DE102021134481A1

DE102021134481A1 - Hybridfahrzeug

Info

Publication number: DE102021134481A1
Application number: DE102021134481.6A
Authority: DE
Inventors: Yuki Ogawa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2021-01-14
Filing date: 2021-12-23
Publication date: 2022-07-14
Also published as: JP7571555B2; US20220219671A1; CN114834429A; JP2022108910A

Abstract

Ein Hybridfahrzeug weist einen Verbrennungsmotor (14), eine Batterie (100), einen Elektromotor (10, 12) und eine Steuereinheit (300, 350) auf. Die Steuereinheit (300, 350) ist so konfiguriert, dass sie einen Fahrplan zu einem Ziel durch Zuordnen eines beliebigen Steuermodus aus einem Ladungsverringerungsmodus und einem Ladungserhaltungsmodus zu jedem einer Vielzahl von Fahrabschnitten auf einer geplanten Fahrroute von einer gegenwärtigen Position zu dem Ziel festlegt. Die Fahrabschnitte weisen mindestens einen ersten Abschnitt, einen zweiten Abschnitt und einen dritten Abschnitt auf. Der erste Fahrabschnitt ist ein Fahrabschnitt, bei dem mit gestopptem Verbrennungsmotor (14) gefahren werden muss. Wenn die Fahrabschnitte den ersten Abschnitt aufweisen, ist die Steuereinheit (300, 350) so konfiguriert, dass sie eine Unterdrückungsverarbeitung zum Unterdrücken des Verbrauchs von elektrischer Energie in der Batterie (100) verglichen mit einem Fall ausführt, in dem die Fahrtabschnitte den ersten Abschnitt nicht aufweisen.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hybridfahrzeug.
2. Stand der Technik
In einem Hybridfahrzeug, das einen Motorgenerator, der als Antriebsquelle dient, und einen Verbrennungsmotor, der als elektrischer Generator dient, aufweist, wird ein beliebiger aus einer Vielzahl von Steuermodi ausgewählt und das Fahrzeug wird in dem ausgewählten Steuermodus gesteuert. Beispiele für die Steuermodi weisen einen CD (charge depleting)-Modus bzw. Ladungsverringerungsmodus und einen CS (charge sustaining)-Modus bzw. Laundungserhaltungsmodus auf. Im CD-Modus fährt das Fahrzeug weiterhin durch einen Betrieb eines Motors und die in einer fahrzeugeigenen Batterie gespeicherte elektrische Energie wird verbraucht, während der Verbrennungsmotor so weit wie möglich gestoppt gehalten wird. Im CS-Modus wird der Verbrennungsmotor häufiger als im CD-Modus aktiviert und das Fahrzeug fährt unter Verwendung des Verbrennungsmotors und des Motorgenerators, während das verbleibende Ladeniveau der fahrzeugeigenen Batterie in einem vorgegebenen Bereich gehalten wird.
Wenn dieses Hybridfahrzeug in Richtung eines von einem Nutzer festgelegten Ziels fährt, wird eine Umschaltsteuerung ausgeführt, um die Steuermodi in Abhängigkeit einer Bedingung auf einer Fahrroute angemessen umzuschalten.
Zum Beispiel offenbart die Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2014 - 151 760 ( JP 2014 - 151 760 A ) ein Hybridfahrzeug, das so konfiguriert ist, dass es eine Fahrroute zu einem Ziel festlegt und einen Elektrofahrzeug (EV)-Modus für motorgestütztes Fahren oder einen Hybridfahrzeug (HV)-Modus unter Verwendung eines Verbrennungsmotors und eines Motorgenerators in jedem von einer Vielzahl von Abschnitten auf der festgelegten Fahrroute mit Ausnahme eines oder mehrerer Abschnitte vor dem Ziel festlegt.
Kurzbeschreibung der Erfindung
In dem in JP 2014 - 151 760 A offenbarten Hybridfahrzeug wird ein Fahrplan erzeugt, so dass der Ladezustand (SOC) einer Fahrbatterie bei Ankunft des Fahrzeugs am Ziel Null erreicht. Somit werden die Gesamtbetriebskosten des Hybridfahrzeugs reduziert.
Ein Energieverbrauch der Fahrbatterie im Fahrplan kann von einem tatsächlichen Energieverbrauch der Batterie abweichen. Folglich kann die elektrische Energie in der Batterie erschöpft sein und das Fahrzeug kann in einem Abschnitt, in dem es planmäßig im CD-Modus fahren soll, im CS-Modus fahren. Wenn zum Beispiel eine geplante Fahrroute einen Regulierungsabschnitt aufweist, in dem motorbasiertes Fahren erforderlich ist, während der Verbrennungsmotor gestoppt gehalten bleibt, und die elektrische Energie in der Batterie in dem Regulierungsabschnitt erschöpft ist, kann der Verbrennungsmotor in dem Regulierungsabschnitt arbeiten.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Hybridfahrzeug bereit, in dem, wenn eine geplante Fahrroute einen Regulierungsabschnitt aufweist, eine Erschöpfung von elektrischer Energie in einer Batterie in dem Regulierungsabschnitt unterdrückt werden kann.
Ein Hybridfahrzeug gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist einen Verbrennungsmotor, eine Batterie, einen Elektromotor und eine Steuereinheit auf. Der Elektromotor ist so konfiguriert, dass er unter Verwendung von elektrischer Energie, die in der Batterie gespeichert ist, eine Fahrantriebskraft erzeugt. Die Steuereinheit ist so konfiguriert, dass sie einen Fahrplan zu einem Ziel durch Zuordnen eines beliebigen Steuermodus aus einem CD (charge depleting)-Modus bzw. Ladungsverringerungsmodus und einem CS (charge sustaining)-Modus bzw. Ladungserhaltungmodus zu jedem einer Vielzahl von Fahrabschnitten auf einer geplanten Fahrroute von einer gegenwärtigen Position zu dem Ziel festlegt. Die Fahrabschnitte weisen mindestens einen ersten Abschnitt, einen zweiten Abschnitt und einen dritten Abschnitt auf. Der erste Abschnitt ist ein Fahrabschnitt, der ein Fahren mit gestopptem Verbrennungsmotor erfordert. Der zweite Abschnitt ist ein Fahrabschnitt, der die Zuordnung des CD-Modus erfordert. Der dritte Abschnitt ist ein Fahrabschnitt mit Ausnahme des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts. Die Steuereinheit ist so konfiguriert, dass sie beim Festlegen des Fahrplans den CD-Modus in der Reihenfolge, erster Abschnitt, zweiter Abschnitt und dritter Abschnitt, zuordnet, bis ein verbleibendes Batterieladeniveau bzw. Ladeniveau der Batterie einen Wert erreicht, der kleiner als eine Summe von Energieverbräuchen in Fahrabschnitten ist, denen der CD-Modus zugeordnet ist, und den Fahrabschnitten, denen der CD-Modus nicht zugeordnet ist, den CS-Modus zuordnet. Die Steuereinheit ist so konfiguriert, dass sie eine Fahrunterstützungssteuerung zum Umschalten bzw. Wechsein der Steuermodi gemäß dem Fahrplan ausführt. Die Steuereinheit ist so konfiguriert, dass sie, wenn die Fahrabschnitte den ersten Abschnitt aufweisen, eine Unterdrückungsverarbeitung zum Unterdrücken des Verbrauchs der elektrischen Energie in der Batterie verglichen mit einem Fall, in dem die Fahrabschnitte den ersten Abschnitt nicht aufweisen, ausführt.
In dem Hybridfahrzeug gemäß dem einen Aspekt der vorliegenden Erfindung führt die Steuereinheit die Unterdrückungsverarbeitung zum Unterdrücken des Verbrauchs der elektrischen Energie in der Batterie aus, wenn die geplante Fahrroute von der gegenwärtigen Position zu dem Ziel den ersten Abschnitt (zum Beispiel den Regulierungsabschnitt) aufweist. Folglich wird der Energieverbrauch der Batterie unterdrücken, wenn die geplante Fahrroute den ersten Abschnitt aufweist. Somit kann die Erschöpfung der elektrischen Energie in der Batterie im ersten Abschnitt unterdrückt werden. Dementsprechend kann ein Betrieb des Verbrennungsmotors im ersten Abschnitt unterdrückt werden.
In dem Hybridfahrzeug gemäß dem einen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Unterdrückungsverarbeitung eine erste Verarbeitung zum Festlegen des Fahrplans durch Neuzuordnen des CS-Modus zu mindestens einem der Fahrabschnitte, denen der CD-Modus zugeordnet ist, aufweisen.
In dem Hybridfahrzeug gemäß dem einen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der CS-Modus mindestens einem der Fahrabschnitte, denen der CD-Modus zugeordnet ist, neu zugeordnet. Das heißt, der Steuermodus von mindestens einem der Fahrabschnitte, denen der CD-Modus zugeordnet ist, wird vom CD-Modus in den CS-Modus geändert. Da die Anzahl von Fahrabschnitten im CD-Modus verringert und die Anzahl von Fahrabschnitten im CS-Modus erhöht ist, kann der Energieverbrauch der Batterie während der Fahrt gemäß dem Fahrplan unterdrückt werden. Somit kann die Erschöpfung der elektrischen Energie in der Batterie im ersten Abschnitt unterdrückt werden und der Betrieb des Verbrennungsmotors kann im ersten Abschnitt unterdrückt werden.
In dem Hybridfahrzeug gemäß dem einen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Steuereinheit so konfiguriert sein, dass sie, wenn das verbleibende Batterieladeniveau kleiner als die Summe ist, den Fahrplan durch die erste Verarbeitung durch Neuzuordnen des CS-Modus zu einem Fahrabschnitt, dem der CD-Modus als letzter unter den Fahrabschnitten zugeordnet wurde, denen der CD-Modus in der Reihenfolge, erster Abschnitt, zweiter Abschnitt und dritter Abschnitt, zugeordnet ist, festlegt.
In dem Hybridfahrzeug gemäß dem einen Aspekt der vorliegenden Erfindung ordnet die Steuereinheit beim Festlegen des Fahrplans durch die erste Verarbeitung den CS-Modus dem Fahrabschnitt neu zu, in dem der CD-Modus zuletzt festgelegt wurde, d.h. einem Fahrabschnitt, der in der Rangfolge der Zuordnungen unter den Fahrabschnitten, in denen der CD-Modus festgelegt ist, am niedrigsten ist. Da die Anzahl von Fahrabschnitten im CD-Modus um eins verringert und die Anzahl von Fahrabschnitten im CS-Modus um eins erhöht ist, kann der Energieverbrauch der Batterie während der Fahrt gemäß dem Fahrplan unterdrückt werden. Somit kann die Erschöpfung der elektrischen Energie in der Batterie im ersten Abschnitt unterdrückt werden und der Betrieb des Verbrennungsmotors kann im ersten Abschnitt unterdrückt werden.
In dem Hybridfahrzeug gemäß dem einen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Unterdrückungsverarbeitung eine zweite Verarbeitung zum Unterbrechen der Fahrunterstützungssteuerung aufweisen, wenn eine Unterbrechungsbedingung erfüllt ist. Die Steuereinheit kann so konfiguriert sein, dass sie den Steuermodus auf den CS-Modus festlegt, wenn die Fahrabschnitte den ersten Abschnitt aufweisen und ein gegenwärtiger Fahrabschnitt nicht der erste Abschnitt ist, während die Fahrunterstützungssteuerung durch die zweite Verarbeitung unterbrochen ist.
In dem Hybridfahrzeug gemäß dem einen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der Steuermodus auf den CS-Modus festgelegt, wenn die geplante Fahrroute den ersten Abschnitt aufweist und der gegenwärtige Fahrabschnitt nicht der erste Abschnitt ist, während die Fahrunterstützungssteuerung durch die zweite Verarbeitung unterbrochen ist. Durch Festlegen des Steuermodus auf den CS-Modus wird in dem Fahrabschnitt, mit Ausnahme des ersten Abschnitts, ein Verbrauch der elektrischen Energie in dem Fahrabschnitt mit Ausnahme des ersten Abschnitts unterdrücken. Folglich kann die elektrische Energie in der Batterie gespeichert bzw. gespart werden und eine Erschöpfung der elektrischen Energie in der Batterie im ersten Abschnitt der geplanten Fahrroute kann unterdrückt werden. Somit kann der Betrieb des Verbrennungsmotors im ersten Abschnitt unterdrückt werden.
In dem Hybridfahrzeug gemäß dem einen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Steuereinheit so konfiguriert sein, dass sie den Steuermodus auf den CD-Modus festlegt, wenn der gegenwärtige Fahrabschnitt der erste Abschnitt ist, während die Fahrunterstützungssteuerung durch die zweite Verarbeitung unterbrochen ist.
In dem Hybridfahrzeug gemäß dem einen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der Steuermodus auf den CD-Modus festgelegt, wenn das Hybridfahrzeug in dem ersten Abschnitt fährt, während die Fahrunterstützungssteuerung durch die zweite Verarbeitung unterbrochen ist. Somit kann der Betrieb des Verbrennungsmotors im ersten Abschnitt sogar unterdrückt werden, während die Fahrunterstützungssteuerung unterbrochen ist.
In dem Hybridfahrzeug gemäß dem einen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Unterbrechungsbedingung mindestens eine der Bedingungen, Bedingung, bei der das Hybridfahrzeug in einen Off-Road-Abschnitt bzw. Abschnitt abseits der Straße einfährt, und Bedingung, bei der eine Temperatur der Batterie niedriger als ein Schwellwert ist, aufweisen.
Im Off-Road-Abschnitt kann der Verbrauch der elektrischen Energie in der Batterie schwer vorhersagbar sein. Wenn die Temperatur der Batterie unter dem Schwellwert ist, kann sich die Lade-/Entladeeffizienz der Batterie verringern und ein Verbrauch der elektrischen Energie in der Batterie kann schwer vorhersagbar sein. In dem Hybridfahrzeug gemäß dem einen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Unterbrechungsbedingung in dem Fall festgelegt, in dem der Verbrauch der elektrischen Energie in der Batterie schwer vorhersagbar ist. Somit ist es möglich, den Energieverbrauch der Batterie, der größer als erwartet ist, zu unterdrücken.
In dem Hybridfahrzeug gemäß dem einen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Unterdrückungsverarbeitung eine dritte Verarbeitung zum Berechnen von Null als Energieverbrauch in einem Fahrabschnitt, der der erste Abschnitt ist und in dem die regenerative Energie größer als der Energieverbrauch der Batterie ist, beim Berechnen der Energieverbräuche in den Fahrabschnitten aufweisen.
Die Berechnung von Null als der Energieverbrauch in dem Abschnitt, der dem ersten Abschnitt und dem regenerativen Abschnitt entspricht, kann in die Berechnung einer kleineren regenerativen Energie übersetzt werden. Durch Berechnen einer kleineren regenerativen Energie in dem ersten Abschnitt ist es möglich, einen Fahrplan festzulegen, in dem die elektrische Energie in der Batterie eine Reservekapazität aufweist. In dem Hybridfahrzeug gemäß dem einen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Erschöpfung der elektrischen Energie in der Batterie im ersten Abschnitt durch Fahren gemäß diesem Fahrplan unterdrückt werden. Somit kann der Betrieb des Verbrennungsmotors im ersten Abschnitt unterdrückt werden.
In dem Hybridfahrzeug gemäß dem einen Aspekt der vorliegenden Erfindung können die Fahrabschnitte eine Vielzahl der ersten Abschnitte aufweisen und die Unterdrückungsverarbeitung kann eine vierte Verarbeitung zum Hinzufügen eines vorgegebenen Spielraums bzw. einer vorgegebenen Marge zu einem Energieverbrauch in mindestens einem der ersten Abschnitte beim Berechnen der Energieverbräuche in den Fahrabschnitten aufweisen.
In dem Hybridfahrzeug gemäß dem einen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der vorgegebene Spielraum zu dem Energieverbrauch in mindestens einem der ersten Abschnitt hinzugefügt, um dadurch einen Fahrplan festzulegen, in dem die elektrische Energie in der Batterie eine Reservekapazität aufweist. Die Erschöpfung der elektrischen Energie in der Batterie kann im ersten Abschnitt durch Fahren gemäß diesem Fahrplan unterdrückt werden. Somit kann der Betrieb des Verbrennungsmotors im ersten Abschnitt unterdrückt werden.
In dem Hybridfahrzeug gemäß dem einen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Steuereinheit so konfiguriert sein, dass sie den vorgegebenen Spielraum zu einem Energieverbrauch in dem ersten Abschnitt, der der gegenwärtigen Position am nächsten ist, in der vierten Verarbeitung hinzufügt.
In dem Hybridfahrzeug gemäß dem einen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der vorgegebene Spielraum zu dem Energieverbrauch in dem ersten Abschnitt, der der gegenwärtigen Position am nächsten ist, hinzugefügt, um dadurch einen Fahrplan festzulegen, in dem die elektrische Energie in der Batterie eine Reservekapazität aufweist. Die Erschöpfung der elektrischen Energie in der Batterie kann im ersten Abschnitt durch Fahren gemäß diesem Fahrplan unterdrückt werden. Somit kann der Betrieb des Verbrennungsmotors im ersten Abschnitt unterdrückt werden.
In dem Hybridfahrzeug gemäß dem einen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der CD-Modus ein Steuermodus zum Verbrauchen der elektrischen Energie, die in der Batterie gespeichert ist, sein. Der CS-Modus kann ein Steuermodus zum Halten einer Energiespeichermenge der Batterie innerhalb eines vorgegebenen Bereichs sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann, wenn die geplante Fahrroute den Regulierungsabschnitt aufweist, die Erschöpfung der elektrischen Energie in der Batterie im Regulierungsabschnitt unterdrückt werden.
