车辆的控制系统的制作方法

本发明涉及车辆的控制系统。

背景技术：

日本特开2016-165918号公报公开了一种车辆的控制系统。车辆配备有发动机、电动发电机、蓄电池、控制装置和导航系统。发动机利用燃料产生动力。电动发电机利用从蓄电池供应的电力产生动力。控制装置对蓄电池的充电率(以下，称为“soc”)进行管理。导航系统将当前地点信息与地图信息组合起来进行行驶导向。

在由使用者设定了目的地的情况下，导航系统进行从当前地点到目的地的行驶路径的导向。在行驶路径中包含高速道路的情况下，控制装置进行在高速道路的行驶中使soc恢复的恢复控制。在恢复控制中，设定车辆通过高速道路的出口时的soc的目标值，基于该目标值来设定发动机的工作点。如果进行恢复控制，则能够确保从高速道路的出口到目的地的行驶。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2016-165918号公报

【专利文献2】日本特开2009-029154号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

然而，对于实施恢复控制，设定目的地成为前提。因此，在不设定目的地的情况下，存在着soc的目标值没有被设定，恢复控制也不被进行的可能性。

本发明的一个目的在于，提供一种即使在使用者不设定目的地的情况下，也能够在高速道路的行驶中进行恢复控制的技术。

用于解决课题的手段

第一个方案是用于解决上述课题的车辆的控制系统。

所述控制系统包括发动机、蓄电池、电动机、发电机、管理控制器以及导航控制器。

所述发动机以及蓄电池装载于车辆中。

所述电动机相对于所述车辆的驱动轮机械地连接。所述电动机从所述蓄电池接受电力的供应而产生所述车辆的行驶驱动力。

所述发电机相对于所述发动机机械地连接。所述发电机利用所述发动机的动力产生所述蓄电池的充电电力。

所述管理控制器进行管理所述蓄电池的充电率的管理控制。

所述导航控制器基于当前地点信息以及地图信息对从所述车辆的当前地点到目的地的行驶路径进行导向。

所述管理控制包括恢复控制。所述恢复控制是在所述蓄电池的实际充电率在其下限值以下的情况下，使所述发动机工作，以使得所述充电率恢复到基于所述实际充电率设定的恢复目标值。

所述管理控制器，在所述恢复控制中，

基于所述当前地点信息以及地图信息，判定所述当前地点是否在高速道路上，

判定有无对于所述导航控制器输入所述目的地，

在判定为所述当前地点在所述高速道路上且有所述目的地的输入的情况下，作为所述车辆通过所述高速道路的预定出口时的所述恢复目标值，设定第一目标值，

在判定为所述当前地点在所述高速道路上且没有所述目的地的输入的情况下，作为所述车辆通过所述高速道路的下一个出口时的所述恢复目标值，设定第二目标值。

第二个方案在第一个方案中还具有下面的特征。

所述第二目标值比所述第一目标值高。

第三个方案在第一或第二个方案中还具有下面的特征。

所述下限值包括第一下限值和第二下限值。所述第一下限值是在有所述目的地的输入且所述当前地点在所述高速道路上的情况下设定的所述充电率的下限值。所述第二下限值是在没有所述目的地的输入且所述当前地点在所述高速道路上的情况下设定的所述充电率的下限值。

所述第二下限值比所述第一下限值高。

第四个方案在第三个方案中还具有下面的特征。

所述下限值还包括第三下限值。所述第三下限值是在所述当前地点不在所述高速道路上的情况下设定的所述充电率的下限值。

所述第一下限值及所述第二下限值比所述第三下限值高。

第五个方案在第一至第四个方案的任一个中还具有下面的特征。

所述管理控制还包括保持控制。所述保持控制是在所述实际充电率在上限值以上的情况下，将所述充电率保持在所述上限值的管理控制。

第六个方案在第五个方案中还具有下面的特征。

所述上限值包括第一上限值和第二上限值。所述第一上限值是在有所述目的地的输入且所述当前地点在所述高速道路上的情况下设定的所述充电率的上限值。所述第二上限值是在没有所述目的地的输入且所述当前地点在所述高速道路上的情况下设定的所述充电率的上限值。

