CN112848906B - 行驶控制装置、行驶控制方法和非暂时性存储介质 - Google Patents

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Abstract

搭载在包括作为动力源的电动机和内燃机的车辆上的行驶控制装置包括：创建单元，配置为创建速度曲线，在每个时刻的所述车辆的速度在所述速度曲线中得到预测；估计单元，配置为利用预定近似模型来近似所述速度曲线，并且基于近似结果估计再生能量的预测量，所述再生能量是通过所述电动机的再生制动可回收的能量；和确定单元，配置为基于所述再生能量的预测量确定要用于行驶的动力源。

Description

行驶控制装置、行驶控制方法和非暂时性存储介质
技术领域
本发明涉及搭载在车辆上的行驶控制装置、行驶控制方法和非暂时性存储介质。
背景技术
对于包括电动机和内燃机的混合动力车辆，能够通过其中选择性地和有效地使用电动机和内燃机的行驶控制来提高燃料效率。
日本专利第4702086号(JP 4702086 B)公开了一种车辆驾驶支持装置，其基于车辆的位置和包括停止诸如铁路道口的需要停止的点和诸如弯道的需要减速的点的地图信息，向用户通知需要开始再生制动操作的制动开始点。在该车辆驾驶支持装置中，促使用户以使得能够有效地回收再生能量的减速速度来操作再生制动器，因此可以增加要回收的再生能量的量。
发明内容
在JP 4702086B的技术中，能够预测可以假定再生能量的回收的地点，但是不能够定量地预测再生能量的回收量。在能够在早期定量地预测再生能量的回收量的情况下，回收量可以被用于适当的行驶控制。
本发明提供用于定量地预测要用于行驶控制的再生能量的回收量的行驶控制装置、行驶控制方法和非暂时性存储介质。
本发明的第一方面涉及行驶控制装置，其搭载在包括作为动力源的电动机和内燃机的车辆上。该行驶控制装置包括：创建单元，配置为创建速度曲线，在每个时刻的车辆的速度在速度曲线中得到预测；估计单元，配置为利用预定近似模型来近似速度曲线，并且基于近似结果估计再生能量的预测量，再生能量是通过电动机的再生制动可回收的能量；和确定单元，配置为基于再生能量的预测量确定要用于行驶的动力源。
在第一方面的行驶控制装置中，创建单元可以配置为基于用户的行驶历史和另一用户的行驶历史中的一者或二者来创建速度曲线。
在第一方面的行驶控制装置中，预定近似模型可以配置为使用利用具有不同峰值位置的高斯函数之和来近似在速度曲线中指示的车辆的速度随时间的变化的模型。
在第一方面的行驶控制装置中，估计单元可以配置为基于近似结果，导出由导致车辆的动能的变化的做功效率和由行驶阻力耗散的做功效率之和所指示的功率，并将一时段期间功率的大小的时间积分值视为要回收的再生能量的预测量的估计值。该时段是其中功率为负的一个或多个时段以及其中再生能量是可回收的时段。
在第一方面的行驶控制装置中，估计单元可以配置为进一步基于一个或多个变动因素来估计再生能量的预测量。
在第一方面的行驶控制装置中，变动因素可以是路面的类型、路面的坡度、车辆的负荷重量和天气中的至少一者。
在第一方面的行驶控制装置中，估计单元可以配置为基于变动因素校正功率。
在第一方面的行驶控制装置中，估计单元可以配置为基于变动因素校正时间积分值。
在第一方面的行驶控制装置中，确定单元可以配置为：当包括当前存储在车辆中的用于电动机的能量和在下一时段中再生能量的预测量的总量等于或大于阈值的条件得到满足时，确定电动机要用于行驶。
本发明的第二方面涉及行驶控制方法，其由搭载在包括作为动力源的电动机和内燃机的车辆上的行驶控制装置执行。该行驶控制方法包括：创建速度曲线，在每个时刻的车辆的速度在速度曲线中得到预测；利用预定近似模型来近似速度曲线，并且基于近似结果估计再生能量的预测量，再生能量是通过电动机的再生制动可回收的能量；和基于再生能量的预测量确定要用于行驶的动力源。
本发明的第三方面涉及非暂时性存储介质，其存储行驶控制程序，该行驶控制程序使搭载在包括作为动力源的电动机和内燃机的车辆上的行驶控制装置的计算机执行以下功能：创建速度曲线，在每个时刻的车辆的速度在速度曲线中得到预测；利用预定近似模型来近似速度曲线，并且基于近似结果估计再生能量的预测量，再生能量是通过电动机的再生制动可回收的能量；和基于再生能量的预测量确定要用于行驶的动力源。
