CN116691693A - 信息处理装置、系统、方法和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种信息处理装置、系统、方法和存储介质。所述信息处理装置,其确定路径,通过所述路径形成多个地点的巡回,所述信息处理装置包括:获取单元,其获取关于所述多个地点的地点信息,确定单元,其基于由所述获取单元获取的所述地点信息和交通信息,针对所述多个地点确定满足第一条件的巡回路径;以及发送单元,其将由所述确定单元确定的所述巡回路径发送到外部。
Description
技术领域
本公开涉及一种向车辆提供关于行驶的信息的信息处理装置等。
背景技术
在包裹递送服务等中,适当地管理关于行驶路径、访问时间等的递送计划是重要的,以有效地利用递送车辆。
日本未审查专利申请公开第2020-067677号(JP 2020-067677 A)公开了一种管理车辆递送的系统。在JP 2020-067677 A中,概述了除了地图信息和过去的递送记录之外,通过基于车辆停止信息和车辆停留在访问地点的时长来制定递送计划,并且通过根据制定的递送计划运行车辆,可以有效地使用递送车辆。
发明内容
在配备有电动机和内燃机的混合动力车辆中,可以通过有效且选择性地使用电动机和内燃机的行驶控制来提高燃油效率。当使用混合动力车辆作为包裹递送服务的递送车辆时,不仅仅关注递送车辆的有效巡回路径,而是期望通过最佳地利用使用电动机的行驶和使用内燃机的行驶来提高燃油效率。因此,在确定递送车辆的巡回路径的方法中存在进一步改进的空间。
本公开提供了一种信息处理装置等,其可以确定适于提高混合动力车辆中的燃油效率的巡回路径。
根据本公开的一个方面的信息处理装置,其确定路径,由所述路径形成多个地点的巡回。所述信息处理装置包括获取单元、确定单元和发送单元。所述获取单元被配置为获取关于所述多个地点的地点信息。所述确定单元被配置为基于由所述获取单元获取的所述地点信息和交通信息来确定满足所述多个地点的第一条件的巡回路径。所述发送单元被配置为将由所述确定单元确定的所述巡回路径发送到外部。
根据本公开的各个方面,可以确定适用于提高混合动力车辆中的燃油效率的巡回路径。
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,其中相同的符号表示相同的元件,并且其中:
图1是包括根据本公开的实施例的信息处理装置的系统的示意性配置图;
图2是车辆行驶到的巡回地点的示例;
图3是递送目的地数据的示例;
图4是道路/交通环境数据的示例;
图5是由行驶控制装置执行的巡回路径确定处理的流程图;
图6是车辆行驶的功能模型的示例;
图7是由信息处理装置确定的巡回路径的示例;
图8是根据本公开的实施例的车辆的功能框图;
图9A是由行驶控制装置执行的行驶控制处理的示例的流程图;
图9B是由行驶控制装置执行的行驶控制处理的示例的流程图;
图10A是由行驶控制装置执行的驾驶场景生成处理的示例的流程图;
图10B是由行驶控制装置执行的驾驶场景生成处理的示例的流程图;
图11是由行驶控制装置执行的阈值修改处理的示例的流程图;
图12是图示行驶功率曲线的示例的图;
图13是图示行驶功率曲线中的再生能量区域的图;
图14是图示速度曲线的示例的图;
图15是图示速度曲线中可发电的区域的图;
图16是图示电池蓄电率中的变化的示例的图(没有目标蓄电率);以及
图17是图示电池蓄电率中的变化的示例的图(具有目标蓄电率)。
具体实施方式
根据本实施例的信息处理装置基于关于各个地点的信息和实时交通信息确定混合动力车辆的最佳路径,通过该最佳路径形成多个地点的巡回,使得在考虑利用电动机驱动的低速行驶和利用内燃机驱动的高速行驶的同时,车辆消耗最少的燃油量。结果,提高了混合动力车辆的燃油效率。
在下文中,将参照附图描述本公开的实施例。
实施例
系统配置
图1是图示根据本公开的实施例的包括信息处理装置10的系统的配置的示意图。在图1所示的系统中,信息处理装置10被配置为能够与车辆20和外部装置50进行无线通信。
车辆20为递送车辆,用于在多个预定递送目的地(以下称为“巡回地点”)周围行驶的服务,诸如包裹递送服务或自动售货机产品补给服务。本实施例的车辆20是配备有作为动力源的电动机(马达)和内燃机的汽车,并且基于从信息处理装置10提供的信息实现通过巡回地点的高效的巡回行驶。
图2图示了一个示例,其中有八个巡回地点a至h作为车辆20行驶通过的巡回地点,以诸如服务办公室的基地作为出发地点和到达地点。在图2中,连接巡回地点的多条连线是车辆20能够行驶的路径。由直线指示的连线表示车辆专门在其上低速行驶的城市道路等(以下称为“普通道路”),并且由虚线指示的连线表示车辆专门在其上高速行驶的高速公路、旁路等(以下称为“高速公路”)。
外部装置50是能够实时向车辆20提供关于车辆20行驶路径的诸如道路拥堵状况、施工/交通限制等的各条信息(交通信息)的装置。可选地,外部装置50可以向车辆20提供基于过去的车辆行驶历史预测的交通信息。
信息处理装置10是用于导出车辆20的巡回地点的最佳顺序的装置,通过该最佳顺序形成多个巡回地点的巡回。信息处理装置10内置在由例如服务提供商、管理公司等拥有的服务器中。信息处理装置10包括获取单元110、接收单元120、确定单元130、发送单元140和存储单元150。
获取单元110从存储单元150获取关于巡回地点的信息(以下称为“地点信息”)。这一地点信息将在下面描述。接收单元120从外部装置50接收关于车辆20的行驶路径的实时交通信息。确定单元130基于由获取单元110获取的地点信息和由接收单元120接收的交通信息,确定指示用于车辆20的巡回地点的最佳顺序的巡回路径,通过该巡回路径形成巡回地点的巡回。下面将描述确定巡回路径的方法。发送单元140将由确定单元130确定的巡回路径发送到车辆20。存储单元150存储递送目的地数据151和道路/交通环境数据152作为地点信息。
