JP6000431B1 - Vehicle energy management system - Google Patents

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Abstract

【課題】惰性走行モードなどの特殊なモードを有する車両の計画制御を効率的に実現する。【解決手段】車両用エネルギーマネジメント装置100において、基準モード速度計画作成部105は、自車両が基準モードで走行すると仮定したときの各走行区間の速度計画(基準モード速度計画)を作成する。合成モード速度計画作成部107は、自車両が、連続する複数の走行区間を合成した合成走行区間の一部の走行区間を特殊モードで走行し、残りの走行区間を基準モードで走行すると仮定したときの各合成走行区間の速度計画(合成モード速度計画)を作成する。制御計画立案部110は、基準モード速度計画に基づくエネルギー消費量(基準モードエネルギー消費量)の予測値と、合成モード速度計画に基づくエネルギー消費量(合成モードエネルギー消費量)の予測値とに基づいて、車両機器120の走行区間ごとの制御計画を立てる。【選択図】図1An object of the present invention is to efficiently realize plan control of a vehicle having a special mode such as an inertia running mode. In a vehicle energy management apparatus, a reference mode speed plan creation unit creates a speed plan (reference mode speed plan) for each traveling section when the host vehicle is assumed to travel in the reference mode. The combined mode speed plan creation unit 107 assumes that the host vehicle travels in a special mode in a combined travel section obtained by combining a plurality of continuous travel sections, and travels in the reference mode in the remaining travel sections. Create a speed plan (composite mode speed plan) for each combined travel section. The control planning unit 110 is based on the predicted value of energy consumption (reference mode energy consumption) based on the reference mode speed plan and the predicted value of energy consumption (synthetic mode energy consumption) based on the combined mode speed plan. Thus, a control plan for each traveling section of the vehicle device 120 is made. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、燃料エネルギーや電気エネルギーなど車両の複数のエネルギー源を管理する車両用エネルギーマネジメント装置に関する。   The present invention relates to a vehicle energy management device that manages a plurality of energy sources of a vehicle such as fuel energy and electric energy.

エンジン車、電気自動車(EV:Electric Vehicle)、ハイブリッド車(HEV:Hybrid Electric Vehicle)、燃料電池車などにおいては、車載センサーなどから得られる現在の車両状態を示す情報に応じて、車両の動作モードを変更する、いわゆる逐次制御によって、エネルギー消費量の抑制が図られている。例えばハイブリッド車の動作モードとしては、エンジンの動力のみで走行するモード、モーターの動力のみで走行するモード、エンジンの動力とモーターの動力の両方を使って走行するモード、エンジンの動力で発電してバッテリに蓄電したりモーターの駆動に用いたりするモード、などがある。   In an engine vehicle, an electric vehicle (EV), a hybrid vehicle (HEV), a fuel cell vehicle, etc., the operation mode of the vehicle is determined according to information indicating the current vehicle state obtained from an in-vehicle sensor. Energy consumption is suppressed by so-called sequential control that changes the power consumption. For example, the operation mode of a hybrid vehicle is a mode that travels only with engine power, a mode that travels only with motor power, a mode that travels using both engine power and motor power, There are modes that store electricity in a battery or use it to drive a motor.

また、現在の車両状態だけでなく、予測される将来の車両状態も考慮して、車両の制御計画(動作モードの切り替え計画)を立てる技術の開発が進められている。例えば、ハイブリッド車が長い上り坂と長い下り坂を続けて走行することが予測される場合、上り坂の手前でバッテリを十分に充電しておき、上り坂をモーターの動力で走行してバッテリの空き容量を増やし、その後の下り坂で得られる回生電力でバッテリを充電する、といった効率的な制御が可能となる。   In addition, development of a technology for making a vehicle control plan (operation mode switching plan) in consideration of not only the current vehicle state but also a predicted future vehicle state is underway. For example, if it is predicted that the hybrid vehicle will continue to travel on a long uphill and a long downhill, the battery is fully charged before the uphill, and the battery is Efficient control is possible such as increasing the free capacity and charging the battery with regenerative power obtained on the subsequent downhill.

例えば、特許文献1や特許文献2には、車両(ハイブリッド車)の現在位置、走行経路、地形情報、道路の混雑度などの情報から、車両の走行経路の標高や走行時の速度の変化を算出(予測)して、バッテリの残量(SOC:State of Charge)の上下限を規定する計画を立案し、その計画に沿って車両を制御する技術が開示されている。   For example, in Patent Document 1 and Patent Document 2, changes in the altitude of the vehicle's travel route and the speed during travel are obtained from information such as the current position of the vehicle (hybrid vehicle), travel route, terrain information, and road congestion. A technique for calculating (predicting) a plan that defines upper and lower limits of the remaining amount of battery (SOC: State of Charge) and controlling the vehicle according to the plan is disclosed.

特開2001−69605号公報JP 2001-69605 A 特許第5642253号公報Japanese Patent No. 5642253

特許文献1や特許文献2の技術では、通常は、エンジンやモーターなどの動力源を用いる動作モードを想定して算出した予測速度を元に、各動作モードのエネルギー消費量が算出される。一方、今後の製品としては、惰性走行モード(コースト(COAST)モード)を積極的に活用する車両が増加すると考えられる。惰性走行モードとは、アクセルが解放された状態で走行するときに、駆動力の伝達経路に存在する摩擦要素を解放する動作モードである。また、動力源の動作を停止させることによって惰性走行モードになるものもある。惰性走行モードでは、走行に動力源が用いられないため、特許文献1や特許文献2の技術では適切なエネルギー消費量を考慮できず、エネルギー消費量の誤差(予測値と実際の値との差)が大きくなると考えられる。そのため、惰性走行モードを有効に活用できず、走行経路全体のエネルギー消費量の削減効果が低下する可能性がある。   In the techniques of Patent Document 1 and Patent Document 2, normally, the energy consumption of each operation mode is calculated based on the predicted speed calculated assuming an operation mode using a power source such as an engine or a motor. On the other hand, as future products, it is considered that the number of vehicles that actively use the coasting mode (COAST mode) will increase. The inertial running mode is an operation mode in which the friction element existing in the driving force transmission path is released when the vehicle travels with the accelerator released. In some cases, the inertial running mode is set by stopping the operation of the power source. In inertial running mode, since no power source is used for running, the techniques of Patent Literature 1 and Patent Literature 2 cannot consider appropriate energy consumption, and errors in energy consumption (difference between predicted value and actual value). ) Will increase. For this reason, the inertial traveling mode cannot be effectively used, and the energy consumption reduction effect of the entire traveling route may be reduced.

本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、惰性走行モードなどの特殊なモードを有する車両の計画制御を効率的に実現することが可能な車両用エネルギーマネジメント装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a vehicle energy management device capable of efficiently realizing plan control of a vehicle having a special mode such as an inertia running mode. The purpose is to do.

本発明に係る車両用エネルギーマネジメント装置は、異なるエネルギー源で駆動される複数の車両機器を有し、動作モードとして、動力源を使用して走行する基準モードと動力源を使用せずに走行する特殊モードとを有する車両に用いられる車両用エネルギーマネジメント装置であって、前記車両の走行経路を複数の走行区間に分割する走行経路分割部と、各走行区間における前記車両のエネルギー消費に関係する情報であるエネルギー消費関連情報を取得するエネルギー消費関連情報取得部と、前記エネルギー消費関連情報に基づいて、前記車両が基準モードで走行すると仮定したときの各走行区間の速度計画である基準モード速度計画を作成する基準モード速度計画作成部と、前記エネルギー消費関連情報および前記基準モード速度計画に基づいて、前記車両が特殊モードで走行すると仮定したときの各走行区間の速度計画である特殊モード速度計画を作成する特殊モード速度計画作成部と、前記エネルギー消費関連情報、前記基準モード速度計画および前記特殊モード速度計画に基づいて、前記車両が、連続する複数の走行区間を合成した合成走行区間の一部の走行区間を特殊モードで走行し、残りの走行区間を基準モードで走行すると仮定したときの各合成走行区間の速度計画である合成モード速度計画を作成する合成モード速度計画作成部と、前記エネルギー消費関連情報および前記基準モード速度計画から、前記車両が基準モードで各走行区間を走行するときの前記複数の車両機器によるエネルギー消費量である基準モードエネルギー消費量の予測値を演算する基準モードエネルギー消費量演算部と、前記エネルギー消費関連情報および前記合成モード速度計画から、前記車両が各合成走行区間の前記一部の走行区間を特殊モード、前記残りの走行区間を基準モードで走行するときの、各合成走行区間での前記複数の車両機器によるエネルギー消費量である合成モードエネルギー消費量の予測値を演算する合成モードエネルギー消費量演算部と、各走行区間の前記基準モードエネルギー消費量の予測値および各合成走行区間の前記合成モードエネルギー消費量の予測値に基づいて、前記複数の車両機器の走行区間ごとの制御計画を立てる制御計画立案部と、前記制御計画に従って前記複数の車両機器を制御する車両機器制御部と、を備えるものである。   The vehicle energy management device according to the present invention includes a plurality of vehicle devices driven by different energy sources, and travels without using a reference mode and a power source that use a power source as an operation mode. A vehicle energy management device used for a vehicle having a special mode, wherein the travel route dividing unit divides the travel route of the vehicle into a plurality of travel sections, and information related to energy consumption of the vehicle in each travel section An energy consumption related information acquisition unit that acquires energy consumption related information, and a reference mode speed plan that is a speed plan of each travel section when the vehicle is assumed to travel in a reference mode based on the energy consumption related information A reference mode speed plan creation unit for creating the energy consumption related information and the reference mode speed plan A special mode speed plan creation unit for creating a special mode speed plan that is a speed plan of each travel section when the vehicle is assumed to travel in a special mode, the energy consumption related information, the reference mode speed plan, and Based on the special mode speed plan, it is assumed that the vehicle travels in a special travel section of a composite travel section obtained by combining a plurality of continuous travel sections in a special mode and the remaining travel section travels in a reference mode. A combined mode speed plan creation unit that creates a combined mode speed plan that is a speed plan for each combined travel section, and the vehicle travels in each travel section in the reference mode from the energy consumption related information and the reference mode speed plan. The reference mode for calculating the predicted value of the reference mode energy consumption, which is the energy consumption by the plurality of vehicle devices when Based on the energy consumption calculation unit, the energy consumption related information, and the combined mode speed plan, the vehicle travels in the special mode in the partial travel section of each combined travel section and in the reference mode in the remaining travel section. A combined mode energy consumption calculating unit that calculates a predicted value of a combined mode energy consumption that is an energy consumption by the plurality of vehicle devices in each combined traveling section, and the reference mode energy consumption of each traveling section A control plan drafting unit that creates a control plan for each travel section of the plurality of vehicle devices based on the predicted value of the composite mode and the predicted value of the combined mode energy consumption of each composite travel section, and the plurality of vehicles according to the control plan A vehicle device control unit that controls the device.

