本發(fā)明涉及搭載有內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)以及向上述電動(dòng)機(jī)供給電力的蓄電池的混合動(dòng)力車輛的控制裝置。
背景技術(shù):
以往,混合動(dòng)力車輛(以下簡(jiǎn)稱為“車輛”)形成為:以提高車輛的燃料利用性能作為目的,在以善于活用可充電以及放電這樣的蓄電池的能力的方式控制電動(dòng)機(jī)以及內(nèi)燃機(jī)的同時(shí)進(jìn)行行駛。
另一方面,已知:如果在蓄電池的剩余容量(以下也稱為“SOC(State Of Charge,充電狀態(tài))”)極大的狀態(tài)或者極小的狀態(tài)下反復(fù)變化,則蓄電池的性能劣化加快。因此,出于避免蓄電池的劣化的目的,對(duì)蓄電池的SOC進(jìn)行管理。具體地說(shuō),規(guī)定SOC的上限以及下限,控制裝置以使得SOC不超出上限與下限的范圍(稱為“管理寬度”)的方式進(jìn)行管理。
即,若SOC達(dá)到其上限,則控制裝置禁止蓄電池的充電。此時(shí),通過(guò)再生制動(dòng)產(chǎn)生的電能在摩擦制動(dòng)裝置以及/或者逆變器等中成為熱能,因此本來(lái)可回收并能夠用于車輛行駛的能量被白白地消耗。與此相對(duì),若SOC達(dá)到其下限,則控制裝置使用內(nèi)燃機(jī)的輸出對(duì)蓄電池強(qiáng)制充電。結(jié)果,燃料因車輛行駛以外的原因而被消耗。因而,使得在車輛的行駛中SOC不達(dá)到其上限或者下限這一措施對(duì)于提高車輛的燃料利用性能是有效的。
另外,當(dāng)車輛在無(wú)需使用內(nèi)燃機(jī)以及電動(dòng)機(jī)的扭矩(驅(qū)動(dòng)力)車輛就會(huì)加速的下坡行駛的情況下,會(huì)因駕駛員將腳從加速踏板撤離這一情況以及根據(jù)情況進(jìn)一步踩下制動(dòng)踏板這一情況而要求車輛制動(dòng)力。此時(shí),車速的上升會(huì)因電動(dòng)機(jī)的再生制動(dòng)力而被抑制,并且,通過(guò)再生制動(dòng)產(chǎn)生的電力(再生能量)被向蓄電池供給。結(jié)果,蓄電池的SOC增加。
因此,當(dāng)車輛在長(zhǎng)下坡(即距離比較長(zhǎng)且海拔高度差比較大的區(qū)間)行駛的情況下,存在在該下坡的中途SOC達(dá)到上限的情況,而無(wú)法進(jìn)一步使SOC增加。因此可以說(shuō):對(duì)于通過(guò)在下坡行駛而能夠得到的燃料利用率的提高效果,下坡的開始地點(diǎn)處的SOC與SOC的上限之間的差分越大則越大。
因此,以往的車輛的控制裝置之一(以下稱為“以往裝置”)使用導(dǎo)航系統(tǒng)取得車輛的位置、目的地以及地圖信息(道路信息)等,并基于此確定行駛預(yù)定路徑以及存在于該行駛預(yù)定路徑上的下坡坡度區(qū)間(下坡區(qū)間)。以往裝置預(yù)估當(dāng)車輛在所確定的下坡坡度區(qū)間行駛的期間通過(guò)再生制動(dòng)而能夠向蓄電池新蓄電的電力量。進(jìn)而,在所預(yù)估出的蓄電量比通常的管理寬度大的情況下,以往裝置使蓄電池的管理寬度擴(kuò)大至擴(kuò)大管理寬度。進(jìn)而,以往裝置對(duì)電動(dòng)機(jī)以及/或者內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行控制,以使得在車輛開始下坡坡度區(qū)間的行駛之前蓄電池的SOC被消耗至擴(kuò)大管理寬度的下限(例如參照專利文獻(xiàn)1)。以下將這樣的控制稱為“輔助控制”。
專利文獻(xiàn)1:日本特開2005-160269號(hào)公報(bào)
然而,通常情況下,導(dǎo)航系統(tǒng)存儲(chǔ)于導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)的地圖信息(特別是道路區(qū)間的開始地點(diǎn)以及結(jié)束地點(diǎn)的海拔高度,或者與道路區(qū)間的坡度相關(guān)的信息等)是基于預(yù)先測(cè)定出的實(shí)際的地勢(shì)數(shù)據(jù)制作的。因此,存在車輛實(shí)際行駛的道路的海拔高度(或者坡度)與存儲(chǔ)于導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)的海拔高度(或者坡度)不一致的情況。例如,當(dāng)為隧道內(nèi)的道路的情況下,實(shí)際的道路的海拔高度比存儲(chǔ)于導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)的海拔高度低。當(dāng)為橋桁上的道路的情況下,實(shí)際的道路的海拔高度比存儲(chǔ)于導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)的海拔高度高。
因此,例如,盡管隧道內(nèi)的道路以及橋桁上的道路實(shí)際上是平緩坡度的坡道(或者無(wú)坡度的平坦道路),以往裝置也會(huì)誤判該道路為下坡區(qū)間的一部分,結(jié)果,擔(dān)心在本來(lái)不是坡道的區(qū)間中進(jìn)行不必要的輔助控制。
例如,當(dāng)盡管車輛將要通過(guò)的區(qū)間實(shí)際為平坦道路但卻誤認(rèn)為下坡區(qū)間的一部分的情況下,以往裝置會(huì)在車輛到達(dá)被識(shí)別為下坡區(qū)間的開始地點(diǎn)的地點(diǎn)之前使SOC從第1目標(biāo)SOC降低而接近比第1目標(biāo)SOC低的第2目標(biāo)SOC。然而,車輛在該下坡區(qū)間實(shí)際上是在平坦路而非下坡行駛,因此蓄電池的SOC并未如所期待的那樣增大,甚至因在平坦路行駛而減少,擔(dān)心到達(dá)管理寬度的下限。如果SOC到達(dá)管理寬度的下限,則以往裝置為了對(duì)蓄電池充電而使內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng),因此成為致使燃料利用率惡化的原因。
與此相對(duì),當(dāng)盡管車輛將要通過(guò)的區(qū)間實(shí)際為下坡卻被誤認(rèn)為平坦路的情況下,以往裝置不執(zhí)行輔助控制。因此,未能在到達(dá)下坡坡度的開始地點(diǎn)之前使SOC充分降低,擔(dān)心無(wú)法回收原本能夠回收的再生能量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明正是為了應(yīng)對(duì)上述問題而完成的。即,本發(fā)明的目的之一在于提供通過(guò)使得能夠更高精度地探索存在于混合動(dòng)力車輛的行駛預(yù)定路徑的下坡區(qū)間,而能夠降低進(jìn)行不必要的輔助控制或無(wú)法進(jìn)行必要的輔助控制的可能性的“混合動(dòng)力車輛的控制裝置”。
本發(fā)明的混合動(dòng)力車輛的控制裝置(以下也稱為“本發(fā)明裝置”)被應(yīng)用于混合動(dòng)力車輛(10),該混合動(dòng)力車輛(10)搭載有作為車輛(10)的驅(qū)動(dòng)源的內(nèi)燃機(jī)(20)和作為車輛的驅(qū)動(dòng)源的電動(dòng)機(jī)(MG 2)、以及向上述電動(dòng)機(jī)供給電力的蓄電池(64)。該混合動(dòng)力車輛構(gòu)成為:能夠使用上述電動(dòng)機(jī)進(jìn)行再生制動(dòng)且能夠?qū)⑼ㄟ^(guò)該再生制動(dòng)產(chǎn)生的電力向上述蓄電池充電,并且能夠?qū)⑹褂蒙鲜鰞?nèi)燃機(jī)的輸出發(fā)電而得的電力向上述蓄電池充電。
本發(fā)明裝置對(duì)上述內(nèi)燃機(jī)以及上述電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制,以便滿足上述車輛所要求的要求驅(qū)動(dòng)力(要求扭矩)且使上述蓄電池的剩余容量(SOC)接近被設(shè)定為標(biāo)準(zhǔn)剩余容量(SOCcntr-n)的目標(biāo)剩余容量(SOCcntr)(參照?qǐng)D6)。
本發(fā)明裝置還具備:存儲(chǔ)地圖信息的第1存儲(chǔ)單元(86);預(yù)定路徑?jīng)Q定單元(步驟305),該預(yù)定路徑?jīng)Q定單元基于上述地圖信息決定上述車輛的從當(dāng)前地到目的地為止的行駛預(yù)定路徑;控制區(qū)間決定單元(步驟335以及步驟340),該控制區(qū)間決定單元對(duì)于構(gòu)成上述行駛預(yù)定路徑的道路區(qū)間的各個(gè)道路區(qū)間,基于存儲(chǔ)于上述第1存儲(chǔ)單元的與坡度相關(guān)的已計(jì)測(cè)坡度信息探索該行駛預(yù)定路徑內(nèi)的滿足規(guī)定的條件的對(duì)象下坡區(qū)間(步驟315至步驟330、步驟440),當(dāng)存在上述對(duì)象下坡區(qū)間的情況下,決定從相比該對(duì)象下坡區(qū)間的開始地點(diǎn)(Dk)靠近前側(cè)規(guī)定的第1距離的下坡控制開始地點(diǎn)(Ds)到該對(duì)象下坡區(qū)間的結(jié)束地點(diǎn)(De)為止的區(qū)間中的、至少包含“從下坡控制開始地點(diǎn)(Ds)到下坡區(qū)間的開始地點(diǎn)(Dk)為止的區(qū)間”的控制區(qū)間;以及控制執(zhí)行單元(圖5的程序),該控制執(zhí)行單元當(dāng)上述車輛在上述下坡控制區(qū)間行駛時(shí)執(zhí)行將上述目標(biāo)剩余容量SOCcntr變更為“比標(biāo)準(zhǔn)剩余容量(SOCcntr-n)小的第1剩余容量(SOCcntr-d)”的下坡控制。
此外,本發(fā)明裝置具備:實(shí)際坡度信息取得單元(步驟820、步驟860),該實(shí)際坡度信息取得單元當(dāng)上述車輛在道路區(qū)間行駛時(shí)使用上述車輛所具備的傳感器(82、84、99等)取得與所行駛的道路區(qū)間的實(shí)際的坡度相關(guān)的實(shí)際坡度信息;以及第2存儲(chǔ)單元(步驟840至步驟860、89),該第2存儲(chǔ)單元將上述實(shí)際坡度信息與上述道路區(qū)間建立關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)。
進(jìn)一步,上述控制區(qū)間決定單元構(gòu)成為:在探索上述對(duì)象下坡區(qū)間的情況下,當(dāng)相對(duì)于構(gòu)成上述行駛預(yù)定路徑的道路區(qū)間而在上述第2存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)有上述實(shí)際坡度信息時(shí)(即、在上述第2存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)有與上述已計(jì)測(cè)坡度信息對(duì)應(yīng)的上述實(shí)際坡度信息時(shí)),代替相對(duì)于存儲(chǔ)有該實(shí)際坡度信息的道路區(qū)間的上述已計(jì)測(cè)坡度信息而使用上述實(shí)際坡度信息來(lái)探索上述對(duì)象下坡區(qū)間(步驟320、步驟325、步驟420以及步驟330)。
據(jù)此,在對(duì)象下坡區(qū)間的探索中,對(duì)于行駛預(yù)定路徑中的道路區(qū)間(與路段對(duì)應(yīng)的區(qū)間)且為混合動(dòng)力車輛初次行駛的道路區(qū)間(換言之,未行駛過(guò)的道路區(qū)間)使用存儲(chǔ)于第1存儲(chǔ)單元的已計(jì)測(cè)坡度信息,對(duì)于混合動(dòng)力車輛過(guò)去行駛過(guò)的道路區(qū)間使用在過(guò)去行駛時(shí)取得并學(xué)習(xí)到的存儲(chǔ)于第2存儲(chǔ)單元的實(shí)際坡度信息。因而,構(gòu)成行駛預(yù)定路徑的道路區(qū)間中的、過(guò)去混合動(dòng)力車輛實(shí)際行駛過(guò)的道路區(qū)間越多,越能夠更高精度地探索對(duì)象下坡區(qū)間。結(jié)果,能夠降低本來(lái)不是對(duì)象下坡區(qū)間但卻被誤識(shí)別為下坡區(qū)間而執(zhí)行不必要的下坡控制(輔助控制)的可能性、以及盡管本來(lái)為對(duì)象下坡區(qū)間但卻識(shí)別為不是對(duì)象下坡區(qū)間而未執(zhí)行下坡控制的可能性。結(jié)果,本發(fā)明裝置能夠進(jìn)一步改進(jìn)混合動(dòng)力車輛的燃料利用率。