根据本发明，可以提供一种行驶控制装置，该行驶控制装置创建其中车辆的速度得到预测的速度曲线，基于该速度曲线定量地预测再生能量的回收量，并将预测的回收量用于行驶控制。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中相同的附图标记表示相同的元素，并且其中：
图1是根据本发明的实施例的行驶控制装置及其周边部件的功能框图；
图2是根据本发明的实施例的行驶控制处理的流程图；
图3是示出根据本发明的实施例的速度曲线的示例的图；
图4是示出高斯函数的图；
图5是示出根据本发明实施例的速度曲线的示例的一部分以及利用高斯函数对速度曲线的示例的这一部分的近似的图；
图6是示出根据本发明的实施例的速度曲线的示例以及利用高斯函数对速度曲线的示例的近似的图；
图7是示出根据本发明的实施例的与动能的变化关联的所需功率的量以及由行驶阻力耗散的所需功率的量的示例的图；
图8是示出根据本发明的实施例的所需功率的示例的图；和
图9是示出根据本发明的实施例的所需功率的积分值的示例的图。
具体实施方式
实施例
下面将参考附图描述本发明的实施例。根据本实施例的行驶控制装置使用其中车辆的速度得到预测的速度曲线，以在早期定量地预测再生能量的回收量，以执行用于提高燃料效率的适当的行驶控制。
配置
图1示出了根据本实施例的行驶控制装置10及其周边部件的功能框。行驶控制装置10搭载在车辆上。除了行驶控制装置10之外，车辆还包括内燃机电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)20、内燃机21、变速器22、电动机ECU 30、电动机31、电池ECU 40、电池41、管理器ECU 50、驾驶支持ECU 60、自动驾驶ECU 65、存储单元70、通信单元80、行驶控制ECU 90、电动助力转向(Electric Power Steering，EPS)ECU 100、EPS系统101、制动ECU 110和制动装置111。
车辆还可以包括各种装置，诸如加速器踏板传感器、制动踏板传感器、摄像机或障碍传感器、车辆速度传感器、横摆角速度传感器、全球定位系统(Global PositioningSystem，GPS)传感器等各种其他传感器，以及导航系统，但未图示出这些各种装置。
内燃机21和电动机31是用作用于驱动车辆的动力源的执行器。电动机31还是生成电力的发电机和通过再生制动生成制动力的制动系统。
内燃机ECU 20是控制内燃机21和变速器22的ECU，其在输入和输出之间改变转速，以利用发动机制动生成驱动转矩并生成制动转矩。
电动机ECU 30是控制电动机31以生成驱动转矩并利用再生制动生成制动转矩的ECU。
电池41通过放电而向电动机31及其他装置供应电力，并利用通过电动机31的再生制动而获得的电力(回收能量)进行充电。电池ECU 40是控制电池41的电力的充电和放电的ECU。
行驶控制ECU 90是根据后面描述的行驶模式来控制内燃机ECU 20和电动机ECU30的ECU。
EPS系统101是通过改变车轮的转向角以改变车辆的行驶方向来执行转向的执行器。EPS ECU 100是控制EPS系统101的ECU。
制动装置111(脚制动装置)是通过施加至与车轮一起旋转的构件的摩擦力来生成制动力的执行器。制动ECU 110是控制制动装置111的ECU。
驾驶支持ECU 60是执行诸如避免碰撞、前车跟随和车道保持的驾驶支持的功能的ECU。驾驶支持ECU 60基于从各种传感器等获取的信息，输出指令以控制包括加速/减速和转向角的车辆的运动。驾驶支持ECU 60的功能和驾驶支持ECU 60的数量不受限制。
自动驾驶ECU 65基于从各种传感器等获取的信息，输出用于控制包括加速/减速和转向角的车辆的运动的指令，以执行自动驾驶的功能。
