Energie berechnet, die zur Erzeugung von Leistung während der Zeitspanne vom Zeitpunkt Ta bis Tb' im Startbereich und der Zeitspanne von Zeitpunkt Tc' bis Td im quasistationären Fahrbereich erforderlich ist (kumulative erforderliche regenerative Energie). Wenn der dem Suchprozess zu unterziehende Bereich der Startbereich ist, wird der dem Startbereich zuzuordnende regenerative Energiebetrag schrittweise vom regenerativen Energiebetrag für einen Schritt auf der auf der zeitlichen Auflösung basierenden Zeitskala erhöht, bis die berechnete kumulierte erforderliche regenerative Energie den vorhergesagten regenerativen Energiebetrag erreicht. Wenn der dem Suchprozess zu unterziehende Bereich der quasistationäre Fahrbereich ist, wird der dem quasistationären Fahrbereich zuzuordnende regenerative Energiebetrag schrittweise vom regenerativen Energiebetrag für einen Schritt auf der Zeitskala, die auf der zeitlichen Auflösung basiert, erhöht, bis die berechnete kumulative erforderliche regenerative Energie den vorhergesagten regenerativen Energiebetrag erreicht. Das Zuordnungsverhältnis (erste Zeit und zweite Zeit), bei dem die kumulierte erforderliche regenerative Energie den vorhergesagten regenerativen Energiebetrag erreicht, wird als optimale Lösung festgelegt.
Ein viertes Verfahren ist wie das dritte Verfahren ein Verfahren, bei dem der vorhergesagte regenerative Energiebetrag dem Startbereich und dem quasistationären Fahrbereich so zugeordnet wird, dass die regenerative Energie bevorzugt dem Bereich zugewiesen wird, in dem der Verlust im Elektromotor 31 kleiner ist. Im vierten Verfahren wird die Leistung (Absolutwert) im Hinblick auf den Verlust im Elektromotor 31 zwischen dem Startbereich und dem quasistationären Fahrbereich verglichen. Der Zeitpunkt im Startbereich und der Zeitpunkt im quasistationären Fahrbereich, an dem die Leistung verglichen wird, werden im Voraus festgelegt. Beispielsweise werden der Zeitpunkt Tb' (Ta < Tb' < Tb) im Startbereich und der Zeitpunkt Tc' (Tc < Tc' < Td) im quasistationären Fahrbereich als die Zeitpunkte festgelegt, an denen die Leistung verglichen wird. Wenn die Leistung zum Zeitpunkt Tb' im Startbereich kleiner ist als die Leistung zum Zeitpunkt Tc' im quasistationären Fahrbereich, wird der Startbereich als ein Bereich bestimmt, der dem Suchprozess unterzogen wird. Wenn die Leistung zum Zeitpunkt Tb' im Startbereich größer ist als die Leistung zum Zeitpunkt Tc' im quasistationären Fahrbereich, wird der quasistationäre Fahrbereich als ein Bereich bestimmt, der dem Suchprozess unterzogen werden soll. Anschließend wird ein kumulativer Wert der regenerativen Energie berechnet, der erforderlich ist, um während der Zeitspanne von Ta bis Tb' im Startbereich und der Zeitspanne von Tc' bis Td im quasistationären Fahrbereich Leistung zu erzeugen (kumulative erforderliche regenerative Energie). Wenn der dem Suchprozess zu unterziehende Bereich der Startbereich ist, wird der dem Startbereich zuzuordnende regenerative Energiebetrag schrittweise vom regenerativen Energiebetrag für einen Schritt auf der auf der zeitlichen Auflösung basierenden Zeitskala erhöht, bis die berechnete kumulierte erforderliche regenerative Energie den vorhergesagten regenerativen Energiebetrag erreicht. Wenn der dem Suchprozess zu unterziehende Bereich der quasistationäre Fahrbereich ist, wird der dem quasistationären Fahrbereich zuzuordnende regenerative Energiebetrag schrittweise vom regenerativen Energiebetrag für einen Schritt auf der Zeitskala, die auf der zeitlichen Auflösung basiert, erhöht, bis die berechnete kumulative erforderliche regenerative Energie den vorhergesagten regenerativen Energiebetrag erreicht. Das Zuordnungsverhältnis (erste Zeit und zweite Zeit), bei dem die kumulierte erforderliche regenerative Energie den vorhergesagten regenerativen Energiebetrag erreicht, wird als optimale Lösung eingestellt.