Figurenliste
Merkmale, Vorteile sowie technische und industrielle Bedeutung von beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, beschrieben. Es zeigen:

1 ein Gesamtkonfigurationsdiagramm, das ein Beispiel für ein Hybridfahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt;
2 ein Diagramm zum Beschreiben des Prioritätsniveaus, die für Fahrabschnitte festgelegt sind;
3 ein Ablaufdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur der Fahrunterstützungssteuerung darstellt;
4 ein Ablaufdiagramm, das eine Prozedur einer ersten Festlegverarbeitung von S7 darstellt;
5 ein Ablaufdiagramm, das eine Prozedur einer zweiten Festlegverarbeitung von S8 darstellt;
6 ein Ablaufdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur einer Fahrunterstützungssteuerung gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt;
7 ein Ablaufdiagramm, das eine Prozedur einer dritten Festlegverarbeitung von S21 darstellt;
8 ein Ablaufdiagramm, das Details einer Verarbeitung von S30 darstellt;
9 ein Ablaufdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur einer Fahrunterstützungssteuerung im Modifikationsbeispiel 1 darstellt;
10 ein Ablaufdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur einer Fahrunterstützungssteuerung gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt;
11 ein Ablaufdiagramm, das eine Prozedur einer vierten Festlegverarbeitung von S64 darstellt;
12 ein Diagramm zum Beschreiben einer Verarbeitung zum Neufestlegen eines Fahrplans; und
13 ein Ablaufdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur einer Fahrunterstützungssteuerung im Modifikationsbeispiel 2 darstellt.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren im Detail beschrieben. In den Figuren werden gleiche oder entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen dargestellt, um eine wiederholende Beschreibung zu vermeiden.
Erste Ausführungsform
Gesamtkonfiguration
1 ist ein Gesamtkonfigurationsdiagramm, das ein Beispiel eines Hybridfahrzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt. Das in 1 dargestellte Hybridfahrzeug (nachfolgend auch einfach als „Fahrzeug“ bezeichnet) 1 ist ein so genanntes seriell-paralleles (geteiltes) Hybridfahrzeug. Das Fahrzeug 1 ist nicht auf das seriell-parallele Hybridfahrzeug begrenzt und kann zum Beispiel auch ein paralleles oder serielles Hybridfahrzeug sein. Das Fahrzeug 1 kann eine fahrzeugeigene Batterie (Batterie 100 in 1) unter Verwendung von elektrischer Energie, die von einer Energieversorgung außerhalb des Fahrzeugs zugeführt wird (externe Energieversorgung 92 in 1), extern aufladen.
In 1 weist das Fahrzeug 1 einen ersten Motorgenerator (nachfolgend auch als „erster MG“ bezeichnet) 10, einen zweiten Motorgenerator (nachfolgend auch als „zweiter MG“ bezeichnet) 12, einen Motor bzw. Verbrennungsmotor 14, eine Energieaufteilvorrichtung 16, Antriebsräder 28, eine Energiesteuereinheit bzw. Leistungssteuereinheit (PCU) 40, ein Systemhauptrelais (SMR) 50, ein Laderelais 60, eine Ladeeinheit 70, einen Einlass 80, die Batterie 100, eine Überwachungseinheit 200, eine elektronische Steuereinheit (ECU) 300 für das HV (nachfolgend als HV-ECU bezeichnet), einen Zündungsschalter (IG-Schalter) 310, eine Sensoreinheit 320, eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) 330, eine Navigations-ECU 350, eine Positionserfassungseinheit 360, eine Verkehrsinformationsempfangseinheit 370 und einen Modusauswählschalter 380 auf.
Jeder der MG, erster MG 10 und zweiter MG 12, ist eine rotierende elektrische dreiphasige Wechselspannungs-(AC)-Maschine, wie z.B. ein Permanentmagnet-Synchronmotor, der einen Rotor mit eingebetteten Permanentmagneten aufweist. Jeder der MG, erster MG 10 und zweiter MG 12, weist die Funktionen eines Elektromotors (Motor) und eines elektrischen Generators (Generator) auf. Der erste MG 10 und der zweite MG 12 sind über die PCU 40 mit der Batterie 100 verbunden.
Zum Beispiel wird der erste MG 10 durch einen Umrichter in der PCU 40 angetrieben und dreht eine Ausgabewelle des Verbrennungsmotors 14, um den Verbrennungsmotor 14 zu starten. Der erste MG 10 erzeugt elektrische Energie durch Empfangen von Energie des Verbrennungsmotors 14. Die vom ersten MG 10 erzeugte elektrische Energie wird über die PCU 40 in der Batterie 100 gespeichert.
Zum Beispiel wird der zweite MG 12 durch den Umrichter in der PCU 40 während der Fahrt des Fahrzeugs 1 angetrieben. Die Energie des zweiten MG 12 wird über ein Energieübertragungsgetriebe (nicht dargestellt), wie etwa ein Differentialgetriebe und ein Untersetzungsgetriebe, an die Antriebsräder 28 übertragen. Zum Beispiel wird beim Bremsen des Fahrzeugs 1 der zweite MG 12 von den Antriebsrädern 28 angetrieben und arbeitet als elektrischer Generator, um eine regenerative Bremsung auszuführen. Die vom zweiten MG 12 erzeugte elektrische Energie wird über die PCU 40 in der Batterie 100 gespeichert.
Der Verbrennungsmotor 14 ist ein allgemein bekannter Verbrennungsmotor, der so konfiguriert ist, dass er Energie durch eine Verbrennung von Kraftstoff ausgibt, wie etwa ein Benzinmotor oder ein Dieselmotor (Benzin oder Leichtöl). Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors 14, wie etwa ein Drosselklappenöffnungsgrad (Ansaugmenge), eine Kraftstoffzufuhrmenge und ein Zündungszeitpunkt, sind durch die HV-ECU 300 elektrisch steuerbar. Zum Beispiel steuert die HV-ECU 300 eine Kraftstoffeinspritzmenge, einen Zündungszeitpunkt und eine Ansaugluftmenge des Verbrennungsmotors 14, um zu veranlassen, dass der Verbrennungsmotor 14 mit einer Solldrehzahl und einem Solldrehmoment arbeitet, die auf Grundlage der Bedingungen des Fahrzeugs 1 festgelegt werden.
Die Energieaufteilvorrichtung 16 teilt den Pfad der Energie des Verbrennungsmotors 14 in einen Pfad, über den die Energie zu den Antriebsrädern 28 übertragen wird, und einen Pfad, über den die Energie an den erste MG 10 übertragen wird. Zum Beispiel ist die Energieaufteilvorrichtung 16 ein Planetengetriebemechanismus, der ein Sonnenrad, ein Hohlrad, Ritzel und einen Träger aufweist.
Die PCU 40 ist ein Energiewandler, der so konfiguriert ist, dass er elektrische Energie zwischen der Batterie 100 und dem ersten MG 10 oder zwischen der Batterie 100 und dem zweiten MG 12 auf Grundlage eines Steuersignals von der HV-ECU 300 wandelt. Die PCU 40 weist einen Umrichter und einen Wandler (beide nicht dargestellt) auf. Der Umrichter treibt den ersten MG 10 oder den zweiten MG 12 durch Wandlung von Gleichspannung (DC) aus der Batterie 100 in Wechselspannung (AC) an. Der Wandler passt ein Spannungsniveau der Gleichspannung, die dem Umrichter von der Batterie 100 zugeführt werden soll, an.
Das SMR 50 ist zwischen der Batterie 100 und der PCU 40 elektrisch verbunden. Das SMR 50 wird unter Steuerung auf Grundlage eines Steuersignals von der HV-ECU 300 geschlossen oder geöffnet.
Die Batterie 100 ist an dem Fahrzeug 1 als elektrische Energieversorgung (d.h. als Energiequelle) für den Antrieb des Fahrzeugs 1 angebracht. Die Batterie 100 weist eine Vielzahl von gestapelten Batterien auf. Die Batterie ist eine Sekundärbatterie, z.B. eine Nickel-Metallhydrid-Batterie oder eine Lithium-Ionen-Batterie. Die Batterie kann eine Batterie, die einen flüssigen Elektrolyten oder einen festen Elektrolyten (Festkörperbatterie) zwischen einem Pluspol und einem Minuspol aufweist, sein. Die Batterie 100 kann eine beliebige wiederaufladbare Gleichspannungsenergiequelle und ein Kondensator mit großer Kapazität sein. Die Batterie 100 wird mit elektrischer Energie aufgeladen, die durch einen Energieerzeugungsbetrieb unter Verwendung des ersten MG 10 und des Verbrennungsmotors 14 oder durch regeneratives Bremsen im zweiten MG 12 erzeugt wird, und wird durch einen Antriebsbetrieb des ersten MG 10 oder des zweiten MG 12 entladen.
Die Überwachungseinheit 200 überwacht den Zustand der Batterie 100. Zum Beispiel weist die Überwachungseinheit 200 einen Spannungssensor 210, einen Stromsensor 220 und einen Temperatursensor 230 auf. Der Spannungssensor 210 erfasst eine Spannung VB zwischen Anschlüssen der Batterie 100. Der Stromsensor 220 erfasst einen Strom IB, der in die Batterie 100 eingegeben oder von ihr ausgegeben wird. Der Temperatursensor 230 erfasst eine Temperatur TB der Batterie 100. Die Sensoren geben Erfassungsergebnisse an die HV-ECU 300 aus.
Das Laderelais 60 ist zwischen dem SMR 50 und dem Einlass 80 elektrisch verbunden. Das Laderelais 60 wird unter Steuerung auf Grundlage eines Steuersignals von der HV-ECU 300 geschlossen oder geöffnet.
Die Ladeeinheit 70 ist zwischen dem Laderelais 60 und dem Einlass 80 elektrisch verbunden. Beispiele für die Ladeeinheit 70 weisen einen AC/DC-Wandler (Umrichter) auf. Die Ladeeinheit 70 wandelt die von der externen Energieversorgung 92 über den Einlass 80 zugeführte Wechselspannung in Gleichspannung und gibt die Gleichspannung an das Laderelais 60 aus. Die Ladeeinheit 70 wird auf Grundlage eines Steuersignals von der HV-ECU 300 gesteuert.
Der Betrieb der Ladeeinheit 70 ist nicht speziell auf die AC/DC-Wandlung begrenzt. Wenn Gleichspannung über den Einlass 80 der Ladeeinheit 70 zugeführt wird, kann die Ladeeinheit 70 als DC/DC-Wandler arbeiten.
Ein Verbinder 90 kann in den Einlass 80 zusammen mit einer mechanischen Kupplung, z.B. durch Einpassen, einsetzbar sein. Zusammen mit dem Einfügen des Verbinders 90 in den Einlass 80 wird die elektrische Verbindung zwischen dem Fahrzeug 1 und der externen Energieversorgung 92 hergestellt. Wenn das SMR 50 und das Laderelais 60 geschlossen sind, kann der Batterie 100 über die Ladeeinheit 70 und das Laderelais 60 elektrische Energie von der externen Energieversorgung 92 zugeführt werden.
Die HV-ECU 300 weist eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 301, einen Speicher 302 und einen Eingabe-/Ausgabeanschluss (nicht dargestellt) auf. Der Speicher 302 weist zum Beispiel einen Festwertspeicher (ROM) und einen Direktzugriffsspeicher (RAM) auf und speichert Programme, die von der CPU 301 ausgeführt werden sollen. Die CPU 301 führt die im ROM gespeicherten Programme durch Laden der Programme in den RAM aus. Die CPU 301 führt vorgegebene arithmetische Verarbeitungen auf Grundlage von verschiedenen Signalen, die über den Eingabe-/Ausgabeanschluss eingegeben werden (zum Beispiel Signale, die von der Überwachungseinheit 200, dem IG-Schalter 310, der Sensoreinheit 320 und dem Modusauswählschalter 380 empfangen werden), und einer Information, die in dem Speicher 302 gespeichert ist, aus und steuert die Vorrichtungen in dem Fahrzeug 1 (wie etwa den Verbrennungsmotor 14, die PCU 40, das SMR 50, das Laderelais 60, die Ladeeinheit 70 und die HMI 330) auf Grundlage eines Ergebnisses der arithmetischen Verarbeitung. Verschiedene Steuerungstypen, die von der HV-ECU 300 ausgeführt werden, können nicht nur durch Software, sondern auch durch dedizierte Hardware (elektronischer Schaltkreis) verarbeitet werden.
Zum Beispiel berechnet die HV-ECU 300 während eines Antreibens des Fahrzeugs 1 unter Verwendung von Erfassungsergebnissen von der Überwachungseinheit 200 einen Ladezustand (SOC), der das verbleibende Ladeniveau der Batterie 100 anzeigt. Der SOC ist ein Prozentsatz des Verhältnisses zwischen der gegenwärtigen Energiespeichermenge in der Batterie 100 und der Energiespeichermenge bei vollständiger Ladung. Verschiedene allgemein bekannte Verfahren, wie etwa eine Summierung von Stromwerten (Coulomb-Zählung) und eine Schätzung einer Leerlaufspannung (OCV), können als SOC-Berechnungsverfahren verwendet werden.
Die HV-ECU 300 ist über einen Kommunikationsbus 340 mit der Sensoreinheit 320, der HMI 330 und der Navigations-ECU 350 verbunden. Die Positionserfassungseinheit 360 und die Verkehrsinformationsempfangseinheit 370 sind mit der Navigations-ECU 350 verbunden.
Zum Beispiel weist die Sensoreinheit 320 einen Gaspedalsensor, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor und einen Bremspedalsensor auf. Der Gaspedalsensor erfasst eine Betätigungsmenge eines Gaspedals, das von einem Nutzer betätigt wird. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfasst eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1. Der Bremspedalsensor erfasst die Betätigungsmenge eines Bremspedals, das vom Nutzer betätigt wird. Die Sensoren geben Erfassungsergebnisse an die HV-ECU 300 aus.
Die HMI 330 stellt dem Nutzer eine Information zum Unterstützen des Fahrens des Fahrzeugs 1 bereit. Zum Beispiel ist die HMI 330 eine Touchpanel-Anzeige, die in einem Innenraum des Fahrzeugs 1 bereitgestellt ist und einen Lautsprecher aufweist. Zum Beispiel stellt die HMI 330 dem Nutzer verschiedene Informationstypen bereit (und informiert ihn darüber), indem sie eine visuelle Information (grafische Information und Textinformation) und eine Audioinformation (Sprach- und Toninformation) ausgibt.
Die HMI 330 fungiert als Anzeige, um eine gegenwärtige Position des Fahrzeugs 1 und eine Karteninformation und eine Stauinformation über ein Gebiet um die gegenwärtige Position von der Navigations-ECU 350 über den Kommunikationsbus 340 zu empfangen und die gegenwärtige Position des Fahrzeugs 1 zusammen mit der Karteninformation und der Stauinformation über das Gebiet um die gegenwärtige Position anzuzeigen.
Die HMI 330 fungiert auch als ein Touchpanel, das vom Nutzer betätigbar ist. Der Nutzer berührt das Touchpanel, um den Maßstab einer angezeigten Karte zu ändern oder ein Ziel des Fahrzeugs 1 einzugeben. Wenn das Ziel in die HMI 330 eingegeben wird, wird eine Information über das Ziel über den Kommunikationsbus 340 an die Navigations-ECU 350 übertragen.
Die Vorrichtungen, die mit dem Kommunikationsbus 340 verbunden sind, können durch Controller Area Network (CAN) über den Kommunikationsbus 340 oder drahtlose Kommunikation anstelle des Kommunikationsbusses 340 oder zusätzlich zu diesem miteinander kommunizieren.
Das Navigations-ECU 350 weist eine CPU 351 und einen Speicher 352 auf. Die CPU 351 und der Speicher 352 sind ähnlich wie die CPU 301 und der Speicher 302 und folglich wird ihre detaillierte Beschreibung nicht wiederholt. Der Speicher 352 weist eine Karteninformationsdatenbank (nachfolgend als Karteninformations-DB bezeichnet) auf. Die Navigations-ECU 350 gibt eine gegenwärtige Position des Fahrzeugs 1 und eine Karteninformation und eine Stauinformation über ein Gebiet um die gegenwärtige Position an die HMI 330 und die HV-ECU 300 auf Grundlage verschiedener Informationstypen, die in der Karteninformation-DB gespeichert sind, verschiedener Informationstypen, die von der Positionserfassungseinheit 360 erfasst werden, und verschiedener Informationstypen, die von der Verkehrsinformationsempfangseinheit 370 empfangen werden, aus.
In jedem vorgegebenen Zeitraum (zum Beispiel in jedem Zeitintervall von mehreren Minuten) gibt die Navigations-ECU 350 an die HV-ECU 300 eine Karteninformation und eine Straßenverkehrsinformation über eine geplante Fahrroute von einer gegenwärtigen Position des Fahrzeugs 1 zu einem Ziel aus (nachfolgend auch zusammenfassend als „Vorschauinformation“ bezeichnet). Die Navigations-ECU 350 gibt die Vorschauminformation an die HV-ECU 300 aus, wenn das Ziel durch eine Betätigung an der HMI 330 eingegeben wird und eine Information über das Ziel von der HMI 330 empfangen wird. Wie in 1 durch einen Kasten mit lang kurz gestrichelter Linie angezeigt, sind die HV-ECU 300 und die Navigations-ECU 350 gemäß dieser Ausführungsform Beispiele einer „Steuereinheit“ gemäß der vorliegenden Erfindung.
Der Karteninformations-DB speichert eine Karteninformation. Die Karteninformation weist eine Information in Bezug auf „Knoten“, die zum Beispiel eine Kreuzung und eine Sackgasse angeben, „Verbindungen“, die die Knotenpunkte verbinden, und „Einrichtungen“ (Gebäude und Parkplätze) entlang der Verbindungen auf. Die Karteninformation weist auch eine Positionsinformation für jeden Knotenpunkt, eine Distanzinformation für jede Verbindung, eine Straßenkategorieinformation zu jeder Verbindung (Information über eine Innenstadt, eine Nebenstraße, eine Schnellstraße oder eine gewöhnliche Straße), eine Lastinformation für jede Verbindung (Geschwindigkeitsinformation, die eine durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit für die Verbindung, die auf Grundlage eines Tempolimits berechnet werden kann, aufweist, Energieinformation, die eine durchschnittliche Fahrenergie, die erforderlich ist, um die Verbindung mit der durchschnittlichen Fahrzeuggeschwindigkeit zu fahren, aufweist, und Steigungsinformation, die eine durchschnittliche Steigung auf der Verbindung aufweist) und eine Regulierungsinformation zu jeder Verbindung (Information, die angibt, ob ein später beschriebener Regulierungsabschnitt vorhanden ist) auf. Die Karteninformation ist nicht auf die Information, die durch Lesen aus der Karteninformations-DB erlangt wird, begrenzt und kann eine Information, die durch Kommunikation mit einer externen Datenbank zusätzlich zu oder anstelle der aus der Karteninformations-DB sequenziell erlangten Information erlangt wird, sein.
