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CN108944903B - 混合动力车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及混合动力车辆。一种混合动力车辆，包括：内燃机；电动发电机；与电动发电机电连接的蓄电装置；以及控制装置，所述控制装置被配置为将蓄电装置的蓄电量的控制模式设置为电荷耗尽模式和电荷保持模式中的一种。控制装置被配置为，在控制装置执行第一切换控制时，与控制装置未执行第一切换控制相比，在电荷保持模式期间扩大蓄电量的容许波动带，所述第一切换控制是控制装置至少部分地基于混合动力车辆的计划行驶路线上的预测负载自动执行电荷耗尽模式和电荷保持模式之间的切换的控制。

Description

混合动力车辆
技术领域
本发明涉及一种混合动力车辆，特别涉及一种包括存储用于驱动的电力的蓄电装置的混合动力车辆。更具体地，本发明涉及能够将用于控制蓄电装置的蓄电量的模式设置为电荷耗尽(CD)模式和电荷保持(CS)模式中的一种的混合动力车辆。
背景技术
日本专利申请公开No.2016-215838公开了一种混合动力车辆，包括引擎，能够使用引擎的动力来产生电力的第一电动发电机，与驱动轮连接的第二电动发电机，以及储存用于行驶的电力的电池。在混合动力车辆中，根据电池的荷电状态(SOC)切换SOC控制模式。具体而言，从提高燃料效率的观点出发，在SOC降低到预定的下限值(SOC被耗尽)之前，SOC控制模式被设定为电荷耗尽模式(以下，称为CD模式)。另一方面，从保护电池的观点出发，在电池的SOC降低到上述下限值之后(在SOC被耗尽之后)，SOC控制模式被设定为电荷保持模式(在下文中，被称为CS模式)。
CD模式是这样的控制模式，其中混合动力车辆通过使用电池的放电电力行驶来消耗电池的SOC，而尽可能地不操作引擎。CS模式是这样一种控制模式，其中通过限制电池的放电或者在使引擎比CD模式中更容易操作的同时执行电池的充电，混合动力车辆尽可能地保持电池的SOC。
发明内容
在JP 2016-215838 A中公开的CS模式中，电池的充放电量被调节为使SOC尽可能保持稳定，因此，SOC波动带被限制为小值。结果，在现有技术的CS模式中，引擎的驱动状态倾向于受到SOC要求的限制。
同时，例如，当设定车辆的目的地并且可以预测到目的地的计划行驶路线上的行驶负载时，车辆可以根据计划行驶路线上的预测负载执行自动执行CD模式和CS模式之间的切换的控制(以下也称为“第一切换控制”)，使得电池的SOC在到达目的地时耗尽。
然而，在通过第一切换控制设定的CS模式期间，当控制SOC以与现有技术中的CS模式尽可能类似地持续时，存在这样的担忧，即当SOC偏离SOC控制基准时不能执行对于燃料效率的最佳充放电，使得燃料效率降低。
本发明的一个方面提供了一种混合动力车辆，该混合动力车辆能够在由第一切换控制设定的CS模式期间抑制燃料效率的降低。
根据本发明的一个方面的混合动力车辆包括：内燃机；与内燃机和驱动轮中的至少一个连接的电动发电机；与电动发电机电连接的蓄电装置；以及控制装置，所述控制装置被配置为将蓄电装置的蓄电量的控制模式设定为电荷耗尽模式和电荷保持模式中的一种。控制装置被配置为当所述控制装置正在执行第一切换控制时，与控制装置未执行第一切换控制时相比，扩大在电荷保持模式期间蓄电装置的蓄电量的容许波动带，所述第一切换控制是其中控制装置至少部分地基于混合动力车辆的计划行驶路线上的预测负载自动执行电荷耗尽模式与电荷保持模式之间的切换的控制。
在该配置中，与当控制装置不执行第一切换控制时相比，当控制装置执行第一切换控制时，扩大在CS模式期间蓄电量的容许波动带。因此，在通过第一切换控制设定的CS模式期间，根据内燃机的热效率容易地确定内燃机的驱动状态。结果，可以抑制在由第一切换控制设定的CS模式期间燃料效率的降低。
在上述方面中，所述控制装置可以被配置为与控制装置未执行第一切换控制时相比，当控制装置正在执行第一切换控制时，扩大在电荷保持模式期间蓄电量的容许波动带，且所述蓄电量高于容许在电荷耗尽模式下行驶的蓄电量的下限。
在该配置中，当控制装置正在执行第一切换控制并且蓄电装置的蓄电量高于下限时(即，当保护蓄电装置的需要低时)，扩大CS模式期间的蓄电量的容许波动带。因此，在通过第一切换控制设定的CS模式期间，即使保护电池的需要低，也能够抑制燃料效率不必要地降低。
在上述方面中，控制装置可以被配置为通过执行将蓄电装置的所要求的充放电功率限制在上限保护值和下限保护值之间的范围内的保护处理来防止蓄电量偏离基准值，并且控制装置可以被配置为通过禁用或放松由保护处理对所要求的充放电功率的限制来扩大在电荷保持模式期间的蓄电量的容许波动带。
在该配置中，可以通过禁用或放松由保护处理对所要求的充放电功率的限制的简单过程来扩大CS模式期间的蓄电量的容许波动带。
在上述方面中，所述控制装置可以被配置为当内燃机工作期间的所要求功率降低到小于停止阈值时停止所述内燃机，并且与当控制装置未执行第一切换控制时相比，通过在控制装置正在执行第一切换控制时减小停止阈值并且车速被包括在高速区域中而扩大在电荷保持模式期间蓄电量的容许增加带。
在该配置中，当在由第一切换控制设定的CS模式期间车速被包括在高速区域中时，通过减小停止阈值来扩大蓄电量的容许增加带。由此，在引擎的热效率高的高速区域中，引擎难以停止，容易保持引擎工作的状态。结果，可以在引擎的热效率高的状态下使引擎更容易操作，并且可以提高燃料效率。
在上述方面中，所述控制装置可以被配置为当内燃机的停止期间所述内燃机的所要求功率超过启动阈值时启动所述内燃机，并且与当控制装置未执行第一切换控制时相比，通过在控制装置正在执行第一切换控制并且车速被包括在低速区域中时增加启动阈值而扩大电荷保持模式期间蓄电量的容许降低带。