本発明に係る車両用エネルギーマネジメント装置によれば、一部の走行区間を車両の動力源を用いない特殊モードで走行することを想定した制御計画を立てることができる。それにより、特殊モードを用いた場合でも、エネルギー消費量の誤差を小さくできる。よって、特殊モードを有効に活用でき、走行経路全体のエネルギー消費量の削減効果が向上する。   According to the vehicle energy management apparatus of the present invention, it is possible to make a control plan assuming that a part of the travel section travels in a special mode that does not use the power source of the vehicle. Thereby, even when the special mode is used, an error in energy consumption can be reduced. Therefore, the special mode can be used effectively, and the effect of reducing the energy consumption of the entire travel route is improved.

本発明の実施の形態に係る車両用エネルギーマネジメント装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the energy management apparatus for vehicles which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る車両用エネルギーマネジメント装置の動作を示すフロー図である。It is a flowchart which shows operation | movement of the energy management apparatus for vehicles which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る車両用エネルギーマネジメント装置のエネルギー消費量を考慮した動作モードおよび速度計画の最適化処理を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the optimization process of the operation mode and speed plan which considered the energy consumption of the energy management apparatus for vehicles which concerns on embodiment of this invention. 車両用エネルギーマネジメント装置のハードウェア構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the hardware constitutions of the energy management apparatus for vehicles. 車両用エネルギーマネジメント装置のハードウェア構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the hardware constitutions of the energy management apparatus for vehicles.

図1は、車両用エネルギーマネジメント装置100の構成を示すブロック図である。図1のように、車両用エネルギーマネジメント装置100は、現在位置取得部101、走行経路算出部102、走行経路分割部103、エネルギー消費関連情報取得部104、基準モード速度計画作成部105、特殊モード速度計画作成部106、合成モード速度計画作成部107、基準モードエネルギー消費量演算部108、合成モードエネルギー消費量演算部109、制御計画立案部110および車両機器制御部111を備えている。以下、車両用エネルギーマネジメント装置100が搭載された車両を「自車両」ということもある。   FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the vehicle energy management apparatus 100. As shown in FIG. 1, the vehicle energy management apparatus 100 includes a current position acquisition unit 101, a travel route calculation unit 102, a travel route division unit 103, an energy consumption related information acquisition unit 104, a reference mode speed plan creation unit 105, and a special mode. A speed plan creating unit 106, a combined mode speed plan creating unit 107, a reference mode energy consumption calculating unit 108, a combined mode energy consumption calculating unit 109, a control plan planning unit 110, and a vehicle equipment control unit 111 are provided. Hereinafter, the vehicle on which the vehicle energy management device 100 is mounted may be referred to as “own vehicle”.

現在位置取得部101は、GPS(Global Positioning System)から取得した自車両の絶対位置(緯度・経度)および自車両の速度センサーや方位センサーが取得した情報(センサ情報)から分かる相対位置から、自車両の現在位置を算出する。現在位置取得部101が算出した自車両の現在位置は、走行経路算出部102が走行経路を算出する処理や、車両機器制御部111が自車両の存在する走行区間を判断する処理などに用いられる。なお、現在位置取得部101は、自車両の現在位置を自ら算出せずに、外部のナビゲーション装置が算出した現在位置の情報を取得するものであってもよい。   The current position acquisition unit 101 uses the absolute position (latitude / longitude) of the host vehicle acquired from GPS (Global Positioning System) and the relative position known from the information (sensor information) acquired by the speed sensor and direction sensor of the host vehicle. Calculate the current position of the vehicle. The current position of the host vehicle calculated by the current position acquisition unit 101 is used for processing in which the travel route calculation unit 102 calculates a travel route, processing in which the vehicle device control unit 111 determines a travel section in which the host vehicle exists, and the like. . The current position acquisition unit 101 may acquire the current position information calculated by the external navigation device without calculating the current position of the host vehicle.

走行経路算出部102は、地図データを用いて、現在位置取得部101が算出した自車両の現在位置(出発地)から、目的地(到着地)までの走行経路を算出する。走行経路算出部102は、走行経路の他にも、出発地からの出発時刻や、目的地への到着予想時刻も算出することができる。ここで、走行経路算出部102が出力する自車両の走行経路の情報には、その経路に含まれる各道路の特性が含まれることもある。道路特性としては、例えば、道路種別(一般道、自動車専用道路、高速道路など)、標高情報(すなわち勾配情報)、道路幅、カーブの曲率、分岐点の有無、各道路で予測される車両の流れ(速度域)を示す速度情報(予測速度情報)などがある。道路種別は、道路が通る地域に応じて、市街地の道路、郊外地の道路、山岳地の道路などにさらに細分化されていてもよい。   The travel route calculation unit 102 uses the map data to calculate a travel route from the current position (departure point) of the host vehicle calculated by the current position acquisition unit 101 to the destination (arrival point). In addition to the travel route, the travel route calculation unit 102 can also calculate the departure time from the departure place and the estimated arrival time at the destination. Here, the travel route information of the host vehicle output from the travel route calculation unit 102 may include characteristics of each road included in the route. Examples of road characteristics include road types (general roads, automobile-only roads, highways, etc.), elevation information (that is, gradient information), road width, curvature of curves, presence / absence of branch points, and the vehicle predicted on each road. There is speed information (predicted speed information) indicating a flow (speed range). The road type may be further subdivided into an urban road, a suburban road, a mountain road, etc., depending on the area through which the road passes.

また、道路種別は、時間や天候などの外的要因によって変化するものであってもよい。例えば、各道路の道路特性が、時間帯に応じて「朝の道路」、「昼の道路」、「夜の道路」などと変化したり、天候に応じて「晴れの道路」、「雨の道路」、「雪の道路」などと変化したりしてもよい。   Further, the road type may change depending on external factors such as time and weather. For example, the road characteristics of each road may change to “morning road”, “day road”, “night road”, etc. depending on the time of day, or “sunny road”, “rainy road” depending on the weather. It may be changed to “road”, “snowy road” or the like.

さらに、道路種別は、後述するエネルギー消費関連情報などによって規定されてもよい。例えば、「エネルギー消費量が大きい道路」、「エネルギー消費量が小さい道路」、「車両の平均速度が高い道路」、「車両の平均速度が低い道路」などといった情報が道路特性として規定されていてもよい。   Further, the road type may be defined by energy consumption related information described later. For example, information such as “roads with high energy consumption”, “roads with low energy consumption”, “roads with high average vehicle speed”, “roads with low average vehicle speed”, etc. are defined as road characteristics. Also good.

走行経路算出部102は、車両の走行経路、出発時刻、到着予想時刻などを自ら算出せずに、外部のナビゲーション装置が算出したそれらの情報を取得するものであってもよい。その場合、ナビゲーション装置が保持している地図データや道路特性情報を使用できるため、それらの情報を走行経路算出部102が記憶しておく必要はない。さらに、地図データや道路特性情報は、例えば地図サービス会社などから配信されるものを使用してもよい。   The travel route calculation unit 102 may acquire the information calculated by the external navigation device without calculating the travel route, departure time, estimated arrival time, and the like of the vehicle. In that case, since the map data and road characteristic information which the navigation apparatus holds can be used, it is not necessary for the travel route calculation unit 102 to store such information. Furthermore, for example, map data or road characteristic information distributed from a map service company or the like may be used.

走行経路分割部103は、走行経路算出部102が算出した走行経路を複数の区間に分割する。走行経路分割部103が走行経路を複数の区間に分割する方法としては、例えば、道路種別ごとに区切る方法、一定距離ごとに区切る方法、一定時間の予想走行距離ごとに区切る方法、道路の分岐点(交差点等)で区切る方法、あるいはそれら2以上の方法を組み合わせることなどが考えられる。また、走行経路を大まかな道路特性(道路種別など)ごとの区間に分割し、その後、一定の長さ以上の区間を、詳細な道路特性情報に基づいてさらに複数の区間に分割する方法も考えられる。例えば、大まかに分割した区間から、上りや下り勾配の強い道路、カーブの曲率が大きい道路、速度域の高い又は低い道路などを抽出して、細かい区間に分割するとよい。   The travel route dividing unit 103 divides the travel route calculated by the travel route calculating unit 102 into a plurality of sections. As a method of dividing the driving route into a plurality of sections, the driving route dividing unit 103 includes, for example, a method of dividing each road type, a method of dividing every predetermined distance, a method of dividing every predicted driving distance of a certain time, and a road branch point A method of dividing by (intersection, etc.) or a combination of two or more of these methods can be considered. In addition, it is also possible to divide the travel route into sections for each rough road characteristic (such as road type), and then divide a section longer than a certain length into a plurality of sections based on detailed road characteristic information. It is done. For example, roads with strong up and down slopes, roads with a large curvature, roads with high or low speed ranges, etc. may be extracted from the roughly divided sections and divided into fine sections.

また、各道路の道路特性が時間や天候などの外的要因によって変化するものとし、自車両が走行するときの時間帯や天候に基づいて走行経路を分割してもよい。例えば、自車両が走行することが予測される時間帯ごとに走行経路を分割したり、自車両が走行するときに予測される天候ごとに走行経路を分割したりしてもよい。   Further, the road characteristics of each road may be changed according to external factors such as time and weather, and the travel route may be divided based on the time zone and the weather when the host vehicle travels. For example, the travel route may be divided for each time zone in which the host vehicle is predicted to travel, or the travel route may be divided for each weather predicted when the host vehicle travels.

また、後述するエネルギー消費関連情報などを、自車両の走行経路を分割する前に取得し、それらの情報を基準にして走行経路を分割してもよい。例えば、走行経路を、単位距離あたりのエネルギー消費量が大きい区間と小さい区間とに分割することや、平均速度が一定値よりも高い区間と低い区間とに分割することなどが考えられる。   Further, energy consumption related information, which will be described later, may be acquired before dividing the travel route of the host vehicle, and the travel route may be divided based on the information. For example, it is conceivable to divide the travel route into a section where the energy consumption per unit distance is large and a small section, or a section where the average speed is higher than a certain value and a section where the average speed is low.

以下、走行経路分割部103が走行経路を分割して得た各区間を「走行区間」と称し、また、連続する複数の走行区間を合成した各区間を「合成走行区間」と称す。   Hereinafter, each section obtained by dividing the travel route by the travel route dividing unit 103 is referred to as a “travel section”, and each section obtained by combining a plurality of continuous travel sections is referred to as a “combined travel section”.

