车辆控制装置、车辆以及车辆控制方法
【专利摘要】本发明涉及一种车辆控制装置、车辆以及车辆控制方法，其进一步提高车辆的耗油率。本发明为一种被搭载于具有发动机、和通过由发动机的动力所驱动的交流发电机的发电量而能够进行充电的蓄电池的车辆上的车辆控制装置。车辆控制装置具备：怠速停止控制部(90)；蓄电池SOC计算部(120)，其求出蓄电池的SOC；怠速停止用容量设定部(110)，其在车辆行驶时，针对蓄电池的可使用的SOC范围而对怠速停止用容量进行设定，所述怠速停止用容量为，预计在由怠速停止控制所控制的从发动机停止起至再启动为止的停止与启动期间内所使用的容量；剩余容量控制部(130)，其在车辆行驶时，对交流发电机的发电量进行控制，以避免与通过所述SOC相对应的、所述可使用的SOC范围内的剩余容量低于所述怠速停止用容量。
【专利说明】车辆控制装置、车辆以及车辆控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种被搭载于具有发动机和蓄电池的车辆上的车辆控制装置、车辆以及车辆控制方法。
【背景技术】
[0002]在汽车中搭载有发动机和蓄电池,蓄电池通过发动机的动力而被充电。一直以来，作为实施向蓄电池的充电的充电控制，已知有一种如下的技术，即，在普通行驶过程中通过抑制向蓄电池的充电来节约燃料消耗量，在减速行驶过程中利用再生发电来实施向蓄电池的充电。
[0003]此外，作为节约燃料消耗量的控制，已知有怠速停止(还称为怠速/减速)控制。在下述的专利文献I中，公开了一种根据提高耗油率的要求而具备充电控制的功能和怠速停止控制的功能这两种功能的汽车。
[0004]然而，在上述技术中，在由怠速停止控制所控制的发动机的停止过程中，当蓄电池中所存储的电量被辅助设备类消耗时，有时发动机将因SOC (State of Charge:蓄电状态)不足而被再启动。“S0C”是指，表示在蓄电池中剩余了多少电力的指标。特别是，在上述技术中，由于剩余的SOC因充电控制的功能而变少，因此容易产生因SOC不足而引起的再启动。因此，无法充分实现耗油率的提高，从而存在改善的余地。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2005-67293号公报
[0008]专利文献2:日本特开2011-163281号公报
【发明内容】
[0009]发明所要解决的课题
[0010]本发明是为了解决上述的现有的课题中的至少一部分而完成的发明，其目的在于，进一步提高车辆的耗油率。
[0011 ] 用于解决课题的方法
[0012]为了解决上述的课题中的至少一部分，本发明能够采取以下的方式或应用例。
[0013][应用例I]
[0014]一种车辆控制装置，其被搭载于具有发动机、和通过由所述发动机的动力所驱动的发电机的发电量而能够进行充电的蓄电池的车辆上，所述车辆控制装置具备:怠速停止控制部，其实施怠速停止控制；soc检测部，其对所述蓄电池的蓄电状态(SOC)进行检测；怠速停止用容量设定部，其在所述车辆行驶时，针对所述蓄电池的可使用的SOC范围而对怠速停止用容量进行设定，所述怠速停止用容量为，预计在由所述怠速停止控制所控制的从发动机停止起至再启动为止的停止与启动期间内所使用的容量；剩余容量控制部，其在所述车辆行驶时，对所述发电机的发电量进行控制，以避免与通过所述SOC检测部而被检测出的SOC相对应的、所述可使用的SOC范围内的剩余容量低于所述怠速停止用容量。
[0015]根据该结构，在车辆行驶时，通过控制发电机的发电量来实施控制，以避免蓄电池的可使用的SOC范围内的剩余容量低于预计在停止与启动期间内所使用的怠速停止用容量。因此，能够抑制在停止与启动期间的中途发动机因SOC不足而被再启动的情况。由于发动机运转时的由动力增大而引起的SOC的增加，与在停止与启动期间的中途因SOC不足而使发动机再启动的情况相比，每单位SOC (例如SOCl % )的耗油率效果较高，因此能够提高车辆的耗油率。
[0016][应用例2]
[0017]在应用例I所记载的车辆控制装置中，具备充电控制部，所述充电控制部在所述车辆行驶时，对所述发电机的发电进行抑制，并允许由所述车辆的减速行驶中的再生发电实施的向所述蓄电池的充电，所述怠速停止用容量设定部将对如下分配率进行规定的参数作为所述怠速停止用容量而进行设定，所述分配率为，将所述蓄电池的可使用的SOC范围分配为，根据所述充电控制部所实施的对所述发电机的发电的抑制而所需要的充电控制用容量、和所述怠速停止用容量时的分配率。
[0018]根据该结构，蓄电池的可使用的SOC范围被分配为充电控制用容量和怠速停止用容量。对该充电控制用容量和所述怠速停止用容量的分配率进行规定的参数作为所述怠速停止用容量而被设定。因此，在蓄电池的可使用的SOC范围内，能够适当地规定怠速停止用容量。
[0019][应用例3]