此外,在本發(fā)明裝置的一個(gè)方式中,具備刪除單元(圖9的程序),當(dāng)上述地圖信息的道路區(qū)間被變更的情況下,該刪除單元將相對(duì)于上述被變更的道路區(qū)間的上述實(shí)際坡度信息從上述第2存儲(chǔ)單元?jiǎng)h除。
在上述地圖信息的道路區(qū)間被變更的情況下,存在針對(duì)該道路區(qū)間追加了新的道路等的可能性,因此,基于過(guò)去的行駛?cè)〉玫膶?shí)際坡度信息不正確的可能性高。因而,通過(guò)如上所述具備刪除單元,能夠降低基于錯(cuò)誤的實(shí)際坡度信息進(jìn)行對(duì)象下坡區(qū)間的探索的可能性。
在上述說(shuō)明中,為了幫助發(fā)明的理解,對(duì)于與實(shí)施方式對(duì)應(yīng)的發(fā)明的結(jié)構(gòu),以添加括號(hào)的方式標(biāo)注在實(shí)施方式中使用的標(biāo)號(hào),但發(fā)明的各結(jié)構(gòu)要件并不限定于由上述標(biāo)號(hào)規(guī)定的實(shí)施方式。通過(guò)以下的參照附圖記述的針對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的說(shuō)明,應(yīng)當(dāng)能夠容易地理解本發(fā)明的目的、其他特征以及所附帶的優(yōu)點(diǎn)。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的車輛的控制裝置所被應(yīng)用的混合動(dòng)力車輛以及該控制裝置的概略圖。
圖2為示出圖1所示的混合動(dòng)力車輛的控制裝置所執(zhí)行的下坡控制中的蓄電池的剩余容量以及以往裝置的下坡控制中的蓄電池的剩余容量的推移的圖。
圖3為示出圖1所示的混合動(dòng)力車輛的導(dǎo)航ECU(NVECU)的CPU所執(zhí)行的“輔助計(jì)劃決定程序”的流程圖。
圖4為示出圖1所示的混合動(dòng)力車輛的NVECU的CPU所執(zhí)行的“坡度值讀取程序”的流程圖。
圖5為示出圖1所示的混合動(dòng)力車輛的動(dòng)力管理ECU(PMECU)的CPU所執(zhí)行的“下坡控制程序”的流程圖。
圖6為示出圖1所示的混合動(dòng)力車輛的PMECU的CPU所執(zhí)行的“車輛行駛控制程序”的流程圖。
圖7為圖1所示的混合動(dòng)力車輛的PMECU參照的檢查表,圖7的(A)示出目標(biāo)剩余容量為第1剩余容量的情況下的檢查表,圖7的(B)示出目標(biāo)剩余容量為標(biāo)準(zhǔn)剩余容量的情況下的檢查表。
圖8為示出圖1所示的混合動(dòng)力車輛的NVECU的CPU所執(zhí)行的“坡度值學(xué)習(xí)程序”的流程圖。
圖9為示出本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的控制裝置的NVECU的CPU所執(zhí)行的“學(xué)習(xí)坡度值刪除程序”的流程圖。
具體實(shí)施方式
以下,參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的混合動(dòng)力車輛的控制裝置(以下稱為“本控制裝置”)進(jìn)行說(shuō)明。
<第1實(shí)施方式>
(結(jié)構(gòu))
本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的混合動(dòng)力車輛的控制裝置(以下稱為“第1裝置”)被應(yīng)用于圖1所示的混合動(dòng)力車輛10(以下簡(jiǎn)稱為“車輛”)。
車輛10具備第1發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG1、第2發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 2、內(nèi)燃機(jī)20、動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)30、驅(qū)動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)50、第1逆變器61、第2逆變器62、升降壓轉(zhuǎn)換器63、蓄電池64、動(dòng)力管理ECU 70、蓄電池ECU 71、馬達(dá)ECU 72、發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 73以及導(dǎo)航ECU 74等。這些ECU可以統(tǒng)一成一個(gè)ECU。
ECU為電子控制單元的簡(jiǎn)稱,是作為主要結(jié)構(gòu)部件具有含有CPU、ROM、RAM、備用RAM(或者非易失性存儲(chǔ)器)以及接口等的微機(jī)的電子控制電路。
第1發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 1為能夠作為發(fā)電機(jī)以及電動(dòng)機(jī)的任一個(gè)發(fā)揮功能的同步發(fā)電電動(dòng)機(jī)。第1發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 1在本例中主要發(fā)揮作為發(fā)電機(jī)的功能。第1發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 1具備作為輸出軸的第1軸41。
第2發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 2與第1發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 1同樣為能夠作為發(fā)電機(jī)以及電動(dòng)機(jī)的任一個(gè)發(fā)揮功能的同步發(fā)電電動(dòng)機(jī)。第2發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 2在本例中主要發(fā)揮作為電動(dòng)機(jī)的功能。第2發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 2具備作為輸出軸的第2軸42。
內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(以下簡(jiǎn)稱為“內(nèi)燃機(jī)”)20為4沖程火花點(diǎn)火式多缸內(nèi)燃機(jī)。內(nèi)燃機(jī)20具備公知的發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器21。例如,發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器21包含含有燃料噴射閥的燃料供給裝置、含有火花塞的點(diǎn)火裝置、節(jié)氣門開度變更用致動(dòng)器以及可變進(jìn)氣門控制裝置(VVT)等。內(nèi)燃機(jī)20構(gòu)成為能夠通過(guò)利用節(jié)氣門致動(dòng)器變更配設(shè)于未圖示的進(jìn)氣通路的節(jié)氣門的開度來(lái)變更進(jìn)氣量、并根據(jù)該進(jìn)氣量變更燃料噴射量等,由此來(lái)變更內(nèi)燃機(jī)20所產(chǎn)生的扭矩以及內(nèi)燃機(jī)旋轉(zhuǎn)速度(即內(nèi)燃機(jī)輸出)。內(nèi)燃機(jī)20在作為內(nèi)燃機(jī)20的輸出軸的曲軸22產(chǎn)生扭矩。
動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)30具備公知的行星齒輪裝置31。行星齒輪裝置31包括太陽(yáng)齒輪32、多個(gè)行星齒輪33、內(nèi)嚙合齒輪(ring gear)34。
太陽(yáng)齒輪32與第1發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 1的第1軸41連接。因而,第1發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 1能夠向太陽(yáng)齒輪32輸出扭矩。第1發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 1能夠借助從太陽(yáng)齒輪32向第1發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 1輸入的扭矩而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng),由此來(lái)進(jìn)行發(fā)電。
多個(gè)行星齒輪33分別與太陽(yáng)齒輪32嚙合且與內(nèi)嚙合齒輪34嚙合。行星齒輪33的旋轉(zhuǎn)軸(自轉(zhuǎn)軸)設(shè)置于行星架35。行星架35被保持為能夠與太陽(yáng)齒輪32同軸地旋轉(zhuǎn)。行星架35與內(nèi)燃機(jī)20的曲軸22連接。
內(nèi)嚙合齒輪34被保持為能夠與太陽(yáng)齒輪32同軸地旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)從行星齒輪33向太陽(yáng)齒輪32輸入有扭矩時(shí),太陽(yáng)齒輪32借助該扭矩而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)從行星齒輪33向內(nèi)嚙合齒輪34輸入有扭矩時(shí),內(nèi)嚙合齒輪34借助該扭矩而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。相反,當(dāng)從太陽(yáng)齒輪32向行星齒輪33輸入有扭矩時(shí),行星齒輪33借助該扭矩而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)從內(nèi)嚙合齒輪34向行星齒輪33輸入有扭矩時(shí),行星齒輪33借助該扭矩而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
內(nèi)嚙合齒輪34經(jīng)由內(nèi)嚙合齒輪架36與第2發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 2的第2軸42連接。因而,第2發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 2能夠朝內(nèi)嚙合齒輪34輸出扭矩。第2發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 2能夠借助從內(nèi)嚙合齒輪34朝第2發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 2輸入的扭矩而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng),由此來(lái)進(jìn)行發(fā)電。
進(jìn)而,內(nèi)嚙合齒輪34經(jīng)由內(nèi)嚙合齒輪架36與輸出齒輪37連接。因而,輸出齒輪37能夠借助從內(nèi)嚙合齒輪34向輸出齒輪37輸出的扭矩而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。內(nèi)嚙合齒輪34能夠借助從輸出齒輪37向內(nèi)嚙合齒輪34輸入的扭矩而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