在该配置中，当在由第一切换控制设定的CS模式期间车速被包括在低速区域中时，通过增加启动阈值来扩大蓄电量的容许降低带。由此，在引擎的热效率低的低速区域中，引擎难以启动，容易保持引擎停止的状态。结果，可以使引擎在引擎的热效率低的状态下更难操作，并且可以更适当地抑制燃料效率的降低。
在上述方面中，所述控制装置可以被配置为在内燃机工作期间所要求功率降低到小于停止阈值时停止所述内燃机，并且与当控制装置未执行第一切换控制时相比，在控制装置正在执行第一切换控制并且内燃机正在工作时通过减小停止阈值来扩大电荷保持模式期间蓄电量的容许增加带。
在该配置中，当内燃机在由第一切换控制设定的CS模式期间运行时，通过减小停止阈值来扩大蓄电量的容许增加带。由此，引擎难以停止，因此引擎的启动次数减少。结果，可以提高驾驶性能。
在上述方面中，所述控制装置可以被配置为在蓄电装置的蓄电量的波动带的扩大期间到目的地的剩余距离变得短于阈值距离时，减小蓄电量的容许增加带。
当在通过第一切换控制设定的CS模式期间尽管邻近目的地但蓄电量的波动带(增加带)仍扩大时，担心在到达目的地时保持高于预期的蓄电量。
因此，在上述配置中，当在蓄电量的波动带的扩大期间到目的地的剩余距离变得比阈值距离短时，蓄电量的容许增加带减小。由此，能够抑制到达目的地时的蓄电量高于预期。
在上述方面中，控制装置可以被配置为当在蓄电装置的蓄电量的波动带扩大期间蓄电量变得低于阈值量时，减小蓄电量的容许降低带。
当在由第一切换控制设定的CS模式期间即使在蓄电量接近下限时蓄电量的波动带(降低带)仍扩大时，担心蓄电量在到达目的地之前降低到下限并且第一切换控制比预期更早地结束。
因此，在上述配置中，当蓄电量的波动带的扩大期间，蓄电量变得低于阈值级时，蓄电量的容许降低带降低。由此，能够抑制蓄电量在到达目的地之前降低到下限，并且能够抑制第一切换控制比预期更早地结束。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1是车辆的整体配置图；
图2是示出HV-ECU，各种传感器和导航装置的详细配置的框图；
图3是示出HV-ECU的示例性处理过程的流程图(1)；
图4是示意性地示出蓄电装置的SOC的示例性变化和进行第二CD-CS切换控制时的控制模式的示例性变化的图；
图5是示意性地示出蓄电装置的SOC的示例性变化和进行第一CD-CS切换控制时的控制模式的示例性变化的图；
图6是示出HV-ECU的示例性处理过程的流程图(2)；
图7是示出HV-ECU的示例性处理过程的流程图(3)；
图8是示出HV-ECU的示例性处理过程的流程图(4)；
图9是示出HV-ECU的示例性处理过程的流程图(5)；
图10是示出HV-ECU的示例性处理过程的流程图(6)；以及
图11是示出HV-ECU的示例性处理过程的流程图(7)。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施例。在附图中，相同的参考符号被分配给相同或等同的部件，并且不再重复对其的说明。
图1是本实施方式中的车辆1的整体配置图。车辆1是所谓的插电式混合动力车辆。车辆1包括引擎10，第一电动发电机(以下称为“第一MG”)20，第二电动发电机(以下称为“第二MG”)30，动力分配装置40，动力控制单元(PCU)50，蓄电装置60，入口62，充电器63和驱动轮80。
引擎10是通过将在空气和燃料的空气-燃料混合物燃烧时产生的燃烧能量转换成诸如活塞和转子的运动体的动能来输出动力的内燃机。动力分配装置40例如包括具有用语太阳齿轮，行星架和齿圈的三个旋转轴的行星齿轮机构。动力分配装置40将从引擎10输出的动力划分为用于驱动第一MG 20的动力以及用于驱动驱动轮80的动力。
第一MG 20和第二MG 30是交流电动发电机，并且例如是包括其中埋入永磁体的转子的三相交流同步电动机。第一MG 20主要作为由引擎10经由动力分配装置40驱动的发电机使用。由第一MG 20产生的电力经由PCU 50被供给至第二MG 30或蓄电装置60。
第二MG 30主要作为电动机进行工作，并且驱动驱动轮80。第二MG 30通过接收来自蓄电装置60的电力和由第一MG 20产生的电力中的至少一个而被驱动，并且第二MG 30的驱动力传输到驱动轮80。另一方面，在制动车辆1时或者在下坡减小加速时，第二MG 30作为发电机工作以执行电力再生。由第二MG 30产生的电力通过PCU 50在蓄电装置60中存储。
图1中所示的车辆1是包括作为驱动源的引擎10和两个电动发电机(第一MG 20和第二MG 30)的混合动力车辆，但是本发明能够适用的车辆不限于图1所示的车辆1。例如，本发明也可以适用于包括引擎和单个电动发电机的混合动力车辆。
PCU 50将从蓄电装置60接收的直流电力转换成用于驱动第一MG 20和第二MG 30的交流电力。另外，PCU 50将由第一MG 20和第二MG 30产生的交流电力转换为用于蓄电装置60充电的直流电力。例如，PCU 50被配置为包括两个被提供为与第一MG 20和第二MG 30对应的逆变器，以及将提供给逆变器的直流电压提高到等于或者高于蓄电装置60的电压的转换器。
蓄电装置60是可再充电的直流电源，并且例如被配置为包括诸如锂离子电池和镍氢电池的二次电池。蓄电装置60通过接收由第一MG 20和第二MG 30中的至少一个产生的电力而被充电。然后，蓄电装置60将所存储的电力提供给PCU 50。作为蓄电装置60，也可以采用双电层电容器等。
在蓄电装置60上设有监视单元61。监视单元61包括分别检测蓄电装置60的电压、输入输出电流和温度的电压传感器、电流传感器和温度传感器(未示出)。监视单元61将传感器的检测值(蓄电装置60的电压、输入输出电流以及温度)输出至BAT-ECU 110。
入口62被配置为与车辆外部的馈电设备(未示出)连接。充电器63设在入口62与蓄电装置60之间。由来自HV-ECU 100的控制信号控制的充电器63将在车辆外部从馈电设备输入的外部电力转换成容许蓄电装置60被充电的电力，并将转换后的电力输出到蓄电装置60。以下，将利用外部电力的蓄电装置60的充电称为“外部充电”。