Da es sich bei dem obigen ersten Verfahren um ein Verfahren zur Ermittlung einer optimalen Lösung durch Brute-Force-Berechnungen handelt, ist das als Berechnungsergebnis erhaltene Zuordnungsverhältnis zwischen dem Startbereich und dem quasistationären Fahrbereich zur Minimierung des Kraftstoffverbrauchs zuverlässig. Im zweiten bis vierten Verfahren hingegen ist das als Berechnungsergebnis erhaltene Zuordnungsverhältnis zwischen dem Startbereich und dem quasistationären Fahrbereich zur Minimierung des Kraftstoffverbrauchs etwas weniger zuverlässig als im ersten Verfahren. Allerdings kann der Rechenaufwand für die Antriebssteuervorrichtung 10 gegenüber dem ersten Verfahren reduziert werden. Das zweite bis vierte Verfahren sind daher nützlich, wenn es schwierig ist, das erste Verfahren zu verwenden, z. B. aufgrund von Einschränkungen wie der Leistung eines im Fahrzeug eingebauten Mikrocomputers.
Wenn der Bereich, in dem das Fahrzeug fahren wird, entweder der Startbereich oder der quasistationäre Fahrbereich ist, fährt der Ablauf mit Schritt S106 fort. Andernfalls fährt der Ablauf mit Schritt S 107 fort.
Schritt S106
Die Bestimmungseinheit 13 stellt den Fahrmodus auf den Elektromotormodus ein. In der vorliegenden Ausführungsform teilt die Bestimmungseinheit 13 der Antriebssteuerungs-ECU 90 mit, dass der Antriebsmodus auf den Elektromotormodus eingestellt ist. Die Antriebssteuerungs-ECU 90 veranlasst die Elektromotor-ECU 30, die Fahrt unter Verwendung des Elektromotors 31 zu steuern.
Im Elektromotormodus wird ein regernatives Bremsen durchgeführt und die kinetische Energie des Fahrzeugs als elektrische Energie zurückgewonnen. Wenn ein bestimmtes oder höheres Maß an Verzögerung erforderlich ist, weil der Benutzer das Bremspedal stark betätigt oder weil die Fahrerassistenz-ECU 60 einen plötzlichen Abbremsbefehl mit hoher Priorität zur Kollisionsvermeidung usw. sendet, führen die Manager-ECU 50 und die Brems-ECU 110 eine Steuerung durch, um die Bremsvorrichtung 111 zu veranlassen, eine Bremskraft zu erzeugen, um eine ausreichende Bremskraft zu erzeugen.
Schritt S107
Die Bestimmungseinheit 13 stellt den Fahrmodus auf den Verbrennungsmotormodus ein. In der vorliegenden Ausführungsform teilt die Bestimmungseinheit 13 der Antriebssteuerungs-ECU 90 mit, dass der Antriebsmodus auf den Verbrennungsmotormodus eingestellt ist. Die Antriebssteuerungs-ECU 90 veranlasst die Verbrennungsmotor-ECU 20 dazu, die Fahrt unter Verwendung des Verbrennungsmotors 21 zu steuern.
Schritt S108
Die Erzeugungseinheit 11 ermittelt, ob eine Bedingung zur Aktualisierung des vorhergesagten regenerativen Energiebetrags erfüllt ist. Die Aktualisierungsbedingung ist beispielsweise, dass der Grad der Übereinstimmung zwischen einer zeitlichen Änderung der Geschwindigkeit während der bisherigen Fahrt und dem in Schritt S101 erstellten Geschwindigkeitsprofil kleiner als ein vorbestimmter zulässiger Wert ist. Der Grad der Übereinstimmung kann gegebenenfalls durch Verwendung eines bekannten Verfahrens hergeleitet werden. Zum Beispiel kann der Grad der Übereinstimmung auf der Grundlage des Integralwerts des Absolutwerts der Differenz zwischen dem Geschwindigkeitswert des Geschwindigkeitsprofils und dem tatsächlichen Geschwindigkeitswert über eine bestimmte Zeitspanne in der Vergangenheit hergeleitet werden. Wenn der Grad der Übereinstimmung unter dem zulässigen Wert liegt, wird davon ausgegangen, dass die Genauigkeit der Zeitspanne, in der die regenerative Energie zurückgewonnen werden kann, der vorhergesagte regenerative Energiebetrag usw., ebenfalls gering sind. Wenn die Aktualisierungsbedingung erfüllt ist, fährt der Ablauf mit Schritt S109 fort. Andernfalls fährt der Ablauf mit Schritt S104 fort.