エネルギー消費関連情報取得部104は、走行経路算出部102が算出した自車両の走行経路における、自車両のエネルギー消費に関係する情報(エネルギー消費関連情報)を取得する。エネルギー消費関連情報は、例えば、走行経路の情報に含まれる道路特性情報(勾配情報、道路種別、道路幅、カーブの曲率、予測速度情報など)、VICS(登録商標)(Vehicle Information and Communication System)などの情報配信サービスが配信する渋滞情報および実際の車両の流れ(速度域)を示す速度情報(実測速度情報)、ADAS(Advanced Driver Assistance System)と呼ばれる先進運転支援システム(例えば衝突予防安全装置など)が取得したレーダー情報など、走行経路における自車両のエネルギー消費量に影響し得る情報である。   The energy consumption related information acquisition unit 104 acquires information (energy consumption related information) related to the energy consumption of the host vehicle in the travel route of the host vehicle calculated by the travel route calculation unit 102. The energy consumption related information includes, for example, road characteristic information (gradient information, road type, road width, curve curvature, predicted speed information, etc.) included in the travel route information, VICS (registered trademark) (Vehicle Information and Communication System) Traffic information delivered by information delivery services such as speed information (actual speed information) indicating actual vehicle flow (speed range), advanced driver assistance systems called ADAS (Advanced Driver Assistance System) (for example, collision prevention safety devices) ) Is information that can influence the energy consumption of the vehicle on the travel route, such as radar information acquired.

さらに、エネルギー消費関連情報には、気象情報(天気、気温、湿度、日射量など)や、インフラのエネルギー網(例えば、家庭や工場、ビルなどの電力網(グリッド))の需給情報なども考えられる。インフラのエネルギー網の需給情報としては、例えば、家庭や工場、ビルなどのエネルギーマネジメントシステム(EMS)が作成した電力の需給計画がある。これらの情報は、車両の走行に要するエネルギー消費量(エンジンやモータのエネルギー消費量)に直接影響しないが、エンジンやモーターの駆動に費やすことができるエネルギー消費量に影響する。   In addition, energy consumption-related information may include weather information (weather, temperature, humidity, solar radiation, etc.) and supply / demand information for infrastructure energy networks (for example, power networks (grids) for homes, factories, buildings, etc.). . As the supply and demand information of the energy network of the infrastructure, for example, there is a power supply and demand plan created by an energy management system (EMS) such as a home, a factory, or a building. These pieces of information do not directly affect the energy consumption (engine and motor energy consumption) required for running the vehicle, but do affect the energy consumption that can be spent driving the engine and motor.

エネルギー消費関連情報取得部104が取得するエネルギー消費関連情報として、走行経路算出部102が算出する情報をそのまま用いてもよい。例えば、走行経路算出部102が道路勾配を算出済みであれば、その道路勾配の情報をエネルギー消費関連情報として用いることができる。   As the energy consumption related information acquired by the energy consumption related information acquisition unit 104, the information calculated by the travel route calculation unit 102 may be used as it is. For example, if the travel route calculation unit 102 has already calculated a road gradient, the information on the road gradient can be used as energy consumption related information.

基準モード速度計画作成部105は、エネルギー消費関連情報取得部104が取得したエネルギー消費関連情報に基づいて、自車両が動力源を使用して走行する動作モード(以下、「基準モード」という)で各走行区間を走行すると仮定したときの、各走行区間の速度計画である「基準モード速度計画」を作成する。基準モードとしては、例えば、エンジンの動力のみで走行する動作モード、モーターの動力のみで走行する動作モード、エンジンの動力とモーターの動力の両方を使って走行する動作モード、エンジンの動力で発電してバッテリに蓄電したりモーターの駆動に用いたりする動作モード、などが挙げられる。   Based on the energy consumption related information acquired by the energy consumption related information acquisition unit 104, the reference mode speed plan creation unit 105 is an operation mode in which the host vehicle travels using a power source (hereinafter referred to as “reference mode”). A “reference mode speed plan” that is a speed plan for each travel section when it is assumed that the travel is performed in each travel section is created. Examples of the reference mode include an operation mode in which only the engine power is used, an operation mode in which only the motor power is used, an operation mode in which both the engine power and the motor power are used, and power generation using the engine power. Operating modes for storing power in a battery or driving a motor.

特殊モード速度計画作成部106は、エネルギー消費関連情報取得部104が取得したエネルギー消費関連情報と、基準モード速度計画作成部105が作成した基準モード速度計画とに基づいて、自車両が動力源を使用せずに走行する動作モード(以下、「特殊モード」という)で走行すると仮定したときの、各走行区間の速度計画である「特殊モード速度計画」を作成する。特殊モードは、基準モードと同様に扱うことができない動作モードである。特殊モードとしては、惰性走行モードの他、惰性走行モードでの走行中において下り坂や減速の際に運動エネルギーを使って発電する「回生モード」などが考えられる。なお、惰性走行モードは、アクセルが解放された状態で走行するときに、駆動力の伝達経路に存在する摩擦要素を解放するものでもよいし、動力源の動作を停止させるものでもよい。また、回生モードにおける発電量は、モーターの動力のみで走行する動作モード(後述する「EV(Electric Vehicle)モード」)と同様の方法で計算できる場合もあり、その場合には、回生モードを基準モードの一つとして扱ってもよい。   Based on the energy consumption related information acquired by the energy consumption related information acquiring unit 104 and the reference mode speed plan generated by the reference mode speed plan generating unit 105, the special mode speed plan generating unit 106 uses the vehicle as a power source. A “special mode speed plan” that is a speed plan for each travel section when it is assumed that the vehicle travels in an operation mode that travels without being used (hereinafter referred to as “special mode”) is created. The special mode is an operation mode that cannot be handled in the same manner as the reference mode. As the special mode, in addition to the coasting mode, a “regeneration mode” in which power is generated using kinetic energy during downhill or deceleration during traveling in the coasting mode can be considered. The inertial running mode may release the friction element existing in the driving force transmission path or stop the operation of the power source when traveling with the accelerator released. In some cases, the amount of power generated in the regeneration mode can be calculated by the same method as the operation mode ("EV (Electric Vehicle) mode" described later)) that runs only with the power of the motor. It may be treated as one of the modes.

特殊モードでは動力源が用いられないため、無条件では、特殊モードの車両の速度計画を立てるのは困難である。そのため、特殊モード速度計画作成部106は、各走行区間の始点における自車両の速度計画(速度および加速度)が、その地点における基準モード速度計画と同じであるという条件の下で、特殊モード速度計画を作成する。   Since no power source is used in the special mode, it is difficult to make a speed plan for the vehicle in the special mode unconditionally. Therefore, the special mode speed plan creation unit 106 performs the special mode speed plan under the condition that the speed plan (speed and acceleration) of the host vehicle at the start point of each travel section is the same as the reference mode speed plan at that point. Create

合成モード速度計画作成部107は、エネルギー消費関連情報取得部104が取得したエネルギー消費関連情報と、基準モード速度計画作成部105が作成した基準モード速度計画と、特殊モード速度計画作成部106が作成した特殊モード速度計画とに基づいて、自車両が、連続する複数の走行区間を合成した合成走行区間の一部の走行区間を特殊モードで走行し、残りの走行区間を基準モードで走行すると仮定したときの、各合成走行区間の速度計画である「合成モード速度計画」を作成する。このとき、合成モード速度計画作成部107は、各合成走行区間の始点および終点における自車両の速度計画が、それらの地点における基準モード速度計画と同じになるように、合成モード速度計画を作成する。   The combined mode speed plan creation unit 107 is created by the energy consumption related information acquired by the energy consumption related information acquisition unit 104, the reference mode speed plan created by the reference mode speed plan creation unit 105, and the special mode speed plan creation unit 106. Based on the special mode speed plan, it is assumed that the vehicle travels in a special travel mode in a combined travel section that is a combination of a plurality of continuous travel sections and travels in the reference mode in the remaining travel sections. Then, a “composite mode speed plan” that is a speed plan for each combined travel section is created. At this time, the composite mode speed plan creation unit 107 creates the composite mode speed plan so that the speed plan of the host vehicle at the start point and the end point of each composite travel section is the same as the reference mode speed plan at those points. .

本実施の形態では、合成走行区間は連続する2つの走行区間から構成され、前半の走行区間を特殊モードで走行し、後半の走行区間を基準モードで走行すると仮定して、合成モード速度計画が作成されるものとする。この場合、各合成走行区間の前半の走行区間の速度計画は特殊モード速度計画と同じになる。また、後半の走行区間の速度計画は、当該走行区間の終点における速度計画が、その地点における基準モード速度計画と同じになるように、エネルギー消費関連情報に基づいて作成される。このように、各合成走行区間の始点および終点における合成モード速度計画を、それらの地点における基準モード速度計画と同じにすることで、基準モード速度計画の一部を合成モード速度計画に置き換えても、速度計画の連続性を維持することができる。なお、合成走行区間は、連続する3つ以上の走行区間から構成されてもよい。また、異なる数の走行区間からなる合成走行区を混在させてもよい。   In the present embodiment, the composite travel section is composed of two continuous travel sections, and the composite mode speed plan is calculated assuming that the first travel section travels in the special mode and the second travel section travels in the reference mode. Shall be created. In this case, the speed plan for the first half of each combined travel section is the same as the special mode speed plan. Further, the speed plan for the latter half of the travel section is created based on the energy consumption related information so that the speed plan at the end point of the travel section is the same as the reference mode speed plan at that point. In this way, even if a part of the reference mode speed plan is replaced with the composite mode speed plan by making the composite mode speed plan at the start point and end point of each composite travel section the same as the reference mode speed plan at those points. The continuity of speed plan can be maintained. The combined travel section may be composed of three or more consecutive travel sections. Moreover, you may mix the composite traveling area which consists of a different number of traveling areas.

基準モードエネルギー消費量演算部108は、エネルギー消費関連情報取得部104が取得したエネルギー消費関連情報と、基準モード速度計画作成部105が作成した基準モード速度計画とから、自車両が基準モード速度計画に従うように各走行区間を基準モードで走行するときの車両機器120によるエネルギー消費量である「基準モードエネルギー消費量」の予測値を計算する。すなわち、基準モードエネルギー消費量演算部108は、自車両が各走行区間を基準モードで走破するのに必要となるエネルギー消費量(必要走行エネルギー消費量)を計算する。   Based on the energy consumption related information acquired by the energy consumption related information acquiring unit 104 and the reference mode speed plan generated by the reference mode speed plan generating unit 105, the reference mode energy consumption calculating unit 108 determines that the vehicle is in the reference mode speed plan. The predicted value of the “reference mode energy consumption”, which is the energy consumption by the vehicle device 120 when traveling in the reference mode in each travel section, is calculated. That is, the reference mode energy consumption calculation unit 108 calculates the energy consumption (necessary travel energy consumption) required for the host vehicle to travel through each travel section in the reference mode.

合成モードエネルギー消費量演算部109は、エネルギー消費関連情報取得部104が取得したエネルギー消費関連情報と、合成モード速度計画作成部107が作成した合成モード速度計画から、自車両が合成モード速度計画に従うように各合成走行区間を走行するときの、各合成走行区間での車両機器120によるエネルギー消費量である「合成モードエネルギー消費量」の予測値を演算する。すなわち、合成モードエネルギー消費量演算部109は、自車両が、各合成走行区間の一部の走行区間を特殊モード、残りの走行区間を基準モードで走行して走破するときに必要となるエネルギー消費量(必要走行エネルギー消費量)を計算する。   The combined mode energy consumption calculation unit 109 follows the combined mode speed plan from the energy consumption related information acquired by the energy consumption related information acquisition unit 104 and the combined mode speed plan generated by the combined mode speed plan generation unit 107. Thus, the predicted value of the “composite mode energy consumption”, which is the energy consumption by the vehicle device 120 in each composite travel section when traveling in each composite travel section, is calculated. In other words, the combined mode energy consumption calculation unit 109 is the energy consumption required when the host vehicle travels through the special mode in some of the combined travel sections and travels in the reference mode in the remaining travel sections. Calculate the amount (required travel energy consumption).