递送目的地数据151是指示关于作为递送目的地的巡回地点的信息的数据。图3图示了对应于图2所示的八个巡回地点a至h的递送目的地数据151的示例。图3所示的递送目的地数据151存储各个巡回地点的递送目的地的名称和地址。例如,通过经由服务提供商、管理公司等的终端或智能手机输入来创建该递送目的地数据151。另外,当存在用于服务的多个车辆20时,可以存储由多个车辆20共享的一条递送目的地数据151,或者可以存储分别对应于多个车辆20的多条递送目的地数据151。
道路/交通环境数据152是指示关于多个巡回地点中车辆可行驶到的两个巡回地点之间的路径的信息的数据。图4图示了与图2所示的八个巡回地点a至h相对应的道路/交通环境数据152的示例。图4所示的道路/交通环境数据152存储巡回地点之间的路径的道路类型、平均车速、距离等。道路类型指示信息是用于在普通道路(图2中的直线连接)上的巡回地点之间的路径上行驶的信息,还是用于在高速公路(图2中的虚线连接)上行驶的信息。例如,在巡回地点c和巡回地点e之间的“c-e”指示车辆能够在普通道路和高速公路上行驶。平均车速是当车辆20在巡回地点之间的路径上行驶时的速度的平均值,并且是基于路径的特征(道路宽度、车道数量、速度规定等)和道路类型来计算的。距离是巡回地点之间的路径的实际行驶距离,并且是基于地图数据等来计算的。道路/交通环境数据152可以包括关于坡度和交通信号灯数量的信息。
获取单元110可以从除信息处理装置10之外的配置(而不是从存储单元150)获取递送目的地数据151和道路/交通环境数据152中的一个或两个。
信息处理装置10通常由具有存储器、处理器和接口的计算机配置而成。信息处理装置10的处理器通过例如读取和执行存储在非暂时性存储器中的程序来实现各个功能。
信息处理装置的处理
下文将进一步参考图5描述由根据本实施例的信息处理装置10执行的处理的示例。图5是图示由信息处理装置10执行的巡回路径确定处理的示例的流程图。例如,在由车辆20提供的递送服务开始之前,执行巡回路径确定处理。
步骤S501
获取单元110获取递送目的地数据151和道路/交通环境数据152作为关于巡回地点的地点信息。当各条数据被存储在存储单元150中时,获取单元110从存储单元150获取各条数据。当各条数据没有被存储在存储单元150中时,获取单元110可以从存储数据的装置或通过车辆20的驾驶员的手动输入来获取各条数据。当获取单元110获取了递送目的地数据151和道路/交通环境数据152时,处理进行到步骤S502。
步骤S502
接收单元120从外部装置50接收关于车辆20的行驶路径的实时交通信息。无论获取单元110在步骤S501中是否获取了递送目的地数据151和道路/交通环境数据152,接收单元120都能够从外部装置50顺序地接收实时交通信息。因此,步骤S501的处理和步骤S502的处理可以以相反的顺序执行。当接收单元120获取了实时交通信息时,处理进行到步骤S503。
步骤S503
确定单元130基于由获取单元110获取的地点信息和由接收单元120接收的交通信息来确定指示车辆20的巡回地点的最佳顺序的巡回路径,通过该巡回路径形成巡回地点的巡回。提取能够无遗漏地行驶到所有巡回地点的所有组合路径,并从所有组合路径中确定当特定车辆控制被激活时最小化车辆20的燃油消耗量的路径(满足第一条件的路径)的方法(所谓的所有可能组合方法)可以被示例为确定巡回路径的特定方法。这里,特定车辆控制是指在系统效率(内燃机的效率)高的高速行驶期间消耗燃油以生成电能,并且在系统效率低的低速行驶期间由电动机消耗所生成的电能的控制。
图6是用于图示如何通过特定车辆控制减少车辆20的燃油消耗量的图。图6是为了便于更容易理解效果而简化的车辆行驶的功能模型,其中车辆首先以低速行驶距离d1,然后以高速行驶距离d2。在本实施例中,在图6所图示的功能模型中,实施车辆控制,使得当车辆20以低速行驶距离d1时使用电动机,并且通过在车辆使用内燃机以高速行驶的距离d2期间消耗燃油来获得驱动电动机所消耗的能量的量。类似地,在车辆首先以高速行驶距离d2然后以低速行驶距离d1的车辆行驶的功能模型中,实施车辆控制,使得当车辆20以低速行驶距离d1时使用电动机时预期消耗的能量的量是通过在车辆20以高速行驶距离d2时使用内燃机的期间消耗燃油而预先获得的。
当相关技术的无特定车辆控制的低速行驶(距离d1)期间使用内燃机的行驶时间与使用电动机的行驶时间的比率设定为k:(1-k)时,与本实施例中电动机用于所有低速行驶(距离d1)的情况相比,由系统消耗的能量的量可以减少通过以下公式[1]获得的能量E的量。下式[1]中的变量分别是低速行驶期间内燃机每单位行驶距离的燃油消耗能量的量Ce1、高速行驶期间内燃机每单位行驶距离的燃油消耗能量的量Ce2以及低速行驶期间电动机每单位行驶距离的电力消耗能量的量Cm。
E={相关技术的控制的能量消耗量}-{本控制的能量消耗量}
={(Ce2×d2)+(Ce1×d1×k)+(Cm×d1×(1-k))}
-{(Ce2×d2)+(Cm×d1)}
=(Ce1-Cm)×d1×k[1]
确定单元130对所有组合路径应用特定车辆控制,以计算燃油消耗能量的量和电力消耗能量的量,然后根据计算结果将使车辆20的总燃油消耗量最小的路径确定为车辆20的巡回路径。当巡回路径被确定时,处理进行到步骤S504。
步骤S504
发送单元140将由确定单元130确定的巡回路径发送至车辆20。例如,向车辆20发送巡回路径是基于巡回路径是由安装在车辆20上的装置自动设定的假设。然而,当驾驶员等手动设定车辆20的巡回路径时,巡回路径可以被发送到驾驶员的智能手机等。当发送巡回路径时,巡回路径确定处理结束。
通过信息处理装置10的处理,可以确定适合于提高混合动力车辆的燃油效率的巡回路径,而无需从过去的行驶历史、导航信息等中预先读取车辆行驶路径。