管理器ECU 50基于来自驾驶支持ECU 60、自动驾驶ECU 65等的指令，向行驶控制ECU 90、EPS ECU 100、制动ECU 110等(以下统称为执行器ECU)给出指令。例如，向行驶控制ECU 90给出用于加速的指令，向EPS ECU 100给出用于转向的指令，并且向行驶控制ECU 90和制动ECU 110给出用于减速的指令。
当从多个驾驶支持ECU 60等接收到指令时，管理器ECU 50执行称为仲裁的处理，其中，管理器ECU 50基于预定规则确定遵循哪个指令来控制车辆，并基于仲裁结果向执行器ECU给出指令。用户对方向盘、制动踏板、加速器踏板等的操作可以由管理器ECU 50获取，并通过管理器ECU 50受到仲裁处理，或者可以由执行器ECU获取，并且执行器ECU可以在用户的手动操作和来自管理器ECU 50的指令之间单独地进行仲裁。
存储单元70存储用户的一个或多个行驶历史。行驶历史是包括在过去驾驶车辆的驾驶时段内的每个时间点的车辆的速度的信息。例如，存储单元70通过在车辆处于通电状态时周期性地存储从搭载在车辆上的车辆速度传感器等获取的车辆的速度来生成行驶历史。例如，存储单元70可以设置为车辆导航系统的一部分。
通信单元80可以与车辆外部的服务器、另一车辆等无线地通信，并且可以接收基于另一车辆的行驶结果获得的另一用户的行驶历史。
行驶控制装置10是包括创建单元11、估计单元12和确定单元13的ECU。创建单元11基于行驶历史创建速度曲线。估计单元12基于速度曲线估计再生能量的预测量，该再生能量是可以通过再生制动回收的能量。确定单元13基于再生能量的预测量来确定电动机31和内燃机21中的哪一者用于行驶。
上述ECU中的每个ECU通常是包括存储器和处理器的计算机。每个ECU的处理器通过例如读取并执行存储在非暂时性存储器中的程序来实现功能。这些ECU通过通信线彼此连接，并且可以通过适当地彼此通信而协同地操作。
上述搭载在车辆上的装置的配置和行驶控制装置10的配置仅是示例，并且可以适当地做出添加、替换、改变和省略。此外，每个装置的功能可以适当地集成到一个装置中或分配给多个装置以实现。
例如，行驶控制装置10可以被设置为独立的ECU，或者可以被设置为管理器ECU 50的一部分或行驶控制ECU 90的一部分等。替代性地，行驶控制装置10的功能可以分配给管理器ECU 50、行驶控制ECU 90等。
例如，行驶控制装置10、驾驶支持ECU 60、自动驾驶ECU 65、管理器ECU 50、行驶控制ECU 90等可以被设置为单个ECU。此外，例如，不需要设置自动驾驶ECU 65。
处理
下面将描述根据本实施例的处理的细节。图2是由行驶控制装置10执行的处理的流程图。该处理例如当用户将车辆设定为通电状态并开始行程时开始，并且被执行直到用户将车辆设定为断电状态并结束行程。
步骤S101
创建单元11创建速度曲线。速度曲线是代表在当前行程中预测的在每个时间点处的车辆的速度的信息。
图3示出速度曲线的示例。在图3中，横轴示出从行程的开始经过的时间，纵轴示出车辆的速度。作为示例，图3示出基于在日本建立的燃料消耗率测试(JC08模式)中使用的速度变化模式的速度曲线。速度曲线图通常包括多个峰，表明在单个行程期间重复进行加速和减速。
创建单元11可以例如基于存储在存储单元70中的行驶历史来创建速度曲线。作为简单的示例，当用户的行驶模式仅包括其中用户为了通勤在工作日的相同时间在相同路线上行驶的模式时，认为包括在行驶历史中的随时间变化的速度的模式大致相同。在这种情况下，创建单元11可以基于过去的行驶历史之一来创建速度曲线。
存储单元70可以将行驶历史与诸如车辆一星期中的星期几和一天中的时间的属性相关联，并且对相关联的行驶历史和属性进行分类和存储。因此，创建单元11可以基于具有大量与当前行程的属性相匹配的属性(诸如一星期中的星期几和一天中的时间)的行驶历史来创建速度曲线。结果，即使对于具有多于一个行驶模式的用户，只要属性具有共同的行驶模式，就可以以一定的精度指定行驶模式，并且可以精确地创建速度曲线。
存储单元70可以从包括在车辆中的导航系统等获取行驶路线，并将行驶路线存储在行驶历史中。因此，创建单元11可以基于包括与当前行程的行驶路线具有高度相似性的行驶路线的行驶历史来创建速度曲线。当用户在当前行程中在导航系统等中设定行驶路线并且创建单元11可以获取所设定的行驶路线时，可以执行该方法。因此可以提高速度曲线的精度。