驅(qū)動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)50包括車軸51、差速齒輪52以及驅(qū)動(dòng)軸(主動(dòng)軸)53。
車軸51將輸出齒輪37與差速齒輪52以能夠傳遞動(dòng)力的方式連接。差速齒輪52被安裝于驅(qū)動(dòng)軸53。在驅(qū)動(dòng)軸53的兩端安裝有驅(qū)動(dòng)輪54。因而,來(lái)自輸出齒輪37的扭矩經(jīng)由車軸51、差速齒輪52以及驅(qū)動(dòng)軸53而被傳遞給驅(qū)動(dòng)輪54。混合動(dòng)力車輛10能夠借助被傳遞至該驅(qū)動(dòng)輪54的扭矩進(jìn)行行駛。
第1逆變器61與第1發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 1電連接,且經(jīng)由升降壓轉(zhuǎn)換器63與蓄電池64電連接。因而,當(dāng)?shù)?發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 1發(fā)電時(shí),第1發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 1所產(chǎn)生的電力經(jīng)由第1逆變器61以及升降壓轉(zhuǎn)換器63而被向蓄電池64供給。相反,第1發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 1借助經(jīng)由升降壓轉(zhuǎn)換器63以及第1逆變器61從蓄電池64供給的電力而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
第2逆變器62與第2發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 2電連接,且經(jīng)由升降壓轉(zhuǎn)換器63與蓄電池64電連接。因而,第2發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 2借助經(jīng)由升降壓轉(zhuǎn)換器63以及第2逆變器62從蓄電池64供給的電力而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。相反,當(dāng)?shù)?發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 2發(fā)電時(shí),第2發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 2所產(chǎn)生的電力經(jīng)由第2逆變器62以及升降壓轉(zhuǎn)換器63而被向蓄電池64供給。
此外,第1發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 1產(chǎn)生的電力能夠直接向第2發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 2供給,并且,第2發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 2產(chǎn)生的電力能夠直接向第1發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 1供給。
蓄電池64為蓄積用于驅(qū)動(dòng)第1發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 1或者第2發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 2的電能的蓄電單元,由能夠重復(fù)地充電和放電的鋰離子電池等二次電池構(gòu)成。在蓄電池64安裝有在SOC的檢測(cè)中使用的未圖示的SOC傳感器,以使得蓄電池ECU 71能夠監(jiān)視蓄電池64的SOC。
此外,蓄電池64只要是能夠進(jìn)行充電以及放電的蓄電裝置即可,不僅可以是鋰離子電池,還可以是鎳氫電池、鉛蓄電池、鎳鎘電池以及其他二次電池。
動(dòng)力管理ECU 70(以下記作“PMECU 70”)以及后述的“蓄電池ECU 71、馬達(dá)ECU 72、發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 73以及導(dǎo)航ECU 74”通過(guò)CAN(Controller Area Network,控制器局域網(wǎng))通信以能夠相互交換信息的方式連接。
PMECU 70接收來(lái)自混合動(dòng)力車輛10的系統(tǒng)起動(dòng)用開關(guān)即動(dòng)力開關(guān)81、加速器操作量傳感器82、制動(dòng)器操作量傳感器83以及車速傳感器84等的輸出信號(hào)。
加速器操作量傳感器82形成為產(chǎn)生表示以能夠由駕駛員操作的方式設(shè)置的未圖示的加速踏板的操作量(以下稱為“加速器操作量AP”)的輸出信號(hào)。加速器操作量AP也能夠表現(xiàn)為加速操作量。制動(dòng)器操作量傳感器83形成為產(chǎn)生表示由駕駛員操作的未圖示的制動(dòng)踏板的操作量BP的輸出信號(hào)。車速傳感器84形成為產(chǎn)生表示混合動(dòng)力車輛10的車速SPD(=Vx)的輸出信號(hào)。
PMECU 70輸入由蓄電池ECU 71取得的蓄電池64的剩余容量SOC。剩余容量SOC基于流出或流入蓄電池64的電流的累計(jì)值等通過(guò)公知的方法計(jì)算。
PMECU 70經(jīng)由馬達(dá)ECU 72輸入表示第1發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 1的旋轉(zhuǎn)速度的信號(hào)以及表示第2發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 2的旋轉(zhuǎn)速度的信號(hào)。表示第1發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 1的旋轉(zhuǎn)速度的信號(hào)被稱為“MG 1旋轉(zhuǎn)速度Nm1”。表示第2發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 2的旋轉(zhuǎn)速度的信號(hào)被稱為“MG 2旋轉(zhuǎn)速度Nm2”。
MG 1旋轉(zhuǎn)速度Nm1由馬達(dá)ECU 72基于“設(shè)置于第1發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 1、且輸出與第1發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 1的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度對(duì)應(yīng)的輸出值的分解器97的輸出值”計(jì)算。同樣,MG 2旋轉(zhuǎn)速度Nm2由馬達(dá)ECU 72基于“設(shè)置于第2發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 2、且輸出與第2發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 2的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度對(duì)應(yīng)的輸出值的分解器98的輸出值”計(jì)算。
PMECU 70經(jīng)由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 73輸入表示由發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)量傳感器99檢測(cè)到的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)的輸出信號(hào)。在該表示發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)的輸出信號(hào)中含有內(nèi)燃機(jī)旋轉(zhuǎn)速度NE、節(jié)氣門開度TA、內(nèi)燃機(jī)的冷卻水溫度THW以及大氣壓力Pa等。
馬達(dá)ECU 72與第1逆變器61、第2逆變器62以及升降壓轉(zhuǎn)換器63連接。馬達(dá)ECU 72基于來(lái)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逆變器61、第2逆變器62以及升降壓轉(zhuǎn)換器63送出指示信號(hào)。由此,馬達(dá)ECU 72使用第1逆變器61以及升降壓轉(zhuǎn)換器63控制第1發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 1,并且使用第2逆變器62以及升降壓轉(zhuǎn)換器63控制第2發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 2。
發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 73基于來(lái)自PMECU 70的指令以及來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)量傳感器99的信號(hào)向發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器21送出指示信號(hào),由此來(lái)控制內(nèi)燃機(jī)20。
導(dǎo)航ECU(以下稱為“NVECU”)74與導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)86、行駛數(shù)據(jù)取得部87、行駛環(huán)境數(shù)據(jù)取得部88以及行駛數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部89等電連接。
導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)(以下稱為“NVDB”)86存儲(chǔ)地圖數(shù)據(jù)、路徑計(jì)算數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、聲音數(shù)據(jù)以及索引數(shù)據(jù)等各種數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)在對(duì)于駕駛員(或者搭乘者)的導(dǎo)航服務(wù)的提供、內(nèi)燃機(jī)20以及/或者第2發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 2的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間表的決定(以下稱為“計(jì)劃”)以及蓄電池64的“目標(biāo)剩余容量”的決定等中被使用。
NVDB 86所具有的各種數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)于磁盤(HDD)以及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等存儲(chǔ)裝置。
地圖數(shù)據(jù)包括:含有用于識(shí)別地圖數(shù)據(jù)上的各道路的道路識(shí)別信息的道路數(shù)據(jù);以及含有在路徑引導(dǎo)中使用的交叉點(diǎn)名稱等的引導(dǎo)數(shù)據(jù)等。