图7是图示由确定单元130确定的巡回路径的图。图7的示例图示了这样的巡回路径,其中车辆以基地→巡回地点a→巡回地点b→巡回地点c→巡回地点e→巡回地点f→巡回地点h→巡回地点g→巡回地点d→基地的顺序完成巡回,并且车辆在高速公路上行驶巡回地点c-e之间、巡回地点h-g之间以及巡回地点d和基地之间的路径,并且在普通道路上行驶其他巡回地点之间的路径。
在该实施例中,示出了一个车辆20完成所有巡回地点a至h的巡回的示例。然而,例如,当两个以上车辆20合作进行巡回地点a至h的巡回时,可以适当地确定各车辆20的巡回路径,使得各个车辆20的总燃油消耗量最小化。作为示例,可以想到分配巡回地点,使得所有车辆20能够在普通道路和高速公路上行驶。
由信息处理装置10确定的巡回路径用于发送目的地的车辆20中。下面将参照图8和后续附图描述在车辆20中使用巡回路径的方法的示例。
车辆配置
图8是图示根据本公开实施例的车辆20的功能块示例的图。如图8所示,车辆20配备有行驶控制装置210、内燃机ECU 220、内燃机221、变速器222、电动机ECU 230、电动机231、电池ECU 240、电池241、EPS ECU 250、EPS装置251、制动ECU 260、制动装置261、行驶控制ECU 270、驾驶支持ECU280、自动驾驶ECU 290、管理ECU 300、存储单元310和通信单元320。各个配置经由诸如控制器局域网(CAN)或以太网(注册商标)的车载网络400可通信地连接。
除配置外,车辆20可以配备有各种传感器,如加速踏板传感器、制动踏板传感器、相机或障碍物传感器、车速传感器、横摆率传感器和GPS传感器,以及诸如导航系统的各种装置,但本公开中省略了其图示。
内燃机221和电动机231为致动器(ACTs),其用作用于驱动车辆20的动力源。电动机231也是产生电力的发电机,以及当车辆20减速或下坡行驶时通过再生制动产生制动力的制动装置。
内燃机ECU 220为电子控制单元(ECU),其控制内燃机221和变速器222,变速器222改变输入和输出之间的转速,以通过发动机制动产生驱动转矩和制动转矩。
电动机ECU 230为电子控制单元,其控制电动机231通过再生制动产生驱动转矩和制动转矩。
电池241为可充电二次电池(锂离子电池、镍氢电池、铅蓄电池等)。电池241能够通过放电向电动机231和其他设备供应电力,并且能够利用通过电动机231的再生制动获得的电力(回收的能量)或者通过使用内燃机221的动力运行操作获得的电力(产生的能量)来充电。电池ECU 240是控制电池241的电力的充电和放电的电子控制单元。
电动助力转向(EPS)装置251为执行转向以通过改变车轮的转向角来改变车辆20的行驶方向的致动器。EPS ECU 250是控制EPS装置251的电子控制单元。
制动装置(脚制动装置)261是通过在随车轮旋转的构件上施加摩擦力来产生制动力的致动器。制动ECU 260是控制制动装置261的电子控制单元。
行驶控制ECU 270是根据行驶模式控制内燃机ECU 220和电动机ECU230的电子控制单元,这将在下文中描述。
驾驶支持ECU 280为电子控制单元,其执行各种功能以辅助车辆20的驾驶,诸如防撞(PCS)、前车跟随(ACC)、车道保持(LKA)和车道偏离警告(LDW)。驾驶支持ECU 280基于从各种传感器获得的车辆20的信息,输出用于控制车辆20的运动的指令(例如加速/减速和转向角)。驾驶支持ECU 280的功能和数量不受限制。
自动驾驶ECU 290是执行自动驾驶功能的电子控制单元。自动驾驶ECU290输出用于控制车辆20的运动的指令(诸如加速/减速和转向角),以便基于从各种传感器获得的车辆20的信息来执行自动驾驶功能。
管理ECU 300为电子控制单元,其基于来自驾驶支持ECU 280、自动驾驶ECU 290等的指令向EPS ECU 250、制动ECU 260、行驶控制ECU 270等(以下,这些ECU统称为“致动器ECU”)发出指令。例如,管理ECU 300向行驶控制ECU 270发出加速指令,向EPS ECU 250发出转向指令,并向行驶控制ECU 270和制动ECU 260发出减速指令。
当从多个驾驶支持ECU 280等接收到指令时,管理ECU 300执行称为调停的处理,以基于预定规则确定使用哪个指令来控制车辆20,并基于调停结果向致动器ECU发出指令。由驾驶员等手动执行的提供给方向盘、制动踏板、加速踏板等的驾驶操作的内容可以由管理ECU 300获取,并且可以经受管理ECU 300的调停处理,或者可以由致动器ECU获取,然后致动器ECU可以分别调停驾驶员的手动驾驶操作和来自管理ECU 300的指令。
存储单元310存储关于车辆20的行驶历史。行驶历史之一是车辆20在过去已经行驶的历史,其是在驾驶车辆20期间的各个时间点在动力源(内燃机221和电动机231)中生成的行驶功率的信息。行驶功率由内燃机221的驱动功率、电动机231的驱动功率和电动机231的吸收功率构成。此外,行驶历史之一是在过去驾驶车辆20期间的各个时间点的车辆20的速度(车速)的信息。当车辆20的电源系统(未图示)处于开启状态时,例如,可以通过周期性地将基于配备在车辆20中的各种传感器导出和获取的车辆20的行驶功率和速度存储在存储单元310中来生成行驶历史。存储单元310可以例如作为安装在车辆20中的导航系统(未图示)的一部分来提供。
通信单元320能够与信息处理装置10和外部装置50以及车辆外部的服务器和其他车辆(未图示)进行无线通信,并能够基于其他车辆的行驶结果接收非驾驶员行驶历史。
行驶控制装置210是控制车辆20的行驶的电子控制单元(ECU)。行驶控制装置210包括获取单元211、估计单元212、设定单元213、控制单元214和导出单元215。
获取单元211获取从信息处理装置10接收的关于车辆20的巡回路径的信息,以及当车辆在巡回路径上行驶并返回基地时电池241的目标蓄电率。估计单元212基于由获取单元211获取的信息来估计预期发电量,该预期发电量是车辆20中能够生成的能量。设定单元213基于由估计单元212估计的生成能量的预期量和目标蓄电率,设定电动机231用于行驶的区间和内燃机221用于行驶的区间。控制单元214基于由设定单元213设定的区间来控制车辆20的行驶。导出单元215导出基于行驶历史的行驶功率和基于实际行驶的行驶功率之间的偏差。