车辆1还包括HV-ECU(电子控制单元)100，BAT-ECU 110，各种传感器120，导航装置130和人机界面(HMI)装置140。
图2是示出图1所示的HV-ECU 100，各种传感器120以及导航装置130的详细配置的框图。HV-ECU 100，BAT-ECU 110，导航装置130和HMI装置140被配置为通过控制器局域网(CAN)150彼此通信。
例如，各种传感器120包括加速器踏板传感器122，速度传感器124和制动踏板传感器126。加速器踏板传感器122检测用户的加速器踏板操作量(以下也称为“加速器操作量”)ACC。速度传感器124检测车辆1的车速VS。制动踏板传感器126检测用户的制动踏板操作量BP。各个传感器将检测结果输出到HV-ECU 100。
HV-ECU 100包括中央处理单元(CPU)，存储处理程序等的只读存储器(ROM)，临时存储数据的随机存取存储器(RAM)，输入输出端口(通过其输入和输出各种信号等)(未示出)。HV-ECU 100基于存储器(ROM和RAM)中存储的信息，来自各种传感器120的信息和来自BAT-ECU 110的信息执行预定的计算过程。然后，HV-ECU 100基于计算过程的结果控制诸如引擎10、PCU 50和HMI装置140的装置。
BAT-ECU 110还包括CPU，ROM，RAM，输入输出端口等(它们未示出)。BAT-ECU 110基于来自监视单元61的蓄电装置60的输入输出电流和/或电压的检测值，计算出指示蓄电装置60的蓄电量的SOC。例如，SOC将当前时间蓄电装置60的蓄电量表示为满充电容量，以百分比表示。BAT-ECU 110将计算出的SOC输出到HV-ECU 100。可以在HV-ECU 100中计算SOC。
此外，BAT-ECU 110将通过监视单元61的蓄电装置60的温度的检测值输出到HV-ECU 100。
导航装置130包括导航ECU 132，地图信息数据库(DB)134，全球定位系统(GPS)接收单元136和交通信息接收单元138。
由硬盘驱动器(HDD)等配置的地图信息DB 134存储地图信息。地图信息包括关于诸如交叉点和死角的“节点”的数据，连接节点的“链路”以及沿着链路的“设施”(建筑物、停车区域等)的数据。地图信息包括关于每个节点的位置信息，关于每个链路的距离信息，关于每个链路的道路类别信息(诸如城市道路、高速公路和一般道路的信息)，关于每个链路的坡度信息等。
GPS接收单元136基于来自GPS卫星(未示出)的信号(电波)获取车辆1的当前位置，并将指示车辆1的当前位置的信号输出到导航ECU 132。
交通信息接收单元138接收由FM多路复用广播等提供的道路交通信息(例如，VICS(R)信息)。道路交通信息至少包括交通拥堵信息，并且另外可包括道路管制信息、停车区域信息等。例如，道路交通信息每五分钟更新一次。
导航ECU 132包括CPU，ROM，RAM，输入输出端口(未示出)等，并且基于从地图信息DB 134，GPS接收单元136和交通信息接收单元138接收到的各种信息和信号，向HMI装置140和HV-ECU 100输出车辆1的当前位置和关于周边的地图信息、交通拥堵信息以及其他信息。
当用户将车辆1的目的地输入到HMI装置140时，导航ECU 132基于地图信息DB 134来搜索从车辆1的当前位置到目的地的计划行驶路线。计划行驶路线由从车辆1的当前位置到目的地的节点和链路的集合配置。导航ECU 132将从车辆1的当前位置到目的地的搜索结果(节点和链路的集合)输出到HMI装置140。
此外，响应于来自HV-ECU 100的请求，导航ECU 132将关于从车辆1的当前位置到目的地的计划行驶路线的地图信息和道路交通信息(在下文中，也被称为“预见的路线信息”)输出到HV-ECU 100。预见的路线信息被用于稍后描述的“第一CD-CS切换控制”。
HMI装置140是向用户提供用于辅助车辆1的驾驶的信息的装置。HMI装置140通常是设在车辆1的驾驶室中的显示器，并且包括扬声器等。HMI装置140通过输出视觉信息(图形信息、文本信息)、音频信息(语音信息、声音信息)等向用户提供各种信息。
HMI装置140用作导航装置130的显示器。也就是说，HMI装置140从导航装置130通过CAN150接收车辆1的当前位置和关于周边的地图信息、交通拥堵信息和其他信息，并且将关于周边的地图信息和交通拥堵信息与车辆1的当前位置一起显示。
此外，HMI装置140用作可以由用户操作的触摸面板。例如，通过触摸触摸面板，用户可以改变显示的地图比例或者可以输入车辆1的目的地。当目的地被输入到HMI装置140时，关于目的地的信息通过CAN 150被发送到导航装置130。
如上所述，导航ECU 132响应于来自HV-ECU 100的请求而将“预见的路线信息”输出到HV-ECU 100。
HV-ECU 100将用于控制蓄电装置60的SOC的模式(在下文中，仅称为“SOC控制模式”)设定为CD模式和CS模式中的一种，并且取决于设定的控制模式来控制引擎10、第一MG20和第二MG 30。
CD模式是其中车辆1通过使用蓄电装置60的放电电力行驶而消耗蓄电装置60的SOC(蓄电量)而尽可能地不操作引擎10的模式。CS模式是其中车辆1通过限制蓄电装置60的放电或者在使引擎10比在CD模式中更容易工作的同时执行蓄电装置60的充电来尽可能地保持蓄电装置60的SOC的模式。
当用户执行用于请求CS模式的操作时(例如，当用户按下未示出的CS模式选择开关时)，HV-ECU 100将SOC控制模式设定为CS模式。
当用户不执行用于请求CS模式的操作时，HV-ECU 100自动执行CD模式和CS模式之间的切换。在此情形下，HV-ECU 100根据是否设定了车辆1的计划行驶路线，来改变CD模式与CS模式的自动切换方式。
具体而言，当未设定计划行驶路线时，HV-ECU 100根据SOC进行在CD模式与CS模式之间切换的“第二CD-CS切换控制”(通常的CD-CS切换控制)。