Schritt S109
Die Schätzeinheit 12 aktualisiert die Zeitspanne, in der die regenerative Energie zurückgewonnen werden kann, und den vorhergesagten regenerativen Energiebetrag, indem sie die Zeitspanne, in der die regenerative Energie zurückgewonnen werden kann, und den vorhergesagten regenerativen Energiebetrag neu schätzt. Das Aktualisierungsverfahren ist nicht besonders begrenzt. Jedoch kann die Schätzeinheit 12 beispielsweise die Aktualisierung durchführen, indem sie das Geschwindigkeitsprofil deformiert, nämlich die Zeitskala des Geschwindigkeitsprofils komprimiert oder expandiert, um den Grad der Übereinstimmung mit einer zeitlichen Änderung der Geschwindigkeit während der tatsächlichen Fahrt bis zur Gegenwart zu erhöhen, und dann auf der Grundlage des deformierten Geschwindigkeitsprofils Verfahren ähnlich den Schritten S102 und S103 durchführt.
Alternativ kann die Erzeugungseinheit 11 eine andere Fahrhistorie als die zum Erstellen des aktuellen Geschwindigkeitsprofils verwendete Fahrhistorie auswählen und ein neues Geschwindigkeitsprofil auf der Grundlage der ausgewählten Fahrhistorie durch einen dem Schritt S101 ähnlichen Prozess erstellen und die Schätzeinheit 12 kann die Aktualisierung durch Ausführen von Prozessen ähnlich den Schritten S102 und S103 auf der Grundlage des neu erstellten Geschwindigkeitsprofils durchführen. Wenn das Fahrzeug beispielsweise zum Stillstand kommt, wird davon ausgegangen, dass eine neue Fahrt ab diesem Zeitpunkt von diesem Ort aus begonnen wird, und eine Fahrhistorie kann in ähnlicher Weise wie in Schritt S101 ausgewählt werden.
Da sich die Werte der oben beschriebenen variablen Faktoren bei einer solchen Aktualisierung geändert haben können, kann die Korrektur unter Verwendung der neuesten Werte der variablen Faktoren vorgenommen werden. Die Durchführung einer solchen Aktualisierung kann die Abschätzungsgenauigkeit der Zeitspanne, in der die regenerative Energie zurückgewonnen werden kann, und den vorhergesagten regenerativen Energiebetrag verbessern. Nach diesem Schritt fährt der Ablauf mit Schritt S104 fort.
Zweiter Antriebssteuerprozess
12 ist ein Flussdiagramm eines zweiten Antriebssteuerprozesses. Der zweite Antriebssteuerprozess ist ein Beispiel für den Antriebssteuerprozess, der von der Antriebssteuervorrichtung 10 durchgeführt wird. Der zweite Antriebssteuerprozess unterscheidet sich in den Schritten S205, S206 und S207 wesentlich vom ersten Antriebssteuerprozess. Beispielsweise wird der zweite Antriebssteuerprozess gestartet, wenn der Benutzer das Fahrzeug in den Leistung-An-Zustand schaltet und eine Fahrt beginnt, und wird so lange ausgeführt, bis der Benutzer das Fahrzeug in den Leistung-Aus-Zustand schaltet und die Fahrt beendet.
Schritt S201
Die Erzeugungseinheit 11 erstellt ein Geschwindigkeitsprofil. Das Geschwindigkeitsprofil ist eine Information, die eine vorhergesagte Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu jedem Zeitpunkt der aktuellen Fahrt darstellt. Das Verfahren zur Erstellung des Geschwindigkeitsprofils ist wie in Schritt S101 des ersten Antriebssteuerprozesses beschrieben.
Schritt S202
Die Schätzeinheit 12 führt einen Approximationsprozess durch, bei dem das in Schritt S201 erstellte Geschwindigkeitsprofil mit Hilfe eines vorbestimmten Annäherungsmodells angenähert wird. Die Parameter der als Annäherungsmodell verwendeten Gauß-Funktionen, die Summe der Gauß-Funktionen, das Approximationsverfahren, etc. sind wie in Schritt S102 des ersten Antriebssteuerprozesses beschrieben.
Schritt S203
Die Schätzeinheit 12 schätzt einen vorhergesagten regenerativen Energiebetrag basierend auf dem Ergebnis des in Schritt S202 durchgeführten Approximationsverfahrens des Geschwindigkeitsprofils. Die regenerative Energie ist eine Energie, die durch regeneratives Bremsen des Elektromotors 31 gewonnen werden kann. Das Verfahren zur Schätzung des vorhergesagten regenerativen Energiebetrags ist wie in Schritt S103 des ersten Antriebssteuerprozesses beschrieben.