车辆20的各个ECU通常由具有存储器、处理器和接口的计算机组成。例如,各个ECU的处理器通过读取和执行存储在非暂时性存储器中的程序来实现各个功能。ECU通过通信线路彼此连接,并且可以通过适当地彼此通信来协同操作。
上述安装在车辆20上的装置的配置和行驶控制装置210的配置仅为示例,并且可酌情进行添加、替换、变更和省略。此外,各个装置的功能可以通过适当地集成到一个装置中或者分布在多个装置中来实现。
例如,行驶控制装置210可以设置为独立的ECU,或可以设置为管理ECU 300或行驶控制ECU 270的一部分。此外,行驶控制装置210的功能可以分配给管理器ECU 300、行驶控制ECU 270等。
此外,例如,行驶控制装置210、行驶控制ECU 270、驾驶支持ECU 280、自动驾驶ECU290、管理ECU 300等可以设置为一个ECU。此外,例如,自动驾驶ECU 290不必设置在车辆20中。
行驶控制装置的控制和处理
下文将进一步参考图9A、9B、10A、10B和11详细描述由根据本实施例的行驶控制装置210执行的控制和处理的示例。
图9A和9B为图示由行驶控制装置210执行的行驶控制的示例的流程图。图9A的处理和图9B的处理通过连接符V、W、X和Y连接。例如,当驾驶员等开启车辆20的电源系统并开始行程时,开始行驶控制,并且执行行驶控制,直到随着车辆20的电源系统关闭而结束行程为止。
步骤S901
当基于驾驶场景的行驶模式控制尚未开始时,控制单元214判定是否为初始设定时间。当是初始设定时间时(S901,是),处理进行到步骤S902,并且当不是初始设定时间时(S901,否),处理进行到步骤S913。
步骤S902
获取单元211获取车辆20的巡回路径。车辆20的巡回路径由信息处理装置10提供。获取单元211可以经由车辆20的驾驶员等的手动输入来获取巡回路径,或者可以通过安装在车辆20上的导航系统的自动输入或者通过来自信息处理装置10的远程操作来获取巡回路径。在获取巡回路径之后,处理进行到步骤S903。
步骤S903
获取单元211获取行驶功率曲线。行驶功率曲线是功率信息,其以时间顺序示出了当车辆20从基地出发、在巡回路径上行驶并返回基地时在行驶期间的各个时间点动力源(内燃机221和电动机231)中产生的行驶功率的预期变化。图12图示了行驶功率曲线的示例。在图12中,横轴表示从行驶开始经过的时间,且纵轴表示行驶功率。由获取单元211获取的行驶功率曲线是基于例如存储在存储单元310中的信息(即,与巡回路径相同的路径上或形成巡回路径的各个路径上的过去行驶历史)生成(或提取)的。
描述了简单的生成示例。例如,当车辆在基本相同的时间段内行驶在巡回路径上时,可以想到的是,对应于巡回路径存储的多个过去行驶历史将具有在电源中产生的行驶功率的基本相同的变化模式。在这种情况下,可以基于任何一个过去的历史来生成行驶功率曲线。此外,当诸如星期几和行驶时间段的属性被添加到行驶历史中时,行驶功率曲线可以基于具有大量与当前行驶相匹配的属性的行驶历史来生成。
当存在作为行驶功率曲线的候选的多个行驶历史时,例如,可以将其中任何一个用作行驶功率曲线,或可以将通过将行驶历史平均后获得的行驶功率曲线用作行驶功率曲线。此外,当行驶历史是以时间序列指示行驶期间电源中产生的行驶功率变化的功率信息之外的车辆信息(车速等)时,可以基于车辆信息生成行驶功率曲线。生成行驶功率曲线的方法不受限制,并且可以适当地组合这些方法。在获取行驶功率曲线之后,处理进行到步骤S904。
步骤S904
获取单元211获取速度曲线。速度曲线是以时间顺序示出当车辆20从基地出发、在巡回路径上行驶并返回基地时,车辆20在行驶中的各个时间点的预期速度的信息。图14图示了速度曲线的一个示例。在图14中,横轴表示从行驶开始经过的时间,且纵轴表示车辆20的速度。
由获取单元211获取的速度曲线是基于存储在存储单元310中的信息生成(或提取)的,例如,与巡回路径相同的路径上或形成巡回路径的各个路径上的过去行驶历史。在简单的示例中,当驾驶员(车辆20)的行驶模式仅是在工作日的相同时间段期间在相同的巡回路径上行驶的模式时,行驶历史中包括的速度随时间的变化模式被认为是大致相同的。在这种情况下,获取单元211可以基于任何过去的行驶历史来创建速度曲线。此外,存储单元310可以将诸如星期几和行驶时间段的属性与行驶历史相关联地分类和存储,并且获取单元211可以基于与诸如当前行驶的星期几和时间段的属性具有大量匹配的行驶历史来创建速度曲线。在获取了速度曲线之后,处理进行到步骤S905。
步骤S905
估计单元212估计再生能量E_est,该再生能量是在车辆20从基地出发、在巡回路径上行驶并返回基地期间通过电动机231的再生制动获得的电能。该再生能量E_est是基于行驶功率曲线来估计的。具体地,行驶功率曲线中行驶功率为负(小于零)的时间段是再生能量可以被回收的时间段(回收时间段),并且回收时间段中行驶功率的大小的时间积分值(即图13中阴影线区域的面积)被计算为估计的再生能量E_est。在估计再生能量E_est时,可以考虑到由于装载货物等导致的车辆重量的增加、恶劣天气和其他可变因素来校正估计值。在估计了再生能量E_est之后,处理进行到步骤S906。
由于对存储单元310中的存储量的限制等,可以想到存储在存储单元310中作为过去行驶历史的行驶功率曲线不是实际数据,而是近似数据。在这种情况下,为了提高再生能量E_est的估计精度,负行驶功率的积分值可以作为与行驶功率曲线分开的行驶历史来存储。
步骤S906