基準モードエネルギー消費量演算部108および合成モードエネルギー消費量演算部109が求める基準モードエネルギー消費量および合成モードエネルギー消費量、すなわち、走行区間または合成走行区間ごとの必要走行エネルギー消費量は、予め定められた数式や特性データを用いて計算できる。   The reference mode energy consumption and the combined mode energy consumption calculated by the reference mode energy consumption calculating unit 108 and the combined mode energy consumption calculating unit 109, that is, the required traveling energy consumption for each traveling section or combined traveling section are determined in advance. It can be calculated using the obtained mathematical formulas and characteristic data.

そのような数式としては、走行経路に含まれる各道路の道路勾配および基準モード速度計画ならびに車両諸元情報(車両重量や走行抵抗係数など)から、必要走行エネルギー消費量を算出する物理式や、必要走行エネルギー消費量を、エンジン駆動に必要な燃料の量や、モーター駆動に必要な電力量、またはそれらを組み合わせたときに必要な燃料の量および電力量へ変換する変換式などがある。また、特性データとしては、エンジンの回転数に対する、トルク、エンジン出力、燃料消費量などの特性を示すデータマップなどがある。   As such a mathematical formula, a physical formula for calculating the required travel energy consumption from the road gradient of each road included in the travel route and the reference mode speed plan and vehicle specification information (vehicle weight, travel resistance coefficient, etc.) There are conversion formulas for converting the required travel energy consumption into the amount of fuel required for driving the engine, the amount of power required for driving the motor, or the amount of fuel and the amount of power required when combining them. The characteristic data includes a data map indicating characteristics such as torque, engine output, and fuel consumption with respect to the engine speed.

先に述べたように、車両の動作モードのうち、基準モードとしては、モーターの動力のみで走行する「EV(Electric Vehicle)モード」、モーターとエンジンの両方の動力で走行する「HEV(Hybrid Electric Vehicle)モード」、エンジンの動力のみで走行する「エンジンモード」、エンジンの動力で走行と発電を行う「エンジン+発電モード」、などがある。また、特殊モードとしては、慣性によって走行する「惰性走行(COAST)モード」、下り坂や減速の際に運動エネルギーを使って発電する「回生モード」などがある。   As described above, among the vehicle operation modes, the reference mode includes “EV (Electric Vehicle) mode” that travels only by the power of the motor, and “HEV (Hybrid Electric) that travels by the power of both the motor and the engine. Vehicle) mode ”,“ engine mode ”that travels only with engine power, and“ engine + power generation mode ”that travels and generates power using engine power. In addition, the special mode includes a “coulomb mode (COAST) mode” that travels by inertia, and a “regeneration mode” that generates power using kinetic energy during downhill or deceleration.

「EVモード」では、必要走行エネルギー消費量を全て電力で賄うので、燃料消費量は0であり、電力消費量は、必要走行エネルギー消費量にモーターやインバータの効率で除した値として得ることができる。モーターやインバータの効率は物理式から求めてもよいし、データマップから得てもよい。   In the “EV mode”, since all the required travel energy consumption is covered by electricity, the fuel consumption is 0, and the power consumption can be obtained by dividing the required travel energy consumption by the efficiency of the motor or inverter. it can. The efficiency of the motor or inverter may be obtained from a physical equation or may be obtained from a data map.

「エンジンモード」では、必要走行エネルギー消費量を全て燃料で賄うので、電力消費量は0であり、燃料消費量は、例えばエンジンのトルク、回転数、出力と燃料消費量の関係を表すBSFC(Brake Specific Fuel Consumption)と呼ばれる燃料消費率マップを使って算出することができる。   In the “engine mode”, since the required travel energy consumption is all covered by fuel, the power consumption is 0, and the fuel consumption is, for example, BSFC (relationship between engine torque, rotation speed, output and fuel consumption). It can be calculated using a fuel consumption rate map called “Brake Specific Fuel Consumption”.

「HEVモード」では、必要走行エネルギー消費量が電力と燃料で分担して賄われる。例えば、エンジンの出力は、BSFCにおいてエンジンのトルクおよび回転数が最も効率良くなる値に設定され、モーターの出力は、エンジンの出力だけでは足りないエネルギー消費量を賄うように設定される。その場合、燃料消費量は、そのように設定されたエンジンのトルク、回転数、出力からBSFCを用いて算出できる。また、電力消費量は、必要走行エネルギー消費量からエンジンが出力するエネルギー消費量を減じた値に、モーターやインバータの効率で除した値として得ることができる。   In the “HEV mode”, the required travel energy consumption is shared by electric power and fuel. For example, the output of the engine is set to a value at which the engine torque and the rotational speed of the BSFC are most efficient, and the output of the motor is set to cover an energy consumption amount that is not sufficient only by the output of the engine. In this case, the fuel consumption amount can be calculated using BSFC from the engine torque, the rotational speed, and the output set as described above. The power consumption can be obtained as a value obtained by dividing the energy consumption output by the engine from the required travel energy consumption by the efficiency of the motor or inverter.

「エンジン+発電モード」では、エンジンの出力を、トルクおよび回転数が最も効率良くなる値に設定した上で、余剰のエンジン出力によって発電が行われる。よって、燃料消費量は、そのように設定されたエンジンのトルク、回転数、出力からBSFCを用いて算出できる。また、電力消費量は、余剰のエンジン出力で発電可能な電力量に相当する負の値に発電機やインバータの効率を乗じた値として得ることができる。   In the “engine + power generation mode”, the engine output is set to a value at which the torque and the rotational speed are most efficient, and then power is generated by the surplus engine output. Therefore, the fuel consumption amount can be calculated using BSFC from the engine torque, the rotational speed, and the output set as described above. The power consumption can be obtained as a value obtained by multiplying the negative value corresponding to the amount of power that can be generated with surplus engine output by the efficiency of the generator or inverter.

「惰性走行モード」では、エンジンおよびモーターの出力は0であり、電力回生も行われないので、電力消費量、燃料消費量とも0となる。   In the “inertia travel mode”, the output of the engine and motor is 0, and power regeneration is not performed, so both power consumption and fuel consumption are 0.

「回生モード」では、エンジンおよびモーターの出力は0であり、電力回生のみが行われる。従って、燃料消費量は0であり、電力消費量は、モーターを用いた回生ブレーキによる発電量に相当する負の値として得ることができる。なお、回生ブレーキによる発電量は、「EVモード」における電力消費量と同じ方法で計算できるが、その正負や効率の乗除は逆である。   In the “regeneration mode”, the engine and motor outputs are zero, and only power regeneration is performed. Therefore, the fuel consumption is 0, and the power consumption can be obtained as a negative value corresponding to the amount of power generated by the regenerative braking using the motor. Note that the amount of power generated by the regenerative brake can be calculated by the same method as the amount of power consumed in the “EV mode”, but the positive / negative or efficiency multiplication / reduction is reversed.

制御計画立案部110は、自車両の走行前および走行中に、各走行区間の基準モードエネルギー消費量の予測値および各合成走行区間の合成モードエネルギー消費量の予測値に基づいて、走行経路全体での自車両のエネルギー消費量(燃料消費量および電力消費量)が、予め定められた条件を満たすように、走行区間ごとの車両機器120(モーター、エンジン、ジェネレータ等)の制御計画を立てる。具体的には、走行経路全体での自車両のエネルギー消費量が予め設定された条件を満たすように、走行区間ごとの自車両の動作モードおよび速度計画の割り当てを行う。車両機器制御部111は、合成走行区間に対して動作モードの割り当てを行うこともあり、その場合、合成走行区間の一部の走行区間に惰性走行モードが割り当てられる。   Based on the predicted value of the reference mode energy consumption of each traveling section and the predicted value of the combined mode energy consumption of each combined traveling section, the control planning unit 110 performs the entire travel route before and during the traveling of the host vehicle. A control plan for the vehicle equipment 120 (motor, engine, generator, etc.) for each travel section is established so that the energy consumption (fuel consumption and power consumption) of the vehicle in the vehicle satisfies the predetermined conditions. Specifically, the operation mode and the speed plan of the host vehicle are allocated for each travel section so that the energy consumption amount of the host vehicle in the entire travel route satisfies a preset condition. The vehicle equipment control unit 111 may assign an operation mode to the combined travel section. In this case, the inertial travel mode is assigned to a part of the composite travel section.

各走行区間の動作モードおよび速度計画を定める基準となる条件としては、例えば、走行経路全体でのエネルギー消費量が特定の目標値に最も近づく条件や、目的地到着時のバッテリ残量(SOC)を所望の範囲内に収めるための条件、燃料消費量が最小または最大になる条件、電力消費量が最小または最大になる条件、COの発生量が最小になる条件、燃料および電力のコスト(走行前の燃料補給や充電のコストを含めてもよい)が最小になる条件、などが考えられる。なお、惰性走行モードの場合は、加速度を制御できないため、速度計画に対して、加速度、最大速度または最小速度などの制約を与えてもよい。 Examples of conditions that determine the operation mode and speed plan for each travel section include, for example, conditions where the energy consumption in the entire travel route is closest to a specific target value, and the remaining battery level (SOC) upon arrival at the destination For keeping the fuel consumption within a desired range, conditions for minimizing or maximizing fuel consumption, conditions for minimizing or maximizing power consumption, conditions for minimizing CO 2 generation, fuel and power costs ( There may be a condition in which the cost of refueling and charging before traveling may be included). In the inertial running mode, since the acceleration cannot be controlled, constraints such as acceleration, maximum speed, or minimum speed may be given to the speed plan.

車両のエネルギー消費量は動作モードによって変化するため、制御計画立案部110は、基準モードエネルギー消費量演算部108および合成モードエネルギー消費量演算部109を用いて、各走行区間の必要走行エネルギー消費量を各動作モードに場合分けして算出し、走行経路全体での自車両のエネルギー消費量が予め定められた条件を満たすように、各走行区間の動作モードの組み合わせを選択することになる。この制御計画立案部110が決定した、走行区間ごとの動作モードおよび速度計画の割り当てが、車両機器120の制御計画である。制御計画立案部110は、作成した車両機器120の制御計画を、車両機器制御部111へ入力する。   Since the energy consumption of the vehicle varies depending on the operation mode, the control planning unit 110 uses the reference mode energy consumption calculating unit 108 and the composite mode energy consumption calculating unit 109 to calculate the necessary driving energy consumption for each traveling section. Is calculated for each operation mode, and the combination of operation modes for each travel section is selected so that the energy consumption of the host vehicle in the entire travel route satisfies a predetermined condition. The assignment of the operation mode and speed plan for each travel section determined by the control plan planning unit 110 is the control plan for the vehicle device 120. The control plan planning unit 110 inputs the created control plan for the vehicle device 120 to the vehicle device control unit 111.