另一方面，当已经设定了计划行驶路线时，HV-ECU 100使用在计划行驶路线上的预测负载进行自动执行CD模式和CS模式之间的切换的“第一CD-CS切换控制”。
驱动控制
首先，将在详细描述CD-CS切换控制(第二CD-CS切换控制和第一CD-CS切换控制)之前描述由HV-ECU 100执行的车辆1的驱动控制。
图3是示出由HV-ECU 100执行的驱动控制的示例性处理顺序过程的流程图。例如，在车辆1的系统开关在开状态的同时以预定的时间间隔重复执行流程图所示的一系列的过程。
HV-ECU 100分别从加速器踏板传感器122和速度传感器124获取加速器操作量ACC和车速VS的检测值，并从BAT-ECU 110获取蓄电装置60的SOC(步骤S10)。
接下来，HV-ECU 100基于所获取的加速器操作量ACC和车速VS的检测值来计算车辆1的所要求转矩Tr(步骤S12)。然后，HV-ECU100通过将计算出的所要求转矩Tr与车速VS相乘来计算车辆1的驱动功率Pd(要求值)(步骤S14)。
随后，HV-ECU 100确定当前时间的SOC控制模式是否是CS模式(步骤S20)。
HV-ECU 100在步骤S20中确定为当前时刻的SOC控制模式为CS模式时(步骤S20中为“是”)，HV-ECU 100使用最佳燃料效率图，计算蓄电装置60的所要求的充放电功率Pb(步骤S30)。当所要求的充放电功率Pb为正值时，所要求的充放电功率Pb指示需要蓄电装置60的充电，并且当所要求的充放电功率Pb为负值时，所要求充放电功率Pb指示要求的蓄电装置60的放电。
最佳燃料效率图是其中使用驱动功率Pd和车速VS作为参数来指定当引擎10运行时优化引擎10的热效率的所要求的充放电功率Pb的图。
接下来，HV-ECU 100使用上限和下限图计算所要求的充放电功率Pb的上限和下限保护值(上限保护值和下限保护值)(步骤S32)。上限和下限图是其中使用SOC和车速VS作为参数指定所要求的充放电功率Pb的上限和下限保护值以使得SOC不会过度偏离基准值(SOC目标值)的图。因此，当SOC偏离基准值时，SOC跟随基准值(目标值)的速度(以下，仅称为“SOC跟随速度”)取决于使用上限和下限图计算的上限和下限保护值。
接下来，HV-ECU 100使用利用在步骤S32中的上限和下限图计算出的上限和下限保护值，执行限制在步骤S30中使用最优燃料效率图计算出的所要求的充放电功率Pb的“保护处理”(步骤S34)。通过保护处理的限制之后的所要求的充放电功率Pb是容许引擎10工作以使得引擎10的热效率高而SOC不过度偏离基准值的所要求的充放电功率。
接下来，如下式(1)所示，HV-ECU 100将在步骤S14中计算出的驱动功率Pd和在步骤S30至S34中计算出的所要求的充放电功率Pb的总和值计算为引擎10所要求的所要求引擎功率Pe(步骤S36)。
Pe＝Pd+Pb...(1)
接下来，HV-ECU 100确定引擎10是否处于停止状态(步骤S38)。
当HV-ECU 100在步骤S38中确定引擎10处于停止状态时(步骤S38中为“是”)，HV-ECU 100确定所要求引擎功率Pe是否大于预定引擎启动阈值Pstart(步骤S40)。
当HV-ECU 100在步骤S40中确定所要求引擎功率Pe大于引擎启动阈值Pstart时(步骤S40中为“是”)，HV-ECU 100启动引擎10(步骤S42)。然后，HV-ECU 100控制引擎10和PCU 50，使得车辆1使用引擎10和第二MG 30的输出两者行驶。即，车辆1使用引擎10和第二MG 30的输出执行混合动力行驶(HV行驶)(步骤S46)。
另一方面，当HV-ECU 100在步骤S40中未确定所要求引擎功率Pe大于引擎启动阈值Pstart(步骤S40中为“否”)时，HV-ECU 100执行电动机行驶(EV行驶)，其中车辆1在引擎10处于停止状态时仅使用第二MG 30的输出行驶(步骤S52)。
当HV-ECU 100在步骤S38中未确定引擎10处于停止状态时(步骤S38中为“否”)，即，当引擎10正在工作时，HV-ECU 100确定是否所要求引擎功率Pe小于预定的引擎停止阈值Pstop(步骤S48)。
当HV-ECU 100在步骤S48中确定所要求引擎功率Pe小于引擎停止阈值Pstop时(步骤S48中为“是”)，HV-ECU 100使引擎10停止(步骤S50)，并执行EV行驶(步骤S52)。
另一方面，当HV-ECU 100在步骤S48中未确定所要求引擎功率Pe小于引擎停止阈值Pstop时(步骤S48中为“否”)，HV-ECU 100在引擎10正在工作时执行HV行驶(步骤S46)。
当HV-ECU 100在步骤S20中未确定SOC控制模式是CS模式时(步骤S20中为“否”)，即，当SOC控制模式是CD模式时，HV-ECU 100确定在步骤S14中计算出的驱动功率Pd是否大于预定功率Pth(步骤S54)。
当HV-ECU 100在步骤S54中未确定驱动功率Pd大于预定功率Pth时(步骤S54中的“否”)，HV-ECU 100使引擎10停止，并执行EV行驶(步骤S56)。
另一方面，当HV-ECU 100在步骤S54中确定驱动功率Pd大于预定功率Pth时(步骤S54中为“是”)，HV-ECU 100操作引擎10，并执行HV行驶(步骤S58)。
第二CD-CS切换控制(正常CD-CS切换控制)
首先，在稍后描述的第一CD-CS切换控制的细节之前，将描述第二CD-CS切换控制的细节。在下文中，第二CD-CS切换控制也被称为“正常CD-CS切换控制”。
在第二CD-CS切换控制期间，HV-ECU 100将SOC控制模式设定为CD模式，直到SOC降低到预定值Sth。由此，储存在蓄电装置60中的外部电力优先于引擎10的燃料被消耗，使得燃料效率提高。另一方面，从蓄电装置60的保护的观点来看，在SOC降低到预定值Sth之后，HV-ECU 100将SOC控制模式设定为CS模式。这里，“预定值Sth”是容许在CD模式下行驶的SOC的下限值，并且是由开发者等预先确定的。