估计单元212估计生成能量E_gen,该生成能量是在车辆20从基地出发、在巡回路径上行驶并返回基地期间在高速行驶时通过高效率发电获得的电能。基于速度曲线来估计生成能量E_gen。具体地,在速度曲线中,车辆20的速度超过预定速度(例如,100km/h)的高速行驶期间是内燃机221预期为高效的期间(发电期间),并且在发电期间(即,由图15中的阴影线指示的期间)能够生成的电力的量被计算为估计的生成能量E_gen。在估计生成能量E_gen时,可以考虑到由于装载货物等、恶劣天气和其他可变因素导致的车辆重量的增加来校正估计值。在估计了生成能量E_gen之后,处理进行到步骤S907。
步骤S907
通过将请求发电能量E_req设定为零“0”来初始化设定单元213。请求发电能量E_req是指示当车辆20以高速行驶时应该通过强制发电获得多少电能(电力量)的变量。请求发电能量E_req在将在下面描述的生成驾驶场景的处理中确定。在请求发电能量E_req被初始化为零之后,处理进行到步骤S908。
步骤S908
获取单元211获取目标蓄电率SOC_tgt。目标蓄电率SOC_tgt是当车辆20返回基地时电池241的目标蓄电率(SOC)。目标蓄电率SOC_tgt可以是车辆20的驾驶员或系统期望的电池241的蓄电率。获取单元211可以经由车辆20的驾驶员等的手动输入来获取目标蓄电率SOC_tgt,或者可以通过安装在车辆20上的导航系统或者来自车辆外部的控制中心的远程操作的自动输入来获取目标蓄电率SOC_tgt。
例如,由于电池241能够由基地的充电设施充电,因此可以想到将目标蓄电率SOC_tgt设定为低于标准值。此外,当车辆被排定在返回基地之后立即出发进行下一次递送时,可以想到将目标蓄电率SOC_tgt设定为高于标准值。当获取了目标蓄电率SOC_tgt时,处理进行到步骤S909。
步骤S909
获取单元211获取初始蓄电率SOC_stt。初始蓄电率SOC_stt是要生成驾驶场景时电池241的蓄电率。当在步骤S901中判定是初始设定时间时,初始蓄电率SOC_stt是第一次生成驾驶场景时在驾驶开始时电池241的蓄电率。另一方面,当在步骤S901中判定不是初始设定时间时,初始蓄电率SOC_stt是再次生成驾驶场景的行驶中途(中间地点)电池241的蓄电率。获取单元211可以从电池ECU 240等获取电池241的初始蓄电率SOC_stt。在获取了初始蓄电率SOC_stt之后,处理进行到步骤S910。
步骤S910
设定单元213执行用于生成驾驶场景的处理(驾驶场景生成处理)。驾驶场景是按时间顺序设定阈值的信息,该阈值用于将车辆20的巡回路径划分为车辆20仅使用电动机231行驶的区间(以下称为“第一区间”)和车辆20至少使用内燃机221行驶的区间(以下称为“第二区间”)。下面将描述驾驶场景生成处理。在生成了驾驶场景之后,处理进行到步骤S911。
步骤S911
控制单元214读取由驾驶场景生成处理生成的驾驶场景。在读出驾驶场景之后,处理进行到步骤S912。
步骤S912
控制单元214基于驾驶场景控制车辆20的行驶模式。更具体地,控制单元214将行驶功率的大小等于或小于驾驶场景的阈值的区间确定为第一区间,并将行驶功率的大小超过驾驶场景的阈值的区间确定为第二区间。在第一区间中,控制单元214选择仅驱动电动机231的“电动机模式”作为行驶模式,并将其通知行驶控制ECU 270。响应于该通知,行驶控制ECU 270使电动机ECU 230控制通过电动机231的行驶。此外,在第二区间中,控制单元214选择例如仅驱动内燃机221的“内燃机模式”作为行驶模式,并将其通知行驶控制ECU 270。响应于该通知,行驶控制ECU 270使内燃机ECU 220控制通过内燃机221的行驶。
在电动机模式中,再生制动由电动机231执行,并且车辆20的动能作为电力而被回收。当驾驶员用力压下制动踏板,或者驾驶支持ECU 280发出高优先级的快速减速指令以避免碰撞等,并且请求一定程度的减速时,为了产生足够的制动力,管理ECU 300和制动ECU260控制制动装置261以产生制动力。
在该实施例中,描述了一个示例,其中驾驶场景将第二区间的行驶模式设定为内燃机模式,在该内燃机模式中,仅驱动内燃机221用于行驶。然而,在混合动力行驶中,由于电池241的蓄电率被控制为几乎恒定,因此替代内燃机模式,也可以选择至少驱动内燃机221用于行驶的“混合动力模式”作为第二区间的行驶模式。
步骤S913
导出单元215导出从基地(t=0)到当前地点(t=T)的积分功率值的差绝对值E_d(t)。积分功率值的差绝对值E_d(t)是指示通过车辆20的实际行驶获得的行驶功率的大小的积分值ΣP_present(t)和基于行驶功率曲线计算的行驶功率的大小的积分值ΣP_past(t)之间的差的绝对值的数值,如下面的公式[2]所示。例如,在车辆20从基地出发之后以规则的间隔导出积分功率值的差绝对值E_d(t)。在导出积分功率值的差绝对值E_d(t)之后,处理进行到步骤S914。
E_d(t)=|ΣP_past(t)-ΣP_present(t)|[2]
步骤S914
控制单元214判定由导出单元215导出的积分功率值的差绝对值E_d(t)是否超过参考值C。做出该判定是为了重新考虑是否需要修正驾驶场景。因此,参考值C例如被设定为适当的预定值,在该预定值处,当基于在基地生成的驾驶场景的行驶功率的变化明显偏离基于过去行驶历史设定的行驶功率曲线时,可以判定需要重新生成驾驶场景。当积分功率值的差绝对值E_d(t)超过参考值C(E_d(t)>C)时(S914,是),处理进行到步骤S909以重新生成驾驶场景。另一方面,当积分功率值的差绝对值E_d(t)没有超过参考值C(E_d(t)<C)时(S914,否),处理进行到步骤S912,以继续根据当前驾驶场景的行驶模式控制。
步骤S915
控制单元214判定电池241的蓄电率是否达到上限值。例如,上限值可以是电池241可以被过充电的蓄电率。当电池241的蓄电率已经达到上限值时(S915,是),处理进行到步骤S920。另一方面,如果电池241的蓄电率没有达到上限值(S915,否),则处理进行到步骤S916。
步骤S916
