混合动力车辆的控制装置的制作方法

文档序号:11121273阅读:1030来源:国知局
混合动力车辆的控制装置的制造方法

本发明涉及搭载有内燃机、电动机以及向上述电动机供给电力的蓄电池的混合动力车辆的控制装置。



背景技术:

以往,混合动力车辆(以下简称为“车辆”)形成为:以提高车辆的燃料利用性能作为目的,在以善于活用可充电以及放电这样的蓄电池的能力的方式控制电动机以及内燃机的同时进行行驶。

另一方面,已知:如果在蓄电池的剩余容量(以下也称为“SOC(State Of Charge,充电状态)”)极大的状态或者极小的状态下反复变化,则蓄电池的性能劣化加快。因此,出于避免蓄电池的劣化的目的,对蓄电池的SOC进行管理。具体地说,规定SOC的上限以及下限,控制装置以使得SOC不超出上限与下限的范围(称为“管理宽度”)的方式进行管理。

即,若SOC达到其上限,则控制装置禁止蓄电池的充电。此时,通过再生制动产生的电能在摩擦制动装置以及/或者逆变器等中成为热能,因此本来可回收并能够用于车辆行驶的能量被白白地消耗。与此相对,若SOC达到其下限,则控制装置使用内燃机的输出对蓄电池强制充电。结果,燃料因车辆行驶以外的原因而被消耗。因而,使得在车辆的行驶中SOC不达到其上限或者下限这一措施对于提高车辆的燃料利用性能是有效的。

另外,当车辆在无需使用内燃机以及电动机的扭矩(驱动力)车辆就会加速的下坡行驶的情况下,会因驾驶员将脚从加速踏板撤离这一情况以及根据情况进一步踩下制动踏板这一情况而要求车辆制动力。此时,车速的上升会因电动机的再生制动力而被抑制,并且,通过再生制动产生的电力(再生能量)被向蓄电池供给。结果,蓄电池的SOC增加。

因此,当车辆在长下坡(即距离比较长且海拔高度差比较大的区间)行驶的情况下,存在在该下坡的中途SOC达到上限的情况,而无法进一步使SOC增加。因此可以说:对于通过在下坡行驶而能够得到的燃料利用率的提高效果,下坡的开始地点处的SOC与SOC的上限之间的差分越大则越大。

因此,以往的车辆的控制装置之一(以下称为“以往装置”)使用导航系统取得车辆的位置、目的地以及地图信息(道路信息)等,并基于此确定行驶预定路径以及存在于该行驶预定路径上的下坡坡度区间(下坡区间)。以往装置预估当车辆在所确定的下坡坡度区间行驶的期间通过再生制动而能够向蓄电池新蓄电的电力量。进而,在所预估出的蓄电量比通常的管理宽度大的情况下,以往装置使蓄电池的管理宽度扩大至扩大管理宽度。进而,以往装置对电动机以及/或者内燃机进行控制,以使得在车辆开始下坡坡度区间的行驶之前蓄电池的SOC被消耗至扩大管理宽度的下限(例如参照专利文献1)。以下将这样的控制称为“辅助控制”。

专利文献1:日本特开2005-160269号公报

然而,通常情况下,导航系统存储于导航数据库的地图信息(特别是道路区间的开始地点以及结束地点的海拔高度,或者与道路区间的坡度相关的信息等)是基于预先测定出的实际的地势数据制作的。因此,存在车辆实际行驶的道路的海拔高度(或者坡度)与存储于导航数据库的海拔高度(或者坡度)不一致的情况。例如,当为隧道内的道路的情况下,实际的道路的海拔高度比存储于导航数据库的海拔高度低。当为桥桁上的道路的情况下,实际的道路的海拔高度比存储于导航数据库的海拔高度高。

因此,例如,尽管隧道内的道路以及桥桁上的道路实际上是平缓坡度的坡道(或者无坡度的平坦道路),以往装置也会误判该道路为下坡区间的一部分,结果,担心在本来不是坡道的区间中进行不必要的辅助控制。

例如,当尽管车辆将要通过的区间实际为平坦道路但却误认为下坡区间的一部分的情况下,以往装置会在车辆到达被识别为下坡区间的开始地点的地点之前使SOC从第1目标SOC降低而接近比第1目标SOC低的第2目标SOC。然而,车辆在该下坡区间实际上是在平坦路而非下坡行驶,因此蓄电池的SOC并未如所期待的那样增大,甚至因在平坦路行驶而减少,担心到达管理宽度的下限。如果SOC到达管理宽度的下限,则以往装置为了对蓄电池充电而使内燃机启动,因此成为致使燃料利用率恶化的原因。

与此相对,当尽管车辆将要通过的区间实际为下坡却被误认为平坦路的情况下,以往装置不执行辅助控制。因此,未能在到达下坡坡度的开始地点之前使SOC充分降低,担心无法回收原本能够回收的再生能量。



技术实现要素:

本发明正是为了应对上述问题而完成的。即,本发明的目的之一在于提供通过使得能够更高精度地探索存在于混合动力车辆的行驶预定路径的下坡区间,而能够降低进行不必要的辅助控制或无法进行必要的辅助控制的可能性的“混合动力车辆的控制装置”。

本发明的混合动力车辆的控制装置(以下也称为“本发明装置”)被应用于混合动力车辆(10),该混合动力车辆(10)搭载有作为车辆(10)的驱动源的内燃机(20)和作为车辆的驱动源的电动机(MG 2)、以及向上述电动机供给电力的蓄电池(64)。该混合动力车辆构成为:能够使用上述电动机进行再生制动且能够将通过该再生制动产生的电力向上述蓄电池充电,并且能够将使用上述内燃机的输出发电而得的电力向上述蓄电池充电。

本发明装置对上述内燃机以及上述电动机进行控制,以便满足上述车辆所要求的要求驱动力(要求扭矩)且使上述蓄电池的剩余容量(SOC)接近被设定为标准剩余容量(SOCcntr-n)的目标剩余容量(SOCcntr)(参照图6)。

本发明装置还具备:存储地图信息的第1存储单元(86);预定路径决定单元(步骤305),该预定路径决定单元基于上述地图信息决定上述车辆的从当前地到目的地为止的行驶预定路径;控制区间决定单元(步骤335以及步骤340),该控制区间决定单元对于构成上述行驶预定路径的道路区间的各个道路区间,基于存储于上述第1存储单元的与坡度相关的已计测坡度信息探索该行驶预定路径内的满足规定的条件的对象下坡区间(步骤315至步骤330、步骤440),当存在上述对象下坡区间的情况下,决定从相比该对象下坡区间的开始地点(Dk)靠近前侧规定的第1距离的下坡控制开始地点(Ds)到该对象下坡区间的结束地点(De)为止的区间中的、至少包含“从下坡控制开始地点(Ds)到下坡区间的开始地点(Dk)为止的区间”的控制区间;以及控制执行单元(图5的程序),该控制执行单元当上述车辆在上述下坡控制区间行驶时执行将上述目标剩余容量SOCcntr变更为“比标准剩余容量(SOCcntr-n)小的第1剩余容量(SOCcntr-d)”的下坡控制。

此外,本发明装置具备:实际坡度信息取得单元(步骤820、步骤860),该实际坡度信息取得单元当上述车辆在道路区间行驶时使用上述车辆所具备的传感器(82、84、99等)取得与所行驶的道路区间的实际的坡度相关的实际坡度信息;以及第2存储单元(步骤840至步骤860、89),该第2存储单元将上述实际坡度信息与上述道路区间建立关联地存储。