Schritt S204
Die Bestimmungseinheit 13 ermittelt, ob Elektromotor-Fahrbedingungen erfüllt sind. Die Elektromotor-Fahrbedingungen sind Bedingungen für das Fahren mit dem Elektromotor 31. In der vorliegenden Ausführungsform führt die Bestimmungseinheit 13 beispielsweise die Steuerung zum Wechseln des Fahrmodus zwischen einem Elektromotormodus und einem Verbrennungsmotormodus durch. Der Elektromotormodus ist ein Modus, in dem das Fahrzeug nur mit dem Elektromotor 31 aus dem Elektromotor 31 und dem Verbrennungsmotor 21 fährt, und der Verbrennungsmotormodus ist ein Modus, in dem das Fahrzeug nur mit dem Verbrennungsmotor 21 aus dem Elektromotor 31 und dem Verbrennungsmotor 21 fährt. Die Elektromotor-Fahrbedingungen und die Feststellung, ob die Elektromotor-Fahrbedingungen erfüllt sind, sind wie in Schritt S104 des ersten Antriebssteuerprozesses beschrieben. Wenn die Fahrbedingungen des Elektromotors erfüllt sind, fährt der Ablauf mit Schritt S205 fort. Andernfalls fährt der Ablauf mit Schritt S209 fort.
Schritt S205
Die Bestimmungseinheit 13 stellt fest, ob eine Bereichsaufteilungsbedingung erfüllt ist. Bei dem ersten Antriebssteuerprozess wird das Fahrzeug unter Verwendung des Elektromotors 31 in zwei Bereichen, dem Startbereich und dem quasistationären Fahrbereich, gefahren. Der zweite Antriebssteuerprozess bietet jedoch auch die Möglichkeit, das Fahrzeug zu veranlassen, nur im Startbereich mit dem Elektromotor 31 zu fahren. Die Bereichsaufteilungsbedingung wird verwendet, um zu bestimmen, ob ein Bereich, in dem das Fahrzeug mit dem Elektromotor 31 gefahren wird, nur ein Bereich sein soll, nämlich nur der Startbereich, oder ob er in zwei Bereiche aufgeteilt werden soll, nämlich den Startbereich und den quasistationären Fahrbereich. Der Startbereich und der quasistationäre Fahrbereich sind wie in Schritt S105 des ersten Antriebssteuerprozesses beschrieben.
Ein Beispiel für die Bereichsaufteilungsbedingung wird unter Bezugnahme auf 13 beschrieben. 13 ist eines zweidimensionalen Kennfelds mit der Durchschnittsgeschwindigkeit in einem Intervall und der Intervallzeit als Parameter. Wie in Schritt S102 des ersten Antriebssteuerprozesses beschrieben, sind die Durchschnittsgeschwindigkeit in einem Intervall und die Intervallzeit die Durchschnittsgeschwindigkeit vav und die erforderliche Fahrzeit T' für jedes Intervall, in dem die Geschwindigkeit des Geschwindigkeitsprofils positiv ist, und werden im Approximationsprozess berechnet. In dem zweidimensionalen Kennfeld von 13 ist jede Kombination aus der Durchschnittsgeschwindigkeit in einem Intervall und der Intervallzeit, die in einem nicht-schattierten Bereich B enthalten ist, eine Kombination, für die die Bereichsaufteilungsbedingung erfüllt ist. Aus den Kombinationen der Durchschnittsgeschwindigkeit in einem Intervall und der Intervallzeit in der Fläche B lässt sich abschätzen, dass das Fahrzeug gleichmäßig mit eher niedrigen Geschwindigkeiten fährt.
Wenn die Bereichsaufteilungsbedingung gemäß der Kombination aus der Durchschnittsgeschwindigkeit in einem Intervall und der Intervallzeit erfüllt ist, fährt der Ablauf mit Schritt S206 fort. Andernfalls fährt der Ablauf mit Schritt S207 fort.
Schritt S206
Die Bestimmungseinheit 13 bestimmt, ob ein Bereich, in dem das Fahrzeug fahren wird, der quasistationäre Fahrbereich ist. Wenn der Bereich, in dem das Fahrzeug fahren wird, der quasistationäre Fahrbereich ist, fährt der Ablauf mit Schritt S208 fort. Andernfalls fährt der Ablauf mit Schritt S207 fort.
Schritt S207
Die Bestimmungseinheit 13 bestimmt, ob der Bereich, in dem das Fahrzeug fahren wird, der Startbereich ist. Wenn der Bereich, in dem das Fahrzeug fahren wird, der Startbereich ist, fährt der Ablauf mit Schritt S208 fort. Andernfalls fährt der Ablauf mit Schritt S209 fort.