控制单元214判定车辆20是否行驶在可发电的范围内且发电请求标志XF是否设定为“1”。判定车辆20的状态是否满足强制发电的条件。可发电的范围是指车辆20以高速(例如,100km/h以上)行驶的区域,在该区域中能够高效地使用内燃机221,并且在内燃机模式中能够高效发电。发电请求标志XF是指示在从车辆20从基地出发、行驶巡回路径并返回基地的时间段期间是否有必要有意(强制)地增加发电量的标志。发电请求标志XF在下面将描述的生成驾驶场景的处理中根据需要被设定为“1”或“0”。当车辆20处于可发电的范围内且发电请求标志XF被设定为1时(S916,是),处理进行到步骤S917。另一方面,当车辆20不在可发电的范围内或者发电请求标志XF不为1时(S916,否),处理进行到步骤S918。
步骤S917
控制单元214使用电动机231和其他发电机(未图示)进行发电,以获得在下文中将描述的生成驾驶场景的处理中确定的请求发电能量E_req。当执行用于获得请求发电能量E_req的发电时,处理进行到步骤S920。
步骤S918
控制单元214判定车辆20是否行驶在发电限制区域。发电限制区域是在车辆20在该区域行驶之后可以预期回收大量电能的区域。发电限制区域的一个示例是高速公路的出口立交之前的预定区间,在该区间中,可以预期通过减速将生成再生能量。当车辆正在行驶的区域是发电限制区域时(S918,是),处理进行到步骤S919。另一方面,当车辆行驶的区域不是发电限制区域时(S918,否),处理进行到步骤S920。
步骤S919
控制单元214执行不考虑车辆20行驶通过发电限制区域后的再生(发电)的发电。通常,在发电限制区域中,为了有效地回收在车辆20在该区域行驶之后可以预期获得的电能,当车辆在该区域中行驶时减少发电,并且预先降低电池241的蓄电率。在本实施例中,通常减少的在发电限制区域中行驶期间的发电没有减少。结果,除了有效地回收在发电限制区域之后可以预期获得的电能之外,可以通过在发电限制区域中的行驶中发电来产生高效率的电能。当不考虑在发电限制区域中行驶之后的再生而执行发电时,处理进行到步骤S920。
步骤S920
控制单元214判定车辆20是否已返回基地。当车辆20已经返回基地时(S920,是),处理进行到步骤S901,以生成用于下一个巡回路径的驾驶场景。另一方面,当车辆20还没有返回到基地时(S920,否),处理进行到步骤S913,以重新考虑是否需要修正当前驾驶场景。
此外,在行驶控制处理中,行驶功率曲线(在步骤S903中获得)和速度曲线(在步骤S904中获得)可以通过从预先存储在信息处理装置10的存储单元150中的数据库中将其提取而获得。可选地,信息处理装置10可以生成行驶功率曲线和速度曲线,并将由信息处理装置10生成的各个曲线提供给行驶控制装置210。此外,为了减少车辆20(行驶控制装置210)侧的计算负荷,信息处理装置10可以执行部分行驶控制处理(例如,步骤S902至S909)。
将参照图10A和10B描述图9A的步骤S910中所示的驾驶场景生成处理。图10A和10B是图示由行驶控制装置210执行的驾驶场景生成处理的示例的流程图。图10A中的处理和图10B中的处理通过连接符M和N连接。
步骤S1001
通过将发电请求标志XF设定为“0”来初始化设定单元213。当发电请求标志XF被设定为“0”时,处理进行到步骤S1002。
步骤S1002
设定单元213导出目标消耗能量E_tgt。目标消耗能量E_tgt是当车辆20返回基地时,为了使电池241的蓄电率达到目标蓄电率SOC_tgt而通过车辆20行驶所消耗的电能。基于估计的再生能量E_est、估计的生成能量E_gen、请求发电能量E_req、初始蓄电率SOC_stt和电池241的满充电容量C_f,利用下面的公式[3]导出目标消耗能量E_tgt。在导出目标消耗能量E_tgt之后,处理进行到步骤S1003。
E_tgt=E_est+E_gen+E_req
+(SOC_stt-SOC_tgt)×C_f[3]
步骤S1003
设定单元213将阈值P_swt应用于行驶功率曲线,以估计车辆20从当前地点返回到基地为止电池241的蓄电率SOC_clc的预期变化。阈值P_swt是行驶功率值,其提供在仅驱动电动机231用于车辆行驶的第一区间和至少驱动内燃机221用于车辆行驶的第二区间之间切换的定时。阈值P_swt能够取零到车辆20能够输出的最大功率之间的值。阈值P_swt被预设为第一区间是内燃机221的效率差的低行驶功率区域的初始值,并且该初始值根据处理的内容被适当地修改。当前地点将是在初始设定期间执行的驾驶场景生成处理中车辆20从其出发的基地。当估计出电池241的蓄电率SOC_clc的变化时,处理进行到步骤S1004。
图16和图17图示了基于行驶功率估计的电池241的蓄电率SOC_clc的变化示例。图16例示了当没有返回基地时的目标蓄电率SOC_tgt时电池241的蓄电率SOC_clc的变化。图17例示了当存在返回基地时的目标蓄电率SOC_tgt时电池241的蓄电率SOC_clc的变化。
如图16和图17所示,在行驶功率曲线中,在行驶功率等于或大于零且等于或小于阈值的第一区间(图中未画阴影线或阴影的时间段)中,电动机231的动力运行控制消耗了电力,使得电池241的蓄电率SOC_clc降低。另一方面,在行驶功率小于零的第一区间(图中画阴影线的时间段)中,电动机231执行再生制动,使得电力被充电并且电池241的蓄电率SOC_clc增加。此外,在超过行驶功率曲线中的阈值的第二区间(图中的阴影时间段)中,原则上,电动机231不消耗电力,使得电池241的蓄电率SOC_clc被保持。然而,在高速行驶期间,通过强制发电的充电增加了电池241的蓄电率SOC_clc。
步骤S1004
设定单元213判定是否存在这样的中间地点:在估计为从当前地点到基地变化的电池241的蓄电率SOC_clc中,在该中间地点处,蓄电率SOC_clc达到电池241容许的上限值或下限值。电池241的容许上限值例如是导致过充电状态的蓄电率,且电池241的容许下限值例如是导致过放电状态的蓄电率。当存在蓄电率SOC_clc达到容许上限值或容许下限值的中间地点时(S1004,是),处理进行到步骤S1005。另一方面,当不存在蓄电率SOC_clc达到容许上限值或容许下限值的中间地点时(S1004,否),处理进行到步骤S1006。