路徑計(jì)算數(shù)據(jù)包括:與道路網(wǎng)絡(luò)的道路區(qū)間相關(guān)的信息即“路段(link)信息”;與道路網(wǎng)絡(luò)的交叉點(diǎn)相關(guān)的信息即“節(jié)點(diǎn)(node)信息”;以及與道路限制相關(guān)的信息即“限制信息”等。節(jié)點(diǎn)信息以及路段信息在后述的“下坡探索(對(duì)象下坡區(qū)間的探索)”以及“下坡控制”等中被利用。此外,在各路段附加有與該路段對(duì)應(yīng)的道路區(qū)間的坡度(平均坡度值)、與該路段對(duì)應(yīng)的道路區(qū)間的兩端的地點(diǎn)的海拔高度(海拔高度數(shù)據(jù))、以及與該路段對(duì)應(yīng)的道路區(qū)間的距離等。對(duì)路段賦予單獨(dú)的ID(路段ID)。因而,例如當(dāng)在某個(gè)節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)之間新設(shè)了道路的情況下,上述的節(jié)點(diǎn)間的路段的ID(路段ID)及對(duì)該路段附加的信息將被變更。含有路徑計(jì)算數(shù)據(jù)以及地圖數(shù)據(jù)的信息被稱為“地圖信息”。
行駛數(shù)據(jù)取得部87在車輛的動(dòng)力開關(guān)81從接通起至斷開的期間,每隔規(guī)定間隔即取得車輛10的當(dāng)前位置以及行駛速度等行駛數(shù)據(jù)。規(guī)定間隔是指規(guī)定時(shí)間間隔(例如100msec)以及規(guī)定距離間隔(例如100m)等。
行駛數(shù)據(jù)取得部87具備GPS(Global Positioning System,全球定位系統(tǒng))接收裝置。行駛數(shù)據(jù)取得部87使用該GPS接收裝置接收GPS衛(wèi)星發(fā)送的GPS信息。行駛數(shù)據(jù)取得部88對(duì)接收到的GPS信息進(jìn)行解析而取得車輛的位置信息(緯度以及經(jīng)度)。這樣,行駛數(shù)據(jù)取得部88也可以說(shuō)是取得車輛10的位置信息的“位置信息取得部”。
行駛環(huán)境數(shù)據(jù)取得部88取得日期、時(shí)刻、星期幾、車輛出發(fā)的時(shí)間、氣象信息、交通擁堵信息、交通限制信息、道路施工信息以及大事信息等與車輛行駛時(shí)的車輛周邊的行駛環(huán)境相關(guān)的信息即路徑信息,并作為行駛環(huán)境數(shù)據(jù)提供給NVECU 74。
更具體地說(shuō),行駛環(huán)境數(shù)據(jù)取得部88取得當(dāng)前的時(shí)刻、日期以及星期幾等時(shí)間信息。進(jìn)而,行駛環(huán)境數(shù)據(jù)取得部89例如具備接收并取得VICS(注冊(cè)商標(biāo))的信息的裝置。VICS的信息包括交通擁堵信息、事故/故障車/施工信息以及速度限制/車道限制信息等。這樣,行駛環(huán)境數(shù)據(jù)取得部88也可以稱為取得與車輛10行駛的路徑的狀況相關(guān)的各種信息的“路徑信息取得部”。
行駛數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部89存儲(chǔ)行駛數(shù)據(jù)取得部87所取得的行駛數(shù)據(jù)和行駛環(huán)境數(shù)據(jù)取得部88所取得的行駛環(huán)境數(shù)據(jù)。進(jìn)而,行駛數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部89存儲(chǔ)后述的學(xué)習(xí)坡度值。
在NVECU 74所進(jìn)行的信息處理中,存在針對(duì)駕駛員的路徑引導(dǎo)、PMECU 70為進(jìn)行“下坡控制”而使用的導(dǎo)航信息的生成以及提供等。路徑引導(dǎo)為如下的處理:NVECU 74使用用戶界面進(jìn)行從當(dāng)前地到由駕駛員等設(shè)定了的目的地的路徑探索并提示給駕駛員,取得當(dāng)前位置并將駕駛員引導(dǎo)至目的地。
(工作的概要)
接下來(lái),參照?qǐng)D2對(duì)本控制裝置的PMECU 70以及NVECU 74等所進(jìn)行的“下坡控制(輔助控制)”進(jìn)行說(shuō)明。
<下坡控制的概要>
圖2的橫軸與距離相應(yīng)地示出車輛10的行駛預(yù)定路徑的地點(diǎn)。在圖2所示的例子中,行駛預(yù)定路徑包括與路段#0~路段#5對(duì)應(yīng)的6個(gè)道路區(qū)間。相鄰的路段彼此的連接點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)。圖2的縱軸為車輛10的行駛預(yù)定路徑上的道路的海拔高度以及蓄電池64的SOC。
圖2所示的行駛預(yù)定路徑包括從海拔高度Hs的平坦道路朝海拔高度He(海拔高度Hs>海拔高度He)的平坦道路的連續(xù)下坡。下坡由與路段#2~路段#4對(duì)應(yīng)的3個(gè)區(qū)間構(gòu)成。
第1裝置為了抑制蓄電池64的劣化加劇,設(shè)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位于從剩余容量上限值SOCuplmt至剩余容量下限值SOClolmt為止的范圍(SOC管理寬度)的方式對(duì)剩余容量SOC進(jìn)行控制(管理)。
第1裝置在除下坡行駛時(shí)以及交通擁堵行駛時(shí)等以外的通常行駛時(shí),將目標(biāo)剩余容量SOCcntr設(shè)定為通常行駛時(shí)的目標(biāo)剩余容量(以下稱為“標(biāo)準(zhǔn)剩余容量”)“SOCcntr-n”。例如,剩余容量上限值SOCuplmt被設(shè)定為與充滿電的80%相當(dāng)?shù)闹?,剩余容量下限值SOClolmt被設(shè)定為與充滿電的40%相當(dāng)?shù)闹?,?biāo)準(zhǔn)剩余容量SOCcntr-n被設(shè)定為與充滿電的60%相當(dāng)?shù)闹怠?/p>
在通常行駛時(shí),PMECU 70對(duì)內(nèi)燃機(jī)20、第2發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 2以及第1發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 1進(jìn)行控制,以便滿足車輛10所要求的驅(qū)動(dòng)力以及/或者制動(dòng)力、并且使實(shí)際的SOC接近標(biāo)準(zhǔn)剩余容量SOCcntr-n。即,標(biāo)準(zhǔn)剩余容量SOCcntr-n為通常行駛時(shí)的“目標(biāo)剩余容量”。在圖2的例子中,地點(diǎn)D0處的蓄電池64的SOC被控制為標(biāo)準(zhǔn)剩余容量SOCcntr-n附近的值。
通常行駛中的車輛10在地點(diǎn)D1執(zhí)行“下坡探索”。關(guān)于下坡探索將在后面敘述。在本例中,假設(shè)與路段#2~路段#4對(duì)應(yīng)的3個(gè)區(qū)間相當(dāng)于執(zhí)行下坡控制的下坡區(qū)間(以下,有時(shí)稱為“對(duì)象下坡區(qū)間”)并以此繼續(xù)說(shuō)明。
NVECU 74每經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間(在本例中為VICS信息被更新的時(shí)間間隔即5分鐘)即進(jìn)行“下坡探索”。假設(shè)在進(jìn)行下坡探索的時(shí)刻車輛10到達(dá)地點(diǎn)D1。在該時(shí)刻,車輛10處于通常行駛中,不執(zhí)行下坡控制。此外,NVECU 74也可以車輛每行駛規(guī)定距離即執(zhí)行“下坡探索”。
NVECU 74在該“下坡探索”中,確定行駛預(yù)定路徑中的成為“下坡控制”的對(duì)象的“對(duì)象下坡區(qū)間”。具體地說(shuō),NVECU 74基于NVDB 86的信息,確定同與行駛預(yù)定路徑對(duì)應(yīng)的路段組中的單個(gè)或多個(gè)連續(xù)的路段(以下稱為“第1路段組”)、且滿足以下所有條件的第1路段組對(duì)應(yīng)的區(qū)間來(lái)作為“對(duì)象下坡區(qū)間”。但是,以下的條件不過(guò)為一例,并不限定于此。
(1)距車輛10的當(dāng)前位置的距離為一定距離(例如半徑10km)以內(nèi)。(2)與第1路段組的各路段對(duì)應(yīng)的道路區(qū)間都具有低于規(guī)定閾值坡度的下坡坡度。此外,在本例中,坡度規(guī)定為:當(dāng)沿順向在與路段對(duì)應(yīng)的道路區(qū)間行駛的情況下為下坡時(shí)取“負(fù)值”,為上坡時(shí)取“正值”。因而,當(dāng)車輛行進(jìn)方向的道路區(qū)間為下坡坡度大的陡坡時(shí),坡度為絕對(duì)值大的負(fù)值。(3)第1路段組的開始地點(diǎn)的海拔高度Hs比第1路段組的結(jié)束地點(diǎn)的海拔高度He高(Hs>He),且二者之差的絕對(duì)值(海拔高度差ΔHa=|Hs-He|)為規(guī)定海拔高度差(SOC_STL_H)以上。(4)與第1路段組對(duì)應(yīng)的道路區(qū)間的合計(jì)距離ΔDa為規(guī)定距離(SOC_STL_D)以上。
在圖2所示的例子中,由路段#2~路段#4構(gòu)成的第1路段組滿足上述(1)~(4)的條件,因此確定與路段#2~路段#4對(duì)應(yīng)的道路區(qū)間(即從地點(diǎn)D3到地點(diǎn)D6為止的區(qū)間)為對(duì)象下坡區(qū)間。NVECU 74存儲(chǔ)所確定的對(duì)象下坡區(qū)間的開始地點(diǎn)Dk(即地點(diǎn)D3的緯度/經(jīng)度)以及所確定的對(duì)象下坡區(qū)間的結(jié)束地點(diǎn)De(即地點(diǎn)D6的緯度/經(jīng)度)。
進(jìn)而,NVECU 74確定從“對(duì)象下坡區(qū)間”的開始地點(diǎn)(即地點(diǎn)D3)靠近前側(cè)規(guī)定的第1距離(剩余容量調(diào)整距離(HF_SOCC_DIST))的地點(diǎn)Ds,并將該地點(diǎn)的緯度/經(jīng)度作為“下坡控制的開始地點(diǎn)Ds”的緯度/經(jīng)度通知給PMECU 70。此外,NVECU 74可以將距地點(diǎn)Ds最近且比地點(diǎn)Ds更靠近車輛10的節(jié)點(diǎn)的地點(diǎn)重新確定為地點(diǎn)Ds。換言之,第1距離可以是存在一定程度的寬度的距離。有時(shí)將從下坡控制開始地點(diǎn)Ds到對(duì)象下坡區(qū)間的開始地點(diǎn)Dk(地點(diǎn)D3)為止的區(qū)間稱為“預(yù)使用區(qū)間”。此外,在圖2所示的例子中,剩余容量調(diào)整距離(HF_SOCC_DIST)同與路段#1對(duì)應(yīng)的區(qū)間的距離一致。另外,將預(yù)使用區(qū)間與對(duì)象下坡區(qū)間合并后的區(qū)間為執(zhí)行下坡控制的區(qū)間,因此也稱為“控制對(duì)象區(qū)間或者下坡控制區(qū)間”。
進(jìn)而,NVECU 74在下坡控制開始地點(diǎn)Ds、對(duì)象下坡區(qū)間的開始地點(diǎn)Dk(即地點(diǎn)D3)以及下坡控制結(jié)束地點(diǎn)De(對(duì)象下坡區(qū)間的結(jié)束地點(diǎn)De、地點(diǎn)D6)被更新時(shí),將這些地點(diǎn)向PMECU 70發(fā)送。