所述第二上限值比所述第一上限值高。

第七个方案在第一至第六个方案的任一个中还具有下面的特征。

所述车辆为串列型的混合动力车辆。

发明效果

根据第一个方案，在判定为当前地点在高速道路上且有目的地的输入的情况下，作为车辆通过高速道路的预定出口时的恢复目标值，设定第一目标值。另外，在判定为当前地点在高速道路上且没有目的地的输入的情况下，作为车辆通过高速道路的下一个出口时的恢复目标值，设定第二目标值。从而，无论有无目的地的输入，都能够在高速道路的行驶中进行恢复控制。

根据第二个方案，在没有目的地的输入的情况下的第二目标值比在有目的地的输入的情况下的第一目标值高。从而，在没有目的地的输入的情况下，与有目的地的输入的情况相比，能够使充电率恢复得多。因而，在高速道路的行驶结束之后，能够长时间地持续进行只基于电动机的驱动的行驶。

根据第三个方案，在没有目的地的输入的情况下的第二下限值比在有目的地的输入的情况下的第一下限值高。从而，在没有目的地的输入的情况下，与有目的地的输入的情况相比，能够使恢复控制从更早的阶段开始，能够更早地使充电率恢复。

根据第四个方案，在当前地点在高速道路上的情况下的第一下限值及第二下限值比在当前地点不在高速道路上的情况下的第三下限值高。因此，在来自于发动机的噪音容易被混入周围的背景噪音的高速道路的行驶中提高恢复控制的执行频率，能够通过恢复控制的实施，降低驾驶员感到不适的情况。

根据第五个方案，在实际充电率在上限值以上的情况下，进行将充电率保持在上限值的保持控制。从而，能够防止蓄电池的过充电，延长蓄电池的寿命。

根据第六个方案，在没有目的地的输入的情况下的第二上限值比在有目的地的输入的情况下的第一上限值高。因此，在没有目的地的输入的情况下，与有目的地的输入的情况相比，充电率被保持在更高的值。因而，在高速道路的行驶结束后，能够长时间地持续进行只基于电动机的驱动的行驶。

根据第七个方案，能够在串列型的混合动力车辆中恰当地进行恢复控制。

附图说明

图1是表示采用根据本发明的实施方式的控制系统的车辆的一个例子的图。

图2是说明在一般道路上的soc管理控制的时间图。

图3是说明在有目的地的输入的情况下，在高速道路上的soc管理控制的时间图。

图4是说明在有目的地的输入的情况下的soc管理控制的处理流程的流程图。

图5是说明在没有目的地的输入的情况下，在高速道路上的soc管理控制的时间图。

图6是说明在本发明的实施方式中进行的soc管理控制的处理流程的流程图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，对于在各个附图中共同的部件，赋予相同的附图标记并省略重复的说明。另外，本发明不受以下的实施方式的限制。

1.控制系统的结构

首先，参照图1，说明根据本实施方式的控制系统的结构。图1是表示采用根据本实施方式的控制系统100的车辆的一个例子的图。图1中所示的车辆为串列型的混合动力车辆。但是，控制系统100也可以适用于增程器型的电动汽车。控制系统100还可以适用于并列型的混合动力车辆。

如图1所示，控制系统100的驱动系配备有发动机10、发电电动机12、驱动电动机14、蓄电池16、减速机构18、驱动轮20、变换器22及24、以及充电器26。

发动机10是通过将由燃料的燃烧产生的热能转换为活塞等运动部件的动能而输出动力的内燃机。作为发动机10的燃料，例示有汽油、轻油、氢燃料。在有对发动机10的发电要求的情况下，发动机10被发电电动机12起动。发动机10利用在发动机10中产生的动力来驱动发电电动机12。当没有发电要求时，发动机10停止。

发电电动机12为交流旋转电机，例如，由三相交流同步电动机构成。发电电动机12直接连接于发动机10。在有发电要求的情况下，发电电动机12作为电动机工作，使发动机10起动。在发动机10的驱动中，发电电动机12作为发电机工作，将来自于发动机10的动力转换成电力。