[0020]在应用例I或应用例2所记载的车辆控制装置中，所述怠速停止用容量设定部具备:行驶环境预测部，其对引起停车的车辆的行驶环境进行预测；容量决定部，其根据所述行驶环境来决定所述怠速停止用容量。
[0021]根据该结构，能够根据行驶环境而高精度地对被预计为在停止与启动期间内所使用的怠速停止用容量进行推断。因此，能够使耗油率的提高的可靠性提高。
[0022][应用例4]
[0023]在应用例3所记载的车辆控制装置中，所述车辆具备使用所述蓄电池的SOC状态而进行工作的辅助设备类，所述怠速停止用容量设定部还具备对与所述辅助设备类的工作状况相关的本车辆状态进行计算的本车辆状态计算部，所述容量决定部除所述行驶环境之夕卜，还根据所述本车辆状态来实施所述怠速停止用容量的决定。
[0024]在辅助设备类中所耗费的电量较大时，消耗SOC的速度较快。根据该结构，由于对与辅助设备类的工作状况相关的本车辆状态也加以考虑而对怠速停止用容量进行计算，因此能够更高精度地对怠速停止用容量进行推断。因此，能够更加提高耗油率的提高的可靠性。
[0025][应用例5]应用例I或应用例2所记载的车辆控制装置中,所述车辆具备使用所述蓄电池的SOC状态而进行工作的辅助设备类，所述怠速停止用容量设定部具备:本车辆状态计算部，其对与所述辅助设备类的工作状况相关的本车辆状态进行计算；容量决定部，其根据所述本车辆状态来决定所述怠速停止用容量。
[0026]根据该结构，能够根据本车辆状态而高精度地对被预计为在停止与启动期间内所使用的怠速停止用容量进行推断。因此，能够使耗油率的提高的可靠性提高。[0027][应用例6]
[0028]一种车辆，具备:
[0029]发动机；蓄电池，其通过由所述发动机的动力所驱动的发电机的发电量而能够进行充电；怠速停止控制部，其实施怠速停止控制；soc检测部，其对所述蓄电池的蓄电状态(SOC)进行检测；怠速停止用容量设定部，其在所述车辆行驶时，针对所述蓄电池的可使用的蓄电状态范围而对怠速停止用容量进行设定，所述怠速停止用容量为，预计在由所述怠速停止控制所控制的从发动机停止起至再启动为止的停止与启动期间内所使用的容量；剩余容量控制部，其在所述车辆行驶时，对所述发电机的发电量进行控制，以避免与通过所述SOC检测部而被检测出的SOC相对应的、所述可使用的SOC范围内的剩余容量低于所述怠速停止用容量。
[0030][应用例7]
[0031]一种车辆控制方法，其中，车辆具有发动机、和通过由所述发动机的动力所驱动的发电机的发电量而能够进行充电的蓄电池，所述车辆控制方法具备:(a)实施怠速停止控制的工序；(b)对所述蓄电池的蓄电状态(SOC)进行检测的工序；(C)在所述车辆行驶时，针对所述蓄电池的可使用的蓄电状态范围而对怠速停止用容量进行设定的工序，其中，所述怠速停止用容量为，预计在由所述怠速停止控制所控制的从发动机停止起至再启动为止的停止与开始期间内所使用的容量；(d)在所述车辆行驶时，对所述发电机的发电量进行控制，以避免与通过所述SOC检测部而被检测出的SOC相对应的、所述可使用的SOC范围内的剩余容量低于所述怠速停止用容量的工序。
[0032]根据应用例6的车辆、以及应用例7的车辆控制方法，与应用例I的车辆控制装置相同，能够抑制在停止与启动期间的中途发动机因SOC不足而被再启动的情况，从而能够提高车辆的耗油率。
[0033]另外，本发明能够通过各种方式来实现。例如，能够通过具备应用例I的车辆控制装置的控制系统、用于使计算机实现与应用例7的车辆控制方法的各个工序相对应的功能的计算机程序、记录了该计算机程序的记录介质等的方式来实现。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1为表示作为本发明的一个实施例的汽车200的结构的说明图。
[0035]图2为功能性地表示E⑶50的结构的说明图。
[0036]图3为表示目标SOC推断程序的流程图。
[0037]图4为表示SOC分配要求等级计算用映射表MP的说明图。
[0038]图5为表示目标SOC计算用图表TB的说明图。
[0039]图6为表示关于汽车的运转中的车速与SOC的时序图的说明图。
【具体实施方式】
[0040]接下来，根据实施例并按照以下的顺序对本发明的实施方式进行说明。
[0041]A.整体结构:
[0042]B.ECU 的结构:
[0043]C.目标SOC推断部的结构:[0044]D.作用、效果:
[0045]E.改变例:
[0046]A.整体结构:
[0047]图1为表示作为本发明的一个实施例的汽车200的结构的说明图。汽车200为，装载了怠速停止功能的车辆。汽车200具备:发动机10、自动变速器15、差速齿轮20、驱动轮25、启动器30、交流发电机35、蓄电池40、电子控制单元(ECU:Electrical ControlUnit)50。
[0048]发动机10为，通过燃烧汽油或轻油等的燃料从而产生动力的内燃机。发动机10的动力向自动变速器15传递，并且经由驱动机构34而向交流发电机35传递。根据由驾驶员操作的加速踏板(未图示)的踏入量，而通过发动机控制计算机(未图示)来变更发动机10的输出。