进一步,上述控制区间决定单元构成为:在探索上述对象下坡区间的情况下,当相对于构成上述行驶预定路径的道路区间而在上述第2存储单元存储有上述实际坡度信息时(即、在上述第2存储单元存储有与上述已计测坡度信息对应的上述实际坡度信息时),代替相对于存储有该实际坡度信息的道路区间的上述已计测坡度信息而使用上述实际坡度信息来探索上述对象下坡区间(步骤320、步骤325、步骤420以及步骤330)。

据此,在对象下坡区间的探索中,对于行驶预定路径中的道路区间(与路段对应的区间)且为混合动力车辆初次行驶的道路区间(换言之,未行驶过的道路区间)使用存储于第1存储单元的已计测坡度信息,对于混合动力车辆过去行驶过的道路区间使用在过去行驶时取得并学习到的存储于第2存储单元的实际坡度信息。因而,构成行驶预定路径的道路区间中的、过去混合动力车辆实际行驶过的道路区间越多,越能够更高精度地探索对象下坡区间。结果,能够降低本来不是对象下坡区间但却被误识别为下坡区间而执行不必要的下坡控制(辅助控制)的可能性、以及尽管本来为对象下坡区间但却识别为不是对象下坡区间而未执行下坡控制的可能性。结果,本发明装置能够进一步改进混合动力车辆的燃料利用率。

此外,在本发明装置的一个方式中,具备删除单元(图9的程序),当上述地图信息的道路区间被变更的情况下,该删除单元将相对于上述被变更的道路区间的上述实际坡度信息从上述第2存储单元删除。

在上述地图信息的道路区间被变更的情况下,存在针对该道路区间追加了新的道路等的可能性,因此,基于过去的行驶取得的实际坡度信息不正确的可能性高。因而,通过如上所述具备删除单元,能够降低基于错误的实际坡度信息进行对象下坡区间的探索的可能性。

在上述说明中,为了帮助发明的理解,对于与实施方式对应的发明的结构,以添加括号的方式标注在实施方式中使用的标号,但发明的各结构要件并不限定于由上述标号规定的实施方式。通过以下的参照附图记述的针对本发明的实施方式的说明,应当能够容易地理解本发明的目的、其他特征以及所附带的优点。

附图说明

图1为本发明的第1实施方式所涉及的车辆的控制装置所被应用的混合动力车辆以及该控制装置的概略图。

图2为示出图1所示的混合动力车辆的控制装置所执行的下坡控制中的蓄电池的剩余容量以及以往装置的下坡控制中的蓄电池的剩余容量的推移的图。

图3为示出图1所示的混合动力车辆的导航ECU(NVECU)的CPU所执行的“辅助计划决定程序”的流程图。

图4为示出图1所示的混合动力车辆的NVECU的CPU所执行的“坡度值读取程序”的流程图。

图5为示出图1所示的混合动力车辆的动力管理ECU(PMECU)的CPU所执行的“下坡控制程序”的流程图。

图6为示出图1所示的混合动力车辆的PMECU的CPU所执行的“车辆行驶控制程序”的流程图。

图7为图1所示的混合动力车辆的PMECU参照的检查表,图7的(A)示出目标剩余容量为第1剩余容量的情况下的检查表,图7的(B)示出目标剩余容量为标准剩余容量的情况下的检查表。

图8为示出图1所示的混合动力车辆的NVECU的CPU所执行的“坡度值学习程序”的流程图。

图9为示出本发明的第2实施方式所涉及的控制装置的NVECU的CPU所执行的“学习坡度值删除程序”的流程图。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的实施方式所涉及的混合动力车辆的控制装置(以下称为“本控制装置”)进行说明。

<第1实施方式>

(结构)

本发明的第1实施方式所涉及的混合动力车辆的控制装置(以下称为“第1装置”)被应用于图1所示的混合动力车辆10(以下简称为“车辆”)。

车辆10具备第1发电电动机MG1、第2发电电动机MG 2、内燃机20、动力分配机构30、驱动力传递机构50、第1逆变器61、第2逆变器62、升降压转换器63、蓄电池64、动力管理ECU 70、蓄电池ECU 71、马达ECU 72、发动机ECU 73以及导航ECU 74等。这些ECU可以统一成一个ECU。

ECU为电子控制单元的简称,是作为主要结构部件具有含有CPU、ROM、RAM、备用RAM(或者非易失性存储器)以及接口等的微机的电子控制电路。

第1发电电动机MG 1为能够作为发电机以及电动机的任一个发挥功能的同步发电电动机。第1发电电动机MG 1在本例中主要发挥作为发电机的功能。第1发电电动机MG 1具备作为输出轴的第1轴41。

第2发电电动机MG 2与第1发电电动机MG 1同样为能够作为发电机以及电动机的任一个发挥功能的同步发电电动机。第2发电电动机MG 2在本例中主要发挥作为电动机的功能。第2发电电动机MG 2具备作为输出轴的第2轴42。

内燃发动机(以下简称为“内燃机”)20为4冲程火花点火式多缸内燃机。内燃机20具备公知的发动机致动器21。例如,发动机致动器21包含含有燃料喷射阀的燃料供给装置、含有火花塞的点火装置、节气门开度变更用致动器以及可变进气门控制装置(VVT)等。内燃机20构成为能够通过利用节气门致动器变更配设于未图示的进气通路的节气门的开度来变更进气量、并根据该进气量变更燃料喷射量等,由此来变更内燃机20所产生的扭矩以及内燃机旋转速度(即内燃机输出)。内燃机20在作为内燃机20的输出轴的曲轴22产生扭矩。

动力分配机构30具备公知的行星齿轮装置31。行星齿轮装置31包括太阳齿轮32、多个行星齿轮33、内啮合齿轮(ring gear)34。

太阳齿轮32与第1发电电动机MG 1的第1轴41连接。因而,第1发电电动机MG 1能够向太阳齿轮32输出扭矩。第1发电电动机MG 1能够借助从太阳齿轮32向第1发电电动机MG 1输入的扭矩而被旋转驱动,由此来进行发电。

多个行星齿轮33分别与太阳齿轮32啮合且与内啮合齿轮34啮合。行星齿轮33的旋转轴(自转轴)设置于行星架35。行星架35被保持为能够与太阳齿轮32同轴地旋转。行星架35与内燃机20的曲轴22连接。

内啮合齿轮34被保持为能够与太阳齿轮32同轴地旋转。

当从行星齿轮33向太阳齿轮32输入有扭矩时,太阳齿轮32借助该扭矩而被旋转驱动。当从行星齿轮33向内啮合齿轮34输入有扭矩时,内啮合齿轮34借助该扭矩而被旋转驱动。相反,当从太阳齿轮32向行星齿轮33输入有扭矩时,行星齿轮33借助该扭矩而被旋转驱动。当从内啮合齿轮34向行星齿轮33输入有扭矩时,行星齿轮33借助该扭矩而被旋转驱动。

内啮合齿轮34经由内啮合齿轮架36与第2发电电动机MG 2的第2轴42连接。因而,第2发电电动机MG 2能够朝内啮合齿轮34输出扭矩。第2发电电动机MG 2能够借助从内啮合齿轮34朝第2发电电动机MG 2输入的扭矩而被旋转驱动,由此来进行发电。

进而,内啮合齿轮34经由内啮合齿轮架36与输出齿轮37连接。因而,输出齿轮37能够借助从内啮合齿轮34向输出齿轮37输出的扭矩而被旋转驱动。内啮合齿轮34能够借助从输出齿轮37向内啮合齿轮34输入的扭矩而被旋转驱动。

驱动力传递机构50包括车轴51、差速齿轮52以及驱动轴(主动轴)53。

车轴51将输出齿轮37与差速齿轮52以能够传递动力的方式连接。差速齿轮52被安装于驱动轴53。在驱动轴53的两端安装有驱动轮54。因而,来自输出齿轮37的扭矩经由车轴51、差速齿轮52以及驱动轴53而被传递给驱动轮54。混合动力车辆10能够借助被传递至该驱动轮54的扭矩进行行驶。