当针对当前行程设定了行驶路线时，创建单元11可以经由通信单元80向服务器查询诸如行驶路线上的速度限制和交通拥堵预测的道路交通信息，并且基于道路交通信息来创建速度曲线。替代性地，创建单元11可以经由通信单元80请求可以基于行驶路线上的道路交通信息来创建速度曲线的服务器以创建速度曲线，并且获取所创建的速度曲线。
创建单元11可以经由通信单元80获取另一用户的行驶历史，并且基于该行驶历史创建速度曲线。服务器例如从大量车辆中收集与一星期中的星期几、一天中的时间、行驶路线等相关联的行驶历史，并对行驶历史进行分类和存储。创建单元11可以获取具有与当前行程的分类匹配度高的行驶历史，并且基于该行驶历史创建速度曲线。
服务器可以将多个人分成组，并针对每个组存储每个人的行驶历史。创建单元11可以基于从用户所属的相同组中选择的行驶历史来创建速度曲线。例如，当他们的家和工作场所位于相同区域的人属于相同组时，可以提高用于通勤的行驶时的速度曲线的精度。
替代性地，创建单元11可以经由通信单元80获取存储在一个或多个车辆中而不是服务器中的行驶历史，并且基于所获取的行驶历史以与上述相同的方式创建速度曲线。
在上述每个方法中，当存在用作用于速度曲线的候选的多个行驶历史时，例如，创建单元11可以将多个行驶历史中的任何一个行驶历史设定为速度曲线，或者可以将多个行驶历史平均化为速度曲线。速度曲线的创建方法不受限制，并且可以适当地组合以上方法。可以仅使用用户的行驶历史和另一用户的行驶历史中的一者来创建速度曲线，或者可以使用用户的行驶历史和另一用户的行驶历史二者来创建速度曲线。
步骤S102
估计单元12利用预定近似模型来近似速度曲线。在该实施例中，将高斯函数之和用于近似。图4示出由表达式1代表的并且具有时间t作为变量的高斯函数的图(t≥0)。这里，μ是定义峰位置(时刻)的参数，vmax是定义峰值的参数，并且σ是定义分布的范围的参数。
图5示出近似图3中示出的速度曲线的0≤t≤100(秒)的范围内的速度变化的图，其中，适当地设定了表达式1中的参数μ、vmax和σ。在图5中，速度曲线由虚线示出，而近似图由实线示出。
在本实施例中，通过具有不同峰位置μi的高斯函数之和来近似整个速度曲线。每个高斯函数可以具有不同峰值vmaxi和分布范围σi。当要使用的高斯函数的数量由N代表时，近似表达式由使用μi、vmaxi和σi(i＝1，2，...，N)作为参数的表达式2来代表。
这里，可以使用已知的拟合方法导出适当的值作为参数μi、vmaxi、和σi(i＝1，2，...，N)。例如，可以定义这些值，使得通过在速度曲线的整个时段(0≤t≤T)上对速度值V(t)与近似值v(t)之间的差的绝对值进行积分来获得最小积分值S。积分值S由表达式3来代表。
使用该方法，导出表达式2中的参数μi、vmaxi、σi(i＝1，2，...，N)，并且在图6中示出了近似图3中所示的速度曲线的整个时段上的速度变化的图。在图6中，速度曲线由虚线示出，而近似曲线由实线示出。在该示例中，N＝10。
从图6可以理解，可以获得表征一次行程中的速度变化的良好的近似。N的值不受限制，并且可以根据速度曲线的行程时段的长度和速度变化中的峰的数量来确定。例如，在约1200秒的行程中，N＝10可以获得良好的近似，而N＝20可以获得更好的近似。注意，当行程时段相对较短或峰的数量相对较小时，可以设定N＝1。
步骤S103
估计单元12使用近似模型估计再生能量的预测量，该再生能量是通过电动机31的再生制动获得的能量。将在下面描述估计方法。
首先，估计单元12导出为了维持速度v(t)而要给予车辆的做功效率即所需功率P(t)。所需功率P(t)由表达式4代表。
这里，m代表车辆的重量。表达式m·dv(t)/dt代表车辆的动量的变化率，表达式a·(v(t))2+b·v(t)+c代表行驶阻力。所需功率P(t)是以上表达式均乘以车辆速度v(t)后相加之和。即，所需功率P(t)是导致车辆的动能的变化的做功效率与由行驶阻力耗散的做功效率之和，并且是在时间t实现速度v(t)所必需的做功效率。如表达式4所示，行驶阻力可以通过使用与速度的平方成比例的分量、与速度的一次方成比例的分量以及恒定的分量之和来适当地近似。