[0049]自动变速器15自动执行变速比的变更(所谓的换档)。发动机10的动力(转速/转矩)通过自动变速器15而被变速，从而作为所需的转速/转矩，经由差速齿轮20而被传递到左右的驱动轮25上。如此，发动机10的动力以对应于加速踏板的踏入量的方式被变更，并且经由自动变速器15而被传递到驱动轮25上，从而实施车辆(汽车200)的加速/减速。
[0050]在本实施例中，向交流发电机35传递发动机10的动力的驱动机构34采用了带传动的结构。交流发电机35使用发动机10的动力的一部分来实施发电。所发出的电力经由变换器(未图示)而被用于蓄电池40的充电。在本说明书中，将由使用了交流发电机35的发动机10的动力所实施的发电称为“燃料发电”。交流发电机35相当于记载于[用于解决课题的方法]一栏中的“发电机”。
[0051]蓄电池40为，电压14V的作为直流电源的铅蓄电池，并向被设置于发动机主体以外的周边设备供给电力。在本说明书中，将作为被设置于发动机主体以外的周边设备的、使用蓄电池40的电力而进行工作的设备称为“辅助设备”。此外，将辅助设备的集合称为“辅助设备类”。在汽车200中，作为辅助设备类70而具备前照灯72、空调装置(A/C)74等。
[0052]启动器30为，通过从蓄电池40被供给的电力而使发动机10启动的电池电动机。通常情况下，在开始驾驶停止着的汽车时，如果驾驶员操作了点火开关(未图示)，则启动器30将起动从而使发动机10启动。如下文中说明的那样，该启动器30也被利用于从怠速停止状态起使发动机10再启动的情况中。在本说明书中，“怠速停止状态”是指，由怠速停止控制所控制的停止状态。
[0053]ECU50具备:执行计算机程序的CPU、存储计算机程序等的ROM、临时存储数据的RAM、与各种传感器以及作动器等相连接的输入输出端口等。作为与ECU50连接的传感器而设置有如下传感器，即:对驱动轮25的旋转速度进行检测的车轮速度传感器82、对制动踏板(未图示)有无踏入进行检测的制动踏板传感器84、将加速踏板(未图示)的踏入量作为加速器开度而进行检测的加速器开度传感器86、对蓄电池40的充放电电流进行检测的蓄电池电流传感器88、以及对交流发电机35的输出电流进行检测的交流发电机电流传感器89等。启动器30或交流发电机35等属于作动器。E⑶50从蓄电池40接受电力的供给。
[0054]E⑶50通过以来自上述各种传感器或发动机控制计算机(未图示)的信号为基础，来对启动器30或交流发电机35进行控制，从而在对发动机停止与再启动进行控制(怠速停止控制)的同时对蓄电池40的SOC进行控制。该ECU50为，与本发明直接相关的车辆控制装置。
[0055]B.ECU 的结构:
[0056]图2为功能性地表示E⑶50的结构的说明图。如该图所示，E⑶50具备怠速停止控制部90和SOC控制部100。怠速停止控制部90以及SOC控制部100实际上表示，通过ECU50中所设置的CPU来执行被存储于ROM中的计算机程序从而实现的功能。
[0057]怠速停止控制部90取得通过车轮速度传感器82而被检测出的车轮速度Vh、和通过加速器开度传感器86而被检测出的加速器开度Tp，并向启动器30输出使发动机10停止/启动的指示Ss。详细而言，怠速停止控制部90在车轮速度Vh降低而达到了小于预定速度(例如10km/h)时，设为发动机停止条件已成立，从而向启动器30输出发动机停止的指示Ss，之后，在根据加速器开度Tp而检测出加速踏板已被踏入时，设为发动机再启动条件已成立，从而向启动器30输出发动机再启动的指示Ss。
[0058]S卩，怠速停止控制部90在发动机停止条件已成立时使发动机10停止，在上述停止后，在发动机再启动条件已成立时使发动机10再启动。上述发动机停止条件以及发动机再启动条件并不限定于上文所述的条件。例如，既能够将车轮速度Vh完全成为Okm/h的情况设为发动机停止条件，也能够将脚从制动踏板上离开的情况设为发动机再启动条件。
[0059]SOC控制部100具备:目标SOC推断部110、蓄电池SOC计算部120、反馈控制部130。目标SOC推断部110将在车辆行驶时(例如，车轮速度Vh > Okm/h时)被预计为在由怠速停止控制所控制的从发动机停止起至再启动的期间(以下，称为“停止与启动期间”)内所使用的S0C，推断为目标SOC(以下，也称为“目标SOC值” )Cl，关于其详细结构将在C节中进行说明。另外，该目标SOC推断部110相当于记载于[用于解决课题的方法]一栏中的“怠速停止用容量设定部”。“S0C”被定义为，蓄电池中剩余的电量除以将蓄电池充满电时所存储的电量之后所得到的值。