第1逆变器61与第1发电电动机MG 1电连接,且经由升降压转换器63与蓄电池64电连接。因而,当第1发电电动机MG 1发电时,第1发电电动机MG 1所产生的电力经由第1逆变器61以及升降压转换器63而被向蓄电池64供给。相反,第1发电电动机MG 1借助经由升降压转换器63以及第1逆变器61从蓄电池64供给的电力而被旋转驱动。

第2逆变器62与第2发电电动机MG 2电连接,且经由升降压转换器63与蓄电池64电连接。因而,第2发电电动机MG 2借助经由升降压转换器63以及第2逆变器62从蓄电池64供给的电力而被旋转驱动。相反,当第2发电电动机MG 2发电时,第2发电电动机MG 2所产生的电力经由第2逆变器62以及升降压转换器63而被向蓄电池64供给。

此外,第1发电电动机MG 1产生的电力能够直接向第2发电电动机MG 2供给,并且,第2发电电动机MG 2产生的电力能够直接向第1发电电动机MG 1供给。

蓄电池64为蓄积用于驱动第1发电电动机MG 1或者第2发电电动机MG 2的电能的蓄电单元,由能够重复地充电和放电的锂离子电池等二次电池构成。在蓄电池64安装有在SOC的检测中使用的未图示的SOC传感器,以使得蓄电池ECU 71能够监视蓄电池64的SOC。

此外,蓄电池64只要是能够进行充电以及放电的蓄电装置即可,不仅可以是锂离子电池,还可以是镍氢电池、铅蓄电池、镍镉电池以及其他二次电池。

动力管理ECU 70(以下记作“PMECU 70”)以及后述的“蓄电池ECU 71、马达ECU 72、发动机ECU 73以及导航ECU 74”通过CAN(Controller Area Network,控制器局域网)通信以能够相互交换信息的方式连接。

PMECU 70接收来自混合动力车辆10的系统起动用开关即动力开关81、加速器操作量传感器82、制动器操作量传感器83以及车速传感器84等的输出信号。

加速器操作量传感器82形成为产生表示以能够由驾驶员操作的方式设置的未图示的加速踏板的操作量(以下称为“加速器操作量AP”)的输出信号。加速器操作量AP也能够表现为加速操作量。制动器操作量传感器83形成为产生表示由驾驶员操作的未图示的制动踏板的操作量BP的输出信号。车速传感器84形成为产生表示混合动力车辆10的车速SPD(=Vx)的输出信号。

PMECU 70输入由蓄电池ECU 71取得的蓄电池64的剩余容量SOC。剩余容量SOC基于流出或流入蓄电池64的电流的累计值等通过公知的方法计算。

PMECU 70经由马达ECU 72输入表示第1发电电动机MG 1的旋转速度的信号以及表示第2发电电动机MG 2的旋转速度的信号。表示第1发电电动机MG 1的旋转速度的信号被称为“MG 1旋转速度Nm1”。表示第2发电电动机MG 2的旋转速度的信号被称为“MG 2旋转速度Nm2”。

MG 1旋转速度Nm1由马达ECU 72基于“设置于第1发电电动机MG 1、且输出与第1发电电动机MG 1的转子的旋转角度对应的输出值的分解器97的输出值”计算。同样,MG 2旋转速度Nm2由马达ECU 72基于“设置于第2发电电动机MG 2、且输出与第2发电电动机MG 2的转子的旋转角度对应的输出值的分解器98的输出值”计算。

PMECU 70经由发动机ECU 73输入表示由发动机状态量传感器99检测到的发动机状态的输出信号。在该表示发动机状态的输出信号中含有内燃机旋转速度NE、节气门开度TA、内燃机的冷却水温度THW以及大气压力Pa等。

马达ECU 72与第1逆变器61、第2逆变器62以及升降压转换器63连接。马达ECU 72基于来自PMECU 70的指令(例如“MG 1指令扭矩Tm1*以及MG 2指令扭矩Tm2*”),向第1逆变器61、第2逆变器62以及升降压转换器63送出指示信号。由此,马达ECU 72使用第1逆变器61以及升降压转换器63控制第1发电电动机MG 1,并且使用第2逆变器62以及升降压转换器63控制第2发电电动机MG 2。

发动机ECU 73基于来自PMECU 70的指令以及来自发动机状态量传感器99的信号向发动机致动器21送出指示信号,由此来控制内燃机20。

导航ECU(以下称为“NVECU”)74与导航数据库86、行驶数据取得部87、行驶环境数据取得部88以及行驶数据存储部89等电连接。

导航数据库(以下称为“NVDB”)86存储地图数据、路径计算数据、图像数据、声音数据以及索引数据等各种数据。这些数据在对于驾驶员(或者搭乘者)的导航服务的提供、内燃机20以及/或者第2发电电动机MG 2的运转时间表的决定(以下称为“计划”)以及蓄电池64的“目标剩余容量”的决定等中被使用。

NVDB 86所具有的各种数据被存储于磁盘(HDD)以及半导体存储器等存储装置。

地图数据包括:含有用于识别地图数据上的各道路的道路识别信息的道路数据;以及含有在路径引导中使用的交叉点名称等的引导数据等。

路径计算数据包括:与道路网络的道路区间相关的信息即“路段(link)信息”;与道路网络的交叉点相关的信息即“节点(node)信息”;以及与道路限制相关的信息即“限制信息”等。节点信息以及路段信息在后述的“下坡探索(对象下坡区间的探索)”以及“下坡控制”等中被利用。此外,在各路段附加有与该路段对应的道路区间的坡度(平均坡度值)、与该路段对应的道路区间的两端的地点的海拔高度(海拔高度数据)、以及与该路段对应的道路区间的距离等。对路段赋予单独的ID(路段ID)。因而,例如当在某个节点与其他节点之间新设了道路的情况下,上述的节点间的路段的ID(路段ID)及对该路段附加的信息将被变更。含有路径计算数据以及地图数据的信息被称为“地图信息”。

行驶数据取得部87在车辆的动力开关81从接通起至断开的期间,每隔规定间隔即取得车辆10的当前位置以及行驶速度等行驶数据。规定间隔是指规定时间间隔(例如100msec)以及规定距离间隔(例如100m)等。

行驶数据取得部87具备GPS(Global Positioning System,全球定位系统)接收装置。行驶数据取得部87使用该GPS接收装置接收GPS卫星发送的GPS信息。行驶数据取得部88对接收到的GPS信息进行解析而取得车辆的位置信息(纬度以及经度)。这样,行驶数据取得部88也可以说是取得车辆10的位置信息的“位置信息取得部”。

行驶环境数据取得部88取得日期、时刻、星期几、车辆出发的时间、气象信息、交通拥堵信息、交通限制信息、道路施工信息以及大事信息等与车辆行驶时的车辆周边的行驶环境相关的信息即路径信息,并作为行驶环境数据提供给NVECU 74。

更具体地说,行驶环境数据取得部88取得当前的时刻、日期以及星期几等时间信息。进而,行驶环境数据取得部89例如具备接收并取得VICS(注册商标)的信息的装置。VICS的信息包括交通拥堵信息、事故/故障车/施工信息以及速度限制/车道限制信息等。这样,行驶环境数据取得部88也可以称为取得与车辆10行驶的路径的状况相关的各种信息的“路径信息取得部”。