图7以实线示出图3所示的速度曲线的0≤t≤100(秒)的范围内的所需功率P(t)的导致动能的变化的所需功率P(t)的量(表达式4右侧的第一项)的示例，以并且以虚线示出图3所示的速度曲线的0≤t≤100(秒)的范围内的所需功率P(t)的由于行驶阻力而耗散的所需功率P(t)的量(表达式4右侧的第二项)的示例，其中横轴代表时间，纵轴代表功率。
图8示出所需功率P(t)的总量的图，其中横轴代表时间，纵轴代表功率。
接下来，估计单元12基于所需功率P(t)估计其中预测再生能量可以被回收的时段和回收的预测量。在图8所示的图中，其中所需功率P(t)的值变为负(t1<t<t2)的时段是其中预测再生能量可以被回收的时段。由表达式5代表的上述时段中的所需功率的幅度的积分值，即，图8中的阴影区域的面积，是要回收的再生能量的预测量的估计值E。
图9示出从时刻0到时刻t的图8所示的所需功率的积分值I(t)的图，其中横轴代表时间，纵轴代表能量。积分值I(t)由表达式6代表。
在图9中，在峰处的能量值与在峰之后线变得平坦时的能量值之间的差等于要回收的再生能量的预测量的估计值E。
通过从速度曲线的整个时段提取如上所述的其中所需功率变为负的一个或多个时段，并计算每个时段的所需功率的幅度的积分值，在行程的开始时，其中再生能量可以被回收的一个或多个时段和每个时段的回收的预测量可以被估计。
车辆的重量m以及系数a、b和c基本上是基于车辆的特性定义的常数，并且通过设定适当的值可以获得良好的估计精度。当可以获取可能影响所需功率的一个或多个可变因素并且基于所获取的可变因素对重量m和系数a、b和c中的至少一者进行以下校正时，可以进一步提高估计精度。
例如，当估计单元12可以从来自设置在车辆中的重量传感器等的输入或来自用户的输入获得乘坐者、行李等的负载重量时，估计单元12可以将负载重量加至车辆的重量m以校正重量m。
当可以获取变动因素时，估计单元12可以通过使用行驶阻力的变动因素(诸如路面的类型、路面的坡度和天气)来校正系数a、b和c。
例如，当针对当前行程设定了行驶路线时，可以指定路面的类型和路面的坡度，并且可以使用这些信息来校正系数。关于路面的类型和路面的坡度的信息可以与地图信息相关联地预先存储在存储单元70中，或者可以由通信单元80从外部服务器等获取。系数也可以使用天气进行校正。天气信息可以通过设置在车辆中的各种传感器来获取，或者通信单元80可以从外部服务器等获取天气信息。
例如，当诸如砾石路的路面相对湿滑时，行驶阻力被校正为比当道路是其上相对难以滑动的柏油路时的行驶阻力更大。
当路面的坡度指示道路为上坡道路时，行驶阻力被校正为比当道路为平坦道路时的行驶阻力更大，并且当路面的坡度指示道路为下坡道路时，行驶阻力被校正为比当道路为平坦道路时的行驶阻力更小。通过基于路面的坡度的行驶阻力的这种校正，车辆的位置能量的增大或减小对所需功率P(t)的影响结合到表达式4中。
当天气是下雨或下雪时，行驶阻力被校正为比天气是晴朗时的行驶阻力更大。当针对当前行程设定了行驶路线时，可以估计车辆的行驶方向，因此行驶阻力可以基于被视为天气的风力和风向来校正。例如，当风力不为零时，基于风量和风向，与风力为零时相比，行驶阻力被校正为在逆风的情况下更大，而在顺风的情况下更小。
当以上述方式校正行驶阻力时，具体地，系数a、b和c的值被改变。在该情况下，系数a、b和c根据车辆的位置而改变。利用表达式2中的近似，系数a、b和c分别被减小为时间t的函数。考虑变动因素对行驶阻力的影响的速度依赖特性，可以适当地确定系数a、b和c中的要校正的系数以及校正的程度。
代替上述校正或者除了上述校正之外，估计单元12可以根据上述变动因素校正估计值E的值。即，可以针对每个时段设定校正系数α(例如，0≤α≤1)，使得随着由于变动因素而导致负载重量变得更大或行驶阻力变得更大，校正的估计值E的值变得更小。校正系数α因此可以如表达式7所代表地被校正。
校正系数α可以结合再生制动的效率，使得校正后的估计值E随着再生制动的效率的增加而增加。例如，基于根据速度v(t)假定的电动机31的转速和与该转速相对应的效率图，可以导出再生制动的效率。
