車輛用能量管理裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及對具有多個不同的能源的車輛進行能耗管理的車輛用能量管理裝置，尤其涉及用于發動機和電動機的控制計劃的路徑區分方法。
【背景技術】
[0002]將燃料能量、電能等多個不同的能源作為動力源的車輛即所謂混合動力車具備用于抑制能耗的各種動作模式。作為混合動力車的動作模式，存在有:例如僅以發動機輸出的動力作為動力源來進行行駛的模式、僅以電動機輸出的動力作為動力源來進行行駛的模式、以發動機輸出和電動機輸出相結合的動力作為動力源來進行行駛的模式、以發動機輸出來發電并將該電力進行蓄電或用于驅動電動機的模式等。
[0003]例如，下述專利文獻I揭示了如下技術:對混合動力車的發動機和電動機進行控制，從而將燃料消耗量抑制為最小限，且電池余量成為目標值。在該技術中，將到達目的地為止的行駛路徑分割成多個區間，對各區間的電池充電狀況(S0C:State of Charge)進行預測。
現有技術文獻專利文獻
[0004]專利文獻1:日本專利特開號公報

【發明內容】

發明所要解決的技術問題
[0005]將到達目的地為止的行駛路徑分割成多個區間、基于各區間的能耗量的預測值來建立混合動力車的控制計劃，即使在此情況下，也會發生如下問題:即，由于實際行駛狀況的變化，能耗量的預測值與實測值之間會產生誤差。若行駛過程中誤差累積，則最初的控制計劃變得不恰當，因此需要重新建立控制計劃(重新計劃)。然而，若頻繁地重新計劃，則混合動力車的控制裝置中運算負荷會增大。尤其是，在到達目的地為止的距離、時間較長時，由于區間的個數增多，因此，生成控制計劃所需的計算量變得龐大，控制計劃的生成和重新計劃需要耗費時間。
[0006]本發明為了解決上述問題而完成，其目的在于提供一種車輛用能量管理裝置，在抑制運算負荷的同時、能生成能量效率較高的車輛控制計劃。
解決技術問題所采用的技術方案
[0007]本發明所涉及的車輛用能量管理裝置用于具有以不同能源進行驅動的多個車輛設備的車輛，該車輛用能量管理裝置的特征在于，包括:計算出所述車輛的行駛路徑的行駛路徑計算部；將所述行駛路徑分割成多個區間的行駛路徑分割部；對每個所述區間制定所述車輛設備的控制計劃的控制計劃制定部；以及根據所述控制計劃來控制所述車輛設備的車輛設備控制部，所述行駛路徑分割部以區間越是靠近則分辨率越高的方式來規定各區間的長度，從而對所述行駛路徑進行分割。 發明效果
[0008]根據本發明所涉及的車輛用能量管理裝置，越是行駛路徑的最初的區間，越是詳細地解析，從而對車輛設備的控制內容進行計劃，因此，行駛路徑的最初的區間的誤差(初始誤差)減小，從而能使直到行駛路徑的后半程為止的誤差積累減小。由此，重新計劃的頻率下降，能使運算負荷降低。此外，在行駛路徑的后半程，使區間變長，因此，能抑制分割區間數的增大，能抑制生成控制計劃所需的計算量，能縮短生成控制計劃以及重新計劃所需的時間。
[0009]另一方面，在重新計劃時，從重新計劃地點開始對區間重新制定詳細的計劃，因此，能以比初始計劃更高的精度來進行計算，控制精度上升，里程變優。此外，能減少計算量以及計算所需的存儲量，因此，能以廉價的微機、存儲器來實現，能降低控制器的成本。
【附圖說明】
[0010]圖1是表示本發明的實施方式所涉及的車輛用能量管理裝置的結構的框圖。
圖2是表示行駛路徑分割部102的詳細結構的框圖。
圖3是表示本發明的實施方式所涉及的車輛用能量管理裝置的動作的流程圖。
圖4是表示各區間的區間長度的計算結果的示例的圖。
圖5是表示行駛路徑分割部所進行的行駛路徑的分割示例的圖。
圖6是表示行駛路徑分割部所進行的行駛路徑的分割示例的圖。
【具體實施方式】
[0011]圖1是表示本發明的實施方式所涉及的車輛用能量管理裝置的結構的框圖。本發明所涉及的車輛用能量管理裝置能廣泛地應用于具有2個以上的能源的車輛，但在本實施方式中，示出了搭載于將燃料能量和電能這兩者作為動力源的車輛上的車輛用能量管理裝置。
[0012]車輛用能量管理裝置100對搭載有該車輛用能量管理裝置100的車輛(下面稱作“本車”)的電動機(電機)、發動機、發電機(電力生成器)等車輛設備120進行控制。另夕卜，電動機在車輛減速時能作為再生電力的發電機(再生制動器)來發揮功能。此外，車輛用能量管理裝置100所控制的車輛設備120中還可包括空調機等，雖然它們與車輛的動作模式沒有直接關系，但是會影響車輛的能耗。
[0013]如圖1所示，車輛用能量管理裝置100構成為包括行駛路徑計算部101、行駛路徑分割部102、控制計劃制定部103、及車輛設備控制部104。車輛用能量管理裝置100利用計算機來構成，計算機按照程序進行動作，由此來實現上述各要素。
[0014]行駛路徑計算部101利用地圖數據，計算出從本車的出發地到目的地(到達地)為止的行駛路徑。行駛路徑計算部101除了計算行駛路徑以外，還計算從出發地出發的出發時刻、到達目的地的預計到達時刻。此處，設行駛路徑計算部101輸出的本車的行駛路徑信息包含:該路徑中包含的各道路的海拔信息(即坡度信息)、道路屬性(例如市區的道路、山路、高速公路等種類)、道路寬度、拐彎的曲率、表示根據時刻預測的各道路中的車輛流量的速度信息(預測速度信息)等信息。另外，行駛路徑計算部101可以不用親自計算出本車的行駛路徑、出發時刻、到達預計時刻等，而是獲取外部的導航裝置獲取計算出的信息。