行驶数据存储部89存储行驶数据取得部87所取得的行驶数据和行驶环境数据取得部88所取得的行驶环境数据。进而,行驶数据存储部89存储后述的学习坡度值。

在NVECU 74所进行的信息处理中,存在针对驾驶员的路径引导、PMECU 70为进行“下坡控制”而使用的导航信息的生成以及提供等。路径引导为如下的处理:NVECU 74使用用户界面进行从当前地到由驾驶员等设定了的目的地的路径探索并提示给驾驶员,取得当前位置并将驾驶员引导至目的地。

(工作的概要)

接下来,参照图2对本控制装置的PMECU 70以及NVECU 74等所进行的“下坡控制(辅助控制)”进行说明。

<下坡控制的概要>

图2的横轴与距离相应地示出车辆10的行驶预定路径的地点。在图2所示的例子中,行驶预定路径包括与路段#0~路段#5对应的6个道路区间。相邻的路段彼此的连接点为节点。图2的纵轴为车辆10的行驶预定路径上的道路的海拔高度以及蓄电池64的SOC。

图2所示的行驶预定路径包括从海拔高度Hs的平坦道路朝海拔高度He(海拔高度Hs>海拔高度He)的平坦道路的连续下坡。下坡由与路段#2~路段#4对应的3个区间构成。

第1装置为了抑制蓄电池64的劣化加剧,设定剩余容量上限值“SOCuplmt”以及剩余容量下限值“SOClolmt”,且以使得剩余容量SOC位于从剩余容量上限值SOCuplmt至剩余容量下限值SOClolmt为止的范围(SOC管理宽度)的方式对剩余容量SOC进行控制(管理)。

第1装置在除下坡行驶时以及交通拥堵行驶时等以外的通常行驶时,将目标剩余容量SOCcntr设定为通常行驶时的目标剩余容量(以下称为“标准剩余容量”)“SOCcntr-n”。例如,剩余容量上限值SOCuplmt被设定为与充满电的80%相当的值,剩余容量下限值SOClolmt被设定为与充满电的40%相当的值,标准剩余容量SOCcntr-n被设定为与充满电的60%相当的值。

在通常行驶时,PMECU 70对内燃机20、第2发电电动机MG 2以及第1发电电动机MG 1进行控制,以便满足车辆10所要求的驱动力以及/或者制动力、并且使实际的SOC接近标准剩余容量SOCcntr-n。即,标准剩余容量SOCcntr-n为通常行驶时的“目标剩余容量”。在图2的例子中,地点D0处的蓄电池64的SOC被控制为标准剩余容量SOCcntr-n附近的值。

通常行驶中的车辆10在地点D1执行“下坡探索”。关于下坡探索将在后面叙述。在本例中,假设与路段#2~路段#4对应的3个区间相当于执行下坡控制的下坡区间(以下,有时称为“对象下坡区间”)并以此继续说明。

NVECU 74每经过规定时间(在本例中为VICS信息被更新的时间间隔即5分钟)即进行“下坡探索”。假设在进行下坡探索的时刻车辆10到达地点D1。在该时刻,车辆10处于通常行驶中,不执行下坡控制。此外,NVECU 74也可以车辆每行驶规定距离即执行“下坡探索”。

NVECU 74在该“下坡探索”中,确定行驶预定路径中的成为“下坡控制”的对象的“对象下坡区间”。具体地说,NVECU 74基于NVDB 86的信息,确定同与行驶预定路径对应的路段组中的单个或多个连续的路段(以下称为“第1路段组”)、且满足以下所有条件的第1路段组对应的区间来作为“对象下坡区间”。但是,以下的条件不过为一例,并不限定于此。

(1)距车辆10的当前位置的距离为一定距离(例如半径10km)以内。(2)与第1路段组的各路段对应的道路区间都具有低于规定阈值坡度的下坡坡度。此外,在本例中,坡度规定为:当沿顺向在与路段对应的道路区间行驶的情况下为下坡时取“负值”,为上坡时取“正值”。因而,当车辆行进方向的道路区间为下坡坡度大的陡坡时,坡度为绝对值大的负值。(3)第1路段组的开始地点的海拔高度Hs比第1路段组的结束地点的海拔高度He高(Hs>He),且二者之差的绝对值(海拔高度差ΔHa=|Hs-He|)为规定海拔高度差(SOC_STL_H)以上。(4)与第1路段组对应的道路区间的合计距离ΔDa为规定距离(SOC_STL_D)以上。

在图2所示的例子中,由路段#2~路段#4构成的第1路段组满足上述(1)~(4)的条件,因此确定与路段#2~路段#4对应的道路区间(即从地点D3到地点D6为止的区间)为对象下坡区间。NVECU 74存储所确定的对象下坡区间的开始地点Dk(即地点D3的纬度/经度)以及所确定的对象下坡区间的结束地点De(即地点D6的纬度/经度)。

进而,NVECU 74确定从“对象下坡区间”的开始地点(即地点D3)靠近前侧规定的第1距离(剩余容量调整距离(HF_SOCC_DIST))的地点Ds,并将该地点的纬度/经度作为“下坡控制的开始地点Ds”的纬度/经度通知给PMECU 70。此外,NVECU 74可以将距地点Ds最近且比地点Ds更靠近车辆10的节点的地点重新确定为地点Ds。换言之,第1距离可以是存在一定程度的宽度的距离。有时将从下坡控制开始地点Ds到对象下坡区间的开始地点Dk(地点D3)为止的区间称为“预使用区间”。此外,在图2所示的例子中,剩余容量调整距离(HF_SOCC_DIST)同与路段#1对应的区间的距离一致。另外,将预使用区间与对象下坡区间合并后的区间为执行下坡控制的区间,因此也称为“控制对象区间或者下坡控制区间”。

进而,NVECU 74在下坡控制开始地点Ds、对象下坡区间的开始地点Dk(即地点D3)以及下坡控制结束地点De(对象下坡区间的结束地点De、地点D6)被更新时,将这些地点向PMECU 70发送。

PMECU 70(以及蓄电池ECU 71)从NVECU 74随时取得车辆10的当前地(当前位置),如果当前地与下坡控制开始地点Ds一致(即车辆10到达图2的地点D2),则执行作为下坡控制的一部分的目标剩余容量降低控制。更具体地说,若当前地与下坡控制开始地点Ds一致,则PMECU 70(以及蓄电池ECU 71)将目标剩余容量SOCcntr从标准剩余容量SOCcntr-n变更为下坡控制时的目标剩余容量(为了方便,也称为“低剩余容量”或者“第1剩余容量”)SOCcntr-d。目标剩余容量SOCcntr的推移由图2中的点划线示出。下坡控制时的目标剩余容量SOCcntr-d为比通常时的目标剩余容量SOCcntr-n(充满电时的60%)小的值,例如被设定为充满电时的50%。

另外,混合动力车辆10以混合动力行驶模式(HV模式)行驶。混合动力行驶模式例如为在日本特开2013-154718号公报以及日本特开2013-154715号公报等中记载了的公知的模式。

简单叙述,混合动力行驶模式是在使车辆10行驶时除了第2发电电动机MG 2之外还允许使用内燃机20的行驶模式。具体地说,混合动力行驶模式是如下的模式:驱动第2发电电动机MG 2、并且使内燃机20在其运转效率最大的动作点运转,通过这两方的输出满足车辆10所要求的要求扭矩(要求驱动力,即用户要求的用户要求扭矩)而使车辆10行驶。

在该行驶模式中,当对内燃机20要求的输出低于阈值时(即未能使内燃机20在最佳动作点运转的情况下),停止内燃机20的运转。另一方面,当对内燃机20要求的输出为阈值以上时,使内燃机20在最佳动作点运转以便满足该要求输出,结果,利用第2发电电动机MG 2弥补相对于要求扭矩不足的扭矩(驱动力),同时借助内燃机20的输出对蓄电池64充电。进而,剩余容量SOC相对于目标剩余容量SOCcntr越小,则相对于内燃机20的“为了对蓄电池64充电而要求的输出”越大。因此,如果剩余容量SOC变小,则内燃机20容易运转。