用于上述处理的数值计算方法没有特别限制，可以适当使用已知的计算算法。在本实施例中，使用高斯函数的近似可以利用相对少的参数来指示速度曲线的特性，使得计算量可以得到抑制。当在数值表中预先准备针对多个数值的高斯函数和导数的函数值以及在多个数值范围中高斯函数的定积分值，并且通过适当地参考数值表做出计算时，可以进一步减少计算量。
步骤S104
确定单元13确定是否满足使用电动机31来行驶的条件。在本实施例中，作为示例，确定单元13执行在其中仅使用电动机31的电动机模式和仅使用内燃机21的内燃机模式之间切换行驶模式的控制。
这里，确定单元13例如从设置在车辆中的各种传感器、驾驶支持ECU 60、管理器ECU 50等适当地获取各种信息，并且例如以如下所述方式进行确定。
(1)当使车辆减速的意图成立时，确定是否满足以下条件(1-1)至(1-3)。使车辆减速的意图成立是指，例如：在车辆正在行驶时由用户执行制动踏板操作和由用户释放加速器踏板操作的事实中的至少一项被实现，或者在驾驶支持ECU 60的驾驶支持功能和自动驾驶ECU 65的自动驾驶功能正在运行时，从驾驶支持ECU或自动驾驶ECU给出指示减速或停止的指令。
(1-1)车辆的速度等于或高于第一速度阈值。当车辆的当前实际速度相对低时，在再生制动期间不能获得电动机31的足够的转速，并且不能预测再生能量的有效回收。因此，确定车辆的速度是否等于或高于第一速度阈值，该第一速度阈值被定义为可以预测一定程度的再生效率的速度。
(1-2)所需功率等于或小于第一功率阈值。在当前所需功率相对大时，内燃机21可以输出所需功率，但是由于电动机31的最大输出通常小于内燃机21的最大输出，因此电动机31可能不能够输出所需功率。因此，确定所需功率是否等于或小于第一功率阈值，该第一功率阈值被定义为可以从电动机31输出的功率。
(1-3)电池41的充电率等于或低于第一充电率阈值。当电池41的当前充电率高时，进一步可充电的电力的量小，并且有可能不能存储所有的再生能量。因此，确定电池41的充电率是否等于或小于第一充电率阈值，该第一充电率阈值被定义为允许充电足够量的电力的充电率。可以使用充电的电力的量代替充电率进行确定。
当(1-1)至(1-3)的所有确定结果为肯定时，处理继续到步骤S105，否则，处理继续到步骤S106。
(2)在上述(1)以外的情况下，即，除了当使车辆减速的意图成立时以外，确定是否满足以下条件(2-1)至(2-4)。
(2-1)车辆的速度低于第二速度阈值。当车辆的当前实际速度相对高时，内燃机21通常比电动机31更有效。因此，确定车辆的速度是否低于第二速度阈值，该第二速度阈值被定义为电动机31可以被预测比内燃机21更有效的速度。第二速度阈值是高于第一速度阈值的速度。
(2-2)所需功率等于或低于第一功率阈值。由于与上述(1-2)相同的原因，确定所需功率是否等于或低于第一功率阈值，该第一功率阈值被定义为可以从电动机31输出的功率。
(2-3)当前存储在车辆中的用于电动机的能量和下次再生能量可以被回收的时段中要回收的能量的预测量的总量等于或高于第一能量阈值。在当前存储在车辆中的电池41中并且可以被供应至电动机31的电力的量和在其中再生能量可以被回收的时段中可以被回收的电力的预测量的总量相对小，并且车辆使用电动机31驾驶时，电池41中存储的电力的量可能降低，这可能妨碍车辆的功能。因此，确定上述总量是否等于或高于被定义为足够的量的第一能量阈值。
(2-4)车辆当前正在使用内燃机21行驶，并且从内燃机21的开始运行以来已经经过了第一时间阈值或更多。当内燃机21的运行开始后立即停止其运行时，可能给用户以内燃机21故障或车辆行为不稳定的感觉，这可能引起不适或焦虑。因此，确定从内燃机21的开始运行以来是否已经经过了第一时间阈值，该第一时间阈值被定义为即使在内燃机21的运行停止之后也不会引起不适的足够的经过时间。
当(2-1)至(2-4)的所有确定结果为肯定时，处理继续到步骤S105，否则，处理继续到步骤S106。
步骤S105