PMECU 70(以及蓄電池ECU 71)從NVECU 74隨時(shí)取得車輛10的當(dāng)前地(當(dāng)前位置),如果當(dāng)前地與下坡控制開始地點(diǎn)Ds一致(即車輛10到達(dá)圖2的地點(diǎn)D2),則執(zhí)行作為下坡控制的一部分的目標(biāo)剩余容量降低控制。更具體地說(shuō),若當(dāng)前地與下坡控制開始地點(diǎn)Ds一致,則PMECU 70(以及蓄電池ECU 71)將目標(biāo)剩余容量SOCcntr從標(biāo)準(zhǔn)剩余容量SOCcntr-n變更為下坡控制時(shí)的目標(biāo)剩余容量(為了方便,也稱為“低剩余容量”或者“第1剩余容量”)SOCcntr-d。目標(biāo)剩余容量SOCcntr的推移由圖2中的點(diǎn)劃線示出。下坡控制時(shí)的目標(biāo)剩余容量SOCcntr-d為比通常時(shí)的目標(biāo)剩余容量SOCcntr-n(充滿電時(shí)的60%)小的值,例如被設(shè)定為充滿電時(shí)的50%。
另外,混合動(dòng)力車輛10以混合動(dòng)力行駛模式(HV模式)行駛?;旌蟿?dòng)力行駛模式例如為在日本特開2013-154718號(hào)公報(bào)以及日本特開2013-154715號(hào)公報(bào)等中記載了的公知的模式。
簡(jiǎn)單敘述,混合動(dòng)力行駛模式是在使車輛10行駛時(shí)除了第2發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 2之外還允許使用內(nèi)燃機(jī)20的行駛模式。具體地說(shuō),混合動(dòng)力行駛模式是如下的模式:驅(qū)動(dòng)第2發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 2、并且使內(nèi)燃機(jī)20在其運(yùn)轉(zhuǎn)效率最大的動(dòng)作點(diǎn)運(yùn)轉(zhuǎn),通過(guò)這兩方的輸出滿足車輛10所要求的要求扭矩(要求驅(qū)動(dòng)力,即用戶要求的用戶要求扭矩)而使車輛10行駛。
在該行駛模式中,當(dāng)對(duì)內(nèi)燃機(jī)20要求的輸出低于閾值時(shí)(即未能使內(nèi)燃機(jī)20在最佳動(dòng)作點(diǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下),停止內(nèi)燃機(jī)20的運(yùn)轉(zhuǎn)。另一方面,當(dāng)對(duì)內(nèi)燃機(jī)20要求的輸出為閾值以上時(shí),使內(nèi)燃機(jī)20在最佳動(dòng)作點(diǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)以便滿足該要求輸出,結(jié)果,利用第2發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 2彌補(bǔ)相對(duì)于要求扭矩不足的扭矩(驅(qū)動(dòng)力),同時(shí)借助內(nèi)燃機(jī)20的輸出對(duì)蓄電池64充電。進(jìn)而,剩余容量SOC相對(duì)于目標(biāo)剩余容量SOCcntr越小,則相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)20的“為了對(duì)蓄電池64充電而要求的輸出”越大。因此,如果剩余容量SOC變小,則內(nèi)燃機(jī)20容易運(yùn)轉(zhuǎn)。
此外,如果剩余容量SOC變?yōu)槭S嗳萘肯孪拗礢OClolmt以下,則內(nèi)燃機(jī)20即便處于無(wú)法在最佳動(dòng)作點(diǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀況也被強(qiáng)制運(yùn)轉(zhuǎn),通過(guò)借助內(nèi)燃機(jī)20的輸出而第2發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 2以及第1發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 1所產(chǎn)生的電力對(duì)蓄電池64充電。即,進(jìn)行強(qiáng)制充電。
在預(yù)使用區(qū)間中,PMECU 70使第2發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 2運(yùn)轉(zhuǎn),以使得剩余容量SOC接近目標(biāo)剩余容量SOCcntr-d,因消耗電力而剩余容量SOC降低(參照?qǐng)D2的實(shí)線S1)。
在圖2所示的例子中,在車輛10在預(yù)使用區(qū)間行駛而到達(dá)對(duì)象下坡區(qū)間的開始地點(diǎn)D3之前,剩余容量SOC降低至第1剩余容量SOCcntr-d。換句話說(shuō),上述的剩余容量調(diào)整距離HF_SOCC_DIST被設(shè)定為足以通過(guò)使第2發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 2工作而消耗蓄積于蓄電池64的電力從而使蓄電池64的SOC從標(biāo)準(zhǔn)剩余容量SOCcntr-n接近下坡控制時(shí)的第1剩余容量SOCcntr-d的距離。剩余容量調(diào)整距離HF_SOCC_DIST例如被設(shè)定為5km左右,但也可以根據(jù)車輛10的行駛路徑、行駛條件而設(shè)定為比5km短或比5km長(zhǎng)。
若車輛10開始在對(duì)象下坡區(qū)間的行駛,則將頻繁地進(jìn)行使用第1發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 1以及第2發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 2的再生制動(dòng)。結(jié)果,通過(guò)再生制動(dòng)而產(chǎn)生的電力(再生能量)被向蓄電池64供給,因此剩余容量SOC逐漸上升。換言之,NVECU 74將再生能量高于為了進(jìn)行行駛而使用的能量、結(jié)果致使剩余容量SOC上升的下坡確定為對(duì)象下坡區(qū)間。
若車輛10的當(dāng)前地與下坡控制結(jié)束地點(diǎn)De一致(即車輛10到達(dá)圖2的地點(diǎn)D6),則PMECU 70(以及蓄電池ECU 71)結(jié)束下坡控制(在本例中為目標(biāo)剩余容量降低控制)。更具體地?cái)⑹?,PMECU 70(以及蓄電池ECU 71)將目標(biāo)剩余容量SOCcntr從第1剩余容量SOCcntr-d變更為(返回至)標(biāo)準(zhǔn)剩余容量SOCcntr-n。隨后,車輛10在平坦路(與路段#5對(duì)應(yīng)的區(qū)間)行駛。因而,剩余容量SOC逐漸接近通常時(shí)的目標(biāo)剩余容量SOCcntr-n。此外,也可以形成為:NVECU 74對(duì)PMECU 70通知車輛的當(dāng)前地已到達(dá)“地點(diǎn)Ds、Dk以及De”這一情況,PMECU 70根據(jù)該通知而進(jìn)行下坡控制的開始以及結(jié)束。
另外,對(duì)盡管實(shí)際上在行駛預(yù)定路徑中存在對(duì)象下坡區(qū)間,但卻因地圖信息中所含的坡度(或者基于地圖信息中所含的海拔高度計(jì)算出的坡度)與實(shí)際的坡度不同而由NVECU 74(或者PMECU 70)誤判定為不存在對(duì)象下坡區(qū)間的情況進(jìn)行說(shuō)明。在這種情況下,實(shí)際的剩余容量SOC如圖2中雙點(diǎn)劃線S2所示那樣變化,剩余容量SOC在下坡的行駛中達(dá)到剩余容量上限值SOCuplmt。因此,PMECU 70中止通過(guò)再生制動(dòng)產(chǎn)生的電力(再生能量)朝蓄電池64的供給,以免剩余容量SOC超出剩余容量上限值SOCuplmt。因而,在這種情況下,未被回收至蓄電池64的再生能量被轉(zhuǎn)換為熱能等而被消耗。
與此相對(duì),對(duì)盡管實(shí)際上在行駛預(yù)定路徑中不存在對(duì)象下坡區(qū)間,但卻因地圖信息中所含的坡度(或者基于地圖信息中所含的海拔高度計(jì)算出的坡度)與實(shí)際的坡度不同而由NVECU 74(或者PMECU 70)誤判定為存在對(duì)象下坡區(qū)間的情況進(jìn)行說(shuō)明。在這種情況下,實(shí)際的剩余容量SOC直至圖2的地點(diǎn)D3為止都如實(shí)線S1所示地變化,在地點(diǎn)D3以后例如如虛線S3所示地變化。然后,在圖2中,在地點(diǎn)D5與地點(diǎn)D6之間SOC達(dá)到SOC下限值SOClolmt,PMECU 70使內(nèi)燃機(jī)20運(yùn)轉(zhuǎn)而進(jìn)行蓄電池64的強(qiáng)制充電,以免SOC低于SOC下限值SOClolmt。由此,車輛10的燃料利用率惡化。
像這樣無(wú)法高精度地探索對(duì)象下坡區(qū)間的原因之一在于:存儲(chǔ)于NVDB 86的地圖信息中所含的坡度信息(坡度本身、或者為了求出坡度而需要的海拔高度等的數(shù)據(jù))是基于地勢(shì)數(shù)據(jù)制作的。例如,當(dāng)?shù)缆穮^(qū)間處于隧道內(nèi)的情況下,盡管該道路區(qū)間是平坦的,但地勢(shì)數(shù)據(jù)卻是基于隧道所被設(shè)置的山的各地點(diǎn)的海拔高度制成的,因此有時(shí)會(huì)表示存在坡度。
第1裝置通過(guò)以下方式解決由于上述原因而無(wú)法高精度地探索對(duì)象下坡區(qū)間的問題。即,第1裝置當(dāng)車輛10在某個(gè)道路區(qū)間(與路段相當(dāng)?shù)膮^(qū)間)行駛時(shí),使用車輛10所具備的傳感器計(jì)算該道路區(qū)間的平均坡度,并在完全通過(guò)該道路區(qū)間的時(shí)刻基于“計(jì)算出的平均坡度數(shù)據(jù)”來(lái)更新/學(xué)習(xí)(存儲(chǔ))該道路區(qū)間的坡度(學(xué)習(xí)坡度值)。同時(shí),第1裝置根據(jù)所學(xué)習(xí)到的學(xué)習(xí)坡度值和與該學(xué)習(xí)坡度值對(duì)應(yīng)的道路區(qū)間的距離來(lái)計(jì)算該道路區(qū)間的起點(diǎn)與終點(diǎn)之間的海拔高度差并進(jìn)行學(xué)習(xí)(存儲(chǔ))。上述所學(xué)習(xí)到的值被統(tǒng)稱為實(shí)際坡度信息。然后,第1裝置在進(jìn)行對(duì)象下坡區(qū)間的探索的情況下,對(duì)于得到了其實(shí)際坡度信息的道路區(qū)間使用其實(shí)際坡度信息,對(duì)于未得到實(shí)際坡度信息的道路區(qū)間使用在存儲(chǔ)于NVDB 86的地圖信息中所含的坡度信息(即已計(jì)測(cè)坡度信息)。由此,使用基于更接近實(shí)際情況的坡度的信息(坡度值以及海拔高度等)進(jìn)行對(duì)象下坡區(qū)間的探索的可能性變高,因此能夠避免上述的誤識(shí)別的可能性變高。因而,在更為適當(dāng)?shù)臓顩r下進(jìn)行下坡控制的可能性變高,因此可進(jìn)一步提高車輛的燃料利用性能的可能性增大。
(實(shí)際的工作)
接下來(lái),對(duì)第1裝置的實(shí)際的工作進(jìn)行說(shuō)明。
<輔助計(jì)劃的決定>
NVECU 74(實(shí)際為其CPU)每經(jīng)過(guò)一定時(shí)間(例如VICS信息被更新的間隔即5分鐘)便執(zhí)行圖3中由流程圖示出的輔助計(jì)劃決定程序。因而,NVECU 74在規(guī)定的時(shí)刻從步驟300起開始進(jìn)行處理并前進(jìn)至步驟305,取得車輛10的當(dāng)前的位置(當(dāng)前地)、目的地以及最新的道路信息等,并基于這些數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)于NVDB 86的地圖信息決定車輛10的行駛預(yù)定路徑。
接著,NVECU 74前進(jìn)至步驟310,判定是否需要進(jìn)行在先讀取信息更新。需要進(jìn)行在先讀取信息更新的情況例如是當(dāng)車輛10的目的地通過(guò)駕駛員的操作而被設(shè)定或者被變更時(shí),車輛10的行駛路徑被變更時(shí)(車輛10從已設(shè)定的行駛路徑脫離時(shí))以及存在VICS等的交通信息的更新時(shí)等。