在下文中，由第二CD-CS切换控制设定的CS模式也被称为“第二CS模式”。
图4是示意性地示出在执行第二CD-CS切换控制时蓄电装置60的SOC的示例性变化和控制模式的示例性变化的图。在图4中，横轴指示时间，纵轴指示SOC。
在第二CD-CS切换控制期间，HV-ECU 100将SOC控制模式设定为CD模式，直到SOC降低到预定值Sth时的时间t0。在CD模式期间，引擎10不为了保持SOC而工作。因此，虽然SOC有时由于第二MG 30等的再生电力而暂时上升，但总体而言SOC从使用开始时的初始值逐渐减小。
然后，在SOC降低到预定值Sth的时间t0之后，HV-ECU 100将SOC控制模式设定为第二CS模式(正常CS模式)。在第二CS模式期间，采用紧接在CS模式切换之后的SOC(图4所示的示例中的预定值Sth)作为基准值，并且蓄电装置60的充放电量(例如，使用引擎10的动力的第一MG 20的发电量)被适当地调节，使得防止SOC偏离基准值。结果，在第二CS模式下，尽管SOC可以在包括基准值的预定范围内波动，但是从蓄电装置60的保护的角度来看，SOC波动带被限制为相对小的值。
第一CD-CS切换控制
接下来，将描述第一CD-CS切换控制的细节。
在SOC被耗尽之后(在SOC降低到预定值Sth之后)设定第二CS模式，并且因此在第二CS模式中，从保护蓄电装置60的观点来看，容许SOC波动带被限制到相对小的值。即，蓄电装置60的充放电量(例如，使用引擎10的第一MG 20的发电量)被调节为SOC不会大幅度波动。从影响看，担心在设定第二CS模式之后引擎10的驱动状态(工作或停止，工作时的输出功率等)容易受到SOC要求的限制，从而燃料效率降低。
因此，在设定了车辆1的计划行驶路线时，HV-ECU 100执行“第一CD-CS切换控制”取代“第二CD-CS切换控制(正常CD-CS切换控制)”。第一CD-CS切换控制是使用来自导航装置130的预见的路线信息预测到达车辆1的目的地的计划行驶路线上的行驶负载并取决于预测的负载自动执行CD模式和CS模式之间的切换，使得在到达目的地时SOC被耗尽的控制。
在第一CD-CS切换控制期间，CS模式在SOC被耗尽之前(在SOC降低到预定值Sth之前)被设定。因此，在由第一CD-CS切换控制设定的CS模式(以下也称为“第一CS模式”)期间，通过保持SOC来保护蓄电装置60的需求低。然而，类似于第二CS模式，当SOC波动带被限制为小值时，存在引擎10的驱动状态被不必要地限制的担忧。例如，即使在引擎10的热效率高的高负载区段(高速路区段，上升坡度区段等)，也容易发生为了降低SOC而必须停止引擎10的情况。此外，即使在引擎10的热效率低的低负载区段(城市区段，交通堵塞区段等)，也容易发生引擎10为了增加SOC而必须工作的情况，或者容易发生引擎10的输出功率不是最佳功率的情况。结果，存在即使保护蓄电装置60的需要低，但燃料效率不必要地降低的担忧。
鉴于上述观点，本实施例中的HV-ECU 100在第一CS模式期间，与第二CS模式期间的容许SOC波动带相比扩大容许SOC波动带。
图5是示意性示出当执行第一CD-CS切换控制时蓄电装置60的SOC的示例性变化和控制模式的示例性变化的图。在图5中，横轴指示时间，纵轴指示SOC。
在第一CD-CS切换控制期间，HV-ECU 100基于预见的路线信息执行第一CS模式和CD模式之间的切换。在图5所示的示例中，SOC控制模式在从时刻t1到时刻t2以及从时刻t3到时刻t4的时段中被设定为第一CS模式，并且在其他时段中SOC控制模式被设定为CD模式。
本实施例中的HV-ECU 100在第一CS模式期间，与第二CS模式期间的容许SOC波动带相比扩大容许SOC波动带。由此，在第一CS模式期间，引擎10的驱动状态(工作或停止，工作中的输出功率等)比在第二CS模式期间更难以受到SOC要求的限制，并且因此，考虑到引擎10的热效率，容易确定引擎10的驱动状态。结果，可以在第一CS模式期间抑制燃料效率的降低。
此外，本实施例中的HV-ECU 100在第一CS模式期间，与通过用户的手动操作设定的CS模式(在下文中也称为作为“手动CS模式”)期间的容许SOC波动带相比扩大容许SOC波动带。由此，在第一CS模式期间，引擎10的驱动状态比在手动CS模式期间更难以受到SOC要求的限制，并且因此可以抑制燃料效率降低。
图6是示出用于设定HV-ECU 100执行第一CS模式的区段(以下也称为“第一CS区段”)的示例性处理过程的流程图。该流程图以预定周期重复执行。
HV-ECU 100确定是否已经设定了车辆1的计划行驶路线(步骤S60)。当未设定计划行驶路线时(步骤S60中为“否”)，HV-ECU 100不能预测今后的行驶负载，因此，通过跳过后续的过程而返回过程(不设定第一CS区段)。
当已经设定了计划行驶路线时(步骤S60中为“是”)，HV-ECU 100从导航装置130获取关于计划行驶路线的预见的路线信息(步骤S62)。预见的路线信息包括在计划行驶路线中包含的多个区段(链路)i、关于每个区段i的坡度信息、道路类别信息(诸如城市道路、高速道路、一般道路的信息)、道路交通信息(交通拥堵信息等)等。
接下来，HV-ECU 100基于在预见的路线信息中包含的关于每个区段i的坡度信息、道路类别信息和道路交通信息来计算每个区段的能量消耗Ei(步骤S64)。
接下来，HV-ECU 100计算区段i的能量消耗E i的总和作为总能量消耗Esum(步骤S66)。
接下来，HV-ECU 100确定在步骤S66中计算出的总能量消耗Esum是否大于当前时刻的SOC(以下也简称为“当前SOC”)(步骤S68)。该过程是用于确定车辆1是否能够仅在CD模式下在计划行驶路线上行驶的过程。
当HV-ECU 100未确定总能量消耗Esum大于当前SOC时(在步骤S68中为“否”)，因为车辆1可以仅在CD模式下在计划的行驶路线上行驶，因此不需要设定第一CS区段。因此，HV-ECU 100跳过后续过程，并返回过程。