确定单元13确定行驶模式应当被设定为电动机模式。在本实施例中，确定单元13向行驶控制ECU 90通知行驶模式被设定为电动机模式。行驶控制ECU 90使电动机ECU 30使用电动机31控制行驶。
在电动机模式下，执行再生制动以将车辆的动能回收为电力。当用户在很大程度上压下制动踏板或驾驶支持ECU 60发出高度优先的快速减速指令以避免碰撞等，以及需要一定程度或更大的减速时，管理器ECU 50和制动ECU 110执行控制以利用制动装置111生成制动力，以便生成足够的制动力。
步骤S106
确定单元13确定行驶模式应当被设定为内燃机模式。在本实施例中，确定单元13向行驶控制ECU 90通知行驶模式被设定为内燃机模式。行驶控制ECU 90使内燃机ECU 20利用内燃机21控制行驶。
步骤S107
创建单元11确定是否满足用于更新再生能量的预测量的条件。用于更新的条件例如是，直到当前时间的实际行驶中随时间的速度变化与在步骤S101中创建的速度曲线之间的匹配度低于预定可允许值。匹配度可以通过适当使用已知方法来导出。例如，可以基于速度曲线的速度值与实际速度值之间的差的绝对值的在过去固定时段中的积分值来导出匹配度。当匹配度低于可允许值时，认为其中再生能量可以被回收的时段和再生能量的预测量的精度也是低的。当满足更新的条件时，处理继续到步骤S108，当不满足更新条件时，处理继续到步骤S104。
步骤S108
估计单元12通过重新估计其中再生能量可以被回收的时段和再生能量的预测量来更新其中再生能量可以被回收的时段和再生能量的预测量。更新方法没有特别限制。例如，估计单元12可执行压缩或扩展速度曲线的时间尺度的修改，使得直到当前时间的实际行驶中随时间的速度变化与在步骤S101中创建的速度曲线之间的匹配度变得更高，并且可以基于修改之后的速度曲线来执行与步骤S102和S103相同的处理，以执行更新。
替代性地，创建单元11可以执行与步骤S101相同的处理，选择除了用于创建当前速度曲线的行驶历史之外的行驶历史，并且基于该行驶历史来创建新的速度曲线。估计单元12可以基于新创建的速度曲线来执行与步骤S102和S103相同的处理，以执行更新。例如，当车辆停止时，考虑到那时要从那个位置开始新的行程，并且可以与步骤S101相同的方式选择行驶历史。
由于存在上述变动因素的值已经改变的可能性，因此可以在上述更新中使用最新值来执行校正。通过执行这样的更新，能够提高其中再生能量可以被回收的时段以及再生能量的预测量的估计精度。在该步骤中的处理之后，处理继续到步骤S104。
在上述过程中，设定了两种行驶模式：仅使用电动机31来行驶的电动机模式和仅使用内燃机21来行驶的内燃机模式。如在上述条件(2-3)中，当可以预测要回收的再生能量的量是大的时，与当预测要回收的再生能量的量是小的时相比，增加了使用电动机31来行驶的机会，这能够提高燃料消耗。鉴于上述情况，在包括电动机模式、内燃机模式和其中电动机31和内燃机21二者都用来行驶的混合模式的三个行驶模式之中的任意两个行驶模式之间的切换控制中，以及在这三个模式之间的切换控制中，要回收的再生能量的预测量也可以用于提高燃料效率。
例如，当可以预测要回收的再生能量的量是大的时，与当预测要回收的再生能量的量是小的时相比，可以增加从内燃机模式转换为混合模式的机会，或者可以增加从混合模式转换为电动机模式的机会。
效果
根据本实施方式的行驶控制装置10能够使用其中车辆的速度得到预测的速度曲线在早期定量地预测要回收的再生能量的量。能够使用预测结果执行适当的行驶控制。即，当可以预测要回收的再生能量的量是大的时，与当预测要回收的再生能量的量是小的时相比，能够增加使用电动机31来行驶的机会并提高燃料效率。
行驶控制装置10能够通过利用高斯函数来近似速度曲线，抑制用于计算要回收的再生能量的预测量的参数的数量，并且能够通过参照预先准备的包括高斯函数的数值表来抑制计算量。
由于行驶控制装置10能够基于用户的行驶历史和另一用户的行驶历史来创建速度曲线，因此即使当用户未设定行驶路线时，也能够估计要回收的再生能量的预测量。当用户设定了行驶路线时，可以使用行驶路线来创建速度曲线，并且可以提高估计精度。
由于行驶控制装置10基于被认为影响要回收的再生能量的量的可变因素来校正预测量，因此通过结合可变因素可以提高估计精度。