与发电电动机12同样，驱动电动机14为交流旋转电机。驱动电动机14经由减速机构18与驱动轮20连接。驱动电动机14主要作为电动机工作而对驱动轮20进行驱动。在车辆减速时，驱动电动机14作为发电机工作，进行再生发电。

蓄电池16是可再充电的直流电源，例如，由镍氢电池、锂离子电池等二次电池构成。蓄电池16储存由发电电动机12发电产生的电力、以及由驱动电动机14再生发电产生的电力。蓄电池16向驱动电动机14提供储存的电力。蓄电池16也向作为发动机起动器的发电电动机12提供储存的电力。

变换器22是发电电动机12用的变换器。变换器22配置在发电电动机12与蓄电池16之间，进行双向的直流电力与交流电力的转换。变换器24是驱动电动机14用的变换器。变换器24配置在驱动电动机14与蓄电池16之间，进行双向的直流电力与交流电力的转换。

充电器26的一端与蓄电池16连接，另一端能够连接地与外部电源(未图示)连接。在驻车时，充电器26将从外部电源供应的电力转换成蓄电池16的电压水平并输出给蓄电池16。

另外，如图1所示，控制系统100的控制系配备有电动机·发电机控制器28、发动机控制器30、蓄电池控制器32、导航控制器34、以及综合控制控制器36。这些控制器分别为配备有cpu(中央处理器)、存储器、输入输出端口等的微型计算机。

电动机·发电机控制器28根据来自于综合控制控制器36的控制指令，为了控制发电电动机12的输入输出转矩，而操作变换器22。另外，电动机·发电机控制器28根据控制指令，为了控制驱动电动机14的输入输出，而操作变换器24。

发动机控制器30根据来自于综合控制控制器36的控制指令，为了控制发动机10的输出扭矩，而操作各种促动器。作为各种促动器，举例为节气门、点火装置以及喷射器。当操作节气门时，吸入空气量被调整。当操作点火装置时，点火正时被调整。当操作喷射器时，燃料喷射量被调整。

蓄电池控制器32推定蓄电池16的充电率(soc)、能够从蓄电池16输入输出的能量等内部状态量。soc是用百分比表示相对于蓄电池16的满充电量而言的当前充电量的量。soc例如基于由电压传感器(未图示)检测出的输出电压来计算。或者，soc基于由电流传感器(未图示)检测出的输入输出电流来计算。

导航控制器34将当前地点信息与地图信息组合来进行行驶导向。使用接收来自于卫星的gps信号的gps设备38来计测当前地点信息。从hdd(未图示)等永久存储器读取地图信息。作为地图信息，例如为道路的种类(一般道路或高速道路)、道路的坡度、道路的曲率。在驾驶员输入了目的地的情况下，导航控制器34查找从当前地点到目的地的行驶路径，进行行驶导向。

综合控制控制器36对控制器28、30、32以及34进行协调，并且，根据驾驶员的要求控制驱动电动机14的输出，另外，考虑到运转性和油耗(经济性)两方面，对发动机10的输出(发电电动机12的输出)进行控制。下面说明的soc管理控制在综合控制传感器36中实施。

2.soc管理控制

soc管理控制是对发动机10的输出(发电电动机12的输出)以及驱动电动机14的输出进行控制、以便使蓄电池16的充电率落入所希望的范围的控制。本实施方式的控制系统利用当前地点信息以及地图信息进行soc管理控制。

2.1在一般道路上的soc管理控制

图2是说明在一般道路上的soc管理控制的时间图。一般道路为城市街区内的道路，主要进行以只基于驱动电动机14的驱动的低速或中速的行驶。因此，如图2所示，soc逐渐降低。但是，即使在一般道路的行驶中，在soc下降至阈值th0以下的情况下，也会进行使soc恢复的控制(以下，称为“恢复控制”)。

在一般道路上的恢复控制中，设定一般道路用的soc的目标值(以下，称为“soc_t0”)。并且，对于soc_t0，考虑气压、发动机热效率、发电机效率等而设定发动机10的工作点。在soc上升至soc_t0以上之后，发动机10的驱动结束。即，由发动机10进行的发电结束。这样，在一般道路的行驶中，soc被管控在阈值th0与soc_t0之间。