当HV-ECU 100确定总能量消耗Esum大于当前SOC时(在步骤S68中为“是”)，HV-ECU100按照从具有最低行驶负载的区段开始的顺序，将包括在计划行驶路线中的多个区段分配给执行CD模式的区段(以下也称为“CD区段”)(步骤S70)。在这种情况下，HV-ECU 100依次执行CD区段的分配，直到CD区段中的总能量消耗超过当前SOC。
在HV-ECU 100完成对CD区段的分配之后，HV-ECU 100将包括在计划行驶路线中并且未被分配给CD区段的剩余区段分配给第一CS区段(步骤S72)。
图7是示出由HV-ECU 100执行的用于在CD模式和CS模式之间切换的示例性处理过程的流程图。该流程图以预定周期重复执行。
HV-ECU 100确定是否存在通过图6的步骤S72中的过程而设定的第一CS区段(步骤S80)。
当不存在第一CS区段时(步骤S80中为“否”)，HV-ECU 100执行“第二CD-CS切换控制”。具体而言，HV-ECU 100确定是否存在示出在该行程中(从车辆1的控制系统启动到下一次停止的时间段)SOC降低到小于预定值Sth的历史(步骤S82)。当没有示出SOC降低到小于预定值Sth的历史时(步骤S82中的“否”)，HV-ECU 100将SOC控制模式设定为CD模式(步骤S84)。当存在示出SOC降低到小于预定值Sth的历史时(步骤S82中为“是”)，HV-ECU 100将SOC控制模式设定为CS模式(步骤S86)。
另一方面，当存在第一CS区段时(步骤S80中的“是”)，HV-ECU 100确定在该行程中是否存在示出SOC降低到小于预定值Sth的历史(步骤S88)。
当存在示出SOC降低到小于预定值Sth的历史时(步骤S88中为“是”)，HV-ECU 100将SOC控制模式设定为第二CS模式，以保护蓄电装置60(步骤S86)。
当不存在示出SOC降低到小于预定值Sth的历史时(步骤S88中的“否”)，HV-ECU100执行“第一CD-CS切换控制”。具体而言，HV-ECU 100确定车辆1当前正在行驶的区段(当前区段)是否是第一CS区段(步骤S90)。当当前区段不是第一CS区段时(步骤S90中为“否”)，HV-ECU 100将SOC控制模式设定为CD模式(步骤S84)。当当前区段是第一CS区段时(步骤S90中为“是”)，HV-ECU 100将SOC控制模式设定为第一CS模式(步骤S92)。
然后，与第二CS模式期间的容许SOC波动带相比，HV-ECU 100扩大第一CS模式期间的容许SOC波动带(步骤S94)。作为SOC波动带的扩大技术，各种技术是可能的。
本实施例中的HV-ECU 100通过调节用于计算驱动控制中的所要求引擎功率Pe的“所要求的充放电功率Pb”来扩大SOC波动带。具体而言，HV-ECU 100在图3的步骤S34中禁用保护处理(HV-ECU 100不执行保护处理)。由此，用于计算所要求引擎功率Pe的所要求的充放电功率Pb是使用最佳燃料效率图计算出的所要求的充放电功率，即，仅考虑引擎10的热效率而不考虑SOC的情况下的所要求的充放电功率。由此，SOC跟随速度降低，使得SOC难以跟随基准值。结果，SOC波动带扩大。这样，本实施例中的HV-ECU 100通过对所要求的充放电功率Pb禁用保护处理的简单过程，扩大第一CS模式期间的容许SOC波动带。
用于调节所要求的充放电功率Pb以使SOC波动带扩大的技术不限于禁用保护处理的技术。例如，HV-ECU 100可以放松由保护处理的限制，而不是完全禁用保护处理。具体而言，HV-ECU 100可以在图3的步骤S32中改变要用于计算上限和下限保护值的“上限和下限图”，使得SOC跟随速度降低。此外，例如，HV-ECU 100可以在图3的步骤S30中改变要用于计算所要求的充放电功率Pb的“最佳燃料效率图”，使得SOC跟随速度降低。通过这些技术，也可以调节所要求的充放电功率Pb，使得SOC波动带扩大。
此外，用于SOC波动带的扩大技术不限于调节所要求的充放电功率Pb的技术。例如，HV-ECU 100可以改变要用于在驱动控制中是否启动引擎10的确定(图3的步骤S40)的“引擎启动阈值Pstart”，或者可以改变要用于是否停止引擎10的确定(图3的步骤S50)的“引擎停止阈值Pstop“。另外，当HV-ECU 100通过控制在上限SOC与下限SOC之间的SOC而直接限制SOC波动时，HV-ECU 100可以通过增加上限SOC或降低下限SOC来扩大SOC波动带。
如上所述，当已经设定了车辆1的计划行驶路线时，本实施例中的HV-ECU 100执行第一CD-CS切换控制。此时，与其他CS模式(第二CS模式和手动CS模式)期间的容许SOC波动带相比，HV-ECU 100扩大在第一CD-CS切换控制所设定的“第一CS模式”期间的容许SOC波动带。由此，在第一CS模式期间，引擎10的驱动状态比在其他CS模式期间更难以受到SOC要求的限制，因此能够使引擎10高效地工作。结果，可以抑制在第一CS模式期间燃料效率降低。
特别是，当SOC大于预定值Sth时(即，当保护蓄电装置60的需要低时)，本实施例中的HV-ECU 100设定第一CS模式，并且扩大在CS模式期间的SOC波动带。因此，在第一CS模式期间，即使保护蓄电装置60的需求低，也能够抑制不必要地降低燃料效率。
第一变形
在该实施例中所示的示例中，不管车速VS如何，HV-ECU 100扩大在第一CS模式期间的容许SOC波动带。然而，取决于车速VS，HV-ECU 100可以扩大在第一CS模式期间的容许SOC波动带。
图8是示出在第一变形中由HV-ECU 100执行的用于CD模式和CS模式之间的切换的示例性处理过程的流程图。在图8的流程图中，代替图7的流程图中的步骤S94的过程，添加步骤S95至S98的过程。其他步骤(与图7中所示的步骤具有相同附图标记的步骤)已经被描述，因此将不重复详细描述。
在步骤S92中，在HV-ECU 100将SOC控制模式设定为第一CS模式之后，HV-ECU 100确定车速VS是否被包括在高于高速阈值的高速区域中(步骤S95)。