[0015]行駛路徑分割部102將行駛路徑計算部101計算出的到達目的地為止的行駛路徑分割成特定的區間。
[0016]控制計劃制定部103在本車行駛前以及行駛過程中制定電動機、發動機、發電機等車輛設備120的控制計劃，以使得在整個行駛路徑中、本車的能耗量(燃料消耗量和功耗量)滿足預定的條件(例如，最接近特定目標值的條件、使燃料消耗量最小的條件等)。
[0017]車輛設備控制部104根據控制計劃制定部103輸出的車輛設備120的控制計劃(各區間的動作模式的分配)，對車輛設備102進行控制，從而對動作模式進行切換。另外，通常在本車進入新區間時，對動作模式進行切換，但會存在車輛設備120的控制計劃在行駛中途變更(重新計劃)的情況、由于駕駛員的操作而無法維持控制計劃那樣的動作模式的情況等，在這種情況下，在區間的中途也會對動作模式進行切換。
[0018]圖2是表示車輛用能量管理裝置100的行駛路徑分割部102的詳細結構的框圖。行駛路徑分割部102由區間分辨率設定部201和區間分辨率分配部202構成。
[0019]區間分辨率設定部201設定定義公式，該定義公式表示對從本車的當前位置(本車位置)到目的地為止的行駛路徑進行分割而得到的區間的分辨率(區間分辨率)。區間分辨率分配部202基于區間分辨率設定部201設定的區間分辨率的定義公式，對行駛路徑進行分割，以使得越接近本車的區間(緊跟的區間)的區間分辨率越高、越遠離本車的區間(接近目的地的區間)的區間分辨率越低。
[0020]此處，區間分辨率是表示以何種詳細程度作為區間的特征來呈現道路的特征、與其相應的車輛的舉動的指標。例如，對于時間較短的區間，能使用多個區間詳細地獲取車輛的速度變化特征，因此稱之為分辨率較高。相反地，對于時間較長的區間，由于在該區間內車輛的速度多次反復變化，因此，不易將各個速度變化特征作為區間的特征來呈現，稱之為分辨率較低的區間。
[0021]此外，例如，對于上下坡較少的區間，對各區間進行評價的上下坡數量較少，容易將該特征作為區間的特征來呈現，因此稱之為分辨率較高的區間。相反地，對于包含大量上下坡的區間，不易將各上下坡的特征作為區間的特征來呈現，因此稱之為分辨率較低的區間。
[0022]接著，對車輛用能量管理裝置100的動作進行說明。圖3是表示車輛用能量管理裝置100的動作的流程圖。
[0023]隨著車輛(或車載系統)的啟動，車輛用能量管理裝置100的動作流程開始，于是，首先行駛路徑計算部101對從本車位置到所設定的目的地為止的行駛路徑進行搜索(步驟S101)。可由車輛用戶利用用戶界面進行目的地設定，也可由行駛路徑計算部101根據過去的行駛履歷等推定目的地來自動地進行目的地設定。
[0024]行駛路徑的搜索結束后，行駛路徑分割部102將本車的行駛路徑分割成多個區間(步驟S102)。本發明的特征在于行駛路徑分割部102將行駛路徑分割成多個區間的處理，將在下面對該分割處理進行闡述。
[0025]行駛路徑的分割結束后，控制計劃制定部103通過對各區間分配動作模式來生成車輛設備120的控制計劃，以使得在整個行駛路徑中本車的能耗量滿足預定條件(步驟S103)ο
[0026]一旦本車開始行駛，車輛設備控制部104基于本車的當前位置，對本車處于行駛路徑上的哪個區間進行識別，對本車是否進入了新區間(通過了區間的邊界)進行判斷(步驟S104)。若本車進入了新區間(步驟S104為“是”)，則根據車輛設備120的控制計劃，基于需要對本車的動作模式進行切換(步驟S105)。若本車未進入新區間(步驟S104為“否”)，則維持當前的動作模式。而且，車輛設備控制部104根據當前的動作模式，對車輛設備120進行控制(步驟S106)。
[0027]此處，在本車的行駛過程中，在例如由于未預料的交通堵塞而不能按照預定的速度來行駛的情況下、或由于駕駛員的操作無法維持控制計劃那樣的動作模式的情況下，由預先制定的車輛設備120的控制計劃所設想的能耗量(能耗量預測值)與實際能耗量(能耗量的實測值)之間有可能產生偏差。例如，設想如下情況:即便在發動機和電動機的輸出被假定為零的“慣性行駛模式”、“再生模式”的區間，駕駛員也很有可能根據實際交通狀況對本車進行加速操作、制動操作。此外，在本車從預定的行駛路徑偏離的情況下，也會產生該差異。
[0028]為了識別出這種與能耗計劃的偏離，車輛設備控制部104對能耗量預測值與實測值之差進行運算(步驟S107)。
[0029]在該差的大小或變化量超過預定閾值的情況下、本車偏離行駛路徑而發生行駛路徑變更的情況下、或者由用戶發出控制計劃的變更指示的情況下，車輛設備控制部104判斷為需要重新制定車輛設備120的控制計劃(步驟S108為“是”)，向控制計劃制定部103發出命令使其重新制定計劃，返回到步驟S101。除此以外的情況下(步驟S108為“否”)，車輛設備控制部104對動作模式的參數(發動機和電動機的輸出比率、電力再生強度等)進行校正，以使得步驟S103中求出的能耗量的預測值