此外,如果剩余容量SOC变为剩余容量下限值SOClolmt以下,则内燃机20即便处于无法在最佳动作点运转的状况也被强制运转,通过借助内燃机20的输出而第2发电电动机MG 2以及第1发电电动机MG 1所产生的电力对蓄电池64充电。即,进行强制充电。

在预使用区间中,PMECU 70使第2发电电动机MG 2运转,以使得剩余容量SOC接近目标剩余容量SOCcntr-d,因消耗电力而剩余容量SOC降低(参照图2的实线S1)。

在图2所示的例子中,在车辆10在预使用区间行驶而到达对象下坡区间的开始地点D3之前,剩余容量SOC降低至第1剩余容量SOCcntr-d。换句话说,上述的剩余容量调整距离HF_SOCC_DIST被设定为足以通过使第2发电电动机MG 2工作而消耗蓄积于蓄电池64的电力从而使蓄电池64的SOC从标准剩余容量SOCcntr-n接近下坡控制时的第1剩余容量SOCcntr-d的距离。剩余容量调整距离HF_SOCC_DIST例如被设定为5km左右,但也可以根据车辆10的行驶路径、行驶条件而设定为比5km短或比5km长。

若车辆10开始在对象下坡区间的行驶,则将频繁地进行使用第1发电电动机MG 1以及第2发电电动机MG 2的再生制动。结果,通过再生制动而产生的电力(再生能量)被向蓄电池64供给,因此剩余容量SOC逐渐上升。换言之,NVECU 74将再生能量高于为了进行行驶而使用的能量、结果致使剩余容量SOC上升的下坡确定为对象下坡区间。

若车辆10的当前地与下坡控制结束地点De一致(即车辆10到达图2的地点D6),则PMECU 70(以及蓄电池ECU 71)结束下坡控制(在本例中为目标剩余容量降低控制)。更具体地叙述,PMECU 70(以及蓄电池ECU 71)将目标剩余容量SOCcntr从第1剩余容量SOCcntr-d变更为(返回至)标准剩余容量SOCcntr-n。随后,车辆10在平坦路(与路段#5对应的区间)行驶。因而,剩余容量SOC逐渐接近通常时的目标剩余容量SOCcntr-n。此外,也可以形成为:NVECU 74对PMECU 70通知车辆的当前地已到达“地点Ds、Dk以及De”这一情况,PMECU 70根据该通知而进行下坡控制的开始以及结束。

另外,对尽管实际上在行驶预定路径中存在对象下坡区间,但却因地图信息中所含的坡度(或者基于地图信息中所含的海拔高度计算出的坡度)与实际的坡度不同而由NVECU 74(或者PMECU 70)误判定为不存在对象下坡区间的情况进行说明。在这种情况下,实际的剩余容量SOC如图2中双点划线S2所示那样变化,剩余容量SOC在下坡的行驶中达到剩余容量上限值SOCuplmt。因此,PMECU 70中止通过再生制动产生的电力(再生能量)朝蓄电池64的供给,以免剩余容量SOC超出剩余容量上限值SOCuplmt。因而,在这种情况下,未被回收至蓄电池64的再生能量被转换为热能等而被消耗。

与此相对,对尽管实际上在行驶预定路径中不存在对象下坡区间,但却因地图信息中所含的坡度(或者基于地图信息中所含的海拔高度计算出的坡度)与实际的坡度不同而由NVECU 74(或者PMECU 70)误判定为存在对象下坡区间的情况进行说明。在这种情况下,实际的剩余容量SOC直至图2的地点D3为止都如实线S1所示地变化,在地点D3以后例如如虚线S3所示地变化。然后,在图2中,在地点D5与地点D6之间SOC达到SOC下限值SOClolmt,PMECU 70使内燃机20运转而进行蓄电池64的强制充电,以免SOC低于SOC下限值SOClolmt。由此,车辆10的燃料利用率恶化。

像这样无法高精度地探索对象下坡区间的原因之一在于:存储于NVDB 86的地图信息中所含的坡度信息(坡度本身、或者为了求出坡度而需要的海拔高度等的数据)是基于地势数据制作的。例如,当道路区间处于隧道内的情况下,尽管该道路区间是平坦的,但地势数据却是基于隧道所被设置的山的各地点的海拔高度制成的,因此有时会表示存在坡度。

第1装置通过以下方式解决由于上述原因而无法高精度地探索对象下坡区间的问题。即,第1装置当车辆10在某个道路区间(与路段相当的区间)行驶时,使用车辆10所具备的传感器计算该道路区间的平均坡度,并在完全通过该道路区间的时刻基于“计算出的平均坡度数据”来更新/学习(存储)该道路区间的坡度(学习坡度值)。同时,第1装置根据所学习到的学习坡度值和与该学习坡度值对应的道路区间的距离来计算该道路区间的起点与终点之间的海拔高度差并进行学习(存储)。上述所学习到的值被统称为实际坡度信息。然后,第1装置在进行对象下坡区间的探索的情况下,对于得到了其实际坡度信息的道路区间使用其实际坡度信息,对于未得到实际坡度信息的道路区间使用在存储于NVDB 86的地图信息中所含的坡度信息(即已计测坡度信息)。由此,使用基于更接近实际情况的坡度的信息(坡度值以及海拔高度等)进行对象下坡区间的探索的可能性变高,因此能够避免上述的误识别的可能性变高。因而,在更为适当的状况下进行下坡控制的可能性变高,因此可进一步提高车辆的燃料利用性能的可能性增大。

(实际的工作)

接下来,对第1装置的实际的工作进行说明。

<辅助计划的决定>

NVECU 74(实际为其CPU)每经过一定时间(例如VICS信息被更新的间隔即5分钟)便执行图3中由流程图示出的辅助计划决定程序。因而,NVECU 74在规定的时刻从步骤300起开始进行处理并前进至步骤305,取得车辆10的当前的位置(当前地)、目的地以及最新的道路信息等,并基于这些数据与存储于NVDB 86的地图信息决定车辆10的行驶预定路径。

接着,NVECU 74前进至步骤310,判定是否需要进行在先读取信息更新。需要进行在先读取信息更新的情况例如是当车辆10的目的地通过驾驶员的操作而被设定或者被变更时,车辆10的行驶路径被变更时(车辆10从已设定的行驶路径脱离时)以及存在VICS等的交通信息的更新时等。

当基于上述的原因判定为需要进行在先读取信息的更新的情况下,NVECU 74在步骤310中判定为“是”并前进至步骤315,取得与构成行驶预定路径的道路区间、且存在于距车辆10的当前位置为10km左右的范围内的道路区间相关的信息。在所取得的与行驶预定路径相关的信息中包含行驶预定路径上的各道路区间(路段)的已计测坡度信息(即与NVDB 86中存储的地图信息所含的坡度相关的信息,包括坡度值(导航地图坡度值))。此时,NVECU 74提取出已取得了已计测坡度信息的“构成行驶预定路径的道路区间”的总数NL。

接下来,NVECU 74前进至步骤320,将道路区间数计数器i的值设为“1”。同时,NVECU 74对于构成行驶预定路径的道路区间,将车辆10的当前地所属的道路区间规定为第1个道路区间,将下一个道路区间规定为第2个道路区间,将再下一个道路区间规定为第3个道路区间……,以此类推,对道路区间标注为了方便的顺序。