Schritt S208
Die Bestimmungseinheit 13 stellt den Fahrmodus auf den Elektromotormodus ein. In der vorliegenden Ausführungsform teilt die Bestimmungseinheit 13 der Antriebssteuerungs-ECU 90 mit, dass der Antriebsmodus auf den Elektromotormodus eingestellt ist. Die Antriebssteuerungs-ECU 90 veranlasst die Elektromotor-ECU 30, die Fahrt unter Verwendung des Elektromotors 31 zu steuern.
Schritt S209
Die Bestimmungseinheit 13 stellt den Fahrmodus auf den Verbrennungsmotormodus ein. In der vorliegenden Ausführungsform teilt die Bestimmungseinheit 13 der Antriebssteuerungs-ECU 90 mit, dass der Fahrmodus auf den Verbrennungsmotormodus eingestellt ist. Die Antriebssteuerungs-ECU 90 veranlasst die Verbrennungsmotor-ECU 20, die Fahrt unter Verwendung des Verbrennungsmotors 21 zu steuern.
Schritt S210
Die Erzeugungseinheit 11 ermittelt, ob eine Bedingung zur Aktualisierung des vorhergesagten regenerativen Energiebetrags erfüllt ist. Die Aktualisierungsbedingung und der Grad der Übereinstimmung sind wie in Schritt S108 des ersten Antriebssteuerprozesses beschrieben. Wenn die Aktualisierungsbedingung erfüllt ist, fährt der Ablauf mit Schritt S211 fort. Andernfalls fährt der Ablauf mit Schritt S204 fort.
Schritt S211
Die Schätzeinheit 12 aktualisiert die Zeitspanne, in der die regenerative Energie zurückgewonnen werden kann, und den vorhergesagten regenerativen Energiebetrag, indem sie die Zeitspanne, in der die regenerative Energie zurückgewonnen werden kann, und den vorhergesagten regenerativen Energiebetrag neu schätzt. Das Aktualisierungsverfahren ist wie in Schritt S109 des ersten Antriebssteuerprozesses beschrieben. Nach diesem Schritt fährt der Ablauf mit Schritt S204 fort.
In dem obigen Verfahren werden die beiden Antriebsmodi eingestellt: der Elektromotormodus, in dem das Fahrzeug nur mit dem Elektromotor 31 fährt, und der Verbrennungsmotormodus, in dem das Fahrzeug nur mit dem Verbrennungsmotor 21 fährt. Wie bei der obigen Bedingung (2-3) sind die Möglichkeiten für das Fahrzeug, mit dem Elektromotor 31 zu fahren, größer, wenn der vorhergesagte Betrag an regenerativer Energierückgewinnung groß ist, als wenn der vorhergesagte Betrag an regenerativer Energierückgewinnung klein ist. Die Kraftstoffeffizienz kann somit verbessert werden. Indem man sich darauf konzentriert, kann der vorhergesagte Betrag an regenerativer Energierückgewinnung für das Wechseln der Steuerung zwischen zwei beliebigen von drei Antriebsmodi verwendet werden, nämlich dem Elektromotormodus, dem Verbrennungsmotormodus und einem Hybrid-Modus, sowie für das Wechseln der Steuerung zwischen den drei Antriebsmodi verwendet werden. Der Hybridmodus ist ein Modus, in dem das Fahrzeug sowohl unter Verwendung des Elektromotors 31 als auch unter Verwendung des Verbrennungsmotors 21 fährt.
Wenn beispielsweise eine große Menge an regenerativer Energierückgewinnung vorhergesagt ist, sind die Möglichkeiten, vom Verbrennungsmotormodus in den Hybrid-Modus zu wechseln, größer, oder die Möglichkeiten, vom Hybrid-Modus in den Elektromotormodus zu wechseln, sind größer, als wenn die Menge an regenerativer Energierückgewinnung als gering vorhergesagt ist.
Effekte
Die Antriebssteuervorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann der Betrag der regenerativen Energierückgewinnung frühzeitig quantitativ vorhersagen, indem sie ein Geschwindigkeitsprofil verwendet, das die Geschwindigkeit des Fahrzeugs vorhersagt. Anhand dieses Vorhersageergebnisses kann eine geeignete Antriebssteuerung durchgeführt werden. Das heißt, wenn der vorhergesagte Betrag an regenerativer Energierückgewinnung groß ist, werden die Möglichkeiten des Fahrzeugs, mit dem Elektromotor 31 zu fahren, im Vergleich zu einer kleinen vorhergesagten Menge an regenerativer Energierückgewinnung erhöht. Dadurch kann die Kraftstoffeffizienz verbessert werden.