車両機器制御部111は、制御計画立案部110から入力された車両機器120の制御計画(各走行区間の動作モードおよび速度計画の割り当て)に従い、車両機器120を制御して、動作モードの切り替えを行う。なお、動作モードの切り替えは、通常、自車両が新たな走行区間に入ったときに行われるが、後述するように、走行の途中で車両機器120の制御計画が変更(再計画)される場合や、運転者が予想に反する操作を行うことで制御計画どおりの動作モードを維持できなくなる場合もあり、そのような場合には走行区間の途中でも動作モードの切り替えは実行される。   The vehicle device control unit 111 controls the vehicle device 120 according to the control plan of the vehicle device 120 (assignment of the operation mode and speed plan of each travel section) input from the control plan planning unit 110 and switches the operation mode. Do. Note that the switching of the operation mode is normally performed when the host vehicle enters a new travel section, but the control plan of the vehicle device 120 is changed (re-planned) during the travel as will be described later. In some cases, the driver may not be able to maintain the operation mode according to the control plan by performing an operation contrary to the expectation. In such a case, the operation mode is switched even during the travel section.

上記のように、車両機器120の制御計画には、各走行区間の動作モードの計画だけでなく、速度計画も含まれている。速度計画は、各動作モードが選択された際の自車両の走行速度の予測値であり、必ずしも実際の走行速度に一致するとは限らないため、車両機器制御部111は、速度計画が実現されるように車両機器を制御してもよい。すなわち、速度計画で定められた走行速度を目標値にして、車両の速度が自動的に制御されるようにしてもよい。例えば、クルーズコントロール(登録商標)機能を備えたハイブリッド車両などには、速度制御機能が搭載されており、速度計画を実現するような速度制御も技術的に可能である。   As described above, the control plan of the vehicle device 120 includes not only the plan of the operation mode of each traveling section but also the speed plan. The speed plan is a predicted value of the traveling speed of the host vehicle when each operation mode is selected, and does not necessarily match the actual traveling speed. Therefore, the vehicle equipment control unit 111 realizes the speed plan. Thus, the vehicle equipment may be controlled. That is, the vehicle speed may be automatically controlled by setting the traveling speed determined in the speed plan as a target value. For example, a hybrid vehicle having a cruise control (registered trademark) function is equipped with a speed control function, and speed control that realizes a speed plan is technically possible.

また、車両機器制御部111は、制御計画に基づいて動作した車両機器120における実際のエネルギー消費量(エネルギー消費量の実測値)と、制御計画立案部110が制御計画を作成したときに算出した各走行区間のエネルギー消費量(エネルギー消費量の予測値)とを比較し、両者の差が小さくなるように動作モードのパラメータ(エンジンとモーターの出力比率、電力回生の強さなど)を補正するフィードバック制御を行う機能も備えている。   In addition, the vehicle device control unit 111 calculates the actual energy consumption (actual measured value of energy consumption) in the vehicle device 120 operated based on the control plan and when the control plan planning unit 110 creates the control plan. Compare the energy consumption (predicted energy consumption) of each travel section and correct the operating mode parameters (engine-motor output ratio, power regeneration strength, etc.) so that the difference between them is reduced. It also has a function to perform feedback control.

一方、制御計画立案部110は、エネルギー消費量の予測値と実測値の差の大きさ又は差の変化量が予め定められた閾値を超えた場合や、自車両が予定の走行経路(走行経路算出部102が算出した走行経路)から外れ、走行経路算出部102が走行経路を変更した場合には、車両機器120の制御計画の立て直しを行う再計画制御を行う機能も備えている。さらに、制御計画立案部110は、利用者が車両機器120の制御計画の変更を指示した場合にも、車両機器120の制御計画の立て直しを行う再計画制御が行われる。   On the other hand, the control planning unit 110 determines whether the difference between the predicted value of the energy consumption and the actual measurement value or the amount of change in the difference exceeds a predetermined threshold, When the travel route calculation unit 102 changes the travel route, the re-planning control for reestablishing the control plan of the vehicle device 120 is also provided. Furthermore, the control plan planning unit 110 performs re-planning control for reestablishing the control plan for the vehicle device 120 even when the user instructs to change the control plan for the vehicle device 120.

次に、図2のフローチャートに基づいて、車両用エネルギーマネジメント装置100の動作を説明する。   Next, the operation of the vehicle energy management apparatus 100 will be described based on the flowchart of FIG.

自車両(もしくは車載システム)の起動により、車両用エネルギーマネジメント装置100の動作フローが開始されると、まず、現在位置取得部101が取得した自車両の現在位置を取得する(ステップS1)。   When the operation flow of the vehicle energy management apparatus 100 is started by starting the own vehicle (or on-vehicle system), first, the current position of the own vehicle acquired by the current position acquisition unit 101 is acquired (step S1).

次に、走行経路算出部102が、自車両の現在地から設定された目的地までの走行経路を探索する(ステップS2)。目的地の設定は、自車両の利用者がユーザインタフェースを用いて行ってもよいし、走行経路算出部102が、過去の走行履歴などから目的地を推定することによって自動的に行ってもよい。   Next, the travel route calculation unit 102 searches for a travel route from the current location of the host vehicle to the set destination (step S2). The destination may be set by the user of the host vehicle using the user interface, or may be automatically performed by the travel route calculation unit 102 estimating the destination from the past travel history or the like. .

自車両の走行経路が決定すると、走行経路分割部103が、その走行経路を、地図データや道路特性情報を考慮して、複数の走行区間に分割する(ステップS3)。   When the travel route of the host vehicle is determined, the travel route dividing unit 103 divides the travel route into a plurality of travel sections in consideration of map data and road characteristic information (step S3).

走行経路の分割が完了すると、以下のステップS4〜S7の処理が行われる。ステップS4〜S7については、図3を参照しつつ説明する。図3は、車両用エネルギーマネジメント装置100が行う、動作モードの切り替え計画および速度計画の最適化処理を概念的に示している。   When the division of the travel route is completed, the following steps S4 to S7 are performed. Steps S4 to S7 will be described with reference to FIG. FIG. 3 conceptually shows an operation mode switching plan and a speed plan optimization process performed by the vehicle energy management apparatus 100.

ステップS4では、エネルギー消費関連情報取得部104が、走行区間のエネルギー消費関連情報を取得する。図3においては、各走行区間(走行区間R1〜R6)の標高の情報(道路勾配)および交差点の位置情報を含むエネルギー消費関連情報が示されている。   In step S4, the energy consumption related information acquisition unit 104 acquires energy consumption related information of the travel section. In FIG. 3, energy consumption related information including altitude information (road gradient) and intersection position information of each travel section (travel sections R1 to R6) is shown.

ステップS5は、各種の速度計画の作成処理であり、以下のステップS5a〜S5cの各処理が行われる。ステップS5aでは、基準モード速度計画作成部105が、エネルギー消費関連情報に基づいて、自車両が基準モードで各走行区間を走行すると仮定したときの、各走行区間の速度計画である基準モード速度計画を作成する。ステップS5bでは、特殊モード速度計画作成部106が、エネルギー消費関連情報とステップS5aで作成された基準モード速度計画とに基づいて、自車両が特殊モードで走行すると仮定したときの各走行区間の速度計画である特殊モード速度計画を作成する。ステップS5cでは、合成モード速度計画作成部107が、エネルギー消費関連情報と、ステップS5aで作成された基準モード速度計画と、ステップS5bで作成された特殊モード速度計画とに基づいて、自車両が合成走行区間の一部の走行区間を特殊モードで走行し、残りの走行区間を基準モードで走行すると仮定したときの、各合成走行区間の速度計画である合成モード速度計画を作成する。   Step S5 is a process for creating various speed plans, and the following processes of steps S5a to S5c are performed. In step S5a, a reference mode speed plan that is a speed plan for each travel section when the reference mode speed plan creation unit 105 assumes that the host vehicle travels in each travel section in the reference mode based on the energy consumption related information. Create In step S5b, the speed of each travel section when the special mode speed plan creation unit 106 assumes that the host vehicle travels in the special mode based on the energy consumption related information and the reference mode speed plan created in step S5a. Create a special mode speed plan that is a plan. In step S5c, the combined mode speed plan creation unit 107 combines the own vehicle based on the energy consumption related information, the reference mode speed plan created in step S5a, and the special mode speed plan created in step S5b. A combined mode speed plan, which is a speed plan of each combined travel section, is created when it is assumed that a part of the travel sections travel in the special mode and the remaining travel sections travel in the reference mode.

図3の例では、合成走行区間は連続する2つの走行区間から構成されている。すなわち、走行区間R1,R2から合成走行区間CR1が構成され、走行区間R2,R3から合成走行区間CR2が構成され、走行区間R3,R4から合成走行区間CR3が構成され、走行区間R4,R5から合成走行区間CR4が構成され、走行区間R5,R6から合成走行区間CR5が構成されている。このように、隣り合う合成走行区間同士は、一部が重複することになる。   In the example of FIG. 3, the combined travel section is composed of two continuous travel sections. That is, the combined traveling section CR1 is configured from the traveling sections R1 and R2, the combined traveling section CR2 is configured from the traveling sections R2 and R3, the combined traveling section CR3 is configured from the traveling sections R3 and R4, and from the traveling sections R4 and R5. A combined travel section CR4 is configured, and a combined travel section CR5 is configured from the travel sections R5 and R6. Thus, a part overlaps between adjacent synthetic | combination driving | running | working areas.

また、図3の例では、合成モード速度計画は、各合成走行区間の前半の走行区間を特殊モードで走行し、後半の走行区間を基準モードで走行すると仮定して作成されている。この場合、各合成走行区間の前半の走行区間の速度計画は特殊モード速度計画と同じになる。また、後半の走行区間の速度計画は、当該走行区間の終点における速度計画が、その地点における基準モード速度計画と同じになるように、エネルギー消費関連情報に基づいて新たに作成される。   In the example of FIG. 3, the combined mode speed plan is created on the assumption that the first half of each combined travel section travels in the special mode and the second half travel section travels in the reference mode. In this case, the speed plan for the first half of each combined travel section is the same as the special mode speed plan. Also, the speed plan for the latter half of the travel section is newly created based on the energy consumption related information so that the speed plan at the end point of the travel section is the same as the reference mode speed plan at that point.