[0060]蓄电池SOC计算部120根据通过蓄电池电流传感器88而被检测出的蓄电池40的充放电电流(称为“蓄电池电流”)Ab，而对蓄电池40的当前的S0C(以下，称为“当前SOC值”)C2进行计算。详细而言，通过将蓄电池40的充电电流设为正值，将蓄电池40的放电电流设为负值并对充放电电流Ab进行累计，从而对当前SOC值C2进行计算。蓄电池电流传感器88以及蓄电池SOC计算部120的结构相当于记载于[用于解决课题的方法]一栏中“S0C检测部”。另外，SOC检测部无需被限定为根据通过蓄电池电流传感器88而被检测出的蓄电池电流来进行计算的结构，也可以设为根据蓄电池电解液比重传感器、电池电压传感器、蓄电池端子电压传感器等而求出的结构。而且，SOC检测部无需限定为对蓄电池中剩余的电量进行检测的结构，也能够设为例如通过可充电量等的其他的参数来对蓄电状态进行检测的结构。
[0061]在车辆行驶时，反馈控制部130求出从目标SOC值Cl中减去当前SOC值C2之后所得到的差分值，并求出通过反馈控制而使该差分值与值O —致的电压指示值Sv。该电压指示值Sv为指示交流发电机35的发电量的值，并且将被发送至交流发电机35中。其结果为，通过燃料发电而将当前SOC值C2控制为目标SOC值Cl。反馈控制部130的结构相当于记载于[用于解决课题的方法]一栏中的“剩余容量控制部”。
[0062]在SOC控制部100中，虽然未图示，但除上述功能以外还设有被称为“蓄电池控制”的功能、和被称为“充电控制”的功能。下面，对蓄电池控制进行说明。蓄电池、特别是本实施例的铅蓄电池，由于有长寿命化的要求，因此被预先规定了可使用的SOC范围(运用的SOC范围)。因此，实施如下的“蓄电池控制”，即，在蓄电池40的SOC低于该SOC范围的下限值(例如60% )时，增大发动机10的动力而使SOC处于上述SOC范围内，在SOC超出SOC范围的上限值(例如90% )时，消耗SOC而使其处于上述SOC范围内。即使在由怠速停止控制所控制的发动机的停止时，如果SOC低于下限值，则发动机也将启动并通过燃料发电而使SOC处于上述SOC范围内。
[0063]“充电控制”为，通过抑制在普通行驶过程中由燃料发电而实施的向蓄电池的充电来节约燃料消耗量，并在减速行驶过程中通过再生发电来实施向蓄电池的充电的控制处理。由于对于充电控制而言其为众所周知的结构，因此虽然未进行详细说明，但大致实施以下处理。在充电控制中，在目标SOC值Cl超出当前SOC值C2时，执行普通行驶时的由反馈控制部130实施的反馈控制，并且，在普通行驶时、于目标SOC值Cl为当前SOC值C2以下之时，将预定的发电截止电压设为向交流发电机35指示的电压指示值Sv。根据该结构，能够抑制普通行驶时的充电从而节约燃料消耗量。另外，“普通行驶”是指，不属于车速为Okm/h的“停车”、以及实施了上述再生发电的“减速行驶”中的任意一种状态的汽车200的状态。
[0064]C.目标SOC推断部的结构:
[0065]目标SOC推断部110具备:行驶环境预测部112、本车辆状态预测部114、S0C分配要求等级计算部116、和目标SOC计算部118。
[0066]行驶环境预测部112对行驶环境进行预测。此处所称的“行驶环境”是指，表示成为今后(现在以后)将成为何种程度的怠速停止状态的参数，也可以说是与今后的预定期间中的停止与启动期间的 比例相关的参数。即，“行驶环境”为，引起由怠速停止控制所控制的停车的车辆的行驶环境。详细而言，行驶环境预测部112根据通过车轮速度传感器82而被检测出的车轮速度Vh，而对以指数来表示行驶环境的行驶环境指数进行计算。具体而言，根据车轮速度Vh而对从当前开始追溯的预定期间(例如10分间)内的停车时间的比率R进行计算，并根据该比率而对行驶环境指数Pl进行计算。即，在预定期间内，求出车轮速度Vh成为值O的停车时间的总和，并通过将该总和除以预定期间的整个时间从而计算出比率R，并且根据该比率R而对行驶环境指数Pl进行计算。
[0067]比率R较高是指，所述车辆的停止频度与停止期间的长度较高，并能够预测出今后的车辆的停止频度与长度也较高。因此，在本实施例中，根据下述情况来决定行驶环境指数P1。
[0068].10分钟停止时间比率R < 38%时，将行驶环境指数Pl设为值I。
[0069].38%^ 10分钟停止时间比率R < 42%时，将行驶环境指数Pl设为值2。
[0070].42%^ 10分钟停止时间比率R < 46%时，将行驶环境指数Pl设为值3。
[0071].10分钟停止时间比率R≤46%时，将行驶环境指数Pl设为值4。
[0072]上述阈值38 %、42 %、46 %并不限定于此，可以设为其他数值。此外，所求出的行驶环境指数Pl并不限定于I~4这四个，也可以设为三个、五个、六个等的其他数。另外，由于可以说行驶环境指数Pl较低的情况为郊外，行驶环境指数Pl较高的情况为市区，因此可以说行驶环境指数Pl的值越高城市化程度越高。