接着,NVECU 74前进至步骤325执行图4所示的“坡度值读取程序(坡度信息读取程序)”。因而,NVECU 74从图4的步骤400起开始进行处理并前进至步骤410,对于第i个道路区间(在该情况下,i的值为“1”),判定在行驶数据存储部89是否存储有车辆10过去在该道路区间行驶时已取得的实际坡度信息(包括“学习坡度值”)。换言之,NVECU 74对于第i个道路区间判定是否学习过实际坡度信息。此外,包括学习坡度值在内的实际坡度信息的计算/学习方法将在后文中叙述。

当在行驶数据存储部89存储有第i个道路区间的“实际坡度信息”的情况下,NVECU 74在步骤410中判定为“是”并前进至步骤420,取得第i个道路区间的“实际坡度信息”,并将该信息作为第i个道路区间的坡度信息存储于RAM。另一方面,当在行驶数据存储部89中未存储有第i个道路区间的“实际坡度信息”的情况下,NVECU 74在步骤410中判定为“否”并前进至步骤440,取得第i个道路区间的“存储于NVDB 86的已计测坡度信息”,并将该信息作为第i个道路区间的坡度信息存储于RAM。接着,NVECU 74前进至步骤430,判定道路区间i的值是否已变为道路区间总数NL以上(即,对于在先读取范围内的道路区间的坡度信息的取得是否已结束)。

在当前时刻,i的值为“1”,未达到道路区间总数NL。即,针对所有在步骤315中已取得的道路区间的坡度信息的取得尚未结束。因此,NVECU 74在步骤430中判定为“否”并前进至步骤450,使道路区间数计数器i的值增加“1”,并返回至步骤410。

NVECU 74反复进行这样的处理,作为第i个道路区间的坡度信息,读取“含有学习坡度值的实际坡度信息”以及“含有导航地图坡度值的已计测坡度信息”中的任一个。然后,若i的值与道路区间总数NL一致(即,针对所有在步骤315中已取得的道路区间的坡度信息的取得结束),则NVECU 74在步骤430中判定为“是”并经由步骤495前进至图3的步骤330。

NVECU 74在步骤330中从“在步骤315中取得了信息的构成行驶预定路径的路段组(道路区间组)”之中探索满足上述的条件(1)~(4)的第1路段组,如果存在这样的第1路段组则确定该第1路段组。即,NVECU 74确定对象下坡区间。更具体地叙述,NVECU 74在存在对象下坡区间的情况下,决定对象下坡区间的开始地点Dk与结束地点De。

接下来,NVECU 74前进至步骤335,判定在行驶预定路径中是否含有对象下坡区间。如果在行驶预定路径中不含有对象下坡区间,则NVECU 74在步骤335中判定为“否”,直接前进至步骤395并暂时结束本程序。因而,在该情况下,不执行下坡控制。

与此相对,如果在行驶预定路径中含有对象下坡区间,则NVECU 74在步骤335中判定为“是”并前进至步骤340,确定对象控制区间(应该进行下坡控制的区间)。更具体地叙述,NVECU 74将位于从对象下坡区间的开始地点Dk靠近前侧第1距离(剩余容量调整距离(HF_SOCC_DIST))的位置的地点确定为下坡控制开始地点Ds。此外,对象控制区间的结束地点为对象下坡区间的结束地点De。

接下来,NVECU 74前进至步骤345,将地点Ds、Dk以及De存储于自身的RAM并向PMECU 70发送。随后,NVECU 74前进至步骤395,暂时结束本程序。若从NVECU 74对PMECU 70发送地点Ds、Dk以及De的信息,则将PMECU 70这些信息存储于PMECU 70的RAM。

这样,如果在步骤345中朝PMECU 70发送控制对象区间的地点Ds、Dk以及De,则NVECU 74前进至步骤395而暂时结束辅助计划决定程序。此外,NVECU 74在步骤310中当不需要进行在先读取信息的更新的情况下判定为“否”并直接前进至步骤395,暂时结束本程序。

<下坡控制>

PMECU 70(实际为其CPU)为了执行下坡控制,每经过规定的时间便执行图5中流程图所表示的“下坡控制程序”。因而,若成为适当的时刻,则PMECU 70从图5的步骤500起开始进行处理并前进至步骤505,判定在PMECU 70的RAM内是否收纳有下坡控制区间的开始地点Ds以及结束地点De中的至少一方。

如果开始地点Ds以及结束地点De中的至少一方被设定,则PMECU 70在步骤505中判定为“是”并前进至步骤510,通过通信从NVECU 74接收由GPS接收装置(行驶数据取得部87)取得的当前位置Dn。接着PMECU 70前进至步骤515,判定当前位置Dn与开始地点Ds是否一致。

如果当前位置Dn与开始地点Ds一致(实际为±数10m),则PMECU 70在步骤515中判定为“是”并前进至步骤520,开始下坡控制。此时,PMECU 70将目标剩余容量SOCcntr变更为比标准剩余容量SOCcntr-n小的第1剩余容量SOCcntr-d。进而,PMECU 70从RAM中删除开始地点Ds的数据。接着,PMECU 70前进至步骤595,暂时结束本程序。

另一方面,如果当前位置Dn与开始地点Ds不一致(包括开始地点Ds被删除的情况),则PMECU 70在步骤515中判定为“否”并前进至步骤525,判定当前位置Dn与结束地点De是否一致。

如果当前位置Dn与结束地点De不一致,则PMECU 70在步骤525中判定为“否”并直接前进至步骤595,暂时结束本程序。与此相对,如果当前位置Dn与结束地点De一致,则PMECU 70在步骤525中判定为“是”并前进至步骤530,结束下坡控制。即,PMECU 70将目标剩余容量SOCcntr变更为标准剩余容量SOCcntr-n。进而,PMECU 70从RAM中删除结束地点De(以及对象下坡区间的开始地点Dk)的数据。接着,PMECU 70直接前进至步骤595,暂时结束本程序。

此外,如果开始地点Ds以及结束地点De的任一个均未被设定,则PMECU 70在步骤505中判定为“否”并直接前进至步骤595,暂时结束本程序。

<车辆行驶控制>

PMECU 70(实际为其CPU)每经过足够短的一定时间(例如8ms)即执行图6中流程图所示的车辆行驶控制程序。因而,PMECU 70在规定的时刻从步骤600起开始进行处理并前进至步骤605,基于加速器操作量AP以及车速SPD取得用户要求扭矩Tu,并且通过对用户要求扭矩Tu乘以车速SPD而取得车辆要求输出Pv*(用户要求输出Pu*)。

接下来,PMECU 70前进至步骤610,判定是否正进行下坡控制。当正通过图5所示的下坡控制程序进行下坡控制时,PMECU 70在步骤610中判定为“是”并前进至步骤615,将图7的(A)所示的检查表MapPb*(SOC-SOCcntr-d)设定为用于决定后述的蓄电池充电要求输出Pb*的检查表。

接着,PMECU 70前进至步骤620,基于剩余容量SOC、第1剩余容量SOCcntr-d、在步骤615中设定了的检查表MapPb*(SOC-SOCcntr-d),决定蓄电池充电要求输出Pb*。

根据该表格,在当前时刻的剩余容量SOC与目标剩余容量(第1剩余容量)SOCcntr-d之差(=SOC-SOCcntr-d)为正值时(即SOC>SOCcntr-d的情况下),决定为充电要求输出Pb*为负值,且差(=SOC-SOCcntr-d)的绝对值越大则充电要求输出Pb*的绝对值越大。另一方面,当差(=SOC-SOCcntr-d)为负值时(即SOC<SOCcntr-d的情况下),决定为充电要求输出Pb*为正值,且差(=SOC-SOCcntr-d)的绝对值越大则充电要求输出Pb*的绝对值越大。