Wenn das Fahrzeug mit dem Elektromotor 31 fährt, ordnet die Antriebssteuervorrichtung 10 den beiden Bereichen, nämlich dem Startbereich und dem quasistationären Fahrbereich, je nach Fahrzustand des Fahrzeugs einen Bereich zu, in dem die regenerative Energie, die voraussichtlich zurückgewonnen werden kann, verbraucht wird, um den Gesamtkraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors 21 zu reduzieren. Entsprechend kann die Kraftstoffeffizienz weiter verbessert werden.
Die Antriebssteuervorrichtung 10 kann die Anzahl der Parameter zur Berechnung der vorhergesagten Menge an regenerativer Energierückgewinnung reduzieren, indem sie das Geschwindigkeitsprofil durch Gaußfunktionen approximiert. Darüber hinaus kann die Antriebssteuervorrichtung 10 den Berechnungsaufwand reduzieren, indem sie auf die numerische Tabelle für die Gaußfunktionen zurückgreift, die im Voraus erstellt wurde.
Da die Antriebssteuervorrichtung 10 ein Geschwindigkeitsprofil auf der Grundlage der Fahrhistorie des Benutzers oder einer anderen Person als dem Benutzer erstellen kann, kann der vorhergesagte Betrag an regenerativer Energierückgewinnung auch dann geschätzt werden, wenn keine Fahrroute vom Benutzer festgelegt wird. Wenn eine Fahrroute durch den Benutzer festgelegt wird, kann ein Geschwindigkeitsprofil unter Verwendung der Fahrroute erstellt werden und die Schätzgenauigkeit kann verbessert werden.
Da die Antriebssteuervorrichtung 10 der vorhergesagte Betrag an regenerativer Energierückgewinnung basierend auf den variablen Faktoren korrigiert, von denen angenommen wird, dass sie die Menge an regenerativer Energierückgewinnung beeinflussen, kann die Schätzgenauigkeit verbessert werden, indem die variablen Faktoren berücksichtigt werden.
Wenn der Grad der Übereinstimmung zwischen dem Geschwindigkeitsprofil und einer zeitlichen Änderung der tatsächlichen Geschwindigkeit des Fahrzeugs gering ist, schätzt die Antriebssteuervorrichtung 10 den vorhergesagten Betrag der regenerativen Energierückgewinnung neu. Dadurch kann die Schätzgenauigkeit verbessert werden.
Bei der Bestimmung des Fahrmodus ermittelt die Antriebssteuervorrichtung 10, welcher aus dem Verbrennungsmotor 21 und dem Elektromotor 31 im Hinblick auf die Speicherbarkeit der regenerativen Energie, den Betätigungswirkungsgrad und die Erreichbarkeit der erforderlichen Leistung geeignet ist, und zwar nicht nur anhand des vorhergesagten Betrags an regenerativer Energierückgewinnung, sondern auch anhand des SOC der Batterie 41, der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, der erforderlichen Leistung, etc. Die Zuverlässigkeit und Stabilität der Fahrzeugsteuerung kann so verbessert werden.
Obwohl eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung oben beschrieben ist, kann die vorliegende Offenbarung in geeigneter Weise modifiziert werden. Die vorliegende Offenbarung kann nicht nur als eine Antriebssteuervorrichtung interpretiert werden, sondern auch als ein Antriebssteuerverfahren, das von einer Antriebssteuervorrichtung durchgeführt wird, die einen Prozessor und einen Speicher, ein Antriebssteuerungsprogramm, ein computerlesbares nicht-transitorisches Speichermedium, das das Antriebssteuerungsprogramm speichert, ein mit der Antriebssteuervorrichtung ausgestattetes Fahrzeug, usw. aufweist.