[0073]虽然在本实施例中，根据通过车轮速度传感器82而被检测出的车轮速度Vh而求出了行驶环境指数P1，但在本发明中并不限定于此。例如，也可以设为根据通过车速传感器而被检测出的车速的平均值、通过车轮速度传感器82而被检测出的车轮速度Vh的变化率(即加速度)、MT (Manual Transmission:手动换挡)车情况下的手动变速器的换档位置、或AT (Automatic Transmission:自动换挡)车情况下的自动变速器的齿轮比等而求得的结构。即，由于车速的平均值越低城市化程度越高，因此只需车速的平均值越低越将行驶环境指数Pl设为较高的值即可。由于车轮速度Vh的变化率越高城市化程度越高，因此只需车轮速度Vh的变化率越高越将行驶环境指数Pl设为较高的值即可。由于手动变速器的换档位置越被频繁实施则城市化程度越高，因此只需手动变速器的换档位置越被频繁实施而越将行驶环境指数Pl设为较高的值即可。由于自动变速器的齿轮比等越频繁切换则城市化程度越高，因此只需自动变速器的齿轮比等越频繁切换而越将行驶环境指数Pl设为较高的值即可。
[0074]另外，上述车轮速度Vh和代替车轮速度Vh的各个参数，无需限定于根据从这些参数中选择出的一个参数来求出行驶环境指数Pl的结构，也可以采用根据两个以上的参数来求出行驶环境指数Pl的结构。在采用两个以上的参数的情况下，优选为，采用在各个参数上乘以单独的加权指数从而求出行驶环境指数Pl的结构。另外，通过采用上文所述的车轮速度Vh与代替车轮速度Vh的各个参数，从而能够仅通过汽车200这一自律系统来对行驶环境进行预测。相对于此，也可以采用根据从自律系统的外部取得的信息来求出行驶环境指数Pl的结构。作为从自律系统的外部取得的信息而有导航系统的道路地图信息等。根据导航系统的道路地图信息能够分辨出今后的行驶地位置是市区还是郊外，从而能够求出行驶环境指数Pl。
[0075]本车辆状态预测部114对汽车200的状态(本车辆状态)进行预测。此处所称“本车辆状态”是指，表示汽车200今后将消耗何种程度的SOC的参数。详细而言，本车辆状态预测部114根据通过蓄电池电流传感器88而被检测出的蓄电池电流Ab、和通过交流发电机电流传感器89而被检测出的交流发电机电流Aa，来对在辅助设备类70中所消耗的电力量进行计算，并将该电力量作为本车辆状态P2而输出。由于在辅助设备类70中所消耗的电力量较大时消耗SOC的速度较快，因此在本实施例中，本车辆状态预测部114将在辅助设备类70中所消耗的电力量作为本车辆状态P2而求出。
[0076]另外，虽然上文根据在辅助设备类70中所消耗的电力量而求出了本车辆状态P2，但在本发明中并不限定于此。例如，也可以采用根据与空调装置(A/C)的消耗电力存在对应关系的空调信息(例如，目标温度与车内温度之差)、或表示发动机水温与周围温度之差等的发动机的预热状况的信息等，来求出本车辆状态P2的结构。另外，无需限定于根据从在辅助设备类70中所消耗的电力量、空调信息或预热状况信息等之中选出的一个参数来求出本车辆状态P2的结构，也可以采用根据两个以上的参数来求出本车辆状态P2的结构。在采用两个参数的情况下，优选为，采用在各个参数上乘以单独的加权指数从而求出本车辆状态P2的结构。
[0077]而且，虽然上文所述的各个示例是通过当前被检测出的传感器信号来求出辅助设备类的当前的工作状况，并将该当前的工作状况视为今后的本车辆状态，但代替于此，也可以采用通过根据上述方式所求出的当前的工作状况来捕捉工作状况发生变化的征兆，从而对今后的本车辆状态进行预测的结构。[0078]上述结构的行驶环境预测部112以及本车辆状态预测部114，在汽车200开始运转之后，始终实施该预测。各个部122?124实际上是通过E⑶50中所设置的CPU执行被存储于ROM中的计算机程序而实现的。通过行驶环境预测部112而计算出的行驶环境指数PU与通过本车辆状态预测部114而计算出的本车辆状态P2被发送至SOC分配要求等级计算部116。
[0079]SOC分配要求等级计算部116根据行驶环境指数Pl以及本车辆状态P2来对SOC分配要求等级P3进行计算，并且目标SOC计算部118根据SOC分配要求等级P3来对目标SOC值Cl进行计算。以下，在下文中对SOC分配要求等级计算部116以及目标SOC计算部118的内容进行详细叙述。
[0080]图3为表示目标SOC推断程序的流程图。该目标SOC推断程序，在车辆行驶时每预定时间(例如，60sec)被反复执行。S卩，目标SOC推断程序在由怠速停止控制所控制的发动机10的停止时不被执行。如该图所示，当处理开始时，E⑶50的CPU取得通过行驶环境预测部112 (图2)而被求出的行驶环境指数Pl (步骤S100)，并且取得通过本车辆状态预测部114 (图2)而被求出的本车辆状态P2(步骤S200)。
[0081]在执行步骤S200之后，CPU使用SOC分配要求等级计算用映射表MP，并根据行驶环境指数Pl和本车辆状态P2而实施对SOC分配要求等级进行计算的处理(步骤S300)。如先前说明的那样，在蓄电池中，每种蓄电池都被规定了可使用的SOC范围。在本实施例中，实现了将可使用的SOC范围分配为怠速停止用和充电控制用的情况，“S0C分配要求等级”为指定上述分配的等级的参数。