例えば、合成走行区間CR1の前半としての走行区間R1の走行計画は、走行区間R1の特殊モード速度計画と同じに設定される。また、合成走行区間CR1の後半としての走行区間R2の走行計画は、走行区間R2の始点の速度が走行区間R1の終点の速度と同じ値に設定され、走行区間R2の終点の速度が走行区間R3の始点における基準モード速度計画と同じ値に設定された上で、この条件が満たされるように作成される。このようにして得られた走行区間R1の走行計画と走行区間R2の走行計画とを結合することで、合成走行区間CR1の合成モード速度計画が作成される。合成走行区間CR2以降の合成モード速度計画もこれと同様の処理で作成される。   For example, the travel plan for the travel section R1 as the first half of the combined travel section CR1 is set to be the same as the special mode speed plan for the travel section R1. In the travel plan of the travel section R2 as the second half of the composite travel section CR1, the speed of the start point of the travel section R2 is set to the same value as the speed of the end point of the travel section R1, and the speed of the end point of the travel section R2 is set to the travel section. It is created so that this condition is satisfied after being set to the same value as the reference mode speed plan at the start point of R3. A combined mode speed plan for the combined travel section CR1 is created by combining the travel plan for the travel section R1 and the travel plan for the travel section R2 thus obtained. The combined mode speed plan after the combined travel section CR2 is also created by the same process.

その結果、各合成走行区間の始点および終点における合成モード速度計画が、それらの地点における基準モード速度計画と同じになる。それにより、基準モード速度計画の一部を合成モード速度計画に置き換えても、速度計画の連続性を維持することができる。   As a result, the combined mode speed plan at the start and end points of each combined travel section is the same as the reference mode speed plan at those points. Thereby, even if a part of the reference mode speed plan is replaced with the composite mode speed plan, the continuity of the speed plan can be maintained.

ステップS6は、各走行区間の必要走行エネルギー消費量の演算処理であり、以下のステップS6a,S6bの各処理が行われる。ステップS6aでは、基準モードエネルギー消費量演算部108が、エネルギー消費関連情報と、ステップS5aで作成された基準モード速度計画とから、自車両が基準モード速度計画に従うように各走行区間を基準モードで走破するための必要走行エネルギー消費量である基準モードエネルギー消費量の予測値を計算する。また、ステップS6bでは、合成モードエネルギー消費量演算部109が、エネルギー消費関連情報と、ステップS5cで作成された合成モード速度計画から、自車両が合成モード速度計画に従うように基準モードと特殊モードを組み合わせて各合成走行区間を走破するための必要走行エネルギー消費量である合成モードエネルギー消費量の予測値を演算する。ステップS6a,S6bは互いに独立した処理であるため、どちらが先に行われてもよいし、同時に行われてもよい。   Step S6 is a calculation process of the required travel energy consumption of each travel section, and the following processes of steps S6a and S6b are performed. In step S6a, the reference mode energy consumption calculation unit 108 sets each travel section in the reference mode so that the host vehicle follows the reference mode speed plan from the energy consumption related information and the reference mode speed plan created in step S5a. Calculate the predicted value of the standard mode energy consumption, which is the required travel energy consumption for running through. In step S6b, the combined mode energy consumption calculation unit 109 selects the reference mode and the special mode from the energy consumption related information and the combined mode speed plan created in step S5c so that the host vehicle follows the combined mode speed plan. The predicted value of the combined mode energy consumption, which is the required travel energy consumption for running through each combined travel section in combination, is calculated. Since steps S6a and S6b are independent processes, either may be performed first or may be performed simultaneously.

図3の例においては、基準モードとしてEVモードとHEVモードの2つを想定し、特殊モードとして惰性走行モードの1つを想定している。この場合、上記のステップS6aでは、走行区間R1〜R6のそれぞれをEVモードで走行すると仮定したときの基準モードエネルギー消費量A01〜A06と、HEVモードで走行すると仮定したときの基準モードエネルギー消費量B01〜B06との2種類が算出される。   In the example of FIG. 3, the EV mode and the HEV mode are assumed as the reference mode, and one of the inertia running modes is assumed as the special mode. In this case, in the above step S6a, the reference mode energy consumption A01 to A06 when it is assumed that each of the travel sections R1 to R6 travels in the EV mode, and the reference mode energy consumption when it is assumed that the vehicle travels in the HEV mode. Two types of B01 to B06 are calculated.

また、各合成走行区間における自車両の動作モードとしては、前半を惰性走行モードで走行し、後半をEVモードで走行するパターン(COASTモード+EVモード)と、前半を惰性走行モードで走行し、後半をHEVモードで走行するパターン(COASTモード+HEVモード)との2通りが想定される。そのため、上記のステップS6bでは、合成走行区間CR1〜CR5のそれぞれをCOASTモード+EVモードのパターンで走行すると仮定したときの合成モードエネルギー消費量と、COASTモード+HEVモードのパターンで走行すると仮定したときの基準モードエネルギー消費量との2種類が算出される。   In addition, as the operation mode of the host vehicle in each combined travel section, the first half travels in the coasting mode, the second half travels in the EV mode (COAST mode + EV mode), and the first half travels in the coasting mode. There are two possible patterns of driving in the HEV mode (COAST mode + HEV mode). Therefore, in the above step S6b, when it is assumed that each of the combined traveling sections CR1 to CR5 travels in the pattern of the COAST mode + EV mode, and the combined mode energy consumption amount assumes that the vehicle travels in the pattern of the COAST mode + HEV mode. Two types of reference mode energy consumption are calculated.

図3においては、合成走行区間CR1〜CR5の前半としての走行区間R1〜R5を惰性走行モードで走行するときの必要走行エネルギー消費量を、それぞれC01〜C05と表している。また、合成走行区間CR1〜CR5の後半としての走行区間R2〜R6をEVモードで走行するときのエネルギー消費量を、それぞれCA01〜CA06と表している。また、合成走行区間CR1〜CR5の後半としての走行区間R2〜R6をHEVモードで走行するときの必要走行エネルギー消費量を、それぞれCB01〜CB05と表している。なお、惰性走行モードで走行するときの必要走行エネルギー消費量C01〜C05は、通常は0である。   In FIG. 3, the required travel energy consumption when traveling in the coasting travel modes R1 to R5 as the first half of the combined travel sections CR1 to CR5 is represented as C01 to C05, respectively. In addition, energy consumption when traveling in the EV mode in the traveling sections R2 to R6 as the latter half of the combined traveling sections CR1 to CR5 is represented as CA01 to CA06, respectively. Further, the required travel energy consumption when traveling in the HEV mode in the travel sections R2 to R6 as the latter half of the combined travel sections CR1 to CR5 is represented as CB01 to CB05, respectively. The required travel energy consumption C01 to C05 when traveling in the inertial travel mode is normally zero.

ステップS7では、制御計画立案部110が、ステップS6aで算出された各走行区間の基準モードエネルギー消費量の予測値と、ステップS6bで算出された各合成走行区間の合成モードエネルギー消費量の予測値に基づいて、走行経路全体での自車両のエネルギー消費量(燃料消費量および電力消費量)が、最適化されるように(予め定められた条件を満たすように)、走行区間ごとに自車両の動作モードおよび走行計画を割り当てる。すなわち、車両機器120(モーター、エンジン、ジェネレータ等)の制御計画が立案される。それにより、各走行区間の必要走行エネルギー消費量を、複数のエネルギー源でどのように担保するかが決定される。   In step S7, the control planning unit 110 calculates the predicted value of the reference mode energy consumption of each traveling section calculated in step S6a and the predicted value of the combined mode energy consumption of each combined traveling section calculated in step S6b. The vehicle's energy consumption (fuel consumption and power consumption) in the entire travel route is optimized based on the conditions (predetermined conditions are met) Assign operating modes and travel plans. That is, a control plan for the vehicle equipment 120 (motor, engine, generator, etc.) is drawn up. Thereby, how to secure the required travel energy consumption of each travel section with a plurality of energy sources is determined.

図3の例では、合成走行区間CR1に、COASTモード+EVモードのパターンが割り当てられ(走行区間R1に惰性走行モード、走行区間R2にEVモードが割り当てられる)、走行区間R3にEVモードが割り当てられ、走行区間R4にHEVモードが割り当てられ、合成走行区間CR5にCOASTモード+HEVモードのパターンが割り当てられている(走行区間R5に惰性走行モード、走行区間R6にHEVモードが割り当てられる)。また、図3のように、最適化後の速度計画は、基準モード速度計画の一部を合成モード速度計画に置き換えたものとなるが、その連続性は保たれる。   In the example of FIG. 3, the pattern of COAST mode + EV mode is assigned to the composite travel section CR1 (the coastal travel mode is assigned to the coasting section R1, the EV mode is assigned to the travel section R2), and the EV mode is assigned to the travel section R3. The HEV mode is assigned to the travel section R4, and the pattern of the COAST mode + HEV mode is assigned to the composite travel section CR5 (the inertia travel mode is assigned to the travel section R5 and the HEV mode is assigned to the travel section R6). Further, as shown in FIG. 3, the speed plan after optimization is obtained by replacing a part of the reference mode speed plan with the composite mode speed plan, but the continuity is maintained.

本実施の形態では、各走行区間に動作モードが割り当てられると、同時に、速度計画も割り当てられることになる。ただし、自車両の特性や動作モードごとの制約(例えば、燃料タンクおよび蓄電池の容量、定格、各動作モードで走行可能な速度範囲など)を守る必要があるため、走行区間によっては特定の動作モードの割り当てが不可能な場合も考えられる。このような制約を守りつつ、予め定められた条件が満たされるように動作モードの割り当てを行う。   In this embodiment, when an operation mode is assigned to each travel section, a speed plan is also assigned at the same time. However, it is necessary to observe the restrictions of each vehicle's characteristics and operation modes (for example, the capacity and rating of the fuel tank and storage battery, the speed range that can be driven in each operation mode, etc.). In some cases, it is not possible to assign the above. While observing such restrictions, the operation mode is assigned so that a predetermined condition is satisfied.

動作モードの割り当ての決定方法としては、各走行区間に割り当て可能な動作モードを総当たり的に比較する方法でもよいし、いわゆる“組み合わせ最適化問題”の解法として一般的に知られた方法を用いてもよい。本実施の形態では、動作モードが割り当てられることによって、制約条件下で速度計画が最適化されるため、制約条件がない場合に速度計画を最適化することと比較すると、最適解を求めるための計算量が大幅に削減されることになる。   As a method for determining the allocation of the operation mode, a method of comparing all the operation modes that can be allocated to each travel section may be used, or a method generally known as a solution to the so-called “combination optimization problem” may be used. May be. In this embodiment, since the speed plan is optimized under the constraint condition by assigning the operation mode, it is necessary to obtain the optimum solution as compared with the optimization of the speed plan when there is no constraint condition. The calculation amount will be greatly reduced.

ステップS7で車両機器120の制御計画が作成された後、自車両が走行を開始すると、車両機器制御部111は、その制御計画に規定されている各走行区間に動作モードおよび速度計画の割り当てに従って、車両機器120を制御する(ステップS8)。具体的には、車両機器制御部111は、現在位置取得部101が取得した自車両の現在位置に基づき、自車両が走行経路上のどの走行区間にいるかを認識し、その走行区間に割り当てられた動作モードで車両機器120を動作させる。また、各走行区間に割り当てられた走行計画が実現されるように、車両機器120を制御してもよい。自車両が新たな走行区間に入れば(走行区間の境界を通過すれば)、車両機器制御部111は、必要に応じて自車両の動作モードを切り替える。   After the control plan for the vehicle device 120 is created in step S7, when the host vehicle starts to travel, the vehicle device control unit 111 follows the assignment of the operation mode and the speed plan to each travel section defined in the control plan. Then, the vehicle device 120 is controlled (step S8). Specifically, the vehicle equipment control unit 111 recognizes which travel section the host vehicle is on the travel route based on the current position of the host vehicle acquired by the current position acquisition unit 101, and is assigned to the travel section. The vehicle device 120 is operated in the selected operation mode. Moreover, you may control the vehicle apparatus 120 so that the travel plan allocated to each travel area may be implement | achieved. If the host vehicle enters a new travel section (passes the boundary of the travel section), the vehicle device control unit 111 switches the operation mode of the host vehicle as necessary.