當(dāng)基于上述的原因判定為需要進(jìn)行在先讀取信息的更新的情況下,NVECU 74在步驟310中判定為“是”并前進(jìn)至步驟315,取得與構(gòu)成行駛預(yù)定路徑的道路區(qū)間、且存在于距車輛10的當(dāng)前位置為10km左右的范圍內(nèi)的道路區(qū)間相關(guān)的信息。在所取得的與行駛預(yù)定路徑相關(guān)的信息中包含行駛預(yù)定路徑上的各道路區(qū)間(路段)的已計(jì)測(cè)坡度信息(即與NVDB 86中存儲(chǔ)的地圖信息所含的坡度相關(guān)的信息,包括坡度值(導(dǎo)航地圖坡度值))。此時(shí),NVECU 74提取出已取得了已計(jì)測(cè)坡度信息的“構(gòu)成行駛預(yù)定路徑的道路區(qū)間”的總數(shù)NL。
接下來(lái),NVECU 74前進(jìn)至步驟320,將道路區(qū)間數(shù)計(jì)數(shù)器i的值設(shè)為“1”。同時(shí),NVECU 74對(duì)于構(gòu)成行駛預(yù)定路徑的道路區(qū)間,將車輛10的當(dāng)前地所屬的道路區(qū)間規(guī)定為第1個(gè)道路區(qū)間,將下一個(gè)道路區(qū)間規(guī)定為第2個(gè)道路區(qū)間,將再下一個(gè)道路區(qū)間規(guī)定為第3個(gè)道路區(qū)間……,以此類推,對(duì)道路區(qū)間標(biāo)注為了方便的順序。
接著,NVECU 74前進(jìn)至步驟325執(zhí)行圖4所示的“坡度值讀取程序(坡度信息讀取程序)”。因而,NVECU 74從圖4的步驟400起開始進(jìn)行處理并前進(jìn)至步驟410,對(duì)于第i個(gè)道路區(qū)間(在該情況下,i的值為“1”),判定在行駛數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部89是否存儲(chǔ)有車輛10過(guò)去在該道路區(qū)間行駛時(shí)已取得的實(shí)際坡度信息(包括“學(xué)習(xí)坡度值”)。換言之,NVECU 74對(duì)于第i個(gè)道路區(qū)間判定是否學(xué)習(xí)過(guò)實(shí)際坡度信息。此外,包括學(xué)習(xí)坡度值在內(nèi)的實(shí)際坡度信息的計(jì)算/學(xué)習(xí)方法將在后文中敘述。
當(dāng)在行駛數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部89存儲(chǔ)有第i個(gè)道路區(qū)間的“實(shí)際坡度信息”的情況下,NVECU 74在步驟410中判定為“是”并前進(jìn)至步驟420,取得第i個(gè)道路區(qū)間的“實(shí)際坡度信息”,并將該信息作為第i個(gè)道路區(qū)間的坡度信息存儲(chǔ)于RAM。另一方面,當(dāng)在行駛數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部89中未存儲(chǔ)有第i個(gè)道路區(qū)間的“實(shí)際坡度信息”的情況下,NVECU 74在步驟410中判定為“否”并前進(jìn)至步驟440,取得第i個(gè)道路區(qū)間的“存儲(chǔ)于NVDB 86的已計(jì)測(cè)坡度信息”,并將該信息作為第i個(gè)道路區(qū)間的坡度信息存儲(chǔ)于RAM。接著,NVECU 74前進(jìn)至步驟430,判定道路區(qū)間i的值是否已變?yōu)榈缆穮^(qū)間總數(shù)NL以上(即,對(duì)于在先讀取范圍內(nèi)的道路區(qū)間的坡度信息的取得是否已結(jié)束)。
在當(dāng)前時(shí)刻,i的值為“1”,未達(dá)到道路區(qū)間總數(shù)NL。即,針對(duì)所有在步驟315中已取得的道路區(qū)間的坡度信息的取得尚未結(jié)束。因此,NVECU 74在步驟430中判定為“否”并前進(jìn)至步驟450,使道路區(qū)間數(shù)計(jì)數(shù)器i的值增加“1”,并返回至步驟410。
NVECU 74反復(fù)進(jìn)行這樣的處理,作為第i個(gè)道路區(qū)間的坡度信息,讀取“含有學(xué)習(xí)坡度值的實(shí)際坡度信息”以及“含有導(dǎo)航地圖坡度值的已計(jì)測(cè)坡度信息”中的任一個(gè)。然后,若i的值與道路區(qū)間總數(shù)NL一致(即,針對(duì)所有在步驟315中已取得的道路區(qū)間的坡度信息的取得結(jié)束),則NVECU 74在步驟430中判定為“是”并經(jīng)由步驟495前進(jìn)至圖3的步驟330。
NVECU 74在步驟330中從“在步驟315中取得了信息的構(gòu)成行駛預(yù)定路徑的路段組(道路區(qū)間組)”之中探索滿足上述的條件(1)~(4)的第1路段組,如果存在這樣的第1路段組則確定該第1路段組。即,NVECU 74確定對(duì)象下坡區(qū)間。更具體地?cái)⑹?,NVECU 74在存在對(duì)象下坡區(qū)間的情況下,決定對(duì)象下坡區(qū)間的開始地點(diǎn)Dk與結(jié)束地點(diǎn)De。
接下來(lái),NVECU 74前進(jìn)至步驟335,判定在行駛預(yù)定路徑中是否含有對(duì)象下坡區(qū)間。如果在行駛預(yù)定路徑中不含有對(duì)象下坡區(qū)間,則NVECU 74在步驟335中判定為“否”,直接前進(jìn)至步驟395并暫時(shí)結(jié)束本程序。因而,在該情況下,不執(zhí)行下坡控制。
與此相對(duì),如果在行駛預(yù)定路徑中含有對(duì)象下坡區(qū)間,則NVECU 74在步驟335中判定為“是”并前進(jìn)至步驟340,確定對(duì)象控制區(qū)間(應(yīng)該進(jìn)行下坡控制的區(qū)間)。更具體地?cái)⑹?,NVECU 74將位于從對(duì)象下坡區(qū)間的開始地點(diǎn)Dk靠近前側(cè)第1距離(剩余容量調(diào)整距離(HF_SOCC_DIST))的位置的地點(diǎn)確定為下坡控制開始地點(diǎn)Ds。此外,對(duì)象控制區(qū)間的結(jié)束地點(diǎn)為對(duì)象下坡區(qū)間的結(jié)束地點(diǎn)De。
接下來(lái),NVECU 74前進(jìn)至步驟345,將地點(diǎn)Ds、Dk以及De存儲(chǔ)于自身的RAM并向PMECU 70發(fā)送。隨后,NVECU 74前進(jìn)至步驟395,暫時(shí)結(jié)束本程序。若從NVECU 74對(duì)PMECU 70發(fā)送地點(diǎn)Ds、Dk以及De的信息,則將PMECU 70這些信息存儲(chǔ)于PMECU 70的RAM。
這樣,如果在步驟345中朝PMECU 70發(fā)送控制對(duì)象區(qū)間的地點(diǎn)Ds、Dk以及De,則NVECU 74前進(jìn)至步驟395而暫時(shí)結(jié)束輔助計(jì)劃決定程序。此外,NVECU 74在步驟310中當(dāng)不需要進(jìn)行在先讀取信息的更新的情況下判定為“否”并直接前進(jìn)至步驟395,暫時(shí)結(jié)束本程序。
<下坡控制>
PMECU 70(實(shí)際為其CPU)為了執(zhí)行下坡控制,每經(jīng)過(guò)規(guī)定的時(shí)間便執(zhí)行圖5中流程圖所表示的“下坡控制程序”。因而,若成為適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻,則PMECU 70從圖5的步驟500起開始進(jìn)行處理并前進(jìn)至步驟505,判定在PMECU 70的RAM內(nèi)是否收納有下坡控制區(qū)間的開始地點(diǎn)Ds以及結(jié)束地點(diǎn)De中的至少一方。
如果開始地點(diǎn)Ds以及結(jié)束地點(diǎn)De中的至少一方被設(shè)定,則PMECU 70在步驟505中判定為“是”并前進(jìn)至步驟510,通過(guò)通信從NVECU 74接收由GPS接收裝置(行駛數(shù)據(jù)取得部87)取得的當(dāng)前位置Dn。接著PMECU 70前進(jìn)至步驟515,判定當(dāng)前位置Dn與開始地點(diǎn)Ds是否一致。
如果當(dāng)前位置Dn與開始地點(diǎn)Ds一致(實(shí)際為±數(shù)10m),則PMECU 70在步驟515中判定為“是”并前進(jìn)至步驟520,開始下坡控制。此時(shí),PMECU 70將目標(biāo)剩余容量SOCcntr變更為比標(biāo)準(zhǔn)剩余容量SOCcntr-n小的第1剩余容量SOCcntr-d。進(jìn)而,PMECU 70從RAM中刪除開始地點(diǎn)Ds的數(shù)據(jù)。接著,PMECU 70前進(jìn)至步驟595,暫時(shí)結(jié)束本程序。
另一方面,如果當(dāng)前位置Dn與開始地點(diǎn)Ds不一致(包括開始地點(diǎn)Ds被刪除的情況),則PMECU 70在步驟515中判定為“否”并前進(jìn)至步驟525,判定當(dāng)前位置Dn與結(jié)束地點(diǎn)De是否一致。
如果當(dāng)前位置Dn與結(jié)束地點(diǎn)De不一致,則PMECU 70在步驟525中判定為“否”并直接前進(jìn)至步驟595,暫時(shí)結(jié)束本程序。與此相對(duì),如果當(dāng)前位置Dn與結(jié)束地點(diǎn)De一致,則PMECU 70在步驟525中判定為“是”并前進(jìn)至步驟530,結(jié)束下坡控制。即,PMECU 70將目標(biāo)剩余容量SOCcntr變更為標(biāo)準(zhǔn)剩余容量SOCcntr-n。進(jìn)而,PMECU 70從RAM中刪除結(jié)束地點(diǎn)De(以及對(duì)象下坡區(qū)間的開始地點(diǎn)Dk)的數(shù)據(jù)。接著,PMECU 70直接前進(jìn)至步驟595,暫時(shí)結(jié)束本程序。
此外,如果開始地點(diǎn)Ds以及結(jié)束地點(diǎn)De的任一個(gè)均未被設(shè)定,則PMECU 70在步驟505中判定為“否”并直接前進(jìn)至步驟595,暫時(shí)結(jié)束本程序。
<車輛行駛控制>
PMECU 70(實(shí)際為其CPU)每經(jīng)過(guò)足夠短的一定時(shí)間(例如8ms)即執(zhí)行圖6中流程圖所示的車輛行駛控制程序。因而,PMECU 70在規(guī)定的時(shí)刻從步驟600起開始進(jìn)行處理并前進(jìn)至步驟605,基于加速器操作量AP以及車速SPD取得用戶要求扭矩Tu,并且通過(guò)對(duì)用戶要求扭矩Tu乘以車速SPD而取得車輛要求輸出Pv*(用戶要求輸出Pu*)。
接下來(lái),PMECU 70前進(jìn)至步驟610,判定是否正進(jìn)行下坡控制。當(dāng)正通過(guò)圖5所示的下坡控制程序進(jìn)行下坡控制時(shí),PMECU 70在步驟610中判定為“是”并前進(jìn)至步驟615,將圖7的(A)所示的檢查表MapPb*(SOC-SOCcntr-d)設(shè)定為用于決定后述的蓄電池充電要求輸出Pb*的檢查表。
接著,PMECU 70前進(jìn)至步驟620,基于剩余容量SOC、第1剩余容量SOCcntr-d、在步驟615中設(shè)定了的檢查表MapPb*(SOC-SOCcntr-d),決定蓄電池充電要求輸出Pb*。
根據(jù)該表格,在當(dāng)前時(shí)刻的剩余容量SOC與目標(biāo)剩余容量(第1剩余容量)SOCcntr-d之差(=SOC-SOCcntr-d)為正值時(shí)(即SOC>SOCcntr-d的情況下),決定為充電要求輸出Pb*為負(fù)值,且差(=SOC-SOCcntr-d)的絕對(duì)值越大則充電要求輸出Pb*的絕對(duì)值越大。另一方面,當(dāng)差(=SOC-SOCcntr-d)為負(fù)值時(shí)(即SOC<SOCcntr-d的情況下),決定為充電要求輸出Pb*為正值,且差(=SOC-SOCcntr-d)的絕對(duì)值越大則充電要求輸出Pb*的絕對(duì)值越大。