[0082]图4为表示SOC分配要求等级计算用映射表MP的说明图。如该图所示，SOC分配要求等级计算用映射表MP为，在横轴上取行驶环境指数Pl、在纵轴上取本车辆状态P2来绘制与横轴的值和纵轴的值相对应的SOC分配要求等级P3从而得到的映射表数据。通过预先实验性地或通过模拟而求出行驶环境指数P1、本车辆状态P2、S0C分配要求等级P3之间的关系，从而制作出SOC分配要求等级计算用映射表MP，并存储于ROM中。在步骤S300中，从ROM中调出SOC分配要求等级计算用映射表MP并参照该映射表MP从而取得与在步骤SlOO中所求出的行驶环境指数Pl和在步骤S200中所求出的本车辆状态P2相对应的SOC分配要求等级P3。在图示的示例中，作为SOC分配要求等级P3，准备了 A、B、C、D四个值。A、B、C、D依次成为较高的值。行驶环境指数Pl越高，本车辆状态P2越高，SOC分配要求等级P3越成为较高的值。
[0083]返回图3，在执行步骤S300之后，CPU使用目标SOC计算用图表TB，并根据SOC分配要求等级P3来实施对目标SOC值Cl进行计算的处理(步骤S400)。
[0084]图5为表示目标SOC计算用图表TB的说明图。如该图所示,在目标SOC计算用图表TB中，在横轴上取SOC分配要求等级P3、在纵轴上取目标SOC值Cl通过直线L来表示SOC分配要求等级P3与目标SOC值Cl之间的关系。通过预先实验性地或通过模拟而求出的该SOC分配要求等级P3与目标SOC值Cl之间的关系，从而制作出目标SOC计算用图表TB,并存储于ROM中。在步骤S400中，从ROM中调出目标SOC计算用图表TB并参照该图表TB从而取得与在步骤S300中所计算出的SOC分配要求等级P3相对应的目标SOC值Cl。
[0085]如图示那样，通过直线L表示的目标SOC值Cl为，被设定在蓄电池40的可使用SOC范围W内的值，且表示将该可使用的SOC范围W分配为充电控制用容量和怠速停止用容量时的分配率。换言之，相对于蓄电池40的可使用的SOC范围W而分别将怠速停止用容量的区域设定于下侧、将充电控制用容量的区域设定于上侧，并且两个区域的边界成为目标SOC值Cl。此外，也可以表述为，在可使用的SOC范围W的下限值上加上怠速停止用容量之后的水平被设定为目标SOC值Cl。
[0086]充电控制用容量为，根据由上文所述的充电控制所实施的燃料发电的抑制而所需要的电池容量。怠速停止用容量为，预计在今后的停止与启动期间内所使用的容量。在本实施例中，怠速停止用容量被规定为所能预计的最大的大小。SOC分配要求等级P3成为越较高的值，则怠速停止用容量越大。虽然将SOC控制在与直线L相比靠上侧时，由于对应于该SOC的可使用的SOC范围内的剩余容量超出怠速停止用容量，因此能够完全实施怠速停止控制，但仅剩余该超出的量。因此，可以表述为，通过直线L而表示的目标SOC值Cl，表示今后能够完全实施怠速停止控制、且能够使用于SOC存储的发电量为最小的S0C。
[0087]虽然如直线L所示，目标SOC值Cl为随着SOC分配要求等级P3的上升而线性增大的值，但在本发明中并不限定于此。例如，也可以采用以如下方式规定目标SOC值Cl的结构，即，在SOC分配要求等级P3为预定值以下时随着SOC分配要求等级P3的上升而线性增大，在SOC分配要求等级P3超出预定值时维持固定值。该结构在可使用的SOC范围较小的蓄电池的情况下有效。而且，也可以代替以直线表示目标SOC值Cl的变化的结构，而采用以曲线来表示的结构。
[0088]返回图3，在执行步骤S400之后，CPU将在步骤S400中计算出的目标SOC值Cl输出至反馈控制部130 (步骤S500)，之后，暂时结束目标SOC推断程序。在反馈控制部130 (图2)中，当前SOC值C2被控制为上述被计算出的目标SOC值Cl。虽然当前SOC值C2指示了蓄电池40的可使用的SOC范围内的剩余容量，但上述控制的结果为，在车辆行驶过程中，能够避免剩余容量低于怠速停止用容量。即，在图5中，在当前SOC值位于充电控制用容量的区域时，也就是说，在上述剩余容量超出怠速停止用容量时，将实施充电控制来抑制由燃料发电实施的向蓄电池40的充电。而且，在SOC降低并将要低于怠速停止用容量时，通过利用燃料发电而使SOC被控制为由直线L表示的目标SOC值Cl，从而避免将要低于上述怠速停止用容量的情况。
[0089]D.作用、效果:
[0090]图6为表示关于汽车200的运转过程中的车速与蓄电池40的SOC (当前SOC值C2)的时序图的说明图。时序图为，在纵轴上取车速和S0C、在横轴上取时间而形成的图。当汽车200开始运转，并在时刻to汽车200出发时，车速逐渐增加，直至普通行驶。之后，在时刻tl，车辆转变为减速状态。在从该时刻to至时刻tl的tO-tl期间内，如实线所示，SOC逐渐降低。该实线是关于现有示例的线，在本实施例中将如双点划线那样发生变化。对此，将在后文叙述。