2.2在高速道路上的soc的管理控制

在高速道路上的soc管理控制，根据驾驶员是否输入了目的地而进行不同内容的控制。

(1)有目的地的输入的情况

在有目的地的输入的情况下，也进行恢复控制。但是，在有目的地的输入的情况下，设定高速道路用的soc的第一目标值(以下，称为“soc_t1”)。另外，在有目的地的输入的情况下，除了恢复控制，还进行保持soc的控制(以下，也称为“保持控制”)。在该保持控制中，soc被保持在soc_t1。

(i)恢复控制

图3是说明在有目的地的输入的情况下的高速道路上的soc管理控制的时间图。高度道路是没有交叉点、在高速公路出入口限制车辆相对于一般道路的出入的道路，进行高速的稳定行驶。因而，在高速道路的行驶中，与在一般道路的行驶中相比，从更早的阶段开始恢复控制。图3中所示的阈值th1是用于判定是否开始恢复控制的判定值，被设定为比在图2中说明的阈值th0高的值。

在图3的例子中，在高速道路上的位置p1，soc下降至阈值th1。因此，从该位置p1开始恢复控制。在恢复控制中，设定soc_t1。并且，设定发动机10的工作点，使得在车辆到达从高速道路驶出的预定的高速公路出入口的出口(以下，也称为“预定出口”。在图3的例子中，为高速公路出入口4的出口)之前，soc上升至soc_t1。

例如，考虑到至预定出口的距离、至预定出口的坡度、平均车速、气压、发动机热效率、发电机效率等，将能够以最少的燃料消耗量达到soc_t1的工作点确定为发动机10的动作点。另外，在这样的工作点的确定方法中可以采用公知的方法。

(ii)保持控制

在soc处于soc_t1以上的情况下，进行保持控制。soc_t1是恢复控制中的soc的目标值，同时，也是用于判定是否开始保持控制的判定值。直到车辆到达预定出口为止，进行保持控制。

在图3的例子中，在比预定出口靠近前的位置p2，soc超过soc_t1。因此，在该位置p2，结束恢复控制，开始保持控制。在保持控制中，例如，由发电电动机12发出的电力作为热被放出。或者，在保持控制中，发动机10在比当前的工作点效率差的工作点进行工作。或者，在保持控制中，发动机10进行恰当地反复工作及停止的间歇运转。由此，将soc控制在soc_t1的附近。

(2)在有目的地的输入的情况下的具体处理

图4是说明在有目的地的输入的情况下的soc管理控制的处理的流程的流程图。在有目的地的输入的情况下，并且，在车辆的行驶中，以规定的控制周期反复进行图4中所示的处理程序。

在图4所示的程序中，首先，判定当前地点是否在高速道路上(步骤s10)。步骤s10的处理基于当前地点信息以及地图信息来进行。在步骤s10的判定结果为否定的情况下，处理程序结束。

在步骤s10的判定结果为肯定的情况下，判定实际soc是否在阈值th1以下(步骤s12)。实际soc是蓄电池16的实际的充电率。实际soc采用蓄电池控制器32中的计算值。在步骤s12的判定结果为否定的情况下，进入步骤s16的处理。

在步骤s12的判定结果为肯定的情况下，实施恢复控制(步骤s14)。在恢复控制的开始时，设定soc_t1，另外，确定能够以最少的燃料消耗量使soc从当前值(即，当前的实际soc)上升至soc_t1的发动机10的工作点。

接着步骤s12或s14，判定车辆是否到达了预定出口(步骤s16)。步骤s16的处理基于当前地点信息以及地图信息来进行。在步骤s16的判定结果为肯定的情况下，实施中的soc管理控制结束(步骤s18)。实施中的soc管理控制是恢复或保持控制。在步骤s12的判定结果为否定且步骤16的判定结果为肯定的情况下，不实施soc管理控制。在此外的情况下，实施恢复或保持控制。步骤s18的处理只在有实施中的soc管理控制的情况下进行。