自車両が走行経路を走破した場合には(ステップS9でYES)、車両機器制御部111は図2のフローは終了するが、走破していなければ(ステップS9でNO)、制御計画立案部110は、車両機器120の制御計画の立て直しが必要かどうか確認する(ステップS10)。   If the host vehicle has traveled the travel route (YES in step S9), the vehicle equipment control unit 111 terminates the flow of FIG. 2, but if it has not traveled (NO in step S9), the control plan planning unit 110 Confirms whether the control plan of the vehicle device 120 needs to be rebuilt (step S10).

車両機器120の動作モードが制御計画に従って切り替えられたとしても、自車両の走行中には、ステップS6で算出されるエネルギー消費計画(エネルギー消費量の予測値)と実際のエネルギー消費量(エネルギー消費量の実測値)との間に差が生じ得る。例えば、想定外の渋滞により予定通りの速度で走行できない場合や、運転者の操作によって制御計画どおりの動作モードが維持されない場合があるからである。エンジンおよびモーターの出力が0と仮定される「惰性走行モード」や「回生モード」の走行区間であっても、運転者が実際の交通状況に応じて自車両のアクセルやブレーキの操作を行うことは十分に想定される。また、自車両が予定された走行経路から外れた場合にも、その差が生じる。   Even when the operation mode of the vehicle device 120 is switched according to the control plan, the energy consumption plan (predicted value of energy consumption) calculated in step S6 and the actual energy consumption (energy consumption) are calculated while the host vehicle is traveling. A difference may occur between the measured value and the measured value. For example, there is a case where the vehicle cannot travel at a planned speed due to an unexpected traffic jam, or the operation mode as controlled may not be maintained due to the driver's operation. The driver must operate the accelerator and brakes of the vehicle according to the actual traffic conditions even in the "Inertia driving mode" and "Regenerative mode" driving sections where the engine and motor outputs are assumed to be zero. Is fully assumed. The difference also occurs when the host vehicle deviates from the planned travel route.

このようなエネルギー消費計画からのずれを認識するために、制御計画立案部110は、エネルギー消費量の予測値と実測値の差を演算する。具体的には、例えばエンジン制御用のコントローラが計測した燃料消費量と予め計算した燃料消費量の予測値との差、および、モーター制御用のコントローラが計測した電力消費量と予め計算した電力消費量の予測値との差、をそれぞれ演算する。   In order to recognize such a deviation from the energy consumption plan, the control plan planning unit 110 calculates the difference between the predicted value of the energy consumption and the actual measurement value. Specifically, for example, the difference between the fuel consumption measured by the controller for engine control and the predicted value of the fuel consumption calculated in advance, and the power consumption measured by the controller for motor control and the power consumption calculated in advance. The difference between the quantity and the predicted value is calculated.

制御計画立案部110は、それらの差の大きさ又は変化量が予め定められた閾値を超える場合や、自車両が走行経路を外れて走行経路に変更が生じた場合、また使用者から指示があった場合には、車両機器120の制御計画を立て直す再計画制御の必要があると判断し(ステップS10でYES)、その立て直しを行うために、ステップS1に戻る。この場合、ステップS1〜S7の各処理のうち必要なものだけを行えばよい。例えば、自車両が走行経路を外れていなければ、走行経路に変更はないので、走行経路の探索(ステップS1)は省略することができる。   The control planning unit 110 receives an instruction from the user when the magnitude of the difference or the amount of change exceeds a predetermined threshold, when the own vehicle deviates from the travel route, or the travel route is changed. If there is, it is determined that the re-planning control for re-establishing the control plan for the vehicle device 120 is necessary (YES in step S10), and the process returns to step S1 to perform the re-establishment. In this case, it is only necessary to perform necessary processes among the processes in steps S1 to S7. For example, if the host vehicle is not off the travel route, the travel route is not changed, so the travel route search (step S1) can be omitted.

一方、車両機器120の制御計画を立て直す必要がないと判断された場合には(ステップS10でNO)、車両機器制御部111が、車両機器120のフィードバック制御が必要か否かを判断する(ステップS11)。具体的には、ステップS6で求めたエネルギー消費量の予測値と実測値の差が一定の大きさの範囲を超えていれば、フィードバック制御が必要と判断される。   On the other hand, when it is determined that there is no need to reestablish the control plan for the vehicle device 120 (NO in step S10), the vehicle device control unit 111 determines whether feedback control of the vehicle device 120 is necessary (step). S11). Specifically, if the difference between the predicted value of energy consumption obtained in step S6 and the actual measurement value exceeds a certain range, it is determined that feedback control is necessary.

車両機器制御部111は、車両機器120のフィードバック制御が必要と判断した場合には(ステップS11でYES)、エネルギー消費量の予測値と実測値の差が小さくなるように、動作モードのパラメータ(エンジンとモーターの出力比率、電力回生の強さなど)を補正することによって、そのフィードバック制御を行う(ステップS12)。   If the vehicle device control unit 111 determines that feedback control of the vehicle device 120 is necessary (YES in step S11), the vehicle mode control unit 111 sets the operation mode parameters (in order to reduce the difference between the predicted value of energy consumption and the actual measurement value). The feedback control is performed by correcting the output ratio of the engine and the motor, the strength of power regeneration, and the like (step S12).

ステップS1〜S12の動作は、自車両が走行経路を走破するまで繰り返し実行される。   The operations in steps S1 to S12 are repeatedly executed until the host vehicle travels along the travel route.

本実施の形態に係る車両用エネルギーマネジメント装置100によれば、一部の走行区間を車両の動力源を用いない特殊モードで走行することを想定した制御計画を立てることができる。それにより、特殊モードを用いた場合でも、エネルギー消費量の誤差を小さくできる。よって、特殊モードを有効に活用でき、走行経路全体のエネルギー消費量の削減効果が向上する。また、各走行区間に動作モードが割り当てられることによって、制約条件下で速度計画が最適化されるため、速度計画の最適化処理を制約条件なしに行うのと比較して、最適解を求めるための計算量が大幅に削減されるという効果も得られる。   According to the vehicle energy management apparatus 100 according to the present embodiment, it is possible to make a control plan on the assumption that the vehicle travels in a special mode that does not use the power source of the vehicle in some travel sections. Thereby, even when the special mode is used, an error in energy consumption can be reduced. Therefore, the special mode can be used effectively, and the effect of reducing the energy consumption of the entire travel route is improved. In addition, because the speed plan is optimized under the constraint conditions by assigning the operation mode to each travel section, in order to obtain the optimum solution compared to the speed plan optimization process without the constraint conditions There is also an effect that the amount of calculation is greatly reduced.

図4および図5は、それぞれ本発明に係る車両用エネルギーマネジメント装置100のハードウェア構成の一例を示す図である。   4 and 5 are diagrams each showing an example of a hardware configuration of the vehicle energy management apparatus 100 according to the present invention.

車両用エネルギーマネジメント装置100は、例えば図4に示す処理回路50により実現される。すなわち、処理回路50は、自車両の現在位置を取得する現在位置取得部101と、自車両の走行経路を算出する走行経路算出部102と、当該走行経路を複数の走行区間に分割する走行経路分割部103と、各走行区間におけるエネルギー消費関連情報を取得するエネルギー消費関連情報取得部104と、各走行区間の基準モード速度計画を作成する基準モード速度計画作成部105と、各走行区間の特殊モード速度計画を作成する特殊モード速度計画作成部106と、各合成走行区間の合成モード速度計画を作成する合成モード速度計画作成部107と、各走行区間の基準モードエネルギー消費量の予測値を演算する基準モードエネルギー消費量演算部108と、各合成走行区間の合成モードエネルギー消費量の予測値を演算する合成モードエネルギー消費量演算部109と、車両機器120の走行区間ごとの制御計画を立てる制御計画立案部110と、制御計画に従って車両機器120を制御する車両機器制御部111と、とを備える。処理回路50には、専用のハードウェアが適用されてもよいし、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサ(Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、Digital Signal Processor)が適用されてもよい。   The vehicle energy management apparatus 100 is realized by, for example, a processing circuit 50 shown in FIG. That is, the processing circuit 50 includes a current position acquisition unit 101 that acquires the current position of the host vehicle, a travel route calculation unit 102 that calculates a travel route of the host vehicle, and a travel route that divides the travel route into a plurality of travel sections. The division unit 103, the energy consumption related information acquisition unit 104 that acquires energy consumption related information in each travel section, the reference mode speed plan creation unit 105 that creates the reference mode speed plan of each travel section, and the special of each travel section A special mode speed plan creation unit 106 that creates a mode speed plan, a composite mode speed plan creation unit 107 that creates a composite mode speed plan for each combined travel section, and a predicted value of the reference mode energy consumption for each travel section A reference mode energy consumption calculating unit 108 that performs the combined mode energy consumption calculation unit 108 for calculating a predicted value of the combined mode energy consumption for each combined travel section. Comprising the de energy consumption calculation section 109, a control planner 110 to make a control plan for each travel section of the vehicle equipment 120, a vehicle equipment control unit 111 for controlling the vehicle equipment 120 in accordance with the control plan, and. Dedicated hardware may be applied to the processing circuit 50, or a processor (Central Processing Unit, central processing unit, processing unit, arithmetic unit, microprocessor, microcomputer, Digital, which executes a program stored in the memory Signal Processor) may be applied.

処理回路50が専用のハードウェアである場合、処理回路50は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC、FPGA、またはこれらを組み合わせたものが該当する。車両用エネルギーマネジメント装置100の各部の機能それぞれは、複数の処理回路50で実現されてもよいし、各部の機能をまとめて一つの処理回路50で実現されてもよい。   When the processing circuit 50 is dedicated hardware, the processing circuit 50 corresponds to, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a processor programmed in parallel, an ASIC, an FPGA, or a combination thereof. . Each function of each part of the vehicle energy management apparatus 100 may be realized by a plurality of processing circuits 50, or the functions of each part may be realized by a single processing circuit 50.