Zum Beispiel erlangt die Positionserfassungseinheit 360 eine gegenwärtige Position des Fahrzeugs 1 auf Grundlage eines Signals (Funkwelle) von einem Global Positioning System (GPS)-Satelliten und gibt ein Signal, das die gegenwärtige Position des Fahrzeugs 1 anzeigt, an die Navigations-ECU 350 aus. Das Verfahren zum Erlangen der gegenwärtigen Position des Fahrzeugs 1 kann ein Verfahren, das das Erlangen der gegenwärtigen Position unter Verwendung eines anderen Positionserfassungssatelliten als des GPS-Satelliten aufweist, oder ein Verfahren, das das Erlangen der gegenwärtigen Position durch einen Austausch einer vorgegebenen Information mit einem Zugangspunkt einer zellularen Basisstation oder eines drahtlosen lokalen Netzwerks (LAN) aufweist, sein.
Die Verkehrsinformationsempfangseinheit 370 empfängt eine vorgegebene Straßenverkehrsinformation. Beispiele für die vorgegebene Straßenverkehrsinformation weisen eine Straßenverkehrsinformation, die durch Frequenzmodulation (FM) Multiplex-Rundfunk bereitgestellt wird, und eine Straßenverkehrsinformation, die von einem Sondenfahrzeug oder einer Sondenzentrale gesammelt wird, auf. Die Straßenverkehrsinformation weist zumindest eine Stauinformation auf, kann aber auch eine Verkehrssteuerungsinformation oder eine Parkinformation aufweisen. Zum Beispiel wird die Straßenverkehrsinformation in Intervallen von mehreren Minuten aktualisiert.
Der Modusauswählschalter 380 kann einen beliebigen aus einer Vielzahl von Steuermodi auswählen. Die Steuermodi werden später beschrieben. Der Modusauswählschalter 380 überträgt in Antwort auf eine Nutzerbetätigung ein Signal, das anzeigt, dass der Modusauswählschalter 380 betätigt ist, an die HV-ECU 300.
In dieser Ausführungsform wird das Fahrzeug 1 von der HV-ECU 300 in einem beliebigen der Steuermodi gesteuert. Die Steuermodi weisen einen CD (charge depleting)-Modus bzw. Ladungsverringerungsmodus und einen CS (charge sustaining)-Modus bzw. Ladungserhaltungsmodus auf. Der CD-Modus ist ein Steuermodus, in dem das Fahrzeug 1 durch einen Betrieb des Motors unter Verwendung der aus der Batterie 100 entladenen elektrischen Energie weiterfährt und folglich die in der Batterie 100 gespeicherte elektrische Energie verbraucht wird, während der Verbrennungsmotor 14 so weit wie möglich gestoppt bleibt. Der CS-Modus ist ein Steuermodus, in dem der Verbrennungsmotor 14 häufiger als im CD-Modus aktiviert wird und das Fahrzeug 1 fährt, während das verbleibende Ladeniveau (SOC) der Batterie 100 in einem vorgegebenen Bereich durch Laden und Entladen der Batterie 100 unter Verwendung des Verbrennungsmotors 14, des ersten MG 10 und des zweiten MG 12 gehalten wird.
Wenn zum Beispiel der CD-Modus oder der CS-Modus als Steuermodus zugeordnet ist, steuert die HV-ECU 300 den Verbrennungsmotor 14, die Batterie 100, den erste MG 10 und den zweite MG 12 im zugeordneten Steuermodus.
Wenn zum Beispiel keine geplante Fahrroute festgelegt ist (d.h. kein Ziel festgelegt ist), steuert die HV-ECU 300 den Verbrennungsmotor 14, den ersten MG 10 und den zweiten MG 12 im CD-Modus, bis der SOC der Batterie 100 einen Wert erreicht, der kleiner als ein vorgegebener Wert ist. Das heißt, die HV-ECU 300 führt das motorbasierte Fahren unter Verwendung des zweiten MG 12 aus, während der Verbrennungsmotor 14 gestoppt bleibt. Der vorgegebene Wert wird so festgelegt, dass er die Verringerung der Batterie 100 nicht vorantreibt und gibt zum Beispiel einen SOC an, der einem Wert entspricht, der durch Hinzufügen eines vorgegebenen Wertes zu einem unteren Grenzwert der Energiespeichermenge der Batterie 100 erhalten wird. Der vorgegebene Wert wird zum Beispiel auf Grundlage der Spezifikationen der Batterie 100 und von Ergebnissen von Experimenten oder Simulationen vorhergehend festgelegt. Wenn zum Beispiel eine in dem Fahrzeug 1 erforderliche Antriebskraft durch eine Erhöhung der Menge an Druck auf das Gaspedal zunimmt, obwohl der CD-Modus ausgewählt ist, kann die HV-ECU 300 den Verbrennungsmotor 14 unter Verwendung des ersten MG 10 starten und das Fahrzeug 1 unter Verwendung des Verbrennungsmotors 14 und des zweiten MG 12 zum Fahren veranlassen.
Wenn der SOC der Batterie 100 kleiner als der vorgegebene Wert ist, schaltet die HV-ECU 300 den CD-Modus auf den CS-Modus um und steuert den Verbrennungsmotor 14, die Batterie 100, den ersten MG 10 und den zweiten MG 12 im CS-Modus. Das heißt, die HV-ECU 300 bewirkt, dass das Fahrzeug 1 unter Verwendung des zweiten MG 12 fährt, während elektrische Energie unter Verwendung des ersten MG 10 mit der Energie des Verbrennungsmotors 14 erzeugt wird, so dass der SOC der Batterie 100 in den vorgegebenen Bereich in Bezug auf einen SOC der Batterie 100 fällt, wenn die Steuermodi umgeschaltet werden. Wenn zum Beispiel der SOC der Batterie 100 größer als ein oberer Grenzwert des vorgegebenen Bereichs ist, obwohl der CS-Modus ausgewählt ist, kann die HV-ECU 300 das motorbasierte Fahren unter Verwendung des zweiten MG 12 ausführen, während der Verbrennungsmotor 14 gestoppt bleibt.
Wenn zum Beispiel der Modusauswählschalter 380 betätigt wird, um den CS-Modus anzufragen, wählt die HV-ECU 300 den CS-Modus als Steuermodus aus. Wenn zum Beispiel der Modusauswählschalter 380 betätigt wird, um den CD-Modus anzufragen, wählt die HV-ECU 300 den CD-Modus als Steuermodus unter einer Bedingung aus, dass der SOC der Batterie 100 gleich oder größer als der vorgegebene Wert ist. Wenn der CD-Modus durch Betätigung des Modusauswählschalters 380 ausgewählt wird, der SOC der Batterie 100 jedoch kleiner als der vorgegebene Wert ist, schaltet die HV-ECU 300 den CD-Modus auf den CS-Modus um.
Fahrunterstützungssteuerung
Wenn eine geplante Fahrroute festgelegt ist (ein Ziel ist festgelegt), führt die HV-ECU 300 eine Fahrunterstützungssteuerung zum Festlegen eines Fahrplans von einer gegenwärtigen Position zu dem Ziel aus und veranlasst das Fahrzeug 1 durch Umschalten zwischen dem CD-Modus und dem CS-Modus gemäß dem Fahrplan zu fahren.
Insbesondere wenn ein Ziel vom Nutzer festgelegt wird und der vorgegebene Zeitraum (zum Beispiel mehrere Minuten) nach dem Festlegen des Ziels verstreicht, legt die Navigations-ECU 350 eine geplante Fahrroute von einer gegenwärtigen Position des Fahrzeugs 1 zu dem Ziel fest. Die Navigations-ECU 350 legt eine geplante Fahrroute, die Bedingungen, wie etwa eine Fahrtdistanz, die Verwendung einer Schnellstraße und das Auftreten eines Staus, erfüllt, fest. Wenn die geplante Fahrroute festgelegt ist, überträgt die Navigations-ECU 350 an die HV-ECU 300 eine Vorschauminformation, die eine Information über eine Vielzahl von Fahrabschnitten auf der geplanten Fahrroute von der gegenwärtigen Position des Fahrzeugs 1 bis zu dem Ziel aufweist. Wenn die Vorschauminformation von der Navigations-ECU 350 erlangt wird, legt die HV-ECU 300 einen Fahrplan durch Zuordnen eines beliebigen Steuermodus aus dem CD-Modus und dem CS-Modus zu jedem der Fahrabschnitte auf der geplanten Fahrroute zu dem Ziel in der Vorschauminformation fest. In dieser Ausführungsform teilt die HV-ECU 300 die geplante Fahrroute in die Fahrabschnitte dadurch auf, dass sie zum Beispiel die Knotenpunkte auf der geplanten Fahrroute als Teilungspunkte der Fahrabschnitte festlegt und die Verbindungen als Fahrabschnitte festlegt.
Die HV-ECU 300 erlangt die Vorschauinformation, die von der Navigations-ECU 350 aktualisiert wird und berechnet die Energieverbräuche En in den Fahrabschnitten auf der geplanten Fahrroute auf Grundlage der erlangten Vorschauinformation. Die HV-ECU 300 berechnet zum Beispiel die Energieverbräuche En in den Fahrabschnitten unter Verwendung einer Lastinformation (Geschwindigkeits-, Energie- und Steigungsinformation), einer Straßenkategorieinformation, einer Information, ob ein Stau auftritt, und/oder einer Distanzinformation in der Vorschauminformation. Die HV-ECU 300 kann zum Beispiel die Energieverbräuche En in den Fahrabschnitten unter Verwendung eines Fahrzeuggewichts, das auf der Anzahl der Insassen des Fahrzeugs 1 basiert, zusätzlich zu der Vorschauminformation berechnen. Der Energieverbrauch En gibt zum Beispiel die Energie an, die das Fahrzeug 1 benötigt, um einen Fahrabschnitt mit einer Geschwindigkeit, die einer Geschwindigkeitsbegrenzung oder einer Geschwindigkeit während eines Staus entspricht, zu durchfahren.
Zum Beispiel ordnet die HV-ECU 300 jedem der Fahrabschnitte den CD-Modus oder den CS-Modus zu, so dass der SOC der Batterie 100 einen Wert erreicht, der kleiner als der vorgegebene Wert ist, wenn das Fahrzeug 1 an dem Ziel ankommt. Das heißt, die HV-ECU 300 legt den Fahrplan so fest, dass die elektrische Energie in der Batterie 100 bei Ankunft des Fahrzeugs 1 an dem Ziel verbraucht ist. Zum Beispiel bedeutet der Zustand, in dem die elektrische Energie in der Batterie 100 verbraucht ist, dass der SOC der Batterie 100 einen Wert erreicht, der gleich oder kleiner als der vorgegebene Wert ist.
Wenn insbesondere die Vorschauminformation von der Navigations-ECU 350 empfangen wird (das Ziel ist festgelegt oder der vorgegebene Zeitraum ist verstrichen), berechnet die HV-ECU 300 eine Summe Esum der Energieverbräuche En in den Fahrabschnitten auf der geplanten Fahrroute (nachfolgend auch als „Gesamtenergieverbrauch“ bezeichnet). Wenn die Fahrabschnitte auf der geplanten Fahrroute einen regenerativen Abschnitt aufweisen, berechnet die HV-ECU 300 den Gesamtenergieverbrauch Esum unter Berücksichtigung der regenerativen Energie im regenerativen Abschnitt. Der regenerative Abschnitt ist ein Fahrabschnitt, in dem vorhergesagt wird, dass die regenerative Energie größer als die für die Fahrt benötigte elektrische Energie in der Batterie 100 ist. Die HV-ECU 300 berechnet eine Energie B, die der Differenz zwischen der gegenwärtigen Energiespeichermenge der Batterie 100 und dem vorgegebenen Wert entspricht (nachfolgend auch als „verbleibendes Batterieladeniveau“ bezeichnet).
Wenn das verbleibende Batterieladeniveau B größer als der Gesamtenergieverbrauch Esum ist, ordnet die HV-ECU 300 allen Fahrabschnitten den CD-Modus zu. Wenn das verbleibende Batterieladeniveau B gleich oder kleiner als der Gesamtenergieverbrauch Esum ist, ordnet die HV-ECU 300 den Fahrabschnitten den CD-Modus in absteigender Reihenfolge der Prioritätsniveaus, die für die Fahrabschnitte vorhergehend festgelegt sind, zu. Die HV-ECU 300 ordnet den CD-Modus so lange zu, bis der Gesamtenergieverbrauch Ecd in Fahrabschnitten, denen der CD-Modus zugeordnet ist, einen Wert erreicht, der größer als das verbleibende Batterieladeniveau B ist. Die HV-ECU 300 ordnet den CS-Modus jedem Fahrabschnitt zu, dem der CD-Modus nicht zugeordnet werden kann. Die HV-ECU 300 legt den Fahrplan durch Zuordnen eines beliebigen Steuermodus aus dem CD-Modus und dem CS-Modus zu den Fahrabschnitten auf der geplanten Fahrroute fest.
2 ist ein Diagramm zum Beschreiben der Prioritätsniveaus, die für die Fahrabschnitte festzulegen sind. Beim Festlegen des Fahrplans weisen die Fahrabschnitte vorhergehend festgelegte Prioritätsniveaus, die die Reihenfolge einer Priorität für die Zuordnung des CD-Modus angeben, auf. 2 zeigt beispielhaft die Prioritätsniveaus „0“ bis „4“, ein Prioritätsniveau „N“ und ein Prioritätsniveau „N+1“. Der CD-Modus wird mit höherer Priorität einem Fahrabschnitt zugeordnet, für den ein Prioritätsniveau mit einer kleineren Zahl festgelegt ist.
In dieser Ausführungsform wird das Prioritätsniveau „0“ auf einen Regulierungsabschnitt festgelegt. Beispiele für den Regulierungsabschnitt weisen einen Fahrabschnitt, in dem der Betrieb eines Verbrennungsmotors verboten ist, einen Fahrabschnitt, in dem Abgasvorschriften nach Euro 1 bis Euro 6 festgelegt sind, und einen Fahrabschnitt, in dem Abgasvorschriften nach dem Kfz-NOx/PM-Kontrollgesetz festgelegt sind, auf. In dieser Ausführungsform wird das Prioritätsniveau „0“ für die drei Fahrabschnitte, die als Regulierungsabschnitt dienen, festgelegt, es kann aber in detaillierte Prioritätsstufen unterteilt werden. Zum Beispiel kann das Prioritätsniveau „0“ in die Prioritätsniveaus „0-A“, „0-B“ und „0-C“ unterteilt werden (das Prioritätsniveau wird in der Reihenfolge „0-A“ → „0-B“ → „0-C“ höher). Das Prioritätsniveau „0-A“ kann für den Fahrabschnitt festgelegt werden, in dem der Betrieb eines Verbrennungsmotors verboten ist. Das Prioritätsniveau „0-B“ kann für den Fahrabschnitt festgelegt werden, in dem die Abgasvorschriften unter Euro 1 bis Euro 6 festgelegt sind. Das Prioritätsniveau „0-C“ kann auf den Fahrabschnitt festgelegt werden, in dem die Abgasvorschriften nach dem Kfz-NOx/PM-Kontrollgesetz festgelegt sind.
Das Prioritätsniveau „1“ ist auf einen Off-Road-Abschnitt festgelegt. Der Off-Road-Abschnitt ist ein Fahrabschnitt, dessen Straßenkategorieinformation „Off-Road“ ist und der durch einen Parkplatz gekennzeichnet ist, auf dem eine niedrige Fahrzeuggeschwindigkeit und eine geringe Last zu erwarten sind. Das Prioritätsniveau „2“ ist auf einen Niedriglastabschnitt festgelegt. Der Niedriglastabschnitt ist ein Fahrabschnitt, dessen Information nicht der Straßenkategorie „Schnellstraße“ entspricht und bei dem die durchschnittliche Energie, die zum Fahren des Abschnitts erforderlich ist, geringer als die durchschnittliche Energie eines Stauabschnitts ist. Das Prioritätsniveau „3“ ist auf den Stauabschnitt festgelegt. Der Stauabschnitt ist ein Fahrabschnitt, dessen Staugrad gleich oder größer als ein vorgegebener Stauschwellwert ist. Das Prioritätsniveau „4“ ist auf einen untergeordneten Straßenabschnitt festgelegt. Der untergeordnete Straßenabschnitt ist ein Fahrabschnitt, dessen Straßenkategorieinformation „untergeordnete Straße“ ist. Das Prioritätsniveau „N“ ist auf einen nicht unterstützten Abschnitt festgelegt. Der nicht unterstützte Abschnitt ist ein Fahrabschnitt, der nicht zu den Fahrabschnitten gehört, die das oben beschriebene Prioritätsniveau aufweisen. Das Prioritätsniveau „N+1“ ist auf einen Hochlastabschnitt festgelegt. Der Hochlastabschnitt ist ein Fahrabschnitt, der mindestens eine der Bedingungen, Bedingung, dass die Straßenkategorieninformation „Schnellstraße“ ist, und Bedingung, dass die durchschnittliche Fahrenergie größer als die vorgegebene Hochlastfahrenergie ist, erfüllt.