[0091]时刻tl之后，在时刻t2车辆停止。在tl_t2的期间内，进行由于减速而实施的再生发电，从而如实线所示SOC逐渐上升。从时刻t2(严格而言在发动机停止条件已成立时)起至车速上升的时刻t3为止的期间为停止与启动期间SST，发动机10被停止。在停止与启动期间SST中，通过由辅助设备类实施的电力消耗而使SOC逐渐下降。在现有示例中，如实线所示，当在该停止过程中SOC达到下限值SL时(时刻tb)，通过蓄电池控制而使发动机10再启动。在再启动之后,如实线所示,利用发动机10的动力来实施发电从而SOC增大。[0092]在本实施例中，在普通行驶时SOC降低，在蓄电池40的可使用SOC范围内的剩余容量低于了怠速停止用容量时(时刻ta)，通过燃料发电而使SOC被增大。如图中双点划线所示，在ta_t2期间内SOC增大。由于该增大是考虑了预计在今后的停止与启动期间内所使用的最大的电池容量，因此即使在停止与启动期间t2-t3内SOC降低了，SOC也不会降至下限值SL。另外，“今后的停止与启动期间”并不限于图示的一个停止与启动期间SST，如果在预定的期间内具有多个停止与启动期间，则为这些停止与启动期间的全部。
[0093]因此,在本实施例中，如现有示例所示,在停止与启动期间t2_t3内，不会出现SOC达到下限值而使发动机10被再启动的情况。在停止与启动期间的中途因SOC不足而再启动发动机的情况与在发动机的运转时动力增大而使SOC增加的情况相比，需要将近三倍至五倍的燃料量。即，在发动机的运转时的每单位SOC (例如SOCl %)的耗油率效果与在停止与启动期间的中途因SOC不足而再启动发动机的情况相比，优异了三倍至五倍。因此，本实施例的汽车200与现有示例相比，能够提高耗油率。
[0094]E.改变例:
[0095]另外，本发明并不限定于上述的实施例或实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够在各种方式中实施，例如也能够进行如下的变形。
[0096].改变例1:
[0097]虽然在上述实施例中，根据行驶环境指数Pl以及本车辆状态P2而求出了 SOC分配要求等级P3，但是取而代之也可以采用如下的结构，即，在汽车200的仪表板(未图示)上设置由驾驶员操作的标度盘，并根据该标度盘的操作量而求出SOC分配要求等级P3的结构。驾驶员例如在从郊外进入市区的情况下，通过将标度盘切换为“高”侧而使SOC分配要求等级P3变大，从而能够增大目标S0C、即怠速停止用的分配率。根据该结构，在驾驶员能够知晓今后进入的地域并对SOC分配要求等级进行设定的情况下，能够根据行驶环境而高精度地设定在停止与启动期间内所使用的最大S0C。另外，标度盘既可以为能够指示“高”和“低”的两个级别的表盘，也可以为能够指示三个以上的多个级别的表盘。此外，标度盘也能够替换为开关等其他的输入单元。而且，并非仅通过标度盘的操作量来求出SOC分配要求等级P3，在上述实施例中也能够采用如下结构，S卩，基于上述标度盘的操作量而对根据行驶环境指数Pl和本车辆状态P2而求出的SOC分配要求等级P3进行补正的结构。
[0098].改变例2:
[0099]虽然在上述实施例中，采用了根据行驶环境指数Pl和本车辆状态P2而暂且求出SOC分配要求等级P3，并根据SOC分配要求等级P3而对目标SOC进行计算的结构，但取而代之也可以采用根据行驶环境指数Pl和本车辆状态P2而直接计算目标SOC的结构。SP，也可以采用根据行驶环境指数Pl和本车辆状态P2而直接对将蓄电池的可使用SOC范围分配为充电控制用和怠速停止用的分配率进行计算的结构。同样地，在上述改变例I中，也可以采用根据标度盘的操作量而直接对目标SOC进行计算的结构。
[0100].改变例3:
[0101]虽然在上述实施例中，SOC分配要求等级是根据行驶环境指数Pl和本车辆状态P的双方而进行计算的，但取而代之也可以采用根据行驶环境指数Pi和本车辆状态P中的任意一方而进行计算的结构。
[0102].改变例4:[0103] 虽然在上述实施例中，蓄电池采用了铅蓄电池，但在本发明中并不限定于此。例如，也能够替换为锂离子蓄电池、摇椅型蓄电体等的其他种类的蓄电池。此外，虽然在上述实施例中，车辆为汽车，但是取而代之也可以采用电车等的汽车以外的车辆。
[0104].改变例5:
[0105]在上述实施例中，可以通过硬件(例如集成电路)来实现由软件实现的功能的一部分，或者可以通过软件来实现由硬件实现的功能的一部分。
[0106].改变例6:
[0107]另外，在上文所述的实施例以及各个改变例中的结构要素之中的、记载于独立权利要求中的要素以外的要素为附加的要素，能够适当省略。例如，能够省略在普通行驶过程中通过抑制向蓄电池的充电而节约燃料消耗量、并在减速行驶过程中利用再生发电来实施向蓄电池的充电的充电控制。
[0108]符号说明
[0109]10…发动机；
[0110]15…自动变速器；
[0111]20…差速齿轮；
[0112]25…驱动轮；
[0113]30…启动器；
[0114]34…驱动机构；