在步骤s16的判定结果为否定的情况下，判定实际soc是否在soc_t1以上(步骤s20)。实际soc采用蓄电池控制器32中的计算值。在步骤s20的判定结果为否定的情况下，返回步骤s16的处理。在该情况下，继续实施恢复控制。

在步骤s20的判定结果为肯定的情况下，实施保持控制(步骤s22)。在保持控制的开始时，恢复控制结束。在步骤s22的处理结束后，返回步骤s16的处理。

(3)没有目的地的输入的情况

与有目的地的输入的情况同样，在没有目的地的输入的情况下，进行恢复及保持控制。但是，在没有目的地的输入的情况下，基于与阈值t1不同的阈值t2来开始恢复控制。而且，在恢复控制中，设定高速道路用的soc的第二目标值(以下，也称为“soc_t2”)。而且，在保持控制中，soc被保持在soc_t2。

(i)恢复控制

图5是说明在没有目的地的输入的情况下，在高速道路上的soc管理控制的时间图。如图5所示，阈值th2被设定为比在图3中说明的阈值th1高的值。其理由在于，在没有目的地的输入的情况下，从哪个高速公路出入口的出口驶出，另外，在驶出该出口后在一般道路行驶多长的距离是不明确的。因此，将用于判定是否开始恢复控制的判定值设定为阈值th2(>阈值th1)，与有目的地的输入的情况相比，从更早的阶段开始恢复控制。

在图5的例子中，在高速道路的入口的位置(即，在高速公路出入口5的入口的位置)，soc已经达到阈值th2以下。因此，恢复控制与在高速道路上的行驶的开始一起开始。在恢复控制中，设定soc_t2。并且，设定发动机10的工作点，以便在车辆到达高速道路中的下一个出口(在图5的例子中，为高速公路出入口6的出口)之前，soc上升至soc_t2。即，在将下一个出口设定为临时的目的地的基础上，进行恢复控制。

在恢复控制的开始时确定发动机10的工作点这一点，在有目的地的输入的情况下和没有目的地的输入的情况下都是相同的。

在图5所示的例子中，soc_t2被设定为比在图3中说明的soc_t1高的值。其理由在于，在没有目的地的输入的情况下，在驶出高速公路出入口的出口之后，在一般道路上行驶多长的距离是不明确的。因此，将恢复控制中的soc的目标值设定为soc_t2(>soc_t1)，与有目的地的输入的情况相比，使soc恢复得更多。

(ii)保持控制

在soc处于soc_t2以上的情况下，进行保持控制。soc_t2被设定成比soc_t1高的值。其理由在于，在没有目的地的输入的情况下，在驶出下一个出口之后，在一般道路上行驶多长的距离是不明确的。因此，将用于判定是否开始保持控制的判定值设定为soc_t2(>soc_t1)，与有目的地的输入的情况相比，使soc恢复到高的值。直至车辆驶出高速道路的出口为止，进行保持控制。

在图5的例子中，在比下一个出口(高速公路出入口6的出口)靠近前的位置p3处，soc超过soc_t2。因此，在该位置p3，恢复控制结束，保持控制开始。只要车辆不从高速道路的出口驶出，就继续进行保持控制。在图5的例子中，直至车辆到达高速公路出入口8的出口为止，进行保持控制。

(4)在没有目的地的输入的情况下的具体的处理

图6是说明在本实施方式中进行的soc管理控制的处理的流程的流程图。图6中所示的处理程序是在车辆的行驶中以规定的控制周期反复执行的程序。

在图6所示的程序中，首先，判定是否没有目的地的输入(步骤s30)。在步骤30的判定结果为否定的情况下，进行图4所示的处理程序。

在步骤s30的判定结果为肯定的情况下，判定当前地点是否在高速道路上(步骤s32)。基于当前地点信息以及地图信息，进行步骤s32的处理。在步骤s32的判定结果为否定的情况下，处理程序结束。

在步骤s32的判定结果为肯定的情况下，判定实际soc是否在阈值th2以下(步骤s34)。实际soc采用在蓄电池控制器32中的计算值。在步骤s34的判定结果为否定的情况下，进行步骤s38的处理。