Fahrabschnitte, die das Prioritätsniveau „1“ bis zu einem Prioritätsniveau „N-1“ aufweisen, können nachfolgend als „CD-Prioritätsabschnitte“ bezeichnet werden. Fahrabschnitte, die das Prioritätsniveau „N“ und andere nachfolgende Prioritätsniveaus aufweisen, können nachfolgend als „Abschnitte mit Ausnahme der CD-Prioritätsabschnitte“ bezeichnet werden. Das Festlegen der Prioritätsniveaus für die Fahrabschnitte und das Festlegen des Regulierungsabschnitts, der CD-Prioritätsabschnitte und der Abschnitte mit Ausnahme der CD-Prioritätsabschnitte ist nicht auf die in dem oben beschriebenen Beispiel genannten beschränkt und kann in angemessener Weise erfolgen. Der Regulierungsabschnitt gemäß dieser Ausführungsform ist ein Beispiel für einen „ersten Abschnitt“ im Sinne der vorliegenden Erfindung. Der CD-Prioritätsabschnitt gemäß dieser Ausführungsform ist ein Beispiel für einen „zweiten Abschnitt“ gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Abschnitt mit Ausnahme der CD-Prioritätsabschnitte gemäß dieser Ausführungsform ist ein Beispiel für den „dritten Abschnitt“ der vorliegenden Erfindung.
Die HV-ECU 300 legt den Fahrplan auf Grundlage der Prioritätsniveaus fest, um den CD-Modus als Steuermodus eines Fahrabschnitts, der ein hohes Prioritätsniveau aufweist, zuzuordnen. Im Regulierungsabschnitt ist es wichtig, ohne Betrieb des Verbrennungsmotors 14 zu fahren. Durch Zuordnen des Prioritätsniveaus „0“ auf den Regulierungsabschnitt ist es möglich, einen Fahrplan festzulegen, in dem der CD-Modus dem Regulierungsabschnitt zugeordnet ist.
Ein Energieverbrauch der Batterie 100 im Fahrplan kann von einem tatsächlichen Energieverbrauch der Batterie 100 abweichen. Wenn elektrische Energie in einem Fahrabschnitt vor dem Regulierungsabschnitt gleich oder größer als erwartet verbraucht wird, kann die elektrische Energie in der Batterie 100 erschöpft sein und der Verbrennungsmotor 14 kann im Regulierungsabschnitt arbeiten.
In dieser Ausführungsform wird, wenn die geplante Fahrroute zu dem Ziel den Regulierungsabschnitt aufweist, eine Unterdrückungsverarbeitung zum Unterdrücken des Verbrauchs der elektrischen Energie in der Batterie 100 (erste Festlegverarbeitung) ausgeführt, um den Betrieb des Verbrennungsmotors 14 in dem Regulierungsabschnitt zu unterdrücken. In der ersten Festlegverarbeitung ordnet die HV-ECU 300 den CD-Modus in der Reihenfolge, Regulierungsabschnitt mit hohem Prioritätsniveau, CD-Prioritätsabschnitte und Abschnitte mit Ausnahme der CD-Prioritätsabschnitte, zu, um den Fahrplan festzulegen. In den CD-Prioritätsabschnitten wird der CD-Modus in der Reihenfolge, Off-Road-Abschnitt, Niedriglastabschnitt, Stauabschnitt, Nebenstra-ßenabschnitt, ... auf Grundlage der Prioritätsniveaus zugeordnet. In den Abschnitten mit Ausnahme der CD-Prioritätsabschnitte wird der CD-Modus in der Reihenfolge, nicht unterstützter Abschnitt, Hochlastabschnitt, ... auf Grundlage der Prioritätsniveaus zugeordnet. Bei der Zuordnung des CD-Modus zu den Fahrabschnitten in der oben beschriebenen Reihenfolge beendet die HV-ECU 300 die Zuordnung des CD-Modus, wenn das verbleibende Batterieladeniveau B einen Wert erreicht, der kleiner als der Gesamtenergieverbrauch Ecd in den Fahrabschnitten ist, denen der CD-Modus zugeordnet ist. Die HV-ECU 300 ordnet den CS-Modus als den Steuermodus des Fahrabschnitts, dem zuletzt der CD-Modus zugeordnet wurde, neu zu. Durch Neuzuordnen des CS-Modus als Steuermodus des Fahrabschnitts, dem der CD-Modus zuletzt zugeordnet wurde, weist der Fahrplan einen Fahrabschnitt, dem der CS-Modus zugeordnet ist, mehr als in dem Fall ohne diese Neuzuordnung auf. Folglich weist der Fahrplan eine Reservekapazität für die elektrische Energie in der Batterie 100 auf, um dadurch die Erschöpfung der elektrischen Energie in der Batterie 100 im Regulierungsabschnitt zu unterdrücken.
Die HV-ECU 300 führt die erste Festlegverarbeitung nur aus, wenn die geplante Fahrroute zu dem Ziel den Regulierungsabschnitt aufweist. Wenn die geplante Fahrroute zu dem Ziel keinen Regulierungsabschnitt aufweist, legt die HV-ECU 300 den Fahrplan so fest, dass die elektrische Energie in der Batterie 100 verbraucht wird. Folglich kann das Fahrzeug 1 unter Verwendung von so viel elektrischer Energie in dem Fahrzeug 100 wie möglich fahren, um dadurch die Betriebskosten des Fahrzeugs 1 zu reduzieren. Wenn die geplante Fahrroute zu dem Ziel den Regulierungsabschnitt aufweist, legt die HV-ECU 300 den Fahrplan fest, um einen Überschuss an elektrischer Energie in der Batterie 100 sicherzustellen. Folglich ist es möglich, das Auftreten eines Falls zu reduzieren, in dem die elektrische Energie in der Batterie 100 erschöpft ist und der Verbrennungsmotor 14 im Regulierungsabschnitt arbeitet. Zum Beispiel bedeutet die Sicherstellung eines Überschusses an elektrischer Energie in der Batterie 100, dass der SOC der Batterie 100 größer als der vorgegebene Wert gehalten wird.
Die Fahrunterstützungssteuerung wird nachfolgend im Detail unter Bezugnahme auf ein Ablaufdiagramm der Verarbeitung, die von der HV-ECU 300 auszuführen ist, beschrieben.
Von der HV-ECU auszuführende Verarbeitungen
3 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur der Fahrunterstützungssteuerung darstellt. Verarbeitungen in diesem Ablaufdiagramm werden von der HV-ECU 300 bei der Aktivierung des Fahrzeugs 1 gestartet. Es wird ein Fall beschrieben, in dem die in 3 sowie in 4 und 5 dargestellten Schritte („Schritt“ wird nachfolgend mit „S“ abgekürzt) durch eine Softwareverarbeitung durch die HV-ECU 300 implementiert werden. Die Schritte können teilweise oder vollständig durch die in der HV-ECU 300 verwendete Hardware (elektronischer Schaltkreis) implementiert werden.
In S1 bestimmt die HV-ECU 300, ob eine Unterstützungsbedingung zum Bestimmen, ob die Fahrunterstützungssteuerung ausgeführt werden soll, erfüllt ist. Beispiele für die Unterstützungsbedingung weisen die Bedingung, dass ein Ziel festgelegt ist und eine geplante Fahrroute zu diesem Ziel festgelegt ist, auf. Das heißt, ob die Unterstützungsbedingung erfüllt ist, kann auf Grundlage davon bestimmt werden, ob eine Vorschauminformation von der Navigations-ECU 350 empfangen wird. Zusätzlich oder anstelle der oben beschriebenen Bedingung kann die Unterstützungsbedingung zum Beispiel eine Bedingung, dass das System des Fahrzeugs 1 keine Abnormalität aufweist, aufweisen. Die Unterstützungsbedingung kann auch eine Bedingung, dass der SOC der Batterie 100 gleich oder größer als ein bestimmter Wert ist, oder eine Bedingung, dass das Fahrzeug 1 auf der Route fährt, aufweisen.
Wenn die Unterstützungsbedingung nicht erfüllt ist („NEIN“ in S1), wartet die HV-ECU 300 auf die Erfüllung der Unterstützungsbedingung. Wenn die Unterstützungsbedingung erfüllt ist („JA“ in S1), führt die HV-ECU 300 die Verarbeitung zu S2. Wenn die Unterstützungsbedingung erfüllt ist, wird die Verarbeitung von S2 bis S10 in jedem vorgegebenen Zeitraum (zum Beispiel in jedem Zeitintervall von mehreren Minuten) wiederholt, bis eine Beendigungsbedingung in S10, wie später beschrieben, erfüllt ist. Die HV-ECU 300 startet die Zählung zusammen mit der Ausführung der Verarbeitung von S2 und setzt die Zählung jedes Mal zurück, wenn der vorgegebene Zeitraum abgelaufen ist.
In S2 bestimmt die HV-ECU 300, ob eine Vorschauminformation von der Navigations-ECU 350 empfangen wird. Wenn die Vorschauinformation nicht empfangen wurde („NEIN“ in S2), wartet die HV-ECU 300 auf den Empfang der Vorschauinformation. Wenn die Vorschauminformation empfangen wurde („JA“ in S2), führt die HV-ECU 300 die Verarbeitung zu S3.
In S3 berechnet die HV-ECU 300 die Energieverbräuche En in einer Vielzahl von Fahrabschnitten auf der geplanten Fahrroute auf Grundlage verschiedener Informationstypen in der Vorschauinformation. Die HV-ECU 300 berechnet einen Gesamtenergieverbrauch Esum, der die Summe der Energieverbräuche En in den Fahrabschnitten ist.
In S4 bestimmt die HV-ECU 300, ob der CD-Modus allen Fahrabschnitten auf der geplanten Fahrroute zugeordnet werden kann. Insbesondere berechnet die HV-ECU 300 ein verbleibendes Batterieladeniveau B auf Grundlage eines aktuellen SOC der Batterie 100. Die HV-ECU 300 vergleicht den in S3 berechneten Gesamtenergieverbrauch Esum mit einem Wert, der durch Hinzufügen eines Spielraums α zum verbleibenden Batterieladeniveau B erhalten wird. Der Spielraum α wird zum verbleibenden Batterieladeniveau B in der Erwartung hinzugefügt, dass die elektrische Energie in der Batterie 100 bei Ankunft des Fahrzeugs 1 an dem Ziel verbraucht ist. Zum Beispiel kann der Spielraum α auf Grundlage der Spezifikationen des Fahrzeugs 1 und der Batterie 100 oder auf Grundlage der Ergebnisse von Experimenten oder Simulationen bestimmt werden. Der Wert des Spielraums α kann „Null“ sein. Wenn B + α ≥ Esum erfüllt ist, d.h. der Wert, der durch Hinzufügen des Spielraums α zum verbleibenden Batterieladeniveau B erhalten wird, gleich oder größer als der Gesamtenergieverbrauch Esum ist („NEIN“ in S4), führt die HV-ECU 300 die Verarbeitung zu S5. Wenn B + α < Esum erfüllt ist, d.h. der Wert, der durch Hinzufügen des Spielraums α zum verbleibenden Batterieladeniveau B erhalten wird, kleiner als der Gesamtenergieverbrauch Esum („JA“ in S4) ist, führt die HV-ECU 300 die Verarbeitung zu S6.
In S5 ordnet die HV-ECU 300 den CD-Modus allen Fahrabschnitten auf der geplanten Fahrroute zu, da der CD-Modus allen Fahrabschnitten zugeordnet werden kann, wenn B + α ≥ Esum erfüllt ist. Die HV-ECU 300 führt die Verarbeitung zu S9.
In S6 bestimmt die HV-ECU 300, ob die geplante Fahrroute zu dem Ziel den Regulierungsabschnitt aufweist. Wenn die geplante Fahrroute den Regulierungsabschnitt aufweist („JA“ in S6), führt die HV-ECU 300 die Verarbeitung zu S7. Wenn die geplante Fahrroute keinen Regulierungsabschnitt aufweist („NEIN“ in S6), führt die HV-ECU 300 die Verarbeitung zu S8.
4 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Prozedur der ersten Festlegverarbeitung von S7 darstellt. In S701 ordnet die HV-ECU 300 den CD-Modus einem Regulierungsabschnitt, der einer gegenwärtigen Position am nächsten ist, unter den Regulierungsabschnitten, denen der Steuermodus (CD-Modus oder CS-Modus) nicht zugeordnet ist, zu.
In S703 bestimmt die HV-ECU 300, ob das verbleibende Batterieladeniveau B gleich oder größer als ein Gesamtenergieverbrauch Ecd in den Fahrabschnitten ist, denen der CD-Modus zugeordnet ist. Wenn das verbleibende Batterieladeniveau B gleich oder größer als der Gesamtenergieverbrauch Ecd ist („JA“ in S703), weist das verbleibende Batterieladeniveau B eine Reservekapazität auf und der CD-Modus kann anderen Fahrabschnitten zugeordnet werden, denen der Steuermodus nicht zugeordnet ist. Folglich führt die HV-ECU 300 die Verarbeitung zu S705. Wenn das verbleibende Batterieladeniveau B kleiner als der Gesamtenergieverbrauch Ecd ist („NEIN“ in S703), kann der CD-Modus keinem anderen Fahrabschnitt zugeordnet werden. Folglich führt die HV-ECU 300 die Verarbeitung zu S721.
In S705 bestimmt die HV-ECU 300, ob ein Regulierungsabschnitt, dem der Steuermodus nicht zugeordnet ist, vorhanden ist. Wenn ein Regulierungsabschnitt vorhanden ist, dem der Steuermodus nicht zugeordnet ist („JA“ in S705), führt die HV-ECU 300 die Verarbeitung zu S701 zurück, um den CD-Modus dem Regulierungsabschnitt zuzuordnen, dem der Steuermodus nicht zugeordnet ist. Wenn kein Regulierungsabschnitt vorhanden ist, dem der Steuermodus nicht zugeordnet ist, d.h. der CD-Modus ist allen Regulierungsabschnitten auf der geplanten Fahrroute zugeordnet („NEIN“ in S705), führt die HV-ECU 300 die Verarbeitung zu S707.
In S707 ordnet die HV-ECU 300 den CD-Modus einem Fahrabschnitt zu, der das höchste Prioritätsniveau unter den CD-Prioritätsabschnitten, denen der Steuermodus nicht zugeordnet ist, aufweist. Wenn eine Vielzahl von Fahrabschnitten (CD-Prioritätsabschnitte) das gleiche Prioritätsniveau aufweist, wird ein CD-Prioritätsabschnitt, der der gegenwärtigen Position am nächsten ist, ausgewählt und der CD-Modus wird dem ausgewählten CD-Prioritätsabschnitt zugeordnet.
In S709 bestimmt die HV-ECU 300, ob das verbleibende Batterieladeniveau B gleich oder größer als ein Gesamtenergieverbrauch Ecd in den Fahrabschnitten ist, denen der CD-Modus zugeordnet ist. Wenn das verbleibende Batterieladeniveau B gleich oder größer als der Gesamtenergieverbrauch Ecd ist („JA“ in S709), führt die HV-ECU 300 die Verarbeitung zu S711. Wenn das verbleibende Batterieladeniveau B kleiner als der Gesamtenergieverbrauch Ecd ist („NEIN“ in S709), führt die HV-ECU 300 die Verarbeitung zu S719.
In S711 bestimmt die HV-ECU 300, ob ein CD-Prioritätsabschnitt, dem der Steuermodus nicht zugeordnet ist, vorhanden ist. Wenn ein CD-Prioritätsabschnitt vorhanden ist, dem der Steuermodus nicht zugeordnet ist („JA“ in S711), führt die HV-ECU 300 die Verarbeitung zu S707 zurück, um den CD-Modus dem CD-Prioritätsabschnitt, dem der Steuermodus nicht zugeordnet ist, zuzuordnen. Wenn kein CD-Prioritätsabschnitt vorhanden ist, dem der Steuermodus nicht zugeordnet ist, d.h. der CD-Modus ist allen CD-Prioritätsabschnitten auf der geplanten Fahrroute zugeordnet („NEIN“ in S711), führt die HV-ECU 300 die Verarbeitung zu S713.
In S713 ordnet die HV-ECU 300 den CD-Modus einem Fahrabschnitt, der die geringste Last unter den Abschnitten aufweist, denen der Steuermodus nicht zugeordnet ist, mit Ausnahme der CD-Prioritätsabschnitte zu. Wenn eine Vielzahl von Fahrabschnitten (mit Ausnahme der CD-Prioritätsabschnitte) die gleiche Last aufweist, wird ein Fahrabschnitt ausgewählt, der das höchste Prioritätsniveau aufweist, und der CD-Modus wird dem ausgewählten Abschnitt zugeordnet. Wenn die Prioritätsniveaus gleich sind, kann ein Fahrabschnitt ausgewählt werden, der der gegenwärtigen Position am nächsten ist. In S713 kann die HV-ECU 300 den CD-Modus einem Fahrabschnitt, der das höchste Prioritätsniveau aufweist, unter den Abschnitten mit Ausnahme der CD-Prioritätsabschnitte, denen der Steuermodus nicht zugeordnet ist, zuordnen. Wenn eine Vielzahl von Fahrabschnitten das gleiche Prioritätsniveau aufweist, kann ein Fahrabschnitt ausgewählt werden, der die geringste Last aufweist, und der CD-Modus kann dem ausgewählten Abschnitt zugeordnet werden.
In S715 bestimmt die HV-ECU 300, ob das verbleibende Batterieladeniveau B gleich oder größer als ein Gesamtenergieverbrauch Ecd in den Fahrabschnitten ist, denen der CD-Modus zugeordnet ist. Wenn das verbleibende Batterieladeniveau B gleich oder größer als der Gesamtenergieverbrauch Ecd ist („JA“ in S715), führt die HV-ECU 300 die Verarbeitung zu S717. Wenn das verbleibende Batterieladeniveau B kleiner als der Gesamtenergieverbrauch Ecd ist („NEIN“ in S715), führt die HV-ECU 300 die Verarbeitung zu S719.
In S717 bestimmt die HV-ECU 300, ob ein Fahrabschnitt vorhanden ist, dem der Steuermodus nicht zugeordnet ist. Wenn ein Fahrabschnitt vorhanden ist, dem der Steuermodus nicht zugeordnet ist („JA“ in S717), führt die HV-ECU 300 die Verarbeitung zu S713 zurück, um den CD-Modus dem Fahrabschnitt, dem der Steuermodus nicht zugeordnet ist, zuzuordnen. Wenn kein Fahrabschnitt vorhanden ist, bei dem der Steuermodus nicht zugeordnet ist, d.h. der CD-Modus ist allen Fahrabschnitten auf der geplanten Fahrroute zugeordnet („NEIN“ in S717), beendet die HV-ECU 300 die erste Festlegverarbeitung.