與此相對(duì),當(dāng)并非正進(jìn)行下坡控制時(shí),PMECU 70在步驟610中判定為“否”并前進(jìn)至步驟660,將圖7的(B)所示的檢查表MapPb*(SOC-SOCcntr-n)設(shè)定為用于決定蓄電池充電要求輸出Pb*的檢查表。該表格除了橫軸與圖7的(A)的橫軸不同這點(diǎn)之外均與圖7的(A)相同。隨后,PMECU 70前進(jìn)至步驟620,基于剩余容量SOC、標(biāo)準(zhǔn)剩余容量SOCcntr-n、在步驟660中設(shè)定了的檢查表MapPb*(SOC-SOCcntr-n)決定蓄電池充電要求輸出Pb*。
另外,在實(shí)際的剩余容量SOC比目標(biāo)剩余容量SOCcntr大的情況下,蓄電池充電要求輸出Pb*呈負(fù)值。另一方面,標(biāo)準(zhǔn)剩余容量SOCcntr-n為比第1剩余容量SOCcntr-d大的值。由此,當(dāng)剩余容量SOC為規(guī)定(任意)的值時(shí),蓄電池充電要求輸出Pb*減小的情況是目標(biāo)剩余容量SOCcntr被設(shè)定為第1剩余容量SOCcntr-d的情況。換句話說(shuō),當(dāng)正進(jìn)行下坡控制時(shí),與并非正進(jìn)行下坡控制時(shí)相比,充電要求輸出Pb*小。結(jié)果,當(dāng)正進(jìn)行下坡控制時(shí),內(nèi)燃機(jī)20成為更不易被運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。換言之,當(dāng)并非正進(jìn)行下坡控制時(shí),與進(jìn)行下坡控制時(shí)相比,內(nèi)燃機(jī)20更易被運(yùn)轉(zhuǎn)。
接下來(lái),PMECU 70前進(jìn)至步驟625,判定剩余容量SOC是否比剩余容量下限值SOClolmt大。當(dāng)剩余容量SOC比剩余容量下限值SOClolmt大的情況下,PMECU 70在步驟625中判定為“是”,直接前進(jìn)至步驟635。與此相對(duì),當(dāng)剩余容量SOC為剩余容量下限值SOClolmt以下的情況下,PMECU 70在步驟625中判定為“否”并前進(jìn)至步驟630,對(duì)充電要求輸出Pb*設(shè)定非常大的值(比后述的內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)閾值Peth大的值),隨后,前進(jìn)至步驟635。
PMECU 70在步驟635中,計(jì)算車輛要求輸出Pv*、充電要求輸出Pb*以及損失(一定值)Ploss之和來(lái)作為內(nèi)燃機(jī)要求輸出Pe*。
接下來(lái),PMECU 70前進(jìn)至步驟640,判定內(nèi)燃機(jī)要求輸出Pe*是否比內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)閾值Peth大。內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)閾值Peth被設(shè)定為能夠使內(nèi)燃機(jī)20以比規(guī)定的運(yùn)轉(zhuǎn)效率高的運(yùn)轉(zhuǎn)效率運(yùn)轉(zhuǎn)的值。
當(dāng)內(nèi)燃機(jī)要求輸出Pe*比內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)閾值Peth大的情況下,PMECU 70在步驟640中判定為“是”并前進(jìn)至步驟645,判定是否處于內(nèi)燃機(jī)停止中(內(nèi)燃機(jī)20的運(yùn)轉(zhuǎn)停止中)。如果處于內(nèi)燃機(jī)停止中,則PMECU 70前進(jìn)至步驟650并使內(nèi)燃機(jī)20起動(dòng),再前進(jìn)至步驟655。與此相對(duì),如果并非處于燃機(jī)停止中,則PMECU 70從步驟645直接前進(jìn)至步驟655。然后,PMECU 70在步驟655中,按照公知的方法控制內(nèi)燃機(jī)20以及第2發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 2(實(shí)際上還有第1發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 1),使用來(lái)自內(nèi)燃機(jī)20以及第2發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 2雙方的輸出使車輛10行駛。即,車輛10進(jìn)行混合動(dòng)力行駛。
另一方面,當(dāng)內(nèi)燃機(jī)要求輸出Pe*為內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)閾值Peth以下的情況下,PMECU 70在步驟640中判定為“否”并前進(jìn)至步驟665,判定是否處于內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中(內(nèi)燃機(jī)20處于運(yùn)轉(zhuǎn)中)。如果處于內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中,則PMECU 70前進(jìn)至步驟670并停止內(nèi)燃機(jī)20的運(yùn)轉(zhuǎn),再前進(jìn)至步驟675。與此相對(duì),如果并非處于內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中,則PMECU 70從步驟665直接前進(jìn)至步驟675。然后,PMECU 70在步驟675中,按照公知的方法控制第2發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 2,僅使用第2發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 2的輸出使車輛10行駛。即,車輛10進(jìn)行電動(dòng)機(jī)行駛(電動(dòng)行駛)。
此外,上述驅(qū)動(dòng)力控制是公知的,例如,在日本特開2009-126450號(hào)公報(bào)(美國(guó)公開專利編號(hào)US2010/0241297)、日本特開平9-308012號(hào)公報(bào)(美國(guó)申請(qǐng)日1997年3月10日的美國(guó)專利第6,131,680號(hào))、日本特開2013-154720號(hào)公報(bào)、日本特開2013-154718號(hào)公報(bào)以及日本特開2013-154715號(hào)公報(bào)等中均有詳細(xì)記載。
<再生制動(dòng)控制>
進(jìn)而,PMECU 70通過(guò)執(zhí)行未圖示的程序,在加速器(加速踏板)操作量AP為“0”時(shí),基于制動(dòng)踏板的操作量BP決定對(duì)車輛10要求的要求制動(dòng)力。然后,PMECU 70將該要求制動(dòng)力分配為要求再生制動(dòng)力與要求摩擦制動(dòng)力,以通過(guò)再生制動(dòng)產(chǎn)生要求再生制動(dòng)力的方式對(duì)第2發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG 2進(jìn)行控制,并且以利用未圖示的摩擦制動(dòng)裝置產(chǎn)生要求摩擦制動(dòng)力的方式對(duì)未圖示的液壓制動(dòng)致動(dòng)器進(jìn)行控制。此外,PMECU 70在剩余容量SOC不超出剩余容量上限值SOCuplmt的范圍內(nèi),以盡量增大要求再生制動(dòng)力的方式?jīng)Q定要求再生制動(dòng)力。
<坡度值學(xué)習(xí)>
NVECU 74(實(shí)際為其CPU)每經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間即執(zhí)行圖8中流程圖所示的坡度值學(xué)習(xí)程序(實(shí)際坡度信息取得/學(xué)習(xí)程序)。因而,NVECU 74在規(guī)定的時(shí)刻從步驟800起開始進(jìn)行處理并前進(jìn)至步驟810,判定是否已從任意的道路區(qū)間j(與路段j對(duì)應(yīng)的道路區(qū)間)的一方的端點(diǎn)(與一方的節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的地點(diǎn))行駛至另一方的端點(diǎn)(與另一方的節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的地點(diǎn))。
當(dāng)步驟810中的判定結(jié)果為“否”的情況下,NVECU 74前進(jìn)至步驟820,對(duì)短區(qū)間海拔高度差ΔHight、海拔高度差累計(jì)值ΣΔHight、短區(qū)間行駛距離ΔL以及行駛距離累計(jì)值ΣΔL進(jìn)行更新。這些值的具體的更新方法將在后文中敘述。隨后,NVECU 74直接前進(jìn)至步驟895并暫時(shí)結(jié)束本程序。
當(dāng)步驟810中的判定結(jié)果為“是”的情況下,NVECU 74前進(jìn)至步驟825,計(jì)算已通過(guò)的道路區(qū)間j的平均坡度S_ave。該計(jì)算方法也將在后文中敘述。接下來(lái),NVECU 74前進(jìn)至步驟830,判定車輛10在道路區(qū)間j中是沿順向行駛的還是沿反方向行駛的。
如果車輛10在道路區(qū)間j中是沿順向行駛的,則NVECU 74前進(jìn)至步驟840,作為道路區(qū)間j的暫定坡度值而存儲(chǔ)平均坡度S_ave。與此相對(duì),如果車輛10在道路區(qū)間j中是沿反方向行駛的,則NVECU 74前進(jìn)至步驟850,作為道路區(qū)間j的暫定坡度值而存儲(chǔ)使平均坡度S_ave的符號(hào)反轉(zhuǎn)后的值(即,-平均坡度S_ave)。
隨后,NVECU 74前進(jìn)至步驟860,按照后述的(6)式,對(duì)道路區(qū)間j的學(xué)習(xí)坡度值進(jìn)行更新,并與道路區(qū)間j建立關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)(存放)于行駛數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部89。即,對(duì)道路區(qū)間j的坡度值進(jìn)行學(xué)習(xí)。進(jìn)而,NVECU 74對(duì)該更新后的學(xué)習(xí)坡度值乘以道路區(qū)間j的距離來(lái)計(jì)算學(xué)習(xí)海拔高度差,該學(xué)習(xí)海拔高度差也與道路區(qū)間j建立關(guān)聯(lián)地被存儲(chǔ)(存放)于行駛數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部89。即,NVECU 74在步驟860中對(duì)實(shí)際坡度信息進(jìn)行學(xué)習(xí)。接著,NVECU 74前進(jìn)至步驟870,將各值(ΔHight、ΣΔHight、ΔL、ΣΔL以及S_ave等)清零,并前進(jìn)至步驟895而暫時(shí)結(jié)束本程序。
<平均坡度S_ave的計(jì)算以及學(xué)習(xí)坡度值的更新>
接下來(lái),對(duì)于NVECU 74所進(jìn)行的平均坡度S_ave的計(jì)算以及學(xué)習(xí)坡度值的更新(即坡度值的學(xué)習(xí))進(jìn)行說(shuō)明。
1.平均坡度S_ave的計(jì)算
NVECU 74首先根據(jù)車輛10行駛時(shí)所受到的阻力加速度G_r(m/s2)以及道路載荷加速度G_road(m/s2)來(lái)運(yùn)算坡度加速度(以下也稱為“坡度阻力”)G_slope。