在步骤s34的判定结果为肯定的情况下，实施恢复控制(步骤s36)。在恢复控制开始时，设定soc_t2，另外，确定能够以最少的燃料消耗量使soc从当前值(即，当前的实际soc)上升至soc_t2的发动机10的工作点。

在步骤s34或步骤s36之后，接着判定当前地点是否在高速道路上(步骤s38)。在步骤s38的判定结果为否定的情况下，实施中的soc管理控制结束(步骤s40)。步骤s38及s40的处理与图4的步骤s16及s18的处理基本相同。

在步骤s38的判定结果为肯定的情况下，判定实际soc是否在soc_t2以上(步骤s42)。实际soc采用蓄电池控制器32中的计算值。在步骤s42的判定结果为否定的情况下，返回步骤s38的处理。在这种情况下，继续实施恢复控制。

在步骤s42的判定结果为肯定的情况下，实施保持控制(步骤s44)。在保持控制开始时，结束恢复控制。在步骤s44的处理之后，返回步骤s38的处理。

3.效果

根据以上说明的soc管理控制，在没有目的地的输入的情况下，将下一个出口设定为临时目的地。因此，不仅在有目的地的输入的情况下，而且即使在没有目的地的输入的情况下，也能够在规定的条件下进行恢复控制。

另外，根据soc管理控制，在没有目的地的输入的情况下，与有输入的情况相比，恢复控制中的soc的目标值(即，soc_t2)被设定为高的值。从而，与有目的地的输入的情况相比，能够使soc恢复得更多。因而，在高速道路的行驶结束后，能够长时间地持续进行只基于驱动电动机14的驱动的行驶。

另外，根据soc管理控制，在没有目的地的输入的情况下，与有输入的情况相比，将用于判定是否开始恢复控制的判定值(即，阈值th2)设定为高的值。从而，与有目的地的输入的情况相比，能够从更早的阶段开始恢复控制，使soc更早地恢复。

另外，根据soc管理控制，按照道路的类别来改变用于判定是否开始恢复控制的判定值(即，阈值th0、th1以及th2)。因此，在一般道路上，恢复控制的实施频率相对降低，在高速道路上，该频率相对变高。在恢复控制的实施中，由发动机产生噪音。但是，在高速行驶中，车辆周围的背景噪音变的比低速行驶中大。从而，在高速行驶中，来自发动机的噪音易于混入周围的背景噪音中。因而，如果在高速道路上的频率相对较高，能够减小因恢复控制的实施而使驾驶员感到不适的情况。

另外，根据soc管理控制，在高速道路的行驶中进行保持控制。因此，能够防止蓄电池的过充电，延长蓄电池16的寿命。

另外，根据soc管理控制，在没有目的地的输入的情况下，与有输入的情况相比，将用于判定是否开始保持控制的判定值(即，soc_t2)设定为高的值。因此，在没有目的地的输入的情况下，与有输入的情况相比，soc被保持在高的值。从而，即使在没有目的地的输入的情况下，也能够在高速道路的行驶结束后，长时间地持续进行只基于驱动电动机14的驱动的行驶。

4.实施方式与方案的对应关系

在上述实施方式中，驱动电动机14相当于第一个方案的“电动机”。发电电动机12相当于第一个方案的“发电机”。综合控制控制器36相当于第一个方案的“管理控制器”。阈值th0、th1以及th2相当于第一个方案的“下限值”。soc_t0、soc_t1以及soc_t2相当于第一个方案的“恢复目标值”。soc_t1相当于第一个方案的“第一目标值”。soc_t2相当于第一个方案的“第二目标值”。

另外，在上述实施方式中，阈值th1相当于第三个方案的“第一下限值”。阈值th2相当于第三个方案的“第二下限值”。阈值th0相当于第四个方案的“第三下限值”。soc_t1相当于第六个方案的“第一上限值”。soc_t2相当于第六个方案的“第二上限值”。

附图标记说明

10发动机

12发电电动机

14驱动电动机

16蓄电池

20驱动轮

34导航控制器

36综合控制控制器

100控制系统