步骤S1005
设定单元213将当前阈值P_swt确定(决定)为从阈值未确定地点到中间地点应用的正常阈值。该步骤中的阈值未确定地点是当此时的中间地点是蓄电率SOC_clc首次达到电池241的容许上限值或容许下限值的中间地点时的当前地点。然而,当蓄电率SOC_clc两次以上达到电池241的容许上限值或容许下限值时,阈值未确定地点是先前的中间地点。中间地点的数量没有限制。在确定了从未确定地点到中间地点的阈值之后,处理进行到步骤S1006。
步骤S1006
设定单元213基于估计了其变化的电池241的蓄电率SOC_clc计算直到车辆20从当前地点返回到基地为止由电动机231消耗的电动机行驶能量E_mg的估计值。基于在应用了当前阈值P_swt的行驶功率曲线中行驶功率等于或大于零的第一区间中的行驶功率的积分值来计算电动机行驶能量E_mg。当存在步骤S1005中确定的阈值时,将当前阈值P_swt和所确定的阈值应用于相应的时间段,以计算电动机行驶能量E_mg。在计算出电动机行驶能量E_mg之后,处理进行到步骤S1007。
步骤S1007
设定单元213判定电动机行驶能量E_mg是否等于目标消耗能量E_tgt(E_mg=E_tgt)。判定在当前阈值P_swt下目标消耗能量E_tgt是否能够被消耗恰好的量。当电动机行驶能量E_mg等于目标消耗能量E_tgt时(S1007,是),处理进行到步骤S1009。另一方面,当电动机行驶能量E_mg不等于目标消耗能量E_tgt时(S1007,否),处理进行到步骤S1008。
步骤S1008
设定单元213执行修改当前阈值P_swt的处理(阈值修改处理)。下面将描述阈值修改处理。在阈值P_swt被修改之后,处理进行到步骤S1003。
步骤S1009
设定单元213判定当前阈值P_swt是否超过预定行驶功率的值C_p。值C_p是内燃机221的效率差的行驶功率,并且指示当未超过值C_p时,有必要有意地增加发电量。当阈值P_swt超过值C_p时(S1009,是),处理进行到步骤S1012。另一方面,当阈值P_swt没有超过值C_p时(S1009,否),处理进行到步骤S1010。
步骤S1010
设定单元213将发电请求标志XF设定为“1”。当发电请求标志XF被设定为“1”时,处理进行到步骤S1011。
步骤S1011
设定单元213增加请求发电能量E_req。更具体地,设定单元213通过将少量的能量ΔE增加到先前的请求发电能量E_req(E_req←E_req+ΔE)来增加请求发电能量E_req。基于该处理所要求的速度和分辨率,可以任意设定少量的能量ΔE。当请求发电能量E_req增加时,处理进行到步骤S1002。
步骤S1012
设定单元213将当前阈值P_swt确定(决定)为从阈值未确定地点到基地应用的正常阈值。该步骤中的阈值未确定地点是当蓄电率SOC_clc改变而甚至一次也没有达到电池241的容许上限值或容许下限值时的当前地点。另一方面,当蓄电率SOC_clc至少一次达到电池241的容许上限值或容许下限值时,阈值未确定地点是最终达到容许上限值或容许下限值的中间地点。在确定了从未确定地点到基地的阈值之后,处理进行到步骤S1013。
步骤S1013
设定单元213生成数据,其中在步骤S1005和S1012中确定的一个以上阈值按时间序列连接,然后将所生成的数据保存为应用于车辆20从基地出发、在巡回路径上行驶并返回基地时的行驶的驾驶场景。当保存了驾驶场景时,驾驶场景生成处理结束。
将参考图11来描述图10A中步骤S1008所示的阈值修改处理。图11是图示由行驶控制装置210执行的阈值修改处理的示例的流程图。
步骤S1101
设定单元213判定电动机行驶能量E_mg是否大于目标消耗能量E_tgt(E_mg>E_tgt)。这是判定应该如何修改阈值P_swt。当电动机行驶能量E_mg大于目标消耗能量E_tgt时(S1101,是),处理进行到步骤S1102。另一方面,当电动机行驶能量E_mg不大于目标消耗能量E_tgt时(S1101,否),处理进行到步骤S1103。
步骤S1102
设定单元213减小阈值P_swt,因为即使当估计的再生能量E_est全部被消耗时,仍存在电能短缺。具体地,设定单元213将当前阈值P_swt改变为减小了少量的功率ΔP的值(P_swt←P_swt-ΔP)。可以基于电源的性能、电动机行驶能量E_mg和目标消耗能量E_tgt之间的差来任意设定少量的功率ΔP。此外,作为在步骤S1102中减小阈值P_swt的方法,除了将阈值P_swt减小作为固定值的功率量ΔP的方法之外,还可以使用将当前阈值P_swt和作为最小可设定阈值的下限阈值P_swt_min之间的中间值设定为修改后的阈值的方法(P_swt←(P_swt+P_swt_min)/2)(即,二分搜索法)。当阈值P_swt减小时,阈值修改处理结束。
步骤S1103
设定单元213增加阈值P_swt,因为估计的再生能量E_est不能被完全消耗。具体地,设定单元213将当前阈值P_swt改变为增加了少量的功率ΔP的值(P_swt←P_swt+ΔP)。可以基于电源的性能、电动机行驶能量E_mg和目标消耗能量E_tgt之间的差来任意设定少量的功率ΔP。此外,作为用于在步骤S1103中增加阈值P_swt的方法,除了将阈值P_swt增加作为固定值的功率量ΔP的方法之外,还可以使用将当前阈值P_swt和上限阈值P_swt_max之间的中间值设定为修改后的阈值的方法(P_swt←(P_swt+P_swt_max)/2)(二分搜索法)。当阈值P_swt增加时,阈值修改处理结束。