In S719 ordnet die HV-ECU 300 den CS-Modus als einen Steuermodus eines Fahrabschnitts neu zu, dem durch die Verarbeitung von S701 bis S719 zuletzt der CD-Modus zugeordnet wurde. Das heißt, die HV-ECU 300 ändert den Steuermodus des Fahrabschnitts, dem der CD-Modus zuletzt zugeordnet wurde, vom CD-Modus auf den CS-Modus.
In S721 ordnet die HV-ECU 300 den CS-Modus allen Fahrabschnitten zu, denen der Steuermodus nicht zugeordnet ist. Die HV-ECU 300 beendet die erste Festlegverarbeitung.
In der ersten Festlegverarbeitung, die oben beschrieben wurde, wird der Steuermodus des Fahrabschnitts, dem der CD-Modus zuletzt zugeordnet wurde, durch die Verarbeitung von S719 vom CD-Modus in den CS-Modus geändert. Folglich weist die elektrische Energie in der Batterie 100 eine Reservekapazität auf. Durch Umschalten der Steuermodi gemäß diesem Fahrplan kann die Erschöpfung der elektrischen Energie in der Batterie 100 im Regulierungsabschnitt unterdrückt werden.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Prozedur einer zweiten Festlegverarbeitung von S8 darstellt. In S801 ordnet die HV-ECU 300 den CD-Modus einem Fahrabschnitt, der das höchste Prioritätsniveau unter den CD-Prioritätsabschnitten aufweist, denen der Steuermodus nicht zugeordnet ist, zu. Wenn eine Vielzahl von Fahrabschnitten (CD-Prioritätsabschnitte) das gleiche Prioritätsniveau aufweist, wird ein CD-Prioritätsabschnitt ausgewählt, der der gegenwärtigen Position am nächsten ist, und der CD-Modus wird dem ausgewählten CD-Prioritätsabschnitt zugeordnet.
In S803 bestimmt die HV-ECU 300, ob das verbleibende Batterieladeniveau B gleich oder größer als ein Gesamtenergieverbrauch Ecd in den Fahrabschnitten ist, denen der CD-Modus zugeordnet ist. Wenn das verbleibende Batterieladeniveau B gleich oder größer als der Gesamtenergieverbrauch Ecd ist („JA“ in S803), weist das verbleibende Batterieladeniveau B eine Reservekapazität auf, und der CD-Modus kann anderen Fahrabschnitten, denen der Steuermodus nicht zugeordnet ist, zugeordnet werden. Folglich führt die HV-ECU 300 die Verarbeitung zu S805. Wenn das verbleibende Batterieladeniveau B kleiner als der Gesamtenergieverbrauch Ecd ist („NEIN“ in S803), kann der CD-Modus keinem anderen Fahrabschnitt zugeordnet werden. Folglich führt die HV-ECU 300 die Verarbeitung zu S813.
In S805 bestimmt die HV-ECU 300, ob ein CD-Prioritätsabschnitt vorhanden ist, in dem der Steuermodus nicht zugeordnet ist. Wenn ein CD-Prioritätsabschnitt vorhanden ist, dem der Steuermodus nicht zugeordnet ist („JA“ in S805), führt die HV-ECU 300 die Verarbeitung zu S801 zurück, um den CD-Modus dem CD-Prioritätsabschnitt, dem der Steuermodus nicht zugeordnet ist, zuzuordnen. Wenn kein CD-Prioritätsabschnitt vorhanden ist, dem der Steuermodus nicht zugeordnet ist, d.h. der CD-Modus ist allen CD-Prioritätsabschnitten auf der geplanten Fahrroute zugeordnet („NEIN“ in S805), führt die HV-ECU 300 die Verarbeitung zu S807.
In S807 ordnet die HV-ECU 300 den CD-Modus einem Fahrabschnitt, der die geringste Last unter den Abschnitten aufweist, denen der Steuermodus nicht zugeordnet ist, mit Ausnahme der CD-Prioritätsabschnitte zu. Wenn eine Vielzahl von Fahrabschnitten (mit Ausnahme der CD-Prioritätsabschnitte) die gleiche Last aufweist, wird ein Fahrabschnitt ausgewählt, der das höchste Prioritätsniveau aufweist, und der CD-Modus wird dem ausgewählten Fahrabschnitt zugeordnet. Wenn die Prioritätsniveaus gleich sind, kann ein Fahrabschnitt ausgewählt werden, der der gegenwärtigen Position am nächsten ist. In S807 kann die HV-ECU 300 den CD-Modus einem Fahrabschnitt, der das höchste Prioritätsniveau aufweist, unter den Abschnitten mit Ausnahme der CD-Prioritätsabschnitte, denen der Steuermodus nicht zugeordnet ist, zuordnen. Wenn in diesem Fall eine Vielzahl von Fahrabschnitten das gleiche Prioritätsniveau aufweist, kann ein Fahrabschnitt ausgewählt werden, der die geringste Last aufweist, und der CD-Modus kann dem ausgewählten Fahrabschnitt zugeordnet werden.
In S809 bestimmt die HV-ECU 300, ob das verbleibende Batterieladeniveau B gleich oder größer als ein Gesamtenergieverbrauch Ecd in den Fahrabschnitten ist, denen der CD-Modus zugeordnet ist. Wenn das verbleibende Batterieladeniveau B gleich oder größer als der Gesamtenergieverbrauch Ecd ist („JA“ in S809), führt die HV-ECU 300 die Verarbeitung zu S811. Wenn das verbleibende Batterieladeniveau B kleiner als der Gesamtenergieverbrauch Ecd ist („NEIN“ in S809), führt die HV-ECU 300 die Verarbeitung zu S813.
In S811 bestimmt die HV-ECU 300, ob ein Fahrabschnitt vorhanden ist, dem der Steuermodus nicht zugeordnet ist. Wenn ein Fahrabschnitt vorhanden ist, dem der Steuermodus nicht zugeordnet ist („JA“ in S811), führt die HV-ECU 300 die Verarbeitung zu S807 zurück, um den CD-Modus dem Fahrabschnitt, dem der Steuermodus nicht zugeordnet ist, zuzuordnen. Wenn kein Fahrabschnitt vorhanden ist, dem der Steuermodus nicht zugeordnet ist, d.h. der CD-Modus ist allen Fahrabschnitten auf der geplanten Fahrroute zugeordnet („NEIN“ in S811), beendet die HV-ECU 300 die zweite Festlegverarbeitung.
In S813 ordnet die HV-ECU 300 den CS-Modus allen Fahrabschnitten zu, denen der Steuermodus nicht zugeordnet ist. Die HV-ECU 300 beendet die zweite Festlegverarbeitung.
Wenn, wie oben beschrieben, die geplante Fahrroute zu dem Ziel keinen Regulierungsabschnitt aufweist, wird die zweite Festlegverarbeitung ausgeführt, um den Fahrplan so festzulegen, dass die elektrische Energie in der Batterie 100 verbraucht wird. Folglich kann das Fahrzeug 1 unter Verwendung von so viel elektrischer Energie in der Batterie 100 wie möglich fahren, um dadurch die Betriebskosten des Fahrzeugs 1 zu reduzieren.
Zurück in 3 führt die HV-ECU 300 die Verarbeitung von S9 aus, wenn der Fahrplan in S5, S7 oder S8 festgelegt wurde.
In S9 steuert die HV-ECU 300 das Fahren des Fahrzeugs 1 durch Auswahl der Steuermodi gemäß dem in S5, S7 oder S8 festgelegten Fahrplan. Während des Ausführens der Verarbeitung von S9 überwacht die HV-ECU 300 die Erfüllung der Beendigungsbedingung durch Ausführen der Verarbeitung von S10. Die HV-ECU 300 setzt die Verarbeitung von S9 fort, bis der vorgegebene Zeitraum verstrichen ist oder die später beschriebene Beendigungsbedingung erfüllt ist.
In S10 bestimmt die HV-ECU 300, ob die Beendigungsbedingung erfüllt ist. Beispiele für die Beendigungsbedingung weisen eine Bedingung, dass das Fahrzeug 1 am Ziel ankommt, eine Bedingung, dass der Nutzer des Fahrzeugs 1 die Routenführung zu dem Ziel abbricht, und eine Bedingung, dass das Fahrzeugsystem eine Abnormalität aufweist, auf. Das heißt, die Beendigungsbedingung ist erfüllt, wenn das Fahrzeug 1 am Ziel ankommt, die Routenführung zu dem Ziel abgebrochen wird oder das Fahrzeugsystem eine Abnormalität aufweist. Wenn die Beendigungsbedingung nicht erfüllt ist („NEIN“ in S10), überwacht die HV-ECU 300 weiterhin die Erfüllung der Beendigungsbedingung, bis der vorgegebene Zeitraum verstrichen ist, und führt die Verarbeitung zusammen mit dem Ablauf des vorgegebenen Zeitraums zu S2 zurück. Wenn die Beendigungsbedingung erfüllt ist („JA“ in S10), beendet die HV-ECU 300 die Verarbeitung.
Wenn das Ziel geändert oder neu festgelegt wird, wird ein Steuersignal von der Navigations-ECU 350 an die HV-ECU 300 ausgegeben. In diesem Fall legt die HV-ECU 300 einen Fahrplan fest, indem sie die Verarbeitung unabhängig von dem vorgegebenen Zeitraum zügig nach S2 führt.
In der Fahrunterstützungssteuerung gemäß der ersten Ausführungsform, die oben beschrieben wurde, wird, wenn die geplante Fahrroute zu dem Ziel den Regulierungsabschnitt aufweist, der Fahrplan durch Ausführen der Unterdrückungsverarbeitung zum Unterdrücken des Verbrauchs der elektrischen Energie in der Batterie 100 festgelegt (erste Festlegverarbeitung), um dadurch den Betrieb des Verbrennungsmotors 14 im Regulierungsabschnitt zu unterdrücken. Insbesondere wird bei der ersten Festlegverarbeitung zum Festlegen des Fahrplans, wenn die geplante Fahrroute zu dem Ziel einen Regulierungsabschnitt aufweist, der CD-Modus den Fahrabschnitten zugeordnet, bis das verbleibende Batterieladeniveau B einen Wert erreicht, der kleiner als der Gesamtenergieverbrauch Ecd in den Fahrabschnitten ist, denen der CD-Modus zugeordnet ist. Der CS-Modus wird als Steuermodus des Fahrabschnitts neu zugeordnet, dem der CD-Modus zuletzt zugeordnet wurde. Durch Neuzuordnen des CS-Modus als Steuermodus des Fahrabschnitts, dem der CD-Modus zuletzt zugeordnet wurde, weist der Fahrplan einen weiteren Fahrabschnitt, dem der CS-Modus zugeordnet ist, als in dem Fall ohne diese Neuzuordnung auf. Folglich wird der Verbrauch der elektrischen Energie in der Batterie 100 unterdrückt, um dadurch die Erschöpfung der elektrischen Energie in der Batterie 100 im Regulierungsabschnitt zu unterdrücken. Die „erste Festlegverarbeitung“ gemäß dieser Ausführungsform ist ein Beispiel für eine „erste Verarbeitung“ im Sinne der vorliegenden Erfindung.
Wenn die geplante Fahrroute zu dem Ziel keinen Regulierungsabschnitt aufweist, wird die zweite Festlegverarbeitung ausgeführt, um den Fahrplan so festzulegen, dass die elektrische Energie in der Batterie 100 verbraucht wird. Folglich kann das Fahrzeug 1 unter Verwendung von so viel elektrischer Energie in der Batterie 100 wie möglich fahren, um dadurch die Betriebskosten des Fahrzeugs 1 zu reduzieren.
Zweite Ausführungsform
Die erste Ausführungsform betrifft das Beispiel, bei dem, wenn die geplante Fahrroute zu dem Ziel den Regulierungsabschnitt aufweist, der Fahrplan durch Ausführen der ersten Festlegverarbeitung als die Unterdrückungsverarbeitung zum Unterdrücken des Verbrauchs der elektrischen Energie in der Batterie 100 festgelegt wird, um dadurch die Erschöpfung der elektrischen Energie in der Batterie 100 im Regulierungsabschnitt zu unterdrücken. Die zweite Ausführungsform betrifft ein Beispiel, bei dem eine Unterbrechungsverarbeitung zum Unterbrechen der Fahrunterstützungssteuerung als Unterdrückungsverarbeitung zum Unterdrücken des Verbrauchs der elektrischen Energie in der Batterie 100 ausgeführt wird, um dadurch die Erschöpfung der elektrischen Energie in der Batterie 100 im Regulierungsabschnitt zu unterdrücken. Die Unterbrechungsverarbeitung gemäß der zweiten Ausführungsform ist ein Beispiel für eine „zweite Verarbeitung“ gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wie in 1 gezeigt, unterscheidet sich ein Fahrzeug 1A gemäß der zweiten Ausführungsform von dem Fahrzeug 1 gemäß der ersten Ausführungsform durch eine Änderung der HV-ECU 300 zu einer HV-ECU 300A. Die andere Konfiguration des Fahrzeugs 1A ist ähnlich wie die des Fahrzeugs 1 und folglich wird eine Beschreibung davon nicht wiederholt.
Wenn eine Unterbrechungsbedingung erfüllt ist, unterbricht die HV-ECU 300A gemäß der zweiten Ausführungsform die Fahrunterstützungssteuerung, bis eine Beendigungsbedingung erfüllt ist. Die Unterbrechungsbedingung ist unter der Annahme erfüllt, dass der Energieverbrauch der Batterie 100 nur schwer genau vorhergesagt werden kann. Insbesondere weist die Unterbrechungsbedingung (1) eine Bedingung, dass das Fahrzeug 1A in einen Off-Road-Abschnitt einfährt und/oder (2) eine Bedingung, dass die Temperatur TB der Batterie 100 gleich oder niedriger als ein Temperaturschwellwert ist, auf. Das heißt, die Unterbrechungsbedingung ist erfüllt, wenn das Fahrzeug 1A in den Off-Road-Abschnitt außerhalb der geplanten Fahrroute einfährt oder die Temperatur der Batterie 100 gleich oder niedriger als der Temperaturschwellwert ist. Im Off-Road-Abschnitt kann der Verbrauch der elektrischen Energie in der Batterie 100 schwer vorherzusagen sein. Wenn die Temperatur TB der Batterie 100 niedriger als der Temperaturschwellwert ist, kann sich die Lade-/Entladeeffizienz der Batterie 100 verringern und der Verbrauch der elektrischen Energie in der Batterie 100 ist möglicherweise schwer vorherzusagen. Durch Festlegen der Unterbrechungsbedingung für den Fall, dass der Verbrauch von elektrischer Energie in der Batterie 100 nur schwer vorhergesagt werden kann, ist es möglich, einen Energieverbrauch in der Batterie 100, der größer als erwartet ist, zu unterdrücken. In 2 gemäß der ersten Ausführungsform wird der Off-Road-Abschnitt als Fahrabschnitt, der das Prioritätsniveau „1“ aufweist, beschrieben. Wenn die Unterbrechungsbedingung die Bedingung (1) aufweist, wird das Prioritätsniveau nicht auf den Off-Road-Abschnitt festgelegt. Die Unterbrechungsbedingung kann (3) eine Bedingung, dass der Verbrennungsmotor 14 während einer Fahrt im CD-Modus für einen vorgegebenen Zeitraum (zum Beispiel mehrere Minuten) kontinuierlich arbeitet, aufweisen.
Während die Fahrunterstützungssteuerung unterbrochen ist (d.h. eine Route zu einem Ziel festgelegt ist und die Unterbrechungsbedingung erfüllt ist), führt die HV-ECU 300A die Unterbrechungsverarbeitung aus. Insbesondere bestimmt die HV-ECU 300A während einer Unterbrechung der Fahrunterstützungssteuerung in jedem Steuerzeitraum, ob eine geplante Fahrroute von einer gegenwärtigen Position zu dem Ziel den Regulierungsabschnitt aufweist. Wenn die vorausliegende geplante Fahrroute keinen Regulierungsabschnitt aufweist, steuert die HV-ECU 300A das Fahrzeug 1A durch Festlegen des Steuermodus auf den CD-Modus. Wenn die vorausliegende geplante Fahrroute den Regulierungsabschnitt aufweist, bestimmt die HV-ECU 300A, ob ein gegenwärtiger Fahrabschnitt der Regulierungsabschnitt ist. Wenn der gegenwärtige Fahrabschnitt nicht der Regulierungsabschnitt ist, steuert die HV-ECU 300A das Fahrzeug 1A durch Festlegen des Steuerungsmodus auf den CS-Modus. Wenn der gegenwärtige Fahrabschnitt der Regulierungsabschnitt ist, steuert die HV-ECU 300A das Fahrzeug 1A durch Festlegen des Steuermodus auf den CD-Modus.
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass, wenn die geplante Fahrroute den Regulierungsabschnitt aufweist und der gegenwärtige Fahrabschnitt während der Unterbrechung der Fahrunterstützungssteuerung nicht der Regulierungsabschnitt ist, die HV-ECU 300A das Fahrzeug 1A durch Festlegen des Steuerungsmodus auf den CS-Modus steuert. Folglich wird der Energieverbrauch der Batterie 100 im gegenwärtigen Fahrabschnitt unterdrückt, um dadurch die Erschöpfung der elektrischen Energie in der Batterie 100 im Regulierungsabschnitt auf der geplanten Fahrroute zu unterdrücken. Wenn die vorausliegende geplante Fahrroute einen Regulierungsabschnitt aufweist und der gegenwärtige Fahrabschnitt während der Unterbrechung der Fahrunterstützungssteuerung der Regulierungsabschnitt ist, steuert die HV-ECU 300A das Fahrzeug 1A durch Festlegen des Steuermodus auf den CD-Modus. Folglich kann der Betrieb des Verbrennungsmotors 14 im Regulierungsabschnitt unterdrückt werden. Wenn die geplante Fahrroute während der Unterbrechung der Fahrunterstützungssteuerung keinen Regulierungsabschnitt aufweist, steuert die HV-ECU 300A das Fahrzeug 1A durch Festlegen des Steuermodus auf den CD-Modus. Folglich kann das Fahrzeug 1A unter Verwendung von so viel elektrischer Energie in der Batterie 100 wie möglich fahren, um dadurch die Betriebskosten des Fahrzeugs 1A zu reduzieren.