与车速VS不被包括在高速区域中相比，当车速VS被包括在高速区域中时(在步骤S95中为“是”)，HV-ECU 100通过降低要在图3的步骤S50中使用的“引擎停止阈值Pstop”来扩大在第一CS模式期间的容许SOC增加带(步骤S96)。
由此，第一CS模式期间高速区域中的SOC增加带被扩大。由此，在引擎10的热效率高的高速区域中，引擎10难以停止，容易保持引擎10工作的状态。结果，可以更高效地操作引擎10，并且可以提高燃料效率。
另一方面，当车速VS不被包括在高速区域中时(步骤S95中为“否”)，HV-ECU 100确定车速VS是否被包括在低于低速阈值的低速区域中(步骤S97)。
与车速VS不被包括在低速区域中相比，当车速VS被包括在低速区域中时(在步骤S97中为“是”)，HV-ECU 100通过增加要在图3的步骤S40中使用的“引擎启动阈值Pstart”，来扩大在第一CS模式期间的容许SOC降低带(步骤S98)。
由此，第一CS模式期间在低速区域中的SOC降低带被扩大。由此，在引擎10的热效率低的低速区域中，引擎10难以启动，容易保持引擎10停止的状态。结果，能够在热效率低的状态下使引擎10更加不容易工作，并且能够更适当地抑制燃料效率的降低。
这样，在第一CS模式期间，HV-ECU 100可以在高车速的情况下扩大容许SOC增加带，并且可以在低车速的情况下扩大容许SOC降低带。
第二变形
在第一变形中示出的示例中，在第一CS模式期间，HV-ECU 100在高车速情况下扩大容许SOC增加带，并且在低车速情况下扩大容许SOC降低带。然而，在第一CS模式期间，当引擎10工作时，HV-ECU 100可以扩大容许SOC波动带。
图9是示出在第二变形中由HV-ECU 100执行的用于CD模式和CS模式之间的切换的示例性处理过程的流程图。在图9的流程图中，代替图7的流程图中的步骤S94的过程，添加步骤S99和步骤S100的过程。其他步骤(与图7中所示的步骤具有相同附图标记的步骤)已经被描述，因此将不重复详细描述。
在步骤S92中HV-ECU 100将SOC控制模式设定为第一CS模式之后，HV-ECU 100确定引擎10是否正在工作(步骤S99)。当引擎10未工作时(步骤S99中为“否”)，HV-ECU 100跳过后续过程，并返回过程。
与引擎10不工作时相比，当引擎10正在工作时(步骤S99中为“是”)，HV-ECU 100通过减小要在图3的步骤S50中使用的“引擎停止阈值Pstop”来扩大第一CS模式期间的容许SOC增加带(步骤S100)。
因此，当引擎10在第一CS模式下工作时，引擎10难以停止，因此，引擎10的启动次数减少。结果，可以提高驾驶性能。
第三变形
在该实施例中，HV-ECU 100扩大在第一CS模式期间的容许SOC波动带。然而，在第一CD-CS切换控制中，HV-ECU 100执行对CD区段和第一CS区段的分配，使得在到达目的地时SOC被耗尽。因此，当HV-ECU 100尽管邻近目的地还扩大在第一CS区段处的SOC波动带(SOC增加带)时，担心在到达目的地时仍然保持比期望值高的SOC。
鉴于上述观点，当到达目的地的剩余距离变得比在第一CS模式期间的容许SOC波动带扩大期间的阈值距离Dth短时，第三变形中的HV-ECU 100减小容许SOC增加带。由此，可以在抵达目的地时抑制SOC高于预期。
作为用于减小容许SOC增加带的技术，各种技术是可能的。例如，HV-ECU 100可以根据到目的地的剩余距离来改变所要求的充放电功率Pb的上限和下限保护值。此外，通过将SOC控制模式设定为第二CS模式，HV-ECU 100可以将SOC波动带(SOC增加带和SOC降低带两者)返回到第二CS模式中的水平。HV-ECU 100可以在扩大SOC降低带的同时减小SOC增加带。
在下文中，将描述通过将SOC控制模式设定为第二CS模式来使SOC波动带(SOC增加带和SOC降低带两者)返回到第二CS模式中的水平的示例。
图10是示出在第三变形中由HV-ECU 100执行的用于在CD模式和CS模式之间切换的示例性处理过程的流程图。在图10的流程图中，将步骤S110的过程添加到图7的流程图中。其他步骤(与图7中所示的步骤具有相同附图标记的步骤)已经被描述，因此将不重复详细描述。
当HV-ECU 100在步骤S90中确定当前区段是第一CS区段时(在步骤S90中为“是”)，HV-ECU 100确定到目的地的剩余距离是否短于阈值距离Dth(步骤S110)。
当HV-ECU 100未确定到目的地的剩余距离短于阈值距离Dth时(步骤S110中的“否”)，HV-ECU 100将SOC控制模式设定为第一CS模式(步骤S92)，并且与第二CS模式相比扩大容许SOC波动带(步骤S94)。
另一方面，当HV-ECU 100确定到目的地的剩余距离短于阈值距离Dth时(步骤S110中为“是”)，HV-ECU 100将SOC控制模式设定为第二CS模式，替代第一CS模式(步骤S86)。从而，当到目的地的剩余距离短于阈值距离Dth时，与当第一CS模式被保持时相比，容许SOC增加带降低。由此，可以在抵达目的地时抑制SOC高于预期。
第四变形
在该实施例中，HV-ECU 100扩大在第一CS模式期间的容许SOC波动带。
然而，当尽管SOC减小到接近预定值Sth的值(比预定值Sth稍大的值)时，HV-ECU100仍扩大在第一CS模式期间的SOC波动带(SOC降低带)时，担心在到达目的地之前SOC降低到预定值Sth，并且第一CD-CS切换控制比预期更早地结束。
鉴于上述观点，在第四变形中，当在容许SOC波动带在第一CS模式期间扩大期间SOC变得小于阈值量S1(S1>Sth)时，HV-ECU 100减小容许SOC降低带。由此，可以在到达目的地之前抑制SOC降低到预定值Sth，并且可以抑制第一CD-CS切换控制比预期更早地结束。