[0115]35…交流发电机；
[0116]40…蓄电池；
[0117]50...ECU;
[0118]70…辅助设备类；
[0119]72…前照灯；
[0120]74…空调装置；
[0121]82…车轮速度传感器；
[0122]84…制动踏板传感器；
[0123]86…加速器开度传感器；
[0124]88…蓄电池电流传感器；
[0125]89…交流发电机电流传感器；
[0126]90…怠速停止控制部；
[0127]100…SOC 控制部；
[0128]110…目标SOC推断部；
[0129]112…行驶环境预测部；
[0130]114…本车辆状态预测部；
[0131]116...SOC分配要求等级计算部；
[0132]118…目标SOC计算部；
[0133]120…蓄电池SOC计算部；
[0134]130…反馈控制部；
[0135]200 …汽车。
【权利要求】
1.一种车辆控制装置，其被搭载于具有发动机、和通过由所述发动机的动力所驱动的发电机的发电量而能够进行充电的蓄电池的车辆上，所述车辆控制装置具备: 怠速停止控制部，其实施怠速停止控制； 蓄电状态检测部，其对所述蓄电池的蓄电状态(SOC)进行检测； 怠速停止用容量设定部，其在所述车辆行驶时，针对所述蓄电池的可使用的蓄电状态范围而对怠速停止用容量进行设定，所述怠速停止用容量为，预计在由所述怠速停止控制所控制的从发动机停止起至再启动为止的停止与启动期间内所使用的容量； 剩余容量控制部，其在所述车辆行驶时，对所述发电机的发电量进行控制，以避免与通过所述蓄电状态检测部而被检测出的蓄电状态相对应的、所述可使用的蓄电状态范围内的剩余容量低于所述怠速停止用容量。
2.如权利要求1所述的车辆控制装置，其中， 具备充电控制部，所述充电控制部在所述车辆行驶时，对所述发电机的发电进行抑制，并允许由所述车辆的减速行驶中的再生发电实施的向所述蓄电池的充电， 所述怠速停止用容量设定部将对如下分配率进行规定的参数作为所述怠速停止用容量而进行设定，所 述分配率为，将所述蓄电池的可使用的蓄电状态范围分配为，根据所述充电控制部所实施的对所述发电机的发电的抑制而所需要的充电控制用容量、和所述怠速停止用容量时的分配率。
3.如权利要求1或权利要求2所述的车辆控制装置，其中， 所述怠速停止用容量设定部具备: 行驶环境预测部，其对引起停车的车辆的行驶环境进行预测； 容量决定部，其根据所述行驶环境来决定所述怠速停止用容量。
4.如权利要求3所述的车辆控制装置，其中， 所述车辆具备使用所述蓄电池的蓄电状态而进行工作的辅助设备类， 所述怠速停止用容量设定部还具备对与所述辅助设备类的工作状况相关的本车辆状态进行计算的本车辆状态计算部， 所述容量决定部除所述行驶环境之外，还根据所述本车辆状态来实施所述怠速停止用容量的决定。
5.如权利要求1或者权利要求2所述的车辆控制装置，其中， 所述车辆具备使用所述蓄电池的蓄电状态而进行工作的辅助设备类， 所述怠速停止用容量设定部具备: 本车辆状态计算部，其对与所述辅助设备类的工作状况相关的本车辆状态进行计算； 容量决定部，其根据所述本车辆状态来决定所述怠速停止用容量。
6.—种车辆，具备: 发动机； 蓄电池，其通过由所述发动机的动力所驱动的发电机的发电量而能够进行充电； 怠速停止控制部，其实施怠速停止控制； 蓄电状态检测部，其对所述蓄电池的蓄电状态(SOC)进行检测； 怠速停止用容量设定部，其在所述车辆行驶时，针对所述蓄电池的可使用的蓄电状态范围而对怠速停止用容量进行设定，所述怠速停止用容量为，预计在由所述怠速停止控制所控制的从发动机停止起至再启动为止的停止与启动期间内所使用的容量； 剩余容量控制部，其在所述车辆行驶时，对所述发电机的发电量进行控制，以避免与通过所述蓄电状态检测部而被检测出的蓄电状态相对应的、所述可使用的蓄电状态范围内的剩余容量低于所述怠速停止用容量。
7.—种车辆控制方法，其中，车辆具有发动机、和通过由所述发动机的动力所驱动的发电机的发电量而能够进行充电的蓄电池，所述车辆控制方法具备: (a)实施怠速停止控制的工序； (b)对所述蓄电池的蓄电状态(SOC)进行检测的工序； (C)在所述车辆行驶时，针对所述蓄电池的可使用的蓄电状态范围而对怠速停止用容量进行设定的工序，其中，所述怠速停止用容量为，预计在由所述怠速停止控制所控制的从发动机停止起至再启动为止的停止与开始期间内所使用的容量； (d)在所述车辆行驶时，对所述发电机的发电量进行控制，以避免与通过所述蓄电状态检测部而被检测出的蓄电状态相对应的、所述可使用的蓄电状态范围内的剩余容量低于所述怠速停止用容量的工序。
【文档编号】B60W10/06GK103946518SQ201180074922
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2011年11月18日 优先权日:2011年11月18日
【发明者】植木伸和, 伊藤耕巳, 宫下亨裕, 栃木康平 申请人:丰田自动车株式会社