図5は、処理回路50がプロセッサである場合における車両用空調制御システムのハードウェア構成を示している。この場合、車両用エネルギーマネジメント装置100の機能は、ソフトウェア等(ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェア)との組み合わせにより実現される。ソフトウェア等はプログラムとして記述され、メモリ52に格納される。処理回路50としてのプロセッサ51は、メモリ52に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、車両用空調制御システムは、処理回路50により実行されるときに、自車両の現在位置を取得するステップと、自車両の走行経路を算出するステップと、当該走行経路を複数の走行区間に分割するステップと、各走行区間におけるエネルギー消費関連情報を取得するステップと、各走行区間の基準モード速度計画を作成するステップと、各走行区間の特殊モード速度計画を作成するステップと、各合成走行区間の合成モード速度計画を作成するステップと、各走行区間の基準モードエネルギー消費量の予測値を演算するステップと、各合成走行区間の合成モードエネルギー消費量の予測値を演算するステップと、車両機器120の走行区間ごとの制御計画を立てるステップと、制御計画に従って車両機器120を制御するステップと、が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ52を備える。換言すれば、このプログラムは、車両用エネルギーマネジメント装置100の手順や方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、メモリ52には、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリー、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、HDD(Hard Disk Drive)、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、DVD(Digital Versatile Disc)およびそのドライブ装置等が該当する。   FIG. 5 shows a hardware configuration of the vehicle air conditioning control system when the processing circuit 50 is a processor. In this case, the function of the vehicle energy management apparatus 100 is realized by a combination of software and the like (software, firmware, or software and firmware). Software or the like is described as a program and stored in the memory 52. The processor 51 as the processing circuit 50 implements the functions of the respective units by reading out and executing the program stored in the memory 52. That is, the vehicle air conditioning control system, when executed by the processing circuit 50, obtains the current position of the host vehicle, calculates the travel route of the host vehicle, and sets the travel route to a plurality of travel sections. A step of dividing, a step of obtaining energy consumption related information in each travel section, a step of creating a reference mode speed plan for each travel section, a step of creating a special mode speed plan for each travel section, and each combined travel Creating a composite mode speed plan for the section; calculating a predicted value of the reference mode energy consumption for each travel section; calculating a predicted value of the composite mode energy consumption for each composite travel section; A step of making a control plan for each travel section of the device 120 and a step of controlling the vehicle device 120 according to the control plan , But a memory 52 for storing a program to be executed consequently. In other words, this program can be said to cause the computer to execute the procedure and method of the vehicle energy management apparatus 100. Here, the memory 52 is a nonvolatile memory such as a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a flash memory, an EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), or an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory). Or a volatile semiconductor memory, HDD (Hard Disk Drive), a magnetic disk, a flexible disk, an optical disk, a compact disk, a mini disk, DVD (Digital Versatile Disc), its drive device, etc. correspond.

以上、車両用エネルギーマネジメント装置100の各機能が、ハードウェアおよびソフトウェア等のいずれか一方で実現される構成について説明した。しかしこれに限ったものではなく、車両用エネルギーマネジメント装置100の一部を専用のハードウェアで実現し、別の一部をソフトウェア等で実現する構成であってもよい。例えば、車両機器制御部111については専用のハードウェアとしての処理回路でその機能を実現し、その他の要素についてはプロセッサ51としての処理回路50がメモリ52に格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現することが可能である。   Heretofore, the configuration in which each function of the vehicle energy management apparatus 100 is realized by either hardware or software has been described. However, the present invention is not limited to this, and a configuration in which a part of the vehicle energy management apparatus 100 is realized by dedicated hardware and another part is realized by software or the like. For example, the function of the vehicle device control unit 111 is realized by a processing circuit as dedicated hardware, and the processing circuit 50 as the processor 51 reads and executes the program stored in the memory 52 for the other elements. It is possible to realize the function.

以上のように、処理回路50は、ハードウェア、ソフトウェア等、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。   As described above, the processing circuit 50 can realize the above functions by hardware, software, or the like, or a combination thereof.

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。   In the present invention, the embodiments can be appropriately modified and omitted within the scope of the invention.

100 車両用エネルギーマネジメント装置、101 現在位置取得部、102 走行経路算出部、103 走行経路分割部、104 エネルギー消費関連情報取得部、105 基準モード速度計画作成部、106 特殊モード速度計画作成部、107 合成モード速度計画作成部、108 基準モードエネルギー消費量演算部、109 合成モードエネルギー消費量演算部、110 制御計画立案部、111 車両機器制御部、120 車両機器。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Energy management apparatus for vehicles, 101 Current position acquisition part, 102 Travel route calculation part, 103 Travel route division | segmentation part, 104 Energy consumption related information acquisition part, 105 Standard mode speed plan creation part, 106 Special mode speed plan creation part, 107 Synthetic mode speed plan creation unit, 108 reference mode energy consumption calculation unit, 109 synthetic mode energy consumption calculation unit, 110 control plan planning unit, 111 vehicle equipment control unit, 120 vehicle equipment.

Claims (7)

異なるエネルギー源で駆動される複数の車両機器を有し、動作モードとして、動力源を使用して走行する基準モードと動力源を使用せずに走行する特殊モードとを有する車両に用いられる車両用エネルギーマネジメント装置であって、
前記車両の走行経路を複数の走行区間に分割する走行経路分割部と、
各走行区間における前記車両のエネルギー消費に関係する情報であるエネルギー消費関連情報を取得するエネルギー消費関連情報取得部と、
前記エネルギー消費関連情報に基づいて、前記車両が基準モードで走行すると仮定したときの各走行区間の速度計画である基準モード速度計画を作成する基準モード速度計画作成部と、
前記エネルギー消費関連情報および前記基準モード速度計画に基づいて、前記車両が特殊モードで走行すると仮定したときの各走行区間の速度計画である特殊モード速度計画を作成する特殊モード速度計画作成部と、
前記エネルギー消費関連情報、前記基準モード速度計画および前記特殊モード速度計画に基づいて、前記車両が、連続する複数の走行区間を合成した合成走行区間の一部の走行区間を特殊モードで走行し、残りの走行区間を基準モードで走行すると仮定したときの各合成走行区間の速度計画である合成モード速度計画を作成する合成モード速度計画作成部と、
前記エネルギー消費関連情報および前記基準モード速度計画から、前記車両が基準モードで各走行区間を走行するときの前記複数の車両機器によるエネルギー消費量である基準モードエネルギー消費量の予測値を演算する基準モードエネルギー消費量演算部と、
前記エネルギー消費関連情報および前記合成モード速度計画から、前記車両が各合成走行区間の前記一部の走行区間を特殊モード、前記残りの走行区間を基準モードで走行するときの、各合成走行区間での前記複数の車両機器によるエネルギー消費量である合成モードエネルギー消費量の予測値を演算する合成モードエネルギー消費量演算部と、
各走行区間の前記基準モードエネルギー消費量の予測値および各合成走行区間の前記合成モードエネルギー消費量の予測値に基づいて、前記複数の車両機器の走行区間ごとの制御計画を立てる制御計画立案部と、
前記制御計画に従って前記複数の車両機器を制御する車両機器制御部と、
を備えることを特徴とする車両用エネルギーマネジメント装置。
For vehicles used in vehicles having a plurality of vehicle devices driven by different energy sources and having, as operation modes, a reference mode that travels using a power source and a special mode that travels without using a power source An energy management device,
A traveling route dividing unit that divides the traveling route of the vehicle into a plurality of traveling sections;
An energy consumption related information acquisition unit for acquiring energy consumption related information which is information related to energy consumption of the vehicle in each traveling section;
Based on the energy consumption related information, a reference mode speed plan creation unit that creates a reference mode speed plan that is a speed plan of each traveling section when the vehicle is assumed to travel in the reference mode;
Based on the energy consumption related information and the reference mode speed plan, a special mode speed plan creation unit that creates a special mode speed plan that is a speed plan of each traveling section when the vehicle is assumed to travel in a special mode;
Based on the energy consumption related information, the reference mode speed plan and the special mode speed plan, the vehicle travels in a special mode in a part of a combined travel section obtained by combining a plurality of continuous travel sections, A combined mode speed plan creation unit that creates a combined mode speed plan that is a speed plan of each combined travel section when it is assumed that the remaining travel sections travel in the reference mode;
A reference for calculating a predicted value of a reference mode energy consumption that is an energy consumption by the plurality of vehicle devices when the vehicle travels in each travel section in the reference mode from the energy consumption related information and the reference mode speed plan. A mode energy consumption calculator,
From the energy consumption related information and the combined mode speed plan, in each combined traveling section when the vehicle travels in the special mode in the partial traveling section of each combined traveling section and in the reference mode in the remaining traveling section. A combined mode energy consumption calculation unit that calculates a predicted value of a combined mode energy consumption that is energy consumption by the plurality of vehicle devices;
A control plan planning unit that makes a control plan for each traveling section of the plurality of vehicle devices based on the predicted value of the reference mode energy consumption of each traveling section and the predicted value of the combined mode energy consumption of each combined traveling section When,
A vehicle equipment controller that controls the plurality of vehicle equipment according to the control plan;
A vehicle energy management apparatus comprising:
前記合成モード速度計画作成部は、各合成走行区間の始点および終点における前記車両の速度計画が、前記基準モード速度計画と同じになるように、前記合成モード速度計画を作成する
請求項1に記載の車両用エネルギーマネジメント装置。
The composite mode speed plan creation unit creates the composite mode speed plan so that the speed plan of the vehicle at the start point and the end point of each composite travel section is the same as the reference mode speed plan. Vehicle energy management device.
前記制御計画立案部が立案する制御計画には、動作モードの切り替え計画および前記車両の速度計画が含まれている
請求項1または請求項2に記載の車両用エネルギーマネジメント装置。
The vehicle energy management device according to claim 1, wherein the control plan drafted by the control plan drafting unit includes an operation mode switching plan and a vehicle speed plan.
前記車両機器制御部は、前記速度計画で定められた速度を目標値として前記車両の速度を自動的に制御する
請求項3に記載の車両用エネルギーマネジメント装置。
The vehicle energy management device according to claim 3, wherein the vehicle equipment control unit automatically controls the speed of the vehicle with a speed determined in the speed plan as a target value.
前記特殊モードは、前記車両の走行中に、前記車両の動力源が出力する駆動力の伝達経路に存在する摩擦要素を解放する制御を行う惰性走行モードである
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の車両用エネルギーマネジメント装置。
The special mode is an inertia traveling mode in which control is performed to release a friction element existing in a transmission path of a driving force output from a power source of the vehicle while the vehicle is traveling. The vehicle energy management device according to claim 1.
前記特殊モードは、前記車両の走行中に、前記車両の動力源の動作を停止させる制御を行う惰性走行モードである
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の車両用エネルギーマネジメント装置。
5. The vehicle energy management device according to claim 1, wherein the special mode is an inertia traveling mode in which control is performed to stop an operation of a power source of the vehicle while the vehicle is traveling. 6. .
前記車両の現在位置を取得する現在位置取得部と、
前記現在位置から前記車両の目的地までの経路を前記走行経路として算出する走行経路算出部と、をさらに備える
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の車両用エネルギーマネジメント装置。
A current position acquisition unit for acquiring a current position of the vehicle;
The vehicle energy management device according to any one of claims 1 to 6, further comprising a travel route calculation unit that calculates a route from the current position to the destination of the vehicle as the travel route.
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