NVECU 74在道路區(qū)間內(nèi)每過(guò)比較短的規(guī)定時(shí)間或者規(guī)定距離(即每行駛過(guò)短區(qū)間)即運(yùn)算坡度阻力G_slope。即,NVECU 74當(dāng)車輛10正在道路區(qū)間內(nèi)行駛時(shí)計(jì)算出多個(gè)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)為根據(jù)車輛10的驅(qū)動(dòng)力Fx與重量M運(yùn)算出的“推定加速度”(G_fx=Fx/M)。G_vx(m/s2)為根據(jù)車速的微分值dVx/dt運(yùn)算出的“實(shí)際加速度”(G_vx=dVx/dt)。G_air(m/s2)為根據(jù)車速的平方運(yùn)算出的“空氣阻力加速度”(G_air=K/Vx2(K為常量))。
另一方面,取決于路面的阻力加速度G_r如下式(2)所示,能夠表示為坡度阻力G_slope與取決于道路載荷(行駛阻力)的道路載荷加速度G_road之和。
G_r=G_slope+G_road (2)
道路載荷是指在從驅(qū)動(dòng)源到路面為止的期間產(chǎn)生的阻力,包括在驅(qū)動(dòng)輪54與路面之間產(chǎn)生的路面阻力以及在傳遞由驅(qū)動(dòng)源產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中產(chǎn)生的阻力等。
因此,坡度阻力G_slope可以根據(jù)(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)
驅(qū)動(dòng)力Fx例如基于由發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)量傳感器99中所含的內(nèi)燃機(jī)20的旋轉(zhuǎn)速度傳感器檢測(cè)到的當(dāng)前的內(nèi)燃機(jī)旋轉(zhuǎn)速度NE以及由未圖示的變速桿位置傳感器檢測(cè)到的當(dāng)前的變速器的變速檔的狀態(tài)等計(jì)算。此外,驅(qū)動(dòng)力Fx也可以基于由加速器操作量傳感器82檢測(cè)出的當(dāng)前的加速器開度計(jì)算。進(jìn)而,驅(qū)動(dòng)力Fx也可以使用另行計(jì)算的驅(qū)動(dòng)扭矩、再生制動(dòng)扭矩以及液壓制動(dòng)扭矩等的值計(jì)算。
車速Vx由車速傳感器84取得。車重M、常量、道路載荷加速度G_road被預(yù)先設(shè)定,并記錄于NVECU 74的ROM。NVECU 74能夠通過(guò)將這些值帶入(3)式來(lái)計(jì)算坡度阻力G_slope。
NVECU 74根據(jù)所計(jì)算出的坡度阻力G_slope計(jì)算下式(4)所示的短區(qū)間海拔高度差ΔHight。
ΔHight=(G_slope/9.8)×ΔL (4)
ΔL為車輛10的短區(qū)間行駛距離,是利用車速Vx與取樣時(shí)間Ts之積計(jì)算出的值。因而,NVECU 74通過(guò)利用路段內(nèi)的短區(qū)間海拔高度差ΔHight的總和即海拔高度差除以路段長(zhǎng)L來(lái)計(jì)算路段的平均坡度S_ave。
S_ave=ΣΔHight/L (5)
此外,關(guān)于坡度阻力G_slope,例如在日本特開2014-24487號(hào)公報(bào)中有詳細(xì)記載。
2.學(xué)習(xí)坡度值的更新
NVECU 74在圖8的步驟860中,按照下述方式對(duì)學(xué)習(xí)坡度值進(jìn)行更新。即,NVECU 74在前進(jìn)至步驟860時(shí),將存儲(chǔ)于行駛數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部89的針對(duì)道路區(qū)間j的平均坡度的存儲(chǔ)值(學(xué)習(xí)坡度值的前次值)S_ave_m、通過(guò)步驟825~步驟850的處理求出的道路區(qū)間j的坡度值S_ave應(yīng)用于下述的(6)式,由此計(jì)算新的存儲(chǔ)值(學(xué)習(xí)坡度值)S_ave_new。
S_ave_new=S_ave×α+S_ave_m×(1-α) (6)
上式(6)中的α為滿足0<α<1的任意的正的常量。其中,當(dāng)不存在前次值的情況下,即、為第1次的學(xué)習(xí)的情況下,α被設(shè)定為“1”。
此外,NVECU 74作為實(shí)際坡度信息也可以基于發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)量傳感器99所含的大氣壓力傳感器的輸出值進(jìn)行計(jì)算。具體地說(shuō),NVECU 74取得路段兩端處的大氣壓力傳感器的輸出值,并根據(jù)其差分值與路段的長(zhǎng)度計(jì)算坡度。
如以上所說(shuō)明了的那樣,第1裝置當(dāng)在行駛數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部89存儲(chǔ)有含有學(xué)習(xí)坡度值的實(shí)際坡度信息的情況下,取得該實(shí)際坡度信息來(lái)作為用于探索對(duì)象下坡區(qū)間的坡度信息(步驟420)。第1裝置當(dāng)在行駛數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部89并未收納有實(shí)際坡度信息的情況下取得含有導(dǎo)航地圖坡度值的已計(jì)測(cè)坡度信息來(lái)作為用于探索對(duì)象下坡區(qū)間的坡度信息(步驟440)。結(jié)果,能夠使用精度更高的坡度信息來(lái)探索對(duì)象下坡區(qū)間。因而,能夠在適當(dāng)?shù)膮^(qū)間執(zhí)行下坡控制,因此能夠充分發(fā)揮燃料利用率提高效果。
<第2實(shí)施方式>
本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的混合動(dòng)力車輛的控制裝置(以下稱為“第2裝置”)與第1裝置的不同僅為:當(dāng)存儲(chǔ)于NVDB 86的道路區(qū)間(分配給道路區(qū)間的路段ID)發(fā)生了變更的情況下,將與該道路區(qū)間對(duì)應(yīng)的“含有學(xué)習(xí)坡度值的實(shí)際坡度信息”從行駛數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部89刪除。
更具體地?cái)⑹?,?裝置的NVECU 74除了執(zhí)行第1裝置的NVECU 74所執(zhí)行的程序之外,還執(zhí)行圖9中流程圖所示的實(shí)際坡度信息刪除程序(學(xué)習(xí)坡度值刪除程序)。實(shí)際坡度信息刪除程序每經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間即被執(zhí)行。因而,NVECU 74在規(guī)定的時(shí)刻從步驟900起開始進(jìn)行處理,前進(jìn)至步驟910而判定“任意的道路區(qū)間i是否被變更(即,與道路區(qū)間i對(duì)應(yīng)的路段i的路段ID是否被變更)”。關(guān)于這樣的道路區(qū)間i的變更以及變更后的道路區(qū)間i的地圖信息,例如從外部的中心等發(fā)送,并由NVECU 74所具備的通信裝置接收。
當(dāng)?shù)缆穮^(qū)間i被變更的情況下,NVECU 74在步驟910中判定為“是”并前進(jìn)至步驟920,刪除針對(duì)道路區(qū)間i的含有學(xué)習(xí)坡度值的實(shí)際坡度信息。與此相對(duì),當(dāng)?shù)缆穮^(qū)間i未被變更的情況下,NVECU 74在步驟910中判定為“否”并暫時(shí)結(jié)束本程序。
例如,當(dāng)與新設(shè)了道路這一情況對(duì)應(yīng)而對(duì)NVDB 86追加新的道路信息,由此導(dǎo)致此前存儲(chǔ)的道路區(qū)間被變更時(shí),與該道路區(qū)間對(duì)應(yīng)的含有學(xué)習(xí)坡度值的實(shí)際坡度信息也已經(jīng)不再是正確的信息。因而,在這樣的情況下,第2裝置刪除存儲(chǔ)于行駛數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部89的與該道路區(qū)間對(duì)應(yīng)的實(shí)際坡度信息,以免其在對(duì)象下坡區(qū)間的探索中被使用。結(jié)果,第2裝置在道路區(qū)間被變更的情況下,能夠高精度地執(zhí)行下坡區(qū)間的探索,因此能夠提高車輛的燃料利用性能。
如以上說(shuō)明了的那樣,本發(fā)明的各實(shí)施方式所涉及的控制裝置能夠更為可靠地享受由下坡控制帶來(lái)的燃料利用率改善效果。此外,本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式,能夠在本發(fā)明的范圍內(nèi)采用各種變形例。以下,列舉出如下的變形例。
(1)NVECU 74可以在車輛10每行駛過(guò)規(guī)定距離時(shí)執(zhí)行圖3所示的程序。(2)PMECU 70可以執(zhí)行圖3的程序的一部分或者全部。在該情況下,PMECU 70從NVECU 74取得所需要的信息即可。(3)PMECU 70可以執(zhí)行圖8的程序的一部分或者全部。
(4)PMECU 70或者NVECU 74可以根據(jù)道路的坡度的大小變得小于規(guī)定坡度這一情況來(lái)檢測(cè)車輛10已通過(guò)“下坡控制的控制對(duì)象區(qū)間的結(jié)束地點(diǎn)De”這一情況。(5)PMECU 70或者NVECU 74在從下坡控制的控制對(duì)象區(qū)間的開始地點(diǎn)Ds到結(jié)束地點(diǎn)De為止的區(qū)間內(nèi),作為下坡控制而執(zhí)行目標(biāo)剩余容量降低控制。但是,目標(biāo)剩余容量降低控制可以僅在車輛10正通過(guò)預(yù)使用區(qū)間的情況下被執(zhí)行,也可以在正通過(guò)預(yù)使用區(qū)間的情況和正通過(guò)從對(duì)象下坡區(qū)間的開始地點(diǎn)Dk到開始地點(diǎn)Dk與結(jié)束地點(diǎn)De之間的地點(diǎn)Dp為止的區(qū)間的情況下執(zhí)行。
此外,對(duì)于本實(shí)施方式中的低剩余容量SOCcntr-d,由于若剩余容量SOC達(dá)到剩余容量下限值SOClolmt則需要執(zhí)行“強(qiáng)制充電”,因此需要將低剩余容量SOCcntr-d設(shè)定為比剩余容量下限值SOClolmt大的值。
此外,在本實(shí)施方式中,將再生能量超過(guò)為了進(jìn)行行駛而使用的能量,結(jié)果導(dǎo)致剩余容量SOC上升的下坡確定為對(duì)象下坡區(qū)間,但對(duì)象下坡區(qū)間也可以是預(yù)想通過(guò)從勢(shì)能向電能的轉(zhuǎn)換而第1發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG1以及/或者第2發(fā)電電動(dòng)機(jī)MG2發(fā)電得到的電力量為“與剩余容量上限值SOCuplmt同標(biāo)準(zhǔn)剩余容量SOCcntr-n之間的差分相當(dāng)?shù)碾娏α俊币陨系南缕聟^(qū)間。由此,能夠減少執(zhí)行下坡控制的頻率。
標(biāo)號(hào)說(shuō)明
10:混合動(dòng)力車輛;20:內(nèi)燃機(jī);50:驅(qū)動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu);64:蓄電池;70:動(dòng)力管理ECU;71:蓄電池ECU;72:馬達(dá)ECU;73:發(fā)動(dòng)機(jī)ECU;74:導(dǎo)航ECU。