作为用于减小容许SOC降低带的技术，各种技术是可能的。例如，HV-ECU 100可以将SOC波动带(SOC增加带和SOC降低带两者)返回到第二CS模式中的水平。HV-ECU 100可以在扩大SOC增加带的同时减小SOC降低带。
以下，将描述通过将SOC控制模式设定为第二CS模式来使SOC波动带(SOC增加带和SOC降低带两者)返回到第二CS模式中的水平的示例。
图11是示出在第四变形中由HV-ECU 100执行的用于在CD模式和CS模式之间切换的示例性处理过程的流程图。在图11的流程图中，将步骤S120的过程添加到图7的流程图。其他步骤(与图7中所示的步骤具有相同附图标记的步骤)已经被描述，因此将不重复详细描述。
当在步骤S90中HV-ECU 100确定当前区段是第一CS区段时(在步骤S90中为“是”)，HV-ECU 100确定当前SOC是否低于阈值量S1(步骤S120)。这里，阈值量S1被设定为稍大于预定值Sth的值。
当HV-ECU 100未确定当前SOC低于阈值量S1时(步骤S120中为“否”)，HV-ECU 100将SOC控制模式设定为第一CS模式(步骤S92)，并且与第二CS模式相比扩大容许SOC波动带(步骤S94)。
另一方面，当HV-ECU 100确定当前SOC低于阈值量S1时(在步骤S120中为“是”)，HV-ECU 100将SOC控制模式设定为第二CS模式，替代第一CS模式(步骤S86)。由此，当当前SOC低于阈值量S1时，与当第一CS模式被保持时相比，容许SOC降低带降低。由此，可以在到达目的地之前抑制SOC降低到预定值Sth，并且可以抑制第一CD-CS切换控制比预期的更早结束。
只要保持技术一致性，可以适当地组合实施例和第一至第四变形。
应该认为，说明书中公开的实施例是示例，并且在所有方面都不是限制性的。本发明的范围旨在由权利要求而不是以上描述来限定，并且包括与权利要求等同的含义和范围中的所有修改。

Claims (8)

1.一种混合动力车辆，其特征在于包括：
内燃机；
电动发电机，其被连接于所述内燃机和驱动轮中的至少一方；
蓄电装置，其被电连接于所述电动发电机；以及
控制装置，其被配置为将所述蓄电装置的蓄电量的控制模式设定为电荷耗尽模式和电荷保持模式中的一种，
其中，
所述控制装置被配置为：与当所述控制装置正在执行第二切换控制时的、在所述电荷保持模式期间的所述蓄电装置的所容许的蓄电量的波动带相比，当所述控制装置正在执行第一切换控制时，扩大在所述电荷保持模式期间的所容许的蓄电量的所述波动带，
所述第一切换控制是下述控制：在该控制中，所述控制装置基于在所述混合动力车辆的计划行驶路线上的预测负载，来自动地执行在所述电荷耗尽模式与所述电荷保持模式之间的切换，并且
所述第二切换控制是下述控制：在该控制中，所述控制装置将所述蓄电量的所述控制模式设定为电荷耗尽模式，直到所述蓄电量降低到预定值。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其特征在于，
所述控制装置被配置为：与当所述控制装置不是正在执行所述第一切换控制时相比，当所述控制装置正在执行所述第一切换控制并且所述蓄电量比使能在所述电荷耗尽模式下行驶的蓄电量的下限值高时，扩大在所述电荷保持模式期间所容许的所述蓄电量的波动带。
3.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆，其特征在于，
所述控制装置被配置为：通过执行将所述蓄电装置的所要求的充放电功率限制在上限保护值与下限保护值之间的范围内的保护处理，来防止所述蓄电量偏离基准值，以及
所述控制装置被配置为：通过禁用或放松由所述保护处理所进行的对所要求的充放电功率的限制，来扩大在所述电荷保持模式期间所容许的所述蓄电量的波动带。
4.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆，其特征在于，
所述控制装置被配置为：
当在所述内燃机的工作期间所要求的功率降低至小于停止阈值时，停止所述内燃机，并且
与当所述控制装置不是正在执行所述第一切换控制时相比，当所述控制装置正在执行所述第一切换控制并且车速是被包含在高速区域中时，通过降低所述停止阈值，来扩大在所述电荷保持模式期间所容许的所述蓄电量的增加带。
5.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆，其特征在于，
所述控制装置被配置为：
当在所述内燃机的停止期间所述内燃机的所要求的功率超过启动阈值时，启动所述内燃机，并且
与当所述控制装置不是正在执行所述第一切换控制时相比，当所述控制装置正在执行所述第一切换控制并且车速是被包含在低速区域中时，通过增加所述启动阈值，来扩大在所述电荷保持模式期间所容许的所述蓄电量的降低带。
6.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆，其特征在于，
所述控制装置被配置为：
当在所述内燃机的工作期间所要求的功率降低至小于停止阈值时，停止所述内燃机，并且
与当所述控制装置不是正在执行所述第一切换控制时相比，当所述控制装置正在执行所述第一切换控制并且所述内燃机正在工作时，通过降低所述停止阈值，来扩大在所述电荷保持模式期间所容许的所述蓄电量的增加带。
7.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆，其特征在于，
所述控制装置被配置为：当在所述蓄电装置的所述蓄电量的所述波动带的扩大期间到目的地的剩余距离变得比阈值距离短时，减小所容许的所述蓄电量的增加带。
8.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆，其特征在于，
所述控制装置被配置为；当在所述蓄电装置的所述蓄电量的所述波动带的扩大期间所述蓄电量变为低于阈值量时，减小所容许的所述蓄电量的降低带。
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