当速度曲线与车辆的速度随时间的实际变化之间的匹配度低时，行驶控制装置10再次估计回收的预测量，因此可以提高估计精度。
当确定行驶模式时，行驶控制装置10基于电池41的充电率、车辆速度和所需功率，以及要回收的再生能量的预测量，考虑再生能量的可存储性、运行效率和实现所需功率的可能性，确定内燃机21和电动机31中的哪一个是适当的。因此，能够提高车辆控制的确定性和稳定性。
尽管上面已经描述了本发明的实施例，但是可以适当地修改和实现本发明。本发明可以被认为是行驶控制装置、由包括处理器和存储器的行驶控制装置执行的行驶控制方法、行驶控制程序、存储行驶控制程序的计算机可读非暂时性存储介质，以及配备有行驶控制装置的车辆。
本发明对于搭载在车辆等上的行驶控制装置是有用的。

Claims (10)

1.行驶控制装置，其搭载在包括作为动力源的电动机和内燃机的车辆上，其特征在于，所述行驶控制装置包括：
创建单元，配置为创建速度曲线，在每个时刻的所述车辆的速度在所述速度曲线中得到预测；
估计单元，配置为利用预定近似模型来近似所述速度曲线，并且基于近似结果估计再生能量的预测量，所述再生能量是通过所述电动机的再生制动可回收的能量；和
确定单元，配置为基于所述再生能量的预测量确定要用于行驶的动力源，
其中，所述预定近似模型配置为使用利用具有不同峰值位置的高斯函数之和来近似在所述速度曲线中指示的所述车辆的速度随时间的变化的模型。
2.根据权利要求1所述的行驶控制装置，其特征在于，所述创建单元配置为基于用户的行驶历史和另一用户的行驶历史中的一者或二者来创建所述速度曲线。
3.根据权利要求1所述的行驶控制装置，其特征在于，所述估计单元配置为基于所述近似结果，导出由导致所述车辆的动能的变化的做功效率和由行驶阻力耗散的做功效率之和所指示的功率，并将一时段期间所述功率的大小的时间积分值视为要回收的再生能量的预测量的估计值，所述时段是其中所述功率为负的一个或多个时段以及其中所述再生能量是可回收的时段。
4.根据权利要求3所述的行驶控制装置，其特征在于，所述估计单元配置为进一步基于一个或多个变动因素来估计所述再生能量的预测量。
5.根据权利要求4所述的行驶控制装置，其特征在于，所述变动因素是路面的类型、路面的坡度、车辆的负荷重量和天气中的至少一者。
6.根据权利要求4或5所述的行驶控制装置，其特征在于，所述估计单元配置为基于所述变动因素校正所述功率。
7.根据权利要求4或5所述的行驶控制装置，其特征在于，所述估计单元配置为基于所述变动因素校正所述时间积分值。
8.根据权利要求3至5中任一项所述的行驶控制装置，其特征在于，所述确定单元配置为：当包括当前存储在所述车辆中的用于所述电动机的能量和在下一时段中所述再生能量的预测量的总量等于或大于阈值的条件得到满足时，确定所述电动机要用于行驶。
9.行驶控制方法，其由搭载在包括作为动力源的电动机和内燃机的车辆上的行驶控制装置执行，其特征在于，所述行驶控制方法包括：
创建速度曲线，在每个时刻的所述车辆的速度在所述速度曲线中得到预测；
利用预定近似模型来近似所述速度曲线，并且基于近似结果估计再生能量的预测量，所述再生能量是通过所述电动机的再生制动可回收的能量；和
基于所述再生能量的预测量确定要用于行驶的动力源，
其中，所述预定近似模型配置为使用利用具有不同峰值位置的高斯函数之和来近似在所述速度曲线中指示的所述车辆的速度随时间的变化的模型。
10.非暂时性存储介质，其存储行驶控制程序，该行驶控制程序使搭载在包括作为动力源的电动机和内燃机的车辆上的行驶控制装置的计算机执行以下功能：
创建速度曲线，在每个时刻的所述车辆的速度在所述速度曲线中得到预测；
利用预定近似模型来近似所述速度曲线，并且基于近似结果估计再生能量的预测量，所述再生能量是通过所述电动机的再生制动可回收的能量；和
基于所述再生能量的预测量确定要用于行驶的动力源，
其中，所述预定近似模型配置为使用利用具有不同峰值位置的高斯函数之和来近似在所述速度曲线中指示的所述车辆的速度随时间的变化的模型。
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