当生成驾驶场景时,根据获取的行驶功率曲线、速度曲线和初始蓄电率SOC_stt,可能无法实现全部估计的再生能量E_est的消耗和车辆20返回基地时的目标蓄电率SOC_tgt的获取。在这种情况下,可以通过优先考虑全部估计的再生能量E_est的消耗或车辆20返回基地时的目标蓄电率SOC_tgt的获取来生成驾驶场景。可选地,可以通过优先考虑蓄电率SOC_clc没有达到容许上限值或容许下限值来生成驾驶场景。
通过上述车辆20中的处理,可生成一种驾驶情景,其中估计车辆20从基地出发、在巡回路径上行驶和返回基地的一次行程中的功率消耗的变化、回收的再生能量E_est的量和高效率的生成能量E_gen,并基于这些估计,可以提高燃油效率,同时旨在实现目标消耗能量E_tgt的有效消耗(包括全部估计的再生能量E_est的消耗)和车辆20返回基地时的目标蓄电率SOC_tgt的获取。此外,当估计值和通过实际行驶获得的值之间的偏差变大时,修正驾驶场景,使得始终能够实现最佳行驶控制。
操作和效果
如上所述,利用根据本实施例的信息处理装置,通过使用指示作为递送目的地的多个巡回地点的信息的递送目的地数据和指示关于车辆能够行驶到的多个巡回地点中的两个巡回地点之间的路径的信息的道路/交通环境数据,在考虑关于车辆行驶路径的实时交通信息的同时,确定指示用于车辆的多个巡回地点的最佳顺序的巡回路径,通过该巡回路径形成多个巡回地点的巡回。在这种情况下,信息处理装置基于在利用电动机的低速行驶和利用内燃机的高速行驶中消耗的能量的差异来确定使车辆的燃油消耗最小化的巡回路径。通过该处理,能够确定适用于提高混合动力车辆的燃油效率的巡回路径。
此外,利用根据本实施例的行驶控制装置,通过使用行驶功率曲线在早期阶段定量的估计回收的再生能量的量,该行驶功率曲线按时间顺序示出了车辆在信息处理装置所确定的巡回路径上行驶期间的在动力源中产生的行驶功率的预期变化。此外,通过使用按时间顺序示出车辆在巡回路径上行驶期间的预期车辆速度的速度曲线,估计在高速行驶期间通过高效率的发电能够获得的生成能量。因此,通过利用估计结果,能够考虑电池的目标蓄电率来执行合适的车辆行驶控制。
然后,行驶控制装置进行控制,以使车辆在发动机效率较低的行驶条件下通过驱动电动机而行驶,并尽可能在高效率范围内驱动内燃机。此外,当可以估计存在大量再生能量时,诸如当下坡时,行驶控制装置预先降低电池的蓄电率以消除或减少未回收的能量。此外,行驶控制装置在发动机效率良好的高速行驶期间积极地控制发电,增加车辆能够使用电动机行驶的时间段,从而提高燃油效率。此外,由于行驶控制装置通过设定第一区间和第二区间来控制行驶模式,使得电池的蓄电率不超过容许上限值并且不低于容许下限值,因此,能够防止电池的劣化。通过这些控制,能够有利地提高燃油效率,同时实现目标消耗能量的有效消耗(包括全部估计的再生能量的消耗)和车辆返回基地时的目标蓄电率的获取。
尽管上文描述了本公开的实施例,但本公开不仅可理解为信息处理装置,还可以理解为由包括处理器和存储器的信息处理装置执行的方法或程序、存储程序的计算机可读非暂时性存储介质、包括信息处理装置和车辆的系统等。
例如,当期望向车辆提供关于行驶的信息时,可以使用本公开的信息处理装置等。
Claims (10)
1.一种信息处理装置,其确定路径,通过所述路径形成多个地点的巡回,所述信息处理装置包括:
获取单元,其被配置为获取关于所述多个地点的地点信息;
确定单元,其被配置为基于由所述获取单元获取的所述地点信息和交通信息,针对所述多个地点确定满足第一条件的巡回路径;以及
发送单元,其被配置为将由所述确定单元确定的所述巡回路径发送到外部。
2.根据权利要求1所述的信息处理装置,其中,所述发送单元被配置为将所述巡回路径发送到具有作为动力源的电动机和内燃机的车辆。
3.根据权利要求2所述的信息处理装置,其中,所述确定单元被配置为确定使所述车辆的燃油消耗最小化的巡回路径作为所述第一条件。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的信息处理装置,其中,所述地点信息包括所述多个地点中的各对能够行驶的地点之间的距离、道路类型、坡度和交通信号灯数量中的至少一个。
5.根据权利要求4所述的信息处理装置,其中,所述道路类型包括普通道路和高速公路。
6.一种包括车辆和信息处理装置的系统,所述信息处理装置确定所述车辆的路径,通过所述路径形成多个地点的巡回,其中所述信息处理装置包括:
获取单元,其被配置为获取关于所述多个地点的信息;
确定单元,其被配置为基于由所述获取单元获取的所述信息和交通信息,针对所述多个地点确定使所述车辆的燃油消耗最小化的巡回路径;以及
发送单元,其被配置为将由所述确定单元确定的所述巡回路径发送到所述车辆。
7.根据权利要求6所述的系统,其中:
所述车辆配备有作为动力源的电动机和内燃机;以及
所述系统包括:
接收单元,其被配置为接收由所述信息处理装置的所述发送单元发送的所述巡回路径;
设定单元,其被配置为基于所述巡回路径来设定所述车辆将通过驱动所述电动机而进行行驶的第一区间和所述车辆将通过驱动所述内燃机而进行行驶的第二区间;以及
控制单元,其被配置为基于所述第一区间和所述第二区间来控制所述车辆的行驶。
8.根据权利要求7所述的系统,其中,所述设定单元被配置为设定所述第一区间和所述第二区间,使得在所述第二区间中行驶时生成在所述第一区间中行驶时消耗的能量。
9.一种由信息处理装置执行的方法,所述信息处理装置确定路径,通过所述路径形成多个地点的巡回,所述方法包括:
获取关于所述多个地点的信息;
基于所述信息和交通信息针对所述多个地点确定满足第一条件的巡回路径;并且
将确定的所述巡回路径发送到外部。
10.一种存储介质,其存储由信息处理装置的计算机执行的程序,所述信息处理装置包括处理器和存储器,并且确定路径,通过所述路径形成多个地点的巡回,所述程序包括:
获取关于所述多个地点的信息;
基于所述信息和交通信息针对所述多个地点确定满足第一条件的巡回路径;并且
将确定的所述巡回路径发送到外部。
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