Von der HV-ECU auszuführende Verarbeitungen
6 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur der Fahrunterstützungssteuerung gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt. Die Verarbeitungen in diesem Ablaufdiagramm werden von der HV-ECU 300A bei der Aktivierung des Fahrzeugs 1A gestartet. Es wird ein Fall beschrieben, in dem die in 6 sowie in 7 und 8 dargestellten Schritte durch eine Softwareverarbeitung von der HV-ECU 300A implementiert werden. Die Schritte können teilweise oder vollständig durch die in der HV-ECU 300A verwendete Hardware (elektronischer Schaltkreis) implementiert werden.
Das Ablaufdiagramm von 6 unterscheidet sich vom Ablaufdiagramm von 3 dadurch, dass S7 durch S21 und S9 durch S30 ersetzt wird. Die anderen Verarbeitungen im Ablaufdiagramm von 6 sind ähnlich denen im Ablaufdiagramm von 3. Folglich werden dieselben Schrittnummern zugeordnet und eine Beschreibung davon wird nicht wiederholt.
Wenn der CD-Modus nicht allen Fahrabschnitten auf der geplanten Fahrroute zugeordnet werden kann („JA“ in S4) und die geplante Fahrroute zu dem Ziel den Regulierungsabschnitt aufweist („JA“ in S6), führt die HV-ECU 300A die Verarbeitung zu S21, um eine dritte Festlegverarbeitung auszuführen.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Prozedur der dritten Festlegverarbeitung von S21 darstellt. Die dritte Festlegverarbeitung unterscheidet sich von der ersten Festlegverarbeitung in 4 dadurch, dass die Verarbeitung von S719 weggelassen wird. Das heißt, bei der dritten Festlegverarbeitung wird der Fahrplan so festgelegt, dass kein Überschuss an elektrischer Energie in der Batterie 100 durch Zuordnen des CD-Modus zu den Fahrabschnitten erzeugt wird, bis das verbleibende Batterieladeniveau B einen Wert erreicht, der kleiner als der Gesamtenergieverbrauch Ecd in den Fahrabschnitten ist, denen der CD-Modus zugeordnet ist. Die Verarbeitungen der einzelnen Schritte im Ablaufdiagramm von 7 sind in 4 beschrieben. Folglich werden dieselben Schrittnummern wie im Ablaufdiagramm von 4 zugeordnet und eine Beschreibung davon wird nicht wiederholt.
Zurück in 6 führt die HV-ECU 300A eine Verarbeitung von S30 aus, wenn der Fahrplan in S5, S8 oder S21 festgelegt ist. In S30 steuert die HV-ECU 300A das Fahrzeug 1A durch Auswählen der Steuermodi gemäß dem in S5, S8 oder S21 festgelegten Fahrplan.
8 ist ein Ablaufdiagramm, das Details der Verarbeitung von S30 darstellt. Die Verarbeitungen von S32 bis S36 in 8 sind Beispiele für die Unterbrechungsverarbeitung.
In S31 bestimmt die HV-ECU 300A, ob die Unterbrechungsbedingung erfüllt ist. Wenn die Unterbrechungsbedingung nicht erfüllt ist („NEIN“ in S31), führt die HV-ECU 300A die Verarbeitung zu S37. Wenn die Unterbrechungsbedingung erfüllt ist („JA“ in S31), führt die HV-ECU 300A die Verarbeitung zu S32.
In S32 bestimmt die HV-ECU 300A, ob die geplante Fahrroute den Regulierungsabschnitt aufweist. Wenn die vorausliegende geplante Fahrroute den Regulierungsabschnitt aufweist („JA“ in S32), führt die HV-ECU 300A die Verarbeitung zu S33. Wenn die vorausliegende geplante Fahrroute keinen Regulierungsabschnitt aufweist („NEIN“ in S32), führt die HV-ECU 300A die Verarbeitung zu S34.
In S33 bestimmt die HV-ECU 300A, ob ein gegenwärtiger Fahrabschnitt der Regulierungsabschnitt ist. Wenn der gegenwärtige Fahrabschnitt der Regulierungsabschnitt ist („JA“ in S33), führt die HV-ECU 300A die Verarbeitung zu S34. Wenn der gegenwärtige Fahrabschnitt nicht der Regulierungsabschnitt ist („NEIN“ in S33), führt die HV-ECU 300A die Verarbeitung zu S35.
In S34 steuert die HV-ECU 300A den Verbrennungsmotor 14, den ersten MG 10 und den zweite MG 12 durch Festlegen des Steuermodus auf den CD-Modus.
In S35 steuert die HV-ECU 300A den Verbrennungsmotor 14, den ersten MG 10 und den zweiten MG 12 durch Festlegen des Steuermodus auf den CS-Modus.
In S36 bestimmt die HV-ECU 300A, ob die Freigabebedingung erfüllt ist. Die Freigabebedingung ist eine Bedingung zum Wiederaufnehmen der gegenwärtig unterbrochenen Fahrunterstützungssteuerung. Die Freigabebedingung variiert in Abhängigkeit von der erfüllten Unterbrechungsbedingung. Wenn zum Beispiel die erfüllte Unterbrechungsbedingung ist, dass (1) das Fahrzeug 1A in den Off-Road-Abschnitt einfährt, ist die Freigabebedingung, dass das Fahrzeug 1A aus dem Off-Road-Abschnitt herausfährt. Wenn zum Beispiel die erfüllte Unterbrechungsbedingung darin besteht, dass (2) die Temperatur TB der Batterie 100 gleich oder niedriger als der Temperaturschwellwert ist, ist die Freigabebedingung, dass die Temperatur TB der Batterie 100 höher als der Temperaturschwellwert ist. Wenn zum Beispiel die erfüllte Unterbrechungsbedingung ist, dass (3) der Verbrennungsmotor 14 während der Fahrt im CD-Modus für den vorgegebenen Zeitraum kontinuierlich arbeitet, ist die Freigabebedingung, dass der Verbrennungsmotor 14 gestoppt wird. Wenn die Freigabebedingung nicht erfüllt ist („NEIN“ in S36), führt die HV-ECU 300A die Verarbeitung zu S32 zurück. Wenn die Freigabebedingung erfüllt ist („JA“ in S36), führt die HV-ECU 300A die Verarbeitung zu S37.
In S37 wählt die HV-ECU 300A die Steuermodi gemäß dem Fahrplan aus und steuert den Verbrennungsmotor 14, den ersten MG 10 und den zweiten MG 12 in den ausgewählten Steuermodi.
In der Fahrunterstützungssteuerung gemäß der zweiten Ausführungsform, die oben beschrieben wurde, wird, wenn die Unterbrechungsbedingung erfüllt ist, die Unterbrechungsverarbeitung zum Unterbrechen der Fahrunterstützungssteuerung als Unterdrückungsverarbeitung zum Unterdrücken des Verbrauchs der elektrischen Energie in der Batterie 100 ausgeführt, um dadurch die Erschöpfung der elektrischen Energie in der Batterie 100 im Regulierungsabschnitt zu unterdrücken. Wenn die geplante Fahrroute von der gegenwärtigen Position zu dem Ziel während der Unterbrechung der Fahrunterstützungssteuerung den Regulierungsabschnitt aufweist, wird das Fahrzeug 1A durch Festlegen des Steuermodus auf den CS-Modus gesteuert, sofern der gegenwärtige Fahrabschnitt nicht der Regulierungsabschnitt ist. Folglich wird der Energieverbrauch der Batterie 100 im gegenwärtigen Fahrabschnitt unterdrückt, um dadurch die Erschöpfung der elektrischen Energie in der Batterie 100 im Regulierungsabschnitt auf der geplanten Fahrroute zu unterdrücken. Wenn die geplante Fahrroute von der gegenwärtigen Position zu dem Ziel einen Regulierungsabschnitt aufweist und der gegenwärtige Fahrabschnitt während der Unterbrechung der Fahrunterstützungssteuerung der Regulierungsabschnitt ist, wird das Fahrzeug 1A durch Festlegen des Steuermodus auf den CD-Modus gesteuert. Folglich kann der Betrieb des Verbrennungsmotors 14 im Regulierungsabschnitt unterdrückt werden. Wenn die geplante Fahrroute von der gegenwärtigen Position zu dem Ziel während der Unterbrechung der Fahrunterstützungssteuerung den Regulierungsabschnitt nicht aufweist, wird das Fahrzeug 1A durch Festlegen des Steuermodus auf den CD-Modus gesteuert. Folglich kann das Fahrzeug 1A unter Verwendung von so viel elektrischer Energie in der Batterie 100 wie möglich fahren, um dadurch die Betriebskosten des Fahrzeugs 1A zu reduzieren.
Modifikationsbeispiel 1
Die erste Ausführungsform und die zweite Ausführungsform können miteinander kombiniert werden. Insbesondere (1) kann die erste Festlegverarbeitung ausgeführt werden, wenn der CD-Modus nicht allen Fahrabschnitten auf der geplanten Fahrroute zugeordnet werden kann und die geplante Fahrroute zu dem Ziel den Regulierungsabschnitt aufweist, und (2) kann die Unterbrechungsverarbeitung ausgeführt werden, wenn die Unterbrechungsbedingung erfüllt ist. Wenn die geplante Fahrroute von der gegenwärtigen Position zu dem Ziel während der Unterbrechung der Fahrunterstützungssteuerung den Regulierungsabschnitt aufweist, kann die Fahrsteuerung so ausgeführt werden, dass das Fahrzeug im CS-Modus fährt, sofern der gegenwärtige Fahrabschnitt nicht der Regulierungsabschnitt ist.
9 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur der Fahrunterstützungssteuerung im Modifikationsbeispiel 1 darstellt. Details der Verarbeitung im Ablaufdiagramm von 9 sind ähnlich denen der ersten und zweiten Ausführungsform. Folglich werden dieselben Schrittnummern zugeordnet und eine Beschreibung davon wird nicht wiederholt.
Gemäß dem Modifikationsbeispiel 1 wird, wenn die geplante Fahrroute zu dem Ziel den Regulierungsabschnitt aufweist, der Fahrplan so festgelegt, dass ein Überschuss der elektrischen Energie in der Batterie 100 durch die erste Festlegverarbeitung gespeichert bzw. gespart wird, um dadurch den Betrieb des Verbrennungsmotors 14 im Regulierungsabschnitt zu unterdrücken. Wenn die Unterbrechungsbedingung erfüllt ist, wird die Unterbrechungsverarbeitung ausgeführt, um die Fahrunterstützungssteuerung zu unterbrechen. Wenn die geplante Fahrroute von der gegenwärtigen Position zu dem Ziel den Regulierungsabschnitt während der Unterbrechung der Fahrunterstützungssteuerung aufweist, wird das Fahrzeug 1 durch Festlegen des Steuermodus auf den CS-Modus gesteuert, sofern der gegenwärtige Fahrabschnitt nicht der Regulierungsabschnitt ist, um dadurch die Erschöpfung der elektrischen Energie in der Batterie 100 in dem vorausliegenden Regulierungsabschnitt zu unterdrücken. Gemäß dem Modifikationsbeispiel 1 kann die Erschöpfung der elektrischen Energie in der Batterie 100 im Regulierungsabschnitt weiter unterdrückt werden.
Dritte Ausführungsform
Die erste Ausführungsform betrifft das Beispiel, bei dem, wenn die geplante Fahrroute zu dem Ziel den Regulierungsabschnitt aufweist, der Fahrplan durch Ausführen der ersten Festlegverarbeitung als Unterdrückungsverarbeitung zum Unterdrücken des Verbrauchs der elektrischen Energie in der Batterie 100 festgelegt wird, um dadurch die Erschöpfung der elektrischen Energie in der Batterie 100 in dem Regulierungsabschnitt zu unterdrücken. Die zweite Ausführungsform betrifft das Beispiel, bei dem die Unterbrechungsverarbeitung als Unterdrückungsverarbeitung zum Unterdrücken des Verbrauchs der elektrischen Energie in der Batterie 100 ausgeführt wird, um dadurch die Erschöpfung der elektrischen Energie in der Batterie 100 im Regulierungsabschnitt zu unterdrücken. Die dritte Ausführungsform betrifft ein Beispiel, bei dem der Gesamtenergieverbrauch Esum durch Ausführen einer Berechnungsverarbeitung zum Berechnen als „Null“ als Energieverbrauch En in einem Fahrabschnitt, der der Regulierungsabschnitt und auch der regenerative Abschnitt ist, und einer Hinzufügverarbeitung zum Hinzufügen eines Spielraums β zu einem Energieverbrauch En in einem Regulierungsabschnitt, der einer gegenwärtigen Position am nächsten ist, berechnet wird, um dadurch die Erschöpfung der elektrischen Energie in der Batterie 100 im Regulierungsabschnitt zu unterdrücken. Die Berechnungsverarbeitung gemäß der dritten Ausführungsform ist ein Beispiel für die „dritte Verarbeitung“ gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Hinzufügverarbeitung gemäß der dritten Ausführungsform ist ein Beispiel für die „vierte Verarbeitung“ gemäß der vorliegenden Erfindung.
Zurück in 1 unterscheidet sich ein Fahrzeug 1B gemäß der dritten Ausführungsform von dem Fahrzeug 1 gemäß der ersten Ausführungsform dadurch, dass die HV-ECU 300 zu einer HV-ECU 300B geändert wird. Die andere Konfiguration des Fahrzeugs 1B ist ähnlich der des Fahrzeugs 1 und folglich wird eine Beschreibung davon nicht wiederholt.
Wenn eine Vorschauminformation von der Navigations-ECU 350 empfangen wird, berechnet die HV-ECU 300B die Energieverbräuche En in den Fahrabschnitten auf der geplanten Fahrroute und berechnet einen Gesamtenergieverbrauch Esum durch Summieren der Energieverbräuche En. Die Fahrabschnitte auf der geplanten Fahrroute können den regenerativen Abschnitt aufweisen. Wie oben beschrieben, ist der regenerative Abschnitt ein Fahrabschnitt, für den vorhergesagt ist, dass die regenerative Energie größer als die für die Fahrt benötigte elektrische Energie in der Batterie 100 ist.
Die HV-ECU 300B gemäß der dritten Ausführungsform führt die Berechnungsverarbeitung aus, wenn die geplante Fahrroute einen Fahrabschnitt aufweist, der der Regulierungsabschnitt und auch der regenerative Abschnitt ist. Insbesondere berechnet die HV-ECU 300B „Null“ als Energieverbrauch En im Fahrabschnitt, der der Regulierungsabschnitt und auch der regenerative Abschnitt ist. Ein erwarteter Wert des Energieverbrauchs En im regenerativen Abschnitt ist ein negativer Wert. Durch Berechnen von „Null“ als Energieverbrauch En kann der Gesamtenergieverbrauch Esum mit einem Spielraum berechnet werden. Mit anderen Worten, die HV-ECU 300B berechnet „Null“ als Energieverbrauch En im Fahrabschnitt, der der Regulierungsabschnitt und auch den regenerativen Abschnitt ist, um einen großen Energieverbrauch En in diesem Fahrabschnitt zu schätzen und dadurch einen relativ großen Gesamtenergieverbrauch Esum zu berechnen. Da der Gesamtenergieverbrauch Esum mit dem Spielraum berechnet wird, ist eine hohe Wahrscheinlichkeit vorhanden, dass das Fahrzeug 1B am Ziel ankommt, ohne die elektrische Energie in der Batterie 100 zu verbrauchen, sogar wenn der Fahrplan so festgelegt ist, dass die elektrische Energie in der Batterie 100 verbraucht ist, wenn das Fahrzeug 1B am Ziel ankommt. Folglich ist es möglich, das Auftreten eines Falls, in dem die elektrische Energie in der Batterie 100 erschöpft ist und der Verbrennungsmotor 14 im Regulierungsabschnitt arbeitet, zu reduzieren.
Die HV-ECU 300B gemäß der dritten Ausführungsform führt die Hinzufügverarbeitung beim Festlegen des Fahrplans aus. Insbesondere fügt die HV-ECU 300B den Spielraum β zu einem Energieverbrauch En in einem Regulierungsabschnitt hinzu, der der gegenwärtigen Position am nächsten ist. Der Spielraum β wird hinzugefügt, um eine Erlaubnis des Energieverbrauchs En im Regulierungsabschnitt sicherzustellen. Zum Beispiel kann der Spielraum β ein fester Wert sein, der auf Grundlage der Ergebnisse von Experimenten oder Simulationen bestimmt wird. Der Spielraum β kann ein Wert sein, der für jeden Fahrabschnitt in Abhängigkeit von einer Distanz oder einer Last im Regulierungsabschnitt bestimmt wird.
Durch Hinzufügen des Spielraums β zu dem Energieverbrauch En in dem Regulierungsabschnitt, der der gegenwärtigen Position am nächsten ist, wird ein großer Energieverbrauch En in dem Regulierungsabschnitt geschätzt, um dadurch einen Gesamtenergieverbrauch Esum mit einem Spielraum zu berechnen. Da der Gesamtenergieverbrauch Esum mit dem Spielraum berechnet wird, ist eine hohe Wahrscheinlichkeit vorhanden, dass das Fahrzeug 1B am Ziel ankommt, ohne die elektrische Energie in der Batterie 100 zu verbrauchen, sogar wenn der Fahrplan so festgelegt ist, dass die elektrische Energie in der Batterie 100 bei der Ankunft des Fahrzeugs 1B am Ziel verbraucht ist. Folglich ist es möglich, das Auftreten eines Falls zu reduzieren, in dem die elektrische Energie in der Batterie 100 erschöpft ist und der Verbrennungsmotor 14 im Regulierungsabschnitt arbeitet.