Die vorliegende Offenbarung kann für Antriebssteuervorrichtungen, die an Fahrzeugen usw. montiert sind, verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 4702086 B2 [0003, 0004]

Claims

Antriebssteuervorrichtung, die an einem Fahrzeug montiert ist, das einen Elektromotor und einen Verbrennungsmotor als Energiequellen aufweist, wobei die Antriebssteuervorrichtung einen Prozessor (10) aufweist, der dazu konfiguriert ist: ein Geschwindigkeitsprofil zu erstellen, das eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu jedem Zeitpunkt vorhersagt; das Geschwindigkeitsprofil durch ein vorbestimmtes Annäherungsmodell anzunähern und einen vorhergesagten regenerativen Energiebetrag auf der Grundlage eines Annäherungsergebnisses zu schätzen, wobei die regenerative Energie eine Energie ist, die durch regeneratives Bremsen des Elektromotors rückgewinnbar ist; und basierend auf dem vorhergesagten regenerativen Energiebetrag einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich in dem Annäherungsergebnis als einen Bereich einzustellen, in dem das Fahrzeug unter Verwendung des Elektromotors fährt, wobei der erste Bereich ein Bereich von einem Zeitpunkt des Startens des Fahrzeugs bis zum Ablauf einer ersten Zeit ab dem Zeitpunkt des Startens des Fahrzeugs ist, und der zweite Bereich ein Bereich von einem Zeitpunkt einer Verzögerung des Fahrzeugs bis zum Ablauf einer zweiten Zeit ab dem Zeitpunkt der Verzögerung des Fahrzeugs ist.
Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Prozessor (10) so konfiguriert ist, dass er die erste Zeit und die zweite Zeit bestimmt, um eine Kraftstoffmenge zu minimieren, die voraussichtlich verbraucht wird, wenn das Fahrzeug unter Verwendung des Verbrennungsmotors in einem Bereich, der sich von dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich unterscheidet, gefahren wird.
Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Prozessor (10) so konfiguriert ist, dass er nur den ersten Bereich als den Bereich einstellt, in dem das Fahrzeug unter Verwendung des Elektromotors fährt, wenn eine Kraftstoffmenge, die voraussichtlich verbraucht wird, wenn das Fahrzeug unter Verwendung des Verbrennungsmotors in einem Bereich, der sich von dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich unterscheidet, gefahren wird, größer ist als eine Kraftstoffmenge, die voraussichtlich verbraucht wird, wenn das Fahrzeug unter Verwendung des Verbrennungsmotors in einem Bereich, der sich von dem ersten Bereich unterscheidet, gefahren wird, und so konfiguriert ist, dass er den ersten Bereich und den zweiten Bereich als den Bereich einstellt, in dem das Fahrzeug unter Verwendung des Elektromotors fährt, wenn die Kraftstoffmenge, die voraussichtlich verbraucht wird, wenn das Fahrzeug unter Verwendung des Verbrennungsmotors in dem Bereich, der sich von dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich unterscheidet, gefahren wird, kleiner ist als die Kraftstoffmenge, die voraussichtlich verbraucht wird, wenn das Fahrzeug unter Verwendung des Verbrennungsmotors in dem Bereich, der sich von dem ersten Bereich unterscheidet, gefahren wird.
Antriebssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Prozessor (10) so konfiguriert ist, dass er die erste Zeit und die zweite Zeit auf der Grundlage des vorhergesagten regenerativen Energiebetrags abzüglich des Energieverlusts im Elektromotor bestimmt.
Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Prozessor (10) konfiguriert ist, die erste Zeit und die zweite Zeit derart zu bestimmen, dass ein Maximalwert der Leistung, die von dem Elektromotor in dem ersten Bereich erzeugt wird, und ein Maximalwert der Leistung, die von dem Elektromotor in dem zweiten Bereich erzeugt wird, gleich werden.
Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Prozessor (10) konfiguriert ist, die erste Zeit und die zweite Zeit derart zu bestimmen, dass derjenige von dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich bevorzugt wird, der einen geringeren Energieverlust im Elektromotor aufweist.
Antriebssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Prozessor (10) so konfiguriert ist, dass er das Geschwindigkeitsprofil auf der Grundlage einer Fahrhistorie eines Benutzers und/oder einer Fahrhistorie einer anderen Person als dem Benutzer erstellt.
Antriebssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das vorbestimmte Annäherungsmodell ein Modell ist, das eine zeitliche Änderung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs annähert, wie es durch das Geschwindigkeitsprofil dargestellt ist, indem eine Summe von Gaußfunktionen mit unterschiedlichen Spitzenpositionen verwendet wird.
Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Prozessor (10) so konfiguriert ist, dass er Parameter der Gaußfunktionen unter Verwendung von mindestens zwei der folgenden Werte berechnet: die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, eine zurückgelegte Fahrstrecke und die erforderliche Fahrzeit.
Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Prozessor (10) konfiguriert ist, eine Leistung basierend auf dem Annäherungsergebnis herzuleiten, eine oder mehrere Zeitspannen, während derer die Leistung negativ ist, als eine Zeitspanne festzulegen, während der die regenerative Energie rückgewinnbar ist, und einen Zeitintegralwert der Größe der Leistung in der Zeitspanne als Schätzwert des vorhergesagten regenerativen Energiebetrags in der Zeitspanne zu berechnen, wobei die Leistung durch eine Summe aus einer Leistung, die zu einer Änderung der kinetischen Energie des Fahrzeugs beiträgt, und einer Leistung, die durch den Fahrwiderstand abgeführt wird, dargestellt wird.
Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Prozessor (10) so konfiguriert ist, dass er den vorhergesagten regenerativen Energiebetrag weiterhin auf der Grundlage eines oder mehrerer variabler Faktoren schätzt.
Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 11, wobei der variable Faktor mindestens einer der folgenden Faktoren ist: Art der Fahrbahnoberfläche, Neigung der Fahrbahnoberfläche, Ladegewicht des Fahrzeugs und Wetter.
Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, wobei der Prozessor (10) so konfiguriert ist, dass er die Leistung auf der Grundlage des variablen Faktors korrigiert.
Antriebssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei der Prozessor (10) so konfiguriert ist, dass er den Zeitintegralwert auf der Grundlage des variablen Faktors korrigiert.
Antriebssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei der Prozessor (10) so konfiguriert ist, dass er feststellt, dass das Fahrzeug unter Verwendung des Elektromotors fährt, wenn eine Bedingung erfüllt ist, wobei die Bedingung eine Bedingung aufweist, dass eine Summe aus der aktuell im Fahrzeug für den Elektromotor gespeicherten Energie und dem vorhergesagten regenerativen Energiebetrag in der nachfolgenden Zeitspanne gleich oder größer als ein Schwellenwert ist.
Antriebssteuerverfahren, das von einer Antriebssteuervorrichtung durchgeführt wird, die an einem Fahrzeug montiert ist, das einen Elektromotor und einen Verbrennungsmotor als Energiequellen aufweist, wobei das Antriebssteuerverfahren die folgenden Schritte aufweist: Erstellen eines Geschwindigkeitsprofils, das eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu jedem Zeitpunkt vorhersagt; Annähern des Geschwindigkeitsprofils durch ein vorbestimmtes Annäherungsmodell und Schätzen eines vorhergesagten regenerativen Energiebetrags basierend auf einem Annäherungsergebnis, wobei die regenerative Energie eine Energie ist, die durch regeneratives Bremsen des Elektromotors rückgewinnbar ist; und Festlegen, basierend auf dem vorhergesagten regenerativen Energiebetrag, eines ersten Bereichs und eines zweiten Bereichs aus dem Annäherungsergebnis als einen Bereich, in dem das Fahrzeug unter Verwendung des Elektromotors fährt, wobei der erste Bereich ein Bereich von einem Zeitpunkt des Startens des Fahrzeugs bis zum Ablauf einer ersten Zeit ab dem Zeitpunkt des Startens des Fahrzeugs ist und der zweite Bereich ein Bereich von einem Zeitpunkt einer Verzögerung des Fahrzeugs bis zum Ablauf einer zweiten Zeit ab dem Zeitpunkt der Verzögerung des Fahrzeugs ist.
Nicht-transitorisches Speichermedium, das Befehle speichert, die von einem Prozessor (10) einer Antriebssteuervorrichtung, die an einem Fahrzeug montiert ist, das einen Elektromotor und einen Verbrennungsmotor als Energiequellen aufweist, ausführbar sind, und die den Prozessor (10) veranlassen, Funktionen auszuführen, die folgende Schritte aufweisen: Erstellen eines Geschwindigkeitsprofils, das eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu jedem Zeitpunkt vorhersagt; Annähern des Geschwindigkeitsprofils durch ein vorbestimmtes Annäherungsmodell und Schätzen eines vorhergesagten regenerativen Energiebetrags basierend auf einem Annäherungsergebnis, wobei die regenerative Energie eine Energie ist, die durch regeneratives Bremsen des Elektromotors rückgewinnbar ist; und Festlegen, basierend auf dem vorhergesagten regenerativen Energiebetrag, eines ersten Bereichs und eines zweiten Bereichs aus dem Annäherungsergebnis als einen Bereich, in dem das Fahrzeug unter Verwendung des Elektromotors fährt, wobei der erste Bereich ein Bereich von einem Zeitpunkt des Startens des Fahrzeugs bis zum Ablauf einer ersten Zeit ab dem Zeitpunkt des Startens des Fahrzeugs ist und der zweite Bereich ein Bereich von einem Zeitpunkt einer Verzögerung des Fahrzeugs bis zum Ablauf einer zweiten Zeit ab dem Zeitpunkt der Verzögerung des Fahrzeugs ist.