与此相对,当并非正进行下坡控制时,PMECU 70在步骤610中判定为“否”并前进至步骤660,将图7的(B)所示的检查表MapPb*(SOC-SOCcntr-n)设定为用于决定蓄电池充电要求输出Pb*的检查表。该表格除了横轴与图7的(A)的横轴不同这点之外均与图7的(A)相同。随后,PMECU 70前进至步骤620,基于剩余容量SOC、标准剩余容量SOCcntr-n、在步骤660中设定了的检查表MapPb*(SOC-SOCcntr-n)决定蓄电池充电要求输出Pb*。

另外,在实际的剩余容量SOC比目标剩余容量SOCcntr大的情况下,蓄电池充电要求输出Pb*呈负值。另一方面,标准剩余容量SOCcntr-n为比第1剩余容量SOCcntr-d大的值。由此,当剩余容量SOC为规定(任意)的值时,蓄电池充电要求输出Pb*减小的情况是目标剩余容量SOCcntr被设定为第1剩余容量SOCcntr-d的情况。换句话说,当正进行下坡控制时,与并非正进行下坡控制时相比,充电要求输出Pb*小。结果,当正进行下坡控制时,内燃机20成为更不易被运转的状态。换言之,当并非正进行下坡控制时,与进行下坡控制时相比,内燃机20更易被运转。

接下来,PMECU 70前进至步骤625,判定剩余容量SOC是否比剩余容量下限值SOClolmt大。当剩余容量SOC比剩余容量下限值SOClolmt大的情况下,PMECU 70在步骤625中判定为“是”,直接前进至步骤635。与此相对,当剩余容量SOC为剩余容量下限值SOClolmt以下的情况下,PMECU 70在步骤625中判定为“否”并前进至步骤630,对充电要求输出Pb*设定非常大的值(比后述的内燃机启动阈值Peth大的值),随后,前进至步骤635。

PMECU 70在步骤635中,计算车辆要求输出Pv*、充电要求输出Pb*以及损失(一定值)Ploss之和来作为内燃机要求输出Pe*。

接下来,PMECU 70前进至步骤640,判定内燃机要求输出Pe*是否比内燃机启动阈值Peth大。内燃机启动阈值Peth被设定为能够使内燃机20以比规定的运转效率高的运转效率运转的值。

当内燃机要求输出Pe*比内燃机启动阈值Peth大的情况下,PMECU 70在步骤640中判定为“是”并前进至步骤645,判定是否处于内燃机停止中(内燃机20的运转停止中)。如果处于内燃机停止中,则PMECU 70前进至步骤650并使内燃机20起动,再前进至步骤655。与此相对,如果并非处于燃机停止中,则PMECU 70从步骤645直接前进至步骤655。然后,PMECU 70在步骤655中,按照公知的方法控制内燃机20以及第2发电电动机MG 2(实际上还有第1发电电动机MG 1),使用来自内燃机20以及第2发电电动机MG 2双方的输出使车辆10行驶。即,车辆10进行混合动力行驶。

另一方面,当内燃机要求输出Pe*为内燃机启动阈值Peth以下的情况下,PMECU 70在步骤640中判定为“否”并前进至步骤665,判定是否处于内燃机运转中(内燃机20处于运转中)。如果处于内燃机运转中,则PMECU 70前进至步骤670并停止内燃机20的运转,再前进至步骤675。与此相对,如果并非处于内燃机运转中,则PMECU 70从步骤665直接前进至步骤675。然后,PMECU 70在步骤675中,按照公知的方法控制第2发电电动机MG 2,仅使用第2发电电动机MG 2的输出使车辆10行驶。即,车辆10进行电动机行驶(电动行驶)。

此外,上述驱动力控制是公知的,例如,在日本特开2009-126450号公报(美国公开专利编号US2010/0241297)、日本特开平9-308012号公报(美国申请日1997年3月10日的美国专利第6,131,680号)、日本特开2013-154720号公报、日本特开2013-154718号公报以及日本特开2013-154715号公报等中均有详细记载。

<再生制动控制>

进而,PMECU 70通过执行未图示的程序,在加速器(加速踏板)操作量AP为“0”时,基于制动踏板的操作量BP决定对车辆10要求的要求制动力。然后,PMECU 70将该要求制动力分配为要求再生制动力与要求摩擦制动力,以通过再生制动产生要求再生制动力的方式对第2发电电动机MG 2进行控制,并且以利用未图示的摩擦制动装置产生要求摩擦制动力的方式对未图示的液压制动致动器进行控制。此外,PMECU 70在剩余容量SOC不超出剩余容量上限值SOCuplmt的范围内,以尽量增大要求再生制动力的方式决定要求再生制动力。

<坡度值学习>

NVECU 74(实际为其CPU)每经过规定时间即执行图8中流程图所示的坡度值学习程序(实际坡度信息取得/学习程序)。因而,NVECU 74在规定的时刻从步骤800起开始进行处理并前进至步骤810,判定是否已从任意的道路区间j(与路段j对应的道路区间)的一方的端点(与一方的节点对应的地点)行驶至另一方的端点(与另一方的节点对应的地点)。

当步骤810中的判定结果为“否”的情况下,NVECU 74前进至步骤820,对短区间海拔高度差ΔHight、海拔高度差累计值ΣΔHight、短区间行驶距离ΔL以及行驶距离累计值ΣΔL进行更新。这些值的具体的更新方法将在后文中叙述。随后,NVECU 74直接前进至步骤895并暂时结束本程序。

当步骤810中的判定结果为“是”的情况下,NVECU 74前进至步骤825,计算已通过的道路区间j的平均坡度S_ave。该计算方法也将在后文中叙述。接下来,NVECU 74前进至步骤830,判定车辆10在道路区间j中是沿顺向行驶的还是沿反方向行驶的。

如果车辆10在道路区间j中是沿顺向行驶的,则NVECU 74前进至步骤840,作为道路区间j的暂定坡度值而存储平均坡度S_ave。与此相对,如果车辆10在道路区间j中是沿反方向行驶的,则NVECU 74前进至步骤850,作为道路区间j的暂定坡度值而存储使平均坡度S_ave的符号反转后的值(即,-平均坡度S_ave)。

随后,NVECU 74前进至步骤860,按照后述的(6)式,对道路区间j的学习坡度值进行更新,并与道路区间j建立关联地存储(存放)于行驶数据存储部89。即,对道路区间j的坡度值进行学习。进而,NVECU 74对该更新后的学习坡度值乘以道路区间j的距离来计算学习海拔高度差,该学习海拔高度差也与道路区间j建立关联地被存储(存放)于行驶数据存储部89。即,NVECU 74在步骤860中对实际坡度信息进行学习。接着,NVECU 74前进至步骤870,将各值(ΔHight、ΣΔHight、ΔL、ΣΔL以及S_ave等)清零,并前进至步骤895而暂时结束本程序。

<平均坡度S_ave的计算以及学习坡度值的更新>

接下来,对于NVECU 74所进行的平均坡度S_ave的计算以及学习坡度值的更新(即坡度值的学习)进行说明。

1.平均坡度S_ave的计算

NVECU 74首先根据车辆10行驶时所受到的阻力加速度G_r(m/s2)以及道路载荷加速度G_road(m/s2)来运算坡度加速度(以下也称为“坡度阻力”)G_slope。

NVECU 74在道路区间内每过比较短的规定时间或者规定距离(即每行驶过短区间)即运算坡度阻力G_slope。即,NVECU 74当车辆10正在道路区间内行驶时计算出多个坡度阻力G_slope。

另外,阻力加速度G_r(m/s2)可以由下式(1)表示。

G_r=G_fx+G_vx+G_air (1)