Von der HV-ECU auszuführende Verarbeitungen
10 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur der Fahrunterstützungssteuerung gemäß der dritten Ausführungsform darstellt. Die Verarbeitung in diesem Ablaufdiagramm wird von der HV-ECU 300B bei der Aktivierung des Fahrzeugs 1B gestartet. Es wird ein Fall beschrieben, in dem die in 10 sowie in 11 und 12 dargestellten Schritte durch eine Softwareverarbeitung von der HV-ECU 300B implementiert werden. Die Schritte können teilweise oder vollständig durch die in der HV-ECU 300B verwendete Hardware (elektronischer Schaltkreis) implementiert werden. Die Abläufe S53 bis S57, S60 und S61 in 10 sind Beispiele für die Berechnungsverarbeitung. Die Verarbeitungen S58 und S59 in 10 sind Beispiele für die Hinzufügverarbeitung.
Die Verarbeitungen von S50 und S51 im Ablaufdiagramm von 10 sind ähnlich denen von S1 und S2 im Ablaufdiagramm von 3, so dass eine Beschreibung davon nicht wiederholt wird. Wenn eine Vorschauminformation von der Navigations-ECU 350 empfangen werden („JA“ in S51), führt die HV-ECU 300B die Verarbeitung zu S52.
In S52 ersetzt die HV-ECU 300B eine Abschnittsnummer i durch „1“. Das heißt, die HV-ECU 300B ordnet einem gegenwärtigen Fahrabschnitt eine Abschnittsnummer i = 1 zu. Die HV-ECU 300B wiederholt die folgenden Verarbeitungen von S53 bis S63 für eine Vielzahl von Fahrabschnitten auf einer geplanten Fahrroute, um die Energieverbräuche En in den Fahrabschnitten, einen Gesamtenergieverbrauch Eev in Regulierungsabschnitten und einen Gesamtenergieverbrauch Esum zu berechnen.
In S53 bestimmt die HV-ECU 300B, ob der Fahrabschnitt, der die Abschnittsnummer i aufweist, der Regulierungsabschnitt ist. Wenn der Fahrabschnitt, der die Abschnittsnummer i aufweist, nicht der Regulierungsabschnitt ist („NEIN“ in S53), führt die HV-ECU 300B die Verarbeitung zu S54. Wenn der Fahrabschnitt mit der Abschnittsnummer i der Regulierungsabschnitt ist („JA“ in S53), führt die HV-ECU 300B die Verarbeitung zu S55.
In S54 berechnet die HV-ECU 300B einen Energieverbrauch En in dem Fahrabschnitt, der die Abschnittsnummer i aufweist, auf Grundlage verschiedener Informationstypen in der Vorschauminformation. Zum Beispiel berechnet die HV-ECU 300B „Ei“ als den Energieverbrauch En in dem Fahrabschnitt, der die Abschnittsnummer i aufweist. Wenn die Energieverbräuche En in dem Fahrabschnitt mit der Abschnittsnummer i berechnet sind, führt die HV-ECU 300B die Verarbeitung zu S61.
In S55 bestimmt die HV-ECU 300B, ob der Fahrabschnitt, der die Abschnittsnummer i aufweist, der regenerative Abschnitt ist. Wenn der Fahrabschnitt, der die Abschnittsnummer i aufweist, nicht der regenerative Abschnitt ist („NEIN“ in S55), führt die HV-ECU 300B die Verarbeitung zu S56. Wenn der Fahrabschnitt, der die Abschnittsnummer i aufweist, der regenerative Abschnitt ist („JA“ in S55), führt die HV-ECU 300B die Verarbeitung zu S57.
In S56 berechnet die HV-ECU 300B einen Energieverbrauch En in dem Fahrabschnitt, der die Abschnittsnummer i aufweist, auf Grundlage verschiedener Informationstypen in der Vorschauminformation. Zum Beispiel berechnet die HV-ECU 300B „Ei“ als den Energieverbrauch En in dem Fahrabschnitt, der die Abschnittsnummer i aufweist. Das heißt, wenn der Fahrabschnitt mit der Abschnittsnummer i der Regulierungsabschnitt und nicht der regenerative Abschnitt ist, berechnet die HV-ECU 300B „Ei“ als den Energieverbrauch En in dem Fahrabschnitt mit der Abschnittsnummer i auf Grundlage verschiedener Informationstypen in der Vorschauminformation. Die HV-ECU 300B führt die Verarbeitung zu S58.
In S57 berechnet die HV-ECU 300B „Null“ als den Energieverbrauch En in dem Fahrabschnitt, der die Abschnittsnummer i aufweist. Das heißt, wenn der Fahrabschnitt mit der Abschnittsnummer i der Regulierungsabschnitt und auch der regenerative Abschnitt ist, berechnet die HV-ECU 300B „Null“ als den Energieverbrauch En im Fahrabschnitt mit der Abschnittsnummer i. Die HV-ECU 300B führt die Verarbeitung zu S58.
In S58 bestimmt die HV-ECU 300B, ob der Fahrabschnitt mit der Abschnittsnummer i ein Regulierungsabschnitt ist, der einer gegenwärtigen Position am nächsten ist. Insbesondere bestimmt die HV-ECU 300B, ob der Fahrabschnitt, der die Abschnittsnummer i aufweist, ein Regulierungsabschnitt mit der kleinsten Abschnittsnummer unter den Regulierungsabschnitten auf der geplanten Fahrroute ist. Wenn der Fahrabschnitt, der die Abschnittsnummer i aufweist, der Regulierungsabschnitt ist, der der gegenwärtigen Position am nächsten ist („JA“ in S58), führt die HV-ECU 300B die Verarbeitung zu S59. Wenn der Fahrabschnitt, der die Abschnittsnummer i aufweist, nicht der Regulierungsabschnitt ist, der der gegenwärtigen Position am nächsten ist („NEIN“ in S58), überspringt die HV-ECU 300B die Verarbeitung in S59 und führt die Verarbeitung zu S60.
In S59 fügt die HV-ECU 300B den Spielraum β zu dem Energieverbrauch En in dem Fahrabschnitt, der die Abschnittsnummer i aufweist, hinzu. Das heißt, wenn der Fahrabschnitt, der die Abschnittsnummer i aufweist, der Regulierungsabschnitt ist und auch der Regulierungsabschnitt ist, der gegenwärtigen Position am nächsten ist, fügt die HV-ECU 300B den Spielraum β zu dem Energieverbrauch En in dem Fahrabschnitt mit der Abschnittsnummer i hinzu.
In S60 berechnet die HV-ECU 300B einen gegenwärtigen Gesamtenergieverbrauch Eev in den Regulierungsabschnitten durch Hinzufügen des Energieverbrauchs En in dem Fahrabschnitt, der die Abschnittsnummer i aufweist, zu einem vorherigen Gesamtenergieverbrauch Eev in den Regulierungsabschnitten.
In S61 berechnet die HV-ECU 300B einen gegenwärtigen Gesamtenergieverbrauch Esum durch Hinzufügen des Energieverbrauchs En in dem Fahrabschnitt, der die Abschnittsnummer i aufweist, zu einem vorherigen Gesamtenergieverbrauch Esum.
In S62 fügt die HV-ECU 300B „1“ zu der Abschnittsnummer i hinzu. In S63 bestimmt die HV-ECU 300B, ob die Abschnittsnummer i größer als eine Nummer des letzten Abschnitts auf der geplanten Fahrroute ist. Wenn die Abschnittsnummer i gleich oder kleiner als die Nummer des letzten Abschnitts ist („NEIN“ in S63), führt die HV-ECU 300B die Verarbeitung zu S53 zurück, um die Verarbeitung von S53 bis S63 auszuführen. Wenn die Abschnittsnummer i größer als die Nummer des letzten Abschnitts ist („JA“ in S63), führt die HV-ECU 300B die Verarbeitung zu S64, um eine vierte Festlegverarbeitung auszuführen.
11 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Verarbeitung der vierten Festlegverarbeitung von S64 darstellt. In S71 bestimmt die HV-ECU 300B, ob der CD-Modus allen Fahrabschnitten auf der geplanten Fahrroute zugeordnet werden kann. Insbesondere vergleicht die HV-ECU 300B den Gesamtenergieverbrauch Esum und einen Wert, der durch Hinzufügen des Spielraums α zum verbleibenden Batterieladeniveau B erhalten wird. Wenn B + α ≥ Esum erfüllt ist, d.h. wenn der Wert, der durch Hinzufügen des Spielraums α zum verbleibenden Batterieladeniveau B erhalten wird, gleich oder größer als der Gesamtenergieverbrauch Esum ist („NEIN“ in S71), führt die HV-ECU 300B die Verarbeitung zu S72. Wenn B + α < Esum erfüllt ist, d.h. der Wert, der durch Hinzufügen des Spielraums α zum verbleibenden Batterieladeniveau B erhalten wird, kleiner als der Gesamtenergieverbrauch Esum ist („JA“ in S71), führt die HV-ECU 300B die Verarbeitung zu S73.
In S72 ordnet die HV-ECU 300B den CD-Modus allen Fahrabschnitten auf der geplanten Fahrroute zu, da der CD-Modus allen Fahrabschnitten zugeordnet werden kann, wenn B + α ≥ Esum erfüllt ist. Die HV-ECU 300B beendet die vierte Festlegverarbeitung.
In S73 vergleicht die HV-ECU 300B das verbleibende Batterieladeniveau B und den Gesamtenergieverbrauch Eev in den Regulierungsabschnitten. Wenn das verbleibende Batterieladeniveau B kleiner als der Gesamtenergieverbrauch Eev in den Regulierungsabschnitten ist („JA“ in S73), führt die HV-ECU 300B die Verarbeitung zu S74. In dem Fall kann der CD-Modus nicht allen Regulierungsabschnitten zugeordnet werden. Wenn das verbleibende Batterieladeniveau B gleich oder größer als der Gesamtenergieverbrauch Eev in den Regulierungsabschnitten ist („NEIN“ in S73), führt die HV-ECU 300B die Verarbeitung zu S79. In diesem Fall kann der CD-Modus für alle Regulierungsabschnitte festgelegt werden.
In S74 ordnet die HV-ECU 300B zunächst den CS-Modus als Steuermodus der Fahrabschnitte mit Ausnahme der Regulierungsabschnitte zu, da der CD-Modus allen Regulierungsabschnitten nicht zugeordnet werden kann.
In S75 ordnet die HV-ECU 300B den CD-Modus einem Regulierungsabschnitt zu, der der gegenwärtigen Position unter den Regulierungsabschnitten, denen der Steuermodus nicht zugeordnet ist, am nächsten ist.
In S76 bestimmt die HV-ECU 300B, ob das verbleibende Batterieladeniveau B gleich oder größer als ein Gesamtenergieverbrauch Ecd in den Fahrabschnitten ist, denen der CD-Modus zugeordnet ist. Wenn das verbleibende Batterieladeniveau B gleich oder größer als der Gesamtenergieverbrauch Ecd ist („JA“ in S76), weist das verbleibende Batterieladeniveau B eine Reservekapazität auf, und der CD-Modus kann anderen Regulierungsabschnitten zugeordnet werden. Folglich führt die HV-ECU 300B die Verarbeitung zu S77. Wenn das verbleibende Batterieladeniveau B kleiner als der Gesamtenergieverbrauch Ecd ist („NEIN“ in S76), kann der CD-Modus keinen anderen Regulierungsabschnitten zugeordnet werden. Folglich führt die HV-ECU 300B die Verarbeitung zu S78.
In S77 bestimmt die HV-ECU 300B, ob ein Regulierungsabschnitt vorhanden ist, dem der Steuermodus nicht zugeordnet ist. Wenn ein Regulierungsabschnitt vorhanden ist, dem der Steuermodus nicht zugeordnet ist („JA“ in S77), führt die HV-ECU 300B die Verarbeitung zu S75 zurück, um den CD-Modus dem Regulierungsabschnitt zuzuordnen, dem der Steuermodus nicht zugeordnet ist. Wenn kein Regulierungsabschnitt vorhanden ist, dem der Steuermodus nicht zugeordnet ist, d.h. der CD-Modus ist allen Regulierungsabschnitten auf der geplanten Fahrroute zugeordnet („NEIN“ in S77), beendet die HV-ECU 300B die vierte Festlegverarbeitung.
In S78 ordnet die HV-ECU 300B den CS-Modus allen Regulierungsabschnitten zu, denen der Steuermodus nicht zugeordnet ist. Die HV-ECU 300B beendet die vierte Festlegverarbeitung.
In S79 ordnet die HV-ECU 300B allen Regulierungsabschnitten den CD-Modus zu. In S80 ordnet die HV-ECU 300B den CD-Modus einem Fahrabschnitt zu, der das höchste Prioritätsniveau unter den Fahrabschnitten aufweist, denen der Steuermodus nicht zugeordnet ist. Die HV-ECU 300B ordnet den CD-Modus zunächst den CD-Prioritätsabschnitten zu. Wenn das verbleibende Batterieladeniveau B eine Reservekapazität aufweist, ordnet die HV-ECU 300B den CD-Modus auch den Abschnitten mit Ausnahme der CD-Prioritätsabschnitte zu. Wenn eine Vielzahl von CD-Prioritätsabschnitten das gleiche Prioritätsniveau aufweist, wählt die HV-ECU 300B unter den Fahrabschnitten einen CD-Prioritätsabschnitt aus, der der gegenwärtigen Position am nächsten ist, und ordnet den CD-Modus dem ausgewählten CD-Prioritätsabschnitt zu. Alternativ kann, wenn eine Vielzahl von CD-Prioritätsabschnitten das gleiche Prioritätsniveau aufweist, die HV-ECU 300B einen CD-Prioritätsabschnitt mit der geringsten Fahrlast unter den Fahrabschnitten auswählen und den CD-Modus dem ausgewählten CD-Prioritätsabschnitt zuordnen. Die HV-ECU 300B ordnet den CD-Modus den Abschnitten mit Ausnahme der CD-Prioritätsabschnitte in der Reihenfolge zu, in der sie einen Fahrabschnitt mit der geringsten Fahrlast aufweisen.
In S81 bestimmt die HV-ECU 300B, ob das verbleibende Batterieladeniveau B gleich oder größer als ein Gesamtenergieverbrauch Ecd in den Fahrabschnitten ist, denen der CD-Modus zugeordnet ist. Wenn das verbleibende Batterieladeniveau B gleich oder größer als der Gesamtenergieverbrauch Ecd ist („JA“ in S81), führt die HV-ECU 300B die Verarbeitung zu S82. Wenn das verbleibende Batterieladeniveau B kleiner als der Gesamtenergieverbrauch Ecd ist („NEIN“ in S81), führt die HV-ECU 300B die Verarbeitung zu S83.
In S82 bestimmt die HV-ECU 300B, ob ein Fahrabschnitt vorhanden ist, dem der Steuermodus nicht zugeordnet ist. Wenn ein Fahrabschnitt vorhanden ist, dem der Steuermodus nicht zugeordnet ist („JA“ in S82), führt die HV-ECU 300B die Verarbeitung zu S80 zurück, um den CD-Modus dem Fahrabschnitt zuzuordnen, dem der Steuermodus nicht zugeordnet ist. Wenn kein Fahrabschnitt vorhanden ist, dem der Steuermodus nicht zugeordnet ist („NEIN“ in S82), beendet die HV-ECU 300B die vierte Festlegverarbeitung.
In S83 ordnet die HV-ECU 300B den CS-Modus allen Fahrabschnitten zu, denen der Steuermodus nicht zugeordnet ist. Die HV-ECU 300B beendet die vierte Festlegverarbeitung.
Zurück in 10 führt die HV-ECU 300B die Verarbeitungen S65 und S66 aus, wenn die vierte Festlegverarbeitung beendet ist. Die Verarbeitungen von S65 und S66 sind ähnlich den Verarbeitungen von S9 und S10 im Ablaufdiagramm von 3, so dass eine Beschreibung davon nicht wiederholt wird.
12 ist ein Diagramm zum Beschreiben einer Verarbeitung zum Neufestlegen des Fahrplans. Die HV-ECU 300B gemäß der dritten Ausführungsform startet die Verarbeitungen im Ablaufdiagramm von 10 und startet auch die Verarbeitungen im Ablaufdiagramm von 12 zum Überwachen des verbleibenden Batterieladeniveaus B. Sogar wenn das Fahrzeug 1B gemäß dem Fahrplan gesteuert wird, kann der tatsächliche Energieverbrauch in der Batterie 100 größer als der im Fahrplan geschätzte Energieverbrauch in der Batterie 100 sein. In diesem Fall ist es wünschenswert, dass der Fahrplan neu festgelegt wird. Die HV-ECU 300B überwacht das verbleibende Batterieladeniveau B und bestimmt, ob ein Neufestlegen des Fahrplans erforderlich ist.
In S91 bestimmt die HV-ECU 300B, ob das verbleibende Batterieladeniveau B kleiner als der Gesamtenergieverbrauch Eev in den Regulierungsabschnitten ist. Wenn das verbleibende Batterieladeniveau B kleiner als der Gesamtenergieverbrauch Eev in den Regulierungsabschnitten ist, kann der Verbrennungsmotor 14 im Regulierungsabschnitt arbeiten, während das Fahrzeug 1B gemäß einem gegenwärtigen Fahrplan fährt. Folglich führt die HV-ECU 300B die Verarbeitung zu S93, wenn das verbleibende Batterieladeniveau B kleiner als der Gesamtenergieverbrauch Eev in den Regulierungsabschnitten ist („JA“ in S91). Wenn das verbleibende Batterieladeniveau B gleich oder größer als der Gesamtenergieverbrauch Eev in den Regulierungsabschnitten ist („NEIN“ in S91), führt die HV-ECU 300B die Verarbeitung zu „ZURÜCK“.
In S93 legt die HV-ECU 300B den Fahrplan neu fest. Insbesondere führt die HV-ECU 300B die Verarbeitung zu S52 im Ablaufdiagramm von 10, unabhängig davon, ob der vorgegebene Zeitraum verstrichen ist. Somit wird der Fahrplan auf Grundlage des gegenwärtig verbleibenden Batterieladeniveaus B festgelegt.
Bei der Fahrunterstützungssteuerung gemäß der dritten Ausführungsform, die oben beschrieben wurde, wird der Energieverbrauch En im Fahrabschnitt, der der Regulierungsabschnitt und auch der regenerative Abschnitt ist, beim Festlegen des Fahrplans als „Null“ berechnet (Berechnungsverarbeitung). Folglich wird der Gesamtenergieverbrauch Esum mit einem Spielraum berechnet. Da der Gesamtenergieverbrauch Esum mit dem Spielraum berechnet wird, ist eine hohe Wahrscheinlichkeit vorhanden, dass das Fahrzeug 1B am Ziel ankommt, ohne die elektrische Energie in der Batterie 100 zu verbrauchen, sogar wenn der Fahrplan so festgelegt ist, dass die elektrische Energie in der Batterie 100 bei der Ankunft des Fahrzeugs 1B am Ziel verbraucht ist. Folglich ist es möglich, das Auftreten eines Falls zu reduzieren, in dem die elektrische Energie in der Batterie 100 erschöpft ist und der Verbrennungsmotor 14 im Regulierungsabschnitt arbeitet.
Bei der Fahrunterstützungssteuerung gemäß der dritten Ausführungsform wird der Spielraum β beim Festlegen des Fahrplans zum Energieverbrauch En in dem Regulierungsabschnitt hinzugefügt, der der gegenwärtigen Position am nächsten ist (Hinzufügverarbeitung). Durch Hinzufügen des Spielraums β zu dem Energieverbrauch En in dem Regulierungsabschnitt, der der gegenwärtigen Position am nächsten ist, wird der Gesamtenergieverbrauch Esum mit einem Spielraum berechnet. Folglich ist eine hohe Wahrscheinlichkeit vorhanden, dass das Fahrzeug 1B am Ziel ankommt, ohne die elektrische Energie in der Batterie 100 zu verbrauchen, sogar wenn der Fahrplan so festgelegt ist, dass die elektrische Energie in der Batterie 100 verbraucht ist, wenn das Fahrzeug 1B am Ziel ankommt. Somit ist es möglich, das Auftreten eines Falls zu reduzieren, in dem die elektrische Energie in der Batterie 100 erschöpft ist und der Verbrennungsmotor 14 im Regulierungsabschnitt arbeitet.
In der Fahrunterstützungssteuerung gemäß der dritten Ausführungsform wird eine Überwachung ausgeführt, ob das verbleibende Batterieladeniveau B kleiner als der Gesamtenergieverbrauch Eev in den Regulierungsabschnitten ist. Wenn das verbleibende Batterieladeniveau B kleiner als der Gesamtenergieverbrauch Eev in den Regulierungsabschnitten ist, wird der Fahrplan umgehend neu festgelegt. Folglich wird der Fahrplan auf Grundlage des gegenwärtig verbleibenden Batterieladeniveaus B festgelegt. Somit ist es möglich, das Auftreten eines Falls zu reduzieren, in dem die elektrische Energie in der Batterie 100 erschöpft ist und der Verbrennungsmotor 14 im Regulierungsabschnitt arbeitet.
Die HV-ECU 300B kann nur eine der Verarbeitungen, Berechnungsverarbeitung zum Berechnen von „Null“ als Energieverbrauch En im Fahrabschnitt, der der Regulierungsabschnitt und auch der regenerative Abschnitt ist, und die Hinzufügverarbeitung zum Hinzufügen des Spielraums β zum Energieverbrauch En im Regulierungsabschnitt, der der gegenwärtigen Position am nächsten ist, ausführen. Sogar in dem Fall, dass nur eine der Verarbeitungen ausgeführt wird, kann die Erschöpfung der elektrischen Energie in der Batterie 100 im Regulierungsabschnitt, wie oben beschrieben, unterdrückt werden. Folglich kann der Betrieb des Verbrennungsmotors 14 im Regulierungsabschnitt unterdrückt werden. Die „Kombination der dritten Ausführungsform“ in den später beschriebenen Modifikationsbeispielen 2 bis 4 weist nicht nur eine Kombination der Konfiguration, in der die Berechnungsverarbeitung und die Hinzufügverarbeitung gemeinsam ausgeführt werden, sondern auch eine Kombination der Konfiguration, in der die Berechnungsverarbeitung oder die Hinzufügverarbeitung allein ausgeführt wird, auf.
Modifikationsbeispiel 2
Die erste Ausführungsform und die dritte Ausführungsform können miteinander kombiniert werden. Insbesondere wenn die Verarbeitungen von S52 bis S63 im Ablaufdiagramm von 10 gemäß der dritten Ausführungsform als „vorgegebene Verarbeitung“ bezeichnet werden, kann die Verarbeitung von S3 im Ablaufdiagramm von 3 gemäß der ersten Ausführungsform in die vorgegebene Verarbeitung geändert werden. Das heißt, die vorgegebene Verarbeitung weist die Berechnungsverarbeitung und die Hinzufügverarbeitung auf. Wie oben beschrieben, kann die vorgegebene Verarbeitung mindestens eine der Verarbeitungen, Berechnungsverarbeitung und Hinzufügverarbeitung, aufweisen.
13 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur der Fahrunterstützungssteuerung im Modifikationsbeispiel 2 darstellt. Im Ablaufdiagramm von 13 wird S3 im Ablaufdiagramm von 3 in die vorgegebene Verarbeitung geändert. Details der Verarbeitung im Ablaufdiagramm von 13 sind ähnlich denen der Verarbeitung, die in der ersten und dritten Ausführungsform beschrieben ist. Folglich werden dieselben Schrittnummern zugeordnet und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt. Die vorgegebene Verarbeitung wird durch „S100“ dargestellt.
Durch die vorgegebene Verarbeitung wird der Energieverbrauch En im Fahrabschnitt, der der Regulierungsabschnitt und auch der regenerative Abschnitt ist, als „Null“ berechnet, und der Gesamtenergieverbrauch Esum wird mit einem Spielraum berechnet. Durch die vorgegebene Verarbeitung wird der Spielraum β zum Energieverbrauch En in dem Regulierungsabschnitt hinzugefügt, der der gegenwärtigen Position am nächsten ist. Wenn die geplante Fahrroute zu dem Ziel einen Regulierungsabschnitt aufweist, wird der Fahrplan so festgelegt, dass ein Überschuss an elektrischer Energie in der Batterie 100 durch Ausführen der ersten Festlegverarbeitung sichergestellt wird. Folglich ist es möglich, das Auftreten eines Falls, in dem die elektrische Energie in der Batterie 100 erschöpft ist und der Verbrennungsmotor 14 im Regulierungsabschnitt arbeitet, weiter zu reduzieren.
Die Verarbeitungen im Ablaufdiagramm von 12 können ausgeführt werden, um zu überwachen, ob das verbleibende Batterieladeniveau B kleiner als der Gesamtenergieverbrauch Eev in den Regulierungsabschnitten ist. Wenn das verbleibende Batterieladeniveau B kleiner als der Gesamtenergieverbrauch Eev in den Regulierungsabschnitten ist, wird der Fahrplan umgehend neu festgelegt. Folglich kann der Fahrplan auf Grundlage des gegenwärtigen verbleibenden Batterieladeniveaus B festgelegt werden. Somit ist es möglich, das Auftreten eines Falls zu reduzieren, in dem die elektrische Energie in der Batterie 100 erschöpft ist und der Verbrennungsmotor 14 im Regulierungsabschnitt arbeitet.
Modifikationsbeispiel 3
Die zweite Ausführungsform und die dritte Ausführungsform können miteinander kombiniert werden. Insbesondere wird der Fahrplan gemäß der dritten Ausführungsform durch die Verarbeitungen im Ablaufdiagramm von 10 festgelegt, und die Fahrsteuerung wird gemäß dem Fahrplan ausgeführt. Insbesondere wird durch die vorgegebene Verarbeitung der Energieverbrauch En im Fahrabschnitt, der der Regulierungsabschnitt und auch der regenerative Abschnitt ist, als „Null“ berechnet und der Gesamtenergieverbrauch Esum wird mit einem Spielraum berechnet. Durch die vorgegebene Verarbeitung wird der Spielraum β zum Energieverbrauch En in dem Regulierungsabschnitt hinzugefügt, der der gegenwärtigen Position am nächsten ist. Die Verarbeitungen im Ablaufdiagramm von 8 gemäß der zweiten Ausführungsform werden ausgeführt. Wenn die geplante Fahrroute von der gegenwärtigen Position zu dem Ziel während der Unterbrechung der Fahrunterstützungssteuerung den Regulierungsabschnitt aufweist, wird die Fahrsteuerung so ausgeführt, dass das Fahrzeug im CS-Modus fährt, sofern der gegenwärtige Fahrabschnitt nicht der Regulierungsabschnitt ist. Folglich ist es möglich, das Auftreten eines Falls zu reduzieren, in dem die elektrische Energie in der Batterie 100 erschöpft ist und der Verbrennungsmotor 14 im Regulierungsabschnitt arbeitet.
Die Verarbeitungen im Ablaufdiagramm von 12 können ausgeführt werden, um zu überwachen, ob das verbleibende Batterieladeniveau B kleiner als der Gesamtenergieverbrauch Eev in den Regulierungsabschnitten ist. Wenn das verbleibende Batterieladeniveau B kleiner als der Gesamtenergieverbrauch Eev in den Regulierungsabschnitten ist, wird der Fahrplan umgehend neu festgelegt. Folglich kann der Fahrplan auf Grundlage des gegenwärtigen verbleibenden Batterieladeniveaus B festgelegt werden. Somit ist es möglich, das Auftreten eines Falls zu reduzieren, in dem die elektrische Energie in der Batterie 100 erschöpft ist und der Verbrennungsmotor 14 im Regulierungsabschnitt arbeitet.
Modifikationsbeispiel 4
Die erste Ausführungsform, die zweite Ausführungsform und die dritte Ausführungsform können miteinander kombiniert werden. Insbesondere wird die Verarbeitung von S3 in dem Ablaufdiagramm von 3 gemäß der ersten Ausführungsform in die vorgegebene Verarbeitung geändert und die Verarbeitungen in dem Ablaufdiagramm von 8 werden zusammen mit den Verarbeitungen in dem Ablaufdiagramm von 3 ausgeführt. Wenn die geplante Fahrroute von der gegenwärtigen Position zu dem Ziel während der Unterbrechung der Fahrunterstützungssteuerung den Regulierungsabschnitt aufweist, wird die Fahrsteuerung so ausgeführt, dass das Fahrzeug im CS-Modus fährt, sofern der gegenwärtige Fahrabschnitt nicht der Regulierungsabschnitt ist. Folglich ist es möglich, das Auftreten eines Falls zu reduzieren, in dem die elektrische Energie in der Batterie 100 erschöpft ist und der Verbrennungsmotor 14 im Regulierungsabschnitt arbeitet.
Die Verarbeitungen im Ablaufdiagramm von 12 können ausgeführt werden, um zu überwachen, ob das verbleibende Batterieladeniveau B kleiner als der Gesamtenergieverbrauch Eev in den Regulierungsabschnitten ist. Wenn das verbleibende Batterieladeniveau B kleiner als der Gesamtenergieverbrauch Eev in den Regulierungsabschnitten ist, wird der Fahrplan umgehend neu festgelegt. Folglich kann der Fahrplan auf Grundlage des gegenwärtig verbleibenden Batterieladeniveaus B festgelegt werden. Somit ist es möglich, das Auftreten eines Falls zu reduzieren, in dem die elektrische Energie in der Batterie 100 erschöpft ist und der Verbrennungsmotor 14 im Regulierungsabschnitt arbeitet.
Modifikationsbeispiel 5
Wenn der Fahrplan festgelegt ist, aber das verbleibende Batterieladeniveau kleiner als ein Schwellwert ist und die geplante Fahrroute den Regulierungsabschnitt aufweist, kann der Steuermodus der Fahrabschnitte mit Ausnahme des Regulierungsabschnitts als der CS-Modus festgelegt werden. Folglich kann der Betrieb des Verbrennungsmotors 14 im Regulierungsabschnitt unterdrückt werden.
Das Modifikationsbeispiel 5 kann mit der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform und den Modifikationsbeispielen 1, 2, 3 und 4 kombiniert werden.
Es sollte verstanden werden, dass die hier offenbarten Ausführungsformen illustrativ und in keiner Weise einschränkend sind. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird vielmehr durch die Ansprüche als durch die obige Beschreibung von Ausführungsformen definiert und soll die Äquivalente zu den Elementen in den Ansprüchen und alle Modifikationen innerhalb des Umfangs der Ansprüche umfassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2014151760 [0004]
JP 2014151760 A [0004, 0005]

Claims

Hybridfahrzeug, das aufweist: einen Verbrennungsmotor (14); eine Batterie (100); einen Elektromotor (10, 12), der so konfiguriert ist, dass er eine Fahrantriebskraft unter Verwendung von elektrischer Energie, die in der Batterie (100) gespeichert ist, erzeugt; und eine Steuereinheit (300, 350), die so konfiguriert ist, dass sie einen Fahrplan zu einem Ziel durch Zuordnen eines beliebigen Steuermodus aus einem Ladungsverringerungsmodus und einem Ladungserhaltungsmodus zu jedem einer Vielzahl von Fahrabschnitten auf einer geplanten Fahrroute von einer gegenwärtigen Position zu dem Ziel festlegt, wobei die Fahrabschnitte mindestens einen der Abschnitte, erster Abschnitt, zweiter Abschnitt und dritten Abschnitt aufweist, wobei der erste Abschnitt ein Fahrabschnitt ist, der das Fahren mit gestopptem Verbrennungsmotor (14) erfordert, wobei der zweite Abschnitt ein Fahrabschnitt ist, der die Zuordnung des Ladungsverringerungsmodus erfordert, wobei der dritte Abschnitt ein Fahrabschnitt mit Ausnahme des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts ist, beim Festlegen des Fahrplans den Ladungsverringerungsmodus in der Reihenfolge, erster Abschnitt, zweiter Abschnitt und dritter Abschnitt, zuordnet, bis ein verbleibendes Ladeniveau der Batterie (100) einen Wert erreicht, der kleiner als die Summe von Energieverbräuchen in Fahrabschnitten ist, denen der Ladungsverringerungsmodus zugeordnet ist, und den Ladungserhaltungsmodus den Fahrabschnitten zuordnet, denen der Ladungsverringerungsmodus nicht zugeordnet ist, eine Fahrunterstützungssteuerung zum Umschalten der Steuermodi gemäß dem Fahrplan ausführt, und wenn die Fahrabschnitte den ersten Abschnitt aufweisen, eine Unterdrückungsverarbeitung zum Unterdrücken des Verbrauchs von elektrischer Energie in der Batterie (100) verglichen mit einem Fall ausführt, in dem die Fahrabschnitte den ersten Abschnitt nicht aufweisen.
Hybridfahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei die Unterdrückungsverarbeitung eine erste Verarbeitung zum Festlegen des Fahrplans durch Neuzuordnen des Ladungserhaltungsmodus zu mindestens einem der Fahrabschnitte, denen der Ladungsverringerungsmodus zugeordnet ist, aufweist.
Hybridfahrzeug gemäß Anspruch 2, wobei die Steuereinheit (300, 350) so konfiguriert ist, dass sie, wenn das verbleibende Ladeniveau der Batterie (100) kleiner als die Summe ist, den Fahrplan durch die erste Verarbeitung zum Neuzuordnen des Ladungserhaltungsmodus zu einem Fahrabschnitt, dem der Ladungsverringerungsmodus als letztes unter den Fahrabschnitten zugeordnet wurde, denen der Ladungsverringerungsmodus in der Reihenfolge, erster Abschnitt, zweiter Abschnitt und dritter Abschnitt, zugeordnet wurde, festlegt.
Hybridfahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: die Unterdrückungsverarbeitung eine zweite Verarbeitung zum Unterbrechen der Fahrunterstützungssteuerung, wenn eine Unterbrechungsbedingung erfüllt ist, aufweist; und die Steuereinheit (300, 350) so konfiguriert ist, dass sie den Steuermodus auf den Ladungserhaltungsmodus festlegt, wenn die Fahrabschnitte den ersten Abschnitt aufweisen und ein gegenwärtiger Fahrabschnitt nicht der erste Abschnitt ist, während die Fahrunterstützungssteuerung durch die zweite Verarbeitung unterbrochen ist.
Hybridfahrzeug gemäß Anspruch 4, wobei die Steuereinheit (300, 350) so konfiguriert ist, dass sie den Steuermodus auf den Ladungsverringerungsmodus festlegt, wenn der gegenwärtige Fahrabschnitt der erste Abschnitt ist, während die Fahrunterstützungssteuerung durch die zweite Verarbeitung unterbrochen ist.
Hybridfahrzeug gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei die Unterbrechungsbedingung mindestens eine der Bedingungen, Bedingung, dass das Hybridfahrzeug in einen Off-Road-Abschnitt einfährt, und Bedingung, dass eine Temperatur der Batterie (100) niedriger als ein Temperaturschwellwert ist, aufweist.
Hybridfahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Unterdrückungsverarbeitung eine dritte Verarbeitung zum Berechnen von Null als Energieverbrauch in einem Fahrabschnitt, der der erste Abschnitt ist und in dem die regenerative Energie größer als der Energieverbrauch der Batterie (100) ist, beim Berechnen der Energieverbräuche in den Fahrabschnitten aufweist.
Hybridfahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei: die Fahrabschnitte eine Vielzahl der ersten Abschnitte aufweisen; und die Unterdrückungsverarbeitung eine vierte Verarbeitung zum Hinzufügen eines vorgegebenen Spielraums zu einem Energieverbrauch in mindestens einem der ersten Abschnitte beim Berechnen der Energieverbräuche in den Fahrabschnitten aufweist.
Hybridfahrzeug gemäß Anspruch 8, wobei die Steuereinheit (300, 350) so konfiguriert ist, dass sie den vorgegebenen Spielraum zu einem Energieverbrauch in dem ersten Abschnitt, der der gegenwärtigen Position am nächsten ist, in der vierten Verarbeitung hinzufügt.
Hybridfahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei: der Ladungsverringerungsmodus ein Steuermodus zum Verbrauchen der elektrischen Energie ist, die in der Batterie (100) gespeichert ist; und der Ladungserhaltungsmodus ein Steuermodus zum Halten einer Energiespeichermenge der Batterie (100) innerhalb eines vorgegebenen Bereichs ist.