在(1)式中,G_fx(m/s2)为根据车辆10的驱动力Fx与重量M运算出的“推定加速度”(G_fx=Fx/M)。G_vx(m/s2)为根据车速的微分值dVx/dt运算出的“实际加速度”(G_vx=dVx/dt)。G_air(m/s2)为根据车速的平方运算出的“空气阻力加速度”(G_air=K/Vx2(K为常量))。

另一方面,取决于路面的阻力加速度G_r如下式(2)所示,能够表示为坡度阻力G_slope与取决于道路载荷(行驶阻力)的道路载荷加速度G_road之和。

G_r=G_slope+G_road (2)

道路载荷是指在从驱动源到路面为止的期间产生的阻力,包括在驱动轮54与路面之间产生的路面阻力以及在传递由驱动源产生的驱动力的驱动系统中产生的阻力等。

因此,坡度阻力G_slope可以根据(1)~(2)式而下式(3)表示。

G_slope=G_r-G_road=G_fx+G_vx+G_air-G_road=Fx/M+dVx/dt+K/Vx2-G_road (3)

驱动力Fx例如基于由发动机状态量传感器99中所含的内燃机20的旋转速度传感器检测到的当前的内燃机旋转速度NE以及由未图示的变速杆位置传感器检测到的当前的变速器的变速档的状态等计算。此外,驱动力Fx也可以基于由加速器操作量传感器82检测出的当前的加速器开度计算。进而,驱动力Fx也可以使用另行计算的驱动扭矩、再生制动扭矩以及液压制动扭矩等的值计算。

车速Vx由车速传感器84取得。车重M、常量、道路载荷加速度G_road被预先设定,并记录于NVECU 74的ROM。NVECU 74能够通过将这些值带入(3)式来计算坡度阻力G_slope。

NVECU 74根据所计算出的坡度阻力G_slope计算下式(4)所示的短区间海拔高度差ΔHight。

ΔHight=(G_slope/9.8)×ΔL (4)

ΔL为车辆10的短区间行驶距离,是利用车速Vx与取样时间Ts之积计算出的值。因而,NVECU 74通过利用路段内的短区间海拔高度差ΔHight的总和即海拔高度差除以路段长L来计算路段的平均坡度S_ave。

S_ave=ΣΔHight/L (5)

此外,关于坡度阻力G_slope,例如在日本特开2014-24487号公报中有详细记载。

2.学习坡度值的更新

NVECU 74在图8的步骤860中,按照下述方式对学习坡度值进行更新。即,NVECU 74在前进至步骤860时,将存储于行驶数据存储部89的针对道路区间j的平均坡度的存储值(学习坡度值的前次值)S_ave_m、通过步骤825~步骤850的处理求出的道路区间j的坡度值S_ave应用于下述的(6)式,由此计算新的存储值(学习坡度值)S_ave_new。

S_ave_new=S_ave×α+S_ave_m×(1-α) (6)

上式(6)中的α为满足0<α<1的任意的正的常量。其中,当不存在前次值的情况下,即、为第1次的学习的情况下,α被设定为“1”。

此外,NVECU 74作为实际坡度信息也可以基于发动机状态量传感器99所含的大气压力传感器的输出值进行计算。具体地说,NVECU 74取得路段两端处的大气压力传感器的输出值,并根据其差分值与路段的长度计算坡度。

如以上所说明了的那样,第1装置当在行驶数据存储部89存储有含有学习坡度值的实际坡度信息的情况下,取得该实际坡度信息来作为用于探索对象下坡区间的坡度信息(步骤420)。第1装置当在行驶数据存储部89并未收纳有实际坡度信息的情况下取得含有导航地图坡度值的已计测坡度信息来作为用于探索对象下坡区间的坡度信息(步骤440)。结果,能够使用精度更高的坡度信息来探索对象下坡区间。因而,能够在适当的区间执行下坡控制,因此能够充分发挥燃料利用率提高效果。

<第2实施方式>

本发明的第2实施方式所涉及的混合动力车辆的控制装置(以下称为“第2装置”)与第1装置的不同仅为:当存储于NVDB 86的道路区间(分配给道路区间的路段ID)发生了变更的情况下,将与该道路区间对应的“含有学习坡度值的实际坡度信息”从行驶数据存储部89删除。

更具体地叙述,第2装置的NVECU 74除了执行第1装置的NVECU 74所执行的程序之外,还执行图9中流程图所示的实际坡度信息删除程序(学习坡度值删除程序)。实际坡度信息删除程序每经过规定时间即被执行。因而,NVECU 74在规定的时刻从步骤900起开始进行处理,前进至步骤910而判定“任意的道路区间i是否被变更(即,与道路区间i对应的路段i的路段ID是否被变更)”。关于这样的道路区间i的变更以及变更后的道路区间i的地图信息,例如从外部的中心等发送,并由NVECU 74所具备的通信装置接收。

当道路区间i被变更的情况下,NVECU 74在步骤910中判定为“是”并前进至步骤920,删除针对道路区间i的含有学习坡度值的实际坡度信息。与此相对,当道路区间i未被变更的情况下,NVECU 74在步骤910中判定为“否”并暂时结束本程序。

例如,当与新设了道路这一情况对应而对NVDB 86追加新的道路信息,由此导致此前存储的道路区间被变更时,与该道路区间对应的含有学习坡度值的实际坡度信息也已经不再是正确的信息。因而,在这样的情况下,第2装置删除存储于行驶数据存储部89的与该道路区间对应的实际坡度信息,以免其在对象下坡区间的探索中被使用。结果,第2装置在道路区间被变更的情况下,能够高精度地执行下坡区间的探索,因此能够提高车辆的燃料利用性能。

如以上说明了的那样,本发明的各实施方式所涉及的控制装置能够更为可靠地享受由下坡控制带来的燃料利用率改善效果。此外,本发明并不限定于上述实施方式,能够在本发明的范围内采用各种变形例。以下,列举出如下的变形例。

(1)NVECU 74可以在车辆10每行驶过规定距离时执行图3所示的程序。(2)PMECU 70可以执行图3的程序的一部分或者全部。在该情况下,PMECU 70从NVECU 74取得所需要的信息即可。(3)PMECU 70可以执行图8的程序的一部分或者全部。

(4)PMECU 70或者NVECU 74可以根据道路的坡度的大小变得小于规定坡度这一情况来检测车辆10已通过“下坡控制的控制对象区间的结束地点De”这一情况。(5)PMECU 70或者NVECU 74在从下坡控制的控制对象区间的开始地点Ds到结束地点De为止的区间内,作为下坡控制而执行目标剩余容量降低控制。但是,目标剩余容量降低控制可以仅在车辆10正通过预使用区间的情况下被执行,也可以在正通过预使用区间的情况和正通过从对象下坡区间的开始地点Dk到开始地点Dk与结束地点De之间的地点Dp为止的区间的情况下执行。

此外,对于本实施方式中的低剩余容量SOCcntr-d,由于若剩余容量SOC达到剩余容量下限值SOClolmt则需要执行“强制充电”,因此需要将低剩余容量SOCcntr-d设定为比剩余容量下限值SOClolmt大的值。

此外,在本实施方式中,将再生能量超过为了进行行驶而使用的能量,结果导致剩余容量SOC上升的下坡确定为对象下坡区间,但对象下坡区间也可以是预想通过从势能向电能的转换而第1发电电动机MG1以及/或者第2发电电动机MG2发电得到的电力量为“与剩余容量上限值SOCuplmt同标准剩余容量SOCcntr-n之间的差分相当的电力量”以上的下坡区间。由此,能够减少执行下坡控制的频率。

标号说明

10:混合动力车辆;20:内燃机;50:驱动力传递机构;64:蓄电池;70:动力管理ECU;71:蓄电池ECU;72:马达ECU;73:发动机ECU;